WO2020032417A1 - 유체 가열 히터 - Google Patents

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WO2020032417A1
WO2020032417A1 PCT/KR2019/008923 KR2019008923W WO2020032417A1 WO 2020032417 A1 WO2020032417 A1 WO 2020032417A1 KR 2019008923 W KR2019008923 W KR 2019008923W WO 2020032417 A1 WO2020032417 A1 WO 2020032417A1
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정현석
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Hanon Systems Corp
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    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/02—Resistances

Definitions

  • Embodiments relate to a fluid heating heater.
  • the engine uses gasoline, diesel, and the like as energy sources, which have various problems such as reducing oil reserves as well as environmental pollution. Accordingly, the need for a new energy source is increasing, and a vehicle using a new energy source such as an electric vehicle is being developed or put into practical use.
  • the heat source is additionally installed in the conventional electric vehicle, such as a heat pump, an electric heater, etc.
  • the electric heater is widely used because it can be applied without changing the design for the existing air conditioner.
  • Electric heaters are largely classified into air heating heaters of a method of directly heating air blown into a vehicle interior, and fluid heating heaters (or cooling water heaters) of indirectly heating air by heating cooling water that exchanges air with air.
  • Embodiments provide a fluid heating heater in which the flow distribution can be formed evenly.
  • the embodiment provides a fluid heating heater in which the fluid pressure drop is reduced.
  • the main body including a plate-shaped partition wall portion, and a flow path forming portion for forming a flow path on the other surface of the partition wall portion;
  • a heating plate disposed on the flow path forming part in a plate shape and including a heating pattern having a shape corresponding to the flow path;
  • a circuit board disposed on one surface of the partition wall part;
  • a bus bar electrically connecting the heating pattern and the circuit board, wherein the flow path includes a plurality of straight flow paths and a plurality of curved flow paths that are alternately connected to each other, and the flow path forming unit includes:
  • a fluid heating heater may be provided that includes a turning vane for flowing a fluid discharged into the straight channel toward the inner wall of the straight channel.
  • the flow path forming part may include a first straight part, a second straight part and a third straight part disposed parallel to each other, and a curved part connecting the first straight part and the third straight part, and the turning vane may be formed of the first straight part. 2 is disposed between the straight portion and the curved portion, the turning vane is divided into a first curvature portion and a second curvature portion based on an extension line of the second straight portion, the end portion of the second curvature portion toward the second straight portion It may be arranged to.
  • the center angle of the second curvature may be greater than 90 degrees.
  • the center angle of the second curvature may be 110 degrees to 130 degrees.
  • the center angle of the first curvature may be 90 degrees or less.
  • the center of curvature of the first curvature may correspond to the center of curvature of the curved portion.
  • the center of curvature of the first curvature may be disposed at an end portion of the second straight portion.
  • the ratio of the curvature radius of the curved portion to the curvature radius of the first curvature may be 2: 1 to 4: 1.
  • the radius of curvature of the second curvature may be smaller than the radius of curvature of the first curvature.
  • the center of curvature of the second curvature portion may be disposed on an extension line of the second straight portion.
  • the curvature center of the second curvature portion may be disposed closer to the curved portion than the center of curvature of the first curvature portion in the extending direction of the second straight portion.
  • the main body includes an inlet for supplying fluid to the flow path, and an outlet for discharging fluid from the flow path, the flow path extending from the inlet to the outlet, wherein the second curvature is greater than the first curvature. It may be arranged close to the outlet.
  • a main body including a plate-shaped partition wall portion and a flow path forming portion forming a flow path on one surface of the partition wall portion;
  • a heating plate disposed on the flow path forming part in a plate shape and including a heating pattern having a shape corresponding to the flow path;
  • a circuit board disposed on the other surface of the partition wall to control heat generation of the heating pattern;
  • a bus bar electrically connecting the heating pattern and the circuit board, wherein the flow path includes a straight central flow path, a first spiral flow path connected to a first end of the central flow path, and a second end of the central flow path.
  • a fluid heating heater may be provided that includes a second spiral flow path connected thereto.
  • the first spiral flow path may extend in a clockwise or counterclockwise direction from the first end of the central flow path, and the second spiral flow path may extend in the same direction as the first spiral flow path at the second end of the central flow path.
  • the main body may include an inlet for supplying a fluid to the flow path, and an outlet for discharging the fluid from the flow path, wherein the first spiral flow path may be connected to the inlet port, and the second spiral flow path may be connected to the discharge port.
  • the inlet and the outlet may be disposed adjacent to each other.
  • the first spiral channel and the second spiral channel each include a plurality of linear flow paths and a plurality of curved flow paths alternately connected to each other, and the flow path forming unit includes a first straight path in the first straight flow path of the first spiral flow path.
  • the flow path forming part may include a first curved part that partitions the first curved flow path and a second curved part that partitions the second curved flow path, and the first turning vane includes the first straight line part and the first curved part.
  • the second turning vane may be disposed between the second straight portion and the second curved portion.
  • the first turning vane is divided into a 1-1 curvature portion and a 1-2 curvature portion based on the extension line of the first straight portion, and the second turning vane is a second basis on the extension line of the second straight portion.
  • An end portion of the 1-2 curvature portion partitioned into a ⁇ 1 curvature portion and a 2-2 curvature portion and disposed on a downstream side of the flow path than the first-first curvature portion is disposed to face the first straight portion;
  • An end portion of the 2-2nd curvature disposed on the downstream side of the flow path than the 2-1th curvature may be disposed to face the second straight portion.
  • the center angles of the 1-2 curvature and the 2-2 curvature may be greater than 90 degrees, respectively.
  • the curvature radius of the 1-2 curvature may be smaller than the curvature radius of the 1-1 curvature, and the curvature radius of the 2-2 curvature may be smaller than the curvature radius of the 2-1 curvature.
  • the flow path forming part may include a guide vane disposed on the outlet side of the second spiral channel, and the guide vane may extend in parallel with an inner surface of the second spiral channel.
  • a water temperature sensor disposed in an insertion hole connected to the second spiral passage through the partition wall, and an end portion of the water temperature sensor may be disposed at the outlet side of the second spiral passage.
  • the flow path forming portion may include a plurality of straight portions disposed in parallel to each other, and a plurality of curved portions connecting the plurality of straight portions, and gas discharge grooves may be formed in the straight portions or the curved portions.
  • the gas discharge groove may connect the first spiral channel and the second spiral channel.
  • turning vanes may be installed to form a flow distribution evenly.
  • the flow path may be configured in a spiral rather than in a zigzag form to reduce the fluid pressure drop amount.
  • a pair of spiral flow paths have been arranged around the central flow path so that the inlet and the discharge ports can be arranged adjacent to each other at the outside of the spiral flow path.
  • the flow direction of the fluid can be changed from clockwise to counterclockwise or vice versa back and forth around the central channel.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fluid heating heater according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a front view illustrating a state in which the first cover is removed from FIG. 1;
  • FIG. 5 is a rear view illustrating a state in which the second cover is removed from FIG. 1;
  • FIG. 6 is a cross sectional view taken along the line A-A of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
  • FIG. 8 is a front view of the main body of FIG. 2,
  • FIG. 9 is a rear view of the main body of FIG.
  • FIG. 10 is a side view of the main body of FIG. 2,
  • FIG. 11 is a front view of FIG. 8 superimposed on FIG. 9;
  • FIG. 12 is a front view of the heating plate of FIG. 2,
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line C-C of FIG. 12;
  • FIG. 14 is an enlarged view of a portion of FIG. 9;
  • 15 and 16 are views showing the difference in flow velocity distribution according to the turning vane installation of FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view of a fluid heating heater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view of FIG. 17;
  • 19 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 20 is a rear view of the main body of FIG. 18,
  • FIG. 21 is a rear view of the heating plate of FIG. 18;
  • FIG. 22 is a sectional view taken along B-B in FIG. 21;
  • FIG. 23 is a modification of FIG. 20,
  • FIG. 25 is an enlarged view of the second turning vane of FIG. 20,
  • FIG. 26 is a view illustrating a flow velocity distribution according to the turning vane installation of FIG. 20.
  • the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be embodied in various different forms, and within the technical idea of the present invention, one or more of the components between the embodiments may be selectively selected. Can be combined and substituted.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used.
  • a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only connected, coupled or connected directly to the other component, but also with the component. It may also include the case where the 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another component between the other components.
  • top (bottom) or the bottom (bottom) is not only when the two components are in direct contact with each other, but also one. It also includes a case where the above-described further components are formed or disposed between the two components.
  • up (up) or down (down) may include the meaning of the down direction as well as the up direction based on one component.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fluid heating heater according to a first embodiment of the present invention
  • Figures 2 and 3 is an exploded perspective view of Figure 1
  • Figure 4 is a front view showing a state in which the first cover in Figure 1
  • 5 is a rear view illustrating a state in which the second cover is removed from FIG. 1.
