KR100972095B1

KR100972095B1 - 자동차 공조장치용 전열히터

Info

Publication number: KR100972095B1
Application number: KR1020030046637A
Authority: KR
Inventors: 장길상; 한인철
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2010-07-22
Also published as: KR20050006712A

Abstract

본 발명은 자동차 공조장치용 전열히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PTC소자를 포함하는 발열체를 외부로부터 전기적, 기계적으로 보호함으로써, 발열체가 외력에 의해 파손 또는 이탈되는 것을 방지함과 함께, 전기적인 단락을 방지하도록 하고, 또한 외부로부터의 불순물의 침입을 방지하며, 발열량 및 열전도성을 증대시키고 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 공조장치용 전열히터에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 서로 대향하는 제1 및 제2 지지프레임(1, 2) 사이에 설치된 복수개의 방열핀(3)과; 상기 복수개의 방열핀(3) 사이에 각각 서로 간격을 두고 설치된 방열핀 지지플레이트(6) 및, 각각 대향하는 양단부중 적어도 일단부에 적어도 1개 이상의 'U'형 곡선부(4a, 5a ; 14a, 15a ; 24a, 24b ; 25a, 25b)와 상기 'U'형 곡선부에서 연장된 직선부로 이루어진 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)를 서로 브레이징접합하여 일체형의 방열코어를 형성하고, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트의 내부에는 외부로부터 공급되는 전기에 의해 발열되는 발열체(7)가 설치되고, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트는 일단부에 적어도 1개 이상 형성된 'U'형 곡선부에 의해 서로 탄성적으로 밀착되어 상기 발열체(7)를 감싸도록 외부로부터 밀폐되는 것을 특징으로 한다.

전열히터, 발열체, 튜브, 방열핀, 방열코어, PTC소자, 지지플레이트

Description

자동차 공조장치용 전열히터{Electric Heater for Air Conditioner of a Car}

도1은 종래 기술에 의한 전열히터의 구성을 나타낸 단면도.

도2는 본 발명에 의한 전열히터의 정면도.

도3은 제1 및 제2 지지프레임을 각각 체결하기 위한 한쌍의 케이스부재를 생략한 상태에서의 도2의 A-A선 단면도.

도4는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 발열체 지지플레이트의 구조의 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 ... 제1 프레임

2 ... 제2 프레임

3, 53 ... 방열핀

4, 5, 14, 15, 24, 25 ... 발열체 지지플레이트

4a, 5a, 14a, 15a, 24a, 24b, 25a, 25b ... 'U'형 곡선부

6 ... 방열핀 지지플레이트

7, 54 ... 발열체

7a, 7b, 54b ... PTC소자

7c ... 전극판

11 ... 접착제

54a ... 금속띠편

54c ... 고정부재

55 ... 내방웹

56 .. 파형 스프링

일반적으로, 자동차용 공조장치는, 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 냉매를 압축하여 응축기로 보내고, 이 응축기에서 냉각팬의 강제송풍에 의하여 냉매를 응축시킨 다음, 이 냉매를 리시 버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거치도록 하여 다시 압축기로 복귀시킨다. 이 과정에서 공조케이스의 입구단에 설치되는 블로어 유니트(Blower Unit)의 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 증발기를 거치는 냉매를 열교환시켜 송풍공기를 냉기상태로 차량 실내로 토출시킴으로써, 차량 실내를 냉방한다.

한편, 난방시스템은 엔진의 냉각수를 히터 코어를 거쳐 엔진으로 복귀시키는 과정에서, 블로어 유니트의 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 히터 코어를 거치는 냉각수를 열교환시켜 송풍공기를 온기상태로 차량 실내로 토출시킴으로써 차동차 실내를 난방한다.

특히, 상기 난방시스템은, 엔진이 가동된 후 엔진의 주위를 흐르는 냉각수가 충분히 가열된 상태에서 자동차 실내를 난방하는 것이나, 동절기에는 엔진과 냉각수가 영하의 온도로 냉각되어 있는 상태이므로, 엔진의 열이 일정온도 이상으로 상승되기 까지는 장시간이 소요됨으로써, 엔진 가동후 초기 난방의 효과를 기대할 수가 없다.

이에 따라 자동차의 초기난방을 위해, 온도상승에 따라 저항값이 증가하는 정온도특성을 갖는 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 이용한 전열히터가 개발되어 왔다.

