KR20200085336A - 가열 장치, 가열 장치를 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기(2) 및 하나 이상의 열 전도체(3)를 포함하는, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위한 가열 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 2개의 열 전도체들(3)은 가열 저항기(2)가 배열되어 있는 갭(4)을 한정하고, 2개의 열 전도체들(3)에 대한 가열 저항기(2)의 열적 결합을 최적화하기 위해, 2개의 열 전도체들(3)은 자석들(5)에 의해 서로 조여진다. 본 발명은, 또한 가열 장치(1)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 청구항 제1항의 전제부의 특징부들을 갖는, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위한 가열 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 청구항 제11항의 전제부의 특징부들을 갖는, 가열 장치를 제조하기 위한 방법과도 관련이 있다.
예를 들어 물 또는 수성 용액과 같은 액체는 낮은 외부 온도에서 동결된다. 액체가 자동차 안에서 저장 용기 내에 저장되면, 액체의 동결을 방지하거나 액체의 해동을 가능하게 하는 조치가 취해짐으로써, 결과적으로는 저장된 액체량의 적어도 일 부분이 필요시에 사용될 준비를 하게 된다. 이와 같은 조치는, 예를 들어 저장된 액체를 가열하기 위해 저장 용기 내에 또는 저장 용기 상에 고정되는 전기 가열 장치의 사용을 제공한다. 이 경우에는, 부식 및/또는 단락을 방지하기 위하여, 가열 장치가 액체와 접촉되지 않도록 보장하는 것이 중요하다. 그렇기 때문에, 일반적으로 가열 장치는 플라스틱에 의한 압출 코팅에 의해서 또는 인케이싱(encasing)에 의해서 액체에 대하여 완전히 밀봉된다.
DE 10 2014 212 544 A1호에는, 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기 및 열 전도체를 포함하는, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템의 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 온도 조절하기 위한 가열기가 공지되어 있다. 가열 저항기는, 제1 측면과의 열 전도를 위해 그리고 전기 접촉을 위해 열 전도체의 접촉 표면상에 놓여 있다. 열 전도체로부터 멀어지는 쪽을 향하는 제2 측면은, 도체 레일과 전기 전도성으로 연결되어 있다. 가열 저항기 및 도체 레일은 절연 작용하는 내부 압출 코팅을 적어도 국부적으로 구비함으로써, 결과적으로 가열 모듈이 형성된다. 또한, 가열 모듈 및 열 전도체는 외부 압출 코팅에 의해 적어도 국부적으로 둘러싸여 있다.
압출 코팅에는 문제점이 없지 않다. 특히, 높은 사출 압력으로 인해, 압출 코팅될 가열 저항기 또는 가열 모듈의 변위가 발생할 수 있다. 이 경우에는, 필요한 전기 접촉 및/또는 신뢰할 만한 열 전달이 더 이상 보장되지 않았다.
그렇기 때문에, DE 10 2014 212 544 A1호에서 이미, 지속적으로 신뢰할 만한 전기 접촉 그리고 열 전도체에 대한 가열 저항기의 최적의 열적 결합이 이루어지도록, 스프링 요소를 이용해서 가열 저항기 또는 가열 모듈에 초기 응력을 가하는 것이 제안된다. 하지만, 시간 경과에 따라 스프링의 초기 응력이 감소할 수 있음으로써, 결과적으로 열 전도체와 가열 저항기 사이의 열적 저항은 변화를 겪게 되는데, 특히 증가하게 된다. 그 결과, 가열 능력은 감소한다. 또한, 열 전도체에 대하여 가열 저항기에 초기 응력을 가하기 위한 최소 힘에 미달하는 경우에는, 전기 접촉이 해제될 수 있음으로써, 결과적으로 가열 장치가 완전히 고장 날 위험도 존재한다. 시간 경과에 따른 이완으로 인해 약해지는 스프링의 초기 응력을 보상하기 위해, 시작할 때에 과도하게 증가된 초기 응력이 선택되면, 예를 들어 세라믹으로 이루어진 가열 저항기가 다루어지는 경우에는 가열 저항기가 손상될 수 있는데, 특히 파괴될 수 있다.
전술된 단점들은, 가열 저항기가 스프링에 의해서 열 전도체에 대해 초기 응력을 받지 않고, 열 전도체 내에서 또는 열 전도체 상에서 코킹되거나 가압되는 경우에도 나타날 수 있다. 이와 같은 실시예는 예를 들어 DE 10 2011 084 962 A1호에 개시되어 있다. 이 간행물에서도, 코킹 또는 가압 중에 높은 힘에 의해서 보상되어야만 하는 이완 현상이 발생함으로써, 결과적으로 가열 저항기는 쉽게 파괴될 수 있다.
높은 가열 능력을 구비함으로써 저장 탱크의 효율적인 가열을 가능하게 하는, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위한 가열 장치를 제공하는 과제가 본 발명의 기초가 된다. 가열 능력은, 특히 열 전도체에 대한 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기의 연결이 가급적 이완 없이 이루어짐으로써 증가되어야 한다.
상기 과제는, 청구항 제1항의 특징부들을 갖는 가열 장치에 의해서 해결된다. 본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항들로부터 인용될 수 있다. 또한, 청구항 제11항의 특징부들을 갖는 방법도 제안된다.
내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위해 제안된 가열 장치는, 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기 및 하나 이상의 열 전도체를 포함한다. 본 발명에 따라, 가열 저항기가 배열되어 있는 갭을 2개의 열 전도체들이 한정하는 것이 소개되었다. 또한, 2개의 열 전도체들에 대한 가열 저항기의 열적 결합을 최적화하기 위해, 2개의 열 전도체들은 자석들에 의해 서로 조여져 있다.
그에 따라, 본 발명에 따른 가열 장치는 2개 이상의 열 전도체들을 구비한다. 이들 열 전도체들이 바람직하게는 동일하게 또는 적어도 반사 대칭으로 형성되어 있음으로써, 결과적으로 제조 비용이 줄어든다. 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기가 2개의 열 전도체들 사이의 갭 내에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 가열 저항기는 양쪽에서 각각 하나의 열 전도체와 전기 전도성으로 접촉된다. 다시 말해, 가열 저항기는 양쪽에서 또는 대칭으로 연결되어 있다. 그에 상응하게 가열 장치의 가열 능력이 증가함으로써, 결과적으로 저장 탱크는 제안된 가열 장치에 의해 더욱 효율적으로 가열될 수 있다.
양쪽에서 접하는 열 전도체들에 대한 가열 저항기의 열적 결합을 최적화하기 위해, 열 전도체들은 서로 조여져 있다. 이와 같은 조임이 자석들에 의해 야기됨으로써, 결과적으로 조임을 위해 필요한 힘은 정확하게 조절될 수 있다. 이와 같은 힘이 또한 시간 경과에 따라 변경되지 않은 상태로, 특히 이완 없는 상태로 유지됨으로써, 결과적으로는 이완과 관련하여 서두에 언급된 문제점들이 발생하지 않게 된다. 자석들에 의해 야기되는 초기 응력이 정확하게 양화(quantification) 가능하고 재생 가능함으로써, 결과적으로 가열 저항기에서의 손상이 피해질 수 있다.
양쪽에서의 접촉으로 인해, 가열 저항기의 작동 지점은 최적이고, 그에 상응하게 가열 능력은 더 높다. 다시 말하자면, 가열 저항기의 수를 감소시킬 수 있는 효율 증가가 야기된다. 그 이유는, 이용 가능한 전기 에너지가 최적으로 활용되기 때문이다. 그와 동시에, 가열 저항기에 가해지는 열 부하가 감소함으로써, 결과적으로 가열 저항기의 수명도 연장된다.
자석들에 의해 서로 조여진 2개의 열 전도체들이 바람직하게는 각각 외부로부터 전기적으로 접촉됨으로써, 결과적으로 전류 흐름은 2개의 열 전도체들 사이에 배열된 하나 이상의 가열 저항기를 통해서 이루어진다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 각각의 열 전도체 내에 하나 이상의 자석이 통합되어 있고, 하나 이상의 자석에 각각 다른 열 전도체의 자석이 갭 상에서 마주 놓이도록 배열되어 있다. 이렇게 함으로써는, 자기력의 최적 활용이 보장되었다. 자석들은, 예를 들어 갭 측에서 다만 하나의 얇은 벽에 의해서만 갭으로부터 분리되는 열 전도체의 리세스 내에 삽입될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 특히 높은 자기력이 달성될 수 있다.
또한, 갭 상에서 서로 마주 놓여 있는 2개의 자석들 사이에 가열 저항기가 배열되어 있는 것도 제안된다. 이와 같은 배열은 가열 장치의 특히 콤팩트한 구성의 실시를 가능하게 한다. 그와 동시에, 가열 저항기가 자석들의 자기력을 통해 최대로 초기 응력을 받는 것이 보장되었다.
대안적으로, 가열 저항기는, 갭 상에서 서로 마주 놓여 있는 자석들에 대해 오프셋 된 상태로 배열될 수도 있다. 이 경우에는, 바람직하게 가열 저항기가 2개 이상의 자석 쌍들에 대하여 중심에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 가열 저항기는 가급적 균일하게 초기 응력을 받거나 부하를 받게 된다.
갭 상에서 서로 마주 놓여 있는 2개의 자석들 사이에 가열 저항기가 배열되어 있지 않는 경우, 2개의 자석들 사이에는 제3 자석이 배열될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 자기력 및 이로써 초기 응력이 더욱 증가할 수 있다. 그 결과, 2개의 열 전도체들에 대한 가열 저항기의 압착 압력이 증가하게 되고, 이로써 가열 능력도 증가하게 된다. 제3 자석은, 단락을 방지하기 위하여 열 전도체에 대하여 전기적으로 절연되어 있다. 전기 절연은, 예를 들어 제3 자석 상의 전기 절연 코팅에 의해서 야기될 수 있다.
바람직하게, 하나 이상의 열 전도체는, 제3 자석을 수용하기 위해 갭을 확대시키는 홈을 구비한다. 따라서, 제3 자석은 열 전도체에 대한 변위에 대하여 보호되어 있다. 이와 같은 상황은, 특히 추후에 가열 장치를 플라스틱으로 압출 코팅할 때에 장점으로서 작용하는데, 그 이유는 높은 사출 압력이라도 제3 자석의 위치를 위험에 빠뜨릴 수 없기 때문이다.
대안적으로 또는 보완적으로는, 2개의 열 전도체들 사이의 갭 내에 전기 절연체가 배열되어 있는 것이 제안된다. 전기 절연체는, 2개의 열 전도체들의 지속적인 분리를 보장한다. 전기 절연체가 특히 갭을 채우도록 또는 적어도 거의 갭을 채우도록 구성될 수 있음으로써, 결과적으로 바람직하게는 갭이 외부를 향해 폐쇄되어 있다. 이로 인해서는, 추후에 가열 장치를 플라스틱으로 압출 코팅할 때에 뜨거운 용융물이 갭 내로 침투하는 상황이 방지된다. 그 이유는, 뜨거운 용융물이 가열 저항기를 손상시킬 수 있기 때문이다. 예를 들어, 가열 저항기는 용융물의 고온으로 인해 균열이 발생하거나 파괴될 수 있다. 전기 절연체가 갭을 채우도록 구성되어 있는 한, 전기 절연체는 바람직하게 연질 재료로 이루어지고, 그 결과 전기 절연체는 가급적 힘 없이도 변형될 수 있다. 이로 인해서는, 높은 압착력에 도달하기 위하여, 힘 흐름이 가열 저항기를 통해서 이루어지도록 보장되었다.
이 경우, 전기 절연체는, 이 전기 절연체가 열 전도체의 하나 이상의 리세스 내에 맞물리도록 개선될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 열 전도체에 대한 전기 절연체의 변위를 방지하는 형상 결합이 달성된다. 형상 결합은, 예를 들어 열 전도체의 상응하는 리세스 내에 맞물리는 열 전도체와 전기 절연체의 접촉 표면상에서 하나 이상의 맨드렐(mandrel)을 통해 실현될 수 있다. 대안적으로 또는 보완적으로, 전기 절연체는, 이 전기 절연체가 2개의 열 전도체들 사이에 형성된 갭을 외부를 향해 폐쇄하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 개선예에서는, 가열 장치가 플라스틱으로, 바람직하게는 예를 들어 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 플라스틱으로 압출 코팅되어 있는 것이 제안된다. 압출 코팅은, 하나 이상의 가열 저항을 예를 들어 침식성 매체와 같은 외부 작용으로부터 보호하는 보호 피복이다. 요소 수용액도 이와 같은 매체이다.
바람직하게, 전기적으로 가열 가능한 가열 저항기는 실질적으로 플레이트 형상으로 구성되어 있고, PTC-세라믹 또는 전기 전도성 충전 플라스틱에 의해서 형성된다. 이와 같은 가열 저항기는 비선형의 전기 가열 저항기를 갖는다. 전기 전도성 충전 플라스틱이 가열 저항기를 형성하기 위해 사용되면, 가열 저항기는, 하나 이상의 열 전도체와 형상 결합을 형성할 수 있는 하나 이상의 기하 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 열 전도체는, 기하 구조에 매칭되어 상기 기하 구조가 맞물릴 수 있는 리세스를 갖는다. 또한, 전기 전도성 충전 플라스틱이 2개의 열 전도체들 사이의 갭 내에 갭을 채우도록 또는 거의 갭을 채우도록 삽입될 수 있음으로써, 결과적으로 경우에 따라서는 갭을 채우는 절연부가 불필요할 수 있다. 또한, 열 전도체와 가열 저항기의 접촉 표면에서 전력 밀도가 감소하고, 이로써 압착력에 대한 가열 저항기의 감도도 감소한다.
열 전도체는 바람직하게 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되었다. 그 이유는, 예를 들어 알루미늄과 같은 금속이 특히 높은 열 전도성을 갖기 때문이다.
서두에 언급된 과제를 해결하기 위해, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위한 가열 장치를 제조하기 위한 방법이 또한 제안된다. 이 방법에서는, 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기가 하나 이상의 열 전도체와 전기 전도성으로 접촉된다. 본 발명에 따르면, 가열 저항기는 2개의 열 전도체들 사이의 갭 내로 삽입되고, 2개의 열 전도체들에 대한 가열 저항기의 열적 결합을 최적화하기 위해, 2개의 열 전도체들은 자석들에 의해 서로 조여진다.
자석들의 자기력이 정확하게 결정될 수 있음으로써, 결과적으로 이와 같은 결정을 통해서는, 2개의 열 전도체들에 대해 가열 저항기를 가압하는 압착력도 사전 설정될 수 있다. 또한, 압착력은 가열 장치의 수명에 걸쳐 일정하며, 이와 같은 상황은 결과적으로 가열 능력에 대해서도 적용된다. 2개의 열 전도체들 사이에 가열 저항기를 배열함으로써는, 또한 가열 저항기의 대칭 연결이 달성되고, 이와 같은 대칭 연결은 가열 능력의 증가를 유도한다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 가열 장치가 특히 효율적이다.
제안된 방법은, 특히 본 발명에 따른 전술된 가열 장치의 제조를 위해 적합하다.
바람직하게, 상기 방법에 따라, 각각의 열 전도체 내에 하나 이상의 자석이 통합되고, 하나 이상의 자석에 각각 다른 열 전도체의 자석이 갭 상에서 마주 놓이도록 배열된다.
더욱 바람직하게는, 갭 상에서 서로 마주 놓여 있는 2개의 자석들 사이에 가열 저항기가 배열된다.
대안적으로는, 갭 상에서 서로 마주 놓여 있는 2개의 자석들 사이에 제3 자석이 배열될 수 있으며, 제3 자석은 예를 들어 전기 절연 코팅에 의해서 열 전도체에 대하여 전기적으로 절연되어 있다.
또한, 제3 자석이 하나 이상의 열 전도체의 홈 내에 삽입됨으로써, 결과적으로 상기 제3 자석이 열 전도체를 통해 위치 고정되는 것도 제안된다.
2개의 열 전도체들 사이의 갭 내에는, 또한 전기 절연체도 배열될 수 있다. 전기 절연체가 특히 갭을 채우도록 또는 갭을 외부를 향해 폐쇄하도록 배열될 수 있음으로써, 결과적으로는 추후에 가열 장치를 플라스틱으로 압출 코팅할 때에, 가열 저항기를 손상시킬 수 있는 뜨거운 용융물이 갭 내에 도달하지 않게 된다.
더 나아가서는, 전기 절연체가 열 전도체의 하나 이상의 리세스와 맞물릴 수 있음으로써, 결과적으로 부품들 서로에 대한 위치를 고정시키는 형상 결합에 도달하게 된다.
마지막으로, 바람직하게는 가열 장치가 플라스틱으로, 바람직하게는 예를 들어 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 플라스틱으로 압출 코팅된다.
전기적으로 가열 가능한 가열 저항기로서는, 바람직하게 PTC-세라믹 또는 전기 전도성 충전 플라스틱으로 구성된 바디가 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면부를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 도면부에서,
도 1은 바람직한 제1 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 2는 바람직한 제2 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하며,
도 3은 또 다른 자석 어레인지먼트만큼 보완된, 도 2에 도시된 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 4는 압출 코팅된, 도 3에 도시된 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하며,
도 5는 바람직한 제3 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 6은 바람직한 제4 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하며,
도 7a) 내지 도 7d)는 상이하게 배열된 가열 저항기들 및 자석들을 갖는 본 발명에 따른 가열 장치의 열 전도체에 대한 평면도를 각각 도시하고,
도 8a) 내지 도 8i)는 가열 장치를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 진행 과정을 도시하며, 그리고
도 9a) 내지 도 9c)는 압착력(p), 가열 능력(P가열) 및 시간(t) 간의 의존성을 보여주기 위한 그래프를 각각 도시한다.
도 1은 바람직한 제1 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 2는 바람직한 제2 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하며,
도 3은 또 다른 자석 어레인지먼트만큼 보완된, 도 2에 도시된 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 4는 압출 코팅된, 도 3에 도시된 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하며,
도 5는 바람직한 제3 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 6은 바람직한 제4 실시예에 따른 본 발명에 따른 가열 장치의 개략적인 단면도를 도시하며,
도 7a) 내지 도 7d)는 상이하게 배열된 가열 저항기들 및 자석들을 갖는 본 발명에 따른 가열 장치의 열 전도체에 대한 평면도를 각각 도시하고,
도 8a) 내지 도 8i)는 가열 장치를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 진행 과정을 도시하며, 그리고
도 9a) 내지 도 9c)는 압착력(p), 가열 능력(P가열) 및 시간(t) 간의 의존성을 보여주기 위한 그래프를 각각 도시한다.
도 1로부터는, 본 발명에 따른 가열 장치(1)의 바람직한 제1 실시예를 끌어낼 수 있다. 가열 장치(1)는, 예를 들어 PTC-세라믹 형태로 형성된 플레이트 형상의 가열 저항기(2)를 포함하고, 이 가열 저항기는 동일한 형태의 2개의 열 전도체들(3) 사이의 갭(4) 내에 배열되어 있다. 각각의 열 전도체(3) 내에 자석(5)이 통합되어 있고, 자석들(5)이 갭(4) 상에서 서로 마주 놓이도록 위치되어 있다. 자석들(5)에 의해 2개의 열 전도체들(3)이 서로에 대해 조여짐으로써, 결과적으로 가열 저항기(2)는 2개의 열 전도체들(3) 사이에 클램핑 된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 높은 압착력(p) 및 이로써 높은 가열 능력(P가열)에 도달하게 된다(도 9b 참조). 이완이 발생하지 않기 때문에, 또한 압착력(p)은 시간(t)에 걸쳐 줄어들지 않음으로써(도 9a), 결과적으로는 높은 가열 능력(P가열)이 지속적으로 유지된다(도 9c 참조).
도 1에서, 가열 저항기(2)는 2개의 자석들(5) 사이에 배열되어 있다. 하지만, 이와 같은 배열은 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 가열 저항기는 (도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이) 자석들(5)에 대해 오프셋 된 상태로 배열될 수도 있다.
도 2에서는, 가열 요소(2) 대신에 제3 자석(6)이 2개의 자석들(5) 사이에 위치되어 있다. 제3 자석은, 자기력의 증가 및 이로써 압착력(p)의 증가에 기여한다. 이 경우에는, 제3 자석(6)이 2개의 열 전도체들(3)의 홈들(7) 내에 수용되어 있음으로써, 결과적으로 제3 자석(6)의 위치 고정이 야기된다.
가열 저항기(2)가 자석들(5)에 대하여 오프셋 된 상태로 배열된 경우에는, 바람직하게 하나 이상의 또 다른 자석 쌍이 제공되어 있으며, 이러한 또 다른 자석 쌍이 더욱 바람직하게는 가열 저항기(2)에 대해 동일한 거리에 배열됨으로써, 결과적으로 가열 저항기는 균일한 부하를 받게 된다(도 3 참조).
도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이, 가열 장치(1)는 플라스틱(10)에 의한 압출 코팅을 구비할 수 있다. 압출 코팅은 가열 저항기를 외부 작용으로부터, 특히 침식성 매체로부터 보호한다.
압출 코팅 중에 뜨거운 용융물이 갭(4) 내에 도달하는 것을 방지하기 위하여, 갭(4) 내로 전기 절연체(8)가 삽입될 수 있다. 본 실시예는 도 5에 예시적으로 도시되어 있다. 단순화를 위해 자석들(5)은 도시되어 있지 않다.
전기 절연체(8)는, 또한 이 전기 절연체가 열 전도체(3)의 하나 이상의 리세스(9) 내에 맞물리도록, 2개의 열 전도체들(3) 사이에 배열될 수 있다(도 6 참조). 또한, 복수의 전기 절연체들(8)이 갭(4) 내에 제공될 수 있다. 도 6에서도 단순화를 위해 자석들(5)은 도시되어 있지 않다.
가열 저항기들(2) 및 자석들(5)의 상이한 배열 상태들이 도 7a 내지 도 7d에 예시적으로 도시되어 있으며, 이 경우 이들 도면들은 다수의 변형 가능성들 중에 작은 일 부분만을 보여준다.
도 8a 내지 도 8i를 참조해서는, 가열 장치(1)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법이 이하에서 설명된다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 열 전도체(3) 내에는 자석들(5), 본 경우에는 3개의 자석들(5)이 삽입되어 있다. 이 목적을 위해, 열 전도체(3)는 3개의 리세스들을 구비한다. 이어서, 열 전도체(3)가 회전됨으로써, 결과적으로 자석들(5)은 아래에 놓이게 된다(도 8b). 이때 위에 놓여 있는 쪽에서는 열 전도체(3)가 3개의 홈들(7)을 구비하고, 이러한 홈들 내로 3개의 또 다른 자석들(6)이 삽입된다(도 8c). 그 다음에, 각각 2개의 자석들(6) 사이에서 각각 하나의 열 전도 박판(11)이 열 전도체(3) 상에 올려진다(도 8d). 그 위에는, 이후 플레이트 형상의 가열 저항기들(2)이 배열되고(도 8e), 이어서 재차 열 전도 박판(11)으로 덮인다(도 8f). 그 다음에, 상기 배열체 상에는, 제1 열 전도체(3)와 동일하게 형성된 제2 열 전도체(3)가 배치된다(도 8g). 다시 말하자면, 제2 열 전도체도 자석들(5)을 수용하기 위한 리세스들을 갖는다. 그에 따라, 이 리세스들 내로 상응하는 자석들(5)이 삽입된다(도 8h). 복수의 평면들에 배열된 자석들(5, 6)은, 2개의 열 전도체들(3)이 서로에 대해 조여지는 상황을 야기한다. 이 경우에는, 2개의 가열 저항기들이 2개의 열 전도체들(3) 사이에 클램핑 됨으로써, 결과적으로 2개의 열 전도체들(3)에 대한 최적의 열적 결합이 달성된다. 2개의 열 전도체들(3) 사이에 남아있는 갭(4)이 플라스틱(10)에 의한 압출 코팅 전에, 환상으로 부착된 접착 테이프(12)에 의해 폐쇄될 수 있음으로써(도 8i), 결과적으로 뜨거운 용융물이 갭(4) 내에 도달하지 않게 된다.
Claims (11)
- 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기(2) 및 하나 이상의 열 전도체(3)를 포함하는, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위한 가열 장치(1)에 있어서,
2개의 열 전도체들(3)은 가열 저항기(2)가 배열되어 있는 갭(4)을 한정하며, 2개의 열 전도체들(3)에 대한 가열 저항기(2)의 열적 결합을 최적화하기 위해, 2개의 열 전도체들(3)은 자석들(5)에 의해 서로 조여져 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항에 있어서,
각각의 열 전도체(3) 내에 하나 이상의 자석(5)이 통합되어 있고, 하나 이상의 자석에 각각 다른 열 전도체(3)의 자석(5)이 갭(4) 상에서 마주 놓이도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
갭(4) 상에서 서로 마주 놓여 있는 2개의 자석들(5) 사이에 가열 저항기(2)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
갭(4) 상에서 서로 마주 놓여 있는 2개의 자석들(5) 사이에 제3 자석(6)이 배열되어 있으며, 제3 자석은, 예를 들어 전기 절연 코팅에 의해서 열 전도체들(3)에 대하여 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제4항에 있어서,
하나 이상의 열 전도체(3)가, 제3 자석(6)을 수용하기 위해 갭(4)을 확대시키는 홈(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
2개의 열 전도체들(3) 사이의 갭(4) 내에 전기 절연체(8)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제6항에 있어서,
전기 절연체(8)는 열 전도체(3)의 하나 이상의 리세스(9) 내에 맞물리고 그리고/또는 갭(4)을 외부를 향해 폐쇄하는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
가열 장치(1)는 플라스틱(10)으로, 바람직하게는 예를 들어 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 플라스틱으로 압출 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
전기적으로 가열 가능한 가열 저항기(2)는 실질적으로 플레이트 형상으로 구성되어 있고, PTC-세라믹 또는 전기 전도성 충전 플라스틱에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
열 전도체(3)는 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1). - 전기적으로 가열 가능한 하나 이상의 가열 저항기(2)가 하나 이상의 열 전도체(3)와 전기 전도성으로 접촉되는, 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템 내에 있는 작동 물질 및/또는 보조 물질용 저장 탱크를 가열하기 위한 가열 장치(1)를 제조하기 위한 방법에 있어서,
가열 저항기(2)는 2개의 열 전도체들(3) 사이의 갭(4) 내로 삽입되고, 2개의 열 전도체들(3)에 대한 가열 저항기(2)의 열적 결합을 최적화하기 위해, 2개의 열 전도체들(3)은 자석들(5)에 의해 서로 조여지는 것을 특징으로 하는, 가열 장치(1)를 제조하기 위한 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |