KR20170079020A - 차량용 복사열 히터 - Google Patents

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KR20170079020A KR1020150189121A KR20150189121A KR20170079020A KR 20170079020 A KR20170079020 A KR 20170079020A KR 1020150189121 A KR1020150189121 A KR 1020150189121A KR 20150189121 A KR20150189121 A KR 20150189121A KR 20170079020 A KR20170079020 A KR 20170079020A
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Abstract

본 발명은 동절기 차량의 시동 초기에 탑승자를 향해 복사열을 직접 방출하여 난방을 할 수 있도록 하는 차량용 복사열 히터에 있어서, 발열부에 밀착된 열전달부재 또는 열전달부재에 밀착된 열복사판의 일면에 형성된 복사층을 포함하여 이루어져, 탑승자를 향해 복사열을 직접 방출하여 난방을 할 수 있도록 하되 고온의 복사열을 빠르게 방출할 수 있어 난방의 속효성 및 쾌적성을 향상시킬 수 있는 차량용 복사열 히터에 관한 것이다.

Description

차량용 복사열 히터 {Radiant heater for vehicle}
본 발명은 차량용 복사열 히터에 관한 것으로, 동절기 차량의 시동 초기에 탑승자를 향해 복사열을 직접 방출하여 난방을 할 수 있도록 하는 차량용 복사열 히터에 있어서, 고온의 복사열을 빠르게 방출할 수 있어 난방의 속효성 및 쾌적성을 향상시킬 수 있는 차량용 복사열 히터에 관한 것이다.
차량에는 동절기 시동 초기에 냉각수가 충분히 가열되지 못해 차량의 실내를 빠르게 난방할 수 없어, 복사열을 이용해 탑승자에게 복사열을 직접 방출하여 난방 쾌적성을 향상시킬 수 있도록 차량의 실내에는 복사열 히터가 설치될 수 있다.
이러한 차량용 복사열 히터는 차량 실내의 대쉬보드(dashboard) 하측, 운전석쪽 스티어링 칼럼, 조수석쪽 글로브 박스(glove box), 앞좌석의 등받이 등에 설치되어, 탑승자의 다리쪽으로 복사열을 직접 방출함으로써 신속하게 난방을 할 수 있도록 하고 있다.
일례로 종래의 복사 히터 장치(1)는, 도 1과 같이 차량 운전석의 핸들(14)에 연결된 스티어링 칼럼(13)의 하면에 복사 히터 장치(1)가 설치되어 좌석(11)에 앉은 탑승자의 다리(12)쪽을 향해 복사열을 방출하도록 되어 있으며, 복사 히터 장치(1)는 도 2와 같이 기판(2)에 방열부(3), 발열부(4) 및 단자(7) 등이 형성된 형태로 구성된다.
그런데 이와 같은 차량용 복사열 히터는 화상 방지를 위해 열밀도 집중을 억제할 수 있도록 발열부가 넓게 분포된 형태로 형성되므로 구조가 복잡해 제조가 어려우며, 또한 고장이나 이상 작동으로 인해 과열되어 화재가 발생할 위험성이 있는 문제점이 있다.
JP 2014-003000 A (2014.01.09)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동절기 차량의 시동 초기에 탑승자를 향해 복사열을 직접 방출함으로써 난방 쾌적성을 향상시키기 위한 차량용 복사열 히터에 있어서, 구조가 간단하여 제조가 용이하고 고온의 복사열을 빠르게 방출하여 난방의 속효성 및 쾌적성을 향상시킬 수 있으며 히터의 온도가 일정하게 유지되어 과열의 위험성이 없는 차량용 복사열 히터를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 복사열 히터(1000)는, 열을 발생시키는 발열체(110)를 갖는 발열부(100); 상기 발열부(100)에 밀착되어 결합되며, 상기 발열부(100)에서 연장되는 복수의 열전달부재(200); 상기 열전달부재(200)에 밀착되어 결합되며, 일면에 복사열 방출을 위한 복사층(310)이 형성되는 열복사판(300); 및 상기 열복사판(300)의 타면 측에 형성되는 단열층(400); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열부(100)는 하나 이상의 발열체(110)를 갖는 막대 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열체(110)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재(200)는 히트 파이프 또는 카본계 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복사층(310)은 별도로 형성되어 열복사판(300)에 부착되거나, 열복사판(300)의 일면을 알루미늄 아노다이징 또는 세라믹 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 차량용 복사열 히터(1000)는, 열을 발생시키는 발열체(110)를 갖는 발열부(100); 상기 발열부(100)에 밀착되어 결합되고, 상기 발열부(100)에서 연장되며, 판 형태로 형성되어 일면에 복사열 방출을 위한 복사층(210)이 형성되는 복수의 열전달부재(200); 및 상기 열전달부재(200)의 타면 측에 형성되는 단열층(400); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열부(100)는 하나 이상의 발열체(110)를 갖는 막대 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 상기 발열체(110)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재(200)는 히트 파이프 또는 카본계 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복사층(210)은 별도로 형성되어 열전달부재(200)들에 부착되거나, 열전달부재(200)들의 일면을 알루미늄 아노다이징 또는 세라믹 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량용 복사열 히터는 전체 면적에 걸쳐 고온의 복사열을 빠르게 방출할 수 있어 난방의 속효성 및 쾌적성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 구조가 간단하여 제작이 용이한 장점이 있다.
또한, 히터의 온도가 일정하게 유지되어 과열의 위험성이 없는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 복사 히터 장치가 차량에 설치된 실시예 및 복사 히터 장치의 구성을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 복사열 히터를 나타난 정면도.
도 4는 도 3의 측면 단면도.
도 5는 도 4의 AA'방향 단면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 복사열 히터를 나타난 정면도.
도 7은 도 6의 측면 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 복사열 히터 조립체를 나타낸 분해사시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량용 복사열 히터를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 복사열 히터를 나타난 정면도이고, 도 4는 도 3의 측면 단면도이며, 도 5는 도 4의 AA'방향 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 차량용 복사열 히터(1000)는, 열을 발생시키는 발열체(110)를 갖는 발열부(100); 상기 발열부(100)에 밀착되어 결합되며, 상기 발열부(100)에서 연장되는 복수의 열전달부재(200); 상기 열전달부재(200)에 밀착되어 결합되며, 일면에 복사열 방출을 위한 복사층(310)이 형성되는 열복사판(300); 및 상기 열복사판(300)의 타면 측에 형성되는 단열층(400); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 발열부(100)는 열을 발생시키는 부분으로써, 일반적으로 차량의 전원에 연결되어 전기를 이용해 열을 발생시킬 수 있는 열원이 될 수 있으며, 이외에도 다양하게 형성될 수 있다.
열전달부재(200)는 열원인 발열부(100)에서 발생된 열을 전달하는 역할을 하며, 열전도도가 높은 열전달 계수가 큰 물질로 형성될 수 있다. 그리고 열전달부재(200)는 복수개로 형성될 수 있으며, 발열체(100)에 밀착되어 결합되며 발열체(100)에서 연장된 형태로 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 열전달부재(200)는 도시된 바와 같이 발열체(100)에 일측이 결합되고 타측이 발열체(100)에서 멀어지는 방향으로 연장되어 나가도록 형성될 수 있으며, 하나의 평면상에 열전달부재(200)들이 배치되도록 구성될 수 있다. 이외에도 발열체(100)를 기준으로 열전달부재(200)가 양측으로 뻗어나간 형태나 방사상으로 퍼지도록 연장되는 형태 등 다양하게 형성될 수 있다.
열복사판(300)은 열전달부재(200)를 통해 전달된 열이 넓은 면적에 걸쳐 고르게 퍼지도록 전달되어, 전달된 열을 일면인 전면(승객측)을 향해 복사를 통해 열을 방출할 수 있도록 하는 역할을 한다. 그리고 열복사판은(300)은 열전달부재(200)들에 의해 형성된 일면에 밀착되도록 결합되며, 열복사판(300)의 전면에는 복사열 방출을 극대화 할 수 있도록 복사층(310)이 형성될 수 있다. 이때, 복사층(310)은 열복사판(300)의 종류나 재질 등에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 복사층(310)에 대해서는 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
단열층(400)은 열이 후면(시트측)을 통해 차량의 시트로 전달되는 것을 차단하기 위한 것으로, 열복사판(300)의 타면 측에 단열층(400)이 형성될 수 있다. 일례로 도시된 바와 같이 단열층(400)은 열복사판(300), 열전달부재(200) 및 발열부(100)의 후면 측 전체를 덮도록 형성되어, 후면 방향으로 열이 전달되거나 복사되는 것을 차단할 수 있다. 이때, 단열층(400)은 열복사판(300)의 너비 방향의 둘레면까지 덮도록 형성되어 전면 방향으로 복사되는 열 이외에 다른 방향으로는 열이 전달되거나 복사되지 않도록 형성될 수도 있다.
그리하여 본 발명의 차량용 복사열 히터는 열복사판의 전체 면적에 걸쳐 고온의 복사열을 빠르게 방출할 수 있어 난방의 속효성 및 쾌적성을 향상시킬 수 있으며, 구조가 간단하여 제작이 용이한 장점이 있다.
그리고 열복사판(300)은 다이캐스팅이나 드로잉 금형 등을 이용해 형성하여, 열전달부재(200)가 배치되어 밀착 결합되는 부분에 연전달부재(200)의 일부가 파묻혀 열복사판(300)에 안치되도록 홈이 형성될 수 있으며, 이에 따라 열전달부재(200)와 열복사판(300) 간의 열전달이 용이할 수 있다. 또한, 발열부(100)도 열전달부재(200)의 일부가 파묻혀 안치되도록 홈이 형성될 수 있으며, 발열부(100)와 열복사판(300)이 밀착되도록 결합될 수도 있다. 또한, 발열부(100)와 열전달부재(200), 열전달부재(200)와 열복사판(300), 발열부(100)와 열복사판(300)은 실리콘 등의 접착제를 이용해 부착되도록 할 수 있으며, 체결수단이나 고정부재를 이용해 밀착되어 결합되도록 할 수도 있으며, 홈에 열전달부재(200)가 끼워지는 형태로 밀착 결합될 수도 있다. 또한, 발열부(100), 열전달부재(200) 및 열복사판(300)이 접촉되는 부분에는 열전도도 향상을 위해 써멀 그리스 등이 도포될 수 있다.
또한, 상기 발열부(100)는 하나 이상의 발열체(110)를 갖는 막대 형태로 형성될 수 있다.
즉, 열복사판(300)의 면적이 넓게 형성될 수 있으므로, 도시된 바와 같이 복수의 발열체(110)가 이격되어 배치되어 열을 이루도록 형성된 막대 또는 로드 형태로 발열부(100)가 형성될 수 있다. 이때, 발열부(100)는 발열체(110)들이 튜브 형태로 형성된 케이스(130)의 내부에 삽입되어 배치되도록 형성될 수 있으며, 발열체(110)들은 전원이 공급될 수 있는 양면이 전기적으로 절연되도록 양면에 절연층(120)이 밀착되어 절연층(120)이 발열체(110)와 케이스(130) 사이에 개재되어 배치될 수 있다. 또는 하나의 발열체(110)가 길게 형성된 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 발열체(110)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자로 형성될 수 있다.
이때, PTC 소자는 재질의 특성 상 큐리온도에 도달하면 항상 그 온도를 유지할 수 있어, 특정한 온도 이상으로 가열되지 않을 수 있으므로 과열로 인한 화재의 위험성이 없는 장점이 있다.
또한, 상기 열전달부재(200)는 히트 파이프 또는 카본계 재질로 형성될 수 있다.
즉, 열전달부재(200)는 열전도도가 매우 높은 히트 파이프나 탄소 나노튜브와 같은 열전달 계수가 큰 물질로 형성될 수 있으며, 열전달부재(200)는 열전달계수가 500W/mㅇK 이상인 종류나 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복사층(310)은 별도로 형성되어 열복사판(300)에 부착되거나, 열복사판(300)의 일면을 알루미늄 아노다이징 또는 세라믹 코팅하여 형성될 수 있다.
즉, 복사층(310)이 열복사판(300) 자체의 표면처리나 코팅 등을 통해 형성될 수 없는 경우에는 별도로 복사층(310)을 형성하여 열복사판(300)에 부착하여 밀착되도록 할 수 있다. 또는 열복사판(300)의 재질이나 형태가 복사층(310)을 형성할 수 있는 경우에는 알루미늄 아노다이징과 같은 표면처리를 하거나 세라믹 코팅 등을 통해 열복사판(300) 자체에 복사층(310)을 형성할 수 있다. 이때, 복사층(310)은 검정색 또는 흰색으로 형성되어 복사열 방출이 극대화되도록 할 수 있으며, 표면처리나 코팅 시 염료를 첨가하여 복사층의 색상을 형성할 수 있다. 또한, 다양한 산화피막 처리나 착색, 도색, 도포 등을 통해서 복사층이 형성될 수도 있다.
또한, 열전달부재(200)는 로드 형태로 길게 형성된 발열부(100)에서 수직 방향으로 연장된 형태로 형성될 수 있고, 열전달부재(200)들이 서로 이격되어 나란하게 배치될 수 있으며, 발열부(100)와 밀착되는 열전달부재(200)의 일측은 평면상으로 보았을 때 발열체(110)들이 열전달부재(200)와 겹치거나 접촉되는 위치에 배치되어 발열체(110)가 열전달부재(200)에 인접하도록 함으로써, 열전달이 더욱 용이하도록 할 수 있다. 또한, 열전달부재(200)가 굴곡되어 형성될 수 있다.
[실시예 2]
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 복사열 히터를 나타난 정면도이며, 도 7은 도 6의 측면 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 차량용 복사열 히터(1000)는, 열을 발생시키는 발열체(110)를 갖는 발열부(100); 상기 발열부(100)에 밀착되어 결합되고, 상기 발열부(100)에서 연장되며, 판 형태로 형성되어 일면에 복사열 방출을 위한 복사층(210)이 형성되는 복수의 열전달부재(200); 및 상기 열전달부재(200)의 타면 측에 형성되는 단열층(400); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
이는 상기한 실시예 1에서 열복사판(300)을 삭제한 구성이며, 여기에 열전달부재(200)가 판 형태로 형성되고 일면에 복사층(210)이 형성되어 열전달부재(200)가 열복사판의 역할을 함께 하도록 한 것이다. 그리고 발열부(100)는 실시예 1과 동일하게 형성될 수 있으며, 열전달부재(200)가 판 형태로 형성되므로 발열부(100)와 열전달부재(200)가 평평한 면끼리 밀착될 수 있어 열전달 및 결합이 용이할 수 있다. 또한, 열전달부재(200)도 열전도도가 높은 열전달 계수가 큰 물질로 형성될 수 있다. 그리고 열전달부재(200)는 복수개로 형성될 수 있으며, 발열체(100)에 밀착되어 결합되며 발열체(100)에서 연장된 형태로 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 복사층(210)은 열전달부재(200)의 종류나 재질 등에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 단열층(400)은 열전달부재(300)의 타면 측에 형성되되 열전달부재(200) 및 발열부(100)의 후면 측 전체를 덮도록 형성되어, 후면 방향으로 열이 전달되거나 복사되는 것을 차단할 수 있다.
그리하여 열전달부재가 판형으로 형성되고 열전달부재 자체에 복사층이 형성되므로, 구성이 매우 간단하고 부품들 간의 결합이 용이한 장점이 있다.
그리고 발열부(100)와 열전달부재(200)는 실리콘 등의 접착제를 이용해 부착되도록 할 수 있으며, 체결수단이나 고정부재를 이용해 밀착되어 결합되도록 할 수도 있다. 또한, 발열부(100)와 열전달부재(200)가 접촉되는 부분에는 열전도도 향상을 위해 써멀 그리스 등이 도포될 수 있다.
또한, 상기 발열부(100)는 하나 이상의 발열체(110)를 갖는 막대 형태로 형성될 수 있고, 상기 발열체(110)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자가 될 수 있으며, 상기 열전달부재(200)는 히트 파이프 또는 카본계 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 복사층(210)은 별도로 형성되어 열전달부재(200)들에 부착되거나, 열전달부재(200)들의 일면을 알루미늄 아노다이징 또는 세라믹 코팅하여 형성될 수 있다.
즉, 판형으로 형성된 열전달부재(200)의 면적이 넓고 복수가 배치될 수 있으므로, 도시된 바와 같이 복수의 발열체(110)가 이격되어 배치되어 열을 이루도록 형성된 막대 또는 로드 형태로 발열부(100)가 형성되거나, 하나의 발열체(110)가 길게 형성된 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 큐리온도를 갖는 PTC 소자를 발열체(110)로 이용해 특정한 온도 이상으로 가열되지 않도록 할 수 있다. 또한, 즉, 열전달부재(200)는 열전도도가 매우 높은 히트 파이프나 탄소 나노튜브와 같은 열전달 계수가 큰 물질로 형성될 수 있으며, 열전달부재(200)는 열전달계수가 500W/mㅇK 이상인 종류나 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 열전달부재(200)가 히트 파이프로 형성되는 경우에는 납작한 판 형태의 플랫 타입 히트 파이프가 사용될 수 있다. 또한, 복사층(210)은 별도로 형성되어 열전달부재(300)에 부착하여 밀착되도록 할 수 있다. 또는 열전달부재(200) 자체를 알루미늄 아노다이징과 같은 표면처리를 하거나 세라믹 코팅 등을 통해 열전달부재(200) 자체에 복사층(210)을 형성할 수 있다. 이때, 복사층(310)은 검정색 또는 흰색으로 형성되어 복사열 방출이 극대화되도록 할 수 있으며, 표면처리나 코팅 시 염료를 첨가하여 복사층의 색상을 형성할 수 있다. 또한, 다양한 산화피막 처리나 착색, 도색, 도포 등을 통해서 복사층이 형성될 수도 있다.
또한, 열전달부재(200)는 도시된 바와 같이 서로 이격되어 나란하게 배치될 수 있으며, 평면상으로 보았을 때 발열체(110)들이 열전달부재(200)와 겹치는 위치에 배치되어 발열체(110)가 열전달부재(200)에 인접하도록 함으로써, 열전달이 더욱 용이하도록 할 수 있다.
그리고 본 발명의 차량용 복사열 히터 조립체는 도 8과 같이 백 커버(1100), 차량용 복사열 히터(1000), 안전 메쉬(1200) 및 프론트 커버(1300)가 적층되어, 백 커버(1100)와 프론트 커버(1300)가 결합되어 형성될 수 있으며, 차량용 복사열 히터(1000)의 단열층(400)이 백 커버(1100)를 향하고 복사층이 안전 메쉬(1200)를 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 차량용 복사열 히터
100 : 발열부 110 : 발열체
120 : 절연층 130 : 케이스
200 : 열전달부재 210 : 복사층
300 : 열복사판 310 : 복사층
400 : 단열층
1100 : 백 커버
1200 : 안전 메쉬
1300 : 프론트 커버

Claims (10)

  1. 열을 발생시키는 발열체(110)를 갖는 발열부(100);
    상기 발열부(100)에 밀착되어 결합되며, 상기 발열부(100)에서 연장되는 복수의 열전달부재(200);
    상기 열전달부재(200)에 밀착되어 결합되며, 일면에 복사열 방출을 위한 복사층(310)이 형성되는 열복사판(300); 및
    상기 열복사판(300)의 타면 측에 형성되는 단열층(400);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열부(100)는 하나 이상의 발열체(110)를 갖는 막대 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발열체(110)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열전달부재(200)는 히트 파이프 또는 카본계 재질인 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복사층(310)은 별도로 형성되어 열복사판(300)에 부착되거나, 열복사판(300)의 일면을 알루미늄 아노다이징 또는 세라믹 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  6. 열을 발생시키는 발열체(110)를 갖는 발열부(100);
    상기 발열부(100)에 밀착되어 결합되고, 상기 발열부(100)에서 연장되며, 판 형태로 형성되어 일면에 복사열 방출을 위한 복사층(210)이 형성되는 복수의 열전달부재(200); 및
    상기 열전달부재(200)의 타면 측에 형성되는 단열층(400);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발열부(100)는 하나 이상의 발열체(110)를 갖는 막대 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 발열체(110)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 열전달부재(200)는 히트 파이프 또는 카본계 재질인 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 복사층(210)은 별도로 형성되어 열전달부재(200)들에 부착되거나, 열전달부재(200)들의 일면을 알루미늄 아노다이징 또는 세라믹 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 복사열 히터.
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