KR20080029153A - 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터 - Google Patents

정특성 서미스터 소자를 이용한 히터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PTC소자의 손상 불량이 없고, 절연층의 손상 및 파괴 염려가 없어 절연 안전성이 높고, 조립 틈새가 없어 열전달 효율이 향상되고, 조립성이 용이하여 생산공정이 간편하며 생산비용을 저감시킬 수 있는 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 구체적인 수단은, PTC소자를 이용한 히터에 있어서, 상기 PTC소자가 조립되는 PTC소자 가이드와; 상기 PTC소자 가이드의 상하면에 각기 위치되어 상기 PTC소자에 접촉되는 상·하부 전극판과; 상기 상·하부 전극판의 각기 상하면에 밀착되어 전열면적을 제공하는 상·하부 방열케이스와; 상기 상·하부 방열케이스의 길이방향측 양단을 상호 고정시켜 주는 고정클립과; 상기 상·하부 방열케이스의 각기 상하면에 밀착 고정되어 PTC소자에서 발생된 열을 방출하는 상·하부 방열핀을 포함한 것을 특징으로 한다.
히터, 써미스터, PTC, 방열케이스, 방열핀, 방열그리스

Description

정특성 서미스터 소자를 이용한 히터{Heater using positive thermister element}
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터의 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 있어 PTC소자의 조립상태도.
도 3은 본 발명에 따른 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터의 조립단면도.
도 4는 도 3의 'A'부 확대도.
도 5a 및 도 5b는 종래 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터의 분해 사시도 및 조립상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 고정클립
2: 상부 방열핀
2-1: 하부 방열핀
3: 상부 방열케이스
3a, 3a-1: 결착홈
3b, 3b-1: 걸림턱
3c, 9c: 외측 코킹부
3-1: 절연제
5,6: 전극판
7: PTC소자
8: PTC소자 가이드
9: 하부 방열케이스
9-1: 절연제
11: 씰링제
본 발명은 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 관한 것으로, 특히 방열효과를 극대화하고, 절연 안전성을 향상시키고, 조립성이 우수한 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 관한 것이다.
종래의 정특성 서미스터 소자(PTC소자)를 이용한 히터의 구성이 도 5a 및 도 5b에 예시 되어 있다. 도 5a는 종래 PTC소자를 이용한 히터의 분해사시도이고, 5b는 종래 PTC소자를 이용한 히터의 전체 사시도이다.
종래의 PTC소자를 이용한 히터(100)는 도 5a 및 도 5b에서와 같이 압출 가공으로 제작된 몸체(102)가 구비되고, 몸체(102)의 내부에 PTC소자(104)의 절연을 위하여 절연지(106)가 조립되고, 몸체(102)의 외부에는 방열을 위해 방열핀(108)이 조립되어 있다. 또한 몸체(102)에 조립된 전극판(109의 전극판 단자(109)와 몸체단자(102a)에 의해 PTC소자(104)에 전기 통전이 이루어지게 되어 있다.
또한 PTC소자(104)의 유동을 없애기 위해 가이드(110)에 PTC소자(104)를 삽입하고 그 하단부로 전극판(109)과 절연지(106)가 조립된 구조를 이루고 있다.
따라서 양단의 전극판 단자(109a)와 몸체단자(102a)에 전기가 인가되면 전극판(109)과 몸체(102)를 통해 PTC소자(104)에 전기가 통전되고, PTC소자(104)에서 전기에너지가 열로 변환되어 방열핀(108)으로 전달되고, 송풍기(미도시)의 작동으로 열이 필요한 장소로 송풍되어 난방을 하게 된다.
이와 같이 구성되고 작동되는 종래의 PTC소자를 이용한 히터(100)는 다음과 같은 문제를 갖는다.
첫째, PTC소자(104)를 몸체(102)에 삽입하는 공정이 매우 어렵기 때문에 PTC소자(104)의 손상 불량이 많이 발생한다.
둘째, 전기 절연을 절연지(106)로 사용하므로 조립시 절연지가 찢어지거나 이물질에 의하여 파괴될 경우 절연의 효과가 없어진다.
셋째, 방열핀(108)을 몸체(102)에 끼워넣는 삽입 구조이기 때문에 방열핀(108)과 몸체(102)의 조립 틈새로 인해 PTC소자(104)에서 발생된 열이 방열핀(108)에 모두 전달되지 못하는 손실이 발생되므로 히팅 효율이 저하된다.
넷째, 가이드, 전극판, 절연지 등을 몸체에 조립해야 하는 생산공정이 매우 난이하므로, 전체적인 제품 불량율이 높고, 이로 인해 생산비용이 상승한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, PTC소자의 손상 불량이 없고, 절연층의 손상 및 파괴 염려가 없어 절연 안전성이 높고, 조립 틈새가 없어 열전달 효율이 향상되고, 조립성이 용이하여 생산공정이 간편하며 생산비용을 저감시킬 수 있는 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,
PTC소자를 이용한 히터에 있어서,
상기 PTC소자가 조립되는 PTC소자 가이드와,
상기 PTC소자 가이드의 상하면에 각기 위치되어 상기 PTC소자에 접촉되는 상·하부 전극판과,
상기 상·하부 전극판의 각기 상하면에 밀착되어 전열면적을 제공하는 상·하부 방열케이스와,
상기 상·하부 방열케이스의 길이방향측 양단을 상호 고정시켜 주는 고정클립과,
상기 상·하부 방열케이스의 각기 상하면에 밀착 고정되어 PTC소자에서 발생된 열을 방출하는 상·하부 방열핀을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면,
상기 상·하부 방열케이스의 각기 일측면에는 전극판과의 전기 절연을 위한 절연제가 더 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면,
상기 상·하부 방열케이스의 각기 타측면에는 방열촉진을 위한 방열그리스가 더 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면,
상기 고정클립과 PTC소자 가이드의 사이에 조립틈새를 없애 전기 절연을 이루는 실링제가 충진되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면,
상기 상·하부 방열케이스는 각기 길이 방향의 단부에 상기 고정클립이 삽입되는 결착홈과 고정클립의 삽입 이탈을 방지하는 걸림턱이 구비되고, 상기 상·하부 방열케이스는 길이방향인 양단에 각기 상기 상·하부 방열핀을 고정하기 위한 외측 코킹부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 본 발명에 따른 PTC소자를 이용한 히터(10)가 도시되어 있다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터의 분해사시도 및 PTC소자의 조립상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 정특성 서미스터 소자 를 이용한 히터의 조립단면도이고, 도 4는 도 3의 'A'부 확대도이다.
본 발명에 따른 PTC소자를 이용한 히터(10)(이하, 히터(10)으로 약칭함)는 다수의 PTC소자(7)가 조립되는 PTC소자 가이드(7)가 구비된다.
상기 PTC소자 가이드(7)의 상하면에는 상기 PTC소자(7)에 전기적으로 접촉되고 각각 전극판 단자(5a,6a)를 갖는 상·하부 전극판(5,6)이 각기 위치되어 있고, 상기 상·하부 전극판(5,6)은 각기 고정가이드(4,4-1)에 의해 PTC소자 가이드(7)에 고정되어 있다.
상기 상·하부 전극판(5,6)의 각기 상하면에는 전열면적을 제공하는 상·하부 방열케이스(3,9)가 밀착되어 있다. 따라서 PTC소자(7)에서 발생되는 열은 상·하부 방열케이스(3,9)로 전도되게 되어 있다.
바람직하게 상기 상·하부 방열케이스(3,9)의 각기 일측면에는 전극판(5,6)과의 전기 절연을 위한 절연제(3-1,9-1)가 도포되어 있다.
상기 절연제(3-1,9-1)는 예를들면 특수 세라믹, 폴리머, 불소 등등이 될 수 있다. 이때 절연제(3-1,9-1)는 상·하부 방열케이스(3,9)에 도포 후 건조로 내부에서 일정한 건조온도하에서 일정 건조시간을 거쳐 전기절연층을 형성하게 된다.
상기 상·하부 방열케이스(3,9)는 각기 길이 방향의 단부에 후술할 고정클립(1)이 삽입되는 결착홈(3a,3a-1)과 고정클립(1)의 삽입 이탈을 방지하는 걸림턱(3b,3b-1)이 구비되어 있다(도 4참조).
상기 상·하부 방열케이스(3,9)는 고정클립(1,1-1)에 의해 상호 연결 고정되어 있다. 고정클립(1,1-1)은 본 실시예에서 대략 'ㄷ'자 형태로서 상·하부 방열케 이스(3,9)의 길이방향측 양단을 탄성단부(1a)로 상호 고정시킨다.
상기 상·하부 방열케이스(3,9)의 각기 상하면에는 PTC소자(7)에서 발생된 열을 방출하는 상·하부 방열핀(2,2-1)이 설치되어 있다.
상기 상·하부 방열핀(2,2-1)은 상기 상·하부 방열케이스(3,9)의 길이방향인 양단에 코킹 형성된 외측 코킹부(3c,9c)에 의해 상·하부 방열케이스(3,9)에 고정되어 있다. 또한 상·하부 방열핀(2,2-1)은 내측 코킹부(3d,3d)를 통하여 PTC소자 가이드(8)를 고정하고 있다.
바람직하게는 상·하부 방열케이스(3,9)에서 이웃한 방열핀(2,2-1)으로 방열이 촉진되도록 상·하부 방열케이스(3,9)의 각기 타측면에는 방열그리스(3-2,9-2)가 도포됨이 좋다.
또한, 상기 고정클립(2)과 PTC소자 가이드(8)의 사이에는 습기나 물에 의한 통전을 차단하여 절연을 이루기 위한 씰링제(11)가 충진되어 있다.
이와 같이 구성된 히터(10)는 도 3 및 도 4와 같이 PTC소자 가이드(8)에 조립된 PTC소자(7)를 기준으로 상하 대칭적으로 부품들이 조립된다.
이때 상하 방열케이스(3,9)는 도 4에서와 같이 내측 코킹부(3d,9d)를 통하여 PTC소자 가이드(8)에 고정되고, 상·하부 방열핀(2,2-1)은 상·하부 방열케이스(3,9)의 외측 코킹부(3c,9c)에 의해 상·하부 방열케이스(3,9)에 확고히 고정 조립된다.
이와 같이 구성되고 조립된 본 실시예의 작용을 설명한다.
먼저, 전극판 단자(5a,6a)에 전기가 인가되면, 전극판(5,6)을 통해 PTC소 자(7)로 전기가 공급되고, PTC소자(7)에서는 허용최대 온도인 약 240℃~250℃로 온도가 상승된다.
PTC소자(7)에서 가열된 상승 온도는 상·하부 방열케이스(3,9)로 전달되고 방열핀(2,2-1)을 통해 열이 외부로 방출되어 난방을 할 수 있게 된다.
이때 상·하부 방열케이스(3,9)와 방열핀(2,2-1)과의 사이에는 도포된 방열스리스(3-2,9-2)가 조립틈새를 없애주어 열전달의 효과를 극대화시키게 된다. 방열핀(2,2-1)에서 방열되는 방열 효율을 상승시키기 위해서는 송풍팬(미도시)으로 송풍하여 더 많은 방열 효과를 얻게 된다.
한편, 상하 방열케이스(3,9)의 일측면에는 절연제(3-1,9-1)가 도포되어 전기 절연을 수행하므로 안전성이 확보된다. 이때 절연제(3-1,9-1)는 도포 건조된 것으로 반영구적인 수명을 갖게 된다.
또한, 본 발명의 히터(10)는 상·하부 방열케이스(3,9)의 주위 틈새로 실링제(60)가 충진되어 있어 사용 도중 발생되는 물이나 습기 등에 절연효과를 보이게 된다.
또한, 고정클립(1,1-1)은 양단의 탄성절곡부(1a,1a)가 상·하부 방열케이스(3,9)의 결착홈(3a,3a-1)에 삽입되어 걸림턱(3b-3b-1)에 탄력적으로 걸림되어 있어 상·하부 방열케이스(3,9)가 이웃한 전극판(5,6)에 각기 완전하게 밀착 유지되므로서 전기적인 에너지의 열 효율을 극대화시키게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 따르면, PTC소자에 상·하부 방열케이스가 적층되어 설치되는 구조이므로 PTC소자의 손상 불량이 없다. 또한 절연제가 상·하부 방열케이스에 도포 건조된 상태에서 적층되는 구조이므로 절연층의 손상 및 파괴 염려가 없어 절연 안전성이 높다. 또한 방열그리스가 방열핀과의 조립 틈새를 없애 열전달 효율이 높으며, 적층식으로 조립되어 조립성이 용이하고, 생산공정이 간편하여 생산비용을 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

  1. PTC소자를 이용한 히터에 있어서,
    상기 PTC소자(7)가 조립되는 PTC소자 가이드(7)와,
    상기 PTC소자 가이드(7)의 상하면에 각각 위치되어 상기 PTC소자(7)에 접촉되는 상·하부 전극판(5,6)과,
    상기 상·하부 전극판(5,6)의 각기 상하면에 밀착되어 전열면적을 제공하는 상·하부 방열케이스(3,9)와,
    상기 상·하부 방열케이스(3,9)의 길이 방향측 양단을 상호 고정시켜 주는 고정클립(1,1-1)과,
    상기 상·하부 방열케이스(3,9)의 각기 상하면에 밀착 고정되어 PTC소자(7)에서 발생된 열을 방출하는 상·하부 방열핀(2,2-1)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상·하부 방열케이스(3,9) 각각의 일측면에는 전극판(5,6)과의 전기 절연을 위한 절연제(3-1,9-1)가 더 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상·하부 방열케이스(3,9) 각각의 타측면에는 방열촉진을 위한 방열그리스(3-2,9-2)가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정클립(2)과 PTC소자 가이드(8)의 사이에 조립 틈새를 없애 전기 절연을 이루는 실링제(11)가 충진되어 있는 것을 특징으로 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상·하부 방열케이스(3,9) 각각의 길이 방향의 단부에 상기 고정클립(1)이 삽입되는 결착홈(3a,3a-1)과 고정클립(1)의 삽입 이탈을 방지하는 걸림턱(3b,3b-1)이 구비되며, 상·하부 방열케이스(3,9)는 길이방향인 양단에 각각 상기 상·하부 방열핀을 고정하기 위한 외측 코킹부(3c,9c)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
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