KR100391037B1 - 중합체저항가열엘리먼트 - Google Patents

Abstract

에너지화될 때 유체를 가열할 수 있는 전기 전도 저항 재료(14)를 포함하는 가열 엘리먼트(10)를 사용하는 이들 엘리먼트를 포함하는 중합체 가열 엘리먼트(10) 및 온수기. 엘리먼트(14)는 나선적으로 감겨지고 저항 재료(14)상에 집적적으로 배치된 중합체 층(30)에 의해 절연 및 보호된다. 엘리먼트(10)는 가볍고, 비싸지 않고, 희생 가열 용량없이 갈바니 부식 및 석회석 증착을 최소화한다.

Description

중합체 저항 가열 엘리먼트{POLYMERIC RESISTANCE HEATING ELEMENT}

온수기와 관련하여 사용된 전기 저항 가열 엘리먼트는 종래에 금속 및 세라믹 구성요소로 만들어졌었다. 통상적인 구조는 Ni-Cr 코일의 단부에 납땜된 한 쌍의 단자 핀을 포함하고, 이것은 U 모양 관형 금속 외장을 통하여 축에 배치된다. 저항 코일은 분말 세라믹 재료, 일반적으로 산화 마그네슘에 의해 금속 외장으로부터 절연된다.

각각의 종래 가열 엘리먼트가 10년간 온수기 산업에서 쓸만한 장치였었고, 다수의 폭넓게 인식된 결함이 있었다. 예를 들어, 금속 외장 및 탱크의 어떤 노출된 금속 표면 사이에 발생하는 갈바니 전류는 시스템의 다양한 양극처리 금속 구성요소의 부식을 형성한다. 통상적으로 구리 또는 구리 합금인 가열 엘리먼트의 금속 외장은 가열 엘리먼트의 때 이른 결함을 유도할 수 있는 석회 증착물을 유도한다. 부가적으로, 황동 부품 및 구리 배관의 사용은 구리의 가격이 수년동안 올랐기 때문에 크게 비싸진다.

금속 엘리먼트에 대한 대안으로서, 적어도 하나의 플라스틱 외장 전기 가열엘리먼트는 쿠닝함에 의해 제안된 미합중국특허 제 3,943,328 호에서 제안되었다. 개시된 장치에서, 종래의 저항 와이어 및 분말 산화 마그네슘은 플라스틱 외장과 관련하여 사용된다. 이런 플라스틱 외장이 비전도성이기 때문에, 탱크의 물과 접촉하는 가열 유니트의 다른 금속 부분으로 인해 생성된 갈바니 셀은 없고, 석회 축적이 없다. 바람직하지 못하게, 이들 종래 기술의 여러 이유로 인해, 플라스틱 외장 가열 엘리먼트는 일반적인 유효 사용 수명 이상의 정격 고전력을 달성할 수 없고, 동시에 폭넓게 허용되지 않는다.

본 발명은 전기 저항 가열 엘리먼트, 특히 가스 및 액체를 가열하기 위한 중합체 기초 가열 엘리먼트에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 중합체 유체 가열기의 투시도.

도 2는 도 1의 중합체 유체 가열기의 좌측 평면도.

도 3은 도 1의 중합체 유체 가열기의 부분 단면 및 투시도를 포함하는 정면도.

도 4는 도 1의 중합체 유체 가열기의 바람직한 내부 성형 부분의 정면 단면도.

도 5는 도 1의 중합체 유체 가열기에 대한 바람직한 단 어셈블리의 정면 부분 단면도.

도 6은 본 발명의 중합체 유체 가열기의 바람직한 코일 단부의 확대 부분 정면도.

도 7은 본 발명의 중합체 유체 가열기에 대한 이중 코일 실시예의 확대 부분 정면도.

본 발명은 중합체 전기 저항 가열 엘리먼트 및 상기 엘리먼트를 포함하는 온수기를 제공한다. 바람직한 엘리먼트는 한쌍의 단자 단부에 결합된 한 쌍의 자유 단부를 가지는 전기 전도 저항 가열 재료를 포함한다. 저항 가열 재료는 중합체의 집적층내에 밀봉되게 절연된다. 저항 재료 및 중합체층은 중합체층의 용융없이 적어도 약 120℉(49℃)의 온도로 다량의 물을 가열하기에 충분한 저항 가열을 제공하는 새로운 가열 엘리먼트의 핵심을 함께 이룬다.

본 발명의 가열 엘리먼트는 상업용 가정용을 위하여 가열한 뜨거운 물을 제공하는데 가장 적당하다. 상기 가열 엘리먼트는 가스 유체 매체를 가열하기 위하여 적어도 약 100-1200 W, 및 액체 유체 매체를 가열하기 위하여 약 1000 내지 약 6000 와트("W"), 및 바람직하게 약 1700-4500 W를 생성하도록 설계된다. 이 전력은 탱크가 플라스틱으로 만들어진 경우에도 온수기의 중합체 코팅 또는 저장 탱크를 손상시키지 않고 생성된다. 비록 본 발명이 어떤 특정 이론에 제한되지 않을지라도, 오일, 공기, 또는 물일 수 있는 유체 매체의 냉각 효과가 중합체층을 용융점 이하로 유지하고, 녹지않고 저항 가열 재료로부터 전달성의 열을 전달할 수 있다.

약 120°- 180℉(49°- 82℃)의 유용한 온도로 물을 효과적으로 가열하기 위하여, 중합체 코팅이 가능한 한 얇아야 하고, 바람직하게 0.5 인치(1.27 ㎝), 이상적으로 약 0.1 인치(0.254 ㎝)이하 이어야 한다. 이것은 코팅이 엘리먼트의 열 전도 효율을 떨어뜨리지 않도록 너무 많은 질량을 제공하지 않고 전기 단락에 대해 밀봉을 제공하게 한다. 중합체 코팅은 균일하여야 하고 실질적으로 액체 환경의 때 이른 실패를 유도할 수 있는 엘리먼트를 따라 뜨거운 스폿의 발생을 방지하도록 버블(bubble)이 없어야 한다.

본 발명의 보다 상세한 실시예에서, 유체 매체를 가열하는데 사용하기 위한 전기 저항 가열 엘리먼트가 제공된다. 가열 엘리먼트는 한 쌍의 자유 단부를 가지는 접혀진 저항 배선의 나선형 코일을 포함한다. 나선형 코일은 고압 중합체에 밀봉되게 싸여진다. 상기 엘리먼트는 개방 단부 및 밀폐 단부를 가지는 관형 형태를 나타낸다. 밀폐 단부는 나사 홈이 난 플랜지 접속기 및 저항 와이어의 자유 단부에 접속되고 나사홈이 나진 플랜지 접속기로부터 전력원에 접속하기 위한 엘리먼트의 밖으로 연장하는 한 쌍의 전도체를 포함한다. 가열 엘리먼트는 과열, 중합체의 용융, 또는 전기 단락의 발생 중에 엘리먼트로부터 흐르는 전기 에너지를 분리할 수 있게 고온 컷 오프 장치를 포함한다.

첨부 도면은 개시에 적당한 다른 정보뿐 아니라, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다.

본 발명은 전기 저항 가열 엘리먼트 및 이들 엘리먼트를 포함하는 온수기를 제공한다. 이들 장치는 석회석 증착 및 단락된 엘리먼트 수명 문제뿐 아니라 물 및 기름 가열기내의 갈바니 부식을 최소화하는데 사용한다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "유체" 및 "유체 매체"는 액체 및 기체 양쪽에 적용된다.

도면을 참조하여, 그리고 특히 도 1-3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 중합체 유체 가열기(100)가 도시된다. 이 저항 가열 재료는 예를 들어 와이어, 메쉬,리본, 또는 S자 모양이다. 바람직한 가열기(100)에서, 한 쌍의 단자의 단부(12 및 16)에 결합된 한 쌍의 자유 단을 가지는 코일(14)은 저항 가열을 생성하기 위하여 제공된다. 코일(14)은 고온 중합체 재료의 전체 층을 가지는 유체로부터 밀봉되게 및 전기적으로 절연된다. 다른 말로, 능동 저항 가열 재료는 중합체 코팅에 의해 유체의 단락으로부터 보호된다. 본 발명의 저항 재료는 중합체 층을 용융하지 않고 적어도 약 120℉의 온도로 물을 가열하기 위하여 충분한 표면 영역, 길이 또는 단면 두께를 가진다. 하기 논의될 바와 같이, 이것은 주의 깊게 적당한 재료 및 크기를 선택함으로써 달성된다.

특히 도 3을 참조하여, 바람직한 중합체 유체 가열기(100)는 일반적으로 3개의 필수 구성 부분을 포함한다 : 도 5에 도시된 단 어셈블리(200), 도 4에 도시된 내부 성형부(300), 및 중합체 코팅부(30). 각각의 이들 구성요소, 및 중합체 유체 가열기(100)에 마지막 어셈블리는 추가로 설명될 것이다.

도 4에 도시된 바람직한 내부 성형부(300)는 고온 중합체로 만들어진 단일 피스 삽입 몰드 구성요소이다. 내부 성형부(300)는 그것의 최외부 단부에 플랜지(32)를 포함한다. 플랜지(32)에 인접하게 다수의 나사부(22)를 가지는 칼라가 있다. 나사부(22)는 예를 들어 온수 탱크에서 저장 탱크의 측벽을 통하여 설치 구멍의 내부 직경 내에 맞추도록 설계된다. O 링(도시되지 않음)은 확실한 물 밀봉을 제공하기 위하여 플랜지(32)의 내부 표면에 사용된다. 바람직한 내부 성형부(300)는 바람직한 원형 단면내에 배치된 서미스터 공동(39)을 포함한다. 서미스터 공동(39)은 유체로부터 서미스터(25)를 분리하기 위한 단부 벽(33)을 포함할 수 있다. 서미스터 공동(39)은 단 어셈블리(200)의 쉬운 삽입을 제공하기 위하여 플랜지(32)를 통하여 바람직하게 개방된다. 바람직한 내부 성형부(300)는 서미스터 공동 및 단 어셈블리(200)의 전도체 바(18) 및 단 전도체(20)를 수용하기 위한 내부 성형부의 외측 벽 사이에 배치된 적어도 한 쌍의 전도체 공동(31 및 35)을 포함하고, 내부 성형부(300)는 외측 주변 주위에 배치된 일련의 방사적 정렬 홈(38)을 포함한다. 이들 그루브는 나사 또는 접속되지 않은 트렌치등이고, 바람직한 코일(14)의 나선부를 전기적으로 분리하기 위한 자리를 제공하기에 충분히 간격져야 한다.

바람직한 내부 성형부(300)는 삽입 성형 처리를 사용하여 제조될 수 있다. 흐름 통과 공동(11)은 12.5인치(31.75 ㎝) 긴 수력으로 작동된 코어 풀(pull)을 사용하여 바람직하게 생성되고, 그것에 의해 길이 약 13-18 인치(33.02-45.72㎝)인 엘리먼트를 생성한다. 내부 성형부(300)는 플랜지(32)와 반대측에 배치된 링 게이트를 사용하여 금속 주형물로 채워진다. 능동 엘리먼트 부분(10)에 대한 목표 벽 두께는 바람직하게 0.5 인치(1.27㎝), 및 바람직하게 0.1 인치(0.254㎝) 이하, 및 목표 범위 약 0.04-0.06 인치(0.1-0.15㎝)이고, 이것은 삽입 성형 장치에 대하여 현재 보다 낮은 범위로 믿어진다. 한 쌍의 후크 또는 핀(45 및 55)은 하나 이상의 코일의 나선형에 대한 단 포인트 또는 앤커(anchor)를 제공하기 위하여 연속적인 나사 또는 트렌치 사이에 능동 엘리먼트 전개 부분(10)을 따라 성형된다. 플랜지 부분을 통한 측면 코어 풀 및 단부 코어 풀은 삽입 성형동안 서미스터 공동(39), 흐름 통과 공동(11), 전도체 공동(31 및 35), 흐름 통과 구멍(57)을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.

도 5를 참조하여, 바람직한 단 어셈블리(200)가 논의된다. 단 어셈블리(200)는 한 쌍의 단자 접속부(23)를 수용하기 위하여 설계된 중합체 단부 캡(28)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단자 접속부(23 및 24)는 단부 전도체(20) 및 서미스터 전도체 바(21)의 단부이다. 서미스터 전도체 바(21)는 서미스터 단자27)과 단자 접속부(24)를 전기적으로 접속한다. 다른 서미스터 단자(29)는 도 4의 보다 낮은 부분을 따라 전도체 공동(35)내에 맞추도록 설계된 서미스터 전도체 바(18)에 접속된다. 회로를 완성하기 위하여, 서미스터(25)가 제공된다. 선택적으로, 서미스터(25)는 외부 회로 차단기에 접속되는 자동 온도 조절 장치, 고체 상태 TCO 또는 단순히 접지대로 대치될 수 있다. 접지대(도시되지 않음)가 중합체의 용융동안 단락하도록 단자 단부(16 또는 12)의 하나에 우선적으로 배치된다.

바람직한 실시예에서, 서미스터(25)는 포테지 일렉트릭에 의해 팔리고 있는 모델 W 시리즈같은 스냅(snap) 동작 자동온도 조절장치/서모프로텍터(thermoprotector)이다. 이런 서모프로텍터는 콤팩트 크기이고 120/240 VAC 로드에 적당하다. 그것은 전기적으로 능동인 경우 전도성 바이메탈 구조를 포함한다. 단부 캡(28)은 바람직하게 각각 성형된 중합체 부분이다.

단 어셈블리(200) 및 내부 성형부(300)는 제조되고, 그것은 바람직하게 능동 엘리먼트 부분(10)의 정렬 그루브(38)상에 개시된 코일(14)을 감기 전에 함께 어셈블리된다. 그렇게 하는데, 코일 단자 단부(12 및 16)를 가지는 보상 회로를 제공하는 것을 주의하여야 한다. 이것은 열적 전도체(20) 및 서미스터 전도체 바(18)에 코일 단자 단부(12 및 15)를 납땜, 결합 또는 스폿 용접에 의해 보장된다. 또한 중합체 코팅부(30)를 적용하기 전에 내부 성형부(300)상에 코일(14)을 적당하게 배치하는 것은 중요하다. 바람직한 실시예에서, 중합체 코팅부(30)는 내부 성형부(300)를 가지는 열가소성 중합체 접착을 형성하기 위하여 돌출된다. 내부 성형부(300)로 인해, 코어 풀은 흐름 통과 구멍(57) 및 흐름 통과 공동(11) 개구부를 유지하기 위하여 성형 과정동안 성형부에 도입될 수 있다.

도 6 및 도 7에 대하여, 본 발명의중합체 저항 가열 엘리먼트에 대한 단일 및 이중 저항 와이어 실시예가 도시된다. 도 6에 도시된 단일 와이어 실시예에서, 내부 성형부(300)의 정렬 그루브(38)는 나선형부(42 및 43)를 가지는 제 1와이어 쌍을 코일 형태로 감기 위하여 사용된다. 바람직한 실시예가 접혀진 저항 와이어를 포함하기 때문에, 접혀지거나 나선형의 단부(44)의 끝 부분은 핀(45) 주위에 접혀짐으로써 씌워진다. 핀(45)은 내부 성형부(300)를 따라 성형된 부분 및 삽입부이다.

유사하게, 이중 저항 와이어 구조가 제공될 수 있다. 이런 실시예에서, 제 1저항 와이어의 나선형부(42 및 43)의 제 1쌍은 제 2핀(55) 주위에 감겨진 제 2코일 나선형 단부(54)에 의해 동일 저항 와이어의 다음 연속 쌍의 나선형부(46 및 47)로부터 분리된다. 제 2 코일 나선형 단부(54)에 전기적으로 접속된 제 2 저항 와이어의 제 2쌍의 나선형부(52 및 53)는 정렬 그루브의 다음 인접 쌍에 나선형부(46 및 47) 다음 내부 성형부(300) 주위에 감겨진다. 비록 이중 코일 어셈블리가 각 와이어에 대한 다른 선택적인 나선형 쌍을 도시하지만, 나선형부는 전도 코일이 각각의 플라스틱 코팅부등같은 내부 성형부 또는 몇몇의 다른 절연 재료에 의해 서로 절연되는한 목표된 바와 같은 각각의 저항 와이어, 또는 불규칙적인 수, 및 권선 모양에 대한 두 개 이상의 나선형부의 그룹으로 감겨질 수 있다는 것이 이해된다.

본 발명의 플라스틱 부분은 바람직하게 약 120-180℉(49°- 82℃)의 유체 매체 온도에서 변형되지 않거나 용융되지 않을 "고온" 중합체를 포함한다. 200℉(93℃)보다 큰 용융 온도를 가지는 열가소성 중합체는 비록 어떤 세라믹 및 열경화성 중합체가 이런 목적을 위하여 사용될지라도 가장 바람직하다. 바람직한 열가소성 재료는 탄화불소, 폴리아릴술폰, 폴리이미드, 폴리에테르테르케톤, 폴리페닐린 설파이드, 폴리에테르 술폰, 및 이들 열가소성의 혼합물 및 공중합체를 포함한다. 상기 응용을 위하여 허용될 수 있는 열경화성 중합체는 어떤 에폭시, 석탄산 및 실리콘을 포함한다. 액정 중합체는 고온 화학 처리를 개선하기 위하여 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 폴리페닐린 설파이드("PPS")는 특히 삽입 성형동안 상승된 온도 서비스, 낮은 가격 및 쉬운 처리로 인해 가장 바람직하다.

본 발명의 중합체는 흑연, 유리 또는 폴리아미드 섬유같은 약 5-40 wt.% 섬유 보강재까지 포함할 수 있다. 이들 중합체는 열적 전도성 및 성형 릴리스 특성을 개선하기 위하여 다양한 추가물로 혼합될 수 있다. 열적 전도성은 탄소, 흑연 및 금속 분말 또는 조각의 부가로 개선될 수 있다. 그러나 상기 첨가물은 어떤 전도 재료의 과잉이 바람직한 중합체 코팅의 절연 및 부식 저항 효과를 손상시키기때문에 초과로 사용되지 않는 것이 중요하다. 본 발명의 중합체 엘리먼트중 어떤 것은 이들 재료의 어떤 결합으로 만들어지거나, 이들 중합체중 선택적인 하나가 엘리먼트에 대한 최종 용도에 따라 본 발명의 여러 부분에 첨가물을 가지거나 없이 사용될 수 있다.

본 발명의 유체 가열기에 전류를 전도하고 열을 생성하기 위하여 사용된 보강 재료는 전기적으로 전도성이고, 열 저항성인 저항 금속을 포함한다. 일반적인 금속은 비록 어떤 구리, 강철 및 스테인레스 스틸 합금이 적당할지라도 Ni-Cr 합금이다. 물같은 유체를 가열하는 충분한 저항을 생성할 수 있는 한 흑연, 탄소 또는 금속 분말 또는 섬유를 포함하는 전도성 중합체가 금속 저항 재료를 위한 대치물로서 사용된다는 것이 계획된다. 바람직한 중합체 유체 가열기(100)의 잔류 전기 전도체는 이들 전도 재료를 사용하여 제조될 수 있다.

물을 가열하는데 사용된 본 발명의 바람직한 중합체 유체 가열기의 표준 정격은 비록 전도 코일(14)의 길이 및 와이어 직경이 1000 W 내지 약 6000 W, 및 바람직하게 약 1700 W 및 4500 W의 다중 정격을 제공하기 위하여 변화될 수 있다. 가스 가열을 위하여, 약 100-1200 W의 보다 낮은 전력이 사용될 수 있다. 이중 및 심지어 삼중 전력 용량이 능동 엘리먼트 부분(10)을 따라 다른 부분에서 끝나는 다중 코일 또는 저항 재료를 사용함으로써 제공될 수 있다.

상기로부터, 본 발명이 온수기 및 오일 공간 가열기를 포함하는 모든 형태의 유체 가열 장치에 사용하기 위하여 개선된 유체 가열 엘리먼트를 제공한다는 것이 실현된다. 본 발명의 바람직한 장치는 비용을 최소화하고 유체 저장 탱크내의 갈바니 동작을 감소시키기 위하여 중합체이다. 본 발명의 어떤 실시예에서, 중합체 유체 가열기는 종합적으로 금속 이온 관련 부식을 피하기 위하여 중합체 저장 탱크와 관련하여 사용될 수 있다.

선택적으로, 이들 중합체 유체 가열기는 동시에 가스 또는 유체를 저장 및 가열하기 위하여 자체 저장 컨테이너로서 각각 사용되게 설계된다. 상기 실시예에서, 흐름 통과 공동(11)은 탱크 또는 저장 웅덩이 형태로 성형되고, 가열 코일(14)은 탱크 또는 웅덩이의 벽내에 포함되고 탱크 또는 웅덩이에 유체 또는 가스를 가열하기 위하여 에너지화시킨다. 본 발명의 가열 장치는 음식 온열장치, 컬러(curler) 가열기, 헤어 드라이어, 커링(curling) 다리미, 다리미, 및 스파스(spas) 및 풀에 사용된 레크레이션 가열기에 사용된다.

