WO2019231193A1 - 냉각수 히터 - Google Patents

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WO2019231193A1
WO2019231193A1 PCT/KR2019/006326 KR2019006326W WO2019231193A1 WO 2019231193 A1 WO2019231193 A1 WO 2019231193A1 KR 2019006326 W KR2019006326 W KR 2019006326W WO 2019231193 A1 WO2019231193 A1 WO 2019231193A1
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cooling water
coolant
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pump
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임차유
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한온시스템 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a coolant heater, and more particularly, to a coolant heater that maximizes heating efficiency and enables free capacity diversification.
  • Vehicles powered by engines using gasoline, diesel, etc. as the energy source are the most common types of vehicles at present.However, such energy sources for automobiles are not only needed for environmental pollution but also for various reasons such as the reduction of oil reserves. Increasingly, electric vehicles, hybrid cars and fuel cell vehicles are being put into practical use or under development.
  • electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles unlike vehicles using engines using petroleum as a source of energy, cannot use or apply a heating system using cooling water. That is, in the case of a vehicle driven by an petroleum-based energy source, a very large amount of heat is generated in the engine, and a coolant circulation system for cooling the engine is provided. I am going to use it. However, since much of the heat generated by the engine does not occur in the driving source of electric vehicles, hybrid cars and fuel cell vehicles, there is a limit to using such a conventional heating method.
  • electric heaters can be used to heat the cooling water more easily without significantly affecting the air conditioning system.
  • the electric heater includes an air heating heater in the form of directly heating the air blown into the vehicle interior, and a coolant heating heater (or the coolant heater) in the form of heating the cooling water.
  • Korean Patent Publication No. 2015-0004382 discloses an example of a cooling water heater. More specifically, as shown in FIG. 1, a cooling water heater having a structure in which a flow path through which a liquid heat transfer medium flows on a thin surface heating element is formed in a meandering channel form is disclosed.
  • the cooling water heater according to the prior art has the advantage that the pressure loss on the heating part is small compared to one channel or a series connected channel by having at least two channels through which the heat transfer medium flows in parallel.
  • an object of the present invention is to ensure that the assembly formed by stacking the sheet-type heater is integrated in the housing through which the coolant flows, thereby minimizing heat loss
  • the present invention provides a coolant heater that maximizes efficiency and enables free capacity diversification through sheet lamination.
  • Cooling water heater 100 of the present invention for achieving the object as described above, there is a flow space through which the coolant flows is formed therebetween a plurality of heater unit body 111 and the heater unit body 111 are arranged stacked on each other A heater assembly (110) comprising a plurality of heating sheets (112) interposed therebetween; A pump 120 for pumping the coolant to introduce the coolant into the flow space; A pair of case powders 135 are coupled to each other to accommodate the heater assembly 110 and the pump 120 therein, and a coolant inlet 131 and the heater assembly to introduce cooling water into the pump 120.
  • the heater unit body 111 a pair of cooling water flow opening 115 is formed on one side and the unit body 113 and the open body of the unit body 113 is formed in the form of a container open one side.
  • the cooling water introduced into one of the cooling water flow openings 115 of one of the pair of cooling water flow openings 115 includes a unit cover 114 which covers and forms the flow space, and is adjacent to the heater unit 111. Heated by the heat generating sheet 112 may be made to be discharged to the other one of the cooling water distribution port (115).
  • the unit body 113 the one end is connected to the inner wall surface of the unit body 113 at a position between the pair of the coolant flow opening 115 and the partition wall extending along the unit body 113 ( 116, the coolant introduced into one of the pair of coolant distribution ports 115 is guided along the flow space separated by the partition wall 116 and the other It may be made to be discharged to the cooling water distribution port 115.
  • the heater assembly 110 is formed to be in communication with each other, the cooling water flow outlets 115 of the heater unit 111 adjacent to each other, is formed in the heater unit 111 disposed on the outermost side
  • the cooling water flow openings 115 that are not in communication with other heater unit 111 adjacent to each other among the cooling water flow openings 115 are configured to introduce or discharge cooling water so that the cooling water flows from the outermost heater unit 111 on one side.
  • the outermost heater unit 111 on the other side may be distributed while being heated in sequence.
  • the case 130 is separated into a heater accommodation space (H) in which the heater assembly 110 is accommodated and a pump accommodation space (P) in which the pump 120 is accommodated, and the heater accommodation space (H). ) And the pump receiving space (P) may be made to be isolated from each other.
  • the case 130 may include a flow path for introducing the cooling water introduced into the pump accommodation space P into the heater assembly 110.
  • the coolant heater 100, the pump 120 is formed in a cylindrical shape
  • the heater assembly 110 may be formed in a form surrounding a portion around the side of the pump 120.
  • the heating sheet 112 may be provided with a single dog or a plurality dog per one heater unit 111.
  • the plurality of heating sheets 112 may be electrically connected to each other or in series. Can be connected in parallel.
  • cooling water heater 100 the terminal block 145 for supplying power by electrically connecting the heating sheet 112 provided in the plurality of heater unit 111 in series or in parallel with each other;
  • a controller 140 connected to the terminal block 145 to control power supplied to the heating sheet 112; It may further include.
  • the terminal block 145 may be formed to extend in the stacking direction of the heater unit 111.
  • controller 140 may be formed in a substrate form and may be stacked in parallel with the plurality of heater unit units 111. In this case, the controller 140 is preferably spaced apart from the heater assembly 110.
  • the sheet-like heating elements are arranged in a stacked form, all the heat generated from both sides of the heating element can be used, thereby minimizing heat loss, thereby naturally maximizing the heating efficiency.
  • the laminated structure there is an effect that can freely diversify the heater capacity as desired by adjusting the number of stacked sheets of the heating element.
  • the coolant heater according to the present invention basically consists of a structure in which a plurality of small sheet-like heating elements are stacked, as well as such a sheet-like heating element assembly is provided integrally in the housing through which the coolant flows, and also consists of a structure in which the pump is integrated.
  • the coolant heater according to the present invention basically consists of a structure in which a plurality of small sheet-like heating elements are stacked, as well as such a sheet-like heating element assembly is provided integrally in the housing through which the coolant flows, and also consists of a structure in which the pump is integrated.
