KR20100096358A

KR20100096358A - Heater assembly

Info

Publication number: KR20100096358A
Application number: KR1020090015197A
Authority: KR
Inventors: 이종수; 이택수
Original assignee: 주식회사 엑사이엔씨
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-02

Abstract

PURPOSE: A heater assembly is provided to improve thermal efficiency by increasing the heat-exchange surface of a fluid which is heated by a heater. CONSTITUTION: A heater(100) comprises a substrate, a plurality of heating resistors, and an electrode. A plurality of heating resistors are formed on the substrate. The electrode is formed on the substrate in order to apply power to a plurality of heating resistors. An upper housing(400) covers the upper side of the heater. A lower housing(500) is combined with the upper housing in order to cover the lower side of the heater. The flow passage of the lower housing is connected to the flow passage of the upper housing. The upper penetration hole of the lower housing is connected to the lower penetration hole of the lower housing.

Description

Heater assembly

본 발명은, 히터 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 히터에 의하여 가열되는 유체의 열교환 면적을 증가시킴으로써 열효율을 높일 수 있는 히터 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a heater assembly, and more particularly, to a heater assembly that can increase the thermal efficiency by increasing the heat exchange area of the fluid heated by the heater.

페이스트 조성물을 이용하는 히터는, 루테늄(Ruthenium) 또는 팔라듐(Palladium) 계열의 페이스트 조성물로 이루어지는 다수의 발열저항체를 기판 상에 형성한 것으로, 판재 형상을 갖는다. 이때, 다수의 발열저항체는 기판 상에 인쇄된 전극층을 통해 인가되는 전력에 의해 발열한다.The heater using the paste composition is formed by forming a plurality of heating resistors made of ruthenium or palladium-based paste composition on a substrate, and has a plate shape. In this case, the plurality of heating resistors generate heat by electric power applied through the electrode layer printed on the substrate.

이러한 페이스트 조성물을 이용하는 히터는, 일반적으로 순간 온수기용 히터, 난방용 히터, 냉난방 겸용 공기조화기의 제상 히터, 자동판매기용 히터 등으로 사용되고 있다.The heater using such a paste composition is generally used as a heater for instantaneous water heaters, a heater for heating, a defrost heater of an air conditioner for both heating and cooling, and a heater for vending machines.

한편, 순간 온수기용 히터 또는 냉난방 겸용 공기조화기의 히터와 같이 유체를 가열하기 위한 용도로 페이스트 조성물을 이용하는 히터를 사용하는 경우, 종래 기술에 따른 히터 어셈블리는 히터가 상부 및 하부 하우징에 의해 둘러싸인 구조로 제공되며, 히터의 하측을 덮는 하부 하우징의 내부에 일정한 패턴으로 유로가 형성 되어 유로를 따라 흐르는 유체와 히터 사이에 열 교환이 이루어지게 된다.On the other hand, when using a heater using a paste composition for the purpose of heating a fluid, such as a heater for a hot water heater or a combined air-conditioning and air conditioner, the heater assembly according to the prior art has a structure in which the heater is surrounded by the upper and lower housings Is provided as, the flow path is formed in a predetermined pattern inside the lower housing covering the lower side of the heater is a heat exchange between the fluid flowing along the flow path and the heater.

그러나, 위와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 따른 히터 어셈블리는, 상부 하우징 및 하부 하우징 중 적어도 어느 하나에만 유로가 형성되므로, 고온의 유체가 필요한 경우 유체를 충분히 가열하기 어려운 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 히터 어셈블리의 크기가 작음에 따라 유로를 길게 형성시키기 어려운 경우 더욱 심각한 문제점이 된다.However, the heater assembly according to the prior art having the above configuration, since the flow path is formed only in at least one of the upper housing and the lower housing, there is a problem that it is difficult to heat the fluid sufficiently when a high temperature fluid is required, this problem is a heater As the size of the assembly is small, it becomes more serious when it is difficult to form a flow path long.

따라서, 히터의 크기에 무관하게 원하는 온도까지 유체를 충분히 가열시킬 수 있는 히터 구조에 대한 연구 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a demand for research and development on a heater structure capable of sufficiently heating a fluid to a desired temperature regardless of the size of the heater.

본 발명의 목적은, 히터에 의하여 가열되는 유체의 열교환 면적을 증가시킴으로써 열효율을 높일 수 있는 히터 어셈블리를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a heater assembly capable of increasing thermal efficiency by increasing the heat exchange area of the fluid heated by the heater.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 다수의 발열저항체와, 상기 다수의 발열저항체에 전력을 인가하도록 상기 기판 상에 형성되는 전극을 포함하는 히터; 내부에 유로가 형성되며 상기 히터의 상측을 덮는 상부 하우징; 및 상기 상부 하우징의 유로와 연통되는 유로가 내부에 형성되며 상기 히터의 하측을 덮도록 상기 상부 하우징과 결합되는 하부 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 어셈블리에 의하여 달성된다.The object is, according to the present invention, a heater comprising a substrate, a plurality of heating resistors formed on the substrate, and an electrode formed on the substrate to apply power to the plurality of heating resistors; An upper housing formed therein and covering an upper side of the heater; And a lower housing in which a flow passage communicating with the flow passage of the upper housing is formed therein and coupled to the upper housing to cover the lower side of the heater.

상기 상부 하우징에는 상기 상부 하우징의 일 측벽의 내측을 관통하여 하측 으로 연장되는 상부 관통홀이 형성되며, 상기 하부 하우징에는 상기 하부 하우징의 일 측벽의 내측을 관통하여 상측으로 연장되는 하부 관통홀이 형성되되, 상기 상부 관통홀과 상기 하부 관통홀은 상호 연통될 수 있다.The upper housing has an upper through hole extending downward through an inner side of one side wall of the upper housing, and the lower housing has a lower through hole extending upward through an inner side of one side wall of the lower housing. The upper through hole and the lower through hole may communicate with each other.

상기 히터에 의하여 가열되는 유체는, 상기 상부 하우징의 상기 유로, 상기 상부 관통홀 및 상기 하부 관통홀을 거쳐 상기 하부 하우징의 상기 유로를 따라 흐를 수 있다.The fluid heated by the heater may flow along the flow path of the lower housing through the flow path of the upper housing, the upper through hole, and the lower through hole.

상기 상부 관통홀은, 상기 상부 하우징의 일 측벽의 내측을 관통하는 부분의 면적이 하측으로 연장되는 부분의 면적보다 크게 형성될 수 있다.The upper through hole may have an area of a portion penetrating the inner side of one sidewall of the upper housing larger than an area of the portion extending downward.

상기 하부 관통홀은, 상기 하부 하우징의 일 측벽의 내측을 관통하는 부분의 면적이 상측으로 연장되는 부분의 면적보다 크게 형성될 수 있다.The lower through hole may have an area of a portion penetrating the inside of one side wall of the lower housing larger than an area of the portion extending upward.

상기 상부 하우징의 일 측벽의 내측을 관통하는 부분은 하측으로 연장되는 부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 원호 형상의 테이퍼면을 포함할 수 있다.The portion penetrating the inner side of the side wall of the upper housing may include an arc-shaped tapered surface that becomes narrower toward the portion extending downward.

상기 상부 하우징 또는 상기 하부 하우징 중 어느 하나에는, 상기 상부 관통홀 또는 상기 하부 관통홀에 결합되기 위해 상기 상부 하우징의 하측 표면 또는 상기 하부 하우징의 상측 표면으로부터 돌출되며 상기 상부 관통홀 또는 상기 하부 관통홀로부터 연장되는 돌출관이 마련될 수 있다.Any one of the upper housing and the lower housing, protrudes from the lower surface of the upper housing or the upper surface of the lower housing to be coupled to the upper through hole or the lower through hole and into the upper through hole or the lower through hole. A protruding tube extending from may be provided.

상기 돌출관은, 상기 상부 관통홀 또는 상기 하부 관통홀에 끼워 맞춤 될 수 있다.The protruding tube may be fitted into the upper through hole or the lower through hole.

상기 상부 하우징에는 상기 상부 하우징의 유로가 지그재그 형태로 형성되도록 복수 개의 격벽이 마련되며, 상기 하부 하우징에는 상기 하부 하우징의 유로가 지그재그 형태로 형성되도록 복수 개의 격벽이 마련될 수 있다.The upper housing may be provided with a plurality of partition walls such that the flow path of the upper housing is formed in a zigzag form, and the lower housing may be provided with a plurality of partition walls such that the flow path of the lower housing is formed in a zigzag form.

상기 히터는, 상기 기판과 상기 발열저항체의 사이에 코팅되어 상기 기판과 상기 발열저항체 사이의 전기적 쇼트를 방지하는 절연층을 더 포함할 수 있다.The heater may further include an insulating layer coated between the substrate and the heating resistor to prevent electrical short between the substrate and the heating resistor.

상기 히터 어셈블리는, 상기 히터와 상기 상부 하우징의 사이에 개재되어 상기 히터에 의해 발생한 열을 상기 상부 하우징을 따라 흐르는 유체에 전달하는 열전달부재를 더 포함할 수 있다.The heater assembly may further include a heat transfer member interposed between the heater and the upper housing to transfer heat generated by the heater to a fluid flowing along the upper housing.

상기 히터 어셈블리는, 상기 히터와 상기 열전달부재 사이에 개재되어 상기 히터의 상기 발열저항체와 상기 열전달부재 사이의 전기적 쇼트를 방지하는 절연부재를 더 포함할 수 있다.The heater assembly may further include an insulation member interposed between the heater and the heat transfer member to prevent electrical short between the heat generating resistor and the heat transfer member of the heater.

상기 히터 어셈블리는, 상기 기판과 상기 상부 하우징 사이에 개재되는 제1 패킹; 및 상기 기판과 상기 하부 하우징 사이에 개재되는 제2 패킹을 더 포함하고, 상기 상부 하우징의 하면에는 상기 제1 패킹이 안착되는 제1 패킹 홈이 형성되며, 상기 하부 하우징의 상면에는 상기 제2 패킹이 안착되는 제2 패킹 홈이 형성될 수 있다.The heater assembly may include a first packing interposed between the substrate and the upper housing; And a second packing interposed between the substrate and the lower housing, a first packing groove in which the first packing is seated is formed on a lower surface of the upper housing, and a second packing on the upper surface of the lower housing. The seating second packing groove may be formed.

상기 절연층은 상기 기판의 상면에 알루미나, 실리카 및 마그네시아 중 적어도 어느 하나의 재질로 구성되는 페이스트 물질을 코팅하여 마련되며, 상기 기판은 상기 절연층의 코팅시 상기 절연층과 열팽창계수가 유사한 스테인리스 스틸 재질로 마련될 수 있다.The insulating layer is provided by coating a paste material composed of at least one of alumina, silica and magnesia on the upper surface of the substrate, the substrate is made of stainless steel having a similar thermal expansion coefficient to the insulating layer when coating the insulating layer It may be made of a material.

상기 다수의 발열저항체는 상기 기판 상에 페이스트 조성물을 인쇄하여 형성되며, 상기 페이스트 조성물은, 탄소나노튜브와 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나 와 은을 포함하거나, 루테늄과 팔라듐에서 선택된 적어도 하나와 탄소나노튜브와 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나와 은을 포함할 수 있다.The plurality of heat generating resistors are formed by printing a paste composition on the substrate, and the paste composition includes at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers and silver, or at least one selected from ruthenium and palladium and carbon nanotubes. And carbon and at least one selected from carbon fibers.

상기 페이스트 조성물의 전체 조성물 100중량부에 대하여, 상기 탄소나노튜브와 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나는 0.01 내지 20중량부로 포함될 수 있다.With respect to 100 parts by weight of the total composition of the paste composition, at least one selected from the carbon nanotubes and carbon fibers may be included in 0.01 to 20 parts by weight.

본 발명에 의하면, 히터의 상부 및 하부에 마련되는 하우징에 각각 유로를 형성시킴으로써 히터에 의하여 가열되는 유체의 열교환 면적을 증가시켜 열효율이 향상된 히터 어셈블리를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to provide a heater assembly having improved thermal efficiency by increasing the heat exchange area of the fluid heated by the heater by forming flow paths in the housings provided at the upper and lower portions of the heater, respectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 어셈블리의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 히터의 평편도이고, 도 3은 도 1의 상부 하우징의 저면도이며, 도 4는 도 1의 하부 하우징의 평면도이고, 도 5는 도 1의 히터 어셈블리의 결합 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a heater assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the heater of FIG. 1, FIG. 3 is a bottom view of the upper housing of FIG. 1, and FIG. 4 is a lower portion of FIG. 1. 5 is a plan view of the housing, and FIG. 5 is a combined perspective view of the heater assembly of FIG. 1.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 어셈블리(10)는, 유체(주로 '물')를 가열하기 위해 마련되는 히터(100)와, 히터(100)의 상부 및 하부에 각각 결합되는 상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500)과, 히터(100)와 상부 하우징(400)의 사이에 개재되는 절연부재(200) 및 열전달부재(300)를 포함한다.1 to 5, the heater assembly 10 according to an embodiment of the present invention includes a heater 100 provided to heat a fluid (mainly 'water'), an upper portion of the heater 100 and The upper housing 400 and the lower housing 500 are respectively coupled to the lower portion, and the insulating member 200 and the heat transfer member 300 interposed between the heater 100 and the upper housing 400.

히터(100)는 상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500)을 따라 흐르는 유체를 원하는 온도까지 가열하기 위해 마련되는 구성으로, 도 2를 참조하면, 기판(110)과, 기판(110)의 상면에 코팅되는 절연층(120)과, 절연층(120)의 상면에 인쇄되는 다수의 발열저항체(130)와, 발열저항체(130)에 전력을 인가하도록 형성되는 전극(141, 142)을 포함한다.The heater 100 is configured to heat the fluid flowing along the upper housing 400 and the lower housing 500 to a desired temperature. Referring to FIG. 2, the heater 110 and the upper surface of the substrate 110 are provided. And a plurality of heating resistors 130 printed on the upper surface of the insulating layer 120, and electrodes 141 and 142 formed to apply electric power to the heating resistors 130. .

기판(110)은, 발열저항체(130)가 형성될 영역을 제공하는 부재이다. 기판(110)은 발열저항체(130)에서 발생하는 열을 상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500) 내부에 각각 형성된 유로(450, 550)를 따라 흐르는 유체에 전달하므로, 열 전도율이 우수한 금속 재질 또는 세라믹 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 스테인리스 스틸(Stainless steel) 재질, 그 중에서도 특히 SUS 430 재질의 기판(110)이 사용된다.The substrate 110 is a member that provides a region in which the heat generating resistor 130 is to be formed. The substrate 110 transfers heat generated from the heat generating resistor 130 to the fluid flowing along the flow paths 450 and 550 formed in the upper housing 400 and the lower housing 500, respectively, and has a high thermal conductivity. Or it is preferably made of a ceramic material. In this embodiment, a stainless steel (Stainless steel) material, and in particular, the substrate 110 of SUS 430 material is used.

여기서 SUS 430 재질의 스테인리스 스틸은, 열처리를 통해 경도가 향상된 스테인리스 스틸을 말하며, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 한편 가격이 저렴하므로 건축재료, 주방기기, 초산 공업, 가정기구, 자동차 부품, 석유정제 설비, 볼트, 너트 및 연료분사 노즐 등에 광범위하게 사용되는 물질이다.Here, stainless steel made of SUS 430 refers to stainless steel with improved hardness through heat treatment, and because of its excellent cold workability and corrosion resistance, and low price, building materials, kitchen equipment, acetic acid industry, household appliances, automobile parts, petroleum refining equipment, Widely used in bolts, nuts and fuel injection nozzles.

본 실시예의 경우, 절연층(120)이 코팅되지 않는 기판(110)의 하면에는, 테프론 재질의 코팅(미도시)을 함으로써 하부 하우징(500)에 형성된 유로(550)를 따라 흐르는 유체에 의해 히터(100)가 손상되거나 누설 전류가 발생하는 것을 방지한다.In the present exemplary embodiment, the bottom surface of the substrate 110 on which the insulating layer 120 is not coated is heated by a fluid flowing along the flow path 550 formed in the lower housing 500 by coating Teflon (not shown). The 100 is prevented from being damaged or leakage current.

절연층(120)은, 기판(110)과 발열저항체(130) 사이에 코팅되어 기판(110)과 발열저항체(130) 사이에 발생할 수 있는 전기적 쇼트(Short)를 방지하기 위한 부분이다. 절연층(120)은 알루미나, 실리카 및 마그네시아 중 적어도 어느 하나의 재질로 구성되는 페이스트 물질을 코팅하여 마련되는데, 코팅방법으로는 ALD/CVD 법, 스퍼터 또는 Evaporation 법, Sol-gel 법 등 다양한 방법을 따를 수 있다.The insulating layer 120 is coated between the substrate 110 and the heating resistor 130 to prevent an electrical short that may occur between the substrate 110 and the heating resistor 130. The insulating layer 120 is prepared by coating a paste material composed of at least one of alumina, silica, and magnesia. The coating method may include various methods such as ALD / CVD, sputter or evaporation, and sol-gel. Can follow.

특히, 절연층(120)은 SUS 430 재질의 기판(110)과 열팽창계수가 유사한 물질을 코팅함으로써, 기판(110)의 상면에 절연층(120)을 코팅하더라도 기판(110)이 변형되거나, 코팅되는 절연층(120)의 면적이 설계한 바와 다르지 않도록 한다.In particular, the insulating layer 120 is coated with a material having a similar thermal expansion coefficient to the substrate 110 of SUS 430, so that even if the insulating layer 120 is coated on the upper surface of the substrate 110, the substrate 110 is deformed or coated. The area of the insulating layer 120 to be made does not differ from the designed one.

전술한 사항 중 기판(110)의 재질과, 절연층(120)의 재질에 관한 사항은 필요에 따라 얼마든지 변경할 수 있는 사항으로, 본 발명의 권리범위는 전술한 예에 의하여 한정되지 않는다.Among the matters described above, matters related to the material of the substrate 110 and the material of the insulating layer 120 may be changed as necessary. The scope of the present invention is not limited to the above-described examples.

다수의 발열저항체(130)는 절연층(120)이 코팅된 기판(110)의 상면에 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하고, 이를 대략 150℃의 온도에서 건조함으로써 기판(110)에 인쇄된다. 이때, 다수의 발열저항체(130)는 스트립 형태로 일정한 간격으로 배치된다.The plurality of heating resistors 130 are printed on the substrate 110 by screen printing the paste composition on the upper surface of the substrate 110 coated with the insulating layer 120 and drying the paste composition at a temperature of approximately 150 ° C. At this time, the plurality of heating resistors 130 are arranged at regular intervals in the form of a strip.

한편, 발열저항체(130)를 구성하는 페이스트 조성물의 성분에 대해서는 후술하기로 한다.The components of the paste composition constituting the heat generating resistor 130 will be described later.

전극(141, 142)은, 다수의 발열저항체(130)의 일단부 및 타단부를 상호 연결하는 방법으로 배치된다. 즉, 제1 전극(141)이 다수의 발열저항체(130)의 일단부를 연결하며, 제2 전극(142)이 다수의 발열저항체(130)의 타단부를 연결하게 된다. 이때, 전극(141, 142)은 다수의 발열저항체(130)를 형성한 후에 기판(110)의 상면에 은(Ag)을 인쇄하여 형성된다. 이와 달리, 전극(141, 142)을 먼저 형성한 후에 다수의 발열저항체(130)를 형성하여도 무방하다.The electrodes 141 and 142 are arranged by interconnecting one end and the other end of the plurality of heating resistors 130. That is, the first electrode 141 connects one end of the plurality of heating resistors 130, and the second electrode 142 connects the other ends of the plurality of heating resistors 130. In this case, the electrodes 141 and 142 are formed by printing silver (Ag) on the upper surface of the substrate 110 after forming the plurality of heating resistors 130. Alternatively, the plurality of heat generating resistors 130 may be formed after forming the electrodes 141 and 142 first.

상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500)은 각각 히터(100)의 상측과 하측을 덮도록 마련되는데, 알루미늄 등의 금속 재질 또는 엔지니어링 플라스틱 재질 등으로 제작된다.The upper housing 400 and the lower housing 500 are provided to cover the upper side and the lower side of the heater 100, respectively. The upper housing 400 and the lower housing 500 are made of a metal material such as aluminum or an engineering plastic material.

유체는, 상부 하우징(400)의 유로(450)를 따라 흐르며 가열된 후, 상부 하우징(400)에 형성된 상부 관통홀(410a)과 상부 관통홀(410a)에 연통되는 하부 하우징(500)의 하부 관통홀(510a)을 거쳐 하부 하우징(500)에 형성된 유로(550)를 따라 흐르며 재가열된다.After the fluid flows along the flow path 450 of the upper housing 400 and is heated, the lower portion of the lower housing 500 communicates with the upper through hole 410a and the upper through hole 410a formed in the upper housing 400. It is reheated while flowing along the flow path 550 formed in the lower housing 500 through the through hole 510a.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상부 하우징(400)에는, 일 측벽(410)의 내측을 관통하여 하측으로 연장되는 상부 관통홀(410a)과, 입수 노즐(710)을 통해 유체가 유입될 수 있도록 타 측벽(420)을 완전히 관통하는 입수홀(미도시)이 형성된다.1 and 3, fluid may be introduced into the upper housing 400 through an upper through hole 410 a extending downward through an inner side of one side wall 410 and an inlet nozzle 710. Inlet holes (not shown) are formed to completely pass through the other sidewall 420.

상부 관통홀(410a)은 도 3에 도시된 바와 같이 상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하여 하측으로 연장되는데, 상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하는 부분(412)의 시작점은 사각 단면 형상을 갖도록, 하측으로 연장되는 부분(411)은 원형 단면 형상을 갖도록 형성된다. As illustrated in FIG. 3, the upper through hole 410a extends downward through an inner side of one side wall 410 of the upper housing 400, and penetrates an inner side of one side wall 410 of the upper housing 400. The starting point of the portion 412 is formed to have a rectangular cross-sectional shape, the lower portion 411 is formed to have a circular cross-sectional shape.

또한, 상부 관통홀(410a)은 상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하는 부분(412)의 면적이 하측으로 연장되는 부분(411)의 면적보다 크게 형성되며, 상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하는 부분(412)은 유체의 흐름 방향에 대응하여 갈수록 폭이 좁아지는 원호 형상의 테이퍼면(410b)을 포함한다.In addition, the upper through hole 410a has an area of the portion 412 penetrating the inner side of one sidewall 410 of the upper housing 400 larger than that of the portion 411 extending downward, and the upper housing ( The portion 412 penetrating the inner side of the side wall 410 of the 400 includes an arc-shaped tapered surface 410b that becomes narrower in correspondence with the flow direction of the fluid.

이와 같이 대략 'ㄱ'자 형상을 갖는 상부 관통홀(410a)의 형상을 독특하게 한 것은 유체의 흐름에 관계된 것으로, 운동하고 있는 유체 내에서의 압력과 유속(流速) 사이의 관계를 나타내는 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)를 응용한 것이다.The unique shape of the upper through hole 410a having an approximately 'A' shape is related to the flow of fluid, and Bernoulli's theorem indicating the relationship between the pressure and the flow velocity in the fluid in motion. (Bernoulli's theorem) is an application.

즉, 상부 하우징(400)에 형성된 유로(450)를 따라 흐른 후 상부 관통홀(410a)에 도달한 유체는, 상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하는 부분(412)으로부터 하측으로 연장되는 부분(411)으로 흐르는데, 이때 상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하는 부분(412)의 면적이 하측으로 연장되는 부분(411)의 면적보다 크므로 유체의 흐름이 가속된다.That is, the fluid that flows along the flow path 450 formed in the upper housing 400 and reaches the upper through hole 410a is formed from the portion 412 penetrating the inner side of the side wall 410 of the upper housing 400. It flows to the portion 411 extending downward, wherein the area of the portion 412 penetrating the inner side of one side wall 410 of the upper housing 400 is larger than the area of the portion 411 extending downward. The flow is accelerated.

테이퍼면(410b)은 유체의 가속에 따라 발생할 수 있는 와류(渦流)를 방지하기 위한 것이다. 즉, 흐름이 가속된 유체는 원호 형상의 테이퍼면(410b)을 따라 흐르므로 그 흐름이 뒤엉키지 않고 상부 관통홀(410a)을 따라 흐를 수 있게 된다.The tapered surface 410b is for preventing vortices that may occur due to the acceleration of the fluid. That is, the flow accelerated fluid flows along the arcuate tapered surface 410b so that the flow does not entangle and flow along the upper through hole 410a.

상부 하우징(400)의 일 측벽(410)의 내측을 관통하는 부분(412)의 시작점을 사각 단면 형상을 갖도록 하고, 하측으로 연장되는 부분(411)을 원형 단면 형상을 갖도록 한 것은, 상부 하우징(400)의 크기를 고려하여 유체가 흐를 수 있는 양을 증가시키기 위함이며, 이러한 형상은 얼마든지 변경할 수 있는 사항으로 본 발명의 권리범위는 상부 관통홀(410a)의 형상에 의하여 제한되지 않는다.The starting point of the portion 412 penetrating the inner side of the side wall 410 of the upper housing 400 to have a rectangular cross-sectional shape, and the portion 411 extending downward has a circular cross-sectional shape, the upper housing ( In order to increase the amount of the fluid can flow in consideration of the size of 400, such a shape can be changed as much as the scope of the present invention is not limited by the shape of the upper through-hole (410a).

또한, 상부 하우징(400)의 내부에는 지그재그 형상의 유로(450)가 형성되며, 지그재그 형상의 유로(450)는 입수홀(미도시)과 상부 관통홀(410a) 사이에 형성된다. 입수홀(미도시)을 통해 유입되는 유체는 지그재그 형상의 유로(450)를 거쳐 상 부 관통홀(410a)을 통해 하부 관통홀(510a)로 배출된다.In addition, a zigzag-shaped flow path 450 is formed inside the upper housing 400, and a zigzag-shaped flow path 450 is formed between an inlet hole (not shown) and the upper through hole 410a. The fluid flowing through the inlet hole (not shown) is discharged to the lower through hole 510a through the upper through hole 410a through the zigzag flow path 450.

이처럼, 상부 하우징(400)의 유로(450)를 지그재그 형상으로 형성한 것은, 입수홀(미도시)을 통해 유입되는 유체과 히터(100) 사이의 열 교환 접촉 면적을 늘려 열 교환 효율을 높이기 위함이다.The zigzag shape of the flow path 450 of the upper housing 400 is to increase the heat exchange contact area between the fluid flowing through the inlet hole (not shown) and the heater 100 to increase the heat exchange efficiency. .

상부 하우징(400)의 지그재그 형상의 유로(450)는, 상부 하우징(400)의 내부에 도 3에 도시된 바와 같은 복수 개의 격벽(430)을 마련하여 형성된다. 복수 개의 격벽(430)은 상부 하우징(400)의 사각 형상을 갖는 내벽(460) 일측 또는 타측으로부터 연장된다.A zigzag flow path 450 of the upper housing 400 is formed by providing a plurality of partitions 430 as shown in FIG. 3 inside the upper housing 400. The plurality of partition walls 430 extend from one side or the other side of the inner wall 460 having a square shape of the upper housing 400.

한편, 도 1 및 도 4를 참조하면, 하부 하우징(500)에는, 일 측벽(510)의 내측을 관통하여 상측으로 연장되는 하부 관통홀(510a)과, 출수 노즐(720)을 통해 유체가 유출될 수 있도록 타 측벽(520)을 완전히 관통하는 출수홀(미도시)이 형성된다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 4, in the lower housing 500, a fluid flows out through a lower through hole 510 a extending upwardly through an inside of one side wall 510 and a water extraction nozzle 720. A water extraction hole (not shown) is formed to completely pass through the other side wall 520.

하부 관통홀(510a)은 도 4에 도시된 바와 같이 하부 하우징(500)의 일 측벽(510)의 내측을 관통하여 상측으로 연장되는데, 하부 하우징(500)의 일 측벽(510)의 내측을 관통하는 부분(511)의 시작점은 사각 단면 형상을 갖도록, 상측으로 연장되는 부분(512)은 원형 단면 형상을 갖도록 형성된다.As shown in FIG. 4, the lower through hole 510a extends upward through an inner side of one side wall 510 of the lower housing 500, and penetrates an inner side of one side wall 510 of the lower housing 500. The starting point of the portion 511 is formed to have a rectangular cross-sectional shape, the upper portion 512 is formed to have a circular cross-sectional shape.

또한, 하부 관통홀(510a)은 하부 하우징(500)의 일 측벽(510)의 내측을 관통하는 부분(511)의 면적이 상측으로 연장되는 부분(512)의 면적보다 크게 형성된다.In addition, the area of the lower through hole 510a is greater than that of the portion 512 extending upward from an area of the portion 511 penetrating the inner side of the side wall 510 of the lower housing 500.

상부 관통홀(410a)을 통해 흐름이 가속된 유체는, 상부 관통홀(410a)과 연통되는 하부 관통홀(510a)을 통해 하부 하우징(500)의 내부에 형성된 유로(550)로 흐 르게 된다. 이 경우 하부 하우징(500)의 일 측벽(510)의 내측을 관통하는 부분(511)의 면적이 상측으로 연장되는 부분(512)의 면적보다 크므로 하부 관통홀(510a)을 따라 흐르는 유체의 속도가 느려진다.The fluid whose flow is accelerated through the upper through hole 410a flows into the flow path 550 formed in the lower housing 500 through the lower through hole 510a communicating with the upper through hole 410a. In this case, since the area of the portion 511 penetrating the inside of the side wall 510 of the lower housing 500 is larger than the area of the portion 512 extending upward, the velocity of the fluid flowing along the lower through hole 510a. Slows down.

이에 따라 유체는 하부 관통홀(510a)에 연결되는 유로(550)의 일측부에서 일차적으로 온도교환이 이뤄지게 되고, 다시 하부 하우징(500)을 따라 흐르며 히터(100)에 의하여 재가열 되게 되는 것이다.Accordingly, the fluid is primarily exchanged in temperature at one side of the flow path 550 connected to the lower through hole 510a, and flows again along the lower housing 500 and is reheated by the heater 100.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(500)의 일 측벽(510)의 내측을 관통하는 부분(511)은 원호 형상의 테이퍼면으로 형성함으로써 와류를 방지하도록 한다.In addition, as shown in FIG. 4, the portion 511 penetrating the inner side of the side wall 510 of the lower housing 500 is formed in an arc-shaped tapered surface to prevent vortex.

다만, 하부 관통홀(510a)을 통해 하부 하우징(500)의 유로(550)로 흐르는 유체의 속도는 상부 관통홀(410a)의 경우와 달리 가속되는 것이 아니므로, 테이퍼면은 생략될 수 있으며, 상부 관통홀(410a)의 경우와 마찬가지로 하부 관통홀(510a)의 형상은 필요에 따라 얼마든지 변경할 수 있다.However, since the velocity of the fluid flowing into the flow path 550 of the lower housing 500 through the lower through hole 510a is not accelerated unlike the case of the upper through hole 410a, the tapered surface may be omitted. As in the case of the upper through hole 410a, the shape of the lower through hole 510a may be changed as necessary.

하부 하우징(500)의 내부에는 지그재그 형상의 유로(550)가 형성되며, 지그재그 형상의 유로(550)는 출수홀(미도시)과 하부 관통홀(510a) 사이에 형성된다. 하부 관통홀(510a)을 통해 유입되는 유체는 지그재그 형상의 유로(550)를 거쳐 출수홀(미도시)을 통해 배출된다.A zigzag-shaped flow path 550 is formed in the lower housing 500, and a zigzag-shaped flow path 550 is formed between the water extraction hole (not shown) and the lower through hole 510a. The fluid flowing through the lower through hole 510a is discharged through the water extraction hole (not shown) through the zigzag channel 550.

이처럼, 하부 하우징(500)의 유로(550)를 지그재그 형상으로 형성한 이유는 상부 하우징(400)의 경우와 동일하다.As such, the reason why the flow path 550 of the lower housing 500 is formed in a zigzag shape is the same as that of the upper housing 400.

하부 하우징(500)의 지그재그 형상의 유로(550)는, 하부 하우징(500)의 내부 에 도 4에 도시된 바와 같은 복수 개의 격벽(530)을 마련하여 형성된다. 복수 개의 격벽(530)은 하부 하우징(500)의 사각 형상을 갖는 내벽(560) 일측 또는 타측으로부터 연장된다.The zigzag flow path 550 of the lower housing 500 is formed by providing a plurality of partition walls 530 as shown in FIG. 4 in the lower housing 500. The plurality of partition walls 530 extend from one side or the other side of the inner wall 560 having a square shape of the lower housing 500.

이와 함께, 하부 하우징(500)에는 상부 관통홀(410a)에 끼워 맞춤 되도록 하부 하우징(500)의 상측 표면으로부터 돌출되는 돌출관(510b)이 마련되며, 돌출관(510b)을 따라서는 하부 관통홀(510a)의 상측으로 연장되는 부분이 관통형성된다.In addition, the lower housing 500 is provided with a protruding tube 510b protruding from the upper surface of the lower housing 500 so as to fit in the upper through hole 410a and along the lower tube 500. A portion extending upward of 510a is formed through.

돌출관(510b)은 상부 관통홀(410a)과 하부 관통홀(510a)을 끼워 맞춤 형식으로 결합함으로써, 유체가 히터(100) 측으로 누수 되지 않도록 하기 위해 마련되는 것이며 돌출관(510b)의 외주면을 따라서는 고무재질의 패킹(미도시)이 결합될 수 있다.The protrusion pipe 510b is provided to prevent the fluid from leaking to the heater 100 by fitting the upper through hole 410a and the lower through hole 510a in a fitting manner, and the outer peripheral surface of the protrusion pipe 510b is provided. Therefore, a rubber packing (not shown) may be combined.

물론, 돌출관(510b)은 하부 하우징(500)의 상측 표면이 아니라, 상부 하우징(400)의 하측 표면에 형성될 수 있으며, 이 경우 상부 하우징(400)에 형성된 돌출관(미도시)은 하부 하우징(500)의 하부 관통홀(510a)에 끼워 맞춤 될 것이다.Of course, the protruding pipe 510b may be formed on the lower surface of the upper housing 400, not the upper surface of the lower housing 500, and in this case, the protruding pipe (not shown) formed on the upper housing 400 may have a lower surface. It will fit in the lower through hole 510a of the housing 500.

본 실시예에 따른 히터 어셈블리(10)는, 종래와 달리 상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500)에 각각 유로(450, 550)를 형성시킴으로써, 히터(100)에 의하여 가열되는 유체의 열교환 면적을 증가시켜 열효율을 높일 수 있게 된다.In the heater assembly 10 according to the present exemplary embodiment, unlike the related art, the flow paths 450 and 550 are formed in the upper housing 400 and the lower housing 500, respectively, so that the heat exchange area of the fluid heated by the heater 100 is different. By increasing the thermal efficiency can be increased.

한편, 열전달부재(300)는, 히터(100)와 상부 하우징(400)의 사이에 개재되어 히터(100)에 의해 발생한 열을 상부 하우징(400)을 따라 흐르는 유체에 전달한다.On the other hand, the heat transfer member 300 is interposed between the heater 100 and the upper housing 400 to transfer the heat generated by the heater 100 to the fluid flowing along the upper housing 400.

열전달부재(300)는 히터(100)의 기판(110)과 마찬가지로 열 전도율이 우수한 금속 재질 또는 세라믹 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 스테인리스 스틸(Stainless steel) 재질, 그 중에서도 특히 SUS 304 재질이 사용된다.Like the substrate 110 of the heater 100, the heat transfer member 300 is preferably made of a metal or ceramic material having excellent thermal conductivity. In this embodiment, a stainless steel material, in particular SUS 304 material is used.

여기서 SUS 304 재질의 스테인리스 스틸은, 크롬과 니켈의 함량이 13% 이상이며 내식성이 우수한 물질을 말하며, 배관용 파이프, 밸브, 식품기계, 주방기구 및 일반적인 기구의 표면처리 등에 널리 사용된다.Here, stainless steel made of SUS 304 is 13% or more of chromium and nickel, and refers to a material having excellent corrosion resistance, and is widely used for surface treatment of pipes, valves, food machinery, kitchen appliances, and general appliances.

한편, 절연부재(200)는, 히터(100)와 열전달부재(300) 사이에 개재되어 히터(100)의 발열저항체(130)와 열전달부재(300) 사이의 전기적 쇼트를 방지한다.On the other hand, the insulating member 200 is interposed between the heater 100 and the heat transfer member 300 to prevent an electrical short between the heat generating resistor 130 and the heat transfer member 300 of the heater 100.

본 실시예의 경우 절연부재(200)는 운모(Mica) 재질로 마련되는데, 운모 재질의 절연부재(200)는 우수한 내열온도를 가지면서도 얇은 판상으로 제작할 수 있으므로 히터 어셈블리(10)의 전체 두께를 줄일 수 있는 장점을 갖는다. 이와 함께, 운모 재질의 절연부재(200)는 내열온도가 700℃ 이상이므로 열 안전성이 우수하며, 절연성 및 중량의 측면에서도 우수한 효과를 갖는다.In the present embodiment, the insulating member 200 is provided with a mica (Mica) material, the insulating member 200 of the mica material can be manufactured in a thin plate while having excellent heat resistance temperature to reduce the overall thickness of the heater assembly (10). Has the advantage. In addition, since the mica insulating member 200 has a heat resistance temperature of 700 ° C. or more, it is excellent in thermal stability and has excellent effects in terms of insulation and weight.

열전달부재(300) 및 절연부재(200)는 히터(100)의 발열저항체(130)를 완전히 덮을 정도의 크기로 상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500)의 내측에 결합된다.The heat transfer member 300 and the insulation member 200 are coupled to the inside of the upper housing 400 and the lower housing 500 in such a size as to completely cover the heat generating resistor 130 of the heater 100.

전술한 열전달부재(300) 및 절연부재(200)의 재질 및 크기는 필요에 따라 변경할 수 있는 사항으로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되지 않는다.The material and size of the above-described heat transfer member 300 and the insulating member 200 can be changed as necessary, the scope of the present invention is not limited thereto.

한편, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 히터 어셈블리(10)는 기판(110)과 상부 하우징(400)의 사이에 개재되는 제1 패킹(610)과, 기판(110)과 하부 하우징(500)의 사이에 개재되는 제2 패킹(620)을 더 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 1, the heater assembly 10 according to the present embodiment includes a first packing 610 interposed between the substrate 110 and the upper housing 400, the substrate 110 and the lower housing ( It further comprises a second packing (620) interposed between 500.

이러한 패킹(610, 620)은 기판(110)과 하우징(400, 500)에 의해 한정되는 내 부 공간을 완전히 밀폐하도록 마련되는데, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 패킹(610)은 상부 하우징(400)의 하측 둘레를 따라 형성되는 제1 패킹홈(440)의 형상에, 제2 패킹(620)은 하부 하우징(500)의 상측 둘레를 따라 형성되는 제2 패킹홈(540)의 형상에 대응하도록 마련된다.The packings 610 and 620 are provided to completely seal the internal space defined by the substrate 110 and the housings 400 and 500. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the first packing 610 is a shape of the first packing groove 440 formed along the lower circumference of the upper housing 400, the second packing 620 is a second packing groove formed along the upper circumference of the lower housing 500 It is provided to correspond to the shape of 540.

즉, 제1 패킹홈(440) 및 제2 패킹홈(540)은 각각 전체적으로 사각 형상으로 마련되므로, 제1 패킹(610) 및 제2 패킹(620)은 각각 전체적으로 사각 형상으로 마련된다. 패킹(610, 620)의 재질은 고무 등의 탄성재질로 마련된다.That is, since the first packing groove 440 and the second packing groove 540 are respectively provided in a quadrangular shape, the first packing 610 and the second packing 620 are respectively provided in a quadrangular shape. The material of the packings 610 and 620 may be made of an elastic material such as rubber.

도 1 및 도 5를 참조하면, 상부 하우징(400)의 둘레, 절연부재(200)의 둘레, 열전달부재(300)의 둘레 및 기판(110)의 둘레를 따라서는 각각 체결홀(110a, 200a, 300a, 400a)이 형성되며, 하부 하우징(500)의 둘레를 따라서는 체결홀(110a, 200a, 300a, 400a)에 대응하는 체결홈(500a)이 형성된다.1 and 5, the fastening holes 110a and 200a are formed along the circumference of the upper housing 400, the circumference of the insulating member 200, the circumference of the heat transfer member 300, and the circumference of the substrate 110, respectively. 300a and 400a are formed, and fastening grooves 500a corresponding to the fastening holes 110a, 200a, 300a and 400a are formed along the circumference of the lower housing 500.

이러한 체결홀(110a, 200a, 300a, 400a)을 따라서는 나사(800)가 관통 삽입되어 체결홈(500a)과 체결된다.The screw 800 is inserted through the fastening holes 110a, 200a, 300a, and 400a to be fastened to the fastening groove 500a.

또한, 상부 하우징(400)의 상부 관통홀(410a)과, 이에 연통되는 하부 하우징(500)의 하부 관통홀(510a)의 위치에 대응하는 절연부재(200)의 일측부, 열전달부재(300)의 일측부 및 기판(110)의 일측부에는 각각 상부 관통홀(410a) 및 하부 관통홀(510a)의 크기에 대응하는 관통홀(100b, 200b, 300b)이 형성되어 유체가 통과할 수 있는 공간을 제공한다.In addition, one side of the insulating member 200 corresponding to the position of the upper through hole 410a of the upper housing 400 and the lower through hole 510a of the lower housing 500 communicated thereto, the heat transfer member 300. The through hole 100b, 200b, and 300b corresponding to the size of the upper through hole 410a and the lower through hole 510a are formed in one side portion of the substrate 110 and one side portion of the substrate 110, respectively. To provide.

이와 함께, 상부 하우징(400)의 타 측벽(420)에는 히터(100)의 전극(141, 142)에 연결되는 전선(141a, 142a)을 고정하기 위한 전선 수용홈(420a, 420b)이 형 성된다.In addition, the wire receiving grooves 420a and 420b for fixing the wires 141a and 142a connected to the electrodes 141 and 142 of the heater 100 are formed on the other side wall 420 of the upper housing 400. do.

전선 수용홈(420a, 420b)에 인접한 상부 하우징(400)의 내측에는 전극(141, 142)과 전선(141a, 142a)을 용접한 부위 등을 수용할 수 있는 수용홈(420c)이 형성된다.An accommodating groove 420c may be formed inside the upper housing 400 adjacent to the wire accommodating grooves 420a and 420b to accommodate a portion where the electrodes 141 and 142 and the wires 141a and 142a are welded.

이제 이하에서는, 히터(100)의 다수의 발열저항체(130)를 형성하기 위한 페이스트 조성물의 성분에 대하여 설명한다.Hereinafter, the components of the paste composition for forming the plurality of heating resistors 130 of the heater 100 will be described.

본 명세서에서의 은(Ag)은 순수한 은(Ag)뿐만 아니라 은(Ag) 산화물 또는 은(Ag) 화합물을 포함하고, 루테늄(Ru) 또한 순수한 루테늄(Ru)뿐만 아니라 루테늄(Ru) 산화물 또는 루테늄(Ru) 화합물을 포함하며, 팔라듐(Pd) 또한 순수한 팔라듐(Pd) 뿐만 아니라 팔라듐(Pd) 산화물 또는 팔라듐(Pd) 화합물을 포함한다.Silver (Ag) herein includes not only pure silver (Ag) but also silver (Ag) oxide or silver (Ag) compound, ruthenium (Ru) is also pure ruthenium (Ru) as well as ruthenium (Ru) oxide or ruthenium (Ru) compounds, and palladium (Pd) also includes pure palladium (Pd) as well as palladium (Pd) oxides or palladium (Pd) compounds.

본 실시예에 따른 페이스트 조성물은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT)와 탄소섬유(carbon fiber)에서 선택된 적어도 하나와 은(Ag)을 포함하는 이루어진다.The paste composition according to the present exemplary embodiment includes at least one selected from carbon nanotubes (CNTs) and carbon fibers and silver (Ag).

은(Ag)은 저 저항용 도전성 물질로서, 열과 전기에 대하여 우수한 도체이지만, 양의 온도저항계수를 갖기 때문에, 그 자체로는 발열 저항으로 사용하기에는 어려움이 있다.Silver (Ag) is a low-resistance conductive material and is a good conductor against heat and electricity, but has a positive temperature resistance coefficient, which makes it difficult to use as a heat generating resistor by itself.

이러한 은(Ag)의 단점을 극복하기 위해, 구리(Cu)에 필적하는 전기 전도도를 가지면서도, 음의 온도저항계수를 갖는 탄소나노튜브 및/또는 탄소섬유를 함께 혼합하여, 저항의 증가를 억제하면서도 동시에 안정된 온도 저항 계수를 갖는 발열저항쳬용 페이스트 조성물을 제공할 수 있다.In order to overcome this disadvantage of silver (Ag), carbon nanotubes and / or carbon fibers having a negative electrical resistance coefficient while mixing with copper (Cu) are mixed together to suppress an increase in resistance. At the same time, it is possible to provide an exothermic resistance paste composition having a stable temperature resistance coefficient.

보다 상세하게 설명하면, 페이스트 조성물은 은(Ag) 5 내지 60중량부, 탄소나노튜브와 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나 0.01 내지 20중량부, 유리 프릿(glass flit) 5 내지 40중량부, 및 유기 바인더 10 내지 40중량부를 포함하여 이루어진다.In more detail, the paste composition may contain 5 to 60 parts by weight of silver (Ag), 0.01 to 20 parts by weight of at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers, 5 to 40 parts by weight of glass flit, and an organic binder. It comprises 10 to 40 parts by weight.

상술한 중량부 범위의 은(Ag)은 페이스트 조성물이 낮은 저항값을 갖도록 하며, 페이스트 조성물이 기판(110)에 적용되어 발열저항체(130)를 형성시키는 경우, 발열저항체(130)가 고온으로 발열되어 손상되는 것을 방지한다.The silver (Ag) in the above weight part range causes the paste composition to have a low resistance value, and when the paste composition is applied to the substrate 110 to form the heat generating resistor 130, the heat generating resistor 130 generates heat at a high temperature. To prevent damage.

또한, 유리 프릿은 페이스트 조성물의 바인더(binder)로서, 상술한 중량부 범위의 유리 프릿은 페이스트 조성물이 기판(110)에 적용되어 발열저항체(130)를 형성하는 경우, 발열저항체(130)의 강도를 증가시키고, 발열저항체(130)의 기판(110)에의 부착력을 증가시킬 뿐만 아니라, 낮은 면저항값과 온도저항계수를 갖도록 한다.In addition, the glass frit is a binder of the paste composition. The glass frit in the above-described weight part ranges the strength of the heating resistor 130 when the paste composition is applied to the substrate 110 to form the heating resistor 130. In addition to increasing the adhesion to the substrate 110 of the heat generating resistor 130, as well as having a low sheet resistance value and temperature resistance coefficient.

또한, 유기 바인더는 페이스트 조성물 내의 각 구성 성분의 분산을 용이하게 하고, 페이스트 조성물의 실크 인쇄 시 인쇄 도막의 균일성을 확보하기 위한 적절한 점도를 제공한다. 이러한 유기 바인더로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 에틸셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 니트로셀룰로즈, 카복시메틸셀룰로즈 등의 셀룰로즈 유도체와 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄 등의 수지 성분이 사용될 수 있다.In addition, the organic binder facilitates dispersion of each constituent in the paste composition and provides an appropriate viscosity for ensuring uniformity of the print coating film during silk printing of the paste composition. Although it does not specifically limit as such an organic binder, For example, cellulose derivatives, such as ethyl cellulose, methyl cellulose, nitro cellulose, and carboxymethyl cellulose, resin, such as an acrylic acid ester, methacrylic acid ester, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral Ingredients can be used.

또한, 탄소나노튜브 또는 탄소섬유는 전체 페이스트 조성물 100중량부에 대해, 예를 들어 약 0.01 내지 20중량부로 포함될 수 있다. 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유는 무게 대비 부피비가 매우 크기 때문에 소량으로 페이스트 조성물에 존재하더라도 페이스트 조성물의 점도 유지가 가능하고, 유리 프릿의 바인더로서의 역할을 돕는다.In addition, carbon nanotubes or carbon fibers may be included, for example, about 0.01 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total paste composition. Since carbon nanotubes or carbon fibers are very large in weight / volume ratio, the viscosity of the paste composition can be maintained even in a small amount of the paste composition, and serves as a binder of the glass frit.

탄소나노튜브는 예를 들어 100 내지 600㎡/g 범위의 비표면적을 가질 수 있으며, 예를 들어 다중벽 탄소나노튜브, 단일벽 탄소나노튜브, 및 박벽 탄소나노튜브에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 페이스트 조성물에 적용되는 탄소섬유는 예를 들어 탄소나노섬유일 수 있다.The carbon nanotubes may have, for example, a specific surface area in the range of 100 to 600 m 2 / g, and may include, for example, at least one selected from multi-walled carbon nanotubes, single-walled carbon nanotubes, and thin-walled carbon nanotubes. have. In addition, the carbon fiber applied to the paste composition may be, for example, carbon nanofibers.

상술한 다중벽 탄소나노튜브, 단일벽 탄소나노튜브 등의 탄소나노튜브는 열전도도와 전기전도도가 우수하여 가장 활용도가 높으며 산화 온도가 비교적 높아 상대적으로 높은 온도의 발열저항체(130)의 소재로 적합하며, 탄소나노섬유는 탄소나노튜브 보다 열전도도와 전기전도도는 떨어지나 가격이 저렴하며 상대적으로 낮은 온도의 발열저항체(130)의 소재로 적용하기 용이하다.The above-described carbon nanotubes such as multi-walled carbon nanotubes and single-walled carbon nanotubes have the highest thermal conductivity and electrical conductivity, and thus have the highest utilization, and the oxidation temperature is relatively high. The carbon nanofibers have a lower thermal conductivity and electrical conductivity than carbon nanotubes, but are inexpensive and easy to apply as materials of the heat generating resistor 130 at a relatively low temperature.

이외에도, 본 실시예에 따른 페이스트 조성물에는 점도를 조절하기 위하여, 예를 들어 터피놀, 부틸칼비톨 아세테이트, 부틸칼비톨 등의 유기 용매가 포함될 수 있다.In addition, the paste composition according to the present embodiment may include, for example, an organic solvent such as terpinol, butyl carbitol acetate, butyl carbitol, etc. to adjust the viscosity.

또한, 본 실시예에 따른 페이스트 조성물은 탄소나노튜브 및 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나와 은(Ag)과, 루테늄(Ru)을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the paste composition according to the present embodiment may include at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers, silver (Ag), and ruthenium (Ru).

보다 상세하게 설명하면, 페이스트 조성물은 은(Ag) 10 내지 60중량부, 루테늄(Ru) 0.25 내지 20중량부, 탄소나노튜브와 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나 0.01 내지 20중량부, 유리 프릿 5 내지 35중량부, 및 유기 바인더 10 내지 40중량 부를 포함하여 이루어진다.In more detail, the paste composition includes 10 to 60 parts by weight of silver (Ag), 0.25 to 20 parts by weight of ruthenium (Ru), 0.01 to 20 parts by weight of at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers, and glass frit 5 to 35 It comprises by weight, and 10 to 40 parts by weight of the organic binder.

루테늄(Ru)은 음의 온도저항계수를 갖는 것으로, 상술한 중량부 범위의 루테늄은 페이스트 조성물이 낮은 저항값을 갖도록 하고, 페이스트 조성물이 기판(110)에 적용되어 발열저항체(130)를 형성하는 경우 막의 표면 평활성을 증가시킨다.Ruthenium (Ru) has a negative temperature resistance coefficient, the ruthenium in the above weight parts range to make the paste composition has a low resistance value, the paste composition is applied to the substrate 110 to form a heating resistor 130 Increase the surface smoothness of the membrane.

이러한 페이스트 조성물에서 루테늄(Ru) 이외에 은(Ag), 탄소나노튜브, 탄소섬유, 유리 프릿, 및 유기 바인더는 앞서 살핀 페이스트 조성물에서와 실질적으로 동일하므로, 여기에서는 중복되는 설명은 생략한다.In this paste composition, in addition to ruthenium (Ru), silver (Ag), carbon nanotubes, carbon fibers, glass frits, and organic binders are substantially the same as in the salping paste composition, and thus, redundant descriptions thereof will be omitted.

또한, 페이스트 조성물은 탄소나노튜브 및 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나와, 은(Ag)과, 팔라듐(Pd)을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the paste composition may include at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers, silver (Ag), and palladium (Pd).

보다 상세하게 설명하면, 페이스트 조성물은 은(Ag) 10 내지 60중량부, 팔라듐(Pd) 0.25 내지 20중량부, 탄소나노튜브 및 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나 0.01 내지 20중량부, 유리 프릿 5 내지 35중량부, 및 유기 바인더 10 내지 40중량부를 포함하여 이루어진다.In more detail, the paste composition comprises 10 to 60 parts by weight of silver (Ag), 0.25 to 20 parts by weight of palladium (Pd), at least one of 0.01 to 20 parts by weight selected from carbon nanotubes and carbon fibers, and glass frit 5 to 35 It comprises by weight, and 10 to 40 parts by weight of the organic binder.

팔라듐(Pd)은 양의 온도저항계수를 갖는 은(Ag)을 보완하기 위한 것으로, 상술한 중량부 범위의 팔라듐(Pd)은 페이스트 조성물이 기판(110)에 적용되어 발열저항체(130)를 형성하는 경우 막의 기계적 물성을 향상시킨다.Palladium (Pd) is to compensate for silver (Ag) having a positive temperature resistance coefficient, palladium (Pd) in the above weight parts range is a paste composition is applied to the substrate 110 to form a heating resistor 130 If so, the mechanical properties of the membrane are improved.

팔라듐(Pd) 이외의 은(Ag), 탄소나노튜브, 탄소섬유, 유리 프릿, 및 유기 바인더는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이스트 조성물에서와 실질적으로 동일하므로, 여기에서는 중복되는 설명은 생략한다.Silver (Ag), carbon nanotubes, carbon fibers, glass frits, and organic binders other than palladium (Pd) are substantially the same as in the paste composition according to one embodiment of the present invention, and thus redundant descriptions are omitted here. .

또한, 페이스트 조성물은 탄소나노튜브 및 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나 와, 은(Ag), 루테늄(Ru)과, 팔라듐(Pd)을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the paste composition may include at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers, silver (Ag), ruthenium (Ru), and palladium (Pd).

보다 상세하게 설명하면, 페이스트 조성물은 은(Ag) 10 내지 60중량부, 루테늄(Ru) 0.25 내지 5중량부, 팔라듐(Pd) 0.25 내지 10중량부, 탄소나노튜브 및 탄소섬유에서 선택된 적어도 하나 0.01 내지 20중량부, 유리 프릿 5 내지 35중량부, 및 유기 바인더 10 내지 40중량부를 포함하여 이루어진다.In more detail, the paste composition comprises at least one selected from 10 to 60 parts by weight of silver (Ag), 0.25 to 5 parts by weight of ruthenium (Ru), 0.25 to 10 parts by weight of palladium (Pd), carbon nanotubes and carbon fibers. To 20 parts by weight, 5 to 35 parts by weight of glass frit, and 10 to 40 parts by weight of organic binder.

은(Ag), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd)과 탄소나노튜브, 탄소나노섬유는 상술한 바와 같은 실시예들에서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로, 여기에서는 중복되는 설명은 생략한다.Silver (Ag), ruthenium (Ru), palladium (Pd) and carbon nanotubes, carbon nanofibers are substantially the same as described in the above-described embodiments, and thus redundant descriptions are omitted here.

본 실시예에 따른 페이스트 조성물들은 은(Ag), 루테늄(Ag) 등의 발열에 따른 저항 증가분과 탄소나노튜브 등의 저항 감소분이 서로 상쇄됨으로서, 발열에 따른 저항의 변화를 줄일 수 있다. 이는 발열 전후의 저항의 변화가 거의 없음을 의미하며, 발열저항체(130)의 저항 설계의 용이성과 안정성을 가질 수 있음을 의미한다.In the paste compositions according to the present embodiment, the increase in resistance due to heat generation such as silver (Ag) and ruthenium (Ag) and the decrease in resistance such as carbon nanotubes cancel each other, thereby reducing the change in resistance due to heat generation. This means that there is almost no change in resistance before and after heating, and it means that the resistance design of the heating resistor 130 may have ease and stability.

본 실시예에 따른 히터 어셈블리(10)는 종래와 달리 상부 하우징(400) 및 하부 하우징(500)에 각각 유로(450, 550)를 형성시킴으로써, 히터(100)에 의하여 가열되는 유체의 열교환 면적을 증가시켜 열효율을 높일 수 있게 된다.In the heater assembly 10 according to the present exemplary embodiment, unlike the related art, the flow paths 450 and 550 are formed in the upper housing 400 and the lower housing 500, respectively, thereby reducing the heat exchange area of the fluid heated by the heater 100. It can increase the thermal efficiency.

또한, 본 실시예에 따른 히터 어셈블리(10)는, 저항의 증가를 억제하면서도 동시에 안정적인 온도저항계수를 갖는 페이스트 조성물을 기판(110) 상에 인쇄하여 다수의 발열저항체(130)를 형성함으로써, 전력 소모량을 줄이면서도 안정된 신뢰성을 제공할 수 있다.In addition, the heater assembly 10 according to the present embodiment, by suppressing the increase of the resistance and at the same time printing a paste composition having a stable temperature resistance coefficient on the substrate 110 to form a plurality of heating resistors 130, It can provide stable reliability while reducing consumption.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While specific embodiments of the invention have been described and illustrated above, it is to be understood that the invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is self-evident to those who have. Therefore, such modifications or variations are not to be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention, the modified embodiments will belong to the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 어셈블리의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a heater assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 히터의 평편도이다.FIG. 2 is a plan view of the heater of FIG. 1.

도 3은 도 1의 상부 하우징의 저면도이다.3 is a bottom view of the upper housing of FIG. 1.

도 4는 도 1의 하부 하우징의 평면도이다.4 is a plan view of the lower housing of FIG. 1.

도 5는 도 1의 히터 어셈블리의 결합 사시도이다.5 is a combined perspective view of the heater assembly of FIG. 1.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 히터 어셈블리 100 : 히터10: heater assembly 100: heater

110 : 기판 120 : 절연층110: substrate 120: insulating layer

130 : 발열저항체 141, 142 : 전극130: heating resistor 141, 142: electrode

200 : 절연부재 300 : 열전달부재200: insulation member 300: heat transfer member

400 : 상부 하우징 500 : 하부 하우징400: upper housing 500: lower housing

450, 550 : 유로 610 : 제1 패킹450, 550: Euro 610: first packing

620 : 제2 패킹 710 : 입수 노즐620: second packing 710: water inlet nozzle

720 : 출수 노즐 800 : 나사720: water outlet nozzle 800: screw

Claims

A heater comprising a substrate, a plurality of heat generating resistors formed on the substrate, and electrodes formed on the substrate to apply electric power to the plurality of heat generating resistors;

An upper housing formed therein and covering an upper side of the heater; And

And a lower housing coupled to the upper housing so that a flow passage communicating with the flow path of the upper housing is formed therein and covers the lower side of the heater.

The method of claim 1,

The upper housing has an upper through hole extending downward through the inner side of one side wall of the upper housing,

The lower housing is formed with a lower through hole extending upward through the inner side of one side wall of the lower housing,

And the upper through hole and the lower through hole communicate with each other.

The method of claim 2,

The fluid heated by the heater,

The heater assembly according to the flow path of the lower housing through the flow path of the upper housing, the upper through hole and the lower through hole.

The method of claim 2,

The upper through hole,

Heater assembly, characterized in that the area of the portion penetrating the inside of one side wall of the upper housing is formed larger than the area of the portion extending downward.

The method of claim 2,

The lower through hole,

Heater assembly, characterized in that the area of the portion penetrating the inside of one side wall of the lower housing is formed larger than the area of the portion extending upward.

The method of claim 4, wherein

And a portion penetrating the inner side of one side wall of the upper housing includes an arc-shaped tapered surface that becomes narrower toward a portion extending downward.

The method of claim 2,

In any one of the upper housing or the lower housing,

A protruding tube protruding from the lower surface of the upper housing or the upper surface of the lower housing and extending from the upper through hole or the lower through hole is provided to be coupled to the upper through hole or the lower through hole. Heater assembly.

The method of claim 7, wherein

The protruding tube,

And a heater assembly fitted to the upper through hole or the lower through hole.

The method of claim 1,

The upper housing is provided with a plurality of partitions so that the flow path of the upper housing is formed in a zigzag form,

The lower housing is a heater assembly, characterized in that a plurality of partitions are provided so that the flow path of the lower housing is formed in a zigzag form.

The method of claim 1,

The heater,

And an insulating layer coated between the substrate and the heating resistor to prevent electrical short between the substrate and the heating resistor.

The method of claim 1,

And a heat transfer member interposed between the heater and the upper housing to transfer heat generated by the heater to the fluid flowing along the upper housing.

The method of claim 11,

And an insulating member interposed between the heater and the heat transfer member to prevent an electrical short between the heat generating resistor and the heat transfer member of the heater.

The method of claim 1,

A first packing interposed between the substrate and the upper housing; And

Further comprising a second packing interposed between the substrate and the lower housing,

The lower surface of the upper housing is formed with a first packing groove in which the first packing is seated,

And a second packing groove in which the second packing is seated is formed on an upper surface of the lower housing.

The method of claim 10,

The insulating layer is provided by coating a paste material composed of at least one of alumina, silica and magnesia on the upper surface of the substrate,

The substrate is a heater assembly, characterized in that the coating of the insulating layer is provided with a stainless steel material having a similar thermal expansion coefficient to the insulating layer.

The method of claim 1,

The plurality of heating resistors are formed by printing a paste composition on the substrate,

The paste composition may include at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers and silver, or at least one selected from ruthenium and palladium and at least one selected from carbon nanotubes and carbon fibers and silver. .

The method of claim 13,

With respect to 100 parts by weight of the total composition of the paste composition, at least one selected from the carbon nanotubes and carbon fibers is 0.01 to 20 parts by weight of the heater assembly, characterized in that included.