KR20200017758A - 유체 가열 히터 - Google Patents

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Abstract

유체 가열 히터가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 판상의 격벽부, 및 상기 격벽부의 타면에 유로를 형성하는 유로형성부를 포함하는 메인 바디; 상기 유로형성부 상에 판상으로 배치되고, 상기 유로에 대응하는 형상의 발열 패턴을 포함하는 발열판; 상기 격벽부의 일면에 배치되는 회로기판; 및 상기 발열 패턴과 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 유로는 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선 유로 및 복수의 곡선 유로를 포함하고, 상기 유로형성부는, 상기 곡선 유로에서 상기 직선 유로로 배출되는 유체를 상기 직선 유로의 내측벽을 향해 유동시키는 터닝 베인을 포함하는 유체 가열 히터가 제공될 수 있다.

Description

유체 가열 히터{FLUID HEATING HEATER}
본 발명은 유체 가열 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수와 같은 유체를 가열할 수 있는 유체 가열 히터에 관한 것이다.
현재 가장 일반적인 차량은 엔진을 구동원으로 사용하고 있다. 엔진은 휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는데, 이러한 에너지원은 환경오염 문제뿐만 아니라 석유 매장량 감소 등과 같은 다양한 문제를 안고 있다. 이에 따라, 새로운 에너지원에 대한 필요성이 점점 대두되고 있고, 전기자동차 등과 같이 새로운 에너지원을 사용한 차량이 개발되거나 실용화 단계에 이르고 있다.
그러나, 전기자동차 등은 엔진과 같이 많은 열을 발생시키는 열원을 보유하고 있지 않아, 차량용 공조장치 등에 사용될 열원을 추가 설치할 필요가 있다.
종래 전기자동차 등에 추가 설치되는 열원으로는 히트펌프, 전기 히터 등이 있는데, 이 중에서 전기 히터는 기존의 공조장치에 대한 설계를 크게 변경하지 않고 적용할 수 있어 널리 사용되고 있다. 전기 히터는 크게 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 방식의 공기 가열식 히터와, 공기와 열 교환하는 냉각수를 가열하여 공기를 간접 가열하는 방식의 유체 가열 히터(또는 냉각수 히터)로 구분된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0005410호(2018.01.16., 냉각수 히터)
본 발명의 실시 예들은 유동 분포가 고르게 형성될 수 있는 유체 가열 히터를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 판상의 격벽부, 및 상기 격벽부의 타면에 유로를 형성하는 유로형성부를 포함하는 메인 바디; 상기 유로형성부 상에 판상으로 배치되고, 상기 유로에 대응하는 형상의 발열 패턴을 포함하는 발열판; 상기 격벽부의 일면에 배치되는 회로기판; 및 상기 발열 패턴과 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 유로는 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선 유로 및 복수의 곡선 유로를 포함하고, 상기 유로형성부는, 상기 곡선 유로에서 상기 직선 유로로 배출되는 유체를 상기 직선 유로의 내측벽을 향해 유동시키는 터닝 베인을 포함하는 유체 가열 히터가 제공될 수 있다.
상기 유로형성부는, 서로 평행하게 배치되는 제1 직선부, 제2 직선부 및 제3 직선부, 및 상기 제1 직선부와 상기 제3 직선부를 연결하는 곡선부를 포함하고, 상기 터닝 베인은 상기 제2 직선부와 상기 곡선부 사이에 배치되고, 상기 터닝 베인은 상기 제2 직선부의 연장선을 기준으로 제1 곡률부 및 제2 곡률부로 구획되고, 상기 제2 곡률부의 단부는 상기 제2 직선부를 향하도록 배치될 수 있다.
상기 제2 곡률부의 중심각은 90도보다 클 수 있다.
상기 제2 곡률부의 중심각은 110도 내지 130도일 수 있다.
상기 제1 곡률부의 중심각은 90도 이하일 수 있다.
상기 제1 곡률부의 곡률중심은 상기 곡선부의 곡률중심과 일치할 수 있다.
상기 제1 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 단부에 배치될 수 있다.
상기 곡선부의 곡률반경과 상기 제1 곡률부의 곡률반경의 비는 2:1 내지 4:1일 수 있다.
상기 제2 곡률부의 곡률반경은 상기 제1 곡률부의 곡률반경보다 작을 수 있다.
