KR101766569B1 - 차량 가열 회로용 전기 히터 - Google Patents

차량 가열 회로용 전기 히터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열교환 액체를 수용하는 가열 회로(1)를 포함하는 자동차 가열 시스템에 관한 것으로, 이 히터(9)는 유체 유입구(11), 제 1 유체 유출구(12), 제 2 유체 유출구(13), 및 열교환 액체를 전기적으로 가열하고, 이 가열을 제 1 유체 유출구(12)로 향하는 열교환 액체와 제 2 유체 유출구(13)로 향하는 열교환 액체 사이에 제어 분산시키기 위한 수단(16, 17)을 포함하고, 제 1 및 제 2 유출구(12, 13)는 상이한 온도로 이들 2개의 라디에이터(3, 4)를 가열하기 위해 가열 회로의 제 1 라디에이터(3) 및 제 2 라디에이터(4)에 각각 접속되도록 된다.

Description

차량 가열 회로용 전기 히터{ELECTRIC HEATER FOR VEHICLE HEATING CIRCUIT}
본 발명은 열교환 유체, 예를 들면, 열교환 액체를 수용하는 자동차 가열 회로를 구비하도록 된 전기 히터에 관한 것이다.
이와 같은 전기 히터는 줄 효과(Joule effect)를 이용하여 전기 차량 또는 하이브리드의 가열 회로의 열교환 액체를 가열함으로써 이러한 차량의 승객 공간이 가열될 수 있도록 하고, 이러한 회로는 히터에 의해 제공되는 열을 승객 공간 내로 발산하도록 라이에이터를 장착하고 있다.
실제로 라디에이터는 이것의 우측 부분으로부터 좌측 부분을 분리시키는 벽의 일면과 타면에서 연장되므로, 이러한 가열 회로의 라디에이터는 승객 공간의 좌측 부분 및 우측 부분에 각각 전용되는 좌측 부분 및 우측 부분을 포함한다.
승객 공간의 좌측 부분에서 분사된 공기의 경우, 상보적 방식으로, 외부의 공기와 라디에이터의 좌측 부분에 의해 가열되는 공기의 비율을 조절함으로써 승객 공간의 좌측 부분의 온도를 조절하도록 혼합용 플랩(flap)이 제공된다. 유사한 방식으로, 다른 혼합용 플랩에 의해 승객 공간의 우측 부분의 온도가 조절될 수 있다.
본 발명의 목적은 적어도 2개의 구역, 예를 들면, 승객 공간의 좌측 부분과 우측 부분을 상이한 온도로 가열하기 위한 다른 해결책을 제공하는 것이다.
이 목적을 위해, 본 발명은 열교환 액체를 수용하는 자동차 가열 회로용 전기 히터로서, 히터는 유체 유입구, 제 1 유체 유출구, 제 2 유체 유출구, 및 열교환 액체를 전기적으로 가열하고, 가열을 제 1 유체 유출구로 향하는 열교환 액체와 제 2 유체 유출구로 향하는 열교환 액체 사이에 제어 분산시키기 위한 수단을 포함하고, 제 1 유체 유출구 및 제 2 유체 유출구는 상이한 온도로, 예를 들면, 분리된 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터를 가열하기 위해 가열 회로의 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터에 각각 접속되도록 되는, 자동차 가열 회로용 전기 히터에 관한 것이다.
이러한 해결책을 이용하면, 각각의 승객 공간 부분에 전용되는 라디에이터에 의해 승객 공간의 상이한 부분으로 확산되는 열을 분배하는 것은 바로 히터이므로, 승객 공간의 2개의 부분의 온도를 독립적으로 조절하기 위해 혼합용 플랩을 더 이상 제공할 필요가 없다.
본 발명은 위에서 한정된 바와 같은 히터에 관한 것으로서, 상기 히터는 제 1 가열 요소, 제 2 가열 요소, 및 각각의 가열 요소 내에 도입되는 전력을 제어 명령에 따라서 분산시킴으로써 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전자 전력 회로를 포함하고, 제 1 가열 요소와 제 2 가열 요소는 분리되어 있고, 유입구를 통해 도입되는 열교환 액체의 일부를 각각 수용하도록 배치되어 있고, 히터의 제 1 및 제 2 유출구에 각각 접속되는 유출구를 갖는다.
본 발명은 또한 열교환 액체를 수용하는 가열 회로를 포함하는 자동차 가열 시스템에 관한 것으로서, 가열 회로는 차량의 승객 공간의 2개의 분리된 영역에 열을 확산시키기 위한 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터 및 제 1 항 또는 제 2 항에 한정된 바와 같은 전기 히터를 구비하고, 히터의 제 1 유체 유출구 및 제 2 유체 유출구는 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터에 각각 접속되고, 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터의 유출구는 히터의 유입구에 함께 접속된다.
본 발명은 또한 위에서 한정된 바와 같은 시스템에 관한 것으로서, 여기서 2개의 라디에이터는 동일한 열 확산 부재에 결합된다.
하나의 가능한 특징에 따르면, 가열 시스템의 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터는 일체형의 라디에이터를 형성한다.
다른 가능한 특징에 따르면, 가열 시스템의 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터는 벽에 의해 상호 분리되어 있다.
제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터를 분리하는 벽은, 예를 들면, 비열전도성(또는 단열적인)으로서, 라디에이터들 사이의 열전달을 제한할 수 있다(또는 심지어 라디에이터들을 적어도 부분적으로 상호 단열되도록 할 수 있다).
다른 가능한 특징에 따르면, 열 확산 부재는, 한편으로, 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터의 유출구에 접속되고, 다른 한편으로 히터의 유입구에 접속되는 적어도 하나의 유출구를 포함한다.
다른 가능한 특징에 따르면, 가열 시스템의 열 확산 부재는 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터의 유출구들에 각각 접속되는 2개의 유출구를 포함한다.
다른 가능한 특징에 따르면, 제 1 라디에이터 및 제 2 라디에이터는 상호 분리된 열 확산 부재에 결합된다.
이러한 방식으로, 차량의 승객 공간 내에 열의 확산에 전용되는 열 확산 부재는 열의 확산을 원하는 구역에 근접하여 장착될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 비제한적 실시예로서 이하에서 제공되는 본 발명의 특정의 실시형태의 설명으로부터 더 깊게 이해될 수 있고, 본 발명의 다른 목적, 세부적 특징 및 장점은 더 명확히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 히터를 장착하는 가열 시스템의 개략 부분도이다.
도 2는 도 1의 히터의 분해 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 가열 시스템의 구조 변형예의 개략도이다.
본 발명의 기초가 되는 개념은 차량의 2개의 구역, 예를 들면, 승객 공간의 좌측 부분 및 우측 부분을 2개의 설정된 온도에 따라 조절하기 위해 가열 회로의 2개의 분리된 라디에이터로 향하는 열교환 유체, 더 구체적으로는 열교환 액체의 가열 및 열의 분산을 동시에 보장하는 단일의 부재를 가열 회로를 위해 제공하는 것이다.
도 1에 도시된 가열 시스템은 가열 회로(1) 및 열 확산 부재(2)를 포함하고, 열 확산 부재(2)는 이 경우에 차량의 승객 공간의 2개의 구역, 예를 들면, 승객 공간의 좌측 부분과 우측 부분을 향해 각각 열을 확산하는 하도록 전용되는, 이 가열 시스템을 구비하는 2개의 분리된 라디에이터(3, 4)를 수용하고 있다.
이들 라디에이터(3, 4)는 이 경우에 열 확산 부재(2)의 일부이고, 이 열 확산 부재는 차량의 전방에 장착되고, 이들 2개의 라디에이터(3, 4)가 단순히 단일의 라디에이터의 외관을 가지도록 승객 공간 내에 열의 확산에 전용된다. 각각의 라디에이터(3, 4)는 도면부호 6 및 7로 각각 표시되는 그 자체의 유입구를 포함하고, 이들 2개의 라디에이터의 유출구는, 예를 들면, 도면부호 8로 표시되는 동일한 유출구에 결합된다.
도시되지 않은 구조 변형예에서 제 1 라디에이터(3) 및 제 2 라디에이터(4)는 일체형(또는 심지어 모노블록)의 라디에이터를 형성할 수 있다는 것에 주목해야 한다.
이러한 조립체는 전기 히터(9)를 통해 열교환 액체를 공급받고, 이 전기 히터는 유체 유입구(11)(예를 들면, 단일의 유체 유입구) 및 2개의 분리된 유출구(12, 13)를 포함하고, 이 2개의 분리된 유출구는 가열 시스템의 튜브를 통해 각각 유입구(6) 및 유출구(7)에 접속된다. 분리된 제 1 라디에이터(3) 및 제 2 라디에이터(4)는 또한 벽(33), 예를 들면, 비열전도성 벽에 의해 상호 분리될 수 있다(이러한 구조 변형예는 도 3a에 더 구체적으로 도시되어 있다)는 것에 주목해야 한다.
라디에이터(3, 4)의 유출구에 결합되는 열 확산 부재(2)의 유출구(8) 자체는 히터(9)의 유입구(11)에 접속된다. 예를 들면, 냉각 요소와 같은 도시되지 않은 가열 회로(1)의 다른 부품은, 적절한 경우, 라디에이터의 유출구(8)와 히터(9)의 유입구(11) 사이에 개재될 수 있다.
히터(9)는, 한편으로, 차량의 전력 공급원에 접속되고, 다른 한편으로 도시되지 않은 제어 유닛에 접속되는 케이블(14)을 통해 제어 및 급전된다. 이러한 전기 히터(9)는 히터의 유입구(11)에서 수용되는 유체를 가열하기 위한, 그리고 히터의 제 1 유출구(12)로 향하는 유체와 히터의 제 2 유출구(13)로 향하는 유체 사이에 가열을 위한 가열력을 제어 분산시키기 위한 수단을 포함한다.
다시 말하면, 이 히터(9)는 이것의 유출구(13)의 영역에 공급되는 유체와 다른 온도의 유체를 유출구(12)에 공급할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시형태에서, 히터(9)는 그 하우징의 내측면에 줄 효과를 이용하는 2개의 가열 요소(16, 17), 및 케이블(14) 상에서 수신되는 전력 및 제어 명령으로부터 이들 2개의 가열 요소(16, 17)에 전력을 공급하는 전자 전력 회로(19)를 포함한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 하우징은 유입구(11) 및 케이블(14)의 도입부를 장착하고 있는 하우징 베이스(21)를 포함하고, 하우징은 실질적으로 실링된 방식으로 전자 전력 회로(19)를 수용하는 케이싱을 구성하고, 이것의 하부 부분은 하부 캡(22)에 의해 폐쇄된다.
유입구(11)를 통해 도입되는 유체는 2개의 채널에 유입되고, 이 2개의 채널은 도면에 도시되어 있지 않으나 2개의 분리된 유체의 유동을 구성하기 위해 하우징(21)의 베이스의 상부 영역에 형성되어 있다. 이들 2개의 유체의 유동은 상이하게 가열되도록 각각 평행하게 가열 요소(16, 17)를 통과한다. 이것은 전자 전력 회로(19)가 도시되지 않은 제어 유닛으로부터 전자 전력 회로(19)가 수신하는 제어 명령에 따라 실질적으로 동일한 2개의 가열 요소(16, 17)에 상이한 전력을 공급하기 때문이다.
가열 요소(16)에 의해 가열되는 유체는 제 1 라디에이터(3)에 공급되도록 유출구(12)를 향해 방출되고, 한편 가열 요소(17)에 의해 가열되는 유체는 제 2 라디에이터(4)에 공급되도록 유출구(13)를 향해 방출된다.
하우징(21)의 베이스는 상부 하우징 부분(24)에 의해 폐쇄되고, 이 상부 하우징 부분은 요소(16, 17)를 수용하고, 유출구(12, 13)를 포함하고, 캡을 구성하는 이 상부 하우징 부분(24)은 하우징(21)의 베이스의 상부 부분을 폐쇄한다.
특히 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 가열 시스템의 회로 구조가 단순화될 수 있고, 차량의 2개의 부분을 2개의 상이한 설정 온도로 확실하게 가열할 수 있다.
더욱이, 도 3b에서 매우 개략적으로 도시된 구조 변형예에서, 열 확산 부재(31)는 라디에이터(3, 4)의 유출구들 중 적어도 하나에 접속되는 복수의 유출구를 포함한다.
부재(31)의 복수의 유출구는, 예를 들면, 히터(9)의 유입구(11)에 접속되는 단일의 도관(도시되지 않음)에 결합될 수 있다.
더 상세히 설명하면, 부재(31)는 라디에이터(3, 4)의 유출구들에 각각 접속되는 2개의 유출구(28, 28')를 포함한다. 부재(31)의 2개의 유출구는, 예를 들면, 부재(31)의 반대측 상에 배치된다.
도 3c에서 매우 개략적으로 도시된 다른 구조 변형예에서, 가열 시스템(100)은 위에서 한정된 바와 같은 전기 히터(9)를 포함한다. 전기 히터(9)의 제 1 유체 유출구(12) 및 제 2 유체 유출구(13)는 라디에이터(3, 4)의 유입구들에 각각 접속된다. 라디에이터(3, 4) 자체는 제 1 열 확산 부재(102)와 제 2 열 확산 부재(104)에 각각 결합된다.
제 1 열 확산 부재(102)와 제 2 열 확산 부재(104)는 상호 분리되어 있고, 차량의 상이한 위치에 장착될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 차량의 구성 및/또는 조립 중에 차량 내에 가열 시스템(100)을 더 용이하게 포함시킬 수 있다.
더욱이, 부재(102, 104)의 각각은 도면부호 128 및 128'로 각각 표시되는, 그리고 라디에이터(3, 4)의 유출구에 각각 접속되는 적어도 하나의 유출구를 포함한다.

Claims (9)

  1. 열교환 액체를 수용하는 자동차 가열 회로(1)용 전기 히터(9)에 있어서,
    상기 전기 히터(9)는 유체 유입구(11), 제 1 유체 유출구(12), 제 2 유체 유출구(13), 및 상기 열교환 액체를 전기적으로 가열하고, 상기 제 1 유체 유출구(12)로 향하는 상기 열교환 액체와 상기 제 2 유체 유출구(13)로 향하는 상기 열교환 액체 사이에 상기 가열을 제어 분산시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 제 1 유체 유출구(12) 및 상기 제 2 유체 유출구(13)는 상이한 온도로 제 1 라디에이터(3) 및 제 2 라디에이터(4)를 가열하기 위해 상기 가열 회로(1)의 상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)에 각각 접속되도록 되는
    자동차 가열 회로용 전기 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단은 제 1 가열 요소(16), 제 2 가열 요소(17), 및 각각의 가열 요소(16, 17) 내에 도입되는 전력을 제어 명령에 따라서 분산시킴으로써 상기 가열 요소(16, 17)에 전력을 공급하기 위한 전자 전력 회로(19)를 포함하고, 상기 제 1 가열 요소(16)와 제 2 가열 요소(17)는 분리되어 있고, 상기 유체 유입구(11)를 통해 도입되는 상기 열교환 액체의 일부를 각각 수용하도록 배치되어 있고, 상기 전기 히터(9)의 상기 제 1 및 제 2 유체 유출구(12, 13)에 각각 접속되는 유출구를 갖는
    자동차 가열 회로용 전기 히터.
  3. 열교환 액체를 수용하는 가열 회로(1)를 포함하는 자동차 가열 시스템에 있어서,
    상기 가열 회로는 상기 자동차의 승객 공간의 2개의 분리된 영역에 열을 확산시키기 위한 제 1 라디에이터(3), 제 2 라디에이터(4) 및 제 1 항 또는 제 2 항에 한정된 바와 같은 전기 히터(9)를 구비하고, 상기 전기 히터(9)의 상기 제 1 유체 유출구(12) 및 제 2 유체 유출구(13)는 상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)에 각각 접속되고, 상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)의 유체 유출구들은 상기 전기 히터(9)의 유체 유입구(11)에 함께 접속되는
    자동차 가열 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)는 일체의 라디에이터를 형성하는
    자동차 가열 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)는 벽(33)에 의해 상호 분리되는
    자동차 가열 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 2개의 라디에이터(3, 4)는 동일한 열 확산 부재(2; 31; 32) 내에 결합되는
    자동차 가열 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 확산 부재(2; 32)는 상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)의 유출구에 접속되는 적어도 하나의 유출구(8)를 포함하는
    자동차 가열 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 확산 부재(31)는 상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)의 유출구에 각각 접속되는 2개의 유출구(28, 28')를 포함하는
    자동차 가열 시스템.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 라디에이터(3) 및 상기 제 2 라디에이터(4)는 상호 분리된 열 확산 부재(102, 104)에 결합되는
    자동차 가열 시스템.
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