KR101992755B1 - 히터 및 이의 제조 방법 - Google Patents

히터 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101992755B1
KR101992755B1 KR1020170153150A KR20170153150A KR101992755B1 KR 101992755 B1 KR101992755 B1 KR 101992755B1 KR 1020170153150 A KR1020170153150 A KR 1020170153150A KR 20170153150 A KR20170153150 A KR 20170153150A KR 101992755 B1 KR101992755 B1 KR 101992755B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat generating
generating body
ptc
region
ptc rod
Prior art date
Application number
KR1020170153150A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190056466A (ko
Inventor
이우용
Original Assignee
동아오토 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동아오토 주식회사 filed Critical 동아오토 주식회사
Priority to KR1020170153150A priority Critical patent/KR101992755B1/ko
Publication of KR20190056466A publication Critical patent/KR20190056466A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101992755B1 publication Critical patent/KR101992755B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2225—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating air
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

히터는 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하고, 복수의 슬릿형 개구들이 형성되고, 일체로 형성된 발열 몸체, 상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 일부가 상기 발열 몸체 외부로 노출되는 제1 전기 단자, 상기 단자와 직접 접촉하는 PTC 소자, 및 상기 PTC 소자와 상기 발열 몸체와는 직접 접촉하고 상기 단자와는 직접 접촉하지 않도록 상기 단자 및 상기 PTC 소자를 감싸는 커버를 포함하는 PTC 로드, 및 상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 상기 PTC 로드와 이격되고 일부가 상기 발열 몸체로부터 외부로 노출되는 제2 전기 단자를 포함한다. 상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 발열 영역 및 상기 PTC 로드에 인접하는 냉각 영역을 포함한다. 상기 냉각 영역에는 복수의 개구가 형성된다.

Description

히터 및 이의 제조 방법{HEATER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 히터 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하는 발열 몸체를 포함하는 히터 및 상기 히터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
친환경 에너지에 대한 관심이 높아지면서 전기 자동차, 연료전지 자동차 등과 같은 친환경 차량 관련 부품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 친환경 차량에는 엔진이 구비되지 않아 엔진의 폐열을 이용하여 난방을 구현할 수 없으므로, 고전압을 이용해 안정적으로 난방을 구현할 수 있는 별도의 히터가 필요하다. 또한, 디젤 엔진의 경우 자동차의 초기 시동 시, 엔진을 냉각하는 열교환매체가 가열되기까지 상당한 시간이 소요되어 별도의 히터가 필요하다.
일반적으로, 차량용 난방장치로서, 화재 위험이 적고 반영구적으로 사용할 수 있는 피티씨 서미스터(PTC thermistor, Positive Temperature Coefficient thermistor)를 채용한 히터가 이용되는데, 열효율이 낮고, 상기 히터의 구조가 복잡한 문제가 있었다. 또한, 발열 구조가 효율적이고 균일하지 못하여, 상기 히터의위치에 따라 발열량이 달라 균일한 발열량을 기대하기 어려운 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1479070호
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 구조가 단순하고 가볍고 강도가 향상되고, 제조 단가가 절감되고, 효율적인 구조를 가지면서도, 균일한 발열이 가능한 히터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 히터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 히터는 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하고, 복수의 슬릿형 개구들이 형성되고, 일체로 형성된 발열 몸체, 상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 일부가 상기 발열 몸체 외부로 노출되는 제1 전기 단자, 상기 단자와 직접 접촉하는 PTC 소자, 및 상기 PTC 소자와 상기 발열 몸체와는 직접 접촉하고 상기 단자와는 직접 접촉하지 않도록 상기 단자 및 상기 PTC 소자를 감싸는 커버를 포함하는 PTC 로드, 및 상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 상기 PTC 로드와 이격되고 일부가 상기 발열 몸체로부터 외부로 노출되는 제2 전기 단자를 포함한다. 상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 발열 영역 및 상기 PTC 로드에 인접하는 냉각 영역을 포함한다. 상기 냉각 영역에는 복수의 개구가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열 몸체의 상기 발열 영역은 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 냉각 영역은 상기 발열 영역과 상기 제1 방향으로 인접하고 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다. 상기 발열 영역의 상기 제1 방향의 양 끝단에 상기 PTC 로드 및 상기 제2 전기 단자가 각각 배치되고, 상기 PTC 로드 및 상기 제2 전기 단자는 각각 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다. 상기 PTC 로드는 상기 발열 영역과 상기 냉각 영역 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터는 상기 발열 몸체를 감싸고 절연물질로 형성된 결합부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결합부재는 제1 결합부재, 제2 결합부재, 제3 결합부재 및 제4 결합부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 결합부재는 상기 발열 몸체에 상기 제2 방향으로 인접하여, 상기 발열 몸체의 일부를 수용할 수 있다. 상기 제2 결합부재는 상기 발열 몸체에 상기 제2 방향으로 인접하여, 상기 발열 몸체의 일부를 수용할 수 있다. 상기 제3 결합부재는 상기 발열 몸체에 상기 제1 방향으로 인접하고, 상기 발열 몸체의 상기 냉각 영역의 측면의 일부를 수용할 수 있다. 