KR102529043B1

KR102529043B1 - 차량용 유체 가열장치

Info

Publication number: KR102529043B1
Application number: KR1020180132078A
Authority: KR
Inventors: 채용하
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2023-05-08
Also published as: KR20200049154A

Abstract

본 발명은 유도 자기장을 생성하는 코일; 상기 유도 자기장에 의해, 유체를 가열하는 발열체; 상기 코일과 연결되는 기판; 상기 발열체 및 상기 기판을 수용하는 하우징; 및 상기 코일을 내부에 포함하는 케이스를 포함하고, 상기 케이스는 상기 하우징의 내측으로 삽입되어 상기 하우징과 결합하는 차량용 유체 가열 장치를 제공할 수 있다.

Description

차량용 유체 가열장치{Fluid heating apparatus for vehicle}

실시예는 차량용 유체 가열장치에 관한 것이다.

모터 구동 차량은 엔진을 이용한 히팅 시스템이 적용될 수 없다. 따라서, 별도의 히터가 필요하다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0073973호(2017.06.29. 공개, 이하, 본 문헌이라 한다)에서는, 코일을 포함하고, 코일에 의해 유도 가열되는 발열체를 포함하는 히터를 개시하고 있다. 유로에는 발열체가 포함되고, 유도 가열되는 발열체의 의해, 유로를 흐르는 유체를 가열한다. 그러나 이러한 히터는 구조가 복잡하고, 조립이 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0073973호(2017.06.29. 공개)

본 발명은 발열체를 가열하는 코일의 조립성을 높이는 차량용 유체 가열장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예는, 유도 자기장을 생성하는 코일과, 상기 유도 자기장에 의해, 유체를 가열하는 발열체와, 상기 코일과 연결되는 기판과, 상기 발열체 및 상기 기판을 수용하는 하우징 및 상기 코일을 내부에 포함하는 케이스를 포함하고, 상기 케이스는 상기 하우징의 내측으로 삽입되어 상기 하우징과 결합하는 차량용 유체 가열 장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 케이스는 내부에 상기 코일을 수용하는 바디와 상기 바디와 일측에 배치되는 헤드를 포함하고, 상기 하우징은 상기 발열체를 수용하는 제1 수용부와 상기 기판을 수용하는 제2 수용부를 포함하고, 상기 바디는 상기 제1 수용부에 배치되고, 상기 헤드는 상기 제2 수용부에 배치되고, 상기 기판은 상기 제2 수용부에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 제1 수용부와 상기 제2 수용부를 구획하는 격벽을 포함하고, 상기 헤드는 상기 격벽에 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 격벽은 슬롯을 포함하고. 상기 바디는 상기 슬롯을 관통하여 상기 제1 수용부에 위치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 격벽은 슬롯을 포함하고. 상기 바디의 단면 크기는 상기 슬롯의 크기보다 작고, 상기 헤드의 크기는 상기 슬롯의 크기보다 클 수 있다.

바람직하게는, 상기 격벽은 슬롯을 포함하고. 실링부재를 더 포함하고, 상기 실링부재는 상기 슬롯과 상기 헤드 사이에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 헤드는 홀을 포함하고, 상기 코일의 단부는 상기 홀을 관통하여 상기 케이스 외부로 노출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 케이스는 상기 코일을 내부에 포함하는 몰딩 부재일 수 있다.

바람직하게는, 상기 케이스와 상기 기판은 수직하게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 수용부는 상기 제1 수용부의 상측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 제1 수용부와 연통하는 인렛과 아웃렛을 포함하고, 상기 인렛은 상기 아웃렛보다 아래에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 제1 커버를 더 포함하고, 상기 제1 수용부는 후면과 측면과 하면과 상면과 개방된 전면을 포함하고, 상기 인렛 및 상기 아웃렛은 상기 측면에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 상면은 상기 아웃렛을 향하여 경사지게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 발열체는 제1 발열체와 제2 발열체를 포함하고, 상기 바디는 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체 사이에 배치될 수 있다.

