KR20190040881A - 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트 및 이의 제작 방법 - Google Patents
다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트 및 이의 제작 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190040881A KR20190040881A KR1020180049566A KR20180049566A KR20190040881A KR 20190040881 A KR20190040881 A KR 20190040881A KR 1020180049566 A KR1020180049566 A KR 1020180049566A KR 20180049566 A KR20180049566 A KR 20180049566A KR 20190040881 A KR20190040881 A KR 20190040881A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ceramic
- wire
- heat generating
- heating
- layer
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 216
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 174
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 121
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 77
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 39
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 39
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 39
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 29
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 18
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- -1 loess Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
- H05B3/688—Fabrication of the plates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/06—Roasters; Grills; Sandwich grills
- A47J37/067—Horizontally disposed broiling griddles
- A47J37/0676—Horizontally disposed broiling griddles electrically heated
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
- H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
- H05B3/283—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
본 발명은 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트에 관한 것으로, 세라믹 가열 플레이트의 내부에 매설되고, 전류 인가에 따라 발열하는 열선 다발을 구비한 발열부와; 도전성이 우수한 동선과 이 동선의 외주면 둘레에 배치된 피복층을 구비하고, 접속단자를 통해 발열부의 양 단부에 결합되는 리드선; 접속단자에 커넥터를 접속시켜 발열부에 전원공급을 조절하는 제어부; 발열부와 리드선 사이에 개재되는 땜납층; 및 발열부와 리드선 및 땜납층의 결선 부위를 둘러싸는 알루미늄층과, 알루미늄층과 발열부의 일부 및 리드선의 일부를 밀봉하는 테프론 코팅층을 구비하여, 발열부와 리드선을 전기연통가능하게 결선하는 결속부;로 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명은 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법과 함께 발열부와 리드선의 결선 방법을 포함한다.
특히, 본 발명은 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법과 함께 발열부와 리드선의 결선 방법을 포함한다.
Description
본 발명은 2017년 10월 11일자로 출원된 대한민국 특허출원 제10-2017-0129918호에 의거하여 우선권 주장되었으며, 상기 특허출원은 본 명세서에 병합된다.
본 발명은 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트에 관한 것으로, 특히 피조리물을 가열조리할 수 있는 조리기기에 채용될 수 있는 세라믹 가열 플레이트와 이의 제작 방법을 포함한다.
일반적으로, 온열기구는 탄소섬유 열선과 같은 발열소재의 양 단자에 전류를 인가시키는 과정에서 탄소섬유에 저항열을 발생시켜 전기에너지를 열에너지로 전환하여 사용한다.
덧붙여서, 탄소섬유는 발열시 원적외선, 음이온 등의 방출 효과가 알려지면서 최근에는 발열소재로 점차 많이 보금되고 있는 추세이다.
특허문헌 1은 탄소발열체를 내부에 매설한 황토불판을 제안하고 있는데, 예컨대 내열성바인더를 수단으로 하여 소성공정없이 제작된 황토불판의 일면에 탄소발열체를 배치될 수 있도록 되어 있다. 이러한 구조는 각 구성부재들 간의 결합관계가 취약할 뿐만 아니라 피조리물에서 배출되는 기름 등의 이물질이 황토불판 내부로 함침될 소지가 높다.
본 발명은 전술된 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 탄소섬유 열선과 합금 열선 외부에 방수(放水)를 포함한 방오(防汚) 가공하고 길게 뻗어 있는 발열부를 통해 조리기기를 가열하여 피조리물의 육질 및/또는 풍미를 배가시킬 수 있는 세라믹 가열 플레이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 발열부와 리드선과의 신뢰할 수 있는 결선(結線)상태를 유지할 수 있는 구조를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트는, 열선 다발과, 열선 다발의 길이방향을 따라 외주면 둘레를 나선형으로 감아 권취하는 동박 테이프, 및 열선 다발을 속박하는 동박 테이프 외주면에 편조되어 배치되는 편조층을 구비한 발열부와; 도전성이 우수한 동선과 동선의 외주면 둘레에 배치된 피복층을 구비하고, 접속단자를 통해 발열부의 양 단부에 결합되는 리드선; 접속단자에 커넥터를 접속시켜 발열부에 전원공급을 조절하는 제어부; 발열부와 리드선 사이에 개재되는 땜납층; 및 발열부와 리드선 및 땜납층의 결선 부위를 둘러싸는 알루미늄층과, 알루미늄층과 발열부의 일부 및 리드선의 일부를 밀봉하는 테프론 코팅층을 구비하며, 발열부와 리드선을 전기연통가능하게 결선하는 결속부;로 이루어지는데, 여기서 세라믹 가열 플레이트는 발열부의 발열을 통해 가열되어 피조리물을 가열조리할 수 있다.
본 발명에서, 열선 다발은 탄소섬유 열선과 합금 열선으로 구성될 수 있다.
편조층은 실리카 섬유로 감싸 절연 피복할 수 있다.
특별하기로, 땜납층은 발열부의 단부 둘레에서 편조층을 탈피하여 노출된 동박 테이프 상에 배치되고, 동박 테이프와 동선 사이에 개재될 수 있다.
본 발명의 세라믹 가열 플레이트는 전기 구이판 또는 튀김유조의 히팅수단으로 사용될 수 있다.
선택가능하기로, 본 발명에 따른 세라믹 가열 플레이트는 세라믹 상부기판과 세라믹 하부기판 사이에 발열부를 매설할 수 있는바, 세라믹 상부기판은 고열전도성 세라믹 재질로 제작되는 반면에, 세라믹 하부기판은 저열전도성 세라믹 재질로 제작할 수 있다.
본 발명에서, 발열부는 편조층의 외주면에 피복층을 추가로 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법은, 열선 다발과, 열선 다발의 길이방향을 따라 외주면 둘레를 나선형으로 감아 권취하는 동박 테이프, 및 열선 다발을 속박하는 동박 테이프 외주면에 편조되어 배치되는 편조층을 구비한 발열부를 제공하는 단계와; 발열부를 내부 영역에 매설할 수 있도록 세라믹 가열 플레이트를 형성하는 단계; 및 세라믹 가열 플레이트의 외부면에 유약층을 도포하는 단계;를 포함하는데, 발열부는 소성을 거쳐 세라믹 가열 플레이트의 내부에 매설되되, 전원공급원에서 인출된 리드선과 결선되어 전류 인가에 따라 발열될 수 있다.
