KR102077474B1 - Cooling-water heating type heater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각수 가열식 히터에 관한 것으로서, 본 발명은 파이프의 길이방향으로 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 제1발열부가 형성되고, 나머지 영역에 동일한 면적에서 제1발열부보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부가 형성됨으로써, 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 인접한 영역에서 효과적으로 냉각수를 가열할 수 있으며, 과열을 방지할 수 있어 안전성을 높인 냉각수 가열식 히터에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling water heater, the present invention is a first heat generating portion is formed in the inlet portion is required for the rapid heating of the cooling water in the longitudinal direction of the pipe, the remaining area having a lower heat capacity than the first heat generating portion in the same area By forming two heat generating parts, the cooling water can be effectively heated in an area adjacent to an inlet portion requiring rapid heating of the cooling water, and can be prevented from overheating.
Description
본 발명은 냉각수 가열식 히터에 관한 것으로서, 본 발명은 파이프의 길이방향으로 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 제1발열부가 형성되고, 나머지 영역에 동일한 면적에서 제1발열부보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부가 형성됨으로써, 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 인접한 영역에서 효과적으로 냉각수를 가열할 수 있으며, 과열을 방지할 수 있어 안전성을 높인 냉각수 가열식 히터에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling water heater, the present invention is a first heat generating portion is formed in the inlet portion is required for the rapid heating of the cooling water in the longitudinal direction of the pipe, the remaining area having a lower heat capacity than the first heat generating portion in the same area By forming two heat generating parts, the cooling water can be effectively heated in a region adjacent to the inlet portion requiring rapid heating of the cooling water, and can be prevented from overheating and relates to a cooling water heating heater having improved safety.
휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원 역시 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 가장 실용화 단계에 가까운 기술 중 하나가 연료 전지를 에너지원으로 하여 구동되는 차량이다.Vehicles powered by engines powered by gasoline or diesel are currently the most common types of vehicles.However, these energy sources are not only needed for environmental pollution but also for various reasons such as the reduction of oil reserves. Increasingly, one of the technologies that is closest to practical use at present is a vehicle driven by a fuel cell as an energy source.
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그런데, 이와 같은 연료 전지를 사용하는 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 가지는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 사용할 수 없다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있었다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 연료 전지를 사용하는 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.However, in a vehicle using such a fuel cell, a heating system using cooling water cannot be used, unlike a vehicle having an engine using a conventional oil as an energy source. That is, in the case of a vehicle driven by an petroleum-based energy source, a large amount of heat is generated in the engine, and a coolant circulation system for cooling the engine is provided, and the heat absorbed by the coolant from the engine is heated indoors. Had to use. However, since much heat such as that generated in an engine does not occur in a driving source of a vehicle using a fuel cell, there is a limit to using such a conventional heating method.
이에 따라 연료 전지 차량에서는, 공조 시스템에 열펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하거는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전지 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 실제 사용이 이루어지고 있다.
Accordingly, in fuel cell vehicles, various studies have been conducted such as adding a heat pump to an air conditioning system so that it can be used as a heat source, or providing a separate heat source such as an electric heater. Among them, the battery heater can easily heat the cooling water without significantly affecting the air conditioning system, and is currently widely used in practice.
도 1은 종래의 냉각수 가열식 히터 중 하나인 일본특허공개 제2008-056044호("열매체 가열 장치 및 그것을 이용한 차량용 공기 조절 장치", 2008.03.13)를 도시하였다. 상기 일본공개특허공개 제2008-056044호의 냉각수 가열식 히터는, 발열원인 PTC 전극판의 상하부에 판형 핀을 배치하고, 냉각수가 상기 판형 핀을 통과하여 유통되도록 하여, PTC 전극판으로부터 냉각수로의 열전달효율을 높여 냉각수를 보다 효과적으로 가열하도록 된 구조로 되어 있다. FIG. 1 shows Japanese Patent Laid-Open No. 2008-056044 ("Heat medium heating device and vehicle air conditioner using the same", 2008.03.13), which is one of conventional cooling water heaters. The cooling water heating heater of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-056044 has a plate-shaped fin disposed above and below a PTC electrode plate serving as a heat source, and allowing the cooling water to pass through the plate-shaped fin, thereby transferring heat from the PTC electrode plate to the cooling water. It is designed to heat up the cooling water more effectively.
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그런데, 이와 같은 냉각수 가열식 히터의 경우 충분한 냉각수 가열 효과를 얻기 어려운 문제점이 있으며, 이를 포함한 문제점을 아래에서 다시 설명한다. However, such a coolant heating heater has a problem that it is difficult to obtain a sufficient cooling water heating effect, the problem including this will be described again below.
첫째, 발열원(PTC 전극판)이 별도의 부품으로 들어가게 되므로 부품 수가 많아지고, 부피 및 중량이 증가하는 문제가 있다. 둘째, PTC 전극판으로부터 발생되는 열이 냉각수로 온전히 전달되지 못하고 일부가 바깥쪽으로 전달되어 열손실이 발생하게 된다. 셋째, PTC 전극판으로부터 냉각수로의 열전달 경로 상에 절연층 등 여러 물체들이 존재하여 열저항이 커지고, 따라서 열전달 효율이 떨어지는 문제가 있다. 넷째, 이러한 형태의 냉각수 가열식 히터를 차량에 장착할 때 냉각수 파이프라인이나 전기 공급선 회로 등의 설계가 복잡해지며, 또한 냉각수 가열식 히터 자체의 부피가 크기 때문에 실제 장착이 어려워진다.
First, since the heat generating source (PTC electrode plate) enters into a separate part, the number of parts increases, and there is a problem in that volume and weight increase. Second, heat generated from the PTC electrode plate is not completely transferred to the cooling water, but a part of the heat is transferred to the outside, causing heat loss. Third, various objects such as an insulating layer are present on the heat transfer path from the PTC electrode plate to the cooling water to increase the heat resistance, and thus, the heat transfer efficiency is inferior. Fourth, when the cooling water heater of this type is mounted on the vehicle, the design of the cooling water pipeline, the electric supply line circuit, etc. becomes complicated, and the actual mounting of the cooling water heater is difficult because of the large volume of the cooling water heater.
즉, 냉각수를 효과적으로 가열할 수 있으며, 제작 및 장착이 용이하면서도, 부피, 중량, 단가를 줄일 수 있고, 안전성을 확보할 수 있는 냉각수 가열식 히터가 요구되고 있다.
That is, there is a need for a coolant heating heater capable of efficiently heating the coolant, making it easy to manufacture and install, reducing the volume, weight, and cost, and ensuring safety.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파이프의 길이방향으로 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 제1발열부가 형성되고, 나머지 영역에 동일한 면적에서 제1발열부보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부가 형성됨으로써, 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 인접한 영역에서 효과적으로 냉각수를 가열할 수 있으며, 과열을 방지할 수 있어 안전성을 높인 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is the first heat generating portion is formed in the inlet portion is required to heat the fast cooling water in the longitudinal direction of the pipe, the first area in the same area in the remaining area By providing a second heat generating portion having a lower heat capacity than the heat generating portion, it is possible to effectively cool the cooling water in the region adjacent to the inlet portion that needs fast cooling water heating, and to prevent overheating to provide a cooling water heating heater with improved safety. .
또한, 본 발명의 목적은 제1발열부 및 제2발열부를 형성하는 발열층의 폭 또는 발열층의 이격거리를 조절하는 간단한 방법을 이용하여 열용량 조절이 가능하며, 제1발열부 및 제2발열부를 형성하는 발열층이 동일한 발열 페이스트를 이용함으로써 한 번의 인쇄 공정에 의하여 형성할 수 있어 제조성을 높일 수 있는 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to control the heat capacity by using a simple method of adjusting the width of the heating layer or the distance of the heating layer forming the first heat generating portion and the second heat generating portion, the first heat generating portion and the second heat generating It is to provide a cooling water heating heater that can be formed by one printing process by using the same heat generating paste for forming the heat generating layer, thereby improving the manufacturability.
