WO2022225240A1 - 유연히터 및 이를 이용한 가열시스템 - Google Patents

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WO2022225240A1
WO2022225240A1 PCT/KR2022/005185 KR2022005185W WO2022225240A1 WO 2022225240 A1 WO2022225240 A1 WO 2022225240A1 KR 2022005185 W KR2022005185 W KR 2022005185W WO 2022225240 A1 WO2022225240 A1 WO 2022225240A1
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heating
unit
heating module
flexible heater
module
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PCT/KR2022/005185
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이충국
이재춘
이현성
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(주)래트론
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present invention relates to a flexible heater and a heating system using the same, and in particular, it is a flat structure type and implemented as a sheath heater, so that it can be heated by itself only with a heating module (heating element), and different power is supplied or power through the heating module It relates to a flexible heater capable of uniform heating temperature by adjusting the , and a heating system using the same.
  • the heater often refers to a heater using a linear heating element, such as a nickel/chromium wire heater or a carbon wire heater, but recently, a flat plate heater in which such a heating element is formed in a plane shape is being used in various fields.
  • a linear heating element such as a nickel/chromium wire heater or a carbon wire heater
  • flat-type heaters Unlike conventional linear heaters, flat-type heaters have a two-dimensional area and evenly radiate heat over the entire area to uniformly heat a specified wide range. and handles as well.
  • a flat plate heater with flexibility is formed, and furthermore, if the flat heater is implemented as a 'flat plate heater with flexibility that can be processed into various shapes' with a large surface area, these are arranged three-dimensionally in a container to directly supply water or liquid. Since the heating immersion method can be applied, the heating capacity can be increased several times compared to the flat type heater. It is expected that heaters can be manufactured.
  • Patent Document 1 discloses a planar heating element for a hot air heater having a heating element in which an air outlet is formed by overlapping the concave and convex portions of the heating plate to correspond to each other.
  • Patent Registration No. 10-2274247 discloses a heating element in which a heat source is disposed inside an outer tube and terminal tubes are formed at both ends of the heat source, and a heater unit including the same.
  • Patent Laid-Open Patent No. 10-2019-0030615 discloses a heating element having a heating source disposed inside the exterior material and having a vortex generating pattern on the surface of the exterior material, and a heater unit including the same.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2019-7034025 discloses a water heater provided with a heating conductor having a conductive polymer structure in a fluid container.
  • Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2020-0029222 Patent Document 5
  • an instantaneous hot water device including a heater unit having a plate-shaped heating element disposed in the longitudinal direction inside the housing and wound to allow a fluid to pass therethrough and a control unit controlling the operation of the heater unit is disclosed. has been
  • a first object of the present invention is to provide a flexible heater capable of directly heating a heating medium to block energy waste due to unnecessary heating of a container, and improving thermal efficiency by well transferring heat from a heating module to a heating medium.
  • a second object of the present invention is to provide a flexible heater in which the external shape of the heating module can be bent in various shapes, and the heating medium can be uniformly heated by the heating unit with the bending variable along with the heating module.
  • a third object of the present invention is to provide a flexible heater capable of increasing the surface area of a heating module per unit volume when immersed in a heating medium.
  • a fourth object of the present invention is to provide a flexible heater in which the heating capacity can be easily varied by stacking the heating module through a support means for supporting the heating module.
  • a fifth object of the present invention is heating using a flexible heater capable of independently measuring the temperature of each part of the heating module and controlling the power while monitoring the temperature of each part of the heating module to equalize or adjust the temperature of the heating space. to provide a system.
  • a sixth object of the present invention is to provide a heating system using a flexible heater that can uniformly heat the temperature of a heating object using a turbulence function.
  • a flexible heater includes a heating module having a heating unit, an electric insulating unit having flexibility surrounding the heating unit, and a sheet unit having a flexible sheet unit surrounding the heating unit and the electric insulating unit.
  • the heating module may be configured such that the shape of the heating module is three-dimensionally bent and the surface area of the heating unit in contact with the heating medium in a predetermined heating space is expanded.
  • the flexible heater maintains the shape of the heating module or a shape maintaining means for maintaining the shape of the heating part at equal intervals when stacking the heating module in one or more layers, and is mounted along the inner surface of the sheet part to each part
  • Each temperature sensor further includes a temperature sensing unit.
  • the heating module may be configured to be bent and deformed in any one of a concentric type, a symmetric type, a radial type, and a waveform.
  • the concentric heating module can be configured such that the radius is gradually increased while the distance is kept constant in the concentric circle direction from the central bend, and both front ends are arranged in the same direction.
  • the symmetrical heating module may be configured such that a plurality of bent portions are formed symmetrically in a direction facing each other, and both front ends are disposed in the same direction.
  • the radial heating module may be configured such that a flat portion having a predetermined length between the outer curved portion and the inner curved portion is formed along the circumferential surface, and the interval between the outer curved portions is relatively wider than the interval between the inner curved portions. .
  • the wave heating module may have a predetermined area and may be formed such that convex portions and concave portions are alternately arranged.
  • the flexible heater includes a heating unit, a plate-shaped heating module having a flexible sheet portion surrounding the heating unit and a flexible electric insulating unit surrounding the heating unit, and the heating unit and the electric insulating unit having flexibility, A plurality of protrusions are arranged on the surface of the seat portion at regular intervals along the longitudinal direction of the heating module to change the flow of the heating medium, and heat exchange may be performed.
  • the protrusions may be configured such that the first protrusions formed in odd rows and the second protrusions formed in even rows have different structures, and the first protrusions and the second protrusions intersect each other.
  • the first and second protrusions may have different heights of rows arranged in the longitudinal direction, respectively, and may be formed to form a predetermined waveform as a whole.
  • the plate-shaped heating module may be configured to be formed to face each other by installing a support part around the protrusion.
  • a flexible heater for achieving the object of the present invention includes a heating unit, a three-dimensional heating module having a flexible sheet part surrounding the heating part and having a flexible electric insulation part surrounding the heating part, and a flexible sheet part surrounding the heating part and the electric insulation part, and , A plurality of protrusions are arranged on the surface of the seat portion at regular intervals along the lower surface and the side surface of the three-dimensional heating module so that heat exchange is performed while changing the flow of the heating medium.
  • the protrusion includes a bottom protrusion formed along the bottom surface and a side protrusion formed along the side surface.
  • the bottom protrusion may be configured such that the first protrusions formed in odd-numbered rows, respectively, and the second protrusions formed in even-numbered rows have different structures, and the first protrusions and the second protrusions are disposed to cross each other.
  • the side protrusions may be configured such that third protrusions formed in odd-numbered rows, respectively, and fourth protrusions formed in even-numbered rows have different structures, and the third protrusions and fourth protrusions are disposed to cross each other.
  • the first, second, third, and fourth protrusions may have different heights of rows arranged in the longitudinal direction, respectively, and may be formed to form a predetermined waveform as a whole.
  • the three-dimensional heating module may be configured to form a through hole around the bottom protrusion and the side protrusion, and to be connected to the water channel surface by installing a support portion in the through hole.
  • the three-dimensional heating module may be configured such that a heat insulating layer is formed inside the lower sheet to block heat transfer from the heating unit to the lower sheet.
  • a flexible heater for achieving the object of the present invention is a plate-shaped heating module having a heating part, an electric insulation part having flexibility surrounding the heating part, and a sheet part having flexibility surrounding the heating part and the electric insulation part, and, A plate-shaped heating module mounted along the inner surface of the seat unit and having a temperature sensing unit for sensing the temperature for each part, wherein a plurality of protrusions are arranged on the surface of the seat unit at regular intervals along the longitudinal direction of the plate-shaped heating module Heat exchange is performed while changing the flow of the heating medium, and the temperature of the heating medium flowing along the plate-shaped heating module is monitored in real time for each part through the temperature sensing unit, and the heating temperature is equalized by supplying power from the outside or adjusting the power. It can be implemented as a heating system using a flexible heater, characterized in that
  • a flexible heater for achieving the object of the present invention is a three-dimensional heating module having a heating unit, an electric insulation unit having flexibility to surround the heating unit, and a sheet unit having flexibility to surround the heating unit and the electric insulation unit, and the sheet It includes a three-dimensional heating module mounted along the inner surface of the unit and having a temperature sensing unit for sensing the temperature for each part, and a plurality of protrusions are arranged on the surface of the seat unit at regular intervals along the lower surface and the side surface of the three-dimensional heating module.
  • Heat exchange is performed while changing the flow of the heating medium, and the temperature of the heating medium flowing along the three-dimensional heating module is monitored in real time for each part through the temperature sensing unit, and the heating temperature is equalized by supplying power from the outside or adjusting the power. It can be implemented as a heating system using a flexible heater, characterized in that
  • the three-dimensional heating module may be configured to heat exchange by adjusting a high temperature in a portion in direct contact with the heating medium and low in a temperature in a portion in direct contact with the heating medium.