바람직하기로, 세라믹 가열 플레이트는 소결 방식으로 형성될 수 있다.
이와 달리, 세라믹 가열 플레이트의 형성 단계에서, 본 발명은 세라믹 상부기판 성형체를 준비하는 단계와; 세라믹 하부기판 성형체를 준비하는 단계; 세라믹 하부기판 성형체에 발열부를 포설하는 단계; 발열부를 배치한 세라믹 하부기판 성형체 상에 세라믹 상부기판 성형체를 적층배치하는 단계; 및 적층배치된 세라믹 하부기판 성형체와 세라믹 상부기판 성형체를 압착가공하면서 소성하는 단계;를 포함할 수 있다.
선택가능하기로, 세라믹 상부기판 성형체는 고열전도성 세라믹 재질로 제작되는 반면에, 세라믹 하부기판 성형체는 저열전도성 세라믹 재질로 제작할 수 있다.
세라믹 하부기판 성형체의 준비 단계에서, 세라믹 하부기판 성형체는 발열부를 수용할 수 있는 수용홈 패턴을 세라믹 상부기판 성형체와 면접하는 일측에 형성할 수 있다.
특별하기로, 본 발명은 다음과 같은 별도의 방법을 통해 발열부와 리드선을 결선할 수 있는데, 발열부와 전원공급원에서 인출된 리드선을 준비하는 단계와; 발열부의 단부와 리드선의 단부를 탈피하는 단계; 발열부의 노출된 동박 테이프 상에 땜납층을 배치하는 단계; 발열부의 단부에 배치된 땜납층과 리드선의 노출된 동선을 중첩되게 배치하는 단계; 발열부의 단부에 배치된 땜납층과 리드선의 동선을 연결하는 결선 부위에 알루미늄층을 위치고정하는 단계; 및 알루미늄층으로 덮여진 결선 부위와 발열부의 일부 및 리드선의 일부를 테프론 코팅층으로 밀봉하는 단계;를 포함할 수 있다.
탈피 단계에서, 발열부의 단부 둘레에 피복된 편조층을 제거하여 열선 다발을 속박하는 동박 테이프를 노출시키는 단계와; 리드선의 단부 둘레에 피복된 피복층을 제거하여 동선을 노출시키는 단계;를 포함할 수 있다.
땜납층의 배치 단계에서, 땜납층은 발열부의 노출된 단부를 수용할 수 있는 관형상으로 형성될 수 있다.
알루미늄층의 위치고정 단계에서, 알루미늄층은 발열부와 리드선의 결선 부위에 진공흡착방식으로 부착될 수 있다.
바람직하기로, 본 발명은 열선 다발을 탄소섬유 열선과 합금 열선으로 구성할 수 있다.
본 발명에서, 발열부는 편조층의 외주면에 피복층을 추가로 구비할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 탄소섬유 열선과 합금 열선으로 구성된 다중 열선을 중심에 배치한 발열부의 발열을 통한 세라믹 가열 플레이트의 열과 함께 방사되는 원적외선 및 음이온으로 피조리물을 조리할 수 있도록 제공된다. 본 발명은 세라믹 가열 플레이트의 낮은 전력으로 발열성능을 향상시키는 동시에 온도 제어를 용이하게 할 수 있다.
특히, 본 발명은 탄소섬유 열선에서 방출되는 원적외선과 세라믹재의 가열 플레이트에서 방출되는 원적외선이 피조리물의 깊숙한 내부까지 침투하여 가열시켜 줌으로서 피조리물 조리시 육질 및/또는 풍미를 배가시킬 수 있다.
본 발명은 세라믹 가열 플레이트의 열 그리고 세라믹 가열 플레이트에서 방출되는 원적외선을 통해 피조리물의 조리시간을 대폭 단축시킬 수 있다.
본 발명은 발열부와 리드선의 독창적이면서 신뢰할 수 있는 결선 방법을 통해 세라믹 가열 플레이트의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1a는 두께방향으로 발열부를 이중 배선한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발열부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 결속부의 단면도로서, 발열부와 리드선 간의 결선상태를 확인할 수 있는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 부분절개도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 부분절개도이다.
도 6는 본 발명에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 제작하는 공정 순서도이다.
도 7a 내지 도 7e는 발열부를 매설하는 세라믹 가열 플레이트의 형성 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 8a 내지 도 8f는 발열부와 리드선의 결선하는 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 1a는 두께방향으로 발열부를 이중 배선한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발열부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 결속부의 단면도로서, 발열부와 리드선 간의 결선상태를 확인할 수 있는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 부분절개도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 부분절개도이다.
도 6는 본 발명에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 제작하는 공정 순서도이다.
도 7a 내지 도 7e는 발열부를 매설하는 세라믹 가열 플레이트의 형성 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 8a 내지 도 8f는 발열부와 리드선의 결선하는 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 도면으로, 세라믹 가열 플레이트(10) 내부에 매설된 발열부(20)와, 발열부(20)에 전원공급을 조절하는 제어부(30), 제어부(30)의 커넥터(35)와 접속되는 접속단자(45)를 통해 세라믹 가열 플레이트(10) 내부로 길이연장된 리드선(40), 발열부(20)의 양 단부를 리드선(40)과 결선하는 결속부(60)로 이루어져 있다. 덧붙여서, 세라믹 가열 플레이트(10)는 이의 외부면 전체 및/또는 일부를 유약층(미도시)으로 도포할 수도 있다.
본 발명에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트는 제어부(30)를 통해 발열부(20)에 전원을 공급할 수 있다. 본 발명은 제어부(30)를 조작하여 임의의 설정온도로 발열부(20)를 발열시켜 세라믹 가열 플레이트(10)를 가열하게 된다. 세라믹 가열 플레이트(10)의 열은 예컨대 튀김유조의 기름을 가열하는 열원으로써, 세라믹 가열 플레이트의 열과 함께 방사되는 원적외선으로 피조리물을 더욱 효과적으로 조리할 수 있다. 여기서, 제어부(30)는 전선을 통해 발열부(20)에 전류를 인가할 수 있는 전원공급원일 수 있다. 제어부(30)는 이의 일 단부에 커넥터(35)를 구비하고, 커넥터(35)가 발열부(20)의 양 단부에 결선된 리드선(40)을 세라믹 가열 플레이트(10)의 외부면으로 인출하는 접속단자(45)에 접속되어, 제어부(30)를 통해 220V의 전원전압을 각각의 리드선(40)에 선택적으로 전원을 공급하여 발열부(20)를 발열시킬 수 있다. 도시되었듯이, 리드선(40)의 타 단부는 제어부(30)의 커넥터(35)에 전기적으로 연결가능한 접속단자(45)에 연결되는 반면에 리드선(40)의 일 단부는 발열부(20)의 단부에 결선될 수 있다.