아울러, 본 발명의 목적은 과열방지부 및 제어부에 의해 제1발열부 및 제2발열부에 공급되는 전원을 제어할 수 있어 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지할 수 있으며, 특히, 과열방지부가 파이프에 직접 형성됨으로써 별도의 과열방지부를 장착하기 위한 공간 및 조립 공정이 필요치 않은 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to control the power supplied to the first heat generating unit and the second heat generating unit by the overheat prevention unit and the control unit can prevent the fire due to overheating, in particular, the overheat prevention unit It is provided directly to the pipe to provide a coolant heating heater that does not require a space and assembly process for mounting a separate overheat protection.
또, 본 발명의 목적은 과열방지부의 센서패턴부가 장착된 상태에서, 발열파이프의 상측에 위치됨으로써 파이프 내부의 기포 발생에 따른 과열을 빠르게 감지할 수 있어 안전성을 더욱 높일 수 있는 냉각수 가열식 히터를 제공하는 것이다.
In addition, an object of the present invention is to provide a coolant heating heater that can detect the overheat caused by the generation of bubbles in the pipe quickly by being located on the upper side of the heating pipe in the state that the sensor pattern portion of the overheat prevention unit is mounted, thereby further increasing the safety. It is.
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 내부에 일정 공간을 형성하는 케이스(100)를 포함하며, 실내 난방을 위한 냉각수 가열식 히터(1000)에 있어서, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)의 상기 케이스(100)가 형성하는 내부 공간에 구비되는 발열파이프(200)는 내부에 냉각수가 이동되는 파이프(210); 상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 케이스(100) 외부로 돌출되는 입구부(310) 및 출구부(320); 상기 파이프(210)의 길이방향으로 상기 입구부(310)와 인접한 일정영역에서 상기 파이프(210)의 외면을 감싸는 형태의 발열층(223)이 복수개 형성되는 제1발열부(220a); 및 상기 파이프(210)의 길이방향으로 상기 제1발열부(220a)의 나머지 영역에서 상기 파이프(210)의 외면을 감싸는 형태로 형성의 발열층(223)이 복수개 형성되되, 동일한 면적에서 상기 제1발열부(220a)보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부(220b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The coolant heated
또한, 상기 발열층(223)은 발열 페이스트가 인쇄되는 것을 특징으로 한다. In addition, the
이 때, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)은 동일한 페이스트를 이용하되, 폭(D223a, D223b)이 서로 다르게 형성될 수 있다.In this case, the heat generating
본 발명에서, 폭은 상기 파이프(210)의 길이방향으로의 길이를 의미한다. In the present invention, the width means the length of the
또, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)은 동일한 페이스트를 이용하되, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223) 간 이격거리(I223a)와 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223) 간 이격거리(I223b)가 서로 다르게 형성될 수 있다.In addition, the heat generating
아울러, 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)는 상기 파이프(210)에 형성되는 절연층(221)과, 상기 절연층(221)의 상측에 상기 파이프(210)의 길이방향으로 길게 배치되는 한 쌍의 전극(222)과, 상기 한 쌍의 전극(222)을 연결하는 상기 발열층(223)과, 상기 절연층(221)의 상측에 상기 전극(222) 및 발열층(223)을 감싸도록 형성되는 보호층(224)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first
또한, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 파이프(210)에 인쇄되어 온도에 따라 저항이 변화되는 센서패턴부(251)과, 상기 센서패턴부(251)과 연결되는 센서단자부(252)를 포함하는 과열방지부(250)가 더 형성되며, 상기 센서단자부(252) 및 상기 전극(222)과 연결되어 상기 센서패턴부(251)의 저항에 따른 발열부의 온도를 추정하여 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)로 공급되는 전원을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또, 상기 센서패턴부(251)는 상기 냉각수 가열식 히터(1000)가 장착된 상태에서 상기 발열파이프(200)의 상측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the
이에 따라, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 파이프의 길이방향으로 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 제1발열부가 형성되고, 나머지 영역에 동일한 면적에서 제1발열부보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부가 형성됨으로써, 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부에 인접한 영역에서 효과적으로 냉각수를 가열할 수 있으며, 과열을 방지할 수 있어 안전성을 높인 장점이 있다. Accordingly, in the cooling water heating heater of the present invention, a first heat generating portion is formed at an inlet portion requiring rapid cooling water heating in the longitudinal direction of the pipe, and a second heat generating portion having a lower heat capacity than the first heat generating portion in the same area in the remaining area. By being formed, the cooling water can be effectively heated in an area adjacent to the inlet portion requiring rapid heating of the cooling water, and can prevent overheating, thereby improving safety.
또한, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 제1발열부 및 제2발열부를 형성하는 발열층의 폭 또는 발열층의 이격거리를 조절하는 간단한 방법을 이용하여 열용량 조절이 가능하며, 제1발열부 및 제2발열부를 형성하는 발열층이 발열 페이스트를 이용함으로써 한 번의 인쇄 공정에 의하여 형성할 수 있어 제조성을 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, the cooling water heating heater of the present invention is capable of adjusting the heat capacity by using a simple method of adjusting the width of the heat generating layer or the distance of the heat generating layer forming the first heat generating portion and the second heat generating portion, the first heat generating portion and the first The heat generating layer forming the heat generating portion can be formed by a single printing process by using a heat generating paste, thereby increasing the manufacturability.
아울러, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 과열방지부 및 제어부에 의해 제1발열부 및 제2발열부에 공급되는 전원을 제어할 수 있어 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지할 수 있으며, 특히, 과열방지부가 파이프에 직접 형성됨으로써 별도의 과열방지부를 장착하기 위한 공간 및 조립 공정이 필요치 않은 장점이 있다. In addition, the cooling water heating heater of the present invention can control the power supplied to the first heating unit and the second heating unit by the overheat prevention unit and the control unit to prevent the fire due to overheating, in particular, overheating Since the prevention portion is formed directly on the pipe, there is an advantage of not requiring a space and an assembly process for mounting a separate overheat prevention portion.
또, 본 발명의 냉각수 가열식 히터는 과열방지부의 센서패턴부가 장착된 상태에서, 발열파이프의 상측에 위치됨으로써 파이프 내부의 기포 발생에 따른 과열을 빠르게 감지할 수 있어 안전성을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
In addition, the coolant heating heater of the present invention has an advantage of being able to quickly detect overheating caused by bubbles generated inside the pipe by being located above the heating pipe in a state where the sensor pattern part of the overheat prevention unit is mounted, thereby increasing safety. .
도 1은 종래의 냉각수 가열식 히터를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 발열파이프를 나타낸 사시도.
도 4는 상기 도 3에 도시한 발열파이프의 전개도.
도 5는 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 발열파이프의 다른 전개도.
도 6은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 발열부를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터의 발열파이프를 나타낸 다른 사시도.
도 8은 상기 도 7에 도시한 발열파이프의 전개도. 1 is a view showing a conventional cooling water heater.
2 is a perspective view of a cooling water heater according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a heating pipe of the cooling water heating heater according to the present invention.
4 is an exploded view of the heating pipe shown in FIG.
5 is another development of the exothermic pipe of the cooling water heating heater according to the present invention.
6 is a view showing a heat generating portion of the cooling water heater according to the present invention.
Figure 7 is another perspective view showing a heating pipe of the cooling water heating heater according to the present invention.
8 is an exploded view of the heating pipe shown in FIG.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 냉각수 가열식 히터에 대하여 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, the cooling water heater of the present invention having the features as described above will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 발열파이프(200)를 나타낸 사시도이며, 도 4는 상기 도 3에 도시한 발열파이프(200)의 전개도이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 발열파이프(200)의 다른 전개도이며, 도 6은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 발열부를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 냉각수 가열식 히터(1000)의 발열파이프(200)를 나타낸 다른 사시도이며, 도 8은 상기 도 7에 도시한 발열파이프(200)의 전개도이다.
2 is a perspective view of a
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 케이스(100) 및 발열파이프(200)를 포함하여 구성된다. 상기 케이스(100)는 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)를 구성하는 기본 몸체로서, 상기 발열파이프(200)가 내장될 수 있도록 내부에 일정 공간을 형성한다. 상기 케이스(100)는 상측 및 하측의 2개가 서로 조립된 형태일 수 있으며, 상기 발열파이프(200)를 보호할 수 있는 다양한 형태를 갖는다면 다양하게 변형 실시될 수 있다.Cooling
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상기 발열파이프(200)는 파이프(210), 입구부(310), 출구부(320), 제1발열부(220a), 및 제2발열부(220b)를 포함하여 형성된다. 상기 파이프(210)는 관 형태로 내부에 냉각수가 이동되며, 외주면에 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)가 형성된다. The
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상기 입구부(310) 및 출구부(320)는 상기 파이프(210)의 양측으로부터 연장되어 상기 케이스(100) 외부로 돌출되는 구성으로서, 상기 입구부(310)를 통해 냉각수가 상기 파이프(210) 내부로 유입되며, 상기 출구부(320)를 통해 상기 파이프(210) 내부의 가열된 냉각수가 배출된다. 여기서 상기 파이프(210), 입구부(310) 및 출구부(320)는 일체로 형성되어 냉각수의 유동과정에서 냉각수가 누설될 가능성을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The
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상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)는 상기 파이프(210) 외면을 감싸는 형태이고, 상기 파이프(210)의 길이방향으로 복수개 형성되는 발열층(223)을 각각 포함하는 구성이며, 상기 제1발열부(220a)가 복수개의 발열층(223)을 포함하며 상기 제2발열부(220b) 역시 복수개의 발열층(223)을 포함한다. The first
더욱 상세하게, 상기 제1발열부(220a)는 상기 파이프(210)의 길이방향 중 상기 입구부(310)에 인접한 일정영역의 발열층(223)을 포함하는 구성이며, 상기 제2발열부(220b)는 상기 제1발열부(220a)를 제외한 나머지 영역인 상기 파이프(210)의 길이방향 중 상기 출구부(320)에 인접한 영역의 발열층(223)을 포함하는 구성이다. 그리고 상기 제2발열부(220b)는 상기 제1발열부(220a)와 동일한 면적에서 상기 제1발열부(220a)보다 낮은 열용량을 갖는다.More specifically, the first
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본 발명에서, 열용량은 제1발열부(220a)와 제2발열부(220b)를 형성하는 영역 중 동일한 면적 내부에서, 상기 제1발열부(220a)의 발열 정도가 상기 제2발열부(220b)의 발열 정도를 의미한다. In the present invention, the heat capacity is within the same area of the region forming the first
상기 파이프(210)의 길이방향으로 상기 입구부(310)에 인접한 부분은 차가운 냉각수가 유입됨에 따라 빠르게 냉각수를 가열할 필요가 있는 영역이며, 상기 출구부(320)에 인접한 부분은 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)를 형성하는 복수개의 발열층(223)에 의해 가열된 냉각수가 이동되는 영역으로서, 냉각수는 파이프(210)의 길이방향으로 이동될수록 그 온도가 높아져 과열될 수 있으며, 그에 따른 내구성 및 안전성이 저하될 수 있다. The portion adjacent to the
본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 냉각수를 효과적으로 가열하면서도, 동일면적에서 제1발열부(220a)보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부(220b)가 형성됨으로써 파이프(210)의 길이방향으로 냉각수의 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 과열에 따른 내구성 및 안전성 저하의 문제점을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다. Cooling
상기 발열층(223)은 발열 페이스트가 인쇄되어 형성될 수 있는데, 이 때, 상기 발열 페이스트는 탄소나노튜브 또는 탄소성분을 포함하거나, 루테늄과 유리성분을 주성분으로 할 수 있다. 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 다양한 방법으로 제1발열부(220a)와 제2발열부(220b)의 열용량에 차이가 있도록 할 수 있다.The
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먼저, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 제2발열부(220b)의 발열층(223) 각각의 폭(D223a, D223b) 및 이격거리(I223a, I223b)가 서로 동일하게 형성되되, 서로 다른 페이스트를 이용할 수도 있다. 즉, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)을 형성하는 페이스트의 저항이 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)을 형성하는 페이스트의 저항보다 낮게 조절할 수도 있다. First, the cooling
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다음으로, 도 3 및 도 4에 도시한 형태는 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)은 동일한 페이스트를 이용하되, 그 폭(D223a, D223b)이 서로 다르게 형성되는 예를 나타내었다. 더욱 상세하게, 상기 제1발열부(220a)의 발열층 폭(223a)이 상기 제2발열부(220b)의 발열층 폭(D223b)보다 크게 형성(D233a > D233b)되어 상기 제1발열부(220a)에서 냉각수를 보다 효과적으로 가열할 수 있는 예를 나타내었다. 이 때, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223) 간 이격거리(I223a)와 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223) 간 이격거리(I223b)는 서로 같다.(I233a = I233b)3 and 4, the
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또한, 상기 도 5에 도시한 형태는 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)은 동일한 페이스트를 이용하되, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223) 간 이격거리(I223a)와 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223) 간 이격거리(I223b)가 서로 다르게 형성된 예를 나타내었다. 5, the
더욱 상세하게, 상기 제1발열부(220a)의 발열층 폭(223a)이 상기 제2발열부(220b)의 발열층 폭(D223b)과 같게 형성(D233a = D233b)되되, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223) 간 이격거리(I223a)가 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223) 간 이격거리(I223b) 보다 좁게 (I233a < I233b) 형성된 예를 나타내었다. More specifically, the heat generating layer width 223a of the first
도 3, 도 4, 및 도 5에 도시한 형태는 동일한 페이스트를 이용하는 형태로서, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 제2발열부(220b)의 발열층(223)이 서로 다른 페이스트를 이용하는 형태에 비하여, 한 번의 인쇄 공정에 의해 하여 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)의 발열층(223)을 동시에 형성할 수 있는 장점이 있다. 3, 4, and 5, the same paste is used, and the
이에 따라, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 파이프(210)의 길이방향으로 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부(310)에 제1발열부(220a)가 형성되고, 나머지 영역에 동일한 면적에서 제1발열부(220a)보다 낮은 열용량을 갖는 제2발열부(220b)가 형성됨으로써, 빠른 냉각수의 가열이 필요한 입구부(310)에 인접한 영역에서 효과적으로 냉각수를 가열할 수 있으며, 과열을 방지할 수 있어 안전성을 높인 장점이 있다.
Accordingly, in the cooling
한편, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)가 절연층(221), 전극(222), 상기 발열층(223) 및 보호층(224)을 포함할 수 있다.(상기 도 6 참조) 상기 절연층(221)은 상기 파이프(210)에 넓게 형성되며, 상기 전극(222)은 상기 절연층(221)의 상측에 상기 파이프(210)의 길이방향으로 길게 배치된다. On the other hand, in the cooling
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상기 발열층(223)은 상술한 바와 같은 특징을 가지며, 상기 한 쌍의 전극(222)을 연결하도록 상기 절연층(221)의 상측에 형성된다. 상기 보호층(224)은 상기 절연층(221)의 상측에 상기 전극(222) 및 발열층(223)을 감싸도록 형성된다. 만약, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 발열층(223)이 루테늄과 유리성분을 주성분으로 하는 발열 페이스트를 인쇄하여 형성되는 경우, 상기 절연층(221)이 유리 및 세라믹을 주성분으로 하는 페이스트가 인쇄되며, 상기 전극(222)이 비스무스를 주성분으로 하는 페이스트가 인쇄되어 형성될 수 있다. 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)가 상술한 예 외에도 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 과열방지부(250) 및 제어부(미도시)가 더 포함될 수 있다. (상기 도 7 및 도 8 참조) 상기 과열방지부(250)는 상기 파이프(210)에 인쇄되어 온도에 따라 저항이 변화되는 센서패턴부(251)과, 상기 센서패턴부(251)과 연결되는 센서단자부(252)를 포함하여 형성된다. The
On the other hand, the cooling
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그리고 제어부는 상기 센서단자부(252) 및 상기 전극(222)과 연결되어 상기 센서패턴부(251)의 저항에 따른 발열부의 온도를 추정하여 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)로 공급되는 전원을 제어한다. 상기 제어부의 작동을 위하여 상기 케이스(100) 내부에 기판(미도시) 및 상기 케이스(100)에 전원 연결을 위한 커넥터부(110)의 구성이 구비될 수 있다. The control unit is connected to the
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즉, 상기 제어부는 상기 센서패턴부(251)의 온도에 따라 다르게 측정되는 저항을 통해 역으로 발열부의 온도를 추정하고, 이를 통해 과열을 방지하여, 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)로 공급되는 전원을 제어한다. 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 상기 냉각수 가열식 히터(1000)가 장착된 상태에서, 상기 과열방지부(250)의 센서패턴부(251)가 상기 발열파이프(200)의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. That is, the control unit estimates the temperature of the heating unit inversely through the resistance measured differently according to the temperature of the
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상기 파이프(210) 내부의 기포가 위치되는 부분은 발열층(223)의 발열에 의해 빠르게 가열되어 과열이 유발될 위험이 높다. 특히, 파이프(210) 내부의 기포는 상측으로 이동되므로, 본 발명의 냉각수 가열식 히터(1000)는 과열이 유발될 위험이 높은 부분인 상기 냉각수 가열식 히터(1000)가 장착된 상태에서, 상기 발열파이프(200)의 상측에 상기 센서패턴부(251)가 형성되도록 함으로써, 과열을 빠르게 감지할 수 있으며, 안전성을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다. The portion in which the bubble inside the
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본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
1000 : 냉각수 가열식 히터
100 : 케이스
110 : 커넥터부
200 : 발열파이프 210 : 파이프
220a : 제1발열부 220b : 제2발열부
221 : 절연층
222 : 전극 223 : 발열층
224 : 보호층
D223a : 제1발열부에서 발열층의 폭
D223b : 제2발열부에서 발열층의 폭
I223a : 제1발열부에서 발열층의 이격거리
I223b : 제2발열부에서 발열층의 이격거리
250 : 과열방지부
251 : 센서패턴부 252 : 센서단자부
310 : 입구부
320 : 출구부 1000: Coolant Heated Heater
100: case
110: connector
200: heating pipe 210: pipe
220a: first
221: insulation layer
222
224: protective layer
D223a: width of the heating layer in the first heat generating portion
D223b: width of the heating layer in the second heat generating portion
I223a: separation distance of the heating layer from the first heating part
I223b: separation distance of the heating layer from the second heating part
250: overheat protection
251: sensor pattern portion 252: sensor terminal portion
310: entrance
320: exit section
Claims (7)
상기 발열파이프(200)는, 내부에 냉각수가 이동되는 파이프(210), 상기 파이프(210)의 양측에서 연장되어 케이스(100) 외부로 돌출되는 입구부(310) 및 출구부(320), 상기 파이프(210)의 길이 방향으로 상기 입구부(310)와 인접한 일정영역에서 상기 파이프(210)의 외면을 감싸는 형태의 발열층(223)이 복수개 형성되는 제1발열부(220a), 그리고 상기 파이프(210)의 길이방향으로 상기 제1발열부(220a)의 나머지 영역에서 파이프(210)의 외면을 감싸는 형태로 형성의 발열층(223)이 복수개 형성되는 제2발열부(220b), 그리고 상기 파이프(210)에 인쇄되어 온도에 따라 저항이 변화되는 센서패턴부(251)과 상기 센서패턴부(251)과 연결되는 센서단자부(252)를 포함하는 과열방지부(250)를 포함하고;
제1발열부(220a)와 제2발열부(220b)를 형성하는 영역 중 동일한 면적에서, 제2발열부(220b)는 제1발열부(220a)보다 낮은 열용량을 가지고;
상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)는, 상기 파이프(210)에 형성되는 절연층(221)과, 상기 절연층(221)의 상측에 상기 파이프(210)의 길이방향으로 길게 배치되는 한 쌍의 전극(222), 상기 한 쌍의 전극(222)을 연결하는 상기 발열층(223), 상기 절연층(221)의 상측에 상기 전극(222) 및 발열층(223)을 감싸도록 형성되는 보호층(224)으로 구성되며;
제어부는, 센서단자부(252) 및 상기 전극(222)과 연결되어 상기 센서패턴부(251)의 저항에 따른 발열부의 온도를 추정하여 상기 제1발열부(220a) 및 제2발열부(220b)로 공급되는 전원을 제어하는 냉각수 가열식 히터.
In the cooling water-heated heater having a case (100) forming a predetermined space therein, and a heating pipe (200) provided inside the case (100);
The heating pipe 200 is a pipe 210 to which the coolant is moved, an inlet part 310 and an outlet part 320 extending from both sides of the pipe 210 to protrude out of the case 100, and the The first heat generating part 220a having a plurality of heat generating layers 223 formed around the outer surface of the pipe 210 in a predetermined region adjacent to the inlet part 310 in the longitudinal direction of the pipe 210, and the pipe A second heat generating part 220b in which a plurality of heat generating layers 223 are formed to surround the outer surface of the pipe 210 in the remaining area of the first heat generating part 220a in the longitudinal direction of the 210, and the A overheat prevention part 250 printed on the pipe 210 and including a sensor pattern part 251 having a resistance changed according to a temperature, and a sensor terminal part 252 connected to the sensor pattern part 251;
In the same area among the regions forming the first heat generating unit 220a and the second heat generating unit 220b, the second heat generating unit 220b has a lower heat capacity than the first heat generating unit 220a;
The first heat generating part 220a and the second heat generating part 220b may include an insulating layer 221 formed on the pipe 210 and a length direction of the pipe 210 above the insulating layer 221. A pair of electrodes 222 arranged to be long, the heating layer 223 connecting the pair of electrodes 222, and the electrode 222 and the heating layer 223 on the insulating layer 221. Consists of a protective layer 224 formed to surround the;
The control unit is connected to the sensor terminal unit 252 and the electrode 222 to estimate the temperature of the heating unit according to the resistance of the sensor pattern unit 251, the first heat generating unit 220a and the second heat generating unit 220b. Coolant heated heater to control the power supplied to the unit.
상기 발열층(223)은 발열 페이스트가 인쇄되는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
The method of claim 1,
The heating layer 223 is a cooling water heating heater, characterized in that the heating paste is printed.
상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)은, 동일한 페이스트를 이용하되, 폭(D223a, D223b)이 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
The method of claim 2,
The heat generating layer 223 of the first heat generating unit 220a and the heat generating layer 223 of the second heat generating unit 220b use the same paste, but have different widths D223a and D223b. Cooling water heating heater.
상기 제1발열부(220a)의 발열층(223)과 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223)은, 동일한 페이스트를 이용하되, 상기 제1발열부(220a)의 발열층(223) 간 이격거리(I223a)와 상기 제2발열부(220b)의 발열층(223) 간 이격거리(I223b)가 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 가열식 히터.
The method of claim 2,
The heat generating layer 223 of the first heat generating unit 220a and the heat generating layer 223 of the second heat generating unit 220b may use the same paste, and may be the heat generating layer 223 of the first heat generating unit 220a. Cooling water heating heater, characterized in that the separation distance (I223a) and the separation distance (I223b) between the heating layer 223 of the second heat generating portion (220b) is formed different from each other.
상기 센서패턴부(251)는, 상기 냉각수 가열식 히터(1000)가 장착된 상태에서, 상기 발열파이프(200)의 상측에 위치되는 냉각수 가열식 히터. The method of claim 1,
The sensor pattern unit 251 is a coolant heating heater positioned above the heating pipe 200 in a state where the coolant heating heater 1000 is mounted.
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