상기 제4 결합부재는 상기 발열 몸체들에 상기 제1 방향으로 인접하고, 상기 발열 몸체의 상기 발열 영역의 일부를 수용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3 결합부재는 상기 발열 몸체와 접하는 측면 상에 복수의 돌출부들과 상기 돌출부들 사이에 복수의 홈들이 형성되어 냉각 영역을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 로드는 상기 커버 내에 배치되어 상기 단자가 상기 커버에 직접 접촉하지 않도록 하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 PTC 소자는 상기 발열 몸체의 온도가 미리 설정된 적정 온도 범위 이하일 때는 상대적으로 낮은 저항값을 갖고, 상기 발열 몸체의 온도가 상기 적정 온도 범위 이상일 때는 상대적으로 높은 저항값을 갖도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열 몸체는 10 내지 40중량% 범위의 CNT 및 60 내지 90중량% 범위의 나일론을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 나일론은 폴리아미드(polyamide: PA) 및 유리(Glass)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열 몸체는 인서트 사출 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 히터는 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하고, 복수의 슬릿형 개구들이 형성되고, 일체로 형성된 발열 몸체, 상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 일부가 상기 발열 몸체 외부로 노출되는 제1 전기 단자, 상기 단자와 직접 접촉하는 PTC 소자, 및 상기 PTC 소자와 상기 발열 몸체와는 직접 접촉하고 상기 단자와는 직접 접촉하지 않도록 상기 단자 및 상기 PTC 소자를 감싸는 커버를 포함하는 PTC 로드, 상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 상기 PTC 로드와 이격되고 일부가 상기 발열 몸체로부터 외부로 노출되는 제2 전기 단자, 및 상기 발열 몸체를 감싸고 절연물질로 형성된 결합부재를 포함한다. 상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 발열 영역을 포함하고, 상기 PTC 로드에 인접하는 상기 결합부재의 일부에는 복수의 개구가 형성되어 냉각 영역을 이룬다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결합부재는 상기 발열 몸체와 접하는 측면 상에 복수의 돌출부들과 상기 돌출부들 사이에 복수의 홈들이 형성되어, 상기 홈과 상기 발열 몸체의 측면이 냉각 영역의 상기 개구를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 PTC 소자는 상기 발열 몸체의 온도가 미리 설정된 적정 온도 범위 이하일 때는 상대적으로 낮은 저항값을 갖고, 상기 발열 몸체의 온도가 상기 적정 온도 범위 이상일 때는 상대적으로 높은 저항값을 갖도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열 몸체는 10 내지 40중량% 범위의 CNT 및 60 내지 90중량% 범위의 나일론을 포함하고, 상기 나일론은 폴리아미드(polyamide: PA) 및 유리(Glass)를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 히터의 제조 방법은 제1 전기 단자를 포함하는 PTC 로드 및 상기 제1 전기 단자와 제1 방향으로 이격되는 제2 전기 단자를 내부에 복수의 돌출부들이 형성된 제1 금형 및 제2 금형 내에 위치시키는 단계, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형을 결합하는 단계, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형의 내부 공간에 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하는 원료 물질을 주입하여 상기 발열 몸체를 형성하는 단계, 및 상기 발열 몸체를 감싸도록 결합부재를 조립하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 상기 발열 영역 및 상기 PTC 로드에 인접하는 상기 냉각 영역을 포함하고, 상기 냉각 영역에는 복수의 개구가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 상기 발열 영역을 포함하고, 상기 PTC 로드에 인접하는 상기 결합부재의 일부에는 복수의 개구가 형성되어 상기 냉각 영역을 이룰 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 히터는 CNT를 포함하고 일체로 형성된 발열 몸체 및 PTC 소자를 포함하는 PTC 로드를 포함한다. 또한, 상기 히터는 상기 PTC 로드가 적절하게 냉각하도록 냉각 영역을 포함하며, 상기 PTC 로드의 ON/OFF 스위치로써의 기능이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 히터는 열 효율이 높고, 단순한 구조를 갖고, 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어 가능하여, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다.
또한, 상기 히터의 상기 발열 몸체의 저항값이 외부 전원이 입력되는 곳과의 거리에 따라 다르게 설정될 수 있으므로, 상기 발열 몸체가 균일한 온도로 발열할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 히터의 발열 몸체를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 히터의 PTC 로드를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 히터의 발열 몸체 및 제3 및 제4 결합부재를 나타낸 평명도이다.
도 6은 도 4의 히터의 PTC 로드를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 히터의 발열 몸체를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 발열 몸체를 나타낸 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 1의 히터의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 히터의 발열 몸체를 나타낸 평면도이다. 도 3은 도 1의 히터의 PTC 로드를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 히터는 발열 몸체(100), PTC 로드(300), 제1 전기 단자(TM1), 제2 전기 단자(TM2) 및 상기 발열 몸체(100)의 가장자리를 둘러싸는 결합부재를 포함할 수 있다. 상기 결합부재는 제1 결합부재(210), 제2 결합부재(220), 제3 결합부재(230) 및 제4 결합부재(240)를 포함할 수 있다.
상기 발열 몸체(100)는 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 발열 몸체(100)는 약 10 내지 45중량% 범위의 CNT 및 55 내지 90중량% 범위의 나일론을 포함할 수 있다. 상기 나일론은 폴리아미드(polyamide: PA) 및 유리(Glass)를 포함할 수 있다.
상기 발열 몸체(100)는 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 연장되는 발열 영역(HA) 및 상기 발열 영역(HA)과 상기 제1 방향(D1)으로 인접하고, 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 냉각 영역(CA)을 포함할 수 있다. 상기 발열 영역(HA)의 상기 제1 방향(D1)의 양 끝단에는 제1 전기 단자(TM1)를 포함하는 PTC 로드(300) 및 제2 전기 단자(TM2)가 배치될 수 있다.
상기 PTC 로드(300) 및 상기 제2 전기 단자(TM2)는 상기 발열 몸체(100) 내에 삽입되어 상기 발열 영역(HA)의 상기 제1 방향(D1)의 양 끝단을 따라 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 발열 영역(HA)에는 각각이 상기 제2 방향(D2)으로 폭을 갖고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고 상기 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 슬릿형 개구들(102)이 형성될 수 있다. 상기 슬릿형 개구(102)는 상기 발열 몸체(100)를 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)과 수직한 제3 방향(D3)으로 관통하여, 상기 발열 몸체(100)의 발열 면적을 넓히고, 상기 제1 전기 단자(TM1) 및 상기 제2 전기 단자(TM2) 사이의 저항값을 설정하는 기능을 할 수 있다. 즉, 상기 슬릿형 개구(102)의 폭과 위치를 조절하여 상기 저항값을 필요로 하는 값으로 설정할 수 있다.
상기 냉각 영역(CA)에는 상기 냉각 영역(CA)이 연장되는 상기 제2 방향(D2)을 따라 배열되는 복수의 개구들(104)이 형성될 수 있다. 상기 개구(104)는 상기 발열 몸체(100)를 상기 제3 방향(D3)으로 관통하여, 상기 발열 몸체(100)의 냉각 면적을 넓히는 기능을 할 수 있다. 상기 냉각 영역(CA)과 상기 발열 영역(HA) 사이에는 상기 제1 전기 단자(TM1)를 포함하는 상기 PTC 로드(300)가 배치될 수 있다. 상기 PTC 로드(300)와 대향하는 상기 냉각 영역(CA)의 가장자리, 즉, 상기 히터(100)의 상기 제1 방향(D1) 최 외각 가장자리에는 전기 단자가 연결되지 않으므로, 상기 냉각 영역(CA) 쪽으로는 전류의 흐름이 최소화 될 수 있다. 즉, 대부분의 전류는 상기 제1 전기 단자(TM1) 및 상기 제2 전기 단자(TM2) 사이, 즉 상기 발열 영역(HA) 내에서 흐르며, 상기 냉각 영역(CA) 내에서는 발열을 위한 전류의 흐름이 최소화될 수 있다. 이에 따라 상기 냉각 영역(CA)은 상기 발열 몸체(100) 및 상기 PTC 로드(300)에서 발생한 열이 방출되는 냉각기능을 발휘할 수 있다. 즉, 상기 발열 몸체(100)의 상기 냉각 영역(CA)은 상기 PTC 로드(300)에 인접하여, 상기 PTC 로드(300)에서 발생하는 열을 적절히 냉각시킬 수 있다.
상기 PTC 로드(300)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 PTC 로드(300)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 상기 제1 전기 단자(TM1)를 포함할 수 있다. 상기 PTC 로드(300)는 상기 발열 몸체(100)가 형성될 때, 인서트 사출 방법에 의해 상기 발열 몸체(100) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 PTC 로드(300)는 상기 발열 몸체(100) 내에 배치되어, 열을 방출하는 열원으로써의 상기 발열 몸체(100)와 직접 접촉할 수 있다. 상기 PTC 로드(300)는 상기 냉각 영역(CA)과 상기 발열 영역(HA) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 전기 단자(TM2)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 제2 전기 단자(TM2)는 상기 발열 몸체(100)가 형성될 때, 인서트 사출 방법에 의해 상기 발열 몸체(100) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 전기 단자(TM2)는 상기 발열 몸체(100) 내에 배치되어, 열을 방출하는 열원으로써의 상기 발열 몸체(100)와 직접 접촉할 수 있다. 상기 제2 전기 단자(TM2)는 상기 PTC 로드(300)와 상기 제1 방향(D1)으로 이격되어, 상기 발열 영역(HA)의 가장자리에 배치될 수 있다.
상기 제1 결합부재(210)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제2 방향(D2)으로 인접할 수 있다. 상기 제1 결합부재(210)에는 상기 발열 몸체(100)가 일부 수용될 수 있는 결합홈이 형성되어, 상기 결합홈 내에 상기 발열 몸체(100)의 일부, 상기 제3 결합부재(230)의 제1 결합돌기(232) 및 상기 제4 결합부재(240)의 제1 결합돌기(242)가 수용될 수 있다. 또한, 상기 제1 결합 부재(210)에는 제1 홀(212) 및 제2 홀(214)이 형성되고, 상기 제1 전기 단자(TM1) 및 상기 제2 전기 단자(TM2)가 각각 상기 제1 홀(212) 및 상기 제2 홀(214)을 통과하여, 상기 제1 결합부재(210)외부로 노출될 수 있다.
상기 제2 결합부재(220)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제2 방향(D2)으로 인접할 수 있다. 상기 제2 결합부재(220)에는 결합홈(222)이 형성되어, 상기 결합홈(222) 내에 상기 발열 몸체(100)의 일부, 상기 제3 결합부재(230)의 제2 결합돌기(234) 및 상기 제4 결합부재(240)의 제2 결합돌기(244)가 수용될 수 있다.
상기 제3 결합부재(230)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제1 방향(D1)으로 인접할 수 있다. 상기 제3 결합부재(230)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 제3 결합부재(230)는 상기 제2 방향(D2)의 양 끝부분에 각각 형성된 상기 제1 결합돌기(232) 및 상기 제2 결합돌기(234)를 포함할 수 있다. 상기 제3 결합부재(230)에는 상기 발열 몸체(100)의 상기 냉각 영역(CA)의 측면의 일부를 수용하여 상기 발열 몸체(100)를 고정하기 위한 수용부(236)가 형성될 수 있다.
상기 제4 결합부재(240)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제1 방향(D1)으로 인접할 수 있다. 상기 제4 결합부재(240)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 제4 결합부재(240)는 상기 제2 방향(D2)의 양 끝부분에 각각 형성된 상기 제1 결합돌기(242) 및 상기 제2 결합돌기(244)를 포함할 수 있다. 상기 제4 결합부재(240)에는 상기 제2 전극(320)의 상기 연결부(322) 및 상기 발열 몸체(100)의 상기 발열 영역(HA)의 측면의 일부를 수용하여 상기 발열 몸체(100)를 고정하기 위한 수용부가 형성될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 결합부재(210, 220, 230, 240)들이 서로 결합하여, 상기 발열 몸체(100)를 감싸며 견고하게 고정할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 결합부재들 (210, 220, 230, 240)은 절연 물질로 형성될 수 있다.
한편, 도시하지 않았으나, 상기 히터는 상기 히터를 이루는 구성들의 결합력을 향상시키기 위해 도전성 접착제 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 발열 몸체(100)의 측면들과 상기 제1 내지 제4 결합부재들(210, 220, 230, 240) 사이에 도전성 접착제층이 더 형성될 수 있다.
본 실시에에 따르면, 상기 제1 전기 단자(TM1) 및 상기 제2 전기 단자(TM2)에 전압을 공급하여 상기 히터를 작동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전기 단자(TM1)에 구동 전압이 인가되고, 상기 제2 전기 단자(TM2)에 접지 전압이 인가되면, 상기 제1 전기 단자(TM1)로부터 상기 발열 몸체(100)의 상기 발열 영역(HA)을 통해 상기 제2 전기 단자(TM2)로 통전된다. 이에 따라, 상기 발열 몸체(100)가 발열하며, 히터로서의 기능을 할 수 있다.
이때, 상기 발열 몸체(100)는 CNT를 포함하고 일체로 형성되고, 상기 PTC로드(300) 및 상기 제2 전기 단자(TM2)가 상기 발열 몸체(100)와 직접 접촉하게 되므로, 열 효율이 높고, 구조가 단순한 히터를 제공할 수 있다. 특히, 상기 PTC로드(300)로부터 상기 발열 몸체(100)의 발열 영역(HA)을 통해 상기 제2 전기 단자(TM2)까지의 경로를 통해 전류가 흐르므로, 상기 발열 영역(HA)의 상기 슬릿형 개구(102)를 통과하는 공기에 효율적으로 열을 전달 할 수 있다.
또한, 상기 PTC 로드(300)는 PTC 소자(도 3의 PTC 참조)를 포함하므로, 상기 발열 몸체(100)가 특정 온도 이상인 경우, PTC 소자의 저항이 상승하여 상기 전류가 차단 또는 최소화되고, 이에 따라 상기 발열 몸체(100)의 발열이 중단된다. (고온 시 OFF됨) 또한, 상기 발열 몸체(100)가 적정 온도 범위 이하인 경우, 상기 PTC 소자의 저항이 낮아져 전류가 흐르므로(저온 시 ON 됨), 상기 발열 몸체(100)가 발열할 수 있다. 이에 따라, 상기 히터는 단순한 구조를 갖고 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어 가능하여, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다.
이때, 상기 PTC 로드(PTC)에 인접하여 상기 발열 몸체(100)에는 상기 개구(104)가 형성된 상기 냉각 영역(CA)이 형성되므로, 상기 발열 몸체(100)가 적정 온도 이하인 경우, 상기 PTC 로드(PTC)가 상기 냉각 영역(CA)을 통해 신속하게 냉각되어, 상기 PTC 로드(PTC)의 상기 PTC 소자의 저항이 낮아져 전류가 흐르므로, 상기 발열 몸체(100)가 다시 발열 할 수 있다. 즉, 상기 냉각 영역(CA)에 의해, 상기 PTC 로드(PTC) 자체의 온도가 너무 높아져, 상기 발열 몸체(100)가 적정 온도 범위 이하로 내려가는 경우에도 ON 기능을 제대로 발휘하지 못하는 경우를 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 PTC 로드(300)는 제1 커버(310) 및 제2 커버(320)를 포함하는 커버, 제1 가이드부(330), 제2 가이드부(340), 상기 제1 전기 단자(TM1), 복수의 PTC 소자부(PTC) 및 복수의 절연부(INS)를 포함할 수 있다. 상기 PTC 로드(300)는 상기 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 제1 커버(310) 및 상기 제2 커버(320)는 상기 PTC 소자(PTC), 상기 절연부(INS), 상기 제1 전기 단자(TM1), 상기 제1 및 제2 가이드부들(330, 340)을 수납할 수 있다. 상기 제1 커버(310)는 상기 제2 커버(320)와 결합하여 상기 PTC 소자(PTC), 상기 절연부(INS), 상기 제1 전기 단자(TM1), 상기 제1 및 제2 가이드부들(330, 340)을 둘러쌀 수 있다. 상기 제1 및 제 커버들(310, 320)은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제 커버들(310, 320)은 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 제1 가이드부(330)는 상기 제1 전기 단자(TM1)와 상기 제2 커버(320) 사이에 배치되고, 상기 제2 가이드부(340)는 상기 제1 전기 단자(TM1)와 상기 제1 커버(310) 사이에 배치된다. 상기 제1 가이드부(330)와 상기 제2 가이드부(340)는 서로 결합하여 상기 제1 전기 단자(TM1)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제1 및 제2 가이드부(330, 340)는 전기를 통하지 않는 절연 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부(330)에는 제1 개구(332) 및 제2 개구(334)가 형성될 수 있다. 상기 제1 개구(332) 내에 상기 절연부(INS)가 수납되고, 상기 제2 개구(334) 내에 상기 PTC 소자(PTC)가 수납된다. 이에 따라 상기 PTC 소자 (PTC)가 상기 제1 전기 단자(TM1) 및 상기 제1 커버(310)에 직접 접촉할 수 있다.
상기 제2 가이드부(340)에는 제1 개구(342) 및 제2 개구(344)가 형성될 수 있다. 상기 제1 개구(342) 내에 상기 PTC 소자(PTC)가 수납되고, 상기 제2 개구(344) 내에 상기 절연부(INS)가 수납된다. 이에 따라 PTC 소자(PTC)가 상기 단자(TM1) 및 상기 제2 커버(320)에 직접 접촉할 수 있다.
복수의 PTC 소자들(PTC)과 복수의 절연부(INST)은 상기 제2 방향(D2)으로 번갈아가며 배치될 수 있다.
상기 제1 전기 단자(TM1)의 일측 끝단은 상기 제1 및 제2 가이드부(330, 340)와 상기 제1 및 제2 커버(310, 320)로부터 상기 제2 방향(D2)으로 노출될 수 있다. 이에 따라, 상기 PTC 로드(300)의 상기 제1 전기 단자(TM1)는 상기 발열 몸체(도 1의 100 참조)로부터 노출될 수 있다. 상기 제1 전기 단자(TM1)는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전기 단자(TM1)는 구리를 포함할 수 있다.
상기 PTC 소자(PTC)는 PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 PTC 소자(PTC)는 티탄산바륨계 스위칭 소자로 형성되어 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 성질을 가질 수 있다.
상기 제PTC 소자(PTC)는 상기 히터가 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어되도록 하며, 상기 PTC 소자(PTC)의 구성 물질의 설계에 따라, 필요로 하는 적정 온도 범위를 얻고, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다.
즉, 전류는 상기 PTC 로드(300)의 상기 제1 전기 단자(TM1)로부터 상기 PTC 소자(PTC) 및 상기 제1 또는 제2 커버(310, 320)를 통해 상기 발열 몸체(100)로 흐르는데, 상기 PTC 소자(PTC)가 특정 온도 이상인 경우, 전류가 차단 또는 최소화되어 상기 발열 몸체의 발열이 중지되고, 상기 PTC 소자(PTC)가 특정 온도 이하인 경우 전류가 흘러 상기 발열 몸체가 발열할 수 있다. 이에 따라, 별도의 ON/OFF 스위치 없이도 적정 온도 범위 내에서 발열을 제어하고, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다.
상기 절연부(INS)는 전기를 통하지 않는 절연 물질로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제1 전기 단자에만 PTC 로드 구성이 형성되는 것으로 설명되었으나, 필요에 따라 제2 전기 단자에도 PTC 로드 구성이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 발열 몸체에는, 추가적으로 상기 제2 전기 단자에 인접하는 냉각 영역이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 히터의 발열 몸체 및 제3 및 제4 결합부재를 나타낸 평명도이다. 도 6은 도 4의 히터의 PTC 로드를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 히터는 발열 몸체(100), PTC 로드(300), 제1 전기 단자(TM1), 제2 전기 단자(TM2) 및 상기 발열 몸체(100)의 가장자리를 둘러싸는 결합부재를 포함할 수 있다. 상기 결합부재는 제1 결합부재(210), 제2 결합부재(220), 제3 결합부재(230) 및 제4 결합부재(240)를 포함할 수 있다. 상기 히터는 냉각 영역(CA)이 상기 발열 몸체(100)가 아닌 결합부재에 형성된 것을 제외하면 도 1 내지 3의 히터와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
상기 발열 몸체(100)는 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 연장되는 발열 영역(HA)을 포함할 수 있다. 상기 발열 영역(HA)의 상기 제1 방향(D1)의 양 끝단에는 제1 전기 단자(TM1)를 포함하는 PTC 로드(300) 및 제2 전기 단자(TM2)가 배치될 수 있다.
상기 발열 영역(HA)에는 각각이 상기 제2 방향(D2)으로 폭을 갖고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고 상기 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 슬릿형 개구들(102)이 형성될 수 있다.
상기 제1 결합부재(210)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제2 방향(D2)으로 인접할 수 있다. 상기 제1 결합부재(210)에는 상기 발열 몸체(100)가 일부 수용될 수 있는 결합홈이 형성되어, 상기 결합홈 내에 상기 발열 몸체(100)의 일부, 상기 제3 결합부재(230)의 제1 결합돌기(232) 및 상기 제4 결합부재(240)의 제1 결합돌기(242)가 수용될 수 있다. 또한, 상기 제1 결합 부재(210)에는 제1 홀(212) 및 제2 홀(214)이 형성되고, 상기 제1 전기 단자(TM1) 및 상기 제2 전기 단자(TM2)가 각각 상기 제1 홀(212) 및 상기 제2 홀(214)을 통과하여, 상기 제1 결합부재(210)외부로 노출될 수 있다.
상기 제2 결합부재(220)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제2 방향(D2)으로 인접할 수 있다. 상기 제2 결합부재(220)에는 결합홈(222)이 형성되어, 상기 결합홈(222) 내에 상기 발열 몸체(100)의 일부, 상기 제3 결합부재(230)의 제2 결합돌기(234) 및 상기 제4 결합부재(240)의 제2 결합돌기(244)가 수용될 수 있다.
상기 제3 결합부재(230)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제1 방향(D1)으로 인접할 수 있다. 상기 제3 결합부재(230)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 제3 결합부재(230)는 상기 제2 방향(D2)의 양 끝부분에 각각 형성된 상기 제1 결합돌기(232) 및 상기 제2 결합돌기(234)를 포함할 수 있다. 상기 제3 결합부재(230)에는 상기 발열 몸체(100)와 접하는 측면 상에 각각이 상기 제1 방향(D1)으로 돌출되고 상기 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 돌출부(238)들과 상기 돌출부(238)들 사이에 복수의 홈(239)들이 형성되어 냉각 영역(CA)을 이룰 수 있다. 상기 냉각 영역(CA)의 상기 복수의 홈(239)들에 의해 상기 PTC 로드(300)에서 발생한 열이 상기 냉각 영역(CA)을 통해 신속하게 방출되어 상기 PTC 로드(300)에 대한 냉각기능이 발휘될 수 있다. 즉, 상기 제3 결합 부재(230)의 상기 냉각 영역(CA)은 상기 PTC 로드(300)에 인접하여, 상기 PTC 로드(300)에서 발생하는 열을 적절히 냉각시킬 수 있다.
상기 제4 결합부재(240)는 상기 발열 몸체(100)에 상기 제1 방향(D1)으로 인접할 수 있다. 상기 제4 결합부재(240)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 제4 결합부재(240)에는 상기 발열 몸체(100)와 접하는 측면 상에 복수의 돌출부(248)들과 상기 돌출부(248)들 사이에 복수의 홈(249)들이 형성되어 냉각 영역(CA)을 이룰 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 상기 제4 결합 부재(240)의 상기 냉각 영역(CA)은 필요에 따라 생략될 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서, 상기 히터의 상기 제2 전기 단자(TM2)가 추가적인 PTC 로드의 구성요소로써, 상기 발열 몸체(100) 내에 상기 추가적인 PTC 로드가 삽입된 구조를 갖는 경우, 상기 냉각 영역(CA)이 상기 추가적인 PTC 로드에 대한 냉각 기능을 발휘 할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 결합부재(210, 220, 230, 240)들이 서로 결합하여, 상기 발열 몸체(100)를 감싸며 견고하게 고정할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 결합부재들 (210, 220, 230, 240)은 절연 물질로 형성될 수 있다.
한편, 도시하지 않았으나, 상기 히터는 상기 히터를 이루는 구성들의 결합력을 향상시키기 위해 도전성 접착제 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 발열 몸체(100)의 측면들과 상기 제1 내지 제4 결합부재들(210, 220, 230, 240) 사이에 도전성 접착제층이 더 형성될 수 있다.
상기 PTC 로드(300)는 제1 커버(310) 및 제2 커버(320)를 포함하는 커버, 제1 가이드부(330), 제2 가이드부(340), 상기 제1 전기 단자(TM1), 복수의 PTC 소자부(PTC) 및 복수의 절연부(INS)를 포함할 수 있다. 상기 PTC 로드는 도 1 내지 3의 히터의 PTC 로드(300)와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 실시에에 따르면, 상기 히터는 단순한 구조를 갖고 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어 가능하여, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다.
이때, 상기 PTC 로드(PTC)에 인접하여 상기 제3 및 제4 결합부재(230, 340)에는 상기 냉각 영역(CA)이 형성되므로, 상기 PTC 로드(PTC)가 상기 냉각 영역(CA)을 통해 신속하게 냉각되어, 상기 PTC 로드(PTC)가 ON/OFF 기능을 제대로 발휘하지 못하는 경우를 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 분해 사시도이다. 도 8은 도 7의 히터의 발열 몸체를 나타낸 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 히터는 발열 몸체(100)의 슬릿형 개구(102)의 크기와 배열을 제외하고 도 1 내지 3의 히터와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
상기 히터는 발열 몸체(100), PTC 로드(300), 제1 전기 단자(TM1), 제2 전기 단자(TM2) 및 상기 발열 몸체(100)의 가장자리를 둘러싸는 결합부재를 포함할 수 있다. 상기 결합부재는 제1 결합부재(210), 제2 결합부재(220), 제3 결합부재(230) 및 제4 결합부재(240)를 포함할 수 있다.
상기 발열 몸체(100)는 제2 방향(D2)으로 연장되는 발열 영역(HA) 및 상기 발열 영역(HA)과 제1 방향(D1)으로 인접하고, 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 냉각 영역(CA)을 포함할 수 있다.
상기 발열 영역(HA)에는 각각이 상기 제2 방향(D2)으로 폭을 갖고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고 상기 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 슬릿형 개구들(102)이 형성될 수 있다.
상기 발열 몸체(100)의 상기 제1 및 제2 전기 단자들(TM1, TM2)이 노출된 측면을 제1 측면, 상기 제1 측면과 대향하는 측면을 제2 측면으로 정의 할 수 있다. 상기 슬릿형 개구(102)의 폭(hs1, hs2)은 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 방향을 따라 상기 제2 측면으로 갈수록 점차 작아질 수 있다. 즉, 상기 제1 측면과 인접하는 상기 슬릿형 개구(102)는 제1 폭(hs1)을 갖고, 상기 제2 측면과 인접하는 슬릿형 개구(102)는 상기 제1 폭(hs1) 보다 작은 제2 폭(hs2)을 가질 수 있다. 또한, 인접하는 슬릿형 개구들(102) 사이의 상기 발열 몸체(100)의 간격(ht1, ht2)은 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 방향(D2)을 따라서 상기 제2 측면으로 갈수록 점차 커질 수 있다. 즉, 상기 제1 측면과 인접하는 제1 간격(ht1) 보다, 상기 제2 측면과 인접하는 제2 간격(ht2)이 더 클 수 있다.
즉, 외부 전원이 인가되는 상기 제1 및 제2 전기 단자들(TM1, TM2)이 노출된 부분과 가까운 쪽의 상기 슬릿형 개구(102)의 폭이 상대적으로 크고, 상기 노출된 단자들에 대해 먼 쪽의 상기 슬릿형 개구(102)의 폭이 상대적으로 작도록 형성되고, 상기 노출된 단자들과 가까운 쪽의 상기 슬릿형 개구(102)들의 사이의 간격이 상대적으로 작고, 상기 노출된 단자들에 대해 먼 쪽의 상기 슬릿형 개구(102)들의 사이의 간격이 상대적으로 크도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 노출된 단자들과 가까운 쪽의 상기 발열 몸체(100)의 저항값은 상기 노출된 단자들과 먼 쪽의 저항값보다 클 수 있다.
상기 슬릿형 개구들(102)이 등간격 동일 형상으로 형성된 경우에는, 외부 전원이 입력되는 곳에서 가까운 쪽은 전류 흐름이 많고, 먼 쪽은 전류 흐름이 작아져, 상기 외부 전원이 입력되는 곳과 가까운 부분에서 과열 현상이 일어날 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 발열 몸체(100)의 저항값이 상기 외부 전원이 입력되는 곳과의 거리에 따라 다르게 설정되므로, 상기 발열 몸체(100)가 균일한 온도로 발열할 수 있다.
상기 냉각 영역(CA)에는 상기 냉각 영역(CA)이 연장되는 상기 제2 방향(D2)을 따라 배열되는 복수의 개구들(104)이 형성될 수 있다. 상기 냉각 영역(CA)의 상기 개구들(104)은 상기 발열 영역(HA)의 상기 슬릿형 개구들(102)과 달리, 동일한 형상을 갖고 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 발열 몸체를 나타낸 평면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 히터는 발열 몸체의 슬릿형 개구(102)의 크기와 배열을 제외하고 도 1 내지 3의 히터와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
상기 발열 몸체는 제2 방향(D2)으로 연장되는 발열 영역(HA) 및 상기 발열 영역(HA)과 제1 방향(D1)으로 인접하고, 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 냉각 영역(CA)을 포함할 수 있다.
상기 발열 영역(HA)에는 각각이 상기 제2 방향(D2)으로 폭을 갖고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고 상기 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 슬릿형 개구들(102)이 형성될 수 있다.
상기 발열 몸체의 제1 및 제2 전기 단자들(TM1, TM2)이 노출된 측면을 제1 측면, 상기 제1 측면과 대향하는 측면을 제2 측면으로 정의 할 수 있다. 상기 슬릿형 개구(102)의 폭(hs)은 일정할 수 있다. 인접하는 두 슬릿형 개구들(102)의 간격(ht1, ht2)은 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 방향(D2)을 따라서 상기 제2 측면으로 갈수록 점차 커질 수 있다. 즉, 상기 제1 측면과 인접하는 제1 간격(ht1) 보다, 상기 제2 측면과 인접하는 제2 간격(ht2)이 더 클 수 있다. 이에 따라, 상기 노출된 단자들과 가까운 쪽의 상기 발열 몸체의 저항값은 상기 노출된 단자들과 먼 쪽의 저항값보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 발열 몸체가 균일한 온도로 발열할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 도 1의 히터의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
도 10a 내지 10c를 참조하면, 제1 금형(12) 및 제2 금형(15) 사이에 제1 전기 단자(TM1)를 포함하는 PTC 로드(300) 및 제2 전기 단자(2)를 위치시킬 수 있다. 상기 제1 금형(12) 및 상기 제2 금형(15)은 발열 몸체(도 1의 100 참조)에 대응하는 내부 공간을 형성할 수 있다. 상기 제1 금형(13)의 내부에는 상기 발열 몸체의 발열 영역의 슬릿형 개구(도 1의 102 참조)에 대응하는 복수의 돌출부들(13) 및 냉각 영역의 개구(도 1의 104 참조)에 대응하는 복수의 돌출부들(14)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 금형(15)의 내부에도 상기 슬릿형 개구 및 개구에 대응하는 돌출부들이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 상기 돌출부들은 상기 제1 또는 제2 금형의 내부에만 형성될 수 있다.
