KR20050098326A - 전열히터 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전달 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 생산성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 전열히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전열히터는, 외측면에 발열이 일체로 브레이징 결합되며, 양단이 관통된 편평 튜브와; 상기 편평 튜브의 내부에 삽입된 후, 상기 편평 튜브의 각 외측면을 압착하여 결합됨과 아울러 전원 공급에 의해 발열되는 발열수단과; 상기 발열수단의 각 양단부를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 프레임을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전열히터의 제조방법은, 양단이 관통된 일정한 길이의 편평 튜브의 외측면에 발열핀을 배치한 후, 브레이징 용접하여 이들을 서로 부착시키는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 진행한후, PTC 소자가 개재된 가이드판과 전극판과, 절연재를 순서대로 적층하여 이들을 상기 편평 튜브의 내부에 삽입하는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 진행한 후에, 상기 편평 튜브의 외측면 일정 부분을 압착하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전열히터 및 이의 제조방법{A electric heater and method for manufacturing therof}

본 발명은 전열히터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전달 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 생산성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 전열히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

통상적인 자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉난방하기 위한 것으로, 자동차의 엔진룸에 설치되어 엔진에 의해 구동되는 압축기와, 압축된 냉매를 액화시키기 위한 응축기와, 자동차의 인스트루먼트 패널의 내부에 설치되며 자동차의 실내의 각 부위와 덕트에 의해 연결된 케이스와, 이 케이스의 내부에 설치되어 실내기와 실외기를 케이스의 내부로 송풍하는 송풍기 유니트를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(10)의 내부에는 송풍기 유니트(15)로부터 송풍되는 공기를 냉각시키기 위한 증발기(20)와, 공기를 가열하기 위한 히터코어(30)가 설치되어 있다.

상기 케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(20)는 상기 압축기 및 응축기와 연결되어 냉동사이클을 구성하며, 상기 히터코어(30)는 엔진의 냉각수가 흐를 수 있도록 엔진 냉각수단과 연결관(31)에 의해 연결되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 공기조화장치에 있어서, 자동차 실내의 난방은 엔진을 냉각시키는 냉각수가 히터코어(30)가 흐르는 상태에서 송풍기 유니트(15)로부터 공급되는 공기가 히터코어(30)를 통과하면서 열교환이 이루어진 후 자동차의 실내로 공급됨으로써 이루어진다.

상기와 같은 자동차의 난방은 엔진에 의해 냉각수가 충분히 가열된 상태를 전제로 하는 것이므로 냉각수가 가열되지 않은 상태에서 냉풍이 차실내로 공급되어 난방의 효과를 기대할 수 없다.

특히, 외기의 온도가 매우 낮은 동절기에는 엔진과 냉각수가 영하의 온도로 냉각되어 있는 상태이므로 엔진의 구동으로 냉각수의 온도를 난방이 안정화되는 온도까지 높이는데는 긴 시간이 필요하게 된다.

또한, 자동차의 엔진이 디젤엔진인 경우에는 가솔린 엔진에 비하여 발열량이 낮으므로 동절기의 실내 초기 난방은 더욱 어렵게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 자동차용 공기조화장치의 일례를 도 2에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 케이스(10)의 내부에 설치되어 있는 송풍기 유니트(15)로부터 송풍되는 공기를 보조적으로 가열하기 위해 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 이용한 전열히터(40)를 구비한다.

그리고, 공기조화장치는 외기의 온도를 감지하여 상기 전열히터(40)를 온,오프하는 제어수단을 포함한다.

상기와 같이 구성된 공기조화장치에 의한 시동초기의 난방은 자동차의 실내로 공급되는 공기를 전열히터(40)를 이용하여 보조적으로 가열함으로써 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래 전열히터(40)를 도 3 및 도 4에 나타내 보였다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 양단이 관통된 단일체인 결합몸체(41)의 설치공(41a)에는 PTC 소자(42a)를 탑재한 소자 가이드(42)와, 전극용 커넥터(43a)를 형성한 전극판(43)과, 절연시트(44)를 결합하고, 이 결합몸체(41)의 외부에 방열판(45)을 결합하여 구성되어 있다.

상기 결합몸체(41)에는 전원공급용 커넥터(41b)가 형성되어 있다.

그런데, 종래 기술에 의한 전열히터는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 결합몸체(41)의 외면에 방열판(45)이 결합되어 있는 구조, 즉 결합몸체(41)의 외면과 방열판(45)의 사각 통공(45a)의 내측면이 서로 기계적으로 조립되어 있는 구조이기 때문에 결합몸체(41)로부터 방열판(45)으로 열전달이 잘되지 않는 문제점이 있었다.

즉, 방열판(45)의 내면과 몸체(41)의 외면 사이에는 일부분이 들떠 있는 상태로 간극이 형성되어 있기 때문에 열전달이 저하되는 문제점이 있었다.

둘째, 도 4에 도시된 바와 같이, 결합몸체(41)의 외면에 방열판(45)을 작업자가 한 개씩 개재되도록 일일이 조립하기 때문에 조립성이 저하되어 결국 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 열전달 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 생산성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 전열히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전열히터는, 외측면에 발열이 일체로 브레이징 결합되며, 양단이 관통된 편평 튜브와; 상기 편평 튜브의 내부에 삽입된 후, 상기 편평 튜브의 각 외측면을 압착하여 결합됨과 아울러 전원 공급에 의해 발열되는 발열수단과; 상기 발열수단의 각 양단부를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 프레임을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전열히터의 제조방법은, 양단이 관통된 일정한 길이의 편평 튜브의 외측면에 발열핀을 배치한 후, 브레이징 용접하여 이들을 서로 부착시키는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 진행한후, PTC 소자가 개재된 가이드판과 전극판과, 절연재를 순서대로 적층하여 이들을 상기 편평 튜브의 내부에 삽입하는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 진행한 후에, 상기 편평 튜브의 외측면 일정 부분을 압착하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 전열히터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 의한 전열히터의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 전열히터의 결합 상태에서의 정면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 전열히터의 구성중 요부 구성을 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명에 의한 전열히터의 제조 과정을 도시한 도면이다.

본 발명은 크게 발열수단(100)과, 발열핀(200)을 포함하여 이루어진다.

상기 발열수단은 대략 사각 단면을 갖으며, 양단이 관통된 일정한 길이의 편평 튜브(110)내에 다수의 PTC 소자(120)가 내장 설치되어 구성된다.

좀더 상세하게는 상기 PTC 소자(120)가 삽입되어 설치되는 설치공(131)이 일정 간격을 두고 다수개 형성된 가이드판(130)과, 상기 가이드판(130)의 상하면중 어느 한면에 적층되어 상기 PTC 소자(120)와 전기적으로 접촉되는 전극판(140)과, 상기 전극판(140)과 편평튜브(110) 사이에 개재되는 절연재(150)를 더 구비하여 이들 가이드판(130)과 전극판(140)과 절연재(150)를 상기 편평 튜브(110)내에 삽입하는 것이다.

상기 편평 튜브(110)는 압출 방법에 의해 제작되는 것으로 재질은 알루미늄으로 이루어진다.

상기 발열핀(200)의 형상은 연속된 파형 형상으로 이루어지며, 상기 발열수단(100)의 편평 튜브(110)의 양측면에 설치되는데, 그 재질은 알루미늄으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 발열수단(100)은 상기 편평 튜브(110)의 내부에 삽입된 후 상기 편평 튜브(110)의 각 외측면을 압착하여 결합됨과 아울러 외부로부터의 전원공급에 발열된다.

미설명 부호는 300,400은 본 발명의 발열수단(100)과 발열핀(200)을 적층한 상태에서 그 전후 부분을 지지하는 제1, 제2 지지프레임이며, 410은 전극판(140)의 일단부에 형성된 전원공급용 커넥터(141)가 삽입되어 외부로 돌출되는 커넥터 삽입공이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 전열히터의 전원 인가 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 전극판(140)의 일단부에 형성된 전원 공급용 커넥터(141)에 +극을 인가하고, 편평튜브(110) 및 발열체(200)에 -극을 인가함으로써, 편평튜브(110)의 내부에 개재된 발열수단(100)의 PTC 소자(120)로 전원이 공급되는 것이다.

상기 PTC 소자(120)는 전원 공급에 의해 발열되며, 이 발열된 열은 가이드판(130)과, 전극판(140)과, 절연재(150) 및 편평 튜브(110) 및 발열핀(200)을 통해 전달된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 편평 튜브(110)의 외측면에 발열핀(200)을 적층하여 브레이징 용접을 하여 이들을 서로 부착시킨다.

이후, 상기 과정을 진행한 후, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, PTC 소자(120)가 개재된 가이드판(130)과 전극판(140)과 절연재(150)를 순서대로 적층하여 이들을 상기 편평 튜브(110)의 내부에 삽입하는 단계를 실시한다.

이후, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 상기 편평 튜브(110)의 외측면 일정 부분을 압착하여 편평 튜브(110)의 내부에 개재된 발열수단(100)이 이탈되지 않도록 하는 단계를 진행한다.

여기서, 상기 압착하는 단계는 별도의 압착툴(미도시)을 이용하여 압착부(310)가 상기 편평 튜브(110)의 외측면중 발열핀(200)과 접합된 부분인 골부분을 압착하도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 편평 튜브(110)의 외면에 파형 형상의 발열핀(200)이 일체로 브레이징 결합되어 있음으로 결국에는 PTC 소자(120)에서 발생된 열이 발열핀(200)으로 보다 많이 전달된다.

그리고, 편평 튜브(110)와 발열핀(200)을 브레이징 용접하기 때문에 전열히터를 대량생산할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 발열핀이 편평 튜브에 용접에 의해 설치되어 있기 때문에 PTC 소자로부터 발생된 열을 외기로 방열하는데 있어 열전달 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 편평 튜브에 방열판을 한개씩 별도로 조립하는 종래의 조립 공정이 필요 없어 제작 비용이 절감됨과 아울러 생산성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 일반적인 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면.

도 3은 종래 기술에 의한 전열히터의 요부 분해 사시도.

도 4는 종래 기술에 의한 전열히터의 결합 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 전열히터의 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 전열히터의 결합 상태에서의 정면도.

도 7은 본 발명에 의한 전열히터의 구성중 요부 구성을 도시한 단면도.

도 8은 본 발명에 의한 전열히터의 제조 과정을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발열수단

110 : 편평 튜브

120 : PCT 소자

130 : 가이드판

131 : 설치공

140 : 전극판

150 : 절연재

200 : 발열핀

Claims (6)

1. 외측면에 발열핀(200)이 일체로 브레이징 결합되며, 양단이 관통된 편평 튜브(110)와;

   상기 편평 튜브(100)의 내부에 삽입된 후, 상기 편평 튜브(110)의 각 외측면을 압착하여 결합됨과 아울러 전원 공급에 의해 발열되는 발열수단(100)과;

   상기 발열수단의 각 양단부를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 프레임(300)(400)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전열히터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발열수단(100)은,

   일정 간격을 두고 형성된 복수개의 설치공(131)을 갖는 가이드판(130)과,

   상기 가이드판(130)의 일측면과 접촉되는 전극판(140)과,

   상기 전극판과 편평 튜브의 사이에 개재되는 절연재(150)와,

   상기 가이드판(130)의 복수개의 설치공(131)에 각각 삽입되어 상기 전극판(140)의 일측면과 접촉됨으로써 전원 공급에 의해 발열되는 복수개의 PTC소자(120)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전열히터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 발열핀(200)은 파형 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전열히터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 편평 튜브(110)와 발열핀(200)은 알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 전열히터.
5. 양단이 관통된 일정한 길이의 편평 튜브(110)의 외측면에 발열핀(200)을 배치한 후, 브레이징 용접하여 이들을 서로 부착시키는 제1 단계와;

   상기 제1 단계를 진행한후, PTC 소자(120)가 개재된 가이드판(130)과 전극판(140)과, 절연재(150)를 순서대로 적층하여 이들을 상기 편평 튜브(110)의 내부에 삽입하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계를 진행한 후에, 상기 편평 튜브(110)의 외측면 일정 부분을 압착하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전열히터의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 편평 튜브(110)의 외측면중 발열핀(200)과 접합된 부분을 압착하는 것을 특징으로 하는 전열히터의 제조방법.