KR20230039927A - Vehicle coolant heating device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 냉각수 가열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량용 냉각수 가열장치로 유입되는 냉각수를 적정수위 및 적정온도로 유지하여 발열체가 과열되어 화재나 폭발하는 것을 방지할 수 있는 차량용 냉각수 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle coolant heating device, and more particularly, to a vehicle coolant heating device capable of preventing fire or explosion due to overheating of a heating element by maintaining coolant flowing into the vehicle coolant heating device at an appropriate level and temperature. It is about.
내연기관 차량은 엔진에서 발생하는 폐열을 냉각수를 통해 회수하여 부품예열과 승객석 난방을 하지만, 폐열이 충분하지 않는 전기구동차량의 경우에는 전기 가열장치로 냉각수를 가열하여 배터리, 모터, 인버터 등의 전장품을 예열하거나 승객석 난방을 실시한다.In an internal combustion engine vehicle, waste heat generated from the engine is recovered through coolant to preheat parts and heat the passenger seat. However, in the case of an electric drive vehicle where waste heat is not sufficient, the coolant is heated with an electric heating device to heat electric components such as batteries, motors, and inverters. or heat the passenger seat.
차량용 냉각수 가열장치는 냉각수의 적정 수위와 적정 온도를 항상 유지해야 하는데, 적장한 수위와 온도를 유지하지 못하는 경우에는 과열로 인해 냉각수 가열장치의 소손이나 화재 및 폭발의 위험이 있다.Vehicle coolant heating devices must always maintain an appropriate level and temperature of the coolant. If the appropriate level and temperature are not maintained, there is a risk of burnout, fire, or explosion of the coolant heating device due to overheating.
종래의 냉각수 가열장치는 과열로부터의 안전을 위해 가열된 냉각수와 접촉하고 있는 부품으로부터 열전달된 온도를 감지하는 과열방지장치에 의해 전력을 차단하는 방식을 적용하고 있으나, 이와 같은 방식은 비열이 높은 냉각수로부터 간접적으로 열전달되어 과열방지장치가 작동하기 때문에 냉각수 가열장치의 발열체가 소손되기 전에 전력을 차단하기 어려운 문제점이 있다.For safety from overheating, a conventional cooling water heating device uses a method of cutting off power by an overheat protection device that senses the temperature transferred from a part in contact with the heated cooling water. Since the overheat protection device is operated by indirect heat transfer from the cooling water heating device, it is difficult to cut off power before the heating element of the cooling water heating device is burned.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 발열체에 과열방지장치를 설치하여, 발열체가 과열 시 온도를 직접 감지하여 전력을 즉시 차단하여 냉각수 가열장치의 소손과 화재나 폭발을 미연에 방지하는 차량용 냉각수 가열장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, by installing an overheating prevention device on the heating element, directly detecting the temperature when the heating element overheats and immediately cutting off power to prevent burnout of the cooling water heating device and fire or explosion in advance. It is an object of the present invention to provide a vehicle coolant heating device that prevents
본 발명은, 냉각수유입부 및 냉각수유출부가 형성되며, 내부에 냉각수가 유동하는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되며, 차량의 전력으로 냉각수를 가열하는 발열체; 상기 발열체 상측에 배치되며, 상기 발열체 과열 시 전력을 차단하는 과열방지장치; 상기 하우징 상부에 배치되며, 내부에 과열방지장치를 수용하는 상부커버; 상기 하우징 하부에 배치되는 하부커버;를 포함하되, 상기 발열체는, 원통 형상 또는 다양한 형상으로 형성되며, 내부에 저항 패턴이 인쇄된 몸체부와, 상기 몸체부 상부에 배치되며, 상기 하우징 상측에 고정되고, 상기 몸체부의 열을 상기 과열방지장치와의 접촉을 통해 직접 전달하는 상부링과, 상기 몸체부 하부에 배치되며, 상기 하우징 하측에 고정되는 하부링을 포함하는 차량용 냉각수 가열장치를 제공한다.The present invention includes a housing in which a cooling water inlet and a cooling water outlet are formed and the cooling water flows therein; a heating element disposed inside the housing and heating the coolant with electric power of the vehicle; an overheating protection device disposed above the heating element and cutting power when the heating element overheats; an upper cover disposed above the housing and accommodating an overheating protection device therein; A lower cover disposed below the housing, wherein the heating element is formed in a cylindrical shape or various shapes, and a body portion having a resistance pattern printed therein, disposed above the body portion, and fixed to the upper side of the housing. and an upper ring for directly transferring heat from the body through contact with the overheating protection device, and a lower ring disposed under the body and fixed to the lower side of the housing.
상기 발열체는, 상기 상부링과 연결되며, 상기 몸체부의 저항 패턴에서 분기되어 상기 과열방지장치와 연결된 분기와이어를 포함할 수 있다.The heating element may include a branch wire connected to the upper ring, branched from the resistance pattern of the body part, and connected to the overheat protection device.
상기 발열체는, 상기 발열체 하부에 형성된 터미널과, 상기 터미널에 설치되며, 차량의 전력을 공급받는 리드와이어를 포함할 수 있다.The heating element may include a terminal formed under the heating element, and a lead wire installed on the terminal and receiving power from the vehicle.
상기 하부커버는, 상기 리드와이어와 연결되며, 외주면에 돌출 형성된 커넥터를 포함할 수 있다.The lower cover may include a connector connected to the lead wire and protruding from an outer circumferential surface.
상기 과열방지장치는, 온도센서, 온도퓨즈, 써미스터 및 바이메탈 등을 사용할 수 있다.The overheating protection device may use a temperature sensor, a thermal fuse, a thermistor, and a bimetal.
본 발명에 따른 차량용 냉각수 가열장치에 의하면, 상기 하우징과 상부커버 또는 하부커버 사이에 배치되며, 내부에 삽입홀이 형성되어 상기 발열체 삽입 시 고정력을 향상시키는 플레이트를 더 포함할 수 있다.According to the vehicle coolant heating device according to the present invention, a plate disposed between the housing and the upper cover or the lower cover and having an insertion hole formed therein to improve fixing force when the heating element is inserted may be further included.
본 발명에 따른 차량용 냉각수 가열장치에 의하면, 상기 발열체 상부 및 하부에 한 쌍의 링을 설치하여 상기 하우징 내부에 고정되어 종래의 외팔보 세라믹 발열체보다 진동에 강하며, 또한, 상기 발열체 상부에 설치된 상부링이 상기 발열체의 온도를 직접 감지하여 과열방지장치로 전달하게 되며, 발열체 과열 시 즉시 전력을 차단하여, 과열로 인한 냉각수 가열장치의 소손과 화재나 폭발을 미연에 방지 할 수 있다.According to the vehicle coolant heating device according to the present invention, a pair of rings are installed on the upper and lower portions of the heating element and are fixed inside the housing to be more resistant to vibration than the conventional cantilever ceramic heating element, and the upper ring installed on the upper part of the heating element The temperature of the heating element is directly sensed and transmitted to the overheating prevention device, and power is immediately cut off when the heating element is overheated, thereby preventing burnout of the cooling water heating device and fire or explosion due to overheating.
도 1은 본 발명의 차량용 냉각수 가열장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 발열체와 과열방지장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 냉각수가 유동하는 유로를 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view of a vehicle coolant heating device according to the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
3 is a perspective view showing a heating element and an overheating prevention device.
4 is a cross-sectional view illustrating a passage through which cooling water flows.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
이하부터는, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 차량용 냉각수 가열장치(100)의 구성에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the vehicle
도 1 및 도 2를 참조하면, 차량용 냉각수 가열장치(100)는, 하우징(110), 발열체(120), 과열방지장치(130), 상부커버(140), 하부커버(150) 및 플레이트(160)를 포함한다.1 and 2, the vehicle
상기 하우징(110)은, 냉각수유입부(110a) 및 냉각수유출부(110b)가 형성되며, 내부에 냉각수가 유동한다.The
상기 발열체(120)는, 상기 하우징(110) 내부에 배치되며, 차량의 전력으로 냉각수를 가열한다.The
상기 과열방지장치(130)는, 상기 발열체(120) 상측에 배치되며, 상기 발열체(120) 과열 시 전력을 차단하여 과열로 인한 화재나 폭발을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 과열방지장치(130)는 온도센서, 온도퓨즈, 써미스터 및 바이메탈 등을 사용할 수 있다.The
상기 상부커버(140)는, 상기 하우징(110) 상부에 배치되며, 내부에 과열방지장치(130)를 수용한다.The
상기 하부커버(150)는, 상기 하우징(110)하부에 배치되며, 외주면에 돌출 형성된 커넥터(151)를 통해 차량의 전력을 공급받는다.The
또한, 본 발명의 고정력을 향상시키기 위해, 상기 하우징(110)과 상부커버(140) 또는 하부커버(150) 사이에 배치되는 플레이트(160)를 배치하여, 복수개의 나사(170) 또는 볼트(미도시)를 결합하여 고정력을 향상시키게 된다. 상기 플레이트(160)는, 내부에 삽입홀(160a)이 형성되어, 상기 발열체(120)가 삽입홀(160a)에 삽입되어 고정력이 향상된다. 또한, 도면에서는 미도시하였지만, 하부커버(150) 내측에 PCB등의 부품을 구성하여 독립제어가 가능한 제어기 일체형으로도 구성이 가능하다.In addition, in order to improve the fixing force of the present invention, by disposing a
이하부터는 도 3을 참조하여, 발열체(120)와 과열방지장치(130)의 배치관계 및 상기 발열체(120)의 구성에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, the arrangement relationship between the
상기 발열체(120)는, 차량으로부터 전원을 인가 받아 전기 저항에 의해 발열을 하여, 외부에서 유입된 냉각수를 가열하며, 몸체부(121), 상부링(122), 하부링(123), 분기와이어(124), 터미널(125) 및 리드와이어(126)를 포함한다.The
상기 몸체부(121)는, 원통 형상 또는 다양한 형상으로 형성되며, 내부에 저항 패턴이 인쇄되어 있다.The
상기 상부링(122)은, 상기 몸체부(121) 상부에 배치되며, 상기 하우징(110) 상측에 고정되고, 상기 몸체부(121)의 열을 상측에 배치된 상기 과열방지장치(130)와의 접촉을 통해 직접 전달한다. 상기 하부링(123)은, 상기 몸체부(121) 하부에 배치되며, 상기 하우징(110) 하측에 고정된다. 또한, 상기 상부링(122) 및 하부링(123)은, 상기 하우징(110) 또는 플레이트(160)에 고정되어, 외부에서 발생한 진동에 있어서 상기 몸체부(121)를 고정하여, 진동내구성을 향상시킬 수 있다.The
상기 분기와이어(124)는, 상기 상부링(122)과 연결되며, 상기 몸체부(121)의 저항 패턴에서 분기되어 상기 과열방지장치(130)와 연결된다.The
상기 터미널(125)은, 상기 발열체(120) 하부에 형성된다. 상기 리드와이어(126)는, 상기 터미널(125)에 설치되며, 상기 커넥터(151)와 연결되어, 차량으로부터 전력을 공급받는다.The
도 4를 참조하면, 차량용 냉각수 가열장치(100)의 단면도이며, 냉각수가 유동하는 유로를 나타낸다.Referring to FIG. 4 , it is a cross-sectional view of the
외부로부터 유입된 냉각수가 냉각수유입부(110a)를 통해 유입되어 상기 발열체(120)에 의해 냉각수가 가열된 후 냉각수유출부(110b)를 통해 유출된다.Cooling water introduced from the outside flows in through the
이때, 냉각수가 가열하게 되면서, 상기 발열체(120)의 상단의 온도가 가장 높게 올라가게 되며, 상기 상부링(122)이 상기 발열체(120)의 온도를 직접적으로 상기 과열방지장치(130)로 전달하게 되고, 상기 상부링(122)의 온도가 상기 과열방지장치(130)의 동작 온도에 도달하게 되면, 상기 과열방지장치(130)가 즉시 전력을 차단하여, 상기 발열체(120)의 소손을 방지하게 된다.At this time, as the coolant is heated, the temperature of the top of the
100 : 차량용 냉각수 가열장치
110 : 하우징
110a : 냉각수유입부
110b : 냉각수유출부
120 : 발열체
121 : 몸체부
122 : 상부링
123 : 하부링
124 : 분기와이어
125 : 터미널
126 : 리드와이어
130 : 과열방지장치
140 : 상부커버
150 : 하부커버
151 : 커넥터
160 : 플레이트
160a : 삽입홀
170 : 나사100: Vehicle coolant heating device
110:
110b: cooling water outlet 120: heating element
121: body part 122: upper ring
123: lower ring 124: branch wire
125: terminal 126: lead wire
130: overheat protection device 140: upper cover
150: lower cover 151: connector
160:
170: screw
Claims (6)
상기 하우징 내부에 배치되며, 차량의 전력으로 냉각수를 가열하는 발열체;
상기 발열체 상측에 배치되며, 상기 발열체 과열 시 전력을 차단하는 과열방지장치;
상기 하우징 상부에 배치되며, 내부에 과열방지장치를 수용하는 상부커버;
상기 하우징 하부에 배치되는 하부커버;를 포함하되,
상기 발열체는,
원통 형상 또는 다양한 형상으로 형성되며, 내부에 저항 패턴이 인쇄된 몸체부와,
상기 몸체부 상부에 배치되며, 상기 하우징 상측에 고정되고, 상기 몸체부의 열을 상기 과열방지장치와의 접촉을 통해 직접 전달하는 상부링과,
상기 몸체부 하부에 배치되며, 상기 하우징 하측에 고정되는 하부링을 포함하는 차량용 냉각수 가열장치.a housing having a cooling water inlet and a cooling water outlet, the cooling water flowing therein;
a heating element disposed inside the housing and heating the coolant with electric power of the vehicle;
an overheating protection device disposed above the heating element and cutting power when the heating element overheats;
an upper cover disposed above the housing and accommodating an overheating protection device therein;
Including; lower cover disposed under the housing,
The heating element,
A body portion formed in a cylindrical shape or various shapes and having a resistance pattern printed therein;
an upper ring disposed above the body, fixed to the upper side of the housing, and directly transferring heat from the body through contact with the overheat protection device;
A vehicle coolant heating device comprising a lower ring disposed below the body and fixed to a lower side of the housing.
상기 발열체는,
상기 상부링과 연결되며, 상기 몸체부의 저항 패턴에서 분기되어 상기 과열방지장치와 연결된 분기와이어를 포함하는 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 1,
The heating element,
A vehicle coolant heating device comprising a branch wire connected to the upper ring and branched from the resistance pattern of the body part and connected to the overheat protection device.
상기 발열체는,
상기 발열체 하부에 형성된 터미널과,
상기 터미널에 설치되며, 차량의 전력을 공급받는 리드와이어를 포함하는 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 1,
The heating element,
A terminal formed under the heating element;
A vehicle coolant heating device including a lead wire installed at the terminal and receiving power from the vehicle.
상기 하부커버는,
상기 리드와이어와 연결되며, 외주면에 돌출 형성된 커넥터를 포함하는 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 3,
The lower cover,
A vehicle coolant heating device connected to the lead wire and including a connector protruding from an outer circumferential surface.
상기 과열방지장치는, 온도센서, 온도퓨즈, 써미스터 및 바이메탈 등을 사용하는 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 1,
The overheating prevention device is a vehicle coolant heating device using a temperature sensor, a thermal fuse, a thermistor, and a bimetal.
상기 하우징과 상부커버 또는 하부커버 사이에 배치되며, 내부에 삽입홀이 형성되어 상기 발열체 삽입 시 고정력을 향상시키는 플레이트를 더 포함하는 차량용 냉각수 가열장치.The method of claim 1,
A vehicle coolant heating device further comprising a plate disposed between the housing and an upper cover or a lower cover and having an insertion hole formed therein to improve fixing force when the heating element is inserted.
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