  • the plate-type heating module and the three-dimensional heating module may be configured to be applied to an open loop in which a heating medium flows or a closed loop in which a heating medium circulates.
  • the plate-shaped heating module and the three-dimensional heating module may be configured to heat a fluid passing through a plurality of built-in hot water pipes with instantaneous hot water.
  • the flexible heater by bending and deforming the shape of the heating module, depending on the space of the heating target, depending on the heating medium, depending on the flow state of the heating medium, the heating surface area is applied by concentric, symmetrical, radial, corrugated heating module, etc. to increase the heat transfer efficiency.
  • the fluid which is a heating medium
  • the fluid is mixed through the turbulence function while maintaining an equidistant distance from the heating module, and the temperature of the object to be heated can be uniformly heated through heating in multiple directions.
  • the uniform heating system using a flexible heater a temperature sensing unit having a plurality of sensing elements is built-in inside the heating module, so that it is possible to precisely measure each part of the heating unit, and to control the power while monitoring the temperature state of the heating unit from the outside. By adjusting, the heating temperature of the heating space can be equalized.
  • the uniform heating system using a flexible heater can easily apply the heating module to an open loop in which a fluid, which is a heating medium, flows or a closed loop in which the fluid circulates. In addition, it can be used sufficiently for industrial applications where the temperature is applied differently for each heating section and the temperature must be kept constant throughout the section.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a flexible heater according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a heating module according to a first embodiment of the present invention
  • 3 to 7 are schematic views in which the shape of the heating module according to the first embodiment of the present invention is modified
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing a flexible heater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a plate-shaped heating module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram modified in the form of a flexible heater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing a flexible heater according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view of a three-dimensional heating module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a state diagram of a flexible heater according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a flexible heater according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a partial cross-sectional view of the heating module according to the first embodiment of the present invention
  • Figures 3 to 7 are the first embodiment of the present invention It is a schematic diagram in which the shape of the flexible heater according to the first embodiment is modified.
  • a flexible heater according to a first embodiment of the present invention is a heating module 100 and a terminal module 170 connected to the heating module 100 to supply electrical energy. ) is included.
  • a heater pattern (not shown) and a ground terminal (not shown) are formed on the terminal module 170 .
  • the heating module 100 includes a heating unit 110 , an electrically insulating unit 120 , and a seat unit 130 having lower/upper sheets 132 and 134 .
  • an electrical insulating part 120 and a lower sheet 132 having an insulating layer 122 and an adhesive layer 124 are disposed downward based on the heating part 110 located in the center, and a lower sheet 132 is disposed upward.
  • the electrically insulating part 120 and the upper sheet 134 provided with the insulating layer 122 and the adhesive layer 124 are disposed to form a symmetrical structure as a whole.
  • the heating unit 110 is aluminum (Al), copper (Cu), SUS, nichrome (Ni-) surrounded by the insulating portion 120 made of a polyimide material or polyethylene terephthalate (PET) material.
  • Ci carbon nanotubes
  • a conductive material such as silver (Ag) may be configured as a heating source.
  • the heating unit 110 may use an electrical conductor such as copper (Cu), SUS, nichrome, or a nickel-based alloy separately for use at a higher temperature.
  • the insulating part may be formed of one or more ceramic layers including at least one of mica, silica wool, zir Korea, and thin alumina.
  • the sheet part 130 may be formed of a thin metal layer made of any one of aluminum (Al), copper (Cu), SUS, nichrome (Ni-Ci), and a nickel-based alloy.
  • Al aluminum
  • Cu copper
  • SUS SUS
  • nichrome Ni-Ci
  • nickel-based alloy a nickel-based alloy
  • the heating module 100 in which the heating unit 110, the electrical insulating layer 120 and the sheet unit 130 are integrally modularized can easily bend and deform the outer shape of the thin-film metal sheet unit 130, It is possible to heat the heating medium in a predetermined space by expanding the surface area through the variable-bent heating unit 110 together with the seat unit 130 .
  • the heating medium may be composed of a liquid medium containing a sol state, a fluid containing water and water vapor, and the like.
  • the flexible heater (FH) maintains the shape of the bending-deformed heating module 100, or when the heating module 100 is laminated in one or more layers, the heating unit 110, etc. It may further include a shape maintaining means 140 to be maintained at an interval, and a temperature sensing unit 150 mounted along the inner surface of the seat unit 130 to sense a temperature for each part.
  • the shape maintaining means 140 may be configured as a support for supporting the heating module 100 . It is preferable that the shape maintaining means 140 or the support body is configured so that the shape of the heating unit 100 is maintained at equal intervals as much as possible.
  • the temperature sensing unit 150 has a configuration in which a sensing element 153 is positioned on a flexible sheet-like insulating layer 152 on which a wiring electrode 151 is formed.
  • the entire temperature sensing unit 150 is designed to have a sheet-like thin structure, so that the contact area with the part to be measured can be increased, so that thermal equilibrium can be reached within a short time, so that accurate temperature measurement is possible.
  • the wiring electrode 151 is generally made of a material with high electrical conductivity, such as copper, aluminum, silver, gold, etc., on or inside the sheet-like insulating layer 152 through thick-film printing, lamination, and etching methods. will be formed
  • the sheet-like insulating layer 152 is an insulating protective layer of the temperature element, and is composed of any one of various resins such as vinyl, epoxy, phenol, Teflon, and silicone, or a composite material thereof.
  • the sensing element 153 serves to convert the heat sensed from the measured object (water or fluid contained therein in the case of a medium or large tank) into an electric signal, and the shape of the element is that the wide surface of the element is a flat heater. It is built to be configured parallel to
  • the sensing element 153 is made of a material for a negative temperature coefficient (NTC) thermistor element, copper, nickel, a nickel-based alloy, platinum, or any one of a platinum-based alloy, and has a flexible thick film structure. is made of
  • the temperature sensing unit 150 is provided with a sensing element 153 at a plurality of points to detect a temperature for each part of the heating unit 110 of the heating module 100 . It is possible to accurately monitor the state of the heating unit 110 of the heating module 100 from the outside through the temperature sensing unit 150 .
  • the heating module 100 may be implemented in various shapes, such as concentric, symmetrical, radial, and waveform, as shown in FIGS. 3 to 6 .
  • the heating module 100 is exemplified as a concentric, symmetrical, radial, and waveform, of course, can be implemented in various other forms.
  • the shape maintaining means 140 may have a different structure for supporting it according to the curved shape of the heating module 100 .
  • the concentric heating module 100 is wound to have a predetermined radius in the concentric circle direction in the central bent portion 100a, and both front ends 100b can be configured to be arranged in the same direction.
  • This concentric heating module 100 is wound to have a predetermined radius in a clockwise or counterclockwise direction while maintaining a predetermined interval in a state in which the central bent portion 100a is formed, and maintaining the shape between the concentric heating modules 100
  • the means 140 can be arranged to maintain its shape. Accordingly, the concentric heating module 100 can increase the heating efficiency by expanding the heating surface area even in a limited space while maintaining its shape.
  • the concentric heating module 100 may be configured as a multi-layer structure by overlapping the flanges 140a of the plurality of shape maintaining means 140 to abut.
  • the symmetrical heating module 100 may be configured such that, as shown in FIG. 4 , a plurality of bent portions 100c are symmetrically formed in the opposite direction, and both front ends 100b are disposed in the same direction.
  • the symmetrical heating module 100 may have a plurality of curved portions 100c facing each other along a virtual circumferential surface to heat a heating medium in a predetermined space.
  • the structure of the symmetrical heating module 100 may be changed into various shapes to form more curved portions 100c.
  • the symmetrical heating module 100 may be configured as a multilayer by overlapping through a shape maintaining means (not shown) to expand the heating surface area.
  • a flat portion 100f having a predetermined length L between the outer curved portion 100d and the inner curved portion 100e is formed along the circumferential surface and , so that the interval D between the outer curved portions 100d is relatively wider than the interval d between the inner curved portions 100e.
  • the radial heating module 100 gradually widens the interval from the inner curved portion 100e to the outer curved portion 100d.
  • the radial heating module 100 may be formed outside, although not shown, at the tip forming the terminal, and may be formed inside through the shape maintaining means 140 if necessary.
  • the radial heating module 100 is divided into an outer first radiating part 102 and an inner second radiating part 104 as shown in FIG. 6 .
  • the first radiation portion 102 has an outer curved portion 100d, an inner curved portion 100e, and a flat portion 100f
  • the second radiation portion 104 has an outer curved portion 100d' and an inner curved portion 100e'. ), and a flat portion 100f'.
  • the radial heating module 100 can vary the heating surface area according to the length of the flat portion 100f and the degree of curvature of the outer curved portion 100d and the inner curved portion 100e, and its shape through the shape maintaining means 140 It is possible to heat the heating medium according to the space by keeping it.
  • the wave heating module 100 has a predetermined area and is formed such that the convex parts 100g and the concave parts 100h are alternately arranged to form a wave shape based on the cross section.
  • the convex portion 100g and the concave portion 100h may be formed in the longitudinal direction, and may be formed at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction.
  • the corrugated heating module 100 can be stacked in multiple layers through the shape maintaining means 140 to increase the heating efficiency by expanding the heating surface area even in a limited space.
  • the flexible heater (FH) it is possible to increase the heat transfer efficiency by bending and deforming the shape of the heating module 100 to increase the heating surface area, and depending on the space of the heating medium, the type of the heating medium Accordingly, concentric, symmetrical, radial, and corrugated heating modules 100 can be selectively applied according to the flow state of the heating medium.
  • the temperature sensing unit 150 is mounted along the inner surface of the seat unit 130 to sense the temperature for each part of the heating unit 110 of the heating module 100, the heating module 100 from the outside It is possible to accurately monitor the state of the heating unit 110 .
  • FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a flexible heater according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a plate-type heating module according to a second embodiment of the present invention.
  • the flexible heater (FH) is connected to a plate-shaped heating module 200 and the plate-shaped heating module 200 to supply electrical energy.
  • Terminal module 270 includes Here, although not shown in the drawings, a heater pattern and a ground terminal may be formed on the terminal module 270 .
  • the plate-shaped heating module 200 includes a sheet portion 230 having a heating unit 210 , an electrically insulating unit 220 , and lower/upper sheets 232 and 234 , as in the first embodiment.
  • the plate-shaped heating module 200 may be configured to further include a temperature sensing unit 240 mounted along the inner surface of the seat unit 230 to sense a temperature for each part. That is, in the plate-shaped heating module 200, an electrical insulating part 220 and a lower sheet 232 having an insulating layer 222 and an adhesive layer 224 are disposed downward based on the heating part 210 located in the center, An electrical insulating part 220 having an insulating layer 222 and an adhesive layer 224, a temperature sensing part 240, and an upper sheet 234 are sequentially disposed upward.
  • a temperature sensing unit 240 mounted along the inner surface of the seat unit 230 to sense a temperature for each part. That is, in the plate-shaped heating module 200, an electrical insulating part 220 and a lower sheet 232 having an insulating layer 222 and an adhesive layer 224 are disposed downward based on the heating part 210 located in the center, An electrical insulating part 220 having an insulating layer 222 and an adhesive layer 224
  • the temperature sensing unit 240 is made of any one of copper, nickel, nickel-based alloy, platinum, and platinum-based alloy and has a flexible thin-film structure.
  • the temperature sensing unit 240 is provided with sensing elements at a plurality of points to sense the temperature for each heating unit 210 portion of the plate-shaped heating module 200 .
  • a plurality of protrusions 260 are arranged on the surface of the seat portion 230 at regular intervals along the longitudinal direction to change the flow of the fluid, which is a heating medium, to exchange heat. .
  • the protrusions 260 have different structures in which the first protrusions 262 formed in odd-numbered rows and the second protrusions 264 formed in even-numbered rows are different from each other.
  • the protrusion 260 may be formed by cutting a portion of the plate-shaped heating module 200 in which the heating unit 210 is not built-in. And, since the protrusion 260 is cut in the heating module 200, the cut section is coated with silicon or perillin to maintain airtightness or maintain airtightness by brazing or soldering.
  • first protrusion 262 protrudes in an L-shape
  • second protrusion 264 protrudes in a L-shape.
  • first protrusion 262 may protrude in a L-shape
  • second protrusion 264 may protrude in an L-shape.
  • first and second protrusions 262 and 264 may have different heights of rows arranged in the longitudinal direction, respectively, and may be formed to form a predetermined waveform as a whole. This is because the height of the first and second protrusions 262 and 264 arranged along the longitudinal direction of the plate-shaped heating module 200 is formed to be different from each other, so that the flow of the fluid flowing in from the front is changed and mixed, so that heat exchange can be made more efficiently is to do
  • the plate-shaped heating module 200 may form through-holes 263 and 265 around the first and second protrusions 262 and 264 .
  • the through-holes 263 and 265 may be formed through a portion of the plate-shaped heating module 200 in which the heating unit 210 is not embedded.
  • the through holes 263 and 265 may be used as a space for installing the support 266 as shown in FIG. 10 if necessary.
  • the through holes 263 and 265 may also function as passages through which the heating medium (fluid) passes.
  • the support part 266 may be installed around the first and second protrusions 262 and 264 .
  • the support part 266 serves to overlap and support the pair of plate-shaped heating modules 200 in the opposite direction by being installed in the through hole 263 .
  • the flow of the fluid which is a heating medium continuously flowing in an open space
  • the flow of the fluid is changed and mixed by a plurality of plate-shaped heating modules 200, and then each part of the heating unit 210
  • the temperature state can be checked in real time from the outside through the temperature sensing unit 240 and, if necessary, can be implemented as a heating system that can supply different power to the plate-shaped heating module 200 or adjust the power.
  • the heating system using such a flexible heater can be applied not only to the open loop but also to the closed loop in which the fluid, which is the heating medium, circulates. will be able
  • the heights of the first and second protrusions 262 and 264 arranged in the longitudinal direction of the plate-shaped heating module 200 are formed to be different from each other, so that the fluid flowing in from the front By changing and mixing the flow of the heat exchange can be made efficiently.
  • the support parts 266 around the first and second protrusions 262 and 264 of the plate-shaped heating module 200 and stacking the plate-shaped heating modules 200 in opposite directions, the heating surface area is increased even in a limited space to increase the heating efficiency. it can be raised
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a flexible heater according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view of a three-dimensional heating module according to a third embodiment of the present invention.
  • the flexible heater (FH) according to the third embodiment of the present invention includes a three-dimensional heating module 300 and a terminal module connected to the three-dimensional heating module 300 to supply electrical energy.
  • a heater pattern and a ground terminal may be formed on the terminal module.
  • the three-dimensional heating module 300 has a heating unit 310, an electrically insulating unit 320, and lower/upper sheets 332 and 334 as in the second embodiment. It is mounted along the inner surface of the unit 330 and includes a temperature sensing unit 340 for sensing the temperature of each part.
  • the three-dimensional heating module 300 has a three-dimensional structure in which the plate-shaped heating module 200 according to the second embodiment extends in a plurality of surfaces and the extension portion is bent.
  • the three-dimensional heating module 300 includes an electrical insulation part 320 and a lower sheet 332 having an insulating layer 323 and an adhesive layer 324 downward with respect to the heating part 310 located in the center. and an electrical insulating part 320 having an insulating layer 322 and an adhesive layer 324, a temperature sensing part 340, and an upper sheet 334 are sequentially arranged.
  • a heat insulating layer 323 is formed inside the lower sheet 132 to block heat transfer from the heating unit 310 to the lower sheet 323 . That is, in the heating module 300 , heat transfer is blocked by the insulating layer 123 located at the lower portion with respect to the electrical insulating part 320 , and heat transfer can be performed only in the direction of the upper insulating layer 322 . This is to increase thermal efficiency by blocking the heat transfer from the three-dimensional heating module 300 to the outside in the waterway-type space as shown in FIG.
  • the heat insulating layer 323 may be formed of a thin heat insulating film in which hollow silica or glass is dispersed or fine bubbles are widely distributed.
  • the temperature sensing unit 340 is provided with sensing elements at a plurality of points along the inner surface of the upper sheet 334 to detect the temperature of each part of the heating unit 310 of the three-dimensional heating module 300 .
  • a plurality of protrusions 360 are arranged at regular intervals on the lower surface and the side surface of the seat part 330, so that heat exchange is performed while changing the flow of a fluid, which is a heating medium.
  • the protrusion 360 includes a bottom protrusion 362 formed along the bottom surface and a side protrusion 364 formed along the side surface.
  • the protrusion 360 may be formed by cutting a portion in the three-dimensional heating module 300 in which the heating unit 310 is not built-in. And, since the protrusion 360 is cut in the heating module 300, the cut cross-section is coated with silicon or perillin to maintain airtightness or to maintain airtightness by brazing or soldering.
  • the bottom protrusion 362 has a structure in which first protrusions 362a formed in odd-numbered rows, respectively, and second protrusions 362b formed in even-numbered rows are different from each other, and the first protrusion 362a and the second protrusion 362b have different structures. are arranged to cross each other.
  • the side protrusions 364 have a different structure in that third protrusions 364a formed in odd-numbered rows and fourth protrusions 364b formed in even-numbered rows, respectively, are different from each other, and the third protrusion 364a and fourth protrusion 364b) are arranged to cross each other.
  • the first and third protrusions 362a and 364a protrude in an L-shape, while the second and fourth protrusions 362b and 364b protrude in an L-shape.
