KR20170075983A - 탄소사를 이용한 고안정 발열선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄소사를 이용한 고안정 발열선에 관한 것이다.
본 발명은 탄소사가 복수가닥으로 뭉쳐져 탄소사 다발(100)을 이룬 상태에서 그 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체(200)가 나선 형태로 감싸져 결합되고, 상기 제1피복체(200)의 외측에 내구성을 위해 유리섬유가 그믈형태로 짜여진 제2피복체(300)가 결합되며, 상기 제2피복체(300)의 외측에 실리콘층(400)이 도포되고, 상기 실리콘층(400)의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체(500)가 감싸져 결합된다.
본 발명은 탄소사 다발, 제1피복체, 제2피복체, 실리콘층, 제3피복체를 순차적으로 결합시켜 발열선을 제조함에 따라 전자파 차단은 물론 수분 침투를 방지하여 전기적 안정성을 가지게 되고 더불어 피복체를 통해 탄소사를 보호함에 따라 전기적 특성을 최대한 보호할 수 있는 장점이 있다.

Description

탄소사를 이용한 고안정 발열선 및 그 제조방법{HEATING WIRE USING CARBON}

본 발명은 발열선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원 인가시 고온에서도 화재의 염려없이 안정되게 발열 상태를 유지할 수 있도록 하여 비닐하우스 등의 난방용으로 적용할 수 있는 탄소사를 이용한 고안정 발열선 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기장판, 전기매트, 전기요, 시트, 바닥재 등의 침구류에는 내부에 전원 인가시 고온으로 발열되는 발열선이 내장되며 상기 발열선의 방열을 통해 겨울철 난방을 하게 된다.

상기한 발열선은 판형의 침구류에 배열되어 발열선으로부터 발열되는 열기에 의해 침구류를 가열시켜, 상기 침구류에 앉거나 누워있는 사람이 따뜻한 상태에서 휴식을 취할 수 있도록 되어 있다.

통상 그 구조를 살펴보면 폴리에스터 실(thread)이나 글라스 울로 이루어진 심실과, 상기 심실의 외주면을 감싸는 전열선과, 상기 전열선 외주면에 절연을 시키기 위하여 피폭되는 절연체와, 상기 절연체의 외주면에서 도선이나 그물 형태로 배선되어 접지되는 실드(shield), 및 상기 실드 위에 피복되는 외부 절연체 등으로 이루어져 있다.

상기 전열선과 상기 실드는 각 일측 끝단이 전기적으로 직렬이 되도록 각 끝단이 접속되어 전기적으로 직렬로 연결되며, 이들의 각 선단부는 전원의 (+)(-) 단자에 각각 연결되는 전원입력단자가 된다.

하지만 상기한 경우 전기가 흘러 전기장과 유도 자기장이 발생하게 되고 이때 인체에 유해한 전자기파가 발생하게 되는 문제점이 있다.

최근에는 전자파를 차단함과 동시에 안정성을 갖춘 발열선이 제시되고 있다. 그 한 예로서, 대한민국 실용등록 제20-0450984호로 자동 온도 과승 방지 발열선이 제시된 바 있다.

이는, 전기장판 ,전기요 ,전기매트, 전기 뜸질기, 전기방석, 전열보드등에 사용되는 발열선에 있어서, 일반 발열선을 주 발열체로하고 PTC 발열선을 보조 발열체 및 온도센서로 사용하여 각각 직렬로 결합하고, 일반 발열체와 PTC발열체에 걸리는 양단의 전압 및 소비전력이 표면온도 50도 이상에서 상호 반전되도록 발열체의 길이와 저항값을 설계하여, 온도가 과승되는 것을 방지한 것이다.

하지만 상기한 발열선의 경우 온도의 상승을 방지하고자 하는 경우 센서 감지를 통한 전원 조절을 통해 이루어지는 것으로 센싱 오차시 위험이 초래되는 문제점이 있다.

대한민국 실용등록 제20-0457814호 공고일 2012년 01월 05일 대한민국 특허등록 제10-0774633호 공고일 2007년 11월 08일 대한민국 실용등록 제20-0450984호 공고일 2010년 11월 15일

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은,

전기에너지를 통해 열을 발산하는 발열선이 150도 이상의 고온에서도 화재 등의 염려없이 안정되게 열을 발산하도록 하는데 있다.

다시말해,

비닐하우스 등에 적용하여도 화재 등으로부터 안전하게 보호하며 난방할 수 있도록 하는 탄소사를 이용한 고안정 발열선을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 탄소사가 복수가닥으로 뭉쳐져 탄소사 다발을 이룬 상태에서 그 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체가 나선 형태로 감싸져 결합되고, 상기 제1피복체의 외측에 내구성을 위해 유리섬유가 그믈형태로 짜여진 제2피복체가 결합되며, 상기 제2피복체의 외측에 실리콘층이 도포되고, 상기 실리콘층의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체가 감싸져 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따라 본 발명은 탄소사를 복수가닥으로 뭉쳐 원형의 탄소사 다발을 이루도록 하는 탄소사 합침단계; 복수가닥이 합침된 탄소사 다발의 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체를 나선 형태로 감싸는 제1피복체 결합단계; 상기 제1피복체의 결합후 상기 제1피복체의 외측에 유리섬유를 그믈형태로 짠 제2피복체를 결합시키는 제2피복체 결합단계; 상기 제2피복체의 결합후 상기 제2피복체의 외측에 실리콘층을 도포하는 실리콘층 피복단계; 상기 실리콘층 피복단계후 상기 실리콘층의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체를 감싸며 결합시키는 제3피복체 결합단계를 수행하여 제조할 수 있다.

본 발명은 탄소사 다발, 제1피복체, 제2피복체, 실리콘층, 제3피복체를 순차적으로 결합시켜 발열선을 제조함에 따라 150도 이상의 고열에도 견딜 수 있도록 함과 더불어 전자파 차단은 물론 수분 침투를 방지하여 전기적 안정성을 가지게 되고 더불어 피복체를 통해 탄소사를 보호함에 따라 전기적 특성을 최대한 보호할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탄소사를 이용한 고안정 발열선의 요부 절개사시도.
도 2는 도 1의 측단면도.
도 3은 도 1 또는 도 2에서 제3 피복체의 피복상태 사시도.
도 4는 도 3의 "D-D"선 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 탄소사를 이용한 고안정 발열선의 제조과정을 도시한 흐름도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 4의 도시에 의하여 탄소사가 복수가닥으로 뭉쳐져 탄소사 다발(100)을 이룬 상태에서 그 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체(200)가 나선 형태로 감싸져 결합되고, 상기 제1피복체(200)의 외측에 내구성을 위해 유리섬유가 그믈형태로 짜여진 제2피복체(300)가 결합되며, 상기 제2피복체(300)의 외측에 실리콘층(400)이 도포되고, 상기 실리콘층(400)의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체(500)가 감싸져 결합된다.

상기 탄소사 다발(100)은, 탄소사 복수가닥이 서로 뭉쳐져 다발을 이룬 것이며, 탄소사를 통해 전기적 통전이 가능하도록 하게 된다.

상기 제1피복체(200)는, 유리섬유(glass fiber) 소재로 이루어진 섬유판이 상기 탄소사 다발(100)의 외측을 나선(spiral shield) 형태로 감아서 결합시킨 것이다.

이는, 수분 침투의 방지와 더불어 나선 형태의 감김을 통해 내구성을 증대시키게 된다.

상기 제2피복체(300)는, 유리섬유(glass fiber) 소재로 이루어진 섬유판이 상기 제1피복체(200)의 외측을 그믈형태((braided shield)로 꼬아서 된 형태로 감겨져 결합된다.

이는, 얇은 판 형태의 그믈로 짜여진 상태에서 상기 제1 피복체(200)의 외측을 감게됨에 따라 휘어듬 등에 의한 복원력 증대를 가지게 된다.

상기 실리콘층(400)은, 실리콘을 상기 제2피복체(300)의 외측에 적정 두께로 도포하면 되고 경화시 절연 역할을 하게 된다.

상기 실리콘층(400)은, 그 외측에 테프론을 추가로 감아서 사용할 수 있고, 또한 상기 실리콘층(400)을 테프론으로 대체하여 사용할 수 있다.

상기 제3피복체(500)는, 상기 실리콘층(400)을 감싸며 결합되는 것이며, 유리섬유가 조밀하게 짜여진 상태에서 전체를 감싸며 결합되어 외관의 미려함과 함께 수분 침투를 완전 방지하게 된다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 탄소사를 이용한 고안정 발열선의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 5의 도시에 의하여 탄소사를 복수가닥으로 뭉쳐 원형의 탄소사 다발(100)을 이루도록 하는 탄소사 합침단계(S1)를 수행하고, 연속해서 복수가닥이 합침된 탄소사 다발(100)의 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체(200)를 나선 형태로 감싸는 제1피복체 결합단계(S2)를 수행한다. 그런다음 상기 제1피복체(200)의 결합후 상기 제1피복체(200)의 외측에 유리섬유를 그믈형태로 짠 제2피복체(300)를 결합시키는 제2피복체 결합단계(S3)를 수행하고, 연속해서 상기 제2피복체(300)의 결합후 상기 제2피복체(300)의 외측에 실리콘층(400)을 도포하는 실리콘층 피복단계(S4)를 수행한다. 이후, 상기 실리콘층 피복단계후 상기 실리콘층(400)의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체(500)를 감싸며 결합시키는 제3피복체 결합단계(S5)를 수행하면 제조가 완료된다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하고 도시하였지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 탄소사 다발
200: 제1피복체
300: 제2피복체
400: 실리콘층
500: 제3피복체

Claims (2)

1. 탄소사가 복수가닥으로 뭉쳐져 탄소사 다발을 이룬 상태에서 그 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체가 나선 형태로 감싸져 결합되고, 상기 제1피복체의 외측에 내구성을 위해 유리섬유가 그믈형태로 짜여진 제2피복체가 결합되며, 상기 제2피복체의 외측에 실리콘층이 도포되고, 상기 실리콘층의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체가 감싸져 결합된 것을 특징으로 하는 탄소사를 이용한 고안정 발열선.
   
2. 탄소사를 복수가닥으로 뭉쳐져 탄소사 다발을 이루도록 하는 탄소사 합침단계;
   복수가닥이 합침된 탄소사 다발의 외측에 유리섬유로 이루어진 제1피복체를 나선 형태로 감싸는 제1피복체 결합단계;
   상기 제1피복체의 결합후 상기 제1피복체의 외측에 유리섬유를 그믈형태로 짠 제2피복체를 결합시키는 제2피복체 결합단계;
   상기 제2피복체의 결합후 상기 제2피복체의 외측에 실리콘층을 도포하는 실리콘층 피복단계;
   상기 실리콘층 피복단계후 상기 실리콘층의 외측에 유리섬유 소재의 제3피복체를 감싸며 결합시키는 제3피복체 결합단계를 수행하여 제조함을 특징으로 하는 탄소사를 이용한 고안정 발열선 제조방법.
   

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