KR20140105570A - 연결 핀과 전기 접속된 다수의 시트 금속 레이어를 구비한 전기 가열가능한 허니콤 몸체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중앙 전기 전도성 전류 경로(23)를 함께 형성하고 연결 핀(12)과 전기적으로 접속된 다수의 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)를 구비한 허니콤 몸체(14)에 관한 것이다. 허니콤 몸체(14)는 내측 원주부(I)를 형성하는 금속 케이싱(7)을 구비하고 상기 금속 케이싱을 통해 연결 핀(12)이 전기 절연 방식으로 피드쓰루(10)에서 가이드된다. 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)는 최상의 시트 금속 레이어(3) 및 최저의 시트 금속 레이어(4)를 갖는 스택(5)을 함께 형성하고 교호로 배치된 거칠게 구성된 시트(2) 및 미세하게 구성된 또는 매끈한 시트(1)이며, 상기 스택은 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4) 사이에서 채널(15)을 구비하고 상기 채널을 통해 가스가 축선 방향(A)으로 유동할 수 있다. 본 발명은 연결 핀(12)이 반경 방향(R)으로 뻗어있고 그리고 특히 저항 용접에 의하여 만들어진 전기 전도성 연결부(13)에 의해, 적어도 하나의 중간 부분(9)을 통해 또는 직접적으로 적어도 2개의 상기 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)에, 바람직하게는 모든 시트 금속 레이어에 금속 연결된다는 점에서 특징지워진다. 연결 구역(6)에서의 중앙 전류 경로(23)의 단위 길이당 전기 저항이 스택(5)에서의 중앙 전류 경로의 단위 길이당 평균 전기 저항보다 최대 10% 더 크다. 스택(5)에서의 최상의 시트 금속 레이어(3)가 내측 원주부(I)의 적어도 35%, 바람직하게는 적어도 40%를 넘어 금속 케이싱(7)과 대략적으로 평행하게 뻗어있고 그리고 상기 스택에서 공기 갭(8) 만큼 상기 금속 케이싱과 분리된다. 본 발명은 신뢰할 수 있는 방식으로 작동하고 매우 일정한 방식으로 전기 가열될 수 있는 허니콤 몸체(14)의 간단한 제조를 가능하게 한다.

Description

연결 핀과 전기 접속된 다수의 시트 금속 레이어를 구비한 전기 가열가능한 허니콤 몸체{Electrically heatable Honeycomb Body with Multiple Sheet Metal Layers which are electrically connected to a Connecting Pin}
본 발명은 특히 연소 기관, 바람직하게는 자동차에서의 배기 가스 처리 시스템용 전기 가열된 허니콤 몸체의 분야에 관한 것이다. 전기 가열된 허니콤 몸체는 일례로서 특히 화학적 반응을 위해, 특히 또한 촉매적으로 촉진된 반응(catalytically activated reaction)을 위해 특정된 최소 온도를 이러한 처리로서 달성하도록 배기 가스 처리 시스템의 구성요소를 가열하기 위한 목적으로 요구된다. 이러한 타입의 배기 가스 처리는 배기 가스 촉매 변환기, 파티클 필터 또는 질소 산화물 용량을 감소시키기 위한 시스템의 경우에 사용된다.
이러한 타입의 전기 가열된 허니콤 몸체의 전형적인 구성은 예를 들면 WO 96/10127에 기재되어 있다. EP 1 967 712 B1은 또한 전기 가열된 허니콤 몸체의 구성을 개시하고 있다. 이러한 두 개의 특허문헌은 이러한 타입의 전기 가열된 허니콤 몸체를 인접한 허니콤 몸체상에 지지하는 옵션을 기재하고 있다.
전기 가열하는데 충분한 큰 오옴 저항을 제공할 수 있도록, 전기 가열된 허니콤 몸체는 전형적으로 적어도 하나의 중앙 전기 전도성 전류 경로를 함께 형성하는 다수의 시트 금속 레이어의 스택을 포함하고 그리고 상기 다수의 시트 금속 레이어는 가스가 축선 방향으로 유동할 수 있는 채널을 형성하는 방식으로 구성된다. 이를 위하여, 거칠게 구성된 금속 시트 및 미세하게 구성되거나 매끈한 금속 시트가 예를 들면, 총 5개 내지 15개 금속 시트에 의해 하나가 다른 하나의 상부에 교호로 적층된다. 이러한 스택은, 상기 스택이 라운드형 또는 타원형 단면을 채우는 방식으로, S 형상으로 마주한 방향으로 스택을 서로 엮음으로써 형성되고, 이 경우 상기 스택의 인접한 와인딩을 서로 전기 절연시킬 필요가 있다. 이러한 절연은 절연 레이어에 의해 또는 전기 절연 공기 갭에 의해 달성될 수 있고, 이 경우 작동 동안에 강렬 열 팽창의 경우의 공기 갭은 스택의 와인딩이 지지 핀에 의하여 인접한 허니콤 몸체에 고정되고 이 결과 고정 위치에 체결되는 사실에 의해 안정화될 수 있다. 이러한 방식으로, 또한 축선 방향으로 비교적 짧은 전기 가열된 허니콤 몸체, 일례로서 단지 1 cm 내지 5 cm의 축선방향 연장부를 갖는 디스크-형상의 허니콤 몸체를 축선 방향으로 안정화시킬 수 있다.
전기적 특성 및 안정성을 갖는 전기 가열된 허니콤 몸체가, 교호의 거칠게 구성된 시트 금속 레이어와 미세하게 구성된 시트 금속 레이어로부터, 특히 작은 제 1 주름 높이 및 작은 제 1 주름 길이를 갖는 미세한 제 1 주름을 포함한 시트 금속 레이어와 보다 큰 제 2 주름 높이 및 보다 큰 제 2 주름 길이를 갖는 제 2 주름이 특히 형성된 제 2 거친 구조체를 포함한 시트 금속 레이어로부터 전기 가열된 허니콤 몸체를 구성할 수 있는 것이 유리하다고 설명되어 있다. 스택 내의 주름진 레이어는 상기 레이어의 접촉 점에서 서로 납땜되는 것이 바람직하다.
그러나, 외부 에너지 공급원(source)과의 스택의 전기 접속은 문제점을 나타낸다. 금속 케이싱 튜브 내측에 루프형 전기 전도성 스택을 배치할 필요가 있기 때문에, 상기 스택에 대해 적어도 하나의 공급 라인이 요구되며, 상기 공급 라인은 상기 케이싱 튜브로부터 전기 절연되고, 이 경우 전형적으로 스택을 통해 나아가게 될 전류 강도는 또한 접촉이 이루어지는 구역에서 스택의 개별 시트 금속 레이어에 가능한 일정한 방식으로 전류가 바람직하게 분배되도록 큰 크기를 갖거나 또는 이러한 일정한 분배는 손상을 피하기 위해서도 필요하다.
또한, 연결 구역에서 단위 길이당 전기 저항은 스택의 다른 진행부(progression)에서 단위 길이당 전기 저항과 관련하여 반드시 매우 높을 필요가 없으므로, 상기 연결 구역이 저항(오옴) 열의 결과로서 매우 강렬하게 가열되지 않는다. 한편으로, 전기 연결부가 외측으로 반드시 매우 고온이 될 필요가 없고 다른 한편으로, 특히 연결 구역에서, 통과해-유동하는 가스가 스택의 남아있는 진행부에서와 동일한 정도로 냉각 효과를 갖는다는 것을 보장할 수 없기 때문에 상기와 같은 사항은 중요하다.
종래 기술에서 알려진 실시예의 경우에 있어서, 전형적으로 전류 분배 구성체가 이에 따라 제공되고 그리고 스택의 개별 시트 금속 레이어가 상기 전류 분배 구성체에서 종결되며, 이 경우 상기 전류 분배 구성체는 허니콤 몸체의 금속 케이싱을 통해 절연 방식으로 가이드되는 연결 핀에 의해 차례차례 접촉된다. 기재된 구성의 경우에 전형적인 전류 분배 구성체는 금속 케이싱과 평행하게 뻗어있고 개별 시트 금속 레이어에서 종결되며 그리고 금속을 사용하여, 특히 납땜 재료에 의해 연결되는 절반 외형부(half shell) 타입이다. 이 결과 상기 절반 외형부는 절연 레이어에 의하여 허니콤 몸체의 금속 케이싱으로부터 반드시 전기 절연되어야 한다. 이러한 절연은 공기 갭에 의해 달성될 수 있지만, 그러나 이를 위하여 절반 외형부가 이와 같이 부가적인 지지 핀에 의해 바람직하게 달성된 위치에서 안정화될 필요가 있으며, 또한 항상 이러한 경우에 지지부를 제공하고 있는 구성체의 전기 절연을 고려할 필요가 있다.
적어도 스택의 일 단부에서 전기 가열된 허니콤 몸체의 경우에, 즉 상기 스택의 다른 단부가 금속 케이싱과 직접적으로 연결될 수 있을 때 접촉 문제점이 발생한다. 스택의 두 개의 단부가 지면(ground)과 연결되지 않은 경우에, 이에 따라 스택의 두 개의 단부가 접촉될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 기재되어 있는 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것이고 그리고 특히 연결 핀에서 다수의 시트 금속 레이어의 전기 연결부를 구비한 허니콤 몸체를 제공하는 것이며, 상기 허니콤 몸체는 간단하고 제조 비용 절감적이고, 전류 분배 구성체의 사용을 상당한 정도로 피할 수 있으며 특히 절반 외형부를 금속 케이싱과 금속 시트의 스택 사이에 제공하지 않고도 전기 가열된 허니콤 몸체의 안정적인 구성을 가능하게 한다.
청구항 1에 따른 허니콤 몸체는 이들 목적을 달성하도록 사용된다. 유리한 실시예가 종속 청구항에 기재되어 있고, 상기 종속 청구항은 기술적으로 적절한 방식으로 서로 합쳐질 수 있다.
연결 핀에 전기 접속되고 적어도 하나의 전기 전도성 중앙 전류 경로를 함께 형성하는 다수의 시트 금속 레이어를 포함한 본 발명에 따른 허니콤 몸체는 내측 원주부를 갖는 금속 케이싱을 포함하고, 그리고 상기 연결 핀은 상기 금속 케이싱을 통한 피드쓰루(Feedthrough)에 전기 절연 방식으로 가이드된다. 시트 금속 레이어는 최상의 시트 금속 레이어와 최저의 시트 금속 레이어를 갖는 스택을 함께 형성하는 거칠게 구성된 금속 시트와 미세하게 구성되거나 매끈한 금속 시트로써 교호의 방식으로 배치되고, 상기 스택이 시트 금속 레이어 사이에서 채널을 포함하며 그리고 가스가 상기 채널을 통해 축선 방향으로 유동할 수 있다. 연결 핀은 금속 케이싱을 통해 반경 방향으로 뻗어있고 그리고 금속을 사용하여 전기 전도성 연결부에 의하여, 특히 저항 용접으로써, 적어도 2개의 상기 시트 금속 레이어에, 바람직하게는 상기 시트 금속 레이어의 적어도 절반부에, 특히 모든 시트 금속 레이어에 직접적으로 또는 적어도 하나의 중간 부분에 의해 연결되며, 이 경우 연결 구역에서의 중앙 전류 경로의 단위 길이당 전기 저항은 스택에서의 중앙 전류 경로의 단위 길이당 중앙 전기 저항보다 최대 10% 더 크다.
더욱이 또한 계속해서 구성될 다수의 비교적 얇은 시트 금속 레이어 구성체에 (이에 비하여) 비교적 두꺼운 연결 핀을 연결하는 것이 어려워보일지라도, 한 시트 금속 레이어의 상부에 다른 하나의 시트 금속 레이어가 놓이거나 또는 함께 납작하게 되는 두 개의 또는 다수의 시트 금속 레이어를 직접적으로 연결할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 기구는 매우 안정적인 방식으로 함께 유지되는 스택을 실제 야기하게 만들어지고 있다. 이러한 기구는 차례차례 절반 외형부 또는 전류 분배 구성체와 같은 안정화 구성체를 반드시 제공할 필요없이 스택과 금속 케이싱 사이에 안정적인 방식으로 공기 갭을 형성할 수 있게 한다. 연결 핀에 연결된 두 개 또는 다수의 시트 금속 레이어는 실제 동일한 곳에서 종결되고 이에 따라 전류 분배 구성체가 서로에 대한 거리로 연결되지 않는다. 중앙 전류 경로는 연결 핀으로부터 개시하고 스택과 관련하여 대략적으로 평행한 방식으로 뻗어있기 전에 가능한 만곡되거나 불규칙적인 방식으로 연결 구역에서 형성된다. 또한 이는 연결 구역이 정확하게 연결 핀의 부근 구역이도록 상기 연결 구역의 형성부(definition)로 여겨질 수 있으며, 상기 구역에서 중앙 전류 경로가 스택과 관련하여 반드시 평행한 방식으로 아직 뻗어있지 않고 및/또는 상기 스택의 다른 진행부에서 보다 단위 길이당 상이한 전기 저항을 포함하지 않는다. 작동 동안에 전류 경로를 흐르는 전류와 관련된 저항이 구성체 과열 또는 용융의 위험의 중요성을 갖는 임의의 부분 구역을 포함하지 않는 방식으로 전반적으로 전류 경로가 반드시 설계되는 사실을 참조하기 바란다. 이는 연결 구역을 설계할 때의 필수적인 특징이다. 비록 국부적으로 만들어진 오옴 열은 특히, 가스가 허니콤 몸체를 통해 유동할 때, 인접한 구역이나 주위 가스로 특정 한계 이내로 소산될 수 있지만, 그러나 특히 고온의 구역, 특히 연결 핀 부근에서 정확하게 작동 상태를 피하는 것이 바람직하다.
연결 핀은 바람직하게는 예를 들면 연결 케이블로부터 시트 금속 레이어까지 전류를 나아가게 하는데 사용되는 타입의 (강성의) 핀이다. 허니콤 몸체의 경우에 다수의 연결 핀을 제공하는 것이 기본적으로 가능할지라도, (스택과의 전기 접촉부 마다) 단일의 연결 핀을 갖는 설계가 여전히 바람직하다. 이러한 연결 핀은 금속 케이싱의 양측에서 뻗어있고 그리고 상기 금속 케이싱에 제공된 피드쓰루를 통과하는 것이 바람직하다. 피드쓰루는 금속 케이싱에서의 개구일 수 있고 그리고 상기 개구는 단면이나 차라리 연결 핀의 형상과 맞춰지도록 수정된다. 피드쓰루는 실링 재료가 사용될 필요가 있는 곳에서, 가스가 연결 핀과 금속 케이싱 사이를 탈출할 수 없도록 특히 설계된다. 더욱이, 적어도 하나의 유지 부재 또는 이동 보상 부재가 피드쓰루 상에/피드쓰루 내에 제공되어, 연결 핀이 또한 큰 열적 부하 및/또는 동적 부하의 경우에서도 보조 수단에 의해 단단하게 고정되게 제공될 수 있다.
상이한 기본 형상이 시트 금속 레이어의 설계시 사용될 수 있다. 구성체가 시트 금속 레이어로 엠보싱 가공되지 않는다면, 상기 레이어가 예를 들면, S-형상, 헬리컬-형상, U-형상 등으로 전체 만곡된/감긴 방식의 금속 케이싱에 배치될지라도, 상기 레이어는 일반적으로 매끈한 레이어를 의미한다. 시트 금속 레이어가 엠보싱 가공된 구성체(주름, 단차, 노브(knob), 등)를 포함한다면, 상기 시트 금속 레이어가 구성된 시트 금속 레이어로서 기술된다. 시트 금속 레이어는, 상이한 구성체가 시트 금속 레이어에 제공된다면, (시트 금속 레이어와 관련된 횡단 방식으로 구성체 높이/주름 높이와 관련하여 및/또는 구성체 폭/주름 길이와 관련하여) 보다 큰 구성체가 제공된 시트 금속 레이어가 "거칠게 구성된"으로 기재되어 있고 그리고 (보다 큰 것과 비교하여) 보다 작은 구조체가 제공된 시트 금속 레이어가 "미세하게 구성된" 레이어로 기술되어 있다. 허니콤 몸체의 모든 시트 금속 레이어가 (개별) 또는 다수의 스택을 형성하고, 이후 상기 시트 금속 레이어가 서로 전기 절연되는 방식으로 배치될 수 있다.
(구성된) 시트 금속 레이어에 의해 채널이 형성될 수 있어 가스 유동이 허니콤 몸체를 통과할 수 있다. 이러한 가스 유동이 제 1 단부면에 진입하고 제 2 단부면에서 빠져나오기 때문에, 따라서 상기 가스가 "축선" 방향으로 허니콤 몸체를 통과해 유동할 수 있다. 간단한 제조 공정 및 보다 적은 유동 저항의 이유 때문에 필요한 곳에서 채널 자체가 축선 방향에 평행하게 반드시 뻗어있을 경우가 바람직할지라도, 그러나 이는 필수적이지 않다. 또한 채널의 적어도 하나의 부분(또한 필요한 곳에서는 모든 채널)이 파형-형상의, 헬리컬-형상의 방식 등으로(그러나 2개의 단부면에 대해 적어도 하나의 연결부를 가짐) 축선 방향과 관련하여 경사진 방식으로 뻗어있을 수 있다.
전기 전도성 연결부가 연결 핀과 시트 금속 레이어 사이의 직접적인 접촉에 의해("직접") 및/또는 (적어도) 하나의 중간 부분에 의해 달성될 수 있으며, 여기서 상기 중간 부분이 연결 핀과 시트 금속 레이어 사이에 (전기 전도성 방식으로) 위치되고 그리고 특히 (재료 접합 방식으로) 두 개의 구성요소에 고정된다. 중간 부분은 예를 들면, 시트 금속 레이어보다 더욱 (형상-) 안정적인 방식으로 구체화될 수 있고, 상기 중간 부분은 연결 핀의 일 단부에 대해 짝맞춤(matching) 수용 장치를 포함할 수 있고 및/또는 상기 연결 핀의 작은 단면으로부터 적어도 하나의 시트 금속 레이어의 보다 큰 구역(예를 들면, 최대 300%에 이르는 구역)까지 전류 분배 작용을 달성할 수 있다. 특히 연결 핀이 스택의 축선방향 연장부(이에 따라 시트 금속 레이어의 폭)보다 상당하게 작은 직경을 갖는 실시예의 경우에 있어서, 상기 스택의 축선 방향 연장부에 의해 연결 구역에 전류를 일정하게 분배하기 위하여 중간 부분을 제공하는데 유용하다. 중간 부분은 금속 케이싱의 주변에서 예를 들면 2 mm 내지 10 mm의 매우 작은 연장부 만을 갖는다. 중간 부분은 또한 스택 내측에 배치될 수 있어, 시트 금속 레이어의 적어도 하나의 부분이 중간 부분 외측에 고정된다.
시트 금속 레이어는 (보다 정확하게는) 금속 케이싱에 (또는 상기 금속 케이싱에 동심 방식으로) 위치된 특히 내측 케이싱 및/또는 내측 파이프를 포함하지 않는다. 시트 금속 레이어는 허니콤 몸체의 엣지로부터 (금속 케이싱의 부근에서) 중앙 구역까지나 허니콤 몸체 중앙까지(그리고 또한 필요하다면 엣지까지 적어도 한번 복귀하는 곳까지) 뻗어있다.
더욱이, 스택에서의 최상의 시트 금속 레이어는 금속 케이싱에 대해 또한 평행한 방식으로 내측 주변부의 적어도 35%를 넘어 뻗어있고 그리고 상기 최상의 시트 금속 레이어는 공기 갭에 의하여 상기 금속 케이싱과 이러한 곳에서 분리된다. 공기 갭과 관련하여 '공기 갭'이라는 표현은 빌트-인 구성요소 또는 구성요소들이 반드시 없는 공간을 의미한다는 것을 알 수 있지만, 그러나 전기 절연되는 빌트-인 구성요소가 공기 갭을 안정화시킬 목적으로 제공되거나 또는 전기 절연되는 코팅이 인접한 표면상에 제공된다는 것을 배제하지 않는다는 알 수 있을 것이다. 결론적으로, 공기 갭은 특히 금속 케이싱의 내측 표면으로부터 마주하여 놓인 시트 금속 레이어의 표면에 이르기까지 뻗어있다. 공기 갭은 금속 케이싱의 내측 주변부의 적어도 35%를 넘어 주변 방향으로 (인접하게) 뻗어있다. 스택이 금속 케이싱에 (거의) 평행하게 뻗어있도록, 즉 공기 갭의 폭(적어도 폭 넓은 구역에서)이 (대략적으로) 일정하다고(최상의/최외측의 시트 금속 레이어의 구성체 및/또는 공기 갭의 주변 엣지 구역이 고려되지 않는다면, 상기 구성체는 필요한 곳에 제공됨) 설명되었다. 이러한 타입의 공기 갭이 시트 금속 레이어의 지지 장소(지지 핀)와 연결 핀과 금속 케이싱 사이에 적어도 제공된다면 바람직하며, 상기 지지 장소는 주변 방향에 인접한다. 공기 갭은 또한 허니콤 몸체의 (축선방향) 구역/단면에 정확하게 제공되며, 상기 구역/단면에 연결 핀이 제공된다.
바람직한 실시예에 있어서, 스택에서의 최상의 시트 금속 레이어는 금속 케이싱과 (대략적으로) 평행한 내측 주변부의 길이의 적어도 40%를 넘어 더 뻗어있고 그리고 공기 갭에 의하여 상기 금속 케이싱과 분리된다. 허니콤 몸체가 360° 각도 구역에서 나뉘어지고 축선 방향에서의 상기 허니콤 몸체의 단부면으로부터 보여진다면, 이후 최상의 시트 금속 레이어가 연결 구역의 정확한 형상 및 상기 허니콤 몸체 내측의 스택의 진행부에 따라, 금속 케이싱에 평행하게 대략적으로 180°보다 작은, 그러나 적어도 대략적으로 144°의 각도 구역 상에서 뻗어있다면 바람직하다.
더욱 바람직한 실시예에 있어서, 스택의 최상의 시트 금속 레이어, 바람직하게는 또한 최저의 시트 금속 레이어가 미세하게 구성된 또는 매끈한 시트 금속 레이어이다. 이러한 구성은 특히 바람직하게는 스택의 최상의 시트 금속 레이어 및/또는 최저의 시트 금속 레이어는 금속을 사용하여 연결 핀과 연결될 수 있고, 이 결과 남아있는 시트 금속 레이어가 케이스에 거의 둘러 싸여져 상기 시트 금속 레이어가 연결 핀과 연결될 수 없을 때에도, 상기 시트 금속 레이어의 단부가 임의의 자유 이동을 가지지 않고 그리고 이에 따라 임의의 전기 단락을 야기시킬 수 없기 때문에, 특히 유리하다.
최상의 시트 금속 레이어 및/또는 최저의 시트 금속 레이어의 작용은 하나의 또는 두 개의 시트 금속 레이어가 적어도 부분 구역에서 더 두꺼운 두께를 갖고 및/또는 다른 시트 금속 레이어보다 더 두껍다는 사실에 의해 지지될 수 있다. 특히, 보다 두꺼운 부분 구역은 80 ㎛ 내지 200 ㎛[마이크로미터]의 시트 금속 두께를 가질 수 있고, 특히 바람직하게는 110 ㎛ 내지 170 ㎛의 두께를 가질 수 있는 반면에, 다른 시트 금속 레이어는 전형적으로 20 ㎛ 내지 60 ㎛의 두께를 갖는다. 보다 두꺼운 두께는 보다 두꺼운 금속 시트가 필요한 구역에서 사용되는 사실에 의하여 및/또는 최상의 또는 오히려 최저의 시트 금속 레이어가 관련 구역에서 2개 또는 3개 구성체의 시트 금속 레이어를 포함한다는 사실에 의하여 달성될 수 있고, 상기 2개 또는 3개의 구성된 시트 금속 레이어는 하나가 다른 하나의 상부에 필요한 곳에서 함께 놓인다. 어느 경우에서도, 이러한 보다 두꺼운 시트 금속 레이어는 또한 예를 들면, 1 mm [밀리미터] 보다 두꺼운 두께를 갖는 금속 케이싱보다 상당히 더 얇은 것이 바람직하다.
더욱 바람직한 실시예에 있어서, 최저의 시트 금속 레이어는 적어도 하나의 연결 구역에서 그리고 스택의 한 부분을 따라서 더 두꺼운 두께를 갖고 및/또는 다른 시트 금속 레이어보다 더 두껍다. 2개의 외측 시트 금속 레이어를 더 두껍게 만듬으로써, 저항 용접의 방법이 특히 사용된다면, 연결 핀과의 금속 연결이 더욱 용이하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 최상의 시트 금속 레이어는 니켈, 크롬 및 철을 함유하고 그리고 또한 NiCroFer라는 명칭으로 알려진 스틸로부터 구체화된다. 이러한 재료의 기계적 특성 및 전기적 특성, 특히 우수한 레벨의 전기 전도성 및 고온 내부식성은 특히 최상의 시트 금속 레이어의 요구조건을 만족시키는데 적당하게 한다.
전류를 스택에 일정하게 분배시키기 위하여, 모든 시트 금속 레이어가 연결 핀과 연결되는 것이 물론 바람직하며, 이 경우 상기 시트 금속 레이어가 이를 위하여 현 구성체를 매끈하게 하기 위하여 함께 가압되거나, 및/또는 상기 시트 금속 레이어가 단부에서 구성되지 않는다.
연결 핀과 연결되기 전에 거칠게 구성된 금속 시트 및 미세하게 구성된 금속 시트를 포함한 일정하게 테이퍼진 스택을 갖는 다른 일 실시예에 있어서, 상기 거칠게 구성된 금속 시트가 상기 연결 핀에 도달하기 전에 종결하고 그리고 하나의 연결 구역에서의 단지 매끈하거나 미세하게 구성된 시트 금속 레이어가 상기 연결 핀에 이르기까지 뻗어있도록, 상기 거칠게 구성된 금속 시트가 상기 매끈하거나 미세하게 구성된 금속 시트보다 더 짧게 되는 것이 유리하다. 하나의 연결 구역에서 다수의 구성된 시트 금속 레이어를 함께 납작하게 하거나 또는 구성부가 종결될 수 있게 하는 기본적으로 상이한 옵션이 있을지라도, 그러나 상기 연결 구역에 특별한 형상을 제공하기 보다는 하나의 스택에서 상이한 길이의 금속 시트를 사용하기 것이 제조 기술과 관련하여 더 간단하다. 거칠게 구성된 시트 금속 레이어 각각이 상이한 장소에서 종결될지라도, 제조 기술과 관련하여, 특히 양 단부에서 대응하는 연결부를 갖는 허니콤 몸체의 대칭적인 루프형 기구의 경우에 길이 변화가 서로에 의해 보상되어 주름진 시트 금속 레이어가 상이한 단부점에도 불구하고 동일한 길이를 가질 수 있다면 상기와 같은 구성은 특히 어렵지 않다.
실제로, 테스트는, 거칠게 구성된 금속 시트 및 미세하게 구성된 금속 시트가 각각의 경우에 주름지고, 이 경우 상기 거칠게 구성된 금속 시트의 제 2 주름 높이가 실제로 3 내지 10의 계수 만큼, 바람직하게는 4 내지 6의 계수 만큼 상기 미세하게 구성된 금속 시트의 제 1 주름 높이보다 더 높다면, 특히 안정적인 구성이 만들어진다는 것을 설명하고 있다. 상이한 계수를 고려하면 이러한 타입의 구성화가 유리하다고 설명되어 있다. 모든 시트 금속 레이어에서의 특정 양의 탄성이 지지 핀의 캡슐로 둘러싸는 것을 용이하게 하고 그리고 예상과 달리 연결 핀에 대한 전기 전도성 연결부는 거의 방해받지 않는다.
주름진 금속 시트가 스택의 모든 시트 금속 레이어에 대해 사용될 때, 또한 거칠게 구성된 시트 금속 레이어가 실제로 적어도 1.5의 계수만큼 미세하게 구성된 시트 금속 레이어의 제 1 주름 길이보다 더 큰 제 2 주름 길이를 갖는다면 또한 유리하다. 또한 이러한 계수는 5의 값을 초과하지 않고, 특히 3의 값을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 거칠게 구성된 시트 금속 레이어 및 미세하게 구성된 시트 금속 레이어의 주름 높이 및 주름 길이가 선택될 때, 기술적으로 의미있는 한계치를 관찰하는 것이 필수적이다. 특히, 상호관계 및 주름 형상은 코팅이 제공될 때 가능하다면 폐쇄될 수 있는 매우 작은 단면을 채널이 가능한 한 구비하지 않도록 선택될 것이다.
연결 핀이 스택의 두 개의 또는 다수의 시트 금속 레이어와 연결될 때, 이러한 연결은 바람직하게는 매끈하거나 미세하게 구성된 시트 금속 레이어에만 실제로 특히 저항 용접에 의해 제공된다.
일반적인 공간적 및 기술적 조건에 따라, 다른 실시예에 있어서 금속을 사용하여 연결 핀이 또한 중간 부분을 개재(inter-position)시킴으로써 시트 금속 레이어에 연결될 수 있으며, 이 경우 상기 중간 부분은 연결 구역에서의 스택의 다수의 시트 금속 레이어를 포함한다. 연결 핀의 단면과 비교하여 시트 금속 레이어의 두께가 직접적인 용접 연결부에 대해 매우 작거나 또는 충분한 하향-가압력(press-down force)이 용접 공정 동안에 달성될 수 없다면 중간 부분을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이에 불구하고, 용접 공정을 사용하는 여러 실시예에 있어서, 연결 핀, 중간 부분 및 시트 금속 레이어를 연결할 수 있다.
발생된 적은 양의 오옴 열이 연결 구역에서 스택이나 연결 핀에 충분하게 소산되기 때문에 상기 연결 구역이 과도하게 가열될 수 없도록, 대략적으로 일정하거나(최대 10% 보다 더 큼) 또는 더 바람직하게는 다른 진행부에서 스택보다 더 작은, 특히 적어도 10% 특히 바람직하게는 최대 20% 보다 작은 단위 길이당 전기 저항을 상기 연결 구역이 갖는다는 것이 기재된 상이한 특징부에 의하여 보장될 수 있다. 이러한 구역이 보다 적은 정도로 냉각되고 작동 동안에 연결 핀이 매우 가열되지 않기 때문에, 연결 구역에서의 저항을 가능한 작게 유지하는 것이 기본적으로 바람직하다. 그러나, 이러한 구성은 전류 분배 구성체, 특히 절반 외형부 형상의 전류 분배 구성체가 사용되지 않는다면 항상 달성되지 않는다. 그러나, 본 발명에 따라, 시트 금속 레이어가 연결 구역에서의 단위 길이당 저항이 스택의 단위 길이당 평균 저항을 10% 더 넘지 않는 방식으로 연결 핀 또는 중간 부분과 연결될 것이다. 연결 구역에서의 단위 길이당 저항이 스택의 단위 길이당 저항으로부터 작게 편차를 갖거나 또는 스택의 단위 길이당 저항보다도 더 작은 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 연결 핀은 적어도 10 ㎟ [평방 밀리미터]의 표면적 상의 금속을 사용하여 스택의 두 개(2개) 내지 다섯 개(5개) 시트 금속 레이어에 연결되고, 이 경우 상기 연결 핀의 연결 단부는 금속 케이싱의 내측 주변부로부터 3 mm 내지 8 mm [밀리미터], 바람직하게는 4 mm 내지 6 mm의 거리로 위치한다. 이러한 방식으로, 전기 연결부는 필요한 전류를 스택으로 유도할 수 있고 그리고 동시에 전기 절연이 공기 갭에 의하여 스택과 금속 케이싱 사이에서 보장되는 금속 케이싱으로부터의 충분한 거리로 상기 스택을 안정화시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 S-형상으로 마주한 방향에서 스택의 서로 엮인 기구이며, 이 경우 스택의 와인딩이 공기 갭에 의하여 서로 절연된다. 이러한 실시예는 원래 알려져 있으나, 그러나, 강렬 온도 변화 동안에 발생하는 시트 금속 레이어의 기계적인 운동 때문에, 상기 실시예는 전류 분배 구성체 없이 또는 절반 외형부 없이 이루어질 수 없으며, 이는 또한 금속 케이싱과 관련하여 스택의 전기 절연을 공기 갭에 의해 달성할 수 있도록 본 발명에 의해 가능하게 된다.
적어도 스택의 더 두꺼운 최상의 시트 금속 레이어나 또는 보다 더 두꺼운 두께의 상기 스택의 구역이 단지 스택의 한 부분의 길이를 넘어, 바람직하게는 허니콤 몸체의 중앙 구역에서 대략적으로 하나의 내측 단부까지 뻗어있도록 제공된다.
본 발명에 따라, 스택의 정확하게 최상의 시트 금속 레이어는 특별한 작용을 갖는다. S-형상의 구성의 경우에, 이러한 최상의 시트 금속 레이어는 내측 주변부의 거의 절반을 넘어 절연 공기 갭과 금속 케이싱 사이의 경계부를 형성하고, 상기 최상의 시트 금속 레이어는 연결 핀에 전기 접속부를 제공하도록 사용되고 그리고 상기 연결 핀과 연결되지 않은 내측 시트 금속 레이어 경계를 형성한다. 최상의 시트 금속 레이어가 더 두꺼운 두께를 갖거나 또는 오히려 다른 시트 금속 레이어보다 더 두껍다면, 이후 이러한 더 두꺼운 두께가 단지 스택의 한 부분의 길이를 넘어, 바람직하게는 대략적으로 허니콤 몸체의 중앙 구역 까지라면 유리하다고 설명되어 있다. 스택의 이러한 부분 구역에 있어서 최상의 시트 금속 레이어가 전류를 스택에 동시에 분배하도록 사용될 수 있도록 만들어지고 있다. 전류는 항상 최저 전기 저항을 경로보다는 또는 가장 짧은 경로를 찾으려하고 그리고 이 때문에 상기 전류는 더욱 두꺼운 최상의 시트 금속 레이어에 의해 보상되는 스택의 내측 구역 쪽으로 흐르는 경향이 있다. 그러나, 허니콤 몸체의 중앙 구역에 있어서, 최상의 시트 금속 레이어는 스택의 반대 방향으로 서로 엮인 기구에 의해 최저의 시트 금속 레이어가 되며, 이러한 이유 때문에, 상기 시트 금속 레이어가 최후에 이러한 장소에서 또는 오히려 상기 지점으로부터 전방으로 종결하여 보다 얇은 레이어로 계속될 수 있는 것이 유리하다. 이러한 구성은 일례로서 루프형-기구가 또한 그 방향을 변경하는 여러 지점 중 한 지점에서 달성될 수 있다.
본 발명에 따라 양 단부에서 연결된 스택의 경우에 있어서, 이러한 고려는 각각의 경우에 상기 양 단부에 적용되며, 여기서 허니콤 몸체 내측에서 스택의 최상의 시트 금속 레이어 및 최저의 시트 금속 레이어가 그 위치 및 작용을 상호교환한다.
연결 구역을 안정화시키기 위하여, 스택의 형상이 다수의 지지 핀에 의해 안정화되며, 이 경우 적어도 하나의 지지 핀이 연결 핀으로부터 스택의 진행부를 따라 측정된 바와 같이 10 cm 보다 작은, 바람직하게는 5 cm 보다 작은, 특히 바람직하게는 2 cm 보다 작은 거리로 배치되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 기구는 금속 케이싱과 관련하여 공기 갭을 특히 안정화시키는데 사용된다.
본 발명의 더욱 상세한 사항과 예시적인 실시예가 도면에 도시되어 있으며, 상기 도면에 도시된 사항은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명이 이들로만 한정되지 않음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 전기 가열된 허니콤 몸체의 전기 연결부의 구역을 통한 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 허니콤 몸체에 사용된 시트 금속 레이어의 구조의 개략적인 도면이고,
도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7은 본 발명에 따른 허니콤 몸체에서의 상이한 예시적인 실시예의 전기 연결부를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 전체 단부의 도면이고, 그리고
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 전기 연결부에 대한 다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1은 금속 케이싱(7)에 배치된 전기 가열된 허니콤 몸체(14)의 부분 구역의 개략적인 도면이다. 허니콤 몸체(14)는 주름지거나 또는 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)와 교호의 방식으로 배치된 매끈한 또는 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1)의 스택(5)을 포함하고, 이 경우 상기 스택(5)은 최상의 시트 금속 레이어(3) 및 최저의 시트 금속 레이어(4)를 포함하고, 상기 양 시트 금속 레이어 모두는 본 발명의 예시적인 실시예에서 미세하게 구성된다. 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)는 스택(5) 내에서 번갈아 종결되는 반면, 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1)는 연결 핀(12)의 연결 단부(15)에 연결되는, 바람직하게는 특히 저항 용접에 의해 용접되는 연결 구역(6)에 더 제공된다. 연결 핀(12)은 금속 케이싱(7)을 통한 피드쓰루(10)를 통해 가이드되고 그리고 전기 절연 레이어(11)에 의하여 상기 금속 케이싱과 절연된다. 연결 핀(12)은 화살표로 지시된 바와 같이 반경 방향(R)으로 뻗어있다. 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(1) 및 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(2)는 화살표로 지시된 바와 같은 축선 방향(A)으로 뻗어있는 채널(18)을 형성한다. 금속 케이싱(7)은 화살표로 지시된 바와 같은 내측 주변부(I)를 갖는다. 적어도 최상의 시트 금속 레이어(3) 및 최저의 시트 금속 레이어(4) 그리고 바람직하게는 또한 다른 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1)는 전기 전도성 연결부(13)로 지지 핀(12)에 연결된다. 스택(5)은 지지 핀(17)에 의해 안정화되고, 상기 지지 핀은 허니콤 몸체에 인접한 다른 한 허니콤 몸체상에 지지되고 상기 도면상에 도시되지 않았다. 스택(5)에서의 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)는 화살표로 지시된 바와 같이, 중앙 (이론적으로) 전류 경로(23)를 함께 형성하고, 그리고 상기 전류 경로는 단위 길이당 평균 전기 저항, 즉 스택(5)의 진행부에 따른 전형적으로 평균 저항을 갖는다.
도 2는 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)의 주름과 구성체의 크기 관계를 나타낸 도면이다. 스택(1)에서의 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1)는 제 2 주름 높이(H2) 및 제 2 주름 길이(L2)를 갖는 거칠게 구성된 금속 시트(2)의 제 2 주름 보다 모두 더 작은 제 1 주름 높이(H1) 및 제 1 주름 길이(L1)를 갖는 제 1 주름을 갖는다. 더욱이, 최상의 시트 금속 레이어(3)는 스택의 다른 시트 금속 레이어(1, 2)보다 더 두꺼운 두께(T)를 가질 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 5는 스택(5)이 연결 구역(6)을 어떻게 형성할 수 있고 그리고 연결 핀(12)의 연결 단부(15)에 어떻게 고정될 수 있는지에 관하여 본 발명에 따라 개략적으로 상이한 선택을 나타낸 도면이다.
도 3은 스택(5)이 계속 증가하는 방식으로 연결 구역(6)에서 연결 핀(12) 방향의 방향으로 납작하게 되는 일 실시예를 나타내고 있으며, 이 경우 모든 또는 대부분의 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)가 연결 핀(12)의 연결 단부(15)에 대한, 특히 최상의 시트 금속 레이어(3) 및 최저의 시트 금속 레이어(4)에 대한 전기 전도성 연결부(13)를 갖는다.
도 4는 도 3의 예시적인 실시예와 관련하여 약간 변경된 연결 구역(6)의 형태를 나타낸 도면으로서, 상기 도면에서 주름진 시트 금속 레이어(2)는 함께 납작하게 되지 않지만 오히려 연결 구역(6)에서 종결되어, 단지 최상의 시트 금속 레이어(3)와 최저의 시트 금속 레이어(4) 및, 필요한 경우에, 매끈한 또는 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1)의 모두 또는 일부가 연결 핀(12)의 연결 단부(15)와 전기 전도성 방식으로 연결된다.
도 5는 다른 실시예의 연결 구역(6)의 도면으로서, 상기 도면에서 모든 또는 일부의 내측 시트 금속 레이어(1, 2)가 바람직하게는 최상의 시트 금속 레이어(3)에서 빠져나오는, 연결 구역(6)에서 서로 인접하여 종결하여, 상기 연결 구역(6)이 연결 핀(12)의 연결 단부(15)의 방향으로 완만하게 테이퍼지며, 이 경우 적어도 최상의 시트 금속 레이어(3) 및 최저의 시트 금속 레이어(4)가 상기 연결 핀의 연결 단부(15)에 전기 전도성 연결부(13)를 형성한다.
