KR102078194B1 - 차량용 히터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태의 제1지지부(및 제2지지부)를 이용하여 발열부를 형성함으로써 제조가 용이하면서도 두께를 줄일 수 있어 소형화가 가능하며, 간단한 방법에 의해 지지부와 발열부를 고정할 수 있어 제조성을 높일 수 있는 차량용 히터에 관한 것이다.

Description

차량용 히터{A HEATER FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태의 제1지지부(및 제2지지부)를 이용하여 발열부를 형성함으로써 제조가 용이하면서도 두께를 줄일 수 있어 소형화가 가능하며, 간단한 방법에 의해 지지부와 발열부를 고정할 수 있어 제조성을 높일 수 있는 차량용 히터에 관한 것이다.
가열수단은 외부의 온도를 높이기 위해 이용되는 것으로서, 다양한 방법을 이용한 수단이 제안된 바 있으며, 또한 다양한 용도로 이용되고 있다.
특히, 차량 엔진룸 내부에 구비되는 가열수단 중, 실내 난방을 담당하는 가열수단은 엔진의 온도를 낮추기 위한 열교환매체가 히터코어를 순환하면서 외부 공기를 가열하여 자동차 실내를 난방하도록 되어 있다.
그러나 엔진 중에서 디젤엔진은 열교환율이 높아 자동차의 초기 시동 시, 엔진을 냉각하는 열교환매체가 가열되기 까지 가솔린엔진에 비하여 오래 소요된다.
따라서 겨울철에 디젤엔진이 구비된 차량은 초기 시동 후에 열교환매체의 가열이 늦어지게 되어 초기 실내 난방 성능이 저하되는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다양한 수단을 이용하여 실내 측으로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 차량용 공기 가열식 히터가 제안된 바 있다.
그런, 상기 공기 가열식 히터는 공기를 직접 가열하여 난방 성능을 보다 높일 수 있는 장점이 있으나, 소형화 및 고효율화의 추세에 따라 엔진룸 내부에 충분한 공간을 확보하기 어려운 상황에서 히터의 크기만큼의 공간을 차지하게 되어 소형화를 방해하는 원인이 될 수 있다.
특히, 니크롬선을 이용한 카트리지 히터의 경우에는 온도를 제어하는 것이 어려우며, 상기 히터 측으로 공기가 송풍되지 않을 경우 과열될 우려가 있으며, 또한 고전압에 따른 절연 문제가 발생할 수 있고, 화재의 위험성을 갖고 있는 문제점이 있다.
또, 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 히터를 이용한 차량용 공조 장치가 일본공개특허 2009-255739호에 제안된 바 있으며, 종래의 PTC 히터를 도 1에 도시하였다.
도 1에서, 공기의 흐름방향을 화살표로 표시하였으며, 도 1에 도시한 PTC 히터는 PTC소자로 이루어진 열원부(11)와, 상기 열원부(11)와 접촉하면서 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열부(12)와, 상기 단자부, 열원부(11), 방열부(12)를 감싸서 보호하는 하우징(20)으로 이루어진다.
종래의 PTC 히터는 상세 구성에 일부 차이가 있을 수 있으나, 열원부가 공기 흐름방향과 나란하게 형성됨에 따라 열원부의 형성 면적은 발열 성능과 직접적인 영향을 끼치게 되며, 이에 따라 PTC 히터의 두께(공기 흐름방향)를 줄이는 데는 한계가 있다.
특히, PTC 히터의 경우, 방열 조건이 좋지 않을 경우에 전기적 문제가 발생될 수 있어 방열부(일반적으로 방열핀)를 형성해야하므로, 방열부 제조 및 조립 공정이 번거로울 뿐만 아니라, 방열이 효과적으로 이루어지지 않을 경우, PTC 히터 전체의 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이에 따라, 공기의 흐름을 원활히 하면서도 공기를 직접 가열하여 열교환 효율을 높여 난방 성능을 보다 향상할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 제어가 용이하며 과열에 의한 문제점을 미연에 방재하여 안전성을 보다 높일 수 있는 히터의 개발이 요구되고 있다.
특허1) 일본공개특허 2009-255739(발명의 명칭 : 차량용 공조 장치, 공개일 : 2009.11.05)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태의 제1지지부(및 제2지지부)를 이용하여 발열부를 형성함으로써 제조가 용이하면서도 두께를 줄일 수 있어 소형화가 가능하며, 간단한 방법에 의해 지지부와 발열부를 고정할 수 있어 제조성을 높일 수 있는 차량용 히터를 제공하는 것이다.
본 발명의 차량용 히터(1000)는 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)을 포함하는 제1지지부(100); 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되어 발열하는 발열부(200); 및 상기 제1지지부(100) 및 발열부(200)의 일측 단부를 지지하고 고정하는 하우징(400); 을 포함하되, 상기 제1지지부(100)에 상기 발열부(200)의 일측을 고정하기 위한 제1고정부(501)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열부(200)는 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하는 발열튜브(221)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1고정부(501)가 상기 제1지지부(100) 일측면에 상기 발열튜브(221)의 양단부를 지지하되 외측방향으로 이격거리가 좁아지게 돌출되는 한 쌍의 돌출가이드(510)이며, 상기 발열튜브(221)의 일정 영역이 상기 돌출가이드(510) 사이 영역에 대응되는 형태인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 발열튜브(221) 일정 영역이 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 피티씨 소자의 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되며, 상기 돌출부(212)가 상기 제1고정부(501)에 삽입고정되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 발열튜브(221)는 상기 돌출부(212)의 상기 제1고정부(501)를 통해 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 발열튜브(221) 일정 영역이 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 피티씨 소자의 외측 방향으로 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되며, 상기 제1고정부(501)가 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101)로, 상기 발열튜브(221)가 상기 돌출부(212)의 제1중공부(101)를 통해 제1지지부(100)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 발열튜브(221)는 상기 제1발열영역(A110)과 접하는 일측면의 높이 방향으로 양측이 연장되는 연장부(211)가 형성되며, 상기 연장부(211)에 상기 돌출부(212)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 발열부(200)는 발열튜브(221)와, 상기 발열튜브(221) 내부에 구비되며, 폭방향으로 다수개의 관통홀이 형성되는 가이드판(222)과, 상기 가이드판(222)의 관통홀에 구비되는 피티씨 소자(223)와, 상기 발열튜브(221) 내부의 가이드판(222) 양측에 각각 배치되는 양극판(224) 및 음극판(225)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110) 및 발열튜브(221) 중 일측면 또는 양측면에 열전도층(600)이 도포된 상태로 상기 제1지지부(100)와 발열튜브(221)가 고정되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 대응되는 제2발열영역(A310)과, 상기 제2발열영역(A310)에 인접하여 일정 영역이 중공되는 복수개의 제2중공부(301)가 형성되며 상기 제1지지부(100)의 제1공기유동영역(A120)에 대응되는 제2공기유동영역(S320)을 포함하는 제2지지부(300)가 더 구비되며, 상기 제2지지부(300)는 상기 제1지지부(100)와 함께 상기 발열부(200)의 양측 면을 지지 고정하도록, 상기 발열튜브(221)의 타측을 고정하는 제2고정부(520)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1중공부(101)의 가장자리에 연장 형성되는 제1루버핀(102)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예에 따른 본 발명의 차량용 히터는 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)을 포함하는 제1지지부(100); 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되어 발열하는 발열부(200); 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 대응되는 제2발열영역(A310)과, 상기 제2발열영역(A310)에 인접하여 일정 영역이 중공되는 복수개의 제2중공부(301)가 형성되며 상기 제1지지부(100)의 제1공기유동영역(A120)에 대응되는 제2공기유동영역(S320)을 포함하는 제2지지부(300); 상기 제1지지부(100)에 형성되어 상기 발열부(200)의 일측을 고정하는 제1고정부(501); 상기 제1지지부(100)와 함께 상기 발열부(200)의 양측면을 지지 고정하도록 상기 제2지지부(300)에 형성되어 상기 발열튜브(221)의 타측을 고정하는 제2고정부(502); 상기 제1지지부(100), 제2지지부(300) 및 발열부(200)의 일측 단부를 지지하고 고정하는 하우징(400); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열부(200)는 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하는 발열튜브(221)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)가 상기 제1지지부(100) 양측면에서 상기 발열튜브(221)의 양단부를 지지하되 외측방향으로 이격거리가 좁아지게 돌출되는 한 쌍의 돌출가이드(510)이며, 상기 발열튜브(221)의 일정 영역이 상기 돌출가이드(510) 사이 영역에 대응되는 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)는 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 발열튜브(221) 일정 영역이 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 피티씨 소자의 외측의 양측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되며, 상기 돌출부(212)가 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)에 삽입 고정되는 것을 특징으로 한다..
또한, 상기 발열튜브(221)는 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)를 통해 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 발열튜브(221) 일정 영역이 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 피티씨 소자의 외측, 양측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되며, 상기 제1고정부(501)가 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101)로, 상기 제2고정부(502)가 상기 제2지지부(300)의 제2중공부(301)로, 상기 발열튜브(221)가 상기 돌출부(212)의 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)를 통해 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열튜브(221)는 높이방향으로 상기 제1발열영역(A110) 및 제2발열영역(A310)과 접하는 양측면의 높이 방향으로 양측이 연장되는 연장부(211)가 형성되며, 상기 연장부(211)에 상기 돌출부(212)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열부(200)는 발열튜브(221)와, 상기 발열튜브(221) 내부에 구비되며, 폭방향으로 다수개의 관통홀이 형성되는 가이드판(222)과, 상기 가이드판(222)의 관통홀에 구비되는 피티씨 소자(223)와, 상기 발열튜브(221) 내부의 가이드판(222) 양측에 각각 배치되는 양극판(224) 및 음극판(225)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110), 제2지지부(300)의 제2발열영역(A310) 및 발열튜브(221) 중 일측면 또는 양측면에 열전도층(600)이 도포된 상태로 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)와, 발열튜브(221)가 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1중공부(101)의 가장자리에 연장 형성되는 제1루버핀(102)과, 상기 제2중공부(301)의 가장자리에 연장 형성되는 제2루버핀(302)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)가 공기 흐름 방향으로 일정 영역 서로 겹쳐지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 차량용 히터는 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태의 제1지지부(및 제2지지부)를 이용하여 발열부를 형성함으로써 제조가 용이하면서도 두께를 줄일 수 있어 소형화가 가능하며, 간단한 방법에 의해 지지부와 발열부를 고정할 수 있어 제조성을 높일 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 차량용 히터는 제1고정부(및 제2고정부)가 외측방향으로 이격거리가 좁아지게 돌출되는 한 쌍의 돌출가이드로 형성되거나, 제1고정부(및 제2고정부가)에 고정홈이되, 발열튜브에 돌출부가 형성되어 간단한 체결공정에 의해 지지부와 발열부를 체결 고정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량용 히터는 제1고정부(및 제2고정부)를 통해 발열부의 측면 영역에서도 열전달이 이루어질 수 있으며, 제1지지부의 제1발열영역(제2지지부의 제2발열영역)과 발열튜브의 일측면 또는 양측 면에 열전도층이 형성될 수 있어 공기 가열 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량용 히터는 구성을 간소화하여, 제조성을 높이면서도 제1지지부(및 제2지지부)가 높이방향으로 일체로 형성가능하여 제조성을 보다 확보하거나, 제1지지부와 발열부(및 제2지지부)가 모듈 형태로 형성되는 경우에 높이방향의 변화에 따라 모듈의 개수를 조절하여 설계 변경이 용이하도록 하는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 차량용 히터는 피티씨 소자를 포함하는 발열튜브를 발열부로 이용하는 경우에, 가이드판, 피티씨 소자, 양극판 및 음극판을 포함하는 발열튜브를 제1지지부의 제1발열영역에 접합시켜 간단하게 제조가능하며, 제1지지부를 통해 충분히 발열되어 과열에 의한 문제점을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 차량용 히터는 제2지지부가 더 구비됨으로써 발열 영역을 보다 확보할 수 있으며, 제1지지부와 함께 발열부의 양측 면을 지지하여 구조적 안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.
이 때, 본 발명의 차량용 히터는 제1지지부에 형성된 제1중공부와 제2지지부에 형성된 제2중공부가 공기 흐름 방향으로 일정 영역에서 서로 겹쳐지게 형성되어 공기 흐름을 난류화함으로써 공기의 열교환 성능을 향상할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량용 히터는 열교환 면적을 더욱 높이며, 공기를 안내가능한 제1루버핀 및 제2루버핀이 더 형성될 수 있어 열교환 성능을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 PTC 히터를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량용 히터의 사시도, 분해사시도, 단면도 및 분해단면도.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 히터의 발열부 일예를 나타낸 분해사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량용 히터의 다른 분해사시도 및 단면도.
도 9 및 도 10은 각각 본 발명에 따른 차량용 히터의 또 다른 단면도.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 차량용 히터의 또 다른 분해사시도 및 단면도.
도 13 내지 14는 본 발명에 따른 차량용 히터의 또 다른 사시도, 분해사시도, 및 단면도.
도 16은 본 발명에 따른 차량용 히터의 다른 사시도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 차량용 히터(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 차량용 히터(1000)는 유동되는 유체(공기)와 열교환되어 가열하는 수단으로서, 제1지지부(100), 발열부(200), 및 하우징(400)을 포함하여 형성된다.
상기 제1지지부(100)는 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 제1공기유동영역(A120)을 포함하여 형성된다.
본 발명에서 공기 흐름방향을 도 2에 표시하였으며, 이는 두께방향과 동일한 의미로 정의한다.
즉, 상기 제1지지부(100)는 일정 영역은 발열부(200)가 형성되는 영역인 제1발열영역(A110)을 형성하며, 나머지 영역은 공기가 유동되는 제1공기유동영역(A120)을 형성한다.
상기 제1공기유동영역(A120)은 상기 제1발열영역(A110)의 나머지 영역에 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 영역으로서, 상기 제1중공부(101)의 형태, 및 개수를 포함하여 상기 제1지지부(100)의 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 아래에서 다시 설명한다.
상기 발열부(200)는 발열이 이루어지는 구성으로서, 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되며, 본 발명의 차량용 히터(1000)의 난방을 수행하는 구성이다.
본 발명의 차량용 히터(1000)는 간단한 형태를 갖는 판 형태의 제1지지부(100)를 이용함으로써 종래의 핀 형태를 이용하는 것에 비하여 구성을 보다 간소화할 수 있으며, 발열부(200)가 제1발열영역(A110)에 발열부(200)가 형성됨으로써 전체 두께를 줄여 소형화가 가능한 장점이 있다.
상기 발열부(200)는 다양하게 형성될 수 있으며, 특히, 발열 성능이 높으며, 제조가 용이한 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하는 발열튜브(221)가 이용될 수 있다.
도 6을 참조로 상기 발열부(200)가 피티씨 소자(223)를 이용하는 발열튜브(221)인 경우를 설명하면, 이 때, 상기 발열부(200)는 발열튜브(221)와, 상기 발열튜브(221) 내부에 구비되며, 폭방향으로 다수개의 관통홀이 형성되는 가이드판(222)과, 상기 가이드판(222)의 관통홀에 구비되는 PTC 소자(223)와, 상기 발열튜브(221) 내부의 가이드판(222) 양측에 각각 배치되는 양극판(224) 및 음극판(225)을 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 제1지지부(100)와 발열부(200)의 고정은 상기 제1지지부(100)에 상기 발열부(200)의 일측을 고정하기 위한 제1고정부(501)가 더 형성되어 수행될 수 있다.
상기 제1고정부(501)의 형태는 다양하게 이루어질 수 있으며, 별도의 접착재를 이용하지 않고서도 간단한 삽입 체결에 의해 발열부(200)를 용이하게 고정할 수 있는 방안에 대해 아래에서 설명한다.
도 2 내지 도 5에 도시한 형태는 상기 제1고정부(501)가 상기 제1지지부(100) 일측면에 상기 발열튜브(221)의 양단부를 지지하되 외측방향으로 이격거리가 좁아지게 돌출되는 한 쌍의 돌출가이드(510)이며, 상기 발열튜브(221)의 일정 영역이 상기 돌출가이드(510) 사이 영역에 대응되는 형태일 수 있다.
즉, 상기 제1고정부(501)는 도면에 도시한 높이방향으로, 상기 발열튜브(221)의 양단부를 지지하도록 돌출되는 돌출가이드(510)로서, 상기 돌출가이드(510) 사이의 이격거리는 외측으로 갈수록 좁아지는 후크형태이다. (D1 < D2)
이 때, 상기 발열튜브(221)의 양단부 형태 역시 상기 돌출가이드(510) 사이의 영역에 삽입되되, 삽입 후에 이탈이 되지 않는 형태를 갖도록 형성되어야 하므로, 도면 높이방향으로 상기 발열튜브(221)의 양단부 영역 중 상기 제1고정부(501)에 의해 지지되는 영역은 상기 돌출가이드(510)에 접하는 측 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. (도 4 및 도 5 참조)
이 때, 상기 돌출가이드(510) 형태의 제1고정부(501)는 도면에 폭방향으로 표시한 방향으로 복수개가 형성될 수 있다.
도 2에서, 상기 돌출가이드(510)는 폭방향으로 3곳에서 발열튜브(221)의 양측을 지지하도록 형성되는 예를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 발열부(200)의 고정을 수행할 수 있는 범위 내에서 상기 돌출가이드(510)의 형성 길이 및 개수가 조절될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 본 발명의 차량용 히터(1000)는 하나의 제1지지부(100)가 하나의 제1발열영역(A110)과, 상기 제1발열영역(A110)의 양측에 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)이 형성되며, 높이방향으로, 이와 같은 발열부(200)가 형성된 제1지지부(100)가 높이방향으로 4개 형성된 예를 나타내었다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 제1지지부(100)에 하나 이상의 제1발열영역(A110)이 형성될 수 있으며, 제1공기유동영역(A120)의 형성 부분, 제1중공부(101)의 형태를 포함하여 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)가 단일개로, 상기 제1발열영역(A110) 및 제1공기유동영역(A120)이 복수개 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 제1고정부(501)가 도 7 내지 도 9에 도시한 형태로 형성될 수 있다.
도 7 내지 도 10에 도시한 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 발열튜브(221) 일정 영역이 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되고, 이를 이용하여 상기 발열튜브(221)를 상기 제1지지부(100)에 고정하는 예를 나타내었다.
이 때, 도 7 내지 도 9는 상기 제1고정부(501)가 상기 발열튜브(221)의 돌출부(212)가 삽입고정되는 고정홈(520)인 예를 나타내었다.
즉, 상기 발열튜브(221)에 돌출부(212)가 형성되며, 상기 제1고정부(501)가 상기 돌출부(212)가 삽입되는 고정홈(520)인 것으로서, 상기 고정홈(520)은 상기 돌출부(212)가 삽입되어 단부 일정 영역이 상기 제1지지부(100)의 상기 발열튜브(221)가 구비되지 않은 타측면 방향으로 돌출되도록 중공형성된다.
이 때, 상기 발열튜브(221)에서 상기 돌출부(212)가 형성되는 영역은 발열튜브(221)가 상기 제1발열영역(A110)과 접하는 면을 충분히 확보할 수 있도록 상기 제1발열영역(A110)과 접하는 일측면의 높이 방향으로 양측이 연장되는 연장부(211)가 형성되며, 상기 연장부(211)에 상기 돌출부(212)가 형성되는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게, 도 7은 돌출부(212)가 형성된 발열튜브(221)와 상기 제1지지부(100)가 이격된 상태를 나타낸 분해사시도이며, 도 8에 도시한 본 발명의 차량용 히터(100)는 상기 돌출부(212)가 복수개 형성되며, 상기 발열튜브(221)가 상기 제1지지부(100)의 고정홈(520)에 삽입된 후, 상기 돌출부(212)가 상기 고정홈(520)을 관통하여 코킹에 의해 고정되는 예를 나타내었다.
본 발명에서 코킹이란, 상기 돌출부(212)의 돌출된 영역을 두들겨 압착함으로써 고정하는 것을 의미하며, 도 8의 단면도에서, 돌출부(212)가 고정홈(520)에 삽입된 상태를 점선으로 나타내었고, 돌출부(212)가 고정홈(520)에 삽입된 상태에서 코킹 작업에 의해 돌출부(212)의 돌출된 영역이 변형된 상태를 실선으로 나타내었다.
또한, 도 9에 도시한 본 발명의 차량용 히터(100)는 상기 돌출부(212)가 상기 고정홈(520)을 통해 상기 제1지지부(100)를 관통하여, 상기 돌출부(212)의 단부가 접혀져 상기 발열튜브(221)가 상기 제1지지부(100)에 고정되는 예를 나타내었다.
도 9의 단면도에서, 돌출부(212)가 고정홈(520)에 삽입된 상태를 점선으로 나타내었고, 돌출부(212)가 고정홈(520)에 삽입된 상태에서 접는 작업을 통해 돌출부(212)의 돌출된 영역이 접힌 상태를 실선으로 나타내었다.
상기 돌출부(212)의 개수는 다양하게 형성될 수 있으며, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 돌출부(212)의 단부가 코킹 또는 접혀지는 작업을 통해 상기 발열튜브(221)가 견고한 결합력을 가지며, 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 밀착되도록 고정될 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 10은 본 발명의 차량용 히터(100)를 나타낸 다른 단면도로, 상기 제1고정부가 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101)로, 상기 발열튜브(221)가 상기 돌출부(212)의 제1중공부(101)를 통해 제1지지부(100)를 관통하여 돌출된 영역이 접혀져 상기 제1지지부(100)에 고정되는 예를 나타내었다.
물론, 도면에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 차량용 히터(100)는 상기 발열튜브(221)가 상기 돌출부(212)의 제1중공부(101)를 통해 제1지지부(100)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking)에 의해 고정될 수도 있다.
도 10에 도시한 형태에서, 상기 발열튜브(221)는 상기 제1발열영역(A110)과 접하는 일측면의 양측이 연장되는 연장부(211)가 형성되며, 상기 연장부(211)에 상기 돌출부(212)가 형성되어 상기 제1중공부(101)를 통해 돌출부(212)를 고정할 수 있도록 한 예를 나타내었다.
또한, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110) 및 발열튜브(221) 중 일측면 또는 양측면에 열전도층(600)이 도포된 상태로 상기 제1지지부(100)와 발열튜브(221)가 맞닿게 고정될 수 있다.
이는 기계적인 체결방식에 의해 상기 제1지지부(100)와 발열부(200)의 접촉면에 공극이 형성되어 열전달이 저하될 수 있는 것을 방지하기 위한 것으로서, 열전도성이 높은 열전도층(600)을 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110) 및 발열튜브(221) 중 일측면 또는 양측면에 형성된 후, 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 발열튜브(221)가 고정될 수 있다.
상기 열전도층(600)으로 써멀 그리스가 이용될 수 있으며, 이 외에도 제1지지부(100)와 발열부(200)의 접촉면에 공극이 형성됨을 방지하고, 발열부(200)의 열을 제1지지부(100) 측으로 용이하게 전달할 수 있는 열전도도가 높은 다양한 재질이 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 대응되는 제2발열영역(A310)과, 상기 제2발열영역(A310)에 인접하여 일정 영역이 중공되는 복수개의 제2중공부(301)가 형성되며 상기 제1지지부(100)의 제1공기유동영역(A120)에 대응되는 제2공기유동영역(S320)을 포함하는 제2지지부(300)가 더 구비될 수 있다.
상기 제2지지부(300)는 상기 제1지지부(100)와 함께 상기 발열부(200)의 양측 면을 지지하는 구성으로서, 상기 발열부(200)의 일측이 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 맞닿게 위치되며, 상기 발열부(200)의 타측이 상기 제2지지부(300)의 제2발열영역(A310)에 맞닿게 위치된다.
이 때, 상기 제2지지부(300)와 발열부(200)의 고정은 위에서 제1지지부(100)와 발열부(200)의 고정방법과 같이, 제2지지부(300)에 제2고정부(502)가 형성될 수 있다.
상기 제2고정부(502)는 상기 제1고정부(501)의 고정 형태와 동일하게 형성될 수 있으며, 더욱 상세하게, 상기 제2고정부(502)는 돌출가이드(510) 형태가 이용될 수 있다.
또한, 제2고정부(502)는, 고정홈(520) 형태로, 상기 제2지지부(300)와 접하는 발열튜브(221)에도 돌출부(212)가 형성될 수 있다.
도 13 내지 도 15는 상기 제1지지부(100)의 제1고정부(501) 및 상기 제2지지부(300)의 제2고정부(502)가 모두 돌출가이드(510) 형태로 형성된 예를 나타낸 것으로서, 제1지지부(100)에 형성된 제1중공부(101), 제2지지부(300)에 형성된 제2중공부(301), 발열부(200)의 형태 등을 고려하여 상기 돌출가이드(510)의 형성 개수 및 위치는 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)는 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개 형성되어 적은 개수로 확실한 지지력을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 제2지지부(300)는 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 전체 형태가 상기 제1지지부(100)와 동일하게 형성될 수도 있고, 도 15에 도시한 바와 같이, 공기 유동을 조절할 수 있도록 제1지지부(100)의 제1중공부(101) 형태와 다른 제2중공부(301)가 형성될 수 있다.
상기 도 15에 도시한 형태는 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101) 및 제2지지부(300)의 제2중공부(301)가 폭방향으로 일정 각도 경사지게 형성되되, 경사진 정도가 서로 차이가 있는 예를 나타낸 것으로서, 공기 흐름방향으로 상기 제1중공부(101)와 제2중공부(301)의 영역 중 일정 영역만 서로 대응되게(겹쳐지게) 형성된 예를 나타내었다.
즉, 도 15에 도시한 형태는 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101)를 통과한 공기 중 일부는 상기 제2지지부(300)의 제2중공부(301)를 통해 직접 배출되며, 나머지는 제2지지부(300)의 판 영역에 부딪혀 난류화된 후 배출된다.
도 15에 도시한 본 발명의 차량용 히터(1000)는 공기 흐름을 난류화하여 공기와 발열부(200)와의 열교환 시간을 더욱 증대할 수 있으며, 이에 따라 열교환 성능을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 제2지지부(300)가 더 구비되는 형태에서, 상기 제2지지부(300)는 상기 제1지지부(100)가 전체에서 일체로 형성되는 경우에 동일하게 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1지지부(100)가 모듈 형태로 형성되는 경우에, 상기 제2지지부(300) 역시 상기 제1지지부(100)에 대응되는 크기로 형성되어 함께 모듈을 형성하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 열교환 성능을 더욱 높이기 위하여 1중공부(101)에 제1루버핀(102)이, 제2지지부(300)의 제2중공부(301)에 제2루버핀(302)이 더 형성될 수 있으며, 이를 도 16에 나타내었다.
상기 제1루버핀(102) 및 제2루버핀(302)은 상기 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)에 대응되는 일정 영역이 각각 절개되며, 절개된 영역이 꺾여 돌출형성된다.
즉, 상기 제1루버핀(102) 및 제2루버핀(302)은 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)에 일체로 형성되는 구성으로, 각각 상기 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)로부터 연장된 형태를 갖는다.
상기 제1루버핀(102) 및 제2루버핀(302)의 형성은 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)를 형성하기 위한 공정에서, 특정 부분을 제외한 나머지 부분만 절개되며, 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)에 연결되는 특정 부분을 꺾는 공정만 추가함으로써 간단하게 형성될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 상기 제1루버핀(102) 및 제2루버핀(302)은 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)를 형성하기 위하여 제거되었던 영역을 이용하여 형성함으로써, 간단한 방법으로 제조 가능하며, 공기와의 접촉 면적을 보다 증대할 수 있으며, 이에 따라 전체 열교환 성능을 향상할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 차량용 히터(1000)는 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태의 제1지지부(100)(및 제2지지부(300))를 이용하며, 제1고정부(501)(및 제2고정부(502)를 이용하여 발열부를 용이하게 고정함으로써, 제조가 용이하면서도 두께를 줄일 수 있어 소형화가 가능하며, 열교환 성능을 보다 높여 난방 성능을 향상할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 차량용 히터
100 : 제1지지부 101 : 제1중공부
102 : 제1루버핀
A110 : 제1발열영역 A120 : 제1공기유동영역
200 : 발열부
211 : 연장부 212 : 돌출부
221 : 발열튜브 222 : 가이드판
223 : 피티씨 소자 224 : 양극판
225 : 음극판
300 : 제2지지부 301 : 제2중공부
302 : 제2루버핀
A310 : 제2발열영역 A320 : 제2공기유동영역
400 : 하우징
501 : 제1고정부 502 : 제2고정부
510 : 돌출가이드
D1, D2 : 돌출가이드 사이의 이격거리
520 : 고정홈
600 : 열전도층

Claims (22)

  1. 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)을 포함하는 제1지지부(100);
    상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되어 발열하는 발열부(200); 및
    상기 제1지지부(100) 및 발열부(200)의 일측 단부를 지지하고 고정하는 하우징(400); 을 포함하고,
    상기 제1지지부(100)에 상기 발열부(200)의 일측을 고정하기 위한 제1고정부(501)가 더 형성되되,
    상기 발열부(200)는 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하고, 일정 영역이 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 상기 피티씨 소자의 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되는 발열튜브(221)를 포함하고,
    상기 발열튜브(221)의 돌출부(212)가 상기 제1고정부(501)에 삽입고정되되,
    상기 발열튜브(221)의 돌출부(212) 일부가 상기 제1고정부(501)를 통해 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출되도록 삽입되고, 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  2. 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)을 포함하는 제1지지부(100);
    상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되어 발열하는 발열부(200); 및
    상기 제1지지부(100) 및 발열부(200)의 일측 단부를 지지하고 고정하는 하우징(400); 을 포함하고,
    상기 제1지지부(100)에 상기 발열부(200)의 일측을 고정하기 위한 제1고정부(501)가 더 형성되되,
    상기 발열부(200)는 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하고, 일정 영역이 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 상기 피티씨 소자의 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성되는 발열튜브(221)를 포함하고,
    상기 제1고정부(501)는 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101)이며,
    상기 발열튜브(221)의 돌출부(212) 일부가 상기 제1고정부(501)를 통해 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출되도록 삽입되고, 상기 제1지지부(100)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발열튜브(221)는 상기 제1발열영역(A110)과 접하는 일측면의 높이 방향으로 양측이 연장되는 연장부(211)가 형성되며, 상기 연장부(211)에 상기 돌출부(212)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110) 및 발열튜브(221) 중 일측면 또는 양측면에 열전도층(600)이 도포된 상태로 상기 제1지지부(100)와 발열튜브(221)가 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1중공부(101)의 가장자리에 연장 형성되는 제1루버핀(102)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  7. 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)을 포함하는 제1지지부(100);
    상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되어 발열하는 발열부(200);
    상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 대응되는 제2발열영역(A310)과, 상기 제2발열영역(A310)에 인접하여 일정 영역이 중공되는 복수개의 제2중공부(301)가 형성되며 상기 제1지지부(100)의 제1공기유동영역(A120)에 대응되는 제2공기유동영역(S320)을 포함하는 제2지지부(300);
    상기 제1지지부(100)에 형성되어 상기 발열부(200)의 일측을 고정하는 제1고정부(501)와 상기 제1지지부(100)와 함께 상기 발열부(200)의 양측면을 지지 고정하도록 상기 제2지지부(300)에 형성되어 발열튜브(221)의 타측을 고정하는 제2고정부(502); 및
    상기 제1지지부(100), 제2지지부(300) 및 발열부(200)의 일측 단부를 지지하고 고정하는 하우징(400); 을 포함하고,
    상기 발열부(200)는 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하고, 일정 영역이 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 상기 피티씨 소자의 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성된 발열튜브(221)를 포함하고,
    상기 발열튜브(221)의 돌출부(212)가 상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)에 삽입 고정되되,
    상기 발열튜브(221)의 돌출부(212) 일부가 상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)를 통해 상기 제1지지부(100) 및 제2고정부(502)를 관통하여 돌출되도록 삽입되고, 상기 제1지지부(100) 및 제2고정부(502)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  8. 공기 흐름방향에 수직하게 위치되는 판 형태로, 제1발열영역(A110)과, 일정 영역이 중공되는 복수개의 제1중공부(101)가 형성된 제1공기유동영역(A120)을 포함하는 제1지지부(100);
    상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 형성되어 발열하는 발열부(200);
    상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110)에 대응되는 제2발열영역(A310)과, 상기 제2발열영역(A310)에 인접하여 일정 영역이 중공되는 복수개의 제2중공부(301)가 형성되며 상기 제1지지부(100)의 제1공기유동영역(A120)에 대응되는 제2공기유동영역(S320)을 포함하는 제2지지부(300);
    상기 제1지지부(100)에 형성되어 상기 발열부(200)의 일측을 고정하는 제1고정부(501)와 상기 제1지지부(100)와 함께 상기 발열부(200)의 양측면을 지지 고정하도록 상기 제2지지부(300)에 형성되어 발열튜브(221)의 타측을 고정하는 제2고정부(502); 및
    상기 제1지지부(100), 제2지지부(300) 및 발열부(200)의 일측 단부를 지지하고 고정하는 하우징(400); 을 포함하고,
    상기 발열부(200)는 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 소자를 포함하고, 일정 영역이 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)를 관통하여 돌출되는 길이를 갖도록 상기 피티씨 소자의 외측 방향으로 돌출되는 돌출부(212)가 형성된 발열튜브(221)를 포함하고,
    상기 제1고정부(501)가 상기 제1지지부(100)의 제1중공부(101)이고,
    상기 제2고정부(502)가 상기 제2지지부(300)의 제2중공부(301)이며,
    상기 발열튜브(221)의 돌출부(212) 일부가 상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)를 통해 상기 제1지지부(100) 및 제2고정부(502)를 관통하여 돌출되도록 삽입되고, 상기 제1지지부(100) 및 제2고정부(502)를 관통하여 돌출된 영역이 코킹(caulking) 또는 접혀져 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1고정부(501) 및 제2고정부(502)는
    폭 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  10. 삭제
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 발열튜브(221)는 높이방향으로 상기 제1발열영역(A110) 및 제2발열영역(A310)과 접하는 양측면의 높이 방향으로 양측이 연장되는 연장부(211)가 형성되며, 상기 연장부(211)에 상기 돌출부(212)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1지지부(100)의 제1발열영역(A110), 제2지지부(300)의 제2발열영역(A310) 및 발열튜브(221) 중 일측면 또는 양측면에 열전도층(600)이 도포된 상태로 상기 제1지지부(100) 및 제2지지부(300)와, 발열튜브(221)가 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  13. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 차량용 히터(1000)는 상기 제1중공부(101)의 가장자리에 연장 형성되는 제1루버핀(102)과, 상기 제2중공부(301)의 가장자리에 연장 형성되는 제2루버핀(302)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  14. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 차량용 히터(1000)는
    상기 제1중공부(101) 및 제2중공부(301)가 공기 흐름 방향으로 일정 영역 서로 겹쳐지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  15. 삭제
  16. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열부(200)는
    발열튜브(221)와,
    상기 발열튜브(221) 내부에 구비되며, 폭방향으로 다수개의 관통홀이 형성되는 가이드판(222)과,
    상기 가이드판(222)의 관통홀에 구비되는 피티씨 소자(223)와,
    상기 발열튜브(221) 내부의 가이드판(222) 양측에 각각 배치되는 양극판(224) 및 음극판(225)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
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