KR20200021803A - 전기 히터 - Google Patents

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Abstract

본 실시예의 전기 히터는 기판과; 기판의 일면에 형성된 제1면상 발열체를 포함하고, 제1면상 발열체는 제1트랙와; 제1트랙과 이격된 제2트랙과; 제2트랙과 이격된 제3트랙을 포함하며, 제2트랙은 제1트랙과 제3 트랙 사이에 위치하며, 제1트랙과 제2트랙은 제1브릿지로 연결되며, 제1브릿지는 제3트랙을 향해 돌출된 제1 외측 돌출부를 포함하고, 제3트랙에는 외측 방향으로 돌출되게 굽은 만곡부가 형성되며, 제1 외측 돌출부는 외측 방향으로 만곡부의 내측을 향하고 만곡부와 이격된다.

Description

전기 히터{Electric Heater}
본 발명은 전기 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면상 발열체를 갖는 전기 히터에 관한 것이다.
히터는 가열을 목적으로 하는 장치로서, 저항선 등에 전류를 흘려 발생하는 줄열을 이용하는 전기 히터와, 가시광선 또는 적외선으로 열을 발생하는 전기 히터 등이 있다.
전기 히터는 전기로 열을 내 음식이나 용기(이하, 가열대상이라 칭함)를 가열하는 쿡탑 등의 조리기기에 설치될 수 있고, 최근에는 면상 발열체를 이용한 전기 히터가 점차 증가되는 추세이다.
이러한 전기 히터의 일예는 대한민국 등록특허공보 10-1762159 B1(2017년08월04일)에 개시된 면상 발열장치가 있고, 이러한 면상 발열장치는 전기 절연성의 재질로 이루어진 표면을 포함하는 기판과, 기판의 표면에 부착되며 소정의 모양으로 배치되는 발열체와, 발열체에 전기를 공급하는 전력 공급부를 포함한다.
상기와 같은 전기 히터는 면상 발열체가 배치되는 모양(즉, 패턴)에 따라 가열대상의 온도분포가 상이할 수 있고, 면상 발열체는 가급적 가열대상을 최대한 고르게 가열할 수 있는 모양이나 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
전기 히터의 면상 발열체는 직선 형상이거나 호 형상인 복수개의 트랙부를 포함하고, 복수개의 트랙부 중 인접한 트랙부들은 브릿지부(또는 트랙부)로 연결된 형상일 수 있다.
히터의 다른 예는 유럽공개특허공보 EP 0,228,808A2(1987년07월15일 공개)에 개시된 온도 민감장치(Temperature sensitve device)가 있고, 이러한 장치는 세라믹 코팅층에 전기통전 재료인 히터 트랙과 한 쌍의 전극이 인쇄된 형태로 구성되는데, 전극을 통하여 전류가 공급됨에 따라 히터 트랙에서 복사열을 발생시키도록 구성된다.
대한민국 등록특허공보 10-1762159 B1(2017년08월04일) 유럽공개특허공보 EP 0,228,808A2(1987년07월15일 공개)
본 발명은 가열대상을 최대한 고르게 가열할 수 있으면서 절연 파괴를 최소화할 수 있는 전기 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 인접한 트랙을 잇는 브릿지의 국부 발열을 최소화할 수 있는 전기 히터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구조로 트랙과 브릿지 사이의 틈을 확보할 수 있고 전기 히터를 제공하는데 있다.
본 실시예의 전기 히터 일예는 기판과; 기판의 일면에 형성된 제1면상 발열체를 포함하고, 제1면상 발열체는 제1트랙와; 제1트랙과 이격된 제2트랙과; 제2트랙과 이격된 제3트랙을 포함하며, 제2트랙의 적어도 일부는 제1트랙과 제3 트랙 사이에 위치하며, 제1트랙과 제2트랙은 제1브릿지로 연결되며, 제1브릿지는 제3트랙을 향해 돌출된 제1 외측 돌출부를 포함하고, 제3트랙에는 외측 방향으로 돌출되게 굽은 만곡부가 형성되며, 제1 외측 돌출부는 외측 방향으로 만곡부의 내측을 향하고 만곡부와 이격된다.
만곡부에는 제1 외측 돌출부의 일부가 수용되는 수용홈이 함몰될 수 있다.
만곡부의 곡률반경은 제1브릿지의 곡률반경 보다 클 수 있다.
제2트랙과 제3트랙은 제2브릿지로 연결될 수 있다. 제1트랙에는 제2브릿지와 이격된 제1전극부가 연결될 수 있다. 제2브릿지는 제1전극부의 반대방향으로 돌출된 제2외측 돌출부를 포함할 수 있다.
전기 히터는 제1면상 발열체의 내측에 제1면상 발열체와 이격되게 형성된 제2면상 발열체를 더 포함할 수 잇다.
제2면상 발열체는 제1면상 발열체에서 멀어질수록 점차 작아지는 복수개 내측 트랙을 포함할 수 있다. 그리고, 복수개 내측 트랙 중 인접한 트랙들은 내측 브릿지에 의해 연결될 수 있다.
복수개 내측 트랙 중 가장 외측에 위치하는 트랙에 연결된 제2 전극부를 포함할 수 있다. 제1전극부는 상기 제2전극부와 제2브릿지 사이에 위치할 수 있다.