도 6은 상이한 실시예로서 스택(5)의 연결 구역(6)이 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1)와 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)로부터 어떻게 형성되는지를 개략적으로 나타낸 도면이다. 금속 케이싱[도시 생략]을 통해 피드쓰루(10)로부터의 전기 절연 레이어(11)에 의해 차례로 절연된 연결 핀(12)은 중간 부분(9)에서 상기 연결 핀의 연결 단부(15)로써 종결되고 전기 전도성 방식으로 연결되며, 바람직하게는 상기 중간 부분과 절연 단부(1, 2)에 적당한 곳에서 용접되거나 납땜되며, 상기 단부는 상기 중간 부분 아래에 놓인다. 중간 부분(9)은 본 예시적인 실시예에 있어서 스택(5)의 단부를 연결 구역(6)에서 포함하며, 이 경우 상기 기재된 사항과 유사한 연결 구역(6)의 정확한 실시예가 상이한 실시예로 가능하다. 모든 시트 금속 레이어는 바람직하게는 계속 증가하는 방식으로 함께 납작하게 될 수 있거나 또는 요구되는 테이퍼 형상을 달성하기 위하여 계속 감소하는 주름 높이로 구체화될 수 있다. 지지 핀(17)은 이 결과 전체 기구를 안정화시킬 수 있다.
도 7은 스택(5)의 두 개나 또는 다수의 시트 금속 레이어(1, 2)가, 바람직하게는 모든 시트 금속 레이어(1, 2)가 삽입되는 컷아웃(18)을 그 연결 단부(15) 상에서 포함하는 상이하게 설계된 지지 핀(12)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 스택(5)을 테이퍼지게 하기 위한 상이한 방법은 또한 이러한 도면에서 고려된다. 전기 전도성 연결부는 바람직하게는 용접이나 또는 납땜에 의해 실행된다.
도 8은 S-형상으로 마주한 방향에서 서로 엮인 기구인 시트 금속 레이어(1, 2)의 스택(5)을 구비한 본 발명에 따른 다른 실시예의 허니콤 몸체(14)의 전체 단부면을 나타낸 도면이다. 스택(5)은, 다른 시트 금속 레이어(1, 2)보다 더 두꺼운 두께(T)를 갖고, 허니콤(14)의 중앙 구역에서 대략적으로 연결 구역(6)으로부터 그 내측 단부(20)에 이르기까지 개시되는 최상의 시트 금속 레이어(3)를 포함한다. 스택(5)의 다른 진행부에 있어서, 최상의 시트 금속 레이어(3)는 최저의 시트 금속 레이어가 될 수 있고, 이러한 이유 때문에 상기 레이어는 상기 스택 내측에서 종결한다. 그러나, 이를 위하여, 다른 하나의 상부 시트 금속 레이어(22)가 되는 지금까지의 최저의 시트 금속 레이어(4)는 이후 상기 다른 상부 시트 금속 레이어(22)의 그 내측 단부(21)로부터 더 두꺼운 두께를 가질 수 있고 그리고 이와 같이 상이한 재료로부터, 특히 또한 니켈, 크롬 및 철을 포함한 합금으로부터 구체화될 수 있다. 스택(5)은 또한 다른 시트 금속 레이어(1, 2)보다 더 두꺼운 두께(T)를 갖고 연결 구역(6)으로부터 이와 같이 5 cm 내지 30 cm의 부분 구역 상에서 개시하는 최저의 시트 금속 레이어(4)를 포함한다. 다수의 지지 핀(17)이 스택(5)의 길이 상에 분배된다. 스택(5)의 일 단부가 테이퍼진 연결 구역(6)으로 형성되고 그리고 연결 핀(12)의 연결 단부(15)와 연결된다. 모든 시트 금속 레이어(1, 2)가 바람직하게는 연결 핀에까지 제공될 수 있거나 또는, 상기 기재된 바와 같이, 상기 시트 금속 레이어(1, 2)의 단지 일부에까지 제공될 수 있다. 연결 핀(12)은 전기 절연 레이어(11)를 구비한 피드쓰루(10)에 의하여 금속 케이싱(7)을 통해 반경방향 외측으로 가이드된다. 스택(5)은 금속 케이싱(7)으로부터의 공기 갭(8)에 의해 전기 절연된다. 스택(5)의 개별 와인딩은 또한 공기 갭에 의해 서로 전기 절연된다. 스택(5)의 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)는 화살표로 지시된 바와 같은 중앙 전류 경로(23)를 형성한다.
도 9 및 도 10은 연결 구역(6)이 연결 핀(12)의 연결 단부(15)에서 정확하게 종결할 수 있게 하는 것이 본 발명에서 필수적이지 않다는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 예를 들면, 제조 기술과 관련된 이유 때문에 스택(5)이 그 단부 이전의 한 부분과 확실하게 접촉할 수 있으며, 이 경우 구조가 절반 외형부나 또는 이와 유사한 전류 분배 구성체 없이 계속 조정될 수 있다. 이러한 이유는 비교적 고 전류 밀도가 작동 동안에 발생할 수 있는 연결 핀(12) 부근의 스택(5)의 대부분의 임계 구역이 고체 연결 핀(12) 자체에 의하여 그리고 스택(5)의 "돌출하는" 부분에 의하여 효과적으로 냉각되고, 작동부는 단지 저 전류 밀도를 갖기 때문이다. 또한 이들 실시예에 있어서, 효율적인 전기 전도성의 최상의 레이어 시트 금속 레이어(3)가 필요하다면 보다 두꺼운 두께(T)를 갖는 것이 유리하다. 또한 적어도 하나의 다른 시트 금속 레이어(1, 2)가, 최상의 시트 금속 레이어(3)에서의 임의의 높은 전류 밀도를 생성하지 않기 위하여, 효과적인 전기 전도성 방식으로 연결 핀(12)의 연결 단부(15)와 연결될 필요가 있다. 이는 예로서 두 개나 또는 다수의 시트 금속 레이어를 포함한 적당한 납땜 연결이나 또는 용접 연결에 의하여 달성될 수 있다. 또한 연결 핀(12)과 스택(5) 사이의 중간 부분(9)이 상기 연결 핀(12)의 200% 내지 300%의 단면적에서 접촉 영역을 증가시키기 위한 목적으로 제공될 수 있다. 연결 핀(12)을 넘어 돌출한 스택(5)의 부분 길이에 따라, 금속 케이싱(7)과의 전기 접속을 야기할 수 있는 변형에 대한 그리고 진동에 대한 적어도 하나의 지지 핀(17)에 의해 이러한 부분이 보호되는데 적당하다. 다수의 기술적 특징이 간략하게 나타내기 위해 도면에 함께 도시되어 있을지라도, 이들 기술적 특징의 조합은 필수적이지 않다. 이와 달리, 기술적으로 상세한 사항은 또한 본 명세서에서 확실하게 배제된다고 하지 않았다면 다른 기술적으로 상세한 사항의 설명/여러 도면으로 대체 및/또는 합쳐질 수 있다.
본 발명은 간단하고 비용효과적인 전기 가열된 허니콤 몸체의 제조 구성을 가능하게 하고 외측 구역에서의 전류 분배 구성체 또는 지지하는 절반 외형부 없이도 전류를 매우 일정한 방식으로 분배하고 결론적으로 상기 허니콤 몸체를 가열할 수 있게 한다.
1 매끈한/미세하게 구성된 시트 금속 레이어
2 주름진/거칠게 구성된 시트 금속 레이어
3 최상의 시트 금속 레이어 4 최저의 시트 금속 레이어
5 스택 6 연결 구역
7 금속 케이싱 8 공기 갭
9 중간 부분 10 피드쓰루
11 전기 절연 레이어 12 연결 핀
13 전기 전도성 연결부 14 허니콤 몸체
15 연결 단부 16 와인딩
17 지지 핀 18 컷아웃
19 채널
20 최상의 시트 금속 레이어(3)의 내측 단부
21 다른 상부 시트 금속 레이어의 내측 단부
22 다른 상부 시트 금속 레이어
23 중앙 전류 경로 A 축선 방향
R 반경 방향 I 케이싱의 내측 주변부의 방향
H1 제 1 주름 높이 H2 제 2 주름 높이
L1 제 1 주름 길이 L2 제 2 주름 길이
T 두께

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 중앙 전기 전도성 전류 경로(23)를 함께 형성하고 그리고 연결 핀(12)과 전기 접속된 다수의 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)를 포함한 허니콤 몸체(14)로서,
    상기 허니콤 몸체(14)가 내측 원주부(I)를 형성하는 금속 케이싱(7)을 포함하고 상기 연결 핀(12)이 상기 금속 케이싱을 통한 피드쓰루(10)에 전기 절연 방식으로 가이드되고, 그리고 상기 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)는 최상의 시트 금속 레이어(3) 및 최저의 시트 금속 레이어(4)를 구비하는 스택(5)을 함께 형성하는 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2) 및 미세하게 구성되거나 또는 매끈한 금속 시트(1)에 의해 교호의 방식으로 배치되며, 상기 스택은 상기 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4) 사이에서 채널(19)을 포함하고 그리고 가스가 상기 채널을 통해 축선 방향(A)으로 유동할 수 있는 허니콤 몸체(14)에 있어서,
    상기 연결 핀(12)은 상기 금속 케이싱(7)을 통해 반경 방향(R)으로 뻗어있고 그리고 적어도 하나의 중간 부분(9)에 의하여 또는 연결 구역(6)에서의 전기 전도성 연결부(13)에 의하여 금속을 사용하여 적어도 2개의 상기 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)에 직접적으로 연결되고, 상기 연결 구역(6)의 상기 중앙 전류 경로(23)의 단위 길이당 전기 저항이 상기 스택(5)에서의 중앙 전류 경로(23)의 단위 길이당 중앙 전기 저항보다 최대 10% 보다 더 큰, 허니콤 몸체(14).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스택(5)에서의 상기 최상의 시트 금속 레이어(3)가 상기 금속 케이싱(7)과 평행한 상기 내측 주변부(I)의 적어도 35%를 넘어 뻗어있고 그리고 공기 갭(8)에 의해 상기 금속 케이싱과 분리되는, 허니콤 몸체(14).
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 스택(5)에서의 상기 최상의 시트 금속 레이어(3)가 상기 금속 케이싱(7)과 평행한 상기 내측 주변부(I)의 길이의 적어도 40%를 넘어 뻗어있는, 허니콤 몸체(14).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택(5)의 적어도 상기 최상의 시트 금속 레이어(3)나 또는 상기 최저의 시트 금속 레이어(4)가 미세하게 구성되거나 매끈한, 허니콤 몸체(14).
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 부분 구역에서, 적어도 상기 최상의 시트 금속 레이어(3)나 또는 상기 최저의 시트 금속 레이어(4)가 보다 더 두꺼운 두께(25)를 갖거나 또는 다른 시트 금속 레이어(1, 2)보다 더 두꺼운, 허니콤 몸체(14).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 최저의 시트 금속 레이어(4)가 적어도 하나의 연결 구역(6)에서 그리고 상기 스택(5)의 일부를 따라서 더 두꺼운 두께(25)를 갖거나 또는 다른 시트 금속 레이어(1, 2)보다 더 두꺼운, 허니콤 몸체(14).
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 최상의 시트 금속 레이어(3)가 니켈, 크롬 및 철을 함유한 스틸(NiCroFer)로부터 구체화되는, 허니콤 몸체(14).
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택(5)에서의 상기 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)는, 실제로 상기 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)가 상기 연결 핀(12)에 도달하기 전에 종결하고 그리고 단지 상기 매끈한 또는 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)가 연결 구역(6)에서 상기 연결 핀(12)까지 펼쳐져 있는 방식으로, 상기 매끈한 또는 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)보다 더 짧은, 허니콤 몸체(14).
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2) 및 상기 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)는 각각의 경우에 주름지고, 상기 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)의 제 2 주름 높이(H2)가 상기 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)의 제 1 주름 높이(H1)의 제 1 주름 높이(H1)보다 실제로 3 내지 10 계수 만큼 더 큰, 허니콤 몸체(14).
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2) 및 상기 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)는 주름지고, 상기 거칠게 구성된 시트 금속 레이어(2)의 제 2 주름 길이(L2)는 상기 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)의 제 1 주름 길이(L1)보다 실제로 적어도 1.5 계수 만큼 더 큰, 허니콤 몸체(14).
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 핀(12)은 상기 스택(5)의 매끈한 또는 미세하게 구성된 시트 금속 레이어(1, 3, 4)와 직접적으로 연결되는, 허니콤 몸체(14).
  12. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 핀(12)은 중간 부분(9)을 개재시킴으로써 상기 스택(5)의 상기 시트 금속 레이어(1, 3, 4)에 금속을 사용하여 연결되고, 상기 중간 부분(9)은 연결 구역(6)에서 상기 스택(5)의 다수의 시트 금속 레이어(1, 3, 4)를 포함하는, 허니콤 몸체(14).
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 핀(12)은 금속을 사용하여 적어도 10 ㎟ 의 표면적에서 상기 스택(5)의 두 개 내지 다섯 개 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)와 연결되며, 상기 연결 핀(12)의 상기 연결 단부(15)는 상기 금속 케이싱(7)의 상기 내측 주변부(I)로부터 3 mm 내지 8 mm의 거리로 위치하는, 허니콤 몸체(14).
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택(5)은 5개 내지 15개 시트 금속 레이어(1, 2, 3, 4)를 포함하고 상기 허니콤 몸체(14)에서 S-형상으로 마주한 방향으로 서로 엮인 기구로 배치되고, 상기 스택(5)의 와인딩(16)은 공기 갭(8)에 의해 서로 전기 절연되는, 허니콤 몸체(14).
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 스택(5)의 적어도 보다 두꺼운 상기 최상의 시트 금속 레이어(3) 또는상기 레이어의 더 두꺼운 두께(25)의 영역이 단지 상기 스택의 길이의 일부를 넘어 펄쳐지는, 허니콤 몸체(14).
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택(5)은 다수의 지지 핀(17)에 의하여 그 형상이 안정화되고, 적어도 하나의 상기 지지 핀 (17)은 상기 스택(5)의 진행부를 따라 측정된 10 mm 보다 작은 연결 핀(12)으로부터의 거리로 배치되는, 허니콤 몸체(14).
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