상기 PTC소자를 이용한 전열히터는 공조장치의 케이스내에 설치된 통상의 히터코어 근방에 배치되어 공기를 직접 가열하므로, 엔진의 초기구동시부터 정상구동시까지 자동차 실내의 온도를 상승시킬 수 있다.

도1은, 그 일례로서, 종래기술에 의한 자동차 공조장치용 전열히터의 단면도 를 도시한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 상기 전열히터는 서로 대향하는 상·하부 프레임(51, 52) 사이에 일정한 길이를 갖는 코루게이트형(Corrugated) 방열핀(53)이 소정의 간격을 두고 복수개 배열되어 있고, 상기 방열핀(53) 사이에 발열체(54)들이 개재되어 있고, 상기 상·하부 프레임(51, 52)측에 각각 인접한 방열핀(53)의 외측에는 내방웹(55)이 배치되어 있으며, 상기 상부 프레임(51) 또는 하부 프레임(52)과 내방웹(55)사이에는 파형 스프링(56)이 장착된 구조로 되어 있다.

또한, 상기 발열체(54)는 상하로 이격된 금속띠편(54a)과, 이 금속띠편(54a) 사이에서 PTC소자(54b)를 고정하는 절연재인 고정부재(54c)로 이루어져 있다.

상기와 같이 적층된 구성요소들은 측면 프레임(57)에 의해 하나의 조립체로 고정되어 있다. 한편, 상기 금속띠편(54a)의 일단부에는 전기배선에 연결되기 위한 단자(58)가 연설되어 상기 측면 프레임(57)의 외측으로 소정 길이 돌출되어 있다. 미설명 부호 '59'는 내부의 방열핀(53)에 견고하게 고정된 지지띠를 표시한 것이다.

상기한 종래의 전열히터는 엔진의 초기구동시부터 엔진의 온도가 상승되기 까지 난방성능을 높일수는 있으나, 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 발열체(54)를 구성하는 금속띠편(54a)이 인접한 방열핀(53)과 전기적으로 절연되어 있지 않으므로, 외부로부터 다량의 전도성 액체 및 금속이 투입될 경우에 전기적인 단락이 발생하여 전기적인 사고 및 화재 발생을 유발하는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 발열체(54)는 단순히 방열핀 사이에 개재된 상태로 외부에 노출되어 있기 때문에, 차체의 심한 진동 등에 의해 파손되거나 이탈되는 문제점이 있었다.

셋째, 상기 상·하부 프레임(51, 52)은 파형 스프링(56)과 방열핀(53)을 가압한 상태에서 측면 프레임(57)에 의해서만 고정되어 있기 때문에, 측면 프레임(57)은 과도한 압력을 받게 되고, 상대적으로 전열히터 중앙부에 가해지는 외력은 줄어들어 발열체(54)를 구성하는 금속띠편(54a)과 방열핀(53)이 잘 밀착되지 않아 열전도성이 저하되는 문제점이 있었다.

넷째, 상기 금속띠편(54a) 사이에 설치된 고정띠(54c)는 절연체로 되어 있으므로, 전기가 통하지 않을 뿐만 아니라 열전달도 방해받고, 또한 PTC소자(54b)는 열전달이 잘 안되는 반도체 세라믹소재로 되어 있기 때문에, 전원의 용량조절을 위해 각 방열핀사이에 복수개 설치된 발열체(54)중 일부의 발열체(54)에만 통전시켰을 경우에 통전되지 않은 발열체의 PTC소자는 단열체로 작용함으로써, 전체적으로 열전달이 확산되지 않고 국부적으로 발생하는 문제점이 있었다.

