KR20140029075A

KR20140029075A - 고전압 ｐｔｃ 히터

Info

Publication number: KR20140029075A
Application number: KR1020120096824A
Authority: KR
Inventors: 이정기; 조중원; 백영기
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-10
Also published as: KR101947587B1

Abstract

본 발명은 고전압 PTC 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 고전압 PTC 히터의 상부 및 하부에 저온의 공기가 바이패스 되도록 하는 냉각유동부를 포함하여, 고전압 PTC 히터에 의한 공조케이스의 열 변형을 방지할 수 있으며, 열교환 성능은 보다 높여 난방 성능을 향상할 수 있는 고전압 PTC 히터에 관한 것이다.

Description

고전압 ＰＴＣ 히터{A ＰＴＣ Heater for High Voltage}

본 발명은 고전압 PTC 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 고전압 PTC 히터의 상부 및 하부에 저온의 공기가 바이패스 되도록 하여, 고전압 PTC 히터에 의한 공조케이스의 열 변형을 방지할 수 있으며, 열교환 성능은 보다 높여 난방 성능을 향상할 수 있는 고전압 PTC 히터에 관한 것이다.

가열수단은 외부의 온도를 높이기 위해 이용되는 것으로서, 다양한 방법을 이용한 수단이 제안된 바 있으며, 또한 다양한 용도로 이용되고 있다.

특히, 차량 엔진룸 내부에 구비되는 가열수단 중, 실내 난방을 담당하는 가열수단은 엔진의 온도를 낮추기 위한 열교환매체가 히터코어를 순환하면서 외부 공기를 가열하여 자동차 실내를 난방 하도록 되어 있다.

그러나, 엔진 중에서 디젤엔진은 열교환율이 높아 자동차의 초기 시동 시, 엔진을 냉각하는 열교환매체가 가열되기 까지 가솔린엔진에 비하여 오래 소요된다. 따라서, 겨울철에 디젤엔진이 구비된 차량은 초기 시동 후에 열교환매체의 가열이 늦어지게 되어 초기 실내 난방 성능이 저하되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, PTC를 이용한 PTC 히터를 난방 수단으로 이용할 수 있다. PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터는 PTC 소자로 이루어지는 히터로, PTC 소자는 차량용 보조 히터를 구성하는 발열체로서 널리 사용되는 전기 소자 중 하나이다. 일반적으로 저항은 온도에 따라 잘 변하지 않지만, PTC 소자의 경우 온도가 올라가다가 일정 온도가 되면 급격히 저항이 올라가는 특징을 가지고 있다. 이에 온도가 일정 이상 올라가게 되면 저항이 커지게 되고, 저항이 커져 흐를 수 있는 전류의 양이 작아지게 된다. 이에 따라 전류가 줄어듦에 따라 발열량이 줄어들어 온도가 다시 떨어지는데, 온도가 떨어지면 다시 저항이 올라가 발열이 시작되는 순환 메커니즘을 가지고 있다. 따라서 PTC 히터를 쓴다면 일정 온도를 유지할 수 있게 되며, 차량용 보조 히터로 사용되는 경우에는, 동절기, 시동 초기 등에 냉각수가 가열되지 않아 차량의 히터가 발열되지 않는 동안 잠시 실내 난방을 하기 위해, PTC 히터 측으로 유입되는 공기의 온도를 상승시켜 차량의 난방 성능을 보완해 주게 된다.

이와 같은 PTC 히터는 저전압 PTC 히터와 고전압 PTC 히터로 분류할 수 있으며, 도 1은 일반적인 저전압 PTC 히터(40)가 장착된 차량용 공조장치(60a)를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시한 차량용 공조장치(60a)는 각각의 도어(11a, 12a, 13a)에 의해 개도가 조절되는 플로어 벤트(11), 디프로스트 벤트(12) 및 페이스 벤트(13)가 형성되는 공조케이스(10); 상기 공조케이스(10) 내부에 구비되어 공기를 냉각하는 증발기(20); 고온의 냉각수가 유동되어 공기를 가열하는 히터코어(30); 및 상기 공기 흐름 방향으로 상기 히터코어(30) 후측에 구비되는 저전압 PTC 히터(40);를 포함한다.

