KR20200001576U - 가열장치용 플렉시블 히터 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 온수매트용 가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열면적이 넓은 플렉시블 타입의 히터를 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용하여 가열 효율과 소비전력 대비 열효율을 향상되도록 하는 가열장치용 플렉시블 히터에 관한 것이다.

Description

가열장치용 플렉시블 히터{Flexible heater for heating device}
본 고안은 가열장치용 플렉시블 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열면적이 넓은 플렉시블 타입의 히터를 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용하여 가열 효율과 소비전력 대비 열효율을 향상되도록 하는 가열장치용 플렉시블 히터에 관한 것이다.
온수를 제공하기 위한 온수모듈장치는, 온수매트 뿐만 아니라 비데, 정수기, 커피머신 등 다양한 형태의 온수이용 제품에 사용되고 있다.
이러한 온수모듈 장치를 채택하는 온수매트를 일 예로 들면, 온수매트는 온수를 이용하여 난방 또는 보온유지를 하기 위한 것으로, 매트의 내부에 온수가 유동되는 온수관이 일정 간격으로 배열되어 있고, 온수공급장치로부터 공급되는 온수를 온수관에 공급 및 순환시킴으로써 매트를 국부적으로 난방하거나 보온유지를 하게 된다. 이러한 온수매트는 매트 내부에 전열선이 내장되도록 구성된 기존의 전기매트가 가진 문제점, 즉, 전열선에 의한 유해 전자파 차단 및 화재나 감전 등의 전기 안전사고가 발생되지 않는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 온수매트를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 온수매트는 사용자가 눕거나 앉을 수 있도록 구비된 매트부재(10), 상기 매트부재(10)로 온수를 공급하는 온수공급장치(30), 상기 매트부재(10)와 상기 온수공급장치(30)를 연결시키는 연결관(20)을 포함한다. 그리고 온수공급장치(30)는 물탱크(미도시)의 물을 가열장치(40: 도 2 도시)를 이용하여 정해진 온도로 가열시키고, 이렇게 가열된 온수를 매트부재(10)로 공급 및 순환시킨다.
도 2는 종래 가열장치를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래 가열장치(40)는 물탱크로부터 공급받은 물을 일정 온도 이상으로 가열시키는 것으로, 가열 본체(42), 히터(44), 온도센서(46) 및 온도퓨즈(48)를 포함한다.
가열 본체(42)는 길이방향으로 길게 형성되는 것으로, 그 내부 길이방향을 따라 이동통로(미도시)와, 히터 안내부(42a)가 각각 관통 형성되고, 그 외측 길이방향을 따라 걸림부(42b)가 돌출 형성된다. 그리고 가열 본체(42)의 상기 이동통로의 양 단부에는 그 외측 방향으로 제 1 결합부(43a)와 제 2 결합부(43b)가 일체로 돌출 형성된다. 제 1 결합부(43a)는 상기 물탱크와 연결되고 제 2 결합부(43b)는 상기 연결관과 연결되어, 물탱크의 물이 가열 본체(42)의 상기 이동통로를 통과하여 연결관으로 공급된다. 히터(44)는 외부로부터 전원을 공급받아 열을 발생시키는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터로 구성되며, 가열 본체(42)의 히터 안내부(42a)에 삽입된다. 그리고 히터(44)에서 발생된 열은 가열 본체(42)로 전달되며, 가열 본체(42)로 전달된 열은 가열 본체(42)의 상기 이동통로를 따라 흐르는 물을 온수로 가열시킨다. 온도센서(46)와, 온도퓨즈(48)는 가열 본체(42)의 걸림부(42b)에 걸림 결합되는 것으로, 히터(44)와 전기적으로 연결되되, 히터(44)로 공급되는 전원을 선택적으로 차단시켜서, 가열 본체(42)의 상기 이동통로를 따라 흐르는 온수의 온도를 조절한다.
