KR950011626B1 - 전기 발열체 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기 발열체 제조방법

제1도는 본 발명의 세라믹 히타의 발열 유니트의 단면표시도.

제2a도, 2b도, 2c도, 2d도, 2e도는 본 발명의 별도 실시예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유니트몸체 A : 발열층

B : 첩착증 C : 도전체

2 : 방열판

본 발명은 각종 가전제품이나 각종 산업용 가열로에 부착 ㆍ설치하여 사용하는 전기 발열체의 제조방법에 관한 것이다.

종래 사용되고 있는 발열체는 주로 철크롬 1, 2종 또는 니켈크롬 1, 2종(이상은 학명)이나 실리콘니트, 에헤마캔탈(이상은 상품명)등이며, 이와 같은 발열체의 문제점을 특수합금의 방법이므로 제작상 난점이 있어 고가인 결점이 있고 한편 탄화규소질 소결체의 전기 전도도가 적은 층을 기판으로 하고, 이의 기판 표면과 같은 탄화 규소질 소결체의 전기 전도가 큰 층을 형성하여 도체층의 임의의 두 점간에 형성된 극간에는 발열부를 형성하므로서 내마모성을 향상시킨 것이 일본국 특허 공개공보 소화 62-63402호에서 공지된 바 있으나, 이는 제작상 난점이 있을 뿐만 아니라 장기 사용을 하면 효능이 약화되는 결점이 있었던 것이다.

본 발명은 이상과 같은 제반 문제점을 해결 하고자 안출한 것으로, 이의 발명요지는 종래와는 달리 세라믹을 주성분으로한 발열체를 구성함에 있어, Zr, Al₂O₃, SiC, MGO, MO유기산계, 인산알미늄, 금속염등을 배합한 발열체(A)의 상ㆍ하면에 Si계 세라믹 접착제(B)를 개재시킨 도전층(C)를 형성한 유니트 몸체를 얻고 이를 실시할시는 유니트 몸체를 용도에 따라 다양하게 설계된 내열강으로 된 발열판 사이에 일정 간격을 두고 배치 고정시켜서, 사용되게한 것이다.

이를 도면에 의거 구조와 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 세라믹 히타의 발열 유니트의 단면도로써, 이는 발열층(A)의 상ㆍ하에 Si계 세라믹 접착층(B)을 형성하고, 그 위에 도전성 피막 또는 금속판으로 된 도전체(C)를 형성한 것이고, 전기한 발열층(A)은, Zr, Al₂O₃, SiC, MGO, MO유기실록산계, 인산알미늄 금속염등을 적량비로 배합하여 압형한 것이다.

그리고, 제2a도의 2b도는 내열강으로 된 발열판(2) 사이에 일정한 간격을 두고 발열 유니트 몸체(1)를 끼워서 고온 전기로의 발열체를 구성한 것이고, 제2c도, 2d도는 발열체(A)속에 3개의 전극 R, S, T를 매입하여 발열체를 구성한 것이다.

이와 같은 발열체를 구성할 때는 필요한 용량(KW)에 따라 발열 유니트 몸체(1)의 수량을 가감하면 히타의 전기용량(KW)을 자유롭게 조정할 수 있기 때문에 종래의 히타 제작, 공정보다 간편하므로 제작 원가를 대폭 절감할 수 있다.

그리고 본 발명의 제조공정과 이의 재료 원가를 가능한한 절감하기 위하여서는 사용 온도에 따라서 발열 유니트체(1)의 조성을 4종류로 대별하고, 이에 따른 자료를 선택하여 각기 다른 공정으로 성형할 수도 있는 것이다.

이의 실시예를 들면 첫째로 유니트 몸체(1)를 자성 Si계와 자성 PTEE계의 합성수지를 사출 또는 압출 성형하여 100℃내외의 온도를 필요로 하는 용도에 사용할 수 있게 하였고, 둘째로는 값이 저렴한 세라믹계열 부도체와 도체를 배합하여 파워프레스 또는 몰딩하여 자성 유니트를 성형하여 소성 200℃내외와 소성 600℃내외의 발열체 유니트를 사용할 수 있게 하였으며, 셋째로는 자성 유니트를 고가의 희귀금속 산화물, 세라믹의 부도체와 고온에 견디는 희귀금속 도체를 배합하여 유압프레스에 가압, 성형하여 1,600℃로에 소성하여 1,500℃내외에 사용할 수 있게 하였다.

그리고 온도에 따라서 발열 금속과 발열 세라믹과 완충물질을 선택하였는데, 100℃-600℃내외에 사용되는 발열 유니트에는 인산 알미늄, 유기실록산계를 접착층으로 하여 완충 구실을 하게하고, SiC또는 내열강으로 박판을 형성하였던바, 고전압(440V)과 급냉에도 아무런 하자가 없었다.

그리고 도면 제2도의 실시예 2a도, 2b도, 2c도, 2d도, 2e도에 표시된 발열판(2)은 100℃내외의 용도에는 Al로 하고, 60℃내외에는 SUS304, 1,500℃내외에는 SUS310으로 제작하였으나 변형이 없음을 발견하였다.

또는 제2c도, 2d도, 2e도의 공간은 국부 가열되어 축열되므로 인하여, 저항치가 줄어져서 쇼트 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있었다.

다음의 실시예로서는 저온용 발열체를 구성할 때는 합성수지, Zr, Al₂O₃, C₀O, Fe₃O₄, TiO₂, Fe₃O₃, Al₂O2₂등을 배합하여 발열층(A)을 성형한 후 그 상 ㆍ하에 금속염 또는 도전성 무기 접착제 또는 고온용 합성수지 등으로 접착층(B)을 형성 ㆍ완충 시켜서 스파크 현상을 방지하고, 그 위에 금속 도전체 피막층(C)을 생성시킨 세라믹 발열 유니트체(1)를 제2a도, 2b도에서와 같이 발열판(2)사이에 적당한 간격으로 끼워서 저온 열풍용 건조기 발열체로 사용할 수 있게 하였다.

그러나 발열층(A)과 도전체(C) 부분이 열팽창 계수가 다른 물질이므로 수10회 반복, 가열 사용시에도 서로 괴리되어 스파크되는 현상이 발생하였다.

이를 해결하기 위하여 서로 다른 열팽창 계수를 가진 발열(A)과 도전체(C) 부분과의 완충 역활을 하여 괴리 현상을 방지하고, 스파크 현상을 방지할 수 있게된 것이 바로 본 발명의 접착층(B)인 것이다.

따라서 접착층(B) 부분의 조성은 인산 알미늄Si계 고온용수지, 금속염, 알곡스, 유기실록산계 등을 사용온도에 따라 선택 ㆍ조제하여 조정하였던 바, 급냉 급열시에도 괴리되는 것을 방지할 수 있었다.

다음은 고온 열풍기용 발열체를 조성하는 실시예에 있어서, 제2e도와 같이 네겹의 내열강 원통에 유니트체(1)를 방사선상으로 끼워서 발열체를 구성하였다.

이의 전원은 산업용 전원 도선 S, R, T를 이용한 것으로서, 한쪽에서 송풍하면 반대편에서 열풍을 토출하게 하였다.

이때 내열강 원통과 원통 사이의 공간은 발열 유니트의 축열 온도가 보다 균일하게 하는데 매우 중요한 역활을 했다.

만약, 원통관에 이러한 공간이 없고, 원통관이 외기와 바로 접하면 발열 유니트가 바깥 내열강 원통에 접하는 부분과 내측 내열강 원통에 접합부분의 온도차가 100℃이상 발생하여 저항치가 심한 불균형을 이루어 국부 발열하게 되고, 국부 발생 부분에서 스파크 현상이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여 적당한 단열 수단도 가능 하였으나 공간을 두는것 보다 쇼트 방지에 유의 하였다.

즉, 내열강 사이에 발열체 유니트체(1)를 끼울때에 내통과 외통에 끼워져 있는 발열체 유니트의 통과 전류가 서로 같을수록 고온을 낼 수 있었고, 이때 토출되는 풍량은 내열강 원통의 내통과 외통사이의 공간에서 토출하는 열풍량과 내열강 원통 사이의 공간에서 토출하는 열풍량이 같을 수록 고온 열풍을 발생시킬 수 있었다.

이상과 같이 본 발명은 전기 발열체를 제조함에 있어 종래와는 달리 발열층(A)의 상 ㆍ하면에 완충용 접착층(B)을 구성하고, 그 위에 도전체(C)층을 구성한 발열체 유니트(2)를 구성하여 이를 발열판(2)사이에 다양하게 끼워져 전기 발열량을 가감할 수 있게 하였기 때문에 제작상 간편하고 수명이 길고, 경제적으로 양산할 수 있어서 산업적으로 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전기 발열체인 유니트 몸체(1)를 얻음에 있어서 Zr, Al₂O₃, SiC, MGO, MO, 유기실로산계, 인산알미늄계, 금속염을 적당 비로 압형하여 성형된 발체(A)의 상 ㆍ하면에 Si계 세라믹 접착층(B)을 도착하고, 그 위에 도전체(C)층을 형성한 유니트(1)를 얻음을 특징으로 한 전기 발열체의 제조방법.
2. 제1항에 있어 도체와 부도체가 혼합된 세라믹(또는 수지)발열층(A) 내부에 세라믹 또는 수지 도전체(C)를 매입ㆍ성형한 전기 발열체의 제조방법.

Images