KR102544525B1 - 차량용 유도가열 히터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도가열 방식을 이용해 차량의 냉각수를 가열하는 차량용 유도가열 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열체에 과열 방지를 위한 온도제어수단을 구비하되, 발열체의 형상 및 결합구조를 통해 온도제어수단이 냉각수에 노출되지 않도록 한 차량용 유도가열 히터에 관한 것이다.

Description

차량용 유도가열 히터{Induction Heater for a Motor Vehicle}
본 발명은 유도가열 방식을 이용해 차량의 냉각수를 가열하는 차량용 유도가열 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열체에 과열 방지를 위한 온도제어수단을 구비하되, 발열체의 형상 및 결합구조를 통해 온도제어수단이 냉각수에 노출되지 않도록 한 차량용 유도가열 히터에 관한 것이다.
가솔린이나 디젤 엔진을 구동원으로 하는 내연기관 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 내연기관의 에너지원은 연소 시 발생되는 매연으로 인해 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기를 에너지원으로 하는 전기자동차(EV), 하이브리드 자동차(HEV) 및 연료전지 차량(FCEV) 등이 실용화되거나 개발 중에 있다.
그런데 전기를 에너지원으로 하는 차량은 종래의 내연기관 차량과는 달리 냉각수를 이용한 난방 시스템을 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 즉, 종래의 내연기관을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 이를 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드 자동차 및 연료전지 자동차의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.
이에 따라 전기자동차, 하이브리드 자동차 및 연료전지 차량 등에는, 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용이 이루어지고 있다.
여기에서 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.
이중 연료전지 차량에 사용되어 냉각수를 가열하는 종래의 유도가열 방식의 냉각수 히터는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전력을 생산하는 연료전지스택(10)에 고주파발생기(30)가 전기적으로 연결되고, 고주파 발생기(30)는 자성체인 금속재질의 냉각수 유동배관(2)의 외측에 감긴 코일 형태로 형성되어, 연료전지스택(10)의 전력을 이용해 인덕션 코일(31)에 교류전류가 흐르면 변화되는 자기장에 의해 냉각수 유동배관(2)에 와전류가 발생하고 이로 인해 줄열에 냉각수 유동배관(2)이 가열될 수 있으며, 그리하여 냉각수 유동배관(2)의 내부를 통과하는 냉각수가 가열될 수 있도록 구성된다.
그런데 이와 같은 종래의 유도가열 방식의 냉각수 히터는 발열체인 유동배관(2)의 과열 방지를 위해 하드웨어나 소프트웨어적으로 안전장치가 구비되어 있으나, 냉각수에 노출되어 있는 발열체 특성 상 케이스의 실링이나 센서 내구성 문제로 인해 발열체의 온도를 직접적으로 감지하기 위한 센서의 부착이 어려워 간접적인 방법으로 발열체의 온도를 감지하거나, 유추하여 발열체의 과열을 방지한 기술들이 공개된 바 있다.
이는 발열체의 급격한 온도 상승 시 과열 감지가 늦어져 발열체로 인해 다른 부품이나 케이스가 손상된 후 또는 화재가 발생된 후에 과열 방지 수단이 동작하여 발열체의 과열에 따른 신속한 조치가 불가한 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 발열체에 직접 맞닿아 온도를 감지하고, 과열 발생 시 인덕션 코일에 공급되는 전류를 차단하도록 하는 온도제어수단을 구비하여 발열체의 과열을 신속하게 감지 및 조치하도록 한 차량용 유도가열 히터를 제공함에 있다.
또한, 발열체의 일부가 케이스 내부 냉각수가 유동하지 않는 공간에 노출되도록 구성하고 온도제어수단을 발열체의 상기 일부 영역에 직접 맞닿도록 설치한 차량용 유도가열 히터를 제공함에 있다.