도시된 바와 같이, 접속단자(45)는 본 발명의 세라믹 가열 플레이트(10)의 외부면에 위치고정되어 리드선(40)의 타 단부와 제어부에서 길이연장된 커넥터(35)와 접속할 수 있을 뿐만 아니라 세라믹 가열 플레이트의 내부에 배선된 발열부를 외부환경과 차단하여 이들 구성부재 간에 신뢰할 수 있는 수밀성을 확보할 수 있다.
제어부(30)는 발열부(20)의 주변 온도, 구체적으로 세라믹 가열 플레이트(10)의 온도를 감지하여 리드선(40)에 공급 전원을 온(on)/오프(off) 함으로써 미리 설정된 온도를 유지시킬 수 있도록 설계되어 있고, 발열부에 공급되는 전압량, 설정온도, 현 발열온도 등을 표시할 수 있는 디스플레이(display;미도시)를 설치할 수도 있다. 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서, 제어부에 대한 구체적인 구성에 대한 설명은 배제하도록 한다.
특별하기로, 본 발명에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트는 발열부(20)의 단부와 리드선(40)의 단부를 둘러싸는 결속부(60)를 수단으로 하여 수밀성을 보장하는 동시에 상호 전기연통가능하게 배선할 수 있다. 도 1에 도시된 세라믹 가열 플레이트(10)는 결속부(60)를 세라믹 가열 플레이트의 내부에 매설하고 있지만, 이에 국한되지 않고 결속부(60)를 접속단자의 내부에 혹은 세라믹 가열 플레이트의 외부에 배치할 수도 있다.
선택가능하기로, 본 발명은 세라믹 가열 플레이트(10)의 두께방향으로 하나 이상의 발열부(20)를 배선할 수 있다. 하나 이상의 발열부(20)는 리드선(40)으로부터 도 1a에 도시된 바와 같이 병렬로 연결될 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 방식으로 전기공급가능하게 연결될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발열부(20)의 내부 구조를 확인할 수 있도록 도해한 분해사시도이다.
발열부(20)의 내부는 앞서 기술된 바와 같이 전류의 인가에 의해 발열하는 열선 다발(21)을 발열체로 하여 동박(銅箔) 테이프(22), 편조층(23)으로 이루어진다. 여기서, 열선 다발(21)은 한 가닥 이상의 탄소섬유로 이루어진 탄소섬유 열선 (21a)과 한 가닥 이상의 극세선으로 이루어진 합금 열선(21b)으로 구성된 다중 열선일 수 있으며, 전기에너지를 열에너지로 변환시켜주는 발열소재이다. 합금 열선은 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이 낮은 전원 하에서도 고온의 열을 짧은 시간 내에 유도할 수 있고 나노 단위로 얇게 제작할 수 있다. 탄소섬유 열선은 전자파를 발생하지 않고 일정 온도에 도달하면 그 이상 온도로 증가하지 않는 항온특성으로 인해 안정된 발열 상태를 유지할 수 있으며, 전력 사용을 최소화할 수 있다. 특별하기로, 본 발명은 얇은 두께의 합금 열선(21b)과 탄소섬유 열선(21a)을 합사하여 최대 발열온도를 더욱 높일 수 있으며, 가열(heating)과 냉각(cooling)의 반복작업 하에서도 합금 열선의 내구성과 장력을 탄소섬유 열선으로 보완하여 열을 외부로 원활하게 방출시킬 수 있는 장점을 제공한다.
도 2에서, 열선 다발(21)은 탄소섬유 열선(21a)을 상반부에 그리고 합금 열선(21b)을 하반부에 배열하여 도해하고 있지만, 이에 국한되지 않고 다양한 방식으로 배열될 수 있을 것이다.
발열부(20)는 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)으로 구성된 다중 열선으로 이루어진 열선 다발(21)과, 열선 다발(21)의 외주면에 배치된 동박 테이프(22), 및 동박 테이프(22)의 외주면에 배치된 편조층(23)을 구비한다. 선택가능하기로, 본 발명은 발열부(20)의 최외층을 피복층(24)으로 피복하여 그 내부의 구성요소를 보호하는 한편 열선 다발의 유연성(혹은 굴곡성)을 확보하는데, 외부로부터 수분(혹은 기름)의 침투를 차단할 수 있고 내열성, 절연 안정성, 방수성을 확보할 수 있는 테프론 재질로 도포될 수 있다. 이에 국한되지 않고, 피복층(24)은 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 발열부(20)는 전술되었듯이 탄소섬유 열선(21a)과 편조층(23)에서 방사되는 원적외선 파장을 유지하기 위해 투명한 테프론 재질의 피복층으로 압출되거나 코팅처리된다.
본 발명은 리드선(40)을 통해 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)을 전원과 전기적으로 연결된다. 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)으로 구성된 열선 다발(21)은 이의 길이방향을 따라 외주면 둘레를 동박 테이프(22)로 나선형으로 감아 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)을 상호 밀착되도록 합사시킨다.
동박 테이프(22)는 앞서 기술되었듯이 열선 다발(21)을 흐트러지지 않게 구속시키는 동시에 각각의 열선(21a,21b)의 단부와 리드선(40)의 단부 사이의 접촉부에 존재하는 접촉 저항을 저감시킬 수 있는 역할을 수행한다. 일반적으로, 리드선은 탄소섬유 열선 및/또는 합금 열선의 단부에 국한되어 접촉되는데, 이는 전류의 유선(流線)을 단부에만 집중되어 접촉 저항이 커질 수밖에 없으며 전류손실을 유발하고 예상치 못한 국부 과열과 발화의 요인으로 작용하게 된다. 본 발명은 탄소섬유 열선(21a) 및/또는 합금 열선(21b) 그리고 동박 테이프(22) 간의 접촉 면적을 늘려 접촉 저항을 최소화하여 동박 테이프과 열선 다발 사이를 이동하는 전류손실을 저감시킬 수 있는 구조로 설계되어 있다. 이는 결과적으로 소비전력을 낮춰 절전효과를 기대할 수 있을 것이다.