  • the first and third protrusions 362a and 364a may protrude in a L-shape
  • the second and fourth protrusions 362b and 364b may protrude in an L-shape.
  • the first, second, third, and fourth protrusions 362a, 362b, 364a, and 364b are each formed to have different heights of rows arranged in the longitudinal direction, and it is preferable that the first, second, third, and fourth protrusions 362a, 362b, 364a, and 364b are formed to have a predetermined waveform as a whole.
  • the three-dimensional heating module 300 may be configured to form a through hole (not shown) around the bottom protrusion 362 and the side protrusion 264, and to install the support part 366 to be connected to the water channel surface (Fig. 13).
  • the flow is changed and mixed by the plurality of three-dimensional heating modules 300 in the fluid that is the heating medium continuously flowing in the waterway-type open loop, after which the heating unit 310 is heated.
  • the temperature state of each part can be checked in real time from the outside through the temperature sensing unit 340 and, if necessary, can be implemented as a heating system that can supply different power to the three-dimensional heating module 300 or adjust the power.
  • the three-dimensional heating module 300 is configured to heat exchange by adjusting a high temperature in a portion in direct contact with the heating medium and low in a temperature in a portion in direct contact with the heating medium.
  • the three-dimensional heating module 300 may be configured by partially forming the heating unit 310 and partially forming the heat insulating layer 323 as a method for lowering the temperature in a portion indirectly contacting the heating medium.
  • the heating system using such a flexible heater can also be applied to a waterway-type closed loop in which a fluid, which is a heating medium, circulates.
  • a fluid which is a heating medium
  • it can be applied as an instantaneous hot water heater that installs the three-dimensional heating module 300 to fit the hot water pipe and heats the passing fluid with instantaneous hot water.
  • the bottom protrusion 362 and the side protrusion 364 of the three-dimensional heating module 300 first, second, third and fourth protrusions arranged along the longitudinal direction Since the heights of the 362a, 362b, 364a, and 364b are formed differently from each other, the flow of the fluid, which is the heating medium introduced from the front, is changed and mixed, so that heat exchange can be performed efficiently.
  • the support part 366 around the first, second, third, and fourth protrusions 362a, 362b, 364a, 364b of the three-dimensional heating module 200, and stacking the three-dimensional heating module 300 in the opposite direction. Even in a limited space, it is possible to increase the heating efficiency by increasing the heating surface area.
  • a temperature sensing unit having a plurality of sensing elements is built-in in the heating module, so that it is possible to precisely measure each part of the heating unit, while monitoring the temperature state of the heating unit from the outside. By adjusting the power, it is possible to equalize the heating temperature of the heating space.
  • the uniform heating system using a flexible heater can easily apply the heating module to an open loop in which a fluid, which is a heating medium, flows or a closed loop in which the fluid circulates. In addition, it can be used sufficiently for industrial applications where the temperature is applied differently for each heating section and the temperature must be kept constant throughout the section.

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Abstract

본 발명은 유연히터에 관한 것으로, 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 판형 히팅모듈을 포함한다. 판형 히팅모듈의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어짐으로써, 가열 표면적을 넓히고 가열매체의 열전달 거리를 균일하게 하고, 가열매체 내에서도 터뷸런스에 의해 열의 전달을 강제적으로 유도하여 전체적으로 열전달 효율을 높일 수 있게 된다.

Description

유연히터 및 이를 이용한 가열시스템
본 발명은 유연히터와 이를 이용한 가열시스템에 관한 것으로, 특히 평판구조 타입으로 시즈히트(Sheath Heater)로 구현하여 히팅모듈(발열체)만으로 자체 히팅가능하고 그 히팅모듈을 통해 서로 다른 전원을 공급하거나 파워를 조정함으로써 가열온도를 균일화할 수 있도록 한 유연히터 및 이를 이용한 가열시스템에 관한 것이다.
히터는 니켈/크롬선 히터나 카본선 히터와 같은 선상 발열체를 이용한 히터를 일컫는 경우가 많으나, 최근에는 이러한 발열체를 면상으로 형성한 평판형 히터가 여러 분야에서 사용처를 넓혀가고 있다.
평판형 히터는 기존의 선상 히터와는 달리 2차원적인 면적을 가지면서 전체면적에서 고르게 열이 발산되어 특정된 넓은 범위를 균일하게 가열할 수 있는 장점으로 마루의 난방이나 해설재는 물론, 자동차의 시트와 핸들에도 적용되고 있다.
이러한 평판형 히터가 처음 개발되었을 때에는 마루의 바닥이나 자동차의 시트와 핸들 등 가열대상 물체의 어느 한 면의 가열이라는 목적을 달성하면 충분하였으나, 최근에는 큰 용적을 갖는 다양한 중대형 탱크 용기의 가열과 같은 목적에도 두루 사용하고자 하는 욕구가 증대되고 있다. 하지만 평판히터의 경우 단위 면적당 열을 방출할 수 있는 수준이 소재 시스템에 의해서 정해진다.
따라서, 유연성을 가지는 평판형 히터를 형성하고 나아가 평판형 히터를 큰 표면적을 갖는 ‘여러 가지 형태로 가공 가능한 유연성을 가지는 평판형 히터’로 구현한다면, 이들을 용기 내에 3차원적으로 배열하여 직접 물 또는 액체를 데우는 침지방식을 적용할 수 있으므로 가열 용량을 평판형 히터에 비해 수배로 늘릴 수 있는 히터를 제작할 수 있을 것으로 기대된다.
한국 등록특허 10-0906938(특허문헌1)에서는 발열판의 오목과 볼록이 서로 대응되게 겹쳐서 공기 토출구가 형성된 발열체를 갖는 온풍기용 면상발열체가 개시되어 있다. 한국 등록특허 10-2274247(특허문헌2)에서는 외장튜브 내부에 발열원이 배치되고 발열원의 양단에 단자튜브가 형성된 발열체 및 이를 포함하는 히터유닛이 개시되어 있다. 한국 공개특허 10-2019-0030615(특허문헌3)에서는 외장재 내부에 발열원이 배치되고 외장재의 표면에 와류발생패턴이 구비된 발열체 및 이를 포함하는 히터유닛이 개시되어 있다.
그리고, 한국 공개특허 10-2019-7034025(특허문헌4)에서는 유체수용 컨테이너 내에 전도성 폴리머 구조의 가열도체가 구비된 워터히터가 개시되어 있다. 한국 공개특허 10-2020-0029222(특허문헌5)에서는 하우징의 내부에 길이방향으로 배치되고 유체가 통과하도록 권선된 판상 발열체를 갖는 히터부와 히터부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한 순간온수장치가 개시되어 있다.
본 발명의 제1 목적은 가열매체를 직접 가열하여 불필요한 용기 가열에 따른 에너지낭비를 차단할 수 있고, 히팅모듈로부터 가열매체로의 열전달을 잘 이루어지게 하여 열효율을 높일 수 있도록 한 유연히터를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 히팅모듈의 외형을 다양한 형태로 굴곡 가변할 수 있고, 히팅모듈과 함께 굴곡 가변된 가열부에 의해 가열매체가 균일하게 가열될 수 있도록 한 유연히터를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3 목적은 가열매체에 침지시 단위부피당 히팅모듈의 표면적을 증대시킬 수 있도록 한 유연히터를 제공하는데 있다.
본 발명의 제4 목적은 히팅모듈을 지지하는 지지수단을 통해 히팅모듈을 적층함으로써 히팅용량을 용이하게 가변할 수 있도록 한 유연히터를 제공하는데 있다.
본 발명의 제5 목적은 히팅모듈의 각 부위마다 온도를 독립적으로 측정가능하고, 히팅모듈의 각 부위 온도를 모니터링하면서 파워를 조정하여 가열공간의 온도를 균일화하거나 조절할 수 있도록 한 유연히터를 이용한 가열시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 제6 목적은 터블런스 기능을 이용하여 가열대상물의 온도를 균일하게 가열할 수 있는 유연히터를 이용한 가열시스템을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 유연히터는 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 히팅모듈을 기본으로 포함한다.
상기 히팅모듈은 그 형태가 입체적으로 굴곡 변형되어 일정 가열공간에서 가열매체와 접촉되는 상기 가열부의 표면적이 확장되도록 구성할 수 있다.
상기 유연히터는 상기 히팅모듈의 형태를 유지하거나 상기 히팅모듈을 1층 이상으로 적층할 때 상기 가열부의 형태가 등간격으로 유지되게 하는 형태유지수단과, 상기 시트부의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함한다.
상기 히팅모듈은 동심형, 대칭형, 방사형, 파형 중 어느 하나로 굴곡 변형되도록 구성할 수 있다.
상기 동심형 히팅모듈은 중앙 굴곡부에서 동심원방향으로 간격이 일정하게 유지되면서 점진적으로 반경이 확대되고 양쪽 선단부가 동일한 방향으로 배치되도록 구성할 수 있다.
상기 대칭형 히팅모듈은 복수의 굴곡부가 마주보는 방향으로 대칭되게 형성되고 양쪽 선단부가 동일한 방향으로 배치되도록 구성할 수 있다.
상기 방사형 히팅모듈은 외측 굴곡부와 내측 굴곡부에 사이에 일정 길이를 갖는 평탄부가 원주면을 따라 형성되고, 상기 외측 굴곡부의 사이간격이 상기 내측 굴곡부의 사이간격에 비하여 상대적으로 넓게 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 파형 히팅모듈은 일정 면적을 갖고 볼록부와 오목부가 교대로 배열되도록 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 유연히터는 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 판형 히팅모듈을 포함하고, 상기 히팅모듈의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지도록 구성할 수 있다.
상기 돌출부는 홀수열에 형성되는 제1 돌출부와 짝수열에 형성되는 제2 돌출부가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부가 서로 교차되게 배치되도록 구성할 수 있다.
상기 제1,2 돌출부는 각각 길이방향을 따라 배열되는 행의 높이가 서로 다르게 형성되고, 전체적으로 일정 파형을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 판형 히팅모듈은 상기 돌출부 주변에 지지부를 설치하여 마주보게 겹쳐지도록 형성되게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유연히터는, 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 입체형 히팅모듈을 포함하고, 상기 입체형 히팅모듈의 하면과 측면을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지도록 구성할 수 있다.
상기 돌출부는 바닥면을 따라 형성되는 바닥돌출부와 측면을 따라 형성되는 측면돌출부를 포함한다. 상기 바닥돌출부는 홀수열에 각각 형성되는 제1 돌출부와 짝수열에 형성되는 제2 돌출부가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부가 서로 교차되게 배치되도록 구성할 수 있다. 상기 측면돌출부는 홀수열에 각각 형성되는 제3 돌출부와 짝수열에 형성되는 제4 돌출부가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제3 돌출부와 제4 돌출부가 서로 교차되게 배치되도록 구성할 수 있다.
상기 제1,2,3,4 돌출부는 각각 길이방향을 따라 배열되는 행의 높이가 서로 다르게 형성되고, 전체적으로 일정 파형을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 입체형 히팅모듈은 상기 바닥돌출부와 측면돌출부 주변에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 지지부를 설치하여 수로면과 연결되도록 구성할 수 있다.
상기 입체형 히팅모듈은 하부 시트 내측에 단열층이 형성되어 상기 가열부에서 하부 시트로 열전달이 차단되도록 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유연히터는, 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 가지는 전기절연부와, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 가지는 시트부를 갖는 판형 히팅모듈 및, 상기 시트부의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부를 갖는 판형 히팅모듈을 포함하고, 상기 판형 히팅모듈의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지며, 상기 온도감지부를 통해 상기 판형 히팅모듈을 따라 흐르는 가열매체의 온도를 각 부위마다 실시간으로 모니터링하여 외부에서 전원을 공급하거나 파워를 조정함으로써 가열온도를 균일화하는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템으로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유연히터는, 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부과, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 입체형 히팅모듈 및, 상기 시트부의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부를 갖는 입체형 히팅모듈을 포함하고, 상기 입체형 히팅모듈의 하면과 측면을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지며, 상기 온도감지부를 통해 상기 입체형 히팅모듈을 따라 흐르는 가열매체의 온도를 각 부위마다 실시간으로 모니터링하여 외부에서 전원을 공급하거나 파워를 조정함으로써 가열온도를 균일화하는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템으로 구현할 수 있다.
상기 입체형 히팅모듈은 가열매체와 직접 접촉하는 부분에 온도를 높게 조절하고 가열매체와 간접 접촉하는 부분에 온도는 낮게 조절하여 열교환이 이루어지도록 구성할 수 있다.
상기 판형 히팅모듈과 입체형 히팅모듈은 가열매체가 흐르는 개방루프 또는 가열매체가 순환하는 폐루프에 적용하도록 구성할 수 있다.
상기 판형 히팅모듈과 입체형 히팅모듈은 온수관을 따라 복수개 내장되어 통과하는 유체를 순간온수로 가열하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 유연히터에 따르면, 히팅모듈의 형태를 굴곡 변형하여 가열대상의 공간에 따라, 열매체에 따라, 열매체의 유동상태에 따라 동심형, 대칭형, 방사형, 파형 히팅모듈 등으로 적용함으로써 가열 표면적을 넓혀서 열전달 효율을 높일 수 있다.
즉 가열 표면적을 넓히고 가열매체의 열전달 거리를 균일하게 하고, 가열매체 내에서도 터뷸런스에 의해 열의 전달을 강제적으로 유도하여 전체적으로 열전달 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
또한, 단위부피당 히팅모듈의 표면적이 증대됨으로써 작은 공간은 물론 큰 공간에서도 가열효율을 높일 수 있다.
더욱이, 가열매체인 유체가 히팅모듈로부터 등거리를 유지하면서 터블런스 기능을 통해 혼합되고 복수 방향으로의 가열을 통해 가열대상물의 온도를 균일하게 가열할 수 있게 되는 것이다.
한편, 유연히터를 이용한 균일 가열시스템에 의하면, 히팅모듈의 내부에 복수의 감지소자를 갖는 온도감지부를 내장하여 가열부의 부위별로 정밀하게 측정할 수 있고, 외부에서 가열부의 온도상태를 모니터링하면서 파워를 조정함으로써 가열공간의 가열온도를 균일화할 수 있다. 또한, 유연히터를 이용한 균일 가열시스템은 가열매체인 유체가 흐르는 개방루프 또는 유체가 순환하는 폐루프에 히팅모듈을 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 히팅 각 구간마다 온도를 다르게 적용하고 해당 구간 전체에 온도를 일정하게 유지해야 하는 산업용으로 충분히 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연히터를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 히팅모듈의 부분 단면도,
도 3 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 히팅모듈의 형태를 변형한 모식도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연히터를 도시한 구성도,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 판형 히팅모듈의 부분 단면도,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연히터의 형태를 변형한 구성도,
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유연히터를 도시한 구성도,
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체형 히팅모듈의 부분 단면도,
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유연히터의 사용상태도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함하는’의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연히터를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 히팅모듈의 부분 단면도이며, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연히터의 형태를 변형한 모식도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 유연히터(FH, Flexible Heater)는 도 1에 도시된 바와 같이, 히팅모듈(100)과 상기 히팅모듈(100)과 연결되어 전기에너지를 공급하는 단자모듈(170)을 포함한다. 여기서, 단자모듈(170)에는 히터패턴(미도시)과 접지단자(미도시)가 형성되도록 되어 있다.
상기 히팅모듈(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가열부(110), 전기절연부(120), 하부/상부 시트(132,134)를 갖는 시트부(130)를 포함한다. 히팅모듈(100)은 중심부에 위치한 가열부(110)를 기준으로 아래쪽으로 절연층(122)과 접착층(124)을 구비한 전기절연부(120)와 하부 시트(132)가 배치되고, 위쪽으로 절연층(122)과 접착층(124)을 구비한 전기절연부(120)와 상부 시트(134)가 배치되어 전체적으로 대칭구조를 이루고 있다.
여기서, 상기 가열부(110)는 폴리이이드(Polyimide) 재질 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene Terephthalate) 재질의 절연부(120)로 둘러싸인 알루미늄(Al), 구리(Cu), SUS, 니크롬(Ni-Ci), 탄소나노튜브, 은(Ag) 등 도전성 물질을 가열원으로 구성할 수 있다.
더욱이, 가열부(110)는 더 높은 온도의 용도를 위해 별도로 구리(Cu), SUS, 니크롬, 니켈계 합금 등 전기전도체를 사용할 수도 있다. 이 경우 절연부는 마이카, 실라카울(wool), 지르코리아, 박막 알루미나중 적어도 한 성분이 포함되어 1층 이상의 세라믹층으로 형성될 수 있다.
상기 시트부(130)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), SUS, 니크롬(Ni-Ci), 니켈계 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 박막의 금속층으로 형성될 수 있다. 여기서, 시트부(130)의 연결부와 표면이 기밀성을 갖도록 실리콘, 페릴린 등 다양한 코팅재로 코팅처리되는 것이 바람직하다.
이와 같이 가열부(110), 전기절연층(120) 및 시트부(130)가 일체로 모듈화된 히팅모듈(100)은 박막의 금속재 시트부(130)의 외형을 용이하게 굴곡 변형할 수 있고, 그 시트부(130)와 함께 가변 굴곡된 가열부(110)를 통해 표면적을 확장하여 일정공간에서 가열매체를 가열할 수 있는 것이다. 여기서, 가열매체는 졸상태를 포함하는 액상매체, 물과 수증기를 포함하는 유체 등으로 구성할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연히터(FH)는 굴곡 변형한 히팅모듈(100)의 형태를 유지하거나 히팅모듈(100)을 1층 이상으로 적층할 때 가열부(110)를 등간격으로 유지되게 하는 형태유지수단(140)과, 상기 시트부(130)의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 형태유지수단(140)은 히팅모듈(100)을 지지하는 지지체로 구성할 수 있는 것은 물론이다. 이러한 형태유지수단(140) 또는 지지체는 가열부(100)의 형태가 최대한 등간격으로 유지되게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 온도감지부(150)는 배선전극(151)이 형성되어 있는 유연성을 가지는 시트상의 절연층(152)에 감지소자(153)가 위치하는 구성으로 이루어진다.
또한 온도감지부(150)는 전체가 시트 상의 박형 구조를 갖도록 설계되어, 측정하고자 하는 부위와의 접촉면적을 크게 할 수 있어 빠른 시간 내에 열적 평형에 도달할 수 있어 정확한 온도 측정이 가능하다.
상기 배선전극(151)은 구리, 알루미늄, 은, 금 등 일반적으로 전기전도도가 큰 물질로 이루어지는데, 후막 인쇄, 적층 및 식각 등의 방법을 통해 시트상의 절연층(152) 상에 또는 그 내부에 형성되게 된다.
시트상의 절연층(152)은 온도 소자의 절연 보호층으로서 비닐, 에폭시, 페놀, 테플론, 실리콘 등 다양한 수지 중 어느 하나 또는 이들의 복합재로 구성되어 있다.
한편 감지소자(153)는 측정되는 물체(중대형의 탱크의 경우 그 안에 포함되는 물 또는 유체)로부터 감지되는 열을 전기신호로 바꾸어주는 기능을 하는 것으로서, 그 형상은 소자의 넓은 면이 평판형 히터와 평행으로 구성되도록 내장된다.
또한, 감지소자(153)는 부온도계수(NTC, Negative Temperature Coefficient) 서미스터 소자용 물질, 구리, 니켈, 니켈계합금, 백금, 백금계 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어지고 유연성을 갖는 후막형 구조로 되어 있다.
여기서, 온도감지부(150)는 복수 지점에 감지소자(153)가 구비되어 히팅모듈(100)의 가열부(110) 부위마다 온도를 감지할 수 있다. 이러한 온도감지부(150)를 통해 히팅모듈(100)의 가열부(110) 상태를 외부에서 정확하게 모니터링할 수 있는 것이다.
상기 히팅모듈(100)은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 동심형, 대칭형, 방사형, 파형 등 다양한 형상으로 구현할 수 있다. 히팅모듈(100)은 동심형, 대칭형, 방사형, 파형으로 예시한 것이고, 그 밖의 여러 가지 형태로 구현할 수 있는 것은 물론이다. 상기 형태유지수단(140)은 히팅모듈(100)의 굴곡 형태에 따라 지지하기 위한 구조가 달라질 수 있다.
먼저, 동심형 히팅모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙 굴곡부(100a)에서 동심원방향으로 일정 반경을 갖도록 권취되고 양쪽 선단부(100b)가 동일한 방향으로 배치되도록 구성할 수 있다.
이러한 동심형 히팅모듈(100)은 중앙 굴곡부(100a)를 형성한 상태에서 일정간격으로 유지하면서 시계 또는 반시계 방향으로 일정 반경을 갖도록 권취하고, 그 동심형 히팅모듈(100)의 사이에 형태유지수단(140)을 배치하여 그 형태를 유지할 수 있다. 이에 따라 동심형 히팅모듈(100)은 그 형태를 유지하면서 한정된 공간에서도 가열 표면적을 확장하여 가열효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
한편, 동심형 히팅모듈(100)은 도면에는 도시하지 않았으나, 복수의 형태유지수단(140)의 플랜지(140a) 부분이 맞닿게 겹쳐서 복층으로 구성할 수 있다.
다음으로, 대칭형 히팅모듈(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 굴곡부(100c)가 마주보는 방향으로 대칭되게 형성되고, 양쪽 선단부(100b)가 동일한 방향으로 배치되도록 구성할 수 있다.
이러한 대칭형 히팅모듈(100)은 가상의 원주면을 따라 서로 대향하는 복수의 굴곡부(100c)가 형성되어 일정공간에서 가열매체를 가열할 수 있다. 여기서, 가열 표면적을 확장시키기 위해서는 굴곡부(100c)를 더 많이 형성하도록 대칭형 히팅모듈(100)의 구조를 다양한 형태로 변경할 수 있다. 또한, 대칭형 히팅모듈(100)은 도면에는 도시하지 않았으나, 형태유지수단(미도시)을 통해 겹쳐서 복층으로도 구성하여 가열 표면적을 확장할 수도 있다.
다음으로, 방사형 히팅모듈(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 외측 굴곡부(100d)와 내측 굴곡부(100e) 사이에 일정 길이(L)를 갖는 평탄부(100f)가 원주면을 따라 형성되고, 상기 외측 굴곡부(100d)의 사이간격(D)이 상기 내측 굴곡부(100e)의 사이간격(d)에 비하여 상대적으로 넓게 형성되도록 되어 있다. 여기서, 방사형 히팅모듈(100)은 내측 굴곡부(100e)에서 외측 굴곡부(100d)로 갈수록 사이간격이 점차 넓혀지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 방사형 히팅모듈(100)은 단자를 형성하는 선단부가 도시하지 않았으나 외측으로 형성할 수 있고, 필요시 형태유지수단(140)을 매개로 내측으로 형성할 수 있다.
방사형 히팅모듈(100)의 다른 형태는 도 6에 도시된 바와 같이, 외측의 제1 방사부(102)와 내측의 제2 방사부(104)로 구분된다. 여기서, 제1 방사부(102)는 외측 굴곡부(100d), 내측 굴곡부(100e), 평탄부(100f)를 갖고, 제2 방사부(104)는 외측 굴곡부(100d′), 내측 굴곡부(100e′), 평탄부(100f′)를 갖는다.
이러한 방사형 히팅모듈(100)은 평탄부(100f)의 길이와 외측 굴곡부(100d)와 내측 굴곡부(100e)의 굴곡 정도에 따라 가열 표면적을 가변할 수 있고, 형태유지수단(140)을 통해 그 형태가 유지되게 함으로써 공간에서 맞추어 가열매체를 가열할 수 있는 것이다.
마지막으로, 파형 히팅모듈(100)은 도 7에 도시된 바와 같이, 일정 면적을 갖고 볼록부(100g)와 오목부(100h)가 교대로 배열되도록 형성되어 단면을 기준으로 파형을 이루도록 되어 있다. 여기서, 파형 히팅모듈(100)은 볼록부(100g)와 오목부(100h)가 길이방향으로 형성될 수 있고, 길이방향을 기준으로 소정 각도를 이루며 형성될 수도 있다.
이러한 파형 히팅모듈(100)은 형태유지수단(140)을 통해 복층으로 적층되게 함으로써 한정된 공간에서도 가열 표면적을 확장하여 가열효율을 높일 수 있는 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 유연히터(FH)에 의하면, 히팅모듈(100)의 형태를 굴곡 변형하여 가열 표면적을 넓혀서 열전달 효율을 높일 수 있고, 가열매체의 공간에 따라, 가열매체의 종류에 따라, 가열매체의 유동상태에 따라 동심형, 대칭형, 방사형, 파형 히팅모듈(100)을 선택 적용할 수 있다. 또한, 형태유지수단(140)을 통해 히팅모듈(100)의 형태를 유지하면서 복층으로 적층하여 한정된 공간에서도 가열 표면적을 넓혀서 가열효율을 높일 수 있는 것이다. 더욱이, 시트부(130)의 내표면을 따라 온도감지부(150)가 장착됨으로써 히팅모듈(100)의 가열부(110) 각 부위마다 온도를 감지할 수 있기 때문에 외부에서 히팅모듈(100)의 가열부(110) 상태를 정확하게 모니터링 할 수 있게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연히터를 도시한 구성도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 판형 히팅모듈의 부분 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유연히터(FH)는 도 8에 도시된 바와 같이, 판형 히팅모듈(200)과 상기 판형 히팅모듈(200)과 연결되어 전기에너지를 공급하는 단자모듈(270)을 포함한다. 여기서, 도면에는 도시되지 않았으나 단자모듈(270)에는 히터패턴과 접지단자가 형성될 수 있다.
상기 판형 히팅모듈(200)은 제1 실시예와 마찬가지로 가열부(210), 전기절연부(220), 하부/상부 시트(232,234)를 갖는 시트부(230)를 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 판형 히팅모듈(200)은 상기 시트부(230)의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부(240)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 즉 판형 히팅모듈(200)은 중심부에 위치한 가열부(210)를 기준으로 아래쪽으로 절연층(222)과 접착층(224)을 구비한 전기절연부(220)와 하부 시트(232)가 배치되고, 위쪽으로 절연층(222)과 접착층(224)을 구비한 전기절연부(220), 온도감지부(240), 상부 시트(234)가 차례로 배치되어 있다.
상기 온도감지부(240)는 구리, 니켈, 니켈계합금, 백금, 백금계합금중 어느 하나의 재질로 이루어지고 유연성을 갖는 박막형 구조로 되어 있다. 여기서, 온도감지부(240)는 복수 지점에 감지소자가 구비되어 판형 히팅모듈(200)의 가열부(210) 부위마다 온도를 감지할 수 있다.
그리고, 판형 히팅모듈(200)은 길이방향을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부(230)의 표면에 복수의 돌출부(260)가 배열되어 가열매체인 유체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지도록 되어 있다.
상기 돌출부(260)는 홀수열에 형성되는 제1 돌출부(262)와 짝수열에 형성되는 제2 돌출부(264)가 서로 다른 구조로 형성되어 있다. 여기서, 돌출부(260)는 판형 히팅모듈(200)에서 가열부(210)가 내장되지 않은 부분을 절개하여 형성할 수 있다. 그리고, 돌출부(260)는 히팅모듈(200)에서 절개되기 때문에 절개단면이 실리콘이나 페릴린 등으로 코팅처리되어 기밀성을 유지하거나 브레이징이나 솔더링 등으로 기밀성을 유지할 수 있도록 되어 있다.
상기 제1 돌출부(262)는 ㄴ자 구조로 돌출되는 반면, 상기 제2 돌출부(264)는 ㄱ자 구조로 돌출되도록 되어 있다. 물론, 제1 돌출부(262)는 ㄱ자 구조로 돌출되고 제2 돌출부(264)는 ㄴ자 구조로 돌출되어도 무방하다.
그리고, 제1,2 돌출부(262,264)는 각각 길이방향을 따라 배열되는 행의 높이가 서로 다르게 형성되고, 전체적으로 일정 파형을 이루도록 형성할 수 있다. 이는 판형 히팅모듈(200)의 길이방향을 따라 배열되는 제1,2 돌출부(262,264)의 높이가 서로 다르게 형성된 것에 의해 전방에서 유입되는 유체의 흐름이 변경되고 혼합됨으로써 열교환이 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 하기 위함이다.
또한, 판형 히팅모듈(200)은 상기 제1,2 돌출부(262,264) 주변에 관통홀(263,265)을 형성할 수 있다. 여기서, 관통홀(263,265)은 판형 히팅모듈(200)에서 가열부(210)가 내장되지 않은 부분을 관통하여 형성할 수 있다. 또한, 관통홀(263,265)은 필요시 도 10에 도시된 바와 같이 지지부(266)를 설치하기 위한 공간으로 사용될 수 있다. 물론 관통홀(263,265)은 가열매체(유체)가 통과하는 통로로서 기능도 할 수 있다.
한편, 판형 히팅모듈(200)은 도 10에 도시된 바와 같이, 제1,2 돌출부(262,264) 주변에 지지부(266)를 설치할 수 있다. 여기서, 상기 지지부(266)는 관통홀(263)에 설치하여 1쌍의 판형 히팅모듈(200)을 대향하는 방향으로 겹쳐서 지지하는 역할을 한다.
한편, 제2 실시예에 따른 유연히터(FH)는 개방 공간에서 연속적으로 흐르는 가열매체인 유체가 복수의 판형 히팅모듈(200)에 의해 흐름이 변경되고 혼합된 이후 가열부(210)의 각 부위 온도상태를 온도감지부(240)를 통해 외부에서 실시간으로 확인가능하고, 필요시 판형 히팅모듈(200)에 서로 다른 전원을 공급하거나 파워를 조정할 수 있게 하는 가열시스템으로 구현할 수 있다.
이러한 유연히터를 이용한 가열시스템은 개방루프는 물론 가열매체인 유체가 순환하는 폐루프에도 적용할 수 있고, 각 구간마다 온도를 다르게 적용하고 해당 구간 전체에 온도를 일정하게 유지해야 하는 산업용으로 충분히 활용할 수 있을 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유연히터(FH)에 의하면, 판형 히팅모듈(200)의 길이방향을 따라 배열되는 제1,2 돌출부(262,264)의 높이가 서로 다르게 형성됨으로써 전방에서 유입되는 유체의 흐름이 변경되고 혼합됨으로써 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 판형 히팅모듈(200)의 제1,2 돌출부(262,264) 주변에 지지부(266)를 설치하여 판형 히팅모듈(200)을 대향하는 방향으로 겹쳐 적층함으로써 한정된 공간에서도 가열 표면적을 넓혀서 가열효율을 높일 수 있는 것이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유연히터를 도시한 구성도이고, 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체형 히팅모듈의 부분 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 유연히터(FH)는 도 11에 도시된 바와 같이, 입체형 히팅모듈(300)과 상기 입체형 히팅모듈(300)과 연결되어 전기에너지를 공급하는 단자모듈을 포함한다. 여기서, 도면에는 도시되지 않았으나, 단자모듈에는 히터패턴과 접지단자가 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 입체형 히팅모듈(300)은 제2 실시예와 마찬가지로 가열부(310), 전기절연부(320), 하부/상부 시트(332,334)를 갖는 시트부(330), 시트부(330)의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부(340)를 포함한다. 구조적인 차이점으로 입체형 히팅모듈(300)은 제2 실시예에 따른 판형 히팅모듈(200)이 복수면으로 연장되고 연장 부분이 절곡되어 입체형 구조를 갖도록 되어 있다.
단면구조를 살펴보면, 입체형 히팅모듈(300)은 중심부에 위치한 가열부(310)를 기준으로 아래쪽으로 단열층(323)과 접착층(324)을 구비한 전기절연부(320)와 하부 시트(332)가 배치되고, 위쪽으로 절연층(322)과 접착층(324)을 구비한 전기절연부(320), 온도감지부(340), 상부 시트(334)가 차례로 배치되어 있다.
여기서, 입체형 히팅모듈(300)은 하부 시트(132)의 내측에 단열층(323)이 형성되어 가열부(310)에서 하부 시트(323)로 열전달이 차단되도록 되어 있다. 즉 히팅모듈(300)은 전기절연부(320)를 기준으로 하부에 있는 단열층(123)에 의해 열전달이 차단되고, 상부에 있는 절연층(322) 방향으로만 열전달이 이루어질 수 있는 것이다. 이는 입체형 히팅모듈(300)은 도 13과 같이 수로형 공간에서 외측으로 열전달을 차단하고 가열매체인 유체가 흐르는 내측으로만 열전달이 이루어지게 하여 열효율을 높이기 위함이다.
상기 단열층(323)은 중공형 실리카 또는 유리가 분산되거나 미세한 기포가 폭넓게 분포된 박형 단열필름으로 형성될 수 있다.
상기 온도감지부(340)는 상부 시트(334)의 내표면을 따라 복수 지점에 감지소자가 구비되어 입체형 히팅모듈(300)의 가열부(310) 각 부위마다 온도를 감지할 수 있다.
그리고, 입체형 히팅모듈(300)은 상기 시트부(330)의 하면과 측면에 일정간격을 두고 복수의 돌출부(360)가 배열되어 가열매체인 유체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지도록 되어 있다.
상기 돌출부(360)는 바닥면을 따라 형성되는 바닥돌출부(362)와 측면을 따라 형성되는 측면돌출부(364)를 포함한다. 여기서, 돌출부(360)는 입체형 히팅모듈(300)에서 가열부(310)가 내장되지 않은 부분을 절개하여 형성할 수 있다. 그리고, 돌출부(360)는 히팅모듈(300)에서 절개되기 때문에 절개단면이 실리콘이나 페릴린 등으로 코팅처리되어 기밀성을 유지하거나 브레이징이나 솔더링 등으로 기밀성을 유지할 수 있도록 되어 있다.
상기 바닥돌출부(362)는 홀수열에 각각 형성되는 제1 돌출부(362a)와 짝수열에 형성되는 제2 돌출부(362b)가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제1 돌출부(362a)와 제2 돌출부(362b)가 서로 교차되게 배치되어 있다.
상기 측면돌출부(364)는 홀수열에 각각 형성되는 제3 돌출부(364a)와 짝수열에 형성되는 제4 돌출부(364b)가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제3 돌출부(364a)와 제4 돌출부(364b)가 서로 교차되게 배치되어 있다.
상기 제1,3 돌출부(362a,364a)는 ㄴ자 구조로 돌출되는 반면, 상기 제2,4 돌출부(362b,364b)는 ㄱ자 구조로 돌출되도록 되어 있다. 물론, 제1,3 돌출부(362a,364a)는 ㄱ자 구조로 돌출되고 제2,4 돌출부(362b,364b)는 ㄴ자 구조로 돌출되어도 무방하다.
상기 제1,2,3,4 돌출부(362a,362b,364a,364b)는 각각 길이방향을 따라 배열되는 행의 높이가 서로 다르게 형성되고, 전체적으로 일정 파형을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 입체형 히팅모듈(300)은 상기 바닥돌출부(362)와 측면돌출부(264) 주변에 관통홀(미도시)을 형성하고, 지지부(366)를 설치하여 수로면과 연결되도록 구성할 수 있다(도 13 참조).
한편, 제3 실시예에 따른 유연히터(FH)는 수로형 개방루프에서 연속적으로 흐르는 가열매체인 유체가 복수의 입체형 히팅모듈(300)에 의해 흐름이 변경되고 혼합된 이후 가열부(310)의 각 부위 온도상태를 온도감지부(340)를 통해 외부에서 실시간으로 확인가능하고, 필요시 입체형 히팅모듈(300)에 서로 다른 전원을 공급하거나 파워를 조정할 수 있게 하는 가열시스템으로 구현할 수 있다.
한편, 입체형 히팅모듈(300)은 가열매체와 직접 접촉하는 부분에 온도를 높게 조절하고 가열매체와 간접 접촉하는 부분에 온도는 낮게 조절하여 열교환이 이루어지게 구성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 입체형 히팅모듈(300)은 가열매체와 간접 접촉하는 부분에 온도를 낮게 하기 위한 방안으로 가열부(310)를 부분적으로 형성하고 단열층(323)을 부분적으로 형성하여 구성할 수 있다.
이러한 유연히터를 이용한 가열시스템은 가열매체인 유체가 순환하는 수로형 폐루프에도 적용할 수 있다. 한편, 입체형 히팅모듈(300)을 온수관에 맞추어 내장되도록 설치하여 통과하는 유체를 순간온수로 가열하는 순간온수가열기로 적용할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 유연히터(FH)에 의하면, 입체형 히팅모듈(300)의 바닥돌출부(362)와 측면돌출부(364) 길이방향을 따라 배열되는 제1,2,3,4 돌출부(362a,362b,364a,364b)의 높이가 서로 다르게 형성됨으로써 전방에서 유입되는 가열매체인 유체의 흐름이 변경되고 혼합됨으로써 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 입체형 히팅모듈(200)의 제1,2,3,4 돌출부(362a,362b,364a,364b) 주변에 지지부(366)를 설치하여 입체형 히팅모듈(300)을 대향하는 방향으로 겹쳐 적층함으로써 한정된 공간에서도 가열 표면적을 넓혀서 가열효율을 높일 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
본 발명에 따른 유연히터를 이용한 균일 가열시스템에 의하면, 히팅모듈의 내부에 복수의 감지소자를 갖는 온도감지부를 내장하여 가열부의 부위별로 정밀하게 측정할 수 있고, 외부에서 가열부의 온도상태를 모니터링하면서 파워를 조정함으로써 가열공간의 가열온도를 균일화할 수 있다. 또한, 유연히터를 이용한 균일 가열시스템은 가열매체인 유체가 흐르는 개방루프 또는 유체가 순환하는 폐루프에 히팅모듈을 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 히팅 각 구간마다 온도를 다르게 적용하고 해당 구간 전체에 온도를 일정하게 유지해야 하는 산업용으로 충분히 활용할 수 있다.

Claims (24)

  1. 유연성을 가지는 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 가지는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 가지는 시트부를 갖는 히팅모듈을 포함하고,
    상기 히팅모듈은 그 형태가 입체적으로 굴곡 변형되어 일정 가열공간에서 가열매체와 접촉되는 상기 가열부의 표면적이 확장되도록 하는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅모듈은 1층 이상으로 적층될 때 상기 가열부가 등간격으로 유지되게 하는 형태유지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 히팅모듈은 동심형, 대칭형, 방사형, 파형 중 어느 하나로 굴곡 변형되는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 동심형 히팅모듈은 중앙 굴곡부에서 동심원방향으로 간격이 일정하게 유지되면서 점진적으로 반경이 확대되고 양쪽 선단부가 동일한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 대칭형 히팅모듈은 복수의 굴곡부가 마주보는 방향으로 대칭되게 형성되고 양쪽 선단부가 동일한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 방사형 히팅모듈은 외측 굴곡부와 내측 굴곡부에 사이에 일정 길이를 갖는 평탄부가 원주면을 따라 형성되고, 상기 외측 굴곡부의 사이간격이 상기 내측 굴곡부의 사이간격에 비하여 상대적으로 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 파형 히팅모듈은 일정 면적을 갖고 볼록부와 오목부가 교대로 배열되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  8. 유연성을 가지는 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 가지는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 가지는 시트부를 갖는 판형 히팅모듈을 포함하고,
    상기 판형 히팅모듈의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 돌출부는 홀수열에 형성되는 제1 돌출부와 짝수열에 형성되는 제2 돌출부가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부가 서로 교차되게 배치된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1,2 돌출부는 각각 길이방향을 따라 배열되는 행의 높이가 서로 다르게 형성되고, 전체적으로 일정 파형을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 판형 히팅모듈은 상기 돌출부 주변에 지지부를 설치하여 마주보게 겹쳐지도록 형성된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  12. 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부 및, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 입체형 히팅모듈을 포함하고,
    상기 입체형 히팅모듈의 하면과 측면을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 돌출부는 바닥면을 따라 형성되는 바닥돌출부와 측면을 따라 형성되는 측면돌출부를 포함하고,
    상기 바닥돌출부는 홀수열에 각각 형성되는 제1 돌출부와 짝수열에 형성되는 제2 돌출부가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부가 서로 교차되게 배치되며,
    상기 측면돌출부는 홀수열에 각각 형성되는 제3 돌출부와 짝수열에 형성되는 제4 돌출부가 서로 다른 구조로 형성되고 상기 제3 돌출부와 제4 돌출부가 서로 교차되게 배치된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1,2,3,4 돌출부는 각각 길이방향을 따라 배열되는 행의 높이가 서로 다르게 형성되고, 전체적으로 일정 파형을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 유연히터.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 입체형 히팅모듈은 상기 바닥돌출부와 측면돌출부 주변에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 지지부를 설치하여 수로면과 연결되는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  16. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 입체형 히팅모듈은 하부 시트 내측에 단열층이 형성되어 상기 가열부에서 하부 시트로 열전달이 차단되는 것을 특징으로 하는 유연히터.
  17. 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 가지는 전기절연부와, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 가지는 시트부 및, 상기 시트부의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부를 갖는 판형 히팅모듈을 포함하고,
    상기 판형 히팅모듈의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지며,
    상기 온도감지부를 통해 상기 판형 히팅모듈을 따라 흐르는 가열매체의 온도를 각 부위마다 실시간으로 모니터링하여 외부에서 전원을 공급하거나 파워를 조정함으로써 가열온도를 균일화하는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 판형 히팅모듈은 가열매체와 직접 접촉하는 부분에 온도를 높게 조절하고 가열매체와 간접 접촉하는 부분에 온도는 낮게 조절하여 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 판형 히팅모듈은 가열매체가 흐르는 개방루프 또는 가열매체가 순환하는 폐루프에 적용되는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 판형 히팅모듈은 온수관을 따라 복수개 내장되어 통과하는 유체를 순간온수로 가열하는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  21. 가열부와, 상기 가열부를 둘러싸고 유연성을 갖는 전기절연부과, 상기 가열부와 전기절연부를 둘러싸고 유연성을 갖는 시트부를 갖는 입체형 히팅모듈 및, 상기 시트부의 내표면을 따라 장착되어 각 부위마다 온도를 감지하는 온도감지부를 갖는 입체형 히팅모듈을 포함하고,
    상기 입체형 히팅모듈의 하면과 측면을 따라 일정간격을 두고 상기 시트부의 표면에 복수의 돌출부가 배열되어 가열매체의 흐름을 변경하면서 열교환이 이루어지며,
    상기 온도감지부를 통해 상기 입체형 히팅모듈을 따라 흐르는 가열매체의 온도를 각 부위마다 실시간으로 모니터링하여 외부에서 전원을 공급하거나 파워를 조정함으로써 가열온도를 균일화하는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 입체형 히팅모듈은 가열매체와 직접 접촉하는 부분에 온도를 높게 조절하고 가열매체와 간접 접촉하는 부분에 온도는 낮게 조절하여 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 입체형 히팅모듈은 가열매체가 흐르는 개방루프 또는 가열매체가 순환하는 폐루프에 적용되는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 입체형 히팅모듈은 온수관을 따라 복수개 내장되어 통과하는 유체를 순간온수로 가열하는 것을 특징으로 하는 유연히터를 이용한 가열시스템.
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