KR20200053594A - 가열 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 하나 이상의 가열 소자 및 하나 이상의 열 전도체를 구비하는, 액체, 특히 액체 저장 탱크 내의 액체를 가열하기 위한 가열 장치에 관한 것으로, 가열 소자는 전기 전도성 플라스틱 재료로 형성되고, 이 전기 전도성 플라스틱 재료가 열 전도체와 전기 전도 방식 및 열 전도 방식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 독립 청구항들의 카테고리에 따른 가열 장치 또는 탱크 장착 유닛 또는 가열 장치를 제조하기 위한 방법으로부터 출발한다.
예컨대 DE 102011084962호로부터, 가열 소자 및 열 분배 바디를 갖는 가열 장치가 이미 공지되어 있으나, 상기 가열 소자는 버스 바를 통해 접촉되는 사전 제작된 또는 별도 부품형 PTC 가열 소자로서 형성된다. 이 경우, 가열 소자와 결합된 열 전도체는 플라스틱 층으로 오버몰딩된다.
앞에서 언급한 구성 요소 외에 예를 들어 이송 펌프, 센서 시스템(예컨대 충전 레벨 센서 시스템) 및 필터 장치를 구비할 수 있거나 소지할 수 있는 가열 장치를 가진 탱크 장착 유닛이 DE 102015200168호로부터 공지되어 있다. 이와 같은 탱크 장착 유닛은, 예를 들어 탱크의 바닥 영역에서 탱크의 개구에 플랜지 결합될 수 있거나, 개구의 영역에 배치되어 탱크 벽과 용접될 수 있다. 이러한 배치는, 탱크 장착 유닛의 캐리어 상에 있는 모든 부품으로 설치 공간을 한정하는 작용을 하는, 탱크 장착 유닛의 특정 직경만을 허용할 수 있다.
상기 종래 기술에 비해, 독립 청구항들의 특징부에 기재된 특징들을 갖는 본 발명에 따른 가열 장치 또는 탱크 장착 유닛 또는 본 발명에 따른 제조 방법은, 간소화된 구조 및 개선된 작동 방식의 제공 가능성이라는 장점이 있다. 정의되지 않은 코킹 공정 또는 클램핑 공정이나 깨지기 쉬운 절연 세라믹, 조립식 PTC 소자, 별도의 버스 바가 불필요하다.
종속 청구항들에 기재된 조치들을 통해, 독립 청구항들에 명시된 가열 장치 또는 탱크 장착 유닛 또는 제조 방법의 바람직한 실시 및 개선이 가능하다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되어 있고, 이하 내용서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 가열 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 램 콘택(ram contact)을 나타낸 도면이다.
도 3은 탱크 장착 유닛을 나타낸 도면이다.
도 1은 가열 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 램 콘택(ram contact)을 나타낸 도면이다.
도 3은 탱크 장착 유닛을 나타낸 도면이다.
도 1에는 가열 장치(10)가 사시도로 도시되어 있다. 가열 장치는, 평평한, 본 실시예에서는 2개의 열 전도체(12) 사이에 배치된 길게 뻗은 가열 소자(14)를 포함한다. 열 전도체들(12)은 예를 들어 알루미늄으로 제조된다. 도시된 바와 같이, 열 전도체들은 바람직하게 대칭을 이루는 똑같은 부재들이다. 열 전도체들은 자신의 길이 연장부를 따라 자신의 단부들에 함몰부(16)를 가지며, 이들 함몰부는, 예를 들어 스냅/클램프 연결에 의해 베이스 플레이트 등에 가열 장치를 배치하거나 고정시키기 위해 이용된다.
가열 소자(14)는 가열 가능한, 다시 말해 전기 전도성 플라스틱으로 제조된다. 이와 같은 재료는 예를 들어, 가열 소자의 총 질량에 특히 30 내지 45%의 질량 비율로 흑연이 첨가된 고밀도 폴리에틸렌("HDPE")일 수 있다. 이 경우, 2개의 열 전도체(12)는 상기 전기 전도성 플라스틱 재료에 의해 서로 접착된다. 언급한 흑연 혼합물을 갖는 HDPE를 사용하는 경우, 가열 소자가 자체 조절 거동을 갖게 되는데, 다시 말해 2개의 열 전도체 사이에 전압 인가 시, 온도가 상승하거나 온도가 소정의 임계 값을 초과하는 경우, 전기 저항이 상당히 증가한다. 액체 환경으로의 열 방출은, 간단하게 구성된 알루미늄 소재의 2개의 열 전도체를 이용하여 최적화된다. 이들 열 전도체는, 이들 사이에서 생성되는 열을 효과적으로 그리고 넓은 면적에 걸쳐서 방출한다.
상기 알루미늄 열 전도체의 영구적인 연결을 위해, 이들 열 전도체는 가열 장치의 완성 상태에서 가열 소자(14) 쪽을 향하는 접촉면에서 상응하게 전처리된다. 이를 위해, 거친 표면(평균 거칠기 깊이 Rz 36..100)이 제공되며, 이와 같은 표면은 바람직하게 플라스마 처리에 의해 제공된다. 이어서, 알루미늄 열 전도체가 공구 내에 클램핑된다. 그런 다음, 접촉 층 또는 추후 가열 소자(14)를 형성하는 재료가 주입된다. 그에 이어서 알루미늄 열 전도체들이 서로 단단히 연결된다. 또 다른 한 단계에서, 이들 알루미늄 열 전도체가 다른 공구 내로 삽입되어 적합하게 포지셔닝됨으로써, 알루미늄 열 전도체는 부식 방지의 목적으로 (비전도성) 주연부가 고밀도 폴리에틸렌으로 오버몰딩될 수 있다.
제조 방법의 바람직한 일 변형예에서는, 전술한 오버몰딩 공정 후에 비로소, 특히 램 콘택 형태의 전기 콘택이 압입된다. 이로 인해 제조 방법이 간소화된다. 이는, 오버몰딩 공구 내에서 접촉 영역의 밀봉을 용이하게 한다.
도 2는, 일측 단부에 날개가 2개인 램 클램프(20)를 구비하고, 구부러진 타측 단부에 연결 영역(22)을 구비하는 램 콘택(18)을 예시적으로 보여준다. 이 경우, 램 클램프(20)의 2개의 날개가, 함몰부(16)에 각각 인접한, 열 전도체(12)의 양쪽 측면(17)(flank)(도 1 참조)의 영역에 삽입되거나 압입될 수 있다. 이는 열 전도체 마다, 가열 요구가 있는 경우, 전기 옴 열을 발생시키는 전류 흐름을 열 전도체를 통해 가열 소자(14)를 관통하여 여기할 수 있기 위하여, 적어도 각각 하나의 상기 플랭크 쌍(17)에서 실시된다.
완성된 가열 장치(10)는 예를 들어 탱크 장착 유닛의 일 구성 부품이 될 수 있으며, 이 경우 가열 장치(10)는 자신의 함몰부(16) 영역에서 탱크 장착 유닛의 바닥 영역과 용접될 수 있다.
특별히 액체 탱크의 바닥 영역에 장착하기 위한 상기와 같은 탱크 장착 유닛(24)이 도 3에 도시되어 있다. 액체 탱크와 탱크 장착 유닛(24)의 유체 밀봉식 연결은, 탱크 장착 유닛의 바닥 영역(32)의 가장자리에서, 예를 들어 탱크 바닥과의 용접에 의해 이루어진다. 바닥 영역 또는 캐리어(32)는 다양한 기능 구성 요소들을 갖는데, 예를 들어 이송 펌프(26), 충전 레벨 센서 시스템(30) 및 필터 장치(34)가 도시되어 있다. 기능 구성 요소를 전기적으로 제어하기 위한 또는 탱크 내에 저장된 액체를 수송하기 위한 전기식 또는 유압식 포트들이 부가된다. 이제, 이송 펌프를 사용해서 탱크로부터 액체의 지속적인 수송을 보장하기 위해, 온도 임계 지점을 잘 가열할 수 있도록, 특히 결빙 위험이 있는 영역을 충분히 따뜻하게 유지하거나 해동할 수 있도록 하기에 적합한 자리에 가열 장치(10)가 포지셔닝된다.
가열 장치는, 질소 산화물의 선택적 촉매 환원을 위한 환원제로서 요소수를 자동차의 내연 기관에 공급하기 위하여, 상기 요소수로 채워질 수 있는 저장 용기를 위한 탱크 장착 유닛에 특히 적합하다. 가열 장치는 여타의 액체의 가열 또는 해동을 위해서도 사용될 수 있고, 특히 액체의 가열 영역에서 다른 사용 목적으로도 제공될 수 있다.
Claims (13)
- 하나 이상의 가열 소자(14) 및 하나 이상의 열 전도체(12), 바람직하게는 알루미늄으로 제조된 열 전도체(12)를 구비한, 액체, 특히 액체 저장용 탱크 내의 액체를 가열하기 위한 가열 장치(10)에 있어서,
가열 소자(14)가 전기 전도성 플라스틱 재료로 형성되고, 전기 전도성 플라스틱 재료가 열 전도체(12)와 전기 전도 방식 및 열 전도 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10). - 제1항에 있어서, 전기 전도성 플라스틱 재료가 열 전도체(12)와 직접 기계적으로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 전도성 플라스틱 재료가 플라스틱 성분 및 전기 전도 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제3항에 있어서, 플라스틱 성분이 폴리에틸렌, 특히 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 폴리아미드 및/또는 폴리아릴아미드, 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌을 함유하는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 전기 전도 성분이 흑연인 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제5항에 있어서, 플라스틱 재료의 총 질량의 대략 30 내지 45%가 흑연으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 소자(14)가 2개 이상의 열 전도체(12) 사이에 평탄하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제7항에 있어서, 가열 소자(14)가 2개의 열 전도체(12)를 기계식으로 서로 단단히 연결하는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 2개 이상의 열 전도체(12)에 접촉 요소(18)가 각각 하나씩 부착되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제9항에 있어서, 상기 접촉 요소가 램 콘택(ram contact)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 소자(14) 및 열 전도체(들)(12)가 플라스틱 층으로 둘러싸이고, 특히 플라스틱으로 오버몰딩되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(10).
- 특히 액체를 저장하기 위한 탱크의 바닥 영역에 설치하기 위한 탱크 장착 유닛(24)에 있어서,
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 가열 장치(10)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는, 탱크 장착 유닛(24). - 하나 이상의 열 전도체(12) 및 하나 이상의 가열 소자(14)를 갖는, 액체, 특히 액체 저장용 탱크 내의 액체를 가열하기 위한 가열 장치를 제조하는 방법에 있어서,
가열 소자를 위해 전기 전도성 플라스틱 재료가 사용되며, 전기 전도성 플라스틱 재료가 열 전도체(12)와 전기 전도 방식 및 열 전도 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치 제조 방법.
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