상기 제2 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 연장선 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 연장 방향으로 상기 제1 곡률부의 곡률중심보다 상기 곡선부에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 메인 바디는 상기 유로에 유체를 공급하는 유입구, 및 상기 유로에서 유체를 배출하는 배출구를 포함하고, 상기 유로는 상기 유입구로부터 상기 배출구까지 연장되고, 상기 제2 곡률부는 상기 제1 곡률부보다 상기 배출구에 가깝게 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 터닝 베인을 설치하여 유동 분포를 고르게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 가열 히터의 사시도이고,
도 2 및 도 3은 도 1의 분해 사시도이이고,
도 4는 도 1에서 제1 커버를 분리한 상태를 보여주는 정면도이고,
도 5는 도 1에서 제2 커버를 분리한 상태를 보여주는 배면도이고,
도 6은 도 1의 A-A에서의 단면도이고,
도 7은 도 1의 B-B에서의 단면도이고,
도 8은 도 2의 메인 바디의 정면도이고,
도 9는 도 2의 메인 바디의 배면도이고,
도 10은 도 2의 메인 바디의 측면도이고,
도 11은 도 8에 도 9을 중첩한 정면도이고,
도 12는 도 2의 발열판의 정면도이고,
도 13은 도 12의 C-C에서의 단면도이고,
도 14는 도 9의 일부를 확대한 도면이고,
도 15 및 도 16은 도 14의 터닝 베인 설치에 따른 유속 분포 차이를 나타낸 도면이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 결합 또는 연결이라 함은, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유체 가열 히터의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 가열 히터의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 분해 사시도이이고, 도 4는 도 1에서 제1 커버를 분리한 상태를 보여주는 정면도이고, 도 5는 도 1에서 제2 커버를 분리한 상태를 보여주는 배면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 가열 히터(10)는 메인 바디(100), 제1 커버(210), 제2 커버(220), 발열판(230), 회로기판(300) 및 버스 바(400)를 포함할 수 있고, 제1 커넥터(310), 제2 커넥터(320), 전자소자(330, 340) 및/또는 수온센서(350)를 더 포함할 수도 있다.
메인 바디(100)는 격벽부(110), 제1 측벽부(120), 제2 측벽부(130), 유로형성부(140) 및 한 쌍의 돌출부(150)를 포함할 수 있다.
격벽부(110)는 일면, 및 일면의 반대면인 타면을 포함하는 플레이트 형상일 수 있다.
제1 측벽부(120)는 격벽부(110)의 일면에 배치될 수 있고, 제2 측벽부(130)는 격벽부(110)의 타면에 배치될 수 있다.
유로형성부(140)는 격벽부(110)의 타면에 유로(141)를 노출되게 형성할 수 있다.
유로형성부(140)는 격벽부(110)의 타면에서 돌출된 형태일 수도 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 격벽부(110)의 타면 중 일부가 함몰된 형태일 수도 있다.
한 쌍의 돌출부(150)는 격벽부(110)의 일면에 배치될 수 있다. 한 쌍의 돌출부(150)에는 유체 공급관(160) 및 유체 배출관(170)이 각각 결합될 수 있다.
유체 공급관(160)은 유로(141)에 유체를 공급할 수 있고, 유체 배출관(170)은 유로(141)에서 유체를 배출시킬 수 있다.
제1 커버(210)는 볼트 등의 체결부재에 의해 제1 측벽부(120)에 결합되어 메인 바디(100)의 전방에 제1 수용공간을 형성할 수 있다. 제2 커버(220)는 볼트 등의 체결부재에 의해 제2 측벽부(130)에 결합되어 메인 바디(100)의 후방에 제2 수용공간을 형성할 수 있다. 제1 커버(210)와 메인 바디(100) 사이, 제2 커버(220)와 발열판(230) 사이, 및 발열판(230)과 메인 바디(100) 사이에는 오링과 같은 실링부재(S)가 개재되어 수밀성을 향상시킬 수 있다.
발열판(230)은 유로형성부(140) 상에 배치되어 유로(141)의 노출면을 폐쇄할 수 있다. 예시적으로, 유로형성부(140)를 구성하는 직선부 및 곡선부는 발열판(230)의 일면에 접할 수 있다.
발열판(230)은 제2 측벽부(130) 및 유로형성부(140) 상에 배치될 수 있고, 볼트 등의 체결부재에 의해 제2 커버(220)와 함께 제2 측벽부(130)에 결합될 수 있다. 제2 측벽부(130)는 발열판(230)이 삽입될 수 있도록 단차를 형성하는 테두리부(131)를 포함할 수 있다. 테두리부(131)는 제2 측벽부(130)의 가장자리를 따라 돌출되어 발열판(230)의 측면을 지지할 수 있다.
회로기판(300)은 제1 측벽부(120)의 내측에 배치될 수 있다. 또한, 회로기판(300)은 볼트 등의 체결부재의 의해 격벽부(110)의 일면에서 돌출되는 복수의 포스트(111)에 결합될 수 있다. 따라서, 회로기판(300)은 격벽부(110)의 일면과 이격하여 배치될 수 있고, 회로기판(300)과 격벽부(110)의 일면 사이에는 전자소자(330, 340)가 배치될 수 있는 공간이 확보될 수 있다.
제1 커넥터(310) 및 제2 커넥터(320)는 제1 측벽부(120)를 관통하여 외부전원(미도시)과 회로기판(300)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 커넥터(310)는 고전압 커넥터(HV connector)일 수 있고, 제2 커넥터(320)는 저전압 커넥터(LV connector)일 수 있다. 회로기판(300)은 제1 커넥터(310) 및 제2 커넥터(320)를 통해 외부전원으로부터 전기를 공급받을 수 있다.
전자소자(330, 340)는 격벽부(110)의 일면에 형성되는 안착 홈(112) 또는 플랫폼(113)에 배치될 수 있다. 따라서, 전자소자(330, 340)는 격벽부(110)를 사이에 두고 유로(141)를 따라 흐르는 유체와 열 교환할 수 있다. 이에 따라, 전자소자(330, 340)의 과열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전자소자(330, 340)에서 방출된 열로 유체를 가열하여 에너지 효율을 높일 수 있다.
전자소자(330, 340)는 회로기판(300)에 전기적으로 연결되어 회로기판(300)에 인쇄 또는 실장된 회로 패턴(미도시), 소자(미도시) 등과 함께 각종 제어 로직을 구현할 수 있다. 전자소자(330, 340)는 커패시터(330), IGBT(340) 등을 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
버스 바(400)는 격벽부(110)를 관통하는 연결구(110e) 내에 배치되어 발열판(230)의 발열 패턴과 회로기판(300)을 전기적으로 연결할 수 있다. 발열판(230)의 발열 패턴은 버스 바(400)를 통해 전기를 공급받을 수 있다. 발열 패턴은 전기를 공급받으면 발열하는 전기 저항체일 수 있다. 한편, 연결구(110e)는 제1 측벽부(120) 및 제2 측벽부(130)의 내측에서 격벽부(110)를 관통할 수 있다.
도 6은 도 1의 A-A에서의 단면도이고, 도 7은 도 1의 B-B에서의 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 메인 바디(100)는 제1 측벽부(120)의 외측에서 격벽부(110)를 관통하는 유입구(110a) 및 배출구(110b)를 포함할 수 있다.
유입구(110a) 및 배출구(110b)는 유로(141)에 연결될 수 있고, 한 쌍의 돌출부(150) 내로 연장되어 유체 공급관(160) 및 유체 배출관(170)에 각각 연결될 수 있다.
한 쌍의 수온센서(350)는 격벽부(110)를 관통하는 한 쌍의 삽입구(110c, 110d) 내에 각각 배치될 수 있다. 삽입구(110c, 110d)는 제1 측벽부(120)의 내측에서 격벽부(110)를 관통하여 유로(141)에 연결될 수 있다. 또한, 한 쌍의 삽입구(110c, 110d)는 유입구(110a) 및 배출구(110b)와 대응하는 위치에 각각 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 삽입구(110c, 110d)는 제1 측벽부(120)를 사이에 두고 유입구(110a) 및 배출구(110b)와 마주보게 배치될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 수온센서(350)는 유로(141)에 유입된 직후의 유체 온도 및 유로(141)에서 배출되기 직전의 유체 온도를 각각 측정할 수 있다. 한편, 회로기판(300)은 한 쌍의 수온센서(350)로부터 온도 데이터를 수신하여 이를 기초로 유로(141)에서 배출되는 유체 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달할 수 있도록 발열판(230)에 공급되는 전력 등을 조절할 수 있다.
한 쌍의 삽입구(110c, 110d)는 한 쌍의 경사면(121a)에 각각 배치될 수 있다. 경사면(121a)은 격벽부(110)의 일면에 대하여 경사지게 배치되어 제1 측벽부(120)의 내측면에 연결될 수 있다. 삽입구(110c, 110d)는 격벽부(110)의 일면에 대하여 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 수온센서(350)의 설치 및 교체 시 수온센서(350)를 잡고 이송하는 지그(미도시)가 제1 측벽부(120)와 충돌할 수 있는 문제를 개선할 수 있다. 삽입구(110c, 110d)는 경사면(121a)에 대하여 수직한 방향으로 연장될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 도 2의 메인 바디의 정면도이고, 도 9는 도 2의 메인 바디의 배면도이고, 도 10은 도 2의 메인 바디의 측면도이고, 도 11은 도 8에 도 9를 중첩한 정면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 측벽부(120)는 서로 마주보는 제1-1 측벽(121) 및 제1-2 측벽(122), 제1-1 측벽(121)과 제1-2 측벽(122)을 연결하고 서로 마주보는 제1-3 측벽(123) 및 제1-4 측벽(124)을 포함할 수 있다.
제1-1 측벽(121)의 내측면은 한 쌍의 경사면(121a)과 연결될 수 있고, 제1-1 측벽(121)의 외측면은 한 쌍의 돌출부(150)와 연결될 수 있다. 한 쌍의 경사면(121a)은 한 쌍의 돌출부(150)와 서로 마주보게 배치될 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 제1 커넥터(310) 및 제2 커넥터(320)는 제1-1 측벽(121)을 관통하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 커넥터(310) 및 제2 커넥터(320)는 한 쌍의 돌출부(150) 사이 또는 한 쌍의 경사면(121a) 사이에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 유로(141)는 유입구(110a)로부터 배출구(110b)까지 연장될 수 있고, 한 쌍의 삽입구(110c, 110d)는 유입구(110a) 및 배출구(110b)에 각각 인접하도록 배치될 수 있다.
유로형성부(140)는 제2 측벽부(130)의 내측에 배치될 수 있다. 유로형성부(140)는 서로 평행하게 배치되는 복수의 직선부(143), 및 복수의 직선부(143)를 연결하는 복수의 곡선부(145, 147)를 포함할 수 있다.
직선부(143) 및 곡선부(145, 147)는 격벽부(110)의 타면에서 돌출될 수 있다.
곡선부(145, 147)는 직선부(143)를 기준으로 서로 반대 측에 배치되는 제1 곡선부(145) 및 제2 곡선부(147)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1 곡선부(145)는 직선부(143)의 제2 단 측에 배치될 수 있고, 제2 곡선부(147)는 직선부(143)의 제1 단 측에 배치될 수 있다. 유입구(110a) 및 배출구(110b)는 직선부(143)의 제1 단 측에 배치될 수 있다. 복수의 제1 곡선부(145)는 복수의 직선부(143) 중 홀수 번째 직선부(143)의 제2 단을 차례로 연결할 수 있고, 복수의 제2 곡선부(147)는 복수의 직선부(143) 중 짝수 번째 직선부(143)의 제1 단을 차례로 연결할 수 있다.
직선부(143)와 평행한 방향에 대하여, 직선부(143)의 제1 단으로부터 유입구(110a) 및 배출구(110b)까지의 최대 거리(L1)는 직선부(143)의 제1 단으로부터 제2 곡선부(147)까지의 최대 거리(L2)보다 클 수 있다. 따라서, 유로(141)에 유입되거나 유로(141) 내에서 발생한 기포는 배출구(110b)를 통해 유로(141)의 외부로 배출될 수 있다. 유로(141)에 기포가 축적되면 발열판에 국부적인 열 집중 현상이 발생할 수 있고, 그로 인해 발열판의 발열 성능 저하, 나아가 화재를 야기할 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 격벽부(110)의 일면을 기준으로, 제1-3 측벽(123) 및 제1-4 측벽(124)의 높이는 제1-1 측벽(121)에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 격벽부(110)의 일면을 기준으로, 제1-2 측벽(122)의 높이는 제1-1 측벽(121)의 높이보다 작을 수 있다. 따라서, 수온센서의 설치 및 교체 시 수온센서를 잡고 이송하는 지그가 제1-2 측벽(122)과 충돌할 수 있는 문제를 개선할 수 있다. 이때, 제1 커버는 제2 측벽부와 상응하는 형상의 제3 측벽부를 포함하여 격벽부(110)와 제1 커버 사이의 거리는 격벽부(110)의 전체 영역에 걸쳐 일정하게 유지될 수 있다. 예시적으로, 격벽부(110)의 일면과 마주보는 제1 커버의 판부는 격벽부(110)의 일면과 평행하게 배치될 수 있다.
도 11을 참조하면, 안착 홈(112) 또는 플랫폼(113)은 격벽부(110)의 일면과 타면을 관통하는 방향으로 유로(141)와 중첩될 수 있다. 또한, 유입구(110a)와 안착 홈(112) 또는 플랫폼(113)은 유로(141)의 연장 방향, 즉 직선부(143)와 평행한 방향으로 서로 중첩될 수 있다.
도 12는 도 2의 발열판의 정면도이고, 도 13은 도 12의 C-C에서의 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 발열판(230)은 유로(141)에 접하는 일면 및 일면의 반대면인 타면을 포함하는 금속판(231), 금속판(231)의 타면에 배치되는 제1 절연층(233), 제1 절연층(233) 상에 배치되는 발열 패턴(235), 및 발열 패턴(235)을 감싸는 제2 절연층(237)을 포함할 수 있다.
금속판(231)은 알루미늄(Al) 또는 스테인리스강(SUS) 등을 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 열 전도성이 우수한 다른 물질을 포함할 수도 있다.
제1 절연층(233)은 금속판(231)과 발열 패턴(235) 사이의 전기 절연성을 제공할 수 있다.
발열판(230)은 유로(141)에 대응하는 발열 패턴(235)을 포함할 수 있다. 즉, 발열 패턴(235)은 유로(141)를 따라 연장될 수 있다. 1개의 발열 패턴(235)이 유로(141) 내에 배치되는 것으로 도시되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 서로 평행한 2개 이상의 발열 패턴(235)이 배치될 수도 있다. 도 12에는 설명 편의를 위해, 메인 바디에 형성되는 유로(141)를 일점 쇄선으로 표시하였고, 제1 절연층(233), 발열 패턴(235) 및 제2 절연층(237)이 금속판(231)의 타면에 형성되어 금속판(231)의 일면에서는 보이지 않지만 점선으로 표시하였다.
도 14는 도 9의 일부를 확대한 도면이다.
도 14를 참조하면, 유로형성부(140)는 제1 직선부(143a), 제2 직선부(143b), 제3 직선부(143c), 곡선부(147) 및 터닝 베인(149)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 설명 편의상 제1 곡선부(147)를 중심으로 설명하지만, 이하의 설명은 제2 곡선부(145)에 대하여도 동일하거나 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 일부 수정하여 적용될 수 있다.
제1 직선부(143a), 제2 직선부(143b) 및 제3 직선부(143c)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 제2 직선부(143b)는 제1 직선부(143a)와 제3 직선부(143c) 사이에 배치될 수 있다.
제1 직선부(143a), 제2 직선부(143b), 제3 직선부(143c) 및 곡선부(147)는 격벽부의 타면에서 돌출되어 발열판에 접할 수 있다. 터닝 베인(149)은 격벽부의 타면에서 돌출되어 발열판에 접할 수 있다.
곡선부(147)는 제1 직선부(143a)와 제3 직선부(143c)를 연결할 수 있다. 곡선부(147)의 유로(141)에 접하는 내측면은 곡률을 가질 수 있다.
터닝 베인(149)은 제2 직선부(143b)와 곡선부(147) 사이에 배치될 수 있다.
터닝 베인(149)은 제2 직선부(143b)의 가상의 연장선(A)을 기준으로 제1 곡률부(149a) 및 제2 곡률부(149b)로 구획될 수 있다. 제1 곡률부(149a) 및 제2 곡률부(149b)의 내측면 및 외측면은 곡률을 가질 수 있다. 이하에서, 특별한 설명이 없는 한, 곡률과 관련된 설명은 해당 구조물의 내측면에 관한 것으로 본다.
제2 곡률부(149b)의 단부는 도면에 화살표(점선)로 표시된 것처럼 제2 직선부(143b)를 향하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 곡률부(149b)의 중심각(θ2)은 90도보다 클 수 있다. 따라서, 터닝 베인(149)에서 나오는 유체가 제2 직선부(143b)를 향해 유동할 수 있다. 예시적으로, 제2 곡률부(149b)의 중심각(θ2)은 110도 내지 130도일 수 있고, 바람직하게는 120도일 수 있다. 중심각(θ2)이 110도 이상이면 제2 곡률부(149b)의 단부가 향하는 제2 직선부(143b)의 일면에서 유속이 느려지는 유동 정체 영역이 형성되는 문제를 개선할 수 있고, 중심각(θ2)이 130도 이하이면 제2 곡률부(149b)의 단부와 제2 직선부(143b)의 일면 사이에서 유속이 필요 이상 증가하거나 유체 저항이 증가하는 문제를 개선할 수 있다. 이에 반해, 제1 곡률부(149a)의 중심각(θ1)은 90도 이하일 수 있다. 따라서, 유체가 터닝 베인(149)의 내측으로 유입된 후에 유속이 감소하는 문제를 개선할 수 있다.
제1 곡률부(149a)의 곡률중심(C1)은 곡선부(147)의 곡률중심과 일치할 수 있다. 제1 곡률부(149a)의 곡률중심(C1)은 제2 직선부(143b)의 단부에 배치될 수 있다.
곡선부(147)의 곡률반경(R)과 제1 곡률부(149a)의 곡률반경(R1)의 비는 2:1 내지 4:1일 수 있고, 바람직하게는 3:1일 수 있다. 곡률반경의 비가 2:1 이상이면 제2 직선부(143b)의 단부에서의 유동 정체 영역의 해소 효과가 개선될 수 있고, 곡률반경의 비가 4:1 이하이면 제2 직선부(143b)의 단부와 이격된 영역에서의 유동 정체 영역의 해소 효과가 개선될 수 있다.
제2 곡률부(149b)의 곡률반경(R2)은 제1 곡률부(149a)의 곡률반경(R1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 곡률부(149b)의 곡률반경(R2)과 제1 곡률부(149a)의 곡률반경(R1)의 비는 7:8일 수 있다. 따라서, 제1 곡률부(149a)의 곡률중심(C1)과 제2 곡률부(149b)의 곡률중심(C2)은 서로 이격하여 배치될 수 있다. 예시적으로, 제2 곡률부(149b)의 곡률중심(C2)은 제2 직선부(143b)의 연장선(A) 상에 배치될 수 있고, 제2 직선부(143b)의 연장 방향으로 제1 곡률부(149a)의 곡률중심(C1)보다 곡선부(147)에 가깝게 배치될 수 있다.
도 9 및 도 14를 참조하면, 제2 곡률부(149b)는 제1 곡률부(149a)보다 유로(141)를 따라 배출구(110b)에 가깝게 배치될 수 있다. 따라서, 유체는 제1 곡률부(149a)를 거쳐 제2 곡률부(149b)로 유동할 수 있다.
도 15 내지 도 16은 도 14의 터닝 베인 설치에 따른 유속 분포 차이를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 터닝 베인이 아예 설치되지 않은 경우, 직선부의 일면에는 청색으로 표시된 유동 정체 영역이 광범위하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 유동 정체 영역에서는 국부적으로 열이 집중되는 현상이 발생할 수 있고, 그로 인해 발열판의 성능이 저하될 수 있을 뿐만 아니라, 화재 사고가 발생할 수도 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 터닝 베인이 설치된 경우, 유동 정체 영역이 완전히 해소된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 유동 분포가 고르게 형성되어 국부적인 열 집중 현상, 및 그로 인한 화재 사고가 개선 내지 예방될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 유체 가열 히터 100: 메인 바디
110: 격벽부 110a: 유입구
110b: 배출구 110c, 110d: 삽입구
110e: 연결구 111: 포스트
112: 안착 홈 113: 플랫폼
120: 제1 측벽부 121: 제1-1 측벽
121a: 경사면 122: 제1-2 측벽
123: 제1-3 측벽 124: 제1-4 측벽
130: 제2 측벽부 131: 테두리부
140: 유로형성부 141: 유로
143: 직선부 143a: 제1 직선부
143b: 제2 직선부 143c: 제3 직선부
145: 제1 곡선부 147: 제2 곡선부
149: 터닝 베인 149a: 제1 곡률부
149b: 제2 곡률부 150: 돌출부
160: 유체 공급관 170: 유체 배출관
210: 제1 커버 220: 제2 커버
230: 발열판 231: 금속판
233: 제1 절연층 235: 발열 패턴
237: 제2 절연층 300: 회로기판
310: 제1 커넥터 320: 제2 커넥터
330, 340: 전자소자 350: 수온센서
400: 버스 바

Claims (12)

  1. 판상의 격벽부, 및 상기 격벽부의 타면에 유로를 형성하는 유로형성부를 포함하는 메인 바디;
    상기 유로형성부 상에 판상으로 배치되고, 상기 유로에 대응하는 형상의 발열 패턴을 포함하는 발열판;
    상기 격벽부의 일면에 배치되는 회로기판; 및
    상기 발열 패턴과 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고,
    상기 유로는 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선 유로 및 복수의 곡선 유로를 포함하고,
    상기 유로형성부는, 상기 곡선 유로에서 상기 직선 유로로 배출되는 유체를 상기 직선 유로의 내측벽을 향해 유동시키는 터닝 베인을 포함하는 유체 가열 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로형성부는, 서로 평행하게 배치되는 제1 직선부, 제2 직선부 및 제3 직선부, 및 상기 제1 직선부와 상기 제3 직선부를 연결하는 곡선부를 포함하고,
    상기 터닝 베인은 상기 제2 직선부와 상기 곡선부 사이에 배치되고,
    상기 터닝 베인은 상기 제2 직선부의 연장선을 기준으로 제1 곡률부 및 제2 곡률부로 구획되고,
    상기 제2 곡률부의 단부는 상기 제2 직선부를 향하도록 배치되는 유체 가열 히터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 중심각은 90도보다 큰 유체 가열 히터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 중심각은 110도 내지 130도인 유체 가열 히터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 곡률부의 중심각은 90도 이하인 유체 가열 히터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 곡률부의 곡률중심은 상기 곡선부의 곡률중심과 일치하는 유체 가열 히터.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 단부에 배치되는 유체 가열 히터.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 곡선부의 곡률반경과 상기 제1 곡률부의 곡률반경의 비는 2:1 내지 4:1인 유체 가열 히터.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 곡률반경은 상기 제1 곡률부의 곡률반경보다 작은 유체 가열 히터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 연장선 상에 배치되는 유체 가열 히터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 연장 방향으로 상기 제1 곡률부의 곡률중심보다 상기 곡선부에 가깝게 배치되는 유체 가열 히터.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 메인 바디는 상기 유로에 유체를 공급하는 유입구, 및 상기 유로에서 유체를 배출하는 배출구를 포함하고,
    상기 유로는 상기 유입구로부터 상기 배출구까지 연장되고,
    상기 제2 곡률부는 상기 제1 곡률부보다 상기 배출구에 가깝게 배치되는 유체 가열 히터.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0174734B1 (ko) * 1994-02-10 1999-04-15 미치히코 가와노 안내 날개를 구비한 엘보우
KR101498177B1 (ko) * 2014-11-25 2015-03-04 세종공업 주식회사 다층판형 우레아 믹싱장치
KR101752490B1 (ko) * 2016-06-14 2017-07-03 한국해양과학기술원 회류 수조의 유동 안정성을 향상시키는 가이드 배인 시스템
KR20180005410A (ko) 2016-07-06 2018-01-16 한온시스템 주식회사 냉각수 히터
KR20180075777A (ko) * 2016-12-26 2018-07-05 우리산업 주식회사 유체 가열용 히터 조립체

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0174734B1 (ko) * 1994-02-10 1999-04-15 미치히코 가와노 안내 날개를 구비한 엘보우
KR101498177B1 (ko) * 2014-11-25 2015-03-04 세종공업 주식회사 다층판형 우레아 믹싱장치
KR101752490B1 (ko) * 2016-06-14 2017-07-03 한국해양과학기술원 회류 수조의 유동 안정성을 향상시키는 가이드 배인 시스템
KR20180005410A (ko) 2016-07-06 2018-01-16 한온시스템 주식회사 냉각수 히터
KR20180075777A (ko) * 2016-12-26 2018-07-05 우리산업 주식회사 유체 가열용 히터 조립체

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