KR102524984B1 - 시트 냉온 시스템 - Google Patents

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박일석
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템은, 시트; 상기 시트 내부에 설치되어 발열 또는 냉각되는 냉온부; 및 상기 냉온부의 일측에 결합되는 복수 개의 히트파이프;를 포함하고, 상기 히트파이프는 상기 냉온부의 열을 상기 시트의 전면적에 배분하거나 상기 시트의 열을 흡수할 수 있다.

Description

시트 냉온 시스템{Heating system for vehicle seats}
시트 냉온 시스템이 개시된다. 구체적으로, 히트파이프를 사용하여 급속 히팅 및 온도 균일화와 구조적 건전성이 확보되는 시트 냉온 시스템이 개시된다.
자동차산업의 패러다임이 급속하게 전기차로 전환됨에 따라 주행거리 확보를 위해 각종 부속기기들의 에너지효율 증대가 요구되고 있다. 따라서, 에너지사용량이 큰 전열기기의 효율을 개선할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지 기술이라고 할 수는 없다.
공개특허공보 제10-2016-0084515호
일 실시예에 따른 목적은 히트파이프를 이용함으로써 발열체에 투입되는 전류량에 관한 제한이 줄어들어 급속 히팅이 가능하고 온도의 균일화를 달성할 수 있는 시트 냉온 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 벤딩 타입의 히트파이프를 갈빗살 모양으로 배치되도록 적용하여 구조적 건전성이 확보된 시트 냉온 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 사용자에 대한 전자파 영향을 감소시키기 위해 통전 부위를 시트 엣지 부분에만 위치시켜 전자파 방출 위험을 최소화한 시트 냉온 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 냉온 시트 또는 냉온 장치의 에너지소모량을 줄여 자동차 에너지효율을 향상시킬 수 있는 시트 냉온 시스템을 제공하는 것이다.
실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템은, 시트; 상기 시트 내부에 설치되어 발열 또는 냉각되는 냉온부; 및 상기 냉온부의 일측에 결합되는 복수 개의 히트파이프;를 포함하고, 상기 히트파이프는 상기 냉온부의 열을 상기 시트의 전면적에 배분하거나 상기 시트의 열을 흡수할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 히트파이프는 적어도 일측이 벤딩된 형태로 형성될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 히트파이프는 90도로 벤딩되는, 시트 냉온 시스템.
일 측에 의하면, 상기 냉온부의 일측에 배치되는 복수 개의 연결부를 더 포함하고,
상기 히트파이프는 상기 연결부에 선회 가능하게 결합되는, 시트 냉온 시스템.
일 측에 의하면, 상기 복수 개의 히트파이프는 상기 시트 내부에 갈빗살 형태로 배치되는, 시트 냉온 시스템.
일 측에 의하면, 상기 히트파이프는 내벽에 다공성 구조가 형성되는, 시트 냉온 시스템.
일 측에 의하면, 상기 냉온부는 내부에 복수 개의 열선이 배치되거나 냉매가 통과할 수 있는 냉매유로가 형성되는, 시트 냉온 시스템.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 냉온 장치는, 시트 내부에 설치되어 발열 또는 냉각되는 냉온부; 상기 냉온부의 일측에 배치되는 복수 개의 연결부; 및 일단이 각각의 상기 연결부에 선회 가능하게 결합되는 히트파이프집합체;를 포함하고, 상기 히트파이프는 상기 냉온부의 열을 상기 시트의 전면적에 배분하거나 상기 시트의 열을 흡수할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 히트파이프집합체는, 적어도 일측이 벤딩된 형태로 형성되는 복수 개의 벤딩히트파이프; 및 상기 벤딩히트파이프로 둘러싸이고 직선 형태로 형성되는 적어도 하나의 직선히트파이프;를 포함하고, 상기 복수 개의 벤딩히트파이프는 각각 교번적으로 배치되도록 벤딩될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 직선히트파이프의 일단은 상기 연결부에 힌지 방식으로 선회하도록 결합될 수 있다.
일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템에 의하면, 히트파이프를 이용함으로써 발열체에 투입되는 전류량에 관한 제한이 줄어들어 급속 히팅이 가능하고 온도의 균일화를 달성할 수 있다.
일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템에 의하면, 벤딩 타입의 히트파이프를 갈빗살 모양으로 배치되도록 적용하여 구조적 건전성이 확보될 수 있다.
일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템에 의하면, 사용자에 대한 전자파 영향을 감소시키기 위해 통전 부위를 시트 엣지 부분에만 위치시켜 전자파 방출 위험을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템에 의하면, 냉온 시트 또는 냉온 장치의 에너지소모량을 줄여 자동차 에너지효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉온 장치를 개략적으로 도시한다.
도 3은 하중에 의해 변형된 냉온 장치를 개략적으로 도시한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
본 특허출원은 2021년 02월 22일자 출원된 특허출원 제10-2021-0023281호를 기초로 우선권을 주장한 것이고, 해당 출원의 전체 내용이 본 특허출원에 참조로서 포함된다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템(10)을 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉온 장치(200)를 개략적으로 도시한다.
도 3은 하중에 의해 변형된 도 2의 냉온 장치(200)를 개략적으로 도시한다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템(10)은 시트(100) 및 냉온 장치(200)를 포함할 수 있다.
시트(100)는 예를 들어 좌석 부분과 등받이 부분이 결합된 자동차 시트로 마련될 수 있다. 이러한 시트(100)에는 사용자가 착석할 수 있다.
냉온 장치(200)는 시트(100) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 냉온 장치(200)는 복수 개로 마련되어 시트(100)의 좌석 부분과 등받이 부분에 각각 배치될 수 있다. 이때, 냉온 장치(200)는 시트(100)의 전면적으로 고르게 열을 전달하거나 시트(100)의 열을 흡수하도록 시트(100) 내부에 전체적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 시트(100)에 앉아있는 사용자는 시트(100)의 온도에 따라 따뜻하거나 시원함을 느낄 수 있다.
또한, 시트(100)는 사용자가 앉거나 일어나는 반복적인 동작이 가해질 수 있다. 즉, 시트(100) 내부에 설치되는 냉온 장치(200)는 이러한 착석 및 퇴석에 의한 반복적인 동하중이 가해질 수 있는데, 냉온 장치(200)는 시트(100) 전면에 갈빗살 모양으로 배치되며 하중에 의해 선회하거나 탄성적으로 변형될 수 있다. 따라서, 반복적인 하중에 의해 냉온 장치(200)가 손상되거나 형상이 변경되는 것이 방지될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템(10)은 시트(100)를 전체적으로 균일하게 온열 또는 냉각할 수 있으며, 동하중에 대한 저항이 높도록 설계되어 구조적인 건전성을 확보할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉온 장치(200)는 냉온부(210), 히트파이프(2201, 2202) 및 연결부(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 냉온부(210)는 시트(100) 내부에 설치되어 발열 또는 냉각될 수 있다. 예를 들어 냉온부(210)는 저항을 갖는 도전체이며 발열 블록으로 마련될 수 있다. 냉온부(210)는 내부에 복수 개의 열선이 배치될 수 있다. 이러한 냉온부(210)는 시트에 열선이 포설된 형태의 시트 온열 방식보다 훨씬 더 넓은 단면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 보다 큰 전류를 낮은 저항 조건에서 흘릴 수 있다.
또한, 냉온부(210)에는 냉매가 통과할 수 있는 냉매 유로가 형성될 수도 있다. 이에 따라, 냉온부(210)는 시트(100)의 온열뿐만 아니라 냉각 기능까지 수행할 수 있다.
냉온부(210)는 시트(100)의 가장자리에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 냉온부(210)는 좌석 부분에서 안쪽, 예를 들어 사용자의 엉덩이가 놓이는 부분에 위치하도록 설치될 수 있다. 또한, 냉온부(210)는 등받이 부분의 하부에 위치하도록 설치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 냉온부(210)는 큰 단면적을 구비함으로써 저저항-고전류 통전이 가능하다. 또한, 냉온 장치(200)의 통전 부위인 냉온부(210)가 시트(100)의 엣지에만 위치하게 되므로, 사용자에 대한 전파 영향을 극소화할 수 있다.
히트파이프(2201, 2202)는 냉온부(210)의 일측에 결합될 수 있다. 히트파이프(2201, 2202)는 냉온부(210)의 열을 시트(100)의 전면적으로 배분하거나 시트(100)의 열을 흡수할 수 있다.
히트파이프(2201, 2202)는 일반 금속에 비해 수십에서 수백 배의 열전도도를 갖는다. 이러한 히트파이프(2201, 2202)가 냉온부(210)에 설치됨으로써 냉온부(210)의 열량을 신속하게 전달할 수 있으며 시트(100) 전면적에 고르게 배분할 수 있다.
히트파이프(2201, 2202)는 직선의 관 형태이거나, 구부러진 관 형태일 수 있다. 또한, 히트파이프(2201, 2202)는 내벽으로 다공성 구조가 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 냉온 장치(200)는 높은 열전도도의 히트파이프(2201, 2202)를 적용함으로써 시트(100)에 대한 급속 히팅 및 온도 균일화를 달성할 수 있다.
연결부(230)는 냉온부(210)의 일측에 배치될 수 있다. 연결부(230)는 복수 개로 마련되어 냉온부(210)의 일측에 각각 일정한 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 히트파이프(2201, 2202)의 일단은 이러한 연결부(230)에 결합될 수 있다. 이때, 히트파이프(2201, 2202)의 일단은 연결부(230)에 선회 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 연결부(230)와 히트파이프(2201, 2202)의 결합 정도를 조절하여 히트파이프(2201, 2202)가 선회할 수 있는 각도의 범위 또는 히트파이프(2201, 2202)가 선회 가능한 외력의 정도를 조절할 수도 있다. 즉 연결부(230)를 통해 히트파이프(2201, 2202)의 회전 변형 정도를 조절하는 것이 가능하다.
다시 도 2를 참조하여, 히트파이프(2201, 2202)는 복수 개로 마련되고 일단이 각각 냉온부(210)에 결합되는 히트파이프집합체(220)를 구성할 수 있다.
히트파이프집합체(220)는 벤딩히트파이프(2201) 및 직선히트파이프(2202)를 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 시트 냉온 장치(200)의 히트파이프(2201, 2202)는 벤딩히트파이프(2201) 또는 직선히트파이프(2202)로 구별될 수 있다.
벤딩히트파이프(2201)는 적어도 일측이 벤딩된 형태로 형성될 수 있다. 벤딩히트파이프(2201)는 예를 들어 90도 각도로 벤딩될 수 있다. 또한, 벤딩히트파이프(2201)는 복수 개로 마련되며, 각각의 벤딩히트파이프(2201)는 길이가 상이할 수 있다. 또한, 각각의 벤딩히트파이프(2201)는 상이한 지점에서 벤딩될 수 있다.
벤딩히트파이프(2201)는 도 2에 도시된 바와 같이 일단이 연결부(230)에 각각 선회 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 벤딩히트파이프(2201)의 일단은 연결부(230)에 탄성적으로 결합될 수 있다. 또한, 복수 개의 벤딩히트파이프(2201)는 각각 교번적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 길이가 더 긴 벤딩히트파이프(2201)가 길이가 더 짧은 벤딩히트파이프(2201)의 타단을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 각각의 벤딩히트파이프(2201)의 타단이 교번적으로 좌측 또는 우측을 향하도록 배치될 수 있다.
직선히트파이프(2202)는 직선 형태로 형성될 수 있다. 직선히트파이프(2202)는 적어도 하나가 마련되며, 벤딩히트파이프(2201)보다 길이가 짧을 수 있다. 이러한 직선히트파이프(2202)는 복수 개의 벤딩히트파이프(2201)에 의해 교번적으로 둘러싸일 수 있다.
직선히트파이프(2202)는 일단이 복수 개의 연결부(230) 중 중앙에 위치하는 연결부(230)에 선회 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 직선히트파이프(2202)의 일단은 연결부(230)에 힌지 방식으로 선회하도록 결합될 수 있다. 또한, 직선히트파이프(2202)의 일단은 연결부(230)에 탄성적으로 결합될 수 있다.
도 3을 참조하여, 시트(100)에는 사용자가 앉거나 일어나는 반복적인 동작이 가해질 수 있으며, 이에 따라 시트(100) 내부에 설치되는 냉온 장치(200)에 반복적인 동하중이 가해질 수 있다. 이때, 일 실시예에 따른 시트 냉온 시스템(10)의 냉온 장치(200)는 히트파이프집합체(220)를 구성하는 벤딩히트파이프(2201)의 타단은 연결부(230)에 연결된 일단의 축을 중심으로 호를 그리면서 선회할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 벤딩히트파이프(2201)의 타단은 수직 방향으로 회전될 수 있다. 또한, 직선히트파이프(2202)의 타단도 수직방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 시트(100) 상에 착석하면, 벤딩히트파이프(2201) 및 직선히트파이프(2202)의 타단은 하부를 향해 호를 그리면서 선회할 수 있다. 반면, 사용자가 시트(100)에서 일어나면, 선회되었던 벤딩히트파이프(2201) 및 직선히트파이프(2202)의 일단이 탄성적으로 회전하면서 벤딩히트파이프(2201) 및 직선히트파이프(2202)의 타단이 상부를 향해, 즉, 원위치를 향해 호를 그리며 선회할 수 있다.
전술한 바와 같이, 히트파이프집합체(220)는 직선히트파이프(2202)를 중심으로 복수 개의 벤딩히트파이프(2201)가 좌우측 방향에 교번적으로 배치될 수 있으며, 전체적으로 시트(100) 내부에 갈빗살과 같은 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 히트파이프집합체(220)는 냉각 장치(200)의 구조적 건전성을 확보할 수 있다. 또한, 히트파이프집합체(220)는 냉온부(210)의 열을 시트(100)의 전면적에 균일하게 배분할 수 있으며, 또는 시트(100)의 열을 흡수하여 시트(100)를 전제적으로 균일하게 냉각할 수 있다.
또한, 히트파이프집합체(220)는 냉온부(210)에 탄성적으로 선회 가능하도록 결합되어서 반복적인 하중에 의해 냉온 장치(200)가 손상되거나 형상이 변경되는 것이 방지될 수 있다.
전술한 이러한 히트파이프집합체(220)를 포함하는 시트 냉온 시스템(10)은 히트파이프(2201, 2202)를 이용하여 냉온부(210)에 투입되는 전류량에 관한 제한이 줄어들기 때문에 급속히팅이 가능하고 시트(100)의 온도 균일화를 달성할 수 있다.
또한, 냉온부(210)는 시트(100)의 직하방이 아닌 시트(100)의 가장자리를 따라 배치되도록 위치함으로써 전자파 방출 위험을 극소화할 수 있다. 이에 따라, 사용자에 대한 전자파의 영향이 감소될 수 있다.
또한, 시트 냉온 시스템(10)의 히트파이프(2201, 2202)는 벤딩된 구조로 형성될 수 있고, 갈빗살 형태로 배치되어서, 구조적 건전성을 확보할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 시트 냉온 시스템
100: 시트
200: 냉온 장치
210: 냉온부
220: 히트파이프
2201: 벤딩히트파이프
2202: 직선히트파이프
230: 연결부

Claims (10)

  1. 시트;
    상기 시트 내부에 설치되어 발열 또는 냉각되는 냉온부; 및
    상기 냉온부의 일측에 결합되는 복수 개의 히트파이프;
    를 포함하고,
    상기 히트파이프는 상기 냉온부의 열을 상기 시트의 전면적에 배분하거나 상기 시트의 열을 흡수하며,
    상기 히트파이프는 적어도 일측이 벤딩된 형태로 형성되며,
    상기 냉온부의 일측에 배치되는 복수 개의 연결부를 더 포함하고,
    상기 히트파이프는 상기 연결부에 선회 가능하게 결합되어 착석 또는 퇴석에 의한 반복적인 동하중에 대해 탄성적으로 변형되며,
    상기 히트파이프의 선회 각도 범위는 상기 연결부 및 상기 히트파이프의 결합 정도를 조절함으로써 조절되는, 시트 냉온 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히트파이프는 90도로 벤딩되는, 시트 냉온 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 히트파이프는 상기 시트 내부에 갈빗살 형태로 배치되는, 시트 냉온 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히트파이프는 내벽에 다공성 구조가 형성되는, 시트 냉온 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉온부는 내부에 복수 개의 열선이 배치되거나 냉매가 통과할 수 있는 냉매유로가 형성되는, 시트 냉온 시스템.
  8. 시트 내부에 설치되어 발열 또는 냉각되는 냉온부;
    상기 냉온부의 일측에 배치되는 복수 개의 연결부; 및
    일단이 각각의 상기 연결부에 선회 가능하게 결합되는 히트파이프집합체;
    를 포함하고,
    상기 히트파이프는 상기 냉온부의 열을 상기 시트의 전면적에 배분하거나 상기 시트의 열을 흡수하며,
    상기 히트파이프집합체는,
    적어도 일측이 벤딩된 형태로 형성되는 복수 개의 벤딩히트파이프; 및
    상기 벤딩히트파이프로 둘러싸이고 직선 형태로 형성되는 적어도 하나의 직선히트파이프;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 벤딩히트파이프는 각각 교번적으로 배치되도록 벤딩되며,
    상기 직선히트파이프의 일단은 상기 연결부에 힌지 방식으로 선회하도록 결합되며,
    상기 벤딩히트파이프는 착석 또는 퇴석에 의한 반복적인 동하중에 대해 탄성적으로 변형되며,
    상기 벤딩히트파이프의 선회 각도 범위는 상기 연결부 및 상기 벤딩히트파이프의 결합 정도를 조절함으로써 조절되는, 냉온 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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