  • the fluid heating heater 10 includes a main body 100, a first cover 210, a second cover 220, a heating plate 230, It may include a circuit board 300 and a bus bar 400, and further include a first connector 310, a second connector 320, electronic devices 330, 340, and / or a water temperature sensor 350. It may be.
  • the main body 100 may include a partition wall part 110, a first side wall part 120, a second side wall part 130, a flow path forming part 140, and a pair of protrusions 150.
  • the partition 110 may have a plate shape including one surface and the other surface opposite to the one surface.
  • the first side wall part 120 may be disposed on one surface of the partition wall part 110, and the second side wall part 130 may be disposed on the other surface of the partition wall part 110.
  • the flow path forming part 140 may be formed to expose the flow path 141 on the other surface of the partition wall part 110.
  • the flow path forming part 140 may be a shape protruding from the other surface of the partition wall part 110, but is not necessarily limited thereto and may have a shape in which a part of the other surface of the partition wall part 110 is recessed.
  • the pair of protrusions 150 may be disposed on one surface of the partition wall part 110.
  • the fluid supply pipe 160 and the fluid discharge pipe 170 may be respectively coupled to the pair of protrusions 150.
  • the fluid supply pipe 160 may supply fluid to the flow path 141, and the fluid discharge pipe 170 may discharge fluid from the flow path 141.
  • the first cover 210 may be coupled to the first side wall part 120 by a fastening member such as a bolt to form a first receiving space in front of the main body 100.
  • the second cover 220 may be coupled to the second side wall part 130 by a fastening member such as a bolt to form a second accommodation space at the rear of the main body 100.
  • a sealing member S such as an O-ring is interposed between the first cover 210 and the main body 100, between the second cover 220 and the heating plate 230, and between the heating plate 230 and the main body 100. The watertightness can be improved.
  • the heating plate 230 may be disposed on the flow path forming part 140 to close the exposed surface of the flow path 141.
  • the straight portion and the curved portion constituting the flow path forming portion 140 may be in contact with one surface of the heating plate 230.
  • the heating plate 230 may be disposed on the second side wall portion 130 and the flow path forming portion 140, and coupled to the second side wall portion 130 together with the second cover 220 by a fastening member such as a bolt. Can be.
  • the second side wall portion 130 may include an edge portion 131 forming a step so that the heating plate 230 may be inserted.
  • the edge portion 131 may protrude along the edge of the second side wall portion 130 to support the side surface of the heating plate 230.
  • the circuit board 300 may be disposed inside the first sidewall part 120.
  • the circuit board 300 may be coupled to a plurality of posts 111 protruding from one surface of the partition wall part 110 by fastening members such as bolts. Accordingly, the circuit board 300 may be spaced apart from one surface of the partition wall part 110, and the electronic devices 330 and 340 may be disposed between the circuit board 300 and one surface of the partition wall part 110. Space can be secured.
  • the first connector 310 and the second connector 320 may pass through the first sidewall part 120 to electrically connect an external power source (not shown) and the circuit board 300.
  • the first connector 310 may be a high voltage connector (HV connector), and the second connector 320 may be a low voltage connector (LV connector).
  • the circuit board 300 may receive electricity from an external power source through the first connector 310 and the second connector 320.
  • the electronic devices 330 and 340 may be disposed in the mounting groove 112 or the platform 113 formed on one surface of the partition wall 110. Therefore, the electronic devices 330 and 340 may exchange heat with the fluid flowing along the flow path 141 with the partition 110 therebetween. Accordingly, overheating of the electronic devices 330 and 340 may be prevented, and energy efficiency may be increased by heating the fluid with heat emitted from the electronic devices 330 and 340.
  • the electronic devices 330 and 340 may be electrically connected to the circuit board 300 to implement various control logics together with a circuit pattern (not shown), an element (not shown), or the like printed or mounted on the circuit board 300.
  • the electronic devices 330 and 340 may include a capacitor 330, an IGBT 340, and the like, but are not limited thereto.
  • the bus bar 400 may be disposed in the connector 110e penetrating the partition 110 to electrically connect the heating pattern of the heating plate 230 to the circuit board 300.
  • the heating pattern of the heating plate 230 may receive electricity through the bus bar 400.
  • the heating pattern may be an electrical resistor that generates heat when electricity is supplied.
  • the connector 110e may penetrate the partition wall part 110 inside the first side wall part 120 and the second side wall part 130.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 1.
  • the main body 100 may include an inlet port 110a and an outlet port 110b that penetrate the partition wall part 110 from the outside of the first sidewall part 120.
  • the inlet 110a and the outlet 110b may be connected to the flow path 141 and may extend into the pair of protrusions 150 to be connected to the fluid supply pipe 160 and the fluid discharge pipe 170, respectively.
  • the pair of water temperature sensors 350 may be disposed in the pair of insertion holes 110c and 110d passing through the partition wall part 110, respectively.
  • the insertion holes 110c and 110d may be connected to the flow path 141 through the partition wall part 110 at the inner side of the first side wall part 120.
  • the pair of insertion holes 110c and 110d may be disposed at positions corresponding to the inlet port 110a and the outlet port 110b, respectively. That is, the pair of insertion holes 110c and 110d may be disposed to face the inlet port 110a and the outlet port 110b with the first sidewall portion 120 interposed therebetween. Therefore, the pair of water temperature sensors 350 may measure the fluid temperature immediately after flowing into the flow path 141 and the fluid temperature immediately before being discharged from the flow path 141, respectively.
  • the circuit board 300 receives the temperature data from the pair of water temperature sensor 350 and supplies it to the heating plate 230 so that the fluid temperature discharged from the flow path 141 can reach the preset target temperature based on the temperature data. Power can be adjusted.
  • the pair of insertion holes 110c and 110d may be disposed on the pair of inclined surfaces 121a, respectively.
  • the inclined surface 121a may be disposed to be inclined with respect to one surface of the partition wall part 110 and may be connected to the inner side surface of the first side wall part 120.
  • the insertion holes 110c and 110d may extend in a direction inclined with respect to one surface of the partition wall part 110. Therefore, when the water temperature sensor 350 is installed and replaced, the jig (not shown) holding and transferring the water temperature sensor 350 may collide with the first side wall part 120.
  • the insertion holes 110c and 110d may extend in a direction perpendicular to the inclined surface 121a, but are not necessarily limited thereto.
  • FIG. 8 is a front view of the main body of FIG. 2
  • FIG. 9 is a rear view of the main body of FIG. 2
  • FIG. 10 is a side view of the main body of FIG. 2
  • FIG. 11 is a front view of FIG. .
  • the first sidewall portion 120 may face the first-first sidewall 121 and the first-second sidewall 122, the first-first sidewall 121, and the first-second sidewall ( 122 may include a first sidewall 123 and a first sidewall 124 facing each other.
  • the inner surface of the first-first sidewall 121 may be connected to the pair of inclined surfaces 121a, and the outer surface of the first-first sidewall 121 may be connected to the pair of protrusions 150.
  • the pair of inclined surfaces 121a may be disposed to face the pair of protrusions 150.
  • the first connector 310 and the second connector 320 may be disposed to penetrate the first-first sidewall 121.
  • the first connector 310 and the second connector 320 may be disposed between the pair of protrusions 150 or between the pair of inclined surfaces 121a.
  • the flow path 141 may extend from the inlet port 110a to the outlet port 110b, and the pair of insertion holes 110c and 110d may be disposed adjacent to the inlet port 110a and the outlet port 110b, respectively. Can be.
  • the flow path forming part 140 may be disposed inside the second side wall part 130.
  • the flow path forming unit 140 may include a plurality of straight portions 143 arranged in parallel with each other, and a plurality of curved portions 145 and 147 connecting the plurality of straight portions 143.
  • the straight portion 143 and the curved portions 145 and 147 may protrude from the other surface of the partition wall 110.
  • the curved portions 145 and 147 may include a first curved portion 145 and a second curved portion 147 disposed on opposite sides of the straight portion 143.
  • the first curved portion 145 may be disposed on the second end side of the straight portion 143
  • the second curved portion 147 may be disposed on the first end side of the straight portion 143.
  • the inlet 110a and the outlet 110b may be disposed at the first end side of the straight portion 143.
  • the plurality of first curved portions 145 may sequentially connect the second ends of the odd-numbered straight portions 143 among the plurality of straight portions 143, and the plurality of second curved portions 147 may include a plurality of straight portions ( The first ends of the even-numbered straight parts 143 may be sequentially connected.
  • the maximum distance L1 from the first end of the straight portion 143 to the inlet 110a and the outlet 110b is determined from the first end of the straight portion 143. It may be larger than the maximum distance L2 to the two curved portions 147. Therefore, bubbles introduced into the flow path 141 or generated within the flow path 141 may be discharged to the outside of the flow path 141 through the discharge port 110b. When bubbles accumulate in the flow path 141, localized heat concentration may occur on the heat generating plate, thereby causing deterioration in heat generation performance of the heat generating plate and thus causing fire.
  • the first cover may include a third sidewall portion having a shape corresponding to the second sidewall portion, and the distance between the partition wall portion 110 and the first cover may be maintained constant over the entire area of the partition wall portion 110.
  • the plate part of the first cover facing one surface of the partition wall part 110 may be disposed in parallel with one surface of the partition wall part 110.
  • the mounting groove 112 or the platform 113 may overlap the flow path 141 in a direction penetrating one surface and the other surface of the partition wall 110.
  • the inlet 110a and the seating groove 112 or the platform 113 may overlap each other in an extending direction of the flow path 141, that is, in a direction parallel to the straight portion 143.
  • FIG. 12 is a front view of the heating plate of FIG. 2, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 12.
  • the heating plate 230 may include a metal plate 231 including one surface in contact with the flow path 141 and the other surface opposite to one surface thereof, and a first insulating layer disposed on the other surface of the metal plate 231. 233, a heating pattern 235 disposed on the first insulating layer 233, and a second insulating layer 237 surrounding the heating pattern 235.
  • the metal plate 231 may include aluminum (Al), stainless steel (SUS), or the like, but is not limited thereto, and may include other materials having excellent thermal conductivity.
  • the first insulating layer 233 may provide electrical insulation between the metal plate 231 and the heating pattern 235.
  • the heating plate 230 may include a heating pattern 235 corresponding to the flow path 141. That is, the heating pattern 235 may extend along the flow path 141. Although one heating pattern 235 is illustrated as being disposed in the flow path 141, the present disclosure is not limited thereto, and two or more heating patterns 235 parallel to each other may be disposed.
  • the flow path 141 formed in the main body is indicated by a dashed-dotted line
  • the first insulating layer 233, the heating pattern 235, and the second insulating layer 237 are metal plates 231. It is formed on the other side of the metal plate 231 is not visible on one side, but indicated by a dotted line.
  • FIG. 14 is an enlarged view of a portion of FIG. 9.
  • the flow path forming unit 140 includes a first straight portion 143a, a second straight portion 143b, a third straight portion 143c, a curved portion 147, and a turning vane 149. can do.
  • first curved portion 147 will be described for convenience of description, but the following description may be applied to the second curved portion 145 with some modifications within the same or obvious to those skilled in the art.
  • the first straight portion 143a, the second straight portion 143b, and the third straight portion 143c may be disposed in parallel with each other.
  • the second straight portion 143b may be disposed between the first straight portion 143a and the third straight portion 143c.
  • the first straight portion 143a, the second straight portion 143b, the third straight portion 143c, and the curved portion 147 may protrude from the other surface of the partition wall to be in contact with the heating plate.
  • the turning vane 149 may protrude from the other surface of the partition wall to be in contact with the heating plate.
  • the curved portion 147 may connect the first straight portion 143a and the third straight portion 143c.
  • the inner surface of the curved portion 147 that is in contact with the flow path 141 may have a curvature.
  • the turning vane 149 may be disposed between the second straight portion 143b and the curved portion 147.
  • the turning vane 149 may be divided into a first curvature 149a and a second curvature 149b based on the virtual extension line A of the second straight portion 143b. Inner and outer surfaces of the first curvature 149a and the second curvature 149b may have a curvature.
  • the description relating to curvature is regarded as relating to the inner surface of the structure.
  • An end portion of the second curvature 149b may be disposed to face the second straight portion 143b as indicated by an arrow (dotted line) in the figure. That is, the center angle ⁇ 2 of the second curvature 149b may be greater than 90 degrees. Accordingly, the fluid exiting from the turning vane 149 may flow toward the second straight portion 143b.
  • the center angle ⁇ 2 of the second curvature 149b may be 110 degrees to 130 degrees, and preferably 120 degrees. When the center angle ⁇ 2 is 110 degrees or more, a problem of forming a flow stagnant region in which the flow velocity is slowed on one surface of the second straight portion 143b facing the end of the second curvature 149b may be improved.
  • the center angle ⁇ 1 of the first curvature 149a may be 90 degrees or less. Therefore, it is possible to improve the problem that the flow rate decreases after the fluid enters the inside of the turning vane 149.
  • the center of curvature C1 of the first curvature 149a may coincide with the center of curvature of the curved portion 147.
  • the center of curvature C1 of the first curvature 149a may be disposed at an end portion of the second straight portion 143b.
  • the ratio of the radius of curvature R of the curved portion 147 and the radius of curvature R1 of the first curvature 149a may be 2: 1 to 4: 1, and preferably 3: 1.
  • the ratio of the radius of curvature is 2: 1 or more, the effect of eliminating the flow stagnation region at the end of the second straight portion 143b may be improved.
  • the ratio of the radius of curvature is 4: 1 or less, the end portion of the second straight portion 143b may be improved.
  • the radius of curvature R2 of the second curvature 149b may be smaller than the radius of curvature R1 of the first curvature 149a.
  • the ratio of the radius of curvature R2 of the second curvature 149b and the radius of curvature R1 of the first curvature 149a may be 7: 8. Therefore, the center of curvature C1 of the first curvature 149a and the center of curvature C2 of the second curvature 149b may be spaced apart from each other.
  • the center of curvature C2 of the second curvature 149b may be disposed on the extension line A of the second straight portion 143b, and may be disposed in the first direction in the extension direction of the second straight portion 143b.
  • the curvature 149a may be disposed closer to the curved portion 147 than the center of curvature C1.
  • the second curvature 149b may be disposed closer to the outlet 110b along the flow path 141 than the first curvature 149a. Therefore, the fluid may flow to the second curvature 149b via the first curvature 149a.
  • 15 to 16 are views showing the difference in flow velocity distribution according to the turning vane installation of FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view of a fluid heating heater according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 18 is an exploded perspective view of FIG. 17,
  • FIG. 19 is a cross-sectional view at AA of FIG. 17,
  • FIG. 20 is a view of the main body of FIG. 18. It is a rear view
  • FIG. 21 is a rear view of the heat generating board of FIG. 18, and
  • FIG. 22 is sectional drawing in the BB of FIG.
  • the fluid heating heater 1010 may include a main body 1100, a heating plate 1230, a circuit board 1300, and a bus bar 1400.
  • the first cover 1210, the second cover 1220, the first connector 1310, the second connector 1320, and / or the water temperature sensor 1350 may be further included.
  • the main body 1100 may include a partition wall part 1110 and a flow path forming part 1140 forming a flow path 1141 on one surface of the partition wall part 1110.
  • the partition 1110 may have a plate shape including one surface and the other surface opposite to the one surface.
  • An inlet 1110a and an outlet 1110b penetrating the partition 1110 may be formed in the partition 1110.
  • Inlet 1110a and outlet 1110b may be connected to flow path 1141, respectively.
  • the fluid may be supplied to the flow path 1141 through the inlet 1110a and discharged from the flow path 1141 through the outlet 1110b.
  • the inlet 1110a and the outlet 1110b may be disposed adjacent to each other. Accordingly, both ends of the heat generating pattern 1235 having a shape corresponding to the flow path 1141 may also be disposed adjacent to each other, and as a result, an advantage of shortening the wiring connecting both ends of the heat generating pattern 1235 to the bus bar is provided. have.
  • the flow path forming part 1140 may be formed to expose the flow path 1141 on one surface of the partition wall part 1110.
  • the flow path forming part 1140 may include a plurality of straight parts 1143a and 1143b and a plurality of curved parts 1145a and 1145b that protrude from one surface of the partition wall part 1110 to form the flow path 1141.
  • the plurality of straight portions 1143a and 1143b may be disposed in parallel to each other.
  • the plurality of curved portions 1145a and 1145b may connect the plurality of straight portions 1143a and 1143b.
  • the flow path 1141 may include a central flow path 1141a, a first spiral flow path 1141b connected to a first end of the central flow path 1141a, and a second spiral flow path connected to a second end of the central flow path 1141a ( 1141c).
  • the central channel 1141a may be a straight channel extending in a straight line
  • the first spiral channel 1141b and the second spiral channel 1141c may be channels that spirally extend around the central channel 1141a.
  • the first spiral passage 1141b may extend in a counterclockwise direction from the first stage of the central passage 1141a and be connected to the inlet 1110a, and the second spiral passage 1141c may be connected to the second stage of the central passage 1141a. In the counterclockwise direction can be connected to the outlet 1110b.
  • the present invention is not limited thereto, and the first spiral passage 1141b and the second spiral passage 1141c may extend clockwise from the first and second ends of the central passage 1141a, respectively.