다섯째, 상기 방열핀(53)의 외측을 가압하기 위해 파형 스프링(56)을 상기 상·하부 프레임(51, 52)과 상기 방열핀(53)의 외측사이에 설치하였으나, 상기 파형 스프링(56)의 형상적인 특성으로 인해 방열핀(53)의 임의의 지점에 과도한 힘이 전달되어 방열핀(53)이 좌굴(挫屈, Buckling)되는 것을 방지하기 위하여 별도의 내방웹(55)을 설치해야만 함으로써 부품수가 증가되어 조립 작업효율 및 생산성이 떨어진다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 방열핀 사이에 설치되는 발열체를 전기적, 기계적으로 보호함으로써, 발열체가 외력에 의해 파손 또는 이탈되는 것을 방지함과 동시에, 전기적인 단락에 의한 사고 및 화재 발생을 방지하도록 하고, 또한 외부로부터의 불순물의 침입을 방지하도록 하며, 발열체들의 구성부품간의 접촉이 항시 밀착되도록 하여 발열체들의 발열량 및 열전도성을 증대시키도록 하고, 더욱이 배터리의 용량조절을 위해 복수개의 발열체들중 몇개의 발열체에만 통전시키더라도 히터 전부분에 열전달이 확산되도록 하고, 전체적으로 부품수를 감소시켜 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 공조장치용 전열히터를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 서로 대향하는 제1 및 제2 지지프레임과;

상기 제1 및 제2 지지프레임 사이에 열전달이 용이하도록 소정의 간격을 두고 설치된 복수개의 방열핀과;

상기 복수개의 방열핀 사이에 각각 서로 간격을 두고 설치된 방열핀 지지플레이트 및, 각각 대향하는 양단부중 적어도 일단부에 적어도 1개 이상의 곡선부와 상기 곡선부로부터 연장된 직선부로 이루어지고, 상기 곡선부에 의해 서로 탄성적으로 밀착되어 상기 발열체를 감싸도록 외부로부터 밀폐되는 한쌍의 발열체 지지플레이트와;

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트의 내부에 설치되어, 외부로부터 공급되는 전기에 의해 발열되도록 각각의 발열체 지지플레이트에 접하여 대향하여 설치된 한쌍의 PTC소자와, 상기 한쌍의 PTC소자 사이에 개재된 전극판을 포함하는 발열체와;

상기 제1 및 제2 지지프레임의 양단에 결합되는 제1 및 제2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 방열핀, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트, 및 상기 방열핀 지지플레이트는, 브레이징접합되어 일체형의 방열코어를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트와 상기 전극판에 서로 다른 극성을 갖는 전기가 인가되도록 상기 전극판이 양(+)극성을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트는, 비대칭 구조로서 각각 일단부에 1개의 'U'형 곡선부 및 상기 'U'형 곡선부로부터 연장되는 직선부를 갖고, 각 발열체 지지플레이트의 'U'형 곡선부가 대향하는 발열체 지지플레이트의 직선부와 접하도록 하고, 상기 PTC소자의 일단부는 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트중 하나의 발열체 지지플레이트의 'U'형 곡선부 끝단과 접촉되고, 상기 PTC소자의 일단부는 다른 하나의 발열체 지지플레이트의 'U'형 곡선부 끝단과 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트는, 대칭구조로서 각각 양단부에 1개의 'U'형 곡선부 및 상기 양단부의 'U'형 곡선부로부터 연장되는 직선부를 갖고, 상기 한쌍의 PTC소자의 각 양단부는 각각 발열체 지지플레이트의 'U'형 곡선부 내에 배치되고, 전극판은 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트의 각 곡선부가 접촉되는 끝단에 근접하도록 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트는, 대칭구조로서 각각 양단부에 방열핀측에 근접하여 형성된 'U'형 곡선부와 상기 'U'형 곡선부로부터 연장되어 상기 'U'형 곡선부와 반대방향으로 형성된 'U'형 곡선부를 갖고, 상기 방열핀에 근접한 'U'형 곡선부는 방열핀의 길이방향을 따른 직선부로 이어져 있고, 상기 한쌍의 PTC소자의 각 양단부의 일부는 상기 방열핀측에 근접하여 형성된 'U'형 곡선부와 반대형상인 'U'형 곡선부의 일부와 접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트가 접촉되는 양단부에는 외부로부터의 밀폐성을 향상시키기 위해 접착제가 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 자동차 공조장치용 전열히터에 있어서, 상기 전극판과 상기 발열체 지지플레이트가 접촉되는 끝단 사이에는 전기단락을 방지하기 위하여 절연체가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 전열히터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 자동차 공조장치용 전열히터의 정면도이고, 도3은 도2 에 있어서 제1 및 제2 지지프레임을 각각 체결하는 한쌍의 케이스를 생략한 상태에서의 도2의 A-A선 단면도이다.

본 발명에 의한 전열히터는, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 좌우측에 서로 대향하는 제1 및 제2 지지프레임(1, 2) 사이에 열전달이 용이하도록 알루미늄 박판재에 의해 형성된 코루게이트형 방열핀(3)이 길이방향으로 소정의 간격을 두고 복수개 배열되어 있고, 상기 방열핀(3) 사이에는 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)와 방열핀 지지플레이트(6)가 서로 간격을 두고 교대로 설치되어 있으며, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4)의 내부에는 외부의 전기공급에 의해 발열하는 발열체(7)가 설치되어 있고, 제1 및 제2 케이스(8, 9)가 상기 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)을 체결하도록 상기 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)의 길이방향에 각각 수직하여 평행하게 설치된 구조로 되어 있다.

상기 방열핀(3), 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5) 및, 상기 방열핀 지지플레이트(6)는, 가조립된 후 지그(Jig)에 의해 지지된 상태에서 노(爐)내에서 브레이징(Brazing)접합되므로 일체형의 방열코어로서 서로 견고하게 결합된다. 단, 상기 발열체(7)가 삽입될 발열체 지지플레이트(4)가 그 형상을 유지할 수 있도록 그 내부에 브레이징되지 않는 재질로 된 소정 두께의 더미(Dummy) 플레이트를 임시적으로 삽입한 후 브레이징을 한다. 브레이징공정이 완료되면, 상기 더미 플레이트를 제거하고 그 위치에 후술하는 발열체(7)의 구성부품을 삽입한다.

또한, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)는, 도3에 도시된 바와 같이, 비대칭구조로서, 각각 단면형상으로 끝단에 'U'형 곡선부(4a, 5a)를 갖고, 이 'U' 형 곡선부(4a, 5a)로부터 상기 방열핀(3)의 길이방향으로 연장되는 직선부(4b, 5b)를 갖는다.

상기와 같이 구성된 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)는, 방열코어의 조립시 최외측에 설치되는 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)으로부터의 가압력에 의해 발열체 지지플레이트(4)의 직선부(4b)가 대향하는 발열체 지지플레이트(5)의 'U'형 곡선부(5a)에 밀착되고, 마찬가지로 발열체 지지플레이트(5)의 직선부(5b)가 대향하는 발열체 지지플레이트(4)의 'U'형 곡선부(4a)에 밀착됨으로써 외부로부터 밀폐된다. 즉, 상기 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)에 의해 방열코어가 밀착될때, 상기 발열체 지지플레이트(4, 5)의 각각의 'U'형 곡선부(4a, 5a)는 그 형상구조상 탄성에 의해 휘어지고, 이에 의해 대응하는 발열체 지지플레이트(4, 5)의 각각의 직선부(4b, 5b)는 상기 'U'형 곡선부(4a, 5a)측으로 강하게 밀착됨으로써 외부와 차단된다. 이에 따라, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)는 밀폐된 내부공간을 갖게 되어, 외부로부터의 이물질 침입을 차단할 수가 있다.

한편, 상기와 같이 밀폐된 발열체 지지플레이트(4, 5) 내부에 설치되는 발열체(7)는, 도3에 상세히 도시된 바와 같이, 양측에 대향하여 설치된 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)와, 이 한쌍의 PTC소자(7a, 7b) 사이에 개재된 도전성 금속제의 전극판(7c)을 포함하는 3층 구조로 되어 있다.

본 발명에서는, 위와같이 한쌍의 PTC소자(7a, 7b) 사이에 전극판(7c)이 위치되는 경우, 그 전극판(7c)은 양(+)극으로서 작용하도록 하고, 상기 방열핀(3)을 통해 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)가 음(-)극으로서 작용하도록 함으로써, 종래기술에 사용되던 별도의 음극 전극판이 필요없게 된다. 이 경우, 상기 PTC소자(7a)의 일단부는 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)중 하나의 발열체 지지플레이트(5)의 'U'형 곡선부(5a) 끝단과 접촉되도록 하고, 상기 PTC소자(7b)의 소자의 일단부는 다른 하나의 발열체 지지플레이트(4)의 'U'형 곡선부(4a) 끝단과 접촉되도록 하는 것이 바람직하다,

상기 양극 전극판(7c)은, 도2에 도시된 바와 같이, 제1 케이스(8)에 형성된 관통공(미도시)을 통하여 상기 제1 케이스(8)의 외부로 돌출되어 자동차의 전원에 접속되는 전기배선에 연결되며, 이와 더불어 상기 복수개의 방열핀(3)중 어느 하나에 연결되어 제1 케이스(8) 또는 제2 케이스(9)의 관통공을 통하여 돌출된 음극 단자(10)를 전기배선에 연결함으로써 발열체(7)에 전류를 공급할 수가 있다.

