KR101694006B1 - 차량용 제습장치 - Google Patents

Abstract

차량 내부에서 윈드실드글라스 주위의 공기를 제습하여 김서림을 방지하는 차량용 제습장치에 있어서, 크러쉬패드 상부에서 윈드실드글라스 측으로 마련되며, 상방에 공기의 유입구 및 배출구가 형성되고, 내부에 공기유동경로가 형성된 하우징; 하우징의 공기유동경로 상에 마련되며, 양면에 각각 냉각핀과 방열핀이 마련되고, 냉각핀은 공기의 유입구를 향해 배치되며 방열핀은 공기의 배출구를 향해 배치된 열전소자; 하우징의 공기유동경로 상에 마련되어 공기의 유입구로부터 공기의 배출구로 공기를 유동시키는 블로워;를 포함하는 차량용 제습장치가 소개된다.

Description

차량용 제습장치 {DEFOGGING APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량 내부에서 윈드실드글라스 주위의 공기를 유입하여 열전소자를 통과시켜 제습한 후 공기를 배출하고 다시 배출된 공기를 유입하는 방식으로 윈드실드글라스의 김서림을 방지하는 차량용 제습장치에 관한 것이다.

차량 내부의 습도가 높거나 내부와 외부의 온도차이가 큰 경우 차량 전면의 윈드실드 글래스에 김이 서리게 되는데 이로 인해 운전자의 시야를 방해하게 되어 운행 중 사고가 발생할 우려가 있다.

상기와 같은 문제의 해결을 위해 여름철에는 히터를, 겨울철에는 쿨러을 작동시켜 차량의 내부와 외부의 온도차를 줄이는 방법이 있는데 이러한 방법은 이미 발생한 김서림을 제거하는데 시간이 많이 소요되고 에너지가 많이 소비된다는 측면에서 효율이 떨어진다는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-1438949 B1

본 발명은 차량 내부에서 윈드실드글라스 주위의 공기를 유입하여 열전소자를 통과시켜 제습한 후 공기를 배출하고 다시 배출된 공기를 유입하는 방식으로 윈드실드글라스의 김서림을 방지하는 차량용 제습장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 제습장치는 크러쉬패드 상부에서 윈드실드글라스 측으로 마련되며, 상방에 공기 유입구 및 배출구가 형성되고, 내부에 공기유동경로가 형성된 하우징; 하우징의 공기유동경로 상에 마련되며, 양면에 각각 냉각핀과 방열핀이 마련되고, 냉각핀은 유입구를 향해 배치되며 방열핀은 배출구를 향해 배치된 열전소자; 하우징의 공기유동경로 상에 마련되어 유입구로부터 배출구로 공기를 유동시키는 블로워;를 포함한다.

하우징의 하부에는 차량의 외부와 연통된 응축수배출로가 형성됨으로써 복수의 냉각핀에 응축된 수분이 외부로 빠져나갈 수 있다.

하우징은 밀폐형 구조이며, 상방에 공기 유입구 및 배출구가 형성될 수 있다.

냉각핀의 연장된 길이는 방열핀의 연장된 길이보다 짧을 수 있다.

냉각핀은 방열핀보다 공기와 접촉되는 면적이 작을 수 있다.

열전소자의 일면에는 냉각핀이 마련되고, 타면에는 히트파이프의 일단이 결합되며, 히트파이프의 타단에 방열핀이 마련될 수 있다.

냉각핀의 표면에는 소수성 재료가 코팅될 수 있다.

윈드실드글라스 주변의 상대습도를 산출하고, 측정된 상대습도가 제1기준값 이상인 경우 블로워를 작동시키며, 측정된 상대습도가 제1기준값보다 큰 제2기준값 이상인 경우 블로워 및 열전소자를 함께 작동시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

제어부에는 윈드실드글라스 주변의 절대습도를 측정하는 습도센서가 마련되고, 제어부는 측정된 절대습도와 차량 내부 온도를 통해 윈드실드글라스 주변의 상대습도를 산출할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 제습장치에 따르면, 하우징 내부에 마련된 열전소자와 열전소자에 형성된 냉각핀 및 방열핀을 이용하여 공기의 습도를 낮춤으로써 제습을 수행한다. 하우징 상부에는 공기의 유입구와 공기의 배출구가 같은 방향으로 형성되어 유입후 제습하여 배출한 공기를 다시 유입하는 방식으로 지속적으로 공기의 습도를 조절함으로써 윈드실드글라스 주위에 상대적으로 습도가 낮은 구역을 조성하여 윈드실드글라스에 김서림이 생기는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제습장치를 옆에서 바라본 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제습장치를 위에서 바라본 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제습장치의 단면을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 내부에서 차량용 제습장치의 위치를 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

본 발명에 따른 차량용 제습장치는 크러쉬패드 상부에서 윈드실드글라스(W) 측으로 마련되며, 상방에 공기의 유입구(110) 및 배출구(120)가 형성되고, 내부에 공기유동경로가 형성된 하우징(100); 하우징(100)의 공기유동경로 상에 마련되며, 양면에 각각 냉각핀(210)과 방열핀(220)이 마련되고, 냉각핀(210)은 공기의 유입구(110)를 향해 배치되며 방열핀(220)은 공기의 배출구(120)를 향해 배치된 열전소자(200); 하우징(100)의 공기유동경로 상에 마련되어 공기의 유입구(110)로부터 공기의 배출구(120)로 공기를 유동시키는 블로워(300);를 포함하고 이로써 차량 내부에서 윈드실드글라스(W) 주위의 공기를 제습하여 김서림을 방지한다.

크러쉬패드 상부에서 윈드실드글라스(W) 측으로 마련되며, 상방에 공기의 유입구(110) 및 배출구(120)가 형성되고, 내부에 공기유동경로가 형성된 하우징(100)은 일방으로 공기의 유입구(110)와 배출구(120)가 형성이 되어 있어 공기의 배출구(120)를 통해 배출한 공기를 다시 하우징(100) 내부로 유입시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 구조의 하우징(100)은 크러쉬패드의 상부에서 윈드실드글라스(W) 주위의 공기를 지속적으로 유입시키고 배출시키는 것을 반복하는 작업을 하여 발명의 목적하는 바를 달성할 수 있는 것이다.

하우징(100)의 공기유동경로 상에 마련되며, 양면에 각각 냉각핀(210)과 방열핀(220)이 마련되고, 냉각핀(210)은 공기 유입구를 향해 배치되며 방열핀(220)은 공기의 배출구(120)를 향해 배치된 열전소자(200)는 유입된 공기의 습도를 낮추는 역할을 한다.

열전소자(200)는 플레이트 형상으로 전류를 흘려주면 양면에 온도차이를 형성시킨다. 따라서 온도가 낮은 면에는 공기 중의 수분을 응축시키는 역할을 하는 열전도도가 좋은 재질의 냉각핀(210)을 형성시켜 유입된 공기가 온도가 낮은 냉각핀(210) 사이를 통과함으로써 냉각핀(210) 표면에 수분을 응축시키게 된다. 이에 따라 냉각핀(210)을 통과한 공기는 온도가 낮아지고 공기 중의 수분량인 절대습도가 낮아진다.

또한, 온도가 높은 면에는 열전소자(200)로부터 전달받은 열을 방출시키는 역할을 하는 방열핀(220)을 형성시켜 냉각핀(210)을 통과한 온도와 절대습도가 낮아진 공기에 열을 전달시킴으로써 공기의 온도를 높인다. 온도의 상승으로 인해 특정 온도에서 공기가 가질 수 있는 최대 수분량인 포화수증기량을 상승시켜 포화수증기량 분의 현재 수분량으로 표현되는 상대습도를 낮추게 되는 것이다.

유입한 공기를 하우징(100) 내부의 공기유동경로 상에 마련된 냉각핀(210)과 방열핀(220)을 갖춘 열전소자(200)에 통과시켜 상기와 같은 과정을 거쳐 공기의 습도를 낮춘 다음 공기의 배출구(120)를 통해 배출시킨다.

하우징(100)의 공기유동경로 상에 마련되어 공기의 유입구(110)로부터 공기의 배출구(120)로 공기를 유동시키는 블로워(300)는 윈드실드글라스(W) 근처의 공기를 하우징(100) 내부로 유입시키고 유입된 공기가 공기유동경로를 지날 수 있게 하며 공기유동경로를 거친 공기를 공기의 배출구(120)를 통해 배출시키는 역할을 한다.

상기와 같은 공기의 가이드 역할을 하게 되는 블로워(300)는 바람직하게는 도 1에서와 같이 열전소자(200)의 일 측에 열전소자(200)와 평행하게 위치하여 냉각핀(210)을 통과한 공기가 방열핀(220)으로 향하게끔 배치시킬 수 있다.

왜냐하면 공기가 냉각핀(210)에 수분을 응축시킬 시간적 여유를 갖게 하고 냉각핀(210)을 통과한 공기가 블로워(300)를 통해 방열핀(220) 사이로 이동되어 열을 전달받기에 용이해지기 때문이다.

본 발명에 따른 일실시예로 도 4에서 확인할 수 있듯이 차량용 제습장치는 디프로스터와는 별개로써 디프로스터 덕트(D)보다 전방에 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. 디프로스터는 차량의 유리 외부의 성에를 제거하는 장치인데 차량용 제습장치가 디프로스터 덕트(D) 내에 설치될 경우 일종의 저항체가 되어 디프로스터의 성능을 떨어뜨릴 수 있기 때문이며 디프로스터 덕트(D)보다 윈드실드글라스(W)에 가까이 설치됨으로써 윈드실드글라스(W) 내면의 김서림을 효율적으로 방지할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 따른 일실시예로 도 4에서와 같이 공기의 유입구(110)가 공기의 배출구(120) 보다 차량의 전방에 위치함으로써 윈드실드글라스(W)와 가장 가까운 공기부터 흡입하게 됨으로써 김서림을 방지하는데에 있어 더욱 시간을 단축시키는 효과를 갖는다.

본 발명의 핵심이 되는 기술적 사상은 차량 내부에서 윈드실드글라스(W) 주위의 공기를 유입하여 열전소자(200)를 통과시켜 제습한 후 공기를 배출하고 다시 배출된 공기를 유입하는 방식으로 윈드실드글라스(W)의 주변에 주위보다 습도가 낮은 제습구역(A)을 형성시켜 김서림을 미연에 방지하는 데에 있다.

본 발명에 따른 차량용 제습장치에서 하우징(100)의 하부에는 차량의 외부와 연통된 응축수배출로(400)가 형성됨으로써 복수의 냉각핀(210)에 응축된 수분이 외부로 빠져나가는 것을 특징으로 할 수 있다.

열전소자(200)에 형성된 냉각핀(210)은 공기 중의 수분을 응축시켜 표면에 맺히게 하는 것으로써 표면에 맺힌 수분은 응축되어 일정 이상 부피가 커지면 자중에 의해 낙하하게 된다. 이때 낙하된 응축수는 하우징(100) 하부에 떨어지는데 하우징(100) 하부에 외부와 연통된 응축수배출로(400)를 마련해 둠으로써 응축수가 하우징(100) 내부에 머물게 되어 부품의 부식 등으로 인한 기능저하를 방지할 수 있는 것이다.

바람직하게는 하우징(100) 내부의 하면을 응축수배출로(400)를 중심으로 기울어지게 형성하여 응축수가 낙하하게 되면 곧 바로 응축수배출로(400)를 향하도록 함으로써 응축수의 신속한 배출이 가능할 것이다.

본 발명의 일실시예로 냉각핀(210)의 표면에는 소수성 재료가 코팅된 것을 특징으로 할 수 있다. 표면을 소수성 재료로 코팅하여 냉각핀(210) 표면의 응축된 수분이 머물지 않고 신속하게 낙하하도록 하여 냉각핀(210)의 기능을 유지시키는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 제습장치의 하우징(100)은 밀폐형 구조이며, 상방에 공기의 유입구(110) 및 배출구(120)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

윈드실드글라스(W) 주위의 공기를 흡입, 배출하여 습도가 낮은 제습구역(A)을 형성시키기 위함인바, 상기와 같은 구조를 갖는 하우징(100)에서 공기의 유입구(110) 및 배출구(120)를 제외한 채 밀폐형 구조로 형성되는 경우 공기의 유입 및 배출에 있어서 보다 향상된 기능을 갖게 될 것이다.

본 발명에 따른 차량용 제습장치에서 냉각핀(210)의 연장된 길이는 방열핀(220)의 연장된 길이보다 짧은 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 냉각핀(210)은 방열핀(220)보다 공기와 접촉되는 면적이 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

냉각핀(210)의 길이 또는 전체 표면적이 방열핀(220)의 그것보다 짧거나 작은 이유는 열전소자(200)의 성능과 관련된다. 열전소자(200)는 전류를 받아 양면에 온도차이를 형성시키는 것으로 온도차이는 열전소자(200)의 성능에 따라 다른데 특정 열전소자(200)에서 큰 온도차이를 형성하기 위해서 하기와 같은 이유로 냉각핀(210)과 방열핀(220)에 차이를 두는 것이다.

열전소자(200)의 성능에 따른 온도차이가 Δt라면 방열핀(220)의 길이 또는 표면적을 길거나 넓게 하여 최대한의 열 분산으로 온도가 낮아지는 경우 그 온도에서 Δt를 뺀 값이 냉각핀(210) 측의 온도가 되는바 냉각핀(210) 측의 온도가 낮을수록 공기 중의 수분의 응축을 기대할 수 있는 것이다.

또한 냉각핀(210)의 길이 또는 표면적을 짧거나 작게 하여 공기 중의 수분이 제한된 부분에 집중되어 냉각핀(210) 표면적에서 응축되는 속도를 크게 함으로써 응축수가 표면에 머물지 않고 빨리 낙하할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 제습장치에서 열전소자(200)의 일면에는 냉각핀(210)이 마련되고, 타면에는 히트파이프(500)의 일단이 결합되며, 히트파이프(500)의 타단에 방열핀(220)이 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

히트파이프(500)란 내부 유체의 증발을 통해 열을 전달하는 장치로서 열을 보다 효율적으로 전달할 수 있다는 장점이 있다. 히트파이프(500)의 일단이 열전소자(200)의 온도가 높은 면과 부착되며 타단에 방열핀(220)이 마련되는 경우 히트파이프(500)가 존재하지 않는 경우에 비해 열전소자(200)로부터 발생한 열이 히트파이프(500)를 통해 방열핀(220)으로 효율적으로 전달이 되는 것이다.

이로써 열전소자(200)의 온도가 높은 면의 열이 즉각적으로 방출되기 때문에 온도가 낮아지고 상대적으로 냉각핀(210)이 형성된 면의 온도도 낮아짐으로써 공기 중의 수분이 응축되기에 최적의 조건이 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 제습장치는 윈드실드글라스(W) 주변의 상대습도를 산출하고, 측정된 상대습도가 제1기준값 이상인 경우 블로워(300)를 작동시키며, 측정된 상대습도가 제1기준값보다 큰 제2기준값 이상인 경우 블로워(300) 및 열전소자(200)를 함께 작동시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 제어부에는 윈드실드글라스(W) 주변의 절대습도를 측정하는 습도센서가 마련되고, 제어부는 측정된 절대습도와 차량 내부 온도를 통해 윈드실드글라스(W) 주변의 상대습도를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

열전소자(200)의 작동은 비교적 많은 전력을 소비하므로 효율적인 에너지관리를 위해 상대습도를 기준으로 하여 제1기준값 및 그보다 큰 제2기준값을 설정하여 제어부를 통해 제1기준값 이상인 경우 블로워(300)만을 작동시키고 제2기준값 이상인 경우 블로워(300)와 함께 열전소자(200)를 작동시켜 제습을 함으로써 효율적인 에너지소비를 할 수 있을 것이다.

제어부에 구비된 습도센서로 공기 중의 수분량인 절대습도를 측정하고 차량 내부의 온도를 이용하여 그에 따른 포화수증기량을 통해 상대습도를 산출할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 하우징 110 : 공기의 유입구
120 : 공기의 배출구 200 : 열전소자
210: 냉각핀 220 : 방열핀
300 : 블로워 400 : 응축수배출로
500 : 히트파이프

Claims (8)

1. 차량 내부에서 윈드실드글라스 주위의 공기를 제습하여 김서림을 방지하는 차량용 제습장치에 있어서,
   크러쉬패드 상부에서 윈드실드글라스 측으로 디프로스터 덕트보다 전방에 마련되며, 상방에 공기의 유입구 및 배출구가 상방을 향하도록 형성되되, 공기의 유입구가 공기의 배출구보다 윈드실드글라스 측으로 전방에 형성되고, 내부에 공기유동경로가 형성된 하우징;
   양면에 각각 냉각핀과 방열핀이 마련되되, 방열핀은 일면으로부터 공기의 배출구를 향해 상방으로 연장되며, 냉각핀은 타면으로부터 하방으로 연장되도록 하우징의 공기유동경로 상에 마련된 열전소자; 및
   하우징의 공기유동경로 상에 마련되되, 냉각핀을 통과한 공기를 방열핀으로 이동시키는 위치에 마련되어 공기의 유입구로부터 공기의 배출구로 공기를 유동시키는 블로워;를 포함하는 차량용 제습장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   하우징의 하부에는 차량의 외부와 연통된 응축수배출로가 형성됨으로써 복수의 냉각핀에 응축된 수분이 외부로 빠져나가는 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   하우징은 밀폐형 구조이며, 상방에 공기의 유입구 및 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   냉각핀의 연장된 길이는 방열핀의 연장된 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   냉각핀은 방열핀보다 공기와 접촉되는 면적이 작은 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   열전소자의 일면에는 냉각핀이 마련되고, 타면에는 히트파이프의 일단이 결합되며, 히트파이프의 타단에 방열핀이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   윈드실드글라스 주변의 상대습도를 산출하고, 측정된 상대습도가 제1기준값 이상인 경우 블로워를 작동시키며, 측정된 상대습도가 제1기준값보다 큰 제2기준값 이상인 경우 블로워 및 열전소자를 함께 작동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   제어부에는 윈드실드글라스 주변의 절대습도를 측정하는 습도센서가 마련되고, 제어부는 측정된 절대습도와 차량 내부 온도를 통해 윈드실드글라스 주변의 상대습도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 제습장치.

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