KR101832636B1

KR101832636B1 - 자동차용 전기 열적 유체 조절 장치와 대응 난방 및/또는 공조 설비

Info

Publication number: KR101832636B1
Application number: KR1020167012045A
Authority: KR
Inventors: 프레데릭 피에롱; 호세 르보르뉴; 로랑 텔리에
Original assignee: 발레오 시스템므 떼르미끄
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2018-02-26
Also published as: FR3012872B1; KR20160067954A; EP3066397A1; WO2015067454A1; FR3012872A1; JP2016536197A; US20160288620A1; CN105899888A

Abstract

본 발명은 자동차용 전기 열적 유체 조절 장치(1)에 관한 것으로서, 이 장치는 적어도 2개의 열적 모듈(3a, 3b)을 포함하되, 이들 열적 모듈은 그들의 안쪽에서 공통 방향으로 평행한 유체 흐름이 생성되도록 배치되며, 열적 모듈(3a, 3b)은 인클로저(13a, 13b) 및 코어(11a, 11b)를 포함하며, 코어는 코어(11a, 11b)와 인클로저(13a, 13b) 사이에 유체의 안내 회로(15a, 15b)가 규정되도록 인클로저(13a, 13b) 안쪽에 배치된다. 본 발명에 따르면, 열적 모듈(3a, 3b)의 코어(11a, 11b)는 안내 회로(15a, 15b) 내에서 흐를 수 있는 유체와 전기 가열 수단(17) 간의 열 전달이 수행될 수 있도록 유체를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 수단(17)을 포함한다.

Description

자동차용 전기 열적 유체 조절 장치와 대응 난방 및/또는 공조 설비{ELECTRIC THERMAL FLUID CONDITIONING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE AND CORRESPONDING HEATING AND/OR AIR-CONDITIONING FACILITY}

본 발명은 자동차용 유체를 열적으로 조절하기 위한 전기 장치에 관한 것이다. 특히, 이 전기 장치는 전기 가열 장치(electric heating device)이다. 본 발명은 차량의 난방 및/또는 공조 시스템(heating and/or air-conditioning systems)에 특히 적용될 수 있다.

통상적으로, 자동차의 객실을 가열하거나 서리 또는 얼음을 제거(demisting or de-icing)하기 위한 공기는 열교환기를 통과하는 기류(air flow)에 의해서, 더 정확하게는 기류와 유체 간의 열 교환에 의해서 재가열된다. 유체는 일반적으로 열기관(heat engine)의 경우 냉각 유체(cooling fluid)이다.

하지만, 이 같은 가열 방법은 차량의 객실을 신속하고도 효율적으로 가열하기에는, 특히, 매우 추운 환경에서 차량을 이용하기 전이나 급속히 온도를 올려야 할 때 객실을 재가열하거나 서리 또는 얼음을 제거하기에는 부적합하거나 불충분할 수도 있다.

또한, 전기 자동차의 경우, 가열 기능은 열 교환기의 냉각 유체 순환에 의해 더 이상 수행되지 않는다. 따라서, 객실을 가열하기 위해 물 회로(water circuit)를 생각해 볼 수도 있다. 그러나, 이 가열 방법도 차량 객실을 신속하고도 효율적으로 가열하기에는 부적합하거나 불충분할 수도 있다.

또한, 부가적인 물 회로의 용적 및 비용을 줄이기 위해, 전기 자동차에서는, 히트 펌프(heat pump)로서 작동하는 공조 루프(air-conditioning loop)를 사용하는 것도 알려져 있다. 따라서, 통상적으로는 기류가 냉각 유체에 의해 냉각될 수 있게 하는 공조 루프를 이 경우에는 기류의 재가열에 사용한다. 이를 위해서는, 공조 루프의 증발기(evaporator)를 응축기(condenser)로서 사용하는 것이 편리하다.

그러나, 이 가열 방법도 부적합하거나 불충분할 수도 있다. 실제로, 히트 펌프로서 작동시 공조 루프의 성능은 외부 온도 조건에 의존한다. 예로서, 외부 공기가 매우 낮은 온도일 때, 이 공기는 열 에너지 원(source)으로서 사용될 수 없다.

종래 기술의 이러한 결점을 극복하기 위해서, 하나의 공지된 해결책에서는, 열교환기, 물 회로 또는 공조 루프에 유체를 열적으로 조절하기 위한 전기 장치 예로서 전기 가열 장치를 추가한다.

이러한 전기 가열 장치는 열 기관의 냉각액, 전기차의 객실 가열을 위한 물 회로의 물 또는 공조 루프의 냉각 유체와 같은 유체를 상류에서 가열하는데 적합할 수도 있다.

공지된 방식에서, 유체를 열적으로 조절하기 위한 추가의 전기 장치는 예로서 가열될 유체(피가열 유체)와 접촉하는 하나 이상의 열적 모듈(thermal module)을 포함한다.

보다 구체적으로는, 열적 모듈은 코어와 이 코어를 둘러싸는 원통형 인클로저(enclosure) 형태의 가열 요소를 포함하여, 코어와 원통형 인클로저 사이에 안내 회로(guide circuit)가 규정되도록 한다. 원통형 인클로저는 열 에너지 원이다.

공지된 해결책에 따르면, 가열 요소는 그 가열 요소의 외면에 저항성 트랙(resistive track) 형태로 실크-스크린(silk-screen) 인쇄에 의해 생성된 하나 이상의 가열 저항과 같은 전기 가열 수단을 가진다.

그러나, 코어와 원통형 인클로저 사이에 규정된 안내 회로 내에서의 축 방향 유체 흐름으로 인해, 원통형 인클로저와 유체 간의 열 전달이 감소된다.

따라서, 코어와 가열 요소 사이에 흐르는 유체와 가열 요소 간의 열 교환 효율을 향상시키기 위해서는, 원통형 인클로저 형태 가열 요소의 축에 평행한 유체 흐름을 피하는 것이 바람직하다.

하나의 공지된 해결책에서는, 안내 회로 내에서 흐르는 유체가 나선 이동(helical movement)을 하게 한다. 이렇게 함으로써, 원통형 인클로저 형태 가열 요소와 원통형 인클로저 안쪽에서 흐르는 유체 간의 열 교환이 증가된다.

이를 위하여, 외면 상에 실질적으로 나선형 홈을 가진 코어를 제공하는 것이 제안되어 왔다. 나선형 홈은 유체의 소용돌이(swirling)에 의해 열 전달이 증가될 수 있게 한다. 그러나, 이러한 해결책에 따르면, 유체 안내 회로 입구에서의 속도 균일성이 떨어지고 수두 손실(head loss)이 높아지게 된다. 따라서, 코어의 설계가 복잡해 진다.

또한, 전기 가열 장치의 열 효율을 개선하기 위해 수 개의 열적 모듈 예로서 2개의 열적 모듈을 나란히 배치한 전기 가열 장치의 경우에는, 전기 가열 장치의 열적 모듈들 간의 유량 및 유체 온도가 평형을 이루게 하는 것이 중요하다.

본 발명의 목적은 간단한 방식으로 열적 성능을 개선시킬 수 있는 유체 열적 조절 장치를 제안하여 종래 기술의 단점들을 적어도 일부 극복하고자 하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차용 유체를 열적으로 조절하기 위한 전기 장치에 관한 것으로서, 이 전기 장치는 적어도 2개의 열적 모듈을 포함하되, 이 2개의 열적 모듈은 그들의 안쪽에서 공통 방향으로 평행한 유체 흐름이 생성되도록 배치되며, 열적 모듈은

인클로저 및

코어

를 포함하며, 코어는 코어와 인클로저 사이에 유체의 안내 회로가 규정되도록 인클로저 안쪽에 배치됨에 있어서,

열적 모듈의 코어는 유체를 가열하기 위한 적어도 하나의 전기 수단을 포함하여, 안내 회로 내에서 흐를 수 있는 유체와 전기 가열 수단 간의 열 전달이 수행될 수 있도록 한다.

따라서, 피가열 유체의 안내 회로 내에 전기 가열 수단이 잠기게 한 그러한 열적 조절 장치로 유체를 가열하면, 열 전달이 개선될 수 있어, 전기 가열 수단을 유체 안내 회로의 바깥쪽에서 인클로저 상에 배치하는 종래의 해결책보다 성능이 좋아지게 된다.

또한, 두 열적 모듈 내에서의 유량이 균일하게 된다.

본 발명의 한가지 양상에 따르면, 코어는 전기 가열 수단의 지지체를 포함하고, 이 지지체는 세라믹 재료와 같은 전기 절연 및 열 전도 재료로 만들어진다.

한 실시 형태의 예에 따르면, 전기 가열 수단은 적어도 하나의 저항성 트랙을 포함하며, 코어는 저항성 트랙 상에 배치되고 세라믹 재료와 같은 전기 절연 및 열 전도 재료로 만들어진 보호 필름을 포함한다.

보호 필름은 전기 가열 수단의 지지체와 동일한 재료로 만들어진다.

따라서, 이 같은 코어는 전기 가열 수단이 피가열 유체의 회로 내에 설치될 수 있게 하고 유체에 대해 전기적으로 절연될 수 있게 하면서도 열적 성능이 변하지 않게 하는데, 그 이유는 가열된 유체에 대한 전기 가열 수단의 열 전도율이 증가되도록 돕기 때문이다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 코어는 제각기 2개의 단자를 가지며, 이들 단자는 관련 전기 가열 수단을 제어하기 위한 수단에 접속되고 대응 코어의 지지체의 재료에 오버몰딩될 수 있다. 따라서, 코어 상에 실장된 전기 가열 수단을 제어 수단에 접속시키기 위한 인터페이스 또는 부가적인 케이블을 제공할 필요가 없다.

실제로, 코어를 각 지지체의 재료에 오버몰딩된 단자를 통해 전기 가열 수단의 제어 수단에 직접 접속시켜 전기 가열 수단에 전류가 전달될 수 있도록 할 수도 있다.

전기 장치는 또한 두 열적 모듈의 코어를 가열하기 위한 전기 수단이 공통의 제어 수단에 전기적으로 연결되는 특징, 제어 수단이 적어도 한 코어의 일 단부에 대해 맞은 편에 배치되는 특징 및 인클로저가 대응 코어를 수납하기 위한 적어도 2개의 시트를 가진 단일 블록의 형태로 만들어지는 특징 중의 어느 하나 또는 조합으로 생각되는 하나 이상의 특징을 갖는다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전기 장치는 유체 안내 회로와 제각기 연통하며 종축을 따라 전기 장치의 양쪽에 서로 반대편에 배치된 적어도 하나의 유체 입구 파이프 및 적어도 하나의 유체 출구 파이프를 포함한다. 이같이 전기 장치의 양쪽에 유체 입구 파이프 및 유체 출구 파이프를 서로 반대편에 배치함으로써, 전기 장치는 자동차에 용이하게 설치될 수 있다.

또한, 이 같은 배치에 따라, 두 열적 모듈의 안내 회로 내에서 유체가 공통 방향으로 흐를 수 있게 된다. 전기 장치를 자동차에 설치할 때에 그 같은 방향을 바닥으로부터 위로 향하는 방향으로 하면, 유체 안내 회로 내에 기포가 형성될 위험성 및 열적 모듈의 성능이 변하게 될 위험성이 감소된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 유체를 열적으로 조절하기 위한 전기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 난방 및/또는 공조 설비에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 비제한적인 예로서 제공되고 첨부 도면들로부터 제공되는 아래의 설명으로부터 보다 명확해 질 것이다.

도 1은 자동차용 유체 전기 가열 장치를 개략적이고 단순한 형태로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 가열 장치의 분해도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 가열 장치의 단면도이다.

이들 도면에서, 동일한 요소는 동일한 부호를 갖는다.

도 1에는 유체를 열적으로 조절하기 위한 열적 조절 장치(1)가 도시되는데, 이 장치는 예로서 자동차의 난방 및/또는 공조 설비에 사용되는 유체 전기 가열 장치이다.

상기 열적 조절 장치(1)는, 예를 들어, 객실을 가열하기 위한 차량의 유체 가열 회로 내에 배치된, 유체의 가열을 허용하는 추가적인 가열 장치이다.

일 예에 따르면, 열적 조절 장치(1)는 냉각 유체를 가열하도록 히트 펌프로서 작동할 수 있는 공조 루프의 열 교환기의 상류에 배치된다.

다른 예에 따르면, 열적 조절 장치(1)는 열 전달 유체로서 열 기관의 냉각 유체를 사용하는 열 교환기의 상류에 배치된다.

이러한 열적 조절 장치(1)는 전기 추진 또는 하이브리드 차량(electrically propelled or hybrid vehicle)의 배터리 팩(battery pack) 또는 연료 전지(fuel cell)라고도 종종 언급되는 전기 에너지 저장 장치의 열적 조절을 위해 마련된 열 교환기의 상류에 제공될 수도 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 열적 조절 장치(1)를 상세하게 설명하겠다.

열적 조절 장치(1)는 적어도 하나의 제 1 열적 모듈(3a) 및 제 2 열적 모듈(3b)을 포함한다. 물론, 열적 조절 장치(1)는 필요에 따라 2개 초과의 열적 모듈(3a, 3b)을 포함할 수도 있다.

열적 모듈(3a, 3b)의 전력 공급을 제어하기 위해, 열적 조절 장치(1)는 적어도 하나의 제어 수단(5)을 또한 포함한다. 여기서 설명하는 실시 형태에 따르면, 열적 조절 장치(1)는 2개의 열적 모듈(3a, 3b)의 전력 공급을 제어하기 위한 공통의 제어 수단(5)을 포함한다.

또한, 도시된 열적 조절 장치(1)는 유체 입구(7)와 유체 출구(9)를 추가로 포함한다.

열적 모듈(3a, 3b)은 동일할 수도 있다.

도 2 및 3에 도시된 실시 형태에 따른 2개의 열적 모듈(3a, 3b)은 실질적으로 평행하게 나란히 배치된다. 이같은 나란한 배치 때문에, 길이 방향에서의 가열 장치(1)의 용적이 감소될 수도 있다. 이 같은 배치에 의해, 열적 조절 관성(thermal conditioning inertia)이 제한적이고 수두 손실이 적게 된다.

또한, 2개의 열적 모듈(3a, 3b)은 그들 2개의 열적 모듈(3a, 3b) 안쪽에서 공통 방향으로 평행한 유체 흐름이 생성되도록 배치된다. 예로서, 유체는 도 1 내지 3에 도시된 레이아웃(layout)에 따라 바닥으로부터 위로 향해 2개의 열적 모듈(3a, 3b) 내에서 흐를 수 있다.

이 같은 배치는 특히 중요한데, 이는 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)이 유체 흐름의 면에서 독립적이기 때문이다. 따라서, 예를 들어, 2개의 열적 모듈(3a, 3b) 중의 하나가 오작동해도, 다른 열적 모듈의 성능이 영향을 받지 않는다. 따라서, 유체가 먼저 한 열적 모듈 내에서 흐른 다음에 다른 열적 모듈 내에서 흐르게 하는 종래 기술의 해결책들과는 달리, 제 1 열적 모듈의 오작동으로 인해 제 2 열적 모듈의 성능이 손실을 입지 않는다.

또한, 도 3에 개략적으로 도시한 바와 같이 유체가 바닥으로부터 위로 향해 흐르면, 관련 열적 모듈(들)의 과열을 초래할 위험이 있는 기포(air bubble)가 열적 모듈(들) 내에 형성되는 것이 방지될 수 있다.

도 3을 참조하면, 열적 모듈(3a, 3b)은 제각기 코어(11a, 11b) 및 관련 코어(11a 11b)를 에워싸는 인클로저(13a, 13b)를 포함한다. 코어(11a, 11b)는 따라서 그와 관련된 인클로저(13a, 13b)의 안쪽에 배치된다. 코어(11a, 11b)는 제각기 중앙 코어(11a, 11b)이다.

중앙 코어(11a, 11b) 및 관련 인클로저(13a, 13b)는 제각기 예로서 중앙 코어(11a 또는 11b)와 관련 인클로저(13a 또는 13b) 사이에 피가열 유체의 안내 회로(15a, 15b)를 규정한다. 따라서, 중앙 코어(11a 또는 11b)의 외면과 관련 인클로저(13a 및 13b)의 내면에 의해서, 예를 들어, 피가열 유체의 유량이 규정된다.

코어(11a 및 11b)는 예를 들어 실질적으로 원통형이며 종축(A)을 따라 연장한다.

코어(11a, 11b)는 실질적으로 일정한 단면 또는 테이퍼(tapered) 단면을 가질 수도 있다. 중앙 코어(11a, 11b)의 단면이 실질적으로 일정한 경우, 유체는 관련 안내 회로(15a, 15b) 내에서 일정한 속도로 흐를 수 있다. 반면에, 테이퍼 단면의 경우에는, 유체 속도가 안내 회로(15a, 15b)를 따라 변경될 수 있다.

열적 모듈(3a, 3b)의 코어(11a 또는 11b)는 설명한 예에 따르면 길이 방향으로 2개의 대향 양단부를 갖는데, 제 1 단부는 유체 입구 측에 배치되고 대향하는 제 2 단부는 유제 출구측에 배치된다.

본 발명에 따르면, 코어(11a, 11b)는 제각기 전기 가열 수단(17)을 갖는다. 이 전기 가열 수단(17)은 제어 수단(5)에 의해 제어되어, 안내 회로(15a 또는 15b) 내에 흐르는 유체가 코어(11a, 11b)와 그 코어(11a, 11b)가 잠겨 있는 유체 간의 열 교환에 의해서 가열되도록 한다.

그러므로, 안내 회로(15a, 15b)는 코어(11a 또는 11b)를 가열하기 위한 하나 이상의 전기 가열 수단(17)의 둘레에 제공된다. 따라서, 안내 회로(15a 또는 15b) 내에 흐르는 피가열 유체 중에 전기 가열 수단(17)이 잠기는 것에 의해서 가열이 수행된다. 이 실시 형태에서는, 전기 가열 수단(17)이 생성하는 열이 피가열 유체로 직접 전달됨으로써, 열 손실이 최소화되고 열적 조절 장치(1)의 열적 관성이 감소된다. 유체는 급속히 가열될 수도 있다.

또한, 코어(11a 또는 11b)의 외면은 홈이 없는 상태로, 종축(A)에 평행한 축방향 안내 회로를 규정할 수도 있다.

실제로, 피가열 유체 중에 전기 가열 수단(17)을 잠기게 하는 것에 의해 열 전달의 개선을 이미 보장하기 때문에, 열 전달을 개선하기 위해 예로서 유체의 나선형 흐름을 더이상 제공할 필요가 없다.

또한, 코어(11a, 11b)의 각각은 예로서 전기 가열 수단(17)을 위한 지지체(19)를 갖는다.

지지체(19)는 예로서 전술한 바와 같이 가열을 수행하기 위해 열적 조절 장치(1) 내에 전기 가열 수단(17)을 배치할 수 있게 하는 역할을 한다.

지지체(19)는 전기 절연성지만 열 전도성인 재료로 만들어진다.

지지체(19)는 몸체(body)(21) 및 이 몸체(21)의 일 단부에 있는, 보다 정확하게는, 코어(11a, 11b)의 제 1 단부 영역에 있는 기부 또는 시트(23)(base or seat)를 가질 수도 있다.

기부(23)는, 도시된 예에서, 유체 입구(7)가 위치되는 쪽에 배치된다.

몸체(21)는 실질적으로 원통형 형상을 가질 수도 있으며, 기부는 예로서 실질적으로 원형 형상을 가질 수도 있다. 몸체(21)는 예를 들면 중실형 실린더(solid cylinder)와 같은 예로서 중실형 몸체이다.

전기 가열 수단(17)은 지지체(19) 상에 형성된, 더 정확하게는 지지체(19)의 몸체(21) 상에 형성된 적어도 하나의 전기 저항성 트랙을 가질 수도 있다.

또한, 여기서 설명하는 실시 형태에 따르면, 코어(11a, 11b)의 각각은 전기 저항성 트랙 상에 배치된 보호 필름(도면에서는 보이지 않음)을 가진다. 이 보호 필름은 저항성 트랙(들)을 보호하기 위해 지지체(19) 둘레에 감겨진, 예를 들면 가요성 필름이다. 이 보호 필름은 열 전도성 및 전기 절연성의 재료로 만들어진다. 바람직하게는, 이 재료는 지지체(19)의 재료와 동일한 재료로서, 예로서 세라믹 재료이다.

지지체(19)와 보호 필름은 코어(11a, 11b) 둘레의 유체와 전기 가열 수단(17) 간의 열 전달을 지원하는 부가적인 기능을 갖는다.

코어(11a 또는 11b)를 형성하는 어셈블리(assembly), 즉, 지지체(19)와 저항성 트랙 상에 배치된 보호 필름은 오븐 내에서의 처리를 통해 함께 고정시킬 수도 있다.

코어(11a 또는 11b)는 또한 전기 가열 수단(17)을, 제어 수단(5)을 통해 전위에 접속시키기 위한 2개의 단자(25)를 포함한다. 따라서, 단자(25)는 전기 가열 수단(17)에 전류를 전달할 수 있다.

단자(25)는 제어 수단(5)에 예로서 클립핑(clipping)될 수 있는 가요성 설편(tongues) 또는 제어 수단(5)에 예로서 납땜될 수 있는 접속 와이어의 형태로 설계할 수도 있다.

도 3에 도시된 예에서는, 단자(25)가 지지체(19)의 기부(23)로부터 돌출된다.

단자(25)는 지지체(19)의 재료(예를 들면 세라믹 재료)에, 예를 들면 오버몰딩(overmolding)되거나 제어 수단(5)에 직접 접속될 수도 있다. 이렇게 함으로써, 배선이 단순화된다. 지지체(19)는 전기 가열 수단(17)과 제어 수단(5)을 단자(25)를 통해 상호 접속시키는 역할을 한다.

따라서, 코어(11a, 11b)는 전기 가열 수단(17)을 지지하며 전기 가열 수단(17)과 제어 수단(5)을 확실하게 연결하는 단자를 지지하고 보호하는 기계적 기능을 수행함과 동시에, 유체 안내 회로(15a, 15b)에 대해 전기 가열 수단(17)을 전기적으로 절연시키는 기능과, 유체에 대한 전기 가열 수단(17)의 열 전도율을 보장하는 기능을 동시적으로 수행한다.

또한, 코어(11a 및 11b)를 제각기 둘러싸는 인클로저(13a, 13b)에 관련하여, 제 1 열적 모듈(3a)의 인클로저(13a)는 제 2 열적 모듈(3b)의 인클로저(13b)와 일체로 제조할 수도 있다.

따라서, 도 2에서 보다 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 두 인클로저(13a, 13b)는 관련 코어(11a 또는 11b)를 제각기 수납하기 위한 2개의 시트(seats)(29a 및 29b)를 가진 단일 블록(27)(block)을 형성한다.

제어 수단(5)에 관해서는, 제어 수단을 열적 모듈(3a 및 3b)의 코어(11a 및 11b)의 단자(25)에 대해 맞은 편에 배치한다.

따라서, 도시된 예에 따르면, 제어 수단(5)은 전기 가열 수단(17)을 지지하는 지지체(19)의 종방향 단부에 각기 배치되는 기부(23)의 맞은 편에 배치된다. 이 경우에 있어서, 제어 수단(5)은 코어(11a, 11b)의 제 1 단부에 대해 맞은 편에 위치하게 된다.

물론, 예로서 열적 조절 장치(1)의 한 쪽에 제어 수단의 다른 배치도 생각해 볼 수 있을 것이다.

제어 수단(5)은 PCB(인쇄 회로 기판)(31)와 같은 적어도 하나의 전기 회로 기판을 포함할 수도 있다. 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)의 코어(11a 및 11b)의 단자(25)는, 도 3에 도시된 예에 따르면, 공통의 제어 수단(5)에 특히 동일 전기 회로 기판(31)에 접속된다.

제어 수단(5)은, 특히, 전기 회로 기판(31) 상에 실장된 전자 및/또는 전기 부품을 포함한다. 이들 전자 및/또는 전기 부품은 예를 들면 마이크로콘트롤러(micro-controller)와 코어(11a 및 11b)의 저항성 트랙에 연결된 전기 접점을 포함할 수도 있다. 전기 회로 기판(31)은 적어도 하나의 전원 및 신호 커넥터(33)를 또한 포함할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 열적 조절 장치(1)는 도 3에 백색 화살표로 개략적으로 표시한 유체의 유입을 위한 적어도 하나의 유체 입구(7)와, 도 3에 흑색 화살표로 개략적으로 표시한 유체를 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출구(9)를 또한 포함한다.

도시된 예에 따르면, 유체 입구(7)는 유체 입구 하우징(35)을 포함한다.

유체 입구 하우징(35)은 인클로저(13a, 13b)에, 더 정확하게는, 두 코어(11a 및 11b)를 수납하는 단일 블록(27)에 고정된다. 유체 입구 하우징(35)과 인클로저(13a 및 13b) 사이에는 하나 이상의 밀봉(sealing) 수단(36)을 배치할 수도 있다(도 3 참조).

또한, 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)의 코어(11a 및 11b)의 각 기부(23)는 예로서 유체 입구 하우징(35)에 고정된다. 유체 입구 하우징(35)과 코어(11a, 11b)의 기부(23) 사이에는 하나 이상의 밀봉 수단(37)을 배치할 수도 있다.

또한, 유체 입구 하우징(35)에는 유체 입구 파이프(38)가 또한 제공된다. 유체 입구 파이프(38)는 2개의 열적 모듈(3a, 3b)에 유체를 공통으로 공급할 수도 있다. 유체 입구 파이프(38)는 예로서 유체 입구 하우징(35)으로부터 돌출하는 식으로 배치된다. 유체 입구 파이프(38)는 예로서 열적 모듈(3a, 3b)의 종축(A)을 중심으로 해서 반경 방향으로 연장된다.

도시된 예에서, 유체 입구 하우징(35)은 유체 입구 파이프(38)와 유체적으로 연통 관계의, 또한 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)의 안내 회로(15a 및 15b)와 유체적으로 연통 관계의 유체 입구 덕트(duct)(39)를 가진다. 이에 따라, 도 3에 화살표로 개략적으로 도시한 바와 같이, 유체 입구 파이프(38)로부터 안내 회로(15a 및 15b) 내로 유체가 흐를 수 있게 된다.

열적 조절 장치(1)는 또한 유체 입구 하우징(35)에 고정되는 커버(41)를 포함한다. 제어 수단(5)은 예로서 유체 입구 하우징(35)과 커버(41) 사이에 배치된다. 커버(41)는 제어 수단(5)의 보호 커버로서의 역할을 한다. 이 커버(41)는 예로서 전원 및 신호 커넥터(33)가 삽입될 수 있게 하는 개구를 갖는다.

유사하게, 열적 모듈(3a, 3b)의 안내 회로(15a 및 15b)와 유체 연통 관계의 유체 출구 파이프(43)가 유체 배출을 위해 제공될 수도 있다. 따라서, 유체 입구 하우징(35)으로부터의 유체는 유체 입구 덕트(39) 내로 흘러 들어 가고, 그 다음에 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)의 유체 안내 회로(15a, 15b) 내로 흘러 들어 가며, 그 다음에 유체 출구 파이프(43)를 통해 배출된다.

도시된 예에서, 유체 출구 파이프(43)는 열적 모듈(3a, 3b)의 종축(A)에 실질적으로 수직하도록 배치된다.

또한, 유체 입구 파이프(38) 및 유체 출구 파이프(43)는 장치(1)의 대향하는 양쪽에 배치될 수도 있다. 물론, 예로서, 장치(1)의 동일한 쪽에 유체 입구 파이프(38) 및 유체 출구 파이프(43)를 갖는 다른 배치도 가능하다.

이렇게 설계된 열적 조절 장치(1)는 종래 기술의 해결책에 비해 수두 손실이 제한적으로 되게 하고 용적이 작게 되도록 할 수 있으면서도, 열 전달은 증가시킨다. 실제, 예로서 저항성 트랙 형태로 구현되는 전기 가열 수단(17)에 의해서 생성되는 열은 코어(11a 또는 11b)가 잠겨 있는 유체로 직접 전달된다.

또한, 예를 들어, 전기 장치를 자동차에 설치한 상태에서 바닥으로부터 위로 향하는 공통 방향의 평행한 유체 흐름은 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)에서 유량이 균일하게 될 수 있도록 하며, 또한 특히 2개의 열적 모듈(3a 및 3b)의 유체 안내 회로(15a 및 15b) 내에서 기포 형성이 회피될 수 있도록 한다.

Claims

자동차용 유체를 열적으로 조절하기 위한 전기 장치(1)로서, 상기 전기 장치(1)는, 적어도 2개의 열적 모듈(3a, 3b)로서, 상기 열적 모듈(3a, 3b)의 안쪽에서 공통 방향으로 평행한 유체 흐름이 생성되도록 배치되는, 상기 적어도 2개의 열적 모듈(3a, 3b)을 갖는 단일 블록(27)과; 상기 단일 블록(27)의 일 단부에 연결되고, 유체 입구 파이프(38)를 포함하며, 상기 단일 블록(27)의 일 단부에 상기 유체 입구 파이프(38)를 통해 유입되는 유체를 상기 적어도 2개의 열적 모듈(3a, 3b)에 공급하도록 구성된 유체 입구 하우징(35)을 포함하는, 전기 장치(1)에 있어서,
상기 열적 모듈(3a, 3b)은 인클로저(13a, 13b) 및 코어(11a, 11b)를 포함하며, 상기 코어(11a, 11b)는 상기 코어(11a, 11b)와 상기 인클로저(13a, 13b) 사이에 유체의 안내 회로(15a, 15b)가 규정되도록 상기 인클로저(13a, 13b) 안쪽에 배치되며,
상기 열적 모듈(3a, 3b)의 상기 코어(11a, 11b)는 유체를 가열하기 위한 적어도 하나의 전기 가열 수단(17)을 포함하여, 상기 안내 회로(15a, 15b) 내에서 흐를 수 있는 유체와 상기 전기 가열 수단(17) 간의 열 전달이 수행될 수 있도록 하며,
상기 코어(11a, 11b)의 상기 전기 가열 수단(17)은 각기 2개의 단자(25)를 가지며, 상기 단자(25)는 관련 전기 가열 수단(7)을 제어하기 위한 공통 제어 수단(5)에 연결될 수 있고, 상기 단자(25)는 대응 코어(11a, 11b)의 지지체(19)의 재료에 오버몰딩되어 그 일 단부로 돌출되며, 상기 단자(25)를 갖는 상기 코어(11a, 11b)의 일 단부에는 돌출 기부(23)가 형성되어 있으며, 상기 코어(11a, 11b)의 타 단부는 상기 유체 입구 하우징(35)에 형성된 2개의 시트(29a, 29b)를 통해 삽입되며, 상기 안내 회로(15a, 15b)에 위치되며, 상기 기부(23)로부터 돌출된 상기 단자(25)는 공통 제어 수단(5)에 전기적으로 접속되며,
상기 인클로저(13a, 13b)는 대응 코어(11a, 11b)를 각각 수납하기 위한 적어도 2개의 시트(29a, 29b)를 가진 단일 블록(27)의 형태로 만들어지며,
상기 2개의 열적 모듈(3a, 3b)의 상기 코어(11a, 11b)의 각 기부(23)는 상기 유체 입구 하우징(35)에 고정되며, 상기 유체 입구 하우징(35)과 상기 코어(11a, 11b)의 상기 지지체(19)의 상기 기부(23) 사이에는 하나 이상의 밀봉 수단(37)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
전기 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 코어(11a, 11b)는 상기 전기 가열 수단(17)을 위한 지지체(19)를 포함하고, 상기 지지체(19)는 세라믹 재료와 같은 전기 절연 및 열 전도 재료로 만들어진 것을 특징으로 하는
전기 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 전기 가열 수단(17)은 적어도 하나의 저항성 트랙을 포함하며, 상기 코어(11a, 11b)는 상기 저항성 트랙 상에 배치되고 세라믹 재료와 같은 전기 절연 및 열 전도 재료로 만들어진 보호 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는
전기 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 보호 필름은 상기 전기 가열 수단(17)을 위한 상기 지지체(19)와 동일한 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는
전기 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 공통 제어 수단(5)은 적어도 하나의 코어(11a, 11b)의 일 단부와 대향해서 배치되는 것을 특징으로 하는
전기 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
유체의 상기 안내 회로(15, 15b)와 제각기 연통하며 종축(A)을 따라 상기 전기 장치(1)의 양쪽에 서로 대향하여 배치되는 적어도 하나의 유체 입구 파이프(38) 및 적어도 하나의 유체 출구 파이프(43)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
전기 장치.
제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 기재의 유체를 열적으로 조절하기 위한 전기 장치(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는
자동차의 난방 및/또는 공조 설비.