KR19990079867A - Metal Attachment with Output Enhancement Effect of Self-Controlling Polymeric Heating Element - Google Patents

Abstract

본 발명은 동파방지나 파이프, 탱크 등의 온도 유지에 사용되는 자율제어형 고분자 발열체의 출력특성에 있어, 동일한 발열체의 출력특성을 향상시키는 효과를 갖는 금속성의 부착물에 관한 것이며, 이러한 금속 부착물은 동파방지나 온도유지용의 목적으로 사용되는 자율제어형 고분자 발열체를 열전달 대상물에 포설하는데 있어서, 상기 고분자 발열체를 부착하는 홈(10)(11)과 상기 열전달 대상물(15)의 형상의 하부면(12)(13)이 형성이 된 구성을 가진다. 그리고 상기 금속부착물의 홈(11)을 제외한 부분의 높이(T)와 길이(L)과의 관계 및 상기 고분자 발열체(2)의 높이(t)와 길이(l)의 관계가 1.1 × l ≤ L ≤ 2.5 × l 이고 0.1 × t ≤ T ≤ 1.5 × t 인 것이 바람직하다.The present invention relates to a metallic deposit having the effect of improving the output characteristics of the same heating element in the output characteristics of a self-regulating polymer heating element used for freezing prevention or for maintaining a temperature of a pipe, a tank, and the like. (B) In the installation of the self-regulating polymer heating element used for the purpose of maintaining the temperature on the heat transfer object, the grooves 10 and 11 to which the polymer heating element is attached and the lower surface 12 of the shape of the heat transfer object 15 ( 13) has a formed structure. And the relationship between the height (T) and the length (L) of the portion excluding the groove 11 of the metal attachment and the relationship between the height (t) and the length (l) of the polymer heating element (2) is 1.1 × l ≤ L ≤ 2.5 × l And 0.1 × t ≦ T ≦ 1.5 × t.

Description

자율제어형 고분자 발열체의 출력향상 효과를 갖는 금속부착물Metal Attachment with Output Enhancement Effect of Self-Controlling Polymeric Heating Element

본 발명은 동파방지나 파이프, 탱크 등의 온도 유지에 사용되는 자율제어형 고분자 발열체의 출력특성에 있어, 동일한 발열체의 출력특성을 향상시키는 효과를 갖는 금속성의 부착물에 관한 것이다.The present invention relates to a metallic deposit having an effect of improving the output characteristics of the same heating element in the output characteristics of a self-regulating polymer heating element used for freezing prevention or maintaining a temperature such as a pipe or a tank.

동파방지나 파이프, 탱크등의 온도유지에 사용하는 종래의 고분자 발열체는 통상 전류의 흐름을 저항성분을 통해 주울열(Joule Heat)로 변화시키는 발열부분과 전류의 흐름이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 절연부(Insulation)와 외부의 기계적, 환경적 유해요인을 차단하기 위한 외피부(Sheath)등으로 구성된다.Conventional polymer heating elements used for freeze protection or temperature maintenance of pipes, tanks, etc. are generally used to prevent the flow of current and the flow of heat generated by changing the current flow into Joule heat through resistance. It consists of insulation for insulation and sheath for blocking external mechanical and environmental hazards.

이러한 고분자 발열체에서는 발열부위를 감싸고 있는 외피부와 열전달의 대상물(파이프나 탱크등)의 접촉부위를 통해 발열체로부터 발생한 열이 전달되어서 열전달 효율이 떨어지는 점이 있었다.In the polymer heating element, the heat generated from the heating element is transferred through the contact portion between the outer skin surrounding the heat generating portion and the object (such as a pipe or a tank) for heat transfer.

본 발명은 전술한 열전달 효율을 증대시키기 위하여 선택된 발열체의 제반 특성은 변화를 주지 않으면서도 발열체의 외피부에 금속성 부착물을 두어 대상물에 대한 열전달 면적을 증대시켜 열전달 효율을 증대시키고자 하는 목적을 가지고 있다.The present invention has an object to increase the heat transfer efficiency by increasing the heat transfer area for the object by placing a metallic deposit on the outer surface of the heating element without changing the overall characteristics of the heating element selected to increase the heat transfer efficiency described above. .