이외에도, 동박 테이프(22)는 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 열전달시킬 수 있다.
본 발명의 발열부(20)는 동박 테이프(22) 외측을 감싸는 내열 편조층(23)을 환형으로 피복한다. 바람직하기로, 편조층(23)은 열선 다발(21)의 외주면에 권취된 동박 테이프(22)를 실리카 섬유(silica fiber)로 감싸 절연 피복가능하게 고정지지한다. 실리카 섬유로 편조된 편조층(23)은 온도의 변화에 따른 신축성이 거의 없어 열에 의한 수축 및 팽창없이 형상을 유지할 수 있는 장점 뿐만 아니라 전기 절연성능도 탁월한 장점을 가지며, 편조 특성상 굴곡성을 제공할 수 있다. 편조층(23)은 원적외선과 음이온의 방사물질로 알려져 있는 실리카를 소재로 동박 테이프(22) 외측에 편조되어, 탄소섬유 열선(21a)에서 발생되는 원적외선과 함께 원적외선에 의한 효과를 극대화시킬 수 있다. 이에 국한되지 않고, 본 발명은 내열성을 갖추고 전기 절연성을 갖춘 유리 섬유(glass fiber), 아라미드 섬유 등의 다양한 소재로 동박 테이프(22) 외주면 둘레를 편조층(23)으로 피복할 수 있다. 앞서 기술하였듯이, 편조층(23)은 내열성을 갖추고 있어 피복층(24) 없이도 세라믹 가열 플레이트의 소결 과정에서도 발열부에 어떠한 영향도 미치지 않게 된다.
본 발명에 따른 세라믹 가열 플레이트는 발열부(20)의 동박 테이프(22)와 리드선(40)의 동선(41)을 확실하게 전기적으로 연결가능하도록 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)의 단부를 둘러싼 편조층(23)과 피복층(24)을 탈피하고 노출된 동박 테이프(22) 외주면 둘레에 땜납층(50)을 배치한다. 다시 말하자면, 본 발명은 동박 테이프(22)와 동선(41) 사이에 땜납층(50)을 개재하는데, 동선(41)을 동박 테이프(22)에 확실하게 수취할 수 있는 구조를 갖는 동시에 이들 간에 전류 도체층을 배치하여 접촉 저항을 저감시킬 수 있다.
도 3은 발열부(20)의 단부와 리드선(40)의 단부의 결선상태를 확인할 수 있는 단면도이다.
본 발명은 결속부(60)를 통해 열선 다발(21)의 단부와 리드선(40)의 단부를 안정적으로 연결할 수 있는바, 발열부(20)의 열선 다발과 리드선(40)의 결선 부위에 신뢰할 수 있는 수밀성을 확보하는 동시에 결선강도를 제공하여 단선되지 않게 구조적으로 안정성을 확보할 수 있으며, 접촉저항을 저감시킬 수 있는 구조로 상호 결선을 돕는다.
리드선(40)은 전원공급원인 제어부(30)로부터 길이연장되고 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)의 발열작동을 구현하기 위해 전기적으로 연결되어 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)에 전류를 인가하게 된다. 리드선(40)은 일반적인 전선일 수 있으며, 도전성이 우수한 동선(41)의 외주면 둘레를 피복층(44)으로 둘러싸고 있다.
발열부는 이의 단부를 감싸고 있는 피복층(24)과 편조층(23)을 제거하여 열선 다발을 감싸고 있는 동박 테이프(22)를 노출시키고, 리드선(40) 또는 동선(41)의 단부를 감싸고 있는 피복층(44)을 제거하여 동선(41)을 노출시킨다. 노출된 동박 테이프(22)는 도 2에 도시된 땜납층(50)으로 둘러싸인다. 노출된 동선(41)은 동박 테이프(22) 상에 배치된 땜납층(50)과 접촉가능하게 배치하고, 중첩배치된 동선(41), 땜납층(50), 동박 테이프(22), 탄소섬유 열선(21a), 합금 열선(21b)의 둘레를 알루미늄층(61)으로 고정지지한다. 알루미늄층(61)은 진공압착방식을 통해 소정의 형태로 변형되어 동선(41)과, 땜납층(50), 탄소섬유 열선(21a), 및 합금 열선(21b)에 압력을 가하면서 고정지지할 수 있게 된다. 알루미늄층(61)은 동선(41)과 땜납층(50) 간에 도전성을 제공하는 한편 구리에 비해 인장강도가 높아 결선 부위에 유연성을 제공할 수 있게 된다.
결속부(60)는 알루미늄층(61)으로 둘러싸여 고정된 리드선의 노출된 동선(41)과 발열부(20)의 노출된 동박 테이프(22) 및 땜납층(50)의 결선 부위를 피복층(24)과 동일한 테프론 코팅층(62)을 압출하거나 코팅처리하여, 다중 열선과 리드선(40)의 결선을 마감처리하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 부분절개도로서, 적층구조를 갖춘 세라믹 가열 플레이트로 이루어져 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 가열 플레이트는 도 1에 도시된 세라믹 가열 플레이트와 매우 유사한 구조로 이루어져 있기 때문에, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사하거나 동일한 구성에 대한 설명은 여기서 배제할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 가열 플레이트는 세라믹 가열 플레이트(10) 내부에 발열부(20)를 매설하는데, 더욱 구체적으로 세라믹 상부기판(10a)과 세라믹 하부기판(10b) 사이에 발열부(20)를 배치하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 가열 플레이트는 상하로 대향되게 배치되어 상호 면접되어 있는 세라믹 상부기판(10a)과 세라믹 하부기판(10b) 사이에 발열부(20)을 매설하여, 발열과 함께 원적외선을 방사하도록 구성되어 있다.
발열부(20)는 세라믹 하부기판(10b)의 상측면에 형성된 수용홈(12) 내에 배치되어 세라믹 상부기판(10a)과 세라믹 하부기판(10b) 사이에 유격되지 않고 확실하게 밀착될 수 있도록 돕는다. 여기서, 세라믹 상부기판(10a)은 피조리물을 가열·조리할 수 있는 조리면에 해당한다. 세라믹 하부기판(10b)은 저열전도성 세라믹 재질로 제작되는 것이 바람직할 것이다.
