KR101905432B1 - 유동매체 가열장치 - Google Patents

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Abstract

유동매체 가열장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 유동매체 가열장치는: 유동매체가 출입되도록 입구부와 출구부가 형성되는 케이스; 케이스에 형성되는 결합부; 및 결합부에서 회전됨에 따라 결합부에 결합되고, 케이스의 유동매체를 가열하는 전열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유동매체 가열장치{FLUID MEDIA HEATING APPARATUS}
본 발명은 유동매체 가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 시간을 단축시킬 수 있는 유동매체 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 난방 장치가 설치된다. 난방 장치는 엔진에 의해 구동되는 자동차와, 전기 자동차에 적용된다.
엔진구동 자동차의 난방 장치는 엔진에서 열교환된 냉각수를 엔진으로 복귀시키는 과정에서 공기와 열교환시킨다. 엔진의 냉각수와 열교환된 공기는 실내 공간으로 토출됨에 의해 실내 공간을 난방시킨다. 엔진이 가동되는 초기에는, 엔진의 냉각수가 고온으로 가열되지 않기 때문에 전열 히터를 사용하여 냉각수를 가열한다. 전열 히터는 엔진이 가동되는 초기부터 냉각수가 충분한 온도로 가열되는 때까지 가동된다. 엔진의 냉각수가 충분히 가열되면, 난방 장치는 가동되지만 전열 장치는 정지된다.
또한, 전기 자동차에서는 전열 히터가 유체를 가열한다. 전열 히터에 의해 가열된 유체는 공기와 열교환되고, 열교환된 공기가 차량의 실내 공간으로 토출됨에 따라 실내 공간이 난방된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제0760945호(2007. 09. 17 등록, 발명의 명칭: 자동차용 전열히터의 조립구조)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 조립 시간을 단축시킬 수 있는 유동매체 가열장치를 공하는 것이다.
본 발명에 따른 유동매체 가열장치는: 유동매체가 출입되도록 입구부와 출구부가 형성되는 케이스; 상기 케이스에 형성되는 결합부; 및 상기 결합부에 회전됨에 따라 결합되고, 상기 케이스의 유동매체를 가열하는 전열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 결합부는 상기 케이스의 내부을 가로지르도록 형성되고, 상기 결합부의 내측면에는 결합 나사부가 형성되고, 상기 전열부의 외측면에는 상기 결합 나사부에 나사 결합되도록 체결 나사부가 형성될 수 있다.
상기 케이스의 유동매체가 상기 결합부의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 결합부는 상기 케이스의 내부와 상기 결합부의 내부를 구획할 수 있다.
상기 전열부는 상기 결합부의 내부에 배치되고, 외측면에 상기 체결 나사부가 형성되는 전열 하우징; 상기 전열 하우징의 내부에 배치되는 발열소자; 상기 발열소자에 전기를 공급하도록 상기 전열 하우징에 설치되는 터미널 유닛; 및 상기 터미널 유닛과 상기 전열 하우징 사이에 배치되고, 상기 터미널 유닛과 상기 전열 하우징을 전기적으로 격리시키는 인슐레이터부를 포함할 수 있다.
상기 터미널 유닛은 상기 발열소자의 일측면에 접촉되게 설치되는 제1 터미널 유닛; 및 상기 발열소자의 타측면에 접촉되게 설치되는 제2 터미널 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 터미널 유닛은 상기 발열소자의 일측면에 접촉되고, 제1 단자부가 연결되는 제1 터미널부; 및 상기 제1 터미널부의 둘레부를 따라 형성되는 제1 실링 프레임을 포함할 수 있다.
상기 제2 터미널 유닛은 상기 발열소자의 타측면에 접촉되고, 제2 단자부가 연결되는 제2 터미널부; 및 상기 제2 터미널부의 둘레부를 따라 형성되고, 상기 제1 터미널부와 상기 제2 터미널부의 내부를 밀봉시키도록 상기 제1 실링 프레임에 밀착되는 제2 실링 프레임을 포함할 수 있다.
상기 제1 터미널부와 상기 제2 터미널부는 상기 발열소자에 면접촉되도록 판형으로 형성될 수 있다.
상기 인슐레이터부는 상기 제1 터미널부의 외측면을 커버하는 제1 인슐레이터부; 및 상기 제2 터미널부의 외측면을 커버하는 제2 인슐레이터부를 포함할 수 있다.
상기 제1 인슐레이터부와 상기 제2 인슐레이터부는 상기 제1 터미널부와 상기 제2 터미널부가 상기 면접촉되도록 판형으로 형성될 수 있다.
상기 전열 하우징은 길이방향에 수직한 단면이 반원형으로 형성되고, 내부에 제1 수용홈부가 형성되는 제1 전열 하우징; 및 길이방향에 수직한 단면이 반원형으로 형성되고, 상기 제1 전열 하우징과 겹쳐짐에 따라 원기둥 형태로 형성되고, 상기 제1 수용홈부에 대향되는 제2 수용홈부가 형성되는 제2 전열 하우징을 포함하고, 상기 제1 수용홈부와 상기 제2 수용홈부에는 상기 발열소자, 상기 터미널 유닛 및 상기 인슐레이터부가 수용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전열부가 결합부에 회전되면서 결합되므로, 전열부를 용이하게 케이스에 조립할 수 있다. 따라서, 전열부의 조립 공정이 단순화됨에 따라 유동매체 가열장치의 조립 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 결합부의 내측면에 결합 나사부가 형성되고, 전열부의 외측면에 체결 나사부가 형성되므로, 전열부가 회전됨에 따라 결합부의 내부에 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 실링 프레임과 제2 실링 프레임이 제1 터미널부와 제2 터미널부의 내부를 밀봉시키도록 밀착되므로, 발열소자가 외부로부터 차폐될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치에서 전열부를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치에서 전열부를 회전시키면서 결합부에 체결하는 상태를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유동매체 가열장치의 일 실시예를 설명한다. 유동매체 가열장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치에서 전열부를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치에서 전열부를 회전시키면서 결합부에 체결하는 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동매체 가열장치는 케이스(110), 결합부(120) 및 전열부(130)를 포함한다.
케이스(110)의 내부에는 유동매체가 출입되도록 입구부(113)와 출구부(115)가 형성된다. 입구부(113)는 케이스(110)의 일측에 연결되고, 출구부(115)는 케이스(110)의 타측에 연결된다. 케이스(110)는 전체적으로 연전도성이 우수한 재질로 형성되고, 케이스(110)의 외측면에는 단열재가 설치될 수 있다. 또한, 케이스(110)는 전체적으로 단열재질로 형성될 수도 있다. 케이스(110)는 차량의 설계에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 유동매체로는 냉각수, 공기 등 다양한 물질이 적용될 수 있다
결합부(120)는 케이스(110)에 형성된다. 결합부(120)는 알루미늄 합금이나 구리 합금과 같은 열전도성이 우수한 재질로 형성된다. 전열부(130)는 결합부(120)에서 회전됨에 따라 결합부(120)에 결합되고, 케이스(110)의 유동매체를 가열한다. 전열부(130)가 결합부(120)에 회전됨에 따라 결합부(120)에 결합되므로, 전열부(130)를 용이하게 케이스(110)에 조립할 수 있다. 따라서, 전열부(130)의 조립 공정이 단순화됨에 따라 유동매체 가열장치의 조립 시간을 단축시킬 수 있다.
결합부(120)는 케이스(110)의 내부을 가로지르도록 형성되고, 결합부(120)의 내측면에는 결합 나사부(123)가 형성되고, 전열부(130)의 외측면에는 결합 나사부(123)에 나사 결합되도록 체결 나사부(143)가 형성된다. 결합부(120)의 내측면에 결합 나사부(123)가 형성되고, 전열부(130)의 외측면에 체결 나사부(143)가 형성되므로, 전열부(130)가 회전됨에 따라 결합부(120)의 내부로 삽입될 수 있다.
케이스(110)의 유동매체가 결합부(120)의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 결합부(120)가 케이스(110)의 내부와 결합부(120)의 내부가 구획된다. 결합부(120)는 케이스(110)의 내부를 가로지르도록 배치되고, 원통형으로 형성된다. 전열부(130)의 열기는 열전도성이 우수한 결합부(120)를 통해 유동매체에 전달된다.
전열부(130)는 전열 하우징(140), 발열소자(150), 터미널 유닛(160) 및 인슐레이터부(170)를 포함한다.
전열 하우징(140)은 결합부(120)의 내부에 배치되고, 외측면에 체결 나사부(143)가 형성된다. 전열 하우징(140)은 열전도성이 우수한 알루미늄 함금, 구리 합금 등의 재질로 형성된다.
전열 하우징(140)은 제1 전열 하우징(141), 제2 전열 하우징(145)을 포함한다. 제1 전열 하우징(141)은 길이방향에 수직한 단면이 반원형으로 형성되고, 내부에 제1 수용홈부(142)가 형성된다. 제2 전열 하우징(145)은 길이방향에 수직한 단면이 반원형으로 형성되고, 제1 전열 하우징(141)과 겹쳐짐에 따라 원기둥 형태로 형성되고, 제1 수용홈부(142)에 대향되는 제2 수용홈부(146)가 형성된다.
제1 전열 하우징(141)과 제2 전열 하우징(145)은 체결 스크류(148)에 의해 결합된다. 따라서, 체결 스크류(148)의 체결력에 의해 제1 전열 하우징(141)과 제2 전열 하우징(145)이 긴밀하게 밀착될 수 있다.
제1 전열 하우징(141)과 제2 전열 하우징(145)의 일측에는 공구를 삽입하여 제1 전열 하우징(141)과 제2 전열 하우징(145)을 회전시킬 수 있도록 제1 공구 삽입홈(141a)과 제2 공구 삽입홈(145a)이 형성된다. 따라서, 제1 공구 삽입홈(141a)과 제2 공구 삽입홈(145a)에 공구를 삽입한 상태에서 공구를 회전시킴으로써 전열 하우징(140)이 결합부(120)에 용이하게 나사결합될 수 있다.
제1 수용홈부(142)와 제2 수용홈부(146)에는 발열소자(150), 터미널 유닛(160) 및 인슐레이터부(170)가 수용된다. 제1 수용홈부(142)와 제2 수용홈부(146)는 사각홈 형태로 각각 형성된다. 발열소자(150), 터미널 유닛(160) 및 인슐레이터부(170)가 제1 수용홈부(142)와 제2 수용홈부(146)에 수용되므로, 발열소자(150), 터미널 유닛(160) 및 인슐레이터부(170)가 전열 하우징(140)의 외부로부터 밀봉될 수 있다.
발열소자(150)는 전열 하우징(140)의 내부에 배치된다. 발열소자(150)는 복수의 발열소자 유닛(미도시)이 연결되어 이루어진다. 발열소자(150)는 전체적으로 사각판 형태로 형성될 수 있다. 발열소자(150)로는 PTC 히터(positive temperature coefficient heater)를 제시한다.
터미널 유닛(160)은 발열소자(150)에 전기를 공급하도록 전열 하우징(140)에 설치된다. 터미널 유닛(160)은 제1 터미널 유닛(161)과 제2 터미널 유닛(165)을 포함한다. 제1 터미널 유닛(161)은 발열소자(150)의 일측면에 접촉되게 설치된다. 제2 터미널 유닛(165)은 발열소자(150)의 타측면에 접촉되게 설치된다.
제1 터미널 유닛(161)은 발열소자(150)의 일측면에 접촉되고, 제1 단자부(163)가 연결되는 제1 터미널부(162)와, 제1 터미널부(162)의 둘레부를 따라 형성되는 제1 실링 프레임(164)을 포함한다. 제1 단자부(163)는 외부에서 전원이 공급될 수 있도록 제1 전열 하우징(141)을 통과하도록 설치된다. 제1 실링 프레임(164)은 실리콘이나 고무 재질로 형성된다. 제1 터미널부(162)와 제1 실링 프레임(164)은 인서트 사출됨에 따라 일체로 제작된다.
제1 실링 프레임(164)의 일측에는 발열소자(150)가 끼워지고, 제1 실링 프레임(164)의 타측에는 제1 인슐레이터부(171)가 끼워진다. 제1 실링 프레임(164)의 내측 둘레부는 발열소자(150)의 둘레부와 제1 인슐레이터부(171)의 둘레부에 밀착된다. 따라서, 제1 실링 프레임(164)은 발열소자(150)와 제1 인슐레이터부(171)가 움직이는 것을 방지할 수 있다.
제2 터미널 유닛(165)은 발열소자(150)의 타측면에 접촉되고, 제2 단자부(167)가 연결되는 제2 터미널부(166)와, 제2 터미널부(166)의 둘레부를 따라 형성되고, 제1 터미널부(162)와 제2 터미널부(166)의 내부를 밀봉시키도록 제1 실링 프레임(164)에 밀착되는 제2 실링 프레임(168)을 포함한다. 제2 단자부(167)는 외부에서 전원이 공급될 수 있도록 제2 전열 하우징(145)을 통과하도록 설치된다. 제2 실링 프레임(168)은 실리콘이나 고무 재질로 형성된다. 제2 터미널부(166)와 제2 실링 프레임(168)은 인서트 사출됨에 따라 일체로 제작된다.
제2 실링 프레임(168)의 일측에는 발열소자(150)가 끼워지고, 제2 실링 프레임(162)의 타측에는 제2 인슐레이터부(175)가 끼워진다. 제2 실링 프레임(168)의 내측 둘레부는 발열소자(150)의 둘레부와 제2 인슐레이터부(175)의 둘레부에 밀착된다. 따라서, 제2 실링 프레임(168)은 발열소자(150)와 제2 인슐레이터부(175)가 움직이는 것을 방지할 수 있다.
제1 실링 프레임(164)과 제2 실링 프레임(168)이 제1 터미널부(162)와 제2 터미널부(166)의 내부를 밀봉시키도록 밀착되므로, 발열소자(150)가 외부로부터 차폐될 수 있다.
제1 터미널부(162)와 상기 제2 터미널부(166)는 발열소자(150)에 면접촉되도록 판형으로 형성된다. 이때, 제1 터미널부(162)와 상기 제2 터미널부(166)는 사각판 형태로 형성된다. 제1 터미널부(162)와 제2 터미널부(166)가 판형으로 형성되므로, 복수의 발열소자 유닛에 전원이 동시에 공급될 수 있다. 따라서, 발열소자(150)에 고전압이 인가될 수 있으므로, 유동매체 가열장치의 발열량을 증대시킬 수 있는 고전압히터를 제작할 수 있다.
인슐레이터부(170)는 제1 인슐레이터부(171)와 제2 인슐레이터부(175)를 포함한다. 제1 인슐레이터부(171)는 제1 터미널부(162)의 외측면 전체를 커버한다. 제2 인슐레이터부(175)는 제2 터미널부(166)의 외측면 전체을 커버한다. 제1 인슐레이터부(171)와 제2 인슐레이터부(175)가 제1 터미널부(162)와 제2 터미널부(166)의 외측면 전체를 커버하므로, 제1 터미널부(162)와 제2 터미널부(166)가 전열 하우징(140)과 전기적으로 격리될 수 있다.
상기와 같이, 전열부(130)가 결합부(120)에 회전되면서 결합되므로, 전열부(130)를 용이하게 케이스(110)에 조립할 수 있다. 따라서, 전열부(130)의 조립 공정이 단순화됨에 따라 유동매체 가열장치의 조립 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 결합부(120)의 내측면에 결합 나사부(123)가 형성되고, 전열부(130)의 외측면에 체결 나사부(143)가 형성되므로, 전열부(130)가 회전됨에 따라 결합부(120)의 내부로 삽입될 수 있다.
또한, 제1 실링 프레임(164)과 제2 실링 프레임(168)이 제1 터미널부(162)와 제2 터미널부(166)의 내부를 밀봉시키도록 밀착되므로, 발열소자(150)가 외부로부터 차폐될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110: 케이스 120: 결합부
123: 결합 나사부 130: 전열부
140: 전열 하우징 141: 제1 전열 하우징
142: 제1 수용홈부 143: 체결 나사부
145: 제2 전열 하우징 146: 제2 수용홈부
148: 체결 스크류 150: 발열소자
160: 터미널 유닛 161: 제1 터미널 유닛
162: 제1 터미널부 163: 제1 단자부
164: 제1 실링 프레임 165: 제2 터미널 유닛
166: 제2 터미널부 167: 제2 단자부
168: 제2 실링 프레임 170: 인슐레이터부
171: 제1 인슐레이터부 175: 제2 인슐레이터부

Claims (11)

  1. 유동매체가 출입되도록 입구부와 출구부가 형성되는 케이스;
    상기 케이스에 형성되는 결합부; 및
    상기 결합부에 회전됨에 따라 결합되고, 상기 케이스의 유동매체를 가열하는 전열부를 포함하고,
    상기 결합부는 상기 케이스의 내부을 가로지르도록 형성되고,
    상기 결합부의 내측면에는 결합 나사부가 형성되고,
    상기 전열부의 외측면에는 상기 결합 나사부에 나사 결합되도록 체결 나사부가 형성되고,
    상기 전열부는,
    상기 결합부의 내부에 배치되고, 외측면에 상기 체결 나사부가 형성되는 전열 하우징;
    상기 전열 하우징의 내부에 배치되는 발열소자;
    상기 발열소자에 전기를 공급하도록 상기 전열 하우징에 설치되는 터미널 유닛; 및
    상기 터미널 유닛과 상기 전열 하우징 사이에 배치되고, 상기 터미널 유닛과 상기 전열 하우징을 전기적으로 격리시키는 인슐레이터부를 포함하고,
    상기 전열 하우징은,
    길이방향에 수직한 단면이 반원형으로 형성되고, 내부에 제1 수용홈부가 형성되는 제1 전열 하우징; 및
    길이방향에 수직한 단면이 반원형으로 형성되고, 상기 제1 전열 하우징과 겹쳐짐에 따라 원기둥 형태로 형성되고, 상기 제1 수용홈부에 대향되는 제2 수용홈부가 형성되는 제2 전열 하우징을 포함하고,
    상기 제1 수용홈부와 상기 제2 수용홈부에는 상기 발열소자, 상기 터미널 유닛 및 상기 인슐레이터부가 수용되고,
    상기 제1 전열 하우징과 상기 제2 전열 하우징의 일측에는 공구를 삽입하여 상기 제1 전열 하우징과 상기 제2 전열 하우징을 회전시키도록 제1 공구 삽입홈과 제2 공구 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 케이스의 유동매체가 상기 결합부의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 결합부는 상기 케이스의 내부와 상기 결합부의 내부를 구획하는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 터미널 유닛은,
    상기 발열소자의 일측면에 접촉되게 설치되는 제1 터미널 유닛; 및
    상기 발열소자의 타측면에 접촉되게 설치되는 제2 터미널 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 터미널 유닛은,
    상기 발열소자의 일측면에 접촉되고, 제1 단자부가 연결되는 제1 터미널부; 및
    상기 제1 터미널부의 둘레부를 따라 형성되는 제1 실링 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 터미널 유닛은,
    상기 발열소자의 타측면에 접촉되고, 제2 단자부가 연결되는 제2 터미널부; 및
    상기 제2 터미널부의 둘레부를 따라 형성되고, 상기 제1 터미널부와 상기 제2 터미널부의 내부를 밀봉시키도록 상기 제1 실링 프레임에 밀착되는 제2 실링 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 터미널부와 상기 제2 터미널부는 상기 발열소자에 면접촉되도록 판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 인슐레이터부는,
    상기 제1 터미널부의 외측면을 커버하는 제1 인슐레이터부; 및
    상기 제2 터미널부의 외측면을 커버하는 제2 인슐레이터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 인슐레이터부와 상기 제2 인슐레이터부는 상기 제1 터미널부와 상기 제2 터미널부가 상기 면접촉되도록 판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동매체 가열장치.
  11. 삭제
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