KR20190100304A - 휴대용 기구 - Google Patents

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KR20190100304A
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일리디오 실베스트르 게레이로
사무엘 윌리암 선더스
에드워드 세벨트 모리스 셸턴
로란 나이커
카일 제임스 크로퍼드
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

가열기가 개시되고, 이 가열기는 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크를 포함하고, 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크 둘다는 테이프 캐스팅된 복수의 세라믹 재료 층으로 형성된다. 세라믹 가열기 요소는 대체로 평평하고 제 1 면 내에서 연장되어 있다. 세라믹 열 싱크는 제 1 면에 수직인 제 2 면 내에서 연장되어 있다. 세라믹 열 싱크는 개별적일 수 있는 복수의 핀(fin)을 포함한다. 세라믹 가열기 요소의 층은 세라믹 열 싱크의 층에 수직하게 배향될 수 있다. 세라믹 가열기 요소는 전도성 트랙을 포함하고, 전도성 트랙은 세라믹 열 싱크 보다 세라믹 가열기 요소의 원위 측에 표면 장착되거나 세라믹 가열기 요소 내부에 매립된다.

Description

휴대용 기구
본 발명은 휴대용 기구, 특히, 가열기를 갖는 휴대용 기구에 관한 것이다.
모발 관리 기구 및 고온 공기 송풍기와 같은 휴대용 기구가 알려져 있다. 이러한 기구에는, 기구를 통과해 흐르는 유체 또는 기구가 향하는 표면을 가열하는 가열기가 제공된다. 대부분의 장치는 권총 손잡이 형태이고, 스위치를 포함하는 손잡이 및 팬(fan) 유닛과 가열기와 같은 부품을 수용하는 본체를 갖는다. 다른 형태는, 고온 스타일링 장치에서 볼 수 있는 것과 같은 관형 하우징을 위한 것이다. 따라서, 일반적으로, 옵션은, 유체 및/또는 열이 관형 하우징의 일 단부 밖으로 나오게 하고 또한 하우징을 잡거나 또는 관형 하우징에 수직인 손잡이를 제공하는 것이다.
그로 인해, 기구는 부피가 커지게 되고 또는 기구가 길고/길거나 무거울 수 있기 때문에 사용하기가 가끔 어렵게 된다. 이에 대한 해결책은, 만곡된 형태를 제공하는 것인데, 이러한 형태는 길이를 줄일 수 있고 또한 부피의 일부를 제거할 수 있다. 만곡된 부분을 갖는 만곡형 모발 관리 기구를 가지며 그런 다음에 일측의 곧은 부분에 팬 유닛을 제공하고 다른 측의 곧은 부분에는 가열기를 제공하는 것이 알려져 있다. 이는, 만곡된 부분에서 유체가 난류로 되어 압력 손실 및 소음 발생을 야기할 수 있다는 문제를 갖는다. 이는 만곡된 부분에 있는 방향 전환 베인에 의해 완화될 수 있지만, 기구의 중량과 가격이 커지게 된다. 따라서, 본 발명자는 만곡형 모발 건조기의 사용과 만곡형 세라믹 가열기의 사용을 조합했으며, 그래서 가열기의 특징을 사용하여, 만곡된 부분을 통해 흐르는 유체를 방향 전환시키고 보낼 수 있으며 동시에 이 유체를 가열할 수 있다. 이리하여, 더 작고 더 정숙한 설계가 이루어지며 또한 기구의 출구에서 유출되는 유체는, 유체 입구의 위치에 관계 없이 어떤 편리한 각도로도 나갈 수 있도록 조절될 수 있다.
본 발명은 유체 입구와 유체 출구 사이에서 연장되어 있는 유체 유동로 및 이 유체 유동로 내부에 있는 세라믹 가열기를 포함하는 휴대용 기구를 개시하고, 유체 유동로는 비선형적이고 가열기도 비선형적이다.
바람직하게는, 본 기구는 하우징을 더 포함하고, 이 하우징은 가열기를 수용하며 유체 유동로를 에워싸고, 하우징은 만곡되어 있다. 바람직한 실시 형태에서, 가열기는 만곡되어 있다.
본 발명은 하우징, 유체 입구와 유체 출구 사이에서 연장되어 있는 유체 유동로, 및 이 유체 유동로 내부에 있는 세라믹 가열기를 포함하는 휴대용 기구를 개시하고, 하우징은 가열기를 수용하며 유체 유동로를 에워싸고, 하우징은 만곡되어 있고 가열기도 만곡되어 있다.
바람직하게는, 하우징은 곧은 부분 및 만곡 부분을 포함하고, 가열기는 만곡 부분에 수용된다. 바람직하게는, 가열 요소는 아치형이다. 바람직한 실시 형태에서, 가열기는, 평평한 세라믹 판과 전도성 트랙을 포함하는 적어도 하나의 가열 요소를 포함한다. 본 발명은 하우징, 유체 입구와 유체 출구 사이에서 연장되어 있는 유체 유동로, 및 이 유체 유동로 내부에 있는 세라믹 가열기를 개시하고, 하우징은 가열기를 수용하며 유체 유동로를 에워싸고, 하우징은 만곡되어 있고 가열기도 만곡되어 있다. 바람직한 실시 형태에서, 가열 요소는 일정한 만곡을 갖는다. 바람직하게는, 가열 요소는 10°내지 170°의 각도로 만곡되어 있다. 바람직한 실시 형태에서, 가열 요소는 80°내지 120°의 각도로 만곡되어 있다.
바람직한 실시 형태에서, 가열기는 가열 요소 및 이 가열 요소로부터 연장되어 있는 복수의 핀(fin)을 포함하고, 복수의 핀은 열을 가열 요소로부터 유체 유동로 안으로 소산시킨다.
바람직하게는, 가열 요소는 아치형의 평평한 판이고, 복수의 핀은 가열 요소로부터 연장되어 있고 역시 아치형이다. 따라서, 가열 요소는 한 면에서 아치형이거나 만곡되어 있고, 다른 면에서는 평평하다. 예컨대, 가열 요소는 XY 면에서 평평하고 XZ 면에서는 만곡되어 있다. 핀은 XZ 면에서 평평한 판에 수직하게 배향된다. 바람직하게는, 핀은 가열 요소와 동일한 만곡을 따른다. 바람직한 실시 형태에서, 복수의 핀 각각은 가열 요소와 동일한 만곡 각도를 따른다.
바람직하게는, 가열기는 가열 요소 및 이 가열 요소로부터 연장되어 있는 복수의 핀을 포함하고, 복수의 핀은 가열기 내부에서 흐르는 유체의 흐름을 안내한다.
바람직한 실시 형태에서, 복수의 핀은 인접하는 쌍의 복수의 핀 사이에서 연장되어 있는 채널을 포함하고, 각 채널은 가열기를 통과하는 흐름을 안내한다.
바람직하게는, 각 채널은 한쌍의 인접하는 핀의 표면 및 가열 요소의 표면의 일부분으로 형성되고, 각 채널은 가열 요소로부터 열 에너지를 유체 유동로 내부에서 흐르는 유체 안으로 소산시킨다.
바람직한 실시 형태에서, 하우징은 곧은 부분과 만곡 부분을 포함한다. 바람직하게는, 곧은 부분 내부에서, 하우징은 팬 유닛을 수용한다. 바람직한 실시 형태에서, 곧은 부분 내부에서, 하우징은 손잡이를 포함한다.
제 1 양태에서, 본 발명은 가열기를 제공하고, 이 가열기는, 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크를 포함하고, 상기 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크 둘다는 테이프 캐스팅된 복수의 세라믹 재료 층으로 형성된다.
바람직하게는, 세라믹 가열기 요소는 대체로 평평하고 제 1 면 내에서 연장되어 있다. 세라믹 열 싱크는 복수의 핀을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 복수의 핀 각각은 개별적이다. 세라믹 열 싱크는 제 1 면에 수직인 제 2 면 내에서 연장되어 있는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 세라믹 가열기 요소의 층은 세라믹 열 싱크의 층에 수직하게 배향된다.
바람직한 실시 형태에서, 세라믹 가열기 요소는 전도성 트랙을 포함한다. 일 실시 형태에서, 전도성 트랙은 세라믹 열 싱크로부터 세라믹 가열기 요소의 원위 측에 표면 장착된다. 바람직하게는, 전도성 트랙은 글레이즈(glaze)와 같은 절연재로 코팅된다. 대안적으로, 전도성 트랙은 상기 세라믹 가열기 요소 내에 매립된다.
바람직하게는, 세라믹 열 싱크는 세라믹 가열기 요소의 표면에 결합된다. 대안적으로, 세라믹 가열기 싱크는 세라믹 가열기 요소에 부분적으로 매립된다. 이 실시 형태에서, 세라믹 가열기 요소에는, 세라믹 열 싱크를 적어도 부분적으로 수용하기 위한 일련의 홈 또는 채널이 제공되어 있다.
세라믹 가열기 요소는 평평하지만, 그 면 내에서 어떤 형상이라도 될 수 있다. 예를 들면, 만곡형 또는 아치형 또는 직사각형이 있다. 사변형의 경우, 세라믹 열 싱크는 대체로 평평하다. 그러나, 만곡형 또는 아치형의 경우에는, 세라믹 열 싱크는 상기 세라믹 가열기 요소와 동일한 호(arc)를 따른다. 세라믹 열 싱크는 미가공(green) 상태에서 세라믹 가열기 요소에 부착되므로, 특정 형상으로 구부러지고 그런 다음에 세라믹 가열기 요소에 부착될 수 있다.
제 2 양태에서, 본 발명은 세라믹 가열 요소 및 세라믹 열 싱크를 갖는 세라믹 가열기를 제조하는 방법을 제공하고, 이 방법은,
(a) 복수의 세라믹 재료 층을 테이프 캐스팅하고 상기 층들을 적층하여 미가공 상태의 세라믹 판을 형성하는 단계;
(b) 전도성 트랙을 상기 미가공 상태의 세라믹 판의 제 1 표면에 가하는 단계;
(c) 세라믹 열 싱크를 미가공 상태의 세라믹 판의 제 2 표면에 결합하는 단계; 및
(d) 상기 미가공 상태의 가열기를 소결하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은, 단계 (b)와 단계 (c) 사이에서, 복수의 제 2 세라믹 재료 층을 테이프 캐스팅하고 상기 층들을 상기 전도성 트랙 위에 적층하는 단계를 포함한다. 이로써, 매립형 전도성 트랙이 형헝된다. 이 실시 형태에서, 미가공 상태의 세라믹 판의 제 2 표면은 복수의 제 2 층으로 형성된다.
바람직하게는, 세라믹 열 싱크는 테이프 캐스팅된 복수의 세라믹 재료 층으로 형성된다. 세라믹 열 싱크를 형성하는 층은 세라믹 가열기 요소의 제 2 표면에 결합되기 전에 90°만큼 회전되는 것이 바람직하다. 따라서, 테이프 캐스팅된 재료 층은 90°만큼 회전되는데, 즉 세라믹 열 싱크의 층은 세라믹 가열기 요소의 층에 대해 90°로 배향된다. 바람직하게는, 세라믹 가열기 요소는 대체로 평평하고 제 1 면 내에서 연장되어 있다. 세라믹 열 싱크는 상기 제 1 면에 수직인 제 2 면 내에서 연장되어 있는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 세라믹 가열기 요소는 대체로 평평하고 제 1 면 내에서 연장되어 있고, 세라믹 열 싱크를 형성하는 층은 세라믹 가열기 요소의 제 2 표면에 결합되기 전에 제 1 면 주위로 90°만큼 회전된다.
바람직하게는, 미가공 세라믹 판에 있는 층(복수의 층 및 적용 가능하다면 복수의 제 2 층)의 수는 상기 세라믹 열 싱크에 있는 층의 수와 비슷하다. 이는 소결 동안의 두 부분의 수축이 비슷할 것임을 의미한다.
한 실시 형태에서, 세라믹 열 싱크는, 세라믹 가열기 요소와 세라믹 열 싱크 사이의 계면에 용매를 가하여 세라믹 가열기 판에 결합된다. 본 방법은 소결 전에 미가공 상태의 가열기를 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 이리하여, 이음부가 변형 없이 움직이기에 충분히 경화되기 위한 시간이 얻어진다. 바람직하게는, 경화 시간은 실온에서 1시간이다. 시간은 이음부의 부분의 두께에 달려 있다.
제 3 양태에서, 본 발명은 복수의 가열기 요소 및 프레임을 포함하는 가열기를 제공하고, 프레임은 상기 복수의 가열기 요소 각각을 지지하고 격리시킨다.
이 실시 형태에서, 복수의 가열기 요소는 스테인레스 강과 같은 금속 또는 세라믹으로 만들어질 수 있다. 전도성 트랙은 표면 장착되고 그런 다음에 글레이즈로 덮힐 수 있고,, 또는 세라믹 버젼의 경우, 상기 전도성 트랙은 세라믹 재료 층 내에 매립된다. 기판 재료는 상대적으로 얇아 0.5 내지 2.5 mm 이고, 그래서 표면 장착되는 전도성 트랙을 가지면, 열이 가열기 요소의 양측에서 소산되는 것을 방지하지 못한다.
바람직하게는, 가열기 요소는 한 방향으로 평평하고, 전술한 바와 같이, 제 2 방향 또는 면에서는 평평하거나 아치형일 수 있다.
바람직하게는, 프레임은 복수의 브라켓을 포함하고, 복수의 가열기 요소 각각에 대해 하나의 브라켓이 할당된다. 브라켓은 각 인접하는 쌍의 가열기 요소 사이의 간격을 유지하면서 가열기 요소를 구속한다.
바람직한 실시 형태에서, 가열기는 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 복수의 가열기 요소는 상기 제 1 단부에서 제 2 단부까지 연장되어 있다. 바람직하게는, 프레임은 복수의 가열기 요소 각각에 대해 한쌍의 브라켓을 포함한다. 바람직하게는, 하나의 브라켓이 상기 제 1 단부에 인접하여 배치되고, 제 2 브라켓이 상기 가열기의 제 2 단부에 인접하여 배치된다.
바람직하게는, 복수의 가열기 요소 각각은, 가열기의 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되는 제 1 가장자리와 제 2 가장자리를 갖는다. 프레임은 상기 제 1 가장자리를 따라 배치되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시 형태에서, 제 2 프레임이 제공된다. 바람직하게는, 제 2 프레임은 가열기의 상기 제 2 가장자리를 따라 연장되어 있다. 바람직하게는, 제 2 프레임은 복수의 브라켓을 포함하고, 복수의 가열기 요소 각각에 대해 하나의 브라켓이 할당된다. 바람직하게는, 제 2 프레임은 상기 복수의 가열기 요소 각각에 대해 한쌍의 브라켓을 포함한다. 바람직하게는, 하나의 브라켓이 상기 제 1 단부에 인접하여 배치되고, 제 2 브라켓이 상기 가열기의 제 2 단부에 인접하여 배치된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 중심 프레임이 제공된다. 이 중심 프레임은 상기 가열기의 제 1 단부에서 제 2 단부까지 연장되어 있고 상기 제 1 가장자리와 제 2 가장자리 사이에 배치된다. 바람직하게는, 중심 프레임은 스탬핑된 금속 시트로 형성되고, 상기 복수의 가열기 요소 각각에 맞는 크기의 구멍을 포함한다.
바람직하게는, 가열기는 가열기를 통과하는 유체의 흐름을 안내하기 위한 흐름 가이드를 더 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 가열기는 만곡되어 있고, 상기 흐름 가이드는 가열기의 만곡 각도를 따른다. 바람직한 실시 형태에서, 가열기는 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 복수의 가열기 요소는 상기 제 1 단부에서 제 2 단부까지 연장되어 있다. 바람직하게는, 복수의 가열기 요소 각각은, 가열기의 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되는 제 1 가장자리와 제 2 가장자리를 갖는다. 제 1 흐름 가이드가 제 1 가장자리에 인접하여 제공되어 있는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 제 2 흐름 가이드가 제 2 가장자리에 인접하여 제공되어 있다.
바람직한 실시 형태에서, 제 1 및/또는 2 흐름 가이드는 복수의 가이드 부분을 가지며, 각 가이드 부분은 한쌍의 인접하는 가열기 요소 사이에서 가열기를 따라 연장되어 있다.
한 실시 형태에서, 프레임은 유지 브라켓과 흐름 가이드를 포함한다.
바람직하게는, 프레임은 스탬핑된 금속으로 형성된다.
한 실시 형태에서, 복수의 가열기 요소 각각은 동일한 크기이다. 대안적으로, 복수의 가열 요소는 예컨대 원형 단면의 가열기를 제공하기 위해 일정 범위의 크기를 포함한다.
가열기를 포함하는 휴대용 기구가 또한 개시되며, 그 가열기는 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크를 포함하고, 상기 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크 둘다는 테이프 캐스팅된 복수의 세라믹 재료 층으로 형성된다.
또한, 세라믹 가열기 요소, 및 이 세라믹 가열기 요소로부터 열을 소산시키기 위한 적어도 하나의 열 싱크를 포함하는 가열기가 개시되며, 세라믹 가열기 요소는 일 차원으로 면을 따라 연장되어 있고, 적어도 하나의 열 싱크는 그 면으로부터 연장되어 있으며, 적어도 하나의 열 싱크는 개별적인 연결부를 통해 세라믹 가열기 요소에 초음파 용접된다.
개별적인 연결부를 갖는 다라는 것은, 핀은 그의 전체 길이를 따라 연결되지 않음을 의미하고, 연결부에 틈 또는 단절부가 있다. 이들 틈은 핀과 가열기 요소 사이의 응력을 완화시킬 수 있다. 가열기가 높은 온도에 있거나 주변 온도로 또는 그로부터 천이할 때, 핀 재료는 가열기 요소 보다 많이 팽창 또는 수축될 것이다. 틈 또는 단절부는, 핀 재료가 가열기 요소에 과도한 응력을 일으킴이 없이 다소 팽창하고 변형될 수 있게 해준다. 다시 말해, 주어진 온도 상승에 대해, 가열기 요소와 핀 사이의 응력은 그러한 틈이 도입되면 감소된다.
바람직하게는, 개별적인 연결부는 세라믹 가열기 요소와 적어도 2개의 핀 사이의 실질적으로 유사한 복수의 접촉 영역이다. 이 균일성이 유리한데, 왜냐하면, 균일성이 없으면, 열적 불일치가 그의 계면에서 핀의 길이를 따라 변할 것이고 그로 인해 어떤 영역에는 균열 및/또는 디본딩(debonding)이 일어나기가 더 쉽기 때문이다.
바람직한 실시 형태에서, 개별적인 연결부 각각은 유사한 크기의 틈 및 틈 사이의 거리(틈 빈도)에 의해 분리된다. 여기서도 이 균일성이 균일한 형상의 가열기에 유리한데, 왜냐하면, 균일성이 없으면, 열적 불일치가 핀의 길이를 따라 변할 것이고 그로 인해 어떤 영역에는 균열 및/또는 디본딩이 일어나기가 더 쉽기 때문이다. 대안적으로, 균일하지 않은 가열기, 예컨대 만곡형 가열기의 경우, 작동 온도에 따라 적절한 응력 완화를 얻기 위해 다른 틈 크기 및 틈 빈도가 가열기의 인접 영역에 적용될 수 있다.
바람직하게는, 복수의 열 싱크가 있다. 바람직한 실시 형태에서, 세라믹 가열기 요소는 평평하고 복수의 열 싱크는 세라믹 가열기 요소의 평평한 표면으로부터 수직으로 연장된다. 바람직하게는, 복수의 열 싱크는 추가적으로 세라믹 가열기 요소의 평평한 제 2 표면으로부터 수직으로 연장된다.
또한, 세라믹 가열 요소 및 열 싱크를 갖는 세라믹 가열기를 제조하는 방법이 개시되고, 이 방법은,
(a) 미가공 상태의 세라믹 판을 만드는 단계;
(b) 전도성 트랙을 미가공 상태의 세라믹 판의 제 1 표면에 가하는 단계;
(c) 미가공 상태의 세라믹 판을 소결하는 단계; 및
(d) 소결된 세라믹 판의 제 2 표면 상에 열 싱크를 초음파 용접하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은, 단계 (b)와 단계 (c) 사이에서 세라믹 재료를 전도성 트랙 위에 가하는 단계를 포함한다. 이로써, 매립형 전도성 트랙이 형성된다. 바람직하게는, 매립형 트랙의 경우, 열 싱크는 소결된 세라믹 판의 다른 표면 상에 초음파 용접된다.
미가공 상태의 세라믹 판은, 데이프 캐스팅된 재료, 압출 블럭 재료 또는 몰딩된 블럭의 복수의 층을 스테이킹(staking)하여 형성될 수 있다.
바람직하게는, 기구는 모발 관리 기구이다. 기구는 모발 건조기인 것이 바람직하다.
이제 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기구의 정면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 기구의 C-C 선을 따른 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 기구의 등각도를 개략적으로 나타낸다.
도 4a는 본 발명에 따른 가열기의 일부분의 정면도를 나타낸다.
도 4b는 도 4a의 가열기의 측면도를 나타낸다.
도 4c는 도 4a의 가열기의 등각도를 나타낸다.
도 4d는 도 4a의 A-A 선을 따른 단면을 나타낸다.
도 5a 내지 5d는 열 싱크를 가열기 요소에 결합하는 방법의 단계들을 개략적으로 나타낸다.
도 5e는 함께 결합되어 있는 2개의 가열기를 나타낸다.
도 6은 재경화 동안에 가열기를 수용하기 위한 지그(jig)의 일 예를 나타낸다.
도 7a는 본 발명에 따른 다른 가열기의 일부분의 정면도를 나타낸다.
도 7b는 도 7a의 가열기의 측면도를 나타낸다.
도 7c는 도 7a의 가열기의 등각도를 나타낸다.
도 7d는 도 7c의 Z 부분의 확대도를 나타낸다.
도 8a는 본 발명에 따른 다른 가열기의 일부분의 정면도를 나타낸다.
도 8b는 도 10a의 가열기의 등각도를 나타낸다.
도 8c는 도 10a의 기구를 통과하는 G-G 선을 따른 단면을 나타낸다.
도 9a는 대안적인 적층형 가열기를 나타낸다.
도 9b는 도 9a의 가열기의 분해도를 나타낸다.
도 9c는 대안적인 제 3 적층형 가열기의 등각도를 나타낸다.
도 9d는 도 9c의 가열기의 단부도를 나타낸다.
도 10a는 원형 가열기의 단면을 나타낸다.
도 10b는 사변형 가열기의 단면을 나타낸다.
도 11a는 일체형 가열기로부터의 열 소산 경로를 나타낸다.
도 11b는 적층형 가열기로부터의 열 소산 경로를 나타낸다.
도 12a는 본 발명에 따른 거울 대칭형 가열기의 일 예를 나타낸다.
도 12b, 12c 및 12d는 도 12a의 가열기가 전기적으로 연결될 수 있는 다른 방식을 나타낸다.
도 13은 가열기 요소의 일 예를 나타낸다.
도 14a 내지 14c는 본 발명에 따른 대안적인 가열기를 나타낸다.
도 14d는 부분적으로 용접되는 열 싱크를 나타낸다.
도 15 내지 15d는 본 발명에 따른 가열기가 취할 수 있는 다른 형상 및 구성을 나타낸다.
도 1, 2 및 3은 기구, 이 경우에는 모발 건조기(10)를 나타내는데, 이는 기구(10)의 외부 케이싱(18)으로 형성된 만곡된 외부 프로파일을 갖는다. 손잡이(20)와 팬(fan) 유닛(70)을 포함하는 곧은 부분(12) 및 가열기(80)를 포함하는 만곡 부분(14)이 있다. 유체 유동로(400)가 곧은 부분(12)의 제 1 단부(22)에 제공되어 있는 유체 입구(40)로부터 기구를 통과해 유체 출구(440)까지 제공되어 있다. 유체 출구(440)는 곧은 부분(12)으로부터 만곡 부분(14)의 원위 단부(14b)에 인접하여 또는 그 원위 단부의 하류에 제공된다. 이 실시 형태에서, 가열기(80)의 하류에 또는 만곡 부분(14)과 유체 출구(440) 사이에 제 2 곧은 부분(16)이 있다.
유체 유동로(400)는 비선형이고, 제 1 방향(120)으로 곧은 부분(12)과 손잡이(20)를 통과하고 또한 제 2 방향(130)으로 만곡 부분(14)에서 나간다. 유체 출구(440)에서 유체 유동로(400)는 90°방향 전환되어 있고, 그래서 제 1 방향(120)은 제 2 방향(130)에 수직이다. 그러나, 이는 단지 일례일 뿐이며, 다른 정도의 만곡이 사용될 수 있다.
모발 건조기(10)는 곧은 부분(12)의 제 1 단부(22)를 가로질러 연장되는 입구면 및 유체 출구(440)를 가로질러 연장되는 출구면을 갖는 것으로 생각할 수 있고, 입구면과 출구면은 서로 평행하지 않다.
이제 도 4a 내지 4d를 참조하여, 가열기(80)를 더 상세히 설명한다. 가열기(80)는 나중에 함께 결합되는 2개의 부분으로 되어 있다. 도 4a 내지 4c는 두 부분 중의 하나를 나타낸다. 두 부분 중의 다른 부분은 나타나 있는 부분의 거울 상(mirror image)인 경향이 있다. 가열기(80)는 질화 알루미늄과 같은 평평한 세라믹 판(82)으로 형성되는 가열 요소(88)를 포함하고, 이 가열 요소는 평평한 세라믹 판(82)이 미가공(green) 상태일 때 이 평평한 세라믹 판 상에 전형적으로 스크린 인쇄되는 전도성 트랙(90)을 갖는다. 평평한 세라믹 판(82)은, 요구되는 두께가 얻어질 때까지 다수의 테이프 캐스팅된 세라믹 재료 층을 적층하고 그런 다음에 적층체 층을 라미네이팅하여 형성된다. 라미네이션 과정은, 적층체를 플라스틱 백 안에 진공 밀봉시키고 그 적층체를 정수압으로 가압하여 평평한 세라믹 판(82)을 형성하는 것을 포함한다. 열은 전도성 트랙(90)으로부터 열 싱크를 통해 소산되고, 그 열 싱크는 전형적으로 평평한 세라믹 판(82)으로부터 유체 유동로(400) 안으로 연장되어 있는 복수의 핀(fin)(84)을 포함한다. 전도성 트랙(90)은 가열기 연결 리드(92)를 통해 전원(나타나 있지 않음)에 전기적으로 연결된다. 이 예에서, 가열기는 2개의 가열기 트랙(90a, 90b)을 포함하고, 2개의 가열기 트랙(90a, 90b)이 라이브(live) 연결 또는 중립 연결을 공유함에 따라 3개의 리드(92)가 있다.
전도성 트랙이 평평한 세라믹 판 상에 스크린 인쇄되면, 그 트랙은 글레이즈(glaze)와 같은 절연재로 덮힐 수 있거나 또는 테이프 캐스팅된 세라믹 재료의 추가 층이 전도성 트랙(90) 위에 적층되어 전도성 트랙(90)을 세라믹 내부에 매립시킨다.
가열기(80)는 일면(single sided) 일체형 가열기이고, 이를 제조하는 몇 가지 방법이 있다. 일 예에서, 가열 요소(88)는 소성(firing)되고, 그런 다음에, 소결 핀(sintered fin)(84)이 유리 결합 페이스트와 같은 결합 페이스트를 사용하여 소결 가열 요소(88)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 핀(84)은 미가공 상태의 평평한 세라믹 판(82)에 부착될 수 있고 단일체로서 함께 소성될 수 있다. 함께 소성하면 더 강한 이음부가 얻어지고, 두가지 방법을 논의할 것이다. 제 1 방법에 의해 도 4a 내지 4d의 가열기(80)가 만들어진다. 이 실시 형태에서, 핀(84)은 평평한 세라믹 판(82)에 표면 장착된다. 핀(84)은 평평한 세라믹 핀(82)의 표면에 가압 접촉될 수 있다. 유리 결합 페이스트와 같은 결합 페이스트가 이음부에 가해질 수 있고 또는 핀이 평평한 세라믹 판(82)에 부착되기 전에 용매가 각 핀(84)의 단부에 가해지며, 이들 방안 둘 모두는 가압 접촉이 있거나 없는 상태로 사용될 수 있다. 용매는 테이프 캐스팅된 재료의 결합제를 국부적으로 분해시키고, 또한 대략 1시간 후에(이음부의 두께에 따라), 핀(64)이 평평한 세라믹 판(82)에 결합된 상태에서 재료가 다시 경화된다.
도 5a 내지 5d를 참조하여, 가열기(50)를 제조하기 위한 제 2 방법을 설명한다. 평평한 세라믹 판(52)은 제 1 측면(54)과 제 2 측면(56)을 갖는다. 핀(60)은 준비 작업을 따라 제 1 측면(54)에 부착될 것이다. 적층된 테이프 캐스팅된 세라믹 재료 층은 라미네이팅되고, 그런 다음에, 라미네이션 후에 예컨대 적층체의 CNC 밀링으로 평평한 세라믹 판(52)에 홈(58)을 밀링 가공한다.
전도성 트랙(90)은 제 2 표면(56)에 표면 장착되거나 평평한 세라믹 판(52) 내부에 매립된다. 매립형 실시 형태에 대해, 평평한 세라믹 판(50)은 표면 장착되는 방안의 표면의 경우 보다 두꺼울 필요가 있고, 그래서, 평평한 세라믹 판(52) 안으로 끼워지는 핀(60)은 전도성 트랙(90)으로부터 이격된다.
핀(60)은 AlN 테이프의 라미네이팅된 시트로 만들어지고, 이 시트는 적절한 크기의 직사각형 요소로 미가공 상태에서 절단된다. 이들 요소 각각은 절단시 평평하지만, 라미네이트는 미가공 상태에서 가요적이므로, 이들 요소 각각은 원하는 경우 만곡 형상으로 쉽게 구부러질 수 있다.
페인트 브러시를 사용하여, 디에틸렌 글리콜 모노-에틸 에테르 아세테이트(DGMEA)와 같은 용매(64)가 홈(56) 안으로 또한 핀(60)의 끝면(62)에 칠해진다. DGMEA는 접착제 처럼 작용한다. 이 화학 물질은 라미네이트를 국부적으로 분해시키고 재료(결합제, 세라믹 등)가 흐르게 하여 인접 부분 사이의 틈을 충전하게 할 수 있다. 분해된 재료는 약 1시간 내에 재경화됨에 따라(특히 핀의 두께에 따라) 미가공 상태 이음부가 만들어진다.
미가공 상태 가열기(50, 80)를 만들기 위해 사용되는 방법에 무관하게, 재경화 과정 동안에 미가공 상태 가열기(50, 80)를 지지하는 것이 유리하고, 지그의 일 에가 도 6에 나타나 있다. 금속, 예컨대 알루미늄의 시트(66)가 핀 주위에 또한 핀 사이에 끼워지도록 절단되고, 전체 가열기가 캡슐화되면, 중량체(68)가 추가되어 이음부를 함께 눌러 양호한 결합을 보장한다. 그런 다음 미가공 상태 가열기를 소결하여 단일의 일체형 부품이 만들어진다.
상황에 맞다면 단일 가열기(50)가 사용될 수 있고, 그렇지 않으면, 소결 후에, 2개의 가열기(50)가 등을 맞대어 배치되고 함께 가압되거나, 또는 글레이즈, 접착제 또는 열 페이스트(58)를 사용하여 결합될 수 있다(도 5e).
이 실시 형태에서, 가열기(50)는 반원형 단면을 가지며, 중심에 위치되는 핀은 외측 핀 보다 길고, 이는 예시적인 기구(10)에서 가열기(80)는 관 내부에 끼워지기 때문이고, 대안은 정사각형 또는 직사각형 가열기를 갖는 것이다.
도 7a 내지 7d는 다른 가열기(180)를 나타낸다. 이 가열기는 양면 가열기(180)로서 형성된다. 이 예에서, 전도성 트랙(90)은 양면에 부착되는 핀(84)을 갖는 평평한 세라믹 판(182)에 매립된다. 이리하여, 도 4a 내지 4d에 대해 설명한 가열기(80)의 두 부분 사이의 결합이 필요 없다. 많은 실시 형태가 있는데, 평평항 세라믹 판(182)은 소성되고, 그런 다음에 소결 핀(84)이 결합 페이스트를 사용하여 부착된다. 대안적으로, 표면 결합에 의해, 또는 핀(84)의 단부를 평평한 세라믹 판(182)에 매립하여, 모든 핀(84)이 전술한 바와 같이 미가공 상태에서 평평한 세라믹 판(182)에 부착될 수 있고, 전체 가열기(90)가 소성되어 최종 물품이 얻어진다.
이 예에서, 가열기는 원형 단면을 가지고 만곡되어 있기 때문에, 가열기는 자기 지지적일 필요가 있거나 또는 소결되는 중에 지지를 필요로 한다. 통상적으로, 가열기는 소결 중에 동일한 양 만큼 수축될 것이므로, 동일한 재료의 요소를 사용하여 소결 과정 동안에 가열기를 지지한다. 당업자는 이를 알 것이다.
핀을 라미네이팅된 시트 적층체가 아닌 단일의 AlN 시트로 만들 수 있다. 그러나, 더 두꺼운 핀은 가열기를 미가공 상태에서 조립하는 것을 더 쉽게 하고, 가열기가 소결되면 구조적으로 더 튼튼하며 또한 핀에서 더 양호한 열 전도가 일어난다(더 높은 핀 효율성).
핀, 적층된 세라믹 가열기 요소를 위한 층을 형성하거나 홈을 형성하여 핀을 평평한 세라믹 판에 매립하기 위해 부품을 미가공 상태에서 절단하는 것은, CNC 밀링, 적절히 형성된 커터 공구를 사용하는 스탬핑, 또는 길로틴을 통해 이루어질 수 있다.
도 4a 내지 7d에 대해 설명한 가열기는 모두 원형 단면을 갖는 만곡형 가열기를 나타낸다. 도 10a 및 10b는 원형 가열기 및 사변형 가열기의 단면을 각각 나타낸다. 도 4a 내지 7d의 만곡형 가열기는 대안적으로, 가열기(112)를 둘러싸는 하우징(110)을 나타내는 도 10a에 나타나 있는 바와 같은 단면을 갖는 원통형 가열기일 수 있다. 마찬가지로, 가열기는 도 10b에 나타나 있는 하우징(114)으로 둘러싸이는 직사각형 가열기(116)와 같은 사변형 가열기일 수 있다. 가열기(112)는 일체형 가열기인데, 이 경우, 세라믹 가열기 요소 및 핀은 함께 소성되고 가열기(116)는 소결 후에 전술한 바와 같이 결합되는 2개의 일면 일체형 가열기(116a, 116b)로 형성된다.
도 8a 내지 8c는 다른 가열기(200)를 나타낸다. 이 실시 형태에서, 다수의 개별적인 평평한 세라믹 판(210)을 사용하여 열을 제공한다. 전술한 바와 같이, 개별적인 세라믹 판(210) 각각은 전도성 트랙(나타나 있지 않음)을 포함하고 이 실시 형태에서는 스탬핑된 금속 시트(220)로 형성된 스캐폴드(scaffold)로 함께 유지된다. 평평한 세라믹 판(210)은 가열기(200)의 각 단부(200a, 200b)에서 또는 그 근처에서 유지되어, 평평한 세라믹 판(210) 사이의 간격을 유지하여, 유체가 서로 인접하는 평평한 세라믹 판 사이를 흐를 수 있다.
나타나 있는 모든 예에서, 2차원 가열 요소(88)를 사용하여 3차원 가열기를 만들었다.
열 싱크로서 핀(84, 60)을 갖는 가열기의 예는, 핀을 사용하여 가열 요소(88)로부터 열을 소산시키고 또한 핀은 가열기(80, 50, 180)의 만곡을 따르므로 핀(84, 60)은 흐름을 만곡부 주위로 방향 전환시켜 난류를 감소시키는데 도움을 주고 그래서 유체가 제 1 방향(120)에서 제 2 방향(130, 140)으로 방향 전환될 때 가열기에서의 압력 손실이 감소되고 또한 소음의 발생이 감소되는 추가 이점을 갖는다.
핀이 없는 예에서, 도 8a 내지 8c에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 가열기 요소(210)는 유체 유동로를 통과하는 길이 방향 스플릿을 제공하여 가열기(200)를 통해 흐르는 유체의 흐름을 안내한다. 이 실시 형태에서, 복수의 가열 요소(210)가 있음에 따라, 열 소산을 위한 별도의 핀은 필요 없는데, 왜냐하면, 유체 유동로와의 열 교환에 이용 가능한 2개의 표면을 갖는 가열 요소(80) 대신에, 가열 요소(210)의 경우의 2배가 되는 많은 표면이 있기 때문이다. 도 11a 및 11b에 나타나 있는 바와 같이, 가열기로부터 유체 유동로에서 흐르는 유체로의 열 교환은, 가열 요소의 가용 표면을 증가시키거나(도 11b) 또는 핀과 같은 냉각 요소를 제공하여(도 11a) 달성될 수 있고, 그 냉각 요소는 열 구배로 인해 열을 가열 요소로부터 핀의 선단 쪽으로 오게 하고, 그런 다음 이 열은 핀을 지나 흐르는 유체와 교환되고, 그리하여, 열 구배가 증가되어 더 많은 열이 핀을 따라 흐르게 된다.
복수의 개별적인 세라믹 가열기 판(210)을 갖는 적층형 가열기는 열 발생 및 전달을 위한 더 직접적인 경로를 제공하는데, 즉 열은 발생되는 곳에서 소산된다. 핀과 가열 요소는 하나의 동일한 것이다. 가열 요소가 열 싱크 핀이면, 매우 높은 핀 효율이 얻어질 수 있다.
"적층형 가열기"라는 이름은 사용되는 평면 가열 요소의 "적층체"에서 온 것이다. 이들 가열 요소는, 매립된 또는 표면 장착된(및 글레이징된) 전도성 트랙을 가질 수 있는 LTCC 또는 HTCC 후막 세라믹 기판(질화알루미늄 또는 다른 세라믹); 또는 후막 금속 기판(이것들은 일반적으로 트레이스를 전기 절연시키기 위해 글레이징을 가짐); 또는 전기 세라믹 재료(예컨대, 도핑된 BaTi"PTC")로 만들어질 수 있다.
대안적인 적층형 가열기(150)가 도 9a 및 9b에 나타나 있다. 이 실시 형태에서, 복수의 가열기 요소(152)는 프레임(160)에 의해 위치 유지되고, 이 프레임은 유지 브라켓(162)과 안내 베인(164)을 포함한다. 이것들은 단일의 스탬핑된 금속 시트로 형성될 수 있거나, 또는 안내 베인(164)은 개별적으로 만들어져 브라켓(162)에 부착된다.
가열기(150)는 복수의 평평한 표면에서 열을 발생시키고 이 열을 공기 가열 요소에 직접 대류 전달하게 되며, 그래서 열 싱크의 핀으로서 작용하게 된다. 공기는 안내 베인(164)을 사용하여 가열 요소(152)의 표면을 따라 안내된다.
한 세트의 브라켓이 가열 요소(150)의 각 단부(150a, 150b)에 있다. 안내 베인(164)이 한쌍의 인접하는 가열 요소(150) 사이에서 제 1 단부(150a)에서 제 2 단부(150b)까지 연장되어 있고, 가열기(150)의 만곡부 주위를 흐르는 공기를 안내한다. 이리하여, 공기가 흐르는 만곡된 표면이 제공됨으로써 기구에서의 압력 손실이 줄어들고 또한 소음 발생이 줄어들며, 또한 안내 베인은 금속으로 되어 있기 때문에 열 전달에 도움을 준다.
추가로, 중심 지지부(166)가 제공된다. 이 실시 형태에서, 중심 지지부(166)도 가열 판(152)을 위한 제 1 중립 연결부로서 기능한다. 제 2 중립 커넥터(168) 및 라이브 커넥터(170)가 가열기(150)의 제 1 단부(150a)에 인접하여 제공된다. 이 실시 형태에서, 이들 커넥터는 스탬핑된 금속 부품으로 형성되고, 이 부품은 각 가열 요소(152) 주위로 접히고 각 가열 요소(152)에 있는 전도성 트랙에 전기적으로 연결된다. 전기적 연결 방법에 대해서는 상세히 논의하지 않을 것인데, 당업자라면 각 가열 요소(152)를 통과하는 비아(via)의 사용과 같은 많은 대안을 알고 있을 것이기 때문이다.
안내 베인(164)은 가압 접촉을 통해 가열 요소(150)와 접촉하며, 그래서 가열되고 이 열을 공기에 소산시킬 수 있다. 이러한 열적 기능은 엄격히 필요하지는 않지만, 안내 베인과 가열 요소 사이의 접촉의 유익한 결과이다.
다른 대안적인 적층형 가열기(250)가 도 9c 및 9d에 나타나 있다. 제 1 단부(250a)(이 실시 형태에서는 가열기(250)의 입구 단부, 즉 흐름이 가열기(250)에 들어가는 곳)에서, 전기 커넥터(260)는 보조 기능으로서 기능한다. 가열기(250)는 서로 이격되는 다수의 가열기 요소(252)를 포함하고, 이들 가열기 요소는 다수의 테이프 캐스팅된 세라믹 층으로 형성되고, 이 층은, 보호 글레이즈로 덮히는 표면 장착 전도성 트랙 또는 매립형 전도성 트랙을 가지며, 세라믹 재료 내에 전도성 트랙을 매립하면서 전도성 트랙의 각 측에 테이프 캐스팅된 세라믹 재료 층이 있다.
전기 커넥터(260)는 전도성 재료의 로드(rod)이고, 가열기 요소(252)를 통과하여 이들 가열기 요소를 전기적으로 연결하고 또한 가열기 요소(252)를 정렬 및 이격시킨다.
가열기의 제 2 단부(250b)(가열기(250)의 출구 단부, 즉 흐름이 가열기(250)에서 나가는 곳)에는, 중심 바아(270)가 제공되어 있다. 중심 바아(270)는 가열기(250)를 가로질러 연장되어 있고, 각 가열기 요소(252)에는, 중심 바아가 결합하는 노치(254)가 제공되어 있다. 이 노치는 제 2 단부(250b)에서 가열기 요소(252)를 정렬 및 이격시킨다.
안내 베인(264)이 가열기(250)의 가열 요소(252) 사이에 제공된다. 안내 베인(264)은 한쌍의 인접하는 가열 요소(252) 사이에서 가열기(250)의 제 1 단부(250a)에서 제 2 단부(250b)까지 연장되어 있고, 가열기(250)의 만곡부 주위를 흐르는 공기를 안내한다. 이 실시 형태에서, 안내 베인(264)이 가열 요소(252)의 각 가장자리(252a, 252b)에 인접하여 제공되어 있고, 더 긴 중심 가열 요소(254)의경우에, 추가 쌍의 안내 베인(266)이 중심 바아(270)와 안내 베인(264) 사이에 제공된다. 이는 중심 바아(270)와 안내 베인(264) 사이의 더 큰 틈 내에서 흐름을 더 고르게 방향 전환시키는데 도움을 준다.
적층형 가열기는 전기 저항체인 가열 요소의 집합체이므로, 원하는 총 전기 저항을 얻기 위해 다른 방식으로 배선될 수 있다.
실제로, 스케일의 제조 경제에 의해 거울 대칭형 설계, 예컨대 짝수 개의 동일한 가열기가 정해질 것이다. 도 12a를 참조하면, 2개의 작은 가열기(70)와 2개의 큰 가열기(72)가 거울 대칭형 배치로 있다.
이들 개별적인 가열 요소를 연결하는 여러 가지 방법이 있는데, 예컨대 도12b에 나타나 있는 바와 같이 완전히 병렬로(최저의 총 저항을 가짐), 도 12c에 나타나 있는 바와 같이 완전히 직렬로(최고의 총 저항을 가짐) 또는 도 12d에 나타나 있는 바와 같이 복합적으로 연결하는 방법이 있다. 가열 요소를 연결하는 방식은 가열기로부터의 요구되는 출력 및 시스템 제한에 달려 있다.
도 13은 적층형 구성(도 8a 내지 9d에 대해 설명한 바와 같은)에 사용되는 가열기 요소(190)의 예를 나타낸다. 가열기 요소(190)는 세라믹 재료인 기판(192) 및 전도성 트랙(194)을 갖는다. 전도성 트랙(194)을 포함하는 영역(198)은 고파워 영역이라고 생각할 수 있고, 또한 전력이 가열기 요소에 입력되는 가열기 요소(190)의 가장 고온인 부분이다. 전도성 트랙이 없는 외측 영역(196)은 저파워 영역이라고 생각할 수 있고, 고파워 영역(196)으로부터 열을 소산시킴에 따라 더 저온으로 된다.
고파워 영역(196)과 저파워 영역(198)의 상대적인 비율을 조정하여, 가열기 요소(190)의 가장자리(190a)에서 원하는 온도를 얻을 수 있다. 이는 주변 하우징(나타나 있지 않음)의 접촉 온도에 영향을 준다. 가열기 요소(190) 내에 있는 비교적 작은 고파워 영역(198)에 대해, 가열기 요소(190)의 표면을 가로지르는 온도 구배는 더 클 것이고 그래서 이를 견디기 위해 더 양호한 질의 세라믹 기판을 필요로 할 것이다. 반대로, 저파워 가열기 요소가 허용된다면, 비교적 더 큰 고파워 영역을 갖는 더 낮은 질의 세라믹 기판이 사용될 수 있는데, 즉 전도성 트랙(194)은 가열기 요소(190)의 가장자리(190a)에 더 가까이 있다.
출구에서의 공기 온도 단면 프로파일 및 둘러싸는 인클로저와 접속하는 가열기의 온도는 트레이스 패턴의 적절한 설계로 제어될 수 있는데, 예컨대 각 가열기의 가장자리는 더 저온으로 될 수 있고, 그래서 인클로저와의 열적 경계 조건은 덜 심각하고(제품 접촉 온도 요건), 각 가열 요소의 최대 달성 온도 및 온도 구배는 생존 가능성을 위해 허용 가능한 최대 아래로 유지될 수 있다.
도 15a 내지 15d는 적층형 가열기로 얻어질 수 있는 대안적인 구성을 나타낸다. 도 8a 내지 9d에 나타나 있는 가열기는 도 15d에 나타나 있는 바와 같이 만곡되어 있거나 아치형(230)이다. 적층형 가열기 및 사실 전술한 모든 가열기는 도 15c 및 15a에 나타나 있는 바와 같은 원통형 구성(232)과 같은 다른 구성으로 만들어질 수 있거나 또는 도 15b에 나타나 있는 바와 같은 사변형 구성(234)으로 만들어질 수 있다. 모든 예에서, 가열기(230, 232, 243)는 하우징(236) 내부에 수용된다. 하우징(236)은 가열기(230, 232, 243)를 둘러싸 내포하여, 가열기에 대한 보호 및 열 장벽을 제공한다. 기구(10)에서, 하우징(236)은 기구(10)의 외부 케이싱(18) 내부에 위치하고, 이때 종종 하우징과 외부 케이싱(18) 사이에 작은 공기 틈(118)이 있고, 하우징(236)과 가열기(230, 232, 243) 사이에는 다른 공기 틈(218)이 있다. 공기 틈(118, 218)은 가열기(230, 232, 243)를 위한 열절연을 제공하여, 기구의 외부 케이싱(18)이 사용자에 의해 취급될 수 있게 해준다.
도 14a 및 14b는 평평한 세라믹 판(310)을 갖는 대안적인 가열기(300)를 나타내고, 세라믹 판은 전술한 바와 같은 매립형 전도성 트랙(나타나 있지 않음)을 갖는다. 이 실시 형태에는, 2개의 열 싱크(320)가 있는데, 평평한 세라믹 판(310)의 각 측에 하나씩 있다. 열 싱크(320)는 알루미늄, 구리, 티타늄 또는 Kovar와 같은 비팽창 합금과 같은 전도성 재료로 만들어지고, 스탬핑된 시트로 형성된다. 두 열 싱크(320) 각각은 제 1 부분(322)과 제 2 부분(324)으로 형성되고, 이들 부분 모두는 물결 모양 또는 성곽 모양의 부분으로서 형성된다. 평평한 세라믹 판(310)에의 연결을 위한 발부(326), 평평한 세라믹 판(310)에 대체로 수직하게 발부(326)로부터 연장되어 있고 열 싱크 영역의 대부분을 형성하는 다리부(328), 및 발부(326)에 대해 멀리 있는 인접하는 다리부 사이에서 연장되어 있는 연결부(330)가 있다.
열 싱크의 제 1 부분(322)과 제 2 부분(324) 사이의 인터페이스에는, 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 균일한 간격을 유지하기 위해, 제 1 부분(332)은 연결부가 없는 다리(328a)로 끝나 있고, 제 2 부분(326)은 연결부(330a)로 끝나 있으며, 이 연결부에는, 다리(328a)에 걸쳐 연장되도록 되어 있는 립(332)이 제공되어 있다.
전술한 실시 형태에서, 열 싱크는 평평한 세라막 판에 부착되거나 매립되는 개별적인 핀으로 형성된다. 이와는 달리, 이 실시 형태에서는, 다수의 핀이 제 1 부분(322)과 제 2 부분(324) 각각으로 형성되고, 이들 부분은 나중에 평평한 세라믹 판(310)의 각 표면에 부착된다. 이 실시 형태에서, 열 싱크는 세라믹 재료에 대해 열적 불일치를 가지며, 그래서 열 싱크와 평평한 세라믹 판(310) 사이의 이음부는 불연속적이다. 발부(326)는 연속적인 재료 요소가 아니고 복수의 개별적인 커넥터(326a)로 형성되며, 각 인접 커넥터 사이에는 팽창 틈(334)이 있다. 이 팽창 틈(334)은, 열적 사이클링 동안에 세라믹 재료 보다 큰 열 싱크 재료 팽창 및 수축으로 인해 열 싱크와 평평한 세라믹 판(310) 사이에 발생되는 응력을 완화시킨다.
열 싱크는 다수의 상이한 방법으로 평평한 세라믹 판(310)에 부착될 수 있다. 결합 페이스트, 접착제, 열적 페이스트, 글레이즈가 사용될 수 있지만, 이들 방법은 약 2 ∼ 300℃의 온도 한계를 가지고 있어, 약 600℃와 같은 더 높은 온도에서 작동하도록 되어 있는 가열기에는 사용될 수 없다. 더 높은 작동 온도에 대해서는, 열 싱크를 초음파 용접하는 것 처럼, 열 싱크를 평평한 세라믹 판 상에 경납땜하는 것이 한 방안이다.
초음파 용접은 확립된 접합 기술이고, 열 싱크가 가열 요소에 결합 또는 접착되는 여기서 설명한 가열기 중의 어떤 것에도 사용될 수 있다. 도 14a 및 14b에 나타나 있는 예의 경우, 개별 커넥터(326a)는 평평한 세라믹 판(310)에 초음파 용접될 수 있다. 경납땜의 경우 처럼, 초음파 용접의 경우에, 평평한 세라믹 판은 금속 열 싱크가 세라믹에 결합될 수 있게 하기 위해 먼저 금속화를 필요로 한다. 평평한 세라믹 판의 외부 표면은 금속화 페이스트로 코팅되며, 이 페이스트는 평평한 세라믹 판을 형성하기 위해 사용되는 세라믹 재료, 텅스텐과 같은 내화성 재료 및 결합제와 충전재(filler)를 포함한다.
용접 과정에서, 열 싱크(320) 및 평평한 세라믹 판(310)은 링 또는 앤빌에 위치되고, 초음파 진동수가 가해지는 중에, 용접 도구(초음파봉)가 작은 힘으로 개별 커넥터(320a)에 접촉하여 배치되고, 용접부가 형성된다. 일반적으로 20 kHz의 진동수가 사용되고, 3 mm의 커넥터 크기 및 0.3 mm의 열 싱크 두께에 대해 용접 과정 동안에 약 200N의 힘이 사용되고, 용접 과정은 약 60 마이크로초 걸린다. 일회의 용접으로, 커넥터 열(336), 커넥터 칼럼(338) 또는 커넥터 어레이와 같은 하나 보다 많은 개별 커넥터(326a)를 접합시킬 수 있다.
도 14d를 참조하면, 한 실시 형태에서, 다수의 개별 커넥터(170, 172, 174, 176, 178)가 한번의 과정으로 용접으로 된다. 초음파봉은 단일 사이클에서 5개의 모든 개별 커넥터(170, 172, 174, 176, 178)를 커버하도록 설계되어 있고, 초음파봉은 다음 세트로 이동되고, 모든 개별 커넥터(326)가 평평한 세라믹 판(310)에 용접될 때가지 과정이 반복된다. 이 예에서, 개별 커넥터는 1.7 mm x .7 mm인데, 하지만 이는 단지 특정한 가열기에 대해 편리한 것이며, 더 크거나 더 작은 개별 커넥터가 사용될 수 있고, 응력 완화 기능을 위해 커넥터는 너무 클 수 없다.
초음파 과정에 의해, 커넥터(170, 172, 174, 176, 178)에 표면 패턴(이 예에서는 크로스 햇치)이 생기게 된다. 당업자라면 아는 바와 같이 다른 패턴도 적절하고, 주 목적은, 사용 중에 가열기가 가열 및 냉각될 때 이음부가 열적 사이클링의 수명을 견딜 수 있게 하기 위해 필요한 강도를 얻는 것이다.
유체 출구로부터의 임의의 유출 각도를 얻을 수 있도록, 기구에는, 가열기를 넘어 연장되어 있는 하우징이 제공된다. 도 2에서, 이 하우징의 이 부분(16)은 곧게 되어 있고, 가열기(80) 밖으로 흐르는 유체는 동일한 방향으로 게속된다. 그러나, 하우징의 이 부분은 곧을 필요는 없고, 다른 각도의 유출이 가능하도록 만곡될 수 있고, 또는 심지어 어떤 범위의 다른 유출 각도가 사용될 수 있도록 사용자에 의해 조절될 수 있다.
전도성 트랙은 전술한 바와 같은 2개의 트랙으로 형성될 수 있지만, 한 트랙이 사용될 수 있거나 2개 이상의 트랙이 사용될 수도 있다. 단일 트랙을 사용하면, 사용자에게 이용 가능한 온도 설정이 제한되고, 반면 복수의 트랙을 사용하면, 다른 와트수(wattage)가 온/오프될 수 있어, 더 높은 레벨의 온도 및 더 정확한 제어가 주어질 수 있다. 다수의 상이한 동일한 트랙에 의해 다른 와트수가 얻어질 수 있고, 또는 각 트랙은 다른 수의 와트로 지정될 수 있다. 또한, 3개의 연결점이 나타나 있지만, 각 트랙은 개별적인 연결점을 가질 수 있고, 또는 다른 공유 구성이 사용될 수 있다.
적절한 세라믹 재료는 질화알루미늄, 산화알루미늄 및 질화규소를 포함한다.
본 발명은 유체 흐름을 갖는 기구로서 설명되었고, 모발이 스타일링될 때 그 모발을 수화시키기 위해 시럼(serum) 또는 심지어 물의 재충전 가능한 용기를 갖는 모발 관리 기구를 사용하는 것이 알려져 있는 바와 같이 이는 공기 흐름 대신에 사용되고 있다. 사실, 그것은 가스의 다른 조합물 또는 가스를 이용할 수 있고, 기구의 성능 또는 출력물이 향하는 대상(예컨대, 모발) 및 그 모발의 스타일링에 기구가 주는 영향을 개선하는 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명은 모발 건조기와 관련하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은, 유체를 흡인하여 그 유체의 유출물을 기구로부터 내보내는 어떤 기구에도 적용될 수 있다.
본 기구는 가열기가 있든 없든 사용될 수 있고, 고속으로 나가는 유체의 유출물의 작용은 건조 효과를 갖는다.
본 기구는 집속 노즐 또는 확산기와 같은 부착물에 대한 논의 없이 설명되었지만, 유체가 그러한 부착물이 없는 기구에서 나가는 방식과 다르게, 나가는 유체를 집속시키거나 유체 흐름을 보내기 위해 이들 알려져 있는 종류의 부착물을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명은 위에서 주어진 상세한 설명에 제한되지 않는다. 변화가 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (48)

  1. 가열기로서, 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크를 포함하고, 상기 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크 둘다는 테이프 캐스팅된(tape cast) 복수의 세라믹 재료 층으로 형성되는, 가열기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 가열기 요소는 대체로 평평하고 제 1 면 내에서 연장되어 있는, 가열기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세라믹 열 싱크는 상기 제 1 면에 수직인 제 2 면 내에서 연장되어 있는, 가열기.
  4. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 세라믹 열 싱크는 복수의 핀(fin)을 포함하는, 가열기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 핀 각각은 개별적인, 가열기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 세라믹 가열기 요소의 층은 세라믹 열 싱크의 층에 수직하게 배향되는, 가열기.
  7. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 세라믹 가열기 요소는 전도성 트랙을 포함하는, 가열기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전도성 트랙은 세라믹 열 싱크 보다 세라믹 가열기 요소의 원위 측에 표면 장착되는, 가열기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 트랙은 글레이즈(glaze)와 같은 절연재로 코팅되는, 가열기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 트랙은 상기 세라믹 가열기 요소 내에 매립되는, 가열기.
  11. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 세라믹 열 싱크는 세라믹 가열기 요소의 표면에 결합되는, 가열기.
  12. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 세라믹 가열기 요소는 만곡되어 있거나, 아치형이거나 또는 사변형인, 가열기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    만곡된 형태 또는 아치형의 경우, 상기 세라믹 열 싱크는 상기 세라믹 가열기 요소와 동일한 호(arc)를 따르는, 가열기.
  14. 세라믹 가열 요소 및 세라믹 열 싱크를 갖는 세라믹 가열기를 제조하는 방법으로서,
    (a) 복수의 세라믹 재료 층을 테이프 캐스팅하고 상기 층들을 적층하여 미가공(green) 상태의 세라믹 판을 형성하는 단계;
    (b) 전도성 트랙을 상기 미가공 상태의 세라믹 판의 제 1 표면에 가하는 단계;
    (c) 세라믹 열 싱크를 미가공 상태의 세라믹 판의 제 2 표면에 결합하는 단계; 및
    (d) 상기 미가공 상태의 가열기를 소결하는 단계를 포함하는, 세라믹 가열기 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    단계 (b)와 단계 (c) 사이에서, 복수의 제 2 세라믹 재료 층을 테이프 캐스팅하고 상기 층들을 상기 전도성 트랙 위에 적층하는 단계를 포함하는, 세라믹 가열기 제조 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 세라믹 열 싱크는 테이프 캐스팅된 복수의 세라믹 재료 층으로 형성되는, 세라믹 가열기 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 세라믹 가열기 요소는 대체로 평평하고 제 1 면 내에서 연장되어 있으며, 상기 세라믹 열 싱크를 형성하는 층은 세라믹 가열기 요소의 상기 제 2 표면에 결합되기 전에 상기 제 1 면 주위로 90°만큼 회전되는, 세라믹 가열기 제조 방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미가공 상태의 세라믹 판에 있는 층의 수는 상기 세라믹 열 싱크에 있는 층의 수와 비슷한, 세라믹 가열기 제조 방법.
  19. 가열기로서, 복수의 가열기 요소 및 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 상기 복수의 가열기 요소 각각을 지지하고 격리시키는, 가열기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 요소는 금속 또는 세라믹 기판으로 만들어지는, 가열기.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 전도성 트랙은 표면 장착되고 그런 다음에 글레이즈로 덮히는, 가열기
  22. 제 21 항에 있어서,
    세라믹 버젼의 경우, 상기 전도성 트랙은 세라믹 재료 층 내에 매립되는, 가열기.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기 요소는 한 방향으로 평평하고, 전술한 바와 같이, 제 2 방향 또는 면에서는 평평하거나 아치형인, 가열기.
  24. 제 19 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 복수의 브라켓을 포함하고, 복수의 가열기 요소 각각에 대해 하나의 브라켓이 할당되는, 가열기.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기는 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 복수의 가열기 요소는 상기 제 1 단부에서 제 2 단부까지 연장되어 있는, 가열기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 프레임은 복수의 가열기 요소 각각에 대해 한쌍의 브라켓을 포함하는, 가열기.
  27. 제 26 항에 있어서,
    하나의 브라켓이 상기 제 1 단부에 인접하여 배치되고, 제 2 브라켓이 상기 가열기의 제 2 단부에 인접하여 배치되는, 가열기.
  28. 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 요소 각각은, 가열기의 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되는 제 1 가장자리와 제 2 가장자리를 갖는, 가열기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 제 1 가장자리를 따라 배치되는, 가열기.
  30. 제 19 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 프레임이 제공되어 있는, 가열기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임은 가열기의 상기 제 2 가장자리를 따라 연장되어 있는, 가열기.
  32. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임은 복수의 브라켓을 포함하고, 복수의 가열기 요소 각각에 대해 하나의 브라켓이 할당되는, 가열기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임은 상기 복수의 가열기 요소 각각에 대해 한쌍의 브라켓을 포함하는, 가열기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    하나의 브라켓이 상기 제 1 단부에 인접하여 배치되고, 제 2 브라켓이 상기 가열기의 제 2 단부에 인접하여 배치되는, 가열기.
  35. 제 19 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중심 프레임이 제공되어 있는, 가열기.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 중심 프레임은 상기 가열기의 제 1 단부에서 제 2 단부까지 연장되어 있고 상기 제 1 가장자리와 제 2 가장자리 사이에 배치되는, 가열기.
  37. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    상기 중심 프레임은 스탬핑된(stamped) 금속 시트로 형성되고, 상기 복수의 가열기 요소 각각에 맞는 크기의 구멍을 포함하는, 가열기.
  38. 제 19 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기는 가열기를 통과하는 유체의 흐름을 안내하기 위한 흐름 가이드를 더 포함하는, 가열기.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 가열기는 만곡되어 있고, 상기 흐름 가이드는 가열기의 만곡 각도를 따라는, 가열기.
  40. 제 38 항 또는 제 39 항에 있어서,
    상기 가열기는 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 복수의 가열기 요소는 상기 제 1 단부에서 제 2 단부까지 연장되어 있고, 상기 복수의 가열기 요소 각각은, 가열기의 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되는 제 1 가장자리와 제 2 가장자리를 가지며, 제 1 흐름 가이드가 제 1 가장자리에 인접하여 제공되어 있는, 가열기.
  41. 제 40 항에 있어서,
    제 2 흐름 가이드가 제 2 가장자리에 인접하여 제공되어 있는, 가열기.
  42. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 2 흐름 가이드는 복수의 가이드 부분을 가지며, 각 가이드 부분은 한쌍의 인접하는 가열기 요소 사이에서 가열기를 따라 연장되어 있는, 가열기.
  43. 제 19 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 유지 브라켓과 흐름 가이드를 포함하는, 가열기.
  44. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 요소 각각은 동일한 크기인, 가열기.
  45. 제 1 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 가열 요소는 일정 범위의 크기를 포함하는, 가열기.
  46. 가열기를 포함하는 휴대용 기구로서, 상기 가열기는 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크를 포함하고, 상기 세라믹 가열기 요소 및 세라믹 열 싱크 둘다는 테이프 캐스팅된 복수의 세라믹 재료 층으로 형성되는, 휴대용 기구.
  47. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 기구는 모발 관리 기구인 기구.
  48. 임의의 전 항에 있어서,
    상기 기구는 모발 건조기인 기구.
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