바람직하기로, 본 발명은 열전도성이 뛰어난 세라믹 상부기판(10a)과 함께 축열성/단열성이 뛰어난 세라믹 하부기판(10b)을 소성가공하여 일체로 형성될 수 있다. 세라믹 가열 플레이트의 이러한 적층구조는 (세라믹 상부기판의 상측면인) 조리면의 온도 변화를 최소화시킬 수 있어 조리면 상에 놓여지는 피조리물에 일정한 온도를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 저열전도성의 세라믹 하부기판(10b)을 통해 조리면을 제외한 다른면의 온도 상승을 억제하여 사용상의 안정성을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트를 개략적으로 도시한 부분절개도로서, 전기 구이판에 적용된 세라믹 가열 플레이트이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세라믹 가열 플레이트는 세라믹 가열 플레이트(10)에 매설된 발열부(20)과, 발열부(20)에 전원공급을 조절하는 제어부(30), 제어부(30)의 커넥터(35)와 접속되는 접속단자를 통해 세라믹 가열 플레이트 내부로 길이연장된 리드선(40), 및 발열부(20)의 양 단부를 리드선(40)와 결선하는 결속부(60)로 이루어져 있다. 선택가능하기로, 세라믹 가열 플레이트(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 열전도성이 뛰어난 세라믹 상부기판(10a)과 축열성 그리고 단열성이 뛰어난 세라믹 하부기판(10b)을 소성가공하여 일체로 형성될 수도 있다.
세라믹 가열 플레이트(10;또는 세라믹 상부기판(10a))의 상측면은 피조리물을 배치하는 조리면에 복수개의 유도홈(11)을 형성하고, 복수개의 유도홈(11)은 저류부(13)로 유체연통가능하게 연결되어 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세라믹 가열 플레이트는 조리면 상에 육류(또는 생선 등)를 올려놓고 발열부(20)를 발열시켜 세라믹 가열 플레이트(또는 세라믹 상부기판)의 온도를 높여 피조리물을 가열 조리할 수 있다. 이때, 육류(또는 생선 등)에서 배출되는 육즙이나 지방 성분 등이 유도홈(11)을 따라 신속하게 저류부(13)로 안내되어 담백한 상태로 조리할 수 있도록 돕는다.
제어부(30)는 세라믹 가열 플레이트에서 이격배치될 수 있으며, 이에 국한되지 않고 세라믹 가열 플레이트의 외부면에 위치될 수도 있을 것이다.
본 발명에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트는 도 6에 도시된 바와 같이 발열부(20)를 제공하는 단계(S100)와, 발열부(20)를 내부 영역에 매설되게 세라믹 가열 플레이트(10)를 형성하는 단계(S200), 및 세라믹 가열 플레이트(10)의 외부면에 유약층을 도포하는 단계(S300)를 포함한다.
우선적으로, 본 발명은 발열부(20)를 준비하는 단계(S100)를 포함하는데, 발열부(20)는 전류의 인가에 의해 발열작동하는 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)로 구성된 다중 열선을 중심부에 구비하는데, 다중 열선으로 이루어진 열선 다발(21)의 외주면을 따라 나선형으로 권취하여 탄소섬유 열선과 합금 열선을 고정하는 동박 테이프(22), 동박 테이프(22)의 외주면에 예컨대 실리카 섬유를 편조방식으로 피복한 편조층(23)으로 이루어질 수 있다(도 2 참조). 덧붙여서, 발열부(20)는 편조층(23)의 외주면에 피복층(24)을 추가로 도포할 수 있다.
그런 다음에, 작업자는 세라믹 가열 플레이트(10)의 내부 영역을 가로질러 발열부(20)를 매설될 수 있도록 세라믹 가열 플레이트(10)를 형성한다. 바람직하기로, 세라믹 가열 플레이트(10)는 몰드(mold;미도시) 내부에 발열부(20)를 배치한 다음에, 몰드 내부에 분말상태의 세라믹 소재로 충전하고서 핫 프레스 또는 상압 소결법 등으로 세라믹 소재를 가열하여 판형상으로 소결하게 된다. 이 공정을 통해, 본 발명은 발열부(20)를 세라믹 가열 플레이트(10)와 일체로 형성할 수 있게 된다.
선택적으로, 본 발명은 소결처리된 세라믹 가열 플레이트(10)의 외부면에 유약층을 도포할 수 있다(S300). 유약층(미도시)은 세라믹 가열 플레이트의 외부면 둘레에 도포 소성하여 형성될 수 있는데, 세라믹 가열 플레이트의 열을 흡수하여 신속하게 외부로 신속하게 발산하는 한편 세라믹 가열 플레이트의 열충격성 및/또는 내열성을 강화시킬 수 있다.
이외에도, 본 발명은 도 7a 내지 도 7e에 도시된 제작 공정을 통해 적층구조를 갖춘 세라믹 가열 플레이트에 발열부를 매설할 수 있다.
도 7a는 세라믹 상부기판 성형체를 준비하는 단계(S210)를 도시한 것으로, 세라믹 상부기판은 피조리물을 가열조리할 수 있는 조리면을 제공할 수 있도록 편평한 플레이트형상을 갖는다.
앞서 기술되었듯이, 세라믹 상부기판 성형체(10a')는 소정의 온도로 열이 제공될 경우에 원적외선을 방출할 수 있는 세라믹 재질로 제작될 수 있으며, 게르마늄, 황토, 맥반석 등으로 구성될 수 있다.
세라믹 상부기판 성형체는 고열전도성 소재를 첨가한 세라믹 조성물을 몰드(미도시)에 주입하여 플레이트형상으로 성형한다. 세라믹 상부기판의 형상에 대응되게 몰드에 유도홈, 저류부 등의 패턴을 형성할 수 있다.
도 7b는 세라믹 하부기판 성형체를 준비하는 단계(S220)를 도시한 것으로, 세라믹 하부기판은 전원의 인가에 따라 발열하는 발열부를 안착시키는 공간을 제공하는 동시에 세라믹 상부기판을 지지할 수 있는 편평한 플레이트형상을 갖는다.
세라믹 하부기판 성형체(10b')는 저열전도성 소재를 첨가한 세라믹 조성물을 몰드(미도시)에 주입하여 플레이트형상으로 성형한다. 세라믹 하부기판은 탄소섬유 열선을 수용할 수 있는 수용홈(12)의 패턴을 제공할 수 있도록 몰드를 제작한다.
도 7c는 발열부(20)를 포설한 세라믹 하부기판 성형체를 도시한 도면이다. 발열부(20)의 포설단계(S230)는 방오 가공처리된 발열부를 세라믹 하부기판 성형체(10b')의 상측면에 형성된 수용홈(12;도 7b 참조) 내에 배치한다.