제1브릿지의 크기는 내측 브릿지의 크기 보다 클 수 있다.
제1트랙과 제2트랙과 제3트랙 중 적어도 하나의 폭은 내측 트랙의 폭 보다 클 수 있다.
본 실시예의 전기 히터 다른 예는 기판과; 기판의 일면에 형성되고 복수개 외측 트랙 및 적어도 하나의 외측 브릿지을 갖는 제1면상 발열체와; 제1면상 발열체의 내측에 형성되고 복수개 내측 트랙 및 적어도 하나의 내측 브릿지를 갖는 제2면상 발열체를 포함한다.
적어도 하나의 외측 브릿지에는 제1면상 발열체를 향해 돌출된 내측 돌출부가 형성될 수 있다.
적어도 하나 외측 브릿지의 폭은 외측 트랙의 폭 보다 짧을 수 있다.
적어도 하나 내측 브릿지의 폭은 내측 트랙의 폭 보다 짧을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1면상 발열체의 폭을 최대한 일정하게 유지하면서 제3트랙과 제1브릿지 사이의 간격 및 제3트랙과 제2트랙 사이의 간격을 최대한 균일하게 할 수 있어, 제1면상 발열체가 가열대상을 최대한 고르게 가열되게 할 수 있고, 제3트랙과 제1브릿지 사이의 절연 파괴를 최소화할 수 있다.
또한, 제1브릿지의 크기가 작을 때 발생될 수 있는 제1브릿지의 국부 발열을 최소화할 수 있다.
또한, 외측 브릿지의 폭이 외측 트랙의 폭 보다 짧게 형성되어, 외측 브릿지의 내둘레의 길이가 너무 짧을 때 발생될 수 있는 외측 브릿지의 국부 발열을 최소할 수 있다.
또한, 내측 브릿지의 폭이 내측 트랙의 폭 보다 짧게 형성되어 내측 브릿지의 내둘레의 길이가 너무 짧을 때 발생될 수 있는 내측 브릿지의 국부 발열을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지가 도시된 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지의 제어 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 단면도,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 외측 브릿지와 비교예의 브릿지을 비교한 도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지가 도시된 사시도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지의 제어 블록도이다.
전기 히터(1)는 쿡탑 등의 전기레인지(이하, 전기레인지라 칭함)의 일부를 구성할 수 있다.
전기레인지는 외관을 형성하는 캐비닛(2)을 포함할 수 있다. 전기 히터(1)는 캐비닛(2)의 상부에 배치될 수 있다. 캐비닛(2)은 상면이 개방될 수 있고, 전기 히터(1)는 캐비닛(2)의 상면에 배치될 수 있다.
전기레인지는 전기레인지를 조작하는 입력부(3)와, 전기레인지의 정보 등의 각종 정보를 표시하는 디스플레이(4)를 포함할 수 있다. 그리고, 전기레인지는 전기 히터(1)에 연결되어 전기 히터(1)에 전류를 인가하는 전력 공급부(5)를 더 포함할 수 있다. 전기레인지는 입력부(3)의 입력에 따라 전력 공급부(5) 및 디스플레이(4)를 제어하는 제어부(6)를 더 포함할 수 있다.
전기 히터(1)는 그 상면이 외부로 노출되게 캐비닛(2)에 설치될 수 있다. 전기레인지에 의해 가열되는 가열대상은 전기 히터(1)의 상면에 올려질 수 있고, 전기 히터(1)의 상면은 가열대상이 안착되는 가열대상 안착면일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 단면도이다.
전기 히터(1)는 기판(10)과, 기판(10)의 일면에 형성된 제1면상 발열체(30)를 포함할 수 있다.
기판(10)은 표면에 도체 패턴을 형성할 수 있는 절연기판일 수 있다. 기판(10)의 상면은 가열대상이 안착되는 가열대상 안착면(13)일 수 있다. 기판(10)의 하면은 제1면상 발열체(30) 및 후술하는 제2면상 발열체(50)가 형성되는 면상 발열체 형성면(14)일 수 있다.
기판(10)은 그 전체가 절연재질로 형성된 베이스(11)만으로 구성되는 것이 가능하고, 절연재질 또는 비 절연재질로 형성된 베이스(11)와, 베이스(11)의 일면에 형성된 절연층(12)을 포함하는 것도 가능하다.
베이스(11)는 글래스일 수 있고, 절연층(12)은 이러한 글래스의 하면에 코팅이나 인쇄 등의 공법으로 형성될 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 절연재질의 베이스(11) 일면에 직접 형성되는 것이 가능하고, 베이스(11)의 일면에 별도로 형성된 절연층(12)에 형성되는 것도 가능하다.
베이스(11)는 가열대상이 올려지는 판체 형상으로 형성되는 것이 가능하고, 그 내부에 가열대상이 수용될 수 있는 용기 형상으로 형성되는 것이 가능하다
절연층(12)은 베이스(11)의 하면에 형성될 수 있다. 절연층(12)은 베이스(11)의 하면 전체에 형성되는 것이 가능하고, 베이스(11)의 하면 중 일부 영역에만 형성될 수 있다. 절연층(12)는 제1면상 발열체(30) 및 후술하는 제2면상 발열체(50)가 형성될 영역에만 형성되는 것이 가능하다. 절연층(12)은 기판(10)의 하면 전체를 구성하거나 기판(10)의 하면 일부를 구성할 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 절연층(12)의 하면(14)에 형성될 수 있다. 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)는 기판(10) 보다 크기가 작을 수 있고, 기판(10)의 하면은 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)가 형성되는 가열영역(H)과, 가열영역(H) 주변의 비가열영역(NH)을 포함할 수 있다.
히터(1)는 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)를 감싸는 코팅층(18)을 더 포함할 수 있다. 코팅층(18)는 전기 절연성 재질로 형성될 수 있고, 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)를 보호할 수 있다.
본 실시예의 기판(10)은 플랙서블 재질로 구성되는 것이 가능하고, 예를 들면, 플렉서블 절연필름으로 구성되는 것도 가능하다. 이 경우, 전기 히터(1)는 플랙서블 면상 히터일 수 있다. 이러한 플랙서블 면상 히터는 전기레인지의 상판과 같이, 가열대상이 올려지는 부재에 부착되어 가열대상을 가열하는 것도 가능함은 물론이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
제1면상 발열체(30)는 가열대상을 최대한 고르게 가열할 수 있는 형상 또는 패턴으로 형성될 수 있고, 이를 위해 서로 이격되게 배치된 복수의 트랙(31)(32)(33)를 포함할 수 있다.
복수의 트랙(31)(32)(33) 각각은 호 형상일 수 있다. 트랙(31)(32)(33)는 중심각이 180°초과인 우호 형상으로 형성되거나, 반원 형상으로 형성되거나, 중심각이 180°미만인 열호 형상으로 형성될 수 있다.
복수개 트랙(31)(32)(33)은 우호 형상인 트랙과 반원 형상인 트랙과 열호 형상인 트랙 중 적어도 2개 트랙의 조합으로 구성되는 것이 가능하고, 열호 형상인 트랙들의 조합으로 구성되는 것도 가능하며, 우호 형상인 트랙들의 조합으로 구성되는 것도 가능하며, 우호 형상인 트랙과 열호 형상의 트랙의 조합으로 구성되는 것도 가능하며, 다양한 조합에 의해 소정의 발열 패턴을 형성할 수 있다.
복수개 트랙(31)(32)(33)은 동일한 중심(C)을 갖는 호 형상일 수 있고, 이러한 복수의 트랙(31)(32)(33)는 전류의 흐름 방향으로 직렬 연결될 수 있다. 제1면상 발열체(30)는 복수의 트랙(31)(32)(33) 중 인접한 트랙을 잇는 브릿지(34)(35)를 포함할 수 있다.
일예로, 제1면상 발열체(30)는 제1트랙(31)과, 제1트랙(31)와 이격된 제2트랙(32)와; 제2트랙(32)와 이격된 제3트랙(33)를 포함할 수 있다.
제2트랙(32)의 적어도 일부는 제1트랙(31)와 제3트랙(33) 사이에 위치될 수 있고, 제1트랙(31)와 제2트랙(32)는 제1브릿지(34)로 연결될 수 있고 제2트랙(32)와 제3트랙(33)는 제2브릿지(35)로 연결될 수 있다.
제1트랙(31)와 제2트랙(32)와 제3트랙(33) 각각은 호 형상일 수 있다. 제1트랙(31)와 제2트랙(32)와 제3트랙(33)는 동일한 중심(C)을 갖게 형성될 수 있다.
제1트랙(31)는 복수의 트랙(31)(32)(33) 중 중심(C)과 가장 가까운 트랙일 수 있고, 제3트랙(33)는 복수의 트랙(31)(32)(33) 중 중심(C)과 가장 먼 트랙일 수 있다.
전류는 제1트랙(31)와 제1브릿지(34)와 제2트랙(32)와 제2브릿지(35)와 제3트랙(33)의 순서로 흐를 수 있다.
제1면상 발열체(30)의 폭(W1)은 전체적으로 동일한 것이 바람직하다.
제1트랙(31)와 제1브릿지(34)와 제2트랙(32)와 제2브릿지(35)와 제3트랙(33) 각각의 폭(W1)은 동일할 수 있다.
제2트랙(32)는 제1트랙(31)의 외측에서 제1트랙(31)의 외둘레 전부 또는 일부를 감싸게 배치될 수 있다.
제3트랙(33)는 제2트랙(32)의 외측에서 제2트랙(32)의 외둘레 전부 또는 일부를 감싸게 배치될 수 있다.
제1트랙(31)와 제2트랙(32)와 제3트랙(33)는 이러한 중심(C)을 기준으로 외측 방향으로 서로 순차 배치될 수 있다.
제1트랙(31)는 내측 방향으로 상기 중심(C)에 가장 근접한 트랙일 수 있고, 제3트랙(33)는 상기 중심(C)에 외측 방향으로 가장 먼 트랙일 수 있다.
본 명세서에 기재된 내측 방향은 트랙을 기준으로 제1면상 발열체(30)의 중심(C)를 향하는 방향으로 정의될 수 있고, 외측 방향은 내측 방향의 반대 방향으로 정의될 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 제1면상 발열체(30)를 가로지르는 중심선(D)을 기준으로 동일 형상이 대칭되게 형성될 수 있다. 여기서, 중심선(D)은 복수개의 트랙(31)(32)(33) 중 제1트랙(31) 및 제2트랙(32)와 교차하지 않고, 제3트랙(33)와 교차되는 가상선일 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 한 쌍의 제1트랙(31)와, 한 쌍의 제1브릿지(34)와, 한 쌍의 제2트랙(32)와, 한 쌍의 제2브릿지(35)와, 하나의 제3트랙(33)를 포함할 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 열호 형상인 한 쌍의 제1트랙(31)와, 열호 형상인 한 쌍의 제2트랙(32)와, 우호 형상인 하나의 제3트랙(33)을 포함할 수 있다.
제1면상 발열체(50)는 중심선(D)을 기준으로, 2개의 아우터 발열부(H1)(H2)를 포함할 수 있고, 중심선(D)을 기준으로 제1아우터 발열부(H1)와 제2아우터 발열부(H2)로 구분될 수 있다.
제1트랙(31)와 제2트랙(32)와 제3트랙(33) 중 적어도 하나의 폭(W1)은 후술하는 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)의 폭(W2) 보다 클 수 있다.
제1브릿지(34)의 크기는 후술하는 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65)의 크기 보다 클 수 있다.
제1브릿지(34)는 제3트랙(33)를 향해 돌출된 제1외측 돌출부(36)를 포함할 수 있다.
제1브릿지(34)의 제1외측 돌출부(36)는 제2트랙(32)에서 연장된 연장 곡선(E1)을 기준으로 연장 곡선(E1)의 외측에 위치하는 부분으로 정의될 수 있고, 이러한 연장 곡선(E1)은 제2트랙(32)의 외측 둘레에서 제2트랙(32)의 연장방향으로 연장된 가상 곡선일 수 있다.
제1브릿지(34)는 전체적으로 반원 형상 또는 우호 형상으로 형성될 수 있는데, 그 각각의 내둘레와 외둘레의 경로차(외둘레의 길이와 내둘레의 길이의 차)가 클 경우, 저항 차로 인해 국부 발열이 발생될 수 있고, 내둘레의 길이 및 외둘레의 길이 각각을 크게 할 경우, 상대적으로 내둘레와 외둘레의 경로차를 감소시킬 수 있다.
상기와 같이, 제1브릿지(34)의 크기를 크게 형성할 경우, 제1브릿지(34)는 제2트랙(32)에서 연장된 연장 곡선(E1)을 기준으로 연장 곡선(E1)의 외측에 위치하는 부분을 포함할 수 있고, 이러한 부분은 제1외측 돌출부(36)로 정의될 수 있다.
제3트랙(33)에는 외측 방향으로 돌출되게 굽은 만곡부(37, Curved portion)가 형성될 수 있고, 제1외측 돌출부(36)는 외측 방향으로 만곡부(37)의 내측을 향하고 만곡부(37)와 이격될 수 있다.
만곡부(37)는 제3트랙(33) 중 일부가 외측 방향으로 볼록하게 돌출된 부분으로서, 그 폭(W1)은 만곡부(37) 주변의 폭(W1)과 동일할 수 있다.
만곡부(37)에는 제1브릿지(34)의 제1외측 돌출부(36) 일부가 수용되는 수용홈(38)이 함몰될 수 있다.
제3트랙(33)와 제2트랙(32) 사이의 간격(G1)은 제1브릿지(34)의 제1외측 돌출부(36)와 만곡부(37) 사이의 간격(G2)과 동일할 수 있다. 만곡부(37)는 제1브릿지(34)의 제1외측 돌출부(36)를 회피하기 위한 회피부일 수 있다.
제1브릿지(34)와 만곡부(37) 각각은 호 형상일 수 있는데, 제1브릿지(34)는 우호 형상일 수 있고, 만곡부(37)는 열호 형상일 수 있다.
만곡부(37)의 곡률반경은 제1브릿지(34)의 곡률반경 보다 클 수 있다.
제1면상 발열체(30)은 제1트랙(31)와 제3트랙(33) 중 어느 하나에 제1전극부(39)가 연결될 수 있다.
제1면상 발열체(30)가 한 쌍의 제1트랙(31)와 하나의 제3트랙(33)를 포함할 경우, 제1전극부(39)는 한 쌍의 제1트랙(31) 중 어느 하나에 연결된 양 전극부(39A)와, 한 쌍의 제1트랙(31) 중 다른 하나에 연결된 음 전극부(39B)를 포함할 수 있다.
제1전극부(39)가 한 쌍의 제1트랙(31)에 연결된 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B)를 포함할 경우, 한 쌍의 제2브릿지(35) 사이에는 개구부(40)이 형성될 경우, 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B) 각각의 적어도 일부는 개구부(40)에 위치될 수 있다. 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B) 각각은 개구부(40)를 통과해 한 쌍의 제2브릿지(35) 사이 외측으로 연장되는 형상일 수 있다
제1전극부(39)는 제2브릿지(35)와 이격될 수 있다.
제2브릿지(35)는 제1전극부(39)의 주변에 위치될 수 있다. 제2브릿지(35)는 제1전극부(39) 외측에 위치할 수 있다.
제2브릿지(35)의 크기는 후술하는 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65)의 크기 보다 클 수 있다.
제2브릿지(35)는 제1전극부(39)의 반대방향으로 돌출된 제2외측 돌출부(41)를 포함할 수 있다.
제2브릿지(35)는 제1브릿지(34)와 크기가 동일할 수 있고, 제2패턴부(32)를 기준으로 제1브릿지(34)의 반대편에 위치될 수 있다. 즉, 제2패턴부(32)의 일단은 제1브릿지(34)와 연결될 수 있고, 제2패턴부(32)의 타단은 제2브릿지(35)와 연결될 수 있다.
제2브릿지(35)는 제1브릿지(34)와 같이, 전체적으로 반원 형상 또는 우호 형상으로 형성될 수 있는데, 그 각각의 내둘레와 외둘레의 경로차(외둘레의 길이와 내둘레의 길이의 차)가 클 경우, 저항 차로 인해 국부 발열이 발생될 수 있고, 내둘레의 길이 및 외둘레의 길이 각각을 크게 할 경우, 상대적으로 내둘레와 외둘레의 경로차를 감소시킬 수 있다.
제2브릿지(35)의 제2외측 돌출부(41)는 제3트랙(33)에서 연장된 연장 곡선(E2)을 기준으로 연장 곡선(E2)의 외측에 위치하는 부분으로 정의될 수 있고, 연장곡선(E2)는 제3트랙(33)의 외측 둘레에서 제3트랙(33)의 연장방향으로 연장된 가상 곡선일 수 있다.
상기와 같이, 제2브릿지(35)의 크기를 크게 형성할 경우, 제2브릿지(35)는 제3트랙(33)에서 연장된 연장 곡선(E2)을 기준으로 연장 곡선(E2)의 외측에 위치하는 부분을 포함할 수 있고, 이러한 부분은 제2외측 돌출부(41)로 정의될 수 있다.
한 쌍의 제1트랙(31)와, 한 쌍의 제1브릿지(34)와, 한 쌍의 제2트랙(32)와, 한 쌍의 제2브릿지(35)와, 하나의 제3트랙(33) 및 양 전극부(39A) 및 음 전극부(39B)는 일체로 형성될 수 있고, 양 전극부(39A) 및 음 전극부(39B) 각각은 한 쌍의 제1트랙(31)와, 한 쌍의 제1브릿지(34)와, 한 쌍의 제2트랙(32)와, 한 쌍의 제2브릿지(35)와, 하나의 제3트랙(33) 각각 보다 폭이 크거나 두껍게 형성될 수 있다.
한편, 전기 히터(1)는 제2면상 발열체(50)를 더 포함할 수 있다.
제2면상 발열체(50)는 제1면상 발열체(30)와 이격될 수 있고, 제1면상 발열체(30)와 별도로 발열될 수 있다. 제2변상 발열체(50)는 제1면상 발열체(30)의 내측에 제1면상 발열체(30)와 이격되게 형성될 수 있고, 제1면상 발열체(30)와 반경방향으로 이격될 수 잇다.
전기 히터(1)는 제1면상 발열체(30)와 제2면상 발열체(50) 중 하나에만 전류가 인가되는 단독 히팅 모드로 제어되거나 제1면상 발열체(30)와 제2면상 발열체(50) 모두에 전류가 인가되는 듀얼 히팅 모드로 제어될 수 있다.
예를 들어, 가열대상의 크기가 작은 경우, 즉, 가열대상 중 기판(1)에 안착되는 부분의 면적이 작을 경우, 전기 히터(1)는 제2면상 발열체(50)에만 전류가 인가되고, 제1면상 발열체(30)에 전류가 인가되지 않을 수 있다. 반대로 가열대상이 큰 경우, 가열대상 중 기판(1)에 안착되는 부분의 면적이 클 경우, 전기 히터(1)는 제1면상 발열체(30)와 제2면상 발열체(50) 각각에 전류가 인가될 수 있다.
제2면상 발열체(50)는 제1면상 발열체(30)가 형성된 영역의 중심(C)과 제1면상 발열체(30)의 사이에 위치될 수 있고, 이러한 중심(C) 및 제1면상 발열체(30) 각각과 이격될 수 있다.
제2면상 발열체(50)는 제1면상 발열체(30)에서 멀어질수록 점차 작아지는 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)를 포함할 수 있다. 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)는 호 형상일 수 있고, 동일한 중심(C)을 중심으로 형성될 수 있다. 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)는 반경 방향으로 서로 이격될 수 있고, 외측 방향으로 갈수록 점차 크게 형성될 수 있다.
제2면상 발열체(50)는 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56) 중 인접한 내측 트랙들을 잇는 내측 브릿지를 포함할 수 있다. 제2면상 발열체(50)는 복수개 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65)를 포함할 수 있다.
제2면상 발열체(50)의 폭(W2)은 전체적으로 동일한 것이 바람직하다. 는 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56) 각각의 폭과 복수개 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65) 각각의 폭은 모두 동일할 수 있다.
한편, 전기 히터(1)가 제1면성 발열체(30)와 제2면상 발열체(50)를 모두 포함할 경우, 제1면상 발열체(30)는 제2면상 발열체(50) 보다 상대적으로 외측에 위치한 외측 발열체이고, 제2면상 발열체(50)는 내측 발열체일 수 있다.
상기와 같이, 전기 히터(1)가 외측 발열체와 내측 발열체를 모두 포함할 경우, 내측 발열체의 열은 최대한 가열대상을 가열하는 데 반하여, 외측 발열체의 열 중 일부는 가열대상을 가열하지 않는데 사용되지 않고 외부로 방열될 수 있다.
이를 고려할 경우, 제2면상 발열체(50)의 폭(W1)은 제1면상 발열체(30)의 폭(W2) 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 전기 히터(1)는 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56) 중 가장 외측에 위치하는 트랙(56)에 연결된 제2 전극부(69)를 포함할 수 있다.
복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)는 중심선(D)를 기준으로 2개의 이너 발열부(H3)(H4)가 대칭되게 구성될 수 있다.
복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56) 중 가장 내측에 위치하는 내측 트랙 즉, 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56) 중 중심(C)에 가장 근접한 내측 트랙은 이러한 대칭구조인 2개의 이너 발열부(H3)(H4)를 잇는 형상일 수 있다.
복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56) 중 중심(C)에 가장 근접한 내측 트랙(51)은 우호 형상일 수 있고, 그 이외의 타 내측 트랙(52)(53)(54)(55)(56)는 열호 형상일 수 있다.
제2면상 발열체(50)는 중심선(D)을 기준으로, 제1이너 발열부(H3)와 제2이너 발열부(H4)로 구분될 수 있다.
제2전극부(69)는 제1이너 발열부(H3) 중 가장 외측에 위치하는 트랙(56)에 연결된 양 전극부(69A)와, 제2이너 발열부(H4) 중 가장 외측에 위치하는 트랙(56)에 연결된 음전극부(69B)를 포함할 수 있다.
전기 히터(1)가 제1전극부(39) 및 제2전극부(69)를 모두 포함할 경우, 제1전극부(39)는 제2전극부(69)와 제2브릿지(35) 사이에 위치할 수 있다. 제1전극부(39)는 제2전극부(69)와 제2브릿지(35) 각각과 수평 방향으로 이격될 수 있다.
전기 히터(1)가 상기와 같이, 제1면상 발열체(30)와 제2면상 발열체(50)를 모두 포함할 경우, 제1면상 발열체(30)의 복수개 트랙(31)(32)(33)은 절연층(10)의 일면에 형성된 복수개 외측 트랙(31)(32)(33)일 수 있다.
그리고, 복수개 외측 트랙(31)(32)(33) 중 인접한 외측 트랙을 잇는 제1브릿지(34) 및 제2브릿지(35)는 외측 브릿지일 수 있다. 이러한 외측 브릿지(34)(35)의 크기는 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65)의 크기 보다 클 수 있다.
그리고, 복수개 제1트랙(31)와 제2트랙(32) 및 제3트랙(33) 중 가장 외측에 위치하는 트랙인 제3트랙(33)는 최외측 트랙이 될 수 있다. 이러한 최외측 트랙에는 외측방향으로 돌출되게 굽은 만곡부(37)가 형성될 수 있다. 그리고, 만곡부(37)를 향하는 외측 브릿지(34)에는 만곡부(37)의 내측을 향해 돌출되고 만곡부(37)와 이격된 외측 돌출부(36)가 형성될 수 있다.
복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)와 복수개 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65)와, 양 전극부(69A) 및 음 전극부(69B)는 일체로 형성될 수 있고, 양 전극부(69A) 및 음 전극부(69B)는 복수개 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)(56)와 복수개 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65) 각각 보다 폭이 크거나 두껍게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 외측 브릿지와 비교예의 브릿지를 비교한 도이다.
도 5의 (a)는 본 발명 일 실시예의 외측 브릿지(34) 보다 크기가 작은 브릿지가 도시된 도로서, 도 5의 (a)에 도시된 브릿지(34)의 내둘레(34a)는 제1트랙(31)의 외둘레와 제2트랙(32)의 내둘레를 잇고, 반원 또는 열호 형상일 수 있으며, 제1길이(L1)을 갖을 수 있다. 그리고, 도 5의 (a)에 도시된 브릿지(34)의 외둘레(34b)는 제1트랙(31)의 내둘레와 제2트랙(32)의 외둘레를 잇고 반원 또는 열호 형상일 수 있으며, 제2길이(L2)를 갖을 수 있다.
도 5의 (b)는 본 발명 일 실시예의 외측 브릿지가 도시된 도로서, 외측 브릿지(34)는 내둘레(34a) 및 외둘레(34b) 각각은 우호 형상일 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 외측 브릿지(34)는 그 폭(W1)이 도 5의 (a)에 도시된 브릿지(34)의 폭(W1)과 동일할 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 외측 브릿지(34)의 내둘레(34a)는 제1트랙(31)의 외둘레와 제2트랙(32)의 내둘레를 잇고, 우호 형상이며, 비교예의 제1길이(L1) 보다 긴 제3길이(L3)를 갖을 수 있다.
