WO2023018013A1 - 세라믹 히터 - Google Patents

세라믹 히터 Download PDF

Info

Publication number
WO2023018013A1
WO2023018013A1 PCT/KR2022/009651 KR2022009651W WO2023018013A1 WO 2023018013 A1 WO2023018013 A1 WO 2023018013A1 KR 2022009651 W KR2022009651 W KR 2022009651W WO 2023018013 A1 WO2023018013 A1 WO 2023018013A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ceramic
heating element
planar heating
insulating member
heat insulating
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/009651
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이준상
Original Assignee
(주)티엔케이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)티엔케이 filed Critical (주)티엔케이
Publication of WO2023018013A1 publication Critical patent/WO2023018013A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/03—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base

Definitions

  • the present invention relates to a ceramic heater.
  • a heating sheet converts electrical energy into thermal energy through a heating element having electrical resistance as a medium to dissipate heat. It has advantages and can be applied in various fields.
  • the heating sheet used a linear heating element using nichrome wire and copper wire.
  • linear heating elements have a problem in that they do not provide constant heat over the entire heating area.
  • planar heating element has been developed. Unlike conventional linear heating elements, the plane heating element has the advantage of high heating effect and safety because it can generate heat evenly over the entire surface.
  • a planar heating element using carbon is made by coating a polymeric insulating material with a carbon material such as carbon fiber or carbon black, which has excellent thermal conductivity and mechanical properties, or weaving using PAN-based carbon fiber, or using pitch-based carbon fiber that is cheaper than PAN-based carbon fiber. It is manufactured in various ways, such as making it in the form of a thin web.
  • planar heating element In order to apply the thus-manufactured planar heating element to various industrial fields requiring heat generation, it is necessary to make it into a form suitable for use.
  • An object of the present invention is to provide a ceramic heater made of a planar heating element in a form suitable for use in each field.
  • a planar heating element disposed in a lower region of the ceramic upper plate and made of a carbon fiber material
  • It is characterized in that it comprises an electrode connected to the planar heating element.
  • the present invention is a ceramic heater composed of a ceramic top plate, a planar heating element, and an electrode as a basic set, and a heat insulating member, a case, a shielding film, and a ceramic bottom plate are selectively added to this to provide heating means (window heaters, fireplaces, It can be used as a kitchen heating appliance, a heating cartridge for molding molds, etc.).
  • the ceramic top plate used in the present invention has little thermal deformation, good roughness and flatness, and can withstand high temperatures of 500°C or higher.
  • the planar heating element made of carbon fiber is easy to control the temperature, and has a good heating effect due to even heat generation. For this reason, if a ceramic heater with a ceramic top plate attached to a planar heating element is used instead of a mold heating cartridge for molding made of metal, or used as a kitchen heating appliance or heating appliance such as Highlight, it is safer, more environmentally friendly, and can increase heating efficiency. there is.
  • a planar heating element made of carbon fiber attached to a ceramic upper plate is covered with a shielding film to shield against the outside or covered with a ceramic lower plate and then surrounded by a shielding film on the side to shield against the outside.
  • confidentiality can be maintained.
  • oxidation of the carbon fiber can be prevented. This makes it possible to generate heat at a high temperature of 300 ° C or more, so that the present invention can be used where high heat is required, such as kitchen heaters such as highlights and heat sinks of heating appliances, replacing the heating cartridge of the molding mold made of existing metal.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view of a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of a ceramic heater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a ceramic heater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a ceramic heater according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a ceramic heater according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a ceramic heater according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a ceramic heater according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the ceramic heater according to the first embodiment of the present invention is composed of a ceramic top plate 10, a planar heating element 20, and an electrode 30.
  • the ceramic upper plate 10 may have various shapes. In this embodiment, it has a rectangular plate shape.
  • the ceramic top plate 10 has a larger area than the area of the planar heating element 20 . Heat generated from the planar heating element 20 is transferred to the outside through the ceramic top plate 10.
  • the ceramic top plate 10 is made of ceramic glass, quartz glass, glass, porcelain, zirconia or alumina. This ceramic top plate 10 has good heat resistance and fire resistance, can withstand high temperatures of 500° C. or higher, and has little thermal deformation. In addition, it is hard and has good roughness and flatness. Therefore, it is suitable for replacing a heating cartridge of an existing metal molding mold, or for use as a top plate of a kitchen heating appliance such as a highlight, or a heat sink of a heating appliance.
  • planar heating element 20 is attached to the lower region of the ceramic top plate 10 with an adhesive.
  • Planar heating element 20 is formed of a carbon fiber material.
  • the planar heating element 20 is made of thin carbon fiber paper having a thickness (0.001 to 1 mm).
  • the electrode 30 is connected to the planar heating element 20 .
  • the electrode 30 is composed of a first electrode 30a and a second electrode 30b.
  • the first electrode 30a and the second electrode 30b are made of copper.
  • the first electrode (30a) and the second electrode (30b) are spaced apart from each other and connected to the planar heating element (20).
  • the electrode 30 is disposed between the ceramic top plate 10 and the planar heating element 20 .
  • the ceramic top plate 10, the planar heating element 20, and the electrode 30 may be arranged in that order.
  • the electrode 30 is connected to a separately provided power source (not shown) to apply current to the planar heating element 20 .
  • the first electrode 30a and the second electrode 30b are connected to a direct current or alternating current supply.
  • the planar heating element 20 formed of a carbon fiber material can generate heat up to 1000°C.
  • the ceramic heater according to the second embodiment of the present invention includes a ceramic top plate 10, a planar heating element 20, an electrode 30, a heat insulating member 40, and a case 50.
  • the heat insulating member 40 and the case 50 are added to the configuration of the first embodiment. A detailed description of the same configuration is omitted.
  • Like reference numerals are used for like components.
  • the heat insulating member 40 is disposed in the lower region of the planar heating element 20 .
  • the heat insulating member 40 blocks the heat generated from the planar heating element 20 from leaking to the outside.
  • the heat insulating member 40 is formed in a shape having a larger area than the area of the planar heating element 20 and covers the entire lower surface of the planar heating element 20 and is attached to the lower edge of the ceramic top plate 10 with an adhesive. Glass wool, quartz wool, cork, airgel, glass wool, foamed plastic, etc. may be used as the heat insulating member 40 .
  • the case 50 is hollow and formed in a box shape with an open upper surface. Inside the case 50, the planar heating element 20 and the heat insulating member 40 are disposed. The case 50 exposes the ceramic top plate 10 to the outside and shields the planar heating element 20 and the heat insulating member 40 to the outside. The case 50 may be connected to an edge region of the ceramic top plate 10 . A connector (not shown) to which the electrode 30 is connected is formed in the case 50 . The electrode 30 is connected to an external power source through a connector (not shown). The case 50 is made of metal or plastic material. Using the case 50, finished products such as a window heater, a fireplace, a highlight kitchen heating appliance, and a molding mold heating cartridge can be produced.
  • the ceramic heater according to the third embodiment of the present invention includes a ceramic top plate 10, a planar heating element 20, an electrode 30, a heat insulating member 40, a shielding film ( 60).
  • the heat insulating member 40 and the shielding film 60 are added to the configuration of the first embodiment. A detailed description of the same configuration is omitted.
  • Like reference numerals are used for like components.
  • the heat insulating member 40 is disposed in the lower region of the planar heating element 20 .
  • the heat insulating member 40 blocks the heat generated from the planar heating element 20 from leaking to the outside. Since the heat insulating member 40 has been described in the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the shielding film 60 is formed in a rectangular shape like the ceramic top plate 10 .
  • a polymer film or an adhesive may be used as the shielding film 60 .
  • This shielding film 60 is attached to the lower edge region of the ceramic top plate 10, and surrounds the planar heating element 20 and the heat insulating member 40 to shield the planar heating element 20 and the heat insulating member 40 from the outside. .
  • An electrode through-hole (not shown) through which the electrode 30 passes is formed in the shielding film 60 .
  • the periphery of the electrode through-hole (not shown) is sealed with a sealant to prevent external air from entering the inner space through the electrode through-hole (not shown).
  • the inner space shielded from the outside by the ceramic upper plate 10 and the shielding film 60 may or may not have a vacuum atmosphere.
  • a vacuum atmosphere is required when the planar heating element 20 generates heat at 300° C. or higher.
  • the reason is that when the planar heating element 20 made of carbon fiber generates heat and becomes a high temperature of 300° C. or higher, carbon may be oxidized and lost. Therefore, the planar heating element 20 is shielded from the outside by the ceramic top plate 10 and the shielding film 60 to maintain airtightness and at the same time remove the air in the internal space between the ceramic top plate 10 and the shielding film 60. to create a vacuum atmosphere to prevent oxidation of carbon fibers.
  • the surface heating element can produce a high temperature of 300 ° C. or more, rather than a conventional low temperature of 100 ° C. or less. Therefore, if the present invention is used, it is possible to replace the heating cartridge of the molding mold made of conventional metal, and the present invention can be used where high heat is required, such as a kitchen heating appliance such as a highlight, or a heat sink of a heating appliance.
  • the ceramic heater according to the fourth embodiment of the present invention includes a ceramic upper plate 10, a planar heating element 20, an electrode 30, a heat insulating member 40, a ceramic lower plate ( 80), and a shielding film 70.
  • a heat insulating member 40, a ceramic lower plate 80, and a shielding film 70 are added to the configuration of the first embodiment. A detailed description of the same configuration is omitted.
  • Like reference numerals are used for like components.
  • the heat insulating member 40 is disposed in the lower region of the planar heating element 20 .
  • the heat insulating member 40 blocks the heat generated from the planar heating element 20 from leaking to the outside. Since the heat insulating member 40 has been described in the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the ceramic lower plate 80 is disposed in the lower region of the heat insulating member 40 . That is, between the ceramic upper plate 10 and the lower ceramic plate 80, the electrode 30, the planar heating element 20, and the heat insulating member 40 are sequentially disposed in the inner central region of the ceramic upper plate 10 and the lower ceramic plate 80. attached
  • the ceramic lower plate 80 is formed of the same shape and the same material as the ceramic upper plate 10 .
  • the shielding film 70 is formed in a hollow rectangular shape like a rectangular picture frame. That is, the shielding film 70 is formed in the same rectangular shape as the ceramic upper plate 10 and the ceramic lower plate 80, the area is equal to or smaller than the ceramic upper plate 10 and the ceramic lower plate 80, and the planar heating element ( 20) and the heat insulating member 40 are hollow in a square shape so that they can be positioned.
  • a polymer film is used as the shielding film 70 .
  • the shielding film 70 is attached to edge regions of the ceramic upper plate 10 and the lower ceramic plate 80 between the upper ceramic plate 10 and the lower ceramic plate 80 .
  • the shielding film 70 wraps the planar heating element 20 and the heat insulating member 40 placed in the inner central region of the ceramic upper plate 10 and the ceramic lower plate 80, and the planar heating element 20 and the heat insulating member 40 to the outside. shield against
  • An electrode through-hole (not shown) through which the electrode 30 passes is formed in the shielding film 70 .
  • the periphery of the electrode through-hole (not shown) is sealed with a sealant to prevent external air from entering the inner space through the electrode through-hole (not shown).
  • the inner space shielded from the outside by the ceramic upper plate 10 , the ceramic lower plate 80 , and the shielding film 70 may or may not have a vacuum atmosphere. Since the reason and method for making the inner space into a vacuum atmosphere have been described in detail in the third embodiment, the description thereof will be omitted.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)

Abstract

본 발명은 세라믹 상판; 상기 세라믹 상판의 하부 영역에 배치되며, 탄소섬유 재질로 형성되는 면상 발열체; 및 상기 면상 발열체에 연결되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기에 단열부재, 케이스, 차폐 필름, 세라믹 하판을 선택적으로 추가하여, 여러 산업 분야에서 발열수단(창문형 히터, 벽난로, 하이라이트 주방가열기구, 성형용 몰드 히팅카트리지 등)으로 사용할 수 있다.

Description

세라믹 히터
본 발명은 세라믹 히터에 관한 것이다.
일반적으로, 발열시트는 전기저항을 갖는 발열체를 매개로 하여 전기에너지를 열에너지로 변화시켜 열을 발산하는 것으로, 발열 공간 내 공기가 오염되지 않아 위생적이며, 온도조절이 용이하고, 소음이 없는 등의 장점이 있어 다양한 분야에 적용된다.
종래의 경우 발열시트는 니크롬선 및 구리선을 이용한 선상발열체가 사용되었다. 그러나, 이러한 선상발열체는 발열면적 전체에 걸쳐 일정한 열을 제공하지 못하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 면상 발열체가 개발되었다. 면상 발열체는 기존의 선상 발열체와는 달리 면 전체에서 고른 발열이 가능하므로 발열효과가 높고 안전하다는 장점이 있다.
최근에는 탄소(carbon)가 가지는 자체 저항을 이용한 면상 발열체의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 탄소를 이용한 면상 발열체는 고분자 절연재를 우수한 열전도도와 기계적 물성을 갖는 탄소섬유 또는 카본블랙과 같은 탄소소재로 코팅하거나, PAN계 탄소섬유를 이용해 직조하거나, PAN계 탄소섬유보다 저렴한 Pitch계 탄소섬유를 이용해 얇은 웹 형태로 만드는 등 다양한 방식으로 제조되고 있다.
이렇게 제조된 면상 발열체를 발열이 필요한 다양한 산업 분야에 적용하기 위해서는 사용에 적합한 형태로 만들 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 면상 발열체를 각 분야에 사용하기 적합한 형태로 만든 세라믹 히터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 세라믹 히터는,
세라믹 상판;
상기 세라믹 상판의 하부 영역에 배치되며, 탄소섬유 재질로 형성되는 면상 발열체; 및
상기 면상 발열체에 연결되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 세라믹 상판, 면상 발열체, 전극을 기본 세트로 하여 구성된 세라믹 히터로서, 여기에 단열부재, 케이스, 차폐 필름, 세라믹 하판을 선택적으로 추가하여, 여러 산업 분야에서 발열수단(창문형 히터, 벽난로, 주방가열기구, 성형용 몰드의 히팅카트리지 등)으로 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 세라믹 상판은 열변형이 적고, 조도 및 평탄도가 좋으며 500℃ 이상의 고온도 견딜 수 있다. 또한, 탄소섬유로 이루어진 면상 발열체는 온도조절이 용이하고, 고른 열발생으로 발열효과가 좋다. 이러한 이유로 면상 발열체에 세라믹 상판을 부착한 세라믹 히터를 기존에 금속으로 만든 성형용 몰드 히팅카트리지 대신 사용하거나, 하이라이트와 같은 주방가열기구, 난방기구로 사용하는 경우, 더 안전하고 환경 친화적이며 발열 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 세라믹 상판에 부착되는 탄소섬유로 이루어진 면상 발열체를 차폐 필름으로 덮어 외부에 대해 차폐하거나 세라믹 하판으로 덮은 후 측면을 차폐 필름으로 둘러싸 외부에 대해 차폐한다. 이로 인해 기밀이 유지될 수 있다. 또한, 기밀이 유지되는 내부 공간의 공기를 제거하여 진공분위기를 형성함으로써, 탄소섬유의 산화를 방지할 수 있다. 이로 인해 300℃ 이상의 고온 발열이 가능해져, 본 발명을 기존 금속으로 만든 성형용 몰드의 히팅카트리지를 대체하고, 하이라이트와 같은 주방가열기구, 난방기구의 방열판 등 고열이 필요한 곳에 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 세라믹 히터의 분해사시도다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 세라믹 히터의 저면도다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 세라믹 히터의 분해사시도다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 세라믹 히터의 단면도다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 세라믹 히터의 분해사시도다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 세라믹 히터의 단면도다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 세라믹 히터의 분해사시도다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 세라믹 히터의 단면도다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 세라믹 히터를 자세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 세라믹 히터는, 세라믹 상판(10), 면상 발열체(20), 전극(30)으로 구성된다.
[세라믹 상판(10)]
세라믹 상판(10)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 사각의 플레이트 형상을 가진다. 세라믹 상판(10)은 면상 발열체(20)의 면적보다 큰 넓이를 가진다. 면상 발열체(20)에서 발생한 열은 세라믹 상판(10)을 통해 외부로 전달된다.
세라믹 상판(10)은 세라믹글라스, 석영유리, 유리, 도자기, 지르코니아(zirconia) 또는 알루미나(alumina) 재질로 이루어진다. 이러한 세라믹 상판(10)은 내열성이나 내화성이 좋아 500℃ 이상의 고온도 견딜 수 있고, 열변형이 적다. 또한, 단단하고 조도 및 평탄도가 좋다. 따라서, 기존에 금속으로 만든 성형용 몰드의 히팅카트리지를 대체하거나, 하이라이트와 같은 주방가열기구의 상판, 난방기구의 방열판 등으로 사용하기 적합하다.
[면상 발열체(20)]
면상 발열체(20)는 세라믹 상판(10)의 하부 영역에 접착제로 부착 배치된다. 면상 발열체(20)는 탄소섬유 재질로 형성된다. 면상 발열체(20)는 두께(0.001~1mm)가 얇은 탄소섬유 페이퍼로 만들어진다.
[전극(30)]
전극(30)은 면상 발열체(20)에 연결된다.
전극(30)은 제1전극(30a)과 제2전극(30b)으로 구성된다. 제1전극(30a)과 제2전극(30b)은 구리로 만들어진다. 제1전극(30a)과 제2전극(30b)은 상호 이격되어 면상 발열체(20)에 연결된다.
본 실시예에서 전극(30)은 세라믹 상판(10)과 면상 발열체(20)의 사이에 배치된다. 그러나, 이와 달리 세라믹 상판(10), 면상 발열체(20), 전극(30) 순으로 배치될 수도 있다.
전극(30)은 별도로 구비된 전원(미도시)에 연결되어 면상 발열체(20)로 전류를 인가한다. 제1전극(30a)과 제2전극(30b)은 직류 또는 교류 공급장치에 연결된다.
전원(미도시)에서 공급된 전류는 제1전극(30a), 면상 발열체(20), 제2전극(30b)으로 흐른다. 이때, 저항체인 탄소섬유에서 열이 발생하여 세라믹 상판(10)에 열이 전달된다. 탄소섬유 재질로 형성된 면상 발열체(20)는 최대 1000℃까지 발열가능하다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 세라믹 히터를 자세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 세라믹 히터는, 세라믹 상판(10), 면상 발열체(20), 전극(30), 단열부재(40), 케이스(50)로 구성된다. 본 실시예는 제1실시예의 구성에 단열부재(40)와 케이스(50)가 추가되었다. 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.
[단열부재(40)]
단열부재(40)는 면상 발열체(20)의 하부 영역에는 배치된다. 단열부재(40)는 면상 발열체(20)에서 발생한 열의 외부유출을 차단한다.
단열부재(40)는 면상 발열체(20)의 면적보다 큰 넓이를 가지는 형상으로 형성되어, 면상 발열체(20)의 하면을 전부 덮어 세라믹 상판(10)의 하면 가장자리에 접착제로 부착된다. 단열부재(40)로는 유리솜, 석영솜, 코르크(cork), 에어로겔(aerogel), 글라스울(glass wool), 발포 플라스틱 등이 사용될 수 있다.
[케이스(50)]
케이스(50)는 속이 비고, 상면이 개방된 박스 형상으로 형성된다. 케이스(50)의 내부에 면상 발열체(20)와 단열부재(40)가 배치된다. 케이스(50)는 세라믹 상판(10)을 외부로 노출시키되 면상 발열체(20)와 단열부재(40)를 외부에 대해 차폐한다. 케이스(50)는 세라믹 상판(10)의 가장자리 영역에 연결될 수 있다. 케이스(50)에는 전극(30)이 연결되는 커넥터(미도시)가 형성된다. 전극(30)은 커넥터(미도시)를 통해 외부 전원에 연결된다. 케이스(50)는 금속이나 플라스틱 재질로 이루어진다. 케이스(50)를 사용하여, 창문형 히터, 벽난로, 하이라이트 주방가열기구, 성형용 몰드 히팅카트리지 등 완제품을 만들어낼 수 있다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 세라믹 히터를 자세히 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 세라믹 히터는, 세라믹 상판(10), 면상 발열체(20), 전극(30), 단열부재(40), 차폐 필름(60)으로 구성된다. 본 실시예는 제1실시예의 구성에 단열부재(40)와 차폐 필름(60)이 추가되었다. 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.
[단열부재(40)]
단열부재(40)는 면상 발열체(20)의 하부 영역에는 배치된다. 단열부재(40)는 면상 발열체(20)에서 발생한 열의 외부유출을 차단한다. 단열부재(40)에 대해서는 제2실시예에서 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다.
[차폐 필름(60)]
차폐 필름(60)은 세라믹 상판(10)과 같이 사각 형상으로 형성된다. 차폐 필름(60)으로는 폴리머 필름 또는 접착제가 사용될 수 있다.
이러한 차폐 필름(60)은 세라믹 상판(10)의 하면 가장자리 영역에 부착되며, 면상 발열체(20)와 단열부재(40)를 감싸 면상 발열체(20)와 단열부재(40)를 외부에 대해 차폐한다.
차폐 필름(60)에는 전극(30)이 관통하는 전극 관통공(미도시)이 형성된다. 이러한 전극 관통공(미도시)의 주변은 외부 공기가 전극 관통공(미도시)을 통해 내부 공간으로 유입되는 것을 방지하기 위해 밀봉제로 밀봉된다.
세라믹 상판(10)과 차폐 필름(60)에 의해 외부에 대해 차폐되는 내부 공간은 진공 분위기 또는 진공 분위기가 아닐 수 있다.
진공 분위기는 면상 발열체(20)가 300℃ 이상으로 발열할 때 필요하다. 그 이유는, 탄소섬유로 이루어진 면상 발열체(20)가 발열하여 300℃ 이상의 고온이 되면, 탄소가 산화되어 소실될 수 있기 때문이다. 따라서, 면상 발열체(20)를 세라믹 상판(10)과 차폐 필름(60)에 의해 외부에 대해 차폐하여 기밀을 유지함과 동시에 세라믹 상판(10)과 차폐 필름(60) 사이의 내부 공간의 공기를 제거하여 진공 분위기로 만들어 탄소섬유의 산화를 방지한다.
이로 인해, 면상발열체가 종래 100℃ 이하의 낮은 온도가 아닌 300℃ 이상의 고온을 낼 수 있다. 따라서, 본 발명을 사용하면 기존 금속으로 만든 성형용 몰드의 히팅카트리지를 대체할 수 있고, 본 발명을 하이라이트와 같은 주방가열기구, 난방기구의 방열판 등 고열이 필요한 곳에 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 세라믹 히터를 자세히 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 세라믹 히터는, 세라믹 상판(10), 면상 발열체(20), 전극(30), 단열부재(40), 세라믹 하판(80), 차폐 필름(70)으로 구성된다. 본 실시예는 제1실시예의 구성에 단열부재(40), 세라믹 하판(80), 차폐 필름(70)이 추가되었다. 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.
[단열부재(40)]
단열부재(40)는 면상 발열체(20)의 하부 영역에는 배치된다. 단열부재(40)는 면상 발열체(20)에서 발생한 열의 외부유출을 차단한다. 단열부재(40)에 대해서는 제2실시예에서 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다.
[세라믹 하판(80)]
세라믹 하판(80)은 단열부재(40)의 하부영역에 배치된다. 즉, 세라믹 상판(10)과 세라믹 하판(80) 사이에서 세라믹 상판(10)과 세라믹 하판(80)의 안쪽 중심 영역에 전극(30), 면상 발열체(20), 단열부재(40)가 순서대로 부착된다. 세라믹 하판(80)은 세라믹 상판(10)과 동일한 형상, 동일한 재질로 형성된다.
[차폐 필름(70)]
차폐 필름(70)은 사각 액자와 같이 속이 빈 사각 형상으로 형성된다. 즉, 차폐 필름(70)은 세라믹 상판(10) 및 세라믹 하판(80)과 동일한 사각 형상으로 형성되며, 면적은 세라믹 상판(10) 및 세라믹 하판(80)과 같거나 작고, 내부에 면상 발열체(20)와 단열부재(40)가 위치될 수 있도록 사각 형상으로 비어 있다.
차폐 필름(70)으로는 폴리머 필름이 사용된다.
이러한 차폐 필름(70)은 세라믹 상판(10)과 세라믹 하판(80) 사이에서 세라믹 상판(10)과 세라믹 하판(80)의 가장자리 영역에 부착된다. 차폐 필름(70)은 세라믹 상판(10)과 세라믹 하판(80)의 안쪽 중심 영역에 놓인 면상 발열체(20)와 단열부재(40)를 감싸 면상 발열체(20)와 단열부재(40)를 외부에 대해 차폐한다.
차폐 필름(70)에는 전극(30)이 관통하는 전극 관통공(미도시)이 형성된다. 이러한 전극 관통공(미도시)의 주변은 외부 공기가 전극 관통공(미도시)을 통해 내부 공간으로 유입되는 것을 방지하는 위해 밀봉제로 밀봉된다.
세라믹 상판(10), 세라믹 하판(80), 차폐 필름(70)에 의해 외부에 대해 차폐되는 내부 공간은 진공 분위기 또는 진공 분위기가 아닐 수 있다. 내부 공간을 진공 분위기로 만드는 이유와 그 방법은, 제3실시예에서 자세히 설명하였으므로 그 설명을 생략한다.

Claims (5)

  1. 세라믹 상판;
    상기 세라믹 상판의 하부 영역에 배치되며, 탄소섬유 재질로 형성되는 면상 발열체; 및
    상기 면상 발열체에 연결되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열체의 하부 영역에 배치되는 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 면상 발열체와 상기 단열부재가 내부에 배치되며, 상기 세라믹 상판을 외부로 노출시키되 상기 면상 발열체와 상기 단열부재를 외부에 대해 차폐하는 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 세라믹 상판의 가장자리 영역에 연결되며, 상기 면상 발열체와 상기 단열부재를 감싸 상기 면상 발열체와 상기 단열부재를 외부에 대해 차폐하는 차폐 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재의 하부 영역에 배치되는 세라믹 하판; 및
    상기 세라믹 상판과 상기 세라믹 하판 사이에서 상기 세라믹 상판과 상기 세라믹 하판의 가장자리 영역에 연결되며, 상기 면상 발열체와 상기 단열부재를 외부에 대해 차폐하는 차폐 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
PCT/KR2022/009651 2021-08-12 2022-07-05 세라믹 히터 WO2023018013A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210106465A KR20230024552A (ko) 2021-08-12 2021-08-12 세라믹 히터
KR10-2021-0106465 2021-08-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023018013A1 true WO2023018013A1 (ko) 2023-02-16

Family

ID=85200012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/009651 WO2023018013A1 (ko) 2021-08-12 2022-07-05 세라믹 히터

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230024552A (ko)
WO (1) WO2023018013A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09180867A (ja) * 1995-12-26 1997-07-11 Toyota Motor Corp 積層型セラミックヒータ
JP2000079153A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Falcon Technology:Kk サウナ用ヒータ
JP2000111073A (ja) * 1998-10-02 2000-04-18 Puroka Corporation:Kk 暖房装置
KR20080046072A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 김영선 면상발열체를 이용한 패널형 난방기구
JP2011023135A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Tdk Corp セラミックヒーター

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131312A1 (ko) 2016-01-29 2017-08-03 (주)티엔케이 발열필름 및 발열품 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09180867A (ja) * 1995-12-26 1997-07-11 Toyota Motor Corp 積層型セラミックヒータ
JP2000079153A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Falcon Technology:Kk サウナ用ヒータ
JP2000111073A (ja) * 1998-10-02 2000-04-18 Puroka Corporation:Kk 暖房装置
KR20080046072A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 김영선 면상발열체를 이용한 패널형 난방기구
JP2011023135A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Tdk Corp セラミックヒーター

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230024552A (ko) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012067432A2 (ko) 방열과 발열 기능을 가지는 전지 조립체
WO2021015589A1 (ko) 이차전지 실링공정용 히터
WO2019168271A1 (ko) 정전척 히터 및 그 제조 방법
WO2023018013A1 (ko) 세라믹 히터
WO2018034490A1 (ko) 고체 산화물 연료전지
WO2015163526A1 (ko) 전열 히터 장치
WO2012070885A2 (ko) 전자레인지
WO2018008966A1 (ko) 메탈 피씨비 상에 반사층이 구비된 led pcb 모듈
WO2018155838A1 (ko) 열선 패턴구조 및 이를 포함하는 면상 발열체
CN210425943U (zh) 一种热风循环烘道
WO2018016824A1 (ko) 자재 성형 장치
WO2012015132A1 (en) Heat treatment container for vacuum heat treatment apparatus
WO2021215593A1 (ko) 조리기기
CN211909387U (zh) 一种防爆式电气控制设备
WO2018072225A1 (zh) 一种无暗点灯带连接端子及使用该连接端子的灯
WO2018124317A1 (ko) 방열 그래핀 시트 및 이의 제조방법
WO2020055054A1 (ko) 순간온수장치
EP4216773A1 (en) Cooking appliance
CN218771175U (zh) 一种耐火母线槽
WO2019074134A1 (ko) 탄소 프리프레그 압축성형 금형장치
WO2014129705A1 (ko) 서버 방열시스템
WO2024136488A1 (ko) 실링 장치
WO2020256267A1 (ko) 직렬형 면상 발열 히터 및 이의 제조방법
WO2024106917A1 (ko) Rf 커넥터 및 이를 포함하는 통신장치
CN216060150U (zh) 一种烹饪设备

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22856015

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE