KR100334452B1 - Semiconductor Fiber use of face heating element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 섬유를 이용한 면상발열체를 개시한다.The present invention discloses a planar heating element using semiconductor fibers.
이러한 본 발명의 목적은 탄소섬유로 되는 반도체 섬유와 금속 박판을 조합함으로써, 전원인가에 의하여 전반적으로 고르게 발열되고 국부적인 과열현상이 방지되며, 소비전력의 효율이 높아지도록 하기 위한 것이며, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리아크릴로니트릴(PAN : polyarcylonitrile) 섬유를 내염화 처리(耐炎化 處理)를 한 후 1,000˚∼ 1,500˚에서 탄화(炭化)하여서 된 탄소섬유를 2,500℃내외로 재 가열한 후 액상의 반도체 물질을 삽입 혼합시킨 다음 표면에 실리콘 코팅을 하여서 된 공지의 반도체 섬유에 있어서, 다수의 금속 박판을 일정한 간격으로 배열하고, 탄소섬유와 결정구조가 유사한 탄소 섬유를 반도체 화하여 표면에 다수의 전공자를 가지고 표면에 실리콘 코팅이 된 반도체 섬유를 상기 금속 박판이 놓여진 길이방향과 수직으로 일정한 간격을 가지도록 구비하며, 상기 일정한 간격을 가지면서 배열된 양단의 금속 박판에 교류전원의 입, 출력단을 형성하며, 상기의 금속 박판과 반도체 섬유의 배열이 변화되지 않도록 라미레이팅 등의 수단으로 코팅한 코팅부로 구성된 것을 특징으로 한다.The object of the present invention is to combine the semiconductor fiber and the metal thin plate made of carbon fiber, to generate heat evenly and to prevent local overheating by the application of power, and to increase the efficiency of power consumption. In order to achieve the present invention, the carbon fiber obtained by carbonization at 1,000 ° to 1,500 ° after flame-treating polyacrylonitrile (PAN) fiber is reheated to around 2,500 ° C. In the known semiconductor fiber, which is formed by inserting and mixing a liquid semiconductor material and then applying a silicon coating on the surface, a plurality of metal thin plates are arranged at regular intervals, and the carbon fiber having a crystal structure similar to that of the carbon fiber is semiconductorized. A semiconductor fiber coated with a silicon coating on a surface having a plurality of pores in the vertical direction perpendicular to the length of the metal sheet It is provided so as to have a constant spacing, and forms the input and output terminals of the AC power in the metal thin plates of the both ends arranged at the regular intervals, and means such as laminating so that the arrangement of the metal thin plate and the semiconductor fiber does not change It is characterized by consisting of a coating coated with.
상기와 같은 본 발명은 발열체를 탄소와 결정구조가 유사한 탄소 섬유를 반도체화 한 것으로, 사용하고 반도체섬유에 전원을 인가하면 반도체섬유의 전공에 전하가 충전되어 흘러 금속박판의 체외곽 전자의 에너지 준위를 교란시켜 발생되는 열을 이용하여 발열하고, 이를 금속 박판에 열 전도되어 전반적으로 고르게 발열이 됨으로써, 발열이 국부적으로 과열되는 현상을 방지할 수 있으며, 면상 발열체의 수명이 장기화되고, 에너지 효율을 극대화하여 열효율이 높아지게 되는 등의 유용한 효과가 있다.In the present invention as described above, the heating element uses a carbon fiber having a crystal structure similar to that of carbon, and when the power is applied to the semiconductor fiber, electric charge is charged in the hole of the semiconductor fiber and the energy level of the outer electron of the metal sheet flows. Heat is generated using the heat generated by disturbing the heat, and heat conduction to the metal sheet to generate heat evenly overall, it is possible to prevent the phenomenon of locally overheating, prolong the life of the planar heating element, energy efficiency There is a useful effect, such as maximizing the thermal efficiency.
Description
본 발명은 반도체 섬유를 이용한 면상발열체에 관한 것으로, 특히 반도체 섬유와 금속 박판에 전류가 인가되면 전자-홀(electron-hole)전이로 인하여 열이 발생되는 면상 발열체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar heating element using semiconductor fibers, and more particularly, to a planar heating element in which heat is generated due to electron-hole transition when current is applied to the semiconductor fiber and the metal thin plate.
