KR101115952B1 - 전열히터의 전원 공급구조 - Google Patents

전열히터의 전원 공급구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 +극 인가 전선과 -극 인가 전선이 서로 접촉되어 전기적인 쇼트가 발생되지 않도록 한 전열히터의 전원 공급구조를 제공하는 것을 목적으로 하며,
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임의 외면으로 일부분이 돌출되게 다수의 편평 튜브를 결합하여 상기 편평 튜브의 돌출 부분 각각에 전류가 흐르도록 제1 전선을 연결하여 -극을 인가하고, 상기 편평 튜브내에 내장된 발열수단의 커넥터를 상기 프레임의 외면으로 소정 길이 돌출되게 설치하여 상기 커넥터에 제2 전선을 연결하여 +극을 인가하도록 구성된 전열히터의 전원 공급구조에 있어서, 상기 프레임의 외면에 절연부재를 개재하여 상기 제1 전선과 제2 전선의 전기적인 접속 위치를 상기 절연부재의 상부와 하부에 각각 위치시켜 분리하도록 한 것을 특징으로 한다.
전원, 쇼트, 방지, 전열히터

Description

전열히터의 전원 공급구조{Sources of electricity supply structure of an electric heater}
도 1 및 도 2는 일반적인 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면.
도 3은 종래 기술에 의한 전열히터의 내부 구성을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 전열히터의 내부 구성을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 편평튜브 및 이 편평 튜브에 결합되는 발열수단의 분해 사시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 전열히터에 절연부재 및 제1, 제2 전선이 조립되는 과정을 순서적으로 나타낸 요부 사시도.
( 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 )
41 : 편평 튜브
42 : 발열수단
43 : 프레임
43b : 보스부
42d : 커넥터
42d' : 연장부
46 : 도전판
46a : 체결볼트
46c : 제1 전선
46d : 제2 전선
50 : 절연부재
51 : 커넥터 통과공
52 : 보스부 통과공
60 : 체결볼트
본 발명은 전열히터의 전원 공급구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 +극 인가 전선과 -극 인가 전선이 서로 접촉되어 전기적인 쇼트가 발생되지 않도록 한 전열히터의 전원 공급구조에 관한 것이다.
통상적인 자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉난방하기 위한 것으로, 자동차의 엔진룸에 설치되어 엔진에 의해 구동되는 압축기와, 압축된 냉매를 액화시키기 위한 응축기와, 자동차의 인스트루먼트 패널의 내부에 설치되며 자동차의 실내의 각 부위와 덕트에 의해 연결된 케이스와, 이 케이스의 내부에 설치되어 실내기와 실외기를 케이스의 내부로 송풍하는 송풍기 유니트를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(10)의 내부에는 송풍기 유니트(15)로 부터 송풍되는 공기를 냉각시키기 위한 증발기(20)와, 공기를 가열하기 위한 히터코어(30)가 설치되어 있다.
상기 케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(20)는 상기 압축기 및 응축기와 연결되어 냉동사이클을 구성하며, 상기 히터코어(30)는 엔진의 냉각수가 흐를 수 있도록 엔진 냉각수단과 연결관(31)에 의해 연결되어 있다.
상술한 바와 같이 구성된 공기조화장치에 있어서, 자동차 실내의 난방은 엔진을 냉각시키는 냉각수가 히터코어(30)로 흐르는 상태에서 송풍기 유니트(15)로부터 공급되는 공기가 히터코어(30)를 통과하면서 열교환이 이루어진 후 자동차의 실내로 공급됨으로써 이루어진다.
상기와 같은 자동차의 난방은 엔진에 의해 냉각수가 충분히 가열된 상태를 전제로 하는 것이므로 냉각수가 가열되지 않은 상태에서 냉풍이 차실내로 공급되어 난방의 효과를 기대할 수 없다.
특히, 외기의 온도가 매우 낮은 동절기에는 엔진과 냉각수가 영하의 온도로 냉각되어 있는 상태이므로 엔진의 구동으로 냉각수의 온도를 난방이 안정화되는 온도까지 높이는데는 긴 시간이 필요하게 된다.
또한, 자동차의 엔진이 디젤엔진인 경우에는 가솔린 엔진에 비하여 발열량이 낮으므로 동절기의 실내 초기 난방은 더욱 어렵게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 자동차용 공기조화장치의 일례를 도 2에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 케이스(10)의 내부에 설치되어 있는 송풍기 유니트(15)로 부터 송풍되는 공기를 보조적으로 가열하기 위해 PTC(Positive Thermister Coefficient)소자를 이용한 전열히터(40)를 구비한다.
그리고, 공기조화장치는 외기의 온도를 감지하여 상기 전열히터(40)를 온,오프하는 제어수단을 포함한다.
상기와 같이 구성된 공기조화장치에 의한 시동초기의 난방은 자동차의 실내로 공급되는 공기를 전열히터(40)를 이용하여 보조적으로 가열함으로써 이루어진다.
상기와 같이 구성된 종래 전열히터(40)의 구성을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 편평 튜브(41)와, 발열수단(42)과, 제1, 제2 프레임(43)(44)과, 발열핀(45)을 포함하여 이루어져 있다.
상기 편평 튜브(41)는 내부가 비어있으며, 적어도 일단부가 개구되어 있는 것으로, 폭방향으로 다수개가 평행하게 배열되어 있다.
상기 발열수단(42)은, 상기 편평 튜브(41)들 각각의 내부에 내장 설치되는 것으로, 그 구성은 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 설치공(42b)을 갖는 가이드판(42a)과, 이 가이드판(42a)의 일측면과 접촉되는 전극판(42c)과, 이 전극판(42c)과 편평 튜브(41)의 내면 사이에 개재되는 절연재(42e)와, 상기 가이드판(42a)의 복수개의 설치공(42b)에 각각 삽입되어 상기 전극판(42c)의 일측면과 접촉됨으로써 전원 공급에 의해 발열되는 복수개의 PTC소자(42f)로 이루어져 있다.
상기 전극판(42c)의 일단부에는 상기 편평 튜브(41)의 개구된 부분을 통해 소정 길이의 커넥터(42d)가 돌출 연장 형성되어 있으며, 결과적으로 상기 커넥터(42d)는 상기 편평 튜브(41)의 외부로 돌출되는 것이다.
한편, 상기 제1,2 프레임(43)(44)은 편평 튜브(41)들의 양단부를 지지하는 역할을 하는 것으로, 제1 프레임(43)은 상기 커넥터(42d)가 돌출된 부분의 편평 튜브(41)의 외면에 개재되어 있다.
즉, 제1 프레임(43)에 관통 형성된 결합공(43a)에 편평 튜브(41)의 일부분이 삽입되어 있는 것이다.
그리고, 상기 제2 프레임(44)은 제1 프레임(43)의 반대 위치에 해당되는 편평 튜브(41)의 단부와 결합되어 있다.
즉, 편평 튜브(41)가 삽입되어 고정되도록 제2 프레임(44)에는 삽입홈(44a)이 형성되어 있다.
상기 발열핀(45)은 제1, 제2 프레임(43)(44) 사이에 해당되는 상기 편평 튜브(41)의 외면에 개재되어 있는 것으로, 좀더 상세하게는 단위 발열핀(45a)이 다수개 적층되도록 개재되어 있는 것이다.
여기서, 미설명 부호 45b는 단위 발열핀(45a)에 관통 형성되어 편평 튜브(41)가 관통하여 통과하는 결합되는 결합공이다.
상기와 같이 구성된 종래 전열히터(40)는 상기 발열수단(42)을 구성하는 PTC 소자(42f)가 발열되도록 외부에서 전원이 공급되는 그 전원 공급 구조를 설명하면 다음과 같다.
즉, 제1 프레임(43)의 외면으로 일부 돌출된 편평 튜브(41)의 외면에 단일체 로 된 도전성 재질의 도전판(46)이 전기적으로 접촉되게 설치되어 있다.
그리고, 상기 도전판(46)의 임의 위치에 체결볼트(46a)를 매개로 하여 단자(46b)를 결합하며, 이 단자(46b)에 제1 전선(46c)을 연결하여 -극을 인가하였다.
마지막으로, 상기 다수의 편평 튜브(41)의 개구된 부분으로 돌출된 발열수단(42)을 구성하는 전극판(42c)의 커넥터(42d)에 제2 전선(46d)을 용접으로 연결하여 +극을 인가하였다.
상기와 같이, 제1 전선(46c)과 제2 전선(46d)으로 각각 -극과 +극을 인가하게 되면, -극 전류는 단자(46b)-->도전판(46)->편평 튜브(41)-->발열핀(45)의 순서로 흐른 후 편평 튜브(41)를 통해 PTC 소자(42f)의 일면으로 도달함과 아울러 +극 전류는 커넥터(42d)-->전극판(42c)의 순서로 흘러 PTC 소자(42f)의 다른면에 도달하여 결국에는 PTC 소자(42f)는 발열하게 되며, 이 열은 발열핀(45)으로 전도된다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래 기술의 전열 히터는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 차량 주행시 주행 여건에 따라 진동이나 충격이 생기게 되면, 상기 제1, 제2 전선(46c)(46d)은 진동에 의해 흔들리게 되며, 이로 인해 커넥터(42d)와 용접에 의해 고정된 제2 전선(46d)은 용접 부분이 떨어져 커넥터(42d)로부터 이탈된 후, 도전판(46) 또는 단자(46b)에 접촉되어 전기적인 쇼트가 발생될 우려가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, +극 인가 전선과 -극 인가 전선이 서로 접촉되어 전기적인 쇼트가 발생되지 않도록 한 전열히 터의 전원 공급구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임의 외면으로 일부분이 돌출되게 다수의 편평 튜브를 결합하여 상기 편평 튜브의 돌출 부분 각각에 전류가 흐르도록 제1 전선을 연결하여 -극을 인가하고, 상기 편평 튜브내에 내장된 발열수단의 커넥터를 상기 프레임의 외면으로 소정 길이 돌출되게 설치하여 상기 커넥터에 제2 전선을 연결하여 +극을 인가하도록 구성된 전열히터의 전원 공급구조에 있어서, 상기 프레임의 외면에 절연부재를 개재하여 상기 제1 전선과 제2 전선의 전기적인 접속 위치를 상기 절연부재의 상부와 하부에 각각 위치시켜 분리하도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 전열히터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 설명의 편의상 종래 기술과 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부재 번호를 부여하기로 한다.
도 4는 본 발명에 의한 전열히터의 내부 구성을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 적용되는 편평튜브 및 이 편평 튜브에 결합되는 발열수단의 분해 사시도이며, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 전열히터에 절연부재 및 제1, 제2 전선이 조립되는 과정을 순서적으로 나타낸 요부 사시도이다.
여기서, 도 6 내지 도 8에서는 도전판(46)에 대한 구성은 도시하지 않았으나, 이에 대한 도면 구성은 도 4에 단면도로서 도시하였음을 밝혀둔다.
본 발명이 적용되는 전열히터의 바람직한 실시예를 먼저 설명하고자 한다
도 4에 도시된 바와 같이, 전열 히터는 편평 튜브(41)와, 발열수단(42)과, 제1, 제2 프레임(43)(44)과, 발열핀(45)을 포함하여 이루어진다.
상기 편평 튜브(41)는 내부가 비어있으며, 적어도 일단부가 개구되어 있는 것으로, 폭방향으로 다수개가 평행하게 배열된다.
상기 발열수단(42)은, 상기 편평 튜브(41)들 각각의 내부에 내장 설치되는 것으로, 그 구성은 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 설치공(42b)을 갖는 가이드판(42a)과, 이 가이드판(42a)의 일측면과 접촉되는 전극판(42c)과, 이 전극판(42c)과 편평 튜브(41)의 사이에 개재되는 절연재(42e)와, 상기 가이드판(42a)의 복수개의 설치공(42b)에 각각 삽입되어 상기 전극판(42c)의 일측면과 접촉됨으로써 전원 공급에 의해 발열되는 복수개의 PTC소자(42f)로 이루어진다.
상기 전극판(42c)의 일단부에는 상기 편평 튜브(41)의 개구된 부분을 통해 소정 길이의 커넥터(42d)가 돌출 연장 형성되며, 결과적으로 커넥터(42d)는 상기 편평 튜브(41)의 외부로 돌출되는 것이다.
한편, 상기 제1,2 프레임(43)(44)은 편평 튜브(41)들의 양단부를 지지하는 역할을 하는 것으로, 제1 프레임(43)은 상기 커넥터(42d)가 돌출된 부분의 편평 튜브(41)의 외면에 개재된다.
즉, 제1 프레임(43)에 관통 형성된 결합공(43a)에 편평 튜브(41)의 일부분이 삽입되는 것이다.
그리고, 상기 제2 프레임(44)은 제1 프레임(43)의 반대 위치에 해당되는 편평 튜브(41)의 단부와 결합된다.
즉, 편평 튜브(41)가 삽입되어 고정되도록 제2 프레임(44)에는 삽입홈(44a)이 형성된다.
상기 발열핀(45)은 제1, 제2 프레임(43)(44) 사이에 해당되는 상기 편평 튜브(41)의 외면에 개재되어 있는 것으로, 좀더 상세하게는 단위 발열핀(45a)이 다수개 적층되도록 개재되는 것이다.
여기서, 45b는 단위 발열핀(45a)에 관통 형성되어 편평 튜브(41)가 관통하여 통과하는 결합되는 결합공이다.
본 발명은 상기와 같이 구성된 전열히터의 전원 공급구조는, 프레임(43)즉, 제1 프레임(43)의 외면으로 일부분이 돌출되게 다수의 편평 튜브(41)를 결합하여 상기 편평 튜브(41)의 돌출 부분 각각에 전류가 흐르도록 제1 전선(46c)을 연결하여 -극을 인가하고, 상기 편평 튜브(41)내에 내장된 발열수단(42)의 커넥터(42d)를 상기 프레임(43)의 외면으로 소정 길이 돌출되게 설치하여 상기 커넥터(42d)에 제2 전선(46d)을 연결하여 +극을 인가하도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 전원 공급구조에서 상기 프레임(43)의 외면에 절연부재(50)를 개재하여 상기 제1 전선(46c)과 제2 전선(46d)의 전기적인 접속 위치를 상기 절연부재(50)의 상부와 하부에 각각 위치시켜 분리하도록 하여 제1 전선(46c)과 제2 전선(46d)이 이탈된 경우에 상기 절연부재(50)에 의해 차단되어 전기적으로 쇼트되지 않도록 한 것이다.
상기 전열부재(50)의 설치구조를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 프레임(43)의 외면에는 상기 커넥터(42d)에 인접하여 보스부(43b)가 돌 출 형성되고, 상기 절연부재(50)에는 상기 커넥터(42d)가 관통하는 커넥터 통과공(51)이 형성되며, 상기 절연부재(50)의 커넥터 통과공(51)을 관통한 커넥터(42d)에 연장 형성된 연장부(42d')가 절곡되어 그 단부가 상기 보스부(43b)에 상기 제2 전선(46d)과 함께 체결볼트(60)에 의해 전기적으로 결합된다.
여기서, 상기 제2 전선(46d)을 체결볼트(60)로 체결하여 전기적으로 연결함에 따라 종래 용접으로 하던 방법에 비해 차량 진동 등에 의해 유동되더라도 이탈되지 않게 된다.
그리고, 상기 절연부재(50)는 상기 연장부(42d')를 절곡하였기 때문에 별도로 이를 고정하기 위한 고정수단이 필요없게 된다.
즉, 상기 연장부(42d')의 절곡에 의해 1차적으로 이탈되지 않고, 상기 연장부(42d')가 상기 체결볼트(60)에 의해 체결될 때 그 체결력에 의해 완전히 고정된다.
한편, 본 발명의 절연부재(50)에는 상기 보스부(43b)가 관통하는 보스부 통과공(52)이 더 형성되는데, 그 이유는 상기 보스부(43b)를 프레임(43)의 양사이드측이 아닌 중간 부분에 형성하는 경우에 상기 보스부(43b)가 절연부재(50)의 외부로 돌출되도록 하여 상기 연장부(42d')에 제2 전선(46d)이 결합될 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 본 발명은 전술한 설명에서와 같이, 상기 프레임(43)의 외면과 상기 절연부재(50) 사이의 공간에 상기 프레임(43)의 외면으로 돌출된 편평 튜브(41)의 돌출 부분과 접촉 가능하게 단일의 도전판(46)을 결합 설치하고, 상기 제1 전선 (46c)은 상기 도전판(46)의 위치에 체결볼트(46a)에 의해 전기적으로 연결되도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 전열히터에 절연부재 및 제1, 제2 전선을 조립하는 순서를 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 6의 상태와 같이 프레임(43)에 도전판(46)을 조립한 후, 이 도전판(46)에 제1 전선(46c)을 단자(46b)와 함께 체결볼트(46a)로 전기적으로 연결되도록 결합한다.
이후, 도 6의 상태에서 절연부재(50)를 준비한 후에 도 7에 도시된 바와 같이, 절연부재(50)의 커넥터 통과공(51)으로 커넥터(42d) 및 연장부(42d')가 통과하도록 결합함과 아울러 절연부재(50)의 중간에 형성된 보스부 통과공(52)으로 프레임(43)의 중간부에 형성된 보스부(53b)가 통과하도록 함으로써, 프레임(43)에 절연부재(50)를 조립한다.
이렇게 되면, 절연부재(50)에 의해 제1 전선(46c)는 절연부재(50)에 의해 가려져 외부로 노출되지 않게 된다.
이후, 도 7의 상태에서 커넥터(42d)의 절곡선을 기준으로 하여 연장부(42d')를 "ㄱ"자 형상으로 절곡한 후, 제2 전선(46d)의 단자와 함께 체결볼트(60)로 체결한다.
이렇게 되면, 상기 제1 전선(46c)과 제2 전선(46d)은 절연부재(50)에 의해 서로 분리된 공간에 설치되어 차단되기 때문에 서로 전기적으로 접촉되지 않게 된다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량 주행중에 발생되는 진동에 의해 전선들이 유동되더라도 +극 인가 전선과 -극 인가 전선들이 이탈되지 않을 뿐만 아니라, 이탈되더라도 이들이 절연부재에 의해 차단되기 때문에 서로 접촉되는 전기적인 쇼트가 발생되지 않게 된다.

Claims (4)

  1. 프레임(43)의 외면으로 일부분이 돌출되게 다수의 편평 튜브(41)를 결합하여 상기 편평 튜브(41)의 돌출 부분 각각에 전류가 흐르도록 제1 전선(46c)을 연결하여 -극을 인가하고, 상기 편평 튜브(41)내에 내장된 발열수단(42)의 커넥터(42d)를 상기 프레임(43)의 외면으로 소정 길이 돌출되게 설치하여 상기 커넥터(42d)에 제2 전선(46d)을 연결하여 +극을 인가하도록 구성된 전열히터의 전원 공급구조에 있어서,
    상기 프레임(43)의 외면에 절연부재(50)를 개재하여 상기 제1 전선(46c)과 제2 전선(46d)의 전기적인 접속 위치를 상기 절연부재(50)의 상부와 하부에 각각 위치시켜 분리하며,
    상기 프레임(43)의 외면에는 상기 커넥터(42d)에 인접하여 보스부(43b)가 돌출 형성되고,
    상기 절연부재(50)에는 상기 커넥터(42d)가 관통하는 커넥터 통과공(51)이 형성되며,
    상기 절연부재(50)의 커넥터 통과공(51)을 관통한 커넥터(42d)에 연장 형성된 연장부(42d')가 절곡되어 그 단부가 상기 보스부(43b)에 상기 제2 전선(46d)과 함께 체결볼트(60)에 의해 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전열히터의 전원 공급구조.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재(50)에는 상기 보스부(43b)가 관통하는 보스부 통과공(52)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 전열히터의 전원 공급구조.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임(43)의 외면과 상기 절연부재(50) 사이의 공간에 상기 프레임(43)의 외면으로 돌출된 편평 튜브(41)의 돌출 부분과 접촉 가능하게 단일의 도전판(46)을 결합 설치하고, 상기 제1 전선(46c)은 상기 도전판(46)의 위치에 체결볼트(46a)에 의해 전기적으로 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 전열히터의 전원 공급구조.
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