이 때, 상기 저전압 PTC 히터(40)는 상기 히터코어와 일정간격을 유지하도록 구비되는데, 그만큼 공조케이스(10) 내부의 공간을 차지하므로 공간 효율성을 저해할 수 있으며, 공기의 압력강하를 방지하고, 원가 절감 등을 위하여 높이방향으로 저전압 PTC 히터(40)가 히터코어(30)의 중앙 영역에 위치되는 경우가 많아 저전압 PTC 히터(40)가 위치되지 않는 상측 및 하측 영역을 통과한 공기는 적절하게 가열되지 못한 상태로 이동됨으로써 난방 성능이 저하되는 문제점이 있다.

(적절하게 가열되지 못한 상태로 이동되는 공기의 흐름을 점선 화살표로 나타내었다.)

도 2는 일반적인 고전압 PTC 히터(50)가 장착된 차량용 공조장치(60b)를 나타낸 개략도로, 도 2에 도시한 바와 같이, 고전압 PTC 히터(50)는 히터코어(30) 후측에 배치되어 보조열원으로 사용되는 저전압 PTC 히터(40)와 달리, 히터코어(30)를 사용하지 않고 고전압 PTC 히터(50)만 배치되어 주열원으로 사용된다. 저전압 PTC 히터(40)의 경우, 크기가 작아 상기 공조케이스(10)와 접촉하지 않으며, 방열량 또한 1kW로 작으므로 공조케이스(10)를 손상시킬 우려가 없으나, 고전압 PTC 히터(50)의 경우, 크기가 커 공조케이스(50)와 접촉되며, 방열량 또한 3~7kW로 크므로, 고전압 PTC 히터(50)에 의해 공조케이스(10)를 손상시킬 우려가 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 한국공개특허 제2005-0018831호(“РТС 소자를 이용한 자동차용 히터” 이하, 선행기술1 이라함.)가 개시된 바 있다. 선행기술1은 모듈과 모듈 사이를 절연시키는 절연부재에 PTC 소자에 전원을 인가하기 위한 (+)단자를 인서트 몰딩을 통해 사출하여 사출된 PTC 소자 고정용 인서트 절연부재에 PTC 소자를 고정하는 것만으로 (+)단자와 PTC 소자의 전기적인 접촉이 이루어질 수 있도록 함으로써, 히터 모듈의 조립을 보다 용이하게 할 수 있는 효과가 있으나, PTC 히터에 의해 공조케이스가 손상되는 문제를 방지할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, PTC 히터에 의한 공조케이스의 열 변형을 방지하여 안정성을 보다 높일 수 있으며, 열교환 성능은 보다 높여 난방 성능을 향상할 수 있는 고전압 PTC 히터의 개발이 요구되고 있다.

한국공개특허 제2005-0018831호(발명의 명칭 : РТС 소자를 이용한 자동차용 히터, 공개일 : 2005.02.28)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고전압 PTC 히터의 하우징에 냉각부를 형성하여, PTC 히터의 주변부에 저온의 공기가 바이패스 되도록 함으로써, 공조케이스의 열 변형을 방지하여 안정성을 향상시키며, 열교환 성능이 향상되어 난방 성능이 향상되는 고전압 PTC 히터를 제공하는 것이다.

본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)는 열 및 행을 이루도록 서로 이격되어 단일 층으로 배열되는 다수 개의 PTC 소자(110)와, 전기 전도성을 가지는 재질 및 플레이트 형상으로 이루어지며, 상기 PTC 소자(110) 층의 상하에 각각 밀착 구비되고, 외부 전원과 연결되는 단자(121)가 길이방향 일측으로 연장되어 돌출 형성되는 한 쌍의 터미널(120)을 포함하는 다수 개의 PTC 히트 로드(100);와, 상기 PTC 히트 로드(100)와 교번 배열되는 복수 개의 방열핀(200);과, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 상기 고전압 PTC 히터(1000)의 상측 및 하측을 지지하는 한 쌍의 제1하우징(300);과, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 적층방향으로 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 단부를 지지하는 제2하우징 (400);과, 상기 제1하우징(300) 상에 적어도 하나 이상의 유동홀(510)을 형성하며, 저온의 공기를 바이패스 시키는 냉각유동부 (500); 및 상기 터미널(120) 단자(121)로 전원을 공급하는 기판이 그 내부에 수용되며 한 쌍의 상기 제1하우징(300) 단부와 결합되는 전원인가부(600);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각유동부(500)는 상기 제2하우징(400) 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 상기 유동홀(510)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유동홀(510)은 통공형태 또는 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향으로 연장되는 슬릿형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각유동부(500)는 상기 유동홀(510)이 복수 개로 형성될 경우, 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향 또는 상기 PTC 히트 로드(100)의 적층방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각유동부(500)는 상기 유동홀(510)에 격자구조물(520)이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 고전압 PTC 히터는 고전압 PTC 히터의 상부 및 하부에 저온의 공기가 바이패스 되도록 하는 냉각유동부를 포함하여, 고전압 PTC 히터에 의한 공조케이스의 열 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 고전압 PTC 히터는 냉각유동부가 제1하우징 상에 유동홀을 형성하는 것만으로 공조케이스의 열 변형을 방지할 수 있으므로, 생산성 및 경제성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 저전압 PTC 히터가 장착된 차량용 공조장치를 나타낸 개략도
도 2는 일반적인 고전압 PTC 히터가 장착된 차량용 공조장치를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 PTC 히터를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터를 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터의 PTC 히트 로드를 나타낸 분해사시도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터의 제1하우징을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 고전압 PTC 히터를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 고전압 PTC 히터를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 고전압 PTC 히터를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명의 고전압 PTC 히터의 냉각유동부의 다양한 실시예를 나타낸 개략도.
도 11은 고전압 PTC 히터의 격자구조물을 포함하는 냉각유동부의 다양한 실시예를 나타낸 개략도.
도 12는 본 발명의 고전압 PTC 히터가 장착된 차량용 공조장치를 나타낸 개략도.
도 13은 종래의 고전압 PTC 히터가 장착된 차량용 공조장치와 본 발명의 고전압 PTC 히터가 장착된 차량용 공조장치 각각의 공조케이스 내열온도를 비교한 그래프.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)를 나타낸 분해사시도로, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)를 상세하게 설명한다.

또한, 본 발명의 도 3 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 도번 1000a~1000d는 본 발명의 PTC 히터(1000)의 다양한 실시예를 나타낸 것으로, 도면부호 1000은 도면에 도시하지 않았으나, 상기 PTC 히터(1000)를 대표하는 도번인 것으로 해석된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)는 PTC 히트로드, 방열핀(200), 제1하우징(300), 제2하우징(400), 냉각유동부(500a) 및 전원인가부(600)를 포함하여 이루어진다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)의 PTC 히트 로드(100)를 나타낸 분해사시도로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)의 PTC 히트 로드(100)를 상세하게 설명한다.

상기 PTC 히트 로드(100)는 다수 개의 PTC 소자(110) 및 상기 PTC 소자(110)의 상하 양측 면에 밀착 구비되는 한 쌍의 터미널(120)을 포함하여 이루어진다.

상기 PTC 소자(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수 개가 열 및 행을 이루도록 서로 이격되어 단일 층으로 배열된다. 도 5에서는 2열을 이루는 것으로 도시되어 있으나, 물론 단일 열로 되어 있을 수도 있고, 3개 이상의 열을 이룰 수도 있는 등 원하는 발열 성능, 히터가 배치될 위치의 공간 부피 등의 요소에 따라 열 및 행 수, 이격 간격 등은 적절히 결정될 수 있다.

상기 터미널(120)은 전기 전도성을 가지는 재질로서, 플레이트 형상으로 이루어져서 한 쌍이 상기 PTC 소자(110) 층의 상하에 각각 밀착 구비되며, 상기 터미널(120)에는 외부 전원과 연결되는 단자(121)가 길이방향 일측으로 연장되어 돌출 형성된다.

또한, 상기 고전압 PTC 히터(1000a)는 부수 개의 PTC 히트 로드(100)와, 상기 PTC 히트 로드(100)와 교번 배열되는 복수 개의 방열핀(200)을 포함하여 PTC　히트 로드 모듈을 이룬다. 즉, 상기 PTC 히트 로드(100) 간의 사이사이에는 상기 방열핀(200)들이 배치되어 결합되는 것이다.

상기 제1하우징(300)은 한 쌍으로 구비되어, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 상기 고전압 PTC 히터(1000a)의 상측 및 하측을 지지하며, 상기 제2하우징(400)은 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 적층방향으로 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 단부를 지지한다. 이 때, 상기 제2하우징(400)은 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)에서 상기 터미널(120)의 단자(121)가 형성되지 않은 측면에 구비되는 것이 바람직하며, 상기 터미널(120) 단자(121)가 형성된 측면은 상기 터미널(120) 단자(121)로 전원을 공급하는 기판이 그 내부에 수용되는 상기 전원인가부(600)가 결합된다.

즉, 상기 고전압 PTC 히터(1000a)는 복수 개의 상기 PTC 히트 로드(100)와 방열핀(200)이 교번 배치되어 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)을 이루며, 상기 제1하우징(300), 제2하우징(400) 및 전원인가부(600)가 결합되어 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)을 지지한다. 이 때, 상기 제1하우징(300)은 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)의 상측 및 하측을 지지하며, 상기 제2하우징(400)은 양단부가 한 쌍의 상기 제1하우징(300)의 일단부와 결합되어 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)의 측면을 지지하되 상기 터미널(120) 단자(121)가 형성되지 않은 측면을 지지하고, 상기 전원인가부(600)는 양단부가 상기 제1하우징(300)의 타단부와 결합되되 상기 터미널(120) 단자(121)가 형성된 측면에 결합되어 상기 고전압 PTC 히터(1000a)에 전원을 인가함과 동시에 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)을 지지한다.

따라서, 상기 고전압 PTC 히터(1000a)는 상기 제1하우징(300), 제2하우징(400) 및 전원인가부(600)가 결합되어 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)을 지지함으로써, 장치의 결합력이 향상되어 내구성이 향상될 뿐 아니라, 다른 장치에 장착이 용이한 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)의 제1하우징(300)을 나타낸 사시도로, 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)의 냉각유동부(500a)가 형성된 제1하우징(300) 및 제2하우징(400)에 대하여 상세하게 설명한다.

또한, 본 발명의 도 3 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 도번 500a~500k는 본 발명의 냉각유동부(500)의 다양한 실시예를 나타낸 것으로, 도면부호 500은 도면에 도시하지 않았으나, 상기 냉각유동부(500)를 대표하는 도번이며, 도번 510a~510e는 본 발명의 유동홀(510)의 다양한 실시예를 나타낸 것으로, 도면부호 510은 도면에 도시하지 않았으나, 상기 유동홀(510)을 대표하는 도번인 것으로 해석된다.

상기 냉각유동부(500a)는 상기 고전압 PTC 히터(1000a)는 상기 제1하우징(300) 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 유동홀(510a)을 포함한다. 상기 냉각유동부(500a)는 상기 유동홀(510a)을 통해 저온의 공기를 상기 고전압 PTC 히터(1000a) 주변부로 바이패스 시켜, 상기 고전압 PTC 히터(1000a)가 장착되는 공조케이스(810)의 열 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)는 상기 제1하우징(300)에 상기 냉각유동부(500a)가 형성되며, 상기 냉각유동부(500a)는 상기 유동홀(510a)이 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향으로 형성되는 하나의 슬릿형태이다. 이 때, 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향은 상기 PTC 히터(1000a)의 길이방향을 의미한다. 상술한 바와 같이, 상기 유동홀(510a)이 하나의 슬릿형태로 형성될 경우, 상기 제1하우징(300)에 상기 유동홀(510a)을 형성하는 것이 용이하여 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있으며, 이 때, 상기 유동홀(510a)의 면적은 상기 제1하우징(300)의 내구성이 저하되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000b)를 나타낸 사시도로, 도 7을 참조로 하여 본 발명의 제2실시예에 다른 고전압 PTC 히터(1000b)를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)와 동일한 구성을 가지되, 상기 냉각유동부(500b)가 상기 제2하우징(400) 상에 적어도 하나 이상 형성되는 유동홀(510a)을 더 포함한다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000b)는 상기 냉각유동부(500b)의 유동홀(510a)이 상기 제1하우징(300) 및 제2하우징(400)에 형성된다. 상기 고전압 PTC 히터(1000b)가 상기 공조케이스(810)에 장착될 경우, 상기 제2하우징(400)이 상기 공조케이스(810)와 맞닿는 면적보다 상기 제1하우징(300)이 상기 공조케이스(810)와 맞닿는 면적이 더 크므로, 상기 유동홀(510a)이 상기 제1하우징(300)에만 형성될 수도 있으나, 본 발명의 제2실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000b)와 같이 제1하우징(300) 및 제2하우징(400)에 형성될 경우, 냉각효율을 더욱 높여 상기 공조케이스(810)의 열 변형을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으며, 장치가 더욱 경량화 될 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000c)를 나타낸 사시도로, 도 8을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000c)를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000c)는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)와 동일한 구성을 가지되, 다른 실시예의 상기 냉각유동부(500c)를 포함한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000c)는 상기 냉각유동부(500c)가 상기 제1하우징(300)에 형성되는 유동홀(510b)을 포함하되, 상기 유동홀(510b)이 통공형태이다. 이 때, 통공형태는 단면이 원형 또는 타원형인 홀 형태인 것을 의미한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000c)의 냉각유동부(500c)는 통공형태로 형성된 복수 개의 유동홀(510b)을 포함하며, 상기 유동홀(510b)들은 상기 제1하우징(300)의 길이방향으로 일렬로 배열된다. 상기 냉각유동부(500c)가 도 8에 도시한 바와 같이 형성될 경우, 상기 유동홀(510b)이 하나의 슬릿형태로 형성되는 것에 비해, 상기 제1하우징(300)의 내구성이 강화될 수 있는 효과가 있으며, 공기의 흐름에 대한 저항을 발생시켜 상기 유동홀(510b)의 수에 따라 유량을 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000d)를 나타낸 사시도로, 도 9를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000d)를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제4실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000d)는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000a)와 동일한 구성을 가지되, 상기 냉각유동부(500d)가 격자구조물(520)을 더 포함한다. 상기 격자구조물(520)은 단면이 격자 형상인 골조형태로 상기 유동홀(510c)의 내부에 구비되어, 상기 유동홀(510c)을 지나는 공기에 대한 저항을 발생시켜 유량을 조절하는 역할을 한다.

즉, 상기 냉각유동부(500d)는 상기 유동홀(510c)의 형태에 관계없이 상기 유동홀(510c)의 면적이 넓게 형성될 경우, 상기 유동홀(510c)을 통과하는 공기에 대한 저항을 발생시키지 못해 유량조절이 되지 않을 뿐 아니라 제1하우징(300)의 내구성이 떨어질 수 있는 문제점을 보완하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 고전압 PTC 히터(1000d)는 상기 유동홀(510c) 내부에 격자구조물(520)을 구비함으로써, 상기 유동홀(510c)을 통과하는 공기에 대해 저항을 발생시켜 유량을 조절하고, 상기 제1하우징(300)의 내구성을 강화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 10은 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)의 냉각유동부(500)의 다양한 실시예를 나타낸 개략도로, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 냉각유동부(500)는 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 냉각유동부(500)는 상기 유동홀(510)이 상기 제1하우징(300) 상에 복수 개로 형성될 경우, 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향 또는 상기 PTC 히트 로드(100)의 적층방향으로 배열된다. 이 때, 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향은 도 3 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 PTC 히터(1000)의 길이방향을 의미하며, 상기 PTC 히트 로드(100)의 적층방향은 상기 PTC 히터(1000)의 높이방향을 의미한다. 도 10(a)는 상기 유동홀(510a)이 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 길게 형성된 복수 개의 슬릿형태로 형성되며, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 적층방향으로 배열된 냉각유동부(500e)를 나타낸 것이고, 도 10(b)는 상기 유동홀(510c)이 도 10(a)에 도시한 상기 유동홀(510a) 보다 길이가 짧은 복수 개의 슬릿형태로 형성되며, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 일렬로 배열된 냉각유동부(500f)를 나타낸 것이다. 도 10(c)는 상기 유동홀(510c)이 상기 도9(b)에 도시한 것과 같은 형태로 복수 개 형성되며, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향 및 적층방향으로 배열된 냉각유동부(500g)를 나타낸 것이고, 도 10(d)는 상기 유동홀(510b)이 복수 개의 원형 통공형태로 형성되며, 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향 및 적층방향으로 배열된 냉각유동부(500h)를 나타낸 것이다.

또한, 상기 냉각유동부(500)는 도 10에 도시한 형태 이외에도 본 발명의 목적에 벗어남 없이 다양한 형태로 형성되어 다양한 형태로 배열될 수 있으며, 상기 냉각유동부(500)는 상기 제1하우징(300)의 내구성에 영향을 주지 않는 범위 내의 넓이로 형성되는 것이 바람직하다.

도 11은 고전압 PTC 히터(1000)의 격자구조물(520)을 포함하는 냉각유동부(500)의 다양한 실시예를 나타낸 개략도로, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 냉각유동부(500)는 다양한 형태의 상기 유동홀(510)에 격자구조물(520)이 구비될 수 있다.

도 11(a)는 상기 유동홀(510a)이 상기 도 10(a)와같은 형태로 형성되어 배열된 냉각유동부(500i)가 격자구조물(520)을 포함하는 것을 나타낸 것이며, 도 11(b) 상기 유동홀(510d)이 넓은 면적을 갖는 원형 통공형태로 형성되어 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 일렬로 배열된 냉각유동부(500j)가 격자구조물(520)을 포함하는 것을 나타낸 것이고, 도 11(c)는 상기 유동홀(510e)이 넓은 면적을 갖는 사각 통공형태로 형성되어 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 일렬로 배열된 냉각유동부(500k)가 격자구조물(520)을 포함하는 것을 나타낸 것이다. 따라서, 상기 격자구조물(520)은 상기 유동홀(510)의 면적이 넓을 경우, 상기 유동홀(510)의 형태 및 배열에 관계없이 구비되어, 상기 유동홀(510)을 통과하는 공기의 유량을 조절할 수 있다.

도 12는 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)가 장착된 차량용 공조장치(800)를 나타낸 개략도로, 도 12를 참조하여 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)가 장착된 차량용 공조장치(800)의 공기 흐름을 상세하게 설명한다. 도 12는 상기 차량용 공조장치(800) 내부의 공기 흐름을 도시하였으며 고온의 공기와 저온의 공기의 흐름을 다르게 도시하였다.

상기 차량용 공조장치(800)는 플로어 벤트 도어(811a), 디프로스트 벤트 도어(812a) 및 페이스 벤트 도어(813a)에 의해 개도가 조절되는 플로어 벤트(811), 디프로스트 벤트(812) 및 페이스 벤트(813)가 형성되는 공조케이스(810)와, 상기 공조케이스(810) 내부에 구비되어 공기를 냉각하는 증발기(820) 및 상기 공조케이스(810) 내부에 구비되는 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)를 포함한다.

도 12에 도시한 바와 같이, 상기 차량용 공조장치(800)는 상기 증발기를 통과한 차가운 공기가 상기 고전압 PTC 히터(1000)를 통과하면서 온도가 상승한다. 상기 고전압 PTC 히터(1000)를 통과한 고온의 공기는 상기 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트를 통해 외부로 배출되어 차량을 난방하게 된다.

이 때, 상기 고전압 PTC 히터(1000)는 냉각유동부(500)를 포함하며, 상기 냉각유동부(500)를 지나는 공기는 증발기를 상기 PTC 히트 로드 모듈(700)을 지난 공기에 비해 저온상태로 상기 고전압 PTC 히터(1000)의 둘레부를 유동하게 되고, 이는 상기 고전압 PTC 히터(1000)와 맞닿는 공조케이스(810)가 열 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 13은 종래의 고전압 PTC 히터(1000)가 장착된 차량용 공조장치(800)와 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)가 장착된 차량용 공조장치(800) 각각의 공조케이스(810) 내열온도를 나타낸 그래프이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)는 상기 냉각유동부(500)를 포함함으로써, 종래의 고전압 PTC에 비해 상기 제1하우징(300)이 구비된 부분에서 상기 공조케이스(810)의 내열온도가 현저히 떨어지는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 고전압 PTC 히터(1000)는 상기 냉각유동부(500)를 구비함으로써, 상기 공조케이스(810)의 내열온도가 상승되어 열 변형이 일어나는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 고전압 PTC 히터
100 : PTC 히트 로드 110 : PTC 소자
120 : 터미널 121 : 단자
200 : 방열핀
300 : 제1하우징
400 : 제2하우징
500 : 냉각유동부 510 : 유동홀
520 : 격자구조물
600 : 전원인가부
700 : PTC 히트 로드 모듈
800 : 차량용 공조장치
810 : 공조케이스 811 : 플로어 벤트
811a : 플로어 벤트 도어 812a : 디프로스트 벤트 도어
813a : 페이스 벤트 도어 812 : 디프로스트 벤트
813 : 페이스 벤트 820 : 증발기

Claims

열 및 행을 이루도록 서로 이격되어 단일 층으로 배열되는 다수 개의 PTC 소자(110)와, 전기 전도성을 가지는 재질 및 플레이트 형상으로 이루어지며, 상기 PTC 소자(110) 층의 상하에 각각 밀착 구비되고, 외부 전원과 연결되는 단자(121)가 길이방향 일측으로 연장되어 돌출 형성되는 한 쌍의 터미널(120)을 포함하는 다수 개의 PTC 히트 로드(100);
상기 PTC 히트 로드(100)와 교번 배열되는 복수 개의 방열핀 (200);
상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 길이방향으로 상기 고전압 PTC 히터(1000)의 상측 및 하측을 지지하는 한 쌍의 제1하우징 (300);
상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 적층방향으로 상기 PTC 히트 로드(100) 및 방열핀(200)의 단부를 지지하는 제2하우징 (400);
상기 제1하우징(300) 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 유동홀(510)을 포함하며, 저온의 공기를 바이패스 시키는 냉각유동부 (500); 및
상기 터미널(120) 단자(121)로 전원을 공급하는 기판이 그 내부에 수용되며 한 쌍의 상기 제1하우징(300) 단부와 결합되는 전원인가부 (600);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압 PTC 히터.
제1항에 있어서,
상기 냉각유동부(500)는
상기 제2하우징(400) 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 상기 유동홀(510)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 PTC 히터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유동홀(510)은
통공형태 또는 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향으로 연장되는 슬릿형태인 것을 특징으로 하는 고전압 PTC 히터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉각유동부(500)는
상기 유동홀(510)이 복수 개로 형성될 경우, 상기 PTC 히트 로드(100)의 길이방향 또는 상기 PTC 히트 로드(100)의 적층방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 고전압 PTC 히터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉각유동부(500)는
상기 유동홀(510)에 격자구조물(520)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압 PTC 히터.