일반적으로, 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)는 정온도특성을 갖는 반도체 세라믹소자이고, 상기 전극판(7c)과의 밀착정도에 따라 발열성능이 좌우된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)가 최대의 발열성능을 발휘하도록, 이들을 밀폐된 구조를 형성하는 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)사이에 설치하여, 상기 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)에 의한 압착력에 의해 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)와 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)가 면접촉되면서 밀착되고, 이에 따라 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)가 상기 전극판(7c)에 최대한 밀착되도록 하였다.

더욱이, 상기와 같이 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)에 의해 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)가 각각 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)에 밀착될 때, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)에 각각 형성된 'U'형 곡선부(4a, 5a)는 탄성이 있는 스프링부재의 역할을 하게 되어, 대응하는 발열체 지지플레이트(4, 5)의 직선부(4ab 5b)에 강하게 밀착되면서 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)의 밀폐성을 확보함과 동시에, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5) 내부에 설치된 발열체(7)의 구성부품간의 밀착성을 향상시키게 된다.

이와같이, 본 발명에서는, 종래와 같이 방열코어의 밀착성을 위해 별도로 설치되던 스프링부재가 필요없게 되어, 부품수 및 조립공수를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기한 종래의 전열히터는, 발열체가 외부로 노출되어 있음으로 인하여 외력에 의해 파손 또는 이탈되거나, 외부로부터 이물질이 침입되어 전기적인 사고가 발생되는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는, 발열체(7)가 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)의 내부에 설치되어 외부와 밀폐되어 있으므로, 외부로부터의 어떠한 충격이나 이물질의 침입을 방지할 수 있어 안전성 및 부품에 대한 신뢰성이 높아지게 된다.

또한, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)의 밀폐성을 보다 향상시키기 위하여, 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)가 서로 접촉되는 단부사이에 접착제(11)를 도포할 수도 있다.

한편, 발열체를 보호하기 위해 외부로부터 밀폐되는 한쌍의 발열체 지지플레이트는, 도4에 예시된 구조로 형성할 수도 있다.

도4에 있어서, 한쌍의 발열체 지지플레이트의 각 양단부의 구조는 동일하므로, 여기에서는 편의상, 그 일단부의 구조만 도시하였다.

먼저, 도4(a)에 도시된 바와 같이, 방열핀(3) 사이에 대향하여 설치된 한쌍의 발열체 지지플레이트(14, 24)는, 각각 양 단부에 'U'형 곡선부(14a, 15a)를 갖고, 중앙부분은 방열핀(3)의 길이방향을 따른 직선부로 형성되어 있다. 이러한 구조를 갖는 한쌍의 발열체 지지플레이트(14, 24) 내부에는, 상술한 바와 같은 발열체(7)의 구성부품을 설치하되, 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)의 각 양단부는 각각 발열체 지지플레이트(14, 15)의 곡선부(14a, 15a) 내에 배치되고, 전극판(7c)은 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(14, 15)의 각 곡선부(14a, 15a)가 접촉되는 끝단에 근접하도록 설치된다. 이때, 상기 전극판(7c)은 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)의 길이보다 짧게 형성된다.

또한, 도4(b)에 도시된 바와 같이, 한쌍의 발열체 지지플레이트(24, 25)는, 각각 양 단부에 방열핀(3)에 근접하여 형성된 'U'형 곡선부(24a, 25a)와, 상기 'U'형 곡선부(24a, 25a)로부터 연장되어 반대방향으로 형성된 'U'형 곡선부(24b, 25b)로 구성된 2개의 'U'형 곡선부를 갖고, 그 중앙부분은 방열핀(3)의 길이방향을 따른 직선부로 형성되어 있다. 이러한 구조를 갖는 한쌍의 발열체 지지플레이트(24, 25) 내부에는, 도4(a)와 마찬가지로 상기 발열체(7)의 구성부품을 설치하되, 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)의 각 양단부의 일부는 상기 상기 각 'U'형 곡선부(24b, 25b)의 일부와 접촉되도록 배치되고, 상기 전극판(7c)은 상기 'U'형 곡선부(24b, 25b)와 접촉되지 않도록 배치된다.

상기 도4(a) 및 도4(b)의 경우에서, 상기 전극판(7c)과 상기 발열체 지지플레이트(14, 15)가 접촉되는 끝단 사이, 또는 상기 전극판(7c)과 상기 발열체 지지 플레이트(24, 25)가 접촉되는 끝단 사이에는, 전기단락을 방지하기 위하여 절연체(16)를 설치하는 것이 바람직하다.

이와같이 밀폐된 내부공간에 발열체(7)를 포함하는 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)는, 상기 발열체(7)를 외부의 불순물로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 발열체(7)의 PTC소자(7a, 7b)로부터 발생하는 열이 전달될 수 있는 통로로서도 작용하므로, 발열체(7)로부터의 발열량이 증대되고 발열체(7)로부터 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)로의 열전달 효율이 향상된다.

즉, 상기와 같이 각 구성부품이 밀착된 상태에서, 양극 전극판(7c)과 음극단자(10)를 통해 전원이 인가되면, 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)에 의해 발생된 열이 상기 발열체 지지플레이트(4)를 통하여 방열핀(3)측으로 바로 전달되므로 열저항이 감소되어 열전달 효율이 증대되는 것이다.

한편, 상기 발열체(7)는, 도3에 도시된 바와 같이, 복수개(도면에서는 편의상 5개 도시)로 설치할 수 있는데, 그 갯수는 자동차의 난방용량 및 성능을 고려하여 결정된다. 필요에 따라, 상기 방열핀(3) 사이에는 상기 방열핀 지지플레이트(6) 대신에 발열체(7)를 내장한 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)만을 설치할 수도 있다.

상기 복수개의 발열체(7)는 전기적으로 평행하게 연결되며, 차량에 구비된 릴레이 스위치를 통하여 통전되며, 상기 릴레이 스위치는 제어유니트에 의해 독립적으로 개폐가 제어된다.

이와같이 복수개의 발열체(7)가 설치된 전열히터를 자동차에 장착할 때, 차량의 발전기 및 배터리의 용량이 제한되는 문제로 인하여 그 전열히터의 용량을 제한해야만 하는 상황이 발생할 수도 있다.

예를들면, 복수개의 발열체 지지플레이트(4, 5)중 일부의 발열체 지지플레이트(4, 5)내에 설치된 발열체(7)만을 가열할 경우가 있다.

상기와 같이 일부의 발열체(7)만 가동하더라도, 본 발명에 따른 전열히터에 의하면, 방열핀(3)과 발열체 지지플레이트(4, 5)가 브레이징접합에 의해 열적으로 통해 있으므로, 상기 발열체(7)로부터 발생된 열이, 그 발열체(7)가 내장된 발열체 지지플레이트(4, 5)와 인접한 방열핀(3)을 거쳐 다른쪽의 발열체 지지플레이트측으로 전달되면서 히터의 전부분으로 확산됨으로써, 종래의 전열히터에 비하여 열전달효율이 높아지게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 전열히터에 따르면, 발열체를 한쌍의 발열체 지지플레이트의 내부에 설치하여 외부로부터 전기적, 기계적으로 보호함으로써, 외력에 의한 파손 및 이탈과 외부 불순물의 침입을 확실히 방지할 수 있음은 물론, 전기적인 단락에 의한 사고 및 화재 발생을 방지할 수 있다.

또한, 한쌍의 대향하는 지지프레임 사이에 방열코어를 설치하여 조립하는 경우, 각 발열체 지지플레이트의 적어도 일단부에 형성된 'U'형 곡선부가 탄성작용을 하면서 발열체의 구성부품들을 밀착하여 접촉시킬 수 있으므로, 종래와 같이 별도의 탄성부재를 필요로 하지 않게 되어 전체적으로 부품수 및 조립공수를 감소시켜 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 방열핀과 발열체가 내장된 한쌍의 발열체 지지플레이트가 브레이징접합에 의해 열적으로 통해 있으므로, 용량조절을 위해 일부의 발열체 지지플레이트내의 발열체만 가동하더라도, 그 발열체로부터 발생된 열이 히터의 전부분으로 확산됨으로써, 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 당업자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

Claims

서로 대향하는 제1 및 제2 지지프레임(1, 2)과;

상기 제1 및 제2 지지프레임(1, 2) 사이에 열전달이 용이하도록 소정의 간격을 두고 설치된 복수개의 방열핀(3)과;

상기 복수개의 방열핀(3) 사이에 각각 서로 간격을 두고 설치된 방열핀 지지플레이트(6) 및, 각각 대향하는 양단부중 적어도 일단부에 적어도 1개 이상의 곡선부(4a, 5a ; 14a, 15a ; 24a, 24b ; 25a, 25b)와 상기 곡선부(4a, 5a ; 14a, 15a ; 24a, 24b ; 25a, 25b)로부터 연장된 직선부로 이루어지고, 상기 곡선부(4a, 5a ; 14a, 15a ; 24a, 24b ; 25a, 25b)에 의해 서로 탄성적으로 밀착되는 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)와;

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)에 의해 둘러싸여져 외부로부터 밀폐되도록 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)의 내부에 설치되어, 외부로부터 공급되는 전기에 의해 발열되도록 각각의 발열체 지지플레이트에 접하여 대향하여 설치된 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)와, 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b) 사이에 개재된 전극판(7c)을 포함하는 발열체(7)와;

상기 제1 및 제2 지지프레임의 양단에 결합되는 제1 및 제2 케이스(8, 9)를 포함하고,

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)가 접촉되는 양단부에는, 외부로부터의 밀폐성을 향상시키기 위해 접착제(11)가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터.
제1항에 있어서,

상기 방열핀(3), 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25), 및 상기 방열핀 지지플레이트(6)는, 브레이징접합되어 일체형의 방열코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5 ; 14, 15 ; 24, 25)와 상기 전극판(7c)에 서로 다른 극성을 갖는 전기가 인가되도록 상기 전극판(7c)이 양(+)극성을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)는, 비대칭 구조로서 각각 일단부에 1개의 'U'형 곡선부(4a, 5a) 및 상기 'U'형 곡선부(4a, 5a)로부터 연장되는 직선부(4b, 5b)를 갖고, 각 발열체 지지플레이트(4, 5)의 'U'형 곡선부(4a, 5a)가 대향하는 발열체 지지플레이트(4, 5)의 직선부(4b, 5b)와 접하도록 하고, 상기 PTC소자(7a)의 일단부는 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(4, 5)중 하나의 발열체 지지플레이트(5)의 곡선부(5a) 끝단과 접촉되고, 상기 PTC소자(7b)의 일단부는 다른 하나의 발열체 지지플레이트(4)의 곡선부(4a) 끝단과 접촉되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(14, 15)는, 대칭구조로서 각각 양단부에 1개의 'U'형 곡선부(14a, 15a) 및 상기 양단부의 'U'형 곡선부(14a, 15a)로부터 연장되는 직선부를 갖고, 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)의 각 양단부는 각각 발열체 지지플레이트(14, 15)의 'U'형 곡선부(14a, 15a) 내에 배치되고, 전극판(7c)은 상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(14, 15)의 각 곡선부(14a, 15a)가 접촉되는 끝단에 근접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 발열체 지지플레이트(24, 25)는, 대칭구조로서 각각 양단부에, 방열핀(3)측에 근접하여 형성된 'U'형 곡선부(24a, 25a)와 상기 'U'형 곡선부(24a, 25a)로부터 연장되어 상기 'U'형 곡선부(24a, 25a)와 반대방향으로 형성된 'U'형 곡선부(24b, 25b)를 갖고, 상기 방열핀(3)에 근접한 'U'형 곡선부(24a, 25a)는 방열핀(3)의 길이방향을 따른 직선부로 이어져 있고, 상기 한쌍의 PTC소자(7a, 7b)의 각 양단부의 일부는 상기 방열핀(3)에 근접하여 형성된 'U'형 곡선부(24a, 25a)와 반대형상인 각 'U'형 곡선부(24b, 25b)의 일부와 접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터.
삭제
제1항 내지 제 6항중 어느 한항에 있어서,

상기 전극판(7c)과 상기 발열체 지지플레이트(14, 15 ; 24, 25)가 접촉되는 끝단 사이에는, 전기단락을 방지하기 위하여 절연체(16)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 전열히터.