KR100275589B1 - 열 분산 장치(heat distributing device) - Google Patents

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KR100275589B1
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KR1019940704518A
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지.윌리엄 레글랜드
보이드에이. 버나드
Original Assignee
레그랜드,지.윌리엄
에이티디코퍼레이션
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Abstract

집중된 열원(2, 2a)과 열원이 두 금속호일막사이에 둘러싸여 있는 금속호일(4, 5)의 적층(3)를 포함하는 열 분산 장치(1)를 개시하고 있다. 열원은 선형적으로 연장되며 자유단이 적층의 단부로부터 내측으로 이격되어 있는 저항 가열된 와이어일 수 있다. 적층의 외측 모서리는 개방되거나 (6) 밀폐될 수 있다(7). 적층은 금속 호일막 사이에 금속 율(8) 및/또는 절연 재료(9)를 포함할 수 있다. 열 분산 장치는 최외측 금속호일막을 거쳐 균일한 가열을 제공하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 열 분산 장치는 자동차의 사이드 미러(11)를 가열하는데 이용될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
열 분산 장치(HEAT DISTRIBUTING DEVICE)
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 열 분산 장치에 관한 것으로, 특히 열원으로부터의 열을 넓은 영역에 걸쳐 균일하게 분산되게 할 수 있는 열 분산 장치에 관한 것이다.
[관련기술에 대한 설명]
가열 패드 등의 열 분산 장치는 종래에 공지되어 있다. 이러한 장치는 일정 패턴으로 전 가열 패드의 표면에 연장되어 있는 저항가열 와이어 등의 가열소자를 포함한다. 이 장치는 필요로 하는 저항가열 와이어 양이 많고 그 제작의 복잡성으로 인해 제조비용이 과다하다.
캘리포니아, 매들로 파크에 유치한 레이쳄 코퍼레이션에서 제조된 도전성 폴리머가 또한 공지되어 있다. 이 도전성 플리머 재료는 자동차의 외부측 사이드 미러를 가열하는데 이용되고 있다.
따라서, 제조가 간단하며 값싼 재료로 구성되는 열 분산 장치에 대한 요구가 커지고 있다.
[발명의 요약]
본 발명은 금속호일막층에 열원을 포함하는 열 분산 장치를 제공하고 있다. 열원은 집중된 열원일 수 있으며, 비교적 큰 표면적을 가질 수 있다. 호일막들은 하나위에 다른 것이 배열되어 있으며 두 막 사이에는 열원이 배치되어 있다. 금속호일막들은 이들 사이에 하나이상의 개방 공간이 마련되어 있어 서로 이격되게 된다. 예를 들면, 막층은 적어도 세개의 비관통된 금속호일막을 포함할 수 있으며, 각 막은 복수의 돌기를 포함하여 막사이에 공기갭을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 열원은 층에 포함된 전기저항가열 소자를 포함하여 다수의 금속호일막은 전기저항가열소자의 한쪽 또는 양쪽 측면상에 위치된다. 하나이상의 금속호일막은 내부에 복수의 돌기를 포함하고 있어 막을 분리시킨다. 예를 들면, 적층은 열 소자의 각 측면상에 5개의 알루미늄 호일의 돌기막을 갖는 10개의 막을 포함함 수 있다.
금속호일막은 층이 수동으로 변형되게 하는 두꼐를 갖는 알루미늄, 알루미늄, 합금, 스테인레스강 또는 다른 적당한 금속일 수 있다.
적층은 그 모서리를 따라 밀폐되거나 개방될 수 있다. 밀폐되어 있는 경우에는, 적층은 막사이에 공기같은 가스 또는 아르곤이나 나트로겐 같은 불활성가스를 포함할 수 있다. 금속호일막들중 적어도 하나의 막은 적어도 한 측면상에 균일하거나 비균일한 두께의 흑색코팅층을 포함함 수도 있다. 예를 들면, 흑색코팅층은 층의 외표면중 부분 또는 전체면을 커버할 수 있다. 적층은 금속호일의 막사이에 부가의 재료는 포함할 수 있다. 예를 들면, 이 부가의 재료는 얽혀진 화이버 또는 금속스트립(알루미늄이나 강을)또는 열전도율이 낮은 글래스 및/또는 하나이상의 재료시트같은 그외 재료(방연소성 폴리에스테르, 내화성 페이퍼, 파이버글래스 비직물성 섬유, 세라믹 비직물성 파이버 등)으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 열원은 저항가열재료인 강성이나 유연성 또는 로드 또는 와이어 같은 전기저항가열소자, 비도전성 재료막으로 코팅된 도전성금속로드 또는 와이어, 도전성 폴리머 재료 또는 적합한 그외 재료, 또는 가스 또는 물 같은 유체 열 매체용 도관을 포함한다. 예를 들면, 가열소자는 직경이 1/8인치(0.32㎝)인 선형으로 연장된 전기저항가열된 로드로 구성되고, 적층은 적어도 폭이 6인치(15.24㎝)일 수 있다.