  • the controller is disposed on one side of the sheet-type heating element stack assembly, it is formed so that the coolant flows between the controller and the heating element, there is an effect capable of effective cooling of the controller element. Accordingly, since the adverse effect of the controller efficiency decrease due to heat generation is eliminated, as a result, the operation efficiency of the controller is also improved.
  • 1 is an embodiment of a conventional coolant heater.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the coolant heater of the present invention.
  • Figure 3 is an assembled perspective view of the coolant heater of the present invention.
  • FIG. 4 is a partially exploded perspective view of the coolant heater of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a coolant heater unit of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the coolant heater of the present invention.
  • FIG. 7 is a disassembled and assembled form of a heater assembly, a controller, a terminal block.
  • cooling water heater 110 heater assembly
  • heater unit 112 heating sheet
  • cooling water outlet 116 partition wall
  • cooling water outlet 135 case powder
  • controller 145 terminal block
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the cooling water heater of the present invention
  • Figure 3 is an assembled perspective view of the cooling water heater of the present invention, showing the overall form of the cooling water heater 100 of the present invention.
  • the cooling water heater 100 of the present invention includes a heater assembly 110 having a plurality of heater units 111 stacked on each other, and a pump 120 for distributing cooling water. ), And a case 130 for receiving and supporting them.
  • the detailed description of each part is as follows.
  • the heater assembly 110 has a plurality of heater units 111 stacked on each other, and a flow space in which the coolant flows is formed in the heater unit 111.
  • FIG. 4 is a partially exploded perspective view of the coolant heater of the present invention. As shown in FIG. 4, a heating sheet 112 is interposed between the heater unit 111. That is, the heater assembly 110 is configured such that the heater unit bodies 111 through which the coolant is distributed and the heat generating sheets 112 that dissipate heat according to power supply are alternately stacked.
  • both surfaces of the heat generating sheet 112 are in surface contact with the pair of heater units 111 adjacent to each other, and heat emitted from both surfaces of the heat generating sheet 112 is a pair of the heater unit bodies ( 111) They are all delivered to each other and used to heat the coolant flowing in it.
  • the present invention there is no heat loss that cannot be used for heating the cooling water among the heat emitted from the heat generating sheet 112, thereby maximizing device efficiency.
  • the heating sheet 112 as shown in Figure 4 (a) may be provided with a single unit per one heater unit 111, or as shown in Figure 4 (b) one heater unit A plurality may be provided per 111.
  • a plurality of the heating sheet 112 is provided per one heater unit 111, as shown in Figure 4 (b), a plurality of the heating sheet provided in one heater unit 111 ( 112 may be electrically connected in series with each other.
  • the present invention is not limited thereto, but although not illustrated, the plurality of heat generating sheets 112 may be electrically connected to each other in parallel according to the specifications or needs of the heat generating sheets 112.
  • the pump 120 pumps the cooling water to serve to introduce the cooling water into the flow space.
  • the pump 120 may be formed in a cylindrical shape, and the heater assembly 110 may be formed to surround a part of the circumference of the side of the pump 120 as shown in the drawing, thereby further compacting the device.
  • a pair of case powders 135 are coupled to each other to accommodate the heater assembly 110 and the pump 120 therein.
  • the heater assembly 110 and the pump 120 are accommodated in the case 130 to be integrated, thereby minimizing the size of the apparatus and space utilization of the engine room.
  • one side of the pump accommodation space P in which the pump 120 is accommodated may effectively dissipate heat generated from the pump 120. It is preferable that the heat sink 125 is provided.
  • the case 130 has a coolant inlet 131 for introducing coolant into the pump 120 and a coolant outlet 132 for discharging the coolant discharged from the heater assembly 110.
  • the heater accommodation space H in which the heater assembly 110 is accommodated and the pump accommodation space P in which the pump 120 is accommodated are shown.
  • the heater accommodation space (H) and the pump accommodation space (P) is preferably made to be isolated from each other.
  • the cooling water inlet 131 is made to communicate with the pump receiving space (P), the cooling water pumped by the pump 120 introduced into the pump receiving space (P) constitutes the heater assembly (110). It is introduced into the inner flow space of the heater unit 111.
  • the case 130 preferably includes a flow path for introducing the coolant introduced into the pump accommodation space P into the heater assembly 110.
  • the flow path may be configured by a separate pipe or the like, or a concave portion is formed at an appropriate position on the case powders 135 forming the case 130, and the flow path is formed by combining the case powders 135.
  • Various changes can be made as well.
  • the coolant is pumped by the pump 120 and flows into the pump receiving space P through the coolant inlet 131 and then through the flow path. It is circulated in the heater assembly 110 and is heated by the heat dissipated from the heat generating sheet 112 while passing through the heater assembly 110 to the outside of the cooling water heater 100 through the cooling water outlet 113. Discharged.
  • the coolant does not penetrate the heater accommodating space H itself, but the coolant can be distributed only in the heater assembly 110 accommodated in the heater accommodating space H. Therefore, the heating sheet 120 or other electrical components provided in the heater assembly 110 may be provided in the heater accommodating space H, and thus the apparatus may not be disposed separately. It can be made more compact.
  • FIG. 5 is a perspective view of the coolant heater unit of the present invention, and the detailed structure of the heater unit 111 will be described in more detail with reference to FIG. 5.
  • the heater unit 111 may include a unit body 113 and a unit cover 114 as shown in FIG. 5.
  • the unit body 113 is a pair of cooling water flow opening 115 is formed on one side and is formed in the form of a container open on one side, the unit cover 114 is covered on the open one surface of the unit body 113 To form the flow space.
  • the coolant introduced into one of the cooling water flow openings 115 of the pair of cooling water flow openings 115 is heated by the heat generating sheet 112 adjacent to the heater unit 111 and the other. It can be discharged to one of the cooling water distribution port 115.
  • the unit body 113 As shown in Figure 5, one end is connected to the inner wall surface of the unit body 113 at a position between the pair of the cooling water flow opening 115 and the unit body 113 It is preferable to include a partition 116 extending along).
  • the partition wall 116 is connected to the inner wall surface of the cooling water flow opening 115 but is open to the inner wall surface opposite to the cooling water flow opening 115. Accordingly, the coolant introduced into one of the pair of coolant distribution ports 115 is smoothly guided along the flow space separated by the partition wall 116, and the other It can be discharged to the cooling water distribution port 115.
  • the coolant flow is guided in this way, the coolant flows through the entire region of the heater unit body 111, and thus all of the heat dissipated from the heat generating sheet 112 provided over the entire region of the heater unit body 111 is lost. Can be delivered, the heating efficiency is further improved.
  • the inlet-heating-discharge of the cooling water can be made completely, and the heater assembly 110 is a plurality of the heater unit 111 is stacked is the heater unit
  • the capacity can be varied as desired. That is, if a small amount of heated coolant is required, the number of heater units 111 stacked is reduced, and in the opposite case, the number of heater units 111 stacked is increased, so that the capacity of the heater assembly 110 is required. You can adjust it according to your needs.
  • the heater assembly 110 as shown in Figures 2, 4 and 5, etc., the cooling water flow channels 115 of the heater unit 111 adjacent to each other are formed to communicate with each other, the maximum The cooling water flow opening 115 which is not in communication with another heater unit 111 adjacent to each other among the cooling water flow openings 115 formed in the heater unit 111 disposed on the outside is configured to introduce or discharge cooling water. Can be.
  • the coolant may be heated while being sequentially flowed smoothly from the outermost heater unit 111 on one side to the outermost heater unit 111 on the other side.
  • the pair of cooling water flow ports 115 formed in the heater unit 111 are perpendicular to the stacking direction of the heater unit 111. It is preferred to be arranged as. As described above, the coolant flow in the heater assembly 110, the coolant discharged from one heater unit 111 is introduced into the other heater unit 111, the flow is repeated, the overall cooling water Is made to flow.
  • the heater assembly 110 may include a first heater unit, a second heater unit,. It is assumed that n-th heater units, that is, n-th heater units 111 are stacked.
  • the cooling water inlet through which the coolant flows from the first heater unit is pumped by the pump 120 through the cooling water inlet 131 to receive the cooling water supplied along the flow path.
  • the coolant flow port through which the coolant flows from the first heater unit and the coolant flow port through which the coolant flows from the second heater unit communicate with each other, and the coolant flow port through which the coolant is discharged from the second heater unit and the coolant flow through the third heater unit.
  • the cooling water flow inlet flows in communication with each other,... This communication structure is repeated.
  • the cooling water distribution port through which the cooling water is discharged from the nth heater unit is connected to the cooling water discharge port 132 to finally discharge the cooling water heated to the outside of the cooling water heater 100.
  • the pair of the cooling water flow channels 115 are arranged in a direction perpendicular to the stacking direction of the heater unit 111, so that the upper cooling water flow channels communicate with each other between the first heater unit and the second heater unit.
  • the lower coolant flow ports communicate with each other between the second heater unit and the third heater unit. ...
  • This communication structure can be made repeatedly. That is, the communication structure as shown in FIG. 2 or 4 can be easily implemented, and of course, the ease of manufacture can be greatly improved.
  • the heater unit 111 has a flow space in which the coolant flows, and thus, the heater unit 111 does not have to be formed in the same shape as in the embodiment of FIG. 5. You may lose. However, when the heater unit 111 is made in the form of a bent pipe, the contact area with the heating sheet 112 may be reduced, such that the heating efficiency of the cooling water may be reduced. That is, the structure of the heater unit 111 of FIG. 5 is an embodiment designed in an optimized form in consideration of various aspects such as cooling water flowability, heat transfer efficiency, and ease of manufacture, but the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made. Of course.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the cooling water heater of the present invention
  • Figure 7 shows the disassembly and assembly form of the heater assembly, the controller, the terminal block.
  • a plurality of heater unit units 111 are stacked and arranged, and the heating sheet 112 is interposed between the heater unit units 111.
  • the heating sheet 112 may be provided with a single dog per one heater unit 111, as shown by way of example in Figure 4 (a) above, as shown in Figure 4 (b)
  • a plurality may be provided.
  • the plurality of heat generating sheets 112 provided in one heater unit 111 may have the specifications of the heat generating sheet 112 as described above. If necessary, they can be electrically connected in series or in parallel with each other.
  • the voltage applied to the heat generating sheet 112 is 800 V or higher. High voltage can be easily increased.
  • the coolant heater 100 further includes a terminal block 145 and a controller 140 in order to smoothly supply power to the heating sheets 112 provided between the heater units 111. It is desirable to.
  • the terminal block 145 serves to supply power by electrically connecting the heating sheets 112 provided in the plurality of heater units 111 in series or in parallel with each other.
  • the terminal block 145 may be formed as shown in FIGS. 2 and 7. It is preferable that the heater unit 111 is formed to extend in the stacking direction.
  • the terminal block 145 may be configured to supply power through a parallel connection.
  • the terminal block 145 may be configured to supply power through a series connection in order to increase the voltage.
  • the present invention is not limited thereto, and as described above, electrical connection between the plurality of heating sheets 112 provided in one heater unit 111 or electrical connection for power supply of the terminal block 145 is provided. Silver may be selectively applied in series or in parallel, respectively, according to component specifications or user needs.
  • the controller 140 is connected to the terminal block 145 and controls the power supplied to the heating sheet 112.
  • the controller 140 may be formed in a substrate form and may be stacked in parallel with the plurality of heater unit units 111.
  • the controller 140 as shown in Figures 2, 6 and 7, it is preferable to be spaced apart from the heater assembly 110.
  • the conventional cooling water heater has a problem in that the operation efficiency of the controller is degraded as waste heat that is not used for heating the cooling water in the heating sheet is transferred to the controller.
  • the controller 140 since the controller 140 is spaced apart from the heater assembly 110 in which the coolant is heated, adverse effects due to heat emitted from the heat generating sheet 112 may be excluded.
  • the heating sheet 112 even when the heating sheet 112 is disposed closest to each other, since the heater unit 111 containing the coolant is disposed between the controller 140 and the heating sheet 112, the heating sheet 112 is disposed. Since the heat dissipated from is effectively blocked by the coolant, unnecessary heat transfer to the controller 140 can be more effectively excluded.

