KR20160003595U

KR20160003595U - 열선 코일의 교체가 용이한 발열체

Info

Publication number: KR20160003595U
Application number: KR2020150002903U
Authority: KR
Inventors: 허혁재
Original assignee: 허혁재
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2016-10-18

Abstract

본 고안은 발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열선 코일의 교체가 용이한 발열체에 관한 것이다. 본 고안에 따른 발열체는 베이스와 열선 코일 조립체를 포함한다. 베이스는 제1면, 상기 제1면과 나란한 제2면, 상기 제1면 및 제2면과 직교하는 제1측면과 제2측면을 구비한다. 그리고 베이스의 상기 제2면에는 제1측면과 제2측면을 관통하는 복수의 직선형 채널들이 형성된다. 열선 코일 조립체는 상기 베이스의 제1측면의 외측에 배치되는 적어도 하나의 제1연결부와, 상기 베이스의 제2측면의 외측에 배치되는 적어도 하나의 제2연결부와, 상기 채널들에 삽입되는 복수의 코일부와, 상기 제1연결부와 상기 코일부를 연결하며 상기 채널의 제2면 측을 통과할 수 있도록 구성된 복수의 연장부를 구비한다. 그리고 상기 복수의 코일부들은 상기 연장부와 연결된 제1연결부와 상기 제2연결부에 의해서 직렬로 연결된다. 또한, 상기 열선 코일 조립체는 상기 제1연결부를 상기 제2면에서 멀어지는 방향으로 이동시키면, 상기 연장부의 적어도 일부가 상기 채널의 제2면 측을 통해서 채널을 벗어나면서 상기 제1연결부가 상기 제1측면으로부터 벗어나 상기 제2면 위에 배치될 수 있도록 구성된다. 본 고안에 따른 발열체는 열선 코일 조립체의 교체가 매우 용이하다.

Description

열선 코일의 교체가 용이한 발열체{Heater with easily-replaceable heating coils}

본 고안은 발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열선 코일의 교체가 용이한 발열체에 관한 것이다.

도 1은 종래의 발열체의 일예를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 발열체(10)는 채널(13)이 형성된 세라믹 베이스(12)에 열선 코일(11)이 지그재그 형태로 끼워져 있다. 채널(13)의 상부는 열선 코일(11)의 지름에 비해서 폭이 좁기 때문에 열선 코일(11)은 채널(13)의 개방된 상부를 통과할 수 없으며, 지그재그 형태로 끼워져 있어서, 열선 코일(11)을 밀거나 당겨도 열선 코일(11)을 채널(12)에서 분리하기 어렵다. 따라서 이 발열체(10)에서 열선 코일(11)을 교체하기 위해서는 열선 코일(11)을 절단해야 한다는 문제가 있었다.

도 2는 종래의 발열체의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 발열체(20)는 열선(21)이 세라믹 보드(22)에 내장된 형태였다. 종래의 발열체(20)는 금형에 바인더와 혼합된 이소라이트나 글라스 울 등을 투입하고, 그 위에 열선을 올리고 다시 바인더와 혼합된 이소라이트나 글라스 울을 이용하여 열선을 덮은 후 진공성형하여 발열체(20)를 제조하였다.

이러한 발열체(20)는 축열량이 적고, 단열성이 우수하며, 경량이라는 장점이 있어서 다양한 분야에 사용된다. 그러나 강도가 매우 약하다는 문제가 있었다. 또한, 열선(21)이 끊어진 경우에 열선(21)을 세라믹 보드(22)에서 분리할 수 없으므로, 발열체(20) 자체를 교체해야 한다는 문제가 있었다. 발열체(20) 자체를 교체하므로 폐기물이 많이 발생하고, 발열체(20) 교체 비용이 많이 발생한다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강도가 강하며, 열선 코일의 교체가 용이한 발열체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 발열체는 베이스와 열선 코일 조립체를 포함한다.

베이스는 제1면, 상기 제1면과 나란한 제2면, 상기 제1면 및 제2면과 직교하는 제1측면과 제2측면을 구비한다. 그리고 베이스의 상기 제2면에는 제1측면과 제2측면을 관통하는 복수의 직선형 채널들이 형성된다.

열선 코일 조립체는 상기 베이스의 제1측면의 외측에 배치되는 적어도 하나의 제1연결부와, 상기 베이스의 제2측면의 외측에 배치되는 적어도 하나의 제2연결부와, 상기 채널들에 삽입되는 복수의 코일부와, 상기 제1연결부와 상기 코일부를 연결하며 상기 채널의 제2면 측을 통과할 수 있도록 구성된 복수의 연장부를 구비한다. 그리고 상기 복수의 코일부들은 상기 연장부와 연결된 제1연결부와 상기 제2연결부에 의해서 직렬로 연결된다.

또한, 상기 열선 코일 조립체는 상기 제1연결부를 상기 제2면에서 멀어지는 방향으로 이동시키면, 상기 연장부의 적어도 일부가 상기 채널의 제2면 측을 통해서 채널을 벗어나면서 상기 제1연결부가 상기 제1측면으로부터 벗어나 상기 제2면 위에 배치될 수 있도록 구성된다.

본 고안에 따른 발열체는 열선 코일 조립체의 교체가 매우 용이하다. 따라서 발열체의 열선 코일에 문제가 생긴 경우, 열선 코일을 절단하지 않고, 열선 코일 조립체를 간단히 교체할 수 있다.

도 1은 종래의 발열체의 일예를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 발열체의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 고안에 따른 발열체의 일실시예의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 발열체의 좌측면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 발열체의 우측면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 발열체의 길이방향 단면도이다.
도 7은 열선 코일 조립체를 베이스로부터 분리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 관한 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항에 의해서 정의될 뿐이다.

도 3은 본 고안에 따른 발열체의 일실시예의 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 발열체의 좌측면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 발열체의 우측면도이며, 도 6은 도 3에 도시된 발열체의 길이방향 단면도이다. 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 발열체(100)는 베이스(110)와 열선 코일 조립체(120)를 포함한다.

베이스(110)는 제1면(111)과 제1면(111)과 나란한 제2면(112)을 구비한다. 또한, 제1면(111) 및 제2면(112)과 직교하는 제1측면(113)과 제2측면(114)을 구비한다.

베이스(110)는 코디어라이트, 알루미나, 지르코니아, 실리카 등 세라믹으로 이루어진다. 베이스(110)는 세라믹 파우더를 바인더와 혼합하여 성형한 후에 고온에서 소결하여 제조할 수 있다.

베이스(110)의 제2면(112)에는 네 개의 채널(115)이 베이스(110)의 길이 방향을 따라 형성된다. 채널(115)은 단면의 형상이 대체로 원형인 코일수용부(115a)와 코일수용부(115a)의 지름에 비해서 폭이 좁은 사각형 형상의 단면을 가진 개방부(115b)를 포함한다.

도시하지 않았지만 채널(115)의 끝 부분은 세라믹 파이버 등의 단열재로 밀봉하여 열이 채널(115)의 끝 부분을 통해서 손실되는 것을 최소화할 수 있다.

열선 코일 조립체(120)는 네 개의 코일부(121), 하나의 제1연결부(122), 두 개의 제2연결부(123) 및 두 개의 연장부(124)를 포함한다. 필요한 경우에 코일부(121)는 다섯 개 이상일 수 있으며, 제1연결부(122), 제2연결부(123) 및 연장부(124)의 개수도 코일부(121)의 개수에 따라서 변경될 수 있다.

열선 코일 조립체(120)의 코일부(121), 제2연결부(123), 연장부(124)는 하나의 열선을 이용하여 일체로 제조할 수 있다. 본 실시예에는 제1연결부(122)는 별도의 플레이트를 사용하였으나, 제1연결부(122)도 열선을 이용하여 일체로 제조할 수도 있다. 열선은 니켈 크롬 합금, 철 크롬 합금 등으로 이루어진다.

코일부(121)는 열선을 나선상으로 구부려 원통꼴로 만드는 방법으로 형성할 수 있다. 코일부(121)들은 채널(115)의 코일수용부(115a)들에 각각 삽입된다. 채널(115)의 개방부(115b)는 코일부(121)의 지름에 비해서 폭이 좁기 때문에 코일수용부(115a)에 삽입된 코일부(121)는 채널(115)의 개방부(115b)를 통과할 수 없다. 따라서 베이스(110)가 뒤집혀도 코일부(121)가 채널(115)에서 빠지지 않는다.

네 개의 코일부(121)는 연장부(124), 제1연결부(122) 및 제2연결부(123)에 의해서 직렬로 연결된다. 제2연결부(123)는 한 쌍의 코일부(121) 사이의 열선을 아치형 또는 ㄷ자 형으로 구부리거나 직선으로 남겨두는 방법으로 만들 수 있다. 또한, 제2연결부(123)도 코일 형태일 수도 있다. 하나의 제2연결부(123a)는 첫 번째 코일부(121a)와 두 번째 코일부(121b)를 직렬로 연결하며, 다른 하나의 제2연결부(123b)는 세 번째 코일부(121c)와 네 번째 코일부(121d)를 직렬로 연결한다.

제2연결부(123)에 의해서 연결된 코일부(121)들은 제1연결부(122)에 의해서 다시 연결된다. 코일부(121)와 제1연결부(122)는 열선을 직선 상태로 남겨둔 연장부(124)에 의해서 연결된다. 연장부(124)는 다른 형태일 수도 있으나, 채널(115)의 개방부(115b)의 폭보다 그 폭이 작아야 한다. 연장부(124)는 채널(115)에서 쉽게 빠져나올 수 있어야 하기 때문이다.

제1연결부(122)와 연장부(124)는 용접을 통해서 연결할 수 있다. 제1연결부(122)는 플레이트 형태이거나 도선 형태일 수 있다. 도선 형태인 경우에는 열선 코일 조립체(120)의 다른 부분과 마찬가지로 열선을 구부려서 제작할 수 있다. 예를 들어, 열선을 아치형으로 구부려서 제1연결부(122)를 형성할 수도 있으며, 단순한 직선 형태일 수도 있다.

열선 코일 조립체(120)에 있어서, 제1연결부(122)와 제2연결부(123)는 채널(115)의 외부에 배치되며, 코일부(121)와 연장부(124)는 채널의 내부에 배치된다. 제1연결부(122)는 베이스(110)의 제1측면(113) 외측에 배치되며, 제2연결부(123)는 베이스(110)의 제2측면(114) 외측에 배치된다. 제1연결부(122)와 제2연결부(123)는 제1측면(113)과 제2측면(114)에 밀착될 수도 있으며, 약간 떨어져서 배치될 수도 있다.

또한, 열선 코일 조립체(120)의 양 끝 코일부들(121a, 121d)의 끝단에는 리드부(125)가 연결된다. 리드부(125)는 외부 전원과 연결된다.

다음으로, 상술한 바와 같은 구성의 열선 코일 조립체(120)를 베이스(110)에서 분리하는 방법을 도 7을 참고하여 설명한다.

먼저, 제1연결부(122)를 들어 올려서 제1연결부(122)가 제1측면(113)으로부터 벗어나게 하면서 베이스(110)의 제2면(112) 위에 올린다. 제1연결부(122)와 코일부(121)를 연결하고 있는 연장부(124)의 폭이 채널(115)의 개방부(115b)에 비해서 좁기 때문에 연장부(124)의 일부가 채널(115)을 벗어나면서 제1연결부(122)가 쉽게 들린다.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1연결부(122)를 제2측면(114) 측으로 민다. 제1연결부(122)가 제2면(112) 위에 배치되어 제1측면(113)에 걸리지 않기 때문에 제1연결부(122)를 밀면, 열선 코일 조립체(120) 전체가 밀리면서, 베이스(110)로부터 분리된다.