또한, 발열체의 온도 제어를 위한 스위칭 소자를 발열체의 상기 일부 영역에 직접 맞닿도록 설치하여 평상시에는 스위칭 소자보다 온도가 낮은 영역에서 운용되는 발열체를 통해 스위칭 소자를 냉각시키고, 발열체 과열 시 스위칭 소자의 소손을 유도하여 인덕션 코일에 공급되는 전류를 차단하도록 한 차량용 유도가열 히터를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 유도가열 히터는, 내부에 냉각수가 유동되는 가열 공간(A2)이 형성된 몸체(100); 상기 가열 공간(A2)에 구비되며, 전기에 의해 자기장을 발생시키는 코일부(230); 상기 자기장에 의해 유도 가열되는 발열체(210); 및 상기 발열체(210)에 근접 또는 밀착 배치되어 상기 발열체(210)의 온도를 감지하고, 일정 온도 이상 감지 시 상기 코일부(230)에 공급되는 전원을 차단하는, 온도제어수단(300); 을 포함한다.
이때, 상기 유도가열 히터(1000)는, 상기 코일부(230) 및 전원공급부에 연결되어, 상기 코일부(230)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하여 발열체(310)가 유도 가열되도록 제어하는 제어부(110); 를 포함하며, 상기 몸체(100)는, 내부에 상기 제어부(110)가 수용되는 제어 공간(A1)이 형성되고, 상기 제어 공간(A1)과 상기 가열 공간(A2)은 격벽(105)을 통해 구획된다.
이때, 상기 몸체(100)는, 상기 제어 공간(A1)에 상기 발열체(210)의 일부가 노출되도록 격벽(105)을 관통하는 개방부(101)가 형성되고, 상기 온도제어수단(300)은, 상기 제어 공간(A1) 상에 구비되되, 상기 개방부(101)를 통해 노출되는 상기 발열체(210) 상에 밀착 또는 근접 배치된다.
또한, 상기 제어부(110)는, 상기 코일부(230)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하여 발열체(310)가 유도 가열되도록 제어하는 스위칭 소자(120)를 포함하며, 상기 스위칭 소자(120)는 상기 개방부(101)를 통해 노출되는 상기 발열체(210) 상에 밀착 또는 근접 배치된다.
또한, 상기 온도제어수단(300)은, 일정 온도 이상 감지 시 단락되는 바이메탈로 이루어지고, 상기 스위칭 소자(120)에 전원을 공급하는 전원 라인에 직렬로 연결되어 상기 발열체(210)가 일정 온도 이상 과열 시 단락되어 상기 스위칭 소자(120)에 공급되는 전원을 차단한다.
또한, 상기 발열체(210)는, 일측에 형성되며, 상기 제어 공간(A1) 측에 노출되는 판상의 발열판(211); 및 타측에 형성되며, 상기 가열 공간(A2) 측에 수용되고, 내부에 코일부(230)가 수용되는 공간이 형성되도록 상기 발열판(211)과 결합되는 발열몸체(212); 를 포함한다.
또한, 상기 발열체(210)는, 상기 발열판(211)의 일면이 상기 제어 공간(A1)에 노출되도록 상기 몸체(100)와 결합 시 상기 제어 공간(A1) 측에서 가열 공간(A2) 측으로 결합되되, 상기 발열몸체(212)가 상기 격벽(105)의 개방부(101)를 관통하여 상기 가열 공간(A2)에 수용되도록 구성된다.
또한, 상기 발열판(211)은, 상기 발열몸체(212)의 외측으로 연장 형성된 밀폐부(211a)가 더 형성되며, 상기 밀폐부(211a)의 타면 둘레가 상기 개방부(101)의 일측 둘레에 밀착 결합되어 상기 개방부(101)를 실링 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유도가열 히터(1000)는, 상기 가열 공간(A2)에 냉각수 공급을 위한 유입구(521); 및 상기 가열 공간(A2)에서 가열된 냉각수의 배출을 위한 유출구(522)를 포함하며, 상기 유입구(521)는 상기 유출구(522) 보다 낮은 위치에 형성되고, 상기 유출구(522)는 상기 가열 공간(A2)의 최상측에 형성된다.
또한, 상기 유도가열 히터(1000)는, 상기 가열 공간(A2)을 형성하도록 내부에 공간이 형성되고, 상기 개방부(101)의 타측 둘레부에 결합되는, 제2 커버(520)를 포함하고, 상기 유입구(521) 및 유출구(522)는, 상기 제2 커버(520) 상에 형성된다.
또한, 상기 유출구(522)는, 상기 제2 커버(520)의 외측으로 연장 형성되되, 상기 제2 커버(520)의 외측으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성된다.
또한, 상기 가열 공간(A2)의 상면은, 상기 유출구(Outlet) 측이 높고, 상기 유출구(Outlet)의 대향측이 낮도록 유출구 측을 향하여 기울어지게 형성된다.
또한, 상기 발열체(210)는, 상기 코일부(230)가 수용되도록 길이 방향을 따라 내부가 중공되고, 상기 코일부(230)는 길이 방향을 따라 중공된 보빈(240)의 외면에 코일을 권취하여 이루어지며, 상기 코일부(230)의 중공부에는 원통형의 보조발열체(215)가 더 구비된다.
아울러, 상기 냉각수는, 상기 발열체(210)의 내면과, 상기 코일부(230)의 외면 사이 공간 및 상기 보조발열체(215)의 중공부를 따라 유동하며, 상기 코일부(230)의 외면과, 상기 발열체(210)의 내면 사이에 일정 공간이 형성되도록 코일부(230)의 양단부는, 상기 발열체(210)의 길이 방향 일측과 타측에 결합되는 제1 및 제2 프레임(221, 222)을 통해 지지된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 유도가열 히터는 발열체의 과열을 방지하기 위한 온도제어수단이 발열체에 직접 맞닿아 설치되기 때문에 발열체의 과열을 신속하게 감지함에 따라 신속한 과열 방지 조치가 가능하여 발열체의 과열 발생 시 차량용 유도가열 히터의 손상을 최소화함은 물론 화재로 인해 주변 부품이 소손되는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 냉각수가 유동되지 않는 영역에 노출되는 발열체에 온도제어수단이 구비되기 때문에 온도제어수단의 내구성이 보장되고, 냉각수 영역에 온도제어수단이 설치될 경우 발생될 수 있는 온도제어수단 배선 연결에 따른 냉각수 누수를 예방하고, 배선 실링으로 인한 조립성 저하 및 부품 단가 상승을 예방할 수 있다.
아울러 발열체에 스위칭 소자를 직접 설치할 수 있어 스위칭 소자의 냉각이 원활해지고, 발열체 과열 시에는 스위칭 소자가 소손되도록 유도하고, 인덕선 히터에 공급되는 전류를 차단하도록 하여 온도제어수단 외에 추가적인 과열 방지 수단을 적용할 수 있는 효과가 있다.
부가적으로 냉각수의 유입구 및 유출구의 배치가 자유롭기 때문에 냉각수 유출구의 위치 설정을 통해 히터 내부에서 발생되는 기포를 신속히 배출할 수 있는 효과가 있다.
결과적으로 히터 과열로 인한 고장이나 화재 발생을 신속하게 예방할 수 있고, 기포 발생 가능성을 줄이고, 발생된 기포를 신속히 제거하여 히터 내 잔존하는 기포로 인한 열교환 성능 저하를 막을 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 냉각수 히터를 나타낸 개략도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터 전체사시도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터 단면도
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터 분해사시도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터 코일부 분해사시도
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 코일부 사시도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터(1000)의 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터(1000)의 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 유도가열 히터(1000)는 함체 상으로 이루어지며, 내부에는 전기에 의해 자기장을 발생시키는 코일부(230) 및 자기장에 의해 유도 가열되는 발열체(210)를 포함한다. 따라서 유도가열 히터(1000) 내부로 유입된 냉각수가 발열체(210)를 통해 가열되어 유출되는 구성을 갖는다. 보다 상세히 설명하면, 유도가열 히터(1000)는 내부에 공간이 형성된 몸체(100)를 포함한다. 몸체(100)는 내부에 제어부(110)가 수용되는 제어 공간(A1)과, 코일부(230) 및 발열체(210)가 수용되며, 냉각수가 유동하는 가열 공간(A2)을 포함하여 형성되며, 제어 공간(A1)과 가열 공간(A2)은 격벽(105)을 통해 구획된다. 또한, 제어 공간(A1)의 일측 개방부는 제1 커버(510)를 통해 밀폐되고, 가열 공간(A2)의 타측 개방부는, 제2 커버(520)를 통해 밀폐 될 수 있다.
편의상 도 2의 좌측을 일측 우측을 타측으로 정의하여 설명하기로 한다.
이때 몸체(100)의 격벽(105) 상에는 발열체(210)의 일부가 제어 공간(A1) 상에 수용되도록 발열체(210) 개방부(101)가 형성될 수 있다. 즉 발열체(210)는 개방부(101)를 통해 일부가 제어 공간(A1)에 노출되도록 구성된다. 제2 커버(520)는 개방부(101)의 둘레를 밀폐하도록 구성될 수 있다.
발열체(210)는 기본적으로 내부에 코일부(230)가 수용되는 원통형으로 이루어지며, 보다 구체적으로 제어 공간(A1) 측에 수용되는 판상의 발열판(211)과, 가열 공간(A2) 측에 수용되며 단면이 "U" 자형으로 이루어져 개방된 측면 단부가 발열판(211)에 결합되는 발열몸체(212)로 구성될 수 있다. 이때 발열판(211)은 발열몸체(212)의 외측으로 연장 형성된 밀폐부(211a)가 더 형성될 수 있다.
발열체(210)는 몸체(100)와 결합 시 제어 공간(A1) 쪽에서 가열 공간(A2) 쪽으로 결합되며, 발열몸체(212)가 격벽(105)의 개방부(101)를 관통하여 가열 공간(A2)에 노출되도록 구성되고, 밀폐부(211a)의 타면 둘레가 개방부(101)의 일측 둘레에 밀착 결합되어 개방부(101)를 실링 하도록 구성될 수 있다.
위와 같은 발열체(210)의 구성을 통해 발열판(211)의 일면이 제어 공간(A1) 상에 노출되도록 하여 온도제어수단(300)이나 스위칭 소자(120)를 발열체(210)에 직접 설치하기가 용이하도록 구성된다.
발열체(210)의 내부에 삽입되는 코일부(230)는 내부가 중공된 원통형 보빈(240)에 코일을 권취하여 구성될 수 있다. 권취된 코일은 냉각수에 직접 노출되지 않도록 원통형 커버를 통해 밀폐될 수 있다. 또한 보빈(240)의 내측에는 원통형 보조발열체(215)가 추가 구비되어 냉각수와의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.
즉 코일부(230)에서 발생되는 자기장에 의해 발열체(210) 및 보조발열체(215)가 유도 가열되도록 구성되며, 제2 커버(520) 상에 형성된 유입구(521)로 유입된 냉각수는 발열체(210)의 내면과 코일부(230) 외면 사이에 형성된 공간과, 보조발열체(215)의 중공부에 형성된 공간을 따라 이동하며 발열체(210) 및 보조발열체(215)와 열교환하여 가열된 후 제2 커버(520) 상에 형성된 유출구(522)를 통해 배출된다.
이때, 본 발명의 일실시 예에 따른, 차량용 유도가열 히터(1000)는, 발열체(210)의 온도를 신속하게 감지하도록 온도제어수단(300)이 발열체(210)에 밀착 결합될 수 있다. 특히 온도제어수단(300)이 제어 공간(A1) 상에 구비되도록 온도제어수단(300)은 발열판(211)의 일면에 밀착 결합될 수 있다. 온도제어수단(300)은 일예로 일정 온도 이상에서 단선되는 바이메탈이 적용될 수 있다. 온도제어수단(300)은 코일부(230)에 공급되는 전류를 제어하기 위한 스위칭 소자(120)에 전원을 공급하는 스위칭 소자 전원 공급라인에 직렬로 연결될 수 있다. 따라서 제어 오류로 인해 발열체(210)가 급격히 과열되는 경우 온도제어수단(300)이 이를 신속히 감지하여 스위칭 소자(120)에 공급되는 전원을 차단하게 되고 스위칭 소자(120)의 동작이 정지됨에 따라 코일부(230)에 공급되는 전류가 차단되도록 하여 발열체(210)의 발열을 중단시킨다. 이는 온도제어수단(300)을 통해 발열체(210)에 공급되는 전원을 직접 제어할 경우에는 발열체(210)에서 사용되는 전압이 고압이기 때문에 고가의 바이메탈이 요구되지만, 저전압을 사용하는 스위칭 소자에 공급되는 전압을 제어하도록 하게 되면, 상대적으로 저렴한 바이메탈의 적용이 가능하다.
또한, 제어부(110)에 구비되는 스위칭 소자(120) 역시 발열판(211)의 일면에 밀착 결합될 수 있다. 스위칭 소자(120)는 동작 시 발열판(211)의 온도 보다 고온으로 발열되기 때문에 평상시에는 발열판(211)을 통해 스위칭 소자(120)의 냉각 효과를 기대할 수 있고, 발열판(211)이 과열되는 경우 스위칭 소자(120)의 소손을 유도하여 스위칭 소자(120)의 동작이 정지됨에 따라 코일부(230)에 공급되는 전류가 차단되도록 하여 발열체(210)의 발열을 중단시켜 보조 온도 제어 수단의 효과도 기대할 수 있다.
제어 공간(A1)에 구비된 제어부(110)는 통상의 PCB 형태로 이루어지며, 스위칭 소자(120)가 발열판(211)의 일면에 밀착 결합되도록 격벽(105)에서 소정거리 이격되어 고정된다.
도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 유도가열 히터(1000)의 분해사시도가 도시되어 있다. 편의상 도면의 우측을 일측으로 도면의 좌측을 타측으로 정의하여 설명한다.
도시된 바와 같이 몸체(100)의 일측에는 제어 공간(A1)이 형성되고, 몸체(100)의 타측에는 가열 공간(A2)이 형성된다. 제어 공간(A1) 상에는 스위칭 소자(120) 및 온도제어수단(300)을 포함하는 제어부(110)가 구비되고, 가열 공간(A2)에는 냉각수 가열을 위한 코일부(230) 및 발열체(210)가 구비될 수 있다. 이때, 발연체(210)는 중공된 내부에 코일부(230)가 수용된 상태에서 길이 방향 일측 및 타측에 코일부(230)를 지지하기 위한 제1 및 제2 프레임(221, 222)이 각각 결합될 수 있다. 제1 및 제2 프레임(221, 222)은 냉각수가 유동하도록 다수의 홀이 형성될 수 있다. 또한, 코일부(230)가 수용된 발열체(210)는 몸체(100)의 일측에서 타측으로 결합되며, 몸체(100)의 개방부(101)를 통해 발열체(210)의 발열몸체(211)를 관통시켜 발열몸체(211)가 가열 공간(A2) 상에 노출되도록 구성된다. 또한, 제어 공간(A1) 상에 수용되는 발열판(211)은 타측 둘레면이 개방부(101)의 일측 둘레부에 결합 고정되도록 하여 개방부(101)를 실링 하도록 구성된다.
유도가열 히터(1000)는, 제어 공간(A1)의 일측 개방면을 밀폐하기 위한 제1 커버(510)가 구비되고, 가열 공간(A2)의 타측 개방면을 밀폐하기 위한 제2 커버(520)가 구비된다.
제2 커버(520) 상에는 냉각수 유입을 위한 유입구(521) 및 가열된 냉각수 유출을 위한 유출구(522)가 형성된다. 제2 커버(520)는 개방부(101)의 타측 둘레부에 결합 고정되도록 구성된다.
또한, 격벽(105)의 타면에는 제어부(110)에 전원 및 신호 전달을 위한 커넥터(150)가 구비될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 몸체(100)를 제외한 발열체(210)와 제2 커버(520)의 결합구조를 나타낸 분해사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 몸체(100)를 제외한 발열체(210)와 제2 커버(520)의 결합구조를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 발열체(210)는 일측에 형성된 발열판(211)과, 내부에 공간이 형성되도록 "U" 자형 단면으로 이루어져 발열판(211)에 결합되는 발열몸체(212)를 포함하여 구성되며, 발열체(210) 내부에 길이 방향을 따라 코일부(230)가 삽입된다. 이때, 코일부(230)의 외면과, 발열체(210) 내면 사이에 일정 공간이 형성되도록 코일부(230)의 양단부는 발열체(210)의 길이 방향 일측과 타측에 결합되는 제1 및 제2 프레임(221, 222)을 통해 지지될 수 있다. 위와 같이 구성된 발열체(210)는 발열판(211)이 제어 공간(A1) 상에 구비되도록 발열판(211)의 타측 둘레부가 몸체(100)의 개방부(101) 일면 둘레를 따라 결합 고정될 수 있고, 제어 공간(A1) 상에 노출된 발열판(211)의 일면에 온도제어수단(300)과, 스위칭 소자(120)가 직접 맞닿아 결합될 수 있다.
제2 커버(520)는 내부에 가열 공간(A2) 이 형성되도록 일측 둘레가 개방부(101) 타면 둘레를 따라 결합 고정되며, 내부에 발열체(210)의 발열몸체(212)가 수용되도록 구성된다. 또한 제2 커버(520)에는 유입구(521)가 형성되어 냉각수를 유입 받고, 발열체(210)를 통해 가열된 냉각수를 유출하는 유출구(522)가 형성될 수 있다.
한편 본 발명의 유도가열 히터(1000)는 냉각수의 유동성을 높이고, 가열 공간(A2) 내부에서 발생될 수 있는 기포를 효과적으로 제거하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다. 본 발명의 유도가열 히터(1000)는 냉각수가 아래 측에서 위 측으로 이동하며, 단방향으로 이동시키기 위해 유입구(521)는 제2 커버(520) 상의 하측에 형성될 수 있다. 또한, 유출구(522)는 제2 커버(520) 상의 상측에 형성될 수 있다. 특히 유입구(inlet)와 유출구(Outlet)는 최대한 이격 형성될 수 있다.
추가적으로 도면상에는 도시되지 않았으나, 유출구(522)는 제2 커버(520)의 외측으로 연장 형성될 수 있고, 제2 커버(520)의 외측으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성될 수 있다. 위와 같이 유출구(522)가 상방으로 기울어지게 형성됨에 따라 유출구(522t) 측으로 이동된 기포가 외측으로 보다 용이하게 배출될 수 있도록 구성하였다. 또한, 가열 공간(A2)의 상면도 유출구 측을 향하여 기울어지게 형성될 수 있다. 즉 유출구(522) 측은 높게 유출구(522) 측의 대향측은 낮게 형성됨에 따라 가열 공간(A2)의 상측에 생성된 기포를 유출구(522) 측으로 유도할 수 있도록 구성된다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
1000 : 유도가열 히터
A1 : 제어 공간 A2 : 가열 공간
100 : 몸체 110 : 제어부
120 : 스위칭 소자
210 : 발열체 230 : 코일부
240 : 보빈
300 : 온도제어수단
510, 520 : 커버

Claims (14)

  1. 내부에 냉각수가 유동되는 가열 공간(A2)이 형성된 몸체(100);
    상기 가열 공간(A2)에 구비되며, 전기에 의해 자기장을 발생시키는 코일부(230);
    상기 자기장에 의해 유도 가열되는 발열체(210);
    상기 발열체(210)에 근접 또는 밀착 배치되어 상기 발열체(210)의 온도를 감지하고, 일정 온도 이상 감지 시 상기 코일부(230)에 공급되는 전원을 차단하는, 온도제어수단(300); 및
    상기 코일부(230) 및 전원공급부에 연결되어, 상기 코일부(230)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하여 발열체(310)가 유도 가열되도록 제어하는 제어부(110)를 포함하며,
    상기 몸체(100)는, 내부에 상기 제어부(110)가 수용되는 제어 공간(A1)이 형성되고, 상기 제어 공간(A1)과 상기 가열 공간(A2)은 격벽(105)을 통해 구획되고,
    상기 몸체(100)는, 상기 제어 공간(A1)에 상기 발열체(210)의 일부가 노출되도록 격벽(105)을 관통하는 개방부(101)가 형성되며,
    상기 온도제어수단(300)은, 상기 제어 공간(A1) 상에 구비되되, 상기 개방부(101)를 통해 노출되는 상기 발열체(210) 상에 밀착 또는 근접 배치되고,
    상기 발열체(210)는,
    일측에 형성되며, 상기 제어 공간(A1) 측에 노출되는 판상의 발열판(211); 및
    타측에 형성되며, 상기 가열 공간(A2) 측에 수용되고, 내부에 코일부(230)가 수용되는 공간이 형성되도록 상기 발열판(211)과 결합되는 발열몸체(212)를 포함하는, 차량용 유도가열 히터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(110)는,
    상기 코일부(230)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하여 발열체(310)가 유도 가열되도록 제어하는 스위칭 소자(120)를 포함하며,