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 동파방지나 온도유지용의 목적으로 사용되는 자율제어형 고분자 발열체를 열전달 대상물에 포설하는데 있어서, 상기 고분자 발열체를 부착하는 홈(10)(11)과 상기 열전달 대상물(15)의 형상의 하부면(12)(13)이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 금속부착물의 홈(11)을 제외한 부분의 높이(T)와 길이(L)과의 관계 및 상기 고분자 발열체(2)의 높이(t)와 길이(l)의 관계가 1.1× l ≤ L ≤ 2.5 × l 이고 0.1 × t ≤ T ≤ 1.5 × t 인 금속부착물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a self-regulating polymer heating element used for the purpose of freezing prevention or temperature maintenance in a heat transfer object, wherein the grooves 10 and 11 attaching the polymer heating element and the heat transfer object. A lower surface 12 (13) in the shape of (15), characterized in that the relationship between the height (T) and the length (L) of the portion excluding the groove (11) of the metal attachment and the polymer heating element ( 2) the relationship between the height (t) and the length (l) of 1.1 × l ≤ L ≤ 2.5 × l And 0.1 × t ≦ T ≦ 1.5 × t.

도 1a는 본 발명의 금속부착물을 도시한 도면1A is a view showing a metal attachment of the present invention

도 1b는 본 발명의 금속부착물의 다른 형태를 도시한 도면Figure 1b is a view showing another form of the metal attachment of the present invention

도 2는 본 발명의 금속부착물과 발열체의 관계를 도시한 도면2 is a view showing the relationship between the metal attachment and the heating element of the present invention

도 3은 본 발명에서 대상물로의 열전달에 따른 발열체의 발열량 변화를 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the change in calorific value of the heating element according to the heat transfer to the object in the present invention.

도 4는 본 발명의 금속부착물의 장착상태도.Figure 4 is a mounting state of the metal attachment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1, 2 : 발열체 3, 4 : 절열자켓1, 2: heating element 3, 4: heat insulation jacket

5, 6 : 금속부착물 10, 11 : 홈5, 6: metal attachments 10, 11: groove

12, 13 : 하부면12, 13: bottom surface

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

통상적으로 발열체의 초기 발열상태에서 발생한 열의 대부분은 발열체의 온도를 증가시키는데 사용되어 발열체 자체의 온도를 증가시키며 발열체의 온도가 증가되면 대상물과 발열체의 온도차에 의해 발열량의 상당부가 대상물로 전달되어 대상물의 온도를 상승시키게 된다. 발열체로부터 발생되는 열량은 발열체가 갖고 있는 정온도계수 특성에 따라 변화하며 발열체와 대상물간의 온도가 정상상태에 도달하면 발열체로부터 발생한 열량의 일정한 양이 대상물로 전달되어 대상물의 온도가 일정한 상태로 유지하게 된다.In general, most of the heat generated in the initial heating state of the heating element is used to increase the temperature of the heating element, which increases the temperature of the heating element itself, and when the temperature of the heating element is increased, a large portion of the heat generation is transferred to the object by the temperature difference between the object and the heating element. It will raise the temperature. The amount of heat generated from the heating element changes according to the constant temperature coefficient characteristics of the heating element. When the temperature between the heating element and the object reaches a steady state, a certain amount of heat generated from the heating element is transferred to the object to maintain the temperature of the object in a constant state. do.

본 발명은 동파방지나 온도 유지용의 목적으로 자율제어형 고분자 발열체를 사용할 때 상기 발열체와 열전달 대상물 사이에 금속부착물을 두어 열전달 효과를 크게하고자 하는 것으로서 그 바람직한 실시예는 아래에서 설명한다.The present invention is intended to increase the heat transfer effect by placing a metal deposit between the heating element and the heat transfer object when using the self-regulating polymer heating element for the purpose of freezing prevention or temperature maintenance, the preferred embodiment will be described below.

본 발명의 금속부착물(5)(6)은 도 1a와 도 1b에 도시되어 있듯이 하부에 열전달 대상물에 접할수 있는 하부면(12)(13)이 형성되어 있고 상부에 발열체(1)(2)가 장착되도록 상기 발열체(1)(2)의 형태에 맞게 홈(10)(11)을 형성한다. 상기 홈(10)(11)에는 절연자켓(3)(4)에 싸인 발열체(1)(2)가 삽입되어 고정된다.As shown in FIGS. 1A and 1B, the metal attachments 5 and 6 of the present invention have lower surfaces 12 and 13 formed therein in contact with a heat transfer object, and a heating element 1 and 2 are formed thereon. Grooves 10 and 11 are formed to fit the shape of the heating elements 1 and 2 to be mounted. The heating elements 1 and 2 wrapped in the insulating jackets 3 and 4 are inserted into and fixed to the grooves 10 and 11.

이하에서 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 본 발명에서 언급된 발열체 출력특성의 향상효과를 가져오는 금속부착물은 알루미늄 또는 알루미늄 계열의 합금, 구리 또는 구리합금, 스테인레스등으로 도 1a, 도 1b와 같이 발열체(1)(2)의 형태에 맞게 제작되어 발열체가 설치될 때 발열체와 대상물의 중간에 테이프(16)등으로 부착시킨다.(도 4 참조)Referring to the preferred embodiment of the present invention below, the metal adhering effect of improving the output characteristics of the heating element mentioned in the present invention is an aluminum or aluminum-based alloy, copper or copper alloy, stainless and the like 1a, 1b and Likewise, it is manufactured in accordance with the shape of the heating elements 1 and 2 and attached to the middle of the heating element and the object with a tape 16 or the like when the heating element is installed.

이러한 금속부착물의 가장 바람직한 크기는 상기 금속부착물의 홈(11)을 제외한 부분의 높이(T)와 길이(L)과의 관계 및 상기 고분자 발열체(2)의 높이(t)와 길이(l)가 1.1× l ≤ L ≤ 2.5 × l 이고 0.1 × t ≤ T ≤ 1.5 × t 의 관계를 유지하는 것이 좋다.The most preferable size of the metal attachment is the relationship between the height (T) and the length (L) of the portion excluding the groove 11 of the metal attachment, and the height (t) and length (l) of the polymer heating element (2) 1.1 × l ≤ L ≤ 2.5 × l It is preferable to maintain a relationship of 0.1 x t ≤ T ≤ 1.5 x t.

일정규격의 파이프에 유체를 순환시킴으로써 온도조절이 가능한 상태에서 발열체와 금속부착물을 파이프에 설치한 후 일정두께의 보온재로 마감처리를 하여 출력특성을 측정하였다.The output characteristics were measured by installing heat-generating elements and metal attachments on the pipes in a state in which temperature can be controlled by circulating fluid in a pipe of a predetermined standard and finishing with a heat insulating material having a predetermined thickness.

출력특성 방법은 3 미터 길이의 자율제어형 발열체의 일단에 전원인가용 와이어를 연결한후 준비된 시편을 금속부착물과 함께 출력측정 장비인 파이프에 약 30 cm 간격으로 유리테이프를 사용하여 설치한 후 그 위를 보온재 덮개로 마감한다. 이러한 상태에서 10℃를 기준으로 매 정해진 온도에서 약 3시간 동안 안정시킨 후 220 V의 교류전압(AVR 사용)을 인가하여 안정상태에 도달했을때의 시간과 5분후 전류값을 측정하여 가해진 전압과 측정된 전류값의 곱으로 출력을 계산한다.The output characteristics method is to connect the power supply wire to one end of the 3 meter self-regulating heating element, and install the prepared specimen along with the metal attachment to the pipe which is the output measurement equipment by using glass tape at intervals of about 30 cm. Finish with the insulation cover. In this state, stabilize for about 3 hours at a predetermined temperature based on 10 ℃ and apply the AC voltage of 220V (using AVR) and measure the time when it reaches the stable state and the current value after 5 minutes. Calculate the output as the product of the measured current values.

그 비교예는 다음과 같다.The comparative example is as follows.

미터당 30 Watt의 출력을 갖는 110℃급 자율제어형 발열체와 알루미늄 합금으로 제조된 도 1b 와 같은 형태의 금속부착물을 함께 상기한 출력측정 방법에서와 같이 출력측정 장치에 설치한 후 정해진 온도에서 출력을 측정하여 상기와 동일한 발열체를 금속부착물을 사용하지 않고 같은 방법으로 설치하여 출력을 측정하여 비교하면 다음 표 1과 같다.A 110 ° C. self-regulating heating element having an output of 30 Watts per meter and a metal attachment of the shape as shown in FIG. 1b made of aluminum alloy were installed together in the output measuring device as described above, and then the output was measured at a predetermined temperature. When the same heating element is installed in the same way without using a metal attachment, the output is measured and compared, as shown in Table 1 below.

출력측정 결과표Output measurement result table 온도(℃)Temperature (℃) 본 발명의 출력Output of the present invention 종래의 출력Conventional output 소요시간(sec)Required time (sec) 출력(W/m)Output (W / m) 소요시간(sec)Required time (sec) 출력(W/m)Output (W / m) 1010 225225 39.239.2 246246 32.832.8 2020 230230 34.734.7 245245 29.529.5 3030 226226 29.829.8 251251 24.224.2 4040 221221 26.226.2 255255 21.821.8 5050 229229 22.822.8 248248 18.518.5 6060 224224 19.019.0 245245 15.615.6 7070 239239 15.815.8 252252 12.812.8 8080 228228 12.912.9 250250 9.99.9 9090 230230 10.210.2 249249 7.57.5 100100 233233 7.17.1 243243 5.15.1 110110 236236 4.54.5 255255 2.82.8

상기한 표 1에서의 소요시간은 전압인가 후 측정되는 전류값이 변하지 않고 일정한 상태로 유지될 때까지의 시간을 나타낸다.The required time in Table 1 indicates the time until the current value measured after voltage application is maintained unchanged.

이상과 같이 본 발명은 자율제어형 고분자 발열체의 열량을 열전달 대상에 전달할 때의 효율을 전술한 표 1에서와 같이 높여주는 효과가 있는 발명이다.As described above, the present invention is an invention having an effect of increasing the efficiency when transferring the calorific value of the self-regulating polymer heating element to the heat transfer target as shown in Table 1 above.

Claims (2)

동파방지나 온도유지용의 목적으로 사용되는 자율제어형 고분자 발열체를 열전달 대상물에 포설하는데 있어서, 상기 고분자 발열체를 부착하는 홈(10)(11)과 상기 열전달 대상물(15)의 형상의 하부면(12)(13)이 형성된 것을 특징으로 하는 자율제어형 고분자 발열체의 출력향상 효과를 갖는 금속부착물.In the installation of a self-regulating polymer heating element used for the purpose of freezing prevention or temperature maintenance on a heat transfer object, grooves 10 and 11 attaching the polymer heating element and a lower surface 12 of the shape of the heat transfer object 15 are provided. Metal attachment having the effect of improving the output of the self-regulating polymer heating element, characterized in that (13) is formed. 제 1 항에 있어서, 상기 금속부착물의 홈(11)을 제외한 부분의 높이(T)와 길이(L)과의 관계 및 상기 고분자 발열체(2)의 높이(t)와 길이(l)의 관계가The relationship between the height (T) and the length (L) of the portion excluding the groove (11) of the metal attachment and the relationship between the height (t) and the length (l) of the polymer heating element (2) according to claim 1 1.1× l ≤ L ≤ 2.5 × l 이고 0.1 × t ≤ T ≤ 1.5 × t1.1 × l ≤ L ≤ 2.5 × l And 0.1 × t ≤ T ≤ 1.5 × t 인 것을 특징으로 하는 금속부착물.Metal attachments, characterized in that.