일반적으로 전기매트 등에 사용되는 면상 발열체는 발열체가 가지는 고유한 저항의 특성을 이용하여 발열체에 전기를 통전시켜 전하의 충돌을 활용하는 방법으로 이러한 발열체는 탄소 섬유나 탄소 분말을 이용한 것으로서, 일반적인 탄소섬유는 폴리아크릴로니트릴(PAN : Polyarcylonitrile) 섬유를 내염화 처리(耐炎化 處理)를 한 후 1,000˚∼1,500˚에서 탄화(炭化)하면 탄소 섬유를 얻는 것이고 이러한 탄소섬유는 내식성이 크고 열팽창이 작으며 전기전도성이 좋고 내열성이 뛰어난 것으로 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 가지고 있는 것이다.In general, the planar heating element used in the electric mat, etc. utilizes the inherent resistance of the heating element to energize the heating element to utilize the collision of charges. The heating element uses carbon fiber or carbon powder. Is carbonized at 1,000˚ ~ 1,500˚ after polyacrylonitrile (PAN) flame-treatment treatment, and the carbon fiber is obtained with high corrosion resistance and low thermal expansion. It has good electrical conductivity and heat resistance and has a structure as shown in FIG.
따라서, 상기와 같은 탄소섬유를 이용한 면상발열체는 전원선인 동선이 양측에 구비되고 양측의 전원선 사이에 탄소섬유이나 탄소분말을 구비하여 전원선에 전류를 인가하면 탄소섬유나 탄소분말에서 발생되는 저항치에 의하여 발열하도록 한 것으로, 탄소섬유나 탄소분말이 면상발열체의 전반적으로 고르게 분포되어 있어 발열체의 전반적으로 따뜻한 장점을 가지고 적은 전력소모를 가지는 장점이 있으나, 탄소섬유에서 전류의 저항에 의하여 열이 발생될 때 저항값이 일정하지 않게 되어 국부적으로 과열현상이 발생되며, 저항에 의한 발열시 탄소가 소진됨으로써 수명이 짧은 단점이 있다.Therefore, the planar heating element using the carbon fiber as described above has a resistance value generated from the carbon fiber or the carbon powder when a current is applied to the power line by providing a copper wire as a power line on both sides and having carbon fiber or carbon powder between the power lines on both sides. It is to generate heat by the carbon fiber or carbon powder is evenly distributed throughout the planar heating element, which has the advantage of having the overall warm advantage of the heating element and low power consumption, but heat is generated by the resistance of the current in the carbon fiber When the resistance value is not constant when the overheating occurs locally, there is a short life due to the exhaustion of carbon when heat generated by the resistance.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 탄소섬유로 되는 반도체 섬유와 금속 박판을 조합함으로써, 전원인가에 의하여 전반적으로 고르게 발열되고 국부적인 과열현상이 방지되며, 소비전력의 효율을 높이도록 하는 반도체 섬유를 이용한 면상 발열체를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention combines a semiconductor fiber and a metal thin plate made of carbon fiber in view of the above-described conventional problems, thereby generating heat evenly and preventing local overheating due to the application of power, thereby improving the efficiency of power consumption. Its purpose is to provide a planar heating element using semiconductor fibers.
도 1은 종래의 탄소섬유가 가지고 있는 분자구조를 나타낸 구조표.1 is a structural table showing the molecular structure of a conventional carbon fiber.
도 2는 본 발명에 의한 탄소섬유의 분자구조를 나타낸 구조표.Figure 2 is a structural table showing the molecular structure of the carbon fiber according to the present invention.
도 3은 본 발명의 구성상태를 나타낸 사시도.3 is a perspective view showing a configuration of the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 자유전자의 탈피를 설명한 개략도.Figure 4 is a schematic diagram illustrating the stripping of free electrons according to the present invention.
도 5는 발명에 의한 다른 상태의 실시예를 도시한 부분확대 단면도.5 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of another state according to the invention.
