KR200349121Y1 - Heater device having heating element of the cooling water - Google Patents
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Abstract
본 고안은 냉각수 가열 방식의 히터장치에 관한 것이다. 특히 더욱 상세하게는 종래의 경우 발열체부와 케이스 간의 방수를 고무재질의 링에 의해서 함으로써, 경시변화, 사용조건변화에 따라 엔진의 냉각수가 순환시 수압에 의한 냉각수의 누설과, 발열체의 열량을 냉각수에 전달시 열전달의 효율이 저하되는 문제가 있으나, 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위한 금속적인 접합방법인 브레이징 방식을 채택하므로 냉각수의 누설 문제를 완전히 제거하고, 케이스와 일체형의 금속적인 결합에 의한 접합으로 발열체의 열전달 경로를 추가 확보함으로써, PTC 발열체로부터 발생한 발열체의 발열 열량을 빠른 시간 내에 냉각수에 전달하므로 열전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 제품의 가공조립이 용이하여 제조원가의 절감되는 냉각수 가열 방식의 히터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heater device of the cooling water heating method. More specifically, in the conventional case, the waterproofing between the heating element and the case is made of a rubber ring, so that the coolant of the engine is leaked due to the hydraulic pressure when the engine coolant is circulated according to changes over time and use conditions. Although there is a problem that the efficiency of heat transfer decreases during the transfer, the brazing method, which is a metallic bonding method for structurally integrating the heating element and the case, is used to completely eliminate the problem of leakage of cooling water and to combine the case and the integral metal. By additionally securing the heat transfer path of the heating element by the bonding by means of the heat transfer heat generated from the heating element generated from the PTC heating element to the cooling water within a short time to improve the heat transfer efficiency, and easy to process and assemble the product, the cooling water heating to reduce the manufacturing cost It relates to a heater device of the type.
상기 본 고안은 외부에 대해 밀폐되며 유체가 흘러들어오는 유입관과, 유체가 흘러나가는 유출관이 포함되어 있는 몸체 케이스와; 상기 몸체 케이스 내에 위치하며, 그 외측면이 몸체내의 유체에 접하는 발열체부를 포함하는 발열체 케이스와; 상기 발열체부의 내부에 발열체를 장착할 수 있도록 상기 발열체부에는 발열체 케이스의 외부로 개방된 장착홈이 형성되고, 상기 발열체부의 외측면에는 다수의 방열핀이 형성되며, 상기 장착홈 내에 삽입되며 외부의 양극전원에 연결되는 전극판과, 상기 전극판의 적어도 한쪽면에 접속하여 전극판과 장착홈 내측면을 전기적으로 접속하여 외부로부터 전기를 공급받아 발열체부 표면이 가열됨으로써, 유체와의 열 교환을 발생시키는 하나 이상의 발열체부와; 상기 발열체부와 발열체 케이스 사이에 삽입 장착되고 금속적인 접합인 브레이징되어 구조적으로 일체화됨으로 열전달 경로의 보강과 냉각수의 누설을 완전히 제거할 수 있는 금속의 방수용 링 또는 가스킷 ; 을 포함함을 특징으로 한다.The present invention is sealed to the outside and the body case includes an inlet pipe through which the fluid flows, and an outlet pipe through which the fluid flows; A heating element case located in the body case and including a heating element portion whose outer surface is in contact with a fluid in the body; A mounting groove opened to the outside of the heating element case is formed in the heating element portion so that the heating element can be mounted inside the heating element portion, and a plurality of heat dissipation fins are formed on the outer surface of the heating element portion, and inserted into the mounting groove and the external anode An electrode plate connected to a power source and at least one side of the electrode plate are electrically connected to the electrode plate and the inner surface of the mounting groove to receive electricity from the outside to heat the surface of the heating element, thereby generating heat exchange with the fluid. At least one heating element portion; A metal waterproof ring or gasket inserted between the heat generating unit and the heat generating case and brazed to be a metallic joint to be structurally integrated to completely reinforce a heat transfer path and completely remove leakage of cooling water; Characterized in that it comprises a.
또한 상기 본 고안의 상기 발열체부를 구성하는 전기발열소자는 전극판의 양쪽면에 구비되고, 상기 발열체부는 하나 이상의 PTC 소자 또는 금속박막발열체를 포함하며, 상기 전기발열소자와 전극판을 지지한 상태로 장착홈 내에 장착 고정되는 절연프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electric heating element constituting the heating element of the present invention is provided on both sides of the electrode plate, the heating element includes at least one PTC element or a metal thin film heating element, in the state supporting the electric heating element and the electrode plate It characterized in that it further comprises an insulating frame fixed to be mounted in the mounting groove.
또한 상기 본 고안의 상기 장착홈 내에 삽입되며 외부의 양극전원에 연결되는 전극판을 기계적으로 견고히 하고 전기적 접촉을 보강하기 위해 상기 전극판 상단인 연장부에 또 하나의 전극판이 더 중첩되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode plate is inserted into the mounting groove of the present invention is characterized in that another electrode plate is further overlapped to the extension of the upper end of the electrode plate to mechanically strengthen the electrode plate connected to the external positive power source and reinforce electrical contact do.
또한 상기 본 고안의 상기 몸체의 외측면에는 음극단자선을 연결할 수 있는 고정구가 더 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the outer surface of the body of the present invention is characterized in that the fixture is further formed to connect the negative terminal wire.
또한 상기 본 고안의 상기 몸체와 발열체 사이의 방수를 금속링 또는 가스 킷 사용하여 완전한 방수를 할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the waterproof between the body and the heating element of the present invention is characterized in that the complete waterproof by using a metal ring or a gas kit.
따라서 상기와 같은 냉각수 가열 방식의 히터장치는 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위한 금속적인 접합방법인 브레이징 방식을 채택함으로써, 냉각수의 누설 문제를 완전히 제거할 수 있고, 케이스와 일체형의 금속적인 결합에 의한 접합으로 발열체의 열전달 경로를 추가 확보함으로써, PTC 발열체로부터 발생한 발열체의 발열 열량을 빠른 시간 내에 냉각수에 전달하므로 열전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 제품의 가공조립이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있다. 또한 요구되는 열량과 계산된 전기 용량에 의하여 선정되어진 발열체부내부의 전기발열소자가 스프링 전극판과 상기 스프링 전극판 상단인 연장부에 또 하나의 전극판을 중첩시켜 직렬과 병렬로 설치되어 있고 인가전압으로부터 발열량을 얻을 수 있으므로 110V나 220V와 같은 고전압에서는 물론 차량의 구동 전압과 같은 저 전압에서도 요구되는 열량을 충분히 얻을 수 있다.Therefore, the heater device of the cooling water heating method as described above adopts a brazing method, which is a metallic bonding method for structurally integrating the heating element portion and the case, thereby completely eliminating the leaking problem of the cooling water, and forming a metallic body integral with the case. By additionally securing the heat transfer path of the heating element by bonding, the heat generation efficiency of the heating element generated from the PTC heating element can be transferred to the cooling water within a short time, thereby improving the heat transfer efficiency and reducing the manufacturing cost by facilitating the assembly of the product. have. In addition, the electric heating element inside the heating element selected by the required amount of heat and the calculated electric capacity is installed in series and in parallel by superimposing another electrode plate on the spring electrode plate and the extension part of the spring electrode plate. Since the calorific value can be obtained from the voltage, the required calorific value can be sufficiently obtained at a high voltage such as 110V or 220V as well as at a low voltage such as a driving voltage of a vehicle.
Description
본 고안은 냉각수 가열 방식의 히터장치에 관한 것이다. 특히 더욱 상세하게는 종래의 경우 발열체부와 케이스 간의 방수를 고무재질의 링에 의해서 함으로써, 경시변화, 사용조건변화에 따라 엔진의 냉각수가 순환시 수압에 의한 냉각수의 누설과, 발열체의 열량을 냉각수에 전달시 열전달의 효율이 저하되는 문제가 있으나, 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위한 금속적인 접합방법인 브레이징 방식을 채택하므로 냉각수의 누설 문제를 완전히 제거하고, 케이스와 일체형의 금속적인 결합에 의한 접합으로 발열체의 열전달 경로를 추가 확보함으로써, PTC 발열체로부터 발생한 발열체의 발열 열량을 빠른 시간 내에 냉각수에 전달하므로 열전달 효율을 향상 시킬 수 있으며, 제품의 가공조립이 용이하여 제조원가의 절감되는 냉각수 가열 방식의 히터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heater device of the cooling water heating method. More specifically, in the conventional case, the waterproofing between the heating element and the case is made of a rubber ring, so that the coolant of the engine is leaked due to the hydraulic pressure when the engine coolant is circulated according to changes over time and use conditions. Although there is a problem that the efficiency of heat transfer decreases during the transfer, the brazing method, which is a metallic bonding method for structurally integrating the heating element and the case, is used to completely eliminate the problem of leakage of cooling water and to combine the case and the integral metal. By additionally securing the heat transfer path of the heating element by joining, the heat generation efficiency of the heating element generated from the PTC heating element is transferred to the cooling water within a short time, thereby improving heat transfer efficiency, and assembling and processing of the product facilitates cooling water heating, which reduces manufacturing costs. It relates to a heater device of the type.
일반적으로 가열원으로 사용되는 전기발열소자에는 정온도계수써미스터(PTC : positive temperature coefficient thermistor)와 부온도계수써미스터(NTC: negative temperature coefficient thermistor)가 있다. 상기 소자들에 전기를 가하면 주울열에 의해 열이 발생되므로, 니크롬선을 대체할 수 있는 안전한 발열체이다.In general, an electric heating element used as a heating source includes a positive temperature coefficient thermistor (PTC) and a negative temperature coefficient thermistor (NTC). When electricity is applied to the devices, heat is generated by Joule heat, so it is a safe heating element that can replace nichrome wire.
상기 정온도계수써미스터는 극히 단시간 동안 일정한 전원에 의해 과도전류가 흐르면 전기저항이 자체적으로 커지므로 전류를 차단할 수 있는 물성을 가지는 소자로서, 텔레비전의 섀도마스크(shadow mask)의 소자(消磁) 용도나, 에어컨의 모터를 기동시키는 용도와 헤어드라이어 및 의류건조기 등에 사용된다.The constant temperature coefficient thermistor is a device having a physical property that can block current because the electric resistance increases by itself when a transient current flows by a constant power supply for a very short time, and is used for a device of a shadow mask of a television. It is used to start motor of air conditioner, hair dryer and clothes dryer.
상기 부온도계수써미스터는 일정한 전원하에서 주울열로 인하여 열이 발생되고, 자체 저항이 작아지면서 많은 전류가 흐르게 되는 소자로서, 자동차 연료 탱크내의 연료 잔량 센서로 사용된다. 상기 연료 잔량 센서는 연료가 있을 때에는 연료내에 침적된 상태로 주울열에 의한 가열보다는 냉각이 되기 때문에 연료 경고등 회로가 작동되지 않는 상태로 있지만, 연료가 줄어들어 연료내에 침적되지 않은 상태로 되면 주울열에 의해 급격히 가열되면서 회로내 저항이 작아지고 연료 경고등이 작동되어 불이 켜지게 된다.The negative temperature coefficient thermistor is a device in which heat is generated due to Joule heat under a constant power supply, and a large amount of current flows as its resistance decreases. The negative temperature coefficient thermistor is used as a fuel residual sensor in an automobile fuel tank. The fuel level sensor is in a state of being deposited in the fuel when the fuel is present, but is cooled rather than heating by Joule heat, but the fuel warning light circuit is not operated, but when the fuel is reduced and is not deposited in the fuel, it is suddenly caused by Joule heat. As it heats up, the resistance in the circuit decreases and the fuel warning light is activated to light.
한편 종래의 경우 엔진 냉각수가 가열되면 냉각수 순환로에 설치된 히터코어에 송풍기에 의한 바람의 통과로 난방에 필요한 열을 얻는 구조에 전기적 발열체를 부가하여 겨울철과 같은 저온에서 시동시 엔진이 가열되기 전에 차량 실내에난방을 할 수 있도록 전기적 발열체를 작동시키어 엔진 냉각수의 가열되기 전에 난방이 실시되게 하는 차량 난방 장치의 발열체부와 케이스 간의 방수를 도 1에 도시한 바와 같이, 고무재질의 링(1, 2)에 의해서 함으로써, 경시변화, 사용조건변화에 따라 상기 고무재질의 링이 열경화 또는 산화됨으로 엔진의 냉각수가 순환시 수압에 의해 발열체와 냉각수간의 누수 가 발생되고 이로 인하여 치명적 불량이 발생될 수 있고, 또한 상기 발열체부와 케이스간의 냉각수의 누수문제는 엔진의 냉각수 부족을 초래하여 결국 엔진의 수명을 단축시키는 문제를 갖고 있으며, 발열체의 열량을 냉각수에 전달시에도 열전달의 효율이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, in the conventional case, when the engine coolant is heated, an electric heating element is added to the heater core installed in the cooling water circulation path to obtain the heat necessary for heating by passing the wind by the blower, so that the engine is heated before starting the engine at a low temperature such as in winter. As shown in FIG. 1, the rubber rings 1 and 2 provide waterproofing between the heating element portion and the case of the vehicle heating apparatus which operates the electrical heating element to enable the heating and heating before the engine coolant is heated. By doing so, the rubber ring is thermally cured or oxidized according to changes over time and use conditions, so that water leakage between the heating element and the cooling water may occur due to hydraulic pressure when the cooling water of the engine is circulated, thereby causing a fatal defect. In addition, the problem of leakage of the coolant between the heating element and the case causes the lack of coolant of the engine. And has a problem of shortening the life of the engine, there is a problem in that the heat transfer even when the amount of heat transfer of the heat generating element to the cooling water efficiency.
본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위한 금속적인 접합방법인 브레이징 방식을 채택함으로써, 냉각수의 누설 문제를 완전히 제거할 수 있는 냉각수 가열 방식의 히터장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by adopting a brazing method which is a metallic bonding method for structurally unifying the heating element and the case, the cooling water heating method that can completely eliminate the leakage of cooling water The object is to provide a heater device.
본 고안의 다른 목적은 케이스와 일체형의 금속적인 결합에 의한 접합으로 발열체의 열전달 경로를 추가 확보함으로써, PTC 발열체로부터 발생한 발열체의 발열 열량을 빠른 시간 내에 냉각수에 전달하므로 열전달 효율을 향상 시킬 수 있고, 제품의 가공조립이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 냉각수 가열 방식의 히터장치를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to secure the heat transfer path of the heating element by the junction by the metallic coupling of the case and integrally, it is possible to improve the heat transfer efficiency because it transfers the heat generated by the heating element generated from the PTC heating element to the cooling water in a short time, It is an object of the present invention to provide a heater device of a cooling water heating method that can easily manufacture and assemble a product, thereby reducing manufacturing costs.
본 고안의 또 다른 목적은 요구되는 열량과 계산된 전기 용량에 의하여 선정되어진 발열체부내부의 전기발열소자가 스프링 전극판과 상기 스프링 전극판 상단인 연장부에 또 하나의 전극판을 중첩시켜 직렬과 병렬로 설치되어 있고 인가전압으로부터 발열량을 얻을 수 있으므로 110V나 220V와 같은 상용전원(고전압)에서는 물론 차량의 구동 전압과 같은 저 전압에서도 요구되는 열량을 충분히 얻을 수 있는 냉각수 가열 방식의 히터장치를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is that the electric heating element inside the heating element selected by the required amount of heat and the calculated electric capacity superimposed a spring electrode plate and another electrode plate in the extension portion of the top of the spring electrode plate in series and Since it is installed in parallel and heat can be obtained from the applied voltage, it provides a coolant heating heater device that can sufficiently obtain the required amount of heat from a commercial power supply (high voltage) such as 110V or 220V as well as a low voltage such as a vehicle driving voltage. Has its purpose.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 히터장치의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a heater device according to a conventional embodiment.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 히터장치의 분해 사시도.2 is an exploded perspective view of a heater device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위해 브레이징한 부분을 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a portion brazed to structurally integrate between the heating element and the case according to another embodiment of the present invention.
도 4는 도2에 나타나있는 전기발열소자의 발열체케이스와 발열체부의 내부 구조를 설명하기 위한 전단면도.Figure 4 is a front sectional view for explaining the internal structure of the heating element case and the heating element portion of the electric heating element shown in FIG.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 전기발열소자를 갖는 발열체 히터의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the heating element heater having an electric heating element according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 히터장치 12 : 몸체케이스10: heater device 12: body case
14 : 유입관 16 : 유출관14: inlet pipe 16: outlet pipe
18 : 몸체 19 : 발열체케이스18: body 19: heating element case
20 : 장착홈 21 : 방수용 링20: mounting groove 21: waterproof ring
22 : 단자 지지부 24, 25 : 전기 발열소자22: terminal support 24, 25: electric heating element
28 : 절연프레임 30 : 음극단자 고정구멍28: insulating frame 30: cathode terminal fixing hole
32 : 수용공간 34 : 지지부32: receiving space 34: support
36 : 양극단자 고정구멍 38, 39 : 전극판36: anode terminal fixing holes 38, 39: electrode plate
40 : 관통구멍 42 : 지지턱40: through hole 42: support jaw
44 : 걸림턱 46 : 방열핀(fin)44: locking jaw 46: heat radiation fin (fin)
48 : 볼트구멍 50 : 발열체부48: bolt hole 50: heating element
51 : 브레이징 52 : 수용부51: brazing 52: receiving portion
54 : 내부공간54: interior space
상기 목적을 달성하기 위하여 상기 본 고안은 외부에 대해 밀폐되며 유체가 흘러들어오는 유입관과, 유체가 흘러나가는 유출관이 포함되어 있는 몸체 케이스와; 상기 몸체 케이스 내에 위치하며, 그 외측면이 몸체내의 유체에 접하는 발열체부를 포함하는 발열체 케이스와; 상기 발열체부의 내부에 발열체를 장착할 수 있도록 상기 발열체부에는 발열체 케이스의 외부로 개방된 장착홈이 형성되고, 상기 발열체부의 외측면에는 다수의 방열핀이 형성되며, 상기 장착홈 내에 삽입되며 외부의 양극전원에 연결되는 전극판과, 상기 전극판의 적어도 한쪽면에 접속하여 전극판과 장착홈 내측면을 전기적으로 접속하여 외부로부터 전기를 공급받아 발열체부 표면이 가열됨으로써, 유체와의 열 교환을 발생시키는 하나 이상의 발열체부와; 상기 발열체부와 발열체 케이스 사이에 삽입 장착되고 금속적인 접합인 브레이징되어 구조적으로 일체화됨으로 냉각수의 누설을 완전히 제거할 수 있는 금속의 방수용링 또는 기스킷; 을 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a body case including an inlet pipe through which the fluid flows and an outlet pipe through which the fluid flows; A heating element case located in the body case and including a heating element portion whose outer surface is in contact with a fluid in the body; A mounting groove opened to the outside of the heating element case is formed in the heating element portion so that the heating element can be mounted inside the heating element portion, and a plurality of heat dissipation fins are formed on the outer surface of the heating element portion, and inserted into the mounting groove and the external anode An electrode plate connected to a power source and at least one side of the electrode plate are electrically connected to the electrode plate and the inner surface of the mounting groove to receive electricity from the outside to heat the surface of the heating element, thereby generating heat exchange with the fluid. At least one heating element portion; A metal waterproof ring or gasket inserted between the heat generating unit and the heat generating case, and brazed in a metal structure to be structurally integrated to completely remove leakage of cooling water; Characterized in that it comprises a.
또한 상기 본 고안의 상기 발열체부를 구성하는 전기발열소자는 전극판의 양쪽면에 구비되고, 상기 발열체부는 하나 이상의 PTC 소자 또는 금속박막발열체를 포함하며, 상기 전기발열소자와 전극판을 지지한 상태로 장착홈 내에 장착 고정되는 절연프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electric heating element constituting the heating element of the present invention is provided on both sides of the electrode plate, the heating element includes at least one PTC element or a metal thin film heating element, in the state supporting the electric heating element and the electrode plate It characterized in that it further comprises an insulating frame fixed to be mounted in the mounting groove.
또한 상기 본 고안의 상기 장착홈 내에 삽입되며 외부의 양극전원에 연결되는 전극판을 기계적으로 견고히 하고 전기적 접촉을 보강하기 위해 상기 전극판 상단인 연장부에 또 하나의 전극판이 더 중첩되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode plate is inserted into the mounting groove of the present invention is characterized in that another electrode plate is further overlapped to the extension of the upper end of the electrode plate to mechanically strengthen the electrode plate connected to the external positive power source and reinforce electrical contact do.
또한 상기 본 고안의 상기 몸체의 외측면에는 음극단자선을 연결할 수 있는 고정구가 더 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the outer surface of the body of the present invention is characterized in that the fixture is further formed to connect the negative terminal wire.
또한 상기 본 고안의 상기 몸체와 발열체 사이의 방수를 금속링 또는 가스 킷 사용하여 완전한 방수를 할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the waterproof between the body and the heating element of the present invention is characterized in that the complete waterproof by using a metal ring or a gas kit.
이하, 본 고안에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 히터장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위해 브레이징한 부분을 나타낸 사시도이며, 도 4는 도2에 나타나있는 전기발열소자의 발열체케이스와 발열체부의 내부 구조를 설명하기 위한 전단면도이다. 또한 도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 전기발열소자를 갖는 발열체 히터의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.2 is an exploded perspective view of a heater device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view showing a portion brazed to structurally integrate the heating element and the case according to another embodiment of the present invention, 4 is a front sectional view for explaining the internal structure of the heating element case and the heating element portion of the electric heating element shown in FIG. In addition, Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the heating element heater having an electric heating element according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 히터장치의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a heater device according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 히터장치(10)는 일측으로 개방된 사각의 장착홈(20)을 갖는 몸체케이스(12)와, 상기 몸체케이스(12)와 발열체케이스(19) 사이에 장착되어 열전달 경로의 보강과 냉각수 누설을 완전 제거하는 방수용링(21)과, 상기 장착홈(20)의 내부에 설치되며 외부의 직류전기를 공급받아 열을 방출함으로써 발열체부(50)를 가열하는 세 개의 방열부(22)를 포함하여 구성된다.As shown, the heater device 10 according to the present embodiment has a body case 12 having a rectangular mounting groove 20 open to one side, and between the body case 12 and the heating element case 19 It is mounted to the waterproof ring 21 for completely reinforcing the heat transfer path and the cooling water leakage, and is installed in the mounting groove 20 to heat the heating element part 50 by dissipating heat by receiving an external DC electricity It comprises three heat dissipation units 22.
상기 몸체케이스(12)와 발열체부(50)는 다이캐스팅이나 주조 등의 방법으로 제작되어 하나의 몸체를 이루며 그 내부에 도 4에 도시한 바와 같은 내부공간을 가진다. 상기 내부공간은 유체가 통과하는 통로이다. 상기 몸체케이스(12)는 알루미늄이나 주철의 재질을 갖는다.The body case 12 and the heating element 50 is produced by a method such as die casting or casting to form a single body and has an inner space as shown in FIG. The inner space is a passage through which the fluid passes. The body case 12 has a material of aluminum or cast iron.
상기 몸체케이스(12)의 양측부에는 가열할 유체를 몸체(18) 내부로 받아들이는 유입관(14)과 몸체(18)를 통과한 유체를 외부로 배출하는 유출관(16)이 형성되어 있다. 상기 유입관(14) 및 유출관(16)은 상호 동일한 내경을 갖는 파이프로서, 상호 동축상에 위치하여 유입관(14)으로부터 유출관(16)으로 이어지는 유체의 스트림라인이 직선을 유지하도록 하여 유동저항을 최소화되게 한다.Both sides of the body case 12 is formed with an inlet tube 14 for receiving the fluid to be heated into the body 18 and an outlet tube 16 for discharging the fluid passing through the body 18 to the outside. . The inlet pipe 14 and the outlet pipe 16 are pipes having the same inner diameter, which are coaxial to each other so that the stream line of the fluid from the inlet pipe 14 to the outlet pipe 16 is kept straight. Minimize flow resistance.
아울러 상기 몸체케이스(12)의 상측부에는 음극단자 고정구멍(30)이 형성되어 있다. 상기 음극단자 고정구멍(30)은 몸체케이스(12)를 자동차의 차체 내에 고정시키는 볼트(미도시)가 통과하는 구멍으로서, 상기 몸체케이스(12)를 자동차 차체에 접속시킴으로 몸체케이스(12)는 자동차 차체와 마찬가지로 음극의 전기를 띄게 된다.In addition, the cathode terminal fixing hole 30 is formed in the upper portion of the body case 12. The cathode terminal fixing hole 30 is a hole through which a bolt (not shown) for fixing the body case 12 into the vehicle body passes. The body case 12 is connected to the vehicle body by connecting the body case 12 to the vehicle body. Like the car body, the cathode is powered by electricity.
또한 상기 금속 방수용 링 또는 가스 킷(21)은 상기 몸체케이스(12)와 발열체케이스(19) 사이에 장착되어 열전달 경로의 보강과 냉각수 누설을 완전 제거한다.In addition, the metal waterproof ring or gas kit 21 is mounted between the body case 12 and the heating element case 19 to completely reinforce the heat transfer path and completely remove the coolant leakage.
한편, 상기 사각의 장착홈(20)은 도 4에 도시한 바와 같이 몸체(18)의 내부공간으로 진입된 발열체부(도 4의 50) 내에 형성된 공간으로 일정깊이와 폭 및 깊이를 갖는다. 상기 발열체부(50)에 대한 설명은 후술된다.On the other hand, the rectangular mounting groove 20 is a space formed in the heating element (50 of FIG. 4) entered into the internal space of the body 18, as shown in Figure 4 has a predetermined depth, width and depth. Description of the heat generating unit 50 will be described later.
본 실시예에서 상기 장착홈(20)내에는 세 개의 방열부(22)가 구비된다. 상기 각 방열부는 동일한 구성 및 기능을 하는 것으로 외부의 직류전원과 접속되어 양극의 전기를 전달받는다.In the present embodiment, the heat dissipation part 22 is provided in the mounting groove 20. Each of the heat radiating parts has the same configuration and function, and is connected to an external DC power source to receive electricity from the positive electrode.
상기 방열부(22)는, 절연프레임(28)과 상기 절연프레임(28)에 끼워져 지지되는 하나의 전극판(38)과 상기 전극판(38)의 상단인 연장부(38a)에 양극(고압)단자용 전극판(39)이 중첩되며, 상기 전극판(38, 39)의 상하부에 위치하며 전극판(38, 39)에 전기적으로 접속되는 두 개의 전기발열소자(24, 25)로 구성된다.The heat dissipation part 22 is connected to the insulating frame 28 and the insulating frame 28, and has a positive electrode (high voltage) at one electrode plate 38 and an extension part 38a which is an upper end of the electrode plate 38. The electrode plate 39 for terminals overlaps with each other, and is composed of two electric heating elements 24 and 25 positioned at upper and lower portions of the electrode plates 38 and 39 and electrically connected to the electrode plates 38 and 39. .
상기 절연프레임(28)은 일측이 개방된 사각의 수용공간(32)을 갖는 수용부(52)와 상기 수용부(52)에 일체로 형성되며 후술하는 전극판(38)의 연장부(38a)를 지지하는 지지부(34)로 이루어진 절연성 부재이다. 상기 수용공간(32)은 상기 장착홈(20)의 내부에 삽입 고정되는 부위로서 그 내부에 상기 전극판(38, 39)의 전기 발열소자 접속부(38b)가 끼워진다.The insulating frame 28 is formed integrally with the accommodating part 52 and the accommodating part 52 having a rectangular accommodating space 32 having one side open, and an extension part 38a of the electrode plate 38 to be described later. It is an insulating member consisting of a support portion 34 for supporting the. The accommodating space 32 is a portion to be inserted into and fixed in the mounting groove 20, and the electric heating element connecting portion 38b of the electrode plates 38 and 39 is fitted therein.
아울러 상기 수용부(52)와 지지부(34)가 만나는 부위의 수용공간(32) 내측면에는 지지턱(42)이 형성되어 있다. 상기 지지턱(42)은 전극판(38)의 걸림턱(44)이 걸리는 돌기로서 전극판(38)이 수용공간(32)의 내부에 삽입된 상태로 길이방향으로 빠지지 않도록 한다. 또한 상기 지지부(34)에는 외부의 양극전원에 연결되는 구멍인 양극단자 고정구멍(36)이 형성되어 있다.In addition, the support jaw 42 is formed on the inner surface of the receiving space 32 of the portion where the receiving portion 52 and the support portion 34 meet. The support jaw 42 is a projection on which the catching jaw 44 of the electrode plate 38 is caught so that the electrode plate 38 is not inserted into the receiving space 32 in the longitudinal direction. In addition, the support part 34 has a positive electrode terminal fixing hole 36, which is a hole connected to an external positive power source.
상기 전극판(38)은 전기 발열소자 접속부(38b)와 연장부(38a)로 구성되는 띠형태의 전극부재로서 탄성변형 가능하다. 상기 전극판(38)의 상단인 연장부(38a)에 고압단자용 전극판(39)이 중첩되어 있다. 상기 전기 발열소자 접속부(38b)는 상기 수용공간(32)의 내부에 끼워지는 부위로서 그 중앙부가 절곡되어 두 겹으로 이루어지며 전기 발열소자(24, 25)와의 탄성적 접속을 위하여 상하로 만곡되어 있으며, 상기 만곡패턴은 실시예에 따라 얼마든지 달라질 수 있음은 물론이다.The electrode plate 38 is elastically deformable as a strip-shaped electrode member composed of an electric heating element connecting portion 38b and an extension portion 38a. The high voltage terminal electrode plate 39 is superimposed on the extension part 38a which is the upper end of the electrode plate 38. The electric heating element connecting portion 38b is a portion that is fitted inside the receiving space 32 and is bent at the center thereof in two layers, and is bent up and down for elastic connection with the electric heating elements 24 and 25. The curvature pattern may vary depending on the embodiment.
아울러 상기와 같이 전극판(38)의 중앙을 접어 두 겹으로 제작한 것은 전극판(38)이 마치 판스프링과 같은 탄성복원력을 가지도록 한 것으로서, 전극판이 전기발열소자에 탄성 지지력을 제공할 수 있는 한 두 겹 이상으로 제작할 수 도 있고 한 겹으로 제작할 수 도 있다.In addition, as described above, the center of the electrode plate 38 is folded in two layers so that the electrode plate 38 has elastic restoring force as if it is a leaf spring, and the electrode plate can provide elastic support to the electric heating element. You can make it in two or more layers as long as you have one.
상기 연장부(38a)는 일정폭을 가지며 상기 지지부(34)의 상부로 연장된 부위로서 관통구멍(40)을 갖는다. 상기 관통구멍(40)은 지지부(34)의 양극단자 고정구멍(36)에 포개어진 상태로 외부의 직류전원에 연결된다.The extension portion 38a has a predetermined width and has a through hole 40 as a portion extending upward of the support portion 34. The through hole 40 is connected to an external DC power supply in a state of being superposed on the anode terminal fixing hole 36 of the support part 34.
상기 전극판(38)의 양측면에 위치하는 전기발열소자(24, 25)는 사각판의 형태를 가지며 각각 상기 전기발열소자 접속부(38b) 및 장착홈(20)의 내벽면에 접속한다. 상기 전기 발열소자(24, 25)는 상술한 성질을 갖는 공지의 소재로서 상기 전극판(38, 39)으로부터 직류전기를 공급받아 발열하고 발열체부(도 4의 50)를 가열한다.The electric heating elements 24 and 25 located on both side surfaces of the electrode plate 38 have a rectangular plate shape and are connected to the inner wall surfaces of the electric heating element connecting portion 38b and the mounting groove 20, respectively. The electric heating elements 24 and 25 are known materials having the above-mentioned properties, and are supplied with direct current electricity from the electrode plates 38 and 39 to generate heat to heat the heating element part (50 in FIG. 4).
본 실시예에서 상기 전기 발열소자(24, 25)가 사각판의 형태를 취하고 있지만 실시예에 따라 전기 발열소자의 형태는 얼마든지 변경 가능함은 물론이다. 예컨대 원형이나 타원형 또는 기타 다각형이나 띠 형 등으로 제작하여 사용할 수 있는것이다.Although the electric heating elements 24 and 25 are in the form of a square plate in this embodiment, the shape of the electric heating elements can be changed as many as possible according to the embodiment. For example, it can be used in the form of a circle or oval or other polygons or bands.
상기 전극판(38, 39)으로부터 전기발열소자(24, 25)에 전달된 전기는 전기 발열소자(24, 25)를 거쳐 발열체부(50)로 전달됨은 물론이다.Electricity transmitted from the electrode plates 38 and 39 to the electric heating elements 24 and 25 is transferred to the heating element unit 50 through the electric heating elements 24 and 25.
