KR20100028216A - Apparatus for controlling temperature of calorific window - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발명 윈도우 온도 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명기판과 탄소나노튜브를 포함하는 나노소재층을 갖는 발열 윈도우에 결로가 발생하는 경우 나노소재층의 온도를 제어하여 결로를 효과적으로 제거할 수 있는 발열 윈도우 온도 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inventive window temperature control device, and more particularly, when condensation occurs in a heating window having a nanomaterial layer including a transparent substrate and carbon nanotubes, condensation is effectively removed by controlling the temperature of the nanomaterial layer. The heating window temperature control device that can be.
일반적으로 자동차에는 겨울철에 성애 발생을 방지하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 유리(10)에 발열체(12)가 일정간격으로 코팅되어 있다.In general, the car is coated with a
이러한 발열체(12)는 전류가 통할 수 있도록 폐회로를 구성하고 있으며, 이 회로의 양단은 전원에 연결된다. The
따라서 폐회로에 전원이 공급되면 전류가 발열체를 따라 흘러가면서 열을 발생시키게 되고, 이러한 열은 발열체가 프린팅된 판유리의 온도를 상승시킴으로서 성에나 김서림을 제거하게 된다. Therefore, when power is supplied to the closed circuit, current flows along the heating element to generate heat, and this heat increases the temperature of the plate glass on which the heating element is printed, thereby eliminating frost and mist.
이러한 발열체는 최근에는 운전자의 시야 확보를 위하여 ITO(Induim Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)와 같은 투명 전도성막이 이용되는데, 투명 전도성막은 도전성이고 투명하기 때문에 유리 발열에는 유용하지만 제작이 어렵고 히터로서 활용할 때 공기 중에 노출되어 열 손실이 많아지는 단점이 있다.Recently, a transparent conductive film such as ITO (Induim Tin Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide) is used to secure a driver's vision. This heating element is useful for glass heating because it is conductive and transparent. When used, there is a disadvantage that the heat loss is increased due to exposure to air.
한편, 건물 외벽 유리나 창문은 보온 효과를 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 외부와 내부 판유리(20,22) 사이의 일부 영역을 접착제(24)로 접착하여 두 개의 판유리(20,22) 사이에 공기층(26)을 형성함으로써 보온 효과를 높이고자 한다. On the other hand, the outer wall glass or window of the building is an air layer between the two
그러나, 이러한 이중층을 이용하는 경우 두장의 판유리를 이용해야 하므로 비용이 증가할 뿐만 아니라 외기 온도와 내기 온도 사이의 온도 차로 인하여 김서림이 발생하는 문제가 있다. However, when using such a double layer has to use two sheets of glass, not only increases the cost, but there is also a problem that the fog occurs due to the temperature difference between the outside temperature and the inside temperature.
이러한 문제를 개선하기 위한 기술이 본 출원인에 의해 기출원된 대한민국등록특허 제10-0797194호에 "투명 히터 및 이의 제조 방법"이라는 제목으로 개시된 바 있다.Techniques for improving this problem have been disclosed in the Republic of Korea Patent No. 10-0797194 filed by the present applicant entitled "transparent heater and its manufacturing method".
이 기술은 투명기판에 탄소나노튜브(CNT)로 이루어진 나노소재 밀집층을 융착시키고, 나노소재 밀집층의 양쪽 가장자기에 전극을 형성한 것이다.This technique fuses a nanomaterial dense layer made of carbon nanotubes (CNT) onto a transparent substrate and forms electrodes on both edges of the nanomaterial dense layer.
이에 따르면, 나노소재가 밀집되므로 부피가 작아 투명성이 향상되고 작은 부피에 나노 소재가 밀집되어 망 형태로 연결되므로 도전성이 향상되어 우수한 발열 성능을 갖는다. According to this, since the nanomaterial is dense, the transparency is small due to the small volume, and the nanomaterial is concentrated in the small volume and connected in the form of a net, so that the conductivity is improved to have excellent heat generation performance.
그런데 이 기술은 단순히 투명기판에 형성된 탄소나노튜브(CNT)로 이루어진 나노소재 밀집층에 전류를 인가하여 발열시키는 기능만 하는 단점이 있다.However, this technology has a disadvantage in that it only generates heat by applying current to a nanomaterial dense layer made of carbon nanotubes (CNT) formed on a transparent substrate.
즉, 외기 온도와 내기 온도 차에 의해 김서림이나 성에가 발생하는데 외기 온도와 내기 온조 차에 적절하게 대응하여 김서림이나 성에를 방지할 수는 없는 단 점이 있다. That is, there is a drawback of steaming or frost caused by the difference between the outside temperature and the inside temperature. However, the steaming or frost cannot be prevented by appropriately responding to the difference between the outside temperature and the inside temperature of the inside.
상기 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 투명기판과 투명기판 표면에 형성된 탄소나노튜브를 갖는 나노소재층으로 이루어진 발열 윈도우에 온도 센서나 레이저검출기와 같은 결로검출부와, 결로검출부에서 검출된 신호를 분석하여 나노소재층의 온도를 제어하는 제어부를 구비하여 발열 윈도우 표면 결로 발생한 경우 나노소재층을 발열시켜 결로를 제거하는 발열 윈도우 온도 제어장치를 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems of the background technology, a condensation detection unit, such as a temperature sensor or a laser detector in the heating window made of a transparent substrate and a nanomaterial layer having carbon nanotubes formed on the surface of the transparent substrate, and in the condensation detection unit The present invention provides a heating window temperature control device that includes a control unit for controlling the temperature of the nanomaterial layer by analyzing the detected signal to remove condensation by heating the nanomaterial layer when condensation occurs.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발열 윈도우 온도 제어장치는 투명기판과 상기 투명기판 상에 형성된 탄소나노튜브로 이루어진 나노소재층과 상기 나노소재층에 전기적으로 연결된 전원단자를 포함하는 발열 윈도우와, 상기 전원단자에 전원을 인가하는 전원공급부와, 상기 발열 윈도우에 발생하는 결로를 검출하는 결로검출부와, 상기 결로검출부를 통해 검출된 신호를 분석하여 상기 전원단자로의 전원 공급을 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다. The heating window temperature control apparatus of the present invention for solving the above problems is a heating window comprising a transparent substrate and a nano material layer made of carbon nanotubes formed on the transparent substrate and a power terminal electrically connected to the nano material layer; A power supply unit for supplying power to the power terminal, a condensation detection unit for detecting condensation occurring in the heat generating window, and a control unit for controlling power supply to the power terminal by analyzing a signal detected by the condensation detection unit. It is characterized by.
상기 투명기판 타면의 나노소재층 표면에는 투명기판이 더 구비될 수 있다. A transparent substrate may be further provided on the surface of the nanomaterial layer on the other side of the transparent substrate.
상기 결로검출부는 발열 윈도우의 외부와 내부에 각각 구비되어 외기 온도와 내기 온도를 각각 검출하고 온도차를 산출하는 온도센서가 이용될 수 있다. The dew condensation detection unit may be provided inside and outside the heating window, respectively, and a temperature sensor for detecting an outside temperature and an inside temperature and calculating a temperature difference may be used.
상기 결로검출부는 발열 윈도우의 외부와 내부에 각각 구비되어 레이저 광원 을 이용하여 결로 여부를 검출하는 레이저검출기가 이용될 수 있다. The condensation detection unit may be provided inside and outside the heating window, respectively, to detect a condensation using a laser light source.
상기 결로검출부과 상기 제어부 사이에는 상기 결로검출부로부터 검출된 신호를 증폭하는 증폭기가 더 구비되거나, 상기 전원단자와 전원공급부 사이에는 스위치가 더 구비될 수 있다.An amplifier for amplifying the signal detected from the dew condensation detection unit may be further provided between the condensation detection unit and the control unit, or a switch may be further provided between the power supply terminal and the power supply unit.
본 발명은 발열 윈도우 표면의 결로 발생 여부를 온도차 또는 레이저 광을 이용하여 검출하고 검출 결과에 따라 나노소재층으로의 전류 인가를 제어함으로써, 발열 윈도우 표면에 발생한 결로를 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다. The present invention has the advantage of effectively removing condensation generated on the surface of the heating window by detecting whether condensation occurs on the surface of the heating window using a temperature difference or laser light and controlling the application of current to the nanomaterial layer according to the detection result. .
도 3은 본 발명의 발열 윈도우 온도 제어장치 구성도로서, 본 발명은 발열 윈도우(30)와, 전원공급부(40)와 결로 검출부(50)와, 제어부(60)를 포함한다. 3 is a configuration diagram of a heating window temperature control apparatus of the present invention, and the present invention includes a
발열 윈도우(30)는 투명기판(30a)과 투명기판(30a) 상에 형성된 탄소나노튜브로 이루어진 나노소재층(30b)과 나노소재층(30b)에 전기적으로 연결된 전원단자(30c)를 포함한다. The
투명기판(30a)은 유리, 폴리머, 프릿 글래스(flit glass) 또는 도전성 폴리머 등으로 이루어질 수 있으며 여기에 한정되지는 않는다. The
여기서, 나노소재층(30b)은 투명기판(30a)에 균일하게 탄소나노튜브가 분포ㅇ하거나 본 출원인에 의해 기출원된 대한민국등록특허 제10-0797194호에 개시된 바와 같이 밀집될 수 있다.Here, the
이때, 나노소재층(30b)은 탄소나노튜브를 기반으로 할 수 있으며, 탄소나노 튜브 박막에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속으로 도핑 되거나, 이중 선택된 하나 이상의 금속이 표면에 코팅된 것, 또는 실리콘(Si)과 같은 반도체 코팅 또는 실리콘 산화막(SiO2) 같은 산화물 반도체 층이 코팅된 탄소나노튜브 복합재가 이용될 수 있다. In this case, the
아울러, 탄소나노튜브는 단일벽 나노튜브(SWNT; Single-Walled Nanotube), 이중벽 나노튜브(DWNT; Double-Walled Nanotube), 다중벽 나노튜브(MWNT; Multi-Walled Nanotube) 등으로 이루어질 수 있다. In addition, the carbon nanotubes may be formed of a single-walled nanotube (SWNT), a double-walled nanotube (DWNT), a multi-walled nanotube (MWNT), or the like.
전원단자(30c)는 백금(Pt), 구리(Cu) 등의 도전성 소재로 이루어질 수 있다. The
전원공급부(40)는 전원단자(30c)에 전원을 인가하여 전원단자(30c)에 전기적으로 연결된 나노소재층(30b)을 발열시키는 것이다.The
즉, 전원공급부(40)가 전원단자(30c)를 통해 나노소재층(30b)에 전류를 공급함으로써 나노소재층(30b)을 구성하는 탄소나노튜브에 주울(Joule) 열이 발생하게 된다.That is, the joule heat is generated in the carbon nanotubes constituting the
이에 따라, 발생된 열이 외부로 전달됨으로써 나노소재층(30b)이 발열하게 되어 발열 윈도우(30) 표면 보온 효과를 얻을 수 있으며, 발열 윈도우(30) 표면에 결로가 발생한 경우에는 결로가 제거되는 것이다. Accordingly, the generated heat is transferred to the outside, so that the
결로검출부(50)는 발열 윈도우(30)에 발생하는 결로를 검출하는 것으로서 도 4에 도시된 바와 같이 온도센서(51)가 이용된다. The dew
여기서, 결로는 발열 윈도우(30) 표면에 발생하는 김서림이나 서리와 같이 수증기의 상변화에 의해 발열 윈도우(30) 표면 수증기가 달라붙는 모든 현상을 통칭한다. Here, condensation refers to all the phenomenon in which the vapor of the surface of the
제어부(60)는 결로검출부(50) 즉 온도센서에서 검출된 신호를 분석하여 전원단자(30c)로의 전원 공급을 제어한다.The
여기서, 온도 센서는 발열 윈도우(30)의 외부와 내부에 각각 설치되어 외기 온도와 내기 온도를 각각 검출하는 제 1 온도 감지부(51a)와 제 2 온도 감지부(51b) 각 온도 감지부(50a,50b)를 통해 감지된 온도를 입력 받아 그 온도차 산출하는 온도차 산출부(51c)를 포함한다. Here, the temperature sensor is installed on the outside and inside of the
이때, 각각의 온도 감지부(51a,51b)는 온도에 따라 저항값이 변화하는 써미스터(Thermistor) 또는 온도에 의해 전압을 발생하는 열전대(Thermo-couple) 또는 온도에 따라 P-N 접합부의 전류전압특성이 변화하는 IC 온도센서 등이 이용될 수 수 있으며 이에 한정되지는 않는다.At this time, each of the
이러한 구성에 따라, 온도차 산출부(51c)에서 외기와 내기 온도 차를 검출하여 출력하면 제어부(60)가 해당 신호를 입력받아 입력된 신호에 따라 전원단자(30c)로의 전원 공급을 제어한다. According to such a configuration, when the
여기서, 온도 산출부(51c)로부터 산출된 온도차 신호는 증폭기(80)를 통해 증폭된 후에 제어부(60)로 입력될 수 있다. Here, the temperature difference signal calculated from the
그리고, 제어부(60)는 전원공급부(40)를 직접 제어하거나 전원단자(30c)와 전원공급부(40) 사이에 스위치(70)를 더 구비하여 스위치의 온/오프를 제어할 수 있다. The
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발열 윈도우 온도 제어장치 구성도로서, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에서는 결로검출부로 온도센서가 이용되었으나 본 발명의 제 2 실시예에서는 레이저검출기(52)가 이용된다.5 is a configuration diagram of a heating window temperature control apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention, a temperature sensor is used as a dew condensation detector, but in the second embodiment of the present invention, a laser detector ( 52) is used.
여기서, 레이저검출기(52)는 발열 윈도우(30)의 외부와 내부에 각각 구비되어 발광된 빛을 반대쪽에서 수광 다이오드(52b)하여 수광된 레이저 광 분석을 통해 투명도를 검출하여 결로 발생 여부를 판단한다. Here, the
즉, 발열 윈도우(30)의 외부와 내부에는 각각 발광 다이오드(52a)와 수광 다이오드(52b)가 구비되는 것으로서, 수광 다이오드(52b)가 발열 윈도우(30)의 외부에 구비된 것으로 도시하였으나 다른 변형된 실시예를 통해 발열 윈도우(30)의 내부에 구비할 수도 있다. That is, the
이에, 발광 다이오드(52a)에서 발광된 광은 발열 윈도우(30)를 투과하여 수광 다이오드(52)에 수광된다. Accordingly, the light emitted from the
그리고, 수광 다이오드(52b)에 수광된 광신호는 제어부(60)로 전달되어 제어부(60)가 광신호를 분석함으로써 발열 윈도우(30) 표면의 결로 발생 여부를 판단하게 된다. The optical signal received by the
여기서, 수광 다이오드(52b)와 제어부(60) 사이에는 제어부(60)로 입력되는 광 신호를 증폭하기 위한 증폭기(80)가 더 구비될 수 있다. Here, an
즉, 발열 윈도우(30)의 표면에 결로가 발생한 경우 발열 윈도우의 투명도가 변화하여 결로가 발생하지 않은 경우의 광 신호와 상이하므로, 결로가 발생하지 않았을 경우의 기준 광신호와 결로 발생에 의해 변형된 광 신호의 비교를 통해 결로 발생 여부를 판단 할 수 있다.That is, when dew condensation occurs on the surface of the
아울러, 도면에는 도시되지 않았으나 본 발명은 다른 변형된 실시예를 통해 발열 윈도우의 나노소재층 표면에 투명기판을 더 형성하여 공기 중으로 나노소재층이 직접 노출되지 않도록 함으로써, 투명기판으로의 열전달 효율을 높이도록 하고 나노소재층이 습기 등에 손상되지 않도록 할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the present invention further provides a transparent substrate on the surface of the nanomaterial layer of the heat generating window so that the nanomaterial layer is not directly exposed to air, thereby improving heat transfer efficiency to the transparent substrate. It can be made high and the nanomaterial layer is not damaged by moisture.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차 성에 제거부를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a car defroster according to the prior art.
도 2는 일반적인 2중 유리를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view of a typical double glass.
도 3은 본 발명의 발열 윈도우 온도 제어장치 구성도.3 is a block diagram of a heating window temperature control apparatus of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발열 윈도우 온도 제어장치 구성도.4 is a block diagram of a heating window temperature control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발열 윈도우 온도 제어장치 구성도.5 is a block diagram of a heating window temperature control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
30 : 발열 윈도우30: fever window
30a : 투명기판30a: transparent substrate
30b : 나노소재층30b: nano material layer
30c : 전원단자30c: power supply terminal
40 : 전원공급부40: power supply
50 : 결로검출부50: dew condensation detection unit
51 : 온도센서51: temperature sensor
51a : 제 1 온도감지부51a: first temperature sensing unit
51b : 제 2 온도감지부51b: second temperature detection unit
51c : 온도차 산출부51c: temperature difference calculator
52 : 레이저검출기 52: laser detector
51a : 발광다이오드51a: light emitting diode
51b : 수광다이오드51b: photodiode
60 : 제어부 60: control unit
70 : 스위치70: switch
80 : 증폭기80: amplifier
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080087139A KR20100028216A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Apparatus for controlling temperature of calorific window |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080087139A KR20100028216A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Apparatus for controlling temperature of calorific window |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20100028216A true KR20100028216A (en) | 2010-03-12 |
Family
ID=42178950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020080087139A KR20100028216A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Apparatus for controlling temperature of calorific window |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20100028216A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101405120B1 (en) * | 2012-02-29 | 2014-06-10 | 제주대학교 산학협력단 | Apparatus for removing frost of vehicle glass |
KR101864795B1 (en) * | 2018-02-07 | 2018-06-05 | 넥스트원 주식회사 | glass panel using nano material |
-
2008
- 2008-09-04 KR KR1020080087139A patent/KR20100028216A/en not_active Application Discontinuation
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KR101405120B1 (en) * | 2012-02-29 | 2014-06-10 | 제주대학교 산학협력단 | Apparatus for removing frost of vehicle glass |
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