열선 코일 조립체(120)를 베이스(110)에 설치하는 방법은 분리하는 방법의 역순이다. 즉, 제1연결부(122)를 제2면(112)위에 올린 상태로 제1연결부(122)를 제1측면(113) 방향으로 당기면 네 개의 코일부(121)가 채널에 삽입된다. 제1연결부(122)를 계속 당기면, 제1연결부(122)가 제2면(112)을 모두 거쳐 제1측면(113)의 외측에 배치되면서 장착이 완료된다.

마지막으로, 상술한 구성의 발열체의 작용에 대해서 설명한다.

발열체의 열선 코일 조립체(120)의 리드부(125)에 전원을 연결하면, 줄열에 의해서 열이 발생한다. 발생한 열은 채널(115)의 개방부(115b)를 통해서 복사열로 바로 전달된다. 또한, 열선 코일 조립체(120)에 의해서 발생한 열에 의해서 가열된 베이스(110)를 통해서 전도열로 전달되거나, 가열된 베이스(110)에 의한 복사열로 전달된다.

또한, 베이스(110)는 온도 상승에 따라서 저항 값이 감소하는 세라믹 물질로 이루어지므로, 온도가 충분히 상승하면, 베이스(110)에도 누설 전류가 흐르게 되어, 베이스(110) 자체에서도 줄열에 의한 열이 발생할 수 있다. 이때, 열선 코일 조립체(120)는 일종의 전극이 된다. 베이스(110)는 보통 접지되어 있으며, 열선 코일 조립체(120)는 전위가 상대적으로 높으므로, 이 전위차에 의해서 베이스(110)에 전류가 흐를 수 있다. 즉, 온도가 충분히 상승하면, 베이스(110) 자체도 열선 코일 조립체(120)와 함께 줄열에 의한 발열을 하게 된다.

이상, 바람직한 실시예를 들어 본 고안을 설명하였으나, 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.

110: 베이스 111: 제1면
112: 제2면 113: 제1측면
114: 제2측면 115: 채널
120: 열선 코일 조립체 121: 코일부
122: 제1연결부 123: 제2연결부
124: 연장부 125: 리브부

Claims

제1면, 상기 제1면과 나란한 제2면, 상기 제1면 및 제2면과 직교하는 제1측면과 제2측면을 구비하며, 상기 제2면에 제1측면과 제2측면을 관통하는 복수의 직선형 채널들이 형성된 베이스와,
상기 베이스의 제1측면의 외측에 배치되는 적어도 하나의 제1연결부와, 상기 베이스의 제2측면의 외측에 배치되는 적어도 하나의 제2연결부와, 상기 채널들에 삽입되는 복수의 코일부와, 상기 제1연결부와 상기 코일부를 연결하며 상기 채널의 제2면 측을 통과할 수 있도록 구성된 복수의 연장부를 구비하며, 상기 복수의 코일부들은 상기 연장부와 연결된 제1연결부와 상기 제2연결부에 의해서 직렬로 연결된 열선 코일 조립체를 포함하며,
상기 열선 코일 조립체는 상기 제1연결부를 상기 제2면에서 멀어지는 방향으로 이동시키면, 상기 연장부의 적어도 일부가 상기 채널의 제2면 측을 통해서 채널을 벗어나면서 상기 제1연결부가 상기 제1측면으로부터 벗어나 상기 제2면 위에 배치될 수 있도록 구성된 발열체.
제1항에 있어서,
상기 채널은 상기 코일부가 삽입되는 코일수용부와 상기 코일부의 직경에 비해서 폭이 좁으며, 상기 연장부의 폭에 비해서 폭이 넓은 개방부를 포함하는 발열체.
제1항에 있어서,
상기 제1연결부는 플레이트 형태인 발열체.
제1항에 있어서,
상기 제2연결부는 인접하는 코일부들을 연결하는 아치형인 발열체.
제1항에 있어서,
상기 채널의 양단은 단열재에 의해서 단열처리된 열처리로용 발열체.
제1항에 있어서,
상기 베이스는 코디어라이트, 알루미나, 지르코니아, 실리카 중에서 적어도 하나를 포함하는 열처리로용 발열체.