KR102371068B1 - 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치 및 이를 이용한 헤드램프 습기 방지 방법 - Google Patents

잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치 및 이를 이용한 헤드램프 습기 방지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치 및 이를 이용한 헤드램프 습기 방지 방법이 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치 및 이를 이용한 헤드램프 습기 방지 방법은 베젤에 고정되어 잠열 축열 물질을 수용하는 케이스; 상기 베젤과 케이스 사이에 개재되어 있는 가스켓 및 상기 케이스와 결합되는 금속 핀을 포함하고, 상기 잠열 축열 물질은 차량에서 발생되는 열을 흡수하고 정차 시에 방출하여 램프의 습기 발생을 방지한다.

Description

잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치 및 이를 이용한 헤드램프 습기 방지 방법 {DEVICE FOR REMOVING MOISTURE FOR HEADLAMP USING LATENT HEAT STORAGE MATERIAL AND METHOD FOR REMOVING MOISTURE FOR HEADLAMP USING THE SAME}
본 발명은 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잠열 축열 물질을 이용하여 헤드램프 렌즈면의 습기발생을 방지할 수 있는 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치에 관한 것이다.
자동차에는 야간에 운전자가 주행방향을 감시할 수 있도록 헤드램프가 구비된다. 헤드램프는 투명한 정면커버와 배면커버의 내부에 전조등, 방향지시등, 안개등 및 상기 등들의 빛을 특정방향으로 반사시키는 반사판으로 구성된다.
이러한 헤드램프는 양호한 시계확보를 위하여 습기 등이 렌즈에 응결되지 않은 깨끗한 상태로 유지되는 것이 바람직하나, 내부와 외부의 온도차이에 의해 정면커버의 내측면에 공기중의 수분이 응결될 수 있다. 이와 같이 정면커버에 수분이 응결되면 헤드램프의 빛은 정면커버에 응결된 수분으로 인해 산란되게 된다. 이러한 차량용 헤드램프는 렌즈 부분이 차체의 외부에 노출되도록 설치되어 있기 때문에 비나 안개 그리고 주위 환경에 따라 내부에 서리나 습기가 발생되는데, 이러한 안전 운행을 방해하는 여러가지 위험 요소를 최소화할 수 있도록 설계되어 있다.
도 1은 종래의 헤드램프 구조의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 헤드램프의 구조는 차량의 내측 즉, 라디에이터 그릴 측에 위치한 상향등(130)과 차량의 외측에 위치한 하향등(150)이 구비되고, 상기 상향등(130) 및 하향등(150)의 둘레에 그 외주면을 따라 반사경(140, 160)이 각각 구비된다. 그리고 상기 하향등(150)의 반사경(160)의 둘레의 하향등 측 베젤(111)을 포함한 다수개의 베젤(110)이 구비된다. 또한, 상기 헤드램프의 구성 부품들을 내장하고 보호하며, 빛을 통과시킬 수 있는 투명한 재질의 렌즈(120)가 구비된다.
상향등(130) 및 하향등(150)은 전원(미도시)과 전선 등을 통하여 연결되어 빛을 방출하는 구성이며, 반사경(140, 160)은 상기 상향등(130) 및 하향등(150)으로부터 방출된 빛을 모아 렌즈(120)의 외부로 효율적으로 방출시키기 위한 구성이다. 그리고 다수개의 베젤(110)은 상향등(130), 하향등(150) 및 반사경(140, 160) 이외의 구성 부품들을 커버하여 외부에서 보이지 않도록 하여, 렌즈(120)의 외부에서 헤드램프 측을 보았을 때 외관이 미려해 보이도록 하는 구성이다.
그러나 이와 같은 종래의 헤드램프의 구조는 습기가 잘 발생하는 문제점이 있다. 자연적인 결로로 습기가 발생하는 경우도 있으나, 헤드램프 내부 소재의 수분 함유률 또는 수분 흡수율을 영향에 따라 습기가 발생하는 면적이 차이가 나게 되는 경우도 있다.
상향등(130) 및 하향등(150)에 인접한 부분과, 이들과 인접하지 않은 부분 사이의 온도 차이에 의하여, 저온부(약 25℃ 이하인 부분)에서 습기(결로)가 발생하게 된다. 이는 상향등(130) 및 하향등(150) 측에서 가열된 공기가 헤드램프 내에서 대류하다가 온도가 낮은 저온부 측에서 응결되기 때문에 발생하는 것이며, 구체적으로 도 1에서 도면 부호 'A'로 표시된 부분 측에서 습기가 많이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 헤드램프의 습기 방지를 위해 방담코팅을 하지만 습기발생방지의 목적보다는 발생한 습기를 육안관측이 어렵게 하는 기술로써 코팅비용이 비싸고 장기사용시 수적현상이 발생하여 램프교체로 인한 비용이 추가적으로 발생된다.
