KR20160021810A

KR20160021810A - 가열 장치

Info

Publication number: KR20160021810A
Application number: KR1020167000426A
Authority: KR
Inventors: 라르스 히페르; 카르스텐 마르콰스; 디르크 나겔; 마티아스 슈탈라인; 미하엘 슈타인캄프
Original assignee: 베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-02-26
Also published as: JP2016525261A; WO2014202683A1; KR102135080B1; EP3011802A1; EP3011802B1; CN105284185B; US20160150598A1; ES2662043T3; JP6388930B2; DE102013211563A1; CN105284185A

Abstract

본 발명은 유체 유입구(12, 13) 및 유체 배출구(12, 13)를 포함한 유체 채널이 그 내부에 배치되어 있는 하우징(2)을 갖는 가열 장치(1)와 관련이 있고, 이 경우 상기 하우징(2) 내부에 교번 자기장(magnatic alternating field)을 발생하는 부재(30)가 제공되어 있으며, 상기 부재는 하나 이상의 벽부에 의해 상기 유체 채널로부터 밀봉 방식으로 분리되어 있고, 이때 계속해서 하나 이상의 금속 표면 가열 부재(3, 8, 22)가 제공되어 있고, 상기 표면 가열 부재는 상기 교번 자기장에 의해 가열될 수 있으며, 상기 하나 이상의 표면 가열 부재(3, 8, 22)는 유체 채널 내에 배치되어 있고, 이 경우 표면 가열 부재들(3, 8) 중 하나 이상의 표면 가열 부재는 자성 재료(magnetic material)로 형성되어 있다.

Description

가열 장치 {HEATING DEVICE}

본 발명은 유체 유입구 및 유체 배출구를 포함한 유체 채널이 그 내부에 배치되어 있는 하우징을 갖는 가열 장치와 관련이 있고, 이 경우 상기 하우징 내부에 교번 자기장(magnatic alternating field)을 발생하는 부재가 제공되어 있으며, 상기 부재는 하나 이상의 벽부에 의해 상기 유체 채널로부터 밀봉 방식으로 분리되어 있고, 이때 계속해서 하나 이상의 금속 표면 가열 부재가 제공되어 있고, 상기 표면 가열 부재는 상기 교번 자기장에 의해 가열될 수 있으며, 이때 상기 하나 이상의 표면 가열 부재는 유체 채널 내에 배치되어 있다.

가열 장치들은 선행 기술에 공지되어 있다. 그에 따라, 전기 공급받음으로써 가열되는 소위 PTC-가열 부재들을 구비한 공기측 가열 장치들이 존재한다. PTC-부재들에 접촉하고 있는 공기측 박막(lamella)을 통해 열은 관류하는 공기로 전달된다. 그러나 이와 같은 가열 장치들은 유동성 매질을 위해 필요한 것과는 근본적으로 다른 구조를 갖는다.

유동성 매질용 가열 장치들에는 폐쇄된 하우징이 제공되어 있고, 상기 가열 장치들은 유체 유입구 및 유체 배출구를 포함한 유체 채널을 갖도록 형성되어 있으며, 이 경우 상기 하우징 내부로 PTC-부재에 의해 가열되는 가열 부재가 돌출한다.

이와 같은 유동성 매질용 가열 장치는 열이 가열되어야 할 유동성 매질이 관류하는 유체 채널과는 다른 영역에서 발생한다는 단점을 갖는다. 그럼으로써 제공되는 전달 저항들로 인해 가열이 지연되는데, 이는 단점으로 간주된다.

따라서 본 발명의 과제는 유체를 유도 가열하기에 적합한 가열 장치를 제공하는 것이고, 이 경우 상기 가열 장치는 특히 저렴하고 덜 복합한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제는 청구항 1의 특징들을 갖는 가열 장치에 의해 해결된다.

본 발명의 일 실시 예는 유체 유입구 및 유체 배출구를 포함한 유체 채널이 그 내부에 배치되어 있는 하우징을 갖는 가열 장치와 관련이 있고, 이 경우 상기 하우징 내부에 교번 자기장을 발생하는 부재가 제공되어 있으며, 상기 부재는 하나 이상의 벽부에 의해 상기 유체 채널로부터 밀봉 방식으로 분리되어 있고, 이때 계속해서 하나 이상의 금속 표면 가열 부재가 제공되어 있고, 상기 표면 가열 부재는 상기 교번 자기장에 의해 가열될 수 있으며, 이때 상기 하나 이상의 표면 가열 부재는 유체 채널 내에 배치되어 있고, 이때 상기 표면 가열 부재들 중 하나 이상의 표면 가열 부재는 자성 재료(magnetic material)로 형성되어 있다.

그럼으로써 교번 자기장을 발생하는 부재는 유체 채널 및 상기 유체 채널을 통해 흐르는 유체 흐름 외부에 배치되어 있고, 이 경우 표면 가열 부재는 유체 채널 내부에 그리고 그에 따라 유체 흐름 내에 배치되어 있다. 그럼으로써 바람직하게 전기 시스템의 분리, 말하자면 유체 채널 외부의 교번 자기장을 발생하는 부재와 유체 채널 내부의 가열되는 표면 가열 부재간의 분리가 달성된다.

하나 이상의 자기 표면 가열 부재를 제공함으로써 교번 자기장의 차폐가 달성될 수 있다. 상기 교번 자기장의 차폐는 이웃하는 전기 또는 전자 장치들의 의도하지 않은 영향을 방지하기 위해 바람직하다. 자기 표면 가열 부재에 의해 교번 자기장의 확장이 약해지거나 완전히 저지될 수 있다.

또한, 하우징 쪽으로 교번 자기장을 발생하는 부재가 실질적으로 자성 재료로 형성된 제1 부재에 의해 둘러싸인 경우가 바람직하다.

자성 재료로 형성된 부재는 교번 자기장의 확장을 감소시키거나 또는 완전히 억제하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 사용 방식은 특히 바람직한데, 그 이유는 상기 교번 자기장의 확장을 제한함으로써 이웃하는 전기 및/또는 전자 시스템들로부터의 의도하지 않은 부정적 영향을 방지할 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라 상기 교번 자기장의 확장을 제한함으로써 이웃하여 배치된 금속 구조물들의 의도하지 않은 가열을 방지할 수 있다.

"둘러싸인"의 의미는 바람직하게 교번 자기장을 발생하는 부재가 특히 교번 자기장의 확장 방향으로 자성 재료로 형성된 부재에 의해 둘러싸임으로써, 상기 교번 자기장의 확장이 감소하거나 또는 완전히 방지되는 것이다. 이 경우, 상기 자성 재료는 상기 교번 자기장에 대한 차폐 재료를 형성한다. 교번 자기장을 형성하는 부재로서 실질적으로 중공 실린더형 코일을 사용하는 경우, 상기 코일은 본 발명에 따라 예를 들어 중공 실린더형 부재에 의해 둘러싸일 수 있고, 이때 상기 코일은 이와 같은 중공 실린더형 부재 내에 삽입되어 있다.

이 경우, 교번 자기장을 발생하는 부재가 자성 재료로 형성된 부재에 물리적으로 접촉하거나 이와 같은 교번 자기장을 발생하는 부재가 코팅 방식과 유사하게 완전히 둘러싸여야만 할 필요는 없다. 이때 바람직하게 자성 재료로 형성된 부재는 실질적으로 교번 자기장을 발생하는 부재의 형태에 따라서 형성되어 있다.

계속해서 하우징이 전기 전도성을 갖지 않는 재료로 형성된 경우가 바람직하다.

예를 들어 플라스틱과 같은 전기 전도성을 갖지 않는 재료가 특히 바람직한데, 그 이유는 그럼으로써 가열 장치의 전체 중량이 감소할 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라 그럼으로써 하우징의 성형 및 제조가 더 간단해지고 더 비용 저렴해진다.

또한, 하우징 중심 쪽으로 교번 자기장을 발생하는 부재가 실질적으로 자성 재료로 형성된 제2 부재에 의해 둘러싸인 경우가 바람직하다.

외부 하우징 쪽으로 교번 자기장의 확장을 제한하는 방식과 동일하게, 내부 하우징 중심 쪽으로의 교번 자기장의 확장도 자성 재료로 형성된 부재에 의해 제한할 수 있다. 이 경우, 바람직하게 하우징 내부에 교번 자기장의 영향들로부터 자유로운 영역이 만들어질 수 있다.

그 밖에, 자성 재료로 형성된 제1 부재와 자성 재료로 형성된 제2 부재 사이에 교번 자기장에 의해 가열될 수 있는 소수의 또는 다수의 표면 가열 부재가 배치되어 있는 경우가 바람직하다.

이와 같은 방식으로 교번 자기장의 확장이 외부 방향으로 그리고 하우징의 중심 쪽으로 제한되는 동안에 표면 가열 부재들은 교번 자기장에 의해 가열될 수 있다.

계속해서 자성 재료로 형성된 제1 부재 및/또는 자성 재료로 형성된 제2 부재가 각각 하나의 표면 가열 부재를 형성하는 경우가 바람직하다.

자성 재료로 형성된 상기 부재들은 마찬가지로 표면 가열 부재들을 나타낼 수도 있는데, 그럼으로써 전체적으로 가열 장치의 콤팩트한 구조가 달성될 수 있다.

또한, 표면 가열 부재들 중 하나 이상의 표면 가열 부재가 유체가 관류할 수 있는 소수의 또는 다수의 개구를 포함하는 경우가 바람직하다.

유체가 그 둘레를 스쳐 흐르거나 또는 관류할 수 있는 개구들에 의해 전체적으로 최적의 유체 흐름이 달성될 수 있다. 뿐만 아니라 유체의 혼합을 개선할 수 있는데, 이는 높은 온도 균일성에 기여한다. 이와 같은 높은 온도 균일성은 전체적으로 가열 장치의 효율을 개선한다.

뿐만 아니라 각각의 표면 가열 부재 내의 소수의 또는 다수의 개구에 의해, 각각의 표면 가열 부재의 출발 재료의 재료량에 비해 최대 0% 내지 50%, 바람직하게는 10% 내지 40%, 이 경우에는 바람직하게 20% 내지 30%의 재료량이 제거되는 경우가 바람직하다.

표면 가열 부재를 위해 최소 재료량이 남아있음으로써, 교번 자기장을 충분히 제한하기 위한 차폐 작용이 충분히 강하게 유지되는 상황이 보장된다. 이와 같은 상황은 특히, 자성 재료로 제조되어 있고 하우징의 중심 영역에 또는 하우징의 내부 표면들 중 하나의 내부 표면에 배치되어 있으며, 무엇보다 교번 자기장의 확장을 제한하는 목적을 충족시키는 표면 가열 부재들에 적용된다.

본 발명의 특히 바람직한 개선 예에 따르면, 교번 자기장을 발생하는 부재가 교류 전원에 연결될 수 있는 코일에 의해 형성될 수 있다.

계속해서 교번 자기장을 발생하는 부재 내에서 생성되는 열량 및/또는 제어 유닛 내에서 생성되는 열량이 유체를 가열하기 위해 사용될 수 있는 경우가 바람직하며, 이때 상기 제어 유닛은 교번 자기장을 발생하는 상기 부재를 제어 및/또는 조절한다.

이와 같은 경우는 예를 들어 열 브리지(thermal bridge)들을 통해 달성될 수 있는데, 이들 열 브리지는 열 발생 영역들과 유체간 열 전도성 연결부를 형성한다.

또한, 표면 가열 부재가 일측 또는 양측에서 유체에 노출될 수 있는 경우가 바람직하다.

표면 가열 부재는 바람직하게 유체 채널을 관류하는 유체에 직접 접촉한다. 그럼으로써 유체의 우수한 및 신속한 가열이 달성된다.

계속해서 표면 가열 부재가 양측에서 유체에 노출될 수 있고, 이때 상기 표면 가열 부재의 일 측면에서 유체의 흐름 방향이 상기 표면 가열 부재의 다른 측면에서의 흐름 방향과 동일하거나 반대인 경우가 바람직하다. 그럼으로써 유체는 순차적으로 우선 상기 표면 가열 부재의 일 측면을 지나고 그리고 나서 상기 표면 가열 부재의 다른 측면을 지난다. 이와 같은 상황은 가열 효과를 향상시킨다.

바람직한 일 실시 예는 교번 자기장을 발생하는 부재가 실질적으로 중공 실린더형 부재인 것을 특징으로 한다.

또한, 표면 가열 부재가 실질적으로 중공 실린더형 부재인 경우가 바람직하다.

계속해서 교번 자기장을 발생하는 부재가 중공 실린더형 부재이고, 이때 하나 이상의 표면 가열 부재가 반경 방향으로 교번 자기장을 발생하는 상기 중공 실린더형 부재의 내부 및/또는 외부에 배치되어 있는 경우가 바람직하다. 그럼으로써 가열 장치의 설치 공간이 절약될 수 있다.

또한, 반경 방향으로 교번 자기장을 발생하는 중공 실린더형 부재의 내부 및 외부에 하나 또는 다수의 중공 실린더형 표면 가열 부재가 배치되어 있는 경우가 바람직하다. 그럼으로써 또한, 열출력이 증가할 수 있다.

그 밖에, 교번 자기장을 발생하는 부재가 실질적으로 중공 실린더형 코일일 수 있다.

또한, 제어 유닛이 하우징에 연결되어 있거나 또는 상기 하우징 내에 통합되어 있는 경우가 바람직하다.

그 밖에, 하우징이 자기장을 흡수하는 재료 또는 교번 자기장에 대해 투과성을 갖지 않는 재료로 이루어진 경우가 바람직할 수 있다.

계속해서 벽부가 자기장 투과성 재료로 이루어진 경우가 바람직하다.

본 발명의 바람직한 개선 예들은 종속 청구항들 및 다음의 도면 설명부에 기술되어 있다.

본 발명은 다음에서 도면들과 관련하여 기술된 실시 예들의 참조하에 상세하게 설명된다.
도 1은 외부 하우징이 단지 부분적으로 또는 투명하게 나타나 있는 본 발명에 따른 가열 장치를 도시하고,
도 2는 가열 장치 내의 중앙 파이프가 부분 절개 방식으로 나타나 있음으로써 상기 파이프 내부의 유동 채널 및 맨드릴(mandrel)을 확인할 수 있는 도 1에 다른 가열 장치를 도시하며, 그리고
도 3은 교번 자기장을 발생함으로써 가열 장치 내부에 있는 가열 부재들을 가열할 수 있는 코일이 나타나 있는 도 1 및 도 2에 따른 가열 장치를 도시한다.

도 1은 가열 장치(1)를 도시한다. 상기 가열 장치(1)는 위쪽에서 덮개(6)에 의해 그리고 아래쪽에서 덮개(7)에 의해 폐쇄되어 있는 하우징(2)에 의해 형성되어 있다. 이 경우, 상기 하우징(2)은 중공 실린더 형태를 갖는다. 상기 하우징(2)의 내부에는 마찬가지로 중공 실린더형 몸체로 형성되어 있는 표면 가열 부재(3)가 배치되어 있다. 상기 표면 가열 부재(3)는 상기 하우징(2)에 의해 형성된 중공 실린더 내부에 삽입되어 있다.

상기 표면 가열 부재(3)는 반경 방향으로 주변을 둘러싸는 다수의 슬롯을 포함하고, 이들 슬롯은 상기 표면 가열 부재(3)의 외부 표면을 다수의 섹션으로 분리한다. 이들 슬롯에 의해 형성된 개별 섹션들은 상기 표면 가열 부재(3)의 베이스 표면으로부터 상이한 방향으로 구부러진다. 상기 섹션들은 부분적으로 반경 방향으로 상기 표면 가열 부재(3)의 중심으로 구부러지고 부분적으로 반경 방향으로 외부 하우징(2) 쪽으로 구부러진다.

상기 표면 가열 부재(3)의 내부에는 추가의 표면 가열 부재(22)가 배치되어 있다. 이와 같은 표면 가열 부재(22)는 마찬가지로 중공 실린더형 몸체로 형성되어 있다. 외부의 표면 가열 부재(3)와는 달리 상기 표면 가열 부재(22)는 외부 윤곽선으로 도시되어 있지 않고 평평한 실린더형 재킷 표면을 포함한다.

상기 표면 가열 부재(3)의 구부러진 개별 섹션들은 하우징(2)의 내벽뿐만 아니라 외부를 향해 있는 표면 가열 부재(22)의 표면에도 인접할 수 있다.

상기 표면 가열 부재(2)의 내부에는 마찬가지로 중공 실린더형으로 형성되어 있는 코일 하우징(4)이 배치되어 있다. 상기 코일 하우징(4)의 외경은 상기 표면 가열 부재(22)의 내경보다 작다. 상기 표면 가열 부재(22)의 외경은 상기 표면 가열 부재(3)의 내경보다 작고 상기 표면 가열 부재(3)의 외경은 상기 하우징(2)의 내경보다 작다.

형성 예에 따라서 상기 표면 가열 부재(3)의 베이스 표면으로부터 구부러진 섹션들은 한편으로는 상기 하우징(2)의 내부 표면에 인접할 수 있고, 다른 한편으로는 상기 표면 가열 부재(22)의 외부 표면에 인접할 수 있다.

도 1에서 단면도로 도시된 상기 코일 하우징(4)의 내부에는 반경 방향으로 주변을 둘러싸도록 형성되어 있는 리세스(5)가 제공되어 있다. 이와 같은 리세스(5) 내에는 코일 몸체가 삽입될 수 있다. 상기 코일 몸체는 도 1에 도시되어 있지 않다.

상기 코일 하우징(4)의 중심에는 파이프(8)가 배치되어 있다. 이와 같은 파이프(8)는 마찬가지로 중공 실린더형으로 형성되어 있다. 상기 파이프(8)의 외경은 중공 실린더형으로 형성된 코일 하우징(4)의 내경보다 작다. 상기 파이프(8)의 하부 단부 영역은 하부 덮개(7)에 지지되어 있다. 상기 파이프(8)의 상부 단부 영역에는 상부 덮개(6)와 파이프(8)간의 공기 틈(air gap)이 형성된다. 상기 코일 하우징(4)과 상기 하부 덮개(7) 사이에는 공기 틈(9)이 제공되어 있다. 이와 달리 상기 코일 하우징(4)의 상부 단부 영역은 상부 덮개(6)에 평탄하게 인접한다. 유도 가열 가능한 경우에 한해서 상기 파이프(8)는 마찬가지로 표면 가열 부재를 나타낸다.

상기 하우징(2)과 상기 표면 가열 부재(22) 사이에는 표면 가열 부재(3)가 삽입되어 있는 채널(11)이 형성된다. 상기 표면 가열 부재(22)와 상기 코일 하우징(4) 사이에는 채널(10)이 형성된다. 마지막으로 상기 코일 하우징(4)과 상기 파이프(8) 사이에는 채널(14)이 형성된다. 이와 같은 채널들(10, 11, 14)을 유체가 관류할 수 있다. 정확한 관류 순서는 다음의 도면들에 나타난다.

상기 상부 덮개(6)는 상기 하우징(2)을 위쪽에서 유체 밀봉 방식으로 폐쇄하도록 설계되어 있다. 상기 목적을 위해 반경 방향으로 주변을 둘러싸는 홈을 갖는 상기 덮개(6)의 실린더형 섹션은 상기 하우징(2)의 내부로 돌출한다. 이미 기술된 바와 같이, 상기 코일 하우징(4)은 상기 하우징(2) 내부에 있는 덮개(6)의 표면에 인접함으로써, 결과적으로 상기 코일 하우징(4)과 상기 덮개(6) 사이에는 유체 흐름이 흐를 수 없게 된다.

상기 표면 가열 부재(22)와 상기 덮개(6) 사이에는 공기 틈(15)이 제공되어 있음으로써, 채널(10)과 채널(11) 사이에서 상기 가열 부재(22) 위쪽으로 유체 흐름이 생성될 수 있다.

상기 하부 덮개(7)는 상기 하우징(2)을 아래쪽에서 유체 밀봉 방식으로 폐쇄한다. 상기 목적을 위해 상기 덮개(7)는 반경 방향에 있는 자체 에지 표면에 반경 방으로 주변을 둘러싸는 홈을 갖는 실린더형 섹션을 포함하고, 이 경우 상기 덮개(7)의 이와 같은 실린더형 섹션은 상기 하우징(2) 내에 삽입되어 있다. 이때 상기 덮개(7) 또는 상기 덮개(6)의 실린더 형태는 상기 하우징(2)의 내부 윤곽과 일치함으로써, 결과적으로 상기 덮개(6, 7)와 상기 하우징(2)이 피팅 정확하게 맞춰질 수 있다.

상기 하부 덮개(7)는 실린더형 제1 영역 다음에 실린더형 제2 영역을 포함하고, 상기 실린더형 제2 영역은 하부의 실린더형 제1 영역보다 더 작은 외경을 갖는다. 더 작은 직경을 갖는 이와 같은 실린더형 상부 영역 상에는 파이프(8)가 지지되어 있다.

상기 코일 하우징(4)과 상기 덮개(7) 사이에는 공기 틈(9)이 제공되어 있다. 이와 같은 공기틈(9)을 통해 상기 코일 하우징(4)과 상기 덮개(7) 사이에서 유체 흐름이 흐를 수 있다. 상기 표면 가열 부재(22)는 하부 덮개(7)의 실린더형 상부 영역 위로 이동하여 실린더형 하부 영역 상에 지지된다. 상기 실린더형 상부 영역과 상기 표면 가열 부재(22) 사이에는 예컨대 결합 부재(union piece), 접착 부재 또는 리벳(rivet)과 같은 고정 부재들이 제공될 수 있다. 이와 같은 방식으로 상기 표면 가열 부재(22)는 하부 덮개(7)에 연결될 수 있다. 마찬가지로 상기 파이프(8)도 유사한 고정 부재들을 통해 하부 덮개(7)에 연결될 수 있다.

상기 하부 덮개(7)는 제1 유체 연결부(12)를 포함하고, 상기 제1 유체 연결부는 상기 덮개(7)의 실린더형 상부 섹션의 반경 방향에 있는 표면에 배치되어 있다. 계속해서 상기 덮개(7)는 제2 유체 연결부(13)를 포함하고, 상기 제2 유체 연결부는 상기 덮개(7)의 하부 표면에 배치되어 있다. 상기 유체 연결부(12) 또는 상기 유체 연결부(13)는 각각 가열 장치(1)의 흐름 방향에 따라 유체 유입구 및 유체 배출구로 이용될 수 있다. 상기 덮개(7)의 내부에는 반경 방향으로 주변을 둘러싸는 유체 연결부(12)를 축 방향으로 편향시키는 전향기(deflector)가 제공되어 있다.

도 2는 이미 도 1에서 도시된 바와 같은 가열 장치(1)의 유사한 도면이다. 도 1의 도면과는 다르게 상기 가열 장치(1) 내부의 파이프(8)는 이런 파이프(8)의 중심축을 따라서 절단되어 나타나 있다. 상기 파이프(8)의 내부에서 연장되는 맨드릴(20)을 확인할 수 있다. 아래로 향해 있고 예리하게 줄어드는 단부를 갖도록 실질적으로 로드형으로 형성되어 있는 상기 맨드릴(20)과 상기 파이프(8)의 내벽 사이에는 추가 채널(21)이 형성된다. 이와 같은 채널(21)을 통해 마찬가지로 유체가 흐를 수 있다.

가능한 일 관류 순서에서는 유체가 유체 연결부(13)를 통해 파이프(8) 내부의 채널(21)로 흘러들어갈 수 있다. 상기 채널에서 유체는 맨드릴(20)의 둘레를 스쳐 흐른다. 상기 유체는 상기 채널(21)을 통해 위쪽 덮개(6)로 흐른다. 상기 파이프(8)와 상기 덮개(6) 사이에는 공기 틈이 제공되어 있음으로써, 유체는 상기 파이프(8)로부터 배출될 수 있고 이런 파이프(8)와 코일 하우징(4) 사이에 형성되어 있는 채널(14)로 흘러들어갈 수 있다. 상기 채널에서 유체는 아래로 흐를 수 있고, 상기 코일 하우징(4)과 덮개(7) 사이에 형성되어 있는 공기 틈(9)을 통해, 마침내 표면 가열 부재(22)와 상기 코일 하우징(4) 사이에 형성되어 있는 채널(10) 내로 흐를 수 있다. 상기 가열 부재(22)와 상기 덮개(6) 사이 상부 영역에는 공기 틈(15)이 제공되어 있고, 상기 공기 틈을 통해 유체는 상기 표면 가열 부재(22)와 하우징 내벽 사이에 형성되어 있는 채널(11) 내로 흐를 수 있다. 유체는 상기 채널(11)을 따라 아래쪽으로 흐를 수 있고 마지막으로 덮개(7) 내의 유체 연결부(12)를 통해 가열 장치(1)로부터 배출될 수 있다. 이 경우, 표면 가열 부재(3)는 상기 채널(11)을 마찬가지로 유체가 관류할 수 있는 추가 부분 채널들로 분리한다.

도 3은 가열 장치(1)의 추가 개략도이다. 도 1 및 도 2와 다르게 도 3에서는 코일 하우징(4) 내부에 코일 몸체(30)가 나타나 있다. 상기 코일 몸체(30)는 간단하게 감긴 중공 실린더형 코일에 의해 형성되어 있다. 대안적으로 여러 번, 특히 2배로 감긴 코일이 제공될 수도 있다.

예를 들어 교류 전압을 이용하여 상기 코일 몸체(30)에 전류를 공급함으로써 가열 장치(1) 내부에 자기장이 발생할 수 있다. 이 경우, 파이프(8)뿐만 아니라 표면 가열 부재들(3 및 22)도 금속 재료로 형성되어 있다.

상기 코일 몸체(30)에 의해 발생하는 교번 자기장에 의해서 상기 파이프(8) 및 상기 표면 가열 부재들(3 및 22)은 가열될 수 있다. 유체는 상기 표면 가열 부재들(3 및 22)뿐만 아니라 상기 파이프(8)도 스쳐 흐를 수 있는데, 상기 유체는 스쳐 흐르면서 상기 표면 가열 부재들(3 및 22) 또는 상기 파이프(8)로부터 열을 흡수한다.

상기 표면 가열 부재(3) 또는 상기 파이프(8)는 바람직하게 자성 재료로 형성되어 있다. 이와 같은 방식으로 상기 코일 몸체(30)에 의해 발생하는 교번 자기장을 자체 공간적 팽창에 대하여 제한할 수 있다. 상기 제한 가능성은 특히, 하우징(2) 외부에서 교번 자기장의 작용을 최소화하기 위해 바람직하다. 뿐만 아니라 자성 재료로 이루어진 파이프(8)를 통해 교번 자기장이 없는 가열 장치(1)의 내부 영역이 구현될 수 있다.

교번 자기장을 제한하는 것은 특히, 이웃하는 전기 또는 전자 시스템들과의 의도하지 않은 상호작용을 최대한 방지하기 위해 바람직하다. 뿐만 아니라 교번 자기장을 제한하는 것은 다른 금속 재료들의 의도하지 않은 가열을 저지하기 위해 바람직하다. 계속해서 교번 자기장을 제한함으로써 사전 결정된 집중 공간에 가열 장치(1)의 더 높은 효율이 전체적으로 달성될 수 있는데, 그 이유는 상기 교번 자기장의 확산으로 인한 손실이 더 적기 때문이다.

상기 하우징(2)은 바람직한 일 형성 예에서, 특히 표면 가열 부재(3)가 자성 재료로 형성되어 있는 경우에, 예를 들어 플라스틱과 같은 비금속 재료 또는 전기 전도성을 갖지 않는 재료 또는 자성을 갖지 않는 재료로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 나타나 있는 바와 같은 가열 장치(1)의 형성 예는 단지 예시적이다. 상기 도 1 내지 도 3의 도면 및 관련 설명 내용은 제한하는 작용을 하지 않는다. 상기 도 1 내지 도 3에는 특히, 다수의 중공 실린더형 몸체가 배치됨으로써 서로 유체가 관류할 수 있는 채널들을 형성하는 형성 예가 나타나 있다. 상기 가열 장치(1)의 본 발명에 따른 원리는 마찬가지로 다르게 형성된 가열 장치의 부재들에도 적용될 수 있다.

상기 도 1 내지 도 3은 특히 재료 선택, 치수 및 개별 부재들의 상호간 위치 설정과 관련하여 단 하나의 예시적인 형성 예만을 나타내고 제한하는 특징을 갖지 않는다. 실시 예들의 개별 특징은 서로 조합될 수 있다.

Claims

유체 유입구(12, 13) 및 유체 배출구(12, 13)를 포함한 유체 채널이 그 내부에 배치되어 있는 하우징(2)을 갖는 가열 장치(1)로서,
상기 하우징(2) 내부에 교번 자기장(magnatic alternating field)을 발생하는 부재(30)가 제공되어 있고, 상기 부재는 하나 이상의 벽부에 의해 상기 유체 채널로부터 밀봉 방식으로 분리되어 있으며, 계속해서 하나 이상의 금속 표면 가열 부재(3, 8, 22)가 제공되어 있고, 상기 표면 가열 부재는 상기 교번 자기장에 의해 가열될 수 있으며, 상기 하나 이상의 표면 가열 부재(3, 8, 22)는 유체 채널 내에 배치되어 있는 가열 장치에 있어서,
표면 가열 부재들(3, 8) 중 하나 이상의 표면 가열 부재는 자성 재료(magnetic material)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항에 있어서,
하우징(2) 쪽으로 교번 자기장을 발생하는 상기 부재(30)는 실질적으로 자성 재료로 형성된 제1 부재(3)에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제2 항에 있어서,
상기 하우징(2)이 전기 전도성을 갖지 않는 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징(2) 중심 쪽으로 교번 자기장을 발생하는 상기 부재(30)가 실질적으로 자성 재료로 형성된 제2 부재(8)에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
자성 재료로 형성된 상기 제1 부재(3)와 자성 재료로 형성된 상기 제2 부재(8) 사이에 교번 자기장에 의해 가열될 수 있는 소수의 또는 다수의 표면 가열 부재(22)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
자성 재료로 형성된 상기 제1 부재(3) 및/또는 자성 재료로 형성된 상기 제2 부재(8)가 각각 하나의 표면 가열 부재(3, 8, 22)를 형성하는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 가열 부재들(3, 8, 22) 중 하나 이상의 표면 가열 부재는 유체가 관류할 수 있는 소수의 또는 다수의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제7 항에 있어서,
각각의 표면 가열 부재(3, 8, 22) 내의 소수의 또는 다수의 개구에 의해, 각각의 표면 가열 부재(3, 8, 22)의 출발 재료의 재료량에 비해 최대 0% 내지 50%, 바람직하게는 10% 내지 40%, 이 경우에는 바람직하게 20% 내지 30%의 재료량이 제거되는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
교번 자기장을 발생하는 상기 부재가 교류 전원에 연결될 수 있는 코일(30)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
교번 자기장을 발생하는 상기 부재(30) 내에서 생성되는 열량 및/또는 제어 유닛 내에서 생성되는 열량이 유체를 가열하기 위해 사용될 수 있고, 이때 상기 제어 유닛은 교번 자기장을 발생하는 상기 부재(30)를 제어 및/또는 조절하는 것을 특징으로 하는,
가열 장치.