실시예에 따르면, 발열체를 가열하는 코일을 용이하게 조립할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 냉각수와 횐형 코일의 접촉을 원천적으로 차단하는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 양 발열체 사이에 코일이 배치되어, 냉각수를 균등하게 가열할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 기포를 용이하게 배출시키는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 차량용 유체 가열장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 차량용 유체 가열장치의 분해도,
도 3은 도 1에서 도시한 하우징을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 B-B를 기준으로 하는 하우징의 측단면도,
도 5는 코일을 포함하는 케이스를 도시한 도면,
도 6은 헤드를 도시한 도면,
도 7은 도 1의 B-B를 기준으로 하는 차량용 유체 가열장치의 단면도,
도 8은 케이스가 하우징에 장착되는 상태를 도시한 도면,
도 9는 냉각수의 흐름을 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 실시예에 따른 차량용 유체 가열장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 실시예에 따른 차량용 유체 가열장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 차량용 유체 가열장치의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 차량용 유체 가열장치는, 하우징(100)과, 기판(200)과, 케이스(300)와 코일(400)과, 발열체(500,600)와, 실링부재(700)와, 제1 커버(800)와, 제2 커버(900)를 포함할 수 있다. 도 1의 x축은 차량용 유체 가열장치의 길이 방향을 나타내며, 도 1의 y축은 차량용 유체 가열장치의 폭 방향을 나타내며, 도 1의 x축은 차량용 유체 가열장치의 높이 방향을 나타낸다.

기판(200)과, 케이스(300)와 코일(400)과, 발열체(500,600)와, 실링부재(700)는 하우징(100) 내부에 배치될 수 있다. 하우징(100)은 높이 방향으로 길게 배치되는 육면체 형상을 갖을 수 있다.

도 3은 도 1에서 도시한 하우징을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 B-B를 기준으로 하는 하우징의 측단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 하우징(100)은 격벽(110)을 포함한다. 격벽(110)은 도 1의 x-y 평면을 따라 수평하게 배치될 수 있다. 격벽(110)은 하우징(100)을 제1 수용부(S1)와 제2 수용부(S2)로 구획한다. 제1 수용부(S1)는 격벽(110)의 상측에 배치된다. 제2 수용부(S2)는 격벽(110)의 하측에 배치된다. 격벽(110)에는 슬롯(111)이 배치된다. 슬롯(111)은 격벽(110)의 상면과 하면을 관통하여 제1 수용부(S1)와 제2 수용부(S2)를 연통시킨다. 슬롯(111)은 길이(L1)와 폭(W1)을 갖는 사각 형상을 갖을 수 있다. 그리고 슬롯(111)은 길이(L1)보다 폭(W1)이 큰 장방형을 일 수 있다.

제1 수용부(S1)는 후면(101)과 측면(102)과 하면(103)과 상면(104)이 이루는 공간을 포함할 수 있다. 제1 수용부(S1)의 전면은 개방된 형태이며, 제2 커버(900)에 의해 덮일 수 있다. 제1 수용부(S1)는 냉각수가 흐르는 공간이다. 하우징(100)은 인렛(120)과 아웃렛(130)을 포함할 수 있다. 인렛(120)과 아웃렛(130)은 제2 수용부(S2)와 연통될 수 있다. 인렛(120)의 방향과 아웃렛(130)의 방향은 동일할 수 있다. 높이 방향으로, 상대적으로 인렛(120)은 하측에 배치되며, 아웃렛(130)은 상측에 배치될 수 있다. 높이 방향으로, 아웃렛(130)은 제1 수용부(S1)의 상면(104)에 인접하게 배치될 수 있다. 냉각수는 인렛(120)을 통해 제1 수용부(S1)로 유입되고, 제1 수용부(S1)로 유입된 냉각수는 아웃렛(130)을 통해 배출된다.

도 5는 코일을 포함하는 케이스를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 케이스(300)의 내부에 코일(400)이 포함된다. 케이스(300)와 코일(400)은 일체로 사출 성형될 수 있다. 케이스(300)는 사출 성형으로 형성된 몰드부재일 수 있다.

케이스(300)는 바디(310)와 헤드(320)를 포함할 수 있다.

바디(310)는 제1 수용부(S1)에 위치한다. 바디(310)는 내부에 코일(400)을 포함한다. 바디(310)는 그 단면이 폭(W2)과 길이(L2)를 갖는 사각형인 육면체 형상을 갖을 수 있다. 바디(310)의 단면은 길이(L2)보다 폭(W2)이 큰 장방형일 수 있다. 바디(310)는 슬롯(111)에 삽입된다. 이를 위해 바디(310)의 폭(W2)은 슬롯(111)의 폭(W1)보다 작게 형성된다. 그리고 바디(310)의 길이(L2)도 슬롯(111)의 길이(L1)보다 작게 형성된다.

헤드(320)는 제2 수용부(S2)에 위치한다. 헤드(320)는 바디(310)의 상측에 배치된다. 헤드(320)는 평판 플레이트 형상일 수 있다. 헤드(320)는 바디(310)에 수직하게 배치된다. 헤드(320)의 폭(W3)은 바디(310)의 폭(W3)보다 크다. 그리고 헤드(320)의 길이(L3)는 바디(310)의 길이(L2)보다 크다. 아울러 헤드(320)의 폭(W3)은 슬롯(111)의 폭(W1)보다 크다. 그리고 헤드(320)의 길이(L3)는 슬롯(111)의 길이(L1)보다 크다. 때문에, 케이스(300)가 슬롯(111)에 삽입되는 과정에서 헤드(320)는 슬롯(111)을 관통하지 못하고, 격벽(110)에 걸린다.

코일(400)은 선형 코일이 동일 평면상에서 나선형으로 와인딩된 형상을 갖는다. 코일(400)은 기판(200)과 전기적으로 연결된다. 코일(400)은 유도 전류를 발생시킨다. 코일(400)은 복층으로 권선되어 배치될 수 있다. 코일(400)이 복층이면 단층일 때 보다 인덕턴스가 상승되어 보다 낮은 주파수에서 유도 전류를 생성시킬 수 있다.

기판(200)과 전기적으로 연결되는 코일(400)의 단부(410)의 일부는 케이스(300)의 외부로 노출된다,

도 6은 헤드(320)를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 헤드(320)는 홀(321)을 포함한다. 홀(321)은 헤드(320)의 폭(W3)의 중심에 배치될 수있다. 코일(400)의 단부(410)의 일부는 홀(321)을 관통하여 케이스(300)의 외부로 노출된다. 노출된 코일(400)의 단부(410)는 기판과 전기적으로 연결된다.

헤드(320)는 복수의 플랜지(322)를 포함할 수 있는 플랜지(322)에는 체결홀(323)이 배치된다. 체결홀(323)에는 체결부재가 관통한다. 관통한 체결부재가 격벽(110)에 체결됨으로써, 케이스(300)와 격벽(110)은 결합된다.

도 7은 도 1의 B-B를 기준으로 하는 차량용 유체 가열장치의 단면도이다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 코일(400)과 케이스(300)와 발열체(500,600)는 제1 수용부(S1)에 위치한다. 기판(200)은 제2 수용부(S2)에 위치한다. 기판(200)은 케이스(300)에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.

발열체(500,600)는 리브를 통해 하우징(100)에 고정될 수 있다. 발열체(500,600)는 평판 플레이트 형상을 갖을 수 있다. 발열체(500,600)는 제1 발열체(500)와 제2 발열체(600)를 포함할 수 있다. 제1 발열체(500)는 코일(400)의 일측에 배치될 수 있다. 제2 발열체(600)는 코일(400)의 타측에 배치될 수 있다. 발열체(500,600)가 코일(400)의 양측에 배치되기 때문에 냉각수를 보다 균등하게 가열할 수 있는 이점이 있다.

슬롯(111)의 테두리에는 장착홈(111a)이 마련된다. 장착홈(111a)에는 실링부재(700)가 장착된다. 장착홈(111a)은 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 헤드(320)의 격벽(110)의 하면 사이에는 실링부재(700)가 위치한다. 실링부재(700)는 제1 수용부(S1)의 냉각수가 헤드(320)와 슬롯(111) 사이의 틈을 통해 제2 수용부(S2)로 누수되는 것을 방지한다.

한편, 코일(400)의 단부(410)는 홀(321)을 관통하여 기판(200)과 연결된다.

도 8은 케이스(300)가 하우징(100)에 장착되는 상태를 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 케이스(300)는 하우징(100)의 슬라이드 방식으로, 슬롯(111)에 삽입된다. 케이스(300)는 하우징(100)의 높이 방향을 기준으로 상측에서 하측으로 조립된다. 헤드(320)가 격벽(110)에 맞닿을 때까지, 케이스(300)는 슬롯(111)에 삽입된다. 케이스(300)가 하우장에 조립되면 바디(310)는 제1 수용부(S1)에 위치하고, 헤드(320)는 제2 수용부(S2)에 위치한다. 헤드(320)의 상측으로 기판(200)이 장착되고 제1 커버(800)가 제2 수용부(S2)를 덮는다. 코일(400)을 포함하는 케이스(300)가 슬라이드 방식으로 하우징(100)에 조립되기 때문에, 조립이 매우 용이하다.

도 9는 냉각수의 흐름을 도시한 도면이다.

도 4 및 도 9를 참조하면, 냉각수는 인렛(120)을 통해 제1 수용부(S1)로 유입된다. 유입된 냉각수는 발열체(500,600)와 열교환하면서 발열체(500,600)를 따라 상승한다. 상승한 냉각수는 아웃렛(130)으로 안내되어 유출된다. 이때, 상면(104)은 경사지게 배치될 수 있다. 도 4의 L이 수평을 나타내는 기준선이라 할 때, 상면(104)은 아웃렛(130)을 향하여 경사지게 배치될 수 있다. 때문에, 발열체(500,600)에서 발생한 기포는 상승 이동한 상태에서 상면(104)을 따라 아웃렛(130)을 통하여 원활하게 배출된다. 이렇게 제1 수용부(S1)에서 발생된 기포가 제1 수용부(S1)에 머무르지 않고 아웃렛(130)을 통하여 바로 배출되기 때문에, 높은 히팅 성능을 확보할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 차량용 유체 가열장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 하우징
200: 기판
300: 케이스
400: 코일
500,600: 발열체
700: 실링부재
800: 제1 커버
900: 제2 커버

Claims

유도 자기장을 생성하는 코일;
상기 유도 자기장에 의해, 유체를 가열하는 발열체;
상기 코일과 연결되는 기판;
상기 발열체 및 상기 기판을 수용하는 하우징; 및
상기 코일을 내부에 포함하는 케이스를 포함하고,
상기 케이스는 상기 하우징의 내측으로 삽입되어 상기 하우징과 결합하고,
상기 케이스는 내부에 상기 코일을 수용하는 바디와 상기 바디와 일측에 배치되는 헤드를 포함하고,
상기 하우징은 제1 수용부와 제2 수용부를 포함하고,
상기 제1 수용부는 상기 발열체를 수용하고
상기 바디는 상기 제1 수용부에 배치되고, 상기 헤드는 상기 제2 수용부에 배치되고,
상기 기판은 상기 제2 수용부에 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 제1 수용부와 상기 제2 수용부를 구획하는 격벽을 포함하고, 상기 헤드는 상기 격벽에 결합하는 차량용 유체 가열 장치.
제3 항에 있어서,
상기 격벽은 슬롯을 포함하고,
상기 바디는 상기 슬롯을 관통하여 상기 제1 수용부에 위치하는 차량용 유체 가열 장치.
제3 항에 있어서,
상기 격벽은 슬롯을 포함하고,
상기 바디의 단면 크기는 상기 슬롯의 크기보다 작고, 상기 헤드의 크기는 상기 슬롯의 크기보다 큰 차량용 유체 가열 장치.
제3 항에 있어서,
상기 격벽은 슬롯을 포함하고,
실링부재를 더 포함하고,
상기 실링부재는 상기 슬롯과 상기 헤드 사이에 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
제1 항에 있어서,
상기 헤드는 홀을 포함하고,
상기 코일의 단부는 상기 홀을 관통하여 상기 케이스 외부로 노출되는 차량용 유체 가열 장치.
제1 항에 있어서,
상기 케이스는 상기 코일을 내부에 포함하는 몰딩 부재인 차량용 유체 가열 장치.
제1 항에 있어서,
상기 케이스와 상기 기판은 수직하게 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제2 수용부는 상기 제1 수용부의 상측에 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 제1 수용부와 연통하는 인렛과 아웃렛을 포함하고,
상기 인렛은 상기 아웃렛보다 아래에 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
제11 항에 있어서,
상기 하우징은 제1 커버를 더 포함하고,
상기 제1 수용부는 후면과 측면과 하면과 상면과 개방된 전면을 포함하고,
상기 인렛 및 상기 아웃렛은 상기 측면에 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
제12 항에 있어서,
상기 상면은 상기 아웃렛을 향하여 경사지게 배치되는 차량용 유체 가열 장치.
제1 항에 있어서,
상기 발열체는 제1 발열체와 제2 발열체를 포함하고,
상기 바디는 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체 사이에 배치되는 차량용 유체 가열 장치.