본 발명은 또한 유체 매체가 본 발명의 저항 재료 또는 하나 이상의 권선을 포함하는 중합체 튜브를 통하여 통과되는 유체 통과 가열기에 응용할 수 있다. 유체 매체는 상기 튜브의 내부 직경을 통하여 통과할 때, 저항 열은 가스 또는 액체를 가열하기 위하여 튜브의 내부 직경 중합체 벽을 통하여 생성된다. 유체 통과 가열기는 헤어 드라이 및 물을 가열하기 위하여 사용된 "온-명령" 가열기에 사용한다.

비록 다양한 실시예가 기술되었지만, 이것은 본 발명을 기술 및 제한하지 않는다. 당업자에게 명확하고 본 발명의 범위 내에 있는 다양한 변형이 첨부된 청구범위에 기술된다.

Claims (35)

1. 유체를 가열하기 위하여, 탱크의 벽을 통하여 배치될 수 있는 전기 저항 가열 엘리먼트로서,

   한 쌍의 단자 단부에 결합된 한 쌍의 자유 단부를 가지는 전기 전도 저항 가열 재료를 포함하며, 상기 저항 가열 재료는 가열될 유체와 접촉하는 자체 지지 중합체 재료 내에 둘러싸이고, 밀봉되어 절연되고, 상기 저항 가열 재료는 상기 중합체 재료를 용융시키지 않고 적어도 대략 120℉의 온도로 상기 다량의 유체를 가열시키기 위한 적어도 대략 1000W를 발생시키도록 상기 중합체 재료를 통하여 충분한 열을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트
2. 제 1항에 있어서, 상기 중합체 재료는 폴리페닐린 설파이드(polyphenylene sulfide) 또는 액정 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 중합체 재료는 사출 성형된 중합체 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
4. 제 1항에 있어서, 상기 중합체 재료는 유체를 순환시키기 위한 한 쌍의 흐름 통과 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
5. 제 3항에 있어서, 상기 중합체 코어는 그 위에 배치된 정렬 홈을 가지는 관형 모양인 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
6. 제 5항에 있어서, 상기 저항 가열 재료는 상기 정렬 홈에 배치된 나선형 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
7. 제 2항에 있어서, 상기 중합체 재료는 열 전도성을 향상시키기 위하여 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
8. 공기 또는 물과 같은 유체 매체 가열시 사용하기 위한 탱크의 벽을 통하여 배치될 수 있는 전기 저항 가열 엘리먼트에 있어서,

   단부 개구를 갖는 관 모양의 제 1 단부, 상기 단부 개구로부터 인접하게 배치된 공동 및 플랜지된 제 2 단부를 포함하는 중합체 내부 코어;

   상기 관 모양의 제 1 단부를 따라 상기 유체 매체로 연장하는 상기 중합체 내부 코어에 의해서 감겨지고 자체 지지되는 한 쌍의 자유 단부를 갖는 폴디드 저항 와이어의 나선형 코일; 및

   상기 중합체 내부 코어상에 상기 코일을 밀봉하여 둘러싸기 위해 상기 나선형 코일 상에 배치되며, 상기 유체와 접촉되는 중합체 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
9. 제 8항에 있어서, 상기 중합체 코팅은 열 전도성을 개선시키기 위하여 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
10. 제 8항에 있어서, 상기 중합체 코팅 재료는 폴리페닐린 설파이드(polyphenylene sulfide) 또는 액정 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
11. 제 8항에 있어서, 상기 중합체 코팅 및 상기 중합체 내부 코어는 200℉ 보다 더 큰 용융점을 갖는 일반적인 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
12. 제 11항에 있어서, 상기 중합체 코팅부는 약 0.5인치보다 크지 않은 두께로 상기 나선형 코일 상에 성형되는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
13. 제 12항에 있어서, 상기 중합체 코팅부는 약 0.1인치보다 적은 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
14. 제 8항에 있어서, 상기 중합체 내부 코어는 유리, 흑연 또는 폴리아미드 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.
15. 물을 저장하기 위한 탱크; 및

    상기 탱크의 일부의 물에 전기 저항 가열을 제공하기 위하여 상기 탱크의 한 벽을 통하여 부착된 가열 엘리먼트를 포함하고, 상기 가열 엘리먼트는 에너지화될 때 상기 부분을 가열할 수 있는 전기 전도 저항 가열 재료 및 상기 저항 가열 재료 및 상기 물과 접촉하고 상기 물로부터 상기 저항 가열 재료를 전기 절연하는 중합체 밀폐 재료를 포함하고, 상기 중합체 밀폐 재료는 상기 저항 가열 재료를 가지며 용융되지 않고 적어도 120℉로 상기 물의 온도를 상승시키도록 상기 저항 가열 재료에 의해 생성된 열을 상기 물에 효과적으로 전달하는 자체 지지 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
16. 제 15항에 있어서, 상기 탱크는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
17. 제 15항에 있어서, 상기 가열 엘리먼트는 개방 및 밀폐 단부를 가지는 튜브를 포함하고, 상기 밀폐 단부는 나선 가공된 플랜지된 접속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
18. 제 17항에 있어서, 상기 나선 가공된 플랜지된 접속기는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
19. 제 15항에 있어서, 상기 중합체 재료는 사출 성형된 열가소성 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
20. 제 15항에 있어서, 상기 중합체 밀폐 재료는 폴리페닐린 설파이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
21. 유체 매체를 저항 가열하는 방법에 있어서,

    (a) 에너지화될 때 상기 유체 매체를 가열할 수 있는 전기 전도 저항 가열 재료를 포함하는 전기 저항 가열 엘리먼트를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 중합체 재료는 상기 저항 가열 재료가 상기 유체 매체로 연장하고 상기 유체 매체에 의해 실질적으로 둘러싸여지게 집적적으로 감싸지고 자체 지지되고;

    (b) 상기 가열 엘리먼트를 탱크의 벽을 통하여 상기 유체 매체에 담기어, 상기 유체 매체가 상기 중합체 재료를 통하여 전달되는 상기 저항 가열 재료에 의해 생성된 열을 흡수하는 동안 용융점 이하로 상기 중합체 재료를 유지하기 위하여 상기 중합체 재료와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 저항 가열 방법.
22. 제 21항에 있어서, 상기 중합체 재료는 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 저항 가열 방법.
23. 제 21항에 있어서, 상기 엘리먼트는 상기 유체 매체를 수용하기 위하여 개방 단부를 가지며, 상기 유체 매체는 상기 엘리먼트의 내측 및 외측 양쪽상의 상기 중합체 재료로부터 열을 흡수하는 것을 특징으로 하는 저항 가열 방법.
24. 제 15항에 있어서, 상기 저항 가열 재료는 나선형 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
25. 제 24항에 있어서, 상기 나선형 코일은 상기 나선형 코일의 제 1 단부상에 위치한 한 쌍의 자유 단부를 갖는 폴디드 저항 금속 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
26. 제 15항에 있어서, 상기 중합체 밀폐 재료는 섬유 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
27. 제 15항에 있어서, 상기 중합체 밀폐 재료는 열 전도성을 개선시키기 위하여 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
28. 유체 매체를 가열하기 위한 전기 저항 가열 디바이스에 있어서,

    한 쌍의 단자 단부에 결합된 한 쌍의 자유 단부를 갖는 전기 도전 저항 가열 부재를 포함하며, 상기 저항 가열 부재는 전기적으로 절연되며, 열적으로 도전되는사출 성형된 중합체 재료의 일체층(integral layer)내에 싸이며, 일체 층에 의해 완전히 지지되어, 상기 중합체 재료는 상기 유체 매체와 직접 접촉하며, 상기 유체 매체를 가열시킬 때 용융되지 않는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
29. 제 28항에 있어서, 상기 중합체 재료는 적어도 대략 200℉의 용융점을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
30. 제 28항에 있어서, 상기 중합체 재료는 흑연, 유리 또는 폴리아미드 섬유 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
31. 제 28항에 있어서, 상기 중합체 재료는 적어도 물 저장 컨테이너의 측벽의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
32. 제 28항에 있어서, 제 2 전력율을 갖는 제 2 전기 도전 저항 가열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
33. 제 28항에 있어서, 상기 사출 성형된 중합체 재료는 폴리페닐린 설파이드 또는 액정 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
34. 제 33항에 있어서, 상기 사출 성형된 중합체 재료는 열 도전성을 개선시키기위하여 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 디바이스.
35. 제 12항에 있어서, 상기 중합체 코팅부는 대체로 버블이 없는 사출 성형된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 가열 엘리먼트.

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