    상기 스위칭 소자(120)는 상기 개방부(101)를 통해 노출되는 상기 발열체(210) 상에 밀착 또는 근접 배치되는, 차량용 유도가열 히터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 온도제어수단(300)은,
    일정 온도 이상 감지 시 단락되는 바이메탈로 이루어지고, 상기 스위칭 소자(120)에 전원을 공급하는 전원 라인에 직렬로 연결되어 상기 발열체(210)가 일정 온도 이상 과열 시 단락되어 상기 스위칭 소자(120)에 공급되는 전원을 차단하는, 차량용 유도가열 히터.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 발열체(210)는,
    상기 발열판(211)의 일면이 상기 제어 공간(A1)에 노출되도록 상기 몸체(100)와 결합 시 상기 제어 공간(A1) 측에서 가열 공간(A2) 측으로 결합되되,
    상기 발열몸체(212)가 상기 격벽(105)의 개방부(101)를 관통하여 상기 가열 공간(A2)에 수용되도록 구성되는, 차량용 유도가열 히터.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 발열판(211)은, 상기 발열몸체(212)의 외측으로 연장 형성된 밀폐부(211a)가 더 형성되며,
    상기 밀폐부(211a)의 타면 둘레가 상기 개방부(101)의 일측 둘레에 밀착 결합되어 상기 개방부(101)를 실링 하는 것을 특징으로 하는, 차량용 유도가열 히터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 차량용 유도가열 히터인 유도가열 히터(1000)는,
    상기 가열 공간(A2)에 냉각수 공급을 위한 유입구(521); 및
    상기 가열 공간(A2)에서 가열된 냉각수의 배출을 위한 유출구(522)를 포함하며,
    상기 유입구(521)는 상기 유출구(522) 보다 낮은 위치에 형성되고, 상기 유출구(522)는 상기 가열 공간(A2)의 최상측에 형성되는, 차량용 유도가열 히터.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 유도가열 히터(1000)는,
    상기 가열 공간(A2)을 형성하도록 내부에 공간이 형성되고, 상기 개방부(101)의 타측 둘레부에 결합되는, 제2 커버(520)를 포함하고,
    상기 유입구(521) 및 유출구(522)는, 상기 제2 커버(520) 상에 형성되는, 차량용 유도가열 히터.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 유출구(522)는,
    상기 제2 커버(520)의 외측으로 연장 형성되되, 상기 제2 커버(520)의 외측으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성된, 차량용 유도가열 히터.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 가열 공간(A2)의 상면은
    상기 유출구(522) 측이 높고, 상기 유출구(522)의 대향측이 낮도록 유출구 측을 향하여 기울어지게 형성된, 차량용 유도가열 히터.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 발열체(210)는, 상기 코일부(230)가 수용되도록 길이 방향을 따라 내부가 중공되고,
    상기 코일부(230)는 길이 방향을 따라 중공된 보빈(240)의 외면에 코일을 권취하여 이루어지며,
    상기 코일부(230)의 중공부에는 원통형의 보조발열체(215)가 더 구비되는, 차량용 유도가열 히터.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 냉각수는, 상기 발열체(210)의 내면과, 상기 코일부(230)의 외면 사이 공간 및 상기 보조발열체(215)의 중공부를 따라 유동하며,
    상기 코일부(230)의 외면과, 상기 발열체(210)의 내면 사이에 일정 공간이 형성되도록 코일부(230)의 양단부는, 상기 발열체(210)의 길이 방향 일측과 타측에 결합되는 제1 및 제2 프레임(221, 222)을 통해 지지되는, 차량용 유도가열 히터.
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