도 7d는 세라믹 하부기판 성형체 상에 세라믹 상부기판 성형체를 적층배치한 도면이다.
본 발명은 발열부(20)를 갖춘 세라믹 하부기판 성형체(10b') 상에 세라믹 상부기판 성형체(10a')를 적층배치하는 단계(S240)를 포함한다. 단계(S240)에서, 세라믹 하부기판 성형체(10b')와 세라믹 상부기판 성형체(10a') 간에 접합 부위에 이격공간 등의 틈새를 제공하지 않도록 압착가공을 추가로 포함시킬 수 있다.
그런 다음에, 본 발명은 적층배치된 세라믹 하부기판 성형체와 세라믹 상부기판 성형체를 고온(예컨대, 800℃ 이상의 온도)에서 소성하는 단계(S250)를 포함한다. 소성을 통해 세라믹 하부기판(10b)과 세라믹 상부기판(10a)을 단일 부품으로 일체화시킬 수 있다. 이는 저열전도성의 세라믹 하부기판(10b)과 고열전도성의 세라믹 상부기판(10a)으로 이루어진 이종 간에 신뢰할 수 있는 부착을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 발열부(20)의 위치고정을 가능하게 한다.
특별하기로, 본 발명은 발열부(20)과 리드선(40)의 결선 과정을 도 8a 내지 도 8f를 참조로 하여 구체적으로 설명하도록 한다. 리드선(40)은 발열부(20)에 전원을 공급하는 전선으로 제어부로부터 길이연장되어 있다. 앞서기술하였듯이, 발열부(20)과 리드선(40) 간의 결속부는 도 1에 도시된 바와 같이 세라믹 가열 플레이트의 수용홈 내에 배치될 수 있고, 이와 달리 접속단자의 내부에 배치되거나 세라믹 가열 플레이트의 외부에 형성될 수도 있음을 미리 밝혀둔다.
도 8a는 발열부(20)와 리드선(40)을 준비하는 단계(S1000)를 도시한 것이다. 발열부(20)는 전류의 인가에 의해 발열작동하는 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)을 포함하는데, 탄소섬유 열선과 합금 열선으로 구성된 다중 열선의 열선 다발과, 열선 다발의 외주면을 따라 나선형으로 권취하여 다중 열선을 고정하는 동박 테이프(22), 및 동박 테이프(22)의 외주면에 예컨대 실리카 섬유를 편조방식으로 피복한 편조층(23)으로 이루어진다. 필요에 따라, 발열부(20)는 편조층(23)의 외주면에 코팅된 피복층(24)을 추가로 구비할 수도 있다.
리드선(40)은 발열부(20)의 중심에 배치된 열선 다발(21)에 전류를 인가하기 위해 제어부(30;도 1 참조)에서 길이연장된 구성부재로, 도전성이 우수한 동선(41)과 이 동선(41)의 외주면 둘레에 배치된 피복층(44)으로 이루어진다(도 8b 참조).
도 8b는 발열부(20)과 리드선(40)을 탈피하는 단계(S2000)를 도시한다.
탈피 단계(S2000)는 발열부(20)의 단부와 리드선(40)의 단부를 전기연통가능하게 결선하기 위한 준비 단계로서, 발열부(20) 내의 동박 테이프(22)와 리드선(40)의 동선(41)을 서로 접촉가능하게 배치할 수 있도록 돕는다.
우선적으로, 발열부(20)는 리드선(40)과 마주보는 단부 둘레에 피복되어 있는 피복층(24)과 편조층(23)을 탈피시켜 탄소섬유 열선과 합금 열선을 권취하고 있는 동박 테이프(22)를 적당한 길이로 노출시킨다.
그런 다음에, 작업자는 리드선(40)의 피복층(44)을 탈피하여 동박 테이프(22)와 인접하게 배치될 동선(41)을 적당한 길이로 노출시킨다.
도 8c는 발열부(20)의 단부에 땜납층(50)의 배치 상태를 도해한 도면이다. 다시 말하자면, 탈피 단계(S2000)에서 노출된 발열부(20)의 동박 테이프(22)는 이의 외주면 둘레에 땜납층(50)을 위치시킨다(S3000). 땜납층(50)은 발열부(20)의 동박 테이프(22)와 리드선(40)의 동선(41)을 전기연통가능한 전류 도체층일 뿐만 아니라 동박 테이프(22)와 동선(41)의 위치고정을 돕는 고정부재일 수 있다.
땜납층(50)은 도 2에 도시된 바와 같이 동박 테이프(22)를 수용할 수 있는 관형상으로 형성되어 노출된 동박 테이프(22) 외주면 상에 강제로 끼워넣어질 수 있고, 이에 국한되지 않고 크림 땜납(solder paste)을 노출된 동박 테이프(22) 외주면 상에 도포하여 형성될 수도 있다.
발열부(20)와 리드선(40)을 결선하기 위해 도시된 바와 같이 발열부(20)와 리드선(40)을 일렬로 배치한다.
도 8d는 발열부(20)의 동박 테이프(22)와 리드선(40)의 동선(41)을 상호 전기연통가능하도록 접점상태로 배치하는 단계(S4000)를 도시하고 있다.
단계(S4000)에서, 동선(41)은 발열부(20)의 단부에 배치된 땜납층(50)의 외주면 상에 접촉되게 배치하여 발열부(20)과 리드선(40)을 전기적으로 연결가능하게 돕는데, 동선(41)을 땜납층(50)의 외주면 둘레를 완전히 감싸도록 권선하여 후속 공정 중에 땜납층(50)으로부터 동선(41)의 이탈을 미연에 방지할 수 있도록 한다. 동선(41)으로 권선시, 땜납층(50)과 동박 테이프(22)를 죄여 탄소섬유 열선과 합금 열선을 더욱 확실하게 고정지지할 수 있다. 이외에도, 동선(41)은 땜납층에 용접 방식, 접착 방식 등 다양한 방식으로 위치고정될 수 있다.
도 8e는 결선 부위에 알루미늄층(61)을 위치고정하는 단계(S5000)를 도해한 것으로, 구체적으로 발열부(20)의 단부에 배치된, 다시 말하자면 노출된 동박 테이프(22) 둘레에 배치된 땜납층(50) 상에 동선(41)을 접촉시킨 결선 부위 둘레에 알루미늄층(61)을 배치한다. 알루미늄층(61)은 결선 부위 뿐만 아니라 발열부(20)의 피복층(24) 또는 편조층(23) 일부와 리드선(40)의 피복층(44) 일부를 덮어씌울 수 있게 길이연장될 수 있도록 한다.
그런 다음에, 작업자는 알루미늄층(61)으로 둘러싸여 있는 결선 부위를 지그(미도시)에 위치시킨 다음에 알루미늄층(61)을 압착하여, 탄소섬유 열선(21a), 합금 열선(21b), 동박 테이프(22), 땜납층(50) 및 동선(41)은 알루미늄층(61)에 의해 위치고정될 수 있다. 땜납층(50)으로 둘러싸인 발열부(20)의 단자와 리드선(40)의 단자는 알루미늄층(61)을 압착하는 단계(S5000)에 의해 열압착되면서 땜납층(50)을 용융시켜 땜납층(50)에 가고정된 동선(41)을 본접합하여 리드선 그리고 탄소섬유 열선 및/또는 합금 열선 간에 양호한 결선 상태를 제공할 수 있다.
특별하기로, 본 발명은 알루미늄층(61)을 진공압착방식으로 압착하여 결선 부위와 알루미늄층(61) 사이에 습기 및 이물질을 확실하게 제거할 수 있고 알루미늄층(61)과 결선 부위 사이에 유격공간을 없애 더욱 확실하게 결속될 수 있도록 한다.
도 8f는 알루미늄층(61)으로 덮여진 결선 부위를 테프론 코팅층(62)으로 밀봉하는 단계(S6000)를 도시한 것으로, 내부 배열상태를 확인하기 위해 테프론 코팅층을 부분절개하여 도해하고 있다.
테프론 코팅층(62)은 도시되었듯이 발열부(20)의 단부와 리드선(40)의 단부까지 덮을 수 있도록 결선 부위에 도포된다. 테프론 코팅층(62)은 결선 부위를 외부와 절연시킬 수 있다. 또한, 테프론 코팅층(62)은 유연성을 갖춰 결선 부위에 굴곡성을 제공할 수도 있다.
이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트 및 이의 제작방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 ----- 세라믹 가열 플레이트,
10a ----- 세라믹 상부기판,
10b ----- 세라믹 하부기판,
20 ----- 발열부,
21 ----- 열선 다발,
22 ----- 동박 테이프,
23 ----- 편조층,
24 ----- 피복층,
30 ----- 제어부,
35 ----- 커넥터,
40 ----- 리드선,
41 ----- 동선,
44 ----- 피복층,
45 ----- 접속단자,
50 ----- 땜납층,
60 ----- 결속부,
61 ----- 알루미늄층,
62 ----- 테프론 코팅층.
10a ----- 세라믹 상부기판,
10b ----- 세라믹 하부기판,
20 ----- 발열부,
21 ----- 열선 다발,
22 ----- 동박 테이프,
23 ----- 편조층,
24 ----- 피복층,
30 ----- 제어부,
35 ----- 커넥터,
40 ----- 리드선,
41 ----- 동선,
44 ----- 피복층,
45 ----- 접속단자,
50 ----- 땜납층,
60 ----- 결속부,
61 ----- 알루미늄층,
62 ----- 테프론 코팅층.
Claims (18)
- 전류 인가에 따라 발열하는 발열부를 매설한 세라믹 가열 플레이트(10)에 있어서,
열선 다발(21)과, 상기 열선 다발(21)의 길이방향을 따라 외주면 둘레를 나선형으로 감아 권취하는 동박 테이프(22), 및 상기 열선 다발(21)을 속박하는 상기 동박 테이프(12) 외주면에 편조되어 배치되는 편조층(23)을 구비한 발열부(20)와;
도전성이 우수한 동선(41)과 상기 동선(41)의 외주면 둘레에 배치된 피복층(44)을 구비하고, 접속단자(45)를 통해 상기 발열부(20)의 양 단부에 결합되는 리드선(40);
상기 접속단자(45)에 커넥터(35)를 접속시켜 상기 발열부(20)에 전원공급을 조절하는 제어부(30);
상기 발열부(20)와 상기 리드선(40) 사이에 개재되는 땜납층(50); 및
상기 발열부(20)와 상기 리드선(40) 및 상기 땜납층(50)의 결선(結線) 부위를 둘러싸는 알루미늄층(61)과, 상기 알루미늄층(61)과 상기 발열부(20)의 일부 및 상기 리드선(40)의 일부를 밀봉하는 테프론 코팅층(62)을 구비하며, 상기 발열부(20)와 상기 리드선(40)을 전기연통가능하게 결선하는 결속부(60);로 이루어지는데,
상기 세라믹 가열 플레이트(10)는 상기 발열부(20)의 발열을 통해 가열되어 피조리물을 가열조리할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 청구항 1에 있어서,
상기 열선 다발(21)은 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)으로 구성된 다중 열선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 청구항 1에 있어서,
상기 편조층(23)은 실리카 섬유로 감싸 절연 피복하는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 청구항 1에 있어서,
상기 땜납층(50)은 상기 발열부(20)의 단부 둘레에서 상기 편조층(23)을 탈피하여 노출된 상기 동박 테이프(22) 상에 배치되고, 상기 동박 테이프(22)와 상기 동선(41) 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 청구항 1에 있어서,
상기 세라믹 가열 플레이트(10)는 전기 구이판으로 사용되는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 청구항 1에 있어서,
상기 세라믹 가열 플레이트(10)는 세라믹 상부기판(10a)과 세라믹 하부기판(10b)로 이루어지는데,
상기 세라믹 상부기판(10a)은 고열전도성 세라믹 재질로 제작되고,
상기 세라믹 하부기판(10b)은 저열전도성 세라믹 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발열부(20)는 상기 편조층(23)의 외주면에 피복층(24)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트.
- 발열부(20)를 제공하는 단계(S100)와;
상기 발열부(20)를 내부 영역에 매설할 수 있도록 세라믹 가열 플레이트(10)를 형성하는 단계(S200); 및
상기 세라믹 가열 플레이트(10)의 외부면에 유약층을 도포하는 단계(S300);를 포함하고,
상기 발열부(20)는,
열선 다발(21)과;
상기 열선 다발(21)의 길이방향을 따라 외주면 둘레를 나선형으로 감아 권취하는 동박 테이프(22); 및
상기 열선 다발(21)을 속박하는 상기 동박 테이프(12) 외주면에 편조되어 배치되는 편조층(23);으로 이루어져 전원공급원에서 인출된 리드선(40)과 결선되어 전류 인가에 따라 발열할 수 있는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 세라믹 가열 플레이트(10)는 소결 방식으로 형성되는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 세라믹 가열 플레이트의 형성 단계(S200)에서,
세라믹 상부기판 성형체(10a')를 준비하는 단계(S210)와;
세라믹 하부기판 성형체(10b')를 준비하는 단계(S220);
상기 세라믹 하부기판 성형체(10b')에 상기 발열부(20)를 포설하는 단계(S230);
상기 발열부(20)를 배치한 상기 세라믹 하부기판 성형체(10b') 상에 상기 세라믹 상부기판 성형체(10a')를 적층배치하는 단계(S240); 및
적층배치된 상기 세라믹 하부기판 성형체(10b')와 상기 세라믹 상부기판 성형체(10a')를 소성하는 단계(S250);를 포함하는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 10에 있어서,
상기 세라믹 상부기판 성형체(10a')는 고열전도성 세라믹 재질로 제작되고,
상기 세라믹 하부기판 성형체(10b')는 저열전도성 세라믹 재질로 제작되는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 10에 있어서,
상기 세라믹 하부기판 성형체의 준비 단계(S220)에서,
상기 세라믹 하부기판 성형체는 상기 발열부를 수용할 수 있는 수용홈(12) 패턴을 형성하는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 발열부(20)와 상기 리드선(40)의 결선 방법은,
상기 발열부(20)와 전원공급원에서 인출된 리드선(40)을 준비하는 단계(S1000)와;
상기 발열부(20)과 상기 리드선(40)을 탈피하는 단계(S2000);
상기 발열부(20)의 노출된 동박 테이프(22) 상에 땜납층(50)을 배치하는 단계(S3000);
상기 발열부(20)의 단부에 배치된 상기 땜납층(50)과 상기 리드선(40)의 노출된 동선(41)을 접점되게 배치하는 단계(S4000);
상기 발열부(20)의 단부에 배치된 상기 땜납층(50)과 상기 리드선(40)의 동선(41)을 연결하는 결선 부위에 알루미늄층(61)을 위치고정하는 단계(S5000); 및
상기 알루미늄층(61)으로 덮여진 결선 부위와 상기 발열부(20)의 일부 및 상기 리드선(40)의 일부를 테프론 코팅층(62)으로 밀봉하는 단계(S6000);를 포함하는 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 탈피 단계(S2000)에서,
상기 발열부(20)의 단부 둘레에 피복된 상기 편조층(23)을 제거하여 상기 열선 다발(21)을 속박하는 상기 동박 테이프(22)를 노출시키는 단계와;
상기 리드선(40)의 단부 둘레에 피복된 피복층(44)을 제거하여 동선(41)을 노출시키는 단계;를 포함하는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 땜납층(50)의 배치 단계(S3000)에서,
상기 땜납층(50)은 상기 발열부(20)의 노출된 단부를 수용할 수 있는 관형상으로 형성되어 있는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 알루미늄층(61)의 위치고정 단계(S5000)에서,
상기 알루미늄층(61)은 상기 발열부(20)와 상기 리드선(40)의 결선 부위에 진공흡착방식으로 부착되는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 열선 다발(21)은 탄소섬유 열선(21a)과 합금 열선(21b)으로 구성된 다중 열선으로 이루어져 있는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 발열부(20)는 상기 편조층(23)의 외주면에 피복층(24)을 추가로 구비하는, 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트의 제작 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20170129918 | 2017-10-11 | ||
| KR1020170129918 | 2017-10-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190040881A true KR20190040881A (ko) | 2019-04-19 |
Family
ID=66283353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180049566A KR20190040881A (ko) | 2017-10-11 | 2018-04-30 | 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트 및 이의 제작 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190040881A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220155634A (ko) | 2021-05-17 | 2022-11-24 | 한국세라믹기술원 | 세라믹 부품 및 그 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170029749A (ko) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 박정돈 | 탄소발열체를 구비한 황토불판 |
-
2018
- 2018-04-30 KR KR1020180049566A patent/KR20190040881A/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170029749A (ko) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 박정돈 | 탄소발열체를 구비한 황토불판 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220155634A (ko) | 2021-05-17 | 2022-11-24 | 한국세라믹기술원 | 세라믹 부품 및 그 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5866884A (en) | High efficiency induction cooking-range | |
| US20070119844A1 (en) | Ceramic hair care heating element | |
| KR20170006213A (ko) | 내구성이 향상된 탄소섬유 발열 케이블과 전선 케이블의 연결 구조체 및 이를 포함하는 발열 파이프 장치 | |
| EP1545159B1 (en) | Induction heating coil | |
| KR101832193B1 (ko) | 용접예열히터 | |
| KR20190040881A (ko) | 다중 열선을 이용한 세라믹 가열 플레이트 및 이의 제작 방법 | |
| KR20160129798A (ko) | 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전원선 결속구조 | |
| CA2537686A1 (en) | Metal sheathed heater and thermostat assembly and method of use | |
| US3740527A (en) | Electric convector heater | |
| JP5461244B2 (ja) | 配管の加熱装置 | |
| KR102161497B1 (ko) | 다중 열선을 이용한 발열시스템과, 이의 제작 방법, 및 발열시스템을 이용한 수경재배방법 | |
| JP2004303648A (ja) | 面状ヒータ | |
| JP5781588B2 (ja) | 超電導ケーブルの端末構造体の製造方法 | |
| JPH04504183A (ja) | 電気エネルギを熱エネルギに変換する装置 | |
| JPS6127100Y2 (ko) | ||
| WO2007065773A1 (en) | Heating element particularly for obtaining an electric blanket | |
| JPWO2021116241A5 (ko) | ||
| KR102599688B1 (ko) | 탄소 열선을 적용한 발열매트 | |
| KR200393697Y1 (ko) | 전자파 차단 기능이 구비된 전열 매트 | |
| KR20040095387A (ko) | 피복전선 | |
| KR200186614Y1 (ko) | 보온 전기요의 전자파 제거장치 | |
| KR101129295B1 (ko) | 전자유도가열식 조리기기 및 그 제작방법 | |
| KR20240041698A (ko) | 온열 매트 | |
| CN110447154B (zh) | 将保护套管热收缩到电连接部上的方法 | |
| JP3675015B2 (ja) | 誘導加熱装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |