KR101654124B1 - 가열 장치 - Google Patents

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잉 팡 탄
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

가열 장치는, 공기 유입구, 적어도 하나의 공기 유출구, 임펠러, 공기 유입구를 통해 공기를 흡인하도록 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 모터의 회전 속도를 사용자 선택가능한 범위의 값들 중에서 사용자가 선택할 수 있게 하기 위한 사용자 인터페이스, 및 공기 유입구로부터 각각의 공기 유출구로 통과하는 공기를 가열하기 위한 적어도 하나의 정 온도 계수(PTC) 가열 요소를 포함하는 적어도 하나의 히터 어셈블리를 포함한다. 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기가 검출되며, 모터의 회전 속도는 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 특성에 따라, 사용자에 의해 선택되는 회전 속도와는 독립적으로 제어된다.

Description

가열 장치{HEATING APPARATUS}
본 발명은 가열 장치에 관한 것이다. 바람직한 실시예로서, 본 발명은 실내, 사무실 또는 기타 다른 가정 환경에서 따뜻한 기류를 생성하기 위한 팬 히터에 관한 것이다.
기존의 가정용 팬은 통상적으로, 축을 중심으로 회전하도록 장착된 블레이드 또는 베인의 세트, 및 공기 흐름을 생성하도록 블레이드의 세트를 회전시키기 위한 구동 장치를 포함한다. 이러한 공기 흐름의 이동 및 순환에 의해 '풍속 냉각' 또는 미풍이 생성되고, 결과적으로 열이 대류와 증발을 통해 방산됨에 따라 사용자는 냉각 효과를 경험하게 된다.
이러한 팬은 다양한 크기와 형상으로 입수가능하다. 예를 들어, 천장 팬은 지름이 적어도 1m 일 수 있고, 통상 천장에 매달리는 방식으로 장착되어 하방으로의 공기 흐름을 제공함으로써 방을 냉각시키게 된다. 한편, 책상 팬은 종종 지름이 대략 30cm 이고, 통상적으로 직립 및 휴대가 자유롭다. 거실 직립형 타워 팬은 일반적으로, 대략 1m 높이의 수직으로 연장되는 기다란 케이싱을 포함하며 공기 흐름 생성을 위해 회전 블레이드의 하나 이상의 세트를 하우징한다. 왕복운동 메커니즘을 이용하여 타워 팬으로부터의 유출구를 회전시킴으로써 이러한 공기 흐름이 방의 넓은 영역에 걸쳐 전달되게 할 수 있다.
팬 히터는 일반적으로, 회전하는 블레이드에 의해 생성된 공기 흐름을 사용자가 가열할 수 있도록 회전 블레이드의 후방 또는 전방에 위치하는 다수의 가열 요소를 포함한다. 이러한 가열 요소는 통상 열 방사 코일 또는 핀(fin)의 형태이다. 팬 히터로부터 배출되는 공기 흐름의 온도를 사용자가 제어할 수 있도록 통상적으로 가변의 서모스탯, 또는 다수의 미리결정된 출력 파워 셋팅이 제공된다.
이러한 유형의 구성의 단점은, 팬 히터의 회전하는 블레이드에 의해 생성된 공기 흐름이 일반적으로 균일하지 않다는 점이다. 이는 팬 히터의 블레이드 표면 또는 외측으로 향하는 표면에 걸친 편차 때문이다. 이러한 편차의 범위는 제품마다 다를 수 있고, 나아가 개별 팬 히터마다 다를 수 있다. 이러한 편차는 난류, 또는 '고르지 못한' 공기 흐름을 유발하게 되고, 이는 공기의 일련의 펄스로 느껴질 수 있어 사용자에게 불편할 수 있다. 공기 흐름의 난류에 기인하는 추가적인 단점은 팬 히터의 가열 효과가 거리에 따라 급속하게 감소할 수 있다는 점이다.
가정 환경에서는 공간 제약 때문에 기기가 가능한 작고 컴팩트한 것이 바람직하다. 기기의 부품이 외측으로 돌출하거나 사용자가 블레이드와 같은 임의의 움직이는 부품에 터치가능한 것은 바람직하지 못하다. 팬 히터는, 사용자가 움직이는 블레이드 또는 고온의 열 방사 코일과 접촉하여 상해를 입는 것을 방지하기 위해, 이러한 블레이드 및 열 방사 코일을 케이지 또는 구멍 뚫린 케이싱 내에 하우징하는 경향이 있지만, 이렇게 에워싸인 부품은 세척이 곤란할 수 있다. 결과적으로, 소정량의 먼지 또는 기타 다른 잔해가 팬 히터의 미사용시 케이싱 내에 그리고 열 방사 코일 상에 쌓이게 될 수 있다. 열 방사 코일이 작동되면, 코일의 외측면의 온도는 급속히 올라갈 수 있고, 특히 코일로부터 출력되는 파워가 비교적 높은 경우 700℃를 초과하는 값까지 올라갈 수 있다. 결과적으로, 팬 히터의 미사용시 코일 상에 머물게 된 먼지 중 일부가 타버려 소정 기간 동안 팬 히터로부터 불쾌한 냄새가 배출될 수 있다.
WO 2012/017219는 팬 히터로부터 공기를 쏘아 보내기 위해 케이지형 블레이드를 이용하지 않는 팬 히터를 개시한다. 대신에 팬 히터는 1차 공기 흐름을 베이스로 흡인하기 위한 모터 구동 임펠러를 하우징하는 베이스, 및 이러한 베이스에 연결되고 1차 공기 흐름이 팬으로부터 그를 통해 배출되는 환형 마우스를 포함하는 환형 노즐을 포함한다. 노즐은 중앙의 개구부를 형성하며 이러한 중앙의 개구부를 통해 팬 어셈블리의 국부적인 환경에 있는 공기가 마우스로부터 배출된 1차 공기 흐름에 의해 흡인되고, 1차 공기 흐름을 증폭하여 기류를 생성하게 된다. 팬 히터로부터 기류를 쏘아 보내기 위해 블레이드형 팬을 이용하지 않고도, 비교적 균일한 기류가 생성되어 실내로 또는 사용자를 향해 지향될 수 있다. 마우스로부터 배출되기 전에 1차 공기 흐름을 가열하기 위해 노즐 내에 복수의 히터가 위치된다. 노즐 내에 히터를 하우징함으로써, 히터의 고온 외측면으로부터 사용자를 보호하게 된다.
각각의 히터는 정 온도 계수(PTC) 세라믹 재료로 형성된 히터 요소의 행을 포함한다. 이러한 히터 요소의 행은 2개의 열 방사 컴포넌트들 사이에 개재되고, 이러한 각각의 컴포넌트는 프레임 내에 위치하는 열 방사 핀의 어레이를 포함한다. 이러한 핀은 높은 열전도율을 갖는 알루미늄 또는 기타 다른 재료로 형성된다.
본 발명은 제1 양상으로 가열 장치를 제시하며, 이러한 가열 장치는, 공기 유입구, 적어도 하나의 공기 유출구, 임펠러, 상기 공기 유입구를 통해 공기를 흡인하도록 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 상기 모터의 회전 속도를 사용자 선택가능한 범위의 값들 중에서 사용자가 선택할 수 있게 하기 위한 사용자 인터페이스, 적어도 하나의 정 온도 계수(PTC) 가열 요소를 포함하는 적어도 하나의 히터 어셈블리, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기를 검출하기 위한 전류 검출 수단, 및 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 특성에 따라, 상기 사용자에 의해 선택되는 상기 회전 속도와는 독립적으로 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다.
본 발명자들은 PTC 가열 요소를 포함하는 히터 어셈블리에 의해 인출되는 파워가 히터 어셈블리를 통과하는 공기 흐름의 유속에 따라 달라지며, 따라서 공기 흐름을 생성하도록 임펠러를 회전시키기 위한 모터의 회전 속도에 따라 달라진다는 점을 발견하였다. 따라서 본 발명은, 가열 장치의 하나 이상의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기를 모니터링 또는 검출하고 사용자에 의해 선택되는 임의의 모터 속도 또는 공기 유속 셋팅과는 독립적으로 검출된 전류 크기의 특성에 따라 모터의 회전 속도를 제어함으로써 가열 장치의 파워 소비에 대한 제어를 제공한다. 이에 의해 가열 장치의 파워 소비가 제어되어 설정된 정격 파워 범위 내에 있게 될 수 있다.
적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 특성은 전류의 크기, 검출된 크기와 미리결정된 값 간의 차이, 및 전류의 검출된 크기의 변화율 중 하나일 수 있다.
사용자 인터페이스를 이용하여 사용자는, 모터의 회전 속도 및 이에 따른 적어도 하나의 공기 유출구로부터 배출되는 공기의 유속에 대한 다수의 상이한 미리규정된 셋팅 중에서 하나의 셋팅을 선택할 수 있게 된다. 바람직하게는 가열 장치가 모터의 회전 속도에 대한 적어도 5개의 상이한 사용자 선택가능한 값을 포함하고, 보다 바람직하게는 적어도 8개의 상이한 사용자 선택가능한 값을 포함한다. 바람직한 예로서, 사용자 인터페이스는 10개의 상이한 속도 셋팅을 가지며, 사용자는 사용자 인터페이스를 이용하여 셋팅 "1"에서 셋팅 "10"까지 선택할 수 있게 된다. 모터는 사용자에 의해 선택될 수 있는 회전 속도의 수를 최대화하도록 DC 모터의 형태인 것이 바람직하다. 사용자 인터페이스는 사용자가 원하는 속도 셋팅을 선택할 수 있도록 하나 이상의 버튼 또는 다이얼, 또는 터치 감응식 스크린을 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 사용자 인터페이스는 사용자가 선택한 속도 셋팅을 나타내는 신호를 송신하기 위한 원격 제어부를 포함할 수 있다. 셋팅 1은 비교적 낮은 모터 회전 속도, 예를 들면 4,000 내지 5,000rpm 범위의 속도에 대응할 수 있고, 이에 비해 셋팅 10은 비교적 높은 모터 회전 속도, 예를 들어 6,000 내지 7,000rpm 범위의 속도에 대응할 수 있다. 이와 같이 사용자는 사용자 인터페이스를 이용하여 모터의 회전 속도를 간접적으로 설정할 수 있다; 사용자는 모터의 실제 회전 속도를 전혀 인식하지 못할 수도 있고, 단지 보다 높은 등급의 셋팅을 선택하면 장치로부터 배출되는 공기의 유속이 높아진다는 점만 인식할 수 있다.
