KR100869732B1 - Heat exchanger for heating - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신속하게 실내 난방을 이루고, 조립성이 뛰어나며, 견고하게 고정됨과 동시에 열전달 효율을 향상시킬 수 있고, 내구성이 향상되고, 고장 발생이 저감되며, 제조비용이 절감되도록 하기 위한 것으로, 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 열교환 매체의 유입관 및 유출관을 구비한 제 1,2 헤더탱크와, 내부로 열교환 매체가 흐르도록 상기 제 1,2 헤더탱크를 서로 연통시켜, 상기 열교환 매체와 외부의 제2열교환 매체가 상호 열교환을 행하는 열교환부를 형성하는 복수 개의 튜브와, 상기 튜브의 사이에 배치되어 열교환 효율을 향상시키는 복수 개의 방열 핀과, 상기 열교환부의 일부에 설치되는 적어도 하나 이상의 발열 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 이때, 상기 발열 유닛은 전기적으로 발열하는 발열 조립체와, 상기 발열 조립체의 적어도 일면에 설치된 발열 유닛용 핀과, 상기 발열 조립체 및 발열 유닛용 핀의 길이 방향으로 연장 형성되어 그 내측면에 상기 발열 조립체 및 발열 유닛용 핀이 그 면 방향에서 접촉되도록 조립되는 것으로, 길이 방향의 양단에 각각 서로 체결되도록 체결부가 구비된 한쌍의 서포트 부재를 갖는 전기 발열 유닛을 구비한 난방용 열교환기에 관한 것이다.The present invention is to achieve rapid heating of the room, excellent assemblability, firmly fixed and at the same time to improve the heat transfer efficiency, improved durability, reduced failure, reduced manufacturing costs, The first and second header tanks are arranged in parallel and spaced apart from each other, and the first and second header tanks are provided to communicate with each other so that the heat exchange medium flows inside the first and second header tanks. A plurality of tubes forming a heat exchange part in which an external second heat exchange medium performs mutual heat exchange, a plurality of heat dissipation fins disposed between the tubes to improve heat exchange efficiency, and at least one heat generating unit installed in a part of the heat exchange part. Characterized in that it comprises a, wherein the heat generating unit is a heat generating assembly for generating heat electrically; The heat generating unit fins provided on at least one surface of the heat assembly and the heat generating unit and the heat generating unit fins are formed extending in the longitudinal direction so that the heat generating assembly and the heat generating unit pins are assembled so as to be in contact with the inner surface thereof. And a heat exchanger for heating having an electric heat generating unit having a pair of support members provided with fastening portions so as to be fastened to each other at both ends in the longitudinal direction.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난방용 열교환기의 사시도.1 is a perspective view of a heat exchanger for heating according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열 유닛을 나타내는 부분 분해 사시도.Figure 2 is a partially exploded perspective view showing a heat generating unit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열 조립체의 구조를 나타내는 분해 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing the structure of the heat generating assembly according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열 유닛용 핀을 나타내는 부분 사시도.Figure 4 is a partial perspective view showing the fin for the heat generating unit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 서포트 부재의 구조를 나타내는 부분 분해 사시도.Figure 5 is a partially exploded perspective view showing the structure of the support member according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 각각 서포트 부재의 조립 방법을 나타내는 부분 단면도 및 부분 사시도.6A and 6B are partial sectional views and a partial perspective view, respectively, illustrating a method of assembling the support member.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10,12: 제 1,2헤더 탱크 11,13: 제 1,2헤더10,12: first and
14: 유입관 15: 유출관14: inlet pipe 15: outlet pipe
16: 지지부재 17: 튜브16: support member 17: tube
18: 방열 핀 20: 발열 유닛 18: heat dissipation fin 20: heat generating unit
210: 발열 조립체 211: 가이드 부재210: heat generating assembly 211: guide member
213: 발열 소자 215a,215b: 터미널 부재213:
217a,217b: 전극판 218: 절연 부재217a and 217b: electrode plate 218: insulating member
220: 발열 유닛용 핀 230,240: 서포트 부재220: pins 230,240 for heating unit: support member
232: 고정용 돌기 242: 고정용 삽입홈232: fixing protrusion 242: fixing insertion groove
234,244: 절곡부 236,246: 갈고리형 후크234,244: bend 236,246: hook hook
255: 스프링 부재 256: 위치고정용 핀255: spring member 256: pin for positioning
본 발명은 난방용 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기적으로 발열하는 발열 유닛을 구비하여 차체 난방을 보조하기 위한 자동차의 난방용 열교환기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger for heating, and more particularly, to a heat exchanger for heating a vehicle for assisting vehicle body heating with a heat generating unit that generates electricity.
일반적으로 차량의 난방용 열교환기는 엔진을 냉각시키고 난 후의 고온의 엔진 냉각수를 열원으로 하여 공기를 가열하고, 이를 차량 실내로 공급한다. 그런데, 이러한 난방용 열교환기에서는 엔진에 시동을 건 시동 초기에는 효과적으로 난방을 수행할 수 없다는 한계가 있었다. 즉, 시동 초기에 엔진이 충분히 가열되지 않아 난방용 열교환기의 열원인 엔진 냉각수를 이용하는 데에는 한계가 있기 때문이다. 또한, 상기 엔진 냉각수를 열원으로 하는 난방장치에 있어서는 차량 엔진의 고성능화함에 따라 난방 성능이 부족한 경우가 자주 발생하여 이러한 난방 불량 문제는 더욱 대두되고 있다.In general, a heat exchanger for heating a vehicle heats air by using high temperature engine coolant after cooling the engine as a heat source, and supplies the same to a vehicle interior. However, in such a heat exchanger for heating, there is a limit that the heating can not be effectively performed at the initial stage of starting the engine. That is, since the engine is not sufficiently heated at the start of the start-up, there is a limit to using the engine coolant that is a heat source of the heat exchanger for heating. In addition, in the heating apparatus using the engine cooling water as a heat source, the heating performance is often insufficient due to the high performance of the vehicle engine, and this problem of poor heating is more serious.
이렇게 부족한 난방 성능을 보완하기 위하여 난방용 열교환기에 보조 히터를 장착하는 방법이 시도되고 있다. 이러한 보조 히터의 일 예로서 전기적으로 발열하는 발열체가 있는 데, 이는 온도 증가에 따라 저항이 증대되어 정온도 특성을 가지므로 화재의 위험성이 적고 온도조절 특성을 갖고 있어서 최근 차량에의 적용이 매우 활발히 고려되고 있다.In order to compensate for the insufficient heating performance, a method of installing an auxiliary heater in a heat exchanger for heating has been attempted. An example of such an auxiliary heater is a heating element that electrically generates heat, which has a constant temperature characteristic due to an increase in resistance with increasing temperature, and thus has a low risk of fire and a temperature control characteristic. Is being considered.
종래 상기와 같이 전기 발열체를 적용한 열교환기로서, 일본특허 특개평10-288493호에는 튜브와 방열 핀이 구비된 열교환기에서 인접하는 방열 핀의 사이에 서로 소정 간격 떨어진 지지판을 접합하고 이 지지판의 사이에 전기 발열체를 전기적으로 절연되도록 조립한 난방용 열교환기가 개시되어 있다. As a heat exchanger to which an electric heating element is conventionally applied as described above, Japanese Patent Laid-Open No. 10-288493 joins support plates spaced apart from each other by a predetermined distance between adjacent heat dissipation fins in a heat exchanger having a tube and a heat dissipation fin, and between the support plates. A heat exchanger for heating in which an electrical heating element is electrically insulated is disclosed.
또한 일본 특허 특개평11-487599호에는 상기와 같은 지지판을 튜브의 길이방향으로 연장되는 U-자형으로 형성하고, 이 U-자형 지지판의 폐쇄단부가 공기의 입구측으로 타단의 개구된 부분이 공기의 출구측으로 향하도록 한 난방용 열교환기가 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-487599 forms such a support plate as a U-shape extending in the longitudinal direction of the tube, and the closed end of the U-shaped support plate has the opening of the other end toward the inlet side of the air. A heating heat exchanger directed toward the outlet side is disclosed.
그런데, 상기와 같은 난방용 열교환기는 전기 발열체가 지지판의 사이에 배치되어 열전달시 지지판이 열저항 역할을 하게 되고, 이에 따라 열전달 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 지지체가 견고한 구조로 형성되어 있을 경우 이 지지체와 발열체와의 사이에 서로 소정 간격 떨어진 부분이 발생되어 열전달이 차단되는 한계가 있다. 뿐만 아니라, 상기 지지판이 방열 핀의 사이에서 방열 핀과 브레이징으로 접합되어 있고, 이 지지판의 사이로 절연체에 감싸인 전기 발열체를 삽입시키 는데, 이렇게 삽입할 때에 외부를 감싸는 절연체가 파열되는 등 조립상의 단점이 있다.However, the heat exchanger as described above has an electric heating element disposed between the support plate and the support plate acts as a heat resistance during the heat transfer, thereby reducing the heat transfer efficiency. In addition, when the support is formed of a rigid structure, portions spaced apart from each other by a predetermined distance between the support and the heating element are generated, thereby limiting heat transfer. In addition, the support plate is joined to the radiating fins and brazing between the radiating fins, and inserts an electric heating element wrapped in the insulator between the supporting plates, such that the insulator that surrounds the outside bursts when inserted in this way There is this.
한편, 일본 특허 특개평11-48758호에는 전기 발열체의 양측면에 핀을 설치하고, 이 핀의 외측으로 전기 전도성 틀을 장착하여 전기 발열체를 고정시킨 후, 이를 열교환기에 삽입하고 별도의 체결부재로 열교환기 둘레에 감아 상기 전기 발열체를 고정시키는 구조가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 열교환기에 있어서도, 전기 발열체를 열교환기에 장착하는 구조가 복잡할 뿐 아니라 조립 및 설치가 까다롭고, 장착시킨 후에도 체결부재가 공기의 흐름에 저항요소로 작용하며, 틀을 열전도성이 높은 재료로 형성함으로써 불필요한 열손실이 일어나는 문제가 있다.On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 11-48758 installs fins on both sides of the electric heating element, mounts an electrically conductive frame to the outside of the fin to fix the electric heating element, inserts it into the heat exchanger, and heats it with a separate fastening member. A structure for fixing the electric heating element wound around a machine is disclosed. However, even in such a heat exchanger, the structure of mounting the electric heating element to the heat exchanger is not only complicated, but also difficult to assemble and install, and even after the mounting, the fastening member acts as a resistance element to the flow of air, and the mold has a high thermal conductivity. There is a problem that unnecessary heat loss occurs by forming a.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 신속하게 실내 난방을 이루고, 조립성이 뛰어나며, 견고하게 고정됨과 동시에 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 전기 발열 유닛을 구비한 난방용 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide a heat exchanger for heating having an electric heat generating unit that can quickly achieve the indoor heating, excellent assembly, firmly fixed and at the same time improve the heat transfer efficiency. There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은 내구성이 향상되고 고장 발생이 저감되며, 제조비용이 절감되는 전기 발열 유닛을 구비한 난방용 열교환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat exchanger for heating having an electric heat generating unit, which improves durability, reduces failure, and reduces manufacturing costs.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 열교환 매체의 유입관 및 유출관을 구비한 제 1,2 헤더탱크와, 내부로 열교환 매체가 흐르도록 상기 제 1,2 헤더탱크를 서로 연통시켜, 상기 열교환 매체와 외부의 제2열교환 매체가 상호 열교환을 행하는 열교환부를 형성하는 복 수 개의 튜브와, 상기 튜브의 사이에 배치되어 열교환 효율을 향상시키는 복수 개의 방열 핀과, 상기 열교환부의 일부에 설치되는 적어도 하나 이상의 발열 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 난방용 열교환기를 제공한다. 이때, 상기 발열 유닛은 전기적으로 발열하는 발열 조립체와, 상기 발열 조립체의 적어도 일면에 설치된 발열 유닛용 핀과, 상기 발열 조립체 및 발열 유닛용 핀의 길이 방향으로 연장 형성되어 그 내측면에 상기 발열 조립체 및 발열 유닛용 핀이 그 면 방향에서 접촉되도록 조립되는 것으로, 길이 방향의 양단에 각각 서로 체결되도록 체결부가 구비된 한쌍의 서포트 부재를 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention is arranged in parallel with a predetermined interval spaced apart from each other, the first and second header tank having an inlet pipe and an outlet pipe of the heat exchange medium, and the heat exchange medium to flow inside The first and second header tanks communicate with each other to form a heat exchange part in which the heat exchange medium and the external second heat exchange medium exchange heat with each other, and a plurality of heat dissipation disposed between the tubes to improve heat exchange efficiency. It provides a heat exchanger comprising a fin and at least one heat generating unit installed on a portion of the heat exchanger. In this case, the heat generating unit extends in the longitudinal direction of the heat generating assembly for electrically generating heat, the heat generating unit fins installed on at least one surface of the heat generating assembly, and the heat generating assembly and the heat generating unit fins, and the heat generating assembly on the inner side thereof. And a pair of support members provided with fastening portions so that the fins for the heat generating unit are in contact with each other in the surface direction, and fastened to each other at both ends in the longitudinal direction.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 발열 조립체는 외부회로와 전기적으로 연결된 한 쌍의 전극판과, 상기 전극판의 사이에 배치되어 발열하는 적어도 하나 이상의 발열소자와, 상기 전극판 및 발열소자를 감싸도록 형성된 절연 부재를 구비하도록 할 수 있으며, 이 때, 상기 발열소자는 상기 튜브가 연장된 방향으로 연장되고 절연성 소재로 이루어진 가이드 부재에 소정 간격으로 형성된 홀에 삽입되고, 상기 전극판은 상기 가이드 부재의 양면에 부착되어 상기 발열소자와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.According to another feature of the present invention, the heat generating assembly includes a pair of electrode plates electrically connected to an external circuit, at least one heating element disposed between the electrode plates and generating heat, and surrounding the electrode plate and the heating element. The heating element may be inserted into a hole formed at a predetermined interval in a guide member made of an insulating material and extending in a direction in which the tube extends, and the electrode plate may be provided in the guide member. Attached to both sides of the may be to be electrically connected to the heating element.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발열 유닛용 핀은 상기 발열 조립체와의 접촉면이 평면 형상이 되도록 할 수 있으며, 특히, 그 연장된 방향으로의 단면이 삼각 형상이 되도록 할 수 있다.According to still another feature of the present invention, the heat generating unit fin may have a contact surface with the heat generating assembly in a planar shape, and in particular, a cross section in the extended direction may have a triangular shape.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 서포트 부재의 체결부는 상기 서포트 부재 중 어느 하나의 양단부에 고정용 돌기가 형성되고, 다른 하나의 양단부에 상기 고정용 돌기와 체결 가능한 고정용 삽입홈이 형성되어 서로 체결될 수 있다.According to another feature of the present invention, the fastening portion of the support member is formed with a fixing projection at either end of any one of the support member, the other end is formed with a fixing insertion groove which can be fastened with the fixing projection is formed on each other Can be fastened.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 한 쌍의 서포트 부재는 그 일측이 각각 서로 외측 방향으로 절곡(折曲)되고 상기 절곡부는 인접한 튜브를 지지하도록 할 수 있으며, 이 때, 상기 서포트 부재의 타측은 각각 그 양단부에 갈고리형 후크가 형성되고, 상기 양 서포트 부재의 갈고리형 후크에는 위치 고정용 핀이 삽입되어 상기 서포트 부재가 고정적으로 지지되도록 하되, 상기 위치 고정용 핀의 길이는 적어도 인접하는 튜브에까지 미치도록 할 수 있다.According to another feature of the present invention, the pair of support members may be bent one side of each other in the outward direction and the bent portion to support the adjacent tube, at this time, the other of the support member Each side is provided with hook hooks at both ends thereof, and the hook pins of the support members are inserted into position fixing pins so that the support members are fixedly supported, but the length of the pins for positioning is at least adjacent to each other. You can drive to crazy.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 한쌍의 서포트 부재의 사이에는 양 서포트 부재에 연결된 스프링 부재가 적어도 하나 이상 설치되도록 할 수 있다.According to another feature of the present invention, at least one spring member connected to both support members may be installed between the pair of support members.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난방용 열교환기의 사시도로, 그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 난방용 열교환기는 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치된 제 1 헤더 탱크(10)와 제 2 헤더 탱크(12)를 구비하며, 상기 제 1헤더 탱크(10)에는 엔진을 냉각시킨 고온의 냉각수가 열교환기 내부로 유입되는 유입관(14)과 유출관(15)이 설치된다. 도 1과 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난방용 열교환기에는 상기 유입관(14) 및 유출관(15)이 제 1헤더 탱크(10)에 설치되어 있으나, 이는 냉각수의 흐름에 따라 달리 구성될 수 있는 것으로, 유입관(14)은 제 1헤더 탱크(10)에, 유출관(15)은 제 2헤더 탱크(12)에 설치될 수 있다. 뿐만 아니라 상기 열교환기는 제 1,2 헤더 탱크가 상부와 하부로 각각 설치되고, 이를 따라 수직 방향으로 튜브(17)가 형성되어 냉각수가 상부에서 하부를 거쳐 다시 상부를 통해 토출되는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 난방용 열교환기에 있어서 상기 유입관(14)은 차량의 엔진부에 연결되어 고온의 엔진 냉각수가 열교환기로 유입되도록 한다.1 is a perspective view of a heat exchanger for heating according to an embodiment of the present invention, as can be seen in the figure, the heat exchanger for heating according to the present invention is spaced apart from each other at a predetermined interval arranged in parallel with the first header tank (10) And a
상기 제 1헤더 탱크(10)와 제 2헤더 탱크(12)의 사이에는 이들을 서로 연통시키고, 내부로 열교환매체, 즉 냉각수가 흐르는 튜브(17)가 복수개 병렬로 연결된다. 이 튜브(17)들은 도면으로 나타내지는 않았지만, 제 1헤더(11)와 제 2헤더(13)에 형성된 튜브 삽입 홈에 삽입되어 접합된다. 그리고, 튜브(17)들이 설치된 헤더 탱크(10,12)의 양단부에는 열교환기 전체 구조를 지지해 주는 지지부재(16)가 설치된다.The
상기와 같이 설치된 튜브(17)의 내부로는 유입관(14)으로부터 유입된 냉각수가 흐르고, 이 튜브(17)의 외부로 관통하는 공기와 열교환을 일으키는 열교환부(100)가 형성된다. 이 열교환부(100)에는 튜브(17) 내를 흐르는 냉각수와 그 외부를 관통하는 공기와의 열교환효율을 증대시키기 위하여 각 튜브(17)들 사이에 방열 핀(18)이 설치되며, 이 방열 핀(18)은 파형으로 굴곡된 콜게이트 핀으로 형성될 수 있다.Inside the
상기와 같은 열교환부(100)에서 냉각수와 공기와의 열교환을 통해 이루어지는 난방을 보완해 주기 위하여 상기 열교환부(100)의 일부에 적어도 하나 이상의 발열 유닛(20)을 설치한다. 이 발열 유닛(20)은 별도의 전원 인가부(미도시)와 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되어 있어 전기적 발열을 하는 것으로 엔진의 시동 초기와 같이 미처 냉각수가 충분히 가열되지 못한 때에 상기 열교환부(100)를 관통하는 공기를 보조적으로 가열하기 위한 것이다. 다음으로, 이 발열 유닛(20)의 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.At least one
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열 유닛을 나타내는 부분 분해 사시도로, 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열 유닛(20)은 전기의 인가에 의해 발열하는 발열 조립체(210)와, 이 발열 조립체(210)의 적어도 일면에 설치된 발열 유닛용 핀(220)과, 상기 발열 조립체(210) 및 발열 유닛용 핀(220)의 길이 방향으로 연장 형성되어 그 내측면에 상기 발열 조립체(210) 및 발열 유닛용 핀(220)이 그 면 방향에서 접촉되도록 조립되는 것으로, 길이 방향의 양단에 각각 서로 체결되도록 체결부가 구비된 한쌍의 서포트 부재(230)(240)를 갖는다.Figure 2 is a partially exploded perspective view showing a heat generating unit according to an embodiment of the present invention, as can be seen in the
상기 발열 조립체(210)는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 외부가 절연 부재(218)에 의해 감싸지도록 형성되어 있으며, 그 일측 단부로 별도의 전선들(216a)(216b)에 의해 상기 절연 부재(218) 내부의 발열 소자를 외부 회로와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 절연 부재(218)는 절연성을 갖는 물질로 이루어진 판 소재나 필름 소재 또는 수지재 등 어떠한 형태도 적용 가능하며, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 폴리 이미드재의 절연 필름으로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
이러한 발열 조립체(210)의 적어도 일면에는 발열 유닛용 핀(220)이 설치되는 데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 발열 유닛용 핀(220)은 상기 발열 조립체(210)의 양면에 설치되도록 하는 것이 바람직하다.
At least one surface of the
발열 유닛용 핀(220)이 설치된 발열 조립체(210)는 도 2에서 볼 수 있듯이 그 양면에서 한 쌍의 서포트 부재(230)(240)에 의해 지지된다. 이 서포트 부재는 그 길이방향의 양단에 서로 체결될 수 있도록 체결부를 구비하는 데, 상기 체결부는 서포트 부재의 양단에 형성되어 있는 고정용 돌기(232)와 고정용 삽입홀(242)로 구비된다. 상기 서포트 부재(230)(240)의 측면을 따라 적어도 하나 이상의 스프링 부재(255)들이 설치될 수 있다. 이 스프링 부재들은 도 2에서 볼 수 있듯이 판 스프링으로 할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
도 3은 상기 설명된 발열 조립체(210)를 보다 상세히 설명하기 위한 부분 분리 사시도로 이하, 그림을 참고로 발열 조립체(210)를 설명하면 다음과 같다.3 is a partially separated perspective view for explaining the above-described
우선, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열 조립체(210)는 정온 발열체로서 전기에 의해 발열되는 PTC 발열소자(213)를 사용할 수 있다. 이 발열소자(213)는 절연체로 이루어진 가이드 부재(211)에 의해 설치될 수 있다.First, the
가이드 부재(211)에는 그 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 구멍(212)이 형성될 수 있으며, 이 구멍(212)은 상기 발열 소자(213)가 삽입될 수 있도록 발열 소자(213)의 형상에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. At least one
이렇게 형성된 구멍(212)들에 발열 소자(213)들을 삽입한 후 가이드 부재(211)의 양면에 전극판(217a)(217b)을 설치한다. 이 전극판(217a)(217b)들은 하나는 양극이 되고, 다른 하나는 음극이 되는 것으로, 가이드 부재(211)에 삽입된 발열 수자(213)에 맞닿도록 상기 가이드 부재(211)에 설치된다. After the
상기 전극판들(217a)(217b)은 가이드 부재의 단부의 양쪽면에 형성된 연결 홈(214a)(214b)들에 끼워지는 터미널 부재(215a)(215b)들과 접촉되어 외부 전선들(216a)(216b)과 연결된다.The
이렇게 조립되는 발열 조립체(210)에는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 그 외부가 절연 부재(218)에 의해 절연되도록 하여 외부에 설치되는 부재들에 전류가 흐르지 않도록 한다. 상기 절연부재(218)는 상술한 바와 같이 폴리 이미드 재질의 테이프로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
상기 발열 조립체(210)에 조립되는 발열 유닛용 핀(220)은 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 그 단면 형상이 대략 삼각 형상이 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 발열 조립체(210)와의 접촉면(222)이 가능한 넓게 하여 이로 인한 발열 효과를 가능하도록 하기 위한 것이다. As shown in FIG. 4, the heat generating
도 5는 상기 설명한 바와 같은 발열 조립체(210) 및 발열 유닛용 핀(220)을 고정적으로 지지될 수 있도록 형성된 서포트 부재(230)(240)의 구조를 설명하기 위한 분리 사시도이다. 그림에서는 서포트 부재의 상세 구조를 설명하기 위하여 그 사이에 배치되는 발열 조립체 및 발열 유닛용 핀은 생략하였으며, 전체 조립된 상태는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같다.5 is an exploded perspective view illustrating the structure of the
상기 서포트 부재(230)(240)는 판상으로 이루어져 두 개가 한 쌍을 이루며 그 사이에 배치되는 부재들을 그 길이방향의 양단에서 고정적으로 지지하도록 형성된 것으로, 그 결합은 그 길이방향으로 양단부에 형성된 체결부, 바람직하게는, 고정용 돌기(232) 및 고정용 삽입홈(242)에 의해 이루어진다. 곧, 도 5에서 볼 수 있듯이, 제 1 서포트 부재(230)의 양단에는 고정용 돌기(232)가 제 2 서포트 부재(240)의 방향으로 형성되고, 제 2 서포트 부재(240)의 양단에는 상기 고정용 돌기(232)에 체결될 수 있도록 고정용 삽입홈(242)이 제 1서포트 부재(230)의 방향으로 형성된다. 따라서, 이들의 결합에 의해 제 1,2서포트 부재(230)(240)의 사이에는 결합 후에도 소정의 공간이 형성되고, 따라서, 이 공간에 배치되는 발열 유닛용 핀과 발열 조립체를 효과적으로 지지할 수 있는 것이다. 본 발명에 있어 상기 체결부는 고정용 돌기(232) 및 고정용 삽입 홈(242) 외에 서로 체결 가능한 어떠한 구조도 적용 가능함은 물론이다.The
상기 서포트 부재들은 그 외부로 열교환기의 방열 튜브와 직접 접촉될 수 있는 부분으로, 내측으로 지지된 발열 조립체에서 발열된 열이 이 서포트 부재를 통해 열교환기의 방열 튜브로 유출되어 열이 튜브의 냉각수를 가열하는 데 소모되는 것을 방지하기 위하여 열전달에 민감하지 않은 절연성 소재로 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 서포트 부재는 서포트 부재로서의 적정한 강성을 유지하면서도 열전도도가 낮아, 방열 튜브로의 열전달이 어느 정도 차단될 수 있도록 스텐레스강 재질로도 형성할 수 있다. The support members may be directly contacted with the heat dissipation tube of the heat exchanger to the outside thereof, and heat generated from the inner side of the heat dissipation assembly may flow through the support member to the heat dissipation tube of the heat exchanger, and the heat may be transferred to the cooling water of the tube. It is preferable to form an insulating material which is not sensitive to heat transfer in order to prevent the heat from being consumed. However, the support member may be formed of stainless steel so that the heat conductivity to the heat dissipation tube can be blocked to some extent while maintaining the proper rigidity as the support member.
이 서포트 부재(230)(240)는 그 측면을 따라 적어도 하나 이상의 스프링 부재(255)들을 설치하여 상호간의 밀착력을 향상시킬 수 있는 데, 상기 스프링 부재(255)들은 서포트 부재(230)(240)에 설치되어 있는 스프링 결합 홀(235)(245)에 끼워져 제 1서포트 부재(230)와 제 2서포트 부재(240)가 서로를 당길 수 있도록 구성되어 있다. 뿐만 아니라 이 스프링 부재(255)들은 서포트 부재(230)(240)에 지지되어 있는 발열 유닛용 핀 및 발열 조립체가 이탈되는 것을 막아 주는 기능도 겸 비한다.The
상기 서포트 부재(230)(240)의 열교환기에의 지지구조는 도 6a 및 도 6b에서 볼 수 있는 바와 같이, 일측은 도 6a와 같이 열교환기의 튜브(17)를 지지하는 절곡부(234)(244)에 의해 지지되고, 타측은 도 6b와 같이 갈고리형 후크(236)(246)와 위치 고정용 핀(256)에 의해 지지된다. As shown in FIGS. 6A and 6B, the support structure of the
즉, 도 6a에서 볼 수 있듯이, 제 1서포트 부재(230)와 제 2서포트 부재(240)의 일측에는 각각 바깥쪽으로 절곡되도록 절곡부(234)(244)들이 형성되어 있고, 이 절곡부(234)(244)들이 열교환기의 튜브(17)를 바깥쪽으로부터 지지하므로, 서포트 부재들은 안쪽으로 움직이지 않게 된다.That is, as shown in FIG. 6A,
그리고, 제 1서포트 부재(230)와 제 2서포트 부재(240)의 타측에는 도 6b에서 볼 수 있듯이, 갈고리형 후크(236)(246)가 그 양단부에 형성되고, 이 갈고리형 후크들(236)(246)에는 위치 고정용 핀(256)이 삽입된다. 이 위치 고정용 핀(256)은 결합된 서포트 부재들(230)(240)의 거리보다 길게 형성되어 그 양단이 튜브(17)를 지지하도록 하여 서포트 부재가 반대방향으로 이탈되는 것을 막아준다.On the other side of the first and
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 난방용 열교환기의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the heat exchanger for heating according to the present invention configured as described above are as follows.
우선 도 1과 같이 구성된 난방용 열교환기에 있어서, 열교환부(100)를 구성하는 튜브(17)를 제거하고 그 자리에 본 발명에 따른 발열 유닛(20)을 삽입 설치함으로써 보조적 가열을 이루도록 한다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 발열 유닛(20)은 열교환기의 튜브(17)들 사이에 배치되도록 할 수 있고, 핀(18)의 사 이 또는 튜브(17)와 핀(18)의 사이에 배치되도록 할 수 있다.First, in the heat exchanger for heating configured as shown in FIG. 1, auxiliary heating is performed by removing the
이러한 열교환기에 있어서, 엔진의 시동 초기에는 튜브(17) 내로 유입된 냉각수의 온도가 높지 않은 상태이고, 이 때, 상기 발열 유닛(20)에 전원을 인가하여 보조적 히터로서의 역할을 수행한다. 곧, 저온의 냉각수로 인해 충분히 가열되지 않은 공기를 상기 발열 유닛(20)이 가열함으로써 부족한 난방 성능을 보완해 주게 된다. In such a heat exchanger, the temperature of the cooling water introduced into the
또한, 상기 발열 유닛(20)은 온도를 유지하면서 발열량은 크게 할 수 있기 때문에 이에 의해 지지된 발열 유닛용 핀(220)으로의 열전달을 원활히 하여 이에 접촉되는 공기를 보다 효과적으로 가열할 수 있으며, 이러한 열전달 효과가 서포트 부재(230)(240)에 의해 인접한 튜브(17)에까지는 어느 정도 차단되어 공기에의 열전달 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the
이러한 상기 발열 유닛(20)의 보조 히터 기능은 시동 초기 뿐만 아니라, 차량의 운전 중에서도 차량의 고기능화에 따라 부족해진 난방 성능을 보완해 줄 수 있게 된다.The auxiliary heater function of the
상기와 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 발열 유닛이 발열 조립체, 발열 유닛용 핀이 견고한 서포트 부재에 의해 지지되어 있어 조립 및 제작이 손쉽고, 내구성이 향상될 뿐 아니라, 고장을 방지할 수 있고, 고장 시에도 상기 발열 유닛의 착탈이 용이해 손쉽게 수리할 수 있다. First, since the heat generating unit is supported by the heat generating assembly and the fin for the heat generating unit, the supporting member is easy to assemble and manufacture, and the durability can be improved, and the failure can be prevented. Easy to repair.
둘째, 서포트 부재들간의 체결부가 그 길이방향의 양단에 구비되어 그 체결부가 공기 흐름에 저항요소로 작용하지 않도록 할 수 있다.Second, fastening portions between the support members can be provided at both ends of the longitudinal direction so that the fastening portions do not act as a resistance element in the air flow.
셋째, 발열체에서 인접한 튜브로의 열전달이 어느정도 차단되어 발열 유닛의 공기로의 열전달 효율을 증대시킬 수 있다.Third, the heat transfer from the heating element to the adjacent tube is blocked to some extent to increase the heat transfer efficiency of the heating unit to the air.
넷째, 간단한 구조로 발열 조립체를 안정하게 지지함으로써 구조적으로 보다 안정된 형태를 제공할 수 있다.Fourth, it is possible to provide a structurally more stable form by stably supporting the heat generating assembly with a simple structure.
다섯째, 발열 조립체와 발열 유닛용 핀이 서포트 부재에 의해 밀착되도록 지지하고, 스프링 부재에 의해 이 밀착력을 보다 견고하게 함으로써 열교환 효율을 향상시키고, 구조적으로 안정감을 줄 수 있다.Fifth, by supporting the heat generating assembly and the fin for the heat generating unit to be in close contact with the support member, and by making the adhesion force more firm by the spring member, the heat exchange efficiency can be improved and structural stability can be given.
여섯째, 발열 조립체와 발열 유닛용 핀과의 접촉성이 증대되어 열전달 성능이 향상될 수 있다.Sixth, the contact between the heat generating assembly and the fin for the heat generating unit may be increased, thereby improving heat transfer performance.
일곱째, 차량의 실내 난방을 신속하게 할 수 있으며, 전체 난방 효율을 증대시킬 수 있고, 간단한 구조의 발열 유닛을 채용함으로써 열교환기 제조비용을 저감할 수 있다.Seventh, the indoor heating of the vehicle can be quickly performed, the overall heating efficiency can be increased, and the heat exchanger manufacturing cost can be reduced by employing a heat generating unit having a simple structure.
여덟째, 발열 유닛의 장착 구조가 공기의 흐름에 저항요소로서 작용하지 않는다.Eighth, the mounting structure of the heat generating unit does not act as a resistance element to the flow of air.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다. 따라서 본원 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정해질 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, it will be understood that various modifications and other embodiments are possible to those skilled in the art. Therefore, the protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
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