KR102652964B1 - Heater assembly for heating fluid - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체 가열용 히터 조립체에 관한 것으로서, 내부에 가열 유로가 형성되고 일측에는 상기 가열 유로와 외부를 연결하는 유입포트와 유출포트가 형성되되 상기 가열 유로와 대향하는 일면이 개방되는 유로 케이스, 및 상기 유로 케이스의 개방된 일면을 덮으며 전열선이 설치되는 히트 플레이트를 포함하되, 상기 가열 유로는 일방향을 따라 복수 세트가 인접하게 배치되는 구성을 가지며, 상기 일방향을 기준으로 일측에는 유체의 입구 공간이, 타측에는 유체의 출구 공간이 각각 형성되어, 상기 유입포트로부터 유입된 유체가 상기 입구 공간으로부터 상기 복수 세트의 가열 유로로 유체가 분기되어 유동한 후 출구 공간에 모여서 유출포트를 통해 배출되고, 복수의 경로를 통해 유체가 입구 공간으로부터 출구 공간으로 이동하게 되므로, 가열 유로 내의 유동저항을 최소화하고 국부적인 열적 분균일을 방지함으로써 온도 제어를 용이하게 수행할 수 있다.The present invention relates to a heater assembly for heating a fluid, which includes a flow path case in which a heating flow path is formed inside, an inlet port and an outlet port connecting the heating flow path and the outside are formed on one side, and one side opposite to the heating flow path is open; and a heat plate covering an open surface of the flow path case and on which a heating wire is installed, wherein the heating flow path has a configuration in which a plurality of sets are arranged adjacently along one direction, and an inlet space for fluid is located on one side relative to the one direction. A fluid outlet space is formed on the other side, so that the fluid flowing in from the inlet port branches and flows from the inlet space to the plurality of sets of heating passages, then collects in the outlet space and is discharged through the outlet port, Since the fluid moves from the inlet space to the outlet space through multiple paths, temperature control can be easily performed by minimizing flow resistance in the heating passage and preventing local thermal distribution uniformity.
Description
본 발명은 유체 가열용 히터 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드차(HEV, PHEV), 배터리 전기차(BEV) 및 연료전지차(FCEV) 등에 포함되어 다양한 기능을 수행하는 유체를 가열하기 위한 유체 가열용 히터 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a heater assembly for heating fluid, and more specifically, to a fluid heating assembly for heating fluid that performs various functions in hybrid vehicles (HEV, PHEV), battery electric vehicles (BEV), and fuel cell vehicles (FCEV). It relates to a heater assembly.
하이브리드차(HEV, PHEV), 배터리 전기차(BEV) 및 연료전지차(FCEV) 등 내연기관이 없는 친환경 자동차에서 차실 내 난방, 및 배터리 성능 유지와 냉간 시동 효율 향상을 위해 유체를 가열하기 위한 히터가 개발되고 있으며, 이는 차량에서 매우 중요한 영향을 담당하는 핵심 부품에 해당한다.A heater has been developed to heat the fluid in eco-friendly vehicles without internal combustion engines, such as hybrid vehicles (HEV, PHEV), battery electric vehicles (BEV), and fuel cell vehicles (FCEV), to maintain battery performance and improve cold start efficiency. It is a core part that plays a very important role in vehicles.
유체 가열용 히터의 종래기술로서, 한국등록특허 제0870058호(선행문헌 1)와 한국등록특허 제0933884호(선행문헌 2) 등에는 전술한 바와 같은 차량에 소위 PTC 가열요소를 포함하는 히터가 개시되어 있다.As a prior art of heaters for heating fluids, Korean Patent No. 0870058 (Prior Document 1) and Korean Patent No. 0933884 (Prior Document 2) disclose heaters containing so-called PTC heating elements for vehicles as described above. It is done.
그러한 가열 요소들은 가열됨에 따라 급격하게 큰 전기 저항이 나타나고, 그 결과 전류량이 낮아지기 때문에 자동 조절이 용이하게 이루어지는 특성이 있다.As such heating elements are heated, a large electrical resistance appears rapidly, and as a result, the current amount is lowered, making automatic adjustment easy.
도 1a와 도 1b를 참조하여 선행문헌 1에 따른 전기가열장치를 개략적으로 설명하면 이하와 같다.Referring to FIGS. 1A and 1B, the electric heating device according to
선행문헌 1에 따른 전기가열장치(2)는, 소정의 매개체를 수용하고 상기 매개체를 내부로 흐르게 하는 순환 챔버(10)와 가열 챔버(14)로 분리되도록 분리벽(12)이 형성되어 있는 하우징(4)과, 상기 매개체를 상기 순환 챔버(10)에 공급하기 위한 입구(6)와, 그리고 가열된 상기 매개체를 상기 순환 챔버(10) 밖으로 유도하기 위한 출구(8)를 포함하며, PTC 가열요소(18)가 상기 가열 챔버(14) 안에 수용되도록 구성된다.The
그러나, PTC 가열요소를 채택하는 경우 열에 의한 가열 요소의 팽창 등으로 인해 전극에 눌려 사용중 파손되는 경우가 많아 제역할을 하지 못하는 경우가 있었으며, 이러한 문제점을 해소하기 위해 고려해야 할 조건들이 증가하여 부품수가 많아지고, 이에 따라 설치작업이 곤란하였으며 설치시간도 많이 소요되는 단점이 있었다.However, when using a PTC heating element, there were many cases where it was damaged during use by being pressed against the electrode due to the expansion of the heating element due to heat, so it did not perform its function properly. The conditions to be considered to solve this problem increased, leading to an increase in the number of parts. As the number increased, installation work became difficult and installation time was also high.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인이 출원한 바 있는 하기 (특허문헌 3)의 유체 가열용 히터 조립체는, 사행 형상으로 이루어진 유로가 형성되는 유로 케이스, 상기 유로 케이스의 개방된 일면을 덮는 히트 플레이트, 및 상기 히트 플레이트를 덮으며 상기 유로 케이스에 밀봉되게 결합되는 커버를 포함하되, 상기 히트 플레이트의, 상기 커버와 대향하는 표면 또는 내부에는 전열선이 설치되는 구성으로 되어 있다.In order to solve this problem, the heater assembly for heating fluid described below (Patent Document 3), which the present applicant has applied for, includes a flow path case in which a meandering flow path is formed, and a heat plate covering one open surface of the flow path case. , and a cover that covers the heat plate and is hermetically coupled to the flow path case, wherein a heating wire is installed on the surface or inside of the heat plate facing the cover.
그러나, (특허문헌 3)의 유체 가열용 히터 조립체는, 유로 케이스에 형성된 유입포트로부터 유출포트까지 연속적으로 연결되는 하나의 유로를 따라 유체가 유동하면서 가열되므로 유동 저항이 크고, 따라서 여전히 부분적으로 열적인 불균형이 발생하여 온도 제어가 어려운 단점이 있었다.However, the heater assembly for heating the fluid of (Patent Document 3) has a large flow resistance because the fluid is heated while flowing along a single flow path continuously connected from the inlet port formed in the flow path case to the outlet port, and thus still partially generates heat. There was a disadvantage that temperature control was difficult due to an imbalance.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유로 케이스를 구성하는 가열 유로 내의 유동저항을 최소화하고 유량을 일정하게 유지하여 열적 분균일을 방지함으로써 온도 제어를 용이하게 수행할 수 있는 유체 가열용 히터 조립체를 제공하는데 있다.The present invention was created to solve the problems of the prior art described above. The purpose of the present invention is to control temperature by minimizing the flow resistance in the heating passage constituting the passage case and preventing thermal distribution and uniformity by maintaining the flow rate constant. The object is to provide a heater assembly for heating a fluid that can be easily performed.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 가열용 히터 조립체는,In order to achieve the above-described object, a heater assembly for heating fluid according to an embodiment of the present invention,
내부에 가열 유로가 형성되고 일측에는 상기 가열 유로와 외부를 연결하는 유입포트와 유출포트가 형성되되 상기 가열 유로와 대향하는 일면이 개방되는 유로 케이스; 및A flow path case in which a heating flow path is formed inside and an inlet port and an outlet port connecting the heating flow path and the outside are formed on one side, and one side opposite to the heating flow path is open; and
상기 유로 케이스의 개방된 일면을 덮으며 전열선이 설치되는 히트 플레이트;a heat plate covering an open surface of the flow path case and on which a heating wire is installed;
를 포함하되,Including,
상기 가열 유로는 일방향을 따라 복수 세트가 인접하게 배치되는 구성을 가지며, 상기 일방향을 기준으로 일측에는 유체의 입구 공간이, 타측에는 유체의 출구 공간이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.The heating passage has a configuration in which a plurality of sets are arranged adjacently in one direction, and an inlet space for fluid is formed on one side and an outlet space for fluid is formed on the other side based on the one direction.
상기 유입포트와 유출포트는 상기 가열 유로를 사이에 두고 양쪽에 각각 배치되며 상기 일방향을 향해 형성되는 것을 특징으로 한다.The inlet port and the outlet port are disposed on both sides of the heating passage and are oriented in one direction.
상기 유로 케이스에는, 상기 유입포트와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유입포트로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제1 통로가 상기 가열 유로의 입구 공간과 대향한 상태로 연통하는 도입 유로, 및 상기 유출포트와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유출포트로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제2 통로가 상기 가열 유로의 출구 공간과 대향한 상태로 연통하는 배출 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.In the flow path case, an inlet flow path in communication with the inlet port, extending in the one direction and formed on one side of an end far away from the inlet port communicates with the inlet space of the heating flow path, and the outlet. A discharge passage is formed in which a second passage communicates with the port, extends in the one direction, and is formed on one side of an end distant from the discharge port, and communicates with the outlet space of the heating passage.
상기 제1 통로와 제2 통로는 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로의 중간 지점에 형성되는 것을 특징으로 한다.The first passage and the second passage are characterized in that they are formed at midpoints of the heating passages arranged in the plurality of sets.
상기 가열 유로의 입구 공간과 출구 공간에는 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로의 일방향 양단을 향해 점차 폭이 줄어드는 형태로 이루어지는 제1 가이드 채널과 제2 가이드 채널이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.A first guide channel and a second guide channel are formed in the inlet and outlet spaces of the heating passage, respectively, with a width gradually decreasing toward both ends in one direction of the plurality of sets of heating passages.
상기 가열 유로에는 그 길이방향을 따라 복수의 유로 핀이 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.The heating passage has a plurality of passage fins spaced apart from each other along its longitudinal direction.
평면도에서 바라볼 때, 상기 복수의 유로 핀은, 상기 가열 유로의 양측벽에서 각각 간격을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 제1 유로 핀과, 상기 한 쌍의 제1 유로 핀에 대하여 상기 길이방향을 따라 이웃하여 배치되며 상기 가열 유로의 폭방향으로 상기 한 쌍의 제1 유로 핀 사이에 배치되는 제2 유로 핀이 상기 길이방향을 따라 교대로 배치되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.When viewed in plan view, the plurality of flow path fins include a pair of first flow path fins disposed opposite each other at intervals on both side walls of the heating flow path, and a pair of first flow path fins arranged in the longitudinal direction with respect to the pair of first flow path fins. It is characterized in that second flow path fins arranged adjacent to each other along the heating flow path and disposed between the pair of first flow path fins in the width direction of the heating flow path are alternately arranged along the longitudinal direction.
평면도에서 바라볼 때, 상기 복수의 유로 핀은, 상기 가열 유로의 양측벽에 상기 길이방향을 따라 교대로 돌출되게 형성되는 제3 유로 핀으로 구성되는 것을 특징으로 한다.When viewed in plan view, the plurality of flow path fins are characterized in that they are composed of third flow path fins formed to alternately protrude along the longitudinal direction on both walls of the heating flow path.
전술한 바와 같은 본 발명의 유체 가열용 히터에 따르면, 내부에 가열 유로가 형성되고 일측에는 상기 가열 유로와 외부를 연결하는 유입포트와 유출포트가 형성되되 상기 가열 유로와 대향하는 일면이 개방되는 유로 케이스, 및 상기 유로 케이스의 개방된 일면을 덮으며 전열선이 설치되는 히트 플레이트를 포함하되, 상기 가열 유로는 일방향을 따라 복수 세트가 인접하게 배치되는 구성을 가지며, 상기 일방향을 기준으로 일측에는 유체의 입구 공간이, 타측에는 유체의 출구 공간이 각각 형성되어, 상기 유입포트로부터 유입된 유체가 상기 입구 공간으로부터 상기 복수 세트의 가열 유로로 유체가 분기되어 유동한 후 출구 공간에 모여서 유출포트를 통해 배출되고, 복수의 경로를 통해 유체가 입구 공간으로부터 출구 공간으로 이동하게 되므로, 가열 유로 내의 유동저항을 최소화하고 국부적인 열적 분균일을 방지함으로써 온도 제어를 용이하게 수행할 수 있다.According to the heater for heating fluid of the present invention as described above, a heating passage is formed inside, an inlet port and an outlet port are formed on one side to connect the heating passage to the outside, and one side opposite to the heating passage is open. It includes a case and a heat plate that covers an open surface of the flow path case and is installed with a heating wire, wherein the heating flow path has a configuration in which a plurality of sets are arranged adjacently along one direction, and on one side relative to the one direction, the fluid The inlet space is formed with an outlet space for the fluid on the other side, so that the fluid flowing in from the inlet port branches and flows from the inlet space to the plurality of sets of heating passages, then collects in the outlet space and is discharged through the outlet port. Since the fluid moves from the inlet space to the outlet space through multiple paths, temperature control can be easily performed by minimizing flow resistance in the heating passage and preventing local thermal distribution uniformity.
또한 본 발명에 따르면, 상기 유입포트와 유출포트는 상기 가열 유로를 사이에 두고 양쪽에 각각 배치되어 있으며, 상기 일방향을 향해 형성되어 상기 복수 세트의 가열 유로의 배열방향과 일치하는 구성으로 되어 있으므로, 상기 유입포트를 통해 유입되는 유체가 입구 공간으로 모여서 상기 출구 공간을 향해 상기 일방향과 직교하는 방향으로 유동하게 할 수 있다.In addition, according to the present invention, the inlet port and the outlet port are respectively disposed on both sides of the heating passage, and are formed toward one direction to match the arrangement direction of the plurality of sets of heating passages, Fluid flowing in through the inlet port may be collected in the inlet space and flow toward the outlet space in a direction perpendicular to the one direction.
또한 본 발명에 따르면, 상기 유로 케이스에는, 상기 유입포트와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유입포트로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제1 통로가 상기 가열 유로의 입구 공간과 대향한 상태로 연통하는 도입 유로, 및 상기 유출포트와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유출포트로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제2 통로가 상기 가열 유로의 출구 공간과 대향한 상태로 연통하는 배출 유로가 형성되어, 상기 제1 통로를 상기 복수 세트로 배열된 가열 유로의 일방향 양단 사이에 배치할 수 있으므로 상기 유입포트를 통해 유입된 유체가 복수 세트의 가열 유로에 각각 균일한 유량으로 분기하여 진입할 수 있게 되어 국부적인 열적 불균형을 방지할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, in the flow path case, a first passage communicating with the inlet port, extending in the one direction, and formed on one side of an end distant from the inlet port communicates with the inlet space of the heating flow path in a state opposite to the other side. An discharge passage is formed in which an introduction passage and a second passage communicating with the outlet port, extending in the one direction and formed on one side of an end distant from the outlet port, communicate with the outlet space of the heating passage while facing the outlet space of the heating passage, Since the first passage can be disposed between both ends in one direction of the plurality of sets of heating passages, the fluid flowing in through the inflow port can branch and enter the plurality of sets of heating passages at a uniform flow rate, thereby causing localized It is possible to prevent thermal imbalance.
또한 본 발명에 따르면, 상기 제1 통로와 제2 통로는 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로의 중간 지점에 형성되어 상기 복수 세트의 가열 유로에 한층 균일한 양으로 분배되어 유입되는 것이 가능하게 된다.In addition, according to the present invention, the first passage and the second passage are formed at the midpoint of the plurality of sets of heating passages, making it possible to distribute and inflow into the plurality of sets of heating passages in a more uniform amount.
또한 본 발명에 따르면, 상기 가열 유로의 입구 공간과 출구 공간에는 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로의 일방향 양단을 향해 점차 폭이 줄어드는 형태로 이루어지는 제1 가이드 채널과 제2 가이드 채널이 각각 형성되어, 유체가 한층 원활하게 안내되어 가열 유로로 진입할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, a first guide channel and a second guide channel are formed in the inlet space and outlet space of the heating passage, respectively, whose width gradually decreases toward both ends in one direction of the plurality of sets of heating passages, The fluid is guided more smoothly and can enter the heating passage.
또한 본 발명에 따르면, 상기 가열 유로에는 그 길이방향을 따라 복수의 유로 핀이 이격되게 배치되어, 상기 유로 핀에 의해 가열 유로 내의 수압이 증가하면서 유속이 상대적으로 떨어지게 되므로, 상기 복수 세트의 가열 유로에 각각 분기되어 유입되는 유체의 유량이 각각 보정되면서 상기 유로 핀을 지난 영역의 유량이 균일하게 유지될 수 있고, 각각의 가열 유로 사이의 유량차가 없어지면서 유체의 열적인 불균일이 해소될 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, a plurality of flow path fins are arranged to be spaced apart along the longitudinal direction of the heating flow path, so that the water pressure in the heating flow path increases and the flow rate relatively decreases due to the flow path pins, so that the plurality of sets of heating flow paths are As the flow rate of the fluid branched and flowing into each branch is corrected, the flow rate in the area passing through the flow path pin can be maintained uniformly, and the flow rate difference between each heating flow path disappears, thereby eliminating thermal unevenness of the fluid. .
즉 본 발명에 따르면, 상기 복수 세트의 가열 유로에 형성되는 유로 핀의 갯수를 조절하여 각각 분기되어 유입되는 유체의 유량을 각각 차별적으로 보정하게 되면 상기 가열 유로를 지나는 유량을 균일하게 유지할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, by adjusting the number of flow fins formed in the plurality of sets of heating passages to differentially correct the flow rate of each branched and flowing fluid, it is possible to maintain the flow rate passing through the heating passages uniformly. .
또한, 상기 유로 핀에 의해 유속이 저하하면서 유체가 유체 가열용 히터 조립체 내에 머무는 시간이 증가하여 원하는 온도로 설정하는 것이 용이하게 된다.Additionally, as the flow rate decreases due to the flow path fin, the time the fluid stays in the heater assembly for heating the fluid increases, making it easier to set the desired temperature.
또한 본 발명에 따르면, 평면도에서 바라볼 때, 상기 복수의 유로 핀은, 상기 가열 유로의 양측벽에서 각각 간격을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 제1 유로 핀과, 상기 한 쌍의 제1 유로 핀에 대하여 상기 길이방향을 따라 이웃하여 배치되며 상기 가열 유로의 폭방향으로 상기 한 쌍의 제1 유로 핀 사이에 배치되는 제2 유로 핀이 상기 길이방향을 따라 교대로 배치되는 구성으로 이루어져, 유체의 원활한 유동이 가능하면서도 전술한 유량 유지의 효과를 발휘할 수 있게 된다.Additionally, according to the present invention, when viewed from a top view, the plurality of flow path fins include a pair of first flow path fins disposed opposite each other at a distance from each other on both side walls of the heating flow path, and the pair of first flow path fins. Second flow path fins arranged adjacent to the fin along the longitudinal direction and disposed between the pair of first flow path fins in the width direction of the heating flow path are alternately arranged along the longitudinal direction, Smooth flow is possible and the effect of maintaining the above-mentioned flow rate can be achieved.
도 1a는 선행문헌 1에 따른 전기가열장치를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 하우징을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체 가열용 히터 조립체의 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 가열용 히터 조립체에서 유로 케이스를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4의 일부 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유로 케이스를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 일부 확대 사시도이다.Figure 1a is a perspective view showing an electric heating device according to
FIG. 1B is a perspective view showing the housing of FIG. 1A.
Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of a heater assembly for heating fluid according to the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2.
Figure 4 is a plan view showing a flow path case in a heater assembly for heating fluid according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a partially enlarged perspective view of Figure 4.
Figure 6 is a plan view showing a flow path case according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a partially enlarged perspective view of Figure 6.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 가열용 히터 조립체(1000)는, 내부에 가열 유로(110)가 형성되고 일측에는 상기 가열 유로(110)와 외부를 연결하는 유입포트(120)와 유출포트(130)가 형성되되 상기 가열 유로(110)와 대향하는 일면이 개방되는 유로 케이스(100), 및 상기 유로 케이스(100)의 개방된 일면을 덮으며 전열선이 설치되는 히트 플레이트(200)를 포함한다.As shown in Figures 2 and 3, the
유체 가열용 히터 조립체(1000)는 상기 유로 케이스(100)와 히트 플레이트(200)가 노출되지 않도록 감싸는 하우징(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.The
특히, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 가열 유로(110)는 일방향을 따라 복수 세트가 인접하게 배치되어 이웃하는 세트 사이에 각각 유로가 형성된 구성으로 이루어지며, 상기 일방향을 기준으로 일측에는 유체의 입구 공간(S1)이, 타측에는 유체의 출구 공간(S2)이 각각 형성된다.In particular, as shown in FIGS. 4 and 5, the
즉, 유입포트(120)로부터 유입된 유체가 상기 입구 공간(S1)으로부터 상기 복수 세트의 가열 유로(110)를 통해 유체가 분기되어 유동한 후, 출구 공간(S2)에 모여서 유출포트(130)를 통해 배출되는 구성으로 되어 있다.That is, the fluid flowing in from the
이러한 구성에 따라, 복수의 경로를 통해 유체가 입구 공간(S1)으로부터 출구 공간(S2)으로 이동하게 되므로, 가열 유로 내의 유동저항을 최소화하고 국부적인 열적 분균일을 방지함으로써 온도 제어를 용이하게 수행할 수 있다.According to this configuration, the fluid moves from the inlet space (S1) to the outlet space (S2) through multiple paths, thereby facilitating temperature control by minimizing flow resistance in the heating passage and preventing local thermal distribution. can do.
상기 전열선은 상기 히트 플레이트(200)의 표면 또는 내부에 설치될 수 있으며 전기저항을 이용한 발열 부재 등이 채택될 수 있다.The heating wire may be installed on the surface or inside the
이에 따라, 상기 히트 플레이트(200)가 가열 유로(110) 내의 유체와 직접 접촉하게 되므로, 유체를 신속하게 가열할 수 있다는 장점이 있고 열의 소실이 방지되어 가열효율이 높아진다는 이점이 있다.Accordingly, since the
상기 유입포트(120)와 유출포트(130)는 상기 가열 유로(110)를 사이에 두고 양쪽에 각각 배치되어 있으며, 상기 일방향을 향해 형성되어 상기 복수 세트의 가열 유로(110)의 배열방향과 일치하는 구성으로 이루어질 수 있다.The
이러한 구성에 따라, 상기 유입포트(120)를 통해 유입되는 유체가 입구 공간(S1)으로 모여서 상기 출구 공간(S2)을 향해 상기 일방향과 직교하는 방향으로 유동한다.According to this configuration, the fluid flowing in through the
또한, 상기 유로 케이스(100)에는, 상기 유입포트(120)와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유입포트(120)로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제1 통로(141)가 상기 가열 유로(110)의 입구 공간(S1)과 대향한 상태로 연통하는 도입 유로(140), 및 상기 유출포트(130)와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유출포트(130)로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제2 통로(151)가 상기 가열 유로(110)의 출구 공간(S2)과 대향한 상태로 연통하는 배출 유로(150)가 형성된다.In addition, in the
이러한 구성에 따라, 상기 제1 통로(141)를 상기 복수 세트로 배열된 가열 유로(110)의 일방향 양단 사이에 배치할 수 있으므로 상기 유입포트(120)를 통해 유입된 유체가 복수 세트의 가열 유로(110)에 각각 비교적 균일한 유량으로 분기하여 진입할 수 있게 되어 국부적인 열적 불균형을 방지할 수 있게 된다.According to this configuration, the
특히, 상기 제1 통로(141)와 제2 통로(151)는 상기 일방향을 따라 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로(110)의 중간 지점에 형성되어 상기 복수 세트의 가열 유로(110)에 한층 균일한 양으로 분배되어 유입되는 것이 가능하게 된다.In particular, the
상기 가열 유로(110)의 입구 공간(S1)과 출구 공간(S2)에는 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로(110)의 일방향 양단을 향해 점차 폭이 줄어드는 형태로 이루어지는 제1 가이드 채널(C1)과 제2 가이드 채널(C2)이 각각 형성되어, 유체가 한층 원활하게 안내되어 가열 유로(110)로 진입할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 일방향으로 연장되는 도입 유로(140), 제1 통로(141) 및 상기 제1 가이드 채널(C1)을 형성하기 위해 상기 도입 유로(140)와 상기 제1 가이드 채널(C1) 사이에는 상기 유로 케이스(100) 내부의 일측 내면으로부터 상기 일방향으로 연장되는 제1 분리벽(170)이 형성되고, 상기 일방향으로 연장되는 배출 유로(150), 제2 통로(151) 및 상기 제2 가이드 채널(C2)을 형성하기 위해 상기 배출 유로(150)와 상기 제2 가이드 채널(C2) 사이에는 상기 유로 케이스(100) 내부의 일측 내면으로부터 상기 일방향으로 연장되는 제2 분리벽(180)이 형성된다.
즉, 상기 제1 통로(141)는 상기 제1 분리벽(170)의 일방향 단부와 상기 유로 케이스(100) 내부의 타측 내면 사이에 형성되고, 상기 제2 통로(151)는 제2 분리벽(180)의 일방향 단부와 상기 유로 케이스(100) 내부의 타측 내면 사이에 형성된다.
또한, 상기 가열 유로(110)에 대면하며 상기 제1 통로(141)를 사이에 두고 각각 배치되는 상기 제1 분리벽(170)과 유로 케이스(100) 내부의 내면에는 상기 일방향에 대하여 경사지게 형성된 제1 경사면(171)(107)이 각각 형성되고, 상기 가열 유로(110)에 대면하며 상기 제2 통로(151)를 사이에 두고 각각 배치되는 상기 제2 분리벽(180)과 유로 케이스(100) 내부의 내면에는 상기 일방향에 대하여 경사지게 형성된 제2 경사면(181)(108)이 각각 형성된다.
이에 따라, 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로(110)의 일방향 양단을 향해 점차 폭이 줄어드는 형태로 이루어지는 제1 가이드 채널(C1)과 제2 가이드 채널(C2)이 각각 형성되는 구성이 구현된다.In the inlet space (S1) and outlet space (S2) of the
As shown in FIG. 4, the
That is, the
In addition, the
Accordingly, a configuration is implemented in which the first guide channel C1 and the second guide channel C2 are each formed in a form whose width gradually decreases toward both ends in one direction of the
한편, 상기 가열 유로(110)에는 그 길이방향을 따라 복수의 유로 핀(300)이 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that a plurality of
물론, 상기 유로 핀(300)은 가열 유로(110)를 따라 전체 구간에 걸쳐서 형성될 수도 있고, 도시된 바와 같이, 입구 공간(S1)과 연통하며 상기 일방향과 직교하는 는 구간에만 형성될 수도 있다.Of course, the
상기 유로 핀(300)에 의해 히트 플레이트(200)로부터의 열이 유체를 향해 효과적으로 전달되어 신속한 가열이 가능하게 된다.Heat from the
또한, 상기 유로 핀(300)으로 인해 가열 유로(110) 내의 수압이 증가하면서 유속이 상대적으로 떨어지게 되어 유체가 가열 유로(110) 내에 머물게 되는 시간이 증가하면서 충분한 열전달이 가능하게 된다.In addition, as the water pressure within the
더욱이, 상기 복수 세트의 가열 유로(110)에 형성되는 유로 핀(300)의 갯수를 조절하여 각각 분기되어 유입되는 유체의 유량을 각각 차별적으로 보정하게 되면 상기 가열 유로(100)를 지나는 유량을 균일하게 유지할 수 있게 된다.Moreover, by adjusting the number of
즉, 상기 유로 핀(300)에 의해 각각의 가열 유로(110) 사이의 유량차가 없어지면서 유체의 열적인 불균일이 해소되고 온도 설정도 한층 용이하게 된다.That is, the flow rate difference between each
상기 복수의 유로 핀(300)의 구성은, 예컨대 평면도에서 바라볼 때, 상기 가열 유로(110)의 양측벽에서 각각 간격을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 제1 유로 핀(310)과, 상기 한 쌍의 제1 유로 핀(310)에 대하여 상기 길이방향을 따라 이웃하여 배치되며 상기 가열 유로(110)의 폭방향으로 상기 한 쌍의 제1 유로 핀(310) 사이에 배치되는 제2 유로 핀(320)이 상기 길이방향을 따라 교대로 배치되는 구성으로 이루어질 수 있다.The configuration of the plurality of
이러한 구성에 따라, 유체의 원활한 유동이 가능하면서도 전술한 유량 조절 효과를 발휘할 수 있게 된다.According to this configuration, smooth flow of fluid is possible and the above-mentioned flow rate control effect can be achieved.
도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 유로 케이스(100)의 다른 실시예로서, 평면도에서 바라볼 때, 상기 복수의 유로 핀(300)은, 상기 가열 유로(110)의 양측벽에 상기 길이방향을 따라 교대로 돌출되게 형성되는 제3 유로 핀(330)으로 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 7, in another embodiment of the
상기 유로 핀(300)은 상기 가열 유로(110)의 바닥이나 측면에 착탈 가능하게 결합되거나 일체로 형성될 수 있다.The
도면에서는 각각의 상기 가열 유로(110)가 사행(蛇行) 형상으로 되어 있으나 입구 공간(S1)으로부터 출구 공간(S2)까지 단순히 일자형이나 파형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 그러한 일자형 유로(110)가 상하 이웃하게 배치되어 복수 세트의 가열 유로(110)가 마련될 수 있다.In the drawing, each of the
본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The embodiments of the present invention are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible within the scope of the following claims.
100... 유로 케이스
110... 가열 유로
120... 유입포트
130... 유출포트
140... 도입 유로
141... 제1 통로
150... 배출 유로
151... 제2 통로
200... 히트 플레이트
300... 유로 핀(fin)
310... 제1 유로 핀
320... 제2 유로 핀
330... 제3 유로 핀
1000... 유체 가열용 히터 조립체
C1... 제1 가이드 채널
C2... 제2 가이드 채널
S1... 입구 공간
S2... 출구 공간100... Euro case
110... Heating flow path
120... inlet port
130... outlet port
140... introduced euros
141... 1st passage
150... Discharge Euro
151... Second passage
200...heat plate
300... euro fin
310... 1st euro pin
320... 2nd euro pin
330... 3rd euro pin
1000... Heater assembly for heating fluids
C1... 1st guide channel
C2... 2nd guide channel
S1... Entrance space
S2... exit space
Claims (8)
상기 유로 케이스의 개방된 일면을 덮으며 전열선이 설치되는 히트 플레이트;
를 포함하되,
상기 가열 유로는 일방향을 따라 복수 세트가 인접하게 배치되어 이웃하는 세트 사이에 각각 유로가 형성된 구성으로 이루어지며, 상기 일방향을 기준으로 일측에는 유체의 입구 공간이, 타측에는 유체의 출구 공간이 각각 형성되고,
상기 유입포트와 유출포트는 상기 가열 유로를 사이에 두고 양쪽에 각각 배치되며 상기 일방향을 향해 형성되고,
상기 유로 케이스에는, 상기 유입포트와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유입포트로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제1 통로가 상기 가열 유로의 입구 공간과 대향한 상태로 연통하는 도입 유로, 및 상기 유출포트와 연통하며 상기 일방향으로 연장되고 상기 유출포트로부터 멀리 떨어진 단부의 일측에 형성된 제2 통로가 상기 가열 유로의 출구 공간과 대향한 상태로 연통하는 배출 유로가 형성되고,
상기 제1 통로와 제2 통로는 상기 일방향을 따라 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로의 중간 지점에 형성되고,
상기 가열 유로의 입구 공간과 출구 공간에는 상기 복수 세트로 배열되는 가열 유로의 일방향 양단을 향해 점차 폭이 줄어드는 형태로 이루어지는 제1 가이드 채널과 제2 가이드 채널이 각각 형성되되,
상기 일방향으로 연장되는 도입 유로, 제1 통로 및 상기 제1 가이드 채널을 형성하기 위해 상기 도입 유로와 상기 제1 가이드 채널 사이에는 상기 유로 케이스 내부의 일측 내면으로부터 상기 일방향으로 연장되는 제1 분리벽이 형성되고, 상기 일방향으로 연장되는 배출 유로, 제2 통로 및 상기 제2 가이드 채널을 형성하기 위해 상기 배출 유로와 상기 제2 가이드 채널 사이에는 상기 유로 케이스 내부의 일측 내면으로부터 상기 일방향으로 연장되는 제2 분리벽이 형성되며,
상기 제1 통로는 상기 제1 분리벽의 일방향 단부와 상기 유로 케이스 내부의 타측 내면 사이에 형성되고, 상기 제2 통로는 제2 분리벽의 일방향 단부와 상기 유로 케이스 내부의 타측 내면 사이에 형성되며,
상기 가열 유로에 대면하며 상기 제1 통로를 사이에 두고 각각 배치되는 상기 제1 분리벽과 유로 케이스 내부의 내면에는 상기 일방향에 대하여 경사지게 형성된 제1 경사면이 각각 형성되고, 상기 가열 유로에 대면하며 상기 제2 통로를 사이에 두고 각각 배치되는 상기 제2 분리벽과 유로 케이스 내부의 내면에는 상기 일방향에 대하여 경사지게 형성된 제2 경사면이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 가열용 히터 조립체.A flow path case in which a heating flow path is formed inside and an inlet port and an outlet port connecting the heating flow path and the outside are formed on one side, and one side opposite to the heating flow path is open; and
a heat plate covering an open surface of the flow path case and on which a heating wire is installed;
Including,
The heating flow path is composed of a plurality of sets arranged adjacently in one direction with a flow path formed between the adjacent sets, and an inlet space for fluid is formed on one side and an outlet space for fluid is formed on the other side based on the one direction. become,
The inlet port and the outlet port are respectively disposed on both sides of the heating passage and are formed toward the one direction,