전류 검출 수단은 히터 제어 회로에 의해 제공될 수 있고, 이러한 히터 제어 회로는 인쇄 회로 기판 어셈블리의 형태인 것이 바람직하며 공급 전류 감지 회로를 포함한다. 히터 제어 회로는 또한, 적어도 하나의 PTC 히터 요소를 제어하기 위한 트라이액(triac) 회로, 및 가열 장치 내로 흡인되는 공기 흐름의 온도를 검출하기 위한 서미스터를 포함할 수 있다.
제어 수단은 메인 제어 회로에 의해 제공될 수 있고, 이러한 메인 제어 회로는 별도의 인쇄 회로 기판 어셈블리의 형태인 것이 바람직하다. 바람직하게는 메인 제어 회로가, 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서 유닛, 메인 파워 소스와 같은 파워 소스로부터 파워를 받아들이는 파워 공급 유닛, 및 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 모터 구동기, 바람직하게는 브러시리스 DC 모터 구동기를 포함한다. 메인 제어 회로는 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기를 나타내는 신호를 공급 전류 감지 회로로부터 수신하고 이러한 신호에 따라 모터의 회전 속도를 제어하도록 구성된다. 사용자 인터페이스는 사용자가 선택한 속도 셋팅을 나타내는 신호를 메인 제어 회로에 전송하기 위한 사용자 인터페이스 제어 회로(바람직하게는 또한 별도의 인쇄 회로 기판의 형태)를 포함하는 것이 바람직하다. 사용자 인터페이스 제어 회로는 또한 사용자에 의해 선택되는 원하는 온도 셋팅을 나타내는 신호를 메인 제어 회로에 전송할 수 있다.
제어 수단은 제어 수단의 제1 동작 모드 중에, 사용자가 선택한 속도(ωS)와는 독립적으로 모터의 회전 속도(ω)를 조정하도록 구성되는 것이 바람직하다. 바람직하게 제어 수단은 적어도 하나의 히터 어셈블리가 작동될 때 이러한 제1 동작 모드를 개시하도록 구성된다. 이러한 제1 동작 모드의 마지막에, 제어 수단은 사용자에 의해 선택된 속도 셋팅에 따라 모터의 회전 속도를 설정하도록 구성되는 것이 바람직하다.
제어 수단은 제1 동작 기간 중에, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 모터의 회전 속도를 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 히터 어셈블리가 작동되면 이러한 전류는 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 유입(inrush) 전류이다.
제어 수단은 상기 제1 동작 기간 중에, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라, 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 모터의 회전 속도를 설정하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 비-사용자 선택가능 범위는 모터의 회전 속도에 대한 사용자 선택가능한 범위의 값들과 겹칠 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만, 바람직하게는 사용자에 의해 선택될 수 있는 모터의 회전 속도에 대하여 보다 낮은 값들을 포함한다. 달리 말하면, 사용자에 의해 선택가능한 회전 속도(ωS)는 ω1에서 ω2 범위일 수 있고(여기서, ω1<ω2), 반면 비-사용자 선택가능 범위의 값들은 ω3에서 ω4 범위일 수 있다(여기서는, ω3<ω1 및 ω4<ω2). 일례로서, 사용자에 의해 선택가능한 회전 속도(ωS)는 4,800 내지 6,750rpm의 범위인 반면, 모터의 회전 속도의 비-사용자 선택가능 범위는 1,000 내지 4,800rpm의 범위이다. 다른 예로서, 사용자에 의해 선택가능한 회전 속도(ωS)는 4,000 내지 6,000rpm의 범위인 반면, 모터의 회전 속도의 비-사용자 선택가능 범위는 1,000 내지 4,000rpm의 범위이다. 이러한 범위들은 공급 전압의 크기에 따라 선택될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 제1 동작 기간 중에 모터의 회전 속도는 검출된 유입 전류와는 독립적으로 설정된다. 검출된 전류가 증가함에 따라, 제어 수단은 모터의 회전 속도(ω)를 비-사용자 선택가능 범위의 값들에서 선택된 보다 높은 값으로 증가시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 제어 수단은 제1 동작 기간 중에, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기(I)가 제어 수단의 이러한 제1 동작 모드에 대해 설정된 상한 값(Imax1)을 넘어서는 경우, 모터의 회전 속도를 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 내에서 최댓값(ω4)으로 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다. Imax1의 값은 공급 전압에 따라 설정되는 것이 바람직하며, 공급 전압에 따라 5 내지 8A 범위의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
제1 동작 모드의 마지막에, 제어 수단은 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이러한 제2 동작 모드는 모터의 회전 속도가 사용자가 선택한 값으로 설정될 때 개시된다. 제어 수단은 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율, 및 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기 중 하나에 따라 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는 것이 바람직하다.
제어 수단은 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율(dI/dt)이 설정 값 미만인 경우 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 제1 동작 기간 중에, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류는 미리결정된 간격으로, 예를 들면 매 0.5초마다 검출되는 것이 바람직하며, 연이은 전류 검출들 사이에 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화가 측정된다. 전류의 크기의 변화가 미리결정된 횟수의 연이은 측정에 걸쳐 설정 값 미만인 경우, 제어 수단은 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 설정 값의 크기는 간격마다 0.1 내지 0.25A의 범위일 수 있고, 연이은 측정의 횟수는 10 내지 25회 범위일 수 있다. 설정 값의 크기 및 연이은 측정의 횟수는 공급 전압에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 공급 전압이 200V 미만인 경우, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율이 0.5초의 간격으로 이루어진 20회의 연이은 측정에 걸쳐 0.2A 이하라면, 제어 수단은 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 공급 전압이 200V보다 큰 경우, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율이 0.5초의 간격으로 이루어진 14회의 연이은 측정에 걸쳐 0.15A 이하라면, 제어 수단은 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 현재 변화율에 무관하게, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기가 전류 상한치(Imax2)(여기서, Imax2>Imax1) 를 넘어서는 경우 제어 수단은 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. Imax2의 값 또한 공급 전압에 따라 설정되는 것이 바람직하며, 공급 전압에 따라 8.9 내지 13.1A 범위의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
제어 수단은, 바람직하게는 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 모터의 회전 속도를 사용자가 선택한 값으로부터 변경함으로써, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 제2 동작 기간 중에 모터의 회전 속도를 조정하도록 구성되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치(Imax2)를 넘어서는 경우, 제어 수단은 모터의 회전 속도를 사용자가 선택한 값으로부터 더 낮은 회전 속도로 감소시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 모터가 사용자에 의해 선택된 속도 셋팅 7에 대응하는 속도(6150rpm의 회전 속도에 대응할 수 있음)로 회전 중인 경우, 제어 수단은 모터의 회전 속도를 이러한 속도로부터 더 낮은 속도, 예컨대 6000rpm으로 감소시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 모터의 회전 속도의 이러한 감소는, 사용자가 선택한 현재의 회전 속도와 다음으로 가장 낮은 사용자 선택가능한 회전 속도 사이의 차이보다 작은 것이 바람직하다. 상기 예에서, 사용자에 의해 선택가능한 속도 셋팅 6에 대응하는 회전 속도는 5925rpm이다. 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치 미만의 값으로 감소되지 않는 경우, 제어 수단은 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치 미만으로 떨어질 때까지 모터의 회전 속도를 계속해서 증분으로 감소시키는 것이 바람직하다. 제어 수단이 모터의 회전 속도를 감소시키는 양은 각각의 사용자 선택가능한 모터의 회전 속도에 대하여 상이한 것이 바람직하다. 예를 들어, 사용자가 선택한 회전 속도가 비교적 높은 경우 모터의 회전 속도의 감소는 비교적 큰 것이 바람직하고, 사용자가 선택한 회전 속도가 비교적 낮은 경우 모터의 회전 속도의 감소는 비교적 작은 것이 바람직하다.
적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치를 넘어서는 동시에 모터의 회전 속도가 사용자 선택가능한 범위의 값들 내에서 최솟값(ω1)에 있거나 이러한 최솟값에 도달한 경우, 제어 수단은 적어도 하나의 히터 어셈블리와 모터 양자 모두의 작동을 종료하도록 구성되는 것이 바람직하다. 사용자 인터페이스가 제어 수단에 의해 작동되어, 에러 메시지를 표시하거나 사용자에게 장치가 이러한 상태에 있음을 알리게 될 수 있다.
제2 동작 기간 중에 모터의 회전 속도의 감소가 있는 경우, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 하한치(Imin2)로 떨어지면(여기서, Imin2<Imax2), 제어 수단은 모터의 회전 속도를 다시 사용자가 선택한 회전 속도를 향해 증가시키도록 구성되는 것이 바람직하다. Imin2의 값 또한 공급 전압에 따라 설정되는 것이 바람직하며, 공급 전압에 따라 8.5 내지 12.7A 범위의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 바람직하게 제어 수단은, 모터의 회전 속도를 다시 사용자가 선택한 회전 속도를 향해 복귀시킬 때, 모터의 회전 속도의 이전 증분 감소를 역으로 바꾸도록 구성된다.
장치는 공급 전압의 크기를 검출하기 위한 전압 검출 수단을 포함하는 것이 바람직하며, 제어 수단은 가열 장치에 공급되는 전압의 검출된 크기가 전압 하한치 미만인 동시에 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 설정 값 미만인 경우, 제2 동작 모드로부터 제3 동작 모드로 전환하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 설정 값은 제1 동작 모드 중에 모니터링되는 설정 값과 동일한 것이 바람직하다.
제어 수단은 제3 동작 모드에서, 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 모터의 회전 속도를 설정하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 값들의 범위는 제1 동작 모드 중에 제어 수단이 모터의 회전 속도를 설정하는 값들의 범위와 동일한 것이 바람직하다. 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 설정 값을 넘어 상승하는 경우 제어 수단은 제3 동작 모드로부터 다시 제1 동작 모드로 전환하도록 구성되는 것이 바람직하다.
가열 장치는 바람직하게는 휴대용 팬 히터의 형태이지만, 가열 장치는 고정형 가열 장치, 자동차 가열 장치, 또는 공조 시스템의 적어도 일부를 형성할 수도 있다.
적어도 하나의 공기 유출구는 복수의 공기 유출구를 포함하는 것이 바람직하며, 적어도 하나의 히터 어셈블리는 공기 유입구로부터 각각의 공기 유출구로 통과하는 공기를 가열하기 위한 적어도 하나의 정 온도 계수(PTC) 가열 요소를 각각 포함하는 복수의 히터 어셈블리를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 공기 유출구는 보어의 양측에 위치될 수 있고, 이러한 보어를 통해 공기가 공기 유출구로부터 배출되는 공기에 의해 끌리게 된다.
본 발명은 제2 양상으로서 가열 장치를 제어하는 방법을 제시하며, 가열 장치는, 공기 유입구, 적어도 하나의 공기 유출구, 임펠러, 상기 공기 유입구를 통해 공기를 흡인하도록 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 사용자 선택가능한 범위의 값들 중에서 상기 모터의 회전 속도를 사용자가 선택할 수 있게 하기 위한 사용자 인터페이스, 및 적어도 하나의 정 온도 계수(PTC) 가열 요소를 포함하는 적어도 하나의 히터 어셈블리를 포함하고, 상기 방법은: 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기를 검출하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 특성에 따라, 상기 사용자에 의해 선택되는 상기 회전 속도와는 독립적으로 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 양상과 관련하여 위에서 기술된 특징은 본 발명의 제2 양상에도 동등하게 적용가능하며, 그 역도 가능하다.
이제 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 단지 예시의 목적으로 기술될 것이다.
도 1은 위에서 본 가열 장치의 전방 사시도이다.
도 2는 가열 장치의 정면도이다.
도 3은 도 2에서 라인 B-B을 따라 취해진 단면도이다.
도 4는 가열 장치의 노즐의 확대도이다.
도 5는 노즐의 히터 섀시의 전방 사시도이다.
도 6은 아래에서 본, 노즐의 내측 케이싱 섹션에 연결된 히터 섀시의 전방 사시도이다.
도 7은 도 6의 X 영역을 클로즈업한 것이다.
도 8은 도 1의 Y 영역을 클로즈업한 것이다.
도 9는 도 2에서 라인 A-A를 따라 취해진 단면도이다.
도 10은 도 9의 Z 영역을 클로즈업한 것이다.
도 11은 도 9에서 라인 C-C을 따라 취해진 노즐의 단면도이다.
도 12는 가열 장치의 제어 시스템에 대한 개략도이다.
도 1 및 2는 가열 장치(10)에 대한 외측 도면이다. 가열 장치(10)는 휴대용 팬 히터의 형태이다. 가열 장치(10)는 1차 공기 흐름이 가열 장치(10) 내로 진입하는 공기 유입구(14)를 포함하는 본체(12), 및 이러한 본체(12) 상에 장착된 환형의 케이싱의 형태인 노즐(16)을 포함하고, 이는 가열 장치(10)로부터 1차 공기 흐름을 배출하기 위한 적어도 하나의 공기 유출구(18)를 포함한다.
본체(12)는 실질적으로 원통형인 하부 본체부(22) 상에 장착된 실질적으로 원통형인 메인 본체부(20)를 포함한다. 메인 본체부(20) 및 하부 본체부(22)는 실질적으로 동일한 외경을 가져 상부 본체부(20)의 외측면이 하부 본체부(22)의 외측면과 실질적으로 동일한 표면을 이루는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에서, 본체(12)는 100 내지 300mm 범위의 높이, 및 100 내지 200mm 범위의 지름을 가진다.
메인 본체부(20)는 1차 공기 흐름이 가열 장치(10)로 진입하는 공기 유입구(14)를 포함한다. 이러한 실시예에서 공기 유입구(14)는 메인 본체부(20)에 형성된 애퍼처의 어레이를 포함한다. 대안으로서, 공기 유입구(14)는 메인 본체부(20)에 형성된 윈도우 내에 장착되는 하나 이상의 그릴(grille) 또는 그물망(mesh)을 포함할 수 있다. 메인 본체부(20)는 그 상단에서 개방되어 있어(도시된 바와 같음), 1차 공기 흐름이 본체(12)로부터 배기되는 공기 유출구(23)를 제공하게 된다.
메인 본체부(20)는 1차 공기 흐름이 가열 장치(10)로부터 배출되는 방향을 조정하도록 하부 본체부(22)에 대하여 기울어질 수 있다. 예를 들어, 하부 본체부(22)의 상면과 메인 본체부(20)의 하면에는, 메인 본체부(20)가 하부 본체부(22)에 대해 이동할 수 있게 하면서 메인 본체부(20)가 하부 본체부(22)로부터 분리되지 않도록 하는 상호연결 특징부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 하부 본체부(22) 및 메인 본체부(20)는 인터록킹 L자형 부재를 포함할 수 있다.
하부 본체부(22)는 가열 장치(10)의 사용자 인터페이스를 포함한다. 또한 도 12를 참조하면 사용자 인터페이스는, 사용자가 가열 장치(10)의 다양한 기능을 제어할 수 있게 하는 복수의 사용자 조작가능 버튼(24, 26, 28, 30), 사용자에게 예를 들어 가열 장치(10)의 온도 셋팅의 시각적인 표시를 제공하기 위해 버튼 사이에 위치하는 디스플레이(32), 및 버튼(24, 26, 28, 30)과 디스플레이(32)에 연결되는 사용자 인터페이스 제어 회로(33)를 포함한다. 하부 본체부(22)는 또한, 원격 제어부(35)(도 12에 개략적으로 도시됨)로부터의 신호가 가열 장치(10)로 진입하게 되는 윈도우(34)를 포함한다. 하부 본체부(22)는 가열 장치(10)가 위치되는 표면에 맞물리기 위한 베이스(36) 상에 장착된다. 베이스(36)는 선택적인 베이스 플레이트(38)를 포함하며, 이러한 베이스 플레이트(38)는 200 내지 300mm 범위의 지름을 갖는 것이 바람직하다.
노즐(16)은 개구(40)를 형성하도록 중심축(X) 둘레로 연장되는 환형 형상을 갖는다. 가열 장치(10)로부터 1차 공기 흐름을 배출하기 위한 공기 유출구(18)는 노즐(16)의 후방 근처에 위치하며, 1차 공기 흐름을 개구(40)를 통해 노즐(16)의 전방을 향해 보내도록 구성된다. 이러한 예에서, 노즐(16)은 폭보다 높이가 큰 기다란 개구(40)를 형성하고, 공기 유출구(18)는 개구(40)의 기다란 양측에 위치한다. 이러한 예에서, 개구(40)의 최대 높이는 300 내지 400mm 범위인 반면, 개구(40)의 최대 폭은 100 내지 200mm 범위이다.
노즐(16)의 내측 환형 외주는 공기 유출구(18)에 인접하여 위치되는 코안다 면(42)을 포함하며, 적어도 몇몇 공기 유출구(18)가 가열 장치(10)로부터 배출되는 공기를 코안다 면(42) 위로 향하게 하도록 배열되고, 또한 노즐(16)의 내측 환형 외주는 코안다 면(42)의 하류측에 위치하는 디퓨저 면(44), 및 디퓨저 면(44)의 하류측에 위치하는 가이드 면(46)을 포함한다. 디퓨저 면(44)은 개구(40)의 중심축(X)으로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼 형태를 이루도록 배열된다. 디퓨저 면(44)과 개구(40)의 중심축(X)이 이루는 각도는 5 내지 25°의 범위이고, 이러한 예에서는 대략 7°이다. 가이드 면(46)은 개구(40)의 중심축(X)에 실질적으로 평행하게 배열되어 마우스(40)로부터 배출되는 공기 흐름에 실질적으로 평평하면서도 실질적으로 매끄러운 면을 제공하는 것이 바람직하다. 시각적으로 관심을 끄는 테이퍼형 표면(48)이 가이드 면(46)으로부터 하류측에 위치하며 개구(40)의 중심축(X)에 실질적으로 수직으로 놓여 있는 팁 표면(50)에서 종단된다. 테이퍼형 표면(48)과 개구(40)의 중심축(X)이 이루는 각도는 대략 45°인 것이 바람직하다.
도 3은 본체(12)를 관통하는 단면도이다. 하부 본체부(22)는 사용자 인터페이스 제어 회로(33)에 연결되는 메인 제어 회로(일반적으로 52로 표시)를 하우징한다. 메인 제어 회로(52)는 마이크로프로세서(53)를 포함하며, 이는 도 12에 개략적으로 도시되어 있고 본 예에서는 Renesas 8-비트 R8C/2L 마이크로제어기이다. 사용자 인터페이스 제어 회로(33)는 원격 제어부(35)로부터 신호를 수신하기 위한 센서(54)를 포함한다. 센서(54)는 윈도우의 뒤에 위치한다. 버튼(24, 26, 28, 30) 및 원격 제어부(35)의 조작에 응답하여, 사용자 인터페이스 제어 회로(33)는 가열 장치(10)의 다양한 동작을 제어하기 위해 메인 제어 회로(52)에 적절한 신호를 전송하도록 구성된다. 디스플레이(32)는 하부 본체부(22) 내에 위치하고, 하부 본체부(22) 중 일부를 비추도록 구성된다. 하부 본체부(22)는 사용자가 디스플레이(32)를 볼 수 있게 하는 반투명 플라스틱 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
하부 본체부(22)는 또한 베이스(36)에 대해 하부 본체부(22)를 왕복운동시키기 위한 메커니즘(일반적으로 56으로 표시)을 하우징한다. 메인 제어 회로(52)는 왕복운동 메커니즘을 구동하기 위한 왕복운동 모터 제어 회로(57)를 포함한다. 왕복운동 메커니즘(56)의 동작은, 원격 제어부(35)로부터 적절한 제어 신호를 수신하거나 버튼(30)이 작동될 때 메인 제어 회로(52)에 의해 제어된다. 베이스(36)에 대한 하부 본체부(22)의 각각의 왕복운동 사이클의 범위는 60°내지 120°이며, 본 실시예에서는 대략 80°이다. 본 실시예에서는, 왕복운동 메커니즘(56)이 분당 대략 3 내지 5회의 왕복운동 사이클을 이루도록 구성된다. 가열 장치(10)에 전력을 공급하기 위한 메인 파워 케이블(58)이 베이스(36)에 형성된 애퍼처를 통해 연장된다. 케이블(58)은 플러그(60)에 연결된다. 메인 제어 회로(52)는 케이블(58)에 연결된 파워 공급 유닛(61), 및 공급 전압의 크기를 검출하기 위한 공급 전압 감지 회로(62)를 포함한다.
메인 본체부(20)는 1차 공기 흐름을 공기 유입구(14)를 통해 본체(12) 내로 흡인하기 위한 임펠러(64)를 하우징한다. 임펠러(64)는 혼류 임펠러의 형태인 것이 바람직하다. 임펠러(64)는 모터(68)로부터 외측으로 연장되는 회전 샤프트(66)에 연결된다. 본 실시예에서 모터(68)는 브러시리스 DC 모터이며, 이러한 브러시리스 DC 모터는 버튼(26)의 사용자 조작 및/또는 원격 제어부(35)로부터 수신되는 신호에 응답하여 메인 제어 회로(52)의 브러시리스 DC 모터 구동기(69)에 의해 변화가능한 속도를 갖는다.
사용자 인터페이스에 의해 사용자는 모터(68)의 회전 속도에 대한 다수의 상이한 미리규정된 셋팅 중에서 하나의 셋팅을 선택할 수 있게 된다. 본 예에서, 사용자 인터페이스는 10개의 상이한 속도 셋팅을 가지며, 사용자는 본체(12) 상의 버튼(26) 또는 원격 제어부(35)를 이용하여 셋팅 "1"에서 셋팅 "10"까지 선택할 수 있다. 선택된 속도 셋팅의 번호는 사용자가 속도 셋팅을 변경함에 따라 디스플레이(32) 상에 표시될 수 있다. 사용자에 의해 선택가능한 각각의 속도 셋팅은 모터(68)의 회전 속도에 대한 사용자 선택가능한 범위의 값들 중 각각의 값에 대응한다. 사용자 선택가능한 범위의 값들은, 셋팅 1에 해당하는 비교적 낮은 사용자 선택가능한 모터(68)의 회전 속도(ω1)로부터 셋팅 10에 해당하는 비교적 높은 사용자 선택가능한 모터(68)의 회전 속도(ω2)까지 증가한다. 각각의 속도 셋팅에 해당하는 사용자 선택된 모터(68)의 회전 속도(ωS)의 크기는 가열 장치(10)가 연결될 공급 전압에 따라 달라질 수 있다. 100V의 공급 전압에 대해서는, ω1=4,000rpm 및 ω2=6,000rpm 이고, 120V, 230V 또는 240V의 공급 전압에 대해서는 ω1=4,800rpm 및 ω2=6,750rpm 이다.
모터(68)는 하부(72)에 연결되어 있는 상부(70)를 포함하는 모터 버킷 내에 하우징된다. 모터 버킷의 상부(70)는 나선형 블레이드를 갖는 고정된 디스크의 형태인 디퓨저(74)를 포함한다. 모터 버킷은 일반적으로 원추대(frusto-conical) 형태인 임펠러 하우징(76) 내에 위치하고 이러한 하우징 상에 장착된다. 임펠러 하우징(76)은 각도방향으로 이격된 복수의 지지체(77) 상에 장착되고(본 예에서는 3개의 지지체), 이러한 지지체는 베이스(12)의 메인 본체부(20) 내에 위치되어 이와 연결되어 있다. 임펠러(64) 및 임펠러 하우징(76)은 임펠러(64)가 임펠러 하우징(76)의 내측면에 근접하지만 접촉하지는 않도록 하는 형상을 갖는다. 실질적으로 환형인 유입구 부재(78)가 1차 공기 흐름을 임펠러 하우징(76) 내로 안내하기 위해 임펠러 하우징(76)의 하부에 연결된다.
연성의 밀봉 부재(80)가 임펠러 하우징(76) 상에 장착된다. 연성의 밀봉 부재는 공기가 임펠러 하우징의 외측면 주위를 통과하여 유입구 부재(78)에 이르지 못하도록 방지한다. 밀봉 부재(80)는 바람직하게는 환형의 립 밀봉을 포함하며, 바람직하게는 고무로 형성된다. 밀봉 부재(80)는 전기 케이블(82)을 모터(68)로 안내하기 위한 그로밋 형태의 가이드부를 포함한다. 전기 케이블(82)은 본체(12)의 메인 본체부(20) 및 하부 본체부(22), 그리고 임펠러 하우징(76) 및 모터 버킷에 형성된 애퍼처를 통과하여 메인 제어 회로(52)로부터 모터(68)에 이르게 된다.
본체(12)는 본체(12)로부터의 소음 배출을 줄이기 위해 소음저감 폼을 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 본체(12)의 메인 본체부(20)가 공기 유입구(14) 뒤에 위치하는 환형의 제1 폼 부재(84) 및 모터 버킷 내에 위치하는 환형의 제2 폼 부재(86)를 포함한다.
이제 도 4 내지 11을 참조하여 노즐(16)에 관해 보다 상세하게 설명할 것이다. 우선 도 4를 참조하면, 노즐(16)은 환형의 내측 케이싱 섹션(90)에 연결되어 그 주위로 연장되는 환형의 외측 케이싱 섹션(88)을 포함한다. 이러한 각각의 섹션은 복수의 연결 부품으로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 각각의 케이싱 섹션(88, 90)이 각각 단일한 몰딩부로 형성되어 있다. 내측 케이싱 섹션(90)은 노즐(16)의 중앙 개구(40)를 형성하며, 코안다 면(42), 디퓨저 면(44), 가이드 면(46), 테이퍼형 표면(48)을 형성하도록 하는 형상인 외측면(92)을 갖는다.
외측 케이싱 섹션(88) 및 내측 케이싱 섹션(90)은 함께 노즐(16)의 환형 내측 통로를 형성한다. 도 9 및 11에 도시된 바와 같이, 내측 통로는 개구(40) 주위로 연장되며, 따라서 개구(40)의 각각의 기다란 측에 인접하는 2개의 비교적 직선형 섹션(94a, 94b), 이러한 직선형 섹션(94a, 94b)의 상단에 결합되는 상부의 만곡형 섹션(94c), 및 직선형 섹션(94a, 94b)의 하단에 결합되는 하부의 만곡형 섹션(94d)을 포함한다. 내측 통로는 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)과 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98)에 의해 경계가 한정된다.
또한 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 외측 케이싱 섹션(88)은 베이스(12)의 메인 본체부(20)의 개방된 상단에 그 위로 연결되는 베이스(100)를 포함한다. 외측 케이싱 섹션(88)의 베이스(100)는 공기 유입구(102)를 포함하고, 이를 통해 1차 공기 흐름이 베이스(12)의 공기 유출구(23)로부터 내측 통로의 하부 만곡형 섹션(94d)에 진입하게 된다. 하부 만곡형 섹션(94d) 내에서, 1차 공기 흐름은 2개의 공기 지류로 나뉘어 각각의 지류가 내부 통로의 직선형 섹션(94a, 94b) 각각으로 흘러들게 된다.
노즐(16)은 또한 한 쌍의 히터 어셈블리(104)를 포함한다. 각각의 히터 어셈블리(104)는 나란히 배열된 히터 요소(106)의 행을 포함한다. 히터 어셈블리(106)는 정 온도 계수(PTC) 세라믹 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 히터 요소의 행은 2개의 열 방사 컴포넌트(108) 사이에 개재되며, 이러한 각각의 컴포넌트는 프레임(112) 내에 위치한 열 방사 핀(110)의 어레이를 포함한다. 열 방사 컴포넌트(108)는 높은 열전도율(대략 200 내지 400 W/mK)을 갖는 알루미늄 또는 기타 다른 재료로 형성되는 것이 바람직하며, 실리콘 접착체의 비드를 이용하거나 클램핑 메커니즘에 의해 히터 요소(106)의 행에 부착될 수 있다. 바람직하게는 히터 요소(106)의 측면은 히터 요소(106)와 열 방사 컴포넌트(108) 사이에 전기적 접촉을 제공하도록 적어도 부분적으로 금속성 필름으로 덮인다. 이러한 필름은 스크린 인쇄 또는 스퍼터링 알루미늄으로 형성될 수 있다. 도 3 및 4로 복귀하면, 히터 어셈블리(104)의 양단에 위치하는 전기 단자(114, 116)가 각각의 열 방사 컴포넌트(108)에 각각 연결된다. 각각의 단자(114)는 히터 어셈블리(104)에 전력을 공급하기 위해 룸(loom)의 상부(118)에 연결되는 반면, 각각의 단자(116)는 룸의 하부(120)에 연결된다. 그 다음, 룸은 와이어(124)에 의해 베이스(12)의 메인 본체부(20)에 위치하는 히터 제어 회로(122)에 연결된다. 히터 제어 회로(122)는 메인 제어 회로(52)에 의해 공급되는 제어 신호에 의해 제어된다.