도 6은 또 다른 상태를 도시한 평면도.6 is a plan view showing another state;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 금속 박판 2 : 반도체 섬유 3 : 입, 출력단DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal thin plate 2 Semiconductor fiber 3 Input / output stage
4 : 코팅부 5 : 전공자4: coating part 5: major
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탄소섬유를 가열하여 탄소의 분자구조의 결합력을 약화시킨 후 액상의 반도체물질을 삽입하여 혼합시키면 약해진 탄소의 결합부위에 반도체 물질이 삽입(도핑)되어 새로운 분자구조의 탄소섬유인 반도체 섬유를 얻을 수 있으며, 이러한 반도체 섬유를 소정의 간격으로 배열하고, 상기 반도체 섬유와는 수직방향으로 금속 박판을 구비하며 이에 전원을 인가하였을 때 자유전자가 반도체 섬유에 형성된 전공자(電空子)＜charge carrier＞를 채우게 되고 전공자에 채워진 자유전자의 체외곽 전자의 에너지 레벨(준위)을 교란함으로써 발열되도록 하여 금속 박판과 반도체 섬유가 접하는 부분에 발열이 발생되도록 하고 이러한 발열은 금속 박판을 통하여 열 전도되도록 하는 반도체섬유를 이용한 면상 발열체를 제안한다.이로써 본 발명은 면상 발열체에 전반적으로 고르게 발열되며 국부적인 과열현상이 방지됨과 아울러 발열체의 소비전력의 효율이 높아진다.상기와 같은 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object is to weaken the binding force of the molecular structure of the carbon by heating the carbon fiber, and then mixed by inserting the liquid semiconductor material into the semiconductor material is inserted (doped) in the weakened carbon bonds of the new molecular structure A semiconductor fiber which is a carbon fiber of the present invention can be obtained, and the semiconductor fibers are arranged at predetermined intervals, and have a thin metal plate in a direction perpendicular to the semiconductor fiber. It fills the <charge carrier> and disturbs the energy level (level) of the outer electrons of the free electrons filled in the electric field so that the heat is generated so that heat is generated in the area where the metal sheet and the semiconductor fiber contact each other. Proposed planar heating element using semiconductor fiber to heat conduction through Thus, the present invention generates heat evenly to the planar heating element, prevents local overheating, and increases the efficiency of power consumption of the heating element. The configuration and operation of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. same.
첨부된 도면 도 2는 본 발명에 의하여 제조된 반도체섬유의 분자구조를 나타낸 구조표이고, 도 3은 본 발명인 반도체섬유를 사용한 면상발열체의 구성상태를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의한 자유전자의 탈피를 설명한 개략도, 도 5는 발명에 의한 다른 상태의 실시예를 도시한 부분확대 단면도, 도 6은 또 다른 상태를 도시한 평면도이다.2 is a structural diagram showing the molecular structure of the semiconductor fiber produced according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the configuration of the planar heating element using the semiconductor fiber of the present invention, Figure 4 is a freedom by the present invention 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of another state according to the invention, and FIG. 6 is a plan view showing another state.
이러한 본 발명은 폴리아크릴로니트릴(PAN : polyarcylonitrile) 섬유를 내염화 처리(耐炎化 處理)를 한 후 1,000˚∼1,500˚에서 탄화(炭化)하여서 얻어지는 탄소섬유 탄소섬유를 2,500℃내외로 재 가열을 함으로써 탄소분자의 결합력을 불안정한 상태로 약화시키고, 이러한 탄소섬유에 액상의 반도체 물질을 삽입하여 탄소섬유와 반도체 물질을 혼합시키면 반도체 물질이 분자의 결합력이 약해진 탄소섬유와 함께 결합되어 반도체 물질을 가지는 새로운 분자구조의 반도체 섬유(2)가 형성되며, 상기의 반도체 섬유(2)의 표면에 실리콘 코팅(10)을 한다.The present invention re-heats the carbon fiber carbon fiber obtained by carbonization at 1,000 ° to 1,500 ° after the flame resistance treatment of polyacrylonitrile (PAN) fiber. By weakening the binding force of the carbon molecules into an unstable state, and inserting a liquid semiconductor material into the carbon fiber and mixing the carbon fiber and the semiconductor material, the semiconductor material is bonded together with the carbon fiber weakened the bond strength of the molecules to have a new semiconductor material A semiconductor fiber 2 having a molecular structure is formed, and a silicon coating 10 is applied to the surface of the semiconductor fiber 2.
이어서 다수의 금속 박판(1)을 일정한 간격으로 배열하고, 탄소섬유와 결정구조가 유사한 탄소 섬유를 반도체 화하여 표면에 다수의 전공자(5)를 가지고 표면에 실리콘 코팅(10)이 된 반도체 섬유(2)를 상기 금속 박판(1)이 놓여진 길이방향과 수직으로 일정한 간격을 가지도록 구비하며, 상기 일정한 간격을 가지면서 배열된 양단의 금속 박판(1)에 교류전원의 입, 출력단(3)을 형성하고, 금속 박판(1)과 반도체 섬유(2)의 배열이 변화되지 않도록 라미레이팅 등의 수단으로 코팅한 코팅부(4)로 구비한다.Subsequently, a plurality of metal thin plates 1 are arranged at regular intervals, and semiconductor fibers having a crystal structure similar to that of carbon fibers are semi-conducted and have a plurality of pores 5 on the surface and a silicon coating 10 on the surface. 2) is provided to have a predetermined interval perpendicular to the longitudinal direction in which the metal thin plate 1 is placed, and the input and output terminals 3 of the AC power supply to the metal thin plates 1 at both ends arranged with the predetermined interval. And the coating part 4 coated with a means such as laminating so that the arrangement of the metal thin plate 1 and the semiconductor fiber 2 is not changed.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.
일반적인 탄소의 분자구조는 도 1에 도시된 바와 같이 탄소분자(C)들이 육각의 형태를 이루면서 상호 연결된 상태로서, 이와 같은 상태의 분자결합을 가지는 탄소섬유를 2,500℃ 내외로 가열하면 상기와 같은 탄소분자(C)의 결합력이 약화되어 불안정한 상태가 되고 이때에 액상으로 이루어진 반도체 물질(P)을 삽입한 후 탄소섬유와 반도체 물질을 혼합하여 주면 도 2에 도시된 바와 같이 탄소분자(C)와 반도체 물질(P)이 서로 연결된 상태로 결합되어 새로운 분자구조를 가지는 반도체섬유(2)가 형성되며, 이러한 반도체 섬유(2)의 표면에 실리콘 코팅(10)을 한다.As shown in FIG. 1, the molecular structure of general carbon is a state in which carbon molecules (C) are connected to each other while forming a hexagonal shape, and when the carbon fiber having a molecular bond in such a state is heated to around 2,500 ° C. When the binding force of the molecules (C) is weakened to become an unstable state. At this time, if the semiconductor material (P) is inserted into a liquid phase, the carbon fibers and the semiconductor materials are mixed, and the carbon molecules (C) and the semiconductor are shown in FIG. The material (P) is bonded to each other connected to form a semiconductor fiber (2) having a new molecular structure, the silicon coating 10 on the surface of the semiconductor fiber (2).
이때, 이중의 결합구조로 이루어진 탄소섬유의 탄소(C)고리는 전공의 삽입으로 이중결합을 유지하며 일반적인 N-P-N 의 반도체 형식이 C-P-C와 같은 형태를 취하게 되어 반도체 구조를 형성하는 것이며, 이와 같은 반도체 섬유에 전원을 입력하면 전기의 전하의 흐름은 탄소를 지나 전공 P에 머물다가 다시 탄소를 지나고 또다시 전공으로 머무는 것이 상호 반복되며 이러한 과정을 반복하여 충전되어지는 것이다.In this case, the carbon (C) ring of the carbon fiber composed of a double bond structure is to maintain a double bond by inserting a major, and the semiconductor type of the general NPN takes the same form as the CPC to form a semiconductor structure, such a semiconductor When power is supplied to the fiber, the electric charge flows through carbon to stay in the major P, then back to carbon, and to stay in the major again, and this process is repeated.
따라서, 상기와 같이 제조된 반도체 섬유를 이용한 면상발열체는 알루미늄 등의 금속을 얇은 박판의 형태로 길게 금속 박판(1)을 형성한 후 이러한 금속 박판(1)을 일정한 간격을 가지도록 다수개 길이방향으로 배열하고, 상기 금속 박판(1)의 상부에 상기와 같이 제조되어 표면에 다수의 전공자(5)를 가지는 섬유질인 반도체 섬유(2)를 금속 박판(1)이 놓여진 길이방향과 수직된 방향으로 일정한 간격을 가지도록 다수개 구비하고, 양단에 위치한 금속 박판(1)의 일측 단에는 교류전원이 인가되는 입, 출력단(3)을 형성한 후 금속 박판(1)과 반도체 섬유(2)의 배열이 변화되지 않도록 라미레이팅 등의 수단으로 코팅부(4)를 형성하여 전기매트의 발열장치를 구비한다.Therefore, the planar heating element using the semiconductor fiber manufactured as described above has a plurality of longitudinal directions to form a metal thin plate (1) long in the form of a thin thin plate of metal, such as aluminum, such that the metal thin plate (1) at regular intervals. Arranged in the upper portion of the metal thin plate 1 and having a plurality of electrons 5 on the surface of the semiconductor fibers 2 are fibrous in the direction perpendicular to the longitudinal direction in which the metal thin plate 1 is placed. It is provided with a plurality of intervals at regular intervals, and on one end of the metal thin plate 1 located at both ends, the input and output terminals 3 to which an AC power is applied are formed, and then the metal thin plate 1 and the semiconductor fibers 2 are arranged. The coating unit 4 is formed by means of laminating or the like so as not to be changed, and the heating device of the electric mat is provided.
이후, 발열장치를 발열시키고자 양단의 금속 박판(1)에 형성된 입, 출력단(3)에 교류전원을 인가시키면 입력단과 직접적인 연결을 가지는 양단의 금속 박판(1)에는 전기를 가지게 되고 양단의 금속 박판(1)의 자유전자(e)는 첨부된 도면 도 4에 도시된 바와 같이 반도체 섬유(2)의 표면에 형성된 전공자(5)에 채워지게 되고, 이와 같이 자유전자(e)가 전공자(5)를 다 메워지게 되면 전하의 이동이 자유로워져 반도체 섬유(2)를 통해서 전기가 흐르게 되고, 이때에 반도체 섬유(2)는 섬유질에 반도체적인 성질에 의하여 입, 출력단(3)이 형성되지 않은 금속 박판(1)에는 전하의 이동이 이루어지지 않게 되는 것이다.Subsequently, when AC power is applied to the input and output terminals 3 formed at the metal thin plates 1 at both ends to heat the heat generating device, the metal thin plates 1 at both ends having direct connection with the input end have electricity and the metal at both ends. The free electrons e of the thin plate 1 are filled in the electromagnets 5 formed on the surface of the semiconductor fiber 2 as shown in FIG. 4, and thus the free electrons e are applied to the electromagnets 5. ), The electric charge flows freely through the semiconductor fiber 2, and at this time, the semiconductor fiber 2 is a metal in which the input and output terminals 3 are not formed due to the semiconducting properties of the fiber. The thin plate 1 will not be a charge transfer.
따라서, 기존의 콘덴서 방전과는 상이하게 입, 출력단(3)이 연결되어지지 않은 금속 박판(1)부분으로 이동하는 자유전자(e)로 인하여 발열현상이 발생되는 것으로서, 이때는 전하의 이동은 반도체 섬유(2)를 따라서 이동하게 되고 전원이 연결되지 않은 금속 박판(1)부분은 자유전자(e)가 도체로 이동하려는 힘과 반도체 섬유(2)의 전공자(5)에서 탈피되는 힘에 차이가 에너지로 바뀌는 현상이 일어남에 따라 발열되는 것이다.즉, 반도체 섬유(2)가 금속 박판(1)에 접촉된 면에서는 많은 양의 자유전자(e)의 방출이 이루어지게 되고 이러한 열은 금속 박판(1)을 통해서 전도가 됨으로써 금속 박판(1) 전체가 발열되는 현상이 발생되는 것으로서, 상기의 자유전자(e)는 금속박판(1)이 에너지 준위를 교란하여 발열하게 되고 그 발열된 열 전자는 금속박판(1)의 플레이트를 타고 흐르게 되는 것이며, 전하가 상기와 같이 탄소분자와 반도체 분자가 결합된 CPC의 구조하에서는 탄소섬유에 묶여 있게되는 것이다.또한, 상기의 CPC구조는 반도체 분자구조인 NPN구조와 같은 구조로서 전하는 금속박판으로 대부분 넘어가지 않고 반도체 섬유(2)를 타고 흐르게되는 것으로서, 이러한 면상발열체의 발열은 전기저항에 의한 발열(R) 20%, 준위교란에 의한 발열(N)이 80%의 발열효율을 나타내게 되는 것이다.Therefore, unlike the conventional capacitor discharge, the heat generation occurs due to free electrons (e) moving to the metal thin plate (1) portion where the input and output terminals (3) are not connected. The portion of the metal thin plate (1) which is moved along the fiber (2) and is not connected to a power source has a difference in the force that the free electron (e) tries to move to the conductor and the force that is released from the electric fielder (5) of the semiconductor fiber (2). When the phenomenon of changing into energy occurs, heat is generated. That is, a large amount of free electrons (e) are emitted from the surface where the semiconductor fiber 2 is in contact with the metal thin plate 1, and this heat is transferred to the metal thin plate ( The conduction through 1) causes the entire metal thin plate 1 to generate heat, and the free electrons e generate heat by disturbing the energy level of the metal thin plate 1, and the generated heat electrons Play of the metal sheet (1) In this case, the charge is bound to the carbon fiber under the structure of the CPC in which the carbon molecules and the semiconductor molecules are bonded as described above. The CPC structure is the same structure as the NPN structure which is the semiconductor molecular structure. Most of the heat generation of the planar heating element is such that the heat generated by the planar heating element exhibits 20% heat generation (R) due to electrical resistance and 80% heat generation (N) due to level disturbance. Will be.