그러나 이러한 종래기술은 히터가 막대기 형상으로 형성되어 히터와 접촉된 가열 본체의 일측으로만 열을 전달하므로, 가열 본체와 접촉되는 면적이 적어 열 전달 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 히터에서 가열 본체로 전달되는 열 전달 효율이 향상되도록 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 열을 전달받아 외부로 방출하는 가열 본체를 포함하는 온수 가열장치에 사용되는 히터에 있어서, 전원을 공급하는 복수개의 단자; 상기 단자가 구비되며, 상기 단자로부터 전원을 인가받아 발열을 하되, 가열 본체의 외주연을 감싸도록 배치되고 플렉시블하게 형성되는 히터; 및 상기 히터의 어느 일면에 배치되는 절연층; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 히터는, 면상 발열체의 일면에 배열되는 발열체 소재의 발열체 패턴; 상기 발열체 패턴이 인쇄되어 형성되며, 상기 발열체 패턴으로 전원을 인가받아 발열하는 면상 발열체; 및 상기 면상 발열체가 배치된 면의 반대면에 배치되는 보호층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 면상 발열체는, 엘라스토머, 실리콘, 세라믹 또는 합성고무 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 보호층은, 상기 면상 발열체에서 발생된 열이 외부로 빠져나가지 못하도록 함과 동시에 상기 히터를 보호하는 알루미늄 박막인 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 보호층은, 고정을 위한 점착력을 가지며, 상기 절연층과 맞닿는 부분의 면적이 상기 절연층의 면적보다 크도록 마련되는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 절연층이 배치된 면의 반대면에 배치되고, 상기 히터의 외주연에 고정을 위한 점착력을 가지는 점착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 전극 배선 패턴의 소재는 혼합 바인더 및 전도성 입자를 포함하되, 전도성 입자는 전도성을 갖는 카본입자, 탄소 입자 또는 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
또한, 상기 가열 본체는 유체가 흐르는 이동통로를 포함하고, 상기 이동통로는, 내주연을 따라 복수 개의 오목부와 볼록부가 교호적으로 연속 배치되되, 각각의 상기 오목부와 상기 볼록부는 상기 이동통로의 개방된 양측 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터를 제공한다.
본 고안은 플렉시블 히터가 가열 본체의 외주연을 탄성적으로 밀착되도록 감싼 상태로 가열 본체 전체에 고르게 열을 전달하는 구성이므로, 온수이용 제품의 온수를 공급하는 가열 본체의 이동통로를 따라 흐르는 물을 신속하게 가열할 수 있고, 이에 열 전달 효율 또한 향상되는 효과가 있다.
본 고안은 히터 내부에 저전력으로 구동 가능한 면상 발열체를 구비하기 때문에, 저전력으로 높은 발열 특성을 나타낼 수 있다.
본 고안은 접촉 면적을 높여 온수이용 제품의 온수를 공급하는 가열 본체를 안정적으로 가열하는 것은 물론, 열전달 과정에서의 열손실도 최소화할 수 있다.
본 고안은 면상 발열체의 발열체 패턴을 전도성 입자와 혼합 바인더를 포함하는 도료 형태의 발열체 조성물로 형성하기 때문에, 비저항이 낮고 열전도율이 우수해 저전압 구동에 유리하고 승온 속도가 빠른 장점이 있다.
또한, 이동통로의 내주연에 복수 개의 오목부와 볼록부가 형성되므로, 물과 직접 닿는 이동통로의 내주연 면적이 증가하게 되어, 가열 본체의 열교환 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 온수매트를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 가열장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 고안의 바람직한 제1 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 가열 본체에 플렉시블 히터만을 적용할 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 고안의 바람직한 제1 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 면상 발열체가 구비된 플렉시블 히터와 점착층 및 보호층을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 본 고안의 바람직한 제2 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 가열 본체에 플렉시블 히터와 절연층을 적용할 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 고안의 바람직한 제3 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층을 적용할 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 고안의 바람직한 제3 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층이 가열 본체에 적용한 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 고안의 바람직한 제4 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 복수개의 오목부와 볼록부가 구비된 가열 본체에 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층을 적용한 경우를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 복수개의 오목부와 볼록부가 구비된 가열 본체에 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층을 적용한 경우를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 지지부에 복수개의 오목부와 볼록부가 구비된 가열 본체와 플렉시블 히터가 삽입된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 지지부에 가열 본체와 플렉시블 히터가 결합된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 위치안내부에 센서박스가 결합되는 과정의 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 위치안내부에 센서박스가 결합되는 과정의 일 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 온수매트용 가열장치의 위치안내부에 센서박스가 결합되는 과정의 다른 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터를 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안의 바람직한 제1 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 가열 본체에 플렉시블 히터만을 적용할 경우를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 고안의 바람직한 제1 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 면상 발열체가 구비된 플렉시블 히터와 점착층 및 보호층을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3을 및 도 4를 참조하면, 본 고안의 바람직한 제1 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 온수매트(미도시)에 적용되어, 물탱크(미도시)로부터 공급되는 물을 가열하여 매트부재(미도시)로 온수를 공급하는 것으로, 가열 본체(110), 히터(120), 절연층(150)을 포함한다.
가열 본체(110)는 길이방향을 따라 길게 기둥 형상으로 형성되는 것으로, 그 내부의 길이방향을 따라 물이 이동되는 통로 역할을 하는 이동통로(112)가 형성된다. 가열 본체(110)는 알루미늄 등과 같은 열전도율이 높은 재질로 구성되어, 후술하는 히터(120)로부터 발생되는 열을 가열 본체(110)의 이동통로(112)를 따라 흐르는 물로 신속하게 전달할 수 있게 된다.
히터(120)는 단자(122), 발열체 패턴(123), 면상발열체(125)를 포함한다.
히터(120)는 두께가 얇은 판형으로 형성되되, 가열 본체(110)의 외주연을 감싸 배치될 경우 링 형상이 된다.
발열체 패턴(123)은, 면상발열체(125)의 일면에 배열되는 발열체 소재로 혼합 바인더 및 전도성 입자를 포함한다. 여기서 발열체 패턴(123)은 혼합 바인더 및 전도성 입자를 포함하는 도료 형태로 형성될 수 있다.
그리고 상기 전도성 입자는 전도성을 갖는 카본입자, 탄소 입자 또는 금속 분말을 포함한다. 탄소 입자로는 카본 입자(Carbon), 탄소나노튜브 입자 또는 그라파이트 입자가 사용될 수 있다. 금속 분말로는 은, 구리 또는 니켈 소재의 분말이 사용될 수 있다.
또한 탄소나노튜브 입자는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예컨대 탄소나노튜브 입자는 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube)일 수 있다.
금속 분말은 은, 구리 또는 니켈 소재의 분말을 포함한다. 은 분말의 경우, 플레이크, 구형, 다각형 판상, 막대(rod) 등의 형태를 가질 수 있다. 구리 분말로는 은이 코팅된 구리(Ag coated Cu) 분말, 니켈이 코팅된 구리(Ni coated Cu) 분말 등이 사용될 수 있다. 그리고 니켈 분말로는 은이 코팅된 니켈(Ag coated Ni) 분말이 사용될수 있다.
카본 입자, 탄소 입자와 금속 분말을 포함하는 발열체 조성물로 면상발열체(125)를 형성하는 경우, 금속 분말이 주로 전기적 네트워크를 형성하는데, 금속 분말 사이의 공간에 탄소 입자가 채워져 3차원 랜덤 네트워크 구조를 형성하는 것이다.
이와 같이 발열체 조성물인 발열체 패턴(123)은 카본 입자, 탄소 입자와 금속 분말을 포함함으로써, 발열체 패턴(123)의 에너지 효율 및 발열 속도를 높일 수 있다. 즉 금속 분말은 흑체 복사 기능을 갖지 않는다. 하지만 발열체 패턴(123)에 카본 계열의 탄소 입자를 포함시킴으로써, 흑체 복사 기능을 구현할 수 있다. 그리고 탄소 입자로 인해서 발열체 패턴(123)의 내열성을 높일 수 있다.
그리고 탄소 입자로 인해서, 발열체 패턴(123)의 발열 속도 및 에너지 효율을 높일 수 있으며, 혼합 바인더의 내열성을 높임으로써, 발열체 패턴(123)이 고온으로 발열되는 경우에도, 저항 변화나 파손을 억제할 수 있을 것이다.
또한, 발열체 패턴(123)은 베이스 기판인 면상발열체(125)의 상부면에 형성되는데, 발열체 패턴(123)을 전압 강하(voltage drop)를 최소화할 수 있도록 금속 소재로 형성할 수도 있을 것이다.
이러한 발열체 패턴(123)을 형성하는 금속 소재로는 은, 알루미늄, 구리, 니켈, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금이 사용될 수 있을 것이다.
이러한 발열체 패턴(123)은 한 쌍의 연결 단자(121)를 포함한다. 한 쌍의 전극 단자(121)는 일정 간격 이격되게 형성되며, 한 쌍의 연결 배선은 한 쌍의 단자(121)에 각각 연결되고, 전극 단자(121)에 면상발열체(125)가 연결된다.
그리고 면상발열체(125)는 탄성과 열전도성을 갖는 소재로 제조된다. 이러한 소재로는 엘라스토머(elastomer)가 사용될 수 있으며, 또한 실리콘(silicone) 또는 합성 고무가 사용될 수도 있다.
면상발열체(125)는, 단자(121)를 통해 전원을 인가받아 발열하는 열전달 특성을 향상시키기 위해서 제조할 때 탄소 입자(ex: 카본 입자), 금속 입자 또는 무기 입자를 액상의 엘라스토머에 첨가할 수도 있다.
면상발열체(125)는 발생된 열을 온수매트로 물을 공급하는 통로 역할을 하는 가열 본체(110)에 안정적으로 전달한다. 면상발열체(125)는 자체의 탄성을 이용하여 가열 본체(110)에 밀착될 수 있도록 하여, 가열 본체(110)와 히터(120) 사이의 유격 발생으로 인한 열 손실을 억제하도록 할 수 있는 것이다.
따라서 히터(120)는 가열 본체(110)의 외측 둘레에 탄성적으로 밀착되게 고정설치되는데, 이러한 가열 본체(110)의 소재는 양호한 강성과 열전도성을 갖는 금속 소재, 예컨대 알루미늄, 구리, 니켈, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금이 사용될 수 있을 것이다. 따라서 가열 본체(110)는 부식되지 않을 뿐만 아니라 열전도가 우수하다.
따라서 본 고안의 제1 실시예에는 플렉시블하게 형성되는 히터(120)만으로 구성되는 것으로, 히터(120)는 가열 본체(110) 외주연을 대부분을 덮되, 가열 본체(110)와 히터(120) 사이의 유격이 없도록 탄성적으로 밀착되게 배치되므로, 가열 본체(110)와 히터(120) 사이의 유격 발생으로 인한 열 손실 없이, 가열 본체(110) 전체에 고르게 열을 전달하게 되는 것이다.
따라서 가열 본체(110)는 이동통로(112)를 따라 흐르는 물을 신속하게 가열할 수 있는 것은 물론이고, 열 전달 효율 또한 향상되는 효과가 있다.
도 5는 본 고안의 바람직한 제2 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 가열 본체에 플렉시블 히터와 절연층을 적용할 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 고안의 바람직한 제2 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 가열 본체(110)와 히터(120)사이인 가열 본체(110)의 외주연을 감싸는 점착층(121) 및 히터(120)의 외주연을 감싸는 절연층(150)을 포함한다.
점착층(121)은 히터(120)의 외주연에 배치되며, 점착층(121)과 히터(120)의 맞닿는 부분의 면적은 히터(120)의 면적과 동일하도록 마련되는 것이 바람직하다.
점착층(121)은 고정을 위한 점착력을 가질 수 있는데, 또한, 점착층(121)은 양면이 모두 점착력을 가지는 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 점착층(121)은 가열 본체(110)에 히터(120)가 고정되게 하는 역할을 하는 것이다.
절연층(150)은 히터(120)의 어느 일면에 배치될 수 있을 것이다. 즉 절연층(150)은 히터(120)의 외주연이나, 또는 점착층(121)의 외주연 또는 히터(120)의 외주연 및 점착층(121)의 외주연 둘다에 배치될 수도 있을 것이다.
이러한 절연층(150)은 히터(120)와 맞닿는 부분의 전체를 덮을 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 절연층(150)의 면적과 히터(120)의 일면과 맞닿는 부분의 면적은 동일하도록 마련된다.
도 6은 본 고안의 바람직한 제3 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층을 적용할 경우를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 고안의 바람직한 제3 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층이 가열 본체에 적용한 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 고안의 바람직한 제3 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 가열 본체(110)와 히터(120)사이인 가열 본체(110)의 외주연을 감싸는 점착층(121), 히터(120), 히터(120)의 외주연을 감싸는 절연층(150) 및 절연층(150)의 외주연을 감싸는 보호층(126)을 포함한다.
또한, 본 고안의 제3 실시예에 따른 히터(120)는 단자(122), 발열체 패턴(123), 면상발열체(125)를 포함한다.
본 고안의 바람직한 제3 실시예에의 보호층(126)은 절연층(150)이 배치된 면의 외측면에 배치되어 있다.
보호층(126)이 절연층(150)과 맞닿는 부분의 면적은, 도 7과 같이 절연층(150)의 면적보다 더 크도록 마련된다. 즉, 보호층(126)은 절연층(150)과 맞닿는 부분이 절연층(150) 보다 더 넓도록 마련되어 있어, 보호층(126)은 절연층(150)과 맞닿을 때 절연층(150)의 가장자리를 따라 외측으로 일정부분 튀어나오게 마련되는 것이다.
이러한 보호층(126)의 일면은 고정을 위한 점착력을 가질 수 있는데, 이 점착력을 가지는 점착면(미도시)에 의해 보호층(126)이 절연층(150)에 점착된다.
또한, 보호층(126)은 발열체 패턴(123)에서 발생된 열이 외부로 빠져나가지 못하도록 보온 기능을 함과 동시에 히터(120)의 면상발열체(125)를 보호하도록 알루미늄 박막으로 마련되는 것이다.
이와 같이, 보호층(126)은 점착면을 가지면서 알루미늄 재질로 된 알루미늄 점착 테이프일 수도 있다.
도 8은 본 고안의 바람직한 제4 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 복수개의 오목부와 볼록부가 구비된 가열 본체에 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층을 적용한 경우를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 고안의 바람직한 제4 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 가열 본체(110)와 히터(120)사이에, 가열 본체(110)의 외주연을 감싸는 점착층(121), 히터(120), 히터(120)의 외주연을 감싸는 절연층(150) 및 절연층(150)의 외주연을 감싸는 보호층(126)을 포함하여 적층되어 있다.
여기서 본 고안의 바람직한 제4 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)의 이동통로(112)는, 이동통로(112)의 내주연을 따라 복수 개의 오목부(112a)와 볼록부(112b)가 교호적으로 연속 배치되되, 각각의 오목부(112a)와 볼록부(112b)는 이동통로(112)의 개방된 양측 방향으로 연장되도록 형성된다.
이처럼 본 고안에 따른 제4 실시예는 이동통로(112)의 내주연에 오목부(112a)와 볼록부(112b)가 형성되므로, 물과 직접 닿는 이동통로(112)의 내주연 면적이 증가하게 되어, 가열 본체(110)의 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 바람직한 제4 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 지지부(130)를 포함한다.
지지부(130)는 가열 본체(110)보다 큰 직경을 갖는 기둥 형상으로 형성되며, 그 내부 길이방향을 따라 가열 본체(110)와 점착층(121), 히터(120), 절연층(150) 및 보호층(126)을 적층하여 일체로 삽입되도록 삽입부(132)가 관통 형성된다.
또한, 지지부(130)에 상술한 제1 실시예와 같이, 가열 본체(110)에 히터(120)만 적층하여 삽입 배치하거나, 제2 실시예와 같이, 가열 본체(110)에 점착층(121), 히터(120) 및 절연층(150)만 적층하여 삽입 배치할 수도 있을 것이다.
이러한 지지부(130) 및 가열 본체(110)는 원 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 본 고안을 이로 한정하지 않음은 당연하다. 그리고 지지부(130)의 상면에는 양측 길이방향을 따라 위치안내부(134)가 돌출 형성된다. 위치안내부(134)는 지지부(130)의 상면에 돌출 형성된 후 지지부(130)의 중앙 방향으로 절곡되도록 형성된다.
센서박스(140)는 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터에서 복수개의 오목부와 볼록부가 구비된 가열 본체에 플렉시블 히터와 절연층 및 보호층을 적용한 경우를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 지지부에 복수개의 오목부와 볼록부가 구비된 가열 본체와 플렉시블 히터가 삽입된 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 11은 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 지지부에 가열 본체와 플렉시블 히터가 결합된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 고안의 바람직한 제5 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 가열 본체(110)와 히터(120)사이인 가열 본체(110)의 외주연을 감싸는 점착층(121), 히터(120), 히터(120)의 외주연을 감싸는 절연층(150) 및 절연층(150)의 외주연을 감싸는 보호층(126)을 포함하여 적층되어 있다.
그리고 이동통로(112)는, 이동통로(112)의 내주연을 따라 복수 개의 오목부(112a)와 볼록부(112b)를 포함하고, 지지부(130)도 포함한다.
제5 실시예의 지지부(130)는, 지지부(130)의 삽입부(132)에 가열 본체(110)와 히터(120)가 삽입된다. 그 후, 도 11를 참조하면, 한 쌍의 위치안내부(134) 사이에 위치한 지지부(130)의 외주연에 외부에서 가해지는 압력, 예를 들면 가압핀(미도시)에 의한 압력에 의하여 가압홈(130a)이 형성되고, 가압홈(130a)의 반대 방향에 위치되는 삽입부(132)의 내주연에 상기 외부 가압에 의하여 가압홈(130a)의 오목한 형상에 대응되도록 가압돌기(132a)가 돌출 형성된다.
이처럼 가압돌기(132a)가 삽입부(132)의 내측에 돌출 형성되므로, 가압돌기(132a)는 상기 가열 본체(110)와 상기 히터(120)를 가압하게 되어, 가열 본체(110)와 히터(120)는 간단한 구조로 삽입부(132)에서 잘 빠지지 않고 견고하게 고정되는 효과가 있다.
도 12은 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 위치안내부에 센서박스가 결합되는 과정의 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터(100)는 가열 본체(110)와 히터(120)사이인 가열 본체(110)의 외주연을 감싸는 점착층(121), 히터(120), 히터(120)의 외주연을 감싸는 절연층(150) 및 절연층(150)의 외주연을 감싸는 보호층(126)을 포함하여 적층 구성되어 있다.
그리고 이동통로(112)는, 이동통로(112)의 내주연을 따라 복수 개의 오목부(112a)와 볼록부(112b)를 포함하고, 지지부(130) 및 센서박스(140)도 포함한다.
센서박스(140)는 지지부(130)의 상면과 위치안내부(134) 사이의 공간에 삽입된다. 센서박스(140)의 내부에는 히터(120)와 전기적으로 연결되는 온도센서(142)와 온도퓨즈(144)가 구비되어, 히터(120)로 공급되는 전원을 제어한다.
온도센서(142)는 예를 들면, 열팽창계수가 서로 다른 두 종류의 얇은 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 제조한 바이메탈과 같은 것으로, 열을 가했을 때 휘는 성질을 이용하여 전원을 공급 또는 차단할 수 있다.
온도퓨즈(144)는 히터(120)의 온도가 어느 한계점 이상의 온도에 도달하면 자동으로 끊어져 과열을 방지하는 과열방지용 스위치이다. 온도센서(142)는 지지부(130)의 온도가 일정 온도 이상으로 가열되면, 히터(120)로 인가되는 전원을 선택적으로 차단시켜서, 히터(120)가 더 이상 작동되지 않도록 하는 역할을 한다.
이러한 온도센서(142)와 온도퓨즈(144)는 일반적인 것으로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13은 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 가열장치용 플렉시블 히터의 위치안내부에 센서박스가 결합되는 과정의 일 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고,
먼저, 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)를 참조하면, 센서박스(140)는 그 일측이 한 쌍의 위치안내부(134) 사이의 공간을 따라 슬라이딩된다. 그 후, 도 13의 (c)와 같이, 센서박스(140)의 일측과 마주보는 위치안내부(134)의 내측에 스토퍼(136)가 돌출 위치 되어 있다. 스토퍼(136)는 위치안내부(134)의 외측에서 내측 방향으로 강한 압력을 가하여 위치안내부(134)에 관통홀이 형성될 때, 위치안내부(134)의 내측 방향으로 밀려 들어가는 버(burr)에 의하여 간단하게 형성될 수 있다.
이처럼 위치안내부(134)의 내측에 외부 압력에 의하여 스토퍼(136)가 돌출 위치되면, 위치안내부(134)의 내측과 대항되는 센서박스(140)의 일측이 스토퍼(136)에 걸림 위치된다.
여기서 상기 센서박스(140)의 일측은 단부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사부(141)가 형성되어 있으므로, 센서박스(140)의 일측이 스토퍼(136)에 걸림 위치될 때, 상기 스토퍼(136)가 상기 경사부(141)를 가압하는 것이다. 즉, 경사부(141)가 스토퍼(136)에 견고하게 가압되어, 센서박스(140)가 위치안내부(134) 사이에 고정되는 것이다.
도 14는 본 고안의 바람직한 제6 실시예에 따른 온수매트용 가열장치의 위치안내부에 센서박스가 결합되는 과정의 다른 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 도 14의 (a)를 참조하면, 센서박스(140)가 위치안내부(134) 사이로 삽입되기 전에, 위치안내부(134)의 내측에 외부 압력에 의하여 스토퍼(136)가 미리 돌출 위치되어 있다.
이 상태에서 센서박스(140)의 일측이 한 쌍의 위치안내부(134) 사이의 공간을 따라 슬라이딩된다. 그러면 도 14의 (b)와 같이, 센서박스(140)의 일측이 상기 스토퍼(136)에 걸림 위치된다. 여기서 센서박스(140)의 일측은 단부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사부(141)가 형성되어 있으므로, 스토퍼(136)가 상기 경사부(141)를 가압하여, 센서박스(140)는 위치안내부(134) 사이에 고정되는 것이다.
본 고안은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 고안을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 고안에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 가열장치
110: 가열 본체 112: 이동통로
112a: 오목부 112b: 볼록부
120: 히터 121 : 점착증
122: 단자 123 : 발열체 패턴
125 : 면상 발열체 126 : 보호층
130: 지지부 130a: 가압홈
132: 삽입부 132a: 가압돌기
134: 위치안내부 136: 스토퍼
140: 센서박스 141: 경사부
142: 온도센서 144: 온도퓨즈
150 : 절연층

Claims (8)

  1. 열을 전달받아 외부로 방출하는 가열 본체를 포함하는 온수 가열장치에 사용되는 히터에 있어서,
    전원을 공급하는 복수개의 단자;
    상기 단자가 구비되며, 상기 단자로부터 전원을 인가받아 발열을 하되, 가열 본체의 외주연을 감싸도록 배치되고 플렉시블하게 형성되는 히터; 및
    상기 히터의 어느 일면에 배치되는 절연층; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히터는,
    면상 발열체의 일면에 배열되는 발열체 소재의 발열체 패턴;
    상기 발열체 패턴이 인쇄되어 형성되며, 상기 발열체 패턴으로 전원을 인가받아 발열하는 면상 발열체; 및
    상기 면상 발열체가 배치된 면의 반대면에 배치되는 보호층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 면상 발열체는,
    엘라스토머, 실리콘, 세라믹 또는 합성고무 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 면상 발열체에서 발생된 열이 외부로 빠져나가지 못하도록 함과 동시에 상기 히터를 보호하는 알루미늄 박막인 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 보호층은,
    고정을 위한 점착력을 가지며, 상기 절연층과 맞닿는 부분의 면적이 상기 절연층의 면적보다 크도록 마련되는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연층이 배치된 면의 반대면에 배치되고, 상기 히터의 외주연에 고정을 위한 점착력을 가지는 점착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전극 배선 패턴의 소재는 혼합 바인더 및 전도성 입자를 포함하되,
    전도성 입자는 전도성을 갖는 카본입자, 탄소 입자 또는 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가열 본체는 유체가 흐르는 이동통로를 포함하고,
    상기 이동통로는,
    내주연을 따라 복수 개의 오목부와 볼록부가 교호적으로 연속 배치되되, 각각의 상기 오목부와 상기 볼록부는 상기 이동통로의 개방된 양측 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가열장치용 플렉시블 히터.
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