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Abstract

본 발명은 냉각수 히터에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 시트형 히터가 적층되어 형성된 조립체가 냉각수가 유통되는 하우징에 일체화되도록 함으로써, 열손실을 최소화하여 가열 효율을 극대화함과 동시에 시트 적층 형태를 통한 자유로운 용량 다변화가 가능하게 하는 냉각수 히터를 제공함에 있다.

Description

냉각수 히터
본 발명은 냉각수 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열 효율을 극대화하고 자유로운 용량 다변화가 가능하게 하는 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.
한국특허공개 제2015-0004382호("차량용 가열 장치 및 가열 장치의 작동 방법", 2015.01.12, 이하 '선행문헌')에는 냉각수 히터의 한 예시가 개시되어 있다. 보다 구체적으로 선행문헌에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 얇은 면상의 발열체 위에 액체 열전달 매체가 유통되는 유로가 구불구불한 채널 형태로 형성되는 구조로 이루어지는 냉각수 히터를 개시하고 있다. 선행문헌에 따른 냉각수 히터는, 열전달 매체가 병렬적으로 유동하는 적어도 두 개의 채널을 가짐으로써, 하나의 채널 또는 직렬 연결된 채널과 비교할 때 가열부 상에서의 압력 손실이 작은 이점 등이 있다.
그러나 선행문헌에 따른 냉각수 히터는, 도 1(B)의 세부 구조에서 보이는 바와 같이, 발열체의 한쪽 면만 냉각수의 가열에 사용되기 때문에 반대면에서 필연적으로 열손실이 발생하는 문제, 이렇게 손실되는 폐열이 제어기의 효율을 떨어뜨리는 문제, 발열체 1장을 사용하기 때문에 히터 용량을 변경하기 어렵다는 문제, 얇은 면상의 발열체를 펼쳐서 배치하기 때문에 패키징 측면에서 불리하다는 문제 등 여러 문제들을 내포하고 있다.
이에 열손실을 최소화하여 보다 효율을 향상함과 동시에 용량 다변화, 컴팩트 패키징 등이 가능한, 보다 개선된 구조의 냉각수 히터에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
1. 한국특허공개 제2015-0004382호("차량용 가열 장치 및 가열 장치의 작동 방법", 2015.01.12)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시트형 히터가 적층되어 형성된 조립체가 냉각수가 유통되는 하우징에 일체화되도록 함으로써, 열손실을 최소화하여 가열 효율을 극대화함과 동시에 시트 적층 형태를 통한 자유로운 용량 다변화가 가능하게 하는 냉각수 히터를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각수 히터(100)는, 내부에 냉각수가 유통되는 유동공간이 형성되며 서로 적층 배열되는 복수 개의 히터단위체(111) 및 상기 히터단위체(111) 사이에 개재 구비되는 복수 개의 발열시트(112)를 포함하는 히터조립체(110); 냉각수를 펌핑하여 상기 유동공간으로 냉각수를 유입시키는 펌프(120); 한 쌍의 케이스분체(135)가 서로 결합되어 이루어져 내부에 상기 히터조립체(110) 및 상기 펌프(120)를 수용하며, 상기 펌프(120)로 냉각수를 유입시키는 냉각수유입구(131) 및 상기 히터조립체(110)로부터 배출되는 냉각수를 배출시키는 냉각수배출구(132)가 형성되는 케이스(130); 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 히터단위체(111)는, 일측에 한 쌍의 냉각수유통구(115)가 형성되며 일면이 개방된 용기 형태로 형성되는 단위체바디(113) 및 상기 단위체바디(113)의 개방된 일면에 덮여져 상기 유동공간을 형성하는 단위체커버(114)를 포함하여, 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 중 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 유입된 냉각수가 상기 히터단위체(111)에 인접된 상기 발열시트(112)에 의하여 가열되어 다른 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 배출되도록 이루어질 수 있다.
또한 이 때 상기 단위체바디(113)는, 일측 끝단이 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 사이 위치의 상기 단위체바디(113) 내부 벽면에 연결되며 상기 단위체바디(113)를 따라 연장되는 격벽(116)을 포함하여, 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 중 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 유입된 냉각수가 상기 격벽(116)에 의해 분리된 상기 유동공간을 따라 안내되어 다른 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 배출되도록 이루어질 수 있다.
더불어 이 때 상기 히터조립체(110)는, 서로 인접하는 상기 히터단위체(111)의 상기 냉각수유통구(115)들끼리 서로 연통되도록 형성되되, 최외측에 배치되는 상기 히터단위체(111)에 형성되는 상기 냉각수유통구(115)들 중 인접하는 타 히터단위체(111)와 연통되지 않은 상기 냉각수유통구(115)가 냉각수를 유입 또는 배출시키도록 이루어져, 냉각수가 일측의 최외측 히터단위체(111)로부터 타측의 최외측 히터단위체(111)까지 순차적으로 유통되면서 가열되도록 이루어질 수 있다.
또한 상기 케이스(130)는, 상기 히터조립체(110)가 수용되는 히터수용공간(H) 및 상기 펌프(120)가 수용되는 펌프수용공간(P)으로 내부가 분리되며, 상기 히터수용공간(H) 및 상기 펌프수용공간(P)은 서로 격리되도록 이루어질 수 있다. 이 때 상기 케이스(130)는, 상기 펌프수용공간(P)으로 유입된 냉각수를 상기 히터조립체(110)로 유입시키는 유로를 포함할 수 있다.
또한 상기 냉각수 히터(100)는, 상기 펌프(120)가 원통 형태로 형성되며, 상기 히터조립체(110)가 상기 펌프(120) 측면 둘레 일부를 둘러싸는 형태로 이루어질 수 있다.
또한 상기 발열시트(112)는, 하나의 상기 히터단위체(111) 당 단일 개 또는 복수 개가 구비될 수 있다. 이 때 상기 발열시트(112)는, 하나의 상기 히터단위체(111) 당 복수 개가 구비될 경우, 하나의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 복수 개의 상기 발열시트(112)는 전기적으로 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.
또한 상기 냉각수 히터(100)는, 복수 개의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 상기 발열시트(112)를 전기적으로 서로 직렬 또는 병렬 연결하여 전원을 공급하는 단자대(145); 상기 단자대(145)와 연결되어 상기 발열시트(112)에 공급되는 전원을 제어하는 제어기(140); 를 더 포함할 수 있다.
이 때 상기 단자대(145)는, 상기 히터단위체(111)의 적층 방향으로 연장되는 형태로 이루어질 수 있다.
또한 상기 제어기(140)는, 기판 형태로 형성되어 복수 개의 상기 히터단위체(111)와 나란하게 적층 배치될 수 있다. 이 때 상기 제어기(140)는, 상기 히터조립체(110)로부터 이격 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 시트형 히터가 적층되어 형성된 조립체가 냉각수가 유통되는 하우징에 일체화되도록 하는 새로운 구조가 도입됨으로써, 다음과 같은 다양한 효과들을 얻을 수 있다.
먼저 본 발명에 의하면, 시트형 발열체가 적층된 형태로 배치됨에 따라, 발열체 양면에서 발생하는 열을 모두 사용할 수 있어 열손실이 최소화되며, 이에 따라 당연히 가열 효율이 극대화되는 효과가 있다. 또한 이러한 적층형 구조를 가짐에 따라, 시트형 발열체의 적층 개수를 조절함으로써 원하는 대로 자유롭게 히터 용량을 다변화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 냉각수 히터는, 기본적으로 작은 시트형 발열체가 여러 개 적층되는 구조로 이루어질 뿐만 아니라, 이러한 시트형 발열체 조립체가 냉각수가 유통되는 하우징 내에 일체화되어 구비되며, 더불어 펌프까지 일체화되는 구조로 이루어짐에 따라, 패키징 측면에서 월등히 유리한 효과를 가진다. 물론 이와 같이 다양한 부품들이 일체화됨에 따라 부품수 감소 및 그에 따른 원가 절감의 경제적 효과까지 얻을 수 있다.
더불어 본 발명에 의하면, 시트형 발열체 적층 조립체의 일측 측면에 제어기가 배치되되, 제어기와 발열체 사이에 냉각수가 유통되도록 형성됨으로써, 제어기 소자의 효과적인 냉각이 가능한 효과가 있다. 이에 따라 발열에 의한 제어기 효율 저하의 악영향이 제거되므로, 결과적으로 제어기의 동작 효율 또한 향상되는 효과 또한 있다.
도 1은 종래의 냉각수 히터의 한 실시예.
도 2는 본 발명의 냉각수 히터의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 냉각수 히터의 조립 사시도.
도 4는 본 발명의 냉각수 히터의 부분 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 냉각수 히터 단위체의 사시도.
도 6은 본 발명의 냉각수 히터의 단면도.
도 7은 히터조립체, 제어기, 단자대의 분해 및 조립 형태.
** 부호의 설명 **
100: 냉각수 히터 110: 히터조립체
111: 히터단위체 112: 발열시트
113: 단위체바디 114: 단위체커버
115: 냉각수유통구 116: 격벽
120: 펌프 125: 히트싱크
130: 케이스 131: 냉각수유입구
132: 냉각수배출구 135: 케이스분체
140: 제어기 145: 단자대
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 냉각수 히터를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
[냉각수 히터의 전체적인 구조]
도 2는 본 발명의 냉각수 히터의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 냉각수 히터의 조립 사시도로서, 본 발명의 냉각수 히터(100)의 전체적인 형태를 도시하고 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉각수 히터(100)는, 복수 개의 히터단위체(111)들이 서로 적층 배열된 형태로 이루어지는 히터조립체(110)와, 냉각수를 유통시키는 펌프(120)와, 이들을 수용하여 지지하는 케이스(130)를 포함하여 이루어진다. 각부에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 히터조립체(110)는, 상술한 바와 같이 복수 개의 히터단위체(111)들이 서로 적층 배열된 형태로 이루어지되, 상기 히터단위체(111)의 내부에 냉각수가 유통되는 유동공간이 형성된다. 도 4는 본 발명의 냉각수 히터의 부분 분해 사시도인데, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 히터단위체(111) 사이에는 발열시트(112)가 개재 구비된다. 즉 상기 히터조립체(110)는, 내부에 냉각수가 유통되는 상기 히터단위체(111)들 및 전원 공급에 따라 열을 발산하는 상기 발열시트(112)들이 교번 적층되는 형태로 이루어져 있다. 따라서 어느 하나의 상기 발열시트(112)의 양면은 각각 인접하는 한 쌍의 상기 히터단위체(111)와 면접촉하게 되며, 상기 발열시트(112) 양면에서 발산되는 열은 한 쌍의 상기 히터단위체(111) 각각으로 모두 전달되어 그 내부에서 유통되고 있는 냉각수를 가열하는데 쓰이게 된다. 이처럼 본 발명에 의하면, 상기 발열시트(112)에서 발산되는 열 중 냉각수 가열에 쓰이지 못하고 버려지는 열손실이 전혀 없게 되어, 장치 효율을 극대화할 수 있다.
한편 상기 발열시트(112)는, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 하나의 상기 히터 단위체(111) 당 단일 개가 구비될 수도 있으며, 또는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 하나의 히터단위체(111) 당 복수 개가 구비될 수도 있다. 하나의 상기 히터단위체(111) 당 복수 개의 상기 발열시트(112)가 구비될 경우, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 복수 개의 상기 발열시트(112)는 전기적으로 서로 직렬 연결되게 할 수 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 도시되지는 않았지만 상기 발열시트(112)의 사양이나 필요 등에 따라서 복수 개의 상기 발열시트(112)가 전기적으로 서로 병렬 연결되게 할 수도 있다.
상기 펌프(120)는 냉각수를 펌핑하여 상기 유동공간으로 냉각수를 유입시키는 역할을 한다. 이 때 상기 펌프(120)가 원통 형태로 형성되며, 상기 히터조립체(110)가 도시된 바와 같이 상기 펌프(120) 측면 둘레 일부를 둘러싸는 형태로 형성되게 함으로써 장치를 더욱 컴팩트화할 수 있다.
상기 케이스(130)는 도시된 바와 같이 한 쌍의 케이스분체(135)가 서로 결합되어 이루어져 내부에 상기 히터조립체(110) 및 상기 펌프(120)를 수용하도록 이루어진다. 본 발명에서는 이처럼 상기 히터조립체(110) 및 상기 펌프(120)가 하나의 상기 케이스(130) 안에 수용되어 일체화되도록 함으로써, 장치의 소형화 및 엔진룸의 공간활용성을 극대화할 수 있다. 이와 같이 상기 펌프(120)가 상기 케이스(130) 내에 수용 구비되는 경우, 상기 펌프(120)가 수용되는 펌프수용공간(P) 일측에는 상기 펌프(120)에서 발생되는 열을 효과적으로 발산해줄 수 있는 히트싱크(125)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 케이스(130)에는 상기 펌프(120)로 냉각수를 유입시키는 냉각수유입구(131) 및 상기 히터조립체(110)로부터 배출되는 냉각수를 배출시키는 냉각수배출구(132)가 형성된다. 이 때 상기 케이스(130)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 히터조립체(110)가 수용되는 히터수용공간(H) 및 상기 펌프(120)가 수용되는 펌프수용공간(P)으로 내부가 분리되며, 상기 히터수용공간(H) 및 상기 펌프수용공간(P)은 서로 격리되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 냉각수유입구(131)는 상기 펌프수용공간(P)과 연통되도록 이루어지며, 상기 펌프(120)에 의해 펌핑되어 상기 펌프수용공간(P)으로 유입된 냉각수는 상기 히터조립체(110)를 구성하는 상기 히터단위체(111)의 내부 유동공간으로 유입된다. 이러한 유입이 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 상기 케이스(130)는 상기 펌프수용공간(P)으로 유입된 냉각수를 상기 히터조립체(110)로 유입시키는 유로를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 유로는 별도의 파이프 등으로 구성할 수도 있고, 또는 상기 케이스(130)를 이루는 상기 케이스분체(135)들 상의 적절한 위치에 오목부를 형성하고 상기 케이스분체(135)들을 결합시킴으로써 유로가 형성되도록 구성할 수도 있는 등 다양한 변경 실시가 가능하다.
상기 케이스(130)가 상술한 바와 같은 구조로 이루어짐에 따라, 냉각수는 상기 펌프(120)에 의해 펌핑되어 상기 냉각수유입구(131)를 통해 상기 펌프수용공간(P)으로 유입된 후 상기 유로를 통해 상기 히터조립체(110) 내로 유통되되, 상기 히터조립체(110) 내를 통과하면서 상기 발열시트(112)에서 발산되는 열에 의해 가열된 후 상기 냉각수배출구(113)를 통해 상기 냉각수 히터(100) 외부로 배출된다. 이와 같이 함으로써 상기 히터수용공간(H) 자체에는 냉각수가 침투하지 않되 상기 히터수용공간(H) 내에 수용된 상기 히터조립체(110) 내에만 냉각수가 유통될 수 있게 된다. 따라서 상기 히터조립체(110)에 구비되는 상기 발열시트(120)나 그 외 여러 전장부품들이 상기 히터수용공간(H) 내에 구비되어도 무방하며, 이처럼 전장부품들을 별도로 배치할 필요가 없어지기 때문에 장치를 더욱 컴팩트화시킬 수 있다.
[히터단위체의 세부적인 구조]
도 5는 본 발명의 냉각수 히터 단위체의 사시도로서, 도 5를 통해 상기 히터단위체(111)의 세부적인 구조에 대하여 보다 상세히 설명한다.
상기 히터단위체(111)는, 도 5에 도시된 바와 같이 단위체바디(113) 및 단위체커버(114)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 단위체바디(113)는 일측에 한 쌍의 냉각수유통구(115)가 형성되며 일면이 개방된 용기 형태로 형성되며, 상기 단위체커버(114)는 상기 단위체바디(113)의 개방된 일면에 덮여져 상기 유동공간을 형성하게 된다. 이와 같이 이루어짐으로써, 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 중 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 유입된 냉각수가 상기 히터단위체(111)에 인접된 상기 발열시트(112)에 의하여 가열되어 다른 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 배출될 수 있게 된다.
이 때 상기 단위체바디(113)는, 역시 도 5에 도시된 바와 같이 일측 끝단이 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 사이 위치의 상기 단위체바디(113) 내부 벽면에 연결되며 상기 단위체바디(113)를 따라 연장되는 격벽(116)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 격벽(116)은 상기 냉각수유통구(115) 쪽 내부 벽면에는 연결되어 있되 상기 냉각수유통구(115) 반대쪽 내부 벽면과는 연결되지 않고 개방되도록 이루어진다. 이에 따라, 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 중 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 유입된 냉각수가 상기 격벽(116)에 의해 분리된 상기 유동공간을 따라 원활하게 안내되어 다른 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 배출될 수 있게 된다. 이와 같이 냉각수 흐름이 안내됨으로써, 냉각수가 상기 히터단위체(111) 전체 영역을 흘러가게 되며, 따라서 상기 히터단위체(111) 전체 영역에 걸쳐 구비되는 상기 발열시트(112)로부터 발산되는 열을 손실 없이 모두 전달받을 수 있어, 가열 효율이 더욱 향상된다.
이와 같이 하나의 상기 히터단위체(111)만을 가지고도 냉각수의 유입 - 가열 - 배출이 완전하게 이루어질 수 있으며, 이러한 상기 히터단위체(111)들이 복수 개 적층되어 이루어지는 상기 히터조립체(110)는 상기 히터단위체(111)의 개수를 적절히 조절함에 따라 용량을 원하는 대로 다변화할 수 있다. 즉 적은 양의 가열된 냉각수가 필요한 경우라면 적층되는 상기 히터단위체(111) 개수를 줄이고, 반대의 경우 적층되는 상기 히터단위체(111) 개수를 늘리는 식으로, 상기 히터조립체(110)의 용량을 필요에 따라 원하는 대로 조절할 수 있는 것이다.
이 때 상기 히터조립체(110)는, 도 2, 도 4 및 도 5 등에 도시된 바와 같이, 서로 인접하는 상기 히터단위체(111)의 상기 냉각수유통구(115)들끼리 서로 연통되도록 형성되되, 최외측에 배치되는 상기 히터단위체(111)에 형성되는 상기 냉각수유통구(115)들 중 인접하는 타 히터단위체(111)와 연통되지 않은 상기 냉각수유통구(115)가 냉각수를 유입 또는 배출시키도록 이루어질 수 있다. 상기 히터단위체(111)가 이와 같이 형성됨으로써, 냉각수가 일측의 최외측 히터단위체(111)로부터 타측의 최외측 히터단위체(111)까지 원활하게 순차적으로 유통되면서 가열될 수 있게 된다.
한편 상기 히터단위체(111)에 형성되는 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115)는, 도 2, 도 4 및 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 히터단위체(111)의 적층 방향에 대하여 수직한 방향으로 배열되는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 히터조립체(110)에서의 냉각수 흐름은, 하나의 상기 히터단위체(111)에서 배출된 냉각수가 다른 하나의 상기 히터단위체(111)로 유입되고, 이러한 흐름이 반복됨으로써 전체적으로 냉각수가 흘러갈 수 있도록 이루어진다. 예를 들어 상기 히터조립체(110)가 제1히터단위체, 제2히터단위체, …, 제n히터단위체, 즉 n 개의 상기 히터단위체(111)가 적층되어 이루어진다고 가정한다. 이 때 제1히터단위체에서 냉각수가 유입되는 냉각수유통구는, 상기 냉각수유입구(131)를 통해 상기 펌프(120)에 의해 펌핑되어 상기 유로를 따라 공급되는 냉각수를 유입받게 된다. 또한 제1히터단위체에서 냉각수가 배출되는 냉각수유통구 및 제2히터단위체에서 냉각수가 유입되는 냉각수유통구가 서로 연통되며, 제2히터단위체에서 냉각수가 배출되는 냉각수유통구 및 제3히터단위체에서 냉각수가 유입되는 냉각수유통구가 서로 연통되며, … 이러한 연통 구조가 반복적으로 이루어진다. 마지막으로 제n히터단위체에서 냉각수가 배출되는 냉각수유통구는 상기 냉각수배출구(132)와 연결되어 상기 냉각수 히터(100)의 외부로 가열된 냉각수를 최종 배출하게 된다. 이 때 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115)가 상기 히터단위체(111)의 적층 방향에 대하여 수직한 방향으로 배열되게 함으로써, 제1히터단위체-제2히터단위체 간에는 상측 냉각수유통구들이 연통되게 하고, 제2히터단위체-제3히터단위체 간에는 하측 냉각수유통구들이 서로 연통되게 하고. … 이러한 연통 구조가 반복적으로 이루어지게 할 수 있다. 즉 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같은 연통 구조를 용이하게 구현할 수 있으며, 물론 제작 용이성이 크게 향상될 수 있게 된다.
한편 앞서 설명한 바와 같이 상기 히터단위체(111)는 내부에 냉각수가 유통되는 유동공간이 형성되는 바, 반드시 도 5의 실시예와 같은 형태로 형성되어야만 하는 것은 아니며, 예를 들어 벤딩된 파이프 형태로 만들어질 수도 있다. 그러나 상기 히터단위체(111)가 벤딩된 파이프 형태로 만들어질 경우 상기 발열시트(112)와의 접촉 면적이 줄어들어 냉각수의 가열 효율이 떨어지는 등의 문제가 있을 수 있다. 즉 도 5의 히터단위체(111) 구조는, 냉각수 유동성, 열전달 효율, 제작 용이성 등 다양한 측면을 고려하여 최적화된 형태로 설계한 실시예이나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며 다양한 변경 실시가 가능함은 물론이다.
[제어기 및 단자대의 연결 구조]
도 6은 본 발명의 냉각수 히터의 단면도이며, 도 7은 히터조립체, 제어기, 단자대의 분해 및 조립 형태를 도시하고 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 복수 개의 상기 히터단위체(111)들이 적층 배열되되, 상기 히터단위체(111) 사이에 상기 발열시트(112)가 개재 구비된다. 이 때 상기 발열시트(112)는, 앞서의 도 4(a)에 예시적으로 도시된 바와 같이 하나의 상기 히터단위체(111) 당 단일 개가 구비될 수도 있지만, 앞서의 도 4(b)에 예시적으로 도시된 바와 같이 복수 개가 구비될 수도 있다. 이처럼 하나의 상기 히터단위체(111) 당 복수 개가 구비될 경우, 상술한 바와 같이 하나의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 복수 개의 상기 발열시트(112)는, 상기 발열시트(112)의 사양이나 필요에 따라 전기적으로 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다. 일례로 상기 발열시트(112)에 고전압이 걸리게 하고자 하는 필요가 있는 경우, 복수 개의 상기 발열시트(112)가 전기적으로 서로 직렬 연결되게 하면, 상기 발열시트(112)에 걸리는 전압을 800V 이상 수준의 고전압으로 용이하게 높일 수 있다.
한편 이와 같이 상기 히터단위체(111)들 사이사이에 구비되는 상기 발열시트(112)들에 원활하게 전원을 공급하기 위해서, 상기 냉각수 히터(100)는 단자대(145) 및 제어기(140)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 단자대(145)는 복수 개의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 상기 발열시트(112)를 전기적으로 서로 직렬 또는 병렬 연결하여 전원을 공급하는 역할을 한다. 상기 단자대(145)가 상기 발열시트(112)들을 전기적으로 연결하기 편리하게 함과 동시에 패키징이 효율적으로 이루어지도록 하기 위해서, 상기 단자대(145)는, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 히터단위체(111)의 적층 방향으로 연장되는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 더불어, 앞서 하나의 상기 히터단위체(111)에 복수 개의 상기 발열시트(112)가 구비되되 서로 직렬로 연결되는 경우, 하나의 상기 히터단위체(111)에 상당한 고전압을 걸 수 있다는 점을 설명하였는데, 이러한 복수 개의 상기 발열시트(112) 세트들을 또다시 직렬로 연결할 경우 전압이 지나치게 높아질 수 있으므로, 이러한 경우 상기 단자대(145)는 병렬 연결로 전원을 공급하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 반대로 하나의 상기 히터단위체(111)에 복수 개의 상기 발열시트(112)가 구비되되 서로 병렬로 연결되는 경우, 전압을 높이기 위해서 상기 단자대(145)는 직렬 연결로 전원을 공급하도록 이루어질 수도 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 복수 개의 상기 발열시트(112)들 간의 전기적 연결 또는 상기 단자대(145)의 전원 공급용 전기적 연결은, 부품 사양이나 사용자의 필요에 따라 각각 직렬 또는 병렬 어느 것으로든 선택 적용될 수 있다.
상기 제어기(140)는 상기 단자대(145)와 연결되어 상기 발열시트(112)에 공급되는 전원을 제어하는 역할을 한다. 이 때 상기 제어기(140)는 기판 형태로 형성되어 복수 개의 상기 히터단위체(111)와 나란하게 적층 배치될 수 있다. 이 때 상기 제어기(140)는, 도 2, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 히터조립체(110)로부터 이격 배치되는 것이 바람직하다. 앞서 종래기술에 대하여 설명하면서, 종래의 냉각수 히터의 경우 발열시트에서 냉각수 가열에 사용되지 못하고 버려지는 폐열이 제어기로 전달됨에 따라 제어기의 동작 효율이 저하되는 문제가 있었다고 지적하였다. 그러나 본 발명에 의하면, 상기 제어기(140)가 냉각수 가열이 이루어지는 상기 히터조립체(110)로부터 이격 배치되기 때문에 상기 발열시트(112)에서 발산되는 열로 인한 악영향을 배제할 수 있다. 뿐만 아니라, 가장 인접하게 배치된 상기 발열시트(112)라 하더라도 상기 제어기(140) - 상기 발열시트(112) 사이에 냉각수가 수용된 상기 히터단위체(111)가 배치되어 있으므로, 상기 발열시트(112)로부터 발산되는 열이 냉각수에 의해 효과적으로 차단되므로, 상기 제어기(140)로의 불필요한 열전달이 더욱 효과적으로 배제될 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.
본 발명에 의하면, 시트형 히터가 적층되어 형성된 조립체가 냉각수가 유통되는 하우징에 일체화되도록 하는 새로운 구조가 도입됨으로써, 가열 효율 극대화, 자유로운 히터 용량 다변화, 제어기의 동작 효율 향상, 패키징 측면에서의 유리함 향상, 부품수 감소 및 그에 따른 원가 절감의 경제적 효과 등 다양한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 내부에 냉각수가 유통되는 유동공간이 형성되며 서로 적층 배열되는 복수 개의 히터단위체(111) 및 상기 히터단위체(111) 사이에 개재 구비되는 복수 개의 발열시트(112)를 포함하는 히터조립체(110);
    냉각수를 펌핑하여 상기 유동공간으로 냉각수를 유입시키는 펌프(120);
    한 쌍의 케이스분체(135)가 서로 결합되어 이루어져 내부에 상기 히터조립체(110) 및 상기 펌프(120)를 수용하며, 상기 펌프(120)로 냉각수를 유입시키는 냉각수유입구(131) 및 상기 히터조립체(110)로부터 배출되는 냉각수를 배출시키는 냉각수배출구(132)가 형성되는 케이스(130);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 히터단위체(111)는,
    일측에 한 쌍의 냉각수유통구(115)가 형성되며 일면이 개방된 용기 형태로 형성되는 단위체바디(113) 및 상기 단위체바디(113)의 개방된 일면에 덮여져 상기 유동공간을 형성하는 단위체커버(114)를 포함하여,
    한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 중 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 유입된 냉각수가 상기 히터단위체(111)에 인접된 상기 발열시트(112)에 의하여 가열되어 다른 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 배출되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  3. 제 2항에 있어서, 상기 단위체바디(113)는,
    일측 끝단이 한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 사이 위치의 상기 단위체바디(113) 내부 벽면에 연결되며 상기 단위체바디(113)를 따라 연장되는 격벽(116)을 포함하여,
    한 쌍의 상기 냉각수유통구(115) 중 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 유입된 냉각수가 상기 격벽(116)에 의해 분리된 상기 유동공간을 따라 안내되어 다른 하나의 상기 냉각수유통구(115)로 배출되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  4. 제 2항에 있어서, 상기 히터조립체(110)는,
    서로 인접하는 상기 히터단위체(111)의 상기 냉각수유통구(115)들끼리 서로 연통되도록 형성되되, 최외측에 배치되는 상기 히터단위체(111)에 형성되는 상기 냉각수유통구(115)들 중 인접하는 타 히터단위체(111)와 연통되지 않은 상기 냉각수유통구(115)가 냉각수를 유입 또는 배출시키도록 이루어져,
    냉각수가 일측의 최외측 히터단위체(111)로부터 타측의 최외측 히터단위체(111)까지 순차적으로 유통되면서 가열되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  5. 제 1항에 있어서, 상기 케이스(130)는,
    상기 히터조립체(110)가 수용되는 히터수용공간(H) 및 상기 펌프(120)가 수용되는 펌프수용공간(P)으로 내부가 분리되며,
    상기 히터수용공간(H) 및 상기 펌프수용공간(P)은 서로 격리되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  6. 제 5항에 있어서, 상기 케이스(130)는,
    상기 펌프수용공간(P)으로 유입된 냉각수를 상기 히터조립체(110)로 유입시키는 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  7. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수 히터(100)는,
    상기 펌프(120)가 원통 형태로 형성되며, 상기 히터조립체(110)가 상기 펌프(120) 측면 둘레 일부를 둘러싸는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  8. 제 1항에 있어서, 상기 발열시트(112)는,
    하나의 상기 히터단위체(111) 당 단일 개 또는 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  9. 제 8항에 있어서, 상기 발열시트(112)는,
    하나의 상기 히터단위체(111) 당 복수 개가 구비될 경우,
    하나의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 복수 개의 상기 발열시트(112)는 전기적으로 서로 직렬 또는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  10. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수 히터(100)는,
    복수 개의 상기 히터단위체(111)에 구비되는 상기 발열시트(112)를 전기적으로 서로 직렬 또는 병렬 연결하여 전원을 공급하는 단자대(145);
    상기 단자대(145)와 연결되어 상기 발열시트(112)에 공급되는 전원을 제어하는 제어기(140);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  11. 제 10항에 있어서, 상기 단자대(145)는,
    상기 히터단위체(111)의 적층 방향으로 연장되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  12. 제 10항에 있어서, 상기 제어기(140)는,
    기판 형태로 형성되어 복수 개의 상기 히터단위체(111)와 나란하게 적층 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제어기(140)는,
    상기 히터조립체(110)로부터 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터(100).
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