KR20200006690A - 차량용 전열 히터 및 그를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

개시된 차량용 전열 히터는, 공기와 열교환을 수행하는 방열핀; 전원에 의해서 발열하는 세라믹 소체; 및 상기 방열핀, 상기 세라믹 소체를 지지하는 하우징;을 포함하고, 상기 세라믹 소체는, 제 1 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 및 상기 제 1 PTC 소자보다 높은 발열량을 가지는 제 2 PTC 소자를 배치할 수 있다.

Description

차량용 전열 히터 및 그를 포함하는 차량{ELECTRIC HEATER IN VEHICLE AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
개시된 발명은 차량용 공기조화설비에 포함된 전열 히터 및 그를 포함하는 차량에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 공조장치는, 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다.
구체적으로 냉방시스템은 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 냉매를 압축하여 응축기로 보내고, 응축기에서 냉각팬의 강제송풍에 의하여 냉매를 응축시킨 후, 응축된 냉매를 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거치도록 하여 다시 압축기로 복귀시킨다. 이 과정에서, 공조케이스의 입구단에 설치되는 블로어 유니트(Blower Unit)의 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 증발기를 거치는 냉매를 열교환시켜, 송풍공기를 냉기상태로 차량 실내로 토출시킴으로써 차량 실내를 냉방한다.
한편, 난방시스템은 엔진의 냉각수를 히터 코어를 거쳐 엔진으로 복귀시키는 과정에서, 블로어 유니트의 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 히터 코어를 거치는 냉각수를 열교환시켜, 송풍공기를 온기상태로 차량 실내로 토출시킴으로써 차동차 실내를 난방한다.
특히, 난방시스템은, 엔진이 가동된 후 엔진의 주위를 흐르는 냉각수가 충분히 가열된 상태에서 차량 실내를 난방하는 것이나, 동절기에는 엔진과 냉각수가 영하의 온도로 냉각되어 있는 상태이므로, 엔진의 열이 일정온도 이상으로 상승되기 까지는 장시간이 소요됨으로써, 엔진 가동 후 초기 난방의 효과를 기대할 수가 없다.
이에 따라 차량의 초기난방을 위해, 온도 상승에 따라 저항값이 증가하는 정온도 특성을 갖는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자를 이용한 전열 히터가 개발되어 왔다.
PTC소자를 이용한 전열 히터는 공조장치의 케이스 내에 설치된 통상의 히터 코어 근방에 배치되어 공기를 직접 가열하므로, 엔진의 초기 구동시부터 정상 구동시까지 차량의 실내 온도를 상승시킬 수 있다.
종래 차량용 전열 히터에 관한 미국 특허등록발명 US 7667164는 표준(Standard) PTC 소자 생산 공정에서 발생할 수 있는 오차를 보완하기 위하여 표준 PTC 소자 대비 저전력(고저항) 소자를 전열 히터 내부에 마련하는 기술을 개시하고 있다.
그러나 이러한 종래 기술은 공기조화설비 케이스의 열융점을 고려하여 전열 히터의 최대 용량(최대 온도)를 제한시키는 문제점이 있었고, 차량 내 난방시스템이 추가 발열이 필요한 상황에서도 PTC 소자의 발열 온도를 상승시킬 수 없는 한계가 있었다. 즉, 전열 히터의 주어진 면적에 의해서 전열 히터의 전력량이 정해진다.
개시된 일 실시예는 PTC 소자의 종류 및 배치를 다양하게 변경함으로써, 전열 히터의 한정된 발열 면적에 최대한의 전력량(발열 온도의 상승)을 발생시키고, 기존 표준 PTC 소자의 규모를 줄여 전열 히터의 원가를 절감시키는 차량용 전열 히터 및 그를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
개시된 차량용 전열 히터는, 공기와 열교환을 수행하는 방열핀; 전원에 의해서 발열하는 세라믹 소체; 및 상기 방열핀, 상기 세라믹 소체를 지지하는 하우징;을 포함하고, 상기 세라믹 소체는, 제 1 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 및 상기 제 1 PTC 소자보다 높은 발열량을 가지는 제 2 PTC 소자를 배치할 수 있다.
상기 세라믹 소체는, 상기 하우징 외측에 상기 제 1 PTC 소자를 배치하고, 내측에 상기 제 2 PTC 소자를 배치할 수 있다.
상기 세라믹 소체는, 서로 다른 PTC 소자를 배열하는 복수의 세라믹 소체를 포함하고, 제 1 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자만을 배치하고, 제 2 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 배치할 수 있다.
상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자는, 상기 공기의 풍량에 의해서 발열하는 작동 온도가 가변할 수 있다.
상기 세라믹 소자는, 상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 복수 개 포함할 수 있다.
상기 제 2 PTC 소자는, 상기 제 1 PTC 소자보다 섭씨 25도에서 가변하는 저항값이 낮을 수 있다.
개시된 다른 실시예에 따른 차량은, 본체; 상기 본체 내부의 공기를 난방시키는 차량용 전열 히터;를 포함하고, 상기 차량용 전열 히터는, 공기와 열교환을 수행하는 방열핀; 전원에 의해서 발열하는 세라믹 소체; 및 상기 방열핀, 상기 세라믹 소체를 지지하는 하우징;을 포함하고, 상기 세라믹 소체는, 제 1 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 및 상기 제 1 PTC 소자보다 높은 발열량을 가지는 제 2 PTC 소자를 배치한다.
상기 세라믹 소체는, 상기 하우징 외측에 상기 제 1 PTC 소자를 배치하고, 상기 하우징 내측에 상기 제 2 PTC 소자를 배치할 수 있다.
상기 세라믹 소체는, 상기 방열핀의 하면에 복수 개로 마련되어 상기 하우징에 의해서 지지될 수 있다.
제 1 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자만을 배치하고, 제 2 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 미리 설정된 거리만큼 이격시켜 배치할 수 있다.
상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자는, 상기 공기의 풍량에 의해서 발열하는 작동 온도가 가변할 수 있다.
상기 세라믹 소자는, 상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 복수 개 포함할 수 있다.
상기 제 2 PTC 소자는, 상기 제 1 PTC 소자보다 섭씨 25도에서 가변하는 저항값이 낮을 수 있다.
본체 내부의 공기와 냉매의 열교환을 수행하는 증발기; 및 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기를 엔진의 냉각수를 이용해 난방시키는 히터 코어;를 더 포함할 수 있다.
상기 전열 히터가 난방시킨 공기를 상기 본체 내부로 토출하는 토출구;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 방열핀 하면에 배치되는 롭 튜브; 상기 롭 튜브와 상기 단자판을 절연시키는 절연재; 상기 단자판의 위치를 고정시키는 가이드;를 더 포함할 수 있다.
개시된 일 측면에 따른 차량용 전열 히터 및 그를 포함하는 차량은 PTC 소자의 종류 및 배치를 다양하게 변경함으로써, 전열 히터의 한정된 발열 면적에 최대한의 전력량(발열 온도의 상승)을 발생시키고, 기존 표준 PTC 소자의 규모 를 줄여 전열 히터의 원가를 절감시킨다.
도 1은 개시된 공조장치가 차량에 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 HAVC(20)를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 PTC 히터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 개시된 PTC 히터의 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 종래 표준 PTC 소자의 특성을 설명하기 위한 그래프이고, 도 6은 개시된 일 예에서 사용되는 PTC 소자의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 개시된 일 실에 따른 세라믹 소체에서 PTC 소자의 배치를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 8은 도 7의 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 다른 실시예에 따른 PTC 소자의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 개시된 공조장치가 차량에 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)은 차량의 외관을 형성하는 본체(2), 차량(1)을 이동시키는 차륜(3), 차륜(3)을 회전시키는 구동 장치(미도시) 및 차륜(3)의 제어하는 스티어링 휠(미도시)을 포함한다.
구체적으로 구동 장치는 본체(2)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 차륜(3)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 구동 장치는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기 등으로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 채용할 수 있다.
한편, 차량(1)은 구동 장치 이외에도 차량(1)의 실내의 공기를 조절하는 공조장치(10)를 더 포함한다. 본체(2) 내부의 좌석 등에 탑승한 사용자는 공조장치(10)가 제어하는 공기를 토출하는 토출구(29) 및 입력 버튼(미도시) 등을 볼 수 있다. 그러나 공조장치(10)는 공기 제어를 위한 다양한 구성을 포함하고 있다.
구체적으로 공조장치(10)는 본체(2)의 전방에서 차량(1) 외부의 공기를 흡입하는 유입부(11), 공기를 여과하는 필터부(12), 외부 공기가 고온의 냉매를 냉각시켜 액화 상태로 만드는 응축기(13), 발생한 열의 일부를 냉각수를 통해 외부로 방출시키는 라디에디터(14), 냉매를 순환시키고 압축시켜 압력을 증가시키는 압축기(15), 냉매의 저장, 기포 분리 등의 기능을 수행하는 리시버(16) 및 팽창 밸브(미도시)로부터 유입되는 액체 냉매를 저온저압의 냉매 상태로 만들고, 열교환을 통해 본체(2) 내부의 공기를 냉각시키는 증발기(21) 등을 포함한다.
한편, 도 1에서 도시된 바와 같이, 증발기(21)는 탑승자가 위치하는 차량(1)의 실내에 마련된 센터페시아 뒷편에 마련될 수 있다.
공조장치(10)는 전술한 증발기(21)와 함께 사용자가 탑승한 실내의 공기를 제어하기 위해서 공기조화설비, 즉 HAVC(Heating, Ventilation, Air Conditioning, 20)를 더 포함한다.
도 2는 일 실시예에 따른 HAVC(20)를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 PTC 히터를 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 2를 참조하면, 운전석에서 바라보는 HAVC(20)는 본체(2)의 전면 유리를 향해 공기를 토출하는 제1 토출구(22), 탑승자의 가슴 방향으로 공기를 배출하는 제 2토출구(23), 파이프를 통해 차량(1)의 뒷좌석으로 공기를 토출하는 제 3토출구(24), 조수석 등에 탑승한 사용자의 발 쪽으로 공기를 토출하는 제 4토출구(25) 및 본체(2) 내부의 실내 공기를 유입하는 덕트(26), 유입된 실내 공기를 필터링하는 향균 필터(27), 전술한 실내 공기의 흐름을 제어하는 모터(28) 및 증발기(21)를 포함한다.
도 1에서 전술한 바와 같이, 증발기(21)는 덕트(26)와 연결되어 공기를 냉방시킨다. 구체적으로 덕트(26)를 통해 유입되는 실내 공기는 모터(28)에 의해서 향균 필터(27)를 통과한 후, 증발기(21)로 흐른다.
도 3을 참조하면, 증발기(21)를 지난 공기는 히터 코어(29)에 도달한다. 히터 코어(29)는 엔진의 냉각수를 이용해 공기를 난방시킨다. 엔진에 의해서 뜨거워진 냉각수는 히터 코어(29)에 의해서 온도가 상승된다.
즉, HAVC(20)는 히터 코어(29)를 통과하는 증발기(21)에서 차가워진 공기의 양을 조절함으로써 온도를 조절할 수 있다.
한편, 디젤 엔진이 마련된 차량(1)은 난방을 위해 온도를 증가시키는 속도가 가솔린 엔진 등에 비해 느리기 때문에 HAVC(20)는 히터 코어(29)와 함께 전열 히터 즉, PTC 히터(Positive Temperature Coefficient Heater, 100)를 더 포함할 수 있다.
전기 자동차는 엔진룸이 없기 때문에 PTC 히터(100)를 주 난방 시스템으로 사용하고 있다.
PTC 히터(100)는 전술한 냉각수의 온도가 일정 온도에 도달하기 전, 전기 발열을 통해 공기를 난방시킨다.
도 4는 개시된 PTC 히터의 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 개시된 PTC 히터(100)는 공기와 열교환을 수행하는 방열핀(101a), 그라운드(ground) 전원 역할을 수행하는 롭 튜브(Rod Tube, 102), 플러스(+) 전원을 절연시키는 절연재(103), 플러스(+) 전원에 해당하는 단자판(104), 단자판(104)의 위치를 고정시키는 가이드(105), 열원에 해당하는 발열체(이하 세라믹 소체,110), 공기와 열교환을 수행하는 제 2 방열핀(101b), PTC 히터의 구성을 지지하는 후면 하우징(Rear Housing, 106), 그라운드 전원과 연결되는 그라운드 터미널(Ground Terminal, 107) 및 그라운드 터미널(107)을 연결하는 커넥터 및 후면 하우징(106)과 함께 구성을 지지하는 전면 하우징(108)을 포함한다.
여기서 열원에 해당하는 세라믹 소체(110)는 복수 개의 발열체를 포함하고 있으며, 일 실시예에 따른 재료는 티탄산 바륨(BaTiO3)으로 마련될 수 있다.
한편, 종래 PTC 히터에서 세라믹 소체(110)의 발열 소자는 PTC 히터(100)에 인가되는 공기의 풍량에 따라 작동 온도가 동일하게 가변하는 소자만으로 구성되거나 저전력(고저항) PTC 소자를 함께 포함시켰다.
그러나 개시된 일 실시예에 따른 세라믹 소체(110)에서 배열되는 PTC 소자는 섭씨 25도에서 가변하는 저항값(R25)이 낮은 PTC 소자를 표준 PTC 소자와 배치시킴으로써, HVAC(20) 내부에서 추가적인 발열량을 증가시키면서 표준 PTC 소자의 사용 개수를 줄임으로써 PTC 히터의 생산 원가를 절감시킬 수 있도록 한다.
도 5는 종래 표준 PTC 소자의 특성을 설명하기 위한 그래프이고, 도 6은 개시된 일 예에서 사용되는 PTC 소자의 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 5 및 도 6의 그래프에서 X축은 PTC 소자(발열체)의 온도를 의미하며 단위는 섭씨 온도(Celsius temperature scale)이다. Y축은 비저항(Resistivity)이며 단위는 Rm이다. 도 5의 그래프의 평가 조건은 인가 전압이 13.5V이고, HVAC(10)의 케이스 주변 온도는 섭씨 0도이다.
일반적인 PTC 소자, 즉 표준 PTC 소자(111)는 도 5와 같은 특성을 가지며, PTC 소자로 인가되는 풍량에 따라 작동 온도 및 그에 따른 비저항 특성이 가변할 수 있다.
구체적으로 풍량이 0 CHM(Cubic Meters per Hour in flow rate, m3/hr)에서 386 CHM으로 다양할수록, 표준 PTC 소자(111)는 작동 온도(T)가 TRmin에서 섭씨 167도 까지 가변한다.
개시된 세라믹 소체(110)는 표준 PTC 소자(이하 제 1 PTC 소자. 111)와 함께 도 6의 그래프에서 도시된 특성을 갖는 제 2 PTC 소자(112)를 함께 배치한다.
구체적으로 제1 PTC 소자(111)는 HVAC(20)의 주변 온도가 85도, 인가 전압이 16V 및 풍량이 0 CHM이하일 때 발열 온도가 174도 정도이다.
제2 PTC 소자(112)는 제 1 PTC 소자(111)와 같이 풍량에 따라 작동 온도가 가변할 수 있으나, 도 6과 같이 HVAC(20)의 주변 온도가 85도, 인가 전압이 16V 및 풍량이 0 CHM이하일 때 발열 온도가 175도 이상이 되는 재료를 포함하는 소자이다.
따라서 제 2 PTC 소자(112)는 제 1 PTC 소자(111)에 비해서 동일한 비저항값을 가지면서 175도 이상의 발열을 발생시킬 수 있다.
또한, HVAC(20) 및 그 구성은 HVAC케이스의 주변 온도가 175도 이상이 될 때 열용융 가능성이 있으므로, HAVC(20)에 추가 발열량이 필요한 상황에서도 제2 PTC 소자(112)를 통해 발열 온도를 발생시킬 수 있다. 또한, 2 PTC 소자(112)를 포함하더라도 PTC 히터(100) 자체가 파손되지 않는다.
도 7은 개시된 일 실에 따른 세라믹 소체에서 PTC 소자의 배치를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 8은 도 7의 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 7을 참조하면, 개시된 세라믹 소체(110)는 도 6에서 전술한 적어도 하나 이상의 제 1 PTC 소자(111)과 제 2 PTC 소자(112)를 포함할 수 있다. 또한, 개시된 세라믹 소체(110)는 제 1 PTC 소자(111)와 제 2 PTC 소자(112)를 미리 설정된 거리로 이격되게 배치될 수 있다.
개시된 일 예에서 제 1 PTC 소자(111)와 제 2 PTC 소자(112)는 전면 하우징(108) 또는 후면 하우징(106)과의 거리가 상이할 수 있다. 구체적으로 제 1 PTC 소자(111)는 후면 하우징(106)에서 전면 하우징(108) 또는 전면 하우징(108)에서 후면 하우징(106) 방향을 기준으로 외측에 배치되고, 제 2 PTC 소자(112)는 내측에 배치될 수 있다.
즉, 개시된 PTC 히터(100)는 제 2 PTC 소자(112)를 제1 PTC 소자(111)와 비교해서 히터의 내측에 배치시킬 수 있다. 이와 관련된 구체적인 설명은 도 9a 내지 도 9c를 통해 구체적으로 후술한다.
한편, 도 7의 사시도는 PTC 히터(100)에 마련되는 세라믹 소체(110)를 포함하는일 예이다. 즉, PTC 히터(100)는 복수 개의 세라믹 소체(110)를 포함할 수 있으며, 각각의 세라믹 소체(110)는 제 1 PTC 소자(111) 및 제 2 PTC 소자(112)를 모두 포함할 수 있다.
도 7과 같이 제 1 및 제 2 PTC 소자(111, 112)가 마련되면, 3개의 세라믹 소체(110)의 층을 포함하는 일 예에 따른 PTC 히터(100)에는 PTC 소자(111, 112)가 도 8과 같이 배치된다.
구체적으로 일 예에 따른 PTC 히터(100)는 제 1 PTC 소자(111)가 하우징(106, 108) 외측에 배치되고, 제 2 PTC 소자(112)는 내측에 배치된다. 이를 통해서 PTC 히터(100)는 히터 내부에 발열량을 추가적으로 증가시킬 수 있어, 주어진 면적에 의해서 제한되는 종래 PTC 히터(100)의 전력량의 한계를 극복할 수 있다. 또한, 기존 표준 PTC 소자에 해당하는 제1 PTC 소자의 사용 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 9a 내지 도 9c는 다른 실시예에 따른 PTC 소자의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 9a를 먼저 참조하면, 종래 PTC 히터는 제 1 PTC 소자(111)가 일괄적으로 세라믹 소체(110)에 이격된 거리를 가지고 배치되었다. 또한, 종래 일반적인 PTC 히터는 제1 PTC 소자(111)만을 사용하여 다수의 PTC 소자를 사용해야 하는 문제가 있었다.
이와 비교하여 개시된 다른 실시예에 따른 PTC 히터(100)는 제 1 PTC 소자(111)와 제 2 PTC 소자(112)가 미리 설정된 이격된 거리를 가지고 다양하게 배치된다.
도 9b를 참조하면, 일 예에 따른 PTC 히터(100)는 세라믹 소체(110)가 11개의 층으로 마련될 수 있다.
구체적으로 도 9b의 PTC 히터(100)는 제 1 세라믹 소체(110a)에 제 1 PTC 소자(111)를 4개 배치하고, 제 2세라믹 소체(110b)에 도 7과 같이 정면 또는 하면 하우징(108, 106) 외측에 제 1 PTC 소재(111)가 배치되며, 제 2 PTC 소재(112)는 내측으로 배치될 수 있다.
제 3 세라믹 소체(110c)도 제 2 세라믹 소체(110b)와 같이 제 1 및 제 2 PTC 소자(111, 112)가 배치되나, 다른 실시예에 따른 PTC 히터(100)의 PTC 소자(111, 112) 제 2 세라믹 소체(110b)의 PTC 소자와 나란하게 배치되는 것이 아니라 갈지자(Zigzag) 형태로 배치될 수 있다.
한편, 도 9b의 PTC 히터(100)에 배치되는 제 2 PTC 소자(112)는 발열 온도가 제 1 PTC 소자(111)에 비해 5도 내지 6도 정도 높은 재료로 마련될 수 있다. 이 경우 PTC 히터(100)의 표면 온도는 175도 내지 180도일 수 있다.
도 9c를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 PTC 히터(100)도 세라믹 소체(110)가 11개의 층으로 마련될 수 있다.
그러나 도 9b와 달리 PTC 히터(100)는 제 1 PTC 소자(111)와 제 3 PTC 소자(113)를 배치시킬 수 있으며, 제 3 PTC 소자(113)는 185도 이상의 발열 온도를 가지는 재료로 마련될 수 있다.
다만, 도 9C와 같은 PTC 히터(100)는 동일한 목표 전력량(예: 5000W)를 구현하기 위해서 도 9b의 PTC 히터(100)와 다른 구조로 제3 PTC 소자(113)가 배치될 수 있다.
즉, 또 다른 실시예에 따른 PTC 히터(100)는 도 9c와 같이 제 2 세라믹 소체(110b)에 후면 하우징(106) 방향에 하나의 제 1 PTC 소자(111)를 생략하고 마련될 수 있으며, PTC 히터(110) 내부에 높은 발열량이 구현되기 위해서 지그재그 형태로 제 1 PTC 소자(111)를 생략하고 배치할 수 있다.
이를 통해서 개시된 PTC 히터(100)는 종래 PTC 히터보다 PTC 소자의 개수를 줄이면서, 더 높은 발열량을 확보할 수 있는 효과가 있다.
즉, 개시된 PTC 히터(100)는 PTC 소자의 규모를 줄여 전열 히터의 원가를 절감시킬 수도 있다.
1: 차량 2: 본체
3: 차륜 10: 공조장치
11: 유입부 12: 필터부
13: 응축기 14: 라디에디터
15: 압축기 16: 리시버
20: HAVC(Heating, Ventilation, Air Conditioning) 21: 증발기

Claims (16)

  1. 공기와 열교환을 수행하는 방열핀;
    전원에 의해서 발열하는 세라믹 소체; 및
    상기 방열핀, 상기 세라믹 소체를 지지하는 하우징;을 포함하고,
    상기 세라믹 소체는,
    제 1 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 및 상기 제 1 PTC 소자보다 높은 발열량을 가지는 제 2 PTC 소자를 배치하는 차량용 전열 히터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세라믹 소체는,
    상기 하우징 외측에 상기 제 1 PTC 소자를 배치하고, 내측에 상기 제 2 PTC 소자를 배치하는 차량용 전열 히터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 세라믹 소체는,
    서로 다른 PTC 소자를 배열하는 복수의 세라믹 소체를 포함하고,
    제 1 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자만을 배치하고,
    제 2 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 배치하는 차량용 전열 히터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자는,
    상기 공기의 풍량에 의해서 발열하는 작동 온도가 가변하는 차량용 전열 히터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 세라믹 소자는,
    상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 복수 개 포함하는 차량용 전열 히터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 PTC 소자는,
    상기 제 1 PTC 소자보다 섭씨 25도에서 가변하는 저항값이 낮은 차량용 전열 히터.
  7. 본체;
    상기 본체 내부의 공기를 난방시키는 차량용 전열 히터;를 포함하고,
    상기 차량용 전열 히터는,
    공기와 열교환을 수행하는 방열핀; 전원에 의해서 발열하는 세라믹 소체; 및 상기 방열핀, 상기 세라믹 소체를 지지하는 하우징;을 포함하고,
    상기 세라믹 소체는,
    제 1 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 및 상기 제 1 PTC 소자보다 높은 발열량을 가지는 제 2 PTC 소자를 배치하는 차량.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 세라믹 소체는,
    상기 하우징 외측에 상기 제 1 PTC 소자를 배치하고, 상기 하우징 내측에 상기 제 2 PTC 소자를 배치하는 차량.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 세라믹 소체는,
    상기 방열핀의 하면에 복수 개로 마련되어 상기 하우징에 의해서 지지되는 차량.
  10. 제 9항에 있어서,
    제 1 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자만을 배치하고,
    제 2 세라믹 소체는, 상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 미리 설정된 거리만큼 이격시켜 배치하는 차량.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자는,
    상기 공기의 풍량에 의해서 발열하는 작동 온도가 가변하는 차량.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 세라믹 소자는,
    상기 제 1 PTC 소자 및 상기 제 2 PTC 소자를 복수 개 포함하는 차량.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 PTC 소자는,
    상기 제 1 PTC 소자보다 섭씨 25도에서 가변하는 저항값이 낮은 차량.
  14. 제 7항에 있어서,
    본체 내부의 공기와 냉매의 열교환을 수행하는 증발기; 및
    상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기를 엔진의 냉각수를 이용해 난방시키는 히터 코어;를 더 포함하는 차량.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 전열 히터가 난방시킨 공기를 상기 본체 내부로 토출하는 토출구;를 더 포함하는 차량.
  16. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 방열핀 하면에 배치되는 롭 튜브;
    상기 롭 튜브와 상기 단자판을 절연시키는 절연재;
    상기 단자판의 위치를 고정시키는 가이드;를 더 포함하는 차량.
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