具有熔断功能的发热元件及包括此的加热单元的制作方法

本发明涉及发热元件，更详细地说，涉及本身具有熔断功能的发热元件及包括此的加热单元。

背景技术：

使用普遍的镍铬合金丝的加热器在过热时存在着火的担忧。据此，电动汽车为了制暖，安装利用ptc元件的加热单元。

然而，作为发热元件利用ptc元件的加热单元在扩大ptc元件的大小上存在局限性，因此无法得到大发热量。

另外，在利用ptc元件的加热单元由于作为导电体的导电性碳混合物只结合于ptc元件的发热面中的一部分，因此存在根据导电体部位出现温度分布不均并且传递于散热片的温度不同的问题。

从而，正在要求开发形成均匀的温度分布并且可得到大发热量的发热元件及加热单元。

另外，这种利用ptc元件的加热单元使用在发热元件产生的热传递至散热片来加热与散热片接触的空气的方式，因此在从发热元件向散热片传递热的过程中产生热阻，存在大幅度降低热密度的结构性问题。

技术实现要素：

(要解决的问题)

本发明是考虑到如上所述的观点而提出的，目的在于提供一种具有熔断功能的发热元件及包括此的加热单元，降低热阻来提高热密度的同时也可将在发热过程中可发生的过热引起的着火防止于未然。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种可获得均匀的温度分布并且可确保大发热量的具有熔断功能的发热元件及包括此的加热单元。

(解决问题的手段)

为了达到如上所述的目的，本发明提供一种具有熔断功能的发热元件，包括：多个热源，在施加电流时发热；熔断部件，两端部侧物理性连接于相互间隔间距配置的两个热源来串联连接所述两个热源，并且在设定温度以上时熔断，以切断所述两个热源的电连接；及绝缘部件，包裹所述多个热源及熔断部件。

另外，所述热源可以是具有预定面积的板形状的导电性部件。举一示例，所述热源可以是包含非结晶带片、金属片、铁铬铝合金及铁碳合金中的至少一种的板形状的垫片。

另外，所述熔断部件可以是具有预定面积的板形状的导电性部件。举一示例，所述熔断部件可由铅、锡、锌、镉、铜及将这些相互组合的一种以上的金属材料构成。

另外，所述熔断部件的两端部侧可分别连接于相互间隔间距配置的两个热源的上面或者下面。

另外，所述熔断部件可包括：第一熔断部件，两端部侧分别连接于相互间隔间距配置的两个热源的上面；第二熔断部件，两端部侧分别连接于相互间隔间距配置的所述两个热源的下面。此时，所述第一熔断部件及第二熔断部件的至少一部分在所述两个的第一热源及第二热源之间可接触。

另外，所述绝缘部件可以是具有绝缘性的薄膜部件。

另外，所述发热元件可沿着长度方向折弯多次而成，以形成使流体通过的流道。在如此的情况下，所述发热元件可折弯多次而成，以沿着长度方向交替形成峰部和谷部，所述流道可以是通过所述峰部及谷部形成的空间。

另外，所述发热元件还可包括通过粘接层附着于所述绝缘部件的一面的金属片。

本发明提供包括上述的具有熔断功能的发热元件的加热单元。

(发明的效果)

通过本发明，由于发热元件本身内置有熔断功能，因此在施加电源时发热的多个热源以设定温度的以上的高温发热的情况下熔断，进而切断电流流动，可将过热引起的着火现象防止于未然。据此，即使发生控制器故障，也可保护加热器本身。

另外，本发明中发热元件实现为面形状，进而降低热阻，可提高发热效率，并且可提高反应性。

附图说明

图1是示出本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件的示意图；

图2是从正面看图1的图；

图3是示出本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件展开的状态的图；

图4作为图3的a-a方向剖面图，是示出两个热源和熔断部件的连接关系的图；

图5作为图3的a-a方向剖面图，是示出两个热源和熔断部件的连接关系的另一形态的图；

图6作为图3的a-a方向剖面图，是示出两个热源和熔断部件的连接关系的其他一形态的图；

图7是示出在图4中在绝缘部件的外面适用金属片的状态的图；及

图8是示出本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件实现为加热器的情况的示例图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例，以使在本发明所属技术领域中具有常规知识的人可容易实施。本发明可实现各种不同的形态，不限于在此说明的实施例。为了明确说明本发明，在附图中省略与说明无关的部分，在说明书全文中对于相同或者类似的构成元素赋予相同的附图标记。

如图1至图7所示，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200包括：多个热源110、熔断部件120、120’、120”及绝缘部件130。

所述多个热源110在施加电源时发热，进而可产生热。如图4至图7所示，如此的多个热源110可沿着所述发热元件100、200的长度方向相互间隔间距配置，并且通过所述熔断部件120、120’、120”可相互电连接。

即，所述多个热源110可沿着所述发热元件100、200的长度方向相互间隔间距配置，沿着长度方向间隔间距配置的两个热源110可通过所述熔断部件120、120’、120”串联连接。

据此，在从外部施加电源的情况下，所述多个热源110通过熔断部件120、120’、120”相互电连接，进而可发热。

此时，所述多个热源110可配置成具有预定面积的板形状。即，所述热源110可以是在施加电源时产生热的板形状的导电性部件。

作为非限制性一示例，所述热源110可使用非结晶带片。在此，所述非结晶带片可以是包含非结晶合金及纳米结晶合金中的至少一种的带片。另外，所述热源110可以是具有预定面积的板形状的金属片，作为所述金属片可使用铝或者铜等。

再则，所述热源110也可以是包含铁铬铝合金及铁碳合金中的至少一种的板形状的导电性部件，以防止因为反复暴露在热疲劳而结晶。

然而，所述热源110的材料不限于此，线形的导电性部件排列成预定图案也可以实现板形状或者面形状，只要热源可实现面形状或者板形状，可适用用作加热器的公知的所有热源。

在此，构成所述发热元件100、200的多个热源110可配置成具有相互相同的面积，也可配置成具有相互不同的面积。

据此，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200可实现为具有预定的面积的多个热源110通过所述熔断部件120、120’、120”相互电连接的面形状的发热元件。

因此，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200为在施加电源时具有预定面积的热源110可同时发热，进而可增加发热面积，通过增加的发热面积可扩大与空气的热交换面积，因此可提高反应性。

另外，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200为在各个热源110中能够以预定面积产生热，进而即使整体长度增加，无论位置如何也可实现均匀的发热温度。

所述熔断部件120、120’、120”可物理性连接沿着所述发热元件100、200的长度方向相互间隔间距配置的两个热源110。据此，如上所述，所述熔断部件120、120’、120”可串联连接两个热源110。

此时，所述熔断部件120、120’、120”为在施加电源时发热的多个热源110以设定温度以上的高温发热的情况下熔断，进而可防止在多个热源110侧流动电流。

据此，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200为通过所述熔断部件120、120’、120”在本身实现电流切断功能，因此可将过热导致着火防止于未然。

再则，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200本身内置有电流切断功能，因此即使外部的控制器，例如加热器控制器故障，也可通过所述熔断部件120、120’、120”启动自我保护功能，进而可提高稳定性。

在此，在相互串联连接的多个热源110以设定值以上的高温发热的情况下，所述熔断部件120、120’、120”因为从所述热源110传递的热而熔断，进而可切断电流。

举一示例，所述熔断部件120、120’、120”可由铅、铜、锡、锌、镉及将这些相互组合的一种以上的金属材料构成。然而，所述熔断部件120、120’、120”的材料不限于此，而是可适用可用作熔断丝的公知的所有材料。

再则，所述熔断部件120、120’、120”也可配置成具有预定长度的线形，但是为了可降低因为外力导致断裂的可能性，与所述热源110同样地，配置成具有预定面积的板形状。

如此的熔断部件120、120’、120”能够以各种方式物理连接相互间隔间距配置的两个热源110。

举一示例，所述熔断部件120、120’、120”通过图4至图6的方式可串联连接两个热源110。

具体地说，所述熔断部件120可连接相互间隔间距配置的两个热源110的相同面。即，如图4所示，所述熔断部件120可分别连接于相互间隔间距配置的两个热源110的上面。另外，所述熔断部件120可分别连接于相互间隔间距配置的两个热源110的下面。

作为另一示例，如图5及图6所示，所述熔断部件120’、120”可包括第一熔断部件121、121’和第二熔断部件122、122’。在如此的情况下，所述第一熔断部件121、121’可分别连接于相互间隔间距配置的两个热源110的上面，所述第二熔断部件122、122’可分别连接于相互间隔间距配置的两个热源110的下面。

据此，即使所述第一熔断部件121、121’及第二熔断部件122、122’中的任意一个从两个热源110物理性分离，另一个熔断部件也可保持与两个热源110物理性连接的状态。因此，可提高通过所述熔断部件120’、120”电连接的多个热源110之间的通电稳定性。

此时，如图5所示，所述第一熔断部件121、121’及第二熔断部件122、122’也可配置成在两个热源110不相互接触，也可图6所示，在两个热源110之间至少一部分相互接触。

然而，所述熔断部件120、120’、120”和热源110的连接方式不限于此，只要是将两个热源110相互物理性连接的同时在设定温度以上时可熔断的方式，则可进行适当的改变。

所述绝缘部件130可配置成包裹沿着长度方向间隔间距排成一列的多个热源110和串联连接两个热源110的熔断部件120、120’、120”。

即，所述绝缘部件130可防止作为导电性部件的热源110及熔断部件120、120’、120”暴露到外部。

据此，所述绝缘部件130可防止所述热源110及熔断部件120、120’、120”在与其他部件接触时因为接触而发生短路。

在此，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200为在两端部侧可配置有一对端子部件141、142，以用于将从外部供应的电源施加于所述热源110侧，所述一对端子部件141、142为在一端与所述热源110连接的同时可使至少一部分的长度暴露到外部。

举一示例，所述绝缘部件130可包括：第一绝缘部件131，覆盖所述热源110及熔断部件120、120’、120”的上面；第二绝缘部件132，覆盖所述热源110及熔断部件120、120’、120”的下面；所述第一绝缘部件131及第二绝缘部件132可通过粘接层附着。

再则，所述绝缘部件130可配置成同时覆盖多个热源110及一个以上的熔断部件120、120’、120”。

然而，所述绝缘部件130不限于此，而是也可用一个部件形成。

另一方面，所述绝缘部件130可具有绝缘性，以执行电绝缘，并且也可一同具有耐热性，以防止因为在所述热源110产生的热而导致损坏。

举一示例，所述绝缘部件130可以是由具有绝缘性及耐热性的树脂材料构成的薄膜部件。作为非限制性一示例，所述绝缘部件130可以是公知的聚酰亚胺(pi)薄膜，但是不限于此，只要是具有绝缘性及耐热性的材料，可无限制使用。

再则，所述绝缘部件130也可由涂布具有绝缘性及耐热性的涂布液的涂层形成，也可以是涂层和薄膜部件相互组合的形式。

另一方面，如图7所示，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件200还可包括金属片150，所述金属片150通过粘贴层附着于所述绝缘部件130的一面。

如上所述的金属片150可以是具有预定面积的板形状的垫片，并且配置在覆盖所述热源110及熔断部件120、120’、120”的绝缘部件130的至少一面，进而在所述发热元件200可形成暴露到外部的暴露面。

据此，所述金属片150从外力保护所述热源110，可保持热源110的形状，并且可快速分散从所述热源110产生的热。

举一示例，作为所述金属片150的材料可使用导热性优秀的铜或者铝等。然而，所述金属片150的材料不限于此，只要是导热性优秀的材料，可无限制使用。

再则，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件200包括上述的金属片150，在所述金属片150形成有暴露到外部的暴露面的情况下，所述金属片150可以是内部中空的中空型管。在如此的情况下，所述多个热源110、熔断部件120、120’、120”及绝缘部件130可形成为插入于所述中空型管的形态，所述中空型管通过加压可实现为板形状。

在附图示出了所述金属片150设置在图4示出的发热元件，但是本发明不限于此，而是也可同样适用于在图5及图6示出的发热元件。

另一方面，如图1及图2所示，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200可沿着长度方向折弯多次而成，进而可形成使诸如空气的流体通过的通道102。

即，所述发热元件100、200可折弯多次而成，以沿着长度方向交替形成峰部104和谷部106。

据此，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200可通过峰部104和谷部106形成可使诸如空气的流体通过的通道102，流体在通过所述通道102的过程中通过发热元件100、200可被直接加热。

据此，不同于以往，即在发热元件产生的热传递至散热片，通过作为加热对象的空气与散热片接触来进行加热，本发明的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200为发热元件100、200可直接加热作为加热对象的空气，因此可将热传递过程最小化，降低在热传递过程中可能产生的热阻，进而可提高热密度。

另外，本实施例的一实施例的具有熔断功能的发热元件100、200通过沿着长度方向反复形成的通道102扩大与作为加热对象的流体的接触面积及加热面积，进而扩大热交换面积，可确保大发热量。

另一方面，上述的具有熔断功能的发热元件100、200可实现为用于加热流体的加热单元300。

举一示例，如图8所示，所述加热单元300可包括用于固定多个发热元件100、200的框架310。在如此的情况下，多个发热元件100、200可沿着所述框架310的高度方向间隔配置，并且两端部可固定在框架310。

在如此的情况下，在沿着框架310的高度方向配置的两个发热元件100、200之间可配置单独的支撑部件320，在所述框架310的外侧可配置有用于控制所述加热单元300的整体驱动的控制器330。

在此，所述发热元件100、200可采用上述的所有结构。

据此，作为加热对象的流体在通过形成在所述发热元件100、200的通道102的过程中通过所述发热元件100可被直接加热，进而可缩短升温时间。

上述的发热元件100、200及加热单元300也可适用于汽车空调加热器，所述汽车空调加热器设置在汽车的空调装置侧，以用于加热吸入到所述空调装置侧的空气。然而，所述发热元件及加热单元的用途不限于此，只要是通过热交换提高流体温度的产品，则都可适用。

以上，对本发明的一实施例进行了说明，但是本发明的思想不限于在本说明书提出的实施例，而是理解本发明的思想的技术人员在相同的思想范围内通过构成元素的附加、改变、删除、增加等可容易提出其他实施例，而且这也包括在本发明的思想范围内。