KR102639688B1 - 자동차용 히팅 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 히팅 장치에 관한 것으로, 덕트에 연결되는 관체로서 공기 유동 및 열교환을 위한 공간을 형성하는 히팅 박스; 상기 히팅 박스의 내부에 설치되고 표면에서 열을 방출하는 복수의 히팅 플레이트; 및 상기 히팅 박스의 외부 일측에 연결되어 상기 히팅 박스의 내부로 공기를 토출하는 블로어;를 포함한다.
히트싱크를 포함하지 않기 때문에 블로어 효율이 향상되고, 공기 유동 소음과 블로어 작동 소음이 감소될 수 있다.
히트싱크를 포함하지 않기 때문에 블로어 효율이 향상되고, 공기 유동 소음과 블로어 작동 소음이 감소될 수 있다.
Description
본 발명은 자동차용 히팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면상발열체를 이용하여 난방을 실시할 수 있도록 된 자동차용 히팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 난방은 엔진에서 발생하는 열을 이용하여 실시된다. 차량 실내로 공급되는 공기는 엔진 냉각수가 순환하는 열교환기를 통과하면서 냉각수로부터 열을 흡수하여 가열된다. 이와 같이 가열된 공기가 차량 실내로 토출됨으로써 난방이 이루어진다.
한편, 전기자동차와 같이 엔진 폐열을 이용할 수 없거나, 디젤 엔진 차량과 같이 시동 후 엔진 온도 상승이 비교적 느린 경우에는 별도의 히팅 장치를 이용하여 실내로 토출되는 공기를 가열해주고 있다.
상기 히팅 장치는 주로 전기저항 열선(니크롬선)을 이용하는 장치로서 덕트의 입구나 중간 부분에 설치되는데, 이와 같이 열선을 이용하는 히팅 장치는 전력 소비량이 매우 크기 때문에 전기자동차에서는 주행가능거리 감소 문제로 적용하기 곤란하였다.
따라서 최근 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 이용한 PTC히터를 차량에 적용하는 사례가 증가되고 있다. PTC소자는 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 증가하는 전기적 특성을 가지는 소자로서 비교적 저전력을 소비하고 짧은 시간에 높은 온도에 도달하며 상승된 온도를 지속적으로 유지할 수 있는 장점이 있어 다양한 히팅 장치의 발열체로 활용되고 있다.
그러나 상기 PTC히터의 경우에는 충분한 열교환 면적(= 발열 면적, 열전달 면적)의 확보를 위해서 다수의 방열핀이 형성된 히트싱크를 사용해야만 하며, 이에 유동 저항이 증가하여 송풍기의 효율이 저하되고, 소음(송풍기 작동 소음, 유동 소음)이 증가되는 문제점이 있었다.
따라서 상기 히트싱크를 이용하지 않고도 충분한 발열 면적을 확보할 수 있는 자동차용 히팅 장치가 요구되고 있는 실정이다.
한편, 상기 송풍기에는 축류형 팬과 블로어가 있다. 그런데 상기 축류형 팬은 저항으로 인한 풍량 감소량이 크기 때문에 블로어를 많이 적용하는 추세이다. 그러나 상기 블로어는 그 구조적인 특성상 토출구 내에서 위치에 따라 풍속 및 풍량이 상이하다. 즉, 토출구에서 블로어 케이싱(원형)의 접선면에 가까운 부분은 풍속이 높고, 반대로 상기 접선면에서 멀수록 풍속이 감소된다(단면적이 일정하면 풍량은 풍속에 비례함).
따라서 상기 블로어의 토출구에 연결되는 히팅 장치의 내부 공간(열원이 설치된 열교환 공간)에서도 위치에 따라 풍속 및 풍량이 상이하고, 이에 상기 열교환 공간에서 위치에 따른 열교환량의 편차가 발생함으로써 히팅 장치의 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
종래의 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없을 것이다.
