KR101998270B1 - 냉각수 가열식 히터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수 가열식 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 과열방지수단이 고정수단을 통해 하부케이스에 밀착 고정됨으로써 발열파이프의 과열을 효과적으로 방지할 수 있는 냉각수 가열식 히터에 관한 것이다.

Description

냉각수 가열식 히터 {Cooling-water heating type heater}
본 발명은 냉각수 가열식 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 과열방지수단이 고정수단을 통해 하부케이스에 밀착 고정됨으로써 발열파이프의 과열을 효과적으로 방지할 수 있는 냉각수 가열식 히터에 관한 것이다.
휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원 역시 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 가장 실용화 단계에 가까운 기술 중 하나가 연료 전지를 에너지원으로 하여 구동되는 차량이다.
그런데, 이와 같은 연료 전지를 사용하는 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 가지는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 사용할 수 없다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있었다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 연료 전지를 사용하는 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.
이에 따라 연료 전지 차량에서는, 공조 시스템에 열펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하거는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전지 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 실제 사용이 이루어지고 있다.
도 1은 종래의 냉각수 가열식 히터 중 하나인 일본특허공개 제2008-056044호("열매체 가열 장치 및 그것을 이용한 차량용 공기 조절 장치", 2008.03.13)를 도시하였다.
상기 일본공개특허공개 제2008-056044호의 냉각수 가열식 히터는, 발열원인 PTC 전극판의 상하부에 판형 핀을 배치하고, 냉각수가 상기 판형 핀을 통과하여 유통되도록 하여, PTC 전극판으로부터 냉각수로의 열전달효율을 높여 냉각수를 보다 효과적으로 가열하도록 된 구조로 되어 있다.
그런데, 이와 같은 냉각수 가열식 히터의 경우 충분한 냉각수 가열 효과를 얻기 어려운 문제점이 있으며, 이를 포함한 문제점을 아래에서 다시 설명한다.
첫째, 발열원(PTC 전극판)이 별도의 부품으로 들어가게 되므로 부품 수가 많아지고, 부피 및 중량이 증가하는 문제가 있다. 둘째, PTC 전극판으로부터 발생되는 열이 냉각수로 온전히 전달되지 못하고 일부가 바깥쪽으로 전달되어 열손실이 발생하게 된다. 셋째, PTC 전극판으로부터 냉각수로의 열전달 경로 상에 절연층 등 여러 물체들이 존재하여 열저항이 커지고, 따라서 열전달 효율이 떨어지는 문제가 있다. 넷째, 이러한 형태의 냉각수 가열식 히터를 차량에 장착할 때 냉각수 파이프라인이나 전기 공급선 회로 등의 설계가 복잡해지며, 또한 냉각수 가열식 히터 자체의 부피가 크기 때문에 실제 장착이 어려워진다.
즉, 냉각수를 효과적으로 가열할 수 있으며, 제작 및 장착이 용이하면서도, 부피, 중량, 단가를 줄일 수 있고, 안전성을 확보할 수 있는 냉각수 가열식 히터가 요구되고 있다.
일본특허공개 제2008-056044호 ("열매체 가열 장치 및 그것을 이용한 차량용 공기 조절 장치", 2008.03.13)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수 가열식 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 과열방지수단이 고정수단을 통해 하부케이스에 밀착 고정됨으로써 발열파이프의 과열을 효과적으로 방지할 수 있는 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 냉각수 입구부의 온도에 따라 발열되는 발열파이프 내부를 냉각수가 유동하면서 용이하게 가열되며, 탄성브라켓을 이용하여 과열방지수단이 발열파이프에 밀착된 상태를 안정적으로 유지할 수 있어 과열 발생 시, 과열을 빠르게 감지하고 발열부로 공급되는 외부 전원을 차단할 수 있어 안전성을 높인 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 열전달방지판이 구비됨으로써 발열파이프로부터 발생하는 열이 기판 측으로 전달되는 것을 방지할 수 있어 작동 안정성을 더욱 높인 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 실내 난방을 위한 냉각수 가열식 히터(1000)에 있어서, 내부에 일정 공간을 형성하도록 서로 결합되는 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b); 상기 하부케이스(100a) 내부에 구비되는 파이프(210)와, 상기 파이프(210) 외면에 형성되어 발열하는 발열부(220)를 포함하는 발열파이프(200); 상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 외부로 돌출되는 입구부(310) 및 출구부(320); 상기 발열파이프(200)의 상측 외면에 밀착되어 상기 발열파이프(200) 외면의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면 상기 발열부(220)에 공급되는 전원을 차단하는 과열방지수단(800); 및 상기 과열방지수단(800)을 상기 하부케이스(100a)에 고정하는 고정수단(900)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 과열방지수단(800)은 몸체(810)와, 상기 몸체(810)의 하측을 차단하며, 외면이 상기 발열파이프(200)의 외면에 접하는 곡면형태의 캡(820)과, 상기 몸체(810) 내부에 구비되는 바이메탈(830)과, 상기 바이메탈(830)의 변형에 의해 상하방향으로 이동되는 핀(840)과, 상기 브라켓(850)에 의해 고정되며, 상기 핀(840)의 이동에 의해 이동되는 이동단자(860)와, 상기 이동단자(860)와 접촉하면 외부 전원으로부터 상기 발열부(220)로 전원을 공급하는 접촉단자(870)와, 상기 접촉단자(870)와 연결되어 상기 몸체(810) 외측으로 돌출되는 연결부(811)를 포함하며, 상기 발열부(220)의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면, 상기 바이메탈(830)이 변형되고, 상기 이동단자(860)와 접촉단자(870)의 접촉이 해제되어 상기 발열부(220)로의 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 하부케이스(100a)의 폭방향 양측으로 단차지게 연장되는 단차부(101)와 상기 단차부(101)의 일정 영역이 중공되는 제1체결공(102)이 형성되며, 상기 고정수단(900)이 상기 과열방지수단(800)을 고정하되 폭방향으로 양단부가 상기 단차부(101)에 대응되도록 연장되는 연장부(912)와, 상기 연장부(912)의 일정 영역이 중공되는 제2체결공(913)과, 상기 연결부(811)가 삽입되는 제1중공부(911)가 중공되는 탄성브라켓(910); 상기 하부케이스(100a)의 제1체결공(102)과 상기 탄성브라켓(910)의 제2체결공(913)을 관통하여 구비되는 체결볼트(921); 및 상기 체결볼트(921)에 체결되는 체결너트(922)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 상부케이스(100b) 내부에 구비되는 기판(600); 상기 기판(600)에 구비되어 상기 입구부(310)의 온도를 측정하는 제1센서(400); 및 상기 제1센서(400)로부터 측정된 온도 정보를 통해 상기 발열부(220)로 공급되는 전원을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 발열파이프(200)의 외면 온도를 측정하는 제2센서(510, 520)가 구비되며, 상기 제어부는 상기 제2센서(510, 520)로부터 센싱되는 온도 정보를 통해 상기 발열파이프(200)의 발열부(220) 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 발열부(220)는 상기 파이프(210)의 일정 영역에 형성되는 절연층(221)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 길이방향으로 길게 형성되는 한 쌍의 전극(222)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 상기 전극(222)과 통전되도록 형성되는 탄소나노튜브 발열층(223)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 상기 전극(222) 및 발열층을 감싸도록 형성되는 보호층(224)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b)가 서로 맞닿아 결합되는 면에 실링부재(100c)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 내부의 상기 기판(600)과 상기 과열방지수단(800) 사이에 상기 발열파이프(200)로부터 발열되는 열을 차단하는 판형태로, 상기 과열방지수단(800)의 연결부(811)가 삽입되는 제2중공부(701)가 형성되는 열전달방지판(700)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 과열방지수단이 고정수단을 통해 하부케이스에 밀착 고정됨으로써 발열파이프의 과열을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 냉각수 입구부의 온도에 따라 발열되는 발열파이프 내부를 냉각수가 유동하면서 용이하게 가열되며, 탄성브라켓을 이용하여 과열방지수단이 발열파이프에 밀착된 상태를 안정적으로 유지할 수 있어 과열 발생 시, 과열을 빠르게 감지하고 발열부로 공급되는 외부 전원을 차단할 수 있어 안전성을 높인 장점이 있다.
또, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 열전달방지판이 구비됨으로써 발열파이프로부터 발생하는 열이 기판 측으로 전달되는 것을 방지할 수 있어 작동 안정성을 더욱 높인 장점이 있다.
도 1은 종래의 냉각수 가열식 히터를 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 사시도 및 분해사시도.
도 4 및 도 5는 상기 도 2에 도시한 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 높이-길이방향 단면도 및 높이-폭방향 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 과열방지수단의 일 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 또 다른 높이-폭방향 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 발열파이프를 나타낸 단면도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 사시도 및 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 상기 도 2에 도시한 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 높이-길이 방향 단면도 및 높이-폭방향 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 과열방지수단(800)의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 또 다른 높이-폭방향 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 발열파이프(200)를 나타낸 단면도이다.
본 발명에서, 높이방향, 폭방향, 길이방향은 냉각수 가열식 히터(1000)의 높이방향, 폭방향, 길이방향을 의미하며, 도 2 내지 도 5, 및 도 7에 표시하였다.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 실내 난방을 위하여 냉각수를 가열하는 수단으로서, 하부케이스(100a)와 상부케이스(100b), 발열파이프(200), 입구부(310) 및 출구부(320), 과열방지수단(800) 및 고정수단(900)을 포함하여 구성된다.
상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b)는 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)를 구성하는 기본 몸체(810)로서, 서로 체결되어 나머지 구성들이 내부에 일정 공간을 형성한다.
이 때, 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b)는 길이방향으로 양측에서 입구부(310) 및 출구부(320)가 돌출될 수 있는 형태를 가진다.
도 2 내지 도 4에서, 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b)에 의해 형성되는 공간 중 하측에 상기 발열파이프(200)가 구비되며, 상측에 기판(600)이 구비되는 예를 나타내었다.
이 때, 상기 상부케이스(100b)는 상기 기판(600)에 전원을 구비하기 위한 커넥터(110)가 형성된다.
상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b)는 서로 맞닿아 결합되는 면에 실링부재(100c)가 더 구비될 수 있다.
상기 실링부재(100c)는 판형, 단면이 원형인 예를 포함하여 다양한 형태를 가질 수 있으며, 상기 실링부재(100c)가 구비되는 위치를 정확하게 하기 위하여 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 하부케이스(100a)의 상부케이스(100b)와 서로 맞닿는 면에 상기 실링부재(100c)가 안착되는 실링부재안착홈(103)이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 도 3에 도시된 예 외에도, 상기 실링부재안착홈(103)이 상기 상부케이스(100b)에만 형성되거나, 상기 상부케이스(100b) 및 하부케이스(100a) 양측에 형성된 예를 포함한다.
또한, 상기 하부케이스(100a)는 상기 과열방지수단(800)의 고정수단(900)과의 체결을 위하여 폭방향으로 양측으로 단차지게 연장되는 단차부(101)와 상기 단차부(101)의 일정 영역이 중공되는 제1체결공(102)이 형성될 수 있다.
상기 단차부(101)와 제1체결공(102)은 특정한 고정수단(900)의 형태를 지지하고, 고정하기 위한 부분으로서, 아래에서 다시 설명한다.
상기 발열파이프(200)는 상기 하부케이스(100a) 내부에 구비되어 발열함으로써 냉각수를 가열하는 수단으로, 파이프(210)와 발열부(220)를 포함하여 형성된다.
상기 발열부(220)는 관형태로, 내부에 냉각수가 유동되며, 상기 발열부(220)는 상기 파이프(210)의 외면에 형성되어 발열한다.
즉, 상기 발열파이프(200)는 내부에 냉각수가 유동되며, 외면에 형성된 발열부(220)의 작동에 의해 내부를 유동하는 냉각수를 가열한다.
상기 발열부(220)는 다양한 방법에 의해 형성될 수 있으며, 일 예로, 도 8에 도시한 바와 같은 탄소나노튜브를 이용할 수 있다.
도 8에 도시한 발열부(220)는 절연층(221), 전극(222), 탄소나노튜브 발열층(223), 및 보호층(224)을 포함한다.
더욱 상세하게, 상기 파이프(210)의 일정 영역에 형성되는 절연층(221)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 길이방향으로 길게 형성되는 한 쌍의 전극(222)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 상기 전극(222)과 통전되도록 형성되는 탄소나노튜브 발열층(223)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 상기 전극(222) 및 발열층을 감싸도록 형성되는 보호층(224)을 포함한다.
상기 입구부(310) 및 출구부(320)는 상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 케이스 외부로 돌출된다.
이 때, 상기 입구부(310), 파이프(210) 및 출구부(320)는 냉각수의 누설 가능성을 미연에 방지할 수 있도록 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 길이방향으로 순차적으로 입구부(310) 형성 영역, 내경이 증가되는 확관 영역, 상기 파이프(210) 영역, 내경이 감소되는 축관 영역 및 출구부(320) 형성 영역을 포함할 수 있다.
즉, 상기 입구부(310) 및 출구부(320)는 냉각수의 유입 배출을 용이하기 위하여 냉각수가 이송되는 파이프(210)들의 직경을 고려한 직경을 갖되, 상기 파이프(210)는 상기 입구부(310) 및 출구부(320)의 직경에 비해 큰 직경으로 형성되어 냉각수가 가열될 수 있는 공간을 충분히 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 과열수단은 상기 발열파이프(200)의 상측 외면에 밀착되어 상기 발열파이프(200) 외면의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면 상기 발열부(220)에 공급되는 전원을 차단하는 수단이다.
상기 과열방지수단(800)은 상기 발열부(220)의 일반적인 작동과는 별개로, 상기 발열파이프(200) 외면의 온도를 직접 센싱하여 기준 온도 이상으로 과열되는 경우에, 상기 발열부(220)로 공급되는 전원을 차단한다.
상기 과열방지수단(800)은 온도에 의해 변형되는 바이메탈(830)을 이용한 형태가 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 과열방지수단(800)의 일 예를 나타낸 것으로서, 도 6 (a)는 발열부(220)의 작동이 유지되는 예를, 도 6 (b)는 발열부(220)의 전원 공급이 차단될 때의 예를 나타내었다.
상기 과열수단은 몸체(810)와, 상기 몸체(810)의 하측을 차단하며, 외면이 상기 발열파이프(200)의 외면에 접하는 곡면형태의 캡(820)과, 상기 몸체(810) 내부에 구비되는 바이메탈(830)과, 상기 바이메탈(830)의 변형에 의해 상하방향으로 이동되는 핀(840)과, 상기 브라켓(850)에 의해 고정되며, 상기 핀(840)의 이동에 의해 이동되는 이동단자(860)와, 상기 이동단자(860)와 접촉하면 외부 전원으로부터 상기 발열부(220)로 전원을 공급하는 접촉단자(870)와, 상기 접촉단자(870)와 연결되어 상기 몸체(810) 외측으로 돌출되는 연결부(811)를 포함할 수 있다.
더욱 상세하게, 도 6에 도시된 상기 과열수단은 도 6 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 바이메탈(830)이 정상 상태를 유지할 경우 상기 이동단자(860)가 상기 접촉단자(870)가 접촉되며, 상기 연결부(811)를 통해 상기 발열부(220)로 전원이 계속 공급된다.
또한, 도 6 (b)에 도시한 바와 같이, 발열부(220)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승되면, 상기 바이메탈(830)의 변형에 의해 상기 핀(840)이 하측방향으로 이동되고, 상기 이동단자(860)가 상기 접촉단자(870)와 일정거리 이격되도록 하측방향으로 이동되며, 이에 따라 상기 이동단자(860)와 접촉단자(870) 간의 접촉이 해제되어 상기 발열부(220)로의 전원 공급이 차단된다.
상기 고정수단(900)은 상기 과열방지수단(800)을 하부케이스(100a)에 고정하는 수단이다.
이 때, 상기 고정수단(900)은 상기 과열방지수단(800)이 상기 발열파이프(200)의 상측 외면에 밀착되도록 유지하기 위한 수단으로서, 차량과 같이 진동이 발생되는 환경에서도 상기 과열방지수단(800)을 상기 하부케이스(100a)에 안정적으로 유지할 수 있는 다양한 형태가 이용될 수 있다.
일 예로서, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 하부케이스(100a)의 폭방향 양측으로 단차지게 연장되는 단차부(101)와, 상기 단차부(101)의 일정 영역이 중공되는 제1체결공(102)기 형성되며, 상기 고정수단(900)이 탄성브라켓(910), 체결볼트(921) 및 체결너트(922)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 단차부(101)는 상기 탄성브라켓(910)의 일정 영역(연장부(912))을 지지하며, 상기 제1체결공(102)은 상기 단차부(101)의 일정 영역이 중공되어 상기 체결볼트(921) 및 체결너트(922)에 의해 상기 탄성브라켓(910)을 고정하는 부분이다.
상기 탄성브라켓(910)은 상기 과열방지수단(800)을 감싸 고정하는 수단으로서, 연장부(912), 제2체결공(913) 및 제1중공부(911)가 형성된다.
상기 탄성브라켓(910)은 상기 과열방지수단(800)을 고정하는 방향으로 탄성력이 작용함으로써 상기 과열방지수단(800)을 안정적으로 상기 발열파이프(200) 외면에 밀착 고정될 수 있도록 한다.
상기 연장부(912)는 상기 탄성브라켓(910)의 폭방향으로 양단부가 상기 단차부(101)에 대응되도록 연장되는 수단이다.
상기 제2체결공(913)은 상기 연장부(912)의 일정 영역이 중공되는 부분으로서, 상기 단차부(101)의 제1체결공(102)에 대응되도록 형성된다.
상기 제1중공부(911)는 상기 탄성브라켓(910)의 일정 영역이 중공되어 상기 연결부(811)가 삽입되는 부분이다.
상기 체결볼트(921)는 상기 하부케이스(100a)의 제1체결공(102)과 상기 탄성브라켓(910)의 제2체결공(913)을 관통하여 구비되며, 상기 체결너트(922)와 체결되어 상기 하부케이스(100a)와 탄성브라켓(910)을 고정한다.
도 5 및 도 7은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 단면도로, 도 5는 상기 탄성브라켓(910)이 폭방향으로 상기 과열방지수단(800)을 고정하도록 탄성력이 작용하며, 높이방향으로 상기 체결볼트(921) 및 체결너트(922)의 체결에 의해 고정되는 예를 나타내었고, 도 7은 도 5에 도시한 형태와 유사하되, 상기 탄성브라켓(910)이 높이방향 및 폭방향으로 상기 과열방지수단(800)을 고정하도록 탄성력이 작용하는 예를 나타내었다.
이를 통해, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 과열방지수단(800)이 상기 발열파이프(200) 외면에 밀착 고정되어 과열을 빠르게 감지하고, 발열부(220)의 작동을 정지할 수 있어 안전성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 발열파이프(200)의 발열부(220)가 다양한 방법에 의해 제어될 수 있으며, 그 일 예로서, 입구부(310)의 온도를 측정하여 발열부(220)를 제어할 수 있고, 이 때, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 기판(600), 제1센서(400) 및 제어부를 포함한다.
상기 기판(600)은 상기 상부케이스(100b) 내부에 구비되어 상기 발열파이프(200)의 발열부(220)로 전원을 공급하고 제어하기 위한 구성이 장착된다.
상기 제1센서(400)는 상기 기판(600)에 구비되어 상기 입구부(310)의 온도를 측정하는 수단이며, 상기 제어부는 상기 제1센서(400)로부터 측정된 온도 정보를 통해 상기 발열부(220)로 공급되는 전원을 제어한다.
즉, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 제1센서(400)를 통해 상기 입구부(310)의 온도를 측정하여 냉각수의 가열 필요성 유무를 결정하여 상기 발열부(220)로 공급되는 전원을 제어한다.
또한, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 발열파이프(200)의 외면 온도를 측정하는 제2센서(510, 520)가 더 구비되며, 상기 제어부가 상기 제2센서(510, 520)로부터 센싱되는 온도 정보를 추가적으로 고려하여 상기 발열파이프(200)의 작동을 제어할 수 있다.
도 4에서, 상기 제2센서(510, 520)가 상기 파이프(210)의 길이방향으로 양측에 2개 구비된 예를 나타내었다.
상기 제어부는 상기 제1센서(400)를 통해 상기 발열부(220)의 작동을 지시하고, 실제 발열부(220)가 형성되는 상기 발열파이프(200) 외면의 온도를 상기 제2센서(510, 520)를 통해 감지하여 발열 정도를 조절하고, 기준 온도 이상으로 상승되는 경우에는 발열부(220)의 작동을 정지할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 차량 내부에 구비되므로, 노면 상태나 진동에 따라 발열파이프(200) 내부의 냉각수가 특정 영역으로 쏠릴 수 있고, 이 때, 냉각수가 존재하지 않는 영역은 국부적인 과열이 발생될 수 있다.
즉, 상기 제2센서(510, 520)는 상기 발열파이프(200)의 길이방향으로 양측에 각각 구비됨으로써 국부적인 과열을 감지할 수 있어 안전성을 더욱 향상할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 내부의 상기 기판(600)과 상기 과열방지수단(800) 사이에 상기 발열파이프(200)로부터 발열되는 열을 차단하는 판형태로, 상기 과열방지수단(800)의 연결부(811)가 삽입되는 제2중공부(701)가 형성되는 열전달방지판(700)이 더 구비될 수 있다.
이 때, 상기 열전달방지판(700)은 상기 과열방지수단(800)의 연결부(811)가 삽입가능한 제2중공부(701)가 형성될 수 있고, 상기 기판(600) 역시 상기 연결부(811)가 삽입가능한 제3중공부가 형성될 수 있다.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 열전달방지판(700)을 통해 발열파이프(200)로부터 발생하는 열이 기판(600) 측으로 전달되는 것을 방지할 수 있어 작동 안정성을 더욱 높일 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 과열방지수단(800)이 고정수단(900)을 통해 하부케이스(100a)에 밀착 고정됨으로써 발열파이프(200)의 과열을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 냉각수 입구부(310)의 온도에 따라 발열되는 발열파이프(200) 내부를 냉각수가 유동하면서 용이하게 가열되며, 탄성브라켓(910)을 이용하여 과열방지수단(800)이 발열파이프(200)에 밀착된 상태를 안정적으로 유지할 수 있어 과열 발생 시, 과열을 빠르게 감지하고 발열부(220)로 공급되는 외부 전원을 차단할 수 있어 안전성을 높인 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 냉각수 가열식 히터
100a : 하부케이스 101 : 단차부
102 : 제1체결공
103 : 실링부재안착홈
100b : 상부케이스
100c : 실링부재
110 : 커넥터
200 : 발열파이프 210 : 파이프
220 : 발열부 221 : 절연층
222 : 전극 223 : 탄소나노튜브 발열층
224 : 보호층
310 : 입구부
320 : 출구부
400 : 제1센서
510, 520 : 제2센서
600 : 기판 601 : 제3중공부
700 : 열전달방지판 701 : 제2중공부
800 : 과열방지수단 810 : 몸체
811 : 연결부
820 : 캡 830 : 바이메탈
840 : 핀 850 : 브라켓
860 : 이동단자 870 : 접촉단자
900 : 고정수단 910 : 탄성브라켓
911 : 제1중공부 912 : 연장부
913 : 제2체결공
921 : 체결볼트 922 : 체결너트

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 실내 난방을 위한 냉각수 가열식 히터(1000)에 있어서,
    내부에 일정 공간을 형성하도록 서로 결합되는 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b);
    상기 하부케이스(100a) 내부에 구비되는 파이프(210)와, 상기 파이프(210) 외면에 형성되어 발열하는 발열부(220)를 포함하는 발열파이프(200);
    상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 외부로 돌출되는 입구부(310) 및 출구부(320);
    상기 발열파이프(200)의 상측 외면에 밀착되어 상기 발열파이프(200) 외면의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면 상기 발열부(220)에 공급되는 전원을 차단하는 과열방지수단(800); 및
    상기 과열방지수단(800)을 상기 하부케이스(100a)에 고정하는 고정수단(900)을 포함하고,
    상기 과열방지수단(800)은
    몸체(810)와,
    상기 몸체(810)의 하측을 차단하며, 외면이 상기 발열파이프(200)의 외면에 접하는 곡면형태의 캡(820)과,
    상기 몸체(810) 내부에 구비되는 바이메탈(830)과,
    상기 바이메탈(830)의 변형에 의해 상하 방향으로 이동되는 핀(840)과, 브라켓(850)에 의해 고정되며, 상기 핀(840)의 이동에 의해 이동되는 이동단자(860)와 ,
    상기 이동단자(860)와 접촉하면 외부 전원으로부터 상기 발열부(220)로 전원을 공급하는 접촉단자(870)와,
    상기 접촉단자(870)와 연결되어 상기 몸체(810) 외측으로 돌출되는 연결부(811)를 포함하며,
    상기 발열부(220)의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면, 상기 바이메탈(830)이 변형되고, 상기 이동단자(860)와 접촉단자(870)의 접촉이 해제되어 상기 발열부(220)로의 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
  3. 실내 난방을 위한 냉각수 가열식 히터(1000)에 있어서,
    내부에 일정 공간을 형성하도록 서로 결합되는 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b);
    상기 하부케이스(100a) 내부에 구비되는 파이프(210)와, 상기 파이프(210) 외면에 형성되어 발열하는 발열부(220)를 포함하는 발열파이프(200);
    상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 외부로 돌출되는 입구부(310) 및 출구부(320);
    상기 발열파이프(200)의 상측 외면에 밀착되어 상기 발열파이프(200) 외면의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면 상기 발열부(220)에 공급되는 전원을 차단하는 과열방지수단(800); 및
    상기 과열방지수단(800)을 상기 하부케이스(100a)에 고정하는 고정수단(900)을 포함하고,
    상기 냉각수 가열식 히터(1000)는
    상기 하부케이스(100a)의 폭방향 양측으로 단차지게 연장되는 단차부(101)와 상기 단차부(101)의 일정 영역이 중공되는 제1체결공(102)이 형성되며,
    상기 고정수단(900)이 상기 과열방지수단(800)을 고정하되 폭방향으로 양단부가 상기 단차부(101)에 대응되도록 연장되는 연장부(912)와, 상기 연장부(912)의 일정 영역이 중공되는 제2체결공(913)과, 상기 과열방지수단(800)의 연결부(811)가 삽입되는 제1중공부(911)가 중공되는 탄성브라켓(910); 상기 하부케이스(100a)의 제1체결공(102)과 상기 탄성브라켓(910)의 제2체결공(913)을 관통하여 구비되는 체결볼트(921); 및 상기 체결볼트(921)에 체결되는 체결너트(922)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
  4. 실내 난방을 위한 냉각수 가열식 히터(1000)에 있어서,
    내부에 일정 공간을 형성하도록 서로 결합되는 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b);
    상기 하부케이스(100a) 내부에 구비되는 파이프(210)와, 상기 파이프(210) 외면에 형성되어 발열하는 발열부(220)를 포함하는 발열파이프(200);
    상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 외부로 돌출되는 입구부(310) 및 출구부(320);
    상기 발열파이프(200)의 상측 외면에 밀착되어 상기 발열파이프(200) 외면의 온도가 기준 온도 이상으로 상승되면 상기 발열부(220)에 공급되는 전원을 차단하는 과열방지수단(800); 및
    상기 과열방지수단(800)을 상기 하부케이스(100a)에 고정하는 고정수단(900)을 포함하고,
    상기 냉각수 가열식 히터(1000)는
    상기 상부케이스(100b) 내부에 구비되는 기판(600);
    상기 기판(600)에 구비되어 상기 입구부(310)의 온도를 측정하는 제1센서(400);
    상기 제1센서(400)로부터 측정된 온도 정보를 통해 상기 발열부(220)로 공급되는 전원을 제어하는 제어부; 및
    상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b) 내부의 상기 기판(600)과 상기 과열방지수단(800) 사이에 상기 발열파이프(200)로부터 발열되는 열을 차단하는 판형태로, 상기 과열방지수단(800)의 연결부(811)가 삽입되는 제2중공부(701)가 형성되는 열전달방지판(700)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.

  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 발열파이프(200)의 외면 온도를 측정하는 제2센서(510, 520)가 구비되며,
    상기 제어부는 상기 제2센서(510, 520)로부터 센싱되는 온도 정보를 통해 상기 발열파이프(200)의 발열부(220) 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열부(220)는 상기 파이프(210)의 일정 영역에 형성되는 절연층(221)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 길이방향으로 길게 형성되는 한 쌍의 전극(222)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 상기 전극(222)과 통전되도록 형성되는 탄소나노튜브 발열층(223)과, 상기 절연층(221)의 상측 면에 상기 전극(222) 및 발열층을 감싸도록 형성되는 보호층(224)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수 가열식 히터(1000)는
    상기 하부케이스(100a) 및 상부케이스(100b)가 서로 맞닿아 결합되는 면에 실링부재(100c)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
  8. 삭제
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018004855T5 (de) * 2017-08-31 2020-07-09 Daewoo Electronic Components Co., Ltd. Kühlmittelheizung
KR102416191B1 (ko) * 2017-11-13 2022-07-05 한온시스템 주식회사 냉각수 히터
KR102410509B1 (ko) * 2017-08-31 2022-06-20 한온시스템 주식회사 냉각수 히터
KR102484607B1 (ko) * 2018-05-28 2023-01-06 한온시스템 주식회사 냉각수 히터
KR102148527B1 (ko) * 2019-07-16 2020-08-27 대우전자부품(주) 온도 퓨즈에 대한 단열 차폐 구조를 갖는 배터리용 냉각수 가열 장치
KR102134233B1 (ko) * 2019-07-16 2020-07-16 대우전자부품(주) 온도 감지 센서의 이탈 방지 구조를 갖는 배터리용 냉각수 가열 장치
WO2021010550A1 (ko) * 2019-07-16 2021-01-21 대우전자부품(주) 온도 퓨즈의 결합 구조가 개선된 배터리용 냉각수 가열 장치
KR102134236B1 (ko) * 2019-07-16 2020-07-16 대우전자부품(주) 온도 퓨즈의 결합 구조가 개선된 배터리용 냉각수 가열 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4981386B2 (ja) 2006-08-30 2012-07-18 三菱重工業株式会社 熱媒体加熱装置およびそれを用いた車両用空調装置
KR20100096358A (ko) * 2009-02-24 2010-09-02 주식회사 엑사이엔씨 히터 어셈블리
KR101764598B1 (ko) * 2011-08-22 2017-08-03 한온시스템 주식회사 냉각수 히터
KR101673874B1 (ko) * 2012-02-15 2016-11-09 한온시스템 주식회사 냉각수 가열식 ｃｎｔ 히터
KR101372256B1 (ko) * 2012-02-29 2014-03-10 한라비스테온공조 주식회사 냉각수 가열식 히터

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