KR100421101B1 - 피티씨 히터 하우징 - Google Patents

피티씨 히터 하우징 Download PDF

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위니아만도 주식회사
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Abstract

본발명은 PTC 히터 하우징에 관한 발명으로서, 특히 내구성과 내열성, 내진성 등이 우수한 세라믹 소재인 PTC 소자를 사용하는 PTC 히터와 효과적인 열교환을 하며, 냉각수의 흐름에 최소의 유량을 갖는 PTC 하우징을 제공하는데 있다.
본발명에 따른 PTC 히터 하우징의 구성은 PTC 히터가 삽입되어 흘러들어오는 냉각수와 열교환이 일어나는 공간을 제공하는 몸체부(20)와, 상기한 몸체부(20)의 양측면에 연결되어 돌출되어 있으며 자동차 냉각수 라인에 연결되어 냉각수가 유출입되는 좌,우 연결부(10,12)와, 상기한 몸체부(20) 상단에 연결되어 브라켓볼트(18)로 자동차 본체에 고정되는 브라켓부(14)와,상기한 몸체부(20) 하단에 연결되어 상기한 몸체부(20) 하단의 삽입구(30)를 통하여 상기한 몸체부(20) 내부로 삽입되는 PTC 히터를 고정시키는 체결부(22)와,상기한 몸체부(20) 하단으로 냉각수의 누수를 막기위해 상기한 체결부(22)의 저면에 설치되는 패킹(16)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

피티씨 히터 하우징 {PTC Heater Housing}
본 발명은 PTC 히터 하우징에 관한 발명으로서, 내구성과 내열성, 내진성 등이 우수한 세라믹 소재인 PTC 소자를 사용하는 PTC 히터와 효과적인 열교환을 하며, 히터와 접촉면적을 크게 할 뿐만 아니라 냉각수의 체류시간을 길게 하며,냉각수의 흐름에 최소의 저항을 갖는 PTC 하우징을 제공하는데 있다.
여기서, PTC란 Positive Temperature Coefficient의 약자로써, 정온도계수를 의미한다. 이는 PTC 소자의 저항이 소자의 온도가 고온일때 급격히 상승하는 특징을 나타내는 용어이다.
종래의 플러그 히터(Plug Heater)는 발열부의 내부에 NiCr 코일이 발열소자 역활을 하고 있으며, 특히 자동차에 사용되는데, 12V 전압이 인가되면 약 900W의 가열 성능을 나타내지만 발열소자로 사용되는 NiCr코일 소재의 균일도가 약간만 저하되어도 바로 작동이 멈춰지는 원인이 될 수 있어, 12V의 저전압 및 약70A 내지 80A 고전류가 흘러야 되는 자동차용 프리히터(pre-heater)로 사용되는데는 어려움이 많다.
이러한 종래의 플러그 히터의 하우징은 냉각수 배관과 동일한 형상으로 구성되어 있어, 히터와 접촉면적이 적을 뿐아니라 냉각수의 체류시간도 적어 충분한 열전달이 이루어지기 어려운 구조이다.
본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 내부에 반도체 세라믹 소재인 PTC 소자와 전극을 병렬로 연결하여 저저항을 실현하고, 이로인해 높은 전압 뿐 만 아니라 차량에서 사용되는 12V의 저전압의 조건 하에서도 충분히 높은 발열량을 낼 수 있도록하는 PTC 히터를 내부에 삽입하여 열교환할 수 있는 PTC 히터 하우징을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 세라믹 소재인 PTC 소자를 사용하여 PTC 세라믹 소자가 가지는 R-T 스위칭 효과(소자의 온도가 너무 올라가 과열되면 소자의 저항이 급격히 증가하여 인가된 전압에서 낼 수 있는 발열량이 줄어들어, PTC 소자의 온도는 일정온도 수준에서 머물게 되는 현상)를 이용하여 과열을 방지하고, 내부식성, 내열성, 내진성 등이 우수한 세라믹 PTC 소재를 사용함으로써, 충분한 내구성이 요구되는 자동차 부품으로 사용할 수 있게하고, 종래의 히터에 비해 구성 부품을 최소화 함으로써 가격경쟁력을 확보할 수 있고, 발열체(PTC 소자)와 방열부를 직접 접촉시켜 열전달하게 함으로써 방열효과를 극대화 할 수 있는 PTC 히터를 내부에 삽입하여 냉각수와 열교환할 수 있는 PTC 히터 하우징을 제공함에 있다.
도1은 본 발명에 따른 PTC 히터 하우징을 나타내는 분해 사시도,
도2는 본 발명에 따른 PTC 히터 하우징과 PTC 히터의 조립도,
도3은 본 발명에 따른 플레이트 형태의 패킹이 설치된 PTC 히터 하우징을 나타내는 정면도 및 배면도,
도4은 본 발명에 따른 링 형태의 패킹이 설치된 PTC 히터 하우징을 나타내는 정면도 및 배면도,
도5은 본 발명에 따른 링 형태의 패킹을 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,12: 좌우 연결부 20: 몸체부
11a,11b; 좌우 확개부 20a,20b: 상,하부 몸체
14:브라켓트부 22:체결부
16: 패킹 30;삽입구
18:브라켓 볼트
본 발명에 관한 PTC 히터 하우징은 PTC 히터가 삽입되어 흘러들어오는 냉각수와 열교환이 일어나는 공간을 제공하는 몸체부(20)와,상기한 몸체부(20)의 양측면에 연결되어 돌출되어 있으며 자동차 냉각수 라인에 연결되어 냉각수가 유출입되는 좌,우 연결부(10,12)와, 상기한 몸체부(20) 상단에 연결되어 브라켓볼트(18)로 자동차 본체에 고정되는 브라켓부(14)와, 상기한 몸체부(20) 하단에 연결되어 상기한 몸체부(20) 하단의 삽입구(30)를 통하여 상기한 몸체부(20) 내부로 삽입되는 PTC 히터를 고정시키는 체결부(22)와, 상기한 몸체부(20) 하단으로 냉각수의 누수를 막기위해 상기한 체결부(22)의 저면에 설치되는 패킹(16)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기한 몸체부(20), 상기한 좌우 연결부(11a,11b), 상기한 브라켓부(14), 상기한체결부(22)는 금속 또는 플라스틱으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 냉각수가 유출입될 때 냉각수가 받는 저항을 최소화 하기 위해 본 발명의 상부 몸체부(20a)는 상기한 연결부(10)와 평행한 원통형으로 하고, 상기한 몸체부(20)의 하부(20b)는 좌,우측이 10mm 내지 30mm 범위의 곡률반경을 갖는 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기한 패킹(16)은 플레이트 형태 또는 링 형태를 포함한다.
또한, PTC 히터의 금속방열부(32)에서 상기한 PTC 히터 하우징 본체로 통전이 잘되도록 하기 위하여, PTC 히터와 상기한 체결부(22)를 연결하는 전기적 전도성이 양호한 금속재 연결수단을 포함한다.
또한, 고무재질의 냉각수 배관과 연결될때 실링(sealing)이 잘되도록 하기 위하여, 상기한 연결부(10,12)의 끝부분에 확개부(11a,11b)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 PTC 히터 하우징에서 상기한 브라켓부(14)는 중앙 상단부에 볼트구멍(19)과 좌,우측면부에 상단에서 하단 방향으로 넓어지도록 테이퍼진 좌,우측면 기둥(15a,15b)를 갖는 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면과 같이 본 발명에 따른 PTC 히터 하우징의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 PTC 하우징을 나타내는 분해사시도로서, 중간부분의 몸체부(20)는 자동차 냉각수 배관과 평행한 상부몸체(20a)와 좌,우 부분에 일정한 곡률반경을 가지고 굽어진 하부몸체(20b)로 이루어진다. 여기서 곡률반경은 10mm 내지 30mm가 될 수 있다. 상기한 상부몸체(20a)의 좌,우 방향으로 파이프 형태로 돌출되어 있는 좌,우 연결부(10,12)가 있고, 이 연결부(10,12)의 끝부분은 확개부(11a,11b)를 두어, 자동차 냉각수 고무배관에 상기한 연결부(10,12)가 삽입되어 연결될때 실링(sealing)효과를 더 높일 수 있다. 또한 상기한 몸체부(20)의 상단에 열결되어 있는 브라켓트부(14)가 있고, 이 브라켓트부(14)의 볼트구멍(19)을 통해 브라켓볼트(18)로 차체에 고정된다. 또한, 상기한 하부몸체(20b) 하단에 PTC 히터(34)와 연결되는 체결부(22)가 있다. 상기한 체결부(22)에는 좌,우측으로고정볼트(26)를 삽입할 수 있는 구멍이 각각 2개씩 형성되어 있다. 또한, 상기한 하부몸체(20b) 하단에 냉각수의 누수를 막기위해 패킹(16)을 설치한다.
도2는 본 발명의 PTC 하우징과 PTC 히터(34)의 조립을 나타내는 도면이다. 도2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 PTC 히터 하우징의 하부몸체(20b) 하단부에 있는 삽입구(30)를 통하여 상기한 패킹(16)을 사이에 두고 하우징 내부로 PTC 히터(34)가 삽입되고, 4개의 고정볼트(26)로 고정된다.
또한, 상기한 상부몸체(20a) 상단에 연결되어 있는 상기한 브라켓트부(14) 상에 있는 볼트구멍(19)을 통하여 상기한 브라켓볼트(18)로 상기한 하우징을 차체에 고정하게 된다.
여기서, 상기한 브라켓트부(14)는 중앙 상단부에 볼트구멍(19)과 좌,우측면부에 상단에서 하단 방향으로 넓어지도록 테이퍼진 좌,우측면 기둥(15a,15b)를 갖는 형태로 구성할 수 있다. 이렇게 함으로써, 견고하게 하우징이 차체에 고정되고, 브라켓의 장착후의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 몸체부(20), 상기한 좌우 연결부(11a,11b), 상기한 브라켓부(14), 상기한체결부(22)는 금속 이나 플라스틱으로 제작할 수 있다.
