KR101948106B1 - 나노카본필름을 이용한 에어히터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노카본필름을 이용한 에어히터에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 제 1 관통구를 갖는 제 1 프레임과, 제 2 관통구를 가지며, 제 1 프레임과 결합되어 내부에 수용공간을 형성하기 위한 제 2 프레임과, 제 1 프레임 및 제 2 프레임의 수용공간에 배치되며, 길이 방향으로 연장 형성되어 외부로 열을 방열하는 방열모듈과, 방열모듈의 내부에 삽입 배치되며, 방열모듈에 열을 전달하도록 외부에서 인가된 전원을 통해 발열되는 나노카본필름 및 제 1 프레임 및 제 2 프레임이 상호 결합된 채 방열모듈을 고정하기 위한 커넥터를 포함하되, 나노카본필름은, 길이 방향으로 연장 형성되는 필름과, 상기 필름의 내측에 배치되며, 외부에서 전원을 인가받는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재되어, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재되어, 제 1 전극과 제 2 전극으로부터 전달받은 전원을 통해 발열되는 나노카본 및 나노카본이 외부로부터 보호되도록 필름에 대응하여 결합되는 보호막을 포함한다.
이러한 본 발명은 제 1 관통구를 갖는 제 1 프레임과, 제 2 관통구를 가지며, 제 1 프레임과 결합되어 내부에 수용공간을 형성하기 위한 제 2 프레임과, 제 1 프레임 및 제 2 프레임의 수용공간에 배치되며, 길이 방향으로 연장 형성되어 외부로 열을 방열하는 방열모듈과, 방열모듈의 내부에 삽입 배치되며, 방열모듈에 열을 전달하도록 외부에서 인가된 전원을 통해 발열되는 나노카본필름 및 제 1 프레임 및 제 2 프레임이 상호 결합된 채 방열모듈을 고정하기 위한 커넥터를 포함하되, 나노카본필름은, 길이 방향으로 연장 형성되는 필름과, 상기 필름의 내측에 배치되며, 외부에서 전원을 인가받는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재되어, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재되어, 제 1 전극과 제 2 전극으로부터 전달받은 전원을 통해 발열되는 나노카본 및 나노카본이 외부로부터 보호되도록 필름에 대응하여 결합되는 보호막을 포함한다.
Description
본 발명은 나노카본필름을 이용한 에어히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부에서 유입되는 공기를 신속히 가열하며 방열시키며, 방열 효율을 높일 수 있는 나노카본필름을 이용한 에어히터에 관한 것이다.
발열수단은 외부의 온도를 높이기 위한 것으로서, 사회 전반에 용도를 통해 이용되고 있다. 일례로, 발열수단은 차량 내부에 설치되어, 차량의 실내 난방을 할 수 있다. 차량 내부에 설치된 차량의 발열수단은 엔진의 온도를 낮추는 열교환매체가 히터코어를 순환하며 외부 공기를 가열시키면서 차량의 실내를 난방한다.
그러나 차량의 발열수단은 초기 시동 후에 열교환매체의 가열이 늦어지게 되어 초기 실내 난방 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
종래에는 상술한 초기 실내 난방 성능의 저하를 보완하고자 PTC(Positive Temperature Coefficient) 에어히터를 난방 수단으로 이용하였다.
PTC 히터는 PTC 소자로 이루어지는 히터로, PTC 소자는 차량용 보조 히터를 구성하는 발열체로서 널리 사용되는 전기 소자 중 하나이다.
PTC 소자는 온도가 올라가다가 일정 온도가 되면 급격히 저항이 올라간다. 이러한 특징 때문에 온도가 일정 이상 올라가게 되면 저항이 커져 흐를 수 있는 전류량이 적어지게 된다. 즉, PTC 히터는 전류가 줄어듦에 따라 발열량이 줄어들어 온도가 다시 떨어지는데, 온도가 떨어지면 다시 저항이 올라가 발열이 시작되는 순환 메커니즘을 가지고 있다.
하지만, 종래의 PCT 히터는 공기의 풍량이 많을 때 소음이 과도하게 생기며 적정 수준의 열이 발생 되기까지 오랜 시간이 걸리는 단점이 있었다.
이를 위해, 종래에는 대한민국 공개특허 제10-2011-0062276호가 제시되었다.
종래의 공개특허에 따른 PCT 히터는, 배터리 셀의 표면에 직접 PTC 히터를 부착하여 배터리 출력을 상승시키는 효과가 있지만, 과도한 소음 및 적정 수준의 열이 발생 되기까지 오랜 시간이 걸리는 문제를 해결하지는 못하고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 전원이 인가되었을 때, 소음을 발생시키지 않으며 열을 발생시키고, 발생 되는 열을 이용하여 외부에서 유입되는 공기를 신속히 가열하여 방열 효율을 증대시킬 수 있는 나노카본필름을 이용한 에어히터를 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예는 제 1 관통구를 갖는 제 1 프레임과, 제 2 관통구를 가지며, 상기 제 1 프레임과 결합되어 내부에 수용공간을 형성하기 위한 제 2 프레임과, 상기 제 1 프레임 및 제 2 프레임의 수용공간에 배치되며, 길이 방향으로 연장 형성되어 외부로 열을 방열하는 방열모듈과, 상기 방열모듈의 내부에 삽입 배치되며, 상기 방열모듈에 열을 전달하도록 외부에서 인가된 전원을 통해 발열되는 나노카본필름 및 상기 제 1 프레임 및 제 2 프레임이 상호 결합된 채 상기 방열모듈을 고정하기 위한 커넥터를 포함하고,
상기 방열모듈은 다수개의 방열체로 이루어지고,
상기 방열체는,
선단에서 돌출형성된 접속 단자를 가지며, 내측이 개구된 채 바 형상으로 연장 형성되는 하우징;
상기 하우징의 내측 내에서 일방으로 주름지게 배치되는 방열핀;을 포함하고,
상기 방열모듈은 다수개의 방열체로 이루어지고,
상기 방열체는,
선단에서 돌출형성된 접속 단자를 가지며, 내측이 개구된 채 바 형상으로 연장 형성되는 하우징;
상기 하우징의 내측 내에서 일방으로 주름지게 배치되는 방열핀;을 포함하고,
상기 나노카본필름은,
길이 방향으로 연장 형성되는 필름;
상기 필름의 내측에 배치되어, 외부에서 전원을 인가받는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재되어, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극으로부터 전달받은 전원을 통해 발열되는 나노카본;
상기 나노카본, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 적어도 일부를 덮는 보호막을 포함하고,
상기 나노카본필름은, 나노카본의 제 1 전극 및 제 2 전극 중 어느 하나가 형성된 부분이 포함되도록 일방으로 접철되어 전도체를 매개로 상기 방열체와 접속 상태를 유지하고,
상기 나노카본필름은 한 쌍으로 구비되어 상기 방열체 사이에 각각 배치되고,
상기 나노카본필름은, 나노카본의 제 1 전극 및 제 2 전극 중 어느 하나가 형성된 부분이 포함되도록 일방으로 접철되어 전도체를 매개로 상기 방열체와 접속 상태를 유지하고,
상기 나노카본필름은 한 쌍으로 구비되어 상기 방열체 사이에 각각 배치되고,
삭제
상기 전도체는 상기 방열모듈에는 상기 방열체로부터 전달된 전원을 통해 상기 나노카본필름이 발열되도록 상기 제 1 전극 및 제 2 전극의 위치에 대응하여 상기 방열체의 일부가 돌출되어 형성되거나, 돌출부에 전기를 전도하는 금속소재가 부착되어 형성되어 상기 방열모듈 및 상기 나노카본필름 사이에서 전원을 통전시킨다.
상기 하우징은 내부에 잠열저장물질을 수용할 수 있는 중공형 타입으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 프레임에는 길이 방향으로 결합홈이 형성되고, 상기 제 2 프레임에는 상기 결합홈에 대응되는 결합돌기가 형성될 수 있다.
상기 제 1 프레임의 선단에 형성된 제 1 결합부와 제 2 프레임의 선단에 형성된 제 2 결합부가 각 일측에서 대면하여 상기 커넥터의 내부에 삽입되되,
상기 제 1 결합부 및 제 2 결합부에는 상기 방열체의 접속 단자가 삽입 고정되도록 상기 접속 단자의 형상에 대응하는 가이드홈이 형성될 수 있다.
상기 제 1 결합부 및 제 2 결합부에는 일방으로 돌출된 체결돌기가 형성되고, 상기 커넥터에는 상기 체결돌기에 대응하는 체결홈이 형성될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 나노카본필름을 이용한 에어히터에는 방열모듈 내부에 나노카본필름이 구비되어, 전원이 인가되었을 때 발생되는 나노카본의 발열을 이용하여 외부에서 유입되는 공기의 온도를 상승시켜 방열 효율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 나노카본필름을 이용한 에어히터는 결합홈과 결합돌기 및 체결돌기와 체결홈을 구비하여, 결합돌기가 결합홈을 관통하고 체결돌기가 체결홈을 관통하여 제 1 프레임과 제 2 프레임 및 커넥터의 상호 조립위치를 용이하게 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터를 나타내는 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 방열체를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 하우징을 A-A'선으로 절단한 하우징의 단면상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름이 방열모듈의 내부에 삽입된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 제 1 프레임과 제 2 프레임이 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8b는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 커넥터가 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 원리를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 방열체를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 하우징을 A-A'선으로 절단한 하우징의 단면상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름이 방열모듈의 내부에 삽입된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 제 1 프레임과 제 2 프레임이 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8b는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 커넥터가 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 원리를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터를 나타내는 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 것과 같이, 나노카본필름(140)을 이용한 에어히터(이하 에어히터, 100)는 나노카본필름(140)에 전원이 인가되었을 때, 발생되는 열을 이용하여 외부에서 유입되는 공기를 신속히 가열하며 방열한다. 특히, 에어히터(100)는 소음 없이 짧은 시간 내에 고온의 열을 발생시키며, 외부에서 유입되는 공기를 빠른 시간 내로 가열하여 방출시킬 수 있다.
이러한 에어히터(100)는 제 1 프레임(110), 제 2 프레임(120), 방열모듈(130), 나노카본필름(140) 및 커넥터(150)를 포함한다.
제 1 프레임(110)은 전체적으로 바 형상으로 구비되며, 내부가 외부와 연통되도록 특정 패턴의 제 1 관통구(111)를 갖는다.
제 1 프레임(110)의 길이 방향 양측에는 결합홈(112)이 적어도 하나 이상으로 각각 형성될 수 있다.
제 1 결합부(113)의 외측에는 일방으로 돌출형성된 체결돌기(113a)가 구비되며, 그 내측에는 방열모듈(130)의 접속 단자(135b)가 삽입 고정되도록 접속 단자(135b)의 형상에 대응하는 가이드홈(113b)이 형성된다.
제 1 결합부(113)의 내측에 가이드홈(113b)이 형성되어, 외부에서 인가되는 전원이 방열모듈(130)에 안정적으로 전달될 수 있도록 한다.
제 2 프레임(120)은 제 1 프레임(110)에 대응하는 형상으로 구비된 채 제 1 프레임(110)과 결합되어 내부에 수용공간(미도시)을 형성하며, 내부가 외부와 연통되도록 특정 패턴의 제 2 관통구(121)를 갖는다.
제 2 프레임(120)의 길이 방향 양측에는 제 1 프레임(110)의 결합홈(112)에 대응하여 결합되기 위한 결합돌기(122)가, 제 2 프레임(120)의 선단에는 제 2 결합부(123)가 적어도 하나 이상으로 각각 형성된다.
제 2 결합부(123)의 외측에는 일방으로 돌출형성된 체결돌기(123a)가 구비되며, 그 내측에는 방열모듈(130)의 접속 단자(135b)가 삽입 고정되도록 접속 단자(135b)의 형상에 대응하는 가이드홈(123b)이 형성된다.
상술한 제 1 프레임(110)의 제 1 관통구(111) 및 제 2 프레임(120)의 제 2 관통구(121)는 방열 성능을 향상시키는 특정 형상에 한에서 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 관통구(111) 및 제 2 관통구(121)는 외부 공기가 제 1 관통구(111)로 유입되어 방열모듈(130)을 거친 후 고온화된 상태에서 제 2 관통구(121)를 통해 다시 외부로 배출되는 흐름을 갖는 상호 대응되는 형태로 위치할 수 있다.
방열모듈(130)은 결합된 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)의 내부 수용공간에 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)의 길이 방향으로 연장 형성된다. 또한, 방열모듈(130)은 알루미늄으로 형성되어 전체에 신속히 열을 전도할 수 있다.
방열모듈(130)은 짧은 시간 내에 자체의 온도를 상승시켜, 외부 공기를 빠른 시간내에 가열시키며 방출시킬 수 있다.
이와 같은 방열모듈(130)은 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)의 폭 방향으로 연속 배치되는 다수 개의 방열체(135)로 이루어질 수 있다.
방열체(135)는 하우징(135a)과 방열핀(135c)의 결합으로 이루어지되, 하나의 방열체(135)와 이웃하는 다른 방열체(135) 사이에 나노카본필름(140)이 삽입 배치된다. 삽입 배치된 나노카본필림(140)의 개수는 상황에 따라 변경될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
방열모듈(130)은 나노카본필름(140)에서 발생 되는 열이 신속하게 전체에 전달될 수 있도록 열전도율이 높은 구리 및 알루미늄 등과 같이 금속 소재로 형성될 수 있다.
나노카본필름(140)은 방열모듈(130)의 내부인 방열체(135)사이에 각각 배치되며, 외부에서 인가된 전원을 통해 발열하며 방열모듈(130)에 열을 전달한다.
방열모듈(130)에는 방열체(135)를 통과한 전원이 나노카본필름(140)에 전원이 인가될 수 있도록 하는 전도체(50)가 더 구비될 수 있다.
커넥터(150)는 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)이 상호 결합된 채 방열모듈(130)을 고정하기 위해 구비되되, 방열체(135)의 각 접속 단자(135b)를 외부 충격 및 이물질 등으로부터 보호하며, 외부 전원과 원활히 통전 되도록 상호 접속 유지를 구현한다.
상술한 에어히터(100)의 결합구조에 따르면, 에어히터(100)는 제 1 프레임(110)과 제 2 프레임(120)이 결합체를 이루되, 제 1 프레임(110)의 선단에 형성된 제 1 결합부(113)와 제 2 프레임(120)의 선단에 형성된 제 2 결합부(123)가 각 일측에서 상호 대면하여 커넥터(150)의 내부에 삽입 고정될 수 있다.
이때, 결합홈(112)과 결합돌기(122) 및 체결돌기(113a, 123a)와 체결홈(151)은 각각 임의의 외력에 의해 탈착 가능하게 결속되어 상황에 따라 분리 및 결합 작업의 필요 시 취급의 편리성을 제공할 수 있다.
한편, 에어히터(100)의 구성에 있어서, 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)이 바 형상으로 구비된 채, 이에 대응하고자 방열모듈(130)을 동일한 형상으로 구현할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)의 각 형상을 정사각형 및 타원형 등과 같이 마련하여 열전도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름을 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름을 개략적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 방열체를 나타내는 도면이며, 도 6은 도 5의 하우징을 A-A'선으로 절단한 하우징의 단면상태를 나타내는 도면이다.
그리고 도 7은 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 나노카본필름이 방열모듈의 내부에 삽입된 모습을 개략적으로 나타내는 도면인 바, 이를 바탕으로 설명하되, 상술한 도 2를 참조한다.
먼저, 도 3 내지 도 7에서와 같이 나노카본필름(140)은 방열모듈(130)의 내부인 방열체(135) 사이에 각각 배치되며, 외부에서 인가된 전원을 통해 발열 되도록 필름(141), 나노카본(142), 전극(142a, 142b) 및 보호막(143)을 포함한다. 나노카본필름(140)은 필름(141)위에 나노카본(142) 및 전극(142a, 1442)을 절연 및 보호하는 것이다.
필름(141)은 길이 방향으로 연장 형성되어 보호막(143)과 상호 결합 된다. 나노카본(142)은 필름(141)의 내측에 배치되며, 양단에 형성된 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b)으로부터 전달받은 전원을 통해 발열되도록 직렬 또는 병렬로 배치되어 열을 발생시킬 수 있다.
이러한 나노카본(142)은 상하단으로 이격되어 형성된 전극 사이를 일정한 간격을 두고 설치될 수 있도록 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 아울러, 나노카본(142)은 양단에 전극(142a, 142b)이 형성되고, 일정한 간격으로 굴절된 형상으로 형성될 수도 있다.
나노카본(142)의 형상을 전술한 형상으로 한정되는 것은 아니며, 전극(142a, 142b)을 사이에 두고 전원을 인가받아 발열할 수 있는 형상에 한에서 다양하게 변형되어 형성될 수 있다.
보호막(143)은 나노카본(142), 전극(142a, 142b) 일부분을 외부로부터 보호하면서 그 일부분이 절연되도록 한다. 보호막(143)은 나노카본(142) 및 전극(142a, 142b)을 외부로부터 보호할 수 있도록 필름(141)의 형상에 대응해 형성되며, 나노카본(142), 전극(142a, 142b)의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b)은 나노카본(142)이 배치된 패턴을 기준으로 하여 한 쌍으로 구비되고, 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b)의 일부 영역이 필름(141) 및 보호막(143)의 결합체 외부에 노출되어 방열모듈(130)로부터 전원이 인가되도록 형성될 수 있다.
이때, 나노카본필름(140)은 서로 다른 방열체(135)를 상호 통전시키기 위해, 나노카본(142)의 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b) 중 어느 하나가 형성된 부분이 포함되도록 일방으로 접철되어(예컨대, 점선으로 표시된 부분) 전도체(50)를 매개로 방열체(135)와 접속 상태를 유지할 수 있다.
상술한 나노카본필름(140)의 구성에 있어서, 필름(141)에는 나노카본(142), 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b)이 프린팅(Printing)된 채 수용되어 각 일부분이 절연되도록 하며, 보호막(143)은 나노카본(142)을 외부로부터 보호하면서 그 일부분이 절연되도록 한다.
또한, 필름(141) 및 보호막(143)에는 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b)의 일부가 외부로 노출되어 전도체(50)와 접속되기 위한 관통구(미도시)가 형성될 수 있다.
나노카본필름(140)에는 발열을 위한 나노카본(142)이 구비됨으로써, 외부에서 전원이 인가되면 짧은 시간 내에 최고 발열 온도로 상승될 수 있다. 따라서, 나노카본필름(140)은 전기 에너지 소비 대비 발열량을 증가시켜 저비용 고효율의 효능을 발휘할 수 있도록 한다.
방열모듈(130)은 외부에서 인가된 전원이 인가 되도록 다수개의 방열체(135)로 이루어지되, 방열모듈(130)의 프레임이 되는 하우징(135a) 및 하우징(135a) 내부에 설치되어 공기중에 열을 전달하는 역할을 하는 방열핀(135c)의 결합으로 구현된다.
하우징(135a)은 그 선단에서 일방으로 돌출형성된 접속 단자(135b)를 가지며, 내측이 외부에서 관찰가능 하도록 개구된 채 바 형상으로 연장 형성되어 전원이 인가될 수 있도록 한다.
아울러, 하우징(135a)은 속이 빈 중공형 타입으로 형성되고, 내부에 잠열저장물질(f)을 수용할 수 있도록 밀폐되어 형성된다.
이러한 하우징(135a)은 내부에 수용된 잠열저장물질(f)을 통해 나노카본필름(140)에서 발생되는 열을 흡수하였다가, 발열이 중단되어 온도가 낮아지게 되면 열을 방출하여 발열 동작을 오래 지속 될 수 있도록 하며, 전체적인 에너지 효율을 높여 비용을 절감시킨다. 즉, 하우징(135a)은 잠열저장물질(f)을 이용해 열을 흡수한 후 발열 동작이 멈춘후에도 일정한 시간동안 발열할 수 있다.
여기서, 하우징(135a) 내부에 수용되는 잠열저장물질(f)은 열전도율이 높고, 잠열 저장양이 큰 물질이 될 수 있으며, 일례로, 물도 잠열저장물질(f)이라고 할 수 있고, n-paraffin, 무기염 수화물 등 여러 물질이 있다. 통상 상온에서는 고체 형태로 있다가 잠열을 흡수하는 과정에서 액체 상태로 바뀌었다가 잠열을 방출하게 되면 다시 고체로 바뀌는 잠열저장물질(f)을 이용할 수 있다.
방열핀(135c)은 하우징(135a)의 내측 내에서 일방으로 주름지게 배치되어 발생된 열을 공기중에 방출하는 역할을 한다. 방열핀(135c)에는 열전도에 의해 발열 효율이 유지되도록 구리소재로 마련될 수 있으며, 방열핀(135c)이 주름지게 형성됨에 따라 유입된 외부 공기의 접촉 면적을 넓혀 발열 효율을 증대시킬 수 있다.
방열모듈(130)은 다수개의 방열체(135)로 이루어지되, 하나의 방열체(135)와 다른 하나의 방열체(135) 사이에는 나노카본필름(140)이 삽입 배치된다. 즉, 하나의 방열체(135)와 다른 하나의 방열체(135) 사이에는 나노카본필름(140)이 삽입 배치될 수 있다.
방열모듈(130)에는 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극(142b)과 각각 접속되어 나노카본필름(140)이 발열되도록 전원을 전달하기 위한 전도체(50)가 더 포함될 수 있다. 즉, 전도체(50)는, 열전도를 위해 별도의 금속소재로 이루어지거나 방열체(135)의 일부가 튀어나와 별도의 금속부재와 같은 부품이 없어도 전도체 역할을 수행하는 것으로 구성할 수 있으며, 방열모듈(130) 및 나노카본필름(140) 사이에서 전원의 통전을 위한 매개체 역할을 한다.
방열체(135) 및 나노카본필름(140)은 전도체(50)를 매개로 상호 접속된 상태를 유지함에 따라, 외부에서 제 1 전극(142a) 및 제 2 전극 (142b)으로 (+)전원과 (-)전원이 인가되었을 때, 나노카본필름(140)에 열이 발생하며, 나노카본필름(140)의 열이 각 방열체(135)에 전달된다.
이러한 방열체(135)는 나노카본필름(140)에 외부 전원을 열원으로 제공하고, 나노카본필름(140)에서 발생된 열이 신속히 빠져나갈 수 있도록 한다.
도 8a는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 제 1 프레임과 제 2 프레임이 결합된 모습을 나타내는 도면이고, 도 8b는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 커넥터가 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이되, 상술한 도 2를 참조하여 설명한다.
도 8a 및 도 8b에서와 같이, 본 실시예에 따른 에어히터(100)는 탈착가능한 결속방식을 채택하여 사용자로 하여금 취급이 용이하게 구현 가능하다.
도 8a와 같이, 에어히터(100)의 제 1 프레임(110)에는 길이 방향으로 결합홈(112)이 형성되고, 제 2 프레임(120)에는 결합홈(112)에 대응되는 결합돌기(122)가 형성된다.
에어히터(100)는 제 1 프레임(110)의 결합홈(112)과 제 2 프레임(120)의 결합돌기(122)가 상호 탈착가능하게 결속됨에 따라 그 내부에 수용된 방열모듈(130)이 안정적으로 배치되어 특정 온도로 발열 효과를 낼 수 있다.
한편, 도 8b와 같이, 제 1 프레임(110)의 선단에 형성된 제 1 결합부(113)와 제 2 프레임(120)의 선단에 형성된 제 2 결합부(123)가 각 일측에서 대면하여 커넥터(150)의 내부에 삽입된다.
이때, 제 1 결합부(113) 및 제 2 결합부(123)에는 일방으로 돌출된 체결돌기(113a, 123a)가 각각 형성되고, 커넥터(150)에는 각 체결돌기(113a, 123a)에 대응하는 체결홈(151)이 형성된다.
에어히터(100)는 제 1 결합부(113) 및 제 2 결합부(123)의 각 체결돌기(113a, 123a)와 커넥터(150)의 체결홈(151)이 탈착가능하게 결속됨에 따라 제 1 프레임(110)과 제 2 프레임(120)이 상호 결합된 채 외부의 전원이 방열모듈(130)에 올바르게 인가될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 에어히터의 원리에 대해 설명하되, 에어히터의 구성은 이미 상술되었으므로 구체적인 도시를 생략한다.
도 9는 본 발명에 따른 나노카본필름을 이용한 에어히터의 원리를 나타내는 도면이다.
도 9에서 도시한 것과 같이, 에어히터(100)는 제 1 프레임(110)의 제 1 관통구(111) 및 제 2 프레임(120)의 제 2 관통구(121)가 특정 패턴을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
에어히터(100)는 커넥터(150)를 통해 외부 전원과 접속된 상태에서 방열모듈(130)에 전원이 인가된 후 전도체(50)를 매개로 접속된 나노카본필름(140)을 발열시켜 다시 방열모듈(130)에 고온의 열이 전달될 수 있다.
이때, 제 1 관통구(111)에서 유입된 공기는 발열된 방열모듈(130)을 거치면서 소음이 최소화된 채 따뜻한 공기로의 발열 효과를 내어 제 2 관통구(121)로 배출된다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 에어히터(100)는, 제 1 프레임(110) 및 제 2 프레임(120)이 결합되어 형성된 수용공간에 방열모듈(130)이 배치됨으로써, 다수개의 방열체(135)가 모듈화를 이루기 때문에 전기 전도도를 통한 열전달이 향상되므로, 사용 안정성과 제품 신뢰성을 확보함과 동시에 유지 보수의 관리가 용이할 수 있다.
또한, 에어히터(100)에는 방열모듈(130) 내부에 나노카본필름(140)이 구비됨으로써, 나노카본(142)의 발열을 이용하여 외부에서 유입되는 공기의 온도를 상승시켜 방열 효율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 에어히터(100)에는 결합홈(112)과 결합돌기(122) 및 체결돌기(113a, 123a)와 체결홈(151)이 구비됨으로써, 결합돌기(122)가 결합홈(112)을 관통하고 체결돌기(113a, 123a)가 체결홈(151)을 관통하여 제 1 프레임(110)과 제 2 프레임(120) 및 커넥터(150)의 상호 조립위치를 유도할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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.
50: 전도체
100: 에어히터 110: 제 1 프레임
111: 제 1 관통구 112: 결합홈
113: 제 1 결합부 113a, 123a: 체결돌기
113b, 123b: 가이드홈 120: 제 2 프레임
121: 제 2 관통구 122: 결합돌기
123: 제 2 결합부 130: 방열모듈
135: 방열체 135a: 하우징
135b: 접속 단자 135c: 방열핀
140: 나노카본필름 141: 필름
142: 나노카본
142a: 제 1 전극
142b: 제 2 전극 143: 보호막
150: 커넥터 151: 체결홈
100: 에어히터 110: 제 1 프레임
111: 제 1 관통구 112: 결합홈
113: 제 1 결합부 113a, 123a: 체결돌기
113b, 123b: 가이드홈 120: 제 2 프레임
121: 제 2 관통구 122: 결합돌기
123: 제 2 결합부 130: 방열모듈
135: 방열체 135a: 하우징
135b: 접속 단자 135c: 방열핀
140: 나노카본필름 141: 필름
142: 나노카본
142a: 제 1 전극
142b: 제 2 전극 143: 보호막
150: 커넥터 151: 체결홈
Claims (7)
- 제 1 관통구를 갖는 제 1 프레임;
제 2 관통구를 가지며, 상기 제 1 프레임과 결합되어 내부에 수용공간을 형성하기 위한 제 2 프레임;
상기 제 1 프레임 및 제 2 프레임의 수용공간에 배치되며, 길이 방향으로 연장 형성되어 외부로 열을 방열하는 방열모듈;
상기 방열모듈의 내부에 삽입 배치되며, 상기 방열모듈에 열을 전달하도록 외부에서 인가된 전원을 통해 발열되는 나노카본필름;
상기 제 1 프레임 및 제 2 프레임이 상호 결합된 채 상기 방열모듈을 고정하기 위한 커넥터; 를 포함하고,
상기 방열모듈은 다수개의 방열체로 이루어지고,
상기 방열체는,
선단에서 돌출형성된 접속 단자를 가지며, 내측이 개구된 채 바 형상으로 연장 형성되는 하우징;
상기 하우징의 내측 내에서 일방으로 주름지게 배치되는 방열핀;을 포함하고,
상기 나노카본필름은,
길이 방향으로 연장 형성되는 필름;
상기 필름의 내측에 배치되며, 외부에서 전원을 인가받는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재되어, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극으로부터 전달받은 전원을 통해 발열되는 나노카본;
상기 나노카본, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 적어도 일부를 덮는 보호막; 을 포함하고,
상기 나노카본필름은, 나노카본의 제 1 전극 및 제 2 전극 중 어느 하나가 형성된 부분이 포함되도록 일방으로 접철되어 전도체를 매개로 상기 방열체와 접속 상태를 유지하고,
상기 나노카본필름은 한 쌍으로 구비되어 상기 방열체 사이에 각각 배치되고,
상기 전도체는 상기 방열모듈에는 상기 방열체로부터 전달된 전원을 통해 상기 나노카본필름이 발열되도록 상기 제 1 전극 및 제 2 전극의 위치에 대응하여 상기 방열체의 일부가 돌출되어 형성되거나, 돌출부에 전기를 전도하는 금속소재가 부착되어 형성되어 상기 방열모듈 및 상기 나노카본필름 사이에서 전원을 통전시키는, 나노카본필름을 이용한 에어히터. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 내부에 잠열저장물질을 수용할 수 있는 중공형 타입으로 형성되는 나노카본필름을 이용한 에어히터. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 프레임에는 길이 방향으로 결합홈이 형성되고, 상기 제 2 프레임에는 상기 결합홈에 대응되는 결합돌기가 형성된 나노카본필름을 이용한 에어히터. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 프레임의 선단에 형성된 제 1 결합부와 제 2 프레임의 선단에 형성된 제 2 결합부가 각 일측에서 대면하여 상기 커넥터의 내부에 삽입되되,
상기 제 1 결합부 및 제 2 결합부에는 상기 방열체의 접속 단자가 삽입 고정되도록 상기 접속 단자의 형상에 대응하는 가이드홈이 형성된 나노카본필름을 이용한 에어히터. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 결합부 및 제 2 결합부에는 일방으로 돌출된 체결돌기가 형성되고, 상기 커넥터에는 상기 체결돌기에 대응하는 체결홈이 형성된 나노카본필름을 이용한 에어히터.
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|---|---|---|---|
| KR1020170115011A KR101948106B1 (ko) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 나노카본필름을 이용한 에어히터 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170115011A KR101948106B1 (ko) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 나노카본필름을 이용한 에어히터 |
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|---|---|
| KR101948106B1 true KR101948106B1 (ko) | 2019-02-14 |
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ID=65366202
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| KR1020170115011A KR101948106B1 (ko) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 나노카본필름을 이용한 에어히터 |
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|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759580B1 (ko) * | 2006-05-17 | 2007-09-18 | 우리산업 주식회사 | 커버 결합형 차량용 프리히터 |
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2017
- 2017-09-08 KR KR1020170115011A patent/KR101948106B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |