JP2001512885A - 電気ｐｔｃ加熱装置 - Google Patents

電気ｐｔｃ加熱装置

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JP2001512885A
JP2001512885A JP2000505771A JP2000505771A JP2001512885A JP 2001512885 A JP2001512885 A JP 2001512885A JP 2000505771 A JP2000505771 A JP 2000505771A JP 2000505771 A JP2000505771 A JP 2000505771A JP 2001512885 A JP2001512885 A JP 2001512885A
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ガッド ゴラン，
ユリー ガルペリン，
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  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 正の温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ（１１）を発熱体として用いる電気加熱装置（１０）であって、この装置は、サーミスタ発熱体（１１）と両側の放射ユニット（２０）との間に、介在部材を用いずに直接接触を設け、この装置は、また、放射ユニットを介して発熱体に電流を供与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は電気加熱装置に関するものであり、特に、抵抗の正の温度係数（ＰＴ
Ｃ）を有するサーミスタを発熱体として用いる電気加熱装置に関連する。
【０００２】 （発明の背景） サーミスタなどの正の温度係数（ＰＴＣ）の発熱体は、電気ラジエータ、電気
加熱ファン、および、空気調節器の加熱装置などの電気加熱装置で使用される。
これらは、温度については自己調節式であり、従って、異常な電流に応答した時
でさえオーバーヒートを受けないという点で、電気ワイヤ式加熱装置に優る利点
を有する。ＰＴＣサーミスタ発熱体を採用している、多くの先行技術の適用例に
おいては、発熱体と、放射フィンなどの放射素子とを含む装置を通る空気流によ
り、装置から熱が抽出される。しかし、加熱装置に給送される空気流にＰＴＣ素
子を直接的に晒すと、加熱能力と加熱効率の劣化を引き起こす埃にこれら素子を
晒すことにもなる。空気流にＰＴＣ素子を直接晒すことについての更なる欠点は
、風下側と風上側との間の温度変動であり、これは、「ピンチ効果」（電流変位
）のせいで、加熱効率と発生電力とを減じる。
【０００３】 米国特許第４，９５４，６９２号は、電気絶縁材料から作られる位置設定フレ
ーム中に設置されるＰＴＣサーミスタ発熱体を採用し、かつ、発熱体を封入する
フランジが設けられた２つのラジエータの間に配置され、それにより、発熱体を
空気流に直接晒さないように保護する、加熱装置を開示している。ＰＴＣサーミ
スタ発熱体は、電気絶縁性と熱伝導性の両方を備えるプレートにより、ラジエー
タの少なくとも一方から分離される。ＰＴＣサーミスタとの電気接触は、発熱体
と電気絶縁プレートとの間に据付けられた金属製プレートにより設けられる。開
示された装置の欠点の中には、発熱体と一方のラジエータとの間に２つの追加プ
レートを必要とすることにより、発熱体からラジエータへの伝熱の効率を減じ、
そして装置をより複雑かつより高価にする点が挙げられる。電気絶縁性と熱伝導
性の両方を備えるプレートの必要性は、装置を更に複雑かつ高額にする。
【０００４】 （発明の要旨） 本発明は、サーミスタ発熱体と両側の放射ユニットとの間に、介在する部材を
用いずに、直接接触を設けることにより、そしてまた、放射ユニットを介して発
熱体に電流を供与することにより、公知の技術の欠点を克服する、発熱体として
正の温度係数（ＰＴＣ）サーミスタを採用する電気加熱装置を提供することを目
標とする。上記特性は、公知の技術と比較して、最小数の構成要素と簡単な設計
を備える加熱装置を可能にする。
【０００５】 従って、本発明の好ましい実施態様に従って、１つまたはそれ以上の正の温度
係数（ＰＴＣ）サーミスタを発熱体として採用する、電気加熱装置が提供される
。これら発熱体は、アルミニウムなどの導電性金属で被覆された対向面で、伝熱
のための冷却フィン、および、電流を供給するための電極を含む加熱放射ユニッ
トと、直接的な熱接触および電気接触の状態になる。発熱体は、放射ユニットと
一緒になって、発熱体を十分に封入するように働く電気絶縁性かつ熱絶縁性のフ
レームにより位置決めされることによって、発熱体が空気流またはガス流に晒さ
れるのを防ぎ、よって、公知の「ピンチ効果」を防ぐ。発熱体は、機械圧により
、または、熱伝導性および電導性接着剤により、適所に、かつ、加熱放射ユニッ
トと良好な熱接触および電気接触状態で、更に保持される。
【０００６】 （発明の詳細な説明） ここで図１Ａから図３を参照すると、一般に参照番号１０と示され、本発明の
好ましい実施態様に従って構成される電気加熱装置が示される。電気加熱装置１
０は、正の温度係数（ＰＴＣ）サーミスタである１つまたはそれ以上の発熱体１
１のアレイを有する。これらは、対向面２２上の、アルミニウムなどの導電性金
属で被覆されて、熱接触表面および電気接触表面として作用する、好ましくは平
行な、概ね平坦な表面と共に作成される。発熱体１１の対向面の上には、一般に
参照番号２０が付された熱ラジエータユニットが存在し、これらユニットの各々
は、プレート１２と、そこから一般に縦走方向に延びる冷却フィン１３とを備え
る。ラジエータユニット２０は、アルミニウムなどの良好な熱および電気の導体
である材料から作られる。ラジエータユニット２０のプレート１２は、熱接触表
面および電気接触表面として作用するように、平坦な内方向に面した表面２４と
共に作られる。プレート１２は、内方向に面した接触表面が、発熱体１１の外方
向に面した接触表面と概ね平行で、かつ、接触状態にあって、発熱体との熱の界
面および電気的界面を規定するように、位置決めされる。これら界面をわたる伝
導は、必要に応じて、Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５６２，Ｕ．
Ｓ．Ａ．のＡｒｅｍｃｏ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．により製造される高温接
着剤であるＣｅｒａｍａｂｏｎｄTM ＴＭ５５２６などの熱伝導性および電導性
接着剤の同界面における使用により改善され得る。電気回路に加熱装置１０が接
続させる電極１４が、プレート１２に装着される。電極１４およびプレート１２
を介するサーミスタ発熱体１１への電流の直接供給は、特に、本発明の構成要素
数を最小限にすることにより、その設計を簡略にする。
【０００７】 サーミスタ発熱体１１は、そこに付与された電気エネルギーを熱エネルギーに
変換する。熱エネルギーは、今度は、発熱体１１から、熱界面およびプレート１
２を介して冷却フィン１３へと伝導される。冷却フィン１３上をわたる空気流ま
たは他の気体流は、装置から熱を除去する。当業者により正しく評価されるよう
に、発熱体１１とラジエータユニット２０との間の直接接触は、極めて効率よく
熱が伝達され得るようにするという利点を有する。このことは、装置の設計を更
に簡略化する。
【０００８】 図１Ａの線Ｑ-Ｑに沿った、図１Ａの部分側面断面図である図２Ａで特に見出 されるように、図２Ａで破線で示される発熱体１１は、電気絶縁性フレーム１５
により位置決めされ、同フレームは、そこから発熱体１１の両面で縦走方向に延
びる長手方向フランジ１６Ａと、端部ピース１６Ｂとを備える。本発明の好まし
い実施態様に従って、加熱装置１０は、アレイ中に配置された複数のサーミスタ
発熱体１１を有し、ここで同発熱体は、好ましくは、均一に間隔を設けられ、そ
して加熱装置１０の縦方向に沿って、フランジ１６Ａに搭載される電気絶縁スペ
ーサ１７により、互いに接触するのが防止される。本発明の実施態様において、
スペーサ１７は、一般にフランジ１６Ａから内方向に延びる突起部により提供さ
れる。図２Ａおよび図２Ｂの両方で見出されるように、ラジエータユニット２０
のプレート１２を、同プレート内の係合孔１８により位置決めするピン１９が設
けられる（図３）。ラジエータユニット２０のプレート１２は、合金溶接、もし
くは、ねじ加工スクリューまたはナットなどの任意の適切な手段により、ピン１
９および位置決めフレーム１５に固定され得る。ピン１９に係合するプレート１
２の側面図が、図１Ａに示される。
【０００９】 位置決めフレーム１５のフランジ１６Ａおよび端部ピース１６Ｂは、４面で発
熱体１１のアレイを包囲することが、図２Ａから見出され得る。位置決めフレー
ム１５は、発熱体１１を封入するのに十分な深さを有することが、図２Ｂにおけ
る側面断面図から、さらに見出され得る。再び図１Ａを参照すると、位置決めフ
レーム１５の頂部フランジ１６Ａは、部分切り取り状態で示されるが、描図どお
り、上方から発熱体１１のアレイを封入することが見出され得、そしてラジエー
タユニット２０のプレート１２は、描図のとおり、対向面で長手方向に発熱体１
１を封入するのが見出され得る。発熱体１１のアレイと、それを包含する空間と
の全囲い込みが、図１Ｂおよび図１Ｃでさらに見出され得る。図１Ｂは、図１Ａ
の線Ｒ-Ｒに沿った、図１Ａの電気加熱装置の側面断面図であり、これは、サー ミスタ発熱体１１の一方を貫いて装置を切断したものである。図１Ｃは、図１Ａ
の線Ｓ-Ｓに沿った、図１Ａの電気加熱装置の断面図であり、これは、1対のスペ
ーサ１７を貫いて装置を切断したものである。これらの断面図では、発熱体１１
のアレイは、フレーム１５およびラジエータユニットプレート１２により完全に
封入され、それにより、任意の冷却空気流または冷却気体流に発熱体１１が晒さ
れるのを防ぎ、公知の「ピンチ効果」から発熱体を保護することが見出される。
【００１０】 ここで、図３を参照すると、本発明の好ましい実施態様に従って構成される電
気加熱装置の正面図が示される。この図では、ラジエータユニットの一方が、そ
のプレート１２およびフィン１３を備えた状態で示される。プレート１２は、位
置決めフレーム１５のピン１９に係合するように、孔１８を有する（図２Ａ）。
【００１１】 本明細書中上記に詳細に示され、かつ説明されてきたものは単に例示であり、
本発明の範囲はこれらによって制限されないことが、当業者によりさらに理解さ
れる。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ、限定され
る。
【図面の簡単な説明】
本発明は、図面と共に理解されれば、以下の詳細な説明から、より十分に解釈
および評価される。
【図１Ａ】 図１Ａは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、かつ、動作する電気
加熱装置の概略的な側面断面図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、図１Ａの線Ｒ-Ｒに沿った、図１Ａの電気加熱装置の断面図である 。
【図１Ｃ】 図１Ｃは、図１Ａの線Ｓ-Ｓに沿った、図１Ａの電気加熱装置の断面図である 。
【図２Ａ】 図２Ａは、図１Ａの線Ｑ-Ｑに沿った、電気加熱装置の部分側面断面図であり 、電気加熱装置の位置決めフレームの描画表現を例示する。
【図２Ｂ】 図２Ｂは、図２Ａの線Ｔ-Ｔに沿った、図２Ａの位置決めフレームの側面断面 図である。
【図３】 図３は、図１Ａの矢印Ｐの方向に沿った、図１Ａの電気加熱装置の正面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気加熱装置であって： 概ね平行で、平坦な、外方向に面する接触表面を有する、少なくとも１つの正
    の温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ発熱体と、 １対の熱放射部材であって、その各々が、導電性かつ熱伝導性の材料の単一部
    分から形成されて、該少なくとも１つの発熱体の該外方向に面する接触表面と導
    電性接触および熱伝導性接触するための、概ね平坦な内方向に面した接触表面を
    有する概ね均一な厚さのプレート部分を規定し、そして、複数の類似する、概ね
    外方向に延びる平行な冷却フィンが、該プレート部分と一体形成されて、該プレ
    ートから概ね均一に伝達熱を受け、かつ、それと共に伝熱流中を通過するガスへ
    の、放射による、熱の概ね均一な伝達を供与するように作動し、該冷却フィンが
    自由端縁を有する、熱放射部材と、 該少なくとも１つの発熱体の該平坦接触表面のうちの１つと導電性かつ熱伝導
    性に接触させて、該熱放射部材の各々を固定させて、該放射部材の各々と該少な
    くとも１つの発熱体との間に、単一の界面のみを設け、該界面の領域を横断して
    、熱および電気が、該少なくとも１つの発熱体と該放射部材との間で実質的に均
    一に伝導される、装置と、 電気絶縁性かつ熱絶縁性の材料から形成され、かつ、該少なくとも１つの発熱
    体の単一層を包含するためのフレーム部を有し、かつ、該熱放射部材の該各プレ
    ート部分の間に配置されて、それらの間にガス流が入るのを防止し、従って、ガ
    ス流が該少なくとも１つの発熱体と接触状態になるのを防止する、封入構造体と
    、 該熱放射部材に装着され、そこを通り、該界面を横断し、かつ、該少なくとも
    １つの発熱体を介する電流の流れを許容するように動作し、それにより、その中
    で熱エネルギーを生成する、電極とを備え、 ここで、該電気加熱装置を電流が通過する場合、該少なくとも１つの発熱体か
    らの熱エネルギーは、該単一界面を横断して該熱放射部材へと均一に伝導される
    、電気加熱装置。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの発熱体の前記接触表面は、熱伝導性か
    つ導電性の金属で被覆される、請求項１に記載の電気加熱装置。
  3. 【請求項３】 前記固定するための装置が、圧縮装置を含む、請求項１に記
    載の電気加熱装置。
  4. 【請求項４】 前記固定するための装置が、前記少なくとも１つの発熱体の
    前記接触表面と、前記放射部材の各々の前記プレート部分の前記内方向に面する
    接触表面とに付与される導電性でかつ熱伝導性である接着剤を含む、請求項１に
    記載の電気加熱装置。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも１つの発熱体は、前記熱放射部材の間に単一
    層状に配置される、少なくとも２つの発熱体を含み、かつ、前記封入構造体は、
    前記少なくとも２つの発熱体の間に延在するように動作するスペーサ部分を更に
    含み、前記発熱体の間の接触を防止する、請求項１に記載の電気加熱装置。
JP2000505771A 1997-08-01 1998-07-30 電気ｐｔｃ加熱装置 Withdrawn JP2001512885A (ja)

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