KR100525858B1 - 접이식 돌출부들 및 노치를 구비한 라멜라형 방열기 요소및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 조립 특성을 갖는 공기 가열장치용 방열기 요소와 상기 방열기 요소에 상응하는 가열장치와 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 방열기 요소는 적어도 하나의 라멜라 요소와 하나의 방열기 시트를 포함하며, 상기 방열기 시트는 상기 방열기 시트 상에 상기 라멜라 요소를 부착하기 위해서 적어도 두 모서리들 상에서 돌출부들을 포함한다. 상기 돌출부들은 상기 라멜라 요소를 부착하기 위해서 접이식으로 구성될 수 있다. 용이하게 굽혀지도록 하기 위해서 상기 모서리를 따라서 노치가 제공된다.

Description

접이식 돌출부들 및 노치를 구비한 라멜라형 방열기 요소 및 그 제조방법{LAMELLA TYPE RADIATOR ELEMENT HAVING FOLDABLE PROJECTIONS AND A NOTCH}

본 발명은 가열장치들과 상기 가열장치를 이루는 방열기 요소(radiator element)들에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방열기 요소의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 공기를 가열하는데 사용되는 가열장치들에 관한 것이다.

자동차(motor vehicle)들, 특히 연료 소비율이 최적화된 연소 엔진들을 갖고 있는 자동차들에서, 가열장치(heating device)들 또는 방열기(radiator)들은 승객석과 상기 엔진을 가열하는데 사용된다. 그러나, 상기 가열장치들은 또한 다양한 응용 분야, 예를 들면 가정용 설비(공기 조화기), 산업 플랜트(plant)들 등에서 다른 용도로 사용될 수 있다.

일반적으로, 가열장치들, 특히 정온도계수(Positive Temperature Coefficient: 이하 'PTC'라 함) 가열 요소들 (즉 PTC 저항기들)을 갖는 가열장치들은 냉각을 위해 열 흐름을 제공하는 방열기 요소들을 갖는다. 열이동은 송풍기(blower)에 의해 발생된 공기 흐름에 의해서 유지된다.

이러한 형태의 방열기 요소들이 다른 형태들로 존재하는 것이 알려져 있다. 예를 들어 많은 일반적인 방열기 요소들은 라멜라(lamella)들을 포함하며, 상기 라멜라들은 홀딩 시트(holding sheet)들 또는 커버 시트(cover sheet)들에 용접(soldering)하여 고정되거나 다른 방식으로 상기 시트들에 부착된다. 그러나, 용접하여 제조하는 것은 많은 수고를 필요로 하고, 또한 그 공정을 신뢰할 수 없는데, 이는 상기 라멜라들의 모든 접촉점들이 다 용접되지 않을 수 있고 따라서 정상의 열 흐름 운반이 발생되지 않기 때문이다. 이는 상기 (PTC) 방열기의 열 출력(heat output)에 영향을 주어 상기 방열기가 소정의 설명서대로 작동되지 않을 수 있다.

상기 용접 방열기 요소들에 대한 대안으로서, 클램프 연결(clamping connection)과 같은 기계적인 고정법이 알려져 있다. 그러나, 이러한 연결들은 상기 방열기 요소들 또는 방열기의 설치에 비용이 많이 들고 실수하기 쉬운 문제점이 있다.

유럽특허공고 제0 575 649호(EP 0 575 649 B1)에 개시되어 있는 방열기는 조립식 유니트(prefabricated unit)들을 형성하도록 구성된 가열 요소들을 포함하며, 상기 가열 요소들은 라멜라 스트립(lamella strip)을 포함하는 리벳(rivet) 이음 시트 스트립(sheet strip)들로 구성된다. 여기서 사용된 PTC 요소들은 창문 또는 플라스틱 프레임들의 관통 개구(break-through opening)들 안에 수용된다. 예를 들면, 조립된 가열 요소 유니트들 및 PTC 요소들을 구비한 플라스틱 프레임들이 적층되고 지지 프레임(support frame)에 의해 고정된다. 이러한 구성은 상기와 같은 형태의 방열기를 설치하는데 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

독일특허공개 제197 06 199호(DE 197 06 199 A1)에도 전기 가열수단이 개시되어 있으며, 상기 전기 가열수단에는 PTC 요소들을 운반하는 파형 리브(corrugated rib)들을 갖춘 가열 요소들이 적층되어 있다. 시트(sheet)들 상의 돌출부(projection)들은 상기 파형 리브들의 위치가 상기 가열 요소들 사이에 고정되도록 하는 역할을 하며, 상기 시트들은 상기 PTC 요소들에 인접해 있다. 이러한 구성은 조립이 용이하지 않은 문제점이 있다.

유럽특허공개 제0 379 873호(EP 0 379 873 A2)에는 프레임 부재(frame member) 안에 설치되어 있는 PTC 요소들을 이용하여 가스를 가열하는 장치가 개시되어 있는데, 상기 프레임 부재는 U-프로파일(U-profile)에 의해 둘러싸여져 있고 덮개 판(cover plate)이 덮여져 있다. 라멜라(lamella)들은 대기로 열을 방출하기 위해 마찰하지 않는 방식으로 배치되며, 상기 목적을 위해서 상기 라멜라들은 관통부(breakthrough)를 갖는다. 가열 유니트들은 열 출력 요소들이 배치되어 있는 부분 상에 형성되지만 이런 형태의 장치는 값비싼 방식으로만 조립될 수 있는데, 이는 상기 라멜라들이 개별적으로 미끄러져야만 하기 때문이다. 더욱이, 이런 구성은 덜 안정적이고 적층이 용이하지 않은 문제점이 있다.

유럽특허공개 제1 061 776호(EP 1 061 776 A1)에는 공기를 가열하는 가열장치가 개시되어 있는데, 상기 가열장치는 방열기 요소들과 전극 시트들을 스냅밀착(snap-tight) 고정하는 수단을 구비한 위치 프레임(position frame)들을 포함한다. 이로써 상기 위치프레임들을 접합하여 방열기 유니트들을 형성할 수 있으며, 그리고 나서 적층될 수 있다. PTC 요소들은 가열 요소들로 사용된다. 권축 브래킷(crimp bracket)들은 방열기 시트들에 라멜라 요소들을 부착시킨다.

따라서 본 발명의 목적은 여러 종래기술의 문제점들로 제시된 조립특성을 개선할 수 있는 개선된 가열 요소와 그에 상응하는 방열기 요소 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

일 실시예에서, 방열기 요소(radiator element)는 적어도 하나의 라멜라 요소(또는 파형 리브 요소)와 방열기 시트(또는 홀딩 시트)를 포함하며, 상기 방열기 시트는 상기 라멜라 요소를 상기 방열기 시트에 고정시키기 위해서 적어도 두 모서리들 상에서 돌출부(projection)들을 포함한다. 상기 돌출부들은 상기 라멜라 요소들이 고정되도록 접이식으로 구성되며, 상기 돌출부들은 모서리를 따라서 노치(notch)를 구비하여 상기 절첩 과정(folding process)이 용이해진다.

다른 실시예에서, 공기를 가열하는 가열장치가 제공된다. 상기 가열장치는 방열기 요소를 포함하는데, 상기 방열기 요소는 적어도 하나의 라멜라 요소와 방열기 시트로 이루어지며, 상기 방열기 시트는 상기 라멜라 요소를 상기 방열기 시트에 고정시키기 위해서 적어도 두 모서리들 상에서 돌출부들을 포함한다. 상기 돌출부들은 접이식으로 구성되어 상기 라멜라 요소들을 고정시키며, 상기 돌출부들은 모서리를 따라서 노치를 구비하여 상기 절첩 과정이 용이해진다.

또 다른 실시예에서, 방열기 요소의 제조방법이 제공되는데, 상기 장치는 적어도 하나의 라멜라 요소와 방열기 시트로 이루어지며, 상기 방열기 시트에는 상기 라멜라 요소를 상기 방열기 시트에 고정시키기 위해서 적어도 두 모서리들 상에 돌출부들이 구비되어 있다. 적어도 하나의 노치가 각 모서리를 따라서 돌출부들 상에 형성되고, 그 후 상기 라멜라 요소들이 상기 방열기 시트 상에 설치된다. 마지막으로, 상기 돌출부들이 접혀져서 상기 라멜라 요소가 고정된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 공기를 가열하는 가열장치용 방열기 요소를 나타낸다. 상기 방열기 요소는 라멜라 요소(lamella element) 28과 방열기 시트(radiator sheet) 22를 포함한다. 도 1에 나타낸 구성에서, 모든 라멜라들이 상기 방열기 시트와 일직선으로 접촉하므로 열전도 작용이 최적화된다. 상기 라멜라 간격은 1.8 내지 2.0 mm이다. 상기 방열기 시트 22는 그 일단 상에서 접혀지게 구성되어 상기 라멜라 요소를 구분하는 단부를 형성한다. 두 개의 평행하고 대향하는 모서리들 상에서, 상기 방열기 시트 22는 상기 라멜라 요소 28을 상기 방열기 시트 22 상에 부착하기 위한 돌출부(projection) 8를 갖는다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c에는 상기 돌출부들의 투시도 및 단면도가 나타나 있다. 상기 돌출부들은 상기 라멜라 요소 28을 부착하기 위해 접혀질 수 있고, 상기 목적을 위해서 상기 방열기 시트 22의 전체 길이를 따라서 연장 가능한 노치(notch) 9를 포함한다. 상기 노치 9는 0.3 mm의 깊이, 즉 상기 방열기 시트의 두께 0.5 mm의 1/2 보다 큰 깊이로 구성될 수 있다. 상기 노치는 절삭(cutting) 또는 톱질(sawing) 가공하여 형성될 수 있다. 특히, 이하에서 기술되는 바와 같이 압연도 가능하다. 상기 절첩(folding)은 90°이상 가능하여, 상기 접혀진 돌출부들이 또한 안쪽으로 연장된다. 또한, 상기 돌출부들 8은 변형성 재료로 만들어질 수 있으므로 도 2a에 나타낸 바와 같이 상기 라멜라 요소 28과 접촉하는 경우 상기 돌출부들 8이 변형된다.

상기한 바와 같이 상기 방열기 시트 22 상에 선형 접촉하고 있는 라멜라들을 제조하기 위해서, 상기 돌출부들은 U자 같은 시트 개구(U-like sheet open)를 형성할 수 있으며, 상기 개구는 상기 방열기 시트 22의 길이방향 측면들 상에서 노치들의 압연 후 약 5°의 각도를 이룬다. 이는 도 2c에 나타나 있다. 따라서, 상기 라멜라 요소는 U-시트 안으로 삽입되고 그 후 상기 돌출부들이 최종 압축된다.

상기 돌출부들 8은 각 모서리를 따라서 제1 길이를 가질 수 있고 상기 모서리에 대해 수직 방향으로 제2 길이를 가질 수 있다. 상기 제1 길이는 상기 제2 길이보다 현저히 크게 구성될 수 있으며 상기 방열기 시트 22 및/또는 상기 라멜라 요소 28의 모서리 길이와 동일하게 구성될 수 있다. 상기 제2 길이는 0.4 mm로 구성될 수 있으며, 상기 방열기 시트 두께 범위 내로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방열기 요소는 다음과 같은 단계들:

적어도 하나의 라멜라 요소와 하나의 방열기 시트를 제공하는 단계;

상기 방열기 시트 상에 상기 라멜라 요소를 설치하는 단계; 및

상기 라멜라 요소를 고정하기 위해 상기 돌출부들을 접는 단계로 이루어진 방법으로 제조될 수 있다. 상기 방법은 수작업 또는 기계에 의해 실행될 수 있다. 상기 제조방법은 또한 노치를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

우선, 라멜라들이 파형 리브 머신(corrugated rib machine)에 의해 알루미늄 코일(aluminum coil)에서 기어 같은 형태의 절단 압연장치(gear-like section rolling means)로 안내된다. 그리고 나서 상기 라멜라 요소는 카운터장치(counter means)에 의해 소정 길이로 절단될 수 있다.

다른 알루미늄 코일은 다른 제조 단계에서 상기 방열기 시트의 제조에 사용된 절단 압연장치의 스트립(strip)을 제공하며, 상기 절단 압연 장치는 상기 노치들를 압연하는 절단 롤러(section roller)들을 포함한다. 그리고 나서 상기 장치에서 스트립은 U-형상으로 엠보싱(embossing)되고 소정 길이로 절단된다. 상기 절단과정과 U-엠보싱 과정은 순서를 바꾸어 실행될 수 있다. 따라서 조립식 시트들이 어떠한 절삭 낭비 없이 만들어져 호퍼(hopper)에 적층될 수 있다.

다른 제조 단계에서, 상기 라멜라들은 길이 방향으로 절단되고 상기 U-시트들은 측면 압축되어 서로 접합 고정된다. 그 후에, 상기 생산된 방열기 요소는 다른 조립을 위해 용기에 저장된다. 다른 길이들에 새로운 공구 투자는 필요하지 않다. 상기 조립식 방열기 요소들은 기계적으로 안정하며 PTC 방열기들의 자동화 구조에도 사용될 수 있다.

이하 다른 실시예들을 대응 위치 프레임들과 관련하여 도 3내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 PTC 요소들 46을 수용하는 4개의 요부(recess)12 들을 구비한 위치 프레임(position frame)을 나타낸다. 도 3에 나타낸 것과는 대조적으로, 위치 프레임 당 PTC 요소들의 수는 가변적이다. 특히, 위치 프레임은 6개의 PTC 요소들로 이루어질 수 있다. 상기 요부 12 들은 관통 개구(break-through opening)들로 형성될 수 있다. 그러나, 또한 요부 12 들로 형성될 수도 있다.

상기 위치 프레임은 폴리아마이드(polyamide) 같은 플라스틱으로 구성될 수 있으며, 기계적 안정성을 증가시키기 위해 강화 유리 섬유로 구성될 수 있다.

예를 들어 12V의 작동 전압을 갖는 저압 PTC 요소는 두께가 1.4 mm 심지어 단지 1.1 mm일 수 있기 때문에, 상기 실시예에 따른 위치 프레임들은 상기 PTC의 두께보다 적어도 0.1 mm 작은 두께로 상기 PTC 요소들을 위해 제공된 요부들의 부근에 제조된다.

본 발명의 일 실시예에 따라서, 상기 위치 프레임의 길이는 약 240 mm일 수 있다.

상기 위치 프레임 10은 측면 모서리들 상에서 벌지(bulge)들 44를 포함할 수 있으며, 상기 벌지들로 인해 소음 없는 공기 흐름이 가능해진다. 더욱이 전방 모서리들 14는 도 3에 나타나 있지 않은 위치 프레임의 양 측면들을 향해 있는 울퉁불퉁한 벌지들을 구비할 수 있다.

상기 위치 프레임들은 또한 노즈(nose)들 16, 18 및 요부들 20을 구비한 클립 요소(clip element)들을 포함할 수 있다. 도 3의 실시예에서, 상기 위치 프레임은 4개의 클립 요소들을 가지고 있다. 상기 클립 요소들의 수는 변화시킬 수 있다.

일 실시예에서, 각 클립 요소는 두 개의 대향 노즈들 16, 18을 구비할 수 있으며, 상기 노즈들은 상기 요부들 20과 짝을 이루어 배치된다. 위치 프레임들과 같이, 상기 클립 요소들도 또한 폴리아마이드와 같은 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 사출성형(injection molding)법으로 제조될 수 있다.

방열기 요소들은 클립 노즈들에 의해 상기 위치 프레임 상에 고정되는 방식으로 래치(latch)될 수 있다. 상기한 형태의 방열기 요소는 도 3의 실시예에 나타나 있다. 도 3에 나타낸 실시예는 방열기 요소 22 및 파형 리브 형상을 갖는 라멜라 요소로 구성된다.

상기 방열기 요소 22는 그 전방 단부들 상에서 라멜라 단부 마킹(lamella end marking)들 24를 포함할 수 있으며, 상기 마킹들은 상기 파형 리브 요소의 길이를 한정한다. 상기 방열기 시트는 그 측면 모서리들 상에 상기 라멜라 요소 28를 고정하기 위한 돌출부들 8을 갖는다 (미도시).

상기 방열기 요소의 길이와 폭은 위치 프레임의 길이 및 폭과 동일하고 높이는 약 10 mm이다.

상기 방열기 시트 및 상기 파형 리브들은 알루미늄으로 만들어질 수 있는데, 상기 알루미늄은 내부식성이고 높은 열전도율을 갖는다. 다른 실시예에서, 상기 방열기 요소는 또한 황동(brass)으로 만들어질 수 있다.

도 4는 조립식 방열기 유니트를 나타내는데, 도 3의 위치 프레임이 도 3의 방열기 요소에 고정되어 있으며 전극 시트(electrode sheet) 30이 그 다른 측면 상에 추가적으로 클립 고정되어 있다. 상기 전극 시트 30은 전방 측면 상의 터미널 러그(terminal lug) 32를 포함한다. 바람직하게는 상기 터미널 러그에 의해 전기 접속될 수 있다. 상기 가열 요소들의 전기 단자들은 상기 전극 시트 상에 용접 단자들 및 플러그 단자(plug terminal)들로 형성될 수 있다. 리벳 연결하지 않음으로써 높은 전력까지 전원을 작동시킬 수 있다. 예를 들어 160A의 전력이 가능하다.

도 4에 나타낸 실시예와 대조적으로, 위치 프레임은 또한 양 측면들 상에서 라멜라 요소들과 연결될 수 있다. 또한, 양 측면들 상의 위치 프레임은 동일하거나 다른 전극 시트들을 구비할 수 있다. 전극 시트들은 또한 상기 라멜라 요소들의 상부 측면 상의 위치 프레임들 없이도 상기 라멜라 요소에 연결될 수 있다.

도 5는 라멜라 요소의 다른 실시예를 나타내는데, 상기 방열기 시트 34는 전극 시트의 기능을 대신하고 있다. 이러한 목적을 위해서 상기 라멜라 단부 마킹 36이 전기 터미널 러그 38에 일체로 연결된다.

도 6a는 도 4에 나타낸 실시예와 유사한 장치를 나타낸다. 그러나, 상기 라멜라 요소 28의 파형 리브들이 좀더 밀집된 형태로 설치되어 있다. 더욱이, 상기 전극 시트 40 에는 각을 이루는 터미널 러그 42 가 구비된다. 도 6b는 각을 이루는 터미널 러그를 구비하지 않은 6a 장치의 정면도를 나타낸다. 도 6c는 도 6a에 나타낸 방열기 요소의 다른 도면을 나타낸다.

도 7은 가열장치의 제1 실시예를 나타낸다. 상기 장치는 조립식 방열기 유니트들을 쌓은 적층체(lamination)로 이루어지며, 총 세 개의 가열단(heating stage)들을 형성한다. 상기 실시예에서, 총 전력 효율은 1000W로 정해져 있다. 다른 실시예들은 총 전력 효율이 최대 2000W인 PTC 요소들로 구성된다.

도 7의 실시예에서, 외부 가열단들은 단지 하나의 PTC 열(row)로 구성되는 반면에, 중간 가열단은 두 개의 PTC 열로 이루어진다. "+"로 표시된 상기 터미널 러그들 54는 각 가열단들의 전원이며, "-"로 표시된 터미널 러그 52는 그라운드(ground) 접속을 나타낸다.

상기 방열기 유니트의 가변적인 배치가 가능하도록, 도 7의 가열장치는 투피스의 전극 시트(two-piece electrode sheet)를 갖으며 상기 두 개의 전극 시트들 48은 브리지(bridge) 50에 의해 접속된다.

상기 적층형 방열기 유니트들은 스트랩(strap)들 56에 의해 양 측면상에서 인접하며, 상기 브래킷(bracket)들과 상부 또는 하부 방열기 유니트 사이에 있는 스프링(spring)들 62는 필요한 높은 스프링 힘을 제공한다. 스트랩들은 특히 4개 이상의 PTC 요소들과 인접하는 위치 프레임들로 감지될 수 있다. 특히 긴 스트랩들의 경우, 중앙에 부착된 홀딩 브래킷(holding bracket) 60이 구비될 수 있으며, 비싼 강철(steel)로 형성될 수 있으며 전기적으로 절연된 형태로 형성된다. 단부들 상에서 상기 홀딩 브래킷 60은 회전 가능한 홀딩 플랩(rotatable holding flap)들 64를 포함하며, 상기 플랩들은 적당한 잠재적으로 직사각형인 개구들에 의해 조립을 위해서 상기 스트랩들 56에 삽입되며 상기 스트랩들 상에 압력이 가해지면 90°회전한다. 상기 스트랩들 56은 또한 플라스틱으로 만들어질 수 있는 침목(sleeper) 58에 의해 측면이 안정화된다.

도 8a 내지 도 8d는 상기 회전 가능한 홀딩 플랩 64에 의한 상기 홀딩 브래킷 60과 상기 스트랩 56 간의 이음 기술을 상세히 나타내고 있다. 상기 홀딩 플랩 64는 그 상부 부분이 회전되며, 회전 실린더에 의해 90°회전하면 횡노즈(transverse nose)들이 드러난다. 상기 홀딩 브래킷과 스트랩은 U자형 중공 프로파일들로 형성될 수 있다. 상기 홀딩 브래킷의 단면은 약 5×0.5 mm로 구성될 수 있다.

도 9는 가열장치의 제2 실시예를 나타내며, 도 7에 나타낸 실시예와는 방열기 유니트의 수와 형태에 차이가 있다. 더욱이, 상기 측면 침목들 66, 68은 적당한 기계적 또는 전기적 지지를 갖추고 있다.

도 10은 접속 브리지 50과 각을 이룬 터미널 러그 52를 구비한 투피스 전극 시트 48의 투시도를 나타낸다. 특히 상기 투피스 전극 시트는 단지 하나의 그라운드 또는 전류 공급 단자가 사용되는 장치들에 제공된다.

상기한 바와 같이, 상기 실시예에 따른 방열기 요소의 구성은 가열장치들의 조립을 간소화한다. 먼저, 방열기 유니트들은 상기 가열장치에 필요한 정도로 위치 프레임들이 방열기 요소들 및/또는 전극 시트와 연결되어 형성될 수 있다. 상기 방열기 요소들은 또한 서로 접합될 수 있다. 또한, 다른 방열기 요소들이 사용될 수 있으며, 상기 다른 방열기 요소들은 예를 들어 방열기 시트들의 구성에 의해 서로 달라지고 전극 시트들의 기능을 대신할 수도 있다.

뒤이어 조립식 방열기 유니트들이 적층되고 스트랩들에 의해 인접하게 된다. 일 실시예에서, 하나 또는 복수의 홀딩 브래킷들이 부착된다. 결국, 전체적인 장치가 측면 침목들에 의해 고정된다.

본 발명에 따른 실시예들은 방열기 시트와 라멜라 요소로 형성되는 방열기 요소들을 이용하기 때문에 바람직하다. 상기 라멜라 요소들의 파형 리브 형상은 제조 단가를 낮출 수 있으며, 전체 무게를 감소시킬 수 있고, 상기 요소들을 관통하여 형성된 채널(channel)들과 상기 라멜라 요소들의 큰 표면적으로 인해 상기 채널들을 통과하는 공기에 대한 열 출력이 개선된다.

상기 돌출부들의 노칭(notching)은 절첩 과정(folding process)을 용이하게 하는데, 이는 상기 노칭으로 인해 상기 삽입된 라멜라 요소 상에서 돌출부들이 압축될 때 재료가 파쇄되지 않는 재료의 배치가 가능하기 때문이다. 이러한 굴곡 부분에서 재료의 파쇄(crush) 또는 재료의 축적은 상기 시트 상에서 상기 라멜라의 평면 접촉을 방해하므로 상기 돌출부들 상에서 측면 압축될 때 상기 라멜라들이 안전하게 유지될 수 없다.

특히 다리 높이가 약 0.4 mm로 낮은 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 노칭 기술은 바람직한데, 이는 노칭이 없는 경우 각 절첩에 많은 힘이 든다.

또한 상기 돌출부들의 노칭으로 인해 보다 간단한 공구들 및 공구 기계가 이용될 수 있다. 이는 조립 특성들을 상당히 개선시킨다. 게다가, 오프컷(offcut)이 방지된다.

또한, 신장된 형태의 돌출부는 이미 조립된 유니트들의 강도를 개선하는 추가적인 이점이 있다. 더욱이, 바람직한 열 출력이 용이하게 달성되고 유지될 수 있는 방식으로 상기 라멜라 요소와 상기 방열기 요소간의 안전한 열 접촉이 가능해진다. 또한, 상기 방열기 요소들의 조립이 보다 빠르게 자동화된 방식으로 그리고 저렴한 방식으로 구현될 수 있는 이점이 있다. 이러한 기술은 가열 요소들의 크기가 큰 경우에 특히 바람직하다.

상기 방열기 시트 또는 라멜라 요소의 전체 길이를 가로지르는 상기 돌출부들의 형성은 특히 안전하면서도 콤팩트한 유니트를 생성한다. 더욱이, 조립 시 생기는 손상 위험이 감소하는데, 이는 돌출 요소들이 존재하지 않거나 약간만 존재하기 때문이다.

상기 노치가 상기 방열기 시트의 모서리 길이에 상응하는 길이를 갖는 경우, 횡력(lateral force)들 또는 전단력(shear force)들이 상기 절첩 과정 중에 상기 방열기 시트의 비틀림(distortion)을 유발할 수 있는 요인을 발생시키지 않는다.

상기 모서리의 연장부에 대해 수직인 돌출부의 길이, 즉 접혀지는 돌출부의 길이가 상기 방열기 시트의 두께 범위 내에 있는 경우 특히 바람직한 조립 모드가 달성될 수 있다. 또한, 달성되는 유니트 조립 강도에 관한 조립 특성들과 재료 소비가 최적화된다. 시트 두께가 0.5 mm인 경우 특히 바람직한 돌출부 길이는 0.4 mm이다.

상기 라멜라 요소의 삽입 전에 상기 돌출부들을 접어 약간 개방된 U-시트가 생성되는 경우, 조립 안전성이 개선되는 또 다른 이점이 있는데, 이는 상기 라멜라 요소를 고정하기 위해 상기 돌출부들 상에서 압축 시, 부품들이 서로에 대해 미끄러질 수 없기 때문이다. 특히 바람직한 개구 각도는 약 5°이다.

상기 돌출부들이 압축 과정 중에 90° 이상 접혀지면 다른 바람직한 이점들이 얻어질 수 있다. 이 경우, 곡력(bending force)들의 정확한 조정이 필요치 않으면서도 상기 라멜라 요소의 지지가 얻어질 수 있다.

상기 라멜라 요소가 구불구불한 형태(meander-like manner)로 배치된 복수의 라멜라들로 이루어지고 이웃하는 두 개의 라멜라들이 각각 서로 접촉하도록 상기 방열기 시트에 부착되는 경우, 동일한 양의 구불구불한 형상의 것들 (또는 라멜라들 또는 파형 리브들)이 PTC 요소 위에 배치될 수 있다. 상기 PTC 가열 요소 부분에서 접촉하는 구불구불한 형상의 것들의 수는 열효율에 결정적이며 따라서 열 출력에도 중요한 영향을 준다. 그러므로, 상기 가열장치의 작동 신뢰도는 이러한 형태의 배치로 인해 바람직하게 증가한다.

이하에서는 위치 프레임들과 관련하여 얻어질 수 있는 다른 이점들에 대해서 설명하고자 한다. 위치 프레임이 위치 프레임들 상에서 방열기 요소들을 스냅 또는 클립으로 고정할 수 있도록 사용되는 경우, 조립식 유니트들이 생산되며, 특별한 주의 없이도 취급이 용이해질 수 있다. 이러한 조립식 유니트들은 또한 방열기 요소들을 포함하기 때문에, 조립에 필요한 부품들의 수가 감소한다. 이러한 소수의 조립식 방열기 유니트들은 결과적으로 손으로 용이하고 빠르게 적층될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예들은 두께가 약 1.1 mm이고 일반적인 장치들에서 특별한 수공 관리가 필요한 PTC 요소들에 특히 바람직하다.

이러한 장치는 방열기 요소들의 조립체를 리벳 연결할 필요가 없게되어 상기 방열기 요소의 로킹 연결(locking connection)이 필요하지 않게 된다. 전류 부품들의 리벳 연결은 가열 요소의 고장을 유발할 수 있는 접촉 저항을 일으킨다. 다른 재료들의 리벳 연결들은 특히 문제가 된다. 리벳이 없는 배치는 특히 큰 열 출력(1,50W, 12V/125A), 즉 전류 전도율이 중요한 의미를 갖는 가열 요소에서 바람직하다. 단지 하나의 그라운드 접속을 갖고 있는 가열 요소들에서 특히 리벳 연결하지 않는 것이 바람직한데, 이는 상응하는 일반적인 장치들에서 전체 가열 전류가 단일 리벳 연결을 통해 도입되기 때문이다.

상기 위치 프레임 내 클립 노즈(clip nose)들 및 상응하는 요부(recess)들은 비틀림(torsion)에 대해 고정되고 위치가 안전한 방식으로 상기 방열기 요소의 조립이 이루어지게 한다.

방열기 요소들이 양면에서 클립 고정되는 상기 위치 프레임의 구성으로 인해 장착이 단순화되는데, 이는 가열장치의 조립에 필요한 전체 부품들의 수가 감소하기 때문이다.

방열기 요소들 대신에 단면형 또는 양면형 전극 시트들의 래칭(latching) 가능성은 복수의 다른 방열기 유니트들의 조립을 가능하게 하며 또한 조립 적합성을 증가시킨다.

터미널 러그들을 구비한 전극 시트들의 구성은 전류 공급을 위한 다수의 접속 기술들을 허용한다. 기울어진 터미널 러그들의 경우 용접 접속과 플러그 접속(plug connection)이 바람직하다.

브리지(bridge)를 통해 접속되는 양면형 전극 시트들의 사용은 추가적으로 특히 대형 조립식 방열기 유니트들에 의해 가열장치의 전체 조립을 단순화하며, 또한 복수의 위치 프레임용 전기 단자들의 접합을 가능하게 한다.

상기 위치 프레임들은 적어도 하나의 PTC 요소를 수용하는 관통부(breakthrough)들을 포함할 수 있다. 이러한 관통부들은 비싸지 않은 방법으로 제조될 수 있으며 무게 감소에도 기여할 수 있다.

상기 위치 프레임이 그 전방 측면들 상에 벌지(bulge)를 갖는 경우, 상기 방열기 요소의 위치 안전성이 또한 증가된다. 상기 위치프레임의 전방면과 측면 모서리들에 있는 벌지들은 공기 흐름의 소음을 없애는 이점이 있다.

상기 위치 프레임이 유리 섬유 강화 폴리아마이드로 만들어진 경우, 높은 안정상과 높은 온도 저항의 이점들이 정확한 제조성 및 낮은 열 팽창성의 바람직한 특성들과 결합된다.

상기 방열기 시트들의 라멜라 단부 마킹에 의해 다른 이점들이 얻어지는데, 이는 상기 마킹에 의해 라멜라 요소들의 길이방향 연장이 제한되기 때문이다.

상기한 라멜라 단부 마킹에 전기 단자가 구비되는 경우, 상기 방열기 시트가 단순한 방식으로 전력을 공급하는데 사용될 수 있으며, 또한 상기 가열장치의 조립에서 조립식 유니트들의 조합 가능성이 증가하는 특별한 이점이 있다.

상기 조립식 유니트들이 스트랩들과 침목들로 구성되는 홀딩 프레임에 의해 서로 인접하는 경우, 가열장치의 최종 조립체는 바람직한 방식으로 명확히 강화된다. 비싼 나사 또는 리벳 연결 없이도 제조될 수 있는 가열장치가 생성된다.

상기 스트랩들에 연결된 스프링들은 특히 적당한 방식으로 안정된 배치를 형성하며, 그러한 배치를 갖는 요소들은 변위되는 것에 대해 안전한 방식으로 위치한다. 작동 안전성도 또한 증가되는데, 이는 상기 PTC 요소들의 접촉에 필요한 압력이 영구적으로 보장되기 때문이다.

부가적인 홀딩 침목은 또한 전체적인 배치를 강화하여 증가된 스프링 힘들을 이용하는 바람직한 방식을 허용한다.

상기 홀딩 브래킷들이 회전 가능한 홀딩 플랩들에 의해 상기 스트랩들 안에 고정되는 경우, 조립 기술이 개선되는 이점이 있다.

본 발명은 지금까지 기술된 물리적 실시예들과 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 다양한 변형들, 변경들 및 개선들이 상기한 개시와 관련하여 그리고 본 발명의 정신과 범위를 이탈함이 없이 첨부된 청구범위의 범위 내에서 행해질 수 있다는 것은 당해 기술분야의 당업자에게는 자명할 것이다. 추가적으로, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략되었다. 따라서, 본 발명은 특정 기술된 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 의해 정해진다.

첨부한 도면들은 본 발명의 원리를 설명하기 위해 명세서에 포함되어 그 일부분을 형성한다. 본 발명은 상기 도면들에 나타낸 본 발명의 실시예들에 한정되지 않는다. 또한 본 발명의 특징들 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조하여 발명의 상세한 설명부에서 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열기 요소를 나타낸 도면.

도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 방열기 요소의 제조방법에 관련된 기술을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 위치 프레임을 갖는 방열기 요소를 나타낸 도면.

도 4는 도 3에 도시된 실시예의 일 측상에 래치(latch)된 방열기 요소 및 제1 실시예에서 위치 프레임의 다른 측상에 래치된 전극 시트를 구비한 위치 프레임의 방열기 유니트(unit)를 나타낸 도면.

도 5는 방열기 요소의 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 위치 프레임, 방열기 요소 및 전극 시트로 이루어진 방열기 유니트의 측면도.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 위치 프레임과 방열기 요소로 이루어진 방열기 유니트의 정면도.

도 6c는 상기 방열기 요소의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가열장치를 나타낸 도면.

도 8a 및 도 8b는 홀딩 플랩(holding flap)들에 의해 상기 홀딩 브래킷(holding bracket)과 스트랩(strap) 간의 이음 모드(joining mode)의 측면도 및 정면도.

도 8c 및 도 8d는 상기 홀딩 플랩의 회전성을 나타낸 평면도.

도 9는 상기 가열장치의 제2 실시예를 나타낸 도면.

Claims (23)

1. 공기를 가열하기 위한 난방장치용 방열기 요소로서, 상기 방열기 요소는 적어도 하나의 라멜라 요소(28) 및 방열기 시트(22, 34)를 포함하며, 상기 방열기 시트는 상기 라멜라 요소를 상기 방열기 시트에 부착하기 위해서 적어도 두 모서리들 상에서 돌출부(8)들을 포함하는 방열기 요소에 있어서,

   상기 돌출부들은 상기 라멜라 요소의 부착을 위해 상기 라멜라 요소에 대해 외측으로 눌려질 때까지 적어도 90°까지 접혀지며,

   상기 각각의 돌출부들은 굽힘 과정이 용이해지도록 상기 모서리를 따라서 노치(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열기 요소.
2. 제1항에 있어서, 상기 돌출부들은 각 모서리를 따라서 제1 길이 및 상기 모서리에 대해 수직 방향으로 제2 길이를 가지며, 상기 제1 길이는 상기 제2 길이보다 현저히 크게 구성됨을 특징으로 하는 방열기 요소.
3. 제2항에 있어서, 상기 돌출부들의 상기 제1 길이가 각 모서리 길이 또는 상기 라멜라 요소의 길이와 동일하게 구성됨을 특징으로 하는 방열기 요소
4. 제2항에 있어서, 상기 각 모서리를 따라 형성된 노치의 길이가 상기 돌출부들의 상기 제1 길이와 동일하게 구성됨을 특징으로 하는 방열기 요소.
5. 제2항에 있어서, 접혀진 상태에서 상기 돌출부들의 상기 제2 길이가 약 0.4mm임을 특징으로 하는 방열기 요소.
6. 제1항에 있어서, 상기 라멜라 요소는 구불구불한 형태(meander-like manner)로 배치된 복수의 라멜라들을 포함하며, 상기 라멜라 요소는 인접한 라멜라들과 서로 접촉하는 방식으로 상기 방열기 시트에 부착됨을 특징으로 하는 방열기 요소.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방열기 요소를 포함하는 공기를 가열하기 위한 난방 장치.
8. 공기를 가열하기 위한 난방장치용인, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방열기 요소를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은:

   적어도 하나의 라멜라 요소(28)를 제공하는 단계; 및

   상기 라멜라 요소를 방열기 시트에 부착하기 위해서 상기 방열기 시트의 적어도 두 모서리들 상에서 돌출부(8)들을 포함하는 방열기 시트(22, 34)를 제공하는 단계;

   상기 모서리들을 따라서 상기 돌출부들에 적어도 하나의 노치(9)를 배치하는 단계;

   상기 방열기 시트 위에 상기 적어도 하나의 라멜라 요소를 배치하는 단계와;

   상기 돌출부들을 상기 라멜라 요소에 부착하기 위해서 상기 라멜라 요소에 대해 외측으로 눌려질 때까지 적어도 90°까지 상기 돌출부들을 접는 단계;를 포함하는 방열기 요소를 제조하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 방열기 시트 위에 상기 적어도 하나의 라멜라 요소를 배치하는 단계는:

   상기 돌출부들을 접어서 약간 개방된 U자형 시트를 형성하는 단계와;

   상기 U자형 시트 안으로 상기 적어도 하나의 라멜라 요소를 삽입하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방열기 요소를 제조하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 약간 개방된 U자형 시트의 개방정도는 약 5°임을 특징으로 하는 방법.
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