KR20200077028A - 탈부착이 용이한 면상 발열필름 및 그 적용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름은 일정 면적을 갖는 면상 발열체; 면상 발열체의 장변 방향에 대응하는 양측 단부에 형성된 전극부; 대상체에 부착되도록 전극부의 외측에 각각 형성되는 자성부; 및 면상 발열체의 상부 및 하부를 커버하는 코팅부;를 포함하되, 면상 발열체는 전극부를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열한다.

Description

탈부착이 용이한 면상 발열필름 및 그 적용 방법{EASILY DETACHABLE OF FIBER PLANE HEATING FILM AND APPLYING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 탈부착이 용이한 면상 발열필름 및 그 적용 방법에 대한 것이다.

전 세계적으로 동절기의 경우 눈 혹은 얼음 등에 의한 인명 및 재산 상의 피해가 발생하고 있으며 지구온난화 등의 영향으로 혹한기 일수가 지속적으로 증가하는 추세에 있다. 이러한 동절기 피해를 예방하기 위해 기존 전적으로 인력에 의존하던 방식을 탈피하여 최근 보다 시스템적인 접근으로 해결하려는 노력이 진행되고 있다. 대표적으로, 열선방식의 발열시스템이며 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.

그러나, 열선방식의 경우 선상 발열 방식으로 발열 효율이 낮고 적용 상 한계가 명확해 최근 면상 발열에 대해 요구가 높아지고 있다. 현재 개발된 면상 발열 제품으로는 페인트 형태, 필름 형태, 판상 형태가 있으며 적용 대상의 특성에 따라 세 가지 형태가 다양하게 적용되고 있다. 그 중에서, 인프라 구조물에 적용하는 경우 현장에서의 시공상 편의성 등의 이유로 사전 제작된 필름 형태가 일반적으로 사용된다. 필름 형태의 경우, 주로 에폭시 등의 접착제를 이용해 구조물에 필름을 영구적으로 부착하는 방식으로 사용되고 있다. 이러한 방식은 동절기에 한시적으로 사용하는 발열시스템의 특성 상 타 계절에도 외부 환경에 지속적으로 노출되게 되므로 환경적 요인에 의한 열화, 즉 발열시스템의 성능이 저하되고 사용 연한 단축 등의 문제가 있다.

이와 관련하여, 선행기술인 한국등록특허 제 10-0877355 호 (발명의 명칭: 스트립형 면상 발열체를 이용한 동파방지용 히터 및 그의제조방법)는 스트립 형태로 이루어진 면상 발열체를 이용하여 박막 형태로 구현된 스트립형 면상 발열체를 이용한 동파방지용 히터 및 그의 제조방법에 대해 개시하고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 반영구적 부착방식에서 탈피하여 탈부착이 용이한 면상 발열필름 및 그 적용 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름은 일정 면적을 갖는 면상 발열체; 면상 발열체의 장변 방향에 대응하는 양측 단부에 형성된 전극부; 대상체에 부착되도록 전극부의 외측에 각각 형성되는 자성부; 및 면상 발열체의 상부 및 하부를 커버하는 코팅부;를 포함하되, 면상 발열체는 전극부를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열한다.

또한, 본 발명의 제2측면에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 적용 방법은 (a) 온도측정부에 의해, 면상 발열필름이 부착된 대상체의 온도를 측정하는 단계; 및 (b) 제어부에 의해, 온도측정부의 측정 값에 기초하여 면상 발열체의 전원 공급을 제어하는 단계;를 포함하되, 면상 발열필름은, 일정 면적을 갖는 면상 발열체; 면상 발열체의 장변 방향에 대응하는 양측 단부에 형성된 전극부; 대상체에 부착되도록 전극부의 외측에 각각 형성되는 자성부; 및 면상 발열체의 상부 및 하부를 커버하는 코팅부;를 포함하며, 면상 발열체는 전극부를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 면상 발열필름을 탈부착이 가능한 형태로 구조물에 적용하여 면상 발열필름의 열화를 지연시켜 반영구적으로 사용할 수 있다. 더불어, 복잡하거나 대면적의 구조물에도 적용이 용이하여 다양한 분야에서 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름이 부착된 금속 대상체의 평면, 횡단면 및 종단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름이 부착된 비금속 대상체의 평면, 횡단면 및 종단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속 대상체에 구비된 금속 부재의 배치 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 그 적용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름(1)은 일정 면적을 갖는 면상 발열체(10), 면상 발열체(10)의 장변 방향에 대응하는 양측 단부에 형성된 전극부(11), 대상체에 부착되도록 전극부(11)의 외측에 각각 형성되는 자성부(12) 및 면상 발열체(10)의 상부 및 하부를 커버하는 코팅부(13)를 포함하되, 면상 발열체(10)는 전극부(11)를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열한다.

이에 따라, 본 발명의 면상 발열필름(1)은 자성부(12)를 통해 반복적인 탈부착이 용이하다. 예시적으로, 대상체가 파이프 형태인 경우, 원주 방향과 대응하도록 본 발명의 면상 발열필름(1)을 부착하여 얼음의 생성을 예방할 수 있다. 일 예로, 면상 발열체(10)의 단변이 파이프의 원주와 대응한 길이로 형성될 경우, 파이프의 길이 방향과 면상 발열필름(1)의 장변 방향을 대응시켜 부착할 수 있다. 즉, 면상 발열필름(1)의 중첩 없이 부착할 수 있어, 경제적이다. 이와 같이 본 발명의 면상 발열필름(1)은 설계단계에서 크기 변경이 가능하여 적용 대상체 형태의 제약 없이 다양한 방식으로 적용 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 탈부착이 용이한 면상 발열필름(1)은 대상체의 온도를 측정하는 온도측정부(20) 및 온도측정부(20)의 측정 값에 기초하여 면상 발열체(10)의 전원 공급을 제어하는 제어부(30)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 대상체는 금속 또는 비금속으로 이루어진 구조물을 의미한다.

예시적으로, 온도측정부(20)는 대상체의 온도를 측정하도록 외부에 별도로 구비될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 면상 발열필름(1)에 내장될 수도 있다.

제어부(30)는 측정 값이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 전극부(11)에 인가되는 전원을 차단하고, 측정 값이 미리 설정된 기준값을 미달하는 경우, 전극부(11)에 전원을 인가할 수 있다. 예를 들어, 기준값은 대상체를 측정한 온도에 기초하여 얼음이 생성되는 온도를 기준치로 설정할 수 있다.

이로 인해, 온도 측정값이 기준값보다 낮은 수준의 온도를 나타내면 전력을 자동적으로 인가하여 동절기 사고를 예방할 수 있다. 반면 온도 측정값이 기준값보다 높은 경우 전력을 차단하여 면상 발열필름(1)의 운용을 중단함으로써 면상 발열체(10)의 열화를 지연시켜 수명을 높이고, 불필요한 전력 사용을 방지할 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 면상 발열필름(1)의 구성을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름이 부착된 금속 대상체의 평면, 횡단면 및 종단면을 도시한 도면이다.

도 2의 (a)는 면상 발열필름(1)의 평면을 도시하고, 도 2의 (b)는 대상체(101)에 부착된 면상 발열필름(1)의 횡단면을 도시하고, 도 2의 (c)는 대상체(101)에 부착된 면상 발열필름(1)의 종단면을 도시한다. 여기서, 대상체(101)는 금속으로 이루어진 구조물일 수 있다.

구체적으로, 도 2 를 참조하면, 면상 발열체(10)는 일정 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (a)에 도시된 것처럼, 면상 발열체(10)는 직사각형의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적용 대상체 형태에 기초하여 설계단계에 다양한 형상 또는 면적으로 형성될 수 있다.

또한 면상 발열체(10)는 장변 방향에 대응하는 양측 단부의 일 영역에 내측으로 각각 형성된 홈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (b)에 도시된 것처럼, 면상 발열체(10)의 횡단면에 대하여 하단 양단부 내측으로 홈이 형성될 수 있으며, 상기 홈에 전극부(11)가 삽입 배치될 수 있다.

도 2의 (c)에 도시된 것처럼, 전극부(11)는 띠 형상으로 형성되는 것이고, 면상 발열체(10)의 홈에 배치되되, 면상 발열체(10)의 단변 방향에 대응하는 일측 단부로 돌출되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극부(11)는 양극을 갖는 제1전극(111)과 제1 전극(111)과 이격 배치되되, 음극을 갖는 제2 전극(112)으로 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 자성부(12)는 대상체(101)에 부착되도록 전극부(11)의 외측에 각각 형성될 수 있다. 즉, 면상 발열체(10)로부터 돌출된 제1 전극(111)과 제2전극(112)의 돌출 부분을 제외한 제1 및 제2 전극(111, 112)의 외측을 커버하는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 자성부(12)는 고무자석(Rubber magnet)으로 형성될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.

코팅부(13)는 면상 발열체(10)의 상부 및 하부를 커버하도록 형성될 수 있다. 예시적으로, 도 2의 (b)에 도시된 것처럼 코팅부(13)는 면상 발열체(10) 및 전극부(11), 자성부(12)의 상부를 커버하는 상부 코팅(131)과 하부를 커버하는 하부 코팅(132)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 코팅부(13)는 유연한 필름 형태의 절연 소재로 형성될 수 있으며, 전기절연 보호막 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 면상 발열체(10)는 전극부(11)를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 안전하게 발열할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름이 부착된 비금속 대상체의 평면, 횡단면 및 종단면을 도시한 도면이다.

도 3의 (a)는 면상 발열필름(1)의 평면을 도시하고, 도 3의 (b)는 대상체(102)에 부착된 면상 발열필름(1)의 횡단면을 도시하고, 도 3의 (c)는 대상체(102)에 부착된 면상 발열필름(1)의 종단면을 도시한다. 여기서, 대상체(102)는 비금속으로 이루어진 구조물로서, 금속 부재(200)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 대상체(102)가 비금속으로 이루어진 경우, 대상체(102)는 표면에 면상 발열체(10)의 단변의 길이와 대응하는 이격 간격으로 배치된 복수의 금속 부재(200)를 구비할 수 있다. 예시적으로, 도 3의 (a)에 도시된 것처럼, 금속 부재(200)는 대상체(102)의 상부면에 움푹하게 형성된 홈에 삽입될 수 있다. 또한 도 3의 (b)에 도시된 것처럼, 금속 부재(200)는 면상 발열체(10)의 양 단부에 구비된 자성부(12)의 이격 거리와 대응하는 거리로 이격 배치될 수 있다. 도 3의 (c)에 도시된 것처럼, 띠 형상의 자성부(12)의 단변의 길이 보다 더 큰 지름을 갖는 원 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 면상 발열필름(1)이 비금속 대상체(102)에 견고히 부착될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속 대상체에 구비된 금속 부재의 배치 형태를 도시한 도면이다. 도 4의 (a)는 금속 부재(200)가 구비된 대상체(102)의 평면을 도시하고, 도 4의 (b)는 금속 부재(200)가 구비된 대상체(102)와 대상체(102)에 부착된 복수개의 면상 발열필름(1)의 종단면을 도시한다.

예시적으로, 도 4의 (a)에 도시된 것처럼, 원형의 금속 부재(200)는 대상체(102)에 일정 간격으로 병렬 배치될 수 있다. 이때 대상체(102)는 콘크리트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 도 4의 (b)에 도시된 것처럼, 본 발명의 면상 발열필름(1)은 대상체(102)에 구비된 금속 부재(200)의 간격과 자성부(12) 이격 거리가 대응하도록 복수개 병렬 배치될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 면상 발열필름(1)은 자성부(12)에 의해, 금속 부재(200)를 구비한 비금속 대상체(102)에 부착이 용이할 뿐 아니라, 모듈 형태로 제작되어 금속 부재(200)의 배치 형태에 대응하여 확장이 가능하다.

이하에서는 도 1 내지 도4에 상술한 구성 중 동일한 기능을 수행하는 구성의 경우 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 그 적용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 적용 방법은 온도측정부(20)에 의해, 면상 발열필름(1)이 부착된 대상체의 온도를 측정하는 단계(S110) 및 제어부(30)에 의해, 온도측정부(20)의 측정 값에 기초하여 면상 발열체(10)의 전원 공급을 제어하는 단계(S120)를 포함한다.

예시적으로, S110단계에서, 온도측정부(20)는 대상체인 구조물의 온도를 측정하여, 제어부(30)로 전송할 수 있다. S120단계에서, 제어부(30)는 미리 설정된 기준치(기준값)와 온도측정부(20)의 측정 온도(측정값)를 비교하여(S120-1), 측정 값이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 전극부(11)에 인가되는 전원을 차단할 수 있다(S121). 반면, 측정 값이 미리 설정된 기준값을 미달하는 경우, 전극부(11)에 전원을 인가할 수 있다(S122). 이 경우, 면상 발열체(10)는 전극부(11)를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열할 수 있다(S122-1).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 탈부착이 용이한 면상 발열필름
10: 면상 발열체
11: 전극부
111: 제1전극 112: 제2전극
12: 자성부
13: 코팅부
131: 상부 코팅 132: 하부 코팅
20: 온도측정부
30: 제어부
101: 대상체(금속) 102: 대상체(비금속)
200: 금속 부재

Claims (9)

1. 탈부착이 용이한 면상 발열필름에 있어서,
   일정 면적을 갖는 면상 발열체;
   상기 면상 발열체의 장변 방향에 대응하는 양측 단부에 형성된 전극부;
   대상체에 부착되도록 상기 전극부의 외측에 각각 형성되는 자성부; 및
   상기 면상 발열체의 상부 및 하부를 커버하는 코팅부;를 포함하되,
   상기 면상 발열체는 상기 전극부를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 대상체의 온도를 측정하는 온도측정부; 및
   상기 온도측정부의 측정 값에 기초하여 상기 면상 발열체의 전원 공급을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정 값이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 전극부에 인가되는 전원을 차단하는 것이고,
   상기 측정 값이 미리 설정된 기준값을 미달하는 경우, 상기 전극부에 전원을 인가하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 면상 발열체는,
   장변 방향에 대응하는 양측 단부의 일 영역에 내측으로 각각 형성된 홈을 포함하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 전극부는,
   띠 형상으로 형성되는 것이고,
   상기 면상 발열체의 홈에 배치되되, 상기 면상 발열체의 단변 방향에 대응하는 일측 단부로 돌출되는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 자성부는, 고무자석(Rubber magnet)으로 형성되는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 대상체는, 금속 또는 비금속으로 이루어진 구조물이며,
   상기 비금속으로 이루어진 경우,
   상기 대상체는 표면에 상기 면상 발열체의 단변의 길이와 대응하는 이격 간격으로 배치된 복수의 금속 부재를 구비하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름.
   
8. 탈부착이 용이한 면상 발열필름의 적용 방법에 있어서,
   (a) 온도측정부에 의해, 상기 면상 발열필름이 부착된 대상체의 온도를 측정하는 단계; 및
   (b) 제어부에 의해, 상기 온도측정부의 측정 값에 기초하여 상기 면상 발열체의 전원 공급을 제어하는 단계;를 포함하되,
   상기 면상 발열필름은,
   일정 면적을 갖는 면상 발열체;
   상기 면상 발열체의 장변 방향에 대응하는 양측 단부에 형성된 전극부;
   대상체에 부착되도록 상기 전극부의 외측에 각각 형성되는 자성부; 및
   상기 면상 발열체의 상부 및 하부를 커버하는 코팅부;를 포함하며,
   상기 면상 발열체는 상기 전극부를 통해 인가되는 외부 전원에 의해 발열하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름의 적용 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 (b) 단계는,
   상기 측정 값이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 전극부에 인가되는 전원을 차단하는 단계; 및
   상기 측정 값이 미리 설정된 기준값을 미달하는 경우, 상기 전극부에 전원을 인가하는 단계를 포함하는 것인,
   탈부착이 용이한 면상 발열필름의 적용 방법.

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