이후, 상기 제1 금형(12)과 상기 제2 금형(15)을 결합시킨 후, 상기 내부 공간에 원료 물질을 주입 수단(20)을 통해 주입시킬 수 있다. 상기 원료 물질은 상기 발명 몸체를 구성하는 물질로서, 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 원료 물질은 약 10 내지 45중량% 범위의 CNT 및 55 내지 90중량% 범위의 나일론을 포함할 수 있다. 상기 나일론은 폴리아미드(polyamide: PA) 및 유리(Glass)를 포함할 수 있다.
이후, 상기 제1 금형(12)과 상기 제2 금형(15)을 서로 분리 시켜, 상기 제1 및 제2 전기 단자들(TM1, TM2)이 인서트 되고, 상기 발열 영역의 복수의 슬릿형 개구들 및 상기 냉각 영역의 개구들을 갖는 발열 몸체를 제조할 수 있다.
이후, 상기 발열 몸체를 감싸도록 결합부재(도 1의 210, 220, 230, 240 참조)를 조립하여 상기 히터를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 히터는 CNT를 포함하고 일체로 형성된 발열 몸체 및 PTC 소자를 포함하는 PTC 로드를 포함한다. 또한, 상기 히터는 상기 PTC 로드가 적절하게 냉각하도록 냉각 영역을 포함하며, 상기 PTC 로드의 ON/OFF 스위치로써의 기능이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 히터는 열 효율이 높고, 단순한 구조를 갖고, 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어 가능하여, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다.
또한, 상기 히터의 상기 발열 몸체의 저항값이 외부 전원이 입력되는 곳과의 거리에 따라 다르게 설정될 수 있으므로, 상기 발열 몸체가 균일한 온도로 발열할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 발열 몸체 102: 슬릿형 개구
104: 개구 210: 제1 결합부재
220: 제2 결합부재 230: 제3 결합부재
240: 제4 결합부재 300: PTC 로드
TM1: 제1 전기 단자 TM2: 제2 전기 단자
HA: 발열 영역 CA: 냉각 영역

Claims (17)

  1. 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하고, 복수의 슬릿형 개구들이 형성되고, 일체로 형성된 발열 몸체;
    상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 일부가 상기 발열 몸체 외부로 노출되는 제1 전기 단자, 상기 제1 전기 단자와 직접 접촉하는 PTC 소자, 및 상기 PTC 소자와 상기 발열 몸체와는 직접 접촉하고 상기 제1 전기 단자와는 직접 접촉하지 않도록 상기 제1 전기 단자 및 상기 PTC 소자를 감싸는 커버를 포함하는 PTC 로드; 및
    상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 상기 PTC 로드와 이격되고 일부가 상기 발열 몸체로부터 외부로 노출되는 제2 전기 단자를 포함하고,
    상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 발열 영역 및 상기 PTC 로드에 인접하는 냉각 영역을 포함하고,
    상기 냉각 영역에는 복수의 개구가 형성되고,
    상기 PTC 로드는 상기 발열 영역과 상기 냉각 영역 사이에 배치되고, 상기 냉각 영역은 서로 이격되는 상기 제1 및 제2 전기 단자들 또는 다른 두 전기 단자들 사이에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 히터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발열 몸체의 상기 발열 영역은 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 냉각 영역은 상기 발열 영역과 상기 제1 방향으로 인접하고 상기 제2 방향으로 연장되고,
    상기 발열 영역의 상기 제1 방향의 양 끝단에 상기 PTC 로드 및 상기 제2 전기 단자가 각각 배치되고, 상기 PTC 로드 및 상기 제2 전기 단자는 각각 상기 제2 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 히터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 발열 몸체를 감싸고 절연물질로 형성된 결합부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 결합부재는 제1 결합부재, 제2 결합부재, 제3 결합부재 및 제4 결합부재를 포함하고,
    상기 제1 결합부재는 상기 발열 몸체에 상기 제2 방향으로 인접하여, 상기 발열 몸체의 일부를 수용하고,
    상기 제2 결합부재는 상기 발열 몸체에 상기 제2 방향으로 인접하여, 상기 발열 몸체의 일부를 수용하고,
    상기 제3 결합부재는 상기 발열 몸체에 상기 제1 방향으로 인접하고, 상기 발열 몸체의 상기 냉각 영역의 측면의 일부를 수용하고,
    상기 제4 결합부재는 상기 발열 몸체들에 상기 제1 방향으로 인접하고, 상기 발열 몸체의 상기 발열 영역의 일부를 수용하는 것을 특징으로 하는 히터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제3 결합부재는 상기 발열 몸체와 접하는 측면 상에 복수의 돌출부들과 상기 돌출부들 사이에 복수의 홈들이 형성되어 냉각 영역을 이루는 것을 특징으로 하는 히터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 PTC 로드는 상기 커버 내에 배치되어 상기 제1 전기 단자가 상기 커버에 직접 접촉하지 않도록 하는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 상기 발열 몸체의 온도가 미리 설정된 적정 온도 범위 이하일 때는 상대적으로 낮은 저항값을 갖고, 상기 발열 몸체의 온도가 상기 적정 온도 범위 이상일 때는 상대적으로 높은 저항값을 갖도록 구비된 것을 특징으로 하는 히터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 발열 몸체는 10 내지 40중량% 범위의 CNT 및 60 내지 90중량% 범위의 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 나일론은 폴리아미드(polyamide: PA) 및 유리(Glass)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 발열 몸체는 인서트 사출 방법을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 히터.
