KR100657470B1 - 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조는, 튜브 내에 탄소 필라멘트가 매달리듯 구비되고, 상기 탄소 필라멘트의 적어도 한쪽 끝단부에는 메쉬 구조로 이루어진 연결 전도체의 일측이 삽입된 상태로 고정되며, 상기 연결 전도체의 타측에는 외부전극과 전기적으로 연결된 금속 와이어가 연결됨으로써, 탄소 필라멘트와 외부 전극과의 연결 구조가 간단해짐과 아울러 연결 작업이 용이하여 히터 제작비용을 절감할 수 있는 효과를 갖게 된다.

탄소 히터, 탄소 필라멘트, 금속 메쉬, 전극, 봉지부

Description

탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조{Structure for connecting carbon filament of carbon heater}

도 1은 종래 나선형 탄소 히터가 도시된 개략적인 사시도,

도 2는 종래 나선형 탄소 히터가 도시된 개략적인 종단면도,

도 3은 종래 시트형 탄소 히터가 도시된 개략적인 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조를 보인 주요부 내부 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조의 측면에서 본 구성도,

도 6은 도 5의 "A" 부분 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 석영 튜브 51 : 봉지부

52 : 탄소 필라멘트 52a : 탄소 시트

54 : 연결 전도체 55 : 금속 와이어

56 : 외부 전극 58 : 금속편

본 발명은 발열체로 탄소 섬유 또는 탄소 필라멘트를 이용하는 탄소 히터에 관한 것으로서, 특히 탄소 필라멘트의 끝단부에 전도체를 삽입하여 고정함으로써 탄소 필라멘트를 용이하게 연결하여 설치할 수 있도록 하는 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 탄소 히터는 발열체로 탄소 성분으로 제작된 필라멘트를 이용한 히터로서, 열효율이 좋고, 폐기시 환경에 무해하며, 원적외선 방사 및 탈취효과, 살균 및 항균작용 등 여러 가지 효과가 있는 것으로 알려지면서 최근 가열 장치는 물론, 난방 장치, 건조 장치 등에도 점차 많이 보급되고 있는 추세에 있다.

도 1과 2는 종래 탄소 히터 중 나선형 탄소 히터가 도시된 개략적인 내부 구성도면들이다.

종래 기술의 탄소 히터는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 양쪽 봉지부(11)를 통해 내부가 밀봉되는 석영 튜브(quartz tube)(10)와, 상기 석영 튜브(10) 내에 나선형 구조로 길게 배열된 탄소 필라멘트(12)와, 상기 탄소 필라멘트(12)의 양단부에서 상기 석영 튜브(10)의 양쪽으로 연결되는 금속 와이어(14)와, 상기 석영 튜브(10)의 봉지부(11) 내의 금속편을 통해 상기 금속 와이어(14)와 전기적으로 연결되어 외부로 노출되는 외부 전극(16)으로 구성된다.

상기 석영 튜브(10)는 내부가 밀봉되어, 상기 탄소 필라멘트가 250 ~ 300℃ 이상에서 산화하지 않도록 밀봉된 내부에 진공 또는 불활성 가스가 채워져 있다.

상기 탄소 필라멘트(12)는 상기 금속 와이어(14)와 연결된 나선 형상으로, 도 2에서는 나선 형상을 예시하고 있으나, 도 3에서와 같이 시트 형상의 탄소 필라멘트(22)가 있고, 이외에도 직선형, 직물형, 스펀지형 등 다양한 형태와 종류의 탄소 필라멘트가 있다.

도 3은 종래 기술의 탄소 히터 중 상기 시트 형상의 탄소 필라멘트가 사용되는 탄소 히터가 도시된 개략도이다.

도 3에 도시된 탄소 히터는 석영 튜브(20) 내에 구비된 탄소 필라멘트(22)가 시트 형상으로 형성되고, 이 시트 형상의 탄소 필라멘트(22)의 양단부는 원통 형상의 흑연막대인 탄소봉(24)에 끼워지며, 이 탄소봉(24)과 금속 와이어(23)와의 사이에는 탄소 필라멘트(22)에 인장력을 제공하기 위하여 스프링(25)이 연결된다.

도 3에서 참조 번호 26은 외부 전극이고, 28은 상기 외부 전극(26)과 금속 와이어(23)가 연결되는 금속편이다.

여기서 도 2에 도시된 나선 구조의 탄소 필라멘트(12)는 금속 와이어(14)와의 연결부에서 접촉저항을 줄이기 위해 탄소 필라멘트(12)와 금속 와이어(14)를 서로 잡아 묶는 등의 방법으로 연결시키게 되나, 도 3에 도시된 시트 형상의 탄소 필라멘트(22)의 경우에는 상기 금속 와이어(13)와의 연결 부분을 묶는 등의 방법으로 연결할 수 없으므로 탄소봉(24)에 홈을 내어 탄소 필라멘트의 한쪽을 끼운 다음, 그 뒤쪽에 스프링(25)으로 인장력을 가하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 상기 도 3에 도시된 바와 같은 탄소 히터는, 상기 시트 형상의 탄소 필라멘트(22)를 탄소봉(24)에 끼워 고정하여 연결한 다음, 상기 탄소봉(24)을 스프링(25) 등을 통해 금속 와이어(23)와 연결하기 때문에 탄소 필라멘트(22)의 연결 구조는 물론 전체적인 탄소 히터의 구조가 복잡해지고, 이에 따라 히터 제조 비용도 그만큼 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 탄소 필라멘트의 끝단에 연결 전도체를 삽입하여 연결함으로써 탄소 필라멘트와 전극과의 연결 구조가 간단해져, 연결 작업이 용이하게 제조 비용도 절감할 수 있는 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조는, 튜브 내에 발열체인 탄소 필라멘트가 매달리듯 구비되고, 상기 탄소 필라멘트의 적어도 한쪽 끝단부에는 메쉬 구조로 이루어진 연결 전도체의 일측이 삽입된 상태로 고정되며 상기 연결 전도체의 타측에는 외부전극과 전기적으로 연결된 금속 와이어가 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조를 보인 주요부 내부 구성도이고, 도 5는 측면에서 본 구성도이며, 도 6은 도 5의 "A" 부분 상세도이다.

