KR20090108691A - 정온계수 전기식 가열장치 - Google Patents

정온계수 전기식 가열장치 Download PDF

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KR20090108691A
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레이첼 마리아 톳
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에스.씨. 존슨 앤드 선, 인코포레이티드
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Abstract

곤충퇴치제 등과 같은 함침된 슬랩으로부터의 공기처리 화학약품들을 증발시키는데 적절한 정온계수 전기가열 장치가 기술된다. 하나의 형태에 있어서, 정온계수가열소자에 사발-형태의 접점헤드를 갖는 전기접점이 제공되어 상기 가열소자를 파손시키는 접점의 모서리의 위힘을 감소시키도록 한다. 다른 형태들에 있어서, 쐐기못과 홈 구조체들이 열전달판 상의 구멍들과 상호작용하여 상기 구조체의 부품들의 조립을 용이하게 하도록 한다.
곤충퇴치제, 공기처리, 증발, 가열, 파손, 정온계수, 저항, 쐐기못

Description

정온계수 전기식 가열장치 {PTC ELECTRICAL HEATING DEVICE}
본 발명은 곤충제어약품(insect control agents ; 예를 들면, 퇴치제(repellents), 살충제(insecticides), 성장조절제(growth regulators) 등), 방향제(fragrances) 및 다른 공기처리 화학약품(air treatment chemicals ; 예를 들면, 탈취제(deodorizers)들을 함침된 서브스트레이트로부터 휘발시키기 위한 정온계수(PTC ; positive temperature coefficient) 가열장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 이러한 장치들을 위한 개선된 전기 접점들 및 구조적 조립체들에 관한 것이다.
다양한 전기식 가열장치들이 개발되었으며, 그 위에 또는 그를 통하여 공기처리 화학약품들이 함침된 서브스트레이트들이 위치된다. 이러한 장치들에 의한 상기 서브스트레이트의 가열은 알레트린 또는 여러 가지 다른 상용적으로 공지된 휘발가능한 살충제 등과 같은 상기 공기처리 화학약품이 휘발하게 된다. 이러한 장치들은 배터리에 의해 전력이 공급될 수 있는 한편으로 전형적으로는 전기 플러그(electrical outlets)에 삽입되도록 설계된다.
이러한 전기식 가열장치의 특히 바람직한 형태는 정온계수가열소자(PTC heating element)를 사용한다. 그러나, 이러한 장치들은 바람직한 정온계수가열소 자의 파손특성(fragile nature) 및 연관된 전기 접점의 구조들과 연관되는 몇몇 유지의 문제들을 경험할 수 있다. 이와 관련하여, 많은 정온계수소자들은 어느 정도는 깨지기 쉬우며, 그들의 연관된 전기 접점들(특히 스탬핑된 것들)과의 연접(abutment)은 종종 이 소자와 상기 접점의 모서리와의 상호작용으로 인하여 상기 정온계수소자의 파손을 야기할 수 있다.
국제공개특허공보 제WO2006/046209호(본 명세서에서 완전히 규정하는 경우, 그의 상세한 설명을 본 명세서에 참고로 인용한다)는 고체의 매트(Solid mat) 내에 함침된 살충제 및 방향제들을 휘발시키기 위한 정온계수 전기 가열장치의 특히 바람직한 형태를 기술하고 있다. 비록 이러한 형태의 가열장치가 많은 유리한 점들을 갖기는 하나, 여전히 몇몇 단점들을 갖는다.
우선, 상기 정온계수 가열장치와 가압접점(pressure contact)을 갖는 상기 전기 단말/접점(electrical terminal/contact)은 스탬핑된 부품이다. 그 결과, 상기 접점 상에는 종종 날카로운 모서리들이 형성될 수 있다. 이들 모서리들이 상기 파손되기 쉬운 정온계수가열소자와 접촉하는 경우, 상기 전기 가열장치가 제조되는 동안이나 또는 이것이 사용을 통하여 가열되고 그리고 냉각됨에 따라 상기 정온계수가열소자가 파괴될 가능성이 있을 수 있다.
이들 및 유사한 응용들을 위한 다양한 가열소자들이 개발되었다. 미합중국 특허 제4,037,082호, 동 제4,251,714호, 동 제4,635,026호, 동 제4,728,779호, 동 제4,814,584호, 동 제5,262,619호, 동 제6,192,169호, 동 제6,374,045호, 동 제7,012,222호 및 국제공개특허공보 제WO 97/02054호, 동 제WO 97/45008호 및 동 제 WO 98/57674호, 그리고 유럽특허출원 제EP 965 267호들을 참조하시오. 그러나, 이들은 일부 속성들에 있어서 각각 부족하다.
따라서, 공기처리 화학약품들을 휘발시키는 데 유용한, 개선된 정온계수 전기 가열 장치들에 대한 요구가 여전히 존재하고 있다.
하나의 관점에 있어서, 본 발명은 공기처리 화학약품을 휘발시키기에 적절한 가열 장치를 제공한다. 상기 공기처리 화학약품은 비-제한적인 예들로서 가열 장치가 활성화되는 경우에 가열될 수 있는 위치에 함침된 서브스트레이트가 탑재될 수 있도록 하는 배치를 포함하는 가열 장치를 갖는 심지, 통상의 모기매트(mosquito mat), 또는 다른 서브스트레이트 내에 또는 그 위에 함침될 수 있다. 상기 장치는 정온계수가열소자 및 상기 정온계수가열소자에 연접하는 제1전기접점을 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 제1전기접점은 상기 정온계수가열소자 쪽으로 향하는 볼록하게 만곡된 표면을 갖는 돔형의 접점헤드(domed contact head)를 갖는다.
바람직한 형태들에 있어서, 또한 상기 제1전기접점이 연접하는 측면에 대향하는 측면 상에서 상기 정온계수가열소자와 접촉하는 제2전기접점을 가지며, 상기 제1전기접점은 또한 평면도에서 상기 돔형의 접점헤드에 대해 스프링 벤드(spring bend)와 원형의 주연부(circular periphery)를 가지며, 상기 돔형의 접점헤드는 연속적으로 만곡된 외측모서리를 가지며, 상기 돔형의 접점헤드는 볼록면이 상기 정온계수 가열 소자 쪽으로 향하여 존재하도록 하여 볼록면(convex side)과 오목면(concave side)을 갖는다.
제1전기접점헤드는 금속으로 형성될 수 있으며, 적절하게 탄성인 스테인레스강이 바람직하며, 그의 헤드 아래에 스냅탭(snap tab)을 가질 수 있다. 상기 스냅탭은 하우징 내에서 상기 제1전기접점을 고정하도록 위치되고 상기 제1전기접점을 고정하도록 하는 크기가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 돔형의 접점헤드는 상기 정온계수가열소자에 대해 가압되는 경우에 상기 돔형의 접점헤드와 상기 정온계수가열소자 간의 접촉면적이 역으로 증가하도록 하여 상기 돔형의 접점헤드가 탄성적으로 변형되도록 탄성적으로 변형될 수 있는 것이다.
다른 관점에 있어서, 상기 장치는 또한 제1가열기하우징(first heater housing)과 제2가열기하우징 및 구멍을 갖는 판의 형상의 제2전기접점을 가질 수 있다. 상기 가열기하우징들 중의 적어도 하나는 쐐기못(peg)들을 갖고 그리고 다른 가열기하우징은 수용홈(receiving recess)들을 갖는다. 상기 쐐기못들은 상기 판의 구멍을 통하여 그리고 상기 수용홈들 내로 통과한다.
바람직한 구체예에 있어서, 상기 장치는 압축된 셀룰로오스 섬유들로 형성되고 그리고 매트가 가열되는 경우에 상기 매트로부터 휘발될 수 있는 알레트린(allethrin) 등과 같은 곤충제어약품으로 함침된 통상의 모기매트 등과 같은 함침된 매트에 대하여 사용되도록 설계된다. 당해 기술분야에서는 가열장치에 대하여 사용하도록 의도된 모기매트들에 투여하는 데 사용되는 다수의 다른 곤충제어약품들이 잘 알려져 있다.
또 다른 형태에 있어서 본 발명은 정온계수 가열 장치에 대하여 사용하기에 적절한 전기접점을 제공한다. 상기 접점은 사발(bowl)의 형태의 돔형의 헤드 및 단자(terminal)에의 연결을 위하여 상기 헤드 아래로 연장되는 레그(leg)를 갖는다. 또한 상기 레그 상에 위치되는 스냅탭과 상기 레그 내에 형성되는 스프링 벤드를 가질 수 있다.
이러한 돔형의 접점헤드들의 사용은 특히 상기 헤드가 사발의 형태인 경우에는 형성과정에서 버(burrs) 또는 다른 날카로운 잔존물(remnants)을 가질 수 있는 상기 헤드의 임의의 모서리들이 상기 파손되기 쉬운 정온계수 가열기로부터 멀어지도록 하는 것으로 이해될 수 있는 것이다. 따라서, 시간의 경과에 따라 정온계수가열소자 파손을 야기하는 이러한 결점들의 위험을 제거하게 된다.
더욱이, 이러한 헤드와 연관된 스프링 벤드 및 스냅탭들의 조합은 상기 정온계수가열소자에 대한 압력을 최적화하기에 적절한 접점을 부여하는 한편으로 또한 다른 조립 부품들에 대한 접점을 위치시키도록 한다. 바람직하게는, 상기 돔형의 접점헤드는 상기 정온계수가열소자에 대해 가압되는 경우에 상기 돔형의 접점헤드와 상기 정온계수가열소자 간의 접촉면적이 역으로 증가하도록 하여 상기 돔형의 접점헤드가 탄성적으로 변형되도록 탄성적으로 변형될 수 있는 것이다.
또한, 상기 쐐기못들과 홈들의 조립기술의 사용은 상기 장치의 조립 과정에서의 상기 정온계수가열소자 상에 가해지는 스트레스를 감소시켜 상기 정온계수가열소자의 파손의 위험을 감소시킨다.
본 발명의 앞서의 잇점 및 다른 잇점들은 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 상세한 설명에서 참조번호들은 상세한 설명의 일부를 구성하는 첨부되는 도면들에 대해 부여되며, 여기에서는 본 발명의 바람직한 구체예의 설명을 비제한적인 방법으로 나타낸다.
도 1은 그 안에 막 설치될 함침된 매트와 함께 나타낸, 본 발명의 하나의 구체예의 사시도이다.
도 2는 상기 함침된 매트를 나타내지 않았다고 가정한, 도 1의 구체예의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 장치의 정온계수 가열기의 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 4-4선을 따라 잘라낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 5-5의 상세를 나타낸 도면이다.
도 6은 단지 특정의 부품들을 나타내는 것으로 가정한, 도 3의 정온계수 가열기의 부분적으로 확대한 분해사시도이다.
도 7은 상기 정온계수 가열기의 전기접점의 측면도이다.
도 8은 도 7의 전기접점의 평면도이다.
먼저 도 1 및 도 2들을 참조하면, 구멍이 천공된 덮개(12), 정온계수 가열기(14), 함침된 매트(16), 플러그 단자(18) 및 바닥하우징(20)들을 포함하는 증발기(10)가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 비록 상기 증발기가 임의의 방향에서 사용될 수 있음에도 불구하고 상기 덮개(12) 쪽으로 향하는 방향이 "상방(up)"으로 언급될 것이다. 단자(18)들은 전형적인 전기콘센트(electrical outlet) 내로 삽입될 수 있다. 2개의 프롱의 플러그(two-prong plug) 배치가 특정의 국가들에서 적절하기는 하나, 상기 단자(18)들은 다른 국가들에서 사용되는 플러그 표준(plug standards)에 일치하도록 하는 필요에 따라 변형될 수 있다.
도 3에서 명백하게 나타나는 바와 같이, 정온계수 가열기(14)는 제1측면(24) 및 제1측면(24)에 대향하는 제2측면(26)들을 갖는 정온계수가열소자(22)를 포함한다. 비록 정온계수가열소자(22)가 둥근 "알약(pill)" 형태로 나타나기는 하였으나, 다른 통상의 정온계수소자 형태들이 또한 사용될 수 있다. 어떠한 경우에도, 도 5에 표시한 바와 같이, 정온계수가열소자(22)는 측면(26) 상에 금속피복부(metallization)(28)를 가질 수 있으며, 유사한 금속피복부가 제1측면(24)(도시하지 않음)을 따라 제공될 수 있다.
열전달판(30)이 제1측면(24)에 접촉하고 그리고 전기접점(32)이 제2측면(26)(금속피복부가 존재하는 경우, 그들 개개 금속피복부 표면들을 통하여)과 접촉한다. 접점(32)은 바람직하게는 연장된 레그(leg)(34), 스프링 밴드(44), 상기 스프링 밴드(44) 상의 연결부(connector segment)(33) 및 접점부(38)를 가지며, 상방으로 만곡된 돔(dome)(36)들을 포함한다. 돔(36)이 상기 정온계수가열소자(22)에 대해 어떠한 모서리 표면들도 노출시키지 않는다는 것을 주목하라. 따라서, 상기 돔(36)의 하부모서리(lower edge)를 따라 스탬핑 또는 다른 성형공정들로부터의 어떠한 잔존물들도 상기 정온계수가열소자(22)의 어떠한 파손에도 기여할 수 없게 된다. 사용에 있어서, 상기 접점부(38)는 상기 정온계수가열소자(22)의 측면(26)에 대하여 가압되어 견고한 접촉을 형성한다. 상기 돔(36)은 충분히 얇은 금속 등 과 같이 상기 정온계수가열소자(22)에 대해 가압되는 경우에 역으로 편평하게 되도록 하거나 또는 심지어 작은 영역이나 또는 상기 접점부(38)(도시하지 않음)를 역전시키도록 탄성적으로 변형되도록 하는 탄성의 물질로 만들어질 수 있다. 이는 상기 돔(36)과 상기 정온계수가열소자(22) 간의 접점의 영역을 증가시켜 보다 유효한 전기 접촉을 허용하고 또한 상기 정온계수가열소자가 가열에 의해 팽창하거나 또는 냉각에 의해 수축함에 따라 상기 정온계수가열소자의 크기에서의 변화를 조정하도록 하는 스프링-유사 작용을 허용하도록 한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 돔(36)은 볼록면(40) 및 오목면(42)을 가질 수 있다. 비록 돔(36)이 하나의 형태로 나타나기는 하였으나, 보다 구형이 될 수도 있으며, 어떠한 경우에서는 일정치 않은 평면 반경(non-constant plan view radius)(예를 들면, 타원형 또는 다른 만곡된 접점표면들)을 가질 수 있음은 이해되어야 할 것이다. 또한 도 4에 나타낸 바와 같이 위치잡기(positioning)을 용이하게 하도록 하기 위한 스냅탭(45)이 존재할 수 있다.
열전달판(30)이 제1측면(24)과 접촉하는 전도성판(46)을 갖는다는 것을 주목해야 한다. 이 전도성판(46)은 측면(50, 52)들을 갖는 평면상의 중앙부(48)를 포함할 수 있다. 또한 주연부(perimeter)(54) 및구멍(55)들이 존재한다.
도 3 및 도 6들에 나타낸 바와 같이, 또한 대합조개껍질(clamshell) 형의 하우징을 형성하는 제1가열기하우징(56) 및 제2가열기하우징(58)이 존재한다. 쐐기못들을 수용홈들 내로 삽입하는 것에 의하여 그리고 선택적으로 음파용접(sonic welding) 또는 열용접(heat welding)에 의하여 상기 가열기하우징 부품들이 조립될 수 있도록 제1가열기하우징(56)은 쐐기못(60)을 가지고 그리고 제2가열기하우징(58)은 수용홈(62)들을 갖는다. 상기 쐐기못들은 또한 구멍(55)들을 통하여 들어맞도록 설계되어 전도성판(46)이 제자리에 고정되도록 하는 결과를 가져오도록 하는 것에 주목하여야 한다.
열전달판(30) 상의 절곡모서리(bent corners)(64)들은 열전달판(30)과 제1가열기하우징(56) 간의 정압접촉(positive pressure contact)를 유지하는 것을 도우며, 이는 정온계수가열소자(22)로부터 제1가열기하우징(56)에로 그리고 계속해서 매트(16)에로의 상대적으로 충분한 열의 전달을 용이하게 하도록 한다. 상기 매트의 가열에 의하여 상기 공기처리 화학약품이 확산되게 된다. 이러한 방식으로 열전달판(30)이 전기 접점으로서 작용할 뿐만 아니라 정온계수가열소자(22)에 의해 발생된 열을 확산시키고 그리고 전달하도록 하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는 가용성저항기(fusible resistor)(66)이 접점(67)에서 열전달판(30)에 연결되는 것에 의해 전기회로 내에 포함된다. 상기 가열기(14)가 과열되는 경우, 상기 가용성저항기(66)가 개방되어 정온계수가열소자(22)를 통한 전류의 흐름을 중단시키고, 따라서 전체 장치에 대한 보호를 제공한다. 상기 가용성저항기(66) 및 접점(32)들은 연장된 레그(34)를 경유하여 플러그 단자(18) 내로 연결된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 매트(16)가 증발기(10) 내에 장착되는 경우, 덮개(12)의 리브(68)들이 정온계수가열기(14)에 대해 매트(16)를 고정시킨다.
본 발명의 상기 장치를 사용하기 위하여는, 단자(18)들을 전기 플러그 내에 삽입하고, 그에 의하여 정온계수가열소자(22)에 의해 열이 발생되도록 하고, 그에 의하여 상기 함침된 매트를 가열하고 그리고 그에 의하여 공기처리 화학약품들이 확산되도록 한다. 상기 매트에 대해 사용된 상기 서브스트레이트의 속성이 절대적인 것은 아닐 뿐만 아니라 무엇이 함침되는 것인 가도 절대적인 것은 아니다. 본 발명의 목적들로서는, 그 핵심적인 특징들은 상기 접점의 상기 돔형의 구조체에 관한 것이다.
비록 본 발명이 특정의 구체예를 참조하여 설명되기는 하였으나, 본 발명은 본 명세서의 정신 및 관점 내에서 변형될 수 있는 것이다. 예를 들면, 상기 접점의 상기 돔(36)은 정확하게 도시한 대로 되어야 할 필요는 없는 것이다. 오히려, 상기 개념의 핵심 부분은 정온계수 저항 가열기와 접촉할 수 있는 곳에 위치되는 상기 헤드를 따라 상기 접점에 모서리가 없다는 것이다.
따라서 본 출원은 그의 일반적인 원리들을 사용하는 본 발명의 변형들, 용도들 또는 적응들을 포함하도록 의도된 것이다. 따라서, 본 발명의 완전한 관점을 판단하기 위하여 특허청구범위들에 의하여야 한다.
본 발명은 저렴한 가격으로 생산될 수 있으면서도 개선된 유지 특성들을 갖는 정온계수 형 가열기를 제공한다.

Claims (9)

  1. 정온계수가열소자 및
    상기 정온계수가열소자에 연접하는 제1전기접점을 포함하며,
    여기에서 상기 제1전기접점이 상기 정온계수가열소자 쪽으로 향하여 볼록하게 만곡된 표면을 갖는 돔형의 접점헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전기접점이 연접하는 측면에 대향하는 측면 상에서 상기 정온계수가열소자와 접촉하는 제2전기접점을 더 포함함을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정온계수가열소자에 대해 가압되는 경우에 상기 돔형의 접점헤드와 상기 정온계수가열소자 간의 접촉면적이 역으로 증가하도록 하여 상기 돔형의 접점헤드가 탄성적으로 변형되도록 탄성적으로 변형될 수 있는 것임을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전기접점이 평면도에서 상기 돔형의 접점헤드에 대해 원형의 주연부를 갖는 것을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 돔형의 접점헤드가 연속적으로 만곡된 외측 모서리를 갖는 것을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 돔형의 접점헤드가 볼록면과 오목면을 갖는 것을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치가 함침된 서브스트레이트를 더 포함하며, 여기에서 상기 서브스트레이트가 상기 서브스트레이트가 가열되는 경우에 상기 서브스트레이트로부터 증발할 수 있는 곤충제어약품으로 함침되는 것을 특징으로 하는 공기처리 화학약품을 증발시키기에 적절한 가열장치.
  8. 사발의 형태의 돔형의 헤드와 상기 헤드 아래에서 연장하여 단자에 연결되는 레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 정온계수가열소자에 대해 사용하기에 적절한 전기접점.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 돔형의 헤드가 상기 정온계수가열소자에 대해 가압되는 경우에 상기 돔형의 접점헤드와 상기 정온계수가열소자 간의 접촉면적이 역으로 증가하도록 하여 상기 돔형의 접점헤드가 탄성적으로 변형되도록 탄성적으로 변형될 수 있는 것임을 특징으로 하는 정온계수가열소자에 대해 사용하기에 적절한 전기접점.
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