  • the first spiral channel 1141b may include a plurality of straight passages 1141b-1 and a plurality of curved passages 1141b-2 that are alternately connected to each other, and may extend in a spiral manner
  • the second spiral channel 1141c may be formed in the first spiral channel 1141b. May include a plurality of straight passages 1141c-1 and a plurality of curved passages 1141c-2 that are alternately connected to each other to extend in a spiral manner.
  • the flow path forming unit 1140 may include a first turning vane 1147a and a second turning vane 1147b.
  • the first turning vane 1147a removes a portion of the fluid discharged from the first straight channel 1141b-1 of the first spiral channel 1141b through the first curved channel 1141b-2 to the central channel 1141a. It can flow toward the 1st linear part 1143a between 1 linear flow path 1141b-1 and the central flow path 1141a.
  • the first turning vane 1147a may be disposed between the first curved portion 1145a and the first straight portion 1143a that divide the first curved flow path 1141b-2.
  • the second turning vane 1147b centralizes a part of the fluid discharged from the central channel 1141a through the second curved channel 1141c-2 of the second spiral channel 1141c to the second straight channel 1141c-1. It can flow toward the 2nd linear part 1143b between the flow path 1141a and the 2nd linear flow path 1141c-1.
  • the second turning vane 1147b may be disposed between the second curved portion 1145b and the second straight portion 1143b that define the second curved passage 1141c-2.
  • first turning vanes 1147a and the second turning vanes 1147b may be disposed at positions where the flow direction of the fluid changes most drastically in the flow path 1141, thereby eliminating the flow stagnant region with a minimum number.
  • the flow distribution can be evenly formed to improve or prevent localized heat concentrating shapes and the resulting fire accidents.
  • the first cover 1210 may be coupled to the main body 1100 by a fastening member such as a bolt to form a first accommodation space in which the circuit board 1300 is disposed in front of the main body 1100.
  • the cover 1220 may be coupled to the main body 1100 by a fastening member such as a bolt to form a second accommodation space in which the heat generating plate 1230 is disposed behind the main body 1100.
  • a sealing member S such as an O-ring is interposed between the first cover 1210 and the main body 1100, between the second cover 1220 and the heating plate 1230, and between the heating plate 1230 and the main body 1100. The watertightness can be improved.
  • the heating plate 1230 may be disposed on the flow path forming unit 1140 to close the exposed surface of the flow path 1141.
  • the straight parts 1143a and 1143b and the curved parts 1145a and 1145b constituting the flow path forming part 1140 may be in contact with one surface of the heating plate 1230.
  • the heating plate 1230 may be coupled to the main body 1100 by fastening members such as bolts.
  • the heat generating plate 1230 includes a metal plate 1231 including one surface in contact with the flow path 1141 and the other surface opposite to one surface, a first insulating layer 1233 and a first insulating layer 1233 disposed on the other surface of the metal plate 1231. ) May include a heating pattern 1235 and a second insulating layer 1237 surrounding the heating pattern 1235.
  • the metal plate 1231 may include aluminum (Al), stainless steel (SUS), or the like, but is not limited thereto, and may include other materials having excellent thermal conductivity.
  • the first insulating layer 1233 may provide electrical insulation between the metal plate 1231 and the heating pattern 1235.
  • the heating pattern 1235 may be an electrical resistor that generates heat when electricity is supplied.
  • the heating pattern 1235 may be formed to correspond to the flow path 1141. That is, the heating pattern 1235 may extend along the flow path 1141. Although one heating pattern 1235 is illustrated as being disposed in the flow path 1141, two or more heating patterns 1235 that are parallel to each other may be disposed.
  • the circuit board 1300 may be coupled to the main body 1100 by a fastening member such as a bolt, and disposed on the other surface of the partition 1110.
  • the circuit board 1300 may be electrically connected to the heating pattern 1235 through the bus bar 1400 to control the heating of the heating pattern 1235.
  • the first connector 1310 and the second connector 1320 may be coupled to the main body 1100 to electrically connect an external power source (not shown) and the circuit board 1300.
  • the first connector 1310 may be a high voltage connector (HV connector), and the second connector 1320 may be a low voltage connector (LV connector).
  • the circuit board 1300 may receive electricity from an external power source through the first connector 1310 and the second connector 1320.
  • the pair of water temperature sensors 1350 may be disposed in the pair of insertion holes 1110c connected to the flow path 1141 through the partition 1110.
  • the pair of insertion holes 1110c may be disposed adjacent to the inlet 1110a and the outlet 1110b, respectively. Accordingly, the pair of water temperature sensors 1350 may measure the fluid temperature immediately after flowing into the flow path 1141 and the fluid temperature immediately before being discharged from the flow path 1141.
  • the circuit board 1300 receives temperature data from the pair of water temperature sensors 1350 and generates heat of the heat generating plate 1230 so that the fluid temperature discharged from the flow path 1141 may reach a preset target temperature based on the temperature data.
  • the power supplied to the pattern 1235 may be adjusted.
  • An end of the water temperature sensor 1350 disposed in the insertion hole 1110c connected to the second spiral flow path 1141c of the pair of water temperature sensors 1350 protrudes from the insertion hole 1110c toward the second spiral flow path 1141c. It may be disposed on the outlet 1110b side of the two spiral flow path 1141c. Therefore, the same function as the guide vane described later can be performed.
  • the bus bar 1400 may be disposed in the connector 1110e penetrating the partition 1110 to electrically connect the heating pattern 1235 of the heat generating plate 1230 and the circuit board 1300. Therefore, the heating pattern 1235 of the heating plate 1230 may receive electricity through the bus bar 1400.
  • FIG. 23 is a modification of FIG. 20.
  • gas discharge grooves 1148 may be formed in some of the plurality of straight portions 1143a and 1143b and the plurality of curved portions 1145a and 1145b constituting the flow path forming portion 1140. have.
  • the gas discharge groove 1148 may provide a bypass so that bubbles may be smoothly discharged to the discharge port 1110b without being accumulated in the flow path 1141.
  • the depth of the gas discharge groove 1148 may be smaller than the height of the straight portions 1143a and 1143b and the curved portions 1145a and 1145b. For example, when the heights of the straight portions 1143a and 1143b and the curved portions 1145a and 1145b are 7 mm, the depth of the gas discharge groove 1148 may be 2 mm. Therefore, the gas discharge groove 1148 may be disposed between the straight portions 1143a and 1143b and the curved portions 1145a and 1145b and the heat generating plate 1230.
  • the gas discharge groove 1148 may connect the first spiral passage 1141b and the second spiral passage 1141c to each other, but is not necessarily limited thereto.
  • FIG. 24 is an enlarged view of the first turning vane of FIG. 20.
  • the first turning vane 1147a may include the first-first curvature 1147a-1 and the first-second curvature based on the imaginary extension line A of the first straight portion 1143a. 1147a-2).
  • the inner and outer surfaces of the first-first curvature 1147a-1 and the first-second curvature 1147a-2 may have a curvature.
  • the surface associated with the curvature is regarded as the inner surface of the structure.
  • the first-second curvature 1147a-2 may be disposed on the downstream side of the flow path 1141 than the first-first curvature 1147a-1. That is, the first-second curvature 1147a-2 may be disposed closer to the outlet 1110b along the flow path 1141 than the first-first curvature 1147a-1. Therefore, the fluid may flow through the first-first curvature 1147a-1 to the first-second curvature 1147a-2.
  • An end of the 1-2 curvature 1147a-2 may be disposed to face the first straight portion 1143a as indicated by an arrow (dotted line) in the drawing. That is, the center angle ⁇ 2 of the 1-2 curvature 1147a-2 may be greater than 90 degrees. Accordingly, the fluid exiting from the first turning vane 1147a may flow toward the first straight portion 1143a.
  • the center angle ⁇ 2 of the 1-2 curvature 1147a-2 may be 110 to 130 degrees, and preferably 120 degrees. When the center angle ⁇ 2 is 110 degrees or more, a problem of forming a flow stagnant region in which the flow velocity becomes slow on one surface of the first straight portion 1143a facing the end of the 1-2nd curvature portion 1147a-2 may be improved.
  • the center angle ⁇ 2 When the center angle ⁇ 2 is less than or equal to 130 degrees, the flow rate increases more than necessary or the fluid resistance increases between the end portion of the 1-2nd curvature portion 1147a-2 and one surface of the first straight portion 1143a. Can be. In contrast, the center angle ⁇ 1 of the first-first curvature 1147a-1 may be 90 degrees or less. Therefore, it is possible to improve the problem that the flow rate decreases after the fluid is introduced into the first turning vane 1147a.
  • the center of curvature C1 of the first-first curvature 1147a-1 may coincide with the center of curvature of the first curved portion 1145a.
  • the center of curvature C1 of the first-first curvature 1147a-1 may be disposed at an end portion of the first straight portion 1143a.
  • the ratio of the radius of curvature R of the first curved portion 1145a and the radius of curvature R1 of the first-first curvature 1147a-1 may be 2: 1 to 4: 1, and preferably 3: May be one. If the ratio of the radius of curvature is more than 2: 1, the effect of eliminating the flow stagnation region at the end of the first straight portion 1143a may be improved. If the ratio of the radius of curvature is less than 4: 1, the end of the first straight portion 1143a The effect of eliminating the flow stagnant region in the region spaced from and can be improved.
  • the radius of curvature R2 of the first-second curvature 1147a-2 may be smaller than the radius of curvature R1 of the first-first curvature 1147a-1.
  • the ratio of the radius of curvature R2 of the first-second curvature 1147a-2 and the radius of curvature R1 of the first-first curvature 1147a-1 may be 7: 8. Therefore, the center of curvature C1 of the 1-1st curvature 1147a-1 and the center of curvature C2 of the 1-2 curvature 1147a-2 may be spaced apart from each other.
  • the center of curvature C2 of the 1-2 curvature 1147a-2 may be disposed on the extension line A of the first straight portion 1143a and the extension of the first straight portion 1143a.
  • the first curved portion 1147a-1 may be disposed closer to the first curved portion 1145a than the center of curvature C1 of the first curved portion 1147a-1.
  • FIG. 25 is an enlarged view of the second turning vane of FIG. 20.
  • the second turning vane 1147b may include the 2-1st curvature 1147b-1 and the 2-2nd curvature based on the imaginary extension line A of the second straight portion 1143b. 1147b-2). Inner and outer surfaces of the 2-1nd curvature 1147b-1 and the 2-2nd curvature 1147b-2 may have a curvature.
  • the second-second curvature 1147b-2 may be disposed on the downstream side of the flow path 1141 than the second-first curvature 1147b-1. That is, the second-second curvature 1147b-2 may be disposed closer to the outlet 1110b along the flow path 1141 than the second-first curvature 1147b-1. Therefore, the fluid may flow to the second-second curvature 1147b-2 through the second-first curvature 1147b-1.
  • An end portion of the second-second curvature 1147b-2 may be disposed to face the second straight portion 1143b as indicated by an arrow (dotted line) in the drawing. That is, the center angle ⁇ 2 of the second-second curvature 1147b-2 may be greater than 90 degrees. Accordingly, the fluid exiting from the second turning vane 1147b may flow toward the second straight portion 1143b.
  • the center angle ⁇ 2 of the second-second curvature 1147b-2 may be 110 to 130 degrees, and preferably 120 degrees.
  • the center angle ⁇ 2 is 110 degrees or more, a problem of forming a flow stagnant region in which the flow velocity is slowed on one surface of the second straight portion 1143b facing the end of the second-second curvature 1147b-2 may be improved.
  • the center angle ⁇ 2 is less than or equal to 130 degrees, the flow rate increases more than necessary or the fluid resistance increases between the end portion of the second curvature portion 1147b-2 and one surface of the second straight portion 1143b. Can be.
  • the center angle ⁇ 1 of the second-first curvature 1147b-1 may be equal to or less than 90 degrees. Therefore, it is possible to improve the problem that the flow rate decreases after the fluid is introduced into the second turning vane 1147b.
  • the center of curvature C1 of the second-first curvature 1147b-1 may coincide with the center of curvature of the second curved portion 1145b.
  • the center of curvature C1 of the second-first curvature 1147b-1 may be disposed at an end portion of the second straight portion 1143b.
  • the ratio of the radius of curvature R of the second curved portion 1145b and the radius of curvature R1 of the 2-1nd curvature 1147b-1 may be 2: 1 to 4: 1, preferably 3: May be one.
  • the ratio of the radius of curvature is 2: 1 or more, the effect of eliminating the flow stagnation region at the end of the second straight portion 1143b can be improved.
  • the radius of curvature R2 of the second-second curvature 1147b-2 may be smaller than the radius of curvature R1 of the second-first curvature 1147b-1.
  • the ratio of the radius of curvature R2 of the 2-2nd curvature 1147b-2 and the radius of curvature R1 of the 2-1nd curvature 1147b-1 may be 7: 8. Therefore, the center of curvature C1 of the 2-1st curvature 1147b-1 and the center of curvature C2 of the 2-2nd curvature 1147b-2 may be spaced apart from each other.
  • the center of curvature C2 of the second-second curvature 1147b-2 may be disposed on the extension line A of the second straight portion 1143b, and the extension of the second straight portion 1143b.
  • the second curved portion 1145b may be disposed closer to the second curved portion 1145b than the center of curvature C1 of the second-first curvature portion 1147b-1.
  • FIG. 26 is a view illustrating a flow velocity distribution according to the turning vane installation of FIG. 20.
  • the guide vane 1149 may be additionally disposed at the outlet 1110b side of the second spiral channel 1141c.
  • the guide vane 1149 may extend in parallel with the inner surface of the second spiral passage 1141c.

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Abstract

실시 예는, 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 배치되어, 상기 발열 패턴의 발열을 제어하는 회로기판; 및 상기 발열 패턴과 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 유로 형성부는 상기 유로 중 곡선 유로에 배치되는 터닝 베인을 포함하는 유체 가열 히터를 개시한다.

Description

유체 가열 히터
실시 예는 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.
실시 예는 유동 분포가 고르게 형성될 수 있는 유체 가열 히터를 제공한다.
실시 예는 유체 압력 강하량이 감소된 유체 가열 히터를 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 제1 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 제2 측면에 따르면, 판상의 격벽부, 및 상기 격벽부의 일면에 유로를 형성하는 유로형성부를 포함하는 메인 바디; 상기 유로형성부 상에 판상으로 배치되고, 상기 유로에 대응하는 형상의 발열 패턴을 포함하는 발열판; 상기 격벽부의 타면에 배치되어, 상기 발열 패턴의 발열을 제어하는 회로기판; 및 상기 발열 패턴과 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 유로는, 직선형 중앙유로, 상기 중앙유로의 제1 단에 연결되는 제1 나선유로, 및 상기 중앙유로의 제2 단에 연결되는 제2 나선유로를 포함하는 유체 가열 히터가 제공될 수 있다.
상기 제1 나선유로는 상기 중앙유로의 제1 단에서 시계 또는 반시계 방향으로 연장되고, 상기 제2 나선유로는 상기 중앙유로의 제2 단에서 상기 제1 나선유로와 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
상기 메인 바디는, 상기 유로에 유체를 공급하는 유입구, 및 상기 유로에서 유체를 배출하는 배출구를 포함하고, 상기 제1 나선유로는 상기 유입구에 연결되고, 상기 제2 나선유로는 상기 배출구에 연결될 수 있다.
상기 유입구 및 상기 배출구는 서로 인접하여 배치될 수 있다.
상기 제1 나선유로 및 상기 제2 나선유로는 각각 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선유로 및 복수의 곡선유로를 포함하고, 상기 유로형성부는, 상기 제1 나선유로의 제1 직선유로에서 제1 곡선유로를 거쳐 상기 중앙유로로 배출되는 유체를 상기 제1 직선유로와 상기 중앙유로 사이의 제1 직선부를 향해 유동시키는 제1 터닝 베인, 및 상기 중앙유로에서 상기 제2 나선유로의 제2 곡선유로를 거쳐 제2 직선유로로 배출되는 유체를 상기 중앙유로와 상기 제2 직선유로 사이의 제2 직선부를 향해 유동시키는 제2 터닝 베인을 포함할 수 있다.
상기 유로형성부는, 상기 제1 곡선유로를 구획하는 제1 곡선부, 및 상기 제2 곡선유로를 구획하는 제2 곡선부를 포함하고, 상기 제1 터닝 베인은 상기 제1 직선부와 상기 제1 곡선부 사이에 배치되고, 상기 제2 터닝 베인은 상기 제2 직선부와 상기 제2 곡선부 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 터닝 베인은, 상기 제1 직선부의 연장선을 기준으로 제1-1 곡률부 및 제1-2 곡률부로 구획되고, 상기 제2 터닝 베인은, 상기 제2 직선부의 연장선을 기준으로 제2-1 곡률부 및 제2-2 곡률부로 구획되고, 상기 제1-1 곡률부보다 상기 유로의 하류 측에 배치되는 상기 제1-2 곡률부의 단부는 상기 제1 직선부를 향하도록 배치되고, 상기 제2-1 곡률부보다 상기 유로의 하류 측에 배치되는 상기 제2-2 곡률부의 단부는 상기 제2 직선부를 향하도록 배치될 수 있다.
상기 제1-2 곡률부 및 상기 제2-2 곡률부의 중심각은 각각 90도보다 클 수 있다.
상기 제1-2 곡률부의 곡률반경은 상기 제1-1 곡률부의 곡률반경보다 작고, 상기 제2-2 곡률부의 곡률반경은 상기 제2-1 곡률부의 곡률반경보다 작을 수 있다.
상기 유로형성부는, 상기 제2 나선유로의 상기 배출구 측에 배치되는 가이드 베인을 포함하고, 상기 가이드 베인은 상기 제2 나선유로의 내측면과 평행하게 연장될 수 있다.
상기 격벽부를 관통하여 상기 제2 나선유로에 연결되는 삽입구 내에 배치되는 수온센서를 포함하고, 상기 수온센서의 단부는 상기 제2 나선유로의 상기 배출구 측에 배치될 수 있다.
상기 유로형성부는, 서로 평행하게 배치되는 복수의 직선부, 및 상기 복수의 직선부를 연결하는 복수의 곡선부를 포함하고, 상기 직선부 또는 상기 곡선부에는 기체 배출 홈이 형성될 수 있다.
상기 기체 배출 홈은 상기 제1 나선유로와 상기 제2 나선유로를 연결할 수 있다.
실시 예에 따르면, 터닝 베인을 설치하여 유동 분포를 고르게 형성할 수 있다.
또한, 유로를 지그재그 형태가 아니라 나선형으로 구성하여 유체 압력 강하량을 감소시킬 수도 있다. 특히, 유입구 및 배출구가 나선형 유로의 외곽에서 서로 인접하게 배치될 수 있도록, 중앙유로를 중심으로 한 쌍의 나선유로를 배치하였다. 유체의 유동 방향은 중앙유로를 전후로 시계 방향에서 반시계 방향으로, 또는 그 역순으로 변경될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 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 도면이고,
도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유체 가열 히터의 사시도이고,
도 18은 도 17의 분해 사시도이고
도 19는 도 17의 A-A에서의 단면도이고
도 20은 도 18의 메인 바디의 배면도이고,
도 21은 도 18의 발열판의 배면도이고,
도 22는 도 21의 B-B에서의 단면도이고,
도 23은 도 20의 변형 예이고,
도 24는 도 20의 제1 터닝 베인의 확대도이고,
도 25는 도 20의 제2 터닝 베인의 확대도이고,
도 26은 도 20의 터닝 베인 설치에 따른 유속 분포를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 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 제1 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.
도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유체 가열 히터의 사시도이고, 도 18은 도 17의 분해 사시도이고, 도 19는 도 17의 A-A에서의 단면도이고, 도 20은 도 18의 메인 바디의 배면도이고, 도 21은 도 18의 발열판의 배면도이고, 도 22는 도 21의 B-B에서의 단면도이다.
도 17 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유체 가열 히터(1010)는 메인 바디(1100), 발열판(1230), 회로기판(1300) 및 버스 바(1400)를 포함할 수 있고, 제1 커버(1210), 제2 커버(1220), 제1 커넥터(1310), 제2 커넥터(1320) 및/또는 수온센서(1350)를 더 포함할 수도 있다.
메인 바디(1100)는 격벽부(1110), 및 격벽부(1110)의 일면에 유로(1141)를 형성하는 유로형성부(1140)를 포함할 수 있다.
격벽부(1110)는 일면, 및 일면의 반대면인 타면을 포함하는 플레이트 형상일 수 있다.
격벽부(1110)에는 격벽부(1110)를 관통하는 유입구(1110a) 및 배출구(1110b)가 형성될 수 있다.
유입구(1110a) 및 배출구(1110b)는 각각 유로(1141)에 연결될 수 있다. 유체는 유입구(1110a)를 통해 유로(1141)에 공급될 수 있고, 배출구(1110b)를 통해 유로(1141)에서 배출될 수 있다.
유입구(1110a) 및 배출구(1110b)는 서로 인접하여 배치될 수 있다. 따라서, 유로(1141)에 대응하는 형상의 발열 패턴(1235)의 양단도 서로 인접하여 배치될 수 있고, 그 결과 발열 패턴(1235)의 양단을 버스 바에 연결하는 배선을 짧게 형성할 수 있는 장점이 있다.
유로형성부(1140)는 격벽부(1110)의 일면에 유로(1141)를 노출되게 형성할 수 있다.
유로형성부(1140)는 격벽부(1110)의 일면에서 돌출되어 유로(1141)를 형성하는 복수의 직선부(1143a, 1143b) 및 복수의 곡선부(1145a, 1145b)를 포함할 수 있다. 복수의 직선부(1143a, 1143b)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 복수의 곡선부(1145a, 1145b)는 복수의 직선부(1143a, 1143b)를 연결할 수 있다.
유로(1141)는, 중앙유로(1141a), 중앙유로(1141a)의 제1 단에 연결되는 제1 나선유로(1141b), 및 중앙유로(1141a)의 제2 단에 연결되는 제2 나선유로(1141c)를 포함할 수 있다.
중앙유로(1141a)는 일직선으로 연장되는 직선형 유로일 수 있고, 제1 나선유로(1141b) 및 제2 나선유로(1141c)는 중앙유로(1141a)를 중심으로 나선형으로 연장되는 유로일 수 있다.
제1 나선유로(1141b)는 중앙유로(1141a)의 제1 단에서 반시계 방향으로 연장되어 유입구(1110a)에 연결될 수 있고, 제2 나선유로(1141c)는 중앙유로(1141a)의 제2 단에서 반시계 방향으로 연장되어 배출구(1110b)에 연결될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 나선유로(1141b) 및 제2 나선유로(1141c)는 각각 중앙유로(1141a)의 제1 단 및 제2 단에서 시계 방향으로 연장될 수도 있다.
제1 나선유로(1141b)는 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선유로(1141b-1) 및 복수의 곡선유로(1141b-2)를 포함하여 나선형으로 연장될 수 있고, 제2 나선유로(1141c)는 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선유로(1141c-1) 및 복수의 곡선유로(1141c-2)를 포함하여 나선형으로 연장될 수 있다.
유로형성부(1140)는 제1 터닝 베인(1147a) 및 제2 터닝 베인(1147b)을 포함할 수 있다.
제1 터닝 베인(1147a)은 제1 나선유로(1141b)의 제1 직선유로(1141b-1)에서 제1 곡선유로(1141b-2)를 거쳐 중앙유로(1141a)로 배출되는 유체의 일부를 제1 직선유로(1141b-1)와 중앙유로(1141a) 사이의 제1 직선부(1143a)를 향해 유동시킬 수 있다. 제1 터닝 베인(1147a)은 제1 곡선유로(1141b-2)를 구획하는 제1 곡선부(1145a)와 제1 직선부(1143a) 사이에 배치될 수 있다.
제2 터닝 베인(1147b)은 중앙유로(1141a)에서 제2 나선유로(1141c)의 제2 곡선유로(1141c-2)를 거쳐 제2 직선유로(1141c-1)로 배출되는 유체의 일부를 중앙유로(1141a)와 제2 직선유로(1141c-1) 사이의 제2 직선부(1143b)를 향해 유동시킬 수 있다. 제2 터닝 베인(1147b)은 제2 곡선유로(1141c-2)를 구획하는 제2 곡선부(1145b)와 제2 직선부(1143b) 사이에 배치될 수 있다.
즉, 제1 터닝 베인(1147a) 및 제2 터닝 베인(1147b)은 유로(1141) 중 유체의 유동 방향이 가장 급격하게 변하는 위치에 배치되어, 최소한의 개수로 유동 정체 영역을 해소할 수 있다. 따라서, 유동 분포가 고르게 형성되어 국부적인 열 집중 형상, 및 그로 인한 화재 사고를 개선 내지 예방할 수 있다.
제1 커버(1210)는 볼트 등의 체결부재에 의해 메인 바디(1100)에 결합되어 메인 바디(1100)의 전방에 회로기판(1300)이 배치되는 제1 수용공간을 형성할 수 있고, 제2 커버(1220)는 볼트 등의 체결부재에 의해 메인 바디(1100)에 결합되어 메인 바디(1100)의 후방에 발열판(1230)이 배치되는 제2 수용공간을 형성할 수 있다. 제1 커버(1210)와 메인 바디(1100) 사이, 제2 커버(1220)와 발열판(1230) 사이, 및 발열판(1230)과 메인 바디(1100) 사이에는 오링과 같은 실링부재(S)가 개재되어 수밀성을 향상시킬 수 있다.
발열판(1230)은 유로형성부(1140) 상에 배치되어 유로(1141)의 노출면을 폐쇄할 수 있다. 예시적으로, 유로형성부(1140)를 구성하는 직선부(1143a, 1143b) 및 곡선부(1145a, 1145b)는 발열판(1230)의 일면에 접할 수 있다.
발열판(1230)은 볼트 등의 체결부재에 의해 메인 바디(1100)에 결합될 수 있다.
발열판(1230)은 유로(1141)에 접하는 일면 및 일면의 반대면인 타면을 포함하는 금속판(1231), 금속판(1231)의 타면에 배치되는 제1 절연층(1233), 제1 절연층(1233) 상에 배치되는 발열 패턴(1235), 및 발열 패턴(1235)을 감싸는 제2 절연층(1237)을 포함할 수 있다.
금속판(1231)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(1233)은 금속판(1231)과 발열 패턴(1235) 사이의 전기 절연성을 제공할 수 있다.
발열 패턴(1235)은 전기를 공급받으면 발열하는 전기 저항체일 수 있다.
발열 패턴(1235)은 유로(1141)에 대응하게 형성될 수 있다. 즉, 발열 패턴(1235)은 유로(1141)를 따라 연장될 수 있다. 1개의 발열 패턴(1235)이 유로(1141) 내에 배치되는 것으로 도시되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 서로 평행한 2개 이상의 발열 패턴(1235)이 배치될 수도 있다.
회로기판(1300)은 볼트 등의 체결부재에 의해 메인 바디(1100)에 결합되어, 격벽부(1110)의 타면에 배치될 수 있다.
회로기판(1300)은 버스 바(1400)를 통해 발열 패턴(1235)에 전기적으로 연결되어 발열 패턴(1235)의 발열을 제어할 수 있다.
제1 커넥터(1310) 및 제2 커넥터(1320)는 메인 바디(1100)에 결합되어 외부전원(미도시)과 회로기판(1300)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 커넥터(1310)는 고전압 커넥터(HV connector)일 수 있고, 제2 커넥터(1320)는 저전압 커넥터(LV connector)일 수 있다. 회로기판(1300)은 제1 커넥터(1310) 및 제2 커넥터(1320)를 통해 외부전원으로부터 전기를 공급받을 수 있다.
한 쌍의 수온센서(1350)는 격벽부(1110)를 관통하여 유로(1141)에 연결되는 한 쌍의 삽입구(1110c) 내에 각각 배치될 수 있다. 한 쌍의 삽입구(1110c)는 각각 유입구(1110a) 및 배출구(1110b)와 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 수온센서(1350)는 유로(1141)에 유입된 직후의 유체 온도 및 유로(1141)에서 배출되기 직전의 유체 온도를 각각 측정할 수 있다. 한편, 회로기판(1300)은 한 쌍의 수온센서(1350)로부터 온도 데이터를 수신하여 이를 기초로 유로(1141)에서 배출되는 유체 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달할 수 있도록 발열판(1230)의 발열 패턴(1235)에 공급되는 전력 등을 조절할 수 있다.
한 쌍의 수온센서(1350) 중 제2 나선유로(1141c)에 연결되는 삽입구(1110c) 내에 배치되는 수온센서(1350)의 단부는 삽입구(1110c)로부터 제2 나선유로(1141c) 측으로 돌출되어 제2 나선유로(1141c)의 배출구(1110b) 측에 배치될 수 있다. 따라서, 후술하는 가이드 베인과 같은 기능을 수행할 수 있다.
버스 바(1400)는 격벽부(1110)를 관통하는 연결구(1110e) 내에 배치되어 발열판(1230)의 발열 패턴(1235)과 회로기판(1300)을 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 발열판(1230)의 발열 패턴(1235)은 버스 바(1400)를 통해 전기를 공급받을 수 있다.
도 23은 도 20의 변형 예이다.
도 20 및 도 23을 참조하면, 유로형성부(1140)를 구성하는 복수의 직선부(1143a, 1143b) 및 복수의 곡선부(1145a, 1145b) 중 일부에는 기체 배출 홈(1148)이 형성될 수 있다.
기체 배출 홈(1148)은 기포가 유로(1141)에 쌓이지 않고 배출구(1110b)로 원활히 배출될 수 있도록 우회로를 제공할 수 있다.
기체 배출 홈(1148)의 깊이는 직선부(1143a, 1143b) 및 곡선부(1145a, 1145b)의 높이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 직선부(1143a, 1143b) 및 곡선부(1145a, 1145b)의 높이가 7mm인 경우, 기체 배출 홈(1148)의 깊이는 2mm일 수 있다. 따라서, 기체 배출 홈(1148)은 직선부(1143a, 1143b) 및 곡선부(1145a, 1145b)와 발열판(1230) 사이에 배치될 수 있다.
기체 배출 홈(1148)은 제1 나선유로(1141b)와 제2 나선유로(1141c)를 상호간에 연결할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 24는 도 20의 제1 터닝 베인의 확대도이다.
도 24를 참조하면, 제1 터닝 베인(1147a)은 제1 직선부(1143a)의 가상의 연장선(A)을 기준으로 제1-1 곡률부(1147a-1) 및 제1-2 곡률부(1147a-2)로 구획될 수 있다. 제1-1 곡률부(1147a-1) 및 제1-2 곡률부(1147a-2)의 내측면 및 외측면은 곡률을 가질 수 있다. 이하에서, 특별한 설명이 없는 한, 곡률과 관련된 설면은 해당 구조물의 내측면에 관한 것으로 본다.
제1-2 곡률부(1147a-2)는 제1-1 곡률부(1147a-1)보다 유로(1141)의 하류 측에 배치될 수 있다. 즉, 제1-2 곡률부(1147a-2)는 제1-1 곡률부(1147a-1)보다 유로(1141)를 따라 배출구(1110b)에 가깝게 배치될 수 있다. 따라서, 유체는 제1-1 곡률부(1147a-1)을 거쳐 제1-2 곡률부(1147a-2)로 유동할 수 있다.
제1-2 곡률부(1147a-2)의 단부는 도면에 화살표(점선)로 표시된 것처럼 제1 직선부(1143a)를 향하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1-2 곡률부(1147a-2)의 중심각(θ2)은 90도보다 클 수 있다. 따라서, 제1 터닝 베인(1147a)에서 나오는 유체는 제1 직선부(1143a)를 향해 유동할 수 있다. 예시적으로, 제1-2 곡률부(1147a-2)의 중심각(θ2)은 110도 내지 130도일 수 있고, 바람직하게는 120도일 수 있다. 중심각(θ2)이 110도 이상이면 제1-2 곡률부(1147a-2)의 단부가 향하는 제1 직선부(1143a)의 일면에서 유속이 느려지는 유동 정체 영역이 형성되는 문제를 개선할 수 있고, 중심각(θ2)이 130도 이하이면 제1-2 곡률부(1147a-2)의 단부와 제1 직선부(1143a)의 일면 사이에서 유속이 필요 이상 증가하거나 유체 저항이 증가하는 문제를 개선할 수 있다. 이에 반해, 제1-1 곡률부(1147a-1)의 중심각(θ1)은 90도 이하일 수 있다. 따라서, 유체가 제1 터닝 베인(1147a)의 내측으로 유입된 후에 유속이 감소하는 문제를 개선할 수 있다.
제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률중심(C1)은 제1 곡선부(1145a)의 곡률중심과 일치할 수 있다. 제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률중심(C1)은 제1 직선부(1143a)의 단부에 배치될 수 있다.
제1 곡선부(1145a)의 곡률반경(R)과 제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률반경(R1)의 비는 2:1 내지 4:1일 수 있고, 바람직하게는 3:1일 수 있다. 곡률반경의 비가 2:1 이상이면 제1 직선부(1143a)의 단부에서의 유동 정체 영역의 해소 효과가 개선될 수 있고, 곡률반경의 비가 4:1 이하이면 제1 직선부(1143a)의 단부와 이격된 영역에서의 유동 정체 영역의 해소 효과가 개선될 수 있다.
제1-2 곡률부(1147a-2)의 곡률반경(R2)은 제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률반경(R1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1-2 곡률부(1147a-2)의 곡률반경(R2)과 제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률반경(R1)의 비는 7:8일 수 있다. 따라서, 제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률중심(C1)과 제1-2 곡률부(1147a-2)의 곡률중심(C2)은 서로 이격하여 배치될 수 있다. 예시적으로, 제1-2 곡률부(1147a-2)의 곡률중심(C2)은 제1 직선부(1143a)의 연장선(A) 상에 배치될 수 있고, 제1 직선부(1143a)의 연장 방향으로 제1-1 곡률부(1147a-1)의 곡률중심(C1)보다 제1 곡선부(1145a)에 가깝게 배치될 수 있다.
도 25는 도 20의 제2 터닝 베인의 확대도이다.
도 25를 참조하면, 제2 터닝 베인(1147b)은 제2 직선부(1143b)의 가상의 연장선(A)을 기준으로 제2-1 곡률부(1147b-1) 및 제2-2 곡률부(1147b-2)로 구획될 수 있다. 제2-1 곡률부(1147b-1) 및 제2-2 곡률부(1147b-2)의 내측면 및 외측면은 곡률을 가질 수 있다.
제2-2 곡률부(1147b-2)는 제2-1 곡률부(1147b-1)보다 유로(1141)의 하류 측에 배치될 수 있다. 즉, 제2-2 곡률부(1147b-2)는 제2-1 곡률부(1147b-1)보다 유로(1141)를 따라 배출구(1110b)에 가깝게 배치될 수 있다. 따라서, 유체는 제2-1 곡률부(1147b-1)을 거쳐 제2-2 곡률부(1147b-2)로 유동할 수 있다.
제2-2 곡률부(1147b-2)의 단부는 도면에 화살표(점선)로 표시된 것처럼 제2 직선부(1143b)를 향하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2-2 곡률부(1147b-2)의 중심각(θ2)은 90도보다 클 수 있다. 따라서, 제2 터닝 베인(1147b)에서 나오는 유체는 제2 직선부(1143b)를 향해 유동할 수 있다. 예시적으로, 제2-2 곡률부(1147b-2)의 중심각(θ2)은 110도 내지 130도일 수 있고, 바람직하게는 120도일 수 있다. 중심각(θ2)이 110도 이상이면 제2-2 곡률부(1147b-2)의 단부가 향하는 제2 직선부(1143b)의 일면에서 유속이 느려지는 유동 정체 영역이 형성되는 문제를 개선할 수 있고, 중심각(θ2)이 130도 이하이면 제2-2 곡률부(1147b-2)의 단부와 제2 직선부(1143b)의 일면 사이에서 유속이 필요 이상 증가하거나 유체 저항이 증가하는 문제를 개선할 수 있다. 이에 반해, 제2-1 곡률부(1147b-1)의 중심각(θ1)은 90도 이하일 수 있다. 따라서, 유체가 제2 터닝 베인(1147b)의 내측으로 유입된 후에 유속이 감소하는 문제를 개선할 수 있다.
제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률중심(C1)은 제2 곡선부(1145b)의 곡률중심과 일치할 수 있다. 제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률중심(C1)은 제2 직선부(1143b)의 단부에 배치될 수 있다.
제2 곡선부(1145b)의 곡률반경(R)과 제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률반경(R1)의 비는 2:1 내지 4:1일 수 있고, 바람직하게는 3:1일 수 있다. 곡률반경의 비가 2:1 이상이면 제2 직선부(1143b)의 단부에서의 유동 정체 영역의 해소 효과가 개선될 수 있고, 곡률반경의 비가 4:1 이하이면 제2 직선부(1143b)의 단부와 이격된 영역에서의 유동 정체 영역의 해소 효과가 개선될 수 있다.
제2-2 곡률부(1147b-2)의 곡률반경(R2)은 제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률반경(R1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2-2 곡률부(1147b-2)의 곡률반경(R2)과 제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률반경(R1)의 비는 7:8일 수 있다. 따라서, 제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률중심(C1)과 제2-2 곡률부(1147b-2)의 곡률중심(C2)은 서로 이격하여 배치될 수 있다. 예시적으로, 제2-2 곡률부(1147b-2)의 곡률중심(C2)은 제2 직선부(1143b)의 연장선(A) 상에 배치될 수 있고, 제2 직선부(1143b)의 연장 방향으로 제2-1 곡률부(1147b-1)의 곡률중심(C1)보다 제2 곡선부(1145b)에 가깝게 배치될 수 있다.
도 26은 도 20의 터닝 베인 설치에 따른 유속 분포를 나타낸 도면이다.
도 26을 참조하면, 실시 예에 따른 제1 및 제2 터닝 베인이 설치된 경우, 유동 정체 영역이 거의 완벽하게 해소되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 유동 분포가 고르게 형성되어 국부적인 열 집중 현상, 및 그로 인한 화재 사고가 개선 내지 예방될 수 있다. 특히, 제2 나선유로(1141c)의 배출구(1110b) 측에는 가이드 베인(1149)이 추가 배치될 수 있다. 가이드 베인(1149)은 제2 나선유로(1141c)의 내측면과 평행하게 연장될 수 있다. 따라서, 나선유로에 의해 발생할 수 있는 유동의 회전 성분(swirl)을 개선할 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.

Claims (20)

  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 배치되어, 상기 발열 패턴의 발열을 제어하는 회로기판; 및
    상기 발열 패턴과 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고,
    상기 유로 형성부는 상기 유로 중 곡선 유로에 배치되는 터닝 베인을 포함하는 유체 가열 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로는 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선 유로 및 복수의 곡선 유로를 포함하고,
    상기 터닝 베인은 상기 곡선 유로에서 상기 직선 유로로 배출되는 유체를 상기 직선 유로의 내측벽을 향해 유동시키는 유체 가열 히터.
  3. 제2항에 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.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 곡률부의 중심각은 90도 이하이고, 상기 제2 곡률부의 중심각은 90도보다 큰 유체 가열 히터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 중심각은 110도 내지 130도인 유체 가열 히터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 단부에 배치되는 유체 가열 히터.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 곡률부의 곡률중심은 상기 곡선부의 곡률중심과 일치하고, 상기 곡선부의 곡률반경과 상기 제1 곡률부의 곡률반경의 비는 2:1 내지 4:1인 유체 가열 히터.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 곡률반경은 상기 제1 곡률부의 곡률반경보다 작은 유체 가열 히터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 곡률부의 곡률중심은 상기 제2 직선부의 연장선 상에 배치되고, 상기 제2 직선부의 연장 방향으로 상기 제1 곡률부의 곡률중심보다 상기 곡선부에 가깝게 배치되는 유체 가열 히터.
  10. 제3항에 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.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유로는, 직선형 중앙유로, 상기 중앙유로의 제1 단에 연결되는 제1 나선유로, 및 상기 중앙유로의 제2 단에 연결되는 제2 나선유로를 포함하는 유체 가열 히터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 나선유로는 상기 중앙유로의 제1 단에서 시계 또는 반시계 방향으로 연장되고,
    상기 제2 나선유로는 상기 중앙유로의 제2 단에서 상기 제1 나선유로와 동일한 방향으로 연장되는 유체 가열 히터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 메인 바디는, 상기 유로에 유체를 공급하는 유입구, 및 상기 유로에서 유체를 배출하는 배출구를 포함하고,
    상기 제1 나선유로는 상기 유입구에 연결되고,
    상기 제2 나선유로는 상기 배출구에 연결되는 유체 가열 히터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 유입구 및 상기 배출구는 서로 인접하여 배치되는 유체 가열 히터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 나선유로 및 상기 제2 나선유로는 각각 서로 교번적으로 연결되는 복수의 직선유로 및 복수의 곡선유로를 포함하고,
    상기 터닝 베인은, 상기 제1 나선유로의 제1 직선유로에서 제1 곡선유로를 거쳐 상기 중앙유로로 배출되는 유체를 상기 제1 직선유로와 상기 중앙유로 사이의 제1 직선부를 향해 유동시키는 제1 터닝 베인, 및 상기 중앙유로에서 상기 제2 나선유로의 제2 곡선유로를 거쳐 제2 직선유로로 배출되는 유체를 상기 중앙유로와 상기 제2 직선유로 사이의 제2 직선부를 향해 유동시키는 제2 터닝 베인을 포함하는 유체 가열 히터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유로형성부는, 상기 제1 곡선유로를 구획하는 제1 곡선부, 및 상기 제2 곡선유로를 구획하는 제2 곡선부를 포함하고,
    상기 제1 터닝 베인은 상기 제1 직선부와 상기 제1 곡선부 사이에 배치되고,
    상기 제2 터닝 베인은 상기 제2 직선부와 상기 제2 곡선부 사이에 배치되는 유체 가열 히터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 터닝 베인은, 상기 제1 직선부의 연장선을 기준으로 제1-1 곡률부 및 제1-2 곡률부로 구획되고,
    상기 제2 터닝 베인은, 상기 제2 직선부의 연장선을 기준으로 제2-1 곡률부 및 제2-2 곡률부로 구획되고,
    상기 제1-1 곡률부보다 상기 유로의 하류 측에 배치되는 상기 제1-2 곡률부의 단부는 상기 제1 직선부를 향하도록 배치되고,
    상기 제2-1 곡률부보다 상기 유로의 하류 측에 배치되는 상기 제2-2 곡률부의 단부는 상기 제2 직선부를 향하도록 배치되는 유체 가열 히터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1-2 곡률부 및 상기 제2-2 곡률부의 중심각은 각각 90도보다 큰 유체 가열 히터.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1-2 곡률부의 곡률반경은 상기 제1-1 곡률부의 곡률반경보다 작고,
    상기 제2-2 곡률부의 곡률반경은 상기 제2-1 곡률부의 곡률반경보다 작은 유체 가열 히터.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 유로형성부는, 상기 제2 나선유로의 상기 배출구 측에 배치되는 가이드 베인을 포함하고,
    상기 가이드 베인은 상기 제2 나선유로의 내측면과 평행하게 연장되는 유체 가열 히터.
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