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 히트싱크를 사용할 필요가 없게 되어 송풍기 효율이 증가되고, 소음이 감소될 수 있도록 된 자동차용 히팅 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 히트싱크를 이용하지 않고도 발열 면적을 증가시킬 수 있게 됨으로써 열 전달 효율이 향상될 수 있도록 된 자동차용 히팅 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 블로어의 토출구내 위치 별 풍속 및 풍량 차이에도 불구하고 열교환 공간 내부에서 위치 차이에 따른 풍속 및 풍량 편차가 감소됨으로써 열교환 효율이 향상될 수 있도록 된 자동차용 히팅 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차용 히팅 장치는, 덕트에 연결되는 관체로서 공기 유동 및 열교환 공간을 형성하고, 상기 공기 유동 및 열교환 공간으로 열을 방출하는 히팅 박스; 상기 히팅 박스의 내부에 설치되고 전기 저항열을 발생시켜 자신의 표면으로 방출함과 더불어 상기 히팅 박스로 전달하는 복수의 히팅 플레이트; 및 상기 히팅 박스의 외부 일측에 연결되어 상기 히팅 박스의 내부로 공기를 토출하는 블로어;를 포함한다.
상기 히팅 박스는 바닥판과 양 측벽이 형성된 바디와, 상기 바디의 개구된 상부를 덮어주는 평판형 커버로 분할 구성된다.
상기 커버에 블로어 설치홀이 관통 형성되고, 상기 블로어 설치홀에 상기 블로어의 토출구가 연결된다.
상기 블로어는 상기 토출구의 폭 방향과 상기 히팅 박스의 폭 방향이 서로 평행하게 설치된다.
또한 상기 블로어는 상기 토출구가 상기 히팅 박스의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 설치된다.
상기 히팅 박스는 열전도성 플라스틱 소재로 제작되어 상기 히팅 플레이트로부터 전달된 열을 자신의 내측 표면 전체를 통해 방출한다.
상기 열전도성 플라스틱 소재는 PA6와 알루미나를 포함하여 내열성과 열전도성을 확보함과 더불어 전기절연성을 갖는다.
상기 히팅 박스는 외측면에 단열필름이 부착된다.
상기 히팅 플레이트는 금속 판재로 이루어진 기재의 일측면 또는 양측면에 발열층이 형성되고, 상기 발열층에 전기적으로 연결된 한 쌍의 단자가 하방으로 돌출된 구조로 설치된다.
상기 히팅 박스의 내측 바닥면에 상기 히팅 플레이트를 꽂아 고정하기 위한 복수의 고정구조물이 형성된다.
상기 고정구조물은 상기 히팅 플레이트의 하단부 중간 부분을 고정하는 중간고정부와, 상기 히팅 플레이트의 하단부 양단부를 고정하는 단부고정부를 포함한다.
상기 중간고정부와 단부고정부는 상기 히팅 플레이트의 바닥면에서 상방으로 돌출 형성된 돌출부이고, 상기 돌출부에 상기 히팅 플레이트의 하단부를 꽂을 수 있는 고정홈이 형성되며, 상기 중간고정부의 고정홈은 상기 바디의 길이 방향으로 관통 형성되고, 상기 단부고정부의 고정홈은 상기 바디의 길이 방향 중간 부분을 향하는 부분은 개구되고 상기 바디의 길이 방향 양 끝 부분을 향하는 부분은 막힌 형상으로 형성된다.
상기 히팅 박스의 내측 바닥면에는 상기 히팅 플레이트의 단자가 관통되는 단자홀이 형성되고, 상기 단자는 상기 단자홀을 통해 상기 히팅 박스의 외부로 돌출된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 히팅 장치는, 히트싱크를 사용할 필요가 없게 되어 송풍기 효율이 증가되고, 소음이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 히팅 장치는, 히트싱크를 이용하지 않고도 발열 면적을 증가시킬 수 있게 됨으로써 열 전달 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 히팅 장치는, 블로어의 토출구내 위치 별 풍속 및 풍량 차이에도 불구하고 열교환 공간 내부에서 위치 차이에 따른 풍속 및 풍량 편차가 감소됨으로써 열교환 효율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치의 일 구성인 히팅 박스의 사시도이다(블로어 제거 상태).
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서 상기 히팅 박스의 정단면도이다.
도 4는 상기 히팅 박스에서 커버를 제거한 상태를 도시한 것으로 본 발명의 일 구성인 히팅 플레이트의 설치 상태도이다.