이때, 자유전자(e)가 도체로 이동하려는 힘과 반도체 섬유(2)의 전공자(5)에서 탈피되는 힘에 차이가 에너지로 바뀌는 현상이 일어지만 전하의 이동이 전원이 연결되지 않은 금속 박판(1)으로 일어나지 않게 되어 전원이 연결되지 않은 금속 박판(1)의 전압은 0 V가 되는 것으로, 상기 전기저항에 의한 발열부분인 20%의 전압을 금속박판(1)으로 유기시키나 금속박판(1)에 이러한 내전압은 아주 극미한 내전류를 바탕으로 하여 이루어져 있으므로 유기된 전력이 외부로 전도된다 할 지라도 안전한 것이다.또한, 반도체 섬유(2)의 표면에 코팅된 실리콘 코팅(10)은 탄소함유량이 많은 흙색 실리콘을 반도체 섬유(2)의 표면에 코팅하는 것으로서 이와 같은 실리콘 코팅(10)이 상기와 같은 탄소섬유(2)의 열 발생에 아무런 영향을 미치지 않는 것으며, 탄소의 전도성 때문에 에너지 준위를 교란하는 데에는 아무런 문제가 없는 것이다.At this time, the difference between the force to move the free electron (e) to the conductor and the force peeled off from the electric fielder 5 of the semiconductor fiber (2) is changed to energy, but the movement of the charge is a metal sheet (not connected to the power source) 1) the voltage of the metal thin plate 1, which is not connected to the power source, is 0 V, and the voltage of the metal sheet 1 is induced by the metal thin plate 1 to induce 20% of the voltage generated by the electrical resistance. Since the withstand voltage is based on a very small withstand current, it is safe even if the induced power is conducted to the outside. In addition, the silicon coating 10 coated on the surface of the semiconductor fiber 2 has a carbon content. By coating a lot of earthy silicon on the surface of the semiconductor fiber (2), such a silicon coating (10) has no effect on the heat generation of the carbon fiber (2) as described above, There is no problem in it not to disturb the energy level.
그리고, 본 발명의 다른 형태로 실시할 수 있는 것으로서 이러한 다른 형태의 실시예를 첨부된 도면 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.And, as can be carried out in another form of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, the embodiment of this other form as shown in Figs.
본 발명의 제 1 실시예로서는 도 5에 도시된 바와 같이 금속 박판(1)에 반도체 섬유(2)를 배열한 상태에서 반도체 섬유(2)가 위치한 면이 서로 마주보도록 두 겹으로 형성하고 상판(6)과 하판(7)의 전기를 서로 다른 방향으로 흐르게 하면 상기 상판(6)과 하판(7)에 전기의 흐르는 양에 따른 전자파가 발생되는 것이고, 이때에 전자파 중에서 자기파는 상판(6)과 하판(7)의 방향이 같고 전기의 흐름이 반대이므로 서로 상쇄되며 상쇄 반응에 의하여 발생되는 열이 금속 박판(1)에 흡수되어 발열수단의 하나로 작용되는 것이다.In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, in the state in which the semiconductor fibers 2 are arranged on the metal thin plate 1, the surfaces on which the semiconductor fibers 2 are positioned are formed in two layers so as to face each other and the upper plate 6 ) And the lower plate 7 flows in different directions to generate electromagnetic waves according to the amount of electricity flowing in the upper plate 6 and the lower plate 7, and at this time, magnetic waves are generated from the upper plate 6 and the lower plate. Since the direction of (7) is the same and the flow of electricity is reversed, each other is offset and heat generated by the offset reaction is absorbed by the metal thin plate 1 to act as one of the heat generating means.
본 발명의 제 2 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이 금속 박판(1)을 사용하지 않고 동선이나 면 섬유질을 사용할 수 있는 것으로서, 반도체 섬유(2)를 소정의 간격을 배열한 후 반도체 섬유(2)의 사이공간에 면 섬유질(8)을 구비하고 반도체 섬유(2)와는 직각의 방향으로 면 섬유질(8)과 동선(9)을 서로 교호하도록 구비하되 상기 면 섬유질(8)과 반도체 섬유(2) 및 동선(9)을 직조하여서 형성하면 상기와 같은 동일한 효과를 가지게 되는 것이다.According to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, copper wire or cotton fiber may be used without using the metal thin plate 1, the semiconductor fiber 2 may be arranged at a predetermined interval, and then the semiconductor fiber ( 2) is provided with the cotton fiber 8 in the interspace therebetween and the cotton fiber 8 and the copper wire 9 are alternated with each other in a direction perpendicular to the semiconductor fiber 2, wherein the cotton fiber 8 and the semiconductor fiber ( 2) and the copper wire (9) formed by weaving will have the same effect as described above.
본 발명의 제 3 실시예로서는 도 7에 도시된 바와 같이 면상발열체 뿐만 아니라 선상 발열체에도 적용할 수 있는 것으로서, 절연체(11)와 절연체(11)의 사이에 금속선(12)을 반복이 되게 구비하고 반도체 섬유(2)를 그 외곽에 나선형태로 감은 후 반도체 섬유(2)에 전원을 인가하면 반도체 섬유(2)의 전공에 전하가 충전되어 흘러 금속선(12)의 체외곽 전자의 에너지 준위를 교란시켜 발열하고 이러한 발열은 금속선(12)으로 열전도가 되므로 선상발열체로도 이용이 가능한 것이다.As shown in FIG. 7, the third embodiment of the present invention is applicable to not only a planar heating element but also a linear heating element. A metal wire 12 is repeatedly provided between the insulator 11 and the insulator 11 to provide a semiconductor. When the fiber 2 is wound in a spiral shape and electric power is applied to the semiconductor fiber 2, electric charge is charged in the holes of the semiconductor fiber 2 to disturb the energy level of the electrons outside the metal wire 12. Since the heat generation is heat conduction by the metal wire (12) is also available as a linear heating element.
이와 같이 본 발명에 의한 면상 발열체는 탄소섬유를 가열하여 탄소의 분자구조에 있어서 분자의 결합력을 약화시킨 다음 반도체 물질을 삽입하여 탄소의 분자와 반도체 물질이 서로 결합하여서 된 새로운 분자 결합구조의 반도체섬유를 사용하는 것으로서, 발열체를 탄소와 결정구조가 유사한 탄소 섬유를 반도체화 한 것으로, 사용하고 반도체섬유에 전원을 인가하면 반도체섬유의 전공에 전하가 충전되어 흘러 금속박판의 체외곽 전자의 에너지 준위를 교란시켜 발생되는 열을 이용하여 발열하고, 이를 금속 박판에 열 전도되어 전반적으로 고르게 발열이 됨으로써, 발열이 국부적으로 과열되는 현상을 방지할 수 있으며, 면상 발열체의 수명이 장기화되고, 에너지 효율을 극대화하여 열효율이 높아지는 등의 유용한 효과가 있다.As described above, the planar heating element according to the present invention heats carbon fiber to weaken the binding force of molecules in the molecular structure of carbon, and then inserts a semiconductor material to bond carbon molecules and semiconductor material to each other to form a semiconductor fiber of a new molecular bond structure. In this case, the heating element is a semiconductor of carbon fiber with similar crystal structure to carbon. When power is applied to the semiconductor fiber, electric charge is charged in the hole of the semiconductor fiber and the energy level of the outer electron of the metal sheet is flowed. It generates heat by using heat generated by disturbance and heat conduction to the metal sheet, thereby generating heat evenly overall, thereby preventing local heat from being overheated, prolonging the life of the surface heating element, and maximizing energy efficiency. There is a useful effect such as high thermal efficiency.
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