KR102381086B1

KR102381086B1 - 냉각수 히터

Info

Publication number: KR102381086B1
Application number: KR1020150182860A
Authority: KR
Inventors: 임차유; 김준수
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2022-03-31
Also published as: KR20170073973A

Abstract

본 발명은 냉각수 히터에 관한 것으로, 내부가 중공 형성되며 냉각수가 배출되는 출구 파이프가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 측면에 형성되고, 제어부 냉각 유로가 형성되어 상기 제어부 냉각 유로의 일측으로 냉각수가 유입되도록 입구 파이프가 형성되며 제어부 냉각 유로의 타측을 통해 하우징의 중공된 내부로 유입되도록 연결되는 연결 유로가 형성되는 몸체; 상기 하우징의 내부에 구비되는 인덕션 코일; 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 인덕션 코일의 내측 및 외측 중 어느 하나 이상의 위치에 이격되어 구비되어 유도가열되는 발열체; 상기 몸체의 제어부 냉각 유로 상에 배치되어 냉각수를 압송하는 워터 펌프; 및 상기 몸체의 측면에 결합되어 상기 인덕션 코일 및 워터 펌프를 제어하는 제어부; 를 포함하여 이루어져, 냉각수 히터와 워터 펌프를 일체화함으로써 장착 공간 및 무게를 최소화 할 수 있으며 냉각수 히터의 제어를 위한 제어부의 냉각 효과를 향상시킬 수 있는 냉각수 히터에 관한 것이다.

Description

냉각수 히터 {Cooling-water heater}

본 발명은 냉각수 히터에 관한 것으로, 냉각수 히터와 워터 펌프를 일체화함으로써 장착 공간 및 무게를 최소화 할 수 있으며 냉각수 히터의 제어를 위한 제어부의 냉각 효과를 향상시킬 수 있는 냉각수 히터에 관한 것이다.

휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원은 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등이 실용화되거나 개발중에 있다.

그런데 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 사용하는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 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 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.

이에 따라 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등에는, 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용이 이루어지고 있다.

여기에서 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.

이중 연료전지 차량에 사용되어 냉각수를 가열하는 종래의 인덕션 방식의 냉각수 히터는, 도 1 및 2와 같이 전력을 생산하는 연료전지스택(10)에 고주파발생기(30)가 전기적으로 연결되고, 고주파 발생기(30)는 자성체인 금속재질의 냉각수 유동배관(2)의 외측에 감긴 코일 형태로 형성되어, 연료전지스택(10)의 전력을 이용해 인덕션 코일(31)에 교류전류가 흐르면 변화되는 자기장에 의해 냉각수 유동배관(2)에 와전류가 발생하고 이로 인해 줄열에 냉각수 유동배관(2)이 가열될 수 있으며, 그리하여 냉각수 유동배관(2)의 내부를 통과하는 냉각수가 가열될 수 있도록 구성된다.

그런데 이와 같은 종래의 인덕션 방식의 냉각수 히터는 입구로 유입된 냉각수가 발열체와 접촉되면서 기포가 발생하게 되고, 이에 따라 기포가 위로 떠오르면서 유입되는 냉각수의 흐름을 막아 냉각수의 유동 저항이 커지며 열교환 효율이 저하된다. 그리고 냉각수 히터의 제어를 위한 제어부의 냉각이 어려워 제어부가 효율적으로 냉각되지 못하는 단점이 있다. 또한, 냉각수를 순환시켜주는 별도의 워터 펌프가 필요하므로, 냉각수 라인 및 조립구조가 늘어나고 구조가 복잡해지는 단점이 있다.