또한 , 도3에 도시되어 있듯이, 상기한 패킹(16)은 플레이트 형태(plate type)로 하거나, 도4 및 도5에서 도시 되어 있듯이, 링 형태(ring type)로 구성할 수 있다. 플레이트 형태의 경우 도3에서 알수 있듯이 상기한 체결부(22) 밑면 전체를 덮어 설치되지만, 도5에 도시된 링 형태 패킹(16a)은 도4에서 알 수 있듯이, 상기한 체결부(22) 밑면에 일정 크기의 홈(36)을 사각 둘레로 형성하여 상기한 링 형태 패킹(16a)을 상기한 홈(36)에 삽입 설치한다.
상기와 같이 패킹(16)을 플레이트 형태로 할 경우 PTC 히터와 상기한 체결부(22)를 연결하는 연결수단은 전기적 전도성이 양호한 금속재 고정볼트(26)나 기타 금속재 연결수단으로 하여,상기한 PTC히터의 금속방열부(32)에서 상기한 고정볼트(26)등을 통해 하우징 몸체부(20)로 통전되고, 다시 브라켓부(14)를 통해 차체로 전류가 흘러나가게 된다.
이상과 같은 본발명의 효과로는
상기한 전기전도성 전극(14), PTC소자의 저저항화를 실현하여, 110V, 220V등과 같은 고전압 하에서 뿐만아니라 차량에서 사용되는 12V등의 저전압하에서도 높은 발열효과를 가져오고, 종래의 PTC 히터 구조에 비하여 구성을 단순화 하고, 부품을 최소화하여 가격경쟁력을 확보할 수 있을 뿐아니라 열전도율을 향상시킬 수 있으며, 높은 내구성을 요구하는 자동차 부품으로 사용할 수 있으며, PTC 소자가 가지는 R-T 스위칭 효과를 이용하여 별도의 안전장치 없이도 과열을 방지할 수 있는 PTC 히터와 PTC 히터 하우징이 결합하여 효과적인 열전달이 일어 날수 있도록 할 수 있다.
또한, 히터와 냉각수의 접촉면적을 크게하고, 냉각수의 체류시간을 보다 길게하여 충분한 열교환이 일어날 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. PTC 히터가 삽입되어 흘러들어오는 냉각수와 열교환이 일어나는 공간을 제공하는 몸체부(20)와;
    상기한 몸체부(20)의 양측면에 연결되어 돌출되어 있으며 자동차 냉각수 라인에 연결되어 냉각수가 유출입되는 좌,우 연결부(10,12)와;
    상기한 몸체부(20) 상단에 연결되어 브라켓볼트(18)로 자동차 본체에 고정되는 브라켓부(14)와;
    상기한 몸체부(20) 하단에 연결되어 상기한 몸체부(20) 하단의 삽입구(30)를 통하여 상기한 몸체부(20) 내부로 삽입되는 PTC 히터를 고정시키는 체결부(22)와;
    상기한 몸체부(20) 하단으로 냉각수의 누수를 막기위해 상기한 체결부(22)의 저면에 설치되는 패킹(16)으로 구성된 것을 특징으로 하는 PTC 히터 하우징.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기한 몸체부(20), 상기한 좌우 연결부(11a,11b), 상기한 브라켓부(14), 상기한체결부(22)는 금속 또는 플라스틱으로 제작되는 것을 특징으로 하는 PTC 히터 하우징.
  3. 청구항 1에 있어서,
    냉각수가 유출입될 때 냉각수가 받는 저항을 최소화 하기 위해 상기한 몸체부(20)의 상부(20a)는 상기한 연결부(10)와 평행한 원통형으로 하고, 상기한 몸체부(20)의 하부(20b)는 좌,우측이 10mm 내지 30mm 범위의 곡률반경을 갖는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 PTC 히터 하우징.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기한 패킹(16)은 플레이트 형태 또는 링 형태를 포함하는 PTC 히터 하우징.
  5. 청구항 1에 있어서,
    PTC 히터의 금속방열부(32)에서 상기한 PTC 히터 하우징 본체로 통전이 잘되도록 하기 위하여, PTC 히터와 상기한 체결부(22)를 연결하는 전기적 전도성이 양호한 금속재 연결수단을 포함하는 PTC 히터 하우징.
  6. 청구항 1에 있어서,
    고무재질의 냉각수 배관과 연결될때 실링이 잘되도록 하기 위하여, 상기한 연결부(10,12)의 끝부분에 확개부(11a,11b)를 포함하는 PTC 히터 하우징.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기한 브라켓부(14)는 중앙 상단부에 볼트구멍(19)과 좌,우측면부에 상단에서 하단 방향으로 넓어지도록 테이퍼진 좌,우측면 기둥(15a,15b)를 갖는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 PTC 히터 하우징.
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