결국 상기 히터(10)는 전극판(38, 39)을 양극으로 하고 발열체부(50)를 음극으로 하는 직류부하로서 인가된 직류전기에 의해 발열하여 통과하는 유체를 가열한다.As a result, the heater 10 heats the fluid passing through the heat generated by the direct current applied as a direct current load using the electrode plates 38 and 39 as the anode and the heating element 50 as the cathode.
도 3은 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위해 브레이징한 부분을 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a portion brazed to structurally integrate between the heating element and the case according to another embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 금속적인 접합방법인 브레이징(51)은 발열체부(50)와 케이스(12, 19) 간과 발열체(A)와 발열체(B) 간을 구조적으로 일체화시키기 위해 행하였고, 이로 인하여 냉각수의 누설 문제를 완전히 제거할 수 있고, 케이스와 일체형의 금속적인 결합에 의한 접합으로 발열체의 열전달 경로를 추가 확보하므로, PTC 발열체로부터 발생한 발열체의 발열 열량을 빠른 시간 내에 냉각수에 전달하므로 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.As shown, the brazing 51, which is a metallic bonding method, was performed to structurally integrate the heating element 50 and the cases 12 and 19 and the heating element A and the heating element B, thereby cooling water. Leakage can be completely eliminated, and the heat transfer path of the heating element is additionally secured by joining the case and the integral metal coupling, so that the heat generation efficiency of the heating element generated from the PTC heating element is quickly transferred to the cooling water, thereby improving heat transfer efficiency. It can be done.
도 4는 전기발열소자의 발열체케이스와 발열체부의 내부 구조를 설명하기 위한 전단면도이다.4 is a front sectional view for explaining the internal structure of the heating element case and the heating element portion of the electric heating element.
도시한 바와 같이, 몸체케이스(12)의 내부에는 유입관(14) 및 유출관(16)을 통해 외부로 개방되는 내부공간(54)이 형성되어 있고 상기 내부공간(54)의 내부에는 발열체부(50)가 마련되어 있다. 상기 발열체부(50)는 그 내부에 사각의 장착홈(20)을 가지며 외측면에는 방열핀(fin)(46)이 형성되어 있다.As shown, an inner space 54 is formed inside the body case 12 to be opened to the outside through the inlet pipe 14 and the outlet pipe 16, and the heating element portion inside the inner space 54. 50 is provided. The heating element 50 has a rectangular mounting groove 20 therein, and the heat radiation fin (46) is formed on the outer surface.
상기 장착홈(20)의 내부에는 방열부(도 2의 22)가 설치되므로 상기 발열체부(50)는 방열부(22)로부터 열을 전달받아 몸체케이스(12)의 내부에 열을 전달한다. 따라서 상기 유입관(14)을 통해 몸체케이스(12)의 내부로 유입된 유체는 발열체부(50)에 의해 가열된 후 유출관(16)을 통해 빠져나간다.Since the heat dissipation part (22 of FIG. 2) is installed in the mounting groove 20, the heat generating part 50 receives heat from the heat dissipation part 22 and transmits heat to the inside of the body case 12. Accordingly, the fluid introduced into the body case 12 through the inlet pipe 14 is heated by the heating element 50 and then exits through the outlet pipe 16.
특히 상기 유입관(14)과 유출관(16)은 동일직경을 가지고 동축상에 형성되어 있으므로 유입관(14)을 통해 유입된 유체의 본류(本流)는 직선의 스트림라인을 유지하며 발열체부(50)의 상측부를 지나 가열된 후 유출관(16)으로 이동하므로 그만큼 신속한 히팅 응답성을 갖는다. 또한 상기 발열체부(50)의 외측면은 유선형으로 형성되어 몸체케이스(12)를 통과하는 유체의 유동저항을 최대로 줄일 수 있다.In particular, since the inflow pipe 14 and the outflow pipe 16 have the same diameter and are formed coaxially, the main stream of the fluid introduced through the inflow pipe 14 maintains a straight stream line and generates a heating element. Since it is heated past the upper portion of 50) and moves to the outlet pipe 16, it has a rapid heating response. In addition, the outer surface of the heating element 50 is formed in a streamlined shape can reduce the flow resistance of the fluid passing through the body case 12 to the maximum.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 전기발열소자를 갖는 발열체 히터의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of a heating element heater having an electric heating element according to an embodiment of the present invention.
상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리키며 그에 관한 설명은 가급적 생략하기로 한다.The same reference numerals as the above reference numerals refer to the same members having the same function, and a description thereof will be omitted.
도면에 도시한 바와 같이, 발열체부(50)의 외측면에 상호 평행한 방열핀(46)이 형성되어 있다. 상기 방열핀(46)은 상호 평행하도록 형성되어 있으므로 내부공간(54)을 통과하는 유체의 흐름을 직선화하여 층류의 흐름을 가지도록 한다.As shown in the figure, heat dissipation fins 46 parallel to each other are formed on the outer surface of the heat generator portion 50. Since the heat dissipation fins 46 are formed to be parallel to each other, the flow of the fluid passing through the inner space 54 is straightened to have a laminar flow.
또한 상기 발열체부(50)내의 장착홈(20)에 전극판(38, 39)과 두 장의 전기 발열소자(24, 25)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 상기 전극판(38)은 그 중앙부가 절곡되어 두 겹을 이루고 장착홈(20)의 외부로 연장되어 지지부(34)에 접하여 있다. 아울러 상기 전극판(38) 만곡부의 오목한 부위는 오목한 부위에 대응하고 볼록한 부위는 볼록한 부위에 대응함으로서 전극판(38, 39)이 양측의 전기 발열소자(24, 25)를 탄성적으로 지지하고 있다.In addition, it can be seen that the electrode plates 38 and 39 and the two electric heating elements 24 and 25 are provided in the mounting groove 20 in the heating element part 50. The electrode plate 38 is bent at its center to form two layers and extends to the outside of the mounting groove 20 to be in contact with the support 34. In addition, the concave portion of the curved portion of the electrode plate 38 corresponds to the concave portion, and the convex portion corresponds to the convex portion, so that the electrode plates 38 and 39 elastically support the electric heating elements 24 and 25 on both sides. .
상기와 같이 전극판(38, 39)이 양측의 전기 발열소자(24, 25)를 장착홈(20)의 내벽면에 밀착시켜 PTC 소자(24, 25) 또는 금속박막발열체를 몸체케이스(12)에 전기적으로 접속시킴과 아울러 PTC 소자(24, 25) 또는 금속박막발열체에 전기를 전달하므로 하나의 회로가 구성되어 방열부(22)가 동작할 수 있게 되는 것이다.As described above, the electrode plates 38 and 39 closely contact the inner wall surfaces of the mounting grooves 20 with the electric heating elements 24 and 25 on both sides, so that the PTC element 24 or 25 or the metal thin film heating element is attached to the body case 12. In addition to the electrical connection to the PTC element (24, 25) or the metal thin film heating element to transmit electricity, so that one circuit is configured so that the heat dissipation unit 22 can operate.
한편, 상기 전극판(38, 39)과 PTC 소자(24,25) 또는 금속박막발열체는 절연프레임(28)의 수용공간(32)이 내부에 설치되어 전극판(38, 39)이 장착홈(20)의 내벽면에 직접 접하지 않아 외부로부터 인가된 전기가 모두 PTC 소자(24, 25) 또는 금속박막발열체로 전달되도록 하여 발열효율을 배가한다.Meanwhile, in the electrode plates 38 and 39 and the PTC elements 24 and 25 or the metal thin film heating element, the receiving space 32 of the insulating frame 28 is installed therein so that the electrode plates 38 and 39 are mounted in grooves ( Since the electric wall is not directly in contact with the inner wall surface of 20), all of the electricity applied from the outside is transferred to the PTC elements 24 and 25 or the metal thin film heating element, thereby doubling the heat generation efficiency.
결국 상기 전극판(38, 39)의 연장부(38a)에 직류전기를 인가하면 상기 전기는 전극판(38, 39)을 통해 양측의 PTC소자(24, 25) 또는 금속박막발열체를 통과하며 PTC소자(24, 25)를 가열하고 PTC소자(24, 25) 또는 금속박막발열체가 발열체부(50)를 가열하도록 한다.Eventually, when direct current is applied to the extension portion 38a of the electrode plates 38 and 39, the electricity passes through the PTC elements 24 and 25 or the metal thin film heating elements on both sides through the electrode plates 38 and 39. The elements 24 and 25 are heated and the PTC elements 24 and 25 or the metal thin film heating element heats the heat generating unit 50.
상기 발열체부(50)가 소정 온도로 가열된 상태로 내부공간(54)내에 유체를 통과시키면 유체가 발열체부(50)로부터 열을 전달받아 가열된 후 수요처로 배출된다.When the heat generating unit 50 passes the fluid in the inner space 54 while heated to a predetermined temperature, the fluid receives heat from the heat generating unit 50 and is heated and discharged to the demand destination.
이상에 상술한 바와 같이, 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 고안의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. There are several variations available.
상기와 같은 냉각수 가열 방식의 히터장치는 다음과 같은 효과가 있다.The heater device of the cooling water heating method as described above has the following effects.
첫째, 본 고안은 발열체부와 케이스 간을 구조적으로 일체화하기 위한 금속적인 접합방법인 브레이징 방식을 채택함으로써, 냉각수의 누설 문제를 완전히 제거할 수 있다.First, the present invention adopts a brazing method, which is a metallic bonding method for structurally integrating a heating element and a case, thereby completely eliminating the leakage of cooling water.
둘째, 본 고안은 케이스와 일체형의 금속적인 결합에 의한 접합으로 발열체의 열전달 경로를 추가 확보함으로써, PTC 발열체로부터 발생한 발열체의 발열 열량을 빠른 시간 내에 냉각수에 전달하므로 열전달 효율을 향상 시킬 수 있고, 제품의 가공조립이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있다.Secondly, the present invention additionally secures the heat transfer path of the heating element by joining the case and the integral metallic coupling, thereby transferring heat generated by the heating element from the PTC heating element to the cooling water in a short time, thereby improving heat transfer efficiency. It is easy to assemble, process and reduce the manufacturing cost.
셋째, 본 고안은 요구되는 열량과 계산된 전기 용량에 의하여 선정되어진 발열체부내부의 전기발열소자가 스프링 전극판과 상기 스프링 전극판 상단인 연장부에 또 하나의 전극판을 중첩시켜 직렬과 병렬로 설치되어 있고 인가전압으로부터 발열량을 얻을 수 있으므로 110V나 220V와 같은 고전압에서는 물론 차량의 구동 전압과 같은 저 전압에서도 요구되는 열량을 충분히 얻을 수 있다.Third, the present invention is characterized in that the electric heating element inside the heating element selected by the required amount of heat and the calculated electric capacity superimposes the spring electrode plate and another electrode plate in the extension part of the spring electrode plate in series and in parallel. Since it is installed and the calorific value can be obtained from the applied voltage, the required calorific value can be sufficiently obtained not only at a high voltage such as 110V or 220V but also at a low voltage such as a driving voltage of a vehicle.
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| KR20230112463A (en) * | 2022-01-20 | 2023-07-27 | 케이비오토텍 주식회사 | Heater for heating coolant with waterproof structure |
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