KR101201233B1 - Car water heating system using a PTC element - Google Patents

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주식회사 성창에어텍
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Abstract

본 발명은 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치에 관한 것으로, 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조로 모듈화함으로써 냉각수의 가열에 따른 효율과 차량의 실내를 난방하는데 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 전극 안착부와 전극 안착부에 일정간격으로 다수의 PTC 소자 결합공이 형성된 PTC 가이드; PTC 소자 결합공 각각에 결합되어 전원의 인가에 의해 요구온도까지 발열하는 PTC 소자; 전극 안착부 각각에 안착 결합되어지되 일단은 PTC 가이드의 선단으로 노출되어 결합되는 전극; 전극이 상하로 안착 결합된 PTC 가이드의 상하 각각으로 결합되는 절연체; 상하 절연체 중 상부측 절연체의 상부면과 하부측 절연체의 하부면 각각에 면접촉되어 고정수단을 통해 PTC 소자와 전극이 결합된 PTC 가이드의 상하부면에 내통되게 결합되어지되 내부의 냉각수 유동공간으로 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 PTC 소자의 발열에 의한 냉각수의 가열이 이루어지는 알루미늄 재질의 냉각수 가열 케이스; 상하 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 상부면과 하부측 냉각수 가열 케이스 하부면 각각에 결합되어 냉각수 가열 케이스 각각의 냉각수 유동공간을 밀폐시키는 밀폐커버; 및 PTC 가이드의 둘레면 상에 결합되어 냉각수 가열 케이스의 고정에 따른 상하의 절연체 사이에 고정되는 전극보호패킹을 포함한 구성으로 이루어진다.The present invention relates to a vehicle cooling water heating device using a PTC element, by modularizing the structure to enable the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the cooling water efficiency by heating the cooling water and efficiency of heating the interior of the vehicle The aim is to improve the The present invention configured for this purpose is a PTC guide formed with a plurality of PTC element coupling holes at a predetermined interval between the electrode seating portion and the electrode seating portion; A PTC device coupled to each of the PTC device coupling holes to generate heat to a required temperature by application of power; An electrode that is seated and coupled to each of the electrode seating portions, and one end of the electrode is exposed and coupled to the tip of the PTC guide; An insulator coupled to each of the upper and lower sides of the PTC guide in which the electrodes are seated and coupled up and down; The upper and lower insulators are in surface contact with each of the upper and lower insulators of the upper insulator, and coupled to the upper and lower surfaces of the PTC guide through which the PTC element and the electrode are coupled through fixing means. A cooling water heating case made of aluminum in which cooling water is heated by heat generation of the PTC element while the flow of water is performed; An airtight cover coupled to an upper surface of the upper cooling water heating case and a lower surface of the cooling water heating case of the upper and lower cooling water heating cases to seal a cooling water flow space of each of the cooling water heating cases; And an electrode protective packing coupled to the circumferential surface of the PTC guide and fixed between the upper and lower insulators according to the fixing of the cooling water heating case.

Description

ＰＴＣ 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치{Car water heating system using a PTC element}Car water heating system using a PTC element {Car water heating system using a PTC element}

본 발명은 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치에 과한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element, and more particularly, to a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element capable of heating the cooling water through the PTC element while flowing the cooling water.

일반적으로 자동차에는 실내의 난방이나 전면유리나 측면유리의 제습 및 성에(유리창이나 벽 같은데 김이 서려서 서리처럼 허옇게 얼어붙은 것)의 제거를 위해 엔진에서 발생하는 열에 의해 데워진 냉각수의 열에너지를 이용하는 난방장치가 설치되어 있다. 즉, 자동차의 난방을 위한 장치는 데워진 냉각수의 열에너지를 이용하는 장치이다.In general, automobiles use heating devices that use the heat energy of the coolant heated by the heat generated by the engine for indoor heating, dehumidification of the windshield or side glass, and elimination of frost (such as windows or walls, which are frozen in frost due to the frost). Is installed. That is, the device for heating the car is a device that uses the heat energy of the warmed cooling water.

전술한 바와 같이 구성되는 자동차용 난방장치는 엔진이 가동된 후 엔진의 주위를 흐르는 냉각수가 난방기에 유입되기 때문에 냉각수가 일단 가열되어 실내가 난방되기까지는 장시간이 소요될 수밖에 없다. 따라서, 탑승자는 자동차의 시동을 건 후에도 일정시간 추운 상태로 있어야 하는 문제가 있다.The heating device for automobiles configured as described above may take a long time until the cooling water is heated and the room is heated because the cooling water flowing around the engine flows into the heater after the engine is operated. Therefore, there is a problem that the occupant must be cold for a certain time even after starting the car.

한편, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient thermistor heating elements)를 이용하여 예열하는 장치 즉, PTC 소자를 이용한 히터가 개발되어 제공되고 있으나 모듈화가 되어 있지 않아 개별적인 조립에 따른 번거로움이 있음은 물론, 개별적인 조립에 따른 번거로움으로 인하여 생산성과 작업성이 저하된다.On the other hand, in order to solve the problems of the prior art as described above, a device for preheating using a PTC element (Positive Temperature Coefficient thermistor heating elements), that is, a heater using a PTC element has been developed and provided, but since it is not modularized, individual assembly Of course, there is a hassle according to the productivity and workability is reduced due to the hassle of the individual assembly.

그리고, 자동차 분야의 기술 발전에 의한 하이브리드 차량이나 EV 차량의 기술개발이 이루어져 냉각수를 필요로 하는 엔진의 필요성이 없어짐에 따라 종래 가솔린 엔진이나 디젤 엔진의 차량에 사용되는 냉난방 시스템은 하이브리드 차량이나 EV 차량에는 적용할 수가 없다는 문제가 있다. 이에 따라, 하이브리드 차량이나 EV 차량의 경우에는 난방열원의 부족으로 별도의 난방 열원 시스템을 필요로 한다.In addition, as the development of hybrid vehicles or EV vehicles due to technological development in the automotive field eliminates the need for engines requiring cooling water, the air-conditioning system used in a conventional gasoline or diesel engine vehicle is a hybrid vehicle or an EV vehicle. There is a problem that is not applicable. Accordingly, in the case of a hybrid vehicle or an EV vehicle, a separate heating heat source system is required due to the lack of a heating heat source.

전술한 바와 같은 하이브리드 차량이나 EV 차량에 적용되는 냉난방 시스템에 있어서 냉방장치의 경우는 대체적으로 전동 컴프레셔를 이용하나 난방장치의 경우에는 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열하여 가열된 냉각수를 통해 차량 실내의 난방에 따른 열원으로 사용하고 있다.In the air-conditioning system applied to a hybrid vehicle or an EV vehicle as described above, in the case of a cooling device, an electric compressor is generally used, but in the case of a heating device, a cooling water is heated by a PTC element to heat a vehicle interior. It is used as a heat source.

그러나, 전술한 바와 같은 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열하여 가열된 냉각수를 통해 차량 실내의 난방에 따른 열원으로 사용하는 종래 기술에 따른 PTC 소자를 이용한 냉각수 가열장치는 하이브리드 차량이나 EV 차량에 최적화되지 않아 냉각수의 가열에 따른 열효율이나 차량의 실내를 난방하는데 있어 효율이 저하되는 문제가 있다.However, the cooling water heater using the PTC element according to the prior art, which uses the cooling water heated by the PTC element as described above and uses the heated cooling water as a heat source according to the heating of the vehicle interior, is not optimized for a hybrid vehicle or an EV vehicle. Thermal efficiency due to the heating of the cooling water and there is a problem that the efficiency is lowered in heating the interior of the vehicle.

본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조의 냉각수 가열장치를 모듈화함으로써 냉각수의 가열에 따른 효율과 차량의 실내를 난방하는데 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 한 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve all the problems of the prior art, by modularizing the cooling water heating device of the structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the cooling water by the efficiency of the heating of the cooling water and the interior of the vehicle It is an object of the present invention to provide a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element to improve the efficiency of heating.