많은 종류의 열원이 본 발명에서 이용될 수 있지만, Ni 크롬 와이어 및 그외 비절연된 와이어형 가열소자는 저렴한 가열소자를 제공하게 된다. 이들 비전열된 와이어형 가열소자가 금속호일에 접속되게 되면 단락되기 때문에, 유리 또는 그외 전기 절연 재료로 만든 튜브가 금속호일막에 위치되어 열원을 내장할 수 있다. 이 유리튜브는 와이어가 금속호일에 접속하지 않도록 하게 하는 동시에, 방사성 및/또는 도전성 열에너지가 금속호일에 전달되게 한다.
본 발명의 열 분산 장치의 장점은 비교적 작은 열원이 넓은 면적에 걸쳐 균일하게 분산되게 하는데 이용될 수 있는 것이다. 예를 들면, 열원은 적층의 최외막을 가열하는데 효과적이므로 최외막의 어떤 곳에서도 ±5℉(±2.8℃)만이 변형되는 대체로 균일한 온도로 적어도 100℉(±38℃)만큼 증가시킬 수 있다. 다른 장점은 고강도의 열원이 더 낮은 온도에서 열을 분산시키는데 이용될 수 있다는 것이다.
즉, 적층은 가열소자와 적층의 외부막사이에서 100℉(38℃)이상 또는 200℉(94℃)이상까지의 온도차를 유지할 수 있다. 예를 들면, 적층이 열원과 외부 막사이에 네개의 금속호일막을 포함하고 있으며, 내열성 소자가 적어도 400℉(206℃)까지 가열될 때에 적층은 외부막과 가열소자 사이에서 적어도 200℉(94℃)의 온도차를 유지할 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 열 분산 장치의 일부의 측단면도,
제2도는 본 발명에 따른 다른 열분산장치의 일부의 측단면도,
제3도는 제2도에서 나타낸 열 분산 장치의 일부의 층단면도,
제4도는 본 발명에 따른 다른 열 분산 장치의 일부의 측단면도,
제5도는 본 발명에 따른 다른 열 분산 장치의 일부의 측단면도,
제6도는 미러의 뒷면에 장착된 본 발명에 따른 열분산장치의 일부의 측단면도,
제7도는 열원이 관형 가열기를 포함하고 있는 본 발명에 따른 열분산장치의 정면도,
제8도는 저항가열 필라멘트가 튜브의 양단부를 통과하고 있는 본 발명에 따른 열분산장치를 제9도의 선 Ⅷ-Ⅷ에서 본 측단면도,
제9도는 제8도에서 선 Ⅸ-Ⅸ에서 본 정단면도,
제10도는 저항가열 필라멘트의 양단이 튜브의 일단을 통과하고 있는 본 발명에 따른 열분산장치를 제11도의 선 Ⅹ-Ⅹ에서 본 측 단면도,
제11도는 제10도의 선 ⅩⅠ-ⅩⅠ에서 본 정단면도.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 열을 측면 전달하는 복수의 재료막을 포함하는 열 방사 장치를 제공한다. 특히, 막은 적층을 형성하며, 집중된 열원으로부터의 열이 최외측 막들 중 하나 또는 둘을 통하여 균일하게 분산되도록 측면 도전막사이의 절연 공간에 의해 분리되어 있다. 균일한 열 분산은 도전 막 사이의 접촉영역을 변화시키도록 조장될 수 있어 합성막에 수직인 흐름은 열원 면적에서 제한된다. 막 사이의 열흐름은 도전막들 사이의 접촉을 증가시키거나 막들 사이의 절연값을 감소시킴으로써, 열원으로부터 떨어짐에 따라 증가되게 할 수 있다. 예를들면, 이것들은 공기 갭 절연이 용되면 막에 돌기의 크기 및 형상을 변형시키거나 막 사이의 개별의 삽입물을 제공하여 행해질 수 있다.
본 발명에 따라 열분산 장치에 행해진 테스트에서, 중요한 열 흐름은 테스트되고 있는 합성물의 개방 모서리에서 검출된다. 이 흐름은 모서리가 접히거나 주름지는 경우 크게 감소된다.
압착된 모서리(예를 들면, 합성물의 압착 모서리)는 상당한 양의 적외선을 여전히 나타낸다. 특히, 93℉(504℃) 열원을 갖는 개방모서리를 가지는 합성물은 6"(15.24㎝), 배트에서 1000w/㎡를, 12"(30.48㎝) 배트에서 500w/㎡를 발생한다. 932℉(504℃)열원으로 밀폐 모서리를 가지는 합성물은 6"(15.24㎝) 배트에 130w/㎡를 발생한다. 표면방사는 44w/㎡이다.
개방 모서리로부터의 일 흐름은 많은 돌기가 광로(IR)에 위치되어 있어 합성물 내로의 증가되는 반사범위로 인해, 열원으로부터 모서리까지의 거리가 증가함에 따라 선형적으로 감소된다.
재료는 편평한 합성물로 유지되도록 다르게 융기되어 있다. 테이퍼된 합성물이 이용되면, 융기된 재료는 막 사이에서 절연값을 감소시키도록 다르게 압착될 수 있다. 그러나, 집중된 열원으로부터 넓은 영역에 걸쳐 일정한 표면온도를 유지하게 하는 것이 요망된다. 측면 도전성 재료가 낮은 표면 방사성을 가지면, 표면온도의 균일성은 열원으로부터 떨어진 영역에 각 막의 하나나 양표면을 페인팅하거나 코팅하여 조장될 수 있다. 전체 막을 어둡게 페인팅한 것은 열원으로부터 주위로의 흐름을 증가시킨다. 열원이 동일 갯수의 호일 막 사이에 끼워져 있는 합성물의 상부의 막을 어둡게 하여, 열은 어두운 측면으로 향해져 비교적 균일한 표면온도를 유지할 수 있게 된다. 온도 측정 결과는 다음 표에서와 같다.
본 발명은 여러 실시예를 제 1 내지 6도에서 나타내고 있다.
본 발명에 따른 열 분산 장치(1)는 열원(2)과 호일 막들이 하나위에 다른 것이 배열되어 있는 금속호일막(4, 5)의 적층(3)을 포함한다. 금속호일막 중 적어도 약간이나 전부는 충분히 이격되어 있어 이들사이에 열전달을 허용한다. 열원은 복수의 금속호일막이 열원의 일 측면에 놓이도록 금속호일막사이에 둘러 싸이고, 적어도 하나의 금속호일막은 열원의 반대측에 놓인다.
제1도에서 나타낸 바와 같이, 열원(2)은 금속호일의 최외측막(5)과 금속호일의 내부막 (4) 사이에 위치된다.
금속호일막사이의 열 전달을 위해, 막들이 서로 점 접촉되도륵 막들이 융기되어있다. 막들이 포개어지지 않도록, 막들사이의 융기패턴은 다양하게 한다. 예를 들어, 내부막 (4) 은 돌기의 점이 0.2인치(0.5㎝)정도 이격되어 있는 다이아몬드 형을 포함할 수 있다. 내부막 (4)의 포개짐을 방지하기 위해서, 융기패턴은 각 막에 대해 다른 방향으로 방향되게 한다. 예를 들어, 내부막 (4)중 하나는 서로 수직인 선을 따라 점들이 위치되어 있는 다이아몬드 패턴을 포함할 수 있고, 인접하는 내부막 (4) 은 점들이 서로에 예각인 선을 따라 있는 다이아몬드 패턴을 포함 할 수 있다. 예를 들면, 예각은 22도이다. 그러나, 융기 패턴 선택은 본 기술에 익숙한 자에게는 명백할 것이다.
적층 (3)의 상부 및/또는 저부의 최외측막 (5)은 융기될 수도 있고 평평할 수도 있다. 예를 들어, 최외측막 (5)은 패턴의 점이 0.5인치(1.27㎝) 이격되어 있는 다이아몬드 패턴을 포함할 수 있다. 열 분산 장치(1)의 사용에 따라, 적층 (3)의 상부 및/또는 저부상에는 융기된 표면보다 평평한 외표면을 제공하는 것이 바람직하다.
제1도에 나타낸 실시예에시, 열원 (2)은 적층 (3) 의 최외측막 (5) 중 하나에 인접하게 위치되어 있다. 그러나, 제2도에서 나타낸 바와 같이, 금속호일의 적층의 중앙에 열원을 제공하는 것이 바람직하다. 제1도 구성은 열원 (2)에 가장 가까운 최외측막 (5)을 통해 바람직하지 않은 열 손실을 야기할 수 있다. 그러나, 이 열 손실은 적당한 절연 물질로 최외측막 (5)을 어둡게 하여 보상될 수 있다.
열 분산 장치 (1)는 개방 모서리 (6) (제2도에 도시) 또는 밀폐된 모서리 (7), (제3도에 도시)를 포함할 수 있다. 밀폐된 모서리(7)는 적층의 모서리를 압착하거나 스테이플, 접착제 등의 적당한 수단으로 막을 고정시켜 형성될 수 있다. 적층(3)의 전외주는 개방되거나, 외부 모서리의 일부 또는 전체는 밀폐될 수 있다.
부가하여, 제3도에서 나타낸 바와 같이, 열원(2)는 적층(3)을 통해 직선으로 연장되어 있으며 열원(2)의 자유단은 적층의 외부 모서리로부터 내측으로 위치되어 있다. 물론, 열원은 다른 형태를 가질 수 있으며, 열원의 자유단이나 단부들이 적층(3)의 외측에 위치될 수 있다.
제4도에서 나타낸 바와 같이, 열 분산 장치 (1)는 금속호일이 아닌 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 금속 율(8)이 열원(2)과 면하는 내측막(4) 사이에 제공될 수 있다.
금속 율(8)은 내측막(4) 사이에 및/또는 최외측막(5)과 인접 내측막(4) 사이에 제공될 수 있다.
제5도는 열 분산 장치의 다른 구성을 나타낸다.
이 경우, 열원(2)은 인접한 내측막(4)사이에 있고, 절연재료(9)는 내측막(4)과, 외측막(5) 사이에 위치된다. 최외측막(5)은 평평할 수 있고 (제5도에 도시), 최외측막(5) 및/또는 내측막(4)은 이전에 설명한 바와 같이 돌기될 수도 있다.
제6도는 열 분산 장치 (1)가 미러를 가열하는데 이용되고 있는 적용상태를 나타낸다. 특히, 하나의 최외측막 (5)은 평평하며 차량의 외부측미러 (11)의 배면측에 접착제 (10)를 이용하여 접착된다. 막 (4)은 0.002인치(0.005㎝)두께인 알루미늄 호일일 수 있으며, 막 중 약간은 역전된 돌기 패턴을 가지는데, 즉 점들이 서로 떨어져 연장되어 있다. 최외측막 (5)은 0.004인치(0.001㎝) 두께의 알루미늄 호일일 수 있으며, 미러(11)에 면하는 막(5)은 다른 최외측막(5) 주위에 접혀져 밀폐된 모서리를 제공한다. 내측막(4)은 밀폐된 모서리내에서 느슨하게 고정되는 것이 바람직한데, 즉, 시트(4, 5)는 서로(야금술적으로 또는 다른 방법으로) 결합되지 않는다.
가열기(2a)의 과열 방지를 위한 더 미스터 같은 전자부품은 도시하고 있지 않다. 열원은 전기 토스터의 필라멘트를 형성하는 데 이용되는 재료(니크롬) 형태 등의 절연된 내열성 재료의 일체의 V자 형상 스트립(22)를 포함한다. 이 필라멘트는 본 발명에 따른 가열소자로 이용될 때 1000℉(542℃)의 온도에 이를 수 있다. 6Ω 저항을 가지며 12볼트에서 24와트를 생성하는 가열소자는 2분내에 -32℉에서 +32℉까지(-36℃ 내지 0℃)·미러(110를 가열하는데 충분한 것을 알아냈다.
제7도는 본 발명에 따른 열분산 장치의 정면도이다.
특히, 열원(2)은 관형 가열기(가열 전기오븐에 이용되는 형태와 동일)로 이루어지며, 가열기는 적층(3)의 중앙부에서 직선으로 연장되어 있고 가열기의 자유단은 적층의 모서리로부터 내측으로 이격되어 있다.
제8도는 부 발명에 따른 열 분산 장치(1)가 전기 절연 스페이서(14)에 의해 튜브(13) 내측에서 지지된 전기 저항 가열 필라멘트(12)를 포함하고 있는 구성의 측단면이다. 튜브는 금속호일(4)의 적층(3)에 의해 전체가 둘러싸여 있으며, 필라멘트(12)는 튜브의 양단부를 통과하여 필라멘트의 일단이 적층(3)의 일측을 연장시키고 필라멘트의 타안이 적층의 타측을 연장시키게 된다.
제9도는 제8도에서 나타낸 적층의 정단면도이다.
제10도는 필라멘트(12)의 양단이 튜브(13)의 일단을 통과하고 있는 다른 구성의 측 단면도이다. 제11도는 제10도에서 나타낸 적층의 정단면도를 나타낸다.
특히 효과적인 것으로 밝혀진 필라멘트(12)용 재료는 니켈 및 크로뮴을 포함하는 금속합금이다. 이런 형태의 필라멘트 재료는 우수한 열 방사특성을 가지며 또한 내열성인 Ni-크롬(또는 니크롬)이 일반적이다. 그러나, Ni-크롬 와이어외에 다른 형태의 열 생성 필라멘트가 또한 이용될 수 있다. 튜브내측의 필라멘트의 일부는 보호 코팅층 없이 그대로이다. 튜브외측의 필라멘트의 일부에는 세라믹, 테플론 또는 파이버 글래스 등의 전기절연 재료의 코팅층이 제공되는 것이 바람직하다.
튜브(13)는 글래스, 세라믹, 파이버 글래스, 세라믹 코팅 파이버 글래스, 또는 비도전성 플라스틱 같은 전기절연 재료로 형성된다. 튜브(13)는 원형, 사각형, 오각형 같은 여러 단면으로 형성된다.
3/16"(0.48cm)인 원통형 튜브는 특히 유용한 것으로 알려져 있다.
튜브 (13)는 파이렉스 글래스 같은 내열성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 필라멘트 (12)는 다음에 튜브 (13) 내측으로 드레드 된다. 필라멘트 (12)와 튜브 (13)의 내측벽사이의 공간은 열 팽창 및 수축에 의해서 필라멘트 (12)용 공간이 튜브 (13) 내측의 형상을 변형되게 한다. 필라멘트(12)가 튜브 (13)의 내표면에 녹여 있지만, 필라멘트 (12)와 튜브 (13)의 벽사이의 공간을 제공하기 위해서 스페이서 (14)를 이용하여 필라멘트 (12)를 지지하는 것이 바람직하다. 스페이서 (14)는 튜브 (13)의 각 단부에 위치되거나, 튜브 (13)의 길이를 따라 위치되어 있어, 필라멘트 (12)를 지지한다. 그러나, 필라멘트는 스페이서 (14) 없이 튜브내에서 지지될 수 있다.
예를 들면, 필라멘트는 튜브에 느슨히 고정되며 튜브의 개방단부 또는 단부들은 고온 실리콘 러버같은 전기절연 재료로 밀폐될 수 있다.
튜브 (13)는 배기 또는 공기, 니트로겐, 불황성가스 및/또는 다른 가스같은 다양한 유체로 충전될 수 있다.
튜브 (13)는 물, 오일 및/또는 비유전 유체 등의 액체로 충진될 수 있다. 다르게는, 필라멘트 (12)가 생략되고 튜브 (13)가 온수 또는 증기같은 가열된 유체 매체를 순환시키는데에 이용될 수 있다.
필라멘트 (12)는 필라멘트 (12)를 수용하는 열 분산 장치 (1)에 통로를 형성함으로써, 튜브 (13) 없이 적층 (3)에 지지될 수 있고, 원한다면, 필라멘트는 스폐이서 (14)를 경유하여 적층내에서 지지될 수 있다. 적층 (3)내의 통로의 측면은 러버 또는 플라스틱 같은 절연코팅층으로 코팅될 수 있어, 필라멘트 (12)가 통로를 경계짓는 금속호일막 (4, 5)의 모서리에 의해 단락되는 것을 방지한다.
필라멘트는 전기 절연 외측코팅층을 갖는 종래의 고온 와이어로 전원에 접속될 수 있다. 필라멘트와 와이어는 기계적 접속부 또는 납땜 같은 야금술적 결합기법으로 함께 접속될 수 있다. 필라멘트는 AC 또는 DC 전기에너지를 통하게 하여 가열될 수 있다.
다음 예는 본 발명의 형태를 설명한다.
[실시예 1]
선형적으로 연장된 1/8" O.D ×50"길이 (0.32cmO.D.×127cm길이)의 관형 전기저항 가열기가 두개의 6"×52"(15.24㎝×132.08cm) 조립체의 중앙부에 완전히 둘러싸여 있어서 가열기의 단부들은 합성물의 6"(15.24cm) 측면의 반대 모서리로부터 내측으로 1"(2.54㎝) 이격되어 있다.
돌기된 알루미늄 호일 (2밀리) 시트의 다섯 막이 포함된 각 조립체와/ 각 합성물의 외부 모서리는 외부모서리를 함께 밀폐하기 위해 함께 기계적으로 결합된다.
비교적 작은 열원으로부터의 열을 인가하여 각 합성물을 거쳐 균일한 온도를 생성하는데 목적이 있다. 온도측정 결과는 표 1에서 나타냈다. 이 테스트동안, 지지대에 놓인 합성물의 저부표면과, 합성물 상부표면은 약 70℉(21℃)에서 여전히 공기에 노출된다. 온도는 상부표면의 중앙부(T1), 52"(132.08cm) 측면의 상부표면의 외측 모서리(T2),저부 표면의 중앙부 (T3), 열원(T4) 및 52"(132.08㎝) 측면중 하나의 저부표면의 외측 모서리(T5)에서 측정된다. 이 경우, T2및 T5는 열원에서 약 3"(7.62㎝) 떨어져 있다. 제2의 합성물의 저부 표면은 어둡게 페인팅되고, 제3의 합성물의 상부 표면은 어둡게 페인팅된다.
[표 1]
[실시예 2]
선형으로 연장된 1/8" O.D. × 50" 길이(0.32㎝O.D.×127㎝길이)의 관형 전기 저항 가열기는 두개의 6"×53"(15.24㎝×134.62㎝) 조립체, 두개의 12"×53"(30.48㎝×134.62㎝) 조립체, 두개의 18"×53"(45.72㎝×134.62㎝) 조립체 및 두개의 24"×53"(60.96㎝×134.62㎝) 조립체의 중앙에 완전히 둘러 싸인다. 가열기의 단부는 합성물의 6"(15.24㎝)측면, 12"(30.48㎝) 측면, 18"(45.72㎝) 측면, 및 24"(60.96㎝) 측면 각각의 반대 모서리로부터 내측으로 1.5"(3.81㎝) 이격되어 있다.
돌기된 알류미늄 호일(2밀리) 시트의 5개의 막이 포함된 각 조립체와 각 합성물의 외측 모서리는 외측 모서리를 밀폐하도록 기계적으로 함께 결합된다. 비교적 작은 열원으로부터의 열을 인가하여 각 합성물을 거쳐 균일한 온도를 생성하는데 목적이 있다. 이 테스트 동안에, 지지대상에 놓인 합성물의 저부표면과, 합성물의 상부표면은 약 70℉(21℃)에서 여전히 공기에 노출되어 있다. 온도는 상부표면의 중앙(T1), 53"(134.62㎝)측면 중 하나의 상부표면의 외측 모서리(T2), 저부표면의 중앙(T3), 열원(T4), 53"(134.62㎝) 측면중 하나의 저부표면의 외측 모서리(T5) 및 T1과 T2사이의 중간에서 측정된다. 이 경우, T2및 T5은 6"(15.24㎝) 폭의 합성물에서 약 3"(7.62㎝) 떨어지고, 12"(30.48㎝)폭의 합성물에서 6"(15.24㎝)떨어지고, 18"(45.72㎝) 폭의 합성물의 열원으로부터 9"(22.86㎝) 떨어지고 24"(60.96㎝)폭의 합성물의 열원으로부터 12"(30.48㎝) 떨어져 있다.
[표 2]
[실시예 3]
선형적으로 연장한 1/8"O.D.×50"(0.32㎝O.D.×127㎝길이)의 관형 전기 저항 가열기는 두개의 8"×8"(20.32㎝×20.32㎝)와 두개의 24"×24"(60.96㎝×60.96㎝) 조립체의 중앙에 둘러싸여 가열기의 단부는 합성물의 반대 모서리 넘어 연장되어 있다. 각 조립체는 돌기된 알루미늄 호일(2밀리) 시트의 5개의 막을 포함하고, 각 합성물의 외부 모서리는 외측 모서리를 밀폐하기 위해 함께 기계적으로 접착된다. 비교적 작은 열원으로부터의 열을 인가하여 각 합성물을 거쳐 균일한 온도를 생성하는데 목적이 있다. 온도 측정 결과는 표 3에서 나타냈다. 이 테스트 동안에, 지지대에 놓인 합성물의 저부표면과, 합성물의 상부표면은 약 70℉(21℃)에서 공기에 여전히 노출되어 있다. 온도는 상부표면의 중앙(T1), 열원에 평행한 측면 중 하나의 상부표면의 외측 모서리(T2), 저부표면(T3)의 중앙, 열원(T4), 열원에 평행한 측면 중 하나의 저부 표면의 외측 모서리(T5) 및 T1와 T6사이의 중간(T6)에서 측정된다. 이 경우 T2와 T5는 8"×8"(20.32㎝×20.32㎝) 합성물의 열원으로부터 약 4"(10.16㎝) 떨어져 있으며 12"×12"(30.48㎝×30.48㎝)합성물의 열원으로부터 약 12"(30.48㎝)떨어져 있다.
[표 1]
[실시예 4]
선형적으로 연장한 1/8"O.D.×50"길이(0.32㎝O.D.×127㎝길이)의 관형 전기 저항 가열기는 두개의 6"×53"(15.24㎝×134.62㎝) 조립체의 중앙에서 둘러싸여 있어 가열기의 단부가 합성물의 6"(15.24㎝) 측면으로부터 내측으로 1.5"(3.81㎝) 이격되어 있다. 각 조립체는 돌기된 알루미늄 호일(2밀리) 시트의 5개의 막을 포함하고, 합성물의 외측 모서리는 외측 모서리를 밀폐하기 위해 함께 기계적으로 결합되어 있다. 비교적 작은 열원으로부터의 열을 인가하여 각 합성물을 거쳐 균일한 온도를 생성하는 것을 목적으로 한다. 온도측정의 결과는 표 4에서 나타냈다. 이 테스트 동안에 지지대위에 놓인 합성물의 저부 표면과, 합성물의 상부 표면은 약 70℉(21℃)에서 공기에 여전히 노출되어 있다. 온도는 상부표면의 중앙(T1), 53"(134.62㎝) 측면 중 하나의 상부 표면의 외측 모서리(T2), 저부 표면의 중앙(T2), 열원(T4) 및 53"(134.62㎝) 측면중 하나의 저부 표면의 외측 모서리(T5)에서 측정된다. 이 경우엔, T2및 T5열원으로부터 약 3"(7.62㎝) 떨어져 있다. 하나의 합성물에서 상부 조립체의 상하 측면은 어둡게 페인팅된다. 다른 합성물에서는 상부 조립체의 상부 표면은 어둡게 페인팅되고 저부 조립체의 상부 표면은 어둡게 페인팅된다.
[표 4]
본 발명은 상기한 실시예와 관련하여 기술되었지만 특허청구범위 영역내에서 벗어나지 않고 여러 변형이 가능하다.

Claims (26)

  1. 열 분산장치에 있어서, 국소적으로 배치되고 집중되어 있는 열원(2), 및 금속 호일(4, 5)의 적층체로 이루어지고, 상기 호일 층들은 1개층 위에 다른 층이 적층되는 방식으로 형성되며, 상기 금속 호일 층들은 각 층들 사이의 열의 대류가 충분히 일어날 수 있을 정도로 공간을 두고 격리되어 있고, 열원은 복수개 층의 금속 호일이 열원의 제 1 면상에 있고 1개 이상의 금속 호일이 열원(2)의 제 2면상에 있도록 금속 호일 층들 사이에 캡슐화되어 있는 것을 특징으로 하는 열분산장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 복수개의 상기 금속 호일층(4, 5)이 상기 열원(2)의 각각의 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  3. 제1항에 있어서, 1개 이상의 상기 금속 호일층(4, 5)에 융기된 무늬가 형성되어 상기 층들 사이의 공간에서 열 대류가 일어날 수 있도록 하고, 상기 융기부와 층(4, 5)의 인접 융기부 사이의 접촉지점에 열 대류작용을 제공하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  4. 제1항에 있어서, 열원(2)의 제 1측면상의 각각의 금속호일층(4, 5)이 편평한 최외부층(5)인 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  5. 제 3항에 있어서, 열원(2)의 제 1측면상의 금속호일 층들(4, 5)중의 하나가 편평한 최외부층(5)인 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  6. 제 1항에 있어서, 금속호일 층들(4, 5)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 것을 특징으로 하는 열 분산장치.
  7. 제 1항에 있어서, 금속호일 층들(4, 5)이 금속 야금법에 의해 서로 결합되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 열 분산장치.
  8. 제 1항에 있어서, 1개 이상의 금속호일 층들(4, 5)의 1개 이상의 측면상에 블랙 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  9. 제 8항에 있어서, 상기 블랙 코팅이 적층체(3)의 외표면(5)을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  10. 제 1항에 있어서, 상기 적층체(3)가 일부 이상의 금속호일 층들 사이에 절연 재료(8, 9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  11. 제 1항에 있어서, 상기 적층체가 일부 이상의 금속호일층들(4, 5) 사이에 금속 울(8)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  12. 제10항에 있어서, 상기 절연 재료(8, 9)가 전기절연 재료로 이루어진 1개 이상의 시이트(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 열원(2)이 저항성 가열 재료로 이루어진 봉 또는 와이어(2a, 12)를 포함하는 전기저항성 가열 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전기저항성 가열부재(2)가 저항성 금속 봉(2), 또는 전기 비전도성 재료층으로 피복된 와이어(2a, 12)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  15. 제14항에 있어서, 상기 봉(2) 또는 와이어(2a, 12)가 적층부(3) 외주변부로부터 내측으로 격리된 자유 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  16. 제1항에 있어서, 상기 열원(2)에는 가열된 기체 또는 액체가 순환될 수 있는 도관이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  17. 제13항에 있어서, 상기 전기저항성 가열부재(2)가 전지전도성 중합체 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  18. 제13항에 있어서, 차량의 사이드 미러(11)를 포함하고, 열원(2)의 일측면상의 금속 호일층(4, 5)이 상기 미러(11)의 후방 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  19. 제 1항에 있어서, 금속 호일층(4, 5)중 1개 층이 적층체(3)의 최외층(5)을 구성하고, 열원(2)과 최외층 사이의 금속 호일층(4)은 열원(2)이 206℃(400℉)로 가열될 때 최외층(5)이 94℃(200℉)이상의 온도에 도달하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  20. 제14항에 있어서, 금속 호일층(4, 5)중 1개 층이 적층체(3)의 최외층(5)을 구성하고, 최외층(5)의 온도는 열원(2)이 최외층(5)을 제 1 온도로부터 상기 제 1 온도보다 38℃(100℉) 이상 높은 제 2 온도로 가열시킬 때 최외층(5)의 어느 위치에서도 ±2.8℃(±5℉)이상 온도차가 나지 않는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  21. 제1항에 있어서, 상기 열원(2)이 관(13)내의 전기저항성 필라멘트(12)인 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  22. 제21항에 있어서, 상기 필라멘트(12)가 Ni-크롬 와이어인 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  23. 제21항에 있어서, 상기 관(13)이 유리, 파이렉스, 세라믹, 섬유유리 및 플라스틱으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  24. 제21항에 있어서, 상기 필라멘트(12)가 1개 이상의 스페이서(14)에 의해 상기 관(12)내에 지지되는 것을 특징으로 하는 열 분산장치.
  25. 제21항에 있어서, 상기 관(13)에 필라멘트(12)를 둘러싸는 유체 매질이 들어 있는 것을 특징으로 하는 열 분산장치(1).
  26. 제21항에 있어서, 상기 필라멘트(12)가 상기 관(13)의 반대쪽 단부(14)를 통과하는 것을 특징으로 하는 열 분산장치.
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