In the flow path case, an inlet flow path in communication with the inlet port, extending in the one direction and formed on one side of an end far away from the inlet port communicates with the inlet space of the heating flow path, and the outlet. A discharge passage is formed in communication with the port, extending in the one direction, and a second passage formed on one side of an end distant from the discharge port communicates with the outlet space of the heating passage,
The first passage and the second passage are formed at midpoints of the plurality of heating passages arranged in the one direction,
A first guide channel and a second guide channel are formed in the inlet and outlet spaces of the heating passage, respectively, with the width gradually decreasing toward both ends in one direction of the plurality of sets of heating passages,
To form the introduction flow path, the first passage, and the first guide channel extending in one direction, a first separation wall extending in the one direction from an inner surface of one side of the inside of the flow path case is provided between the introduction flow path and the first guide channel. is formed, and to form the discharge passage extending in one direction, the second passage, and the second guide channel, a second passage extending in the one direction from one inner surface of the inside of the passage case is provided between the discharge passage and the second guide channel. A dividing wall is formed,
The first passage is formed between one-directional end of the first dividing wall and the other inner surface inside the flow path case, and the second passage is formed between one-directional end of the second dividing wall and the other inner surface inside the flow path case, ,
A first inclined surface inclined with respect to the one direction is formed on an inner surface of the first dividing wall and the flow path case, respectively facing the heating flow path and disposed with the first passage in between, and facing the heating flow path and forming the inner surface of the flow path case. A heater assembly for heating a fluid, wherein a second inclined surface inclined with respect to the one direction is formed on an inner surface of the second dividing wall and the flow path case, respectively disposed across the second passage.
상기 가열 유로에는 그 길이방향을 따라 복수의 유로 핀이 이격되게 배치되되, 평면도에서 바라볼 때, 상기 복수의 유로 핀은, 상기 가열 유로의 양측벽에서 각각 간격을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 제1 유로 핀과, 상기 한 쌍의 제1 유로 핀에 대하여 상기 길이방향을 따라 이웃하여 배치되며 상기 가열 유로의 폭방향으로 상기 한 쌍의 제1 유로 핀 사이에 배치되는 제2 유로 핀이 상기 길이방향을 따라 교대로 배치되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열용 히터 조립체.According to paragraph 1,
A plurality of flow path fins are arranged to be spaced apart along the longitudinal direction of the heating flow path. When viewed from a plan view, the plurality of flow path fins are a pair of flow path fins arranged opposite each other at intervals on both walls of the heating flow path. A first flow path fin and a second flow path fin disposed adjacent to the pair of first flow path fins along the longitudinal direction and disposed between the pair of first flow path fins in the width direction of the heating flow path are A heater assembly for heating a fluid, characterized in that it is arranged alternately along the longitudinal direction.
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