KR200406906Y1 - 면상발열체를 채용한 발열매트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 면상발열체에 관한 것으로, 특히 차량용 시트(seat), 시트 침대 또는 가정용 전기 매트(mat)나 전기 요 등에 내장되어 전원에 의하여 발열하는 열선이 내장된 면상발열체에 관한 것이다. 본 고안에 따른 면상발열체는 일방향의 발열면적이 넓은 면상발열체에 있어서, 일정간격 이격되어 섬유와 직조되는 다열 발열선과, 상기 다열 발열선 양단을 가로지르는 측단급전금속사와, 상기 다열 발열선 중심부를 가로지르는 중심급전금속사와, 상기 측단급전금속사 및 상기 중심급전금속사의 일단에 각각 전원단을 구비하고, 상기 전원단 양측에 전원 인가시, 상기 측단급전금속사와 상기 중심급전금속사 사이에 형성되는 각각의 폐회로에 있어서, 각각의 발열선은 병렬급전 되는 것을 특징으로 한다.

발열체, 열선구조

Description

면상발열체를 채용한 발열매트{Heat mat using the plane heater}

도1은 종래의 열선이 구비된 발열 매트,

도2는 종래의 발열매트내의 열선과 전원선으로 구성되는 전기회로도,

도3은 본 고안에 따른 면상발열체의 일 실시예를 나타내는 평면도,

도4는 본 고안에 따른 면상발열체의 발열선과 급전금속사로 구성되는 전기회로도,

도5는 본고안의 면상발열체를 채용한 발열매트.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 면상발열체 20 : 발열선

30 : 제1측단급전금속사 32 : 제2측단급전금속사

34 : 제2측단급전금속사 36 : 제1중심급전금속사

40 : 전원단 42 : 외부전원선

60 : 전원제어장치 70 : 콘센트

본 고안은 면상발열체에 관한 것으로, 특히 차량용 시트(seat), 시트 침대 또는 가정용 전기 매트(mat)나 전기 요 등에 내장되어 전원에 의하여 발열하는 열선이 내장된 면상발열체에 관한 것이다.

일반적으로 전기 저항에 의한 발열작용을 이용하여 차량의 좌석이나 매트를 전체적으로 온도를 높이기 위한 히터로서 열선이 배치된 면상발열체가 사용되는데, 이러한 면상발열체는 위사와 경사로 직조되는 섬유 측면으로 열선을 삽입하여 구성되거나 상하부 절연재 사이에 열선을 배열시킨 면상발열체가 사용된다.

도1은 종래의 열선이 구비된 발열 매트이고, 도2는 종래의 발열매트내의 열선과 전원공급선으로 구성되는 전기회로도이다.

종래의 면상발열체는 도1 및 도2에 도시된 바와같이, 종래의 열선(8)이 구비된 면상발열체(1)에 도시된 바와 같이, 일정 간격을 두고 직렬로 배열된 저항체인 발열선(80)의 양측단에 전원선(6)이 배설된 면상발열체이고 상기 전원선(6)의 끝단에 전원을 인가받는 콘센트(2) 및 온도조절장치(4)를 통하여 전원을 공급받아 면상발열체(1)의 온도를 높여주게 된다.

그러나 도1과 같은 종래의 열선 배치구조에 의하면 발열선(8)이 배설된 위치에 지속적으로 가압되거나 굴곡이 생기게 됨에 따라 발열선(8)의 일부가 늘어나게 되거나 단선이 되면 발열선(8)의 각각이 차지하는 영역이 크기때문에 발열효율이 급격히 감소하며, 이로인해 전체 저항치가 하강하여 발열 성능이 저하되게 되었다.

본 고안의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 면상발열체는 다열 발열선 양단을 가로지르는 측단급전금속사 및 다열 발열선 중심부를 가로지르는 중심급전금속사를 구비하여 발열선의 일부가 단선되더라도 발열선 전체의 발열 효율에 영향이 극소화 되도록하는 면상발열체를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 면상발열체는 일방향의 발열면적이 넓은 면상발열체에 있어서,

일정간격 이격되어 섬유와 직조되는 다열 발열선과,

상기 다열 발열선 양단을 가로지르는 측단급전금속사와,

상기 다열 발열선 중심부를 가로지르는 중심급전금속사와

상기 측단급전금속사 및 상기 중심급전금속사의 일단에 각각 전원단을 구비하고,

상기 전원단 양측에 전원 인가시, 상기 측단급전금속사와 상기 중심급전금속사 사이에 형성되는 각각의 폐회로에 있어서, 각각의 발열선은 병렬급전 되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 고안의 바람직한 일 실시예에 있어서,

상기 발열선은 절연제로 발열선외면을 권선한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 면상발열체를 채용한 발열 매트에 있어서,

상기 면상발열체의 상하부를 덮는 섬유시트와,

상기 면상발열체에 전원 공급시 설정온도 이하에서 전원 공급을 온오프하는 전원공급장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

다음에, 본 고안에 따른 면상발열체의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 종래의 열선이 구비된 발열 매트이고, 도2는 종래의 발열매트내의 열선과 전원선으로 구성되는 전기회로도이고, 도3은 본 고안에 따른 면상발열체의 일 실시예를 나타내는 평면도이고, 도4는 본 고안에 따른 면상발열체의 발열선과 급전금속사로 구성되는 전기회로도이며, 도5는 본고안의 면상발열체를 채용한 발열매트.

도3에 도시된 바와 같이 면상발열체(10)는 소정의 섬유로 이루어진 씨줄과 날줄로 직조되어 형성되고 이때 사용되는 섬유는 대략 20수 4합의 천연섬유나 폴리에스테르 또는 그랴스얀 등이 이용된다.

상기 면상발열체(10)는 일정 저항성을 갖는 동일 재질의 발열선(20)을 일정간격 이격시켜 섬유를 날줄로 하여 직조되는 발열선(20)과, 상기 발열선(20) 양단을 가로지르는 측단급전금속사(30,32) 및 상기 다열 발열선(20) 중심부를 가로지르는 중심급전금속사(34,36)를 형성하고, 상기 측단급전금속사(30,32) 및 중심급전금속사(34,36)의 일단에 각각 구비된 전원단(40)으로 구성된다.

발열선(20)은 카본, 탄소 소재의 저항성이 큰 발열 도체로서, 일정 굵기 실선을 일정간격 이격시켜 상기 섬유와 직조하여 형성된다.

이때, 발열선(20)의 도체의 직경은 제품의 특성과 설계요건에 따라 선택할 수 있으나 직조의 편의성 등을 고려하면 0.08mm정도로 하는 것이 바람직하다.

측단급전금속사(30,32)는 전원을 급전하도록 동선, 주석도금동선, 은선, 알루미늄선등의 도체선을 씨줄로 직조되며 상기 다열 형성된 발열선(20)의 양 측단에 서 전기적으로 접촉되어 외부 전원을 급전하게 된다.

이때, 양측의 제1,2측단급전금속사(30,32)는 전기적으로 접촉되어 전원(P))의 일측단에 연결된다.

중심급전금속사(34,36)는 전원을 급전하도록 동선, 주석도금동선, 은선, 알루미늄선등의 도체선을 씨줄로 직조되며 상기 다열 형성된 발열선(20)의 중심부에 전기적으로 접촉되어 외부 전원을 급전하게 된다.

이때, 하나 이상의 중심급전금속사(34,36)는 전기적으로 접촉되어 전원(P)의 일측단에 연결된다.

상기 면상발열체(10)는 직조물 끝단은 섬유로만 직조되며 직조물의 풀림방지를 위하여 관용적인 직조 단말처리방법에 따른 직조를 한다.

전원단(40)은 상기 제1,2중심급전금속사(34,36) 및 제1,2측단급전금속사(30,32)에 전원(P)을 공급하도록 측단부에 형성된다.

이때, 상기 각각의 전원단(40)에 외부전원선(42)을 접속하고, 상기 외부전원선(42)의 끝단엔 전원공급용 콘센트(70) 또는 외부전원(P)을 연결하여 급전하고 상기 전원단(40)에 공급되는 전원(P)을 제어하도록 하는 전원제어장치(60)가 선택적으로 설치 가능하다.

또한, 발열선(20)을 작업의 편의성과 인장 강도 등의 기계적 성능을 향상시키기 위하여 발열선(20) 외면을 폴리에스터사, 면사 등으로 된 실을 이용하여 균일하게 권선 사용하는 것이 바람직하고, 사용되는 권선용 실의 굵기는 도체의 직경에 따라 다르게 사용할 수 있으나 도체보다 가는 것이 적합하며, 중앙,측단급전금속사 (30,32)(30)와 접속되는 발열선(20) 단부는 실을 권선하지 않는다.

또한, 상기 전원단(40) 양측에 전원 인가시, 상기 측단급전금속사(30,32)와 상기 중심급전금속사(34,36) 사이에 형성되는 각각의 폐회로에 있어서, 각각의 발열선(20)은 병렬급전 되는 것을 특징으로 한다.

도 4에 도시된 바와같이, 상기 전원단(40) 양측에 전원 인가시, 상기 제1측단급전금속사(30)와 제1중심급전금속사(34) 사이에 폐회로가 형성되어 각각의 발열선(20)에 병렬급전되고, 상기 제2측단급전금속사(32)와 제2중심급전금속사(36) 사이에도 폐회로가 형성되어 각각의 발열선(20)에 병렬급전된다.

이때, 상기 발열선(20)이 배설되는 면적이 외형상으로는 길이방향으로 길게 형성되는 것이 가능하지만 전기적으로는 상기 측단급전금속사(30,32)와 중심급전금속사(34,36)로 배분되는 면적이 각각 병렬연결되는 구성이 된다.

따라서, 상기 발열선(20)에 전원공급시 발생하는 발열량은 전체적으로 균일하게 되며, 다수의 발열선(20)이 병렬로 연결되므로 단 몇가닥의 단선으로 동작 자체가 정지되는 고장이 방지될 뿐만 아니라, 발열에도 큰 영향을 미치지 아니하며, 크게 파손시에도 저항값 증대로 안전하게 된다.

또, 본 고안에 사용되는 급전금속사(30)는 발열선(20)과 일정부분만큼 겹겹이 직조됨으로써 그 자체가 전원 연결을 위한 도선으로 활용되며, 발연선(20)에 별도의 도선 연결을 위하여 용접이나 단자 처리를 할 필요가 없게 된다.

본 고안의 면상발열체(10)는 자동차에 적용, 히팅베드나 히팅시트 등의 발열체로 사용될 수 있으며, 저 전압 사용의 보온용품 등에 응용될 수 있다.

또한, 본 고안의 다른 실시예에 있어서, 면상발열체(10)는 중심급전금속사(34,36)와 측단급전금속사(30,32)와의 형성 간격을 조정하여 중심급전금속사(34,36)가 형성되는 위치를 일측 측단급전금속사(30,32)와 접근시켜 형성하면, 양측 측단급전금속사(30,32)와 중심급전금속사(34,36) 사이 간격에 대응하여 형성되는 폐회로 면적에 따라 저항치가 변동되게 된다.

이때, 상기 중심급전금속사(34,36)와 측단급전금속사(30,32) 간격이 좁은 곳은 부분저항 합이 커져 발열량이 증가하게 되고 상기 중심급전금속사(34,36)와 측단급전금속사(30,32) 간격이 넓은 곳은 부분저항 합이 작아져 발열량이 감소하게 되어 상기 면상발열체(10)의 위치별로 온도를 차등 적용하는 것이 가능하다.

따라서, 종래의 면상발열체(1)의 위치별로 온도를 다르게 하기 위해 열선(8)의 간격을 조정하는 것에 비해 본 고안의 면상발열체(10)의 온도 차등 방식은 작업이 용이하고 비용 절감효과가 뛰어나다.

도5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 면상발열체(10)를 채용한 발열매트(80)는 상기 면상발열체(10)의 상하부를 덮는 섬유시트(85))와, 상기 면상발열체(10)에 전원 공급시 설정온도 이하에서 전원 공급을 온오프하는 전원공급장치(60)로 구성된다.

섬유시트(85)는 합성수지제, 부직포 또는 기능성 소재의 면상시트를 여러겹 적증하는 것이 가능하고, 상기 전원공급장치(60)는 적정 온도를 유지하기 위한 온도 조절용 바이메탈 또는 온도 조절소자를 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 면상발열체(10)를 전기장판, 전기매트 등의 채난용 전기제품의 발열체로 사용하기 위하여 본 분야에서 관용적으로 활용되는 합성수지제를 이용한 열압착코팅 등을 하는 것은 당업자가 채난용 전기제품의 특성에 따라 부가하여 사용할 수 있음을 부언한다.

상기와 같이 이루어진 본 고안에 따른 면상발열체는 다열 발열선 양단을 가로지르는 측단급전금속사 및 다열 발열선 중심부를 가로지르는 중심급전금속사를 구비하여 발열선의 일부가 단선되더라도 발열선 전체의 발열 효율에 영향이 극소화 되며, 종래의 면상발열체에 비해 전력소비가 적고 발열선 전체가 균일하게 발열하는 효과가 있다.

상기 발열선과의 접속이 용이하고 일부 발열선의 단선 등의 고장을 배제할 수 있어 제품의 신뢰성을 확보하고 발열선 공정의 단순화와 사후관리 비용의 절감등으로 면상발열체를 이용한 난방기구 제조원가를 절감하고 제품의 품질을 향상시킨다.

Claims (3)

1. 일방향의 발열면적이 넓은 면상발열체에 있어서,

   일정간격 이격되어 섬유와 직조되는 다열 발열선과,

   상기 다열 발열선 양단을 가로지르는 측단급전금속사와,

   상기 다열 발열선 중심부를 가로지르는 중심급전금속사와

   상기 측단급전금속사 및 상기 중심급전금속사의 일단에 각각 전원단을 구비하고,

   상기 전원단 양측에 전원 인가시, 상기 측단급전금속사와 상기 중심급전금속사 사이에 형성되는 각각의 폐회로에 있어서, 각각의 발열선은 병렬급전 되는 것을 특징으로 하는 면상 발열체.
2. 제 1 항에 따른 면상발열체의 상하부를 덮는 섬유시트와,

   상기 면상발열체에 전원 공급시 설정온도 이하에서 전원 공급을 온오프하는 전원공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 채용한 발열매트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 발열선은 절연제로 발열선외면을 권선한 것을 특징으로 하는 면상발열체.

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