  11. 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하고, 복수의 슬릿형 개구들이 형성되고, 일체로 형성된 발열 몸체;
    상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 일부가 상기 발열 몸체 외부로 노출되는 제1 전기 단자, 상기 제1 전기 단자와 직접 접촉하는 PTC 소자, 및 상기 PTC 소자와 상기 발열 몸체와는 직접 접촉하고 상기 제1 전기 단자와는 직접 접촉하지 않도록 상기 제1 전기 단자 및 상기 PTC 소자를 감싸는 커버를 포함하는 PTC 로드;
    상기 발열 몸체 내부에 배치되고, 상기 PTC 로드와 이격되고 일부가 상기 발열 몸체로부터 외부로 노출되는 제2 전기 단자; 및
    상기 발열 몸체를 감싸고 절연물질로 형성된 결합부재를 포함하고,
    상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 발열 영역을 포함하고, 상기 PTC 로드에 인접하는 상기 결합부재의 일부에는 복수의 개구가 형성되어 냉각 영역을 이루고,
    상기 PTC 로드는 상기 발열 영역과 상기 냉각 영역 사이에 배치되고, 상기 냉각 영역은 서로 이격되는 상기 제1 및 제2 전기 단자들 또는 다른 두 전기 단자들 사이에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 히터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 발열 몸체와 접하는 측면 상에 복수의 돌출부들과 상기 돌출부들 사이에 복수의 홈들이 형성되어, 상기 홈과 상기 발열 몸체의 측면이 냉각 영역의 상기 개구를 형성하는 것을 특징으로 하는 히터.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 상기 발열 몸체의 온도가 미리 설정된 적정 온도 범위 이하일 때는 상대적으로 낮은 저항값을 갖고, 상기 발열 몸체의 온도가 상기 적정 온도 범위 이상일 때는 상대적으로 높은 저항값을 갖도록 구비된 것을 특징으로 하는 히터.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 발열 몸체는 10 내지 40중량% 범위의 CNT 및 60 내지 90중량% 범위의 나일론을 포함하고, 상기 나일론은 폴리아미드(polyamide: PA) 및 유리(Glass)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
  15. 발열 영역과 냉각 영역을 포함하는 히터의 제조 방법에 있어서,
    제1 전기 단자를 포함하는 PTC 로드 및 상기 제1 전기 단자와 제1 방향으로 이격되는 제2 전기 단자를 내부에 복수의 돌출부들이 형성된 제1 금형 및 제2 금형 내에 위치시키는 단계;
    상기 제1 금형 및 상기 제2 금형을 결합하는 단계;
    상기 제1 금형 및 상기 제2 금형의 내부 공간에 탄소나노튜브(이하 CNT)를 포함하는 원료 물질을 주입하여 발열 몸체를 형성하는 단계; 및
    상기 발열 몸체를 감싸도록 결합부재를 조립하는 단계를 포함하고,
    상기 PTC 로드는 상기 발열 영역과 상기 냉각 영역 사이에 배치되고, 상기 냉각 영역은 서로 이격되는 상기 제1 및 제2 전기 단자들 또는 다른 두 전기 단자들 사이에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 히터의 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 발열 몸체는 상기 PTC 로드와 상기 제2 전기 단자 사이에 위치하는 상기 발열 영역을 포함하고,
    상기 PTC 로드에 인접하는 상기 결합부재의 일부에는 복수의 개구가 형성되어 상기 냉각 영역을 이루는 것을 특징으로 하는 히터의 제조 방법.
KR1020170153150A 2017-11-16 2017-11-16 히터 및 이의 제조 방법 KR101992755B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170153150A KR101992755B1 (ko) 2017-11-16 2017-11-16 히터 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170153150A KR101992755B1 (ko) 2017-11-16 2017-11-16 히터 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190056466A KR20190056466A (ko) 2019-05-27
KR101992755B1 true KR101992755B1 (ko) 2019-06-27

Family

ID=66679368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170153150A KR101992755B1 (ko) 2017-11-16 2017-11-16 히터 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101992755B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102225749B1 (ko) * 2020-10-20 2021-03-10 (주)하이엘 허니콤 타입의 고전압 피티씨 히터모듈

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765657B1 (ko) * 2016-02-18 2017-08-23 동아하이테크 주식회사 히터 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479070B1 (ko) 2013-04-22 2015-01-07 동아하이테크 주식회사 피티씨 히터
KR101815557B1 (ko) * 2015-12-31 2018-01-08 동아하이테크 주식회사 히터
KR101764753B1 (ko) * 2015-12-31 2017-08-07 동아하이테크 주식회사 히터 및 이를 제조하는 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765657B1 (ko) * 2016-02-18 2017-08-23 동아하이테크 주식회사 히터 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190056466A (ko) 2019-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8481899B2 (en) PTC rod assembly and preheater incorporating the same
KR101114583B1 (ko) 피티씨 로드 조립체
KR101510744B1 (ko) 전열 히터 장치
KR20190024388A (ko) 냉각수 히터
KR20050018831A (ko) Ртс 소자를 이용한 자동차용 히터
CN105164862A (zh) 用于电设备的控制模块
KR101992755B1 (ko) 히터 및 이의 제조 방법
KR102002376B1 (ko) Ptc 히터의 ptc 로드의 구조
KR101955962B1 (ko) 히터
WO2014024684A1 (ja) 温度スイッチ及び流体加熱装置
KR101030869B1 (ko) Ｐｗｍ 제어 고용량 피티씨 히터
KR100738698B1 (ko) 면상 발열체를 구비하는 난방장치
KR100958021B1 (ko) Ｐｗｍ 제어 고용량 피티씨 히터
KR101694712B1 (ko) 차량용 프리히터 장치
KR101815557B1 (ko) 히터
EP2840329B1 (en) Heating device and mounting method of said device
JP2007157528A (ja) Ｐｔｃヒータ構造
KR101858100B1 (ko) 듀얼 타입 ptc 히터
KR20190027029A (ko) 시즈히터
KR101076136B1 (ko) Ｐｗｍ 제어 고용량 피티씨 히터
KR20140027848A (ko) 차량용 냉각수 가열장치
KR101992756B1 (ko) 전기 자동차용 히터
KR20100005582A (ko) Ｐｗｍ 제어 고용량 피티씨 히터
KR101764753B1 (ko) 히터 및 이를 제조하는 방법
KR100705472B1 (ko) 자동차용 프리 히터의 히터 하우징 구조

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant