KR20160089113A

KR20160089113A - 자동차용 인덕션 히터

Info

Publication number: KR20160089113A
Application number: KR1020150008619A
Authority: KR
Inventors: 오동훈; 박태용; 박수두; 이동규
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-27
Also published as: KR102141874B1

Abstract

본 발명은 자동차용 인덕션 히터에 관한 것으로, 상부 및 하부 직선부를 가지는 폐단면 형상의 발열판과 하우징을 구비하고, 그 하우징의 외주면에 워크코일이 권선되어 발열면적과 워크코일의 길이 증대를 통해 발열 성능을 증대시키는 것이 용이하다. 커버에 히트싱크를 설치하고, 히트싱크에 발열소자를 설치함으로써 별도의 냉각 유로를 구성하지 않고 간단하게 발열소자를 냉각할 수 있다.

Description

자동차용 인덕션 히터{Induction heater for vehicle}

본 발명은 자동차용 인덕션 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자유도작용에 의해 발열하는 발열판을 이용하여 난방수를 생성하여 난방을 실시할 수 있도록 된 자동차용 인덕션 히터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진 냉각을 위한 냉각수를 실내 난방용 히터코어에 공급하여 실내로 송풍되는 공기와 열교환 시킴으로써 난방을 실시한다.

그러나, 전기자동차와 같이 구동원으로서 엔진 대신 모터를 사용하는 경우에는 엔진의 열을 이용한 난방이 불가능하므로 전기를 이용하는 히터를 사용하여 난방을 실시하며, 이러한 차량용 전기 히터로서 전자 유도 가열을 이용하는 인덕션 히터가 있다.

종래 인덕션 히터의 일례가 일본 공개특허공보 특개평9-289076호(이하, 선행문헌이라 칭함)에 개시되어 있다. 선행문헌에 개시된 인덕션 히터는 물이 유입되고 배출되는 유입관과 배출관을 구비한 하우징의 내부에 다수의 구멍을 가지는 발열체 설치하고, 하우징의 외부에 워크코일을 권선하며, 전력공급유니트를 구비하여 워크코일에 고주파 교류 전력을 공급하는 구성으로 이루어져 있다.

따라서, 워크코일에 전력이 공급되면 전자 유도 작용에 의해 발열체에 열이 발생하고, 그 열을 하우징을 통과하는 물이 흡수하여 난방수를 생성할 수 있었다. 난방수는 난방용 히터코어(열교환기)로 공급되어 차실내로 토출되는 공기를 가열함으로써 난방이 이루어지게 된다.

그런데, 종래의 인덕션히터는 유입관과 배출관이 하우징의 서로 반대편에 위치해 있어서 조립성 및 정비성이 좋지 않았다.

또한, 유로 면적(하우징의 내부 면적)이 과도하게 커서 유동이 불안정함으로써 기포의 발생 및 정체 가능성이 크고, 그로 인해 국부 과열 현상이 발생하여 히터의 가열 성능 및 내구성이 저하되었다.

또한, 원통형 구조를 가지기 때문에 발열 성능 증대를 위해 발열면적 및 워크코일 길이를 증가시킬 경우 히터의 크기가 과도하게 증가하므로 자동차용 히터로서 부적절하였다.

또한, 전력공급유니트 내부의 발열소자 냉각을 위해서 별도의 냉각 유로를 구성해야 하는 등 히터의 구성이 복잡해지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 조립 및 정비가 용이하고, 국부가열현상이 방지되며, 보다 작은 크기로 충분한 발열 성능을 가질 수 있고, 전력공급유니트의 발열소자를 단순한 구성으로 용이하게 냉각할 수 있도록 된 자동차용 인덕션 히터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폭 방향으로 길게 형성된 폐단면 형상을 가지는 발열판과, 상기 발열판과 동일한 단면 형상으로 형성되어 발열판이 내장되는 하우징과, 상기 하우징의 외주면에 감겨지는 워크코일과, 상기 유입관과 배출관이 형성되고 하우징의 전면 개구부에 장착되는 커버를 포함한다.

상기 발열판과 하우징은 각각 상부판과 하부판 및 상부판과 하부판의 양측부를 연결하는 곡면부를 포함한다.

상기 발열판은 전체적으로 워크코일로부터 동일 거리 이격되어 있다.

상기 발열판의 내부에 평판 형상의 분배판이 삽입되어 발열판 내부 공간이 상부 공간과 하부 공간으로 구분된다.

상기 분배판의 상면과 하면에 발열판에 밀착되는 융기부가 형성되어, 분배판 내부 공간이 유입관측 공간과 배출관측 공간으로 구분된다.

상기 발열판의 상면과 하면에 하우징에 밀착되는 배플이 구비되어, 하우징의 내부 공간이 유입관측 공간과 배출관측 공간으로 구분된다.

상기 배플은 상기 융기부와 동일선상에 설치된다.

상기 배플에 결합돌기가 형성되고, 결합돌기는 하우징의 내주면에 형성된 결합홈에 삽입된다.

상기 배플의 후단은 T형상으로 형성되어 발열판의 상부판과 하부판 후단부를 고정해준다.

상기 하우징의 후방에 유입관측 연결 공간의 난방수를 배출관측 연결 공간으로 흐르도록 하는 후방유로부가 형성된다.

상기 하우징의 전면 개구부 둘레에 커버장착부가 돌출 형성되고, 커버장착부와 커버의 외주에 다수의 접합돌기가 돌출 형성되며, 양측 접합돌기가 서로 맞대어져 볼트 체결된다.

상기 커버에 히트싱크조립부가 관통 형성되고, 히트싱크조립부에 히트싱크가 나사 체결되며, 히트싱크의 내부에 하우징 내부의 난방수가 유입된다.

상기 히트싱크에 워크코일에 전력을 공급하는 전력공급유니트를 구성하는 발열소자가 면접촉 상태로 장착된다.

상기 히트싱크의 내부에 유입관측 연결공간의 난방수가 배출관측 연결공간으로 직접 이동하는 것을 차단하는 격벽이 구비된다.

상기 격벽에 바이패스통로가 관통 형성된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 난방수 유입관과 배출관이 모두 히터의 동일면에 설치됨으로써 조립 및 정비 점검 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

하우징내 공간이 배플과 분배기에 의해 분할되어 유로 단면적이 감소되고 유동이 안정되며, 이에 난방수 유동에 의해 공기 배출이 원활히 이루어져 하우징 내부에 공기층이 형성되지 않게 됨으로써 국부과열현상이 방지된다. 따라서, 국부과열현상에 의한 히터의 가열 성능 및 내구성 저하를 방지할 수 있다.

히터가 전체적으로 평평한 타원 형상으로 형성됨으로써 발열판의 면적과 워크코일의 길이 증대가 용이하여 작은 크기로도 높은 발열 성능을 갖게 된다.

히터의 전면에 냉각수가 유동하는 히트싱크가 구비됨으로써 히트싱크에 전력공급유니트의 발열소자를 장착하여, 복잡한 구성의 추가 없이 간편하게 발열소자를 냉각할 수 있게 된다. 이 역시 컴팩트한 히터를 만드는데 도움이 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 인덕션 히터의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 인덕션 히터의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 분배기의 사시도.
도 4는 하우징의 내부에 분배기가 조립된 상태의 정면도.
도 5는 본 발명의 일 구성인 히트싱크의 배면 사시도.
도 6은 히트싱크에 발열소자가 장착된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 자동차용 인덕션 히터의 난방수 유동 방향 설명도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 폭 방향(화살표 A에서 보았을 때 좌우 방향)으로 길게 형성된 폐단면 형상을 가지는 발열판(10)과, 발열판(10)과 동일한 단면 형상으로 형성되어 발열판(10)이 삽입되는 하우징(20)과, 하우징(20)의 외주면에 감겨지는 워크코일(30)과, 유입관(41)과 배출관(42)이 형성되고 하우징(20)의 전면 개구부에 장착되는 커버(40)를 포함한다.

발열판(10)은 전자유도에 의한 발열이 가능하도록 철계 금속으로 제작된다. 발열판(10)은 상하 방향으로 소정 거리 이격된 상부판(11)과 하부판(12)을 구비하고, 상부판(11)과 하부판(12)의 양측면은 둥근 곡면으로 연결된 형상으로 이루어진다.

하우징(20) 역시 상부판(21)과 하부판(12) 및 이들의 측면을 둥글게 연결하는 양측 곡면 부분을 포함하며, 전방은 발열판(10)의 삽입을 위해 개구되고, 후방은 차단되어 있다. 하우징(20) 후방 부분은 하우징(20)의 내부의 발열판(10) 설치된 범위 즉, 상부판(21)과 하부판(22)보다 후방으로 돌출되어 후방유로부(23)를 형성한다. 하우징(20)은 워크코일(30)에 의한 자기장 형성시 발열하지 않도록 알루미늄이나 플라스틱 재질로 제작된다. 이는 커버(40)의 경우에도 동일하다.

발열판(10)과 하우징(20)의 상부판(11,21)과 하부판(12,22)은 직사각형 형상의 평판이며, 모두 상호 평행하다.

하우징(20)의 전방 단부와 후방(대략, 후방유로부(23)가 시작되는 부분)에는 표면 외측 방향으로 각각 커버장착부(24)와 스토퍼(25)가 돌출 형성된다. 커버장착부(24)와 스토퍼(25)는 하우징(20)의 외주면 둘레 전체에 걸쳐 형성된다.

커버장착부(24)와 스토퍼(25)의 사이 부분에 워크코일(30)이 빈틈없이 감겨진다. 워크코일(30)은 커버장착부(24)와 스토퍼(25)에 의해 양측 방향으로의 이동이 차단되어 하우징(20)으로부터 이탈되지 않고 안정적인 설치 상태를 유지한다. 워크코일(30)의 양단은 전력공급유니트(90)(도 6참조)에 연결되어 고주파 교류 전원을 공급받는다. 상기와 같이 하우징(20)에 감겨진 워크코일(30)은 발열판(10)과 동일한 폐단면 형상을 갖게 된다. 따라서, 발열판(10)의 모든 부분이 워크코일(30)에서 동일한 거리만큼 이격되어 발열판(10)에 동일한 세기의 자기장이 작용하므로 발열판(10) 전체에서 균일하고 활발한 전자 유도 가열이 이루어질 수 있게 된다.

커버장착부(24)는 커버(40)와의 결합을 위해 외주면에 일정 간격으로 다수의 접합돌기(26)들이 형성되고, 각각의 접합돌기(26)에는 볼트공이 형성된다.

커버(40)는 상기 커버장착부(24)에 대응되는 형상으로 형성되고, 외주면에는 커버장착부(24)와 동일한 위치에 같은 수의 접합돌기(43)가 형성되며, 각 접합돌기(43)에는 볼트공이 형성된다. 따라서, 발열판(10)을 선 삽입 설치한 후에 하우징(20)의 커버장착부(24)에 커버(40)를 맞대고 양측 접합돌기(26,43)들을 볼트 체결함으로써 하우징(20)의 전방 개구부에 커버(40)를 장착할 수 있다.

유입관(41)과 배출관(42)은 커버(40)를 관통하여 형성되며, 호스를 연결하기 쉽도록 원형관 형태로 형성된다. 하우징(20) 내부의 공기 배출이 원활히 이루어지도록 유입관(41)에 비해 배출관(42)이 높은 위치에 형성된다.

발열판(10)이 하우징(20)의 내부에 설치되었을 때 난방수는 발열판(10)의 내측과 외측 모두로 흐른다. 즉, 난방수는 발열판(10)의 내측과 외측 모든 면과 열교환하여 발열판(10)으로부터 열을 흡수한다.

발열판(10)은 분배판(50) 및 배플(60)과 결합된 상태로 하우징(20)에 삽입된다. 분배판(50) 및 배플(60)은 비철계 금속이나 플라스틱으로 제작된다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 분배판(50)은 전체적으로는 발열판(10)의 상부판(11) 및 하부판(12)과 같은 직사각형의 평판으로서 중앙 부분을 전후 방향으로 가로질러서 상하면에 융기부(51)가 돌출 형성된다.

상기 융기부(51)에 배플(60)이 설치되는데, 배플(60)은 전방배플(61)과 후방배플(62)로 구분되어 각각 분배판(50)의 전방과 후방으로부터 분배판(50)에 끼워진다. 전방배플(61)과 후방배플(62)의 종단면은 대략 디귿자 형상으로 형성되어 분배판(50)에 끼워질 수 있도록 되어 있다.

전방배플(61)과 후방배플(62)의 설치 전에 분배판(50)은 발열판(10)에 먼저 삽입된다. 분배판(50)의 상면과 하면에는 각각 상기 융기부(51)와 동일한 높이를 갖는 복수의 돌기(52)가 형성된다. 따라서, 발열판(10)에 분배판(50)이 삽입되었을 때 발열판(10)의 내주면은 융기부(51)와 돌기(52)에 의해 지지되며 발열판(10)의 전체 내주면은 분배판(50)으로부터 동일 거리로 이격된다.

상기와 같은 상태에서 전방배플(61)과 후방배플(62)은 발열판(10)을 포함하는 상태로 상기 융기부(51)의 전방과 후방에 각각 끼워지는 것이다. 이때 후방배플(62)의 후단은 T형상의 파지부(62a)로 형성되어 발열판(10)의 후단 상부판(11)과 하부판(12)에 끼워짐으로써 발열판(10)과 분배판(50)의 결합상태를 보다 안정적으로 유지한다.

배플(60)의 전방 부분(전방배플(61)의 전체와 후방배플(62)의 전방 일부를 포함함) 상하측에는 각각 결합돌기(63)가 전후방향으로 길게 형성되고, 이에 상응하는 결합홈(27)(도 2 참조)이 하우징(20)의 내주면 중앙 상하측에 전후방향으로 길게 형성된다. 따라서, 분배판(50), 발열판(10), 배플(60)의 조립체를 하우징(20)의 내부에 삽입하면 배플(60)의 결합돌기(63)가 하우징(20)의 결합홈(27)에 삽입되어 그 설치 위치를 견고히 유지한다.

상기 분배판(50), 발열판(10), 배플(60)의 조립체가 하우징(20)의 내부에 삽입되었을 때, 도 4와 같이, 배플(60)의 상하면은 각각 하우징(20)의 상하 내주면과 밀착되어 하우징(20)의 내부 공간을 배플(60)을 기준으로 양측으로 구획하게 된다. 따라서, 하우징(20)의 내부에서 난방수는 배플(60)을 가로질러 횡방향으로는 흐를 수 없다. 단, 하우징(20) 후방의 후방유로부(23)는 배플(60)에 의해 차단되지 않으므로 난방수의 유동이 가능하다.

또한, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 하우징(20) 내부의 유동은 발열판(10)의 내측 유동과 외측 유동으로 구분할 수 있고, 그 각각의 유동은 발열판(10) 상부 유동과 하부 유동 및 분배판(50) 상부 유동과 하부 유동으로 구분할 수 있다.(각각의 상부 유동과 하부 유동은 측부에서 연결되므로 명확히 구분되는 것은 아니나 대략적으로 상기와 같이 구분해 볼 수 있다.)

도 1,2,5,6에 도시된 바와 같이, 커버(40)에는 히트싱크조립부(44)가 형성되고, 히트싱크조립부(44)에 히트싱크(70)가 설치된다. 히트싱크조립부(44)는 커버(40)의 중앙에 원형관 형태로 설치되며, 내주면에 암나사(44a)가 형성된다.

히트싱크(70)는 내부에 난방수 유입 공간이 형성되어 있는 대략 원통형의 부품으로서 전방은 막혀 있고 히트싱크조립부(44)와 결합되는 후방은 개방되어 있다.

히트싱크(70)는 후방측 외주면에 상기 암나사(44a)에 체결되는 수나사(71)가 형성되어 히트싱크조립부(44)에 나사 체결 방식으로 장착된다.

히트싱크(70)는 열전도도가 우수한 비철계 금속(예; 알루미늄)으로 이루어지고, 내부 공간은 격벽(72)에 의해 좌우 양측 공간으로 구획되어 있다. 히트싱크(70)가 히트싱크조립부(44)에 완전히 장착되었을 때 격벽(72)의 단부는 배플(60)의 전방 단부와 밀착된다. 따라서, 히트싱크(70) 내부의 격벽(72) 양측 공간은 각각 하우징(20)의 유입관(41)측 연결 공간과 배출관(42)측 연결 공간에 연결되고 상호간에는 원칙적으로 난방수 이동이 불가하다. 이는 하우징(20)으로 유입되는 난방수가 후방유로부(23)를 통해 흐르도록 함으로써 하우징(20)의 내부 공간 전체를 경유하는 주 유동을 형성하기 위함이다.

그러나, 상기 격벽(72)에는 양측 내부 공간의 사이를 연통시켜 일부 난방수가 흐를 수 있도록 한 복수의 바이패스통로(73)가 형성된다. 이는 아직 가열되지 않은 난방수가 히트싱크(70)를 경유토록 함으로써 히트싱크(70)가 보다 활발히 냉각될 수 있도록 하기 위한 것이다.

히트싱크(70)는 전면 및 측면의 일부가 평면으로 가공될 수 있고, 그 평면에 전력공급유니트(90)(도 6 참조)를 구성하는 소자들 중의 발열소자(80)를 장착할 수 있다. 발열소자(80)의 일예로 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)소자를 들 수 있는데, 이는 직류를 고속 스위칭하여 전자유도가열에 사용되는 고주파 교류를 형성하는 것으로 고온으로 발열하므로 수냉각이 필요하다.

발열소자(80)에도 볼트공(81)이 형성되어 있어서, 이들 볼트공(81,74)에 볼트를 체결함으로써 발열소자(80)를 히트싱크(70)에 장착할 수 있다.

발열소자(80)는 전선을 이용하여 타 위치에 설치된 전력공급유니트(90)와 연결할 수 있으나, 도 6과 같이, 히트싱크(70) 및 히트싱크조립부(44)에 전력공급유니트(90)를 직접 설치하고, 전력공급유니트(90)의 내부 회로기판과 발열소자(80)의 리드(82)가 직접 연결되도록 할 수 있다. 전력공급유니트(90)의 고정은 히트싱크조립부(44)등에 설치 좌면을 형성하고 볼트, 클램프 등 다양한 공지의 체결수단을 이용하여 용이하게 실시할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이제 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

히터가 작동되면, 전력공급유니트(90)에서 워크코일(30)로 고주파 교류 전류가 공급된다. 워크코일(30)에 형성된 자기장은 발열판(10)에 전자유도에 의한 와전류를 발생시키고, 와전류에 의해 발열판(10)에 열이 발생한다.

난방수는 도 7에 도시된 바와 같이, 유입관(41)을 통해 하우징(20)의 일측 공간으로 유입되고, 후방유로부(23)를 거쳐 하우징(20)의 타측 공간으로 흐른 뒤, 배출관(42)을 통해 외부로 배출된다. 난방수는 이와 같은 경로를 이동하면서 발열판(10)으로부터 열을 흡수하여 가열된다. 가열된 난방수는 배출관(42)에 연결된 호스를 따라 히터코어(난방용 열교환기)로 공급되어 차실내로 송풍되는 공기를 가열함으로써 차실내로 온풍이 공급되어 난방이 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 자동차용 인덕션 히터는 하우징(20)의 일측면에 장착되는 커버(40)에 유입관(41)과 배출관(42)이 모두 형성되어 있다. 따라서, 유입관(41)과 배출관(42)에 호스를 연결 및 분리하는 작업이 용이하므로 히터의 설치 및 정비 작업이 수월해진다.

또한, 커버(40)에는 히트싱크(70)도 설치되고, 히트싱크(70)에는 발열소자(80)가 장착되며, 히트싱크(70) 또는 커버(40)의 히트싱크조립부(44)에 전력공급유니트(90)가 설치될 수 도 있다. 이와 같이, 상기 유입관(41)과 배출관(42) 뿐만 아니라 히트싱크(70)와 발열소자(80) 및 전력공급유니트(90)도 모두 동일한 면(히터의 정면)에 설치되므로 히터의 조립 및 정비 작업을 동일한 하나의 면에서 실시할 수 있게 되어 조립성 및 정비성이 향상되는 효과가 있다.

하우징(20) 내부의 유로는 배플(60)에 의해 전술한 바와 같이 하우징(20)의 전후 방향을 따라 분할된다. 또한, 배플(60) 양측의 유로 역시 발열판(10)에 의해 발열판(10)의 내측유로와 외측유로로 나뉜다. 또한, 발열판(10) 내측유로는 분배판(50)에 의해 상부유로와 하부유로로 나뉘고, 발열판(10) 외측유로도 발열판(10)에 의해 상부유로와 하부유로로 나뉜다. 이와 같이 세부적으로 구획되어 단면적이 감소된 유로에 유입관(41)으로부터 충분한 양의 난방수가 공급되어 유동이 원활히 이루어지므로 하우징(20)의 내부에 기포가 정체될 가능성이 크게 감소된다. 또한, 유입관(41)에 비해 배출관(42)이 상대적으로 높은 위치에 형성됨으로써 기포의 배출에 유리하다. 따라서, 하우징(20) 내부에 기포층이 형성되지 않으므로 기포층에 의한 비냉각부가 존재하지 않게 되고, 이에 국부과열현상이 발생하지 않게 되어 국부과열로 인한 히터 효율 저하 및 파손을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 발열판(10)은 분배판(50)의 융기부(51)와 돌기(52)에 지지되어 일정한 폐단면 형상을 유지한다. 하우징(20)은 발열판(10)과 동일한 형상의 폐단면 형상으로 형성되어 있고, 그 하우징(20)의 외주면에 워크코일(30)이 권선되므로, 워크코일(30)과 발열판(10)은 어떤 위치에서도 동일한 거리 이격되어 있게 된다. 즉, 발열판(10)의 전체 부분이 워크코일(30)에 근접한 일정 거리에 위치해 있다. 따라서, 워크코일(30)의 자기장이 발열판(10)의 전체 면적에서 강하고 균일하게 작용하여 발열 효율이 향상된다.

본 발명에 따른 자동차용 인덕션 히터는 종래의 원통형 히터에 비해 폐단면을 유지하되 단면이 양쪽 폭 방향으로 확장되어 상부판과 하부판과 같은 직선부(평면부)를 가지는 형상으로 이루어져 있다. 따라서, 동일한 면적일지라도 히터의 외주 둘레 길이가 크게 증가한다. 이는 난방수와 직접 열교환을 하는 발열판(10)과 하우징(20)의 외주면에 감겨지는 워크코일(30)에 직접적인 영향을 미친다. 즉, 상기와 같은 형상을 가짐으로써 발열판(10)의 면적과 워크코일(30)의 길이가 증대됨으로써 발열면적이 증가하고 자기장의 세기가 증가하여 발열성능이 증가하는 효과가 있다. 또한, 이에 의하여 동일한 발열성능을 가지는 경우 히터를 보다 작고 컴팩트하게 구성할 수 있게 됨으로써 차량에 설치시 레이아웃의 자유도가 향상되고, 중량이 감소되는 효과가 있다.

한편, 히트싱크(70)의 내부 공간에는 하우징(20)과 마찬가지로 항상 난방수가 차 있으며, 이에 히트싱크(70)는 난방수의 온도와 거의 같은 온도를 갖는다. 따라서, 히트싱크(70)에 장착된 발열소자(80)와 비교할 때 히터 작동중 즉, 발열소자(80)에서 열이 발생할 때는 항상 발열소자(80)에 비해 히트싱크(70)의 온도가 낮은 상태로 유지된다. 이러한 온도차에 의해 히트싱크(70)와 발열소자(80) 사이의 열교환이 이루어져 발열소자(80)의 열이 히트싱크(70)를 통해서 난방수로 전달되므로 발열소자(80)의 냉각이 이루어짐으로써 과열로 인한 소자의 성능 저하 및 파손을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 발열소자(80)의 냉각을 위해 히터의 외부에 설치되는 별도의 냉각 유로를 구성할 필요가 없게 되므로 히터의 구성이 작고 간편해지는 장점이 있다. 이때, 히트싱크(70)와 발열소자(80)는 서로 면접촉하므로 보다 원활한 열교환이 가능하여 발열소자(80)의 냉각이 보다 효과적으로 이루어진다.

히트싱크(70) 내부에 구비된 격벽(72)은 기본적으로 하우징(20)의 유입관(41)측 공간에서 배출관(42)측 공간으로 난방수가 직접 이동하는 것을 차단한다. 따라서, 유입관(41)으로 들어온 난방수가 유입관(41)측 공간을 흐르고 후방유로부(23)를 거쳐 배출관(42)측 공간을 흐르는 정상적인 경로를 통과함으로써 난방수와 발열판(10)의 접촉 면적 및 시간이 증가되어 난방수가 충분히 가열될 수 있게 된다.

격벽(72)에 형성된 바이패스통로(73)는 유입관(41)에 인접한 공간으로부터 배출관(42)측 공간으로의 난방수 일부 이동을 허용한다. 바이패스통로(73)를 통해 이동하는 유입관(41)에 인접한 공간의 난방수는 발열판(10)과의 접촉 시간이 길지 않아 타 공간의 난방수에 비해 상대적으로 온도가 낮으므로 히트싱크(70)가 보다 저온의 난방수와 열교환할 수 있게 되고, 이에 발열소자(80)의 냉각 성능이 향상된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 발열판 20 : 하우징
11,21 : 상부판 12,22 : 하부판
23 : 후방유로부 24 : 커버장착부
25 : 스토퍼 26 : 접합돌기
27 : 결합홈 30 : 워크코일
40 : 커버 41 : 유입관
42 : 배출관 43 : 접합돌기
44 : 히트싱크조립부 50 : 분배판
51 : 융기부 52 : 돌기
60 : 배플 61 : 전방배플
62 : 후방배플 63 : 결합돌기
70 : 히트싱크 72 : 격벽
73 : 바이패스통로 80 : 발열소자

Claims

폭 방향으로 길게 형성된 폐단면 형상을 가지는 발열판(10)과;
상기 발열판(10)과 동일한 단면 형상으로 형성되어 발열판(10)이 내장되는 하우징(20)과;
상기 하우징(20)의 외주면에 감겨지는 워크코일(30)과;
상기 유입관(41)과 배출관(42)이 형성되고, 하우징(20)의 전면 개구부에 장착되는 커버(40)
를 포함하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 1에 있어서,
상기 발열판(10)과 하우징(20)은 각각 상부판(11,21)과 하부판(12,22) 및 상부판(11,21)과 하부판(12,22)의 양측부를 연결하는 곡면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 2에 있어서,
상기 발열판(10)은 전체적으로 워크코일(30)로부터 동일 거리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 1에 있어서,
상기 발열판(10)의 내부에 평판 형상의 분배판(50)이 삽입되어 발열판(10) 내부 공간이 상부 공간과 하부 공간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 4에 있어서,
상기 분배판(50)의 상면과 하면에 발열판(10)에 밀착되는 융기부(51)가 형성되어, 분배판(50) 내부 공간이 유입관(41)측 공간과 배출관(42)측 공간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 5에 있어서,
상기 발열판(10)의 상면과 하면에 하우징(20)에 밀착되는 배플(60)이 구비되어, 하우징(20)의 내부 공간이 유입관(41)측 공간과 배출관(42)측 공간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 6에 있어서,
상기 배플(60)은 상기 융기부(51)와 동일선상에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 7에 있어서,
상기 배플(60)에 결합돌기(63)가 형성되고, 결합돌기(63)는 하우징(20)의 내주면에 형성된 결합홈(27)에 삽입된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 6에 있어서,
상기 배플(60)의 후단은 T형상으로 형성되어 발열판(10)의 상부판(11)과 하부판(12) 후단부를 고정해주는 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(20)의 후방에 유입관(41)측 연결 공간의 난방수를 배출관(41)측 연결 공간으로 흐르도록 하는 후방유로부(23)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(20)의 전면 개구부 둘레에 커버장착부(24)가 돌출 형성되고, 커버장착부(24)와 커버(40)의 외주에 다수의 접합돌기(26,43)가 돌출 형성되며, 양측 접합돌기(26,43)가 서로 맞대어져 볼트 체결된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 1에 있어서,
상기 커버(40)에 히트싱크조립부(44)가 관통 형성되고, 히트싱크조립부(44)에 히트싱크(70)가 나사 체결되며, 히트싱크(70)의 내부에 하우징(20) 내부의 난방수가 유입되도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 12에 있어서,
상기 히트싱크(70)에 워크코일(30)에 전력을 공급하는 전력공급유니트(90)를 구성하는 발열소자(80)가 면접촉 상태로 장착된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 13에 있어서,
상기 히트싱크(70)의 내부에 유입관(41)측 연결공간의 난방수가 배출관(42)측 연결공간으로 직접 이동하는 것을 차단하는 격벽(72)이 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.
청구항 14에 있어서,
상기 격벽(72)에 바이패스통로(73)가 관통 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 인덕션 히터.