KR20190027029A - 시즈히터 - Google Patents

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KR20190027029A
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Abstract

내측에 수용공간이 형성된 하우징; 상기 수용공간에는 마그네시아가 충진되고, 상기 하우징의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간에 배치됨으로써, 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 연결되는 복수의 메인단자; 상기 하우징의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 상기 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자가 구비된 과열방지수단; 및 상기 전기회로와 전기적으로 연결되어 통전 시 발열되는 발열체;를 포함하는 시즈히터가 소개된다.

Description

시즈히터 {SHEATH HEATER}
본 발명은 차량 중 특히 전기차량의 냉각수를 가열하기 위한 시즈히터에 관한 것으로서, 가열 효율이 뛰어나고 PTC소자를 포함하는 과열방지수단이 구비되어 안전성이 우수한 시즈히터에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기차량이다. 전기차량은 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 모터를 이용하여 작동하고, 따라서 이산화탄소의 배출이 없고, 소음이 아주 작으며, 모터의 에너지효율은 엔진의 에너지효율보다 높은 장점이 있어 친환경 자동차로 각광받고 있다.
그러나 종래의 내연기관 차량이 엔진에서 발생되는 열원을 이용하여 냉각수를 가열하는 것과는 달리, 전기차량에서는 별도로 설치되는 엔진이 없기 때문에 엔진에서 발생되는 열을 이용하여 냉각수를 가열하지 못하는 단점이 있다.
따라서, 별도로 냉각수를 가열하기 위한 장치를 구비하여야 하나, 종래에는 온도센서를 회로부에 적용하여 시즈히터의 온도를 제어하고 과열을 방지하였다. 그러나 회로부의 제어기나 센서 등이 고장났을 경우 시즈히터의 통전을 단속하지 못하여 시즈히터가 과열되어 파손되는 단점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
US6820502 (B2)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 회로부에 직접 온도센서를 적용하지 않더라도 효과적으로 시즈히터의 과열을 방지할 수 있는 시즈히터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시즈히터는 내측에 수용공간이 형성된 하우징; 상기 수용공간에는 마그네시아가 충진되고, 상기 하우징의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간에 배치됨으로써, 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 연결되는 복수의 메인단자; 상기 하우징의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 상기 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자가 구비된 과열방지수단; 및 상기 전기회로와 전기적으로 연결되어 통전 시 발열되는 발열체;를 포함한다.
상기 과열방지수단의 PTC소자에는 음극 또는 양극의 보조단자가 하나 이상 구비되고, 상기 보조단자는 상기 발열체를 통해 상기 메인단자와 연결되어 상기 전기회로 상에 연결될 수 있다.
상기 보조단자의 외측에는 일측은 상기 보조단자 중 하나와 연결되고, 타측은 상기 보조단자 중 나머지 하나와 연결되는 탄성부재가 구비될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 보조단자를 상기 PTC소자 측으로 가압함으로써 상기 PTC소자와 보조단자가 서로 면접촉될 수 있다.
상기 탄성부재와 보조단자의 사이에는 절연부재가 각각 구비되어 전도체인 상기 탄성부재와 상기 보조단자 사이의 전기적 절연이 구현될 수 있다.
상기 PTC소자에는 중심측에 삽입홀이 관통형성되고, 상기 보조단자는 관통홀이 형성된 너트형상의 체결부재이며, 상기 삽입홀 및 관통홀에는 외주면에 나사산이 형성된 바 형상의 고정부재가 삽입되어 체결될 수 있다.
상기 체결부재에는 상기 PTC소자와 마주하는 면에 내측으로 만입된 설치홈이 형성되고, 상기 설치홈에는 탄성부재가 구비될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 체결부재를 상기 PTC소자 측으로 탄성적으로 가압하여 밀착함으로써 상기 체결부재와 PTC소자가 서로 면접촉될 수 있다.
상기 과열방지수단은 상기 하우징의 중심측에 위치되어, 상기 PTC소자의 방열 시 상기 하우징 내에서 열이 고르게 전달되도록 할 수 있다.
상기 PTC소자의 일측은 상기 메인단자 중 하나와 결합되고, 타측은 일측과는 반대의 전기적 극성을 갖는 상기 보조단자와 연결되며, 상기 보조단자는 상기 발열체를 통해 나머지 상기 메인단자와 결합됨으로써, 상기 전기회로 상에 연결될 수 있다.
상기 메인단자 및 보조단자의 외측에는 일측은 상기 메인단자와 연결되고, 타측은 상기 보조단자에 연결되는 클램핑부재가 구비될 수 있다.
상기 클램핑부재는 상기 메인단자 및 보조단자를 상기 PTC소자 측으로 가압함으로써, 상기 메인단자 및 보조단가와 상기 PTC소자가 서로 면접촉될 수 있다.
상기 클램핑부재와 메인단자 및 상기 클램핑부재와 보조단자의 사이에는 절연부재가 각각 구비되어 전도체인 상기 클램핑부재와 상기 메인단자 및 보조단자 사이의 전기적 절연이 구현될 수 있다.
상기 PTC소자와 면접촉되는 상기 메인단자 또는 보조단자는 일측은 상기 PTC단자의 측면에 접촉되는 헤드부와 상기 헤드부에서 연장형성되고 타단부에는 상기 발열체가 고정되는 넥부로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터가 포함된 차량용 공조시스템은 내측에 수용공간이 형성된 하우징; 상기 수용공간에는 마그네시아가 충진되고, 상기 하우징의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간에 배치됨으로써, 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 직렬로 연결되는 복수의 메인단자; 상기 하우징의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자가 구비된 과열방지수단; 및 전기적 통전 시 상기 PTC소자에서 발생되는 열을 방열하기 위해 구비된 발열체;를 포함하고, 상기 과열방지수단은 상기 PTC소자, 외부의 상기 전기회로에 연결되기 위한 상기 메인단자 또는 별도로 구비된 보조단자, 상기 PTC소자와 상기 단자 간의 결합을 공고히 하기 위한 탄성부재 또는 클램핑부재, 상기 탄성부재 또는 클램핑부재 와 상기 메인단자 또는 보조단자 사이를 절연하는 절연부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 시즈히터에 따르면, PTC소자의 온도 특성에 따라 원하는 온도를 설정하여 유지 및 제어할 수 있으며, 냉각수의 가열 시 과열방지수단에 의해 시즈히터의 과열을 방지함으로써, 부품의 파손을 방지하는 효과가 있다. 또한, 온도제어에 안정적인 PTC소자를 사용함으로써, 별도의 제어장치 없이도 안전하게 전기차량의 냉각수 가열장치를 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시즈히터를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 과열방지수단을 상세히 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 과열방지수단을 상세히 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 과열방지수단을 상세히 도시한 도면.
도 5는 PTC소자의 온도와 시간과의 관계를 도시한 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시즈히터에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시즈히터를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 과열방지수단(500)을 상세히 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 과열방지수단(500)을 상세히 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 과열방지수단(500)을 상세히 도시한 도면이며, 도 5는 PTC소자(510)의 온도와 시간과의 관계를 도시한 그래프이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시즈히터는 내측에 수용공간(110)이 형성된 하우징(100); 상기 수용공간(110)에는 마그네시아(MgO)가 충진되고, 상기 하우징(100)의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간(110)에 배치됨으로써, 외부와 전기회로(미도시)를 통해 전기적으로 연결되는 복수의 메인단자(300); 상기 하우징(100)의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자(510)가 구비된 과열방지수단(500); 및 상기 전기회로와 전기적으로 연결되어 통전 시 발열되는 발열체(700);를 포함한다.
상기 하우징(100)은 내측에 상기 수용공간(110)이 형성되고 양측에는 상기 메인단자(300)가 관통삽입되는 결합홀(130)이 형성된다. 상기 하우징(100)은 파이프 형상이되, 양측단부는 중심측으로 갈수록 점점 오므라들도록 형성되고, 오므라들도록 형성된 지점이 상기 결합홀(130)을 형성하여 상기 메인단자(300)가 결합될 수 있다. 또는, 상기 하우징(100)은 두 개 이상의 조각으로 분리된 후 가공에 의해 블레이징 등의 방법을 통해 접합되어 형성될 수도 있을 것이다. 상기 하우징(100)의 수용공간(110)에는 마그네시아(MgO)가 충진된다. 상기 하우징(100)의 수용공간(110)에는 상기 과열방지수단(500)과 발열체(700)가 위치된다.
상기 복수의 메인단자(300)는 상기 전기회로에 연결되는 음극단자 및 양극단자로서, 각각 상기 하우징(100)의 일측과 타측을 관통하여 상기 결합홀(130)에 설치된다. 따라서, 시즈히터(1000)는 상기 메인단자(300)는 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 연결되는 것이다. 상기 메인단자(300)는 상기 전기회로에 직렬로 연결된다.
상기 과열방지수단(500)은 상기 하우징(100)의 수용공간(110)에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결된다. 상기 과열방지수단(500)은 온도에 따라 상기 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자(510)가 구비된다. 또한, 상기 과열방지수단(500)은 상기 PTC소자(510), 외부의 상기 전기회로에 연결되기 위한 보조단자(520), 상기 PTC소자(510)와 상기 메인단자(300) 또는 보조단자(520) 간의 결합을 공고히 하기 위한 탄성부재(550) 또는 클램핑부재(570), 상기 탄성부재(550) 또는 클램핑부재(570)와 상기 메인단자(300) 또는 보조단자(520) 사이를 절연하는 절연부재(530)를 포함하여 구성된다. 각각의 구성에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 과열방지수단(500)의 상기 PTC소자(510)는 통전 시 발열되고, 발생된 열을 방출하여 온도를 일정하게 유지한다. 상기 PTC소자(510)에는 별도의 온도감지부(미도시)가 구비되어, 상기 PTC소자(510)의 온도를 항상 감지할 수 있다. 상기 온도감지부에 의해 감지되는 온도는 상기 PTC소자(510)에서 정상적으로 발열이 이루어 지고 있는지 아닌지에 따라 달라질 것이다. 따라서, 만약 시즈히터(1000)의 과열로 인해 상기 PTC소자(510)의 발열량이 감소하여 상기 PTC소자(510)의 온도가 점점 상승하게 되면, 상기 PTC소자(510)의 저항이 점점 증가하다가 설정된 컷(Cut) 온도에서 통전이 단속되어 시즈히터(1000) 내부의 전류를 차단하여 시즈히터(1000)의 과열을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 도 5에 도시한 것처럼 상기 PTC소자(510)는 PTC의 종류에 따라 PTC Cut 온도 특성 조정이 가능하여 다양한 최대온도(Tmax)의 제한을 가지는 기능의 시즈히터의 구현이 가능하다. 따라서, 차종마다 다른 컷 온도를 갖도록 설계할 수 있어 별도의 설계변경 없이 상기 PTC소자(510)를 변경하는 것만으로도 각 차종의 차량에 장착되어, 차종마다 적합한 일정온도를 유지할 수 있는 시즈히터(1000)를 제공할 수 있으면서도 전기회로에 온도센서를 구비하지 않더라도 시즈히터(1000)의 과열을 방지할 수 있는 것이다.
도 1에는 본 발명의 제1실시예를 도시하였다. 도 1에 도시한 것처럼, 상기 과열방지수단(500)은 상기 하우징(100)의 중심측에 위치된다. 따라서, 상기 PTC소자(510)의 방열 시 상기 하우징(100)에 방출되는 열이 고르게 전달될 수 있다. 상기 PTC소자(510)의 양측에는 음극의 보조단자(520)와 양극의 보조단자(520)가 각각 구비된다. 상기 보조단자(520)는 일측은 상기 PTC소자(510)의 측면에 접촉되는 헤드부(521)와 상기 헤드부(521)에서 연장형성되고 타단부에는 상기 발열체(700)가 고정되는 넥부(523)로 형성된다. 상기 보조단자(520)는 상기 발열체(700)를 통해 상기 메인단자(300)와 연결되어 상기 전기회로 상에 연결된다.
상기 보조단자(520)의 외측에는 일측은 상기 보조단자(520) 중 하나인 음극단자와 연결되고, 타측은 상기 보조단자(520) 중 나머지 하나인 양극단자와 연결되는 탄성부재(550)가 구비된다. 상기 탄성부재(550)는 판스프링일 수 있으며 오므라드는 방향으로 가압하는 상태로 설치된다. 따라서, 상기 탄성부재(550)에 의해 상기 보조단자(520)가 상기 PTC소자(510) 측으로 가압됨으로써, 상기 PTC소자(510)와 보조단자(520)가 서로 면접촉되어 정확한 성능을 구현할 수 있으며, 동작의 안정성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 탄성부재(550)와 보조단자(520)의 사이에는 세라믹(Ceramic) 등의 절연재질로 성형된 절연부재(530)가 각각 구비된다. 상기 절연부재(530)는 상기 탄성부재(550)와 보조단자(520)가 만나는 지점에 설치된다. 그러므로 전도체인 상기 탄성부재(550)와 상기 보조단자(520) 사이의 전기적 절연이 구현되는 것이다.
따라서, 제1실시예를 종합하여 보면, 상기 하우징(100)의 수용공간(110)의 중심측에 상기 과열방지수단(500)이 위치된다. 상기 과열방지수단(500)은 중심측에 위치한 상기 PTC소자(510)와 상기 PTC소자(510)의 양측에 각각 위치한 상기 보조단자(520) 및 상기 보조단자(520)에 각각 연결되어 상기 보조단자(520)와 상기 메인단자(300)를 연결하는 상기 발열체(700)로 구성된다. 또한, 상기 PTC소자(510)에는 상기 탄성부재(550)와 절연부재(530)가 구비된다.
그러므로 통전 시 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510)와 상기 복수의 발열체(700)는 저항으로 작용하고, 상기 발열체(700)와 마그네시아(MgO)에 의해 시즈히터(1000)가 냉각수 등을 가열할 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510)는 통전 시 계속해서 방열하게 되는데, 상기 발열체(700)의 과열로 인해 상기 PTC소자(510)에서 상기 하우징(100) 내부로의 발열량이 줄어드는 경우 상기 PTC소자(510)의 온도가 점점 증대되어 저항이 증대되고, 결국 상기 PTC소자(510)의 설정된 온도 이상으로 온도가 상승하게 되면, 상기 PTC소자(510)의 저항은 무한대가 되어 전류를 차단함으로써, 상기 전기회로와의 연결이 끊어져 시즈히터(1000)의 과열을 방지하게 되는 것이다.
도 2에는 본 발명의 제2실시예를 도시하였다. 도 2에 도시한 것처럼, 상기 과열방지수단(500)은 상기 하우징(100)의 중심측에 위치된다. 따라서, 상기 PTC소자(510)의 방열 시 상기 하우징(100)에 방출되는 열이 고르게 전달될 수 있다. 상기 PTC소자(510)에는 중심측에 삽입홀(511)이 관통형성된다. 상기 PTC소자(510)의 양측에는 음극의 보조단자(520)와 양극의 보조단자(520)가 각각 구비된다. 상기 보조단자(520)는 중심측에 관통홀(593)이 형성된 너트형상의 체결부재(590)이다. 상기 관통홀(593)의 내주면에는 나사산이 형성된다. 또한, 외주면에 나사산이 형성된 바 형상의 고정부재(580)가 상기 삽입홀(511) 및 관통홀(593)에 삽입되어 체결된다. 상기 고정부재(580)는 세라믹 등의 절연체로 성형되는 것이 바람직할 것이다. 또는, 절연성능이 있는 볼트와 전도체인 너트로 구성되어도 무방할 것이다.
또한, 상기 체결부재(590)에는 상기 PTC소자(510)와 마주하는 면에 내측으로 만입된 설치홈(591)이 형성되고, 상기 설치홈(591)에는 탄성부재(550)가 구비된다. 상기 탄성부재(550)는 물결와셔, 판스프링 등일 수 있다. 상기 탄성부재(550)에 의해 상기 체결부재(590)가 상기 PTC소자(510) 측으로 탄성적으로 가압되어 밀착됨으로써 서로 면접촉되어 정확한 성능을 구현할 수 있으며, 동작의 안정성을 확보할 수 있게 된다. 상기 체결부재(590)에는 상기 발열체(700)가 각각 연결되고, 상기 발열체(700)를 통해 상기 체결부재(590)와 상기 메인단자(300)가 연결되어 상기 전기회로 상에 상기 과열방지수단(300)이 전기적으로 연결된다.
따라서, 제2실시예를 종합하여 보면, 상기 하우징(100)의 수용공간(110) 중심측에 상기 과열방지수단(500)이 위치된다. 상기 과열방지수단(500)은 중심측에 위치한 상기 PTC소자(510)와 상기 PTC소자(510)의 양측에 각각 위치한 상기 체결부재(590) 및 상기 PTC소자(510)와 체결부재(590)를 관통하여 설치되는 상기 고정부재(580)로 구성된다. 상기 고정부재(580)는 절연체의 역할을 수행한다. 상기 체결부재(590)에는 상기 발열체(700)가 연결되고, 상기 발열체(700)는 상기 메인단자(300)와 연결되어 전기회로와 전기적으로 연결된다. 그러므로 통전 시 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510), 체결부재(590), 발열체(700) 및 메인단자(300)로 전류가 흐르게 된다.
이때, 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510)와 상기 복수의 발열체(700)는 저항으로 작용하고, 상기 발열체(700)와 마그네시아(MgO)에 의해 시즈히터(1000)가 냉각수 등을 가열할 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510)는 통전 시 계속해서 방열하게 되는데, 상기 발열체(700)의 과열로 인해 상기 PTC소자(510)에서 상기 하우징(100) 내부로의 발열량이 줄어드는 경우 상기 PTC소자(510)의 온도가 점점 증대되어 저항이 증대되고, 결국 상기 PTC소자(510)의 설정된 온도 이상으로 온도가 상승하게 되면, 상기 PTC소자(510)의 저항은 무한대가 되어 전류를 차단함으로써, 상기 전기회로와의 연결이 끊어져 시즈히터(1000)의 과열을 방지하게 되는 것이다.
도 3에는 본 발명의 제3실시예를 도시하였다. 도 3에 도시한 것처럼, 상기 과열방지수단(500)은 상기 하우징(100)의 일측 또는 타측에 치우쳐서 위치된다. 따라서, 상기 PTC소자(510)의 일측은 상기 메인단자(300) 중 하나와 결합되고, 타측은 일측과는 반대의 전기적 극성을 갖는 상기 보조단자(520)와 연결된다. 상기 보조단자(520)는 상기 발열체(700)를 통해 나머지 상기 메인단자(300)와 결합됨으로써, 상기 전기회로 상에 전기적으로 연결된다. 상기 PTC소자(510)와 면접촉되는 상기 메인단자(300) 또는 보조단자(520)는 일측은 상기 PTC소자(510)의 측면에 접촉되는 헤드부(521)와 상기 헤드부(521)에서 연장형성되고 타단부에는 상기 발열체(700)가 고정되는 넥부(523)로 형성된다. 상기 보조단자(520)는 상기 발열체(700)를 통해 상기 메인단자(300)와 연결되어 상기 전기회로 상에 전기적으로 연결된다.
상기 메인단자(300) 및 보조단자(520)의 외측에는 일측은 상기 메인단자(300)와 연결되고, 타측은 상기 보조단자(520)에 연결되는 클램핑부재(570)가 구비된다. 상기 클램핑부재(570)는 오므라드는 방향으로 압력이 가해지도록 형성되어 설치된다. 따라서, 상기 클램핑부재(570)에 의해 상기 메인단자(300) 및 보조단자(520)가 상기 PTC소자(510) 측으로 탄성적으로 가압됨으로써, 서로 면접촉되어 정확한 성능을 구현할 수 있으며, 동작의 안정성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 클램핑부재(570)와 메인단자(300) 및 상기 클램핑부재(570)와 보조단자(520)의 사이에는 절연부재(530)가 각각 구비된다. 보다 상세하게는 상기 절연부재(530)는 상기 클램핑부재(570)와 메인단자(300) 및 상기 클램핑부재(570)와 보조단자(520)가 만나는 지점에 설치된다. 그러므로 전도체인 상기 클램핑부재(570)와 상기 메인단자(300) 및 보조단자(520) 사이의 전기적 절연이 구현되는 것이다.
따라서, 제3실시예를 종합하여 보면, 상기 하우징(100)의 수용공간(110)의 일측 또는 타측에 상기 과열방지수단(500)이 위치된다. 상기 과열방지수단(500)은 중심측에 위치한 상기 PTC소자(510)와 상기 PTC소자(510)의 양측에 각각 위치한 상기 메인단자(300) 및 보조단자(520)와 상기 보조단자(520)와 또 다른 상기 메인단자(300)를 연결하는 상기 발열체(700)로 구성된다. 또한, 상기 PTC소자(510)에는 상기 클램핑부재(570)와 절연부재(530)가 구비된다.
그러므로 통전 시 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510)와 상기 발열체(700)는 저항으로 동작하고, 상기 발열체(700)와 마그네시아(MgO)에 의해 시즈히터(1000)가 냉각수 등을 가열할 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 과열방지수단(500)의 PTC소자(510)는 통전 시 계속해서 방열하게 되는데, 상기 발열체(700)의 과열로 인해 상기 PTC소자(510)에서 상기 하우징(100) 내부로의 발열량이 줄어드는 경우 상기 PTC소자(510)의 온도가 점점 증대되어 저항이 증대되고, 결국 설정된 온도 이상으로 온도가 상승하게 되면, 상기 PTC소자(510)의 저항은 무한대가 되어 전류를 차단함으로써, 시즈히터(1000)의 과열을 방지하게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 시즈히터가 포함된 전기장치는 내측에 수용공간(110)이 형성된 하우징(100); 상기 수용공간(110)에는 마그네시아(MgO)가 충진되고, 상기 하우징(100)의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간(110)에 배치됨으로써, 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 직렬로 연결되는 복수의 메인단자(300); 상기 하우징(100)의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자(510)가 구비된 과열방지수단(500); 및 전기적 통전 시 상기 PTC소자(510)에서 발생되는 열을 방열하기 위해 구비된 발열체(700);를 포함하고, 상기 과열방지수단(500)은 상기 PTC소자(510), 외부의 상기 전기회로에 연결되기 위한 상기 메인단자(300) 또는 별도로 구비된 보조단자(520), 상기 PTC소자(510)와 상기 단자 간의 결합을 공고히 하기 위한 탄성부재(550) 또는 클램핑부재(570), 상기 탄성부재(550) 또는 클램핑부재(570) 와 상기 메인단자(300) 또는 보조단자(520) 사이를 절연하는 절연부재(530)를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 시즈히터는 PTC소자(510)의 온도 특성에 따라 원하는 온도를 설정하여 유지 및 제어할 수 있으며, 냉각수의 가열 시 과열방지수단(500)에 의해 시즈히터의 과열을 방지함으로써, 부품의 파손을 방지하는 효과가 있다. 또한, 온도제어에 안정적인 PTC소자(510)를 사용함으로써, 별도의 제어장치 없이도 안전하게 전기차량의 냉각수 가열장치를 제어할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 하우징 110 : 수용공간
130 : 결합홀 300 : 메인단자
500 : 과열방지수단 510 : PTC소자
511 : 삽입홀 520 : 보조단자
521 : 헤드부 523 : 넥부
530 : 절연부재 550 : 탄성부재
570 : 클램핑부재 580 : 고정부재
590 : 체결부재 591 : 설치홈
593 : 관통홀 700 : 발열체

Claims (15)

  1. 내측에 수용공간이 형성된 하우징;
    상기 수용공간에는 마그네시아가 충진되고, 상기 하우징의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간에 배치됨으로써, 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 연결되는 복수의 메인단자;
    상기 하우징의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 상기 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자가 구비된 과열방지수단; 및
    상기 전기회로와 전기적으로 연결되어 통전 시 발열되는 발열체;를 포함하는 시즈히터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 과열방지수단의 PTC소자에는 음극 또는 양극의 보조단자가 하나 이상 구비되고, 상기 보조단자는 상기 발열체를 통해 상기 메인단자와 연결되어 상기 전기회로 상에 연결되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조단자의 외측에는 일측은 상기 보조단자 중 하나와 연결되고, 타측은 상기 보조단자 중 나머지 하나와 연결되는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 보조단자를 상기 PTC소자 측으로 가압함으로써 상기 PTC소자와 보조단자가 서로 면접촉되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 탄성부재와 보조단자의 사이에는 절연부재가 각각 구비되어 전도체인 상기 탄성부재와 상기 보조단자 사이의 전기적 절연이 구현되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 PTC소자에는 중심측에 삽입홀이 관통형성되고, 상기 보조단자는 관통홀이 형성된 너트형상의 체결부재이며, 상기 삽입홀 및 관통홀에는 외주면에 나사산이 형성된 바 형상의 고정부재가 삽입되어 체결되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 체결부재에는 상기 PTC소자와 마주하는 면에 내측으로 만입된 설치홈이 형성되고, 상기 설치홈에는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 체결부재를 상기 PTC소자 측으로 탄성적으로 가압하여 밀착함으로써 상기 체결부재와 PTC소자가 서로 면접촉되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 과열방지수단은 상기 하우징의 중심측에 위치되어, 상기 PTC소자의 방열 시 상기 하우징 내에서 열이 고르게 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 PTC소자의 일측은 상기 메인단자 중 하나와 결합되고, 타측은 일측과는 반대의 전기적 극성을 갖는 상기 보조단자와 연결되며, 상기 보조단자는 상기 발열체를 통해 나머지 상기 메인단자와 결합됨으로써, 상기 전기회로 상에 연결되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 메인단자 및 보조단자의 외측에는 일측은 상기 메인단자와 연결되고, 타측은 상기 보조단자에 연결되는 클램핑부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 클램핑부재는 상기 메인단자 및 보조단자를 상기 PTC소자 측으로 가압함으로써, 상기 메인단자 및 보조단가와 상기 PTC소자가 서로 면접촉되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 클램핑부재와 메인단자 및 상기 클램핑부재와 보조단자의 사이에는 절연부재가 각각 구비되어 전도체인 상기 클램핑부재와 상기 메인단자 및 보조단자 사이의 전기적 절연이 구현되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  14. 청구항 2에 있어서,
    상기 PTC소자와 면접촉되는 상기 메인단자 또는 보조단자는 일측은 상기 PTC단자의 측면에 접촉되는 헤드부와 상기 헤드부에서 연장형성되고 타단부에는 상기 발열체가 고정되는 넥부로 형성되는 것을 특징으로 하는 시즈히터.
  15. 내측에 수용공간이 형성된 하우징;
    상기 수용공간에는 마그네시아가 충진되고, 상기 하우징의 일측 및 타측을 관통하여 상기 수용공간에 배치됨으로써, 외부와 전기회로를 통해 전기적으로 직렬로 연결되는 복수의 메인단자;
    상기 하우징의 내부에 위치되고, 상기 전기회로 상에 직렬로 연결되며, 온도에 따라 전기회로의 통전을 단속하는 PTC소자가 구비된 과열방지수단; 및
    전기적 통전 시 상기 PTC소자에서 발생되는 열을 방열하기 위해 구비된 발열체;를 포함하고,
    상기 과열방지수단은 상기 PTC소자, 외부의 상기 전기회로에 연결되기 위한 상기 메인단자 또는 별도로 구비된 보조단자, 상기 PTC소자와 상기 단자 간의 결합을 공고히 하기 위한 탄성부재 또는 클램핑부재, 상기 탄성부재 또는 클램핑부재 와 상기 메인단자 또는 보조단자 사이를 절연하는 절연부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시즈히터가 포함된 차량용 공조시스템.
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