그리고, 도 5의 (b)에 도시된 외측 브릿지(34)의 외둘레(34B)는 제1트랙(31)의 내둘레와 제2트랙(32)의 외둘레를 잇고, 우호 형상이며, 비교예의 제2길이(L2) 보다 긴 제4길이(L4)를 갖을 수 있다.
도 5에 도시된 비교예의 경우, 브릿지(34)의 내둘레(34a) 길이가 너무 짧아 내둘레(34a)측의 전류밀도가 외둘레(34b) 측의 전류밀도 대비 과도하게 높고, 비교예는 과도한 전류밀도 차에 의해 국부 발열이 발생될 수 있다.
반면에, 본 실시예의 브릿지(34)는 내둘레(34a)의 길이가 비교예의 경우 보다 길고, 내둘레(34a)측의 전류밀도가 비교예의 경우 보다 상대적으로 작게 되며, 내둘레(34a)의 전류밀도가 과도하게 높을 때 발생될 수 있는 국부 발열이 최소화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
본 실시예는 제1면상 발열체(30')과 제2면상 발열체(50)를 포함하고, 제1면상 발열체(30')가 복수개의 외측 트랙(31)(32)(33')과, 복수개의 외측 브릿지(34')(35)를 포함하되, 적어도 하나 외측 브릿지(34')(35)가 본 발명 일 실시예와 상이할 수 있다.
제1면상 발열체(30') 중 적어도 하나의 외측 브릿지(34')는 제2면상 발열체(50)와 근접할 수 있고, 이와 같이, 제2면상 발열체(50)에 근접한 외측 브릿지(34')에는 제1면상 발열체(50)를 향해 돌출된 내측 돌출부(36')가 형성될 수 있다.
본 실시예는 외측 브릿지(34')를 본 발명 일 실시예의 제1브릿지(34)와 같은 원리로 크게 형성하되, 외측 브릿지(34')의 크기를 크게 하기 위한 돌출부의 돌출 방향을 제2면상 발열체(50)가 위치하는 방향으로 변형한 예이다.
내측 돌출부(36')는 제1트랙(31)에서 연장된 연장 곡선(E3)을 기준으로 연장 곡선(E3)의 외측에 위치하는 부분으로 정의될 수 있고, 연장곡선(E3)는 제1트랙(31)의 내측 둘레에서 제1트랙(31)의 연장방향으로 연장된 가상 곡선일 수 있다.
이 경우, 제1면상 발열체(30')에는 본 발명 일 실시예와 같은 만곡부(37)가 반드시 필요하지 않을 수 있고, 제1면상 발열체(30)의 제3트랙(33')은 그 전체가 호 형상일 수 있다.
한편, 제2면상 발열체(50)는 상기와 같은 내측 돌출부(34')와 간섭되지 않는 패턴으로 형성될 수 있고, 제2면상 발열체(50)의 복수개 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65) 중 가장 외측에 위치하는 내측 브릿지(65)는 수평 방향으로 내측 돌출부(36')를 향할 수 있다.
한편, 본 발명은 외측 브릿지(34')가 본 발명 일 실시예의 제1외측 돌출부(36) 및 본 실시예의 내측 돌출부(36')를 모두 포함하는 것도 가능하다. 그리고, 외측 트랙(31)(32)(33') 중 적어도 하나의 트랙(33')에는 본 발명 일 실시예와 같이, 제1외측 돌출부(36)와 이격되는 만곡부(37)가 형성되는 것도 가능하다. 그리고, 제2면상 발열체(30)의 복수개 내측 브릿지(61)(62)(63)(64)(65) 중 가장 외측에 위치하는 내측 브릿지(65)는 본 발명 다른 실시예와 같이, 수평 방향으로 내측 돌출부(36')를 향하는 것도 가능함은 물론이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
본 실시예는 제1면상 발열체(30")과 제2면상 발열체(50")를 포함하고, 제1면상 발열체(30")가 외측 트랙(31)(32)(33) 및 외측 브릿지(34")(35")를 포함하되, 적어도 하나의 외측 브릿지(34")(35")가 본 발명 일 실시예나 본 발명 다른 실시예와 상이할 수 있다.
적어도 하나 외측 브릿지(34")(35")의 폭(W3)은 외측 트랙(31)(32)(33)의 폭(W1) 보다 짧게 형성될 수 있다.
외측 브릿지(34")(35")는 내둘레(34a) 및 외둘레(34b)를 포함하되, 그 내둘레(34a)의 길이(L5)는 도 5의 (a)에 도시된 비교예의 브릿지(34) 내둘레(34a) 길이(L1) 보다 길게 형성될 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 비교예는 브릿지(34) 내둘레(34a)의 호 길이(L1)가 너무 짧아, 브릿지(34)의 내둘레(34a)측 전류밀도가 너무 높을 수 있고, 그로 인해 브릿지(34)의 국부 발열이 심할 수 있다.
반면에, 본 실시예는 외측 브릿지(34")(35")의 폭(W3)이 내측 트랙(31)(32)(33) 보다 짧기 때문에, 내둘레(34a)의 호 길이(L5)가 비교예의 호 길이(L1) 보다 길게 형성될 수 있고, 외측 브릿지(34")(35")의 내둘레측 전류 밀도가 비교예의 경우 보다 낮을 수 있으며, 외측 브릿지(34")(35")의 국부 발열은 최소화할 수 있다.
한편, 본 실시예의 제2면상 발열체(50")는 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55) 및 내측 브릿지(61")(62")(63")(64")(65")를 포함하되, 적어도 하나의 내측 브릿지(61")(62")(63")(64")(65")가 본 발명 일 실시예나 본 발명 다른 실시예 상이할 수 있다.
적어도 하나 내측 브릿지(61")(62")(63")(64")(65")의 폭(W4)은 내측 트랙(51)(52)(53)(54)(55)의 폭(W2) 보다 짧게 형성될 수 있다.
내측 브릿지(61")(62")(63")(64")(65")는 내둘레(65a) 및 외둘레(65b)를 포함할 수 있고, 그 내둘레(65a)의 길이(L6)는 외측 브릿지의 경우와 같은 원리로 길게 형성될 수 있으며, 내측 브릿지(61")(62")(63")(64")(65")의 국부 발열은 최소화될 수 있다.
본 실시예는 외측 브릿지(34")(35")의 폭(W3) 및 내측 브릿지(61")(62")(63")(64")(65")의 폭(W4) 이외의 기타 구성이 본 발명 일 실시예 또는 다른 실시예와 동일하거나 유사할 수 있고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 30: 제1면상 발열체
31: 제1트랙 32: 제2트랙
33: 제3트랙 34: 제1브릿지
35: 제2브릿지 36: 제1외측 돌출부
37: 만곡부

Claims (12)

  1. 기판과;
    상기 기판의 일면에 형성된 제1면상 발열체를 포함하고,
    상기 제1면상 발열체는
    제1트랙와;
    상기 제1트랙과 이격된 제2트랙과;
    상기 제2트랙과 이격된 제3트랙을 포함하며,
    상기 제2트랙의 적어도 일부는 상기 제1트랙과 제3 트랙 사이에 위치하며,
    상기 제1트랙과 제2트랙은 제1브릿지로 연결되며,
    상기 제1브릿지는 상기 제3트랙을 향해 돌출된 제1 외측 돌출부를 포함하고,
    상기 제3트랙에는 외측 방향으로 돌출되게 굽은 만곡부가 형성되며,
    상기 제1 외측 돌출부는 외측 방향으로 상기 만곡부의 내측을 향하고 상기 만곡부와 이격된 전기 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 만곡부에는 상기 제1 외측 돌출부의 일부가 수용되는 수용홈이 함몰된 전기 히터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 만곡부의 곡률반경은 상기 제1브릿지의 곡률반경 보다 큰 전기 히터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2트랙과 제3트랙은 제2브릿지로 연결되고,
    상기 제1트랙에는 상기 제2브릿지와 이격된 제1전극부가 연결되며,
    상기 제2브릿지는 상기 제1전극부의 반대방향으로 돌출된 제2 외측 돌출부를 포함하는 전기 히터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1면상 발열체의 내측에 상기 제1면상 발열체와 이격되게 형성된 제2면상 발열체를 더 포함하고,
    상기 제2면상 발열체는 상기 제1면상 발열체에서 멀어질수록 점차 작아지는 복수개 내측 트랙을 포함하고,
    상기 복수개 내측 트랙 중 인접한 트랙들은 내측 브릿지에 의해 연결된 전기 히터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개 내측 트랙 중 가장 외측에 위치하는 내측 트랙에 연결된 제2 전극부를 포함하며,
    상기 제1전극부는 상기 제2전극부와 제2브릿지 사이에 위치하는 전기 히터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1브릿지의 크기는 상기 내측 브릿지의 크기 보다 큰 전기 히터.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1트랙과 제2트랙과 제3트랙 중 적어도 하나의 폭은 상기 내측 트랙의 폭 보다 큰 전기 히터.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 기판은
    베이스와,
    상기 베이스의 하면에 형성된 절연층을 포함하고,
    상기 제1면상 발열체 및 상기 제2면상 발열체는 상기 절연층의 하면에 형성된 전기 히터.
  10. 기판과;
    상기 기판의 일면에 형성되고 복수개 외측 트랙 및 적어도 하나의 외측 브릿지을 갖는 제1면상 발열체와;
    상기 제1면상 발열체의 내측에 형성되고 복수개 내측 트랙 및 적어도 하나의 내측 브릿지를 갖는 제2면상 발열체를 포함하고,
    상기 제1면상 발열체 중 적어도 하나 외측 브릿지에는 상기 제1면상 발열체를 향해 돌출된 내측 돌출부가 형성된 전기 히터.
  11. 기판과;
    상기 기판의 일면에 형성되고 복수개 외측 트랙 및 적어도 하나의 외측 브릿지을 갖는 제1면상 발열체와;
    상기 제1면상 발열체의 내측에 형성되고 복수개 내측 트랙 및 적어도 하나의 내측 브릿지를 갖는 제2면상 발열체를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 외측 브릿지 폭은 상기 외측 트랙의 폭 보다 짧은 전기 히터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내측 브릿지 폭은 상기 내측 트랙의 폭 보다 짧은 전기 히터.
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