KR20130134309A - 차량난방장치 - Google Patents

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KR20130134309A
KR20130134309A KR1020120057739A KR20120057739A KR20130134309A KR 20130134309 A KR20130134309 A KR 20130134309A KR 1020120057739 A KR1020120057739 A KR 1020120057739A KR 20120057739 A KR20120057739 A KR 20120057739A KR 20130134309 A KR20130134309 A KR 20130134309A
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이우용
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동아전장주식회사
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Abstract

본 발명은 차량난방장치에 관한 것으로, 장착부를 구비하는 차량 본체부와 차량 본체부에 구비되며, 차량 내부의 온도를 감지하는 온도감지부, 장착부에 장착되며, 탄소사 발열체를 구비하는 발열부 및 발열부에 전기에너지를 공급하는 전기공급부를 포함하는 차량난방장치를 제공한다.

Description

차량난방장치{HEATING APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량으로부터 전력을 공급받아 이를 열에너지로 변환하여 사용자에게 난방을 제공하는 차량난방장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량난방장치는 운전자에게 쾌적한 차내환경을 제공하기 위하여 차량 내부의 온도를 조절한다.
차량난방방식에는 가열된 엔진 등에서 발생하는 열을 이용하여 공기를 가열 하는 공기조화방식, 차량의 내부 특히, 좌석, 핸들에 열선을 장착하고 전기를 공급하여 가열하는 전기저항방식 등이 있다.
하지만, 공기조화방식은 차량에 시동이 걸린 후 엔진이 가열될 때까지 시간이 필요하며, 공기조화기 내부의 고온 다습한 환경으로 인해 세균, 악취가 발생하는 문제가 있다.
또한, 전기저항방식은 내부에 전기저항 역할을 하는 코일의 모양이 변형되는 경우 단선의 위험이 있고, 일부분의 단선에 의해 전체 난방장치의 작동이 중지되는 문제점이 있다. 또한, 전기에너지가 열에너지로 전환되는 과정에서 몸에 해로운 전자파가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공보 제95-010514호(1995.9.19.공고, 발명의 명칭: 차량용 난방 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 전기에너지가 공급되는 즉시 발열이 가능하고, 세균, 악취 및 전자파가 발생할 우려가 적으며 일부 단선에도 성능 변화가 작은 차량난방장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 따른 차량난방장치는, 장착부를 구비하는 차량 본체부;
차량 본체부에 구비되며, 차량 내부의 온도를 감지하는 온도감지부; 장착부에 장착되며, 탄소사 발열체를 구비하는 발열부; 및 발열부에 전기에너지를 공급하는 전기공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
장착부는, 핸들부, 시트부, 지붕부, 바닥부, 크래쉬패드부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
온도감지부는, 발열부에 구비되어 발열부의 온도를 감지하는 발열온도감지부; 및 차량 본체부 내측에 구비되어 차량 본체부 내부의 온도를 감지하는 내부온도감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전기공급부는, 빛 에너지를 전기에너지로 바꾸는 에너지변환부; 및 에너지변환부로부터 공급되는 전기에너지가 축전되고, 축전된 전기에너지를 발열부로 공급하는 보조축전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전기공급부는, 차량에서 발생되는 전기에너지가 축전되며, 보조축전부와 독립되게 구비되어 발열부에 전기에너지를 공급하는 주축전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 전기공급부의 동작을 제어하여 발열부의 동작을 선택적으로 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 차량 본체부에 구비되어 원격조작용 단말부로부터 무선신호를 수신하는 신호감지부;를 더 포함하고, 제어부는 내부온도감지부로부터 감지된 차량 본체부 내부의 온도에 연동되어 차량 본체부 내부의 온도가 설정된 온도 이하일 경우 무선신호가 감지된 후 발열부가 발열되도록 전기공급부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량난방장치는 차량 내부의 온도를 감지하고, 탄소사 발열체를 구비하는 발열부에 전기에너지를 공급하여 차량 내부를 난방할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 전원이 공급되면 바로 발열이 가능하다. 또한, 본 발명은 전도, 복사에 의한 열전달이 가능하여 차량 난방 효율이 좋다.
또한, 본 발명은 발열부가 탄소사 발열체로 이루어져 접힘과 구김에 강하므로 차량의 내부, 특히 핸들부, 시트부, 지붕부, 바닥부 등 곡면, 원형 장착부위에도 단선고장이나 온도변화의 우려 없이 설치 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 발열부 및 차량 내부에 온도감지부를 구비하여 과열로 인한 화상, 화재를 예방하고 적정한 온도를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 빛에너지를 전기에너지로 전환하고 전환된 전기에너지를 보조축전부에 축전, 이를 이용하여 발열을 할 수 있어서 에너지 효율이 상승된다.
또한, 본 발명은 주축전부의 전기에너지를 통하여 발열부에 안정적인 전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 전기공급부의 동작을 제어하여 선택적으로 발열부를 구동하여 난방효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 본체부 내부의 온도에 연동되어 발열부의 동작을 제어하는 경우 보다 신속하게 차량내부난방을 할수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 원적외선 발생, 항균, 탈취 효과가 있어 건강에 도움이 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량본체부에 차량난방장치가 장착된 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지변환부 및 보조축전부의 설치상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 축전부의 설치상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열온도감지부, 내부온도감지부, 제어부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격조작용 단말부, 신호감지부가 추가된 차량난방장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량난방장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량난방장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 본체부에 차량난방장치가 장착된 개념도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량난방장치는 차량 본체부(10), 온도감지부(17), 발열부(20) 및 전기공급부(30)를 포함한다.
차량은 동력을 발생하는 동력발생부, 동력발생부로 부터 동력을 전달 받아 차량을 이동시키는 구동부, 차량의 진행 방향을 조절하는 조향부, 상기 동력발생부, 구동부, 조향부를 탑재하고 내부에 공간이 마련되어 있어 사람 또는 짐을 실을 수 있는 차량 본체부(10)로 나뉠 수 있다.
본 실시예에서 차량 본체부(10)는 발열부(20)가 위치하는 장착부(11)를 구비한다. 장착부(11)는 차량 본체부(10) 중에서도 발열부(20)의 발열에 의하여 차량 내부를 효과적으로 난방할 수 있는 곳에 위치한다.
장착부(11)는 핸들부(12), 시트부(13), 지붕부(14), 바닥부(15), 크래쉬패드부(16) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
온도감지부(17)는 발열온도감지부(18)와 내부온도감지부(19)를 포함할 수 있다. 발열온도감지부(17)는 발열부(20)의 내측 또는 외측에 구비되어 발열부(20)의 온도를 감지하는 역할을 한다. 내부온도감지부(19)는 차량 본체부(10)의 내측에 구비되며 온도센서를 포함하여 차량 내부의 온도를 감지하는 역할을 한다.
발열부(20)는 탄소사 발열체를 포함한다. 탄소사 발열체는 일반사와 탄소사를 위사로 하고 일반사들이 경사로 되어 직조되며 탄소사의 양단과 그 사이에 전기에너지를 전달하는 전도사를 포함하는 면상의 직물구조에 해당한다.
발열부(20)는 탄소사 발열체로 구성될 수도 있고, 탄소사 발열체의 일측을 장착부(11)에 고정하기 위한 고정수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 발열부(20)는 벨크로(velcro), 끈 등과 결합되어 구성될 수도 있다. 또한 탄소사 발열체의 파손 방지를 위하여 외측면에 비닐코팅등이 되어 발열부(20)를 구성할 수도 있다.
발열부(20)는 장착부(11)에 장착되며 장착부(11)의 모양에 따라 다양한 형태, 결합방법을 가질 수 있다.
일 실시예로서, 핸들부(12)나 시트부(13)에 장착되는 경우 각각의 장착부를 감싸는 형태로 제작될 수 있다. 직사각형 모양으로 탈부착 가능하게 단추, 지퍼, 벨크로, 끈 등을 이용하여 해당 장착부(11)에 장착될 수 있다.
일 실시예로서, 발열부(20)를 지붕부(14)에 장착하는 경우에는 지붕부(14)의 형상 및 장착 위치에 따라 발열부(20)의 형상을 달리 할 수 있다. 지붕부(14)에 장착하기 위하여 바느질, 클립, 본딩 등의 방법을 이용하여 고정할 수 있다.
일 실시예로서, 발열부(20)가 바닥부(15)에 장착되는 경우에는 바닥매트에 벨크로를 이용하여 장착되거나 끈을 이용하여 바닥매트를 둘러싸는 형상으로 결합될 수 있다. 또는 바닥매트의 겉표면에 발열부(20)를 바느질로 고정할 수도 있다.
발열부(20)가 크래쉬패드부(16)에 장착되는 경우에는 양면테이프를 이용하여 장착되거나 끈을 이용하여 크래쉬패드부(16)의 단부에 걸어 고정시킬 수 있다. 또는 크래쉬패드부(16)에 접착제로 고정하는 방법도 가능하다.
전기공급부(30)는 차량 본체부(10)의 내측 또는 외측에 설치되며, 전기에너지를 축전하거나 발생시키고, 해당 전기에너지를 발열부(20)에 전달하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지변환부 및 보조축전부의 설치상태를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 전기공급부(30)는 에너지변환부(31) 및 보조축전부(32)를 포함할 수 있다. 에너지변환부(31)는 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 역할을 하며 태양전지 등이 사용될 수 있다.
에너지변환부(31)는 차량 본체부(10)의 외측에 설치되거나 크래쉬패드부(16)의 상측에 설치되는 등 태양빛을 받을 수 있는 곳에 장착 될 수 있다.
빛에너지가 에너지변환부(31)에서 전기에너지로 전환되면, 전환된 에너지는 발열부(20)에 전달되거나 에너지변환부(31)와 연결된 보조축전부(32)에 저장된다. 보조축전부(32)는 전력을 저장할 수 있는 것이면 가능하고 특히, 반복적인 축전, 방전을 위해 2차전지를 포함할 수 있다.
보조축전부(32)는 에너지변환부(31)로부터 에너지를 전달받아 축전하고 발열부(20)로 전기에너지를 공급하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축전부의 설치상태를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 차량에서 발생되는 전기에너지가 축전되며 보조축전부(32)와 독립되게 구비되는 주축전부(35)가 전기공급부(30)에 포함될 수 있다. 보조축전부(32)에서 발열부(20)로 충분한 전기에너지를 공급해 줄 수 없을 때, 주축전부(35)는 발열부(20)로 전기에너지를 공급하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열온도감지부, 내부온도감지부 및 제어부의 구성도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 차량난방장치에는 제어부(50)가 더 포함될 수 있다. 제어부(50)는 전기공급부(30)와 연결되어 전기공급부(30)의 동작을 제어한다.
전기공급부(30)의 동작을 제어하기 위하여 제어부(50)는 발열부(20)와 전기공급부(30)의 사이에 위치하고, 전기공급부(30)로부터 발열부(20)로의 전기에너지 공급을 차단할 수 있게 스위치 구조로 될 수 있다.
또는 전기에너지 공급량을 조절할 수 있게 가변저항과 가변저항 조절기를 포함하여 발열부(20)로 공급되는 전기에너지를 조절할 수 있는 구조도 가능하다.
제어부(50)는 발열온도감지부(18) 및 내부온도감지부(19)에서 측정한 온도 데이터를 전달 받아 설정한 온도 이하에서 작동하도록 하고, 설정한 온도를 초과하면 전기공급부(30)의 동작을 스위치, 가변저항을 이용하여 중단시키는 역할을 한다.
또한, 제어부(50)에 타이머가 구비되어 차량난방장치의 작동을 제어할 수 있게 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격조작용 단말부, 신호감지부가 추가된 차량난방장치의 구성도이다.
도 5를 참고하면, 차량난방장치에는 신호감지부(62)가 포함될 수 있다. 신호감지부(62)는 무선신호 감지센서를 포함하고, 차량의 내측 또는 외측에 무선신호의 수신이 양호한 곳에 설치된다. 특히, 차량의 도어 등에 설치 가능하다. 일측에는 제어부(50)와 유선, 또는 무선으로 신호전달 가능하게 구성된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량난방장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량난방장치의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량난방장치는 무선신호감지단계(S10), 온도감지단계(S20), 제어단계(S30), 공급단계(S40) 및 구동단계(S50)를 포함한다.
본 실시예에서 무선신호감지단계(S10), 온도감지단계(S20) 및 제어단계(S30)는 선택적으로 적용가능하다. 무선신호감지단계(S10), 온도감지단계(S20), 제어단계(S30)가 적용이 안되는 경우에는 차량의 시동과 동시에 차량난방장치가 작동을 하게 된다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 무선신호감지단계(S10)에서는 원격조작용 단말부(61)에서 발신한 무선신호를 신호감지부(62)에서 감지한다.
신호감지부(62)가 원격조작용 단말부(61)에서 송신한 무선신호를 받는 경우에는 신호감지부(62)에서 무선신호가 감지 되었음을 온도감지부(17)에 전달한다.
온도감지단계(S20)에서는 무선신호단계(S10)에서 무선신호가 감지 되었음을 전달하면, 발열부(20)에 위치한 발열온도감지부(18)에서 발열부(20)의 온도를 감지하고, 차량 내부에 위치한 내부온도감지부(19)에서 차량 내부온도를 감지한다. 차량의 내부 온도 및 발열부(20)의 온도가 감지되면 이를 제어부(50)에 전달한다.
제어단계(S30)에서는 감지된 온도 데이터가 각각 설정된 온도 이하인지를 판단하고 전기공급부(30)에서 발열부(20)로의 전기에너지 공급을 제어한다.
이에 따라, 추운 겨울에 운전자가 차량에 접근하면 이를 감지하여 차량 내부를 미리 데워놓을 수 있어서 쾌적한 차량 내부 환경을 조성할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 차량난방장치에 발열부(20)가 다수개 있을때 각각의 발열부(20)의 온도에 따라 선택적으로 전기에너지가 공급되게 할 수 있다.
차량난방장치는 제어부(50)를 통하여 발열부(20)로의 전기공급을 제어하여 사용자가 원하는 방식으로 작동 할 수 있다.
제어부(50)에 희망 온도를 설정해 놓으면 차량난방장치는 발열부(20)에 구비된 발열온도감지부(18) 및 차량의 내부 온도를 감지하는 내부온도감지부(19)에서 감지된 온도 데이터를 제어부(50)에 전달한다.
제어부(50)가 발열온도감지부(18) 및 내부온도감지부(19)에서 측정한 온도 데이터가 설정된 온도 이하인 경우에는 발열부(20)로 전기에너지를 공급하고, 설정된 온도를 초과하면 전기에너지를 차단하게 된다.
차량난방장치는 제어부(50)에 타이머가 구비되어 예약 난방을 할 수도 있다. 타이머에 설정된 시간이 되면, 무선신호 등의 수신이 없더라도 타이머에서 온도감지부(17)에 신호가 전달되고 온도감지단계(S20) 이후의 과정이 진행된다.
공급단계(S40)에서는 발열부(20) 및 차량내부의 온도가 설정된 온도 이하일 때 전기에너지를 발열부(20)에 전달한다.
도 2, 도 3, 도 6을 참고하면, 전기공급부(30)가 차량의 주축전부(35)를 포함하고 있는 경우에는 주축전부(35)의 전기에너지를 발열부(20)에 전달할 수 있다.
본 실시예에서는, 전기공급부(30)가 에너지변환부(31)와 보조축전부(32)를 포함하는 경우에는 에너지변환부(31)에서 변환된 전기에너지가 보조축전부(32)를 통해 축전후 다시 전달되면 축전시 에너지손실 등이 발생할 수 있다. 따라서 에너지변환부(31)에서 변환된 전기에너지가 직접 발열부(20)에 전달된다.
다만, 에너지변환부(31)에서 변환되는 에너지가 발열부(20)에서 필요로 하는 전기에너지보다 모자라는 경우에는 이차적으로 보조축전부(32)에 축전된 전기에너지를 사용하게 된다. 보조축전부(32)에 저장된 에너지로도 보충이 안되는 경우에는 주축전부(35)의 전기에너지를 발열부(20)에 공급한다.
구동단계(S50)에서는 전기공급부(30)로부터 전기에너지를 전달받은 발열부(20)에 위치한 탄소사 발열체에서 전도열 및 복사열을 방출한다.
발열부(20)에 공급된 전기에너지는 발열부(20)의 탄소사 발열체에 전달된다. 탄소사 발열체의 탄소 성분은 전기에너지를 열에너지로 바꾸게 되며 직접 닿아 있는 물체는 열 전도 방법으로 가열한다. 운전자의 신체와 떨어져 있는 물체는 복사 방법으로 차량 본체부(10)의 내부 및 공기를 가열한다.
도 1, 도 6을 참고하면, 차량난방장치가 구동중일 때에도 발열온도감지부(18) 및 내부온도감지부(19)는 각각 발열부(20) 및 차량 내부의 온도를 감지하며 제어부(50)에 온도 데이터를 전송하며 도 6에서의 온도감지단계(S20) 이후의 과정이 반복된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 차량 본체부 11: 장착부
12: 핸들부 13: 시트부
14: 지붕부 15: 바닥부
16: 크래쉬패드부 17: 온도감지부
18: 발열온도감지부 19: 내부온도감지부
20: 발열부 30: 전기공급부
31: 에너지변환부 32: 보조축전부
35: 주축전부 50: 제어부
61: 원격조작용 단말부 62: 신호감지부
S10: 무선신호 감지단계 S11: 무선신호 발신단계
S12: 무선신호 수신단계 S20: 온도감지단계
S30: 제어단계 S40: 전기공급단계
S50: 구동단계

Claims (7)

  1. 장착부를 구비하는 차량 본체부;
    상기 차량 본체부에 구비되며, 차량 내부의 온도를 감지하는 온도감지부;
    상기 장착부에 장착되며, 탄소사 발열체를 구비하는 발열부; 및
    상기 발열부에 전기에너지를 공급하는 전기공급부;
    를 포함하는 차량난방장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장착부는,
    핸들부, 시트부, 지붕부, 바닥부, 크래쉬패드부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량난방장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온도감지부는,
    상기 발열부에 구비되어 상기 발열부의 온도를 감지하는 발열온도감지부; 및
    상기 차량 본체부 내측에 구비되어 상기 차량 본체부 내부의 온도를 감지하는 내부온도감지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량난방장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전기공급부는,
    빛 에너지를 전기에너지로 바꾸는 에너지변환부; 및
    상기 에너지변환부로부터 공급되는 전기에너지가 축전되고, 축전된 전기에너지를 상기 발열부로 공급하는 보조축전부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량난방장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전기공급부는
    차량에서 발생되는 전기에너지가 축전되며, 상기 보조축전부와 독립되게 구비되어 상기 발열부에 전기에너지를 공급하는 주축전부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량난방장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기공급부의 동작을 제어하여 상기 발열부의 동작을 선택적으로 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량난방장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차량 본체부에 구비되어 원격조작용 단말부로부터 무선신호를 수신하는 신호감지부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 내부온도감지부로부터 감지된 상기 차량 본체부 내부의 온도에 연동되어 상기 차량 본체부 내부의 온도가 설정된 온도 이하일 경우 상기 무선신호가 감지된 후 상기 발열부가 발열되도록 상기 전기공급부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량난방장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210041243A (ko) 2019-10-07 2021-04-15 주식회사 서연이화 차량용 쉬라우드의 온도감응형 발열장치
KR20210155145A (ko) * 2020-06-15 2021-12-22 최중훈 차량용 냉난방 시스템
KR20230096478A (ko) * 2021-12-23 2023-06-30 지명국 차량용 매트 및 이의 제어방법

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