KR101747203B1

KR101747203B1 - 전기 가열 장치

Info

Publication number: KR101747203B1
Application number: KR1020100092707A
Authority: KR
Inventors: 볼렌더 프란츠; 니더러 미카엘; 라이스 홀거
Original assignee: 에베르쉬페쳐 카템 게엠베하 운트 캄파니 카게
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2017-06-14
Also published as: KR20110033084A; EP2299201A1; EP2299201B1; US8395097B2; US20110068099A1

Abstract

본 발명은 특히 자동차용 전기 가열 장치에 관한 것으로서, 적어도 하나의 PTC 소자 (10)와 상기 PTC 소자 (10)의 측면들에 마주보는 위치에 인접된 전기적 스트립 전도체들(11, 12)을 포함하는 적어도 하나의 발열 엘리먼트(4)와, 절연체(23)의 중간 위치에 형성된 상기 발열 엘리먼트(4)의 측면들에 마주보는 위치에 인접된 평행한 층들로 정렬된 다수개의 방열 엘리먼트(3)가 수용되는 하우징(1)이 구비된다.
특히 개선된 방법에 의한 높은 고 전압 작동의 실험적인 요구가 실현된 본 발명에 따른 전기 가열 장치는 다수개의 방열 엘리먼트 (3)와 함께 전기적으로 연결된 적어도 하나의 도전 엘리먼트(10)를 구비한다.

Description

전기 가열 장치{ELECTRICAL HEATING DEVICE}

본 발명은 전기 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하우징 내부에 적어도 하나의 발열 엘리먼트와 복수의 평행층들로 구조화된 다수의 열 발산 엘리먼트가 배열되어 구비된 자동차용 전기 가열 장치에 관한 것이다. 상기 하우징 내부에는 다수의 발열 엘리먼트가 제공될 수 있다.

일반적으로, 각 발열 엘리먼트에 대해 2 개의 열 발산 엘리먼트가 제공된다. 난방의 대상이 되는 매개물 속으로 발열 엘리먼트에 의해 생성된 열을 방출하기 위해 2 개의 열 발산 엘리먼트는 상기 발열 엘리먼트의 상호 마주보며 위치한 측면들에 탑재되어 진다. 결과적으로, 열 발산 엘리먼트들(heat dissipating elements)은 방열 엘리먼트들(radiator elements)로 쓰이기도 하는데, 특히 공기 중으로의 열적 손실을 의도하는 경우에 방열 엘리먼트들로 의미가 있다.

발열 엘리먼트들은, 전기 스트립 도체들이 이웃하여 상호 마주보는 평행한 층들을 향하고 전류가 공급되는 적어도 하나의 PTC(Positive Temperature Coefficient) 엘리먼트를 포함한다.

일반적인 등급을 형성(class-forming)하는 전기 가열 장치들은 차량 승객 구획의 공기 조절을 위해, 특히 공기를 가열시키기 위해서 사용되고, 점진적으로 현대식 디젤 엔진의 감소된 열 발산과 관련된 단점들을 보상하기 위해 사용되고 있다. 이러한 단점들은 엔진의 초기 작동 단계에서 불충분한 열만이 차량 승객 구획을 난방하는 데 가용된다는 사실을 포함한다. 또는, 앞유리를 응축으로부터 보호하기 위해서도 사용된다.

일반적인 전기 가열 장치는 예를 들어 EP-A1-1768458로 잘 알려져 있다. EP-A1-1768458에 기재된 전기 가열 장치는 증가된 전기 절연 내력을 가지고 특히 높은 전압 작동에 적합하다. 이러한 종래 기술에서 절연층의 형상인 절연체는 방열 엘리먼트들이 중간에 상기 절연층이 개재된 상태에서 관련된 발열 엘리먼트 상으로 위치되도록 하기 위해서, 그리고 무전위가 되도록 하기 위해서 각 경우에 있어 스트립 도체들의 외부에 제공된다. 따라서, 전기 가열 장치에 위치하는 전기적 도체 이물질, 예를 들어 방열 엘리먼트의 상호 마주보는 면들에 위치한 방열 엘리먼트와 접촉하는 도체 이소재는 단락된 회로를 형성하지 않는다.

본 발명의 목적은 앞서 언급된 타입의 전기 가열 장치를 제공하기 위한 것으로서, 실험적 요구들이 실현될 수 있고, 특히 고전압으로 작동되는 개선된 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 전기 가열 장치에 의해 본 발명에 의해 해결된다. 전술한 바와 같이 종래 기술을 이용한 일반적인 등급을 형성(class-forming)하는 전기 가열 장치들과의 이러한 차이점 들은 다수 개의 방열 엘리먼트들과 전기적으로 연결된 도전 엘리먼트 때문이다.

본 발명은 적어도 하나의 발열 엘리먼트 사이에 전기적으로 포함되는 다수 개의 방열 엘리먼트들의 연결 가능성을 제공한다. 이러한 전기적 연결은 일반적으로 하우징 내에서와 상기 하우징에 고정된 도전 엘리먼트를 통하여 발생한다. 상기 도전 엘리먼트는 다수개, 바람직하게는 전기 가열 장치의 모든 방열 엘리먼트들과 연결된다. 상기 방열 엘리먼트들은 일반적으로 전류-운반 스트립 전도체들을 구성하는 발열 엘리먼트들과 정확히 평행하게 연장된다. 결과적으로, 동시에 전기적으로 연결되고 상기 전류-운반 도전체들과 분리된 방열 엘리먼트들은 스크린으로써의 역할을 한다. 이러한 스크린은 상기 발열과 방열 엘리먼트들 간에 제공된 절연체에 의하여 상기 방열 엘리먼트들로부터 전기적으로 분리된다. 상기 스크린은 방열 엘리먼트들에 의하여 히팅 블록 외측이 둘러싸인 경우에 특히 효과적이다.

일반적으로 적어도 하나의 발열 엘리먼트의 층구조물과 이웃한 방열 엘리먼트들은 히팅 블록으로 볼 수 있다. 생성되는 발열 파워에 의존함으로써 발열 엘리먼트들의 다수 개의 평행한 층들은 히팅 블록을 형성할 수 있다. 본 발명을 수행하기 위하여 상기 히팅 블록은 상기 하우징 내에 배열된 스프링의 장력 아래로 하우징에 고정된다. 일반적으로, 상기 하우징은 프레임과 같이 히팅 블록을 둘러싼 플라스틱 하우징이다.

상기 스크린은 히팅 블록의 측면에 제공되고, 일반적으로 히팅 블록을 가로질러 연장되고, 상기 방열 엘리먼트와 연결되는 단지 하나의 도전 엘리먼트에 의하여 이미 매우 효과적이다. 그러나, 물론 두 개의 도전 엘리먼트들이 히팅 블록의 측면들에 마주보고 위치되게 제공될 수도 있다. 상기 층구조물의 층들의 끝부분들은 측면에 위치한다. 상기 하우징은 뛰어난 전기적 절연 특성을 갖는 플라스틱 하우징으로 가정한다. 더욱이 본 발명은 전기 가열 장치는 특히 높은 전압 사용에 초점이 맞춰진다. 전기 가열 장치가 작동되는 500 V까지 및/또는 전기력의 출력은 일반적으로 사용되는 2　kW보다 상당히 높게 작동된다. 예를 들면 3에서 6　kW 사이의 파워일 수 있고, 최대치는 10　kW까지 이다. 전기 가열 장치에 대한 이러한 특성의 작동 조건들은 특히 현대의 전기 자동차에 생각할 수 있다. 특히 전기 가열 장치가 차량의 전기적 운전에 적용되는 에너지원을 공급할 때 생각할 수 있다.

본 발명은 컨트롤러의 컨트롤 구성요소들을 제공하는 가능성을 제공하고, 전기 가열 장치가 구비되고, 도전 엘리먼트가 전기적으로 연결된 구성 유닛이 제공된다. 따라서 히팅 블록뿐 아니라 조절 장치도 장벽화(screened) 된다. 바람직하게는 상기 도전 엘리먼트 또는 조절 장치용 스크린은 차량의 접지전위와 예를 들면, 상기 하우징의 외부에 제공된 그라운드 플러그를 통하여 연결될 수 있다.

히팅 블록 또는 필수적으로 공급된 컨트롤 구성요소들의 스크린은 EMC 문제들과 관련하여 중요하지 않은 문제가 아니다. 자동차에서 일반적인 타입의 전기 가열 장치들에 있어서, 일반적으로 고전력들은 스위치되어 자동차 내에서 전자 방해를 초래할 수 있다. 하나의 방열 엘리먼트의 연결에 의하여, 바람직하게는 다수 방열 엘리먼트의 연결에 의하여, 더욱 바람직하게는 히팅 블록의 모든 방열 엘리먼트가 자동차의 접지 전위와 연결되어 이러한 원하지 않는 효과들이 완전히 제거되지 않더라도 감소될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 도전 엘리먼트는 박막 금속 스트립으로 형성된다. 바람직하게는 상기 도전 엘리먼트는 스탬핑(stamping) 및 벤딩(bending)에 의해 박막 금속 스트립으로 형성된다. 여기서 상기 도전 엘리먼트는 하우징에 도전 엘리먼트를 고정하도록 안내 및 인접 표면들을 가질 수 있다. 박막 금속 스트립으로 형성된 도전 엘리먼트의 형성을 통하여 경제적으로 제조 가능하며, 상기 하우징과 간단한 방법으로 연결될 수 있다.

차량과 관련하여 항상 고려되는 무게의 경감과 관련하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도전 엘리먼트는 히팅 블록의 층들을 가로질러 연장된 도전 엘리먼트 베이스와 상기 도전 엘리먼트 베이스로부터 돌출되고 방열 엘리먼트들과 상호작용하는 클로(claw)들로 형성되는 것이 제안된다. 이러한 클로(claw)들은 히팅 블록의 층들과 평행하게 연장된다. 상기 도전 엘리먼트의 바람직한 실시예로는 빗(comb)와 같은 형태로 형성되며, 특히 다수 개의 방열 엘리먼트는 가열 장치의 일부분으로 제공된다. 여기서 상기 도전 엘리먼트 베이스는 바람직하게는 하우징에 도전 엘리먼트를 고정하기 위한 기능적인 표면들 또는 엘리먼트들의 형성으로 이용된다. 선택적으로, 스탬핑(stamping) 또는 벤딩(bending) 공정에 의해 형성된 안내 표면들은 플라스틱 하우징에 형성된 매팅(mating) 표면들과 작용하고, 전기 가열 장치의 설치과정에서 도전 엘리먼트의 위치 형성(positioning)을 용이하게 하도록 제공될 수 있다.

상기 도전 엘리먼트 베이스에서 돌출된 클로(claw)들은 최적으로 방열 엘리먼트와의 전기적 접촉을 위하여 형성된다. 각각 개별적인 클로(claw)는 일반적으로 하나의 방열 엘리먼트와 상호작용한다.

상기 방열 엘리먼트들은 일반적으로 박막 금속밴드로 형성되고, 히팅 블록의 층들을 필수적으로 가로질러 연장되는 다수 개의 리브(rib) 형상으로 형성되기 위하여 멘더 타입(meandering manner)으로 구부러진다. 방열 엘리먼트를 형성하기 위한 박막 금속 재료는 예를 들면 구리와 알루미늄와 같이 일반적으로 열전도성이 우수한 재료이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 클로(claw)들은 상기 방열 엘리먼트와 접촉되도록 형성되고, 상기 클로(claw)들은 방열 엘리먼트 소성적으로 변형시키고, 엘리먼트에 인접된다. 이러한 성질의 소성 변형은 클로(claw)와 정해진 방열 엘리먼트 간에 접촉영역을 증가시키게 된다. 소성변형은 일반적으로 하우징의 밀폐를 유발하는 폐쇄력(closing force)을 통하여 하우징이 밀폐될 때 발생한다. 도전 엘리먼트용 위치면(locating face)은 바람직하게 하우징을 통하여 공기 통로 개구부를 정하는 횡방향 부재(transverse spar)의 내면에 의하여 형성된다. 이것은 일반적으로 가열된 공기를 향해 두 개가 마주보고 위치해 있는 통로 개구를 갖고 그 사이에 히팅 블록이 노출된다. 도전 엘리먼트는 전기 가열 장치를 통하여 중간 흐름의 방향에서 층구조물의 층들을 지지하는 하우징의 내면에 지지된다. 상기 히팅 블록에 반대편에 위치되는 위치면들(locating faces)은 하우징 내에 히팅 블록을 고정한다. 이러한 고정면들을 통하여 접점압력은 소성변형 하에서 상기 클로(claw)에 위치되는 방열소자들을 통하여 고정된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전기 가열 장치의 쉬운 설치가 용이해지고, 적어도 하나의 도전 엘리먼트가 하우징과 미리 조립된 유닛을 형성한다. 이러한 미리 조립된 유닛에서 상기 도전 엘리먼트는 하우징에 고정되고 미리 정해진 얼라인먼트(alignment)에 고정된다. 이것을 달성하기 위하여, 도전 엘리먼트는 하우징과 결합된 도전 엘리먼트의 박막 금속 스트립의 평면을 구부린 적어도 하나의 래칭(latching) 엘리먼트를 포함한다.

만약 히팅 블록의 층들을 가로질러 연장되는 단지 하나의 도전 엘리먼트가 제공된다면, 조절 장치가 하우징에 고정되는 하우징의 컨트롤 사이드(control side)에 위치되는 것이 바람직하다. 더욱이 도전 엘리먼트는 조절 장치로 이어지는 접지 도전체(ground conductor)와 연결된다. 상기 그라운드 모니터(ground monitor)는 전기 가열 장치의 컨트롤에 있어서 도전 엘리먼트의 전기값의 포함을 용이하게 한다. 이와 같이 바람직하게 조절 장치의 일부로 구성되고, 절연체의 어떤 결함 가능성을 탐지하기 위하여 차량의 접지전위와 도전 엘리먼트의 전위를 비교하고, 바람직하게는 이러한 현상의 결함이 발생한 경우에 전기 가열 장치의 작동을 완전히 정지시킬 수 있는 그라운드 모니터(ground monitor)가 제공될 수 있다. 이 컨트롤로 공기 이동 개구부(air passage aperture) 내에 방열 엘리먼트들이 노출하는 영향 아래에서, 잠재적으로 전기 가열 장치의 설치 및 수리 작업의 업무를 수행하는 사람에게 여러 위험이 되는 것을 무시할 수 있다. 이것은 보통 히팅 블록의 전기적 도전부(electrically conducting parts)는, 위치적인 프레임(positional frame)이라고 불리우는 히팅 블록의 레이어와 평행하게 제공된 측면 에지 안에 수용 되지만, 평면의 바깥은 히팅 블록이 점유하고 있기 때문이다. 따라서, 위치적인 프레임(positional frame)는 그(엣지들) 사이에 도전 패널(conducting panel)과, 또한 바람직하게는 세라믹 / 플라스틱 레이어 형태인 절연물을 보통 수용하고 있는 엣지를 형성한다. 이러한 위치 프레임의 가장자리는 위치 프레임의 양 측면에 제공되고 결과적으로 전기 스트립 전도체를 커버한다.

더욱이 조절 장치 내에서 방열 엘리먼트의 통합은 전기 가열 장치 내에서 누전 감지 가능성을 제공한다. 여기 단지 다른 극성을 갖는 스트립 전도체들은 그라운드는 전류가 공급되고, 방열소자는 그라운드와 접지된다. 만약 이 점에 있어서 조절 장치가 탈선을 발견한다면, 실패 신호를 출력할 수 있다. 응답시험은 또한 전기 가열 장치의 제작에 의하여 작동되는 외부 조절 장치를 토대로 발생할 수 있고, 방열 엘리먼트의 전위를 포함하는 것에 의하여 어떠한 어셈블리의 결함이 선적(shipment) 이전에 발견되는 경우에도 가능하다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 높은 전압 작동에 의한 개선된 방식으로 실용적인 필요성을 충족하는 효과가 있다.

또한, 접지 전위에 연결된 방열 엘리먼트에 기인하여 스크리닝(screening)의 가능성을 제공한다.

그리고, 일반적으로 차량 내부에서 높은 전력으로 스위칭되어 초래되는 전자기 간섭을 다수의 방열 엘리먼트들을 차량의 접지 전위에 연결함으로써 이러한 원하지 않는 영향을 줄일 수 있거나 심지어는 제거할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 절연층에서의 결함들이 있는 경우에도 방열 엘리먼트들에 의해 발열 엘리먼트들 사이에서 단락 회로가 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 일 실시예의 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 상기 일 실시예의 반대쪽 평행한 면의 측면 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ 부분의 확대 상세도,
도 4는 히팅 블록의 설치 전 도 2에 도시된 하우징 부분을 나타낸 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ부분의 확대 상세도,
도 6은 본 발명의 목적을 위해 히팅 블록의 개별 엘리먼트의 전기적 연결을 명확히 보이기 위해 일 실시예의 히팅 블록의 측면을 나타낸 측면도이다.

본 발명은 도면과 관련된 일 실시예에 따르는 다음의 설명에 의해 보다 구체화될 수 있다.

도 1은 프레임 형태의 하우징(1)이 구비된 전기 가열 장치의 일 실시예의 측면을 도시한 것이다. 여기서, 하우징(1)은 2개의 플라스틱 쉘들로 형성되고 히팅 블록(2)을 수용한다. 히팅 블록(2)은 다수의 방열 엘리먼트(3)와 평행한 층들로 제공되는 다수의 발열 엘리먼트(4)를 포함한다. 도시된 본 실시예에 따르면, 프레임 형태의 하우징(1)의 적어도 하나의 종방향 부재로 상기 층구조의 층들이 상호 간에 압력이 가해지도록 하는 스프링 장력 하에 상기 프레임 형태의 하우징(1) 내부에 상기 히팅 블록(2)을 고정하는 스프링 엘리먼트(도시되지 않음)가 제공된다. 히팅 블록(2)의 측면에서 하우징(1)은 플랜지(5)를 가지며, 탑재된 플랜지(5) 너머로 돌출된 컨트롤 하우징(6)을 갖는다. 이러한 컨트롤 하우징(6)에는 더 이상 도시되지는 않았지만 전기 조절 장치가 있다.

도 1에 도시된 본 실시예는 전기적으로 차량의 전기적 시스템에 연결될 수 있고, 조절 케이블 또는 전원 케이블에 의해 차량의 데이터 네트워크에도 연결될 수 있다. 상기 도시된 실시예에서는 참조 도면부호 7로 확인되는 플러그 연결부가 전원 케이블 및 접지 연결부를 위해 컨트롤 하우징(6)에 제공된다. 플러그 연결부는 더 이상 구체적으로 도시되지는 않았지만 플라스틱으로 된 부착물과 안내 표면들로 되어 있다. 상기 전원 케이블은 원주형으로 형성된 스크린을 가지며, 이것은 플러그 연결부가 마련되는 경우 환상의 접지 연결부(8)와 전기적으로 연결된다. 이러한 환상의 접지 연결부(8)는 컨트롤 하우징(6) 너머로 돌출되어 있으며, 전원 케이블의 전기 연결부를 위해 전기 연결 엘리먼트들(9a - 9c)을 둘러싸고 있다. 접지 연결부(8)는 하우징(1) 내부에 형성된 전도체 트랙들을 이용하여 개별적인 방열 엘리먼트들(3)과 연결된다. 전기 연결 엘리먼트들(9a - 9c)은 전류를 공급하는 컨트롤 하우징(6) 내부에 수용된 전원 스위치들을 경유하여 개별적인 발열 엘리먼트(4) 또는 그룹화된 발열 엘리먼트(4)와 연결된다.

도 2에 따른 측면 사시도는 하우징(1)의 구조를 좀 더 명확하게 보여준다. 하우징(1)은 2개의 하우징 요소들(1a, 1b)로 구성된다. 각각의 하우징 요소들(1a, 1b)은 동일하게 형성되며, 그 단부에서 컨트롤 하우징(6)이 돌출되어 있다. 컨트롤 하우징(6)에서는 전기 가열 장치를 위한 조절 장치가 제공되며, 조절 장치는 특히 히팅 블록(2)의 조절을 위한 전자 조절 구성들을 포함하여 구성된다. 전자 조절 구성들에 의해 발산되는 열들은 참조 도면부호 30으로 확인될 수 있는 냉각 엘리먼트들을 경유하여 히팅 블록(2)을 흐르는 공기 중으로 나오게 된다. 이러한 관점에서, 히팅 블록의 개구에 근접한 면에서, 하우징(1)은 냉각 엘리먼트(30)로 이어지는 3 개의 흐름 채널들 각각을 형성한다. 냉각 엘리먼트(30)에 인접하게 제공된 하우징의 횡방향 부재(11)는 금속 클로(claw)들(12)이 구비되어 전도체 엘리먼트(10) 옆에 안쪽으로 탑재된다. 여기서, 금속 클로(claw)들(12)은 하우징 요소(1a)의 내부 표면의 높이와 비슷하게 위치하고 방열 엘리먼트(3)의 금속 박판 스트립들이 굽어진 곡부(meandering)와 전기적으로 접촉함으로써 방열 엘리먼트(3)와 상호 작용한다. 모든 방열 엘리먼트(3)는 대응하는 금속 클로(claw)(12)와 상호 작용하는데, 즉 모든 방열 엘리먼트(3)는 전도체 엘리먼트(10)를 통해 전기적으로 상호 연결된다.

도 4로부터 특히 알 수 있듯이, 금속 클로들(claw)(12)은 금속 박판 묶음(sheet metal band)으로 스탬핑(stamping)됨으로써 형성된다. 금속 클로들(claw)(12)은, 도 3으로부터 짐작되고 도 5로부터 알 수 있듯이, 스탬핑함으로써 금속 박판 묶음의 종방향 측면의 히팅 블록 쪽으로부터 자유로우며, 측면에서 스탬핑과 굽힘(bending)을 수행하는 톱니열(13)을 통해 형성된다. 이러한 톱니열(13)은 흐름 방향으로, 즉 톱니 윤곽이 돌출되는 히팅 블록(2)의 층들에 직각으로 연장된 리지(ridge)를 갖는다. 이 리지는 방열 엘리먼트(3)의 주름진 리브들(ribs)과 상호 작용한다. 금속 클로(claw)(12)가 만드는 흐름의 저항을 최소화하기 위해 홀(14)이 금속 클로(claw)(12) 중앙에 제공된다.

금속 클로들(claws)(12)은 횡방향 부재(11)의 내부에 인접하여 나란하게 연장되어 구성되는 종방향 전도체 엘리먼트 베이스(15)로부터 돌출되어 있다. 탑재를 위해, 걸림될 수 있는 래칭 리셉터클들(latching receptacles)(16)이 횡방향 부재(11) 상으로 절삭되어져 있다. 이러한 걸림될 수 있는 래칭 리셉터클들(latching receptacles)(16)은 각 경우에 있어서 냉각 엘리먼트들(30)(도 2에 도시됨) 사이에 위치해 있다. 스프링이 실려있는 걸림 돌기들(17)은 스탬핑 및 굽힘을 통해 전도체 엘리먼트 베이스(15) 상에 형성된다. 따라서, 전도체 엘리먼트 베이스(15)는 클리핑(clipping)과 걸림 돌기들(17)을 갖는 걸림될 수 있는 리셉터클들(receptacles)(16)과의 상호 작용에 의해 하우징(1)에 탑재될 수 있다. 전도체 엘리먼트 베이스(15)는 정상적으로는 예를 들어 스탬핑 및/또는 굽힘(bending)에 의해 형성될 수 있는 리지의 접촉을 통해 컨트롤 하우징의 부분들과 전기적으로 연결된다. 정상적으로는 전도체 엘리먼트 베이스(15)에 전기적으로 연결되는 접지 모니터 및/또는 결함 전류 측정 수단들(fault current measurement means)이 여기에 위치한다.

히팅 블록(2)은 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 유닛에 삽입되고, 상기 유닛은 사출 성형된 플라스틱부(1a)와, 메탈 시트로 형성되고 도전 엘리먼트 베이스(15)와 클로(claw, 12)를 포함하는 도전 엘리먼트(10)로 형성된다. 여기서 각각의 경우에 방열 엘리먼트(3)는 클로(claw, 12)가 각각 부착된다. 더욱이, 상기 하우징 요소(1a)에서 적어도 하나의 스프링이 삽입되고, 상기 스프링은 히팅 블록과 각각의 스프링은 히팅 블록을 형성하는 층들을 장력 하에서 구속(subject)하고, 이는 전기 가열 장치의 최종 조립 이후에 사실 히팅 블록(2)의 평면 내에서 히팅 블록(2)의 층들을 가로질러 가해지는 스프링이 갖는 힘이다.

히팅 블록(2)의 소자들과 적어도 하나의 스프링 소자는 하우징 요소(1a)에 장착되고, 상기 하우징 요소(1a)는 밀폐된다. 상기 하우징의 밀폐에 있어서, 도면부호 18로 정의되고, 상기 하우징 요소(1a, 1b)에 제공되는 래칭 핀(latching tongues)은 상기 하우징 요소(1a, 1b)가 결합이 가능하도록 솟아있다(spring into place). 히팅 블록(2)을 통한 공기 흐름의 방향으로 결합 과정의 끝에서, 톱니열(teeth, 13)를 갖는 클로(claw, 12)는 순차적으로 또한 부분적으로 소성변형이 진행되는 상기 방열 엘리먼트에 의해 힘을 받게 된다. 결합 공정의 끝에서 상기 클로(claw, 12)는 상기 방열 엘리먼트(3)과 전기적으로 안정하게 연결된다.

연결 엘리먼트(8, 9)에 히팅 블록(2)의 개별 소자들의 전기적인 배치는 도 6에서 예시한 바로 정해질 수 있다.

서로 관계적으로 평행하게 정렬되어 제공되고, 전기 스트립 전도체들(21, 22)사이에 정렬되고 전기 스트립 전도체들(21, 22)을 통하여 전류가 공급되는 PTC 소자(20)를 각각 적어도 하나 포함하는 다수 개의 발열 엘리먼트(4)를 구비하는 히팅 블록을 개략적으로 보여준다. 전기 스트립 전도체들(21, 22)의 외면에는 각각 전기적으로 절연층(23)들이 있다.

상기 방열 엘리먼트들(3)은 굽어진 리브(rib)들로 형성되고, 상기 발열 엘리먼트(4)의 양면과 각각 인접된다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 두 개의 발열 엘리먼트들(4.1, 4.2; 4.5, 4.6)은 각각 방열 엘리먼트(3.2) 와 방열 엘리먼트(3.8)로 나뉜다. 용이하게, 두 개의 동일한 방열 엘리먼트들(3.3, 3.4)은 두 개의 이웃한 발열 엘리먼트들(4.2, 4.3) 사이에 제공된다.

도 6에서 구체적으로 설명하면, 모든 발열 엘리먼트(4)는 모든 방열 엘리먼트(3)에 무-전위(potential free)가 제공되도록 외면에 절연층(23)을 각각 갖는다.상기 방열 엘리먼트들(3)은 상기 클로(claw, 12)로 형성되고, 도 6에 따른 전기적 연결 다이어그램에서 도면부호 M으로 정의되는 접지들(ground connections)을 통한 접지연결부(ground connection, 8)와 각각 전기적으로 연결된다. 대응되는 상황은 전력용 전기 연결 소자(9a 내지 9c)와 관련하여 박막 금속 밴드들로 형성된 스트립 전도체들(21, 22)에 적용된다. 스트립 전도체들(21)은 각각 음극 또는 접지단자와 각각 연결되고, 스트립 전도체들(22)은 전원의 양극과 각각 전기적으로 연결된다. 그러나 이러한 연결은 가끔 컨트롤 하우징(6) 내에 수용된 파워 스위치들의 중간 스위칭(intermediate switching)을 통해 발생하고, 컨트롤 하우징 내에서 논리 회로를 통하여 스위칭 될 수 있다. 더욱이 하우징 내에 그라운드 모니터(도시되지 않음)가 제공되고, 모든 그라운드 커넥션들(M)이 전기적으로 연결되고, 바람직하게는 전위차를 유발하는 절연체(23)내에 어떤 결함 가능성을 결정하기 위하여 그것들과 그라운드 커넥션(8) 사이에 전위 균형을 인지할 수 있다. 그러나 정렬은 절연체 내에서의 결함이 발생한 경우에도 단락이 발생하지 않도록 도 2와 같이 선택된다. 그러므로 서로 다르고 인접한 발열 엘리먼트(4)의 동일한 극성들은 각각의 경우에 서로 반대편에 위치한다. 따라서 동일 극성의 박막 금속 밴드들은 두 개의 발열 엘리먼트들(4)와 정렬되고 절연체로부터 분리된 방열 엘리먼트들(3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 또는 3.8)의 양 측면에 위치한다.

도 6에서 히팅 블록(2)의 스크린의 정의된 실시예는 개략적으로 예시된다. 상기 히팅 블록(2)의 스크린은 히팅 블록(2)의 층들로부터 필수적으로 오른쪽 각도로 연장된 스크린 패널(24)에 의하여 형성되고, 외측 방열 엘리먼트(3.1 또는 3.9)의 끝단과 연결된다. 적절하게 스크린 패널(24)은 조절 장치의 컨트롤 소자들이 스크린 내에 위치하도록 제공될 수 있다. 상기 스크린은 또한 예시적으로 컨트롤 하우징(6)을 위한 하우징 커버의 일부분으로 형성될 수 있고, 단지 하우징 커버에 의한 컨트롤 하우징(6)의 밀폐 이후에 외부 방열 엘리먼트들(3.1 또는 3.9)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 하우징
1a, 1b: 하우징 요소
2: 히팅 블록
3: 열 발산 엘리먼트
4: 발열 엘리먼트
5: 마운팅 플랜지
6: 조절 하우징
7: 플러그 커넥션
8: 접지 연결부
9a 내지 9c: 연결 엘리먼트
10: 전도체 엘리먼트
11: 횡방향 부재
12: 클로
13: 톱니열
14: 홀
15: 전도체 엘리먼트 베이스
16: 걸림될 수 있는 리셉터클
17: 걸림 돌기
18: 걸림 돌출부
20: PTC 엘리먼트
21: 스트립 도체
22: 스트립 도체
23: 절연층
24: 스크린 패널
25: 냉각 엘리먼트
M: 접지 연결부
-: 전원 전류의 음극
+: 전원 전류의 양극

Claims

적어도 하나 이상의 발열 엘리먼트(4)와 다수개의 방열 엘리먼트(3)가 수용되는 플라스틱 하우징(1)을 구비하고, 상기 발열 엘리먼트(4)는 적어도 하나 이상의 PTC 엘리먼트(20)와 상기 PTC 엘리먼트(20)의 양측면에 마주보며 위치하고 서로 이격된 전기 스트립 전도체(21, 22)를 구비하고, 상기 다수개의 방열 엘리먼트(3)는 상기 발열 엘리먼트(4)의 양 측면에 마주보며 위치하고 서로 이격되어 평행한 층으로 배열되고, 상기 적어도 하나 이상의 발열 엘리먼트(4)와 상기 다수개의 방열 엘리먼트(3) 사이에 배치되는 절연층(23)을 포함하고, 상기 다수개의 방열엘리먼트(3)를 함께 전기적으로 연결하는 적어도 하나 이상의 도전 엘리먼트(10)를 포함하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 엘리먼트(10)는 박막 금속 스트립으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전 엘리먼트(10)는 층들을 가로질러 연장된 도전 엘리먼트 베이스(15)와, 돌출되어 상기 방열 엘리먼트와 연결되고 상기 층들과 평행하게 연장되는 복수 개의 클로(claw, 12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제3항에 있어서, 상기 클로(claw, 12)는 소성 변형 방법으로 정해진 방열 엘리먼트(3)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 엘리먼트(10)는 상기 하우징(1)과 미리 조립된 유닛으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 엘리먼트(10)는 박막 금속 스트립의 평면이 구부러져 형성된 래칭(latching) 엘리먼트(17)를 포함하고, 상기 도전 엘리먼트(10)는 하우징(1)과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 엘리먼트(10)는 도전 엘리먼트 베이스(15)가 구비되고 공기 통로 개구부가 정해진 하우징(1)의 횡방향 부재(11)의 내면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 엘리먼트(10)는 조절 장치가 고정되는 상기 하우징(1)의 컨트롤 사이드(control side)에 제공되고, 상기 도전 엘리먼트(10)는 조절 장치로 이어지는 접지 도전체(ground conductor)와 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전엘리먼트(10)는 접지전위와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제9항에 있어서, 전기 스트칩 전도체들(21, 22)과 하우징(1)의 접지 연결부(8)에 전류를 공급하는 노출된 전기 접속 엘리먼트들(9a - 9c)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제10항에 있어서, 상기 접지 연결부(8)는 환형(annular)의 적어도 하나 이상의 전기 접속 엘리먼트들(9a - 9c)이 제공되고, 상기 전기 접속 엘리먼트들(9a - 9c)과 이어진 연결 케이블의 스크린과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.
제1항에 있어서, 모든 방열 엘리먼트(3)는 정해진 발열 엘리먼트(4)에 절연층(23)의 중간 위치에 위치되고, 접지 전위와 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 장치.