이와 같이, 차량용 헤드램프는 야간에 충분한 야간주행 시야를 확보하기 위해 비나 눈이 내릴 때에 발생되는 습기를 제대로 제거해야 되지만 종래의 차량용 헤드램프는 벨트홀이나 흡습제와 같은 습기제거 구조만으로는 헤드램프 내부에서 발생되는 습기를 완벽하게 제거하지 못하는 문제점이 있다.
도 2에는 잠열 축열 물질을 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하여 잠열 축열 물질에 대해 설명하면, 잠열 축열 물질은 열을 받으면 온도가 증가하다가 특정 온도(용융온도)에서 온도의 변화없이 고체에서 액체로 상(phase)이 변하면서 많은 열을 흡수할 수 있고, 이와 같이 액체로 상이 변한 상태에서 공급받은 열이 없어지면서 온도가 하강하면 특정온도(용융온도)에서 액체에서 고체로 상이 변하면서 열을 방출하게 된다.
여기서, 상변화 시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라고 하며 잠열은 현열에 비해 수십 내지 수백배의 에너지 저장 및 방출 능력을 가진다. 이러한 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 원리는 차량 주행시 엔진열 및 램프 발열에 의한 열전달로 인해 고체에서 액체로 상이 변하면서 많은 열을 저장하였다가, 정차시 열원이 없어진 상태에서 액체에서 고체로 변하면서 많은 열을 방출하는 현상을 이용하는 것이다.
표를 참조하면, 잠열 축열 물질의 용융온도와 잠열이 나타나 있는데, 헤드램프의 내부 온도를 고려하여 용융온도가 40℃ 내지 50℃를 가지는 Na2S3O3 5H2O와 NaCH3COO 3H2O가 바람직한 것을 알 수 있다.
대한민국 등록특허출원 제 10-0737026 호
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 잠열 축열 물질을 이용하여 저장된 열을 방출하여 헤드램프 렌즈면의 습기발생을 방지할 수 있는 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베젤에 고정되어 잠열 축열 물질을 수용하는 케이스; 상기 베젤과 케이스 사이에 개재되어 있는 가스켓 및 상기 케이스와 결합되는 금속 핀을 포함하고, 상기 잠열 축열 물질은 차량에서 발생되는 열을 흡수하고 정차시 또는 시동 오프시에 방출하여 램프의 습기 발생을 방지할 수 있다.
상기 케이스는 다수회 절곡되어 일측이 개방된 내부 공간을 형성하는 형상일 수 있다.
상기 케이스와 베젤에 의해 형성되는 내부 공간에는 잠열 축열 물질이 충진될 수 있다.
상기 잠열 축열 물질은 가열되면 고체에서 액체로 상변화가 이루어져 잠열이 저장될 수 있다.
상기 잠열 축열 물질은 가열이 중지되면 액체에서 고체로 상변화가 이루어지며 열이 방출될 수 있다.
상기 케이스에는 금속 핀에 형성되어 있는 다수의 돌기들이 관통하는 관통 구멍들이 천공되어 있는 구조일 수 있다.
상기 관통 구멍들은 상호 이격 천공되어 있는 구조일 수 있다.
상기 케이스는 헤드램프의 아웃보드에 위치할 수 있다.
상기 가스켓은 베젤의 만입홈에 안착되어 있는 구조일 수 있다.
상기 케이스에는 베젤과 나사 체결되는 결합 구멍들이 천공되어 있는 구조일 수 있다.
상기 금속 핀은 판상형 형상일 수 있다.
상기 금속 핀에는 열전달을 위한 다수의 돌기들이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
상기 돌기들은 상호 이격 형성되어 있는 구조일 수 있다.
상기 돌기들의 단부는 베젤과 케이스가 형성하는 공간 내에 위치할 수 있다.
상기 베젤에는 케이스와 나사 체결되는 체결구멍들이 천공되어 있는 구조일 수 있다.
상기 베젤과 가스켓과 케이스는 나사 체결되어 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 베젤에 고정되어 잠열 축열 물질을 수용하는 케이스; 상기 베젤과 케이스 사이에 개재되어 있는 가스켓 및 상기 베젤과 결합되는 금속 핀을 포함하고, 상기 잠열 축열 물질은 차량에서 발생되는 열을 흡수하고 정차 시에 방출하여 램프의 습기 발생을 방지할 수 있다.
상기 베젤에는 금속 핀에 형성되어 있는 돌기들이 관통하는 관통 구멍들이 천공되어 있는 구조일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 헤드램프 습기 방지 방법에 있어서, (a) 차량 주행을 시작하는 단계, (b) 헤드램프 점등 및 엔진 작동 단계, (c) 헤드램프 점등열 및 엔진열이 잠열 축열 물질에 전달되는 단계, (d) 차량 정차 및 시동 오프 단계 및 (e) 헤드램프의 렌즈면의 습기 발생을 방지하고 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에는, (f) 잠열 축열 물질이 고체에서 액체로 상변화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 고체에서 액체로 상변화하는 단계는 40℃ 내지 50℃ 범위에서 이루어질 수 있다.
상기 (f) 단계는 상변화 시 잠열이 축열될 수 있다.
상기 (d) 단계와 (e) 단계 사이에는, (g) 잠열 축열 물질이 액체에서 고체로 상변화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (g) 단계는 5분 내지 10분 범위에서 열을 렌즈면에 가할 수 있다.
상기 액체에서 고체로 상변화하는 단계는 40℃ 내지 50℃ 범위에서 이루어질 수 있다.
상기 (e) 단계는 렌즈면의 온도가 이슬점온도 이상 상승하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치는 잠열 축열 물질을 렌즈면 하단 등의 습기발생구역에 위치시켜 정차 시 액체에서 고체로 상이 변하면서 방출되는 열로 인해 습기발생을 방지할 수 있고 습기를 제거할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 잠열 축열 물질의 열저장 능력으로 인해 헤드램프 내부의 온도가 감소하며 이로 인해 이슬점온도가 감소하게 되는데, 이슬점온도가 감소하면 헤드램프 렌즈면에 습기가 발생할 가능성도 감소된다.
게다가, 잠열 축열 물질은 주행 및 정차시 상변화로 인한 열저장 및 열방출 싸이클을 이루며 작동되므로 반영구적으로 사용이 가능하여 교체 및 수리가 불필요한 장점이 있으며, 헤드램프 내부의 열선시트, 발열필름, 유동증가를 위한 팬 구동과 달리 별도의 전원이 불필요하여 구성이 간단하여 콤팩트한 구조가 달성되고, 비용이 절감되는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 헤드램프 구조의 단면도이다.
도 2는 잠열 축열 물질을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치가 설치된 구조를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 4의 A-A단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 B 부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 열 전달 및 저장 경로를 나타내는 모식도이다.
도 8은 베젤의 일부구역에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이다.
도 9는 베젤의 하단부 전체에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이다.
도 10은 베젤의 하단부 전체에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이다.
도 11은 베젤의 일부구역에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 세부 구성을 나타내는 결합도이다.
도 13은 도 12의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 분해 사시도이다.
도 14는 금속재질의 열전도매체들을 나타내는 모식도이다.
도 15는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 작동 순서를 나타내는 흐름도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 전체 시스템 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 렌즈면 하단부 및 인보드 아웃보드에 잠열축멸물질이 구비된 습기방지장치(B)를 설치하여 대류로 인한 렌즈면에 온도를 상승시켜 습기를 제거하는 원리이다. 도면에서와같이, 램프를 점등하면 램프 점등부 잠열 축열물질부터 용융이 시작되고 화살표와 같이 금속 열전도매체를 통해 측면부로 연전달 및 용융이 일어나게 된다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치가 설치된 구조를 나타내는 모식도이고, 도 5는 도 4의 A-A단면을 나타내는 도면이며, 도 6은 도 5의 B 부분의 확대도이고, 도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 열 전달 및 저장 경로를 나타내는 모식도이다.
도 4 내지 도 7을 함께 참조하면, 잠열 축열 물질 습기방지 장치는 헤드램프의 아웃보드에 위치하는데, 이는 아웃보드부분 렌즈면이 상대적으로 온도가 낮아 습기가 발생하는 주요 구역이므로 이 부분에 열을 전달하여 온도를 상승시키면 습기발생 방지가 가능하게 된다.
여기서, 잠열 축열 물질 습기방지 장치가 위치하고 있는 A-A단면을 참조하면, 베젤(140)과 조립된 잠열 축열 물질 습기 방지 장치의 상부 케이스(110), 상부 케이스(110)와 베젤(140) 사이에는 잠열 축열 물질(150)과 잠열 축열 물질(150)의 열전달을 향상시키기 위한 금속재질의 열전도매체가 위치하는 구조이며, 보다 상세한 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명에 따르면, 베젤(140)과 잠열 축열 물질 상부 케이스(110)는 볼트 또는 열용융접합으로 결합되되 접합부에는 액체상태의 잠열 축열 물질의 유출을 방지하는 가스켓(120)이 삽입되어 결합된다. 잠열 축열 물질 습기 방지 장치의 구조에 대해서는 하기에서 상세하게 설명한다.
도 7을 다시 참조하면, 차량의 주행시에 열의 전달 및 저장경로가 도시되어 있는데 엔진열 및 램프점등열이 기존 베젤(140)에 전달되면 베젤(140)과 접촉하고 있는 잠열 축열 물질(150)에 열을 전달하고 잠열 축열 물질(150)은 온도가 상승하다가 40℃ 내지 50℃ 범위가 되면 고체에서 액체로 상변화가 시작하며 이때 많은 잠열이 저장된다.
차량의 정차시에 시동이 꺼지면 잠열 축열 물질 습기방지 장치에 더 이상 열전달이 안되므로 잠열 축열 물질(150)의 온도가 감소하면서 40℃ 내지 50℃ 범위로 감소하면 액체에서 고체로 상변화가 시작하며 이때 많은 열(40~50℃)이 방출된다.
도 8은 베젤의 일부구역에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이고, 도 9는 베젤의 하단부 전체에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이며, 도 10은 베젤의 하단부 전체에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이고, 도 11은 베젤의 일부구역에 설치된 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 측면도이며, 도 12는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 세부 구성을 나타내는 결합도이고, 도 13은 도 12의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치의 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 13을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치는 헤드램프의 아웃보드에 위치하는데, 베젤(140)에 고정되어 잠열 축열 물질(150)을 수용하는 케이스(110), 상기 베젤(140)과 케이스(110) 사이에 개재되어 있는 가스켓(120) 및 상기 케이스(110)와 결합되는 금속 핀(130)을 포함하여 구성되어 있고, 상기 잠열 축열 물질(150)은 차량에서 발생되는 열을 흡수하고 정차 시에 방출하여 램프의 습기 발생을 방지할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 케이스(110)는 다수회 절곡되어 일측이 개방된 내부 공간을 형성하는 형상으로 베젤(140)과 결합되어 내부 공간을 형성하게 되고, 상기 케이스(110)와 베젤(140)에 의해 형성되는 내부 공간에는 잠열 축열 물질(150)이 충진된다. 이러한 잠열 축열 물질(150)은 가열되면 고체에서 액체로 상변화가 이루어져 잠열이 저장되고, 잠열 축열 물질(150)에 대한 가열이 중지되면 액체에서 고체로 상변화가 이루어지며 열이 방출된다.
본 발명에 따른 헤드램프 습기 방지 장치의 상기 케이스(110)는 헤드램프의 아웃보드에 위치하고, 상기 케이스(110)에는 판상형의 금속 핀(130)에 형성되어 있는 돌기들이 관통하는 관통 구멍들이 천공되어 있으며, 상기 관통 구멍들은 상호 이격 천공되어 있다.
한편, 상기 가스켓(120)은 베젤(140)의 만입홈에 안착되어 있는 구조이며, 상기 케이스(110)에는 베젤(140)과 나사 체결되는 결합 구멍들이 천공되어 있고, 마찬가지로 상기 베젤(140)에는 케이스(110)와 나사 체결되는 체결구멍들이 천공되어 상기 베젤(140)과 가스켓(120)과 케이스(110)는 나사 체결되어 결합되는 구조이다.
상기 금속 핀(130)에는 열전달을 위한 돌기들이 형성되어 있되, 상기 돌기들은 상호 이격 형성되어 있고, 상기 돌기들의 단부는 베젤(140)과 케이스(110)가 형성하는 공간 내에 위치하게 된다.
상기 금속 핀(130)은 금속재질의 열전도매체로서 알루미늄 등의 금속재질로 이루어져 있다. 이러한 열전도매체는 열이 전달되는 방향에 위치하며 케이스(110)를 천공하여 삽입하는 형태로 구현하거나 하기의 다른 실시예와 같이 기존 베젤(140)에 타공하여 삽입하는 형태로 구현할 수도 있다. 상기와 같은 구조의 금속 핀(130)은 엔진룸 및 램프 점등열을 잠열 축열재에 골고루 전달하여 상변화를 촉진시킨다.
여기서, 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치가 도시되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치는 베젤(140)에 고정되어 잠열 축열 물질(150)을 수용하는 케이스(110), 상기 베젤(140)과 케이스(110) 사이에 개재되어 있는 가스켓(120) 및 상기 케이스(110)와 결합되어 잠열 축열 물질(150)의 열전달을 향상시키는 금속 핀(130)을 포함하여 구성되어 있다.
상기 베젤(140)에는 금속 핀(130)에 형성되어 있는 돌기들이 관통하는 관통 구멍들이 천공되어 있다. 즉, 도 10의 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치는 케이스(110)에 금속 핀(130)이 결합되는 구조이지만, 도 11의 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치는 베젤(140)에 금속 핀(130)이 결합되는 구조로서 이와 같은 차이를 제외하고 동일한 구조의 중복되는 설명은 생략한다.
도 14는 금속재질의 열전도매체들을 나타내는 모식도이다.
도 14를 참조하면, 금속 핀(130)은 알루미늄 등의 금속재질로 이루어져 있되, 메쉬 구조, 허니컴 구조, 금속분말 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이는 잠열 축열 물질 자체는 열전도도가 낮아 열을 받는 부분만 상이 변화하는 현상을 방지하고 전체적으로 잠열 축열 물질의 상변화를 촉진시키기 위함이다.
도 15는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치를 이용한 헤드램프 습기 방지 방법을 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 헤드램프 습기 방지 방법의 하나의 실시 예에 따른 일련의 과정들이 도시되어 있되, 먼저 (a) 차량 주행을 시작하고, (b) 헤드램프 점등 및 엔진을 작동시킨다. 헤드램프 점등 및 엔진을 작동시키면 (c) 헤드램프 점등열 및 엔진열이 잠열 축열 물질에 전달된다. 운행 중에 차량의 열이 잠열 축열 물질에 전달되면 (d) 차량 정차 및 시동을 오프해서 정지한다.
여기서, 상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에는, (f) 잠열 축열 물질이 고체에서 액체로 상변화하는 단계를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 상기 고체에서 액체로 상변화하는 단계는 40℃내지 50℃범위에서 이루어지고, 상변화 시 잠열이 축열된다. 즉, 잠열 축열 물질의 상변화시에는 잠열 축열로 인해 잠열 축열 물질은 40℃ 내지 50℃의 균일한 온도를 유지하면서 현열(상변화 없이 증가하는 열)에 비해 수십 내지 수백배의 열을 저장할 수 있게 된다. 상변화가 이루어지면 잠열 축열 물질의 온도도 상승(현열 상승, 40℃ 내지 50℃)한다.
계속해서, 상기 (d) 차량 정차 및 시동을 오프해서 정지하고, (e) 헤드램프의 렌즈면의 습기 발생을 방지하고 제거하게 된다. 상기 (d) 단계와 (e) 단계 사이에는, (g) 잠열 축열 물질이 액체에서 고체로 상변화하는 단계를 포함하여 구성된다. 상기 (g) 단계는 5분 내지 10분 범위에서 열을 렌즈면에 가하되, 상기 액체에서 고체로 상변화하는 단계는 40℃ 내지 50℃ 범위에서 이루어진다. 여기서, 상기 (e) 단계는 렌즈면의 온도가 이슬점온도 이상 상승하여 이루어지게 된다.
구체적으로, 차량 정차 및 시동 오프 상태가 되면 엔진 및 헤드램프 점등열이 더 이상 전달되지 않기 때문에 잠열 축열 물질의 온도도 하강하면서 40℃ 내지 50℃ 온도까지 하강했을 때 액체에서 고체로 상변화가 시작되고, 상변화가 종료될 때까지 잠열 축열 물질은 40℃ 내지 50℃를 유지하면서 열을 외부로 방출한다. 이때, 외부(렌즈면 하단, 인보드 및 아웃보드 등)로 방출된 열은 렌즈면의 온도를 상승시키는데 일반적인 헤드램프 이슬점온도가 25℃ 내지 30℃이므로 40℃ 내지 50℃의 열이 전달된 렌즈면에 습기가 발생하지 않고, 습기가 발생하더라도 40℃ 내지 50℃의 열이 일정 시간 동안 지속적으로 전달되기 때문에 신속히 제거 가능하게 된다. 따라서, 이러한 싸이클을 하나의 싸이클로 간주하였을때 연속적인 싸이클로 반영구적 사용이 가능하게 된다.
따라서, 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 잠열 축열 물질을 이용한 헤드램프 습기 방지 장치는 잠열 축열 물질을 렌즈면 하단 등의 습기발생구역에 위치시켜 정차 시 액체에서 고체로 상이 변하면서 방출되는 열로 인해 습기발생을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 잠열 축열 물질의 열저장 능력으로 인해 헤드램프 내부의 온도가 감소하여 헤드램프 렌즈면에 습기가 발생할 가능성도 감소시키고, 잠열 축열 물질은 반영구적으로 사용이 가능하여 교체 및 수리가 불필요한 장점이 있으며, 헤드램프 내부의 열선시트, 발열필름, 유동증가를 위한 팬 구동과 달리 별도의 전원이 불필요하여 구성이 간단하여 콤팩트한 구조가 달성되고 비용이 절감되는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.
110: 케이스 120: 가스켓
130: 금속핀 140: 베젤
150: 잠열 축열 물질

Claims (26)

  1. 베젤에 고정되어 잠열 축열 물질을 수용하는 케이스;
    상기 베젤과 케이스 사이에 개재되어 있는 가스켓; 및
    상기 케이스와 결합되는 금속 핀;
    을 포함하고,
    상기 잠열 축열 물질은 차량에서 발생되는 열을 흡수하고 정차시 또는 시동 오프시에 방출하여 램프의 습기 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 다수회 절곡되어 일측이 개방된 내부 공간을 형성하는 형상인 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 케이스와 베젤에 의해 형성되는 내부 공간에는 잠열 축열 물질이 충진되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠열 축열 물질은 가열되면 고체에서 액체로 상변화가 이루어져 잠열이 저장되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠열 축열 물질은 가열이 중지되면 액체에서 고체로 상변화가 이루어지며 열이 방출되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스에는 금속 핀에 형성되어 있는 다수의 돌기들이 관통하는 관통 구멍들이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 관통 구멍들은 상호 이격 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 헤드램프의 아웃보드에 위치하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스켓은 베젤의 만입홈에 안착되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스에는 베젤과 나사 체결되는 결합 구멍들이 천공되어 있는 것을 특징으로하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 핀은 판상형 형상인 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 핀에는 열전달을 위한 다수의 돌기들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 돌기들은 상호 이격 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 돌기들의 단부는 베젤과 케이스가 형성하는 공간 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 베젤에는 케이스와 나사 체결되는 체결구멍들이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드램프습기 방지 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 베젤과 가스켓과 케이스는 나사 체결되어 결합되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  17. 베젤에 고정되어 잠열 축열 물질을 수용하는 케이스;
    상기 베젤과 케이스 사이에 개재되어 있는 가스켓; 및
    상기 베젤과 결합되는 금속 핀;
    을 포함하고,
    상기 잠열 축열 물질은 차량에서 발생되는 열을 흡수하고 정차 시에 방출하여 램프의 습기 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 베젤에는 금속 핀에 형성되어 있는 돌기들이 관통하는 관통 구멍들이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 헤드램프 습기 방지 장치의 헤드램프 습기 방지 방법에 있어서,
    (a) 차량 주행을 시작하는 단계,
    (b) 헤드램프 점등 및 엔진 작동 단계,
    (c) 헤드램프 점등열 및 엔진열이 잠열 축열 물질에 전달되는 단계,
    (d) 차량 정차 및 시동 오프 단계, 및
    (e) 헤드램프의 렌즈면의 습기 발생을 방지하고 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에는, (f) 잠열 축열 물질이 고체에서 액체로 상변화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 고체에서 액체로 상변화하는 단계는 40℃ 내지 50℃ 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는 상변화 시 잠열이 축열되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 (d) 단계와 (e) 단계 사이에는, (g) 잠열 축열 물질이 액체에서 고체로 상변화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 (g) 단계는 5분 내지 10분 범위에서 열을 렌즈면에 가하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 액체에서 고체로 상변화하는 단계는 40℃ 내지 50℃ 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 렌즈면의 온도가 이슬점온도 이상 상승하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기 방지 방법.
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