KR100391316B1 - 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치에 관한 것으로서, 작동유체의 귀환을 중력에 의한 방법으로 이루어지도록 하는 히트 파이프를 이용하여 열의 유입에 의해 증발부에서 작동유체가 비등, 증발하고 발생 증기는 용기 중심의 코어부를 통해 응축부에서 응축되어 액화되며, 증발 잠열의 형태로써 열이 증발부에서 응축부로 전달되게 하여 자동차의 전조등 하우징 내부를 냉각하고, 그 전조등 하우징 내의 습기를 제거함으로써, 전조등의 성능을 향상시켜 그 전조등의 수명을 연장시킬 수 있는 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치를 제공하고자 한다.

Description

히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치{Apparatus for cooling and removal of moisture of headlamp using heat pipe}

본 발명은 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동유체의 귀환을 중력에 의한 방법으로 이루어지도록 하는 히트 파이프를 이용하여 열의 유입에 의해 증발부에서 작동유체가 비등, 증발하고 발생 증기는 용기 중심의 코어부를 통해 응축부에서 응축되어 액화되며, 증발 잠열의 형태로써 열이 증발부에서 응축부로 전달되게 하여 별도의 동력없이 자동차의 전조등 하우징 내부를 냉각하고, 그 전조등 하우징 내의 습기를 제거함으로써, 전조등의 성능을 향상시켜 상기 전조등의 수명을 연장시킬 수 있는 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 전조등은 하우징 전면에 커버가 조립되고 이 전조등 하우징과 전면 유리의 접합면에는 그 둘레를 따라 패킹이 조립되어 이 접합면을 통하여 외부의 물이 유입되는 것을 막아주고 있다.

그리고 상기 전조등 하우징에는 벌크 시트가 형성되어 벌크가 조립되게 되어 있으며 상단에는 체결나사 조립부가 구비되어 전조등 하우징을 차체에 조립하게 되어 있다.

또한, 상기 전조등 하우징의 뒤쪽 벽에는 벤트가 다수개 관통 형성되어 있다.

상기와 같은 구조로 된 자동차 전조등은 내부에 물이 유입되거나 습기가 서리게 되면 누전이 되거나 전조등의 성능을 감소시키게 된다.

특히, 시계가 흐린 날이나 어두운 야간에 상기와 같이 전조등 또는 브레이크 등에 물이 유입되었거나 습기가 서린 차량을 운행하면 전방에서 운행하는 차량을 식별하기 어렵거나 후방에서 본 차량을 뒤따르는 차량은 본 차량을 식별하기 어려워 추돌 사고의 위험이 있게 된다.

따라서 전조등이나 브레이크등 내부에는 물이 유입되지 않게 하거나 습기가 서리지 않게 하여야 한다.

따라서, 종래의 자동차의 전조등은 자연 대류 방식을 이용한 방식으로 냉각 및 제습을 위한 방법을 사용하여 왔으나, 적절하게 냉각 및 습기 제거가 이루어지지 못하므로 전면 유리의 표면에 습기가 응결하게 되어 전조등의 성능을 감소시키고, 벌브 고장의 원인이 되는 문제점이 발생하여 이를 배제하고 대신에 강제 대류 방식을 이용하였으나 이 방식은 별도의 전원이 공급되어야 하므로 각종 전기 장치가 많은 자동차로써는 효율이 낮게되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 열의 유입에 의해 증발부에서 작동유체가 비등, 증발하고 발생 증기는 용기 중심의 코어부를 통해 응축부에서 응축되어 액화되며, 증발 잠열의 형태로써 열이 증발부에서 응축부로 전달되게 하는 히트 파이프를 이용하여 자동차의 전조등 내부를 냉각하고, 습기를 제거함으로써, 전조등의 성능을 향상시켜 그 수명을 연장시킬 수 있는히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치를 제공하는데, 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치를 나타내기 위해 도시한 정단면도

도 2는 본 발명에 따른 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치를 나타내기 위해 도시한 측단면도

도 3은 본 발명에 따른 히트 파이프를 나타내기 위해 도시한 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전조등 하우징 11 : 배출판

12 : 배출구 13 : 벌브

14 : 히트 파이프 21 : 용기

22 ; 작동유체 23 : 증발부

24 : 코어부 25 : 응축부

30 : 팩킹 러버 40 : 핀부

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

양단이 밀폐된 용기(21) 내부를 진공 상태로 만든 후에 작동유체(22)를 충진한 구조로 열의 유입에 의해 증발부(23)에서 상기 작동유체(22)가 비등, 증발하고 발생 증기는 상기 용기(21) 중심의 코어부(24)를 통해 응축부(25)에서 응축되어 액화되며, 증발 잠열의 형태로써 열이 중력에 의해 증발부(23)에서 응축부(25)로 전달되는 히트 파이프(20)에 있어서, 상기 히트 파이프(20)는 전조등 하우징(10)의 상부에 장착되고, 그 상부와 하부에 각각 발열과 흡열을 원활하게 하기 위한 다수개의 방형 형상의 핀부(40)가 고정된 한편, 그 히트 파이프(20)의 저부에는 전조등 하우징(10)의 내부에 있던 습기가 액화되어 히트 파이프(20)의 증발부 표면에 물이 응결되고, 그 물이 상기 전조등 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있도록 단면이 V자 형상이며 일측으로 경사진 배출판(11)이 전조등 하우징(10)의 측면에 형성된 배출구(12)와 연결된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 히트 파이프(20)의 외주면의 중간부에는 단열 상태를 위한 팩킹 러버(30)가 전조등 하우징(10)의 내외면에 장착된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출구(12)는 물이 외부에서 유입되는 것을 방지하기 위해 경사진 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 대한 설명에 들어 가기에 앞서 먼저, 히트 파이프에 대해 설명하자면 상기 히트 파이프는 액체의 증발과 응축의 잠열을 이용한 열전달 메카니즘을 가지는 기구로써, 밀폐된 용기(21) 내부의 작동유체가 연속적으로 기, 액체간의 상변화 과정을 통하여 파이프의 양단 사이에 열을 전달하는 장치로 잠열(latent heat)을 이용하여 열을 이동시킴으로써, 단일상(phase)의 작동유체를 이용하는 통상적인 열전달 기기에 비해 매우 큰 열전달 성능을 발휘한다.

그리고 히트파이프의 기본적인 구조는 밀폐용기, 작동유체와 용기내부의 모세관(wick)으로 이루어지며, 외벽의 재료 및 작동유체의 종류, 모세관 구조물의 종류, 액체의 귀환(return)방법, 내부의 기하학적 형태, 작동온도 등에 따라 다양하게 분류된다.

그리고, 액체의 귀환이 윅에 의하여 이루어지는 경우를 "히트 파이프"라 부르나 중력, 원심력등 여러 가지 방법에 의하여 이루어지기도 하며 통칭하여 "히트파이프"라 부르기도 한다.

이와 같은 히트파이프가 장착된 본 발명의 구성에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치를 나타내기 위해 도시한 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치를 나타내기 위해 도시한 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 히트 파이프를 나타내기 위해 도시한 단면도이다.

여기서, 도면부호 10은 전조등 하우징을 나타낸다.

상기 전조등 하우징(10)의 상부에 내부 열교환을 위한 히트 파이프(20)가 장착되어 있다.

상기 히트 파이프(20)는 양단이 밀폐된 용기(21)내에 진공 상태를 만든후, 작동유체(22)를 충진한 구조로써, 상기 작동유체(22)를 수송하는데 별도의 외부 동력의 유입이 필요없으므로 구조가 간단하고, 에너지 절약형으로 되어 있다.

한편, 상기 히트 파이프(20)의 외주면의 중간부에는 단열 상태를 위한 팩킹 러버(30)가 전조등 하우징(10)의 상하에 장착되어 히트 파이프(20)를 지지하게 된다.

상기 히트 파이프(20)의 상부와 하부에는 각각 발열과 흡열을 원활하게 하기 위한 다수개의 방형 형상의 핀부(40)가 고정되어 있다.

상기 히트 파이프(20)의 저부에는 단면이 V자 형상인 배출판(11)이 설치되어 있는바, 상기 배출판(11)은 전조등 하우징(10)내의 습기가 히트 파이프(20)의 증발부(23)에서 액화되어 그 액화된 물을 모아서 전조등 하우징(10)의 외부로 방출하게 된다.

따라서, 상기 배출판(11)은 일측으로 경사진 형태로 전조등 하우징(10)의 측면에 배출구(12)를 천공하여 그 배출구(12)와 연결되도록 되어 있다.

상기 배출구(12)는 물이 외부에서 유입되는 것을 방지하기 위해 경사진 형태로 형성되어 있다.

다음에는 이러한 구성을 갖는 본 발명의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.

자동차의 전조등 하우징(10)내의 벌브(13)에서 발생된 고열은 상기 전조등 하우징(10)내에서 자연 대류에 의해 전조등 하우징(10)의 상부에 위치한 히트 파이프(20)로 이동하게 되고, 상기 히트 파이프(20)에서는 열교환 작용에 의해 그 히트 파이프(20)의 증발부(23)에 위치한 작동유체(22), 즉 물이 가열되게 된다.

가열된 작동유체(22)는 기화되어 그 기화 압력차에 의해 용기(21) 중심의 코어부(24)를 통해 상기 히트 파이프(20)의 상부로 이동하게 된다.

히트 파이프(20)의 상부인 응축부(25)에서는 주변으로 열을 방출하여 냉각작용을 수행하게 된다.

열을 방출한 후에 작동유체(22)는 다시 응축하여 중력에 의해 상기 히트 파이프(20)의 하부인 증발부(23)로 귀환하게 된다.

이때, 전조등 하우징(10)의 내부에 있던 습기가 액화되어 히트 파이프(20)의 증발부(23) 표면에서 물로 응결하게 되고, 상기 히트 파이프(20)의 저부에 위치한 배출판(11)과 배출구(12)를 통해 외부로 배출되게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치는 작동유체의 귀환을 중력에 의한 방법으로 이루어지도록 하는 히트 파이프를 이용하여 열의 유입에 의해 증발부에서 작동유체가 비등, 증발하고 발생 증기는 용기 중심의 코어부를 통해 응축부에서 응축되어 액화되며, 증발 잠열의 형태로써 열이 증발부에서 응축부로 전달되게 하여 별도의 동력없이 자동차의 전조등 하우징내부를 냉각하고, 그 전조등 하우징 내의 습기를 제거함으로써, 전조등의 성능을 향상시켜 상시 전조등의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 양단이 밀폐된 용기(21) 내부를 진공 상태로 만든 후에 작동유체(22)를 충진한 구조로 열의 유입에 의해 증발부(23)에서 상기 작동유체(22)가 비등, 증발하고 발생 증기는 상기 용기(21) 중심의 코어부(24)를 통해 응축부(25)에서 응축되어 액화되며, 증발 잠열의 형태로써 열이 중력에 의해 증발부(23)에서 응축부(25)로 전달되는 히트 파이프(20)에 있어서, 상기 히트 파이프(20)는 전조등 하우징(10)의 상부에 장착되고, 그 상부와 하부에 각각 발열과 흡열을 원활하게 하기 위한 다수개의 방형 형상의 핀부(40)가 고정된 한편, 그 히트 파이프(20)의 저부에는 전조등 하우징(10)의 내부에 있던 습기가 액화되어 히트 파이프(20)의 증발부 표면에 물이 응결되고, 그 물이 상기 전조등 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있도록 단면이 V자 형상이며 일측으로 경사진 배출판(11)이 전조등 하우징(10)의 측면에 형성된 배출구(12)와 연결된 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 히트 파이프(20)의 외주면의 중간부에는 단열 상태를 위한 팩킹 러버(30)가 전조등 하우징(10)의 내외면에 장착된 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 배출구(12)는 물이 외부에서 유입되는 것을 방지하기 위해 경사진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 전조등의 냉각 및 제습장치.