본 발명에 따른 탄소 히터는, 도 4에 도시된 바와 같이, 양단부에 봉지부(51)가 형성된 석영 튜브(50)와, 상기 석영 튜브(50) 내에 길게 연결되는 시트(sheet) 형상의 탄소 필라멘트(52)와, 상기 석영 튜브(50)의 봉지부(51)에서 외부로 노출되는 외부 전극(56)과, 상기 석영 튜브(50)의 양측에서 봉지부(51)에 고정된 금속편(58)을 통해 상기 외부 전극(56)에 연결되는 금속 와이어(55)와, 상기 탄소 필라멘트(52)와 상기 금속 와이어(55) 사이를 연결하는 연결 전도체(54)로 구성된다.

상기 석영 튜브(50)는 내부에 진공 또는 불활성 가스로 채워진 상태에서 내부가 밀봉되게 구성된다. 여기서 상기 튜브는 석영재로 이루어진 튜브가 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 특수 유리관 등 충분한 내열성과 강도를 가진 관이면 가능할 것이다.

상기 탄소 필라멘트(52)는 여러 겹의 탄소 시트가 서로 압착되는 방식으로 성형되어 구성된다.

상기 금속 와이어(55)는 금속재로 이루어져 상기 연결 전도체(54)에 용접 등의 방법으로 고정되어 전기적으로 상호 연결된다.

상기 연결 전도체(54)는 상기 탄소 필라멘트(52)의 끝단부에 삽입된 상태로 고정되어 연결된다. 즉, 도 6에서와 같이 여러 겹의 탄소 시트(52a)가 서로 압착되는 방식으로 상기 탄소 필라멘트(52)가 성형될 때, 여러 겹의 탄소 시트(52a) 사이 에 끼워진 상태에서 함께 압착되면서 탄소 필라멘트(52)에 연결되어 고정된다.

이와 같은 상기 연결 전도체(54)는 박판 시트 구조로 형성되는 데, 더욱 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 금속 메쉬 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 메쉬 구조로 형성되는 이유는 상기 탄소 필라멘트(52)의 탄소 시트(52a) 사이에 압착될 때 보다 견고하게 고정될 수 있도록 하는 동시에, 상기 금속 와이어(55)와의 연결도 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 상기에서는 시트 구조의 탄소 필라멘트(52)만을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하고 설계 조건에 따라 나선형, 직선형, 직물형, 또는 스펀지형 등 여러 모양으로 형성되는 탄소 필라멘트의 끝단부에 상기 연결 전도체(54)를 삽입한 다음 압착 고정하는 방식으로 구성하는 구조이면 모두 적용 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기한 바와 같이 탄소 필라멘트(52)를 성형할 때 도 6에서와 같이 여러 겹의 탄소 시트(52a)를 압착하는 방식으로 구성하는 데, 이때 연결 전도체(54)를 삽입하여 함께 압착하여 가공함으로써 탄소 필라멘트(52)의 양쪽에 연결 전도체(54)가 고정되어 연결된다.

이와 같이 탄소 필라멘트(52)에 연결 전도체(54)가 연결된 상태에서, 상기 연결 전도체(54)에 금속 와이어(55)를 용접 등의 방법으로 연결하면 되므로 용이하게 연결할 수 있게 된다.

즉, 상기 연결 전도체(54)는 시트 구조의 금속재로 형성되고, 상기 금속 와 이어(55)는 선형 구조의 금속재로 형성되는 바, 금속재와 금속재로 이루어진 연결 전도체(54)와 금속 와이어(55)는 탄소 필라멘트(52)와 연결 전도체(54)를 직접 연결하는 구조보다 보다 간편하게 연결할 수 있게 된다.

상기와 같이 탄소 필라멘트(52)의 양단부에 연결 전도체(54)와 금속 와이어(55)를 각각 연결한 상태에서 상기 석영 튜브(50) 내에 삽입한 다음, 봉지부(51)를 밀봉하여 외부 전극(56)과 연결하면 탄소 필라멘트(52)의 설치가 완료된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조는, 탄소 필라멘트의 끝단에 금속재로 된 연결 전도체가 삽입 고정되어 전기적으로 연결되기 때문에 탄소 필라멘트와 외부 전극과의 연결 구조가 간단해짐과 아울러 연결 작업이 용이하여 히터 제작비용을 절감할 수 있는 이점을 갖게 된다.

Claims (6)

1. 튜브 내에 발열체인 탄소 필라멘트가 매달리듯 구비되고,

   상기 탄소 필라멘트의 적어도 한쪽 끝단부에는 메쉬(mesh) 구조로 이루어진 연결 전도체의 일측이 삽입된 상태로 고정되며 상기 연결 전도체의 타측에는 외부전극과 전기적으로 연결된 금속 와이어가 연결되는 것을 특징으로 하는 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결 전도체는 시트 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탄소 필라멘트는 시트 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 연결 전도체는 상기 탄소 필라멘트를 여러 겹의 시트를 압착하는 방식으로 성형할 때 그 사이에 끼워져 고정하는 것을 특징으로 하는 탄소 히터의 탄소 필라멘트 연결 구조.
6. 삭제

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