도 12는 가열 장치(10)의 제어 시스템을 개략적으로 나타내며, 제어 시스템은 제어 회로(33, 52, 122), 버튼(24, 26, 28, 30), 및 원격 제어부(35)를 포함한다. 제어 회로(33, 52, 122) 중 둘 이상이 조합되어 단일한 제어 회로를 형성할 수 있다. 히터 제어 회로(122)는 히터 어셈블리(104)의 히터 요소(106)를 제어하기 위한 2개의 트라이액 회로(125)를 포함한다. 가열 장치(10)에 진입하는 1차 공기 흐름의 온도의 표시를 제공하기 위한 서미스터(126)가 히터 제어 회로(122)에 연결된다. 서미스터(126)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기 유입구(14) 바로 뒤에 위치할 수 있다. 히터 제어 회로(122)는 히터 어셈블리(104)의 히터 요소(106)에 의해 인출되는 전류의 크기를 검출하기 위한 공급 전류 감지 회로(127)를 더 포함한다.
사용자는 사용자 인터페이스의 버튼(28)을 누르거나 원격 제어부(35)의 대응되는 버튼을 누름으로써 원하는 실내 온도 또는 온도 셋팅을 설정할 수 있다. 사용자 인터페이스 제어 회로(33)는 버튼(28) 또는 원격 제어부(35)의 대응되는 버튼의 조작에 응답하여 디스플레이(32)에 의해 표시되는 온도를 변화시키도록 구성된다. 본 예에서, 디스플레이(32)는 사용자에 의해 선택된 온도 셋팅을 표시하도록 구성되고, 이는 원하는 실내 기온에 대응될 수 있다. 대안으로서, 디스플레이(32)는 다수의 상이한 온도 셋팅들 중에서 사용자가 선택한 하나의 셋팅을 표시하도록 구성될 수 있다.
메인 제어 회로(52)는 사용자 인터페이스 제어 회로(33), 왕복운동 메커니즘(56), 모터(68), 및 히터 제어 회로(122)에 제어 신호를 공급하는 반면, 히터 제어 회로(122)는 히터 어셈블리(104)에 제어 신호를 공급한다. 히터 제어 회로(122)는 또한 서미스터(126)에 의해 검출된 온도를 나타내는 신호를 메인 제어 회로(52)에 공급할 수 있다. 히터 어셈블리(104)는 공통의 제어 신호에 의해 동시에 제어될 수 있거나, 각각의 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.
히터 어셈블리(104)는 섀시(128)에 의해 내측 통로의 각각의 직선형 섹션(94a, 94b) 내에 각각 유지된다. 섀시(128)는 도 5에 보다 상세하게 도시되어 있다. 섀시(128)는 일반적으로 환형의 구조를 가진다. 섀시(128)는 한 쌍의 히터 하우징(130)을 포함하고, 이러한 하우징 내에 히터 어셈블리(104)가 삽입된다. 각각의 히터 하우징(130)은 외벽(132)과 내벽(134)을 포함한다. 내벽(134)은 히터 하우징(130)의 상단(138) 및 하단(140)에서 외벽(132)에 연결되어, 히터 하우징(130)은 전단 및 후단에서 개방된다. 이와 같이 내벽(132) 및 외벽(134)은 히터 하우징(130) 내에 위치된 히터 어셈블리(104)를 통과하는 제1 공기 흐름 채널(136)을 형성한다.
히터 하우징(130)들은 섀시(128)의 상부 및 하부의 만곡형 부분(142, 144)에 의해 함께 연결된다. 각각의 만곡형 부분(142, 144)은 또한 내측으로 굽은, 일반적으로 U자형인 단면을 갖는다. 섀시(128)의 만곡형 부분(142, 144)은 히터 하우징(130)의 내벽(134)에 연결되고, 바람직하게는 통합된다. 히터 하우징(130)의 내벽(134)은 전단(146) 및 후단(148)을 갖는다. 또한 도 6 내지 9를 참조하면, 각각의 내벽(134)의 후단(148)은 또한 인접하는 외벽(132)으로부터 내측으로 굽어 있어, 내벽(134)의 후단(148)은 섀시(128)의 만곡형 부분(142, 144)과 실질적으로 연속된다.
노즐(16)의 조립 중에, 섀시(128)는 내측의 케이싱 섹션(90)의 후단 위로 가압되어, 섀시(128)의 만곡형 부분(142, 144)과 히터 하우징(130)의 내벽(134)의 후단(148)이 내측 케이싱 섹션(90)의 후단(150) 둘레로 둘러싸인다. 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98)은, 내벽(134)이 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98)으로부터 이격되도록 히터 하우징(130)의 내벽(134)에 맞물리는 제1 세트의 융기된 스페이서(152)를 포함한다. 내벽(134)의 후단(148)은 또한, 내벽(134)의 후단이 내측 케이싱 섹션(90)의 외측면(92)으로부터 이격되도록 내측 케이싱 섹션(90)의 외측면(92)에 맞물리는 제2 세트의 스페이서(154)를 포함한다.
따라서 섀시(128)의 히터 하우징(130)의 내벽(134) 및 내측 케이싱 섹션(90)은 2개의 제2 공기 흐름 채널(156)을 형성하게 된다. 각각의 제2 흐름 채널(156)은 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98)을 따라, 그리고 내측 케이싱 섹션(90)의 후단(150) 주위로 연장된다. 각각의 제2 흐름 채널(156)은 히터 하우징(130)의 내벽(134)에 의해 각각의 제1 흐름 채널(136)로부터 분리된다. 각각의 제2 흐름 채널(156)은 내측 케이싱 섹션(90)의 외측면(92)과 내벽(134)의 후단(148) 사이에 위치하는 공기 유출구(158)에서 종단된다. 이와 같이 각각의 공기 유출구(158)는 조립된 노즐(16)의 개구(40)의 각각의 측에 위치된 수직 연장된 슬롯의 형태이다. 각각의 공기 유출구(158)는 0.5 내지 5mm 범위의 폭을 갖는 것이 바람직하며, 본 예에서는 공기 유출구(158)가 대략 1mm의 폭을 갖는다.
섀시(128)는 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98)에 연결된다. 도 5 내지 7을 참조하면, 히터 하우징(130)의 각각의 내벽(134)은 한 쌍의 애퍼처(160)를 포함하고, 각각의 애퍼처(160)는 내벽(134)의 상단 및 하단 각각에 또는 상단 및 하단 근방에 위치된다. 섀시(128)가 내측 케이싱 섹션(90)의 후단 위로 가압됨에 따라, 히터 하우징(130)의 내벽(134)은 탄성 캐치(162) 위로 미끄러지게 되는데, 이러한 탄성 캐치(162)는 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98) 상에 장착되며, 바람직하게는 이와 통합되고, 그 다음에 애퍼처(160)를 통해 돌출한다. 이 경우 캐치(162)가 내벽(134)을 파지하도록 내측 케이싱 섹션(90)에 대한 섀시(128)의 상대적 위치가 조정될 수 있다. 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98) 상에 장착(바람직하게는 또한 통합)된 스톱 부재(164) 또한 내측 케이싱 섹션(90) 상에 섀시(128)를 유지하는 역할을 할 수 있다.
섀시(128)가 내측 케이싱 섹션(90)에 연결되면, 히터 어셈블리(104)는 섀시(128)의 히터 하우징(130) 안으로 삽입되고, 룸이 히터 어셈블리(104)에 연결된다. 물론 히터 어셈블리(104)는 내측 케이싱 섹션(90)에 섀시(128)가 연결되기 전에 섀시(128)의 히터 하우징(130) 내로 삽입될 수 있다. 그 다음에 노즐(16)의 내측 케이싱 섹션(90)은 노즐(16)의 외측 케이싱 섹션(88) 안으로 삽입되어, 도 9에 도시된 바와 같이 외측 케이싱 섹션(88)의 전단(166)이 내측 케이싱 섹션(90)의 전방에 위치하는 슬롯(168) 안으로 진입하게 된다. 외측 케이싱 섹션(88) 및 내측 케이싱 섹션(90)은 슬롯(168)에 주입되는 접착제를 이용하여 함께 연결될 수 있다.
외측 케이싱 섹션(88)은 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)의 일부가 섀시(128)의 히터 하우징(130)의 외벽(132) 주위를 이에 실질적으로 평행하게 연장되도록 형성된다. 히터 하우징(130)의 외벽(132)은 전단(170) 및 후단(172), 그리고 외벽(132)의 외측면 상에 놓여 있는 리브(174)의 세트를 갖고, 이러한 리브의 세트는 외벽(132)의 전단(170) 및 후단(172) 사이에서 연장된다. 리브(174)는 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)에 맞물려 외벽(132)이 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)으로부터 이격되도록 구성된다. 섀시(128)의 히터 하우징(130)의 외벽(132) 및 외측 케이싱 섹션(88)은 이와 같이 2개의 제3 공기 흐름 채널(176)을 형성한다. 각각의 제3 흐름 채널(176)은 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)에 인접하여 위치하고 이러한 내측면을 따라 연장된다. 각각의 제3 흐름 채널(176)은 히터 하우징(130)의 외벽(132)에 의해 각각의 제1 흐름 채널(136)로부터 분리된다. 각각의 제3 흐름 채널(176)은, 내측 통로 내에 그리고 히터 하우징(130)의 외벽(132)의 후단(172)과 외측 케이싱 섹션(88) 사이에 위치하는 공기 유출구(178)에서 종단된다. 각각의 공기 유출구(178)는 또한 노즐(16)의 내측 통로 내에 위치하는 수직 연장된 슬롯의 형태이고, 바람직하게는 0.5 내지 5mm 범위의 폭을 갖는다. 본 예에서는, 공기 유출구(178)가 대략 1mm의 폭을 갖는다.
외측 케이싱 섹션(88)은 히터 하우징(130)의 내벽(134)의 후단(148)의 일부 둘레에서 내측으로 굽도록 형성된다. 내벽(134)의 후단(148)은 내벽(134) 중 제2 세트의 스페이서(154) 반대편에 위치하는 제3 세트의 스페이서(182)를 포함하고, 이러한 제3 세트의 스페이서(182)는 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)에 맞물려 내벽(134)의 후단이 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)으로부터 이격되도록 배열된다. 외측 케이싱 섹션(88) 및 내벽(134)의 후단(148)은 이와 같이 추가적인 2개의 공기 유출구(184)를 형성한다. 각각의 공기 유출구(184)는 공기 유출구(158) 각각에 인접하여 위치하고, 각각의 공기 유출구(158)는 내측 케이싱 섹션(90)의 외측면(92)과 각각의 공기 유출구(184) 사이에 위치한다. 공기 유출구(158)와 마찬가지로, 각각의 공기 유출구(184)는 조립된 노즐(16)의 개구(40)의 각각의 측에 위치하는 수직 연장된 슬롯의 형태이다. 공기 유출구(184)는 바람직하게는 공기 유출구(158)와 동일한 길이를 갖는다. 각각의 공기 유출구(184)는 0.5 내지 5mm 범위의 폭을 갖는 것이 바람직하며, 본 예에서는 공기 유출구(184)가 대략 2 내지 3mm의 폭을 갖는다. 따라서, 가열 장치(10)로부터 1차 공기 흐름을 배출하기 위한 공기 유출구(18)는 2개의 공기 유출구(158) 및 2개의 공기 유출구(184)를 포함한다.
도 3 및 4로 복귀하면, 노즐(16)은 2개의 만곡형 밀봉 부재(186, 188)를 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 만곡형 밀봉 부재(186, 188)는 각각 외측 케이싱 섹션(88)과 내측 케이싱 섹션(90) 사이에 밀봉을 형성하여 노즐(16)의 내측 통로의 만곡형 섹션(94c, 94d)으로부터 실질적으로 공기의 누출이 없도록 하기 위한 것이다. 각각의 밀봉 부재(186, 188)는 내측 통로의 만곡형 섹션(94c, 94d) 내에 위치하는 2개의 플랜지(190, 192) 사이에 개재된다. 플랜지(190)는 내측 케이싱 섹션(90) 상에 장착(바람직하게는 이와 통합)되는 반면, 플랜지(192)는 외측 케이싱 섹션(88) 상에 장착(바람직하게는 이와 통합)된다. 내측 통로의 상부 만곡형 섹션(94c)으로부터 공기 흐름이 누출되는 것을 방지하는 것에 대한 대안으로서, 노즐(16)은 공기 흐름이 이러한 만곡형 섹션(94c) 안으로 진입하는 것을 방지하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 내측 통로의 직선형 섹션(94a, 94b)의 상단은, 조립 중에 내측 케이싱 섹션(90)과 외측 케이싱 섹션(88) 사이에 도입된 인서트에 의해 또는 섀시(128)에 의해 차단될 수 있다.
가열 장치(10)를 동작시키기 위해, 사용자는 사용자 인터페이스의 버튼(24)을 누르거나, 사용자 인터페이스 제어 회로(33)의 센서에 의해 수신되는 신호를 송신하기 위해 원격 제어부(35)의 대응하는 버튼을 누른다. 사용자 인터페이스 제어 회로(33)는 메인 제어 회로(52)에 이러한 동작을 통신한다. 메인 제어 회로(52)는, 사용자 인터페이스 제어 회로(33)에 의해 제공되는, 사용자가 사용자 인터페이스를 이용하여 선택한 온도(Ts)를, 서미스터(126)에 의해 검출되고 히터 제어 회로(122)에 의해 제공되는, 가열 장치(10) 내부 또는 가열 장치(10)를 통과하는 공기의 온도(Ta)와 비교한다. Ta<Ts 인 경우, 메인 제어 회로(52)는 히터 제어 회로(122)에게 히터 어셈블리(104)를 작동시키라고 지시한다.
메인 제어 회로(52)는 공기 유입구(14)를 통해 공기 흐름을 흡인하도록 임펠러(64)를 회전시키기 위해 모터(68)를 작동시킨다. 히터 어셈블리(104)가 작동될 때, 메인 제어 회로(52)는 사용자에 의해 선택된 속도 셋팅에 해당하는 모터(68)의 회전 속도에 대응하는 사용자 선택 속도(ωS)로 모터(68)를 즉시 회전시키지는 않는다. 대신에 메인 제어 회로(52)는 처음에 제1 동작 모드에 따라 제어되며, 이러한 제1 동작 모드는 가열 어셈블리(104)가 작동될 때 개시되고 모터(68)의 회전 속도가 사용자 선택 값(ωS)으로 설정될 때 종료된다.
제1 동작 기간이 시작될 때, 메인 제어 회로(52)는, 공급 전류 감지 회로(127)에 의해 검출되고 히터 제어 회로(122)에 의해 메인 제어 회로(52)에 송신되는, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류(I)의 검출된 크기에 따라 모터(68)의 회전 속도를 제어한다. 히터 어셈블리(104)가 작동되면, 이러한 전류는 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 유입 전류이다. 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라, 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 모터(68)의 회전 속도를 설정한다. 이러한 비-사용자 선택가능 범위는, 원하는 속도 셋팅에 따라 선택되는, 모터(68)의 회전 속도에 대한 사용자 선택가능한 범위의 값들과는 상이하다. 달리 말하면, 사용자에 의해 선택가능한 회전 속도(ωS)는 ω1에서 ω2 범위일 수 있고(여기서, ω1<ω2), 이에 비해 비-사용자 선택가능 범위의 값들은 ω3에서 ω4 범위일 수 있다(여기서, ω3<ω4, ω3<ω1 및 ω4<ω2). 본 예에서, ω3=1,000rpm 이고, 반면 ω4는 공급 전압에 따라 선택된다; 100V의 공급 전압에 대해서는, ω4=4,000rpm 이고, 120V, 230V 또는 240V의 공급 전압에 대해서는 ω4=4,800rpm 이다. 앞서 논의한 바와 같이, 제1 동작 기간의 시작시 메인 제어 회로(52)에 의해 설정된 회전 속도의 크기는 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 유입 전류의 검출된 크기에 따라 달라진다. 유입 전류가 비교적 낮은 경우, 메인 제어 회로는 모터(68)의 회전 속도를 비-사용자 선택가능 범위의 값들에서 비교적 낮은 값으로 설정하고, 반면 유입 전류가 비교적 높은 경우, 메인 제어 회로는 모터(68)의 회전 속도를 비-사용자 선택가능 범위의 값들에서 비교적 높은 값으로 설정한다. 검출된 유입 전류가 설정 값(Imax1)보다 크다면, 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도를 비-사용자 선택가능 범위의 값들 내에서 가장 높은 회전 속도(ω3)로 설정한다. 또한 Imax1의 값은 공급 전압에 따라 설정된다; 본 예에서는 240V의 공급 전압에 대해 Imax1=5.4A 인 반면, 100V의 공급 전압에 대해 Imax1=7.5A 이고, 120V의 공급 전압에 대해 7.8A, 230V의 공급 전압에 대해 5.5A 이다.
회전하는 임펠러(64)에 의해 가열 장치(10) 내로 흡인되는 1차 공기 흐름은 임펠러 하우징(76)과 메인 본체부(22)의 개방된 상단을 차례로 통과하여 노즐(16)의 내측 통로의 하부 만곡형 섹션(94d) 내로 진입하게 된다. 노즐(16)의 내측 통로의 하부 만곡형 섹션(74d) 내에서, 1차 공기 흐름은 2개의 공기 지류로 나뉘며, 이러한 2개의 공기 지류는 노즐(16)의 개구(40) 둘레를 양 방향으로 통과한다. 하나의 공기 지류는 개구(40)의 일측에 위치한 내측 통로의 직선형 섹션(94a)으로 진입하는 반면, 다른 하나의 공기 지류는 개구(40)의 나머지 측에 위치한 내측 통로의 직선형 섹션(94b)으로 진입한다. 공기 지류가 직선형 섹션(94a, 94b)을 통과함에 따라, 공기 지류는 노즐(16)의 공기 유출구(18)를 향하여 대략 90°로 선회한다. 공기 흐름을 직선형 섹션(94a, 94b)의 길이를 따라 공기 유출구(18)를 향해 균등하게 보내기 위해, 노즐(16)은 직선형 섹션(94a, 94b) 내에 위치하는 복수의 고정형 가이드 베인을 포함할 수 있고, 이들 각각은 공기 지류 중 일부를 공기 유출구로 향하게 하기 위한 것이다. 가이드 베인은 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(98)과 통합되는 것이 바람직하다. 가이드 베인은, 공기 유출구(18)를 향하게 될 때 공기 흐름의 속도에 실질적인 손실이 없도록 만곡형인 것이 바람직하다. 각각의 직선형 섹션(94a, 94b) 내에서, 가이드 베인은 가이드 베인 사이에 복수의 통로를 형성하도록 실질적으로 수직으로 정렬되고 균등하게 이격되는 것이 바람직하고 이러한 통로를 통해 공기를 공기 유출구(18)를 향해 비교적 균등하게 보내게 된다.
공기 지류가 공기 유출구(18)를 향해 흐름에 따라, 1차 공기 흐름의 제1 부분이 섀시(128)의 벽(132, 134) 사이에 위치한 제1 공기 흐름 채널(136)로 진입한다. 1차 공기 흐름이 내측 통로 내에서 2개의 공기 지류로 나누어지기 때문에, 각각의 제1 공기 흐름 채널(136)은 각각의 공기 지류의 제1 부분을 수용하는 것으로 간주될 수 있다. 1차 공기 흐름의 각각의 제1 부분은 각각의 히터 어셈블리(104)를 통과한다. 작동된 히터 어셈블리에 의해 생성되는 열은 대류에 의해 1차 공기 흐름의 제1 부분으로 전달되어 1차 공기 흐름의 제1 부분의 온도를 높이게 된다.
1차 공기 흐름의 제2 부분은 히터 하우징(130)의 내벽(134)의 전단(146)에 의해 제1 공기 흐름 채널(136)로부터 멀어지도록 방향이 바뀌어, 1차 공기 흐름의 이러한 제2 부분은 내측 케이싱 섹션(90)과 히터 하우징(130)의 내벽 사이에 위치한 제2 공기 흐름 채널(156) 내로 진입하게 된다. 다시 1차 공기 흐름이 내측 통로 내에서 2개의 공기 지류로 나뉘기 때문에, 각각의 제2 공기 흐름 채널(156)은 각각의 공기 지류의 제2 부분을 수용하는 것으로 간주될 수 있다. 1차 공기 흐름의 각각의 제2 부분은 내측 케이싱 섹션(90)의 내측면(92)을 따라 통과함으로써, 비교적 고온인 1차 공기 흐름과 내측 케이싱 섹션(90) 사이에서 열 장벽의 역할을 하게 된다. 제2 공기 흐름 채널(156)은 내측 케이싱 섹션(90)의 후방 벽(150) 주위로 연장되도록 배열되어, 공기 흐름의 제2 부분의 흐름 방향을 역으로 바꾸며, 따라서 공기 유출구(158)를 통하여 가열 장치(10)의 전방을 향해 개구(40)를 통해 배출하게 된다. 공기 유출구(158)는 1차 공기 흐름의 제2 부분을 노즐(16)의 내측 케이싱 섹션(90)의 외측면(92) 위로 보내도록 배열된다.
1차 공기 흐름의 제3 부분 또한 제1 공기 흐름 채널(136)로부터 멀어지도록 방향이 바뀐다. 1차 공기 흐름의 이러한 제3 부분은 히터 하우징(130)의 외벽(132)의 전단(170)에 의해 방향이 바뀌어, 1차 공기 흐름의 제3 부분은 외측 케이싱 섹션(88)과 히터 하우징(130)의 외벽(132) 사이에 위치한 제3 공기 흐름 채널(176) 내로 진입하게 된다. 다시 한번, 1차 공기 흐름이 내측 통로 내에서 2개의 공기 지류로 나뉘기 때문에, 각각의 제3 공기 흐름 채널(176)은 각각의 공기 지류의 제3 부분을 수용하는 것으로 간주될 수 있다. 1차 공기 흐름의 각각의 제3 부분은 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)을 따라 통과함으로써, 비교적 고온인 1차 공기 흐름과 외측 케이싱 섹션(88) 사이에서 열 장벽의 역할을 하게 된다. 제3 공기 흐름 채널(176)은 1차 공기 흐름의 제3 부분을 내측 통로 내에 위치한 공기 유출구(178)로 전달하도록 배열된다. 공기 유출구(178)로부터 배출되면, 1차 공기 흐름의 제3 부분은 1차 공기 흐름의 제1 부분과 병합된다. 1차 공기 흐름의 이렇게 병합된 부분들은 외측 케이싱 섹션(88)의 내측면(96)과 히터 하우징의 내벽(134) 사이에서 공기 유출구(184)로 전달되고, 따라서 1차 공기 흐름의 이러한 부분들의 흐름 방향은 또한 내측 통로 내에서 역으로 바뀐다. 공기 유출구(184)는 1차 공기 흐름의 비교적 고온인, 병합된 제1 부분 및 제3 부분을 공기 유출구(158)로부터 배출되는 1차 공기 흐름의 비교적 저온인 제2 부분 위로 보내도록 되어 있고, 이러한 제2 부분은 내측 케이싱 섹션(90)의 외측면(92)과 공기 유출구(184)로부터 배출되는 비교적 고온인 공기 사이에서 열 장벽의 역할을 하게 된다. 결과적으로, 노즐(16)의 내측면 및 외측면 대부분은 가열 장치(10)로부터 배출되는 비교적 고온인 공기로부터 차폐된다. 이로써, 가열 장치(10)의 사용 중에 노즐(16)의 외측면이 70℃ 미만의 온도로 유지될 수 있다.
공기 유출구(18)로부터 배출된 1차 공기 흐름은 노즐(16)의 코안다 면(42) 위로 통과하여, 외부 환경으로부터, 특히 공기 유출구(18) 근방의 영역 및 노즐의 후방 근방으로부터 공기가 동반됨으로써 2차 공기 흐름이 생성된다. 이러한 2차 공기 흐름은 노즐(16)의 개구(40)를 통과하고, 여기서 1차 공기 흐름과 합쳐져 가열 장치(10)로부터 전방으로 쏘아 보내는 전체 공기 흐름을 생성하게 되고, 이러한 전체 공기 흐름은 공기 유출구(18)로부터 배출되는 1차 공기 흐름보다 낮은 온도를 가지지만, 외부 환경으로부터 동반되는 공기보다는 높은 온도를 갖는다. 결과적으로, 따뜻한 공기의 흐름이 가열 장치(10)로부터 배출되는 것이다.
메인 제어 회로(52)는 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기를 계속해서 모니터링한다. 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기는 0.5초 간격으로 모니터링된다. 공기가 히터 어셈블리(104)의 가열 요소(106) 위로 통과함에 따라, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류는 유입 전류로부터 증가하는 경향이 있다. 유입 전류의 검출된 크기가 Imax1 보다 작은 경우, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 Imax1 를 향해 증가함에 따라, 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도를 ω4를 향해, 즉 모터(68)의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 내에서 증가시키게 된다. 메인 제어 회로(52)의 이러한 제1 동작 모드 중에는, 사용자에 의해 선택되는 임의의 속도 셋팅이 메인 제어 회로(52)에 의해 저장되지만, 이에 따라 동작되지는 않는다.
제1 동작 기간 중에, 메인 제어 회로는 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기와 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율 모두를 모니터링한다. 메인 제어 회로(52)의 이러한 제1 동작 모드, 및 따라서 제1 동작 기간은 두 가지 조건 중 하나가 충족될 때 종료된다.
첫 번째 조건은, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율이 설정 값 미만으로 떨어지는 것이다. 위에서 언급한 바와 같이, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류는 0.5초마다 검출된다. 메인 제어 회로는, 연이은 인출 전류 검출들 간에 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화를 측정한다. 달리 말하면, 메인 제어 회로(52)는 제1 인출 전류 검출과 제2 인출 전류 검출 사이에 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화를 검출하고, 제2 인출 전류 검출과 제3 인출 전류 검출 사이에 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화를 검출하는 등이다. 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화가 미리결정된 횟수의 연이은 측정 동안 설정 값 미만인 경우, 제1 조건이 충족된다. 이러한 설정 값의 크기 및 연이은 측정의 횟수는 공급 전압에 따라 선택된다. 예를 들어, 공급 전압이 100V 또는 120V일 때는, 설정 값이 0.2A이며 연이은 측정의 미리결정된 횟수는 20회인 반면, 공급 전압이 230V 또는 240V일 때는, 설정 값이 0.15A이고 연이은 측정의 미리결정된 횟수는 14회이다.
두 번째 조건은, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기가 가열 장치에 대한 정격 전류인 전류 상한치(Imax2)를 넘어서는 것이다(Imax2>Imax1). Imax2의 값 또한 공급 전압에 따라 설정된다. 예를 들어, 240V의 공급 전압에 대하여 Imax2는 8.9A로 설정되고, 100V의 공급 전압에 대하여 12.6A로, 120V의 공급 전압에 대하여 13.1A로, 230V의 공급 전압에 대하여 9.1A로 설정된다.
제1 조건 및 제2 조건 중 어느 조건이 충족되는 경우에도, 제1 동작 모드는 종료되고 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도를 사용자가 선택한 값으로 설정한다. 메인 제어 회로(52)는 제2 동작 모드로 전환하며, 여기서 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 크기가 계속 모니터링된다. 이러한 제2 동작 기간 중에는, 연이은 전류 검출들 사이의 지속시간이 제1 동작 모드 중의 연이은 전류 검출들 사이의 지속시간보다 길고, 바람직하게는 제1 동작 기간 중에 0.5초인 것에 비하여 10초로 설정된다.
제2 동작 기간 중에, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치(Imax2)를 넘어서 상승하는 경우, 메인 제어 회로(52)는 모터의 회전 속도를 사용자가 선택한 값으로부터 감소시켜, 히터 어셈블리(104)를 통하는 공기 유속을 줄이고, 이에 따라 잠재적으로 가열 장치(10)에 의해 인출되는 파워를 줄인다. 모터 속도의 이러한 감소는, 사용자가 선택한 현재의 값과 사용자 선택가능한 범위의 값들 중 다음으로 가장 낮은 값 간의 차이보다 작다. 예를 들어, 모터가 사용자에 의해 선택된 속도 셋팅 7에 대응하는 속도로 회전 중인 경우(본 예에서는 6,150rpm의 회전 속도에 대응), 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도를 그러한 속도로부터 6,000rpm으로 150rpm 만큼 줄이도록 구성된다. 이는 속도 셋팅 6에 대응하는 회전 속도(5,925rpm)보다 높은 것이다. 검출된 전류가 전류 상한치(Imax2) 미만으로 떨어지지 않는 경우, 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도를 추가로 150rpm 만큼 줄인다. 모터의 회전 속도의 이러한 감소는, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치(Imax2) 미만으로 떨어질 때까지 계속된다.
히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치를 넘어서고 모터(68)의 회전 속도가 사용자 선택가능한 범위의 값들 내에서 최솟값(ω1)(상기 예에서는 4,800rpm)인 조건에 도달한 경우, 메인 제어 회로(52)는 히터 어셈블리(104) 및 모터(68) 양자 모두의 작동을 종료하고, 디스플레이(32) 상에 에러 메시지를 표시하도록 사용자 인터페이스 제어 회로(33)에 명령을 내린다.
한편, 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 하한치(Imin2)(Imin2<Imax2) 미만으로 떨어지는 경우, 모터(68)의 회전 속도의 그러한 감소에 후속하여, 메인 제어 회로(52)는 모터의 회전 속도를 사용자가 선택한 값을 향해 다시 증가시켜, 히터 어셈블리(104)를 통하는 공기 유속을 높이고, 이에 따라 잠재적으로 가열 장치(10)에 의해 인출되는 파워를 높인다. 모터(68)의 회전 속도의 이전 증분 감소는 역으로 바뀐다. 상기 예에서, 사용자가 속도 셋팅 7을 선택하고 모터(68)의 회전 속도가 이미 5,700rpm으로 감소된 경우, 메인 제어 회로(52)는 처음에 모터(68)의 회전 속도를 5,850rpm으로 증가시킨다. 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 하한치(Imin2) 미만으로 남아있는 경우, 메인 제어 회로(52)는 후속하여 모터(68)의 회전 속도를 추가적으로 150rpm 만큼 증가시킨다. 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 하한치(Imin2) 미만으로 남아있다면, 모터(68)의 회전 속도의 이러한 증분 증가는 모터(68)의 회전 속도가 사용자가 선택한 값으로 복귀할 때까지 계속된다. Imin2의 값 또한 공급 전압에 따라 설정된다. 예를 들어, 240V의 공급 전압에 대하여 Imin2는 8.5A로 설정되고, 100V의 공급 전압에 대하여 12.2A로, 120V의 공급 전압에 대하여 12.7A로, 230V의 공급 전압에 대하여 8.7A로 설정된다.
위에서 언급한 바와 같이, 메인 제어 회로(52)는 가열 장치(10)에 공급되는 전압의 크기를 검출하기 위한 공급 전압 감지 회로(62)를 포함한다. 공급 전압의 검출된 크기가 전압 하한치 미만이고, 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 제1 동작 모드 중에 모니터링되는 설정 값 미만인 경우, 메인 제어 회로(52)는 제2 동작 모드를 종료하고 제3 동작 모드로 진입한다. 다시 전압 하한치는 공급 전압에 따라 설정되며, 220V 또는 240V의 공급 전압에 대해서는 180V로, 100V 또는 120V의 공급 전압에 대해서는 90V로 설정된다. 이러한 제3 동작 모드에서는, 메인 제어 회로(52)가 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 모터(68)의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 모터(68)의 회전 속도를 설정하도록 구성된다. 히터 어셈블리(104)에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 다시 설정 값을 넘어 상승될 때, 메인 제어 회로(52)는 다시 제1 동작 모드로 전환한다.
외부 환경의 기온이 높아짐에 따라, 공기 유입구(14)를 통해 가열 장치(10) 내로 흡인되는 1차 공기 흐름의 온도(Ta) 또한 높아진다. 이러한 1차 공기 흐름의 온도를 나타내는 신호가 서미스터(126)로부터 히터 제어 회로(122)로 출력된다. Ta가 Ts보다 1℃ 높은 온도로 상승될 때, 히터 제어 회로(122)는 히터 어셈블리(104)의 작동을 멈추고, 메인 제어 회로(52)는 모터(68)의 회전 속도를 1,000rpm으로 줄인다. 1차 공기 흐름의 온도가 Ts 보다 대략 1℃ 낮은 온도로 떨어진 경우, 히터 제어 회로(122)는 히터 어셈블리(104)를 다시 작동시키고 메인 제어 회로(52)는 제1 동작 모드를 다시 개시한다. 이로써 가열 장치(10)가 위치하는 실내 또는 기타 다른 환경에서 비교적 일정한 온도가 유지될 수 있게 된다.

Claims (41)

  1. 가열 장치로서,
    공기 유입구;
    적어도 하나의 공기 유출구;
    임펠러와, 상기 공기 유입구를 통해 공기를 흡인하도록 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터;
    상기 모터의 회전 속도를 사용자 선택가능한 범위의 값들 중에서 사용자가 선택할 수 있게 하기 위한 사용자 인터페이스;
    적어도 하나의 정 온도 계수(PTC) 가열 요소를 포함하는 적어도 하나의 히터 어셈블리;
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기를 검출하기 위한 전류 검출 수단; 및
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 특성에 따라, 상기 사용자에 의해 선택되는 상기 회전 속도와는 독립적으로 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은, 상기 가열 장치의 제1 동작 기간 중에 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 제1 동작 모드, 및 상기 제1 동작 기간에 후속하는 상기 가열 장치의 제2 동작 기간 중에 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 제2 동작 모드를 갖고, 상기 제어 수단은 상기 제1 동작 모드가 종료될 때 상기 모터의 회전 속도를 상기 사용자가 선택한 값으로 설정하도록 구성되고,
    상기 제어 수단은 상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 구성되는, 가열 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리가 작동될 때 상기 제1 동작 모드를 개시하도록 구성되는, 가열 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라, 상기 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 상기 모터의 회전 속도를 설정하도록 구성되는, 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라, 상기 모터의 회전 속도에 대한 상기 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 다른 하나의 값으로 상기 모터의 회전 속도를 후속하여 증가시키도록 구성되는, 가열 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 설정 값을 넘어서는 경우, 상기 모터의 회전 속도에 대한 상기 비-사용자 선택가능 범위의 값들 내에서 최댓값으로 상기 모터의 회전 속도를 유지하도록 구성되는, 가열 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율에 따라 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는, 가열 장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율이 설정 값 미만인 경우 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는, 가열 장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기에 따라 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는, 가열 장치.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기가 전류 상한치를 넘어서는 경우 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하도록 구성되는, 가열 장치.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제2 동작 모드가 시작될 때 상기 모터의 회전 속도를 상기 사용자가 선택한 값으로 변경하도록 구성되는, 가열 장치.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제2 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 상기 모터의 회전 속도를 상기 사용자가 선택한 값으로부터 변화시키도록 구성되는, 가열 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제2 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치를 넘어서는 경우, 상기 모터의 회전 속도를 상기 사용자가 선택한 값으로부터 더 낮은 회전 속도로 감소시키도록 구성되는, 가열 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도의 감소에 이어, 상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 하한치 미만인 경우 상기 모터의 회전 속도를 상기 사용자가 선택한 값을 향해 후속하여 증가시키도록 구성되는, 가열 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제2 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 상기 전류 상한치를 넘어서는 동시에 상기 모터의 회전 속도가 상기 사용자 선택가능한 범위의 값들 내에서 최솟값인 경우, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리 및 상기 모터 양자 모두의 작동을 종료시키도록 구성되는, 가열 장치.
  17. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가열 장치는 상기 가열 장치에 공급되는 전압의 크기를 검출하기 위한 전압 검출 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은 상기 가열 장치에 공급되는 전압의 검출된 크기가 전압 하한치 미만인 동시에 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 설정 값 미만인 경우, 상기 제2 동작 모드로부터 제3 동작 모드로 전환하도록 구성되는, 가열 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제3 동작 모드에서, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 상기 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 상기 모터의 회전 속도를 설정하도록 구성되는, 가열 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 상기 전류 하한치를 넘어 상승하는 경우 상기 제3 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로 전환하도록 구성되는, 가열 장치.
  20. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도에 대한 사용자 선택가능한 값들의 수는 적어도 5개인, 가열 장치.
  21. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가열 장치는 팬 히터의 형태인, 가열 장치.
  22. 가열 장치를 제어하는 방법으로서,
    상기 가열 장치는, 공기 유입구, 적어도 하나의 공기 유출구, 임펠러, 상기 공기 유입구를 통해 공기를 흡인하도록 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 사용자 선택가능한 범위의 값들 중에서 상기 모터의 회전 속도를 사용자가 선택할 수 있게 하기 위한 사용자 인터페이스, 및 적어도 하나의 정 온도 계수(PTC) 가열 요소를 포함하는 적어도 하나의 히터 어셈블리를 포함하고,
    상기 방법은:
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기를 검출하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 특성에 따라, 상기 사용자에 의해 선택되는 상기 회전 속도와는 독립적으로 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 모터의 회전 속도는, 상기 가열 장치의 제1 동작 기간 중에 제1 동작 모드에 따라, 그리고 상기 제1 동작 기간에 후속하는 상기 가열 장치의 제2 동작 기간 중에 제2 동작 모드에 따라 제어되며, 상기 모터의 회전 속도는 상기 제1 동작 모드가 종료될 때 상기 사용자가 선택한 값으로 설정되고,
    상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 상기 모터의 회전 속도가 설정되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  23. 삭제
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드는 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리가 작동될 때 개시되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  25. 삭제
  26. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라, 상기 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 상기 모터의 회전 속도가 설정되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라, 상기 모터의 회전 속도에 대한 상기 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 다른 하나의 값으로 상기 모터의 회전 속도가 후속하여 증가되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 제1 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 설정 값을 넘어서는 경우, 상기 모터의 회전 속도에 대한 상기 비-사용자 선택가능 범위의 값들 내에서 최댓값으로 상기 모터의 회전 속도가 유지되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  29. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율에 따라 상기 제1 동작 모드가 종료되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  30. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기의 변화율이 설정 값 미만인 경우 상기 제1 동작 모드가 종료되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  31. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기에 따라 상기 제1 동작 모드가 종료되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  32. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 크기가 전류 상한치를 넘어서는 경우 상기 제1 동작 모드가 종료되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  33. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드가 시작될 때 상기 모터의 회전 속도는 상기 사용자가 선택한 값으로 설정되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  34. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 제2 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 상기 모터의 회전 속도가 상기 사용자가 선택한 값으로부터 변경되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제2 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 상한치를 넘어서는 경우, 상기 모터의 회전 속도는 상기 사용자가 선택한 값으로부터 더 낮은 회전 속도로 감소되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도의 감소에 이어, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 전류 하한치 미만인 경우 상기 모터의 회전 속도는 상기 사용자가 선택한 값을 향해 후속하여 증가되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 제2 동작 기간 중에, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 상기 전류 상한치를 넘어서는 동시에 상기 모터의 회전 속도가 상기 사용자 선택가능한 범위의 값들 내에서 최솟값인 경우, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리 및 상기 모터 양자 모두의 작동이 종료되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  38. 제22항 또는 제24항에 있어서,
    상기 가열 장치에 공급되는 전압의 크기가 전압 하한치 미만인 동시에 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 설정 값 미만인 경우, 상기 모터의 회전 속도는 제3 동작 모드에 따라 제어되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제3 동작 모드에 따라 상기 모터를 제어하는 동안, 상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기에 따라 상기 모터의 회전 속도에 대한 비-사용자 선택가능 범위의 값들 중 하나의 값으로 상기 모터의 회전 속도가 설정되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히터 어셈블리에 의해 인출되는 전류의 검출된 크기가 상기 전류 하한치를 넘어 상승하는 경우 상기 제3 동작 모드가 종료되고 상기 제1 동작 모드가 다시 개시되는, 가열 장치를 제어하는 방법.
  41. 제20항에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도에 대한 사용자 선택가능한 값들의 수는 적어도 8개인, 가열 장치.
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