도 5는 도 4에서 히팅 플레이트를 제거한 상태를 도시한 것으로 본 발명의 일 구성인 히팅 박스의 사시도이다(커버 제거 상태).
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치의 일 구성인 히팅 박스의 사시도이다(블로어 제거 상태).
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서 상기 히팅 박스의 정단면도이다.
도 4는 상기 히팅 박스에서 커버를 제거한 상태를 도시한 것으로 본 발명의 일 구성인 히팅 플레이트의 설치 상태도이다.
도 5는 도 4에서 히팅 플레이트를 제거한 상태를 도시한 것으로 본 발명의 일 구성인 히팅 박스의 사시도이다(커버 제거 상태).
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로서, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
또한, 어떤 구성이 다른 구성에 "연결", "접속" 또는 "결합"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결', '직접적으로 접속' 또는 '직접적으로 결합'되어 있는 경우 만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 연결', '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 접속' 또는 '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 결합'되는 경우도 있을 수 있음을 의미한다. 반면에, 어떤 구성이 다른 구성에 "직접 연결", "직접 접속" 또는 "직접 결합"되어 있다고 할 때는, 중간에 다른 구성이 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, "전", "후", "상", "하", "좌", "우", "일 단", "타 단", "양 단" 등과 같은 방향성 용어가 사용될 때 이는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 예시적으로 사용되는 것이므로 제한적으로 해석되어서는 안 되고, "제 1", "제 2"등의 용어가 사용될 때 이는 각 구성을 구별하기 위한 용어로서 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 사람에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 도면에서 실시예의 설명과 관계없는 부분에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치의 일 구성인 히팅 박스의 사시도이며(블로어 제거 상태), 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서 상기 히팅 박스의 정단면도이고, 도 4는 상기 히팅 박스에서 커버를 제거한 상태를 도시한 것으로 본 발명의 일 구성인 히팅 플레이트의 설치 상태도이며, 도 5는 도 4에서 히팅 플레이트를 제거한 상태를 도시한 것으로 본 발명의 일 구성인 히팅 박스의 사시도이다(커버 제거 상태).
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 히팅 장치는, 히팅 박스(10), 히팅 플레이트(20), 블로어(30)를 포함한다.
상기 히팅 박스(10)는 공기 유동 및 열교환을 위한 공간을 형성하는 부품으로서 차량의 덕트에 연결되어 사용되고, 내부에 상기 히팅 플레이트(20)가 설치되며, 외부에 상기 블로어(30)가 설치된다.
상기 히팅 박스(10)는 대략 직사각형의 관체로서 덕트와의 연결을 위해 적어도 일측 단부가 개구되어 있다.
즉, 상기 히팅 박스(10)는 일측 단부만 개구된 경우, 덕트의 일측 단부에 연결되는 구조로 설치될 수 있다. 이 경우 상기 블로어(30)에 의해 생성되는 바람을 덕트의 일측 단부에서 타측 단부로 송풍할 수 있다.
반면 상기 히팅 박스(10)는 양측 단부가 모두 개구된 경우, 덕트의 중간 부분에 설치될 수 있다. 이 경우 상기 블로어(30)에서 생성된 바람은 상기 히팅 박스(10)에서 양쪽으로 분기되어 양측 덕트로 분기되어 송풍될 수 있다.
상기 히팅 박스(10)는 바닥판과 양 측벽을 포함하는 바디(11)와, 대략 평판 형상으로 형성되고 상기 양 측벽의 상단에 결합되어 바디(11)의 개방된 상면을 덮어주는 커버(12)로 분할 구성될 수 있다. 상기 바디(11)의 측벽 상단과 그에 맞대지는 상기 커버(12)의 테두리부 저면은 서로 대응되는 단차(계단) 형상으로 형성되어 서로 정확한 위치에 안정적으로 결합될 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 상기 히팅 박스(10)는 바디(11)와 커버(12)가 별물로 구성되어 상기 커버(12)가 탈착 가능한 구조로 이루어짐으로써 상기 바디(11)로부터 상기 커버(12)를 제거하고 상기 바디(11)에 상기 히팅 플레이트(20)를 용이하게 설치할 수 있다. 즉, 상기 히팅 박스(10)의 내부에 상기 히팅 플레이트(20)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 히팅 박스(10)의 상판부 즉, 상기 커버(12)에는 직사각형의 블로어 설치홀(12a)이 관통 형성된다. 상기 블로어 설치홀(12a)에 블로어(30)의 토출구(31)가 연결되는 구조로 히팅 박스(10)의 상부 일측에 블로어(30)가 설치된다.
상기 히팅 박스(10)의 내측 바닥면 즉, 상기 바디(11)의 내측 바닥면에는 상기 히팅 플레이트(20)를 설치하기 위한 고정구조물(13)들이 형성된다.
상기 고정구조물(13)은 히팅 플레이트(20)의 길이 방향 중간 부분을 고정해주는 중간고정부(13a)와, 히팅 플레이트(20)의 길이 방향 단부를 고정해주는 단부고정부(13b)로 구분될 수 있다. 하나의 히팅 플레이트(20)를 고정하기 위한 중간고정부(13a)들과 단부고정부(13b)들은 모두 상기 바디(11)의 길이 방향에 평행한 동일 직선 상에 배치된다.
상기 중간고정부(13a)는 양측 단부고정부(13b) 사이에 서로 소정 간격을 두고 복수 개 형성될 수 있다.
상기 중간고정부(13a)와 단부고정부(13b)는 바디(11)의 바닥면으로부터 상방으로 돌출 형성된 돌출부에 상기 히팅 플레이트(20)가 끼워지는 고정홈이 형성된 것이다. 상기 고정홈은 히팅 플레이트(20)가 끼워질 수 있도록 상방으로 개구된 형상으로 형성됨은 물론이다. 상기 중간고정부(13a)의 고정홈(13aa)은 중간고정부(13a)를 상기 바디(11)의 길이 방향으로 관통하여 형성되고, 상기 단부고정부(13b)의 고정홈(13ba)은 상기 바디(11)의 길이 방향 중간 부분을 향하는 부분은 개구되고 바디(11)의 길이 방향 양 끝 부분을 향하는 부분은 막힌 형상으로 형성된다(도 5 참조).
따라서 상기 중간고정부(13a)의 고정홈(13aa)에는 히팅 플레이트(20) 하단의 중간 부분이 끼워져 고정될 수 있고, 상기 단부고정부(13b)의 고정홈(13ba)에는 히팅 플레이트(20) 하단의 양단 모서리 부분이 끼워져 고정될 수 있다(도 4 참조).
또한 상기 바디(11)의 내측 바닥면에는 복수의 단자홀(14)이 형성된다.
상기 단자홀(14)은 상기 고정구조물(13)에 히팅 플레이트(20)가 끼워져 고정됐을 때 히팅 플레이트(20)의 하단면 외측에 형성된다. 이에 따라 히팅 플레이트(20)의 하단 일측면에 부착 설치된 상기 단자(21)가 상기 단자홀(14)을 용이하게 통과할 수 있다. 이때 상기 단자(21)는 상기 단자홀(14)의 내측면에 접촉되지 않는 것이 누전 및 아크 발생 방지를 위해 바람직하다.
한편, 상기 히팅 박스(10)(바디(11)와 커버(12) 모두에 해당됨)는 내열성과 열전도성이 우수한 열전도성 플라스틱 소재로 제작될 수 있다. 더불어 상기 히팅 박스(10)는 상기 히팅 플레이트(20)의 단자(21)와의 접촉에 따른 누전이나 아크 발생을 방지하기 위하여 전기절연성이 우수해야만 한다.
종래의 일반적인 열전도성 플라스틱 소재는 플라스틱 베이스에 그라파이트(graphite)나 금속 분말을 혼합하여 열전도성을 확보하고 있으나, 통상 금속이 전기전도성을 가지기 때문에 제조된 열전도성 플라스틱 소재 역시 전기전도성을 가지는 경우가 많았으며, 이 경우 본 발명의 히팅 박스(10)로는 사용할 수 없다.