본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조의 냉각수 가열장치를 모듈화하여 소형화함으로써 차량 내 설치 공간의 확보를 통한 차량 내 설치를 보다 용이하게 할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.Another object of the technology according to the present invention is to make it easier to install in-vehicle by securing the installation space in the vehicle by modularizing and miniaturizing the cooling water heater having a structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the coolant The purpose is to make it possible.

아울러, 본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조의 냉각수 가열장치를 모듈화하여 소형화함으로써 냉각수 가열장치의 제조를 보다 용이하게 할 수 있도록 함은 물론, 생산 단가를 낮출 수 있도록 함에 그 목적이 있다.In addition, another object of the technology according to the present invention is to make it easier to manufacture the cooling water heating device by miniaturizing the cooling water heating device of the structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the cooling water. Of course, the purpose is to lower the production cost.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치는 상하부면 상에 다수 열의 전극 안착부가 형성되어지되 각각의 전극 안착부에 일정간격으로 다수의 PTC 소자 결합공이 형성된 PTC 가이드; PTC 가이드의 PTC 소자 결합공 각각에 결합되어 전원의 인가에 의해 요구온도까지 발열하는 PTC 소자; PTC 가이드의 상하부측 전극 안착부 각각에 안착 결합되어지되 일단은 PTC 가이드의 선단으로 노출되어 결합되는 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극; 전극이 상하로 안착 결합된 PTC 가이드의 상하 각각으로 결합되는 절연체; 상하 절연체 중 상부측 절연체의 상부면과 하부측 절연체의 하부면 각각에 면접촉되어 고정수단을 통해 PTC 소자와 전극이 결합된 PTC 가이드의 상하부면에 내통되게 결합되어지되 내부의 냉각수 유동공간으로 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 PTC 소자의 발열에 의한 냉각수의 가열이 이루어지는 알루미늄 재질의 냉각수 가열 케이스; 상하 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 상부면과 하부측 냉각수 가열 케이스 하부면 각각에 결합되어 냉각수 가열 케이스 각각의 냉각수 유동공간을 밀폐시키는 밀폐커버; 및 PTC 가이드의 둘레면 상에 결합되어 냉각수 가열 케이스의 고정에 따른 상하의 절연체 사이에 고정되는 전극보호패킹을 포함한 구성으로 이루어진다.The present invention configured to achieve the above object is as follows. That is, a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element according to the present invention is a PTC guide in which a plurality of rows of electrode seats are formed on the upper and lower surfaces, but a plurality of PTC element coupling holes are formed at predetermined intervals on each electrode seat; A PTC element coupled to each of the PTC element coupling holes of the PTC guide and generating heat to a required temperature by application of a power source; A positive (+) electrode and a negative (-) electrode coupled to each of the upper and lower electrode seating portions of the PTC guide, but having one end exposed and coupled to the tip of the PTC guide; An insulator coupled to each of the upper and lower sides of the PTC guide in which the electrodes are seated and coupled up and down; The upper and lower insulators are in surface contact with each of the upper and lower insulators of the upper insulator, and coupled to the upper and lower surfaces of the PTC guide through which the PTC element and the electrode are coupled through fixing means. A cooling water heating case made of aluminum in which cooling water is heated by heat generation of the PTC element while the flow of water is performed; An airtight cover coupled to an upper surface of the upper cooling water heating case and a lower surface of the cooling water heating case of the upper and lower cooling water heating cases to seal a cooling water flow space of each of the cooling water heating cases; And an electrode protective packing coupled to the circumferential surface of the PTC guide and fixed between the upper and lower insulators according to the fixing of the cooling water heating case.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 PTC 가이드의 상하부측 전극 안착부 각각에 안착 결합되어 일단이 PTC 가이드의 선단으로 노출되는 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극의 일단은 전극보호패킹의 상하단으로 분리되어 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극 상호간의 쇼트가 발생되지 않도록 구성될 수 있다.In the configuration of the present invention as described above, one end of the positive (+) electrode and the negative (-) electrode, which is seated and coupled to each of the upper and lower electrode seating portions of the PTC guide, and is exposed at the tip of the PTC guide, the upper and lower ends of the electrode protective packing. It may be separated so that the short between the positive (+) electrode and the negative (-) electrode does not occur.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 냉각수 가열 케이스의 고정수단은 상하부측 냉각수 가열 케이스 각각의 둘레에 상호 대응하여 일정 간격으로 다수 형성되어지되 각각에는 나사공이 상하로 관통 형성된 나사 고정편; 및 상하로 대응 일치된 나사 고정편의 나사공 상에 체결하여 상하의 냉각수 가열 케이스 사이에 PTC 소자와 전극이 결합된 PTC 가이드를 고정시키는 체결볼트와 너트의 구성으로 이루어질 수 있다.On the other hand, in the configuration of the present invention as described above, the fixing means of the cooling water heating case is formed in a plurality at regular intervals corresponding to each of the periphery of the upper and lower side cooling water heating case, each of the screw fixing piece formed through the threaded hole up and down; And fastening bolts up and down correspondingly to the screw holes of the corresponding screw fixing pieces to secure the PTC guide coupled with the PTC element and the electrode between the upper and lower cooling water heating cases.

그리고, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 냉각수 가열 케이스와 밀폐커버의 접촉면 사이에 구성되어 냉각수의 수밀이 이루어지도록 하는 수밀패킹이 더 구비될 수 있다.Then, in the configuration of the present invention as described above may be further provided with a watertight packing is configured between the contact surface of the cooling water heating case and the sealing cover to achieve the watertightness of the cooling water.

한편, 본 발명에 따른 구성에서 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 또는 하부측 냉각수 가열 케이스의 일측에는 냉각수의 유입이 이루어지는 냉각수 유입구가 형성되는 한편, 하부측 냉각수 가열 케이스 또는 상부측 냉각수 가열 케이스의 일측에는 가열된 온수의 유출이 이루어지는 온수 유출구가 형성될 수 있다.On the other hand, in the configuration according to the present invention one side of the upper cooling water heating case or the lower cooling water heating case of the cooling water heating case is formed with a cooling water inlet through which the cooling water is introduced, while the lower cooling water heating case or the upper cooling water heating case On one side, a hot water outlet through which the heated hot water flows out may be formed.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 상하부측 냉각수 가열 케이스를 내통되게 하는 구성은 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 또는 하부측 냉각수 가열 케이스의 냉각수 유동공간 바닥면 상에 형성되는 내통공; 내통공에 대응하여 냉각수 가열 케이스 중 하부측 냉각수 가열 케이스 또는 상부측 냉각수 가열 케이스의 냉각수 유동공간 바닥면 하부로 돌출 형성되어 내통공에 삽입 결합되는 내통관; 및 내통공과 내통관 사이에 결합되어 수밀이 이루어지도록 하는 수밀패킹의 구성으로 이루어질 수 있다.In the configuration of the present invention as described above, the configuration for letting the upper and lower side cooling water heating case in the inner tube is formed on the bottom surface of the cooling water flow space of the upper cooling water heating case or the lower cooling water heating case of the cooling water heating case; An inner tube which protrudes from the lower surface of the cooling water flow space of the lower cooling water heating case or the upper cooling water heating case of the cooling water heating case to be inserted into the inner cylinder corresponding to the inner through hole; And it may be made of a configuration of watertight packing is coupled between the inner through-hole and the inner tube to be watertight.

그리고, 전술한 바와 같은 구성에서 상하 냉각수 가열 케이스 각각의 냉각수 유동공간 바닥면에는 냉각수의 유동을 저해하여 냉각수의 유동속도를 저하시키는 한편 냉각수와의 넓은 접촉면적을 제공하는 냉각수 유동 저해편이 일정간격으로 더 형성될 수 있다.In addition, in the above-described configuration, the cooling water flow inhibiting pieces are provided on the bottom surface of the cooling water flow space of each of the upper and lower cooling water heating cases to reduce the flow rate of the cooling water and to provide a wide contact area with the cooling water at regular intervals. Can be further formed.

전술한 바와 같은 냉각수 유동 저해편의 높이는 냉각수 가열 케이스의 냉각수 유동공간의 깊이에 비해 낮게 형성될 수도 있고, 냉각수 유동 저해편은 격자 형태로 형성될 수도 있다.The height of the cooling water flow inhibiting piece as described above may be formed lower than the depth of the cooling water flow space of the cooling water heating case, the cooling water flow inhibiting piece may be formed in a grid form.

또한, 전술한 바와 같은 냉각수 유동 저해편은 냉각수의 유입 방향과 온수의 유출방향에 대하여 직각방향으로 형성되어지되 동일 선상에 일정간격으로 다수 형성된 배열이 다수 열로 형성될 수 있다.In addition, the cooling water flow inhibiting pieces as described above may be formed in a direction perpendicular to the inflow direction of the coolant and the outflow direction of the hot water, but a plurality of arrays formed at regular intervals on the same line may be formed in a plurality of rows.

아울러, 전술한 바와 같은 냉각수 유동 저해편은 냉각수의 유입 방향과 온수의 유출방향에 대하여 직각방향으로 형성되어지되 유입된 냉각수 및 가열된 온수가 지그재그 형태로 유동되도록 하는 형태로 형성될 수 있다.In addition, the cooling water flow inhibiting piece as described above may be formed in a direction perpendicular to the inflow direction of the coolant and the outflow direction of the hot water, but may be formed in such a way that the introduced coolant and heated hot water flow in a zigzag form.

나아가, 전술한 바와 같은 냉각수 유동 저해편은 냉각수와 온수의 유동방향으로 확장되는 "V" 형태로 형성될 수 있다.Furthermore, the cooling water flow inhibiting piece as described above may be formed in the form of "V" extending in the flow direction of the cooling water and hot water.

본 발명의 기술에 따르면 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조의 냉각수 가열장치를 모듈화함으로써 냉각수의 가열에 따른 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 차량의 실내를 난방하는데 따른 효율을 향상시킬 수가 있다.According to the technique of the present invention, by cooling the cooling water heating device of the structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the cooling water can improve the efficiency according to the heating of the cooling water, as well as heating the interior of the vehicle Can improve the efficiency.

또한, 본 발명에 따른 기술의 다른 효과로는 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조의 냉각수 가열장치를 모듈화하여 소형화함으로써 차량 내 설치 공간의 확보를 통한 설치를 보다 용이하게 할 수가 있다.In addition, another effect of the technology according to the present invention is to make it easier to install by securing the installation space in the vehicle by miniaturizing the cooling water heating device of the structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the cooling water. You can do it.

아울러, 본 발명에 따른 기술의 또 다른 효과로는 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조의 냉각수 가열장치를 모듈화하여 소형화함으로써 냉각수 가열장치의 제조를 보다 용이하게 할 수가 있음은 물론, 생산 단가를 낮출 수가 있다.In addition, another effect of the technique according to the present invention is to make it easier to manufacture the cooling water heater by modularizing and miniaturizing the cooling water heater having a structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element while flowing the cooling water. Of course, production costs can be lowered.

도 1 은 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 분리하여 보인 사시 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 인너케이스의 구조를 보인 사시 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 인너케이스와 PTC 가이드와의 결합을 보인 사시 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 PTC 가이드와 PTC 소자 및 전극의 결합을 보인 사시 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 결합하여 보인 사시 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 결합하여 보인 단면 구성도.
도 7a 내지 도 7d 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 다른 예의 인너케이스 상부구조를 보인 평면 구성도.1 is a perspective view showing the separation of the vehicle cooling water heating apparatus using the PTC device according to the present invention.
Figure 2 is a perspective configuration showing the structure of the inner case in the configuration of the vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element according to the present invention.
Figure 3 is a perspective configuration showing the coupling of the inner case and the PTC guide in the configuration of the vehicle cooling water heating apparatus using the PTC element according to the present invention.
Figure 4 is a perspective configuration diagram showing the combination of the PTC guide, the PTC element and the electrode in the configuration of the vehicle cooling water heating apparatus using the PTC element according to the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing a combination of the vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a combination of the vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element according to the present invention.
7A to 7D are plan views showing an inner case upper structure of another example in the configuration of a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element according to the present invention.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element according to the present invention.

도 1 은 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 분리하여 보인 사시 구성도, 도 2 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 인너케이스의 구조를 보인 사시 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 인너케이스와 PTC 가이드와의 결합을 보인 사시 구성도, 도 4 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 PTC 가이드와 PTC 소자 및 전극의 결합을 보인 사시 구성도, 도 5 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 결합하여 보인 사시 구성도, 도 6 은 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치를 결합하여 보인 단면 구성도, 도 7a 내지 도 7d 는 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치의 구성에서 다른 예의 인너케이스 상부구조를 보인 평면 구성도이다.1 is a perspective configuration diagram showing the separation of the vehicle cooling water heating apparatus using the PTC element according to the present invention, Figure 2 is a perspective configuration diagram showing the structure of the inner case in the configuration of the vehicle cooling water heating apparatus using the PTC element according to the present invention. 3 is a perspective configuration diagram showing a combination of an inner case and a PTC guide in the configuration of a vehicle cooling water heater using a PTC element according to the present invention, and FIG. 4 is a configuration of a vehicle cooling water heater using a PTC element according to the present invention. Fig. 5 is a perspective view showing a combination of a PTC guide, a PTC element, and an electrode in FIG. 5 is a perspective view showing a combination of a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC device according to the present invention. 7A to 7D are cross-sectional views illustrating a combination of a vehicle cooling water heating device, and FIGS. 7A to 7D illustrate a vehicle cooling water heating using a PTC element according to the present invention. A plan view showing the inner case superstructure of another example in the configuration of the device.

도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치(100)는 상하부면 상에 다수 열의 전극 안착부(112)가 형성되어지되 각각의 전극 안착부(112)에 일정간격으로 다수의 PTC 소자 결합공(114)이 형성된 PTC 가이드(110), PTC 가이드(110)의 PTC 소자 결합공(114) 각각에 결합되어 전원의 인가에 의해 요구온도까지 발열하는 PTC 소자(120), PTC 가이드(110)의 상하부측 전극 안착부(112) 각각에 안착 결합되어지되 일단은 PTC 가이드(110)의 선단으로 노출되어 결합되는 전극(130), 전극(130)이 상하로 안착 결합된 PTC 가이드(110)의 상하 각각으로 결합되는 절연체(140), 상하 절연체(140) 중 상부측 절연체(140)의 상부면과 하부측 절연체(140)의 하부면 각각에 면접촉되어 고정수단을 통해 PTC 소자(120)와 전극(130)이 결합된 PTC 가이드(110)의 상하부면에 내통되게 결합되어지되 내부의 냉각수 유동공간(152)으로 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 PTC 소자(120)의 발열에 의한 냉각수의 가열이 이루어지는 알루미늄 재질의 냉각수 가열 케이스(150), 상하 냉각수 가열 케이스(150) 중 상부측 냉각수 가열 케이스(150) 상부면과 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 하부면 각각에 결합되어 냉각수 가열 케이스(150) 각각의 냉각수 유동공간(152)을 밀폐시키는 밀폐커버(160) 및 PTC 가이드(110)의 둘레면 상에 결합되어 냉각수 가열 케이스(150)의 고정에 따른 상하의 절연체(140) 사이에 고정되는 전극보호패킹(170)을 포함한 구성으로 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 7, in the vehicle cooling water heating apparatus 100 using the PTC element according to the present invention, a plurality of rows of electrode seats 112 are formed on upper and lower surfaces thereof, but each electrode seat 112 is formed. PTC element 110 which is coupled to each of the PTC guide 110, the PTC element coupling hole 114 of the PTC guide 110 is formed in a plurality of PTC element coupling holes 114 at regular intervals to generate heat to the required temperature by the application of power 120, the electrode 130, which is seated and coupled to each of the upper and lower electrode seating portions 112 of the PTC guide 110, is exposed to the front end of the PTC guide 110 and the electrode 130 is vertically coupled. The insulator 140 coupled to each of the upper and lower sides of the seated and coupled PTC guide 110 and the upper and lower insulators 140 of the upper insulator 140 and the lower surface of the lower insulator 140 are fixed in surface contact. Upper and lower portions of the PTC guide 110 coupled to the PTC element 120 and the electrode 130 by means The cooling water heating case 150 and the upper and lower cooling water heating cases made of aluminum, which are coupled inwardly to the surface and in which the cooling water flows into the internal cooling water flow space 152, where the cooling water is heated by the heat of the PTC element 120. An airtight cover 160 coupled to the upper surface of the upper cooling water heating case 150 and the lower surface of the lower cooling water heating case 150 to seal the cooling water flow space 152 of each of the cooling water heating cases 150. And an electrode protective packing 170 coupled to the circumferential surface of the PTC guide 110 and fixed between the upper and lower insulators 140 according to the fixing of the cooling water heating case 150.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉각수 가열장치(100)는 냉각수 가열 케이스(150)의 내부로 냉각수가 유입되어 유동되는 가운데 전극(130)을 통해 PTC 소자(120)에 전원이 인가되면 PTC 소자(120)는 요구온도까지 발열하여 냉각수 가열 케이스(150)를 가열하게 된다.The cooling water heater 100 according to the present invention configured as described above is a PTC device when power is applied to the PTC device 120 through the electrode 130 while the coolant flows into and flows into the cooling water heating case 150. 120 generates heat to a required temperature to heat the cooling water heating case 150.

한편, 전술한 바와 같이 PTC 소자(120)의 발열에 따라 냉각수 가열 케이스(150)의 가열이 이루어지면 냉각수 가열 케이스(150) 내부의 냉각수 유동공간(152)에서 유동되는 냉각수는 가열된 냉각수 가열 케이스(150)에 의해 온수로 가열되어 유출된다.Meanwhile, as described above, when the cooling water heating case 150 is heated according to the heat generated by the PTC element 120, the cooling water flowing in the cooling water flow space 152 inside the cooling water heating case 150 is heated in the cooling water heating case. It is heated by hot water to 150 and flows out.

전술한 바와 같이 PTC 소자(120)의 발열에 의한 냉각수 가열 케이스(150)의 가열에 따라 냉각수 가열 케이스(150) 내부의 냉각수 유동공간(152)에서 유동되는 냉각수의 가열이 이루어져 온수로 변화되면 가열된 온수는 차량의 실내를 난방할 수 있는 열원으로 이용된다.As described above, the cooling water flowing in the cooling water flow space 152 inside the cooling water heating case 150 is heated in response to the heating of the cooling water heating case 150 by the heat generation of the PTC element 120, and when heated, changes to hot water. The hot water is used as a heat source to heat the interior of the vehicle.

본 발명에 따른 냉각수 가열장치(100)를 구성하는 각각의 구성에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, PTC 가이드(110)는 PTC 소자(120)와 전극(130)을 결합시켜 히터로 기능할 수 있도록 하는 것으로, 이러한 PTC 가이드(110)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 상하부면 상에 다수 열의 전극 안착부(112)가 형성되어지되 각각의 전극 안착부(112)에는 일정간격으로 다수의 PTC 소자 결합공(114)이 형성된 구조로 이루어진다.Referring to each configuration of the cooling water heater 100 according to the present invention in detail as follows. First, the PTC guide 110 is to combine the PTC element 120 and the electrode 130 to function as a heater, this PTC guide 110 is shown in the upper and lower surfaces as shown in Figs. A plurality of rows of electrode seats 112 are formed in the electrode seats 112, and a plurality of PTC device coupling holes 114 are formed at predetermined intervals.

다시 말해서, 전술한 바와 같이 PTC 가이드(110)는 도 1, 도 3, 도4 및 도 6 에 도시된 바와 같이 다수 열의 전극 안착부(112)가 상하부면 상에 동일하게 형성되고, 상하부면 각각의 전극 안착부(112) 상에는 일정간격으로 형성되어 PTC 소자(120)가 삽입 결합되는 PTC 소자 결합공(114)이 형성된다. 이때, PTC 가이드(100)의 PTC 소자 결합공(114)은 PTC 소자(120)의 상하부면이 노출되도록 상하로 관통된 구조로 이루어진다.In other words, as described above, in the PTC guide 110, as shown in FIGS. 1, 3, 4, and 6, a plurality of rows of electrode seats 112 are formed on the upper and lower surfaces of the PTC guide 110, respectively. PTC element coupling holes 114 are formed on the electrode seating portion 112 of the electrode mounting portion 112 to insert the PTC element 120 is inserted coupling. At this time, the PTC element coupling hole 114 of the PTC guide 100 has a structure penetrated up and down so that the upper and lower surfaces of the PTC element 120 is exposed.

전술한 바와 같이 전극(130)이 안착 결합되는 전극 안착부(112)와 PTC 소자(120)가 삽입 결합되는 PTC 소자 결합공(114)이 형성된 구조의 PTC 가이드(110)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 격자 형태의 PTC 소자 결합공(114)이 형성된 직사각형로 이루어지되 재질은 실리콘으로 이루어진다.As described above, the PTC guide 110 having the structure in which the electrode seating portion 112 to which the electrode 130 is seated and the PTC element coupling hole 114 to which the PTC element 120 is inserted and coupled is formed is illustrated in FIGS. 1 to 3. As shown in the figure is made of a rectangular rectangular PTC element coupling hole 114 is formed, the material is made of silicon.

다음으로, 본 발명을 구성하는 PTC 소자(120)는 발열을 통해 냉각수 가열 케이스(150)의 가열하여 냉각수를 온수화하기 위한 것으로, 이러한 PTC 소자(120)는 도 1, 도 3, 도 4 및 도 6 에 도시된 바와 같이 PTC 가이드(110)의 PTC 소자 결합공(114) 각각에 결합되어 전원의 인가에 의해 요구온도까지 발열함으로써 냉각수 가열 케이스(150) 내부의 냉각수 유동공간(152)에서 유동되는 냉각수를 온수로 가열한다.Next, the PTC device 120 constituting the present invention is for heating the cooling water heating case 150 to generate hot water by heating the cooling water heating case 150, and the PTC device 120 is illustrated in FIGS. 1, 3, 4 and 4. As shown in FIG. 6, the PTC element 110 is coupled to each of the PTC element coupling holes 114 of the PTC guide 110 to generate heat to a required temperature by application of power, thereby flowing in the cooling water flow space 152 inside the cooling water heating case 150. The cooling water to be heated with hot water.

한편, 전술한 바와 같이 전원의 인가에 의해 요구온도까지 발열함으로써 냉각수 가열 케이스(150) 내부에 유동되는 냉각수를 온수로 가열하는 PTC 소자(120)는 앞서 기술한 바와 같은 PTC 가이드(110)의 PTC 소자 결합공(114)의 크기에 대응하는 크기로 형성되어 PTC 가이드(110)의 PTC 소자 결합공(114)에 삽입 결합된다.On the other hand, as described above, the PTC element 120 for heating the cooling water flowing inside the cooling water heating case 150 with hot water by generating heat to a required temperature by application of power is PTC of the PTC guide 110 as described above. It is formed to a size corresponding to the size of the element coupling hole 114 is inserted into the PTC element coupling hole 114 of the PTC guide 110.

전술한 바와 같은 본 발명을 구성하는 PTC 소자(120)는 1950년대에 Perovskite계 물질에서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 현상이 발견된 후, 1970년 후반에 PTC 현상을 이용하면 50～270℃의 가열온도를 얻을 수 있다는 사실이 알려지면서 PTC 소자(120)의 개발이 촉진되었고, 현재 VTR의 결로방지용 히터소자, 모기향 훈증기용 히터소자, 전기 온풍기용 히터소자 및 자동차용 히터소자 등 그 응용분야를 넓혀가고 있다.As described above, the PTC element 120 constituting the present invention has a PTC (Positive Temperature Coefficient) phenomenon found in a Perovskite-based material in the 1950's. The development of the PTC element 120 has been promoted as it is known that the present invention can be obtained, and the application field of the condensation prevention heater element of the VTR, the mosquito coil fumigation heater element, the electric heater fan element, and the automotive heater element has been expanded. have.

또한, 전술한 바와 같은 PTC 소자(120)는 소형의 소자로도 짧은 시간 안에 요구온도까지 가열할 수 있고, 써모스탯(thermostat)과 같은 온도제어장치를 필요로 하지 않으며, 스스로 과열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전압이 변화하더라도 일정한 온도를 유지하는 장점을 가지고 있어 금속제 열선을 대체해 나가고 있으며, 그 수요가 날로 급증하고 있다.In addition, the PTC element 120 as described above can be heated to the required temperature in a short time even with a small element, does not require a temperature control device such as a thermostat, and can prevent overheating by itself In addition, it has the advantage of maintaining a constant temperature even if the voltage changes, replacing the metal heating wire, the demand is increasing rapidly.

이어서, 본 발명을 구성하는 전극(130)은 앞서 기술한 바와 같은 PTC 소자(120)에 전원을 인가하기 위한 것으로, 이러한 전극(130)은 도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 PTC 가이드(110)의 상하부측 전극 안착부(112) 각각에 안착 결합되어지되 일단은 PTC 가이드(110)의 선단으로 노출되는 구조로 이루어진다.Subsequently, the electrode 130 constituting the present invention is for applying power to the PTC element 120 as described above, and the electrode 130 is the PTC guide 110 as shown in FIGS. 1 to 6. Is coupled to each of the upper and lower side electrode seating portion 112 of the) is made of a structure that one end is exposed to the tip of the PTC guide (110).

전술한 바와 같이 구성되는 전극(130)은 PTC 가이드(110)의 PTC 소자 결합공(114)에 삽입 결합된 PTC 소자(120)의 상부면과 하부면에 각각 면접촉된 상태로 결합이 이루어진다. 이때, 전극(130)은 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극으로 이루어져 PTC 가이드(110)의 상부측 전극 안착부(112) 상에 플러스(+) 전극이 안착 결합되면 PTC 가이드(110)의 하부측 전극 안착부(112) 상에는 마이너스(-) 전극이 안착 결합된다.The electrode 130 configured as described above is coupled to the top and bottom surfaces of the PTC element 120 inserted into the PTC element coupling hole 114 of the PTC guide 110 in surface contact with each other. At this time, the electrode 130 is composed of a positive (+) electrode and a negative (-) electrode when the positive (+) electrode is seated on the upper electrode seating portion 112 of the PTC guide 110, the PTC guide 110 On the lower electrode seating portion 112 of the negative (-) electrode is seated and coupled.

물론, 앞서 기술한 바와 같은 PTC 가이드(110)의 상부측 전극 안착부(112) 상에 마이너스(-) 전극이 안착 결합되면 PTC 가이드(110)의 하부측 전극 안착부(112) 상에는 플러스(+) 전극이 안착 결합됨은 당연하다.Of course, when a negative (-) electrode is seated and coupled to the upper electrode seating portion 112 of the PTC guide 110 as described above, a positive (+) point is formed on the lower electrode seating portion 112 of the PTC guide 110. Naturally, the electrode is seated and coupled.

다음으로, 본 발명을 구성하는 절연체(140)는 전극(130)과 냉각수 가열 케이스(150)와의 전기적인 접촉을 방지하기 위한 것으로, 이러한 절연체(140)는 도 1 및 도 6 에 도시된 바와 같이 전극(130)이 상하로 안착 결합된 PTC 가이드(110)의 상하 각각으로 결합되어 전극(130)과 냉각수 가열 케이스(150)의 전기적인 접촉이 방지되도록 구성된다.Next, the insulator 140 constituting the present invention is for preventing electrical contact between the electrode 130 and the cooling water heating case 150, and the insulator 140 is as shown in FIGS. 1 and 6. The electrode 130 is coupled to each of the upper and lower sides of the PTC guide 110 which is seated and coupled up and down, and is configured to prevent electrical contact between the electrode 130 and the cooling water heating case 150.

보다 상세하게 설명하면, 전술한 바와 같은 절연체(140)는 PTC 소자(120)와 전극(130)이 결합된 PTC 가이드(110)의 상부면과 하부면 각각에 결합되어 PTC 가이드(110)의 전극 안착부(112) 상에 안착 결합된 전극(130)이 냉각수 가열 케이스(150)와 직접적으로 접촉되지 않도록 한다.In more detail, the insulator 140 as described above is coupled to each of the upper and lower surfaces of the PTC guide 110 to which the PTC element 120 and the electrode 130 are coupled, so that the electrodes of the PTC guide 110 are connected. The electrode 130 seated on the seating part 112 may not directly contact the cooling water heating case 150.

한편, 전술한 바와 같은 절연체(140)는 전극(130)과 냉각수 가열 케이스(150)의 전기적인 접촉이 방지되도록 하여야 하지만 PTC 소자(120)의 발열에 의해 열의 전달이 절연체(140)를 통해 냉각수 가열 케이스(150)로 보다 양호하게 전달될 수 있도록 하기 위해 Pl/Alumina 재질로 이루어진 절연체(140)를 사용함이 보다 양호하다 할 것이다.Meanwhile, the insulator 140 as described above should prevent electrical contact between the electrode 130 and the coolant heating case 150, but transfer of heat through the insulator 140 by heat generation of the PTC element 120 causes the coolant to flow through the insulator 140. It would be better to use an insulator 140 made of Pl / Alumina material in order to be better delivered to the heating case 150.

그리고, 본 발명을 구성하는 냉각수 가열 케이스(150)는 냉각수의 유입과 온수의 유출과 같은 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 냉각수를 온수로 가열하기 위한 것으로, 이러한 냉각수 가열 케이스(150)는 상하 절연체(140) 중 상부측 절연체(140)의 상부면과 하부측 절연체(140)의 하부면 각각에 면접촉되어 고정수단을 통해 PTC 소자(120)와 전극(130)이 결합된 PTC 가이드(110)의 상하부면에 내통되게 결합되어지되 내부의 냉각수 유동공간(152)으로 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 PTC 소자(120)의 발열에 의한 냉각수의 가열이 이루어지는 구조로 이루어진다. 이때, 냉각수 가열 케이스(150)는 열전달율이 양호한 알루미늄 재질로 성형된다In addition, the cooling water heating case 150 constituting the present invention is for heating the cooling water with hot water while the cooling water flows, such as the inflow of the cooling water and the outflow of the hot water, and the cooling water heating case 150 includes the upper and lower insulators 140. The upper and lower parts of the PTC guide 110 coupled to the PTC element 120 and the electrode 130 through the fixing means is in surface contact with each of the upper surface of the upper insulator 140 and the lower surface of the lower insulator 140 The inner surface is coupled to the inner surface, but the cooling water flows into the cooling water flow space 152 therein, and the cooling water is heated by the heat generation of the PTC element 120. At this time, the cooling water heating case 150 is formed of an aluminum material having a good heat transfer rate.

한편, 전술한 바와 같은 냉각수 가열 케이스(150)의 구성에서 고정수단은 상하부측 냉각수 가열 케이스(150) 각각의 둘레에 상호 대응하여 일정 간격으로 다수 형성되어지되 각각에는 나사공(154a)이 상하로 관통 형성된 나사 고정편(154) 및 상하로 대응 일치된 나사 고정편(154)의 나사공(154a) 상에 체결하여 상하의 냉각수 가열 케이스(150) 사이에 PTC 소자(120)와 전극(130)이 결합된 PTC 가이드(110)를 고정시키는 체결볼트와 너트(156)의 구성으로 이루어진다.On the other hand, in the configuration of the cooling water heating case 150 as described above, a plurality of fixing means are formed at a predetermined interval to correspond to the circumference of each of the upper and lower side cooling water heating case 150, each of the screw holes (154a) up and down The PTC element 120 and the electrode 130 are fastened to the screw holes 154a of the screw fixing piece 154 formed therethrough and the screw holes 154a of the corresponding screw fixing pieces 154 vertically aligned. It consists of a configuration of the fastening bolt and the nut 156 to secure the coupled PTC guide 110.

전술한 바와 같은 고정수단은 냉각수 가열 케이스(150)를 상하 절연체(140) 중 상부측 절연체(140)의 상부면과 하부측 절연체(140)의 하부면 각각에 면접촉되도록 한 상태에서 상하로 대응 일치된 나사 고정편(154)의 나사공(154a) 상에 체결볼트와 너트(156)를 체결함으로써 상하의 냉각수 가열 케이스(150) 사이에 PTC 소자(120)와 전극(130)이 결합된 PTC 가이드(110)가 고정되도록 한다.The fixing means as described above responds up and down in a state in which the cooling water heating case 150 is in surface contact with each of an upper surface of the upper insulator 140 and a lower surface of the lower insulator 140 among the upper and lower insulators 140. PTC guide 120 and the electrode 130 are coupled between the upper and lower cooling water heating case 150 by fastening the fastening bolt and the nut 156 on the screw hole 154a of the screw fixing piece 154 matched. Let 110 be fixed.

그리고, 전술한 바와 같은 냉각수 가열 케이스(150)의 구성에서 상부측 냉각수 가열 케이스(150) 또는 하부측 냉각수 가열 케이스(150)의 일측에는 냉각수의 유입이 이루어지는 냉각수 유입구(150a)가 형성되는 한편, 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 또는 상부측 냉각수 가열 케이스(150)의 일측에는 가열된 온수의 유출이 이루어지는 온수 유출구(150b)가 형성된다.And, in the configuration of the cooling water heating case 150 as described above, one side of the upper cooling water heating case 150 or the lower cooling water heating case 150 is formed with a cooling water inlet 150a through which the cooling water is introduced, One side of the lower side cooling water heating case 150 or the upper side cooling water heating case 150 is formed with a hot water outlet 150b through which heated hot water flows out.

한편, 본 발명에서는 하부측에 배열된 냉각수 가열 케이스(150) 상에 냉각수의 유입이 이루어지는 냉각수 유입구(150a)를 형성하고, 상부측에 배열된 냉각수 가열 케이스(150) 상에 온수의 유출이 이루어지는 온수 유출구(150b)가 형성하였다.Meanwhile, in the present invention, the cooling water inlet 150a is formed on the cooling water heating case 150 arranged on the lower side, and the hot water flows out on the cooling water heating case 150 arranged on the upper side. Hot water outlet 150b was formed.

아울러, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 상하부측 냉각수 가열 케이스(150)를 내통되게 하는 구성은 냉각수 가열 케이스(150) 중 상부측 냉각수 가열 케이스(150) 또는 하부측 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152) 바닥면 상에 형성되는 내통공(150c), 내통공(150c)에 대응하여 냉각수 가열 케이스(150) 중 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 또는 상부측 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152) 바닥면 하부로 돌출 형성되어 내통공(150c)에 삽입 결합되는 내통관(150d) 및 내통공(150c)과 내통관(150d) 사이에 결합되어 수밀이 이루어지도록 하는 수밀패킹(150e)의 구성으로 이루어진다.In addition, the configuration that allows the upper and lower side cooling water heating case 150 in the configuration according to the present invention as described above is the upper cooling water heating case 150 or lower cooling water heating case 150 of the cooling water heating case 150 The lower cooling water heating case 150 or the upper cooling water heating case 150 among the cooling water heating case 150 corresponding to the inner through hole 150c and the inner through hole 150c formed on the bottom surface of the cooling water flow space 152 of the cooling water flow chamber 152. Cooling water flow space 152 of the bottom surface is formed to protrude to the bottom of the inner tube 150d and inserted into the inner tube 150c and coupled to the inner tube 150c and the inner tube 150d to be watertight It consists of the structure of the watertight packing 150e.

전술한 바와 같이 상하부측 냉각수 가열 케이스(150)를 내통되게 하여 냉각수가 상부측 냉각수 가열 케이스(150)로부터 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 또는 하부측 냉각수 가열 케이스(150)로부터 상부측 냉각수 가열 케이스(150)로 유동이 이루어질 수 있도록 하는 구성은 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 가열이 이루어져 온수로 변화될 수 있도록 한다.As described above, the upper and lower side cooling water heating cases 150 are brought into the inside, and the cooling water is supplied from the upper cooling water heating case 150 to the lower cooling water heating case 150 or the lower cooling water heating case 150 from the upper cooling water heating case 150. The configuration to allow the flow to 150 is made so that the heating is made in the middle of the flow of cooling water can be changed to hot water.

또한, 전술한 바와 같은 구성에서 상하 냉각수 가열 케이스(150) 각각의 냉각수 유동공간(152) 바닥면에는 냉각수의 유동을 저해하여 냉각수의 유동속도를 저하시키는 한편 냉각수와의 넓은 접촉면적을 제공하는 냉각수 유동 저해편(150f)이 일정간격으로 더 형성된다. 이때, 이러한 냉각수 유동 저해편(150f)의 높이는 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152)의 깊이에 비해 낮게 형성된다.In addition, in the above-described configuration, the cooling water flowing on the bottom surface of the cooling water flow space 152 of each of the upper and lower cooling water heating cases 150 lowers the flow rate of the cooling water and provides a large contact area with the cooling water. The flow inhibiting piece 150f is further formed at regular intervals. At this time, the height of the cooling water flow inhibitor 150f is formed to be lower than the depth of the cooling water flow space 152 of the cooling water heating case 150.

전술한 바와 같은 냉각수 유동 저해편(150f)은 냉각수의 흐름을 저해하여 냉각수의 유동속도를 느리게 하는 가운데 유동되는 냉각수와의 접촉시간을 많게 함으로써 냉각수의 가열이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하여 냉각수의 가열 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.The cooling water flow inhibiting piece 150f as described above inhibits the flow of the cooling water to increase the contact time with the flowing cooling water while slowing the flow rate of the cooling water so that the cooling water can be heated more smoothly. To improve efficiency.

한편, 전술한 바와 같이 구성되는 냉각수 유동 저해편(150f)은 도 1, 도 2 및 도 6 에 도시된 바와 같이 격자 형태로 형성될 수도 있고, 냉각수 유동 저해편(150f)은 도 7a 에 도시된 바와 같이 냉각수의 유입 방향과 온수의 유출방향에 대하여 직각방향으로 형성되어지되 동일 선상에 일정간격으로 다수 형성된 배열이 다수 열로 형성될 수도 있다.Meanwhile, the coolant flow inhibiting piece 150f configured as described above may be formed in a lattice form as shown in FIGS. 1, 2, and 6, and the coolant flow inhibiting piece 150f is illustrated in FIG. 7A. As described above, the array may be formed at right angles to the inflow direction of the coolant and the outflow direction of the hot water, but a plurality of arrays may be formed at a predetermined interval on the same line.

또한, 전술한 바와 같은 냉각수 유동 저해편(150f)은 도 7b 에 도시된 바와 같이 냉각수의 유입 방향과 온수의 유출방향에 대하여 직각방향으로 형성되어지되 유입된 냉각수 및 가열된 온수가 지그재그 형태로 유동되도록 하는 형태로 형성될 수도 있고, 냉각수 유동 저해편(150f)은 도 7c 에 도시된 바와 같이 냉각수와 온수의 유동방향으로 확장되는 "V" 형태로 형성될 수 있다.In addition, the coolant flow inhibiting piece 150f as described above is formed at right angles to the inflow direction of the coolant and the outflow direction of the hot water, as shown in FIG. 7B, but the introduced coolant and heated hot water flow in a zigzag form. The cooling water flow inhibiting piece 150f may be formed in a shape of “V” extending in the flow direction of the cooling water and the hot water as shown in FIG. 7C.

다음으로, 본 발명을 구성하는 밀폐커버(160)는 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152)을 밀폐시키기 위한 것으로, 이러한 밀폐커버(160)는 도 1 및 도 6 에 도시된 바와 같이 상하 냉각수 가열 케이스(150) 중 상부측 냉각수 가열 케이스(150) 상부면과 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 하부면 각각에 결합되어 냉각수 가열 케이스(150) 각각의 냉각수 유동공간(152)을 밀폐시킨다.Next, the sealing cover 160 constituting the present invention is to seal the cooling water flow space 152 of the cooling water heating case 150, the sealing cover 160 is as shown in Figs. It is coupled to the upper surface of the upper cooling water heating case 150 and the lower surface of the lower cooling water heating case 150 of the upper and lower cooling water heating case 150 to seal the cooling water flow space 152 of each of the cooling water heating case 150. .

전술한 바와 같이 구성되는 밀폐커버(160)를 상부측 냉각수 가열 케이스(150) 상부면과 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 하부면 각각에 결합시키는 경우 냉각수 가열 케이스(150)와 밀폐커버(160)의 접촉면 사이에는 냉각수의 수밀이 이루어지도록 하는 수밀패킹(162)이 더 구비된다.When the airtight cover 160 configured as described above is coupled to each of the upper surface of the upper cooling water heating case 150 and the lower surface of the lower cooling water heating case 150, the cooling water heating case 150 and the sealing cover 160 are combined. Watertight packing 162 is further provided between the contact surfaces of the cooling water to be made watertight.

이어서, 본 발명을 구성하는 전극보호패킹(170)은 PTC 가이드(110)와 PTC 소자(120) 및 전극(130)으로 이루어지는 히팅 소자를 보호하기 위한 것으로, 이러한 전극보호패킹(170)은 도 1 내지 도 3 그리고 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이 PTC 가이드(110)의 둘레면 상에 결합되어 냉각수 가열 케이스(150)의 고정에 따른 상하의 절연체(140) 사이에 고정된다.Subsequently, the electrode protective packing 170 constituting the present invention is for protecting a heating element formed of the PTC guide 110, the PTC element 120, and the electrode 130, and the electrode protective packing 170 is illustrated in FIG. 1. 3 to 3 and 5 and 6 are coupled on the circumferential surface of the PTC guide 110 is fixed between the upper and lower insulator 140 according to the fixing of the cooling water heating case 150.

한편, 전술한 바와 같이 구성된 전극보호패킹(170)은 PTC 가이드(110)와 PTC 소자(120) 및 전극(130)으로 이루어지는 히팅 소자를 밀폐시킴으로써 수분에 노출되는 것을 방지함은 물론, PTC 가이드(110)의 상하부측 전극 안착부(112) 각각에 안착 결합되어 일단이 PTC 가이드(110)의 선단으로 노출되는 플러스(+) 전극(130)과 마이너스(-) 전극(130)의 일단이 전극보호패킹(170)의 상하단으로 분리되어 플러스(+) 전극(130)과 마이너스(-) 전극(130) 상호간의 쇼트가 발생되지 않도록 한다.On the other hand, the electrode protective packing 170 configured as described above by sealing the heating element consisting of the PTC guide 110, the PTC element 120 and the electrode 130, as well as preventing exposure to moisture, PTC guide ( One end of the positive (+) electrode 130 and the negative (-) electrode 130, which are seated and coupled to each of the upper and lower electrode seating parts 112 of the 110, and the one end is exposed to the tip of the PTC guide 110. The upper and lower ends of the packing 170 are separated to prevent a short between the positive (+) electrode 130 and the negative (−) electrode 130.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉각수 가열장치(100)를 통한 냉각수의 가열을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전극(130)을 통해 PTC 소자(120)에 전원이 인가되어 PTC 소자(120)의 발열이 이루어지면 냉각수 가열 케이스(150)는 PTC 소자(120)의 발열에 따라 가열되어진다.Referring to the heating of the cooling water through the cooling water heating device 100 according to the present invention configured as described above are as follows. First, when power is applied to the PTC device 120 through the electrode 130 to generate heat of the PTC device 120, the cooling water heating case 150 is heated according to the heat of the PTC device 120.

다음으로, 전술한 바와 같이 PTC 소자(120)의 발열에 따라 냉각수 가열 케이스(150)의 가열이 이루어지는 가운데 하부측 냉각수 가열 케이스(150) 일측에 형성된 냉각수 유입구(150a)를 통해 냉각수의 유입이 이루어지면 냉각수는 냉각수 가열 케이스(150)에 의해 가열되어 온수로 변화된다.Next, the coolant is introduced through the coolant inlet 150a formed at one side of the coolant heating case 150 while the coolant heating case 150 is heated as the PTC element 120 generates heat as described above. The ground cooling water is heated by the cooling water heating case 150 to be converted into hot water.

전술한 바와 같이 계속적인 냉각수의 유입과 가열에 의한 온수는 하부측 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152)을 채우면서 내통관(150d)과 내통공(150c)을 통해 상부측 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152)으로 유입된다.As described above, the hot water by continuous inflow and cooling of the cooling water fills the cooling water flow space 152 of the lower cooling water heating case 150 and heats the upper cooling water through the inner tube 150d and the inner cylinder 150c. It is introduced into the cooling water flow space 152 of the case 150.

이어서, 전술한 바와 같이 내통관(150d)과 내통공(150c)을 통해 상부측 냉각수 가열 케이스(150)의 냉각수 유동공간(152)으로 유입된 온수는 냉각수 유동공간(152)을 유동하면서 더욱 가열되어 상부측 냉각수 가열 케이스(150)의 온수 유출구(150b)를 통해 유출된다. 이처럼 냉각수 가열 케이스(150)의 온수 유출구(150b)를 통해 유출되는 온수는 차량의 냉난방 시스템에 의해 난방에 필요한 열원으로 이용된다.Subsequently, the hot water introduced into the coolant flow space 152 of the upper cooling water heating case 150 through the inner tube 150d and the inner hole 150c is further heated while flowing through the coolant flow space 152. And flows out through the hot water outlet 150b of the upper cooling water heating case 150. The hot water flowing out through the hot water outlet 150b of the cooling water heating case 150 is used as a heat source for heating by the vehicle's air conditioning system.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 냉각수 가열장치(100)는 냉각수를 유동시키는 가운데 PTC 소자(120)를 통해 냉각수를 가열할 수 있도록 하는 구조로 모듈화함으로써 냉각수의 가열에 따른 효율과 차량의 실내를 난방하는데 따른 효율을 향상시킬 수가 있다.As described above, the cooling water heating apparatus 100 according to the present invention is modularized into a structure that allows the cooling water to be heated through the PTC element 120 while flowing the cooling water, thereby heating the efficiency of the cooling water and heating the interior of the vehicle. The efficiency can be improved.

본 발명에 따른 기술은 전술한 바와 같은 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The technology according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be variously modified and implemented within the range permitted by the technical idea of the present invention.

100. 냉각수 가열장치 110. PTC 가이드
112. 전극 안착부 114. PTC 소자 결합공
120. PTC 소자 130. 전극
140. 절연체 150. 냉각수 가열 케이스
152. 냉각수 유동공간 150a. 냉각수 유입구
150b. 온수 유출구 150c. 내통공
150d. 내통관 150e. 수밀패킹
150f. 냉각수 유동 저해편 160. 밀폐커버
162. 수밀패킹 170. 전극보호패킹100. Coolant heater 110. PTC guide
112. Electrode seating part 114. PTC element coupling hole
120. PTC device 130. Electrode
140. Insulator 150. Cooling water heating case
152. Coolant flow space 150a. Cooling water inlet
150b. Hot water outlet 150c. Through-hole
150d. Inner clearance 150e. Watertight packing
150f. Coolant flow impairment 160. Airtight cover
162. Watertight packing 170. Electrode protection packing

Claims (12)

상하부면 상에 다수 열의 전극 안착부가 형성되어지되 각각의 상기 전극 안착부에 일정간격으로 다수의 PTC 소자 결합공이 형성된 PTC 가이드;
상기 PTC 가이드의 PTC 소자 결합공 각각에 결합되어 전원의 인가에 의해 요구온도까지 발열하는 PTC 소자;
상기 PTC 가이드의 상하부측 전극 안착부 각각에 안착 결합되어지되 일단은 상기 PTC 가이드의 선단으로 노출되어 결합되는 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극;
상기 전극이 상하로 안착 결합된 상기 PTC 가이드의 상하 각각으로 결합되는 절연체;
상기 상하 절연체 중 상부측 절연체의 상부면과 하부측 절연체의 하부면 각각에 면접촉되어 고정수단을 통해 상기 PTC 소자와 전극이 결합된 PTC 가이드의 상하부면에 내통되게 결합되어지되 내부의 냉각수 유동공간으로 냉각수의 유동이 이루어지는 가운데 상기 PTC 소자의 발열에 의한 냉각수의 가열이 이루어지는 알루미늄 재질의 냉각수 가열 케이스;
상기 상하 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 상부면과 하부측 냉각수 가열 케이스 하부면 각각에 결합되어 상기 냉각수 가열 케이스 각각의 냉각수 유동공간을 밀폐시키는 밀폐커버; 및
상기 PTC 가이드의 둘레면 상에 결합되어 상기 냉각수 가열 케이스의 고정에 따른 상하의 상기 절연체 사이에 고정되는 전극보호패킹을 포함한 구성으로 이루어진 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.A PTC guide having a plurality of rows of electrode seats formed on upper and lower surfaces thereof, the plurality of PTC device coupling holes being formed at predetermined intervals on each of the electrode seats;
A PTC element coupled to each PTC element coupling hole of the PTC guide and generating heat to a required temperature by application of a power source;
A positive (+) electrode and a negative (−) electrode coupled to each of the upper and lower electrode seating portions of the PTC guide, one end of the PTC guide being exposed to the front end of the PTC guide;
An insulator coupled to each of the upper and lower sides of the PTC guide in which the electrodes are seated and coupled up and down;
The upper and lower insulators are in surface contact with each of the upper surface and the lower surface of the lower insulator are coupled to the upper and lower surfaces of the PTC guide coupled to the PTC element and the electrode through a fixing means, but the internal coolant flow space A cooling water heating case made of aluminum in which cooling water is heated by heat generation of the PTC element while the cooling water flows;
An airtight cover coupled to an upper surface of an upper cooling water heating case and a lower surface of a lower cooling water heating case of the upper and lower cooling water heating cases to seal a cooling water flow space of each of the cooling water heating cases; And
Vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element made of a configuration including an electrode protection packing coupled to the circumferential surface of the PTC guide is fixed between the upper and lower insulators according to the fixing of the cooling water heating case. 제 1 항에 있어서, 상기 PTC 가이드의 상하부측 전극 안착부 각각에 안착 결합되어 일단이 상기 PTC 가이드의 선단으로 노출되는 상기 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극의 일단은 상기 전극보호패킹의 상하단으로 분리되어 상기 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극 상호간의 쇼트가 발생되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 1, wherein one end of the positive electrode and the negative electrode, which is seated and coupled to each of the upper and lower electrode seating portions of the PTC guide, and has one end exposed to the tip of the PTC guide, Vehicle cooling water heating apparatus using a PTC device characterized in that the upper and lower ends are separated so that the short between the positive (+) electrode and the negative (-) electrode does not occur. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각수 가열 케이스의 고정수단은 상하부측 냉각수 가열 케이스 각각의 둘레에 상호 대응하여 일정 간격으로 다수 형성되어지되 각각에는 나사공이 상하로 관통 형성된 나사 고정편; 및
상기 상하로 대응 일치된 나사 고정편의 나사공 상에 체결하여 상하의 상기 냉각수 가열 케이스 사이에 상기 PTC 소자와 전극이 결합된 PTC 가이드를 고정시키는 체결볼트와 너트의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.According to claim 2, The fixing means of the cooling water heating case is formed in a plurality at regular intervals corresponding to each of the circumference of the upper and lower side cooling water heating case, each of the screw fixing piece formed through the threaded hole up and down; And
And a fastening bolt and a nut configured to fasten onto a screw hole of the screw fixing piece corresponding to the upper and lower sides so as to fix the PTC guide coupled with the PTC element and the electrode between the upper and lower cooling water heating cases. Vehicle cooling water heater used. 제 3 항에 있어서, 상기 냉각수 가열 케이스와 밀폐커버의 접촉면 사이에 구성되어 냉각수의 수밀이 이루어지도록 하는 수밀패킹이 더 구비된 것을 특징으로하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.4. The vehicle cooling water heating apparatus according to claim 3, further comprising a watertight packing configured between the cooling water heating case and the contact surface of the airtight cover to achieve watertightness of the cooling water. 제 4 항에 있어서, 상기 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 또는 하부측 냉각수 가열 케이스의 일측에는 냉각수의 유입이 이루어지는 냉각수 유입구가 형성되는 한편, 하부측 냉각수 가열 케이스 또는 상부측 냉각수 가열 케이스의 일측에는 가열된 온수의 유출이 이루어지는 온수 유출구가 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The cooling water inlet of claim 4, wherein one side of the upper cooling water heating case or the lower cooling water heating case of the cooling water heating case is formed with a cooling water inlet through which the cooling water is introduced, and one side of the lower cooling water heating case or the upper cooling water heating case. Cooling water heating device for a vehicle using a PTC element, characterized in that the hot water outlet formed by the flow of the heated hot water is formed. 제 5 항에 있어서, 상기 상하부측 냉각수 가열 케이스를 내통되게 하는 구성은 상기 냉각수 가열 케이스 중 상부측 냉각수 가열 케이스 또는 하부측 냉각수 가열 케이스의 냉각수 유동공간 바닥면 상에 형성되는 내통공;
상기 내통공에 대응하여 상기 냉각수 가열 케이스 중 하부측 냉각수 가열 케이스 또는 상부측 냉각수 가열 케이스의 냉각수 유동공간 바닥면 하부로 돌출 형성되어 상기 내통공에 삽입 결합되는 내통관; 및
상기 내통공과 내통관 사이에 결합되어 수밀이 이루어지도록 하는 수밀패킹의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 5, wherein the configuration for allowing the upper and lower side cooling water heating case to be in the inner cylinder hole formed on the bottom surface of the cooling water flow space of the upper cooling water heating case or the lower cooling water heating case of the cooling water heating case;
An inner tube formed to protrude into a lower surface of a cooling water flow space of a lower cooling water heating case or an upper cooling water heating case of the cooling water heating case to be inserted into and coupled to the inner cylinder corresponding to the inner through hole; And
Cooling water heating device for a vehicle using a PTC element, characterized in that the watertight packing is configured to be coupled between the inner through-hole and the inner tube to achieve a watertight. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상하 냉각수 가열 케이스 각각의 냉각수 유동공간 바닥면에는 냉각수의 유동을 저해하여 냉각수의 유동속도를 저하시키는 한편 냉각수와의 넓은 접촉면적을 제공하는 냉각수 유동 저해편이 일정간격으로 더 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The cooling water flow space bottom surface of each of the upper and lower cooling water heating cases reduces the flow rate of the cooling water and provides a large contact area with the cooling water. Coolant flow inhibiting piece is a vehicle cooling water heating apparatus using a PTC element, characterized in that further formed at a predetermined interval. 제 7 항에 있어서, 상기 냉각수 유동 저해편의 높이는 상기 냉각수 가열 케이스의 냉각수 유동공간의 깊이에 비해 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the height of the cooling water flow inhibiting piece is lower than the depth of the cooling water flow space of the cooling water heating case. 제 8 항에 있어서, 상기 냉각수 유동 저해편은 격자 형태로 형성된 것을 특징으로하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.9. The vehicle cooling water heating apparatus according to claim 8, wherein the cooling water flow inhibiting piece is formed in a lattice form. 제 8 항에 있어서, 상기 냉각수 유동 저해편은 냉각수의 유입 방향과 온수의 유출방향에 대하여 직각방향으로 형성되어지되 동일 선상에 일정간격으로 다수 형성된 배열이 다수 열로 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 8, wherein the coolant flow inhibiting piece is formed in a direction perpendicular to the inflow direction of the coolant and the outflow direction of the hot water, but a plurality of arrays formed at a predetermined interval on the same line formed using a plurality of PTC elements Automotive cooling water heater. 제 8 항에 있어서, 상기 냉각수 유동 저해편은 냉각수의 유입 방향과 온수의 유출방향에 대하여 직각방향으로 형성되어지되 유입된 냉각수 및 가열된 온수가 지그재그 형태로 유동되도록 하는 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 8, wherein the coolant flow inhibiting piece is formed in a direction perpendicular to the inflow direction of the coolant and the outflow direction of the hot water, but is formed in a form such that the introduced coolant and heated hot water flows in a zigzag form. Automotive cooling water heater using PTC element. 제 8 항에 있어서, 상기 냉각수 유동 저해편은 냉각수와 온수의 유동방향으로 확장되는 "V" 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치.The vehicle cooling water heating apparatus of claim 8, wherein the cooling water flow inhibiting piece is formed in a “V” shape extending in a flow direction of the cooling water and the hot water.
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