KR 2011-0075118 A1 (2011.07.06)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수 히터와 워터 펌프를 일체화함으로써 장착 공간 및 무게를 최소화 할 수 있으며, 냉각수 히터의 제어를 위한 제어부의 냉각 효과를 향상시킬 수 있는 냉각수 히터를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각수 히터(1000)는, 내부가 중공 형성되며, 냉각수가 배출되는 출구 파이프(220)가 형성되는 하우징(200); 상기 하우징(200)의 측면에 형성되고, 제어부 냉각 유로(130)가 형성되어 상기 제어부 냉각 유로(130)의 일측으로 냉각수가 유입되도록 입구 파이프(110)가 형성되며 제어부 냉각 유로(130)의 타측을 통해 하우징(200)의 중공된 내부로 유입되도록 연결되는 연결 유로(140)가 형성되는 몸체(100); 상기 하우징(200)의 내부에 구비되는 인덕션 코일(300); 상기 하우징(200)의 내부에 구비되고, 상기 인덕션 코일(300)의 내측 및 외측 중 어느 하나 이상의 위치에 이격되어 구비되어 유도가열되는 발열체(400); 상기 몸체(100)의 제어부 냉각 유로(130) 상에 배치되어 냉각수를 압송하는 워터 펌프(500); 및 상기 몸체(100)의 측면에 결합되어 상기 인덕션 코일(300) 및 워터 펌프(500)를 제어하는 제어부(700); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발열체(400)는 원통형으로 형성되어 개방된 양단이 상하방향을 향하도록 배치되며, 상기 하우징(200)의 하측에 연결된 연결 유로(140)로를 통해 하우징(200)의 내부로 유입된 냉각수가 상기 발열체(400)에 접촉되며 상측방향으로 유동된 후 상기 하우징(200)의 상측에 형성된 출구 파이프(220)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체(100)는 하우징(200)과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부 냉각 유로(130)는 제어부(700)가 결합되는 몸체(100)의 측면에 개방된 홈 형태로 형성되어, 상기 제어부(700)가 몸체(100)에 밀착되어 제어부 냉각 유로의 개방된 측면 부분이 막히도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체(100)에는 제어부 냉각 유로(130)에 연결되며 워터 펌프(500)의 일측이 삽입되어 배치되도록 펌프 장착홈(150)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(700)에는 워터 펌프(500)의 타측이 삽입되어 결합될 수 있는 펌프 장착부(750)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(700)는 몸체(100)에 밀착되는 제어부 케이스(710)의 바닥 내측면에 전자 소자(730)가 밀착되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입구 파이프(110)는 출구 파이프(220)의 하측에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 냉각수 히터는, 냉각수 히터에 냉각수의 순환을 위한 워터 펌프가 일체로 형성됨으로써, 워터 펌프 및 냉각수 히터를 포함한 장착 공간 및 무게를 최소화 할 수 있으며, 워터 펌프 케이스 및 브라켓 등이 히터의 하우징과 일체화되므로 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 냉각수 히터의 제어를 위한 제어부를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 냉각수가 발열체의 하측으로 유입되어 상측으로 유동된 후 배출되므로 기포의 역류를 방지할 수 있어, 냉각수의 유동저항을 줄일 수 있으며 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 냉각수 히터를 나타낸 개략도 및 단면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 냉각수 히터를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 냉각수의 유동 경로를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 냉각수 히터를 나타낸 정면 단면도.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 냉각수 히터를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 냉각수 히터를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉각수의 유동 경로를 나타낸 개략도이며, 도 6은 본 발명의 냉각수 히터를 나타낸 정면 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 냉각수 히터(1000)는, 내부가 중공 형성되며, 냉각수가 배출되는 출구 파이프(220)가 형성되는 하우징(200); 상기 하우징(200)의 측면에 형성되고, 제어부 냉각 유로(130)가 형성되어 상기 제어부 냉각 유로(130)의 일측으로 냉각수가 유입되도록 입구 파이프(110)가 형성되며 제어부 냉각 유로(130)의 타측을 통해 하우징(200)의 중공된 내부로 유입되도록 연결되는 연결 유로(140)가 형성되는 몸체(100); 상기 하우징(200)의 내부에 구비되는 인덕션 코일(300); 상기 하우징(200)의 내부에 구비되고, 상기 인덕션 코일(300)의 내측 및 외측 중 어느 하나 이상의 위치에 이격되어 구비되어 유도가열되는 발열체(400); 상기 몸체(100)의 제어부 냉각 유로(130) 상에 배치되어 냉각수를 압송하는 워터 펌프(500); 및 상기 몸체(100)의 측면에 결합되어 상기 인덕션 코일(300) 및 워터 펌프(500)를 제어하는 제어부(700); 를 포함하여 이루어질 수 있다.

우선, 하우징(200)은 내부가 중공된 용기 형태로 형성되어, 중공된 내부가 냉각수가 유동될 수 있는 공간이 될 수 있다. 그리고 하우징(200)은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일례로 도시된 바와 같이 내부가 중공되고 하단은 밀폐되게 형성되며 상단이 개방되게 형성되어, 하우징(200)의 개방된 상단에 하우징 커버(210)가 결합되어 개방된 상단이 밀폐되도록 형성될 수 있다. 이때, 하우징(200)의 개방된 상단 둘레와 하우징 커버(210)의 접촉면이 밀폐될 수 있도록 둘 사이에 실링부재가 개재되어 밀착되도록 할 수 있다. 또한, 하우징(200)에는 냉각수가 배출될 수 있도록 상측에 출구 파이프(220)가 형성될 수 있다.

몸체(100)는 하우징(200)의 측면에 형성될 수 있으며, 일례로 도시된 바와 같이 하우징(200)이 원통형으로 형성되는 경우 하우징(200)의 측면인 외주면의 일측에 몸체(100)가 위치하도록 형성될 수 있다. 그리고 몸체(100)에는 제어부 냉각 유로(130)가 형성될 수 있으며, 제어부 냉각 유로(130)는 코루게이트 형태나 물결 형태 등 열교환이 원활하게 일어날 수 있도록 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 몸체(100)에는 냉각수가 유입되는 입구 파이프(110)가 형성되어 입구 파이프(110)가 제어부 냉각 유로(130)의 일측과 연결되며, 몸체(100)에는 하우징(200)의 중공된 내부와 연결되도록 연결 유로(140)가 형성되어 제어부 냉각 유로(130)의 타측에 연결 유로(140)가 연결되도록 형성될 수 있다. 그리하여 몸체(100)에 형성된 입구 파이프(110)를 통해 유입된 냉각수는 제어부 냉각 유로(130)를 거친 후 연결 유로(140)를 통해 하우징(200)의 중공된 내부로 유입되고, 하우징(200)의 내부를 통과한 냉각수는 하우징(200)에 형성된 출구 파이프(220)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 냉각수 유로가 형성될 수 있다.

인덕션 코일(300)은 하우징(200)의 내부에 구비될 수 있다. 그리고 인덕션 코일(300)은 원주방향으로 복수회 권취되어 밀착된 코일스프링 형태로 형성될 수 있으며, 인덕션 코일(300)은 코일의 권취된 부분에서 연장 형성된 연장선들이 하우징(200) 또는 몸체(100)를 관통해 외부로 인출되도록 형성될 수 있으며, 인출된 연장선들은 몸체(100)의 일측에 형성된 제어부(700)에 전기적으로 연결될 수 있다.

발열체(400)는 인덕션 코일(300)에 의해 유도가열 될 수 있는 부분으로, 하우징(200)의 내부에 발열체(400)가 구비되며, 발열체(400)는 제1발열체(410) 및 제2발열체(420) 중 어느 하나 이상이 하우징의 내부에 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1발열체(410)와 같이 인덕션 코일(300)의 내측에 이격되어 구비될 수 있으며, 제2발열체(420)와 같이 인덕션 코일(300)의 외측에 이격되어 구비될 수 있다. 또한, 제1발열체(410) 및 제2발열체(420)는 원통형의 금속이나 자성체 등으로 형성되어, 인덕션 코일(300)에 교류전류가 흐르면 제1발열체(410) 및 제2발열체(420)에 와전류가 발생되어 제1발열체(410) 및 제2발열체(420)가 가열되도록 구성될 수 있다. 또한, 발열체(400)는 이외에도 인덕션 코일(300)의 하측이나 상측에 구비될 수도 있으며 냉각수가 통과될 수 있도록 구멍이 형성될 수도 있다.

여기에서 인덕션 코일(300)은 원통형의 절연체인 보빈(600)의 외측에 감겨 고정된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 보빈(600)의 하단에는 지지부(610)가 형성되어 하우징(200)의 바닥면에 지지부(610)가 놓여 지지될 수 있다. 또한, 발열체(400)는 지지부(610)에 의해 하측이 지지될 수 있으며, 지지부(610)에 발열체(400)의 하단이 끼워져 결합될 수도 있다. 또한, 발열체(400)의 상단 또는 보빈(600)의 상단은 하우징 커버(210)에 밀착되어 지지될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 보빈(600)의 상측에 보빈 커버가 결합되어 보빈 커버에 의해 발열체(400)의 상측이 밀착되어 지지되도록 구성될 수도 있다. 이때, 보빈 커버에는 냉각수 통과될 수 있도록 구멍이 형성될 수 있다. 또한, 보빈(600)의 외측에 인덕션 코일(300)이 권취된 후 인덕션 코일(300)의 외측에 코일 커버(620)가 끼워질 수 있다.

워터 펌프(500)는 몸체(100)의 제어부 냉각 유로(130) 상에 배치되어 냉각수를 압송하는 역할을 할 수 있다. 즉, 몸체(100)에 형성된 입구 파이프(110)로 유입된 냉각수가 워터 펌프(500)를 통과하며 승압된 상태에서 제어부 냉각 유로(130) 및 하우징(200)의 내부를 거쳐 하우징(200)에 형성된 출구 파이프(220)로 배출될 수 있다. 그리고 워터 펌프(500)는 다양한 종류 및 형태로 형성되어 냉각수가 압송되도록 할 수 있다. 또한, 워터 펌프(500)는 제어부 냉각 유로(130)의 초입인 냉각수 유동 방향으로 입구 파이프(110)의 후단에 설치되어 제어부 냉각 유로(130)를 통과하는 냉각수의 유속을 빠르게 할 수 있으며 원활한 냉각수의 공급이 가능하도록 할 수 있다.

제어부(700)는 몸체(100)의 측면에 결합되고, 제어부(700)는 인덕션 코일(300) 및 워터 펌프(500)에 연결되며, 인덕션 코일(300)을 제어하여 냉각수의 가열을 조절할 수 있고 워터 펌프(500)를 제어하여 냉각수의 유동을 조절할 수 있다.

그리하여 도 5 및 도 6과 같이 입구 파이프(110)를 통해 유입된 냉각수는 워터 펌프(500)를 거치며 승압된 후 제어부 냉각 유로(130)를 통과하면서 제어부(700)를 냉각시킬 수 있고, 이후 연결 유로(140)를 통해 하우징(200)의 내부로 유입된 냉각수는 발열체(400)와 접촉되면서 유동되어 열교환된 후 출구 파이프(220)를 통해 배출될 수 있다. 이에 따라 입구 파이프(110)로 유입된 차가운 냉각수가 제어부(700)를 먼저 냉각시킬 수 있어 제어부(700)의 과열이 방지되며 제어부(700)를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

그리고 본 발명의 냉각수 히터는, 냉각수 히터에 냉각수의 순환을 위한 워터 펌프가 함께 장착되므로, 워터 펌프 및 냉각수 히터를 포함한 장착 공간 및 무게를 최소화 할 수 있다.

또한, 상기 발열체(400)는 원통형으로 형성되어 개방된 양단이 상하방향을 향하도록 배치되며, 상기 하우징(200)의 하측에 연결된 연결 유로(140)로를 통해 하우징(200)의 내부로 유입된 냉각수가 상기 발열체(400)에 접촉되며 상측방향으로 유동된 후 상기 하우징(200)의 상측에 형성된 출구 파이프(220)를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되어 상하 양단이 개방된 발열체(400)를 하우징(200)의 내부에 수직으로 배치하여, 하우징(200)의 하측에 형성된 연결 유로(140)를 통해 하우징(200)의 내부로 유입된 냉각수가 발열체(400)의 하측에서 발열체(400)의 상측으로 유동되어 열교환된 후 하우징(200)의 상측에 형성된 출구 파이프(220)를 통해 배출되도록 유로가 형성될 수 있다.

이때, 발열체(400)와 열교환되면서 상측방향으로 유동되는 냉각수는 발열체(400)의 상측인 출구 파이프(220) 전단에서 온도가 가장 높기 때문에 발열체(400)의 상측 부분에서 냉각수에 기포가 많이 발생하게 된다. 그러므로 기포가 발생하더라도 출구 파이프(220)를 통해 기포가 원활하게 배출될 수 있으며, 발열체(400) 주변에서 냉각수의 유동방향과 기포의 배출방향이 동일하게 상측으로 유동되므로 기포의 역류가 방지되어 냉각수의 유동 저항을 줄일 수 있으며 열교환 효율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 몸체(100)는 하우징(200)과 일체형으로 형성될 수 있다.

즉, 본 발명의 냉각수 히터는, 냉각수 히터의 하우징에 냉각수의 순환을 위한 워터 펌프가 일체로 형성되므로, 워터 펌프의 고정을 위한 펌프 케이스나 브라켓 등이 필요 없이 히터의 하우징과 일체화되므로 제조비용을 절감할 수 있다.

이때, 몸체(100)와 하우징(200)은 금속이나 플라스틱 등 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 기계적인 가공, 주조, 다이캐스팅 및 사출 등 다양한 방법으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 제어부 냉각 유로(130)는 제어부(700)가 결합되는 몸체(100)의 측면에 개방된 홈 형태로 형성되어, 상기 제어부(700)가 몸체(100)에 밀착되어 제어부 냉각 유로(130)의 개방된 측면 부분이 막히도록 형성될 수 있다.

즉, 제어부 냉각 유로(130)는 몸체(100)의 내부에 파이프 라인 형태로 형성될 수도 있으나, 도시된 바와 같이 몸체(100)의 측면에 개방된 홈 형태로 형성되고 제어부(700)가 몸체(100)의 측면에 밀착됨으로써 제어부 냉각 유로(130)의 개방된 측면이 막혀 완전한 유로가 형성되도록 할 수 있다. 이에 따라 제어부 냉각 유로(130)의 형태를 형성하기 용이하며, 제어부(700)에 냉각수가 직접 접촉되도록 할 수 있어 제어부(700)의 냉각 효과가 향상될 수 있다. 이때, 제어부 냉각 유로(130)를 따라 주변에 개스킷이나 오링 등의 실링부재가 개재되거나 제어부(700)와 밀착되는 몸체(100)의 측면 및 제어부(700)의 측면에 실링부재를 도포한 후 밀착 결합되도록 함으로써, 제어부 냉각 유로(130)에서의 누수를 방지할 수 있다.

또한, 상기 몸체(100)에는 제어부 냉각 유로(130)에 연결되며 워터 펌프(500)의 일측이 삽입되어 배치되도록 펌프 장착홈(150)이 형성될 수 있다.

즉, 제어부 냉각 유로(130) 상에 워터 펌프(500)가 설치되되, 제어부 냉각 유로(130)와 연결되도록 몸체(100)에 펌프 장착홈(150)이 형성되며 펌프 장착홈(150)에 워터 펌프(500)의 일측인 임펠러가 있는 펌프부가 삽입되어 배치되도록 할 수 있다.

또한, 상기 제어부(700)에는 워터 펌프(500)의 타측이 삽입되어 결합될 수 있는 펌프 장착부(750)가 형성될 수 있다.

즉, 워터 펌프(500)의 타측인 모터부가 삽입되어 결합될 수 있도록, 제어부(700)에는 펌프 장착부(750)가 형성될 수 있다. 그리하여 워터 펌프(500)의 타측이 제어부(700)에 결합되어 제어부(700)의 내부에 배치될 수 있으며, 워터 펌프(500)가 제어부(700) 내부에 구비된 기판(720)에 용이하게 연결될 수 있다.

여기에서 제어부(700)는 내부가 중공 형성되고 일측면이 개방된 용기 형태로 형성되어 개방된 일측면에 제어부 커버(740)가 결합되어 밀폐될 수 있다. 그리고 제어부 케이스(710)의 내부에는 기판(720)이 구비되어 고정될 수 있으며, 기판(720)은 인덕션 코일(300) 및 워터 펌프(500)에 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제어부(700)는 몸체(100)에 밀착되는 제어부 케이스(710)의 바닥 내측면에 전자 소자(730)가 밀착되도록 배치될 수 있다.

즉, 제어부 케이스(710)가 몸체(100)에 밀착되는 측면의 내측면인 바닥 내측면에 전자 소자(730)가 밀착되도록 배치됨으로써, 발열이 많은 전자 소자(730)를 용이하게 냉각시킬 수 있다. 이때, 전자 소자(730)는 기판(720)에 전기적으로 연결되어 고정될 수 있으며, 제어부 케이스(710)의 바닥 내측면에 밀착되어 제어부 냉각 유로(130)와 근접되도록 배치될 수 있다. 또한, 제어부(700)의 전자 소자(730)가 배치된 형태에 따라 제어부 냉각 유로(130)의 라인이 형성될 수도 있다. 또한, 전자 소자(730)는 인덕션 코일(300)의 작동 제어를 위한 스위칭 소자이거나 컨덴서 등이 될 수 있으며, 제어부 케이스(710) 및 제어부 커버(740)는 몸체(100) 및 하우징(200)과 같이 동일한 금속 재질인 알루미늄으로 형성되어 제어부(700)의 내부에서 발생되는 전자파 등이 차폐되도록 할 수 있다.

또한, 상기 입구 파이프(110)는 출구 파이프(220)의 하측에 위치하도록 형성될 수 있다.

즉, 출구 파이프(220)의 높이가 입구 파이프(110)의 높이보다 낮게 배치되어 있으면, 워터 펌프(500)에 기포가 모이는 것을 방지할 수 있다. 보다 상세하게는 도시된 바와 같이 입구 파이프(110)와 제어부 냉각 유로(130)가 연결되는 부분인 입구 파이프(110)의 직후방에 워터 펌프(500)가 설치될 수 있으므로, 출구 파이프(220)의 높이보다 아래쪽에 워터 펌프(500)가 배치되도록 할 수 있다. 그리하여 냉각수가 부족하거나 냉각수의 일부 또는 전부가 배출되었다가 다시 채워지는 경우에 워터 펌프(500) 및 워터 펌프(500)의 일측인 펌프부가 배치되는 펌프 장착홈(150) 부분에 기포가 모이는 것을 방지할 수 있어, 기포로 인해 워터 펌프(500)가 냉각수를 송출하지 못하거나 냉각수의 송출 압력저하 및 유량이 부족해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이에 따라 발열체나 제어부가 과열되지 않을 수 있다.

그리고 입구 파이프(110)와 출구 파이프(220)는 다양한 방향으로 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 수평방향으로 형성될 수 있으며, 입구 파이프(110)와 출구 파이프(220)가 근접한 위치에 동일한 방향으로 형성되어, 차량 등에 장착하거나 호스를 연결할 때 작업성을 높일 수 있다.

또한, 발열체(400)는 인덕션 방식에 의해 발열이 잘 될 수 있도록 투자율이 매우 큰 페라이트계 물질로 형성될 수 있으며, 페라이트계 물질로는 일례로 스테인레스 스틸 중 STS430이 될 수 있다. 그리고 발열체(400)는 인덕션 코일(300)보다 전기 저항력이 높은 물질로 형성될 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 냉각수 히터
100 : 몸체
110 : 입구 파이프
130 : 제어부 냉각 유로 140 : 연결 유로
150 : 펌프 장착홈
200 : 하우징
210 : 하우징 커버 220 : 출구 파이프
300 : 인덕션 코일
400 : 발열체
410 : 제1발열체 420 : 제2발열체
500 : 워터 펌프
600 : 보빈
610 : 지지부 620 : 코일 커버
700 : 제어부
710 : 제어부 케이스 720 : 기판
730 : 전자 소자 740 : 제어부 커버
750 : 펌프 장착부

Claims

내부가 중공 형성되며, 냉각수가 배출되는 출구 파이프(220)가 형성되는 하우징(200);
상기 하우징(200)의 측면에 형성되고, 제어부 냉각 유로(130)가 형성되어 상기 제어부 냉각 유로(130)의 일측으로 냉각수가 유입되도록 입구 파이프(110)가 형성되며 제어부 냉각 유로(130)의 타측을 통해 하우징(200)의 중공된 내부로 유입되도록 연결되는 연결 유로(140)가 형성되는 몸체(100);
상기 하우징(200)의 내부에 구비되는 인덕션 코일(300);
상기 하우징(200)의 내부에 구비되고, 상기 인덕션 코일(300)의 내측 및 외측 중 어느 하나 이상의 위치에 이격되어 구비되어 유도가열되는 발열체(400);
상기 몸체(100)의 제어부 냉각 유로(130) 상에 배치되어 냉각수를 압송하는 워터 펌프(500); 및
상기 몸체(100)의 측면에 결합되어 상기 인덕션 코일(300) 및 워터 펌프(500)를 제어하는 제어부(700); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제1항에 있어서,
상기 발열체(400)는 원통형으로 형성되어 개방된 양단이 상하방향을 향하도록 배치되며,
상기 하우징(200)의 하측에 연결된 연결 유로(140)로를 통해 하우징(200)의 내부로 유입된 냉각수가 상기 발열체(400)에 접촉되며 상측방향으로 유동된 후 상기 하우징(200)의 상측에 형성된 출구 파이프(220)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제1항에 있어서,
상기 몸체(100)는 하우징(200)과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제1항에 있어서,
상기 제어부 냉각 유로(130)는 제어부(700)가 결합되는 몸체(100)의 측면에 개방된 홈 형태로 형성되어, 상기 제어부(700)가 몸체(100)에 밀착되어 제어부 냉각 유로의 개방된 측면 부분이 막히도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제1항에 있어서,
상기 몸체(100)에는 제어부 냉각 유로(130)에 연결되며 워터 펌프(500)의 일측이 삽입되어 배치되도록 펌프 장착홈(150)이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제5항에 있어서,
상기 제어부(700)에는 워터 펌프(500)의 타측이 삽입되어 결합될 수 있는 펌프 장착부(750)가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제1항에 있어서,
상기 제어부(700)는 몸체(100)에 밀착되는 제어부 케이스(710)의 바닥 내측면에 전자 소자(730)가 밀착되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.
제1항에 있어서,
상기 입구 파이프(110)는 출구 파이프(220)의 하측에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터.