따라서 본 발명에 따른 상기 히팅 박스(10)는 나일론의 일종인 PA6(Polyamide 6)와 알루미나(Alumina)를 포함하는 소재로 제조하여 상기 전기전도성 문제를 해소하였다. 즉, 상기 PA6에 의해 내열성을 확보하고, 상기 알루미나(전기전도성이 없음)에 의해 우수한 열전도성을 확보함과 더불어 전기절연성을 가질 수 있도록 된 것이다.
따라서 상기 히팅 박스(10)는 상기 히팅 플레이트(20)의 열을 용이하게 흡수하여 전도 및 방출할 수 있고, 히팅 플레이트(20)의 상기 단자(21)와의 접촉에 따른 누전이나 아크의 발생을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 히팅 박스(10)의 외측 표면에는 단열필름(15)이 부착될 수 있다. 상기 단열필름(15)으로는 나일론 필름, CPP(Cast Polypropylene) 필름 등의 내열성과 단열성이 우수하고, 열변형성이 낮은 소재를 사용할 수 있다.
상기 단열필름(15)에 의해 히팅 박스(10)의 외부로 열 발산이 억제됨으로써 히팅 플레이트(20)에서 히팅 박스(10)로 전달된 열이 히팅 박스(10)의 외부로 손실되지 않고 보다 많은 양이 히팅 박스(10)의 내부 공간으로 방출될 수 있게 된다.
상기 히팅 플레이트(20)는 기재의 일측면 또는 양측면에 탄소나노튜브(CNT: Carbon nanotube), 전도성 금속 등의 페이스트가 도포되어 발열층이 형성된 면상발열체의 일종으로서 일반적인 구조이므로 상세한 도시는 생략한다.
단, 일반적인 면상발열체가 유연하고 얇은 재질의 기재를 사용하는데 반해 본 발명에 따른 히팅 플레이트(20)는 구리, 알루미늄, 스테인리스강(stainless steel) 등 열전도성이 우수하고, 대략 2 mm ~ 10 mm 범위의 두께를 가지는 금속 판재를 기재로 이용한다. 금속 판재의 두께는 히팅 플레이트(20)와 히팅 박스(10) 사이의 열전달 면적과 관계되므로 원활한 열전달을 위해 적절한 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기 히팅 플레이트(20)는 일측면 하단에 상기 발열층과 전기적으로 연결된 한 쌍의 단자(21)가 하방으로 돌출되는 구조로 설치된다. 상기 히팅 플레이트(20)의 단자(21)는 상기 히팅 박스(10)의 바디(11)의 내측 바닥면에 형성된 단자홀(14)을 통해 히팅 박스(10)의 외부로 돌출된다.
따라서 상기 단자(21)에 전원을 연결하여 상기 발열층에 전류를 공급할 수 있고, 이에 상기 발열층에서 전기 저항에 의한 발열이 이루어지며, 상기 발열층에서 발생한 열은 기재 전체 즉, 히팅 플레이트(20) 전체 표면으로 전도된 후 히팅 플레이트(20) 외부로 복사 방출된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치는 발열체로서 PTC히터가 아닌 면상발열체 구조의 상기 히팅 플레이트(20)를 사용하기 때문에 다수의 방열핀을 구비한 히트싱크를 사용할 필요가 없다.
따라서 방열핀에 의한 공기 유동 저항이 발생하지 않음으로써 공기 유동 소음이 감소된다.
또한, 동일한 이유에 의하여 송풍기 효율 즉, 상기 블로어(30)의 효율이 증가된다. 따라서 상기 블로어(30)를 종래에 비해 상대적으로 저속으로 작동시키거나 또는 저용량의 블로어(30)를 사용할 수 있게 됨으로써 블로어(30) 작동 소음이 감소된다.
한편, 도 3과 같이, 본 발명에 따른 자동차용 히팅 장치는 상기 히팅 플레이트(20)의 전체 표면에서 발열이 이루어지고(화살표 A), 그에 더하여 상기 히팅 플레이트(20)의 바닥면으로부터 상기 히팅 박스(10)로 전달된 열이 히팅 박스(10)의 전체 부분으로 전도된 후 히팅 박스(10)의 내측 표면 전체에서 히팅 박스(10)의 내부 공간으로 방출된다(화살표 B). 이와 같이 히팅 플레이트(20) 뿐만 아니라 히팅 박스(10)의 내측면 전체에서 발열이 이루어는 바, 발열 면적이 증가됨으로써 열전달 효율이 향상된다. 따라서 자동차용 히팅 장치의 공기 가열 성능이 한층 향상될 수 있다.
이때 상기 히팅 플레이트(20)는 상기 히팅 박스(10)로 열전도가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 히팅 플레이트(20)의 하단면과 그에 접촉되는 상기 히팅 박스(10) 즉, 상기 바디(11)의 내측 바닥면은 모두 양질의 평면으로 형성되어 양자의 사이에 미세한 틈새가 존재하지 않도록 상호 완전하게 면 접촉되는 것이 바람직하다.
또한 상기 히팅 플레이트(20)는 히팅 박스(10)의 폭 방향으로 소정 간격을 두고 복수 개 설치될 수 있다.
또한 각각의 히팅 플레이트(20)는 상기 히팅 박스(10)의 길이 방향을 따라 길게 설치된다.
따라서 히팅 플레이트(20)의 길이 방향이 히팅 박스(10)의 공기 유동 방향과 동일하게 됨으로써 히팅 플레이트(20)에 의한 공기 유동 저항을 최소화할 수 있으며, 이에 위에서 설명한 공기 유동 저항 감소에 따른 여러 효과들이 더욱 향상될 수 있다.
상기 블로어(30)는 원통형 케이스의 일측면 중앙에 흡입구가 형성되고, 상기 케이스의 접선 방향으로 토출구(31)가 형성되며, 내부에 전기모터에 의해 회전되는 임펠러가 구비된 일반적인 구조의 블로어이다.
상기 블로어(30)는 전술한 바와 같이 토출구(31)가 상기 히팅 박스(10)의 커버(12)에 관통 형성된 블로어 설치홀(12a)에 연결되는 구조로 설치된다. 특히 이때 토출구(31)의 폭 방향(도 1에서 좌우 방향으로서 블로어(30)의 회전축 방향과 평행함)이 히팅 박스(10)의 폭 방향과 평행한 상태로 설치된다.
상기 블로어(30)는 케이스의 내측 원주면을 따라 회전한 공기가 상기 토출구(31)로 배출되기 때문에 상기 토출구(31)에서는 전후 방향으로는 풍속의 편차가 크게 발생하지만(토출구(31)의 앞쪽 방향보다 케이스의 접선에 인접한 뒤쪽 방향의 풍속이 높다.) 폭 방향 즉, 좌우 방향으로는 풍속의 편차가 크지 않다.
따라서 상기와 같이 토출구(31)의 폭(좌우) 방향을 히팅 박스(10)의 폭(좌우) 방향과 평행한 상태로 상기 블로어(30)를 설치할 경우 히팅 박스(10) 내부 공간의 폭 방향을 따라 균일한 풍속 및 풍량의 공기가 토출될 수 있게 된다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 블로어(30)는 상기 토출구(31)가 상기 히팅 박스(10)의 길이 방향 즉, 공기 유동 방향에 대해 수직한 방향으로 연결된다. 따라서 토출구(31)에서 배출된 공기가 히팅 박스(10)의 바닥면에 충돌한 후 히팅 박스(10)의 내부 공간 전체로 퍼지기 때문에 히팅 박스(10)의 내부 공간에서 위치에 따른 풍속 및 풍량 편차가 발생하는 현상을 감소시킬 수 있게 된다.
따라서 히팅 박스(10)의 내부 전체에서 대체로 균일한 정도의 열교환이 이루어질 수 있게 됨으로써 열교환 효율이 향상되고, 이에 자동차용 히팅 장치의 공기 가열 성능이 한층 향상될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 히팅 장치는 히트싱크를 이용하지 않음으로써 공기 유동 저항이 감소되어 송풍기의 효율이 증가되고 소음이 감소되며, 히팅 박스의 내측면 전체를 열교환 면적으로 활용할 수 있게 됨으로써 열 전달 효율이 향상되고, 블로어 토출구의 풍량 편차를 극복하고 히팅 박스 내부 전체에 균일한 풍속 및 풍량의 공기를 공급할 수 있게 됨으로써 열교환 효율이 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.
본 발명은 자동차용 히팅 장치에 관한 것으로, 온풍을 생성 및 공급하는 장치와 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.
10: 히팅 박스 11: 바디
12: 커버 12a: 블로어 설치홀
13: 고정구조물 13a: 중간고정부
13b: 단부고정부 13aa,13ba: 고정홈
14: 단자홀 15: 단열필름
20: 히팅 플레이트 21: 단자
30: 블로어 31: 토출구
12: 커버 12a: 블로어 설치홀
13: 고정구조물 13a: 중간고정부
13b: 단부고정부 13aa,13ba: 고정홈
14: 단자홀 15: 단열필름
20: 히팅 플레이트 21: 단자
30: 블로어 31: 토출구
Claims (13)
- 덕트에 연결되는 관체로서 공기 유동 및 열교환 공간을 형성하고, 상기 공기 유동 및 열교환 공간으로 열을 방출하는 히팅 박스;
상기 히팅 박스의 내부에 설치되고 전기 저항열을 발생시켜 자신의 표면으로 방출함과 더불어 상기 히팅 박스로 전달하는 복수의 히팅 플레이트; 및
상기 히팅 박스의 외부 일측에 연결되어 상기 히팅 박스의 내부로 공기를 토출하는 블로어;를 포함하고,
상기 히팅 플레이트의 하단면과 상기 히팅 박스의 내측 바닥면은 양자 사이에 틈새가 존재하지 않도록 상호 완전하게 면 접촉되며,
상기 히팅 박스는 열전도성 플라스틱 소재로 제작되어 상기 히팅 플레이트로부터 전달된 열을 자신의 내측 표면 전체를 통해 방출하고,
상기 열전도성 플라스틱 소재는 PA6와 알루미나를 포함하여 내열성과 열전도성을 확보함과 더불어 전기절연성을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 히팅 박스는 바닥판과 양 측벽이 형성된 바디와, 상기 바디의 개구된 상부를 덮어주는 평판형 커버로 분할 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 커버에 블로어 설치홀이 관통 형성되고, 상기 블로어 설치홀에 상기 블로어의 토출구가 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 블로어는 상기 토출구의 폭 방향과 상기 히팅 박스의 폭 방향이 서로 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 블로어는 상기 토출구가 상기 히팅 박스의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 히팅 박스는 외측면에 단열필름이 부착된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 히팅 플레이트는 금속 판재로 이루어진 기재의 일측면 또는 양측면에 발열층이 형성되고, 상기 발열층에 전기적으로 연결된 한 쌍의 단자가 하방으로 돌출된 구조로 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 히팅 박스의 내측 바닥면에 상기 히팅 플레이트를 꽂아 고정하기 위한 복수의 고정구조물이 형성되고,
상기 고정구조물은 상기 히팅 플레이트의 하단부 중간 부분을 고정하는 중간고정부와, 상기 히팅 플레이트의 하단부 양단부를 고정하는 단부고정부를 포함하며,
상기 중간고정부와 단부고정부는 상기 히팅 플레이트의 바닥면에서 상방으로 돌출 형성된 돌출부이고, 상기 돌출부에 상기 히팅 플레이트의 하단부를 꽂을 수 있는 고정홈이 형성되며, 상기 중간고정부의 고정홈은 상기 바디의 길이 방향으로 관통 형성되고, 상기 단부고정부의 고정홈은 상기 바디의 길이 방향 중간 부분을 향하는 부분은 개구되고 상기 바디의 길이 방향 양 끝 부분을 향하는 부분은 막힌 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 9에 있어서,
상기 히팅 박스의 내측 바닥면에는 상기 히팅 플레이트의 단자가 관통되는 단자홀이 형성되고, 상기 단자는 상기 단자홀을 통해 상기 히팅 박스의 외부로 돌출된 것을 특징으로 하는 자동차용 히팅 장치.
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KR200334000Y1 (ko) * | 2003-04-03 | 2003-11-19 | 신아에이티(주) | 인쇄회로기판을 이용하는 온풍기 |
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