KR20190111678A - 히팅모듈 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents
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Abstract
베이스부재; 베이스부재 상에 배열고정되는 복수 개의 탄소사; 및
상기 복수 개의 탄소사에 전력을 공급하기 위해 복수 개의 탄소사 일부에 연결되는 단자;를 포함하고, 복수 개의 탄소사는 서로 모여 열선으로 기능하고, 복수 개의 탄소사에 포함되는 각각의 탄소사는 니켈코팅 되는 히팅모듈이 제공된다.
상기 복수 개의 탄소사에 전력을 공급하기 위해 복수 개의 탄소사 일부에 연결되는 단자;를 포함하고, 복수 개의 탄소사는 서로 모여 열선으로 기능하고, 복수 개의 탄소사에 포함되는 각각의 탄소사는 니켈코팅 되는 히팅모듈이 제공된다.
Description
본 발명은 히팅모듈 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
차량용 난방장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열시켜 차량 실내를 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와 가열작용을 위한 히터코어 및 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍되도록 이루어진다. 최근에는 탑승자의 필요에 따라 차량 실내의 운전석과 조수석에 각기 다른 온도의 공기가 공급되도록하여 개별적인 냉난방이 이루어지도록 하는 이른바, 좌우 독립 공조장치가 적용되고 있다. 나아가, 종래의 차량용 공조장치는 증발기와 블로어의 사이, 공기통로에 전단 세퍼레이터를 구비함에 따라, 블로어로부터 송풍되어 증발기를 통과하는 분포가 변화되며, 좌우 풍량을 제어하는 것이 어려웠다. 이를 극복하기 위해, 대류를 통해 공조환경을 전환하기 위한 과정에서 발생하는 단점들을 극복하기 위해서는 다른 방식의 난방기구가 요구되어 왔다.
본 발명의 일 실시예는 열선으로 탄소사를 사용하면서도 히팅용량을 확보할 수 있는 히팅모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 예열시간없이 복사열을 사용자에게 제공하는 히팅모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 예열시간없이 복사열을 사용자에게 제공하는 복수 개의 히팅모듈을 각각 독립적으로 제어가능한 히팅모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 예열시간없이 복사열을 사용자에게 제공하는 복수 개의 히팅모듈을 각각 독립적으로 제어가능한 히팅모듈을 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 발열부재로부터 전달된 열을 통과시키되, 온도를 포함한 외부의 기 결정된 스트레스에 반응하여 발열부재의 동작을 차단하는 투광부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 발열부재로부터 전달된 열이 방열되는 방열면적이 증가되도록 하나 이상의 제2선을 제1선에 인접배치하여 방열하는 발열부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 제1선으로부터 전달된 열이 방열되는 방열면적이 증가되도록 하나 이상의 제2선을 제1선에 인접배치하여 방열될 수 있는 발열부재를 포함하는 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 제1선으로부터 전달된 열이 방열되는 방열면적이 증가되도록 하나 이상의 제2선을 제1선에 인접배치하여 방열될 수 있는 발열부재가 마련된 히터를 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
베이스부재; 베이스부재 상에 배열고정되는 복수 개의 탄소사; 및
상기 복수 개의 탄소사에 전력을 공급하기 위해 복수 개의 탄소사 일부에 연결되는 단자;를 포함하고, 복수 개의 탄소사는 서로 모여 열선으로 기능하고, 복수 개의 탄소사에 포함되는 각각의 탄소사는 니켈코팅이 되며, 전기적으로 연결되어 발열가능한 복수 개의 탄소사는 병렬연결에 의해 전기적으로 연결되는 히팅모듈이 제공된다.
상기에 기재된 히팅모듈을 포함하는 차량이 제공된다.
본 발명의 일 실시예는 열선으로 탄소사를 사용하면서도 히팅용량을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 예열시간없이 복사열을 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 예열시간없이 복사열을 사용자에게 제공하는 복수 개의 히팅모듈을 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 발열부재로부터 전달된 열을 통과시키되, 온도를 포함한 외부의 기 결정된 스트레스에 반응하여 발열부재의 동작을 차단하는 투광부재를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 발열부재로부터 전달된 열이 방열되는 방열면적이 증가되도록 하나 이상의 제2선을 제1선에 인접배치하여 방열하는 발열부재를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 제1선으로부터 전달된 열이 방열되는 방열면적이 증가되도록 하나 이상의 제2선을 제1선에 인접배치하여 방열될 수 있는 발열부재를 포함하는 히터를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 발열하는 제1선으로부터 전달된 열이 방열되는 방열면적이 증가되도록 하나 이상의 제2선을 제1선에 인접배치하여 방열될 수 있는 발열부재가 마련된 히터를 포함하는 차량을 제공할 수 있다.
수용부가 마련되고, 일측방을 향해 개방되는 개방부가 마련되는 몸체; 및 몸체에 수용되고, 전기적으로 연결되어 발열가능하며, 개방부를 통해 열을 가하는 발열부;를 포함하고, 개방부는 차량의 내부공간을 향해 개방되도록 배치되는, 히터가 제공된다.
그리고, 발열부는 적외선 히터일 수 있다.
또한, 개방부 측에 위치되고, 발열부로부터 방출되는 열이 통과되는 커버를 더 포함할 수 있다.
또한, 커버의 일면에 차광막이 위치될 수 있다.
또한, 수용부에 수용되는 열반사부재를 더 포함하고, 열반사부재는 발열부토부터 방출되는 열을 개방부 측으로 반사시키도록 배치될 수 있다.
또한, 발열부는 열 방출 방향에 차광막이 위치될 수 있다.
또한, 히팅모듈은 과열방지수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 과열방지수단은 바이메탈일 수 있다.
또한, 개방부 측에 인체 또는 물체가 근접하는 것을 감지하는 적외선 센서를 더 포함하고, 적외선 센서가 인체 또는 물체를 감지하면, 발열부의 발열이 정지될 수 있다.
수용부가 마련되고 일측방을 향해 개방되는 개방부가 마련되는 몸체, 및 몸체에 수용되고 전기적으로 연결되어 발열가능하며 개방부를 통해 열을 가하는 발열부를 각각 포함하는 복수 개의 히터; 및 복수 개의 히팅모듈과 전기적으로 연결되고, 각 히터을 독립적으로 제어하는 제어부;를 포함하는, 히팅모듈이 제공된다.
그리고, 발열부는 적외선 히터일 수 있다.
또한, 개방부 측에 위치되고, 발열부로부터 방출되는 열이 통과되는 커버를 더 포함할 수 있다.
또한, 커버의 일면에 차광막이 위치될 수 있다.
또한, 수용부에 수용되는 열반사부재를 더 포함하고, 열반사부재는 발열부토부터 방출되는 열을 개방부 측으로 반사시키도록 배치될 수 있다.
또한, 발열부는 열 방출 방향에 차광막이 위치될 수 있다.
또한, 히팅모듈은 과열방지수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 과열방지수단은 바이메탈일 수 있다.
또한, 개방부 측에 인체 또는 물체가 근접하는 것을 감지하는 적외선 센서를 더 포함하고, 적외선 센서가 인체 또는 물체를 감지하면, 발열부의 발열이 정지될 수 있다.
상기에 기재된 히터를 포함하는, 차량이 제공된다.
상기에 기재된 히팅모듈을 포함하는, 차량이 제공된다.
개방부가 마련되는 제1케이스 및 상기 제1케이스와 결합되는 제2케이스를 포함하는 케이스; 케이스 내에 마련되어 복사열을 발생시키고, 복사열이 투광부재를 통과하여 방출될 수 있도록 배치되며, 투광부재와 직접 또는 간접적으로 전기연결되는 발열부재; 및 제1케이스의 개방부 측에 결합되고, 상기 투광부재를 통과한 복사열이 케이스 외측으로 방출될 수 있도록 일부 개방된 투과부재;를 포함하는, 히팅모듈이 제공된다.
그리고, 투과부재 및 상기 투광부재 간에 러버가 개재될 수 있다.
또한, 투광부재는 투광부 및 전로를 포함하고, 투광부는 유리, 게르마늄, 석영, 세라믹 및 마이카 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 투광부재는 투광부 및 전로를 포함하고, 전로(電路)는 발열부재와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 투광부의 일측 표면에 인쇄 또는 투광부 내에 인입되어 배치될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 투광부에 루프 형태로 마련될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 기 결정된 패턴으로 투광부에 마련될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 투광부의 가장자리에 인접되는 루프 형태로 마련될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 투광부의 일측 표면 및 타측 표면에 모두 마련될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 박막 형태로 형성될 수 있다.
또한, 전로(電路)는 전원 인입부를 더 포함할 수 있다.
또한, 발열부재는 권선되는 발열 가능한 열선에 의해 발열될 수 있다.
또한, 제2케이스 및 발열부재 사이에는 단열재 또는 열반사부재를 터 포함할 수 있다.
또한, 발열부재가 기 결정된 온도 이상으로 발열되면, 발열을 차단하는 과열방지수단을 더 포함할 수 있다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 발열부재를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열부재를 나타낸 도면
도 3(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열부재의 단면도, 도 3(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열부재의 단면도, 도 3(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열부재의 단면도
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도, 도 4(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 포함하는 차량을 나타낸 도면
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 분해사시도, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 히팅모듈의 분해사시도
도 7(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 분해사시도, 도 7(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 히팅모듈의 분해사시도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 히팅모듈의 단면도
도 10(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 평면도, 도 10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 측면측 단면도, 도 10(c)는 본 발명의 일 실시예에 확대 단면도
도 11(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 평면도, 도 11(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 측면측 단면도, 도 11(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선방사체의 확대 단면도
도 12(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 사시도, 도 12 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 사시측 단면도, 도 12(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(200)의 다른 단면도
도 13(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 적층을 나타낸 도면, 도 13(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 적층을 나타낸 도면, 도 13(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 적층을 나타낸 도면
도 14(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 단면도, 도 14(b)는 본 발명의 또 다른 실시예의 히팅모듈이 케이스를 포함하는 단면도, 도 14(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에의 히팅모듈의 다른 실시예를 나타낸 단면도, 도 14(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 히팅모듈의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도
도 15(a)는 본 발명의 다른 실시예의 히팅모듈에 포함되는 전자적 과열방지수단을 도시한 도면, 도 15(b)는 본 발명의 다른 실시예의 히팅모듈에 포함되는 기계적 과열방지수단을 도시한 도면
도 16는 본 발명의 다른 실시예를 포함하는 차량(v)을 나타낸 도면
도 17(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 개의 히팅모듈을 구비한 과열방지수단의 작동을 나타낸 도면, 도 17(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 개의 히팅모듈(H1, H2, H3, H4)을 구비한 과열방지수단의 작동을 나타낸 도면
도 18(a) 및 도 18(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 제어를 설명하기 위한 개념도
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 부착예를 나타낸 도면
도 20 내지 도 26은 본 발명의 실시예에 따른 히팅모듈을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열부재를 나타낸 도면
도 3(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열부재의 단면도, 도 3(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열부재의 단면도, 도 3(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열부재의 단면도
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도, 도 4(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 포함하는 차량을 나타낸 도면
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 분해사시도, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 히팅모듈의 분해사시도
도 7(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 분해사시도, 도 7(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 히팅모듈의 분해사시도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 히팅모듈의 단면도
도 10(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 평면도, 도 10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 측면측 단면도, 도 10(c)는 본 발명의 일 실시예에 확대 단면도
도 11(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 평면도, 도 11(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 측면측 단면도, 도 11(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선방사체의 확대 단면도
도 12(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 사시도, 도 12 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 사시측 단면도, 도 12(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(200)의 다른 단면도
도 13(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 적층을 나타낸 도면, 도 13(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 적층을 나타낸 도면, 도 13(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 적층을 나타낸 도면
도 14(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 단면도, 도 14(b)는 본 발명의 또 다른 실시예의 히팅모듈이 케이스를 포함하는 단면도, 도 14(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에의 히팅모듈의 다른 실시예를 나타낸 단면도, 도 14(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 히팅모듈의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도
도 15(a)는 본 발명의 다른 실시예의 히팅모듈에 포함되는 전자적 과열방지수단을 도시한 도면, 도 15(b)는 본 발명의 다른 실시예의 히팅모듈에 포함되는 기계적 과열방지수단을 도시한 도면
도 16는 본 발명의 다른 실시예를 포함하는 차량(v)을 나타낸 도면
도 17(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 개의 히팅모듈을 구비한 과열방지수단의 작동을 나타낸 도면, 도 17(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 개의 히팅모듈(H1, H2, H3, H4)을 구비한 과열방지수단의 작동을 나타낸 도면
도 18(a) 및 도 18(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈의 제어를 설명하기 위한 개념도
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 부착예를 나타낸 도면
도 20 내지 도 26은 본 발명의 실시예에 따른 히팅모듈을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열부재(100)를 나타낸 사시도, 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열부재의 단면도, 도 1(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2선을 나타낸 도면이다.
도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 발열부재(100)는 제1선(110), 제2선(120) 및 절연체(130)를 포함할 수 있다. 여기서 제1선(110)은 구리, 탄소사 등이 되거나, 폴리이미드(Polyimide) 및 탄소 중 적어도 하나 이상을 포함하는 발열가능한 와이어가 될 수 있다. 예를 들어, 제1선(110)이 구리로 구성될 경우에 하나의 선으로 구성될 수 있고, 탄소사로 구성될 경우에 다수 세선의 조합으로 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예는 열선으로 탄소사를 사용하면서도 히팅용량을 확보할 수 있다. 탄소사는 신속한 히팅 및 쿨링이 가능할 뿐만 아니라 원적외선도 발생시킬 수 있어, 차량 내에 히팅이 필요한 위치에 차량용 열선으로 사용될 수 있다. 다만, 탄소사의 경우 저항이 커서(일반 탄소사의 경우, 1미터 당 80옴 이상) 발열량이 크지 않아, 병렬로 연결되어 저항을 낮추어 사용될 수 있다.
한편, 탄소사 외부를 니켈로 얇게 코팅하는 경우(니켈코팅 탄소사), 저항을 낮출 수 있다. 이러한 니켈코팅 탄소사를 열선으로 사용하는 경우, 병렬 뿐만 아니라 직렬로 연결되어도 히팅 용량의 확보가 가능하다. 예를 들어, 차량 내 12볼트(volt) 전압에 대하여 60W 발열량의 확보가 가능하다. 나아가, 열선이 직렬로 마련되는 경우, 전원 접속성이 향상될 수 있고, 납땜 작업도 용이하게 개선될 수 있다. 더불어, 탄소사에 니켈을 코팅할 때, 수십마이크로 ~ 수백마이크로 두께로 코팅될 수 있으며, 이로써 열선을 부직포 등에 고정시킬 때(예를 들어 스티칭할 때), 형상을 자유롭게 할 수 있다.
그리고 제2선(120)은 상기 제1선(110)과 접촉 또는 비접촉한 상태로 인접배치될 수 있다. 또한, 절연체(130)는 앞서 설명한 제1선(110) 및 제2선(120)을 감싸면서 절연시킬 수 있다. 나아가, 제2선(120)은 발열가능한 열선의 기능을 하되, 탄소를 포함하는 와이어형태가 될 수 있다.
구체적으로, 제1선(110)은 발열부재(100)의 단면 상에서 중심에 위치하고 제1선(110)의 외주면을 따라 제2선(120)이 복수 개 배치될 수 있다. 여기서, 제2선(120)의 지름은 제1선(110)의 지름의 이하로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2선(120)의 지름은 제1선(110)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 지름비는 제1선(110)이 발열하는 열을 제2선이 전달받아 절연체(130) 외측으로 방출할 때, 보다 넓은 면적으로 상기 열을 방출하기 위한 지름비가 될 수 있다.
상기 지름비를 벗어나는 경우 중, 제2선(120)의 지름이 제1선(110)의 지름을 초과하게 되는 경우에는 제1선(110)으로부터 발열되는 열이 전달될 수 있는 영역을 제2선(120)이 상당부분 벗어날 수 있으므로, 열전달 효율이 저하될 수 있다. 그리고, 제2선(120)의 지름이 제1선(110)의 지름과 대비하여 5% 미만으로 형성되는 경우에는 제1선(110)으로부터 발열되는 열이, 제2선(120)을 통해 보다 넓은 면적으로 전달되는 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2선(120)의 지름은 제1선(110)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 제1선(110) 및 제2선(120) 중 하나 이상은 표면코팅이 될 수 있다. 상기 표면코팅은 예를 들어, 에나멜 코팅, 세라믹 코팅 등이 될 수 있다. 세라믹 코팅이 되는 경우, 열선(110, 120)은 비점착, 내후성, 내열성, 불연성, 고경도, 내습성 및 발수성 등을 지니게 됨으로써, 내구력이 증가될 수 있다. 이러한 세라믹 코팅은 본 실시예에서 복수 개의 제2선(120)에 각각 개별적으로 코팅처리가 되어 표면에 코팅부(121)가 형성될 수 있다. 코팅이 되면, 각 제2선(120) 간과 제2선(120) 및 제1선(110) 간의 접촉은 절연상태가 되어 전기적인 연결은 될 수 없다. 따라서, 이러한 경우에는 전류통과면적이 좁아지게 되므로 발열효율은 증가하게 되는데, 상기 발열효율을 증대시키기 위해 제2선(120)도 전기적으로 연결될 수 있는 전도체로 형성되어 각각의 제2선(120)이 발열될 수 있다.
한편, 도 1(c)를 참조하면, 발열부재(100a)는 제1선(110a), 제2선(120a) 및 절연체(130a)를 포함할 수 있다. 여기서 제1선(110a)은 구리, 탄소사 등이 될 수 있다. 예를 들어, 제1선(110a)이 구리로 구성될 경우에 하나의 선으로 구성될 수 있고, 탄소사로 구성될 경우에 다수 세선의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고 제2선(120a)은 상기 제1선(110a)과 접촉 또는 비접촉한 상태로 인접배치될 수 있다. 또한, 절연체(130a)는 앞서 설명한 제1선(110a) 및 제2선(120a)을 감싸면서 절연시킬 수 있다.
구체적으로, 제1선(110a)은 발열부재(100a)의 단면 상에서 중심에 위치하고 제1선(110a)의 외주면을 따라 제2선(120)이 배치될 수 있다. 여기서, 제2선(120a)은 직조 또는 스티칭(stiching)되어 형성될 수 있다. 즉, 제2선(120a)은 세선형으로 마련되고, 제1선(110a)을 감싸듯 배치될 수 있다. 여기서 감싼다는 의미는 제1선(110a)의 외주면에 제2선(120a)이 접촉 또는 비접촉되도록 배치될 수 있는 것을 의미한다. 또한, 제2선(120a)은 직조되어 망(net) 형태로 형성될 수 있는데 제1선(110a)과 접촉되도록 배치된 경우에는 제1선(110a)과 함께 전기적으로 연결되어 발열될 수 있고 비접촉 될 경우에는 제1선(110a)에서 발열되는 열을 전달받아 외측으로 방출할 수 있다.
또한, 제1선(110a)과 제2선(120a)의 배치상태가 유지되도록, 절연체(130a)는 제1선(110a) 및 제2선(120a)의 간격 등의 배치상태를 유지할 수 있다.
나아가, 제2선(120a)의 경우에는 제1선(110a)의 외주면과 인접하여 상기 외주면의 원주방향으로 적어도 한 번 이상 감기면서 배치될 수 있다. 따라서, 복수 회 감기면서 형성될 겨우에는 제2선(120a)의 두께가 두꺼워질 수 있는데 상기 두께는 제1선(110a)의 지름의 이하로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2선(120a)의 두께는 제1선(110a)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 상기 지름과 상기 두께비는 제1선(110a)이 발열하는 열을 제2선(120a)이 전달받아 절연체(130a) 외측으로 방출할 때, 보다 넓은 면적으로 상기 열을 방출하기 위한 상기 지름과 상기 두께비가 될 수 있다.
상기 지름비를 벗어나는 경우 중, 제2선(120a)의 지름이 제1선(110a)의 지름을 초과하게 되는 경우에는 제1선(110a)으로부터 발열되는 열이 전달될 수 있는 영역을 제2선(120a)이 상당부분 벗어날 수 있으므로, 열전달 효율이 저하될 수 있다. 그리고, 제2선(120a)의 두께가 제1선(110a)의 지름과 대비하여 5% 미만으로 형성되는 경우에는 제1선(110a)으로부터 발열되는 열이, 제2선(120a)을 통해 보다 넓은 면적으로 전달되는 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2선(120a)의 두께는 제1선(110a)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 제1선(110a) 및 제2선(120a) 중 하나 이상은 표면코팅이 될 수 있다. 상기 표면코팅은 예를 들어, 에나멜 코팅, 세라믹 코팅 등이 될 수 있다. 세라믹 코팅이 되는 경우, 열선(110a, 120a)은 비점착, 내후성, 내열성, 불연성, 고경도, 내습성 및 발수성 등을 지니게 됨으로써, 내구력이 증가될 수 있다. 이러한 세라믹 코팅은 본 실시예에서 복수 개의 제2선(120a)에 각각 개별적으로 코팅처리가 되어 표면에 코팅부가 형성될 수 있다. 코팅이 되면, 각 제2선(120a) 간과 제2선(120a) 및 제1선(110a) 간의 접촉은 절연상태가 되어 전기적인 연결은 될 수 없다. 따라서, 이러한 경우에는 전류통과면적이 좁아지게 되므로 발열효율은 증가하게 되는데, 상기 발열효율을 증대시키기 위해 제2선(120a)도 전기적으로 연결될 수 있는 전도체로 형성되어 제2선(120a) 자체가 발열될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발열부재(10)를 나타낸 도면이다.
도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 발열부재(10)는 제1선(11), 제2선(12) 및 절연체(13)를 포함한다. 여기서, 제2선(12)은 제1선(11)의 외주면에 인접하여 나선형으로 연장되는데, 이러한 경우, 발열 또는 열전달을 위한 제2선(12)의 효율이 저하될 수 있다. 상기 저하는 제2선(12)의 지름 및 피치에 영향을 받게 된다. 도시된 종래의 예와 같이 제2선(12)이 나선형으로 형성되면 피치간격 중에 노출된 부분 즉, 제1선(11)의 일부부분은 제2선(12)에 의해 형성되는 효과를 기대할 수 없다.
이를 보완하기 위해서 피치간격을 최소화한다고 하더라도, 제2선(12)의 지름이 클수록 제1선(11)과 제2선(12)의 접촉면적은 줄어들 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1선(도 2의 110) 및 제2선(도 2의 120)은 제1선(110)과 제2선(120) 간의 배치상태에 따라, 발열효율이 개선될 수 있다.
구체적으로, 발열부재(10)는 중심(core)에 위치되는 제1선(11), 상기 제1선(11)에 나선형으로 감기면서 연장되는 제2선(12) 및 상기 제1선(11) 및 제2선(12)을 모두 감싸는 절연체(13)를 포함할 수 있다. 제1선(11)은 양단이 전극과 연결되어 발열가능한 발열체가 될 수 있고, 예를 들면, 탄소사가 될 수 있다. 상기 제1선(11)은 발열면적에 대하여 기 결정된 간격을 두고 배열될 수 있다. 여기서, 제1선(11)을 타고 나선형으로 감기면서 제1선(11)의 연장방향으로 연장되는 제2선(12)이 형성될 수 있다. 제2선(12)은 열전도체로서, 제1선(11)에서 발열되는 열이 전달되어 외측으로 방열할 수 있다. 따라서, 제2선(12)이 제1선(11)을 타고 나선형으로 감길 때 나선의 간격 즉, 피치 거리에 따라 발열성능이 일부 결정될 수 있다. 따라서, 당업자에 의해 발열성능을 결정하는 하나의 요인으로 피치 거리는 결정될 수 있다.
상기와 같이 발열면적에 배열된 제1선(11) 및 제2선(12)은 절연체(13)에 의해 피복될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제1선(11)은 전기적으로 연결되어 발열가능한 소재이므로 전기전도성을 지닐 수 있고 제2선(12)이 금속재로 형성된 경우에 전기가 전도될 수 있으므로 외부로 방전되는 것을 방지하기 위해 절연체(13)로 이를 피복할 수 있다. 물론 제2선(12)이 전기적으로 연결되어 자체적인 발열을 할 수도 있다. 또한, 절연체(13)는 상기 제1선(11) 및 제2선(12)의 배치구조를 유지하기 위해 피복될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2(c)를 참조하면, 제2선(12) 및 절연체(13)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1선(11)은 예를 들어 탄소사일 수 있고, 전기적으로 연결되어 발열할 수 있으며, 발열면적에 대하여 넓게 배열될 수 있다. 이러한 배열은 상기 제2선(12)과 함께 이루어질 수 있다. 제2선(12)은 제1선(11)의 표면에 밀착되어 제1선(11)을 따라 연장될 수 있다. 다만, 제2선(12)은 복수 개가 제1선(11)의 표면과 접촉되어 연장될 수 있다. 또한 제2선(12)은 전도체일 수 있고, 전기적으로 연결되어 발열될 수도 있다.
따라서, 절연체(13)는 제1선(11) 및 제2선(12)을 모두 감싸면서 외부로 제1선(11) 이 노출되지 않도록 피복할 수 있다. 이러한 피복은 방전되는 것을 방지하기 위한 구조임과 동시에, 제1선(610) 및 제2선(620)의 배치상태를 유지하기 위한 구조가 될 수 있다.
또한 다른 예로서, 도 2(c)를 참조하면, 제2선(12a)이 각각 개별적으로 절연체(13a)에 피복될 수 있다. 이러한 경우 예를 들면, 제2선(12a)은 구리로 형성될 수 있고, 각각의 구리로 형성된 세선(細線)인 제2선(12a)은 나선형으로 모여서 서로 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발열부재(200, 300, 400)의 단면도로서, 도 3(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열부재(200)의 단면도, 도 3(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열부재(300)의 단면도, 도 3(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열부재(400)의 단면도이다.
도 3(a)를 참조하면, 발열부재(200)는 제1선(210), 제2선(220) 및 절연체(230; 231, 232)를 포함할 수 있다. 여기서 제1선(110)은 구리, 탄소사 등이 될 수 있다. 예를 들어, 제1선(210)이 구리로 구성될 경우에 하나의 선으로 구성될 수 있고, 탄소사로 구성될 경우에 다수 세선의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고 제2선(220)은 상기 제1선(210)과 접촉 또는 비접촉한 상태로 인접배치될 수 있다. 또한, 절연체(230, 231, 232)는 앞서 설명한 제1선(210) 및 제2선(220)을 감싸면서 절연시킬 수 있다.
구체적으로, 제1선(210)은 발열부재(200)의 단면 상에서 중심에 위치하고 제1선(210)의 외주면을 따라 제2선(220)이 복수 개 배치될 수 있다. 여기서, 제2선(220)의 지름은 제1선(210)의 지름의 이하로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2선(220)의 지름은 제1선(210)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 지름비는 제1선(210)이 발열하는 열을 제2선이 전달받아 절연체(230) 외측으로 방출할 때, 보다 넓은 면적으로 상기 열을 방출하기 위한 지름비가 될 수 있다.
상기 지름비를 벗어나는 경우 중, 제2선(220)의 지름이 제1선(210)의 지름을 초과하게 되는 경우에는 제1선(210)으로부터 발열되는 열이 전달될 수 있는 영역을 제2선(220)이 상당부분 벗어날 수 있으므로, 열전달 효율이 저하될 수 있다. 그리고, 제2선(220)의 지름이 제1선(210)의 지름과 대비하여 5% 미만으로 형성되는 경우에는 제1선(110)으로부터 발열되는 열이, 제2선(120)을 통해 보다 넓은 면적으로 전달되는 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2선(120)의 지름은 제1선(210)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 절연체(230; 231, 232)는 개별절연체(231) 및 전체절연체(232)를 포함할 수 있다. 개별절연체(231)은 제1선(210) 및 제2선(220)을 각각 절연하여 서로 전기적으로 연결되지 않도록 절연시킬 수 있다. 그리고 전체절연체(232)는 제1선(210) 및 각각의 제2선(220)이 개별절연체(231)에 의해 절연된 후에 함께 절연시키는 것으로, 전체절연체(232)는 제1선(210) 및 각각의 제2선(220)간에 서로 절연시키고, 간격 및 배치를 고정할 수 있다.
상기 개별절연체(231) 및 전체절연체(232) 중 하나 이상은 세라믹을 포함할 수 있다. 즉, 제1선(210) 및 제2선(220)은 세라믹코팅에 의한 절연이 이루어질 수 있다. 각각의 열선(210, 220)이 서로 절연되었으므로, 발열을 하기 위해서는 양단이 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우에는 전류통과 단면적이 서로 전기적으로 연결된 경우보다 좁아져서 발열성능이 보다 증가될 수 있다.
나아가, 절연체(230; 231, 232)는 세라믹 코팅뿐 아니라, 에나멜 코팅 등이 될 수 있다. 전술한 세라믹 코팅이 되는 경우에는, 열선(210, 220)은 비점착, 내후성, 내열성, 불연성, 고경도, 내습성 및 발수성 등을 지니게 됨으로써, 내구력이 증가될 수 있다. 이러한 세라믹 코팅은 본 실시예에서 복수 개의 제2선(220) 및 제1선(210)에 각각 개별적으로 세라믹을 포함하는 개별절연체(231)가 표면에 코팅될 수 있고, 전체절연체(232)가 세라믹을 포함하며 제1선(210) 및 제2선(220)이 함께 코팅이 될 수도 있다. 물론, 개별절연체(231) 및 전체절연체(232)이 모두 세라믹을 포함할 수 있다.
다만, 개별절연체(231)에 의해 제1선(210) 및 제2선(220) 간의 접촉은 절연상태가 되어 전기적인 연결은 될 수 없다. 따라서, 이러한 경우에는 각각의 열선(210, 220)이 전도체로 형성되고 전기적으로 연결됨으로써, 각각의 전류통과면적이 좁아지게 되므로 발열효율은 증가하게 될 수 있다. 즉, 제1선(210) 및 각각의 제2선(220)은 서로 전기적으로 병렬연결될 수 있다.
도 3(b)를 참조하면, 발열부재(300)는 제1선(310), 제2선(320) 및 절연체(330; 331, 332)를 포함할 수 있다. 여기서 제1선(310)은 구리, 탄소사 등이 될 수 있다. 예를 들어, 제1선(310)이 구리로 구성될 경우에 하나의 선으로 구성될 수 있고, 탄소사로 구성될 경우에 다수 세선의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고 제2선(320)은 상기 제1선(310)과 접촉 또는 비접촉한 상태로 인접배치될 수 있다. 또한, 절연체(330; 331, 332)는 앞서 설명한 제1선(210) 및 제2선(220)을 감싸면서 절연시킬 수 있다.
구체적으로, 제1선(310)은 발열부재(300)의 단면 상에서 중심에 위치하고 제1선(310)의 외주면을 따라 제2선(220)이 복수 개 배치될 수 있다. 여기서, 제2선(320)의 지름은 제1선(310)의 지름의 이하로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2선(320)의 지름은 제1선(310)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 지름비는 제1선(310)이 발열하는 열을 제2선(320)이 전달받아 절연체(330) 외측으로 방출할 때, 보다 넓은 면적으로 상기 열을 방출하기 위한 지름비가 될 수 있다.
상기 지름비를 벗어나는 경우 중, 제2선(320)의 지름이 제1선(310)의 지름을 초과하게 되는 경우에는 제1선(310)으로부터 발열되는 열이 전달될 수 있는 영역을 제2선(320)이 상당부분 벗어날 수 있으므로, 열전달 효율이 저하될 수 있다. 그리고, 제2선(320)의 지름이 제1선(310)의 지름과 대비하여 5% 미만으로 형성되는 경우에는 제1선(310)으로부터 발열되는 열이, 제2선(320)을 통해 보다 넓은 면적으로 전달되는 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2선(320)의 지름은 제1선(310)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 절연체(330; 331, 332)는 제1전체절연체(331) 및 제2전체절연체(332)를 포함할 수 있다. 제1전체절연체(331)는 제1선(310) 및 제2선(320)을 함께 절연하여 서로 전기적으로 연결 또는 연결되지 않도록 배치시킬 수 있다. 그리고 제2전체절연체(332)는 제1선(310) 및 각각의 제2선(320)이 제1전체절연체(331)에 의해 함께 절연된 후에 재차 절연시키는 것으로서, 제2전체절연체(332)는 제1선(310) 및 각각의 제2선(320) 간에 서로 절연시키고, 간격 및 배치를 고정할 수 있다.
상기 제1전체절연체(331) 및 전체절연체(332) 중 하나 이상은 세라믹을 포함할 수 있다. 즉, 제1선(310) 및 제2선(320)은 세라믹코팅에 의한 절연이 이루어질 수 있다. 열선(310, 320)은 절연되었으므로, 발열을 하기 위해서는 양단이 전기적으로 연결될 수 있다. 각 열선(310, 320)이 이격되어 개별적으로 절연이 된 경우에는 전류통과 단면적이 서로 전기적으로 연결된 경우보다 좁아져서 발열성능이 보다 증가될 수 있다. 즉, 제1선(310) 및 각각의 제2선(320)은 서로 전기적으로 병렬연결될 수 있다.
나아가, 절연체(330; 331, 332)는 세라믹뿐 아니라, 에나멜 등을 포함할 수 있다. 전술한 세라믹 코팅이 되는 경우에는, 열선(310, 320)은 비점착, 내후성, 내열성, 불연성, 고경도, 내습성 및 발수성 등을 지니게 됨으로써, 내구력이 증가될 수 있다. 이러한 세라믹 코팅은 본 실시예에서 복수 개의 제2선(320) 및 제1선(310)에 각각 개별적으로 세라믹을 포함하는 제1전체절연체(331)가 표면에 코팅될 수 있고, 제2전체절연체(332)가 세라믹을 포함하며 제1선(310) 및 제2선(320)이 함께 코팅이 될 수도 있다. 물론, 제1전체절연체(331) 및 제2전체절연체(332)이 모두 세라믹을 포함할 수 있다.
다만, 제1전체절연체(331)에 의해 제1선(310) 및 제2선(320) 간이 이격되어 절연상태가 되면, 서로 전기적인 연결은 될 수 없다. 따라서, 이러한 경우에는 각각의 열선(310, 320)이 전도체로 형성되고 양단이 전기적으로 연결됨으로써, 전류가 흐르는 열선(310, 320)이 개별적으로 형성되므로 전류통과면적이 좁아지게 되므로 발열효율은 증가될 수 있다.
도 3(c)를 참조하면, 발열부재(400)는 제1선(410), 제2선(420) 및 절연체(430; 431, 432, 433)를 포함할 수 있다. 여기서 제1선(410)은 구리, 탄소사 등이 될 수 있다. 예를 들어, 제1선(410)이 구리로 구성될 경우에 하나의 선으로 구성될 수 있고, 탄소사로 구성될 경우에 다수 세선의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고 제2선(420)은 상기 제1선(410)과 접촉 또는 비접촉한 상태로 인접배치될 수 있다. 또한, 절연체(430; 431, 432, 433)는 앞서 설명한 제1선(410) 및 제2선(420)을 감싸면서 절연시킬 수 있다.
구체적으로, 제1선(410)은 발열부재(400)의 단면 상에서 중심에 위치하고 제1선(410)의 외주면을 따라 제2선(420)이 복수 개 배치될 수 있다. 여기서, 제2선(420)의 지름은 제1선(410)의 지름의 이하로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2선(420)의 지름은 제1선(410)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 지름비는 제1선(410)이 발열하는 열을 제2선(420)이 전달받아 절연체(430; 4314, 432, 433) 외측으로 방출할 때, 보다 넓은 면적으로 상기 열을 방출하기 위한 지름비가 될 수 있다.
상기 지름비를 벗어나는 경우 중, 제2선(420)의 지름이 제1선(410)의 지름을 초과하게 되는 경우에는 제1선(410)으로부터 발열되는 열이 전달될 수 있는 영역을 제2선(420)이 상당부분 벗어날 수 있으므로, 열전달 효율이 저하될 수 있다. 그리고, 제2선(420)의 지름이 제1선(410)의 지름과 대비하여 5% 미만으로 형성되는 경우에는 제1선(410)으로부터 발열되는 열이, 제2선(420)을 통해 보다 넓은 면적으로 전달되는 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2선(420)의 지름은 제1선(410)의 지름의 100% 이하 5% 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 절연체(430; 431, 432, 433)는 개별절연체(431), 제1전체절연체(432) 및 제2전체절연체(433)을 포함할 수 있다. 개별절연체(431)는 제1선(410) 및 제2선(420)을 개별적으로 각각 절연하여 서로 전기적으로 연결 또는 연결되지 않도록 배치시킬 수 있다. 그리고 제1전체절연체(432)는 제1선(410) 및 각각의 제2선(420)이 개별절연체(431)에 의해 함께 절연된 후에 재차 절연시키는 것으로서, 제1전체절연체(432)는 서로 절연된 제1선(410) 및 각각의 제2선(420)의 간격 및 배치를 고정할 수 있다. 또한, 제2전체절연체(433)는 제1전체절연체(432)의 외주면에 위치되는 절연체로서, 절연의 효과뿐만 아니라, 발열부재의 외측으로부터 가해지는 충격 등에 손상되는 것을 방지하기 위해 내구성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 에나멜 또는 세라믹 코팅이 될 수 있다.
상기 개별절연체(431), 제1전체절연체(432) 및 제2전체절연체(433) 중 하나 이상은 세라믹을 포함할 수 있다. 즉, 제1선(410) 및 제2선(420)은 세라믹코팅에 의한 절연이 이루어질 수 있다. 열선(410, 420)은 절연되었으므로, 발열을 하기 위해서는 양단이 전기적으로 연결될 수 있다. 각 열선(410, 420)이 이격되어 개별적으로 절연이 된 경우에는 전류통과 단면적이 서로 전기적으로 연결된 경우보다 좁아져서 발열성능이 보다 증가될 수 있다. 즉, 제1선(410) 및 각각의 제2선(420)은 서로 전기적으로 병렬연결될 수 있다.
나아가, 절연체(430; 431, 432, 433)는 세라믹뿐 아니라, 에나멜 등을 포함할 수 있다. 전술한 세라믹 코팅이 되는 경우에는, 열선(410, 420)은 비점착, 내후성, 내열성, 불연성, 고경도, 내습성 및 발수성 등을 지니게 됨으로써, 내구력이 증가될 수 있다. 이러한 세라믹 코팅은 본 실시예에서 복수 개의 제2선(420) 및 제1선(410)에 각각 개별적으로 세라믹을 포함하는 제1전체절연체(431)가 표면에 코팅될 수 있고, 제2전체절연체(432)가 세라믹을 포함하며 제1선(410) 및 제2선(420)이 함께 코팅이 될 수도 있다. 물론, 제1전체절연체(431) 및 제2전체절연체(432)이 모두 세라믹을 포함할 수 있다.
다만, 제1전체절연체(431)에 의해 제1선(410) 및 제2선(420) 간이 이격되어 절연상태가 되면, 서로 전기적인 연결은 될 수 없다. 따라서, 이러한 경우에는 각각의 열선(410, 420)이 전도체로 형성되고 양단이 전기적으로 연결됨으로써, 전류가 흐르는 열선(410, 420)이 개별적으로 형성되므로 전류통과면적이 좁아지게 되므로 발열효율은 증가될 수 있다.
상술한 발열부재(100, 200, 300, 400)가 열전도체(5, 5a)와 결합된 히터의 예를 도 4에 개시하였다. 도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(1)의 사시도, 도 4(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터(1)의 사시도이다. 물론, 상술한 발열부재(100, 200, 300, 400)가 열전도체(5, 5a)와의 삽입 또는 부착에 의한 결합이 가능하나, 하나의 발열부재(100)의 예로 나타내었다.
도 5 및 도 16은 본 발명의 일 실시예를 포함하는 차량(v)을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 16을 참조하면, 앞서 설명한 히터(1)가 차량(V) 내측에 위치될 수 있고, 운전자가 착석했을 때 하반신 즉, 발을 포함한 다리와 허리 측을 향하여 복사열을 전달 할 수 있다.
예를 들면, 스티어링 휠(W) 하측부 또는 대쉬보드(2)의 하측부에 위치될 수 있고, 암레스트 등의 운전자를 포함한 탑승자의 인체와 인접한 차량 내부의 구조에 위치될 수 있다. 물론, 탑승자를 향하는 측에 위치될 수 있고, 전면측 유리 또는 측면측 유리 등을 향해 열이 방출되어 탑승자로 하여금 상기 유리를 통해 시야를 확보할 수 있도록 한다. 또한, 페달이 위치한 인근에 위치하여 운전자를 향해 복사열을 조사할 수 있다. 물론, 상기의 위치에는 각각 설치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있으며 도시되지 않은 제어부 및 센서 등에 의해 발열여부, 발열온도 및 발열시간을 포함하는 발열정보를 수신하고 독립적 또는 일괄적으로 히터의 동작을 결정할 수 있다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(500)의 분해사시도, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(500)의 사시도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 히팅모듈(500)은 케이스(501, 502), 발열부재(510), 투과부재(520), 단열부재(530), 열반사부재(540)를 포함할 수 있다. 발열부재(510)에 의해 발생되는 열은 케이스(501, 502)의 외측으로 방사될 수 있다. 따라서, 상기 방사되는 측에 투과부재(520)이 위치되어 투과부재(520)을 통과하여 상기 열이 케이스(501, 502) 외측으로 전달될 수 있다. 여기서 열은 복사열이며, 적외선이 될 수도 있다.
한편, 투과부재(520)는 얇은 형태일 수도 있고, 금속 내지 수지로 마련된 그릴형태일 수 있다. 투과부재(520)는 적외선반사재료를 포함하거나 동재료로 코팅되어 있을 수 있다.
도 7(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 분해사시도, 도 2(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 사시도이다.
도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 히팅모듈(600)은 케이스(601, 602), 발열부재(610), 투과부재(620), 단열부재(630), 열반사부재(640)를 포함할 수 있다. 발열부재(610)에 의해 발생되는 열은 케이스(601, 602)의 외측으로 방사될 수 있다. 따라서, 상기 방사되는 측에 투과부재(620)가 위치되어 투과부재(620)을 통과하여 상기 열이 케이스(601, 602) 외측으로 전달될 수 있다. 여기서 열은 복사열이며, 적외선이 될 수도 있다. 또한, 본 실시예는 적외선방사체(650)를 더 포함하는 히팅모듈(600)로서, 적외선방사체(650)는 광원부(651) 및 광원막(652)을 포함할 수 있다. 광원부(651)는 케이스(601, 602)와 결합되고, 적외선 센서일 수 있다. 상기 광원부(651)는 광을 발산할 수 있는데 광을 발산하는 적외선방사체(650)를 보호하기 위해, 광원막(652)에 의해 외측을 향하는 부분이 가려질 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 히팅모듈(900)의 분해사시도이다.
도 8을 참조하면, 히팅모듈(900)은 케이스(901, 902), 발열부재(910), 투과부재(920), 단열부재(930), 열반사부재(940) 및 투광부재(960)를 포함할 수 있다. 발열부재(910)에 의해 발생되는 열은 투광부재(960)를 통과하여 케이스(901, 902)의 외측으로 방사될 수 있다. 따라서, 상기 제1케이스(901)로부터 방사되는 측에 투과부재(920)가 위치되어 투과부재(920)을 통과하여 상기 열이 케이스(901, 902) 외측으로 전달될 수 있다. 여기서 열은 복사열이며, 적외선이 될 수도 있다. 여기서, 투광부재(960)는 발열부재(910)로부터 방출되는 복사열을 외측으로 방출되도록 위치될 수 있으므로, 발열부재(910) 및 투과부재(910) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 복사열이 통과될 수 있는 소재로 구성될 수 있음은 물론이다. 즉, 발열부재(910)로부터 방출되는 열은 투과부재(920) 측으로는 방출가능하도록 복사열이 통과될 수 있는 소재로 구성되고, 제2케이스(902) 측으로는 열반사부재(940) 및 단열부재(930) 중 하나 이상이 위치될 수 있다. 그러므로, 투광부재(960)는 예를 들어, 유리, 게르마늄, 석영, 세라믹 및 마이카 등의 소재를 하나 이상 포함할 수 있다.
나아가, 그릴형태일 수 있는 투과부재(920) 및 투광부재(960) 간에는 실리콘 및 고무 등과 같은 완충가능한 탄성소재가 개재될 수 있다. 상기 탄성소재의 배치는 외부로부터의 직접적인 물리적 충격으로부터 기 결정된 충격만큼을 완화할 수 있다. 물론, 상기 탄선소재가 위치되지 않은 경우에는 기 결정된 거리만큼의 공간을 사이에 형성하고 이격되거나 접촉될 수도 있다.
한편, 외부로부터의 물리적 충격 또는 발열부재(910)로부터 전도, 대류 및 복사 중 하나 이상의 방식으로 전달되는 열에 의한 스트레스에 의해 파손되는 경우에는 일종의 보호장치로서의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 파손은 발열부재(910)의 발열을 정지시킬 수 있다.
구체적으로, 투광부재(960)는 투광부(961) 및 전로(電路)(962)를 포함할 수 있다. 여기서 투광부(961)는 상술한 바와 같이 복사열이 전달될 수 있도록 형성된 구성으로서, 유리와 같이 열반사율은 저조하고 열통과가 이루어지는 부재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 유리, 게르마늄, 석영, 세라믹, 및 마이카 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다. 상기 투광부(961)에는 전로(電路)(962)가 배치될 수 있다. 상기 전로(電路)(962)의 배치는 투광부(961)에 인쇄 및 인입 중 하나 이상의 방법을 통해 배치될 수 있다. 여기서 전로(電路)(962)는 인성(toughness) 및 취성(brittleness)이 상기 투광부(961)와 유사할 수 있다. 즉, 투광부(961)가 파손되면 전로(電路)(962)도 파손될 수 있고, 투광부(961)가 열을 포함한 물리적인 응력에 대하여 파손되지 않으면 전로(電路)(962)도 파손되지 않고 유지될 수 있다.
한편, 전로(電路)(962)는 투광부(961)에 기 결정된 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 기 결정된 패턴은 투광부(961)가 파손되어 2 조각 이상으로 분리된 경우에 파손된 2 조각에 모두 배치될 수 있는 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 투광부(961)의 테두리 측 또는 가장자리 측에 인접하여 형성될 수 있다.즉, 투광부(961)와 함께 파손 및 유지가 되도록 상기 기 결정된 패턴으로 형성될 수 있다.
그리고, 전로(電路)(962)는 파손될 경우에 발열부재(910)의 발열을 정지를 시킬 수 있다. 상기 정지를 위해 상기 전로(電路)(962)는 발열부재(910)와 직접 또는 간접적으로 전기연결될 수 있다. 예를 들면, 전'선을 통한 직접적인 연결과 마이콤 또는 제어부 등의 구성을 경유하고 전선을 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 나아가, 간접적인 연결의 의미는, 전선을 통한 전기적 연결뿐 아니라 통신으로 신호를 송수신하는 통신연결도 포함한다. 예를 들어, 전로(電路)(962) 측과 발열부재(910) 측은 무선으로 제어부와 통신 가능하고 제어부에 의해 발열에 대하여 제어될 수 있다.
상술한 구조에 의해 발열부재(910)는 외부로부터 가해지는 물리적인 충격 및 발열부재(910)로부터 방출되는 열에 의한 스트레스 중 하나 이상의 조건 등으로부터 안전장치로서 작동이 될 수 있다. 즉, 투광부재(960)는 투광부(961)의 경도(hardeness)의 정도에 따라 상기 안전장치의 예민도(銳敏度)가 결정될 수 있다.
도 9은 본 발명의 또 다른 실시예의 히팅모듈(400)의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 투과부재(720)가 케이스(701)에 결합되고, 투과부재(720)는 러버(721)로 지지될 수 있으며, 예를 들어 러버(721)의 홈에 투과부재(720)의 돌출부가 삽입되어 지지될 수 있다. 러버(721)는 외측으로부터 충격 및 가압 등에 의해 투과부재(720)가 히팅모듈(700) 내측으로 이동될 때, 상기 충격 및 가압에 대하여 완충을 할 수 있다. 즉, 러버(721)가 탄성을 지닌 소재로 형성될 수 있으며, 예를 들면 고무 재질을 포함한 소재인 탄성체로 형성될 수 있다.
구체적으로, 러버(721)는 투과부재(720)에 결합되어 투과부재(720)와 커버부재(732) 사이에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 충격 및 가압에 의해 완충하기 위해서는 커버부재(732)에 지지될 수 있는데, 커버부재(732)는 발열부재(710)와 접촉되어 있으므로 열이 전도되어 온도가 상승된 상태일 수 있다. 즉, 커버부재(732)는 발열부재(710) 및 러버(721) 사이에 위치되어 발열부재(710)에 의해 가열될 수 있다.
그리고, 투과부재(720)가 케이스(701)에 결합되고, 투과부재(720)는 러버(721)로 지지될 수 있으며, 예를 들어 러버(721)의 홈에 투과부재(720)의 돌출부가 삽입되어 지지될 수 있다. 투과부재(720)으로부터 가압될 경우, 발열부재(710) 측으로 전달되는 힘을 러버(721)가 완충할 수 있다. 또한, 발열부재(710)로부터 전달되는 열이 투과부재(720)으로 전달되지 않도록 고무소재로 형성될 수 있고, 접촉면적을 최소화하여 열전달을 감소시키기 위해 러버(721)와 발열부재(710) 사이에 위치한 커버부재(732)과의 접촉은 최소화 될 수 있고, 예를 들어 점접촉에 의한 접촉점(721a)이 형성될 수 있다.
상기와 같은 배치에 의해 열전달로 인한 투과부재(720)의 가열이 이루어질 수 있으나 본 실시예에서는 전도에 의한 열전달을 최소화하기 위해 러버(721)의 접촉면은 만곡면으로 형성될 수 있다. 상기 접촉면은 커버부재(732)와의 접촉면으로서, 전도로 인한 열전달을 최소화하기 위해 점접촉이 되도록 러버(721)는 곡면의 표면을 포함할 수 있다. 즉, 접촉면적을 최소화하여 열전달을 감소시키기 위해 러버(721)와 발열부재(710) 사이에 위치한 커버부재(732)와의 접촉은 최소화 되어, 서로 점접촉에 의한 접촉점(721a)이 형성될 수 있다.
도 10(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(500)의 평면도, 도 9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(500)의 측면측 단면도, 도 9(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(500)의 측면측 확대 단면도이다.
도 9을 참조하면, 히팅모듈(500)은 투과부재(520)를 통해 열을 전달 할 수 있다. 따라서, 투과부재(520)가 케이스(501, 502)의 일측에만 위치될 경우, 본 실시예와 같이 일측방으로만 열을 전달할 수 있다. 이러한 경우, 열이 전달되지 않는 방향 즉, 제2케이스(502)를 향하는 방향에는 단열재(540)가 위치될 수 있고, 나아가, 열반사부재(530)를 포함할 수 있다. 열반사부재(530)는 발열부재(100)로부터 발생하는 열이 열을 전달하려는 방향으로 전달되도록 반사시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 도 9의 예시와는 달리 히터(1)는 적외선방사체(도 10의 650)를 더 포함할 수 있다. 적외선방사체(도 10의 650) 복사열을 전달할 수도 있고, 센서 기능을 목적으로 광을 조사할 수 있다. 센서 기능을 목적으로 광을 조사할 경우에는 예를 들어, 인체와의 거리 등을 감지하여 인체가 인접할 경우에 발열부재(100)의 발열을 중단하거나 온도를 저하시킬 수 있다.
도 11(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 평면도, 도 11(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 측면측 단면도, 도 11(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선방사체(650)의 확대 단면도이다.
도 10를 참조하면, 히팅모듈(600)은 투과부재(610)을 통해 열을 전달 할 수 있다. 따라서, 투과부재(610)가 케이스(601, 602)의 일측에만 위치될 경우, 본 실시예와 같이 일측방으로만 열을 전달할 수 있다. 이러한 경우, 열이 전달되지 않는 방향 즉, 제2케이스(602)를 향하는 방향에는 단열재(640)가 위치될 수 있고, 나아가, 열반사부재(630)를 포함할 수 있다. 열반사부재(630)는 발열부재(610)로부터 발생하는 열이 열을 전달하려는 방향으로 전달되도록 반사시킬 수 있다.
도 12(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 사시도, 도 12(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 사시측 단면도, 도 12(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(600)의 다른 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로서, 단면도를 포함하고 있다. 케이스(601, 602)는 센서와 결합하여, 예를 들면, 인체가 투과부재(620)에 접촉이 되는 경우를 감지하여 발열부재(600)의 발열을 중지시키기 위해 센서는 투과부재(620)에 인접하여 감지영역을 형성할 수 있다.
도 13(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(500, 600)의 적층된 상태를 나타낸 도면, 도 12(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(500, 600)의 적층을 나타낸 도면, 도 12(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅모듈(500, 600)의 적층을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 히팅모듈(500, 600)은 탄소사(511, 611), 단열재(530, 630) 및 투과부재(520, 620)를 포함할 수 있다. 여기서 탄소사(511, 611)는 발열부재(510, 610)가 발열을 행하기 위한 최소한의 구성일 수 있다. 따라서, 발열부재(510, 610)는 다양한 소재를 더 포함할 수 있다.
한편, 히팅모듈(500, 600)은 열반사부재(540, 640)를 더 포함할 수 있다.
또한, 투과부재(520, 620)와 발열부재(510, 610)가 이격되도록 사이에 위치되는 커버부재(560, 660)를 포함할 수 있다.
또한, 열이 통과되는 부재는 투과부재(520, 620)에 해당할 수 있고, 투과부재(520, 620) 및 러버(521a, 621b)가 포함될 수도 있다.
나아가, 투과부재(520, 620)는 케이스(501, 601)로부터 외측으로 돌출될 수도 있고, 케이스(501, 601)와 외표면이 동일하도록 배치되어 서로 결합될 수있다.
도 14(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히팅모듈(800)의 단면도, 도 14(b)는 본 발명의 또 다른 실시예의 히팅모듈(800)이 케이스를 포함하는 단면도, 도 14(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에의 히팅모듈(800a)의 다른 실시예를 나타낸 단면도, 도 13(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 히팅모듈(800b)의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 14을 참조하면, 앞선 실시예에서 개시한 예시와는 다른 예로써, 열통과부재(820), 케이스(801), 커버부재(822), 고정부재(831)에 고정된 발열부재(810) 및 단열재(860)를 포함한다.
열이 케이스(801) 외측으로 방사되는 측에 열통과부재(820)가 위치되고, 반대측에 단열재(860)가 위치될 수 있다. 단열재(860)는 케이스(801)와 결합될 수 있다.
또한, 열통과부재(820)는 투과부재(820, 820)에 해당할 수 있고, 투과부재(820, 820)와 러버(821a, 821b)가 포함될 수도 있다.
나아가, 열통과부재(820)는 케이스(801)로부터 외측으로 돌출될 수도 있고, 케이스(301)와 외표면이 동일하도록 배치되어 서로 결합될 수 있다.
도 16(a)는 본 발명의 다른 실시예의 히팅모듈(600)에 포함되는 전자적 과열방지수단을 도시한 도면, 도 16(b)는 본 발명의 다른 실시예의 히팅모듈(600)에 포함되는 기계적 과열방지수단을 도시한 도면이다.
여기서 전자적 과열방지수단이란, 제어부에 의해 하나 이상의 센서가 감지한 감지정보를 전달받아 그에 대응되는 반응을 행하는 것을 의미한다. 예를 들어, 히팅모듈(500, 600, 700, 800)의 인체를 향하고 있는 여과망이 인체에 의해 가압될 경우 가압센서에 의해 제어부는 가압되고 있는 히팅모듈(500, 600, 700, 800)의 동작을 정지시키거나 온도를 저하시킬 수 있다. 물론, 이러한 경우는 복수 개의 히팅모듈(500, 600, 700, 800)이 전기적으로 연결되어 하나 이상의 제어부에 의해 제어되는 것을 의미한다.
가압에 대한 정보뿐 아니라 차량에 설치될 경우 차량내부의 공기 온도를 감지하여 기 결정된 온도에 도달하면 히팅모듈(500, 600, 700, 800)의 동작이 정지되거나 온도가 저하될 수 있고 이와 같이 인체가 히팅모듈(500, 600, 700, 800)에 인접한 채로 기 결정된 시간이 지나면 상기와 같은 결과로 제어될 수 있다.
이는 기계적 과열방지수단인 예로 바이메탈(50; 20, 30, 40)에 의해 감지되는 상기 정보를 기초로 제어부(미도시)가 판단하여 제어부에 의해 결정될 수 있다.
도 17(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 개의 히팅모듈(H1, H2, H3, H4, H5)을 구비한 과열방지수단의 작동을 나타낸 도면, 도 17(b)는 본 방명의 다른 실시예에 따른 복수 개의 히팅모듈(H1, H2, H3, H4)을 구비한 과열방지수단의 작동을 나타낸 도면이다.
이러한 경우에, 제어부와 히팅모듈간의 통신 버스는, 상기 복수 개의 전자 제어 장치들 간에 LIN(Local Interconnect Network) 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하기 위한 것일 수 있다.
상기 네트워크 통신이 LIN(Local Interconnect Network) 통신인 경우, 제어부가 마스터 노드로 설정되고, 제어부를 제외한 히팅모듈들이 슬레이브 노드로 설정되며, 제어부는, 상기 통신 버스의 사용 상태에 따라 상기 네트워크 통신의 모드를 액티브 모드와 슬립 모드 간 전환을 수행할 수 있다.
반면에, 상기 네트워크 통신이 CAN(Controller Area Network) 통신인 경우, 상기 히팅모듈들은, 소정 비트값의 고유 식별자가 할당되며, 상기 고유 식별자의 비트값에 따라 상기 통신 버스에 의한 데이터 송신에 대한 우선 순위가 설정될 수 있다.
따라서, 감지된 센서로부터의 정보를 기초로 다수개의 히팅모듈(H1, H2, H3, H4, H5) 중 특정 히팅모듈만이 제어될 수 있다. 예를 들어, 다수의 히팅모둘(H1, H2, H3, H4, H5) 중 하나의 히팅모듈(H1)이 인체로부터의 가압 또는 인체의 접근 등을 감지했을 때 감지신호를 제어부에 전송하고 제어부는 감지신호를 감지한 히팅모듈(H1)만 동작을 정지시키거나 온도를 저하 시킬 수 있다.
한편, 발열부재(100, 200, 300, 400)는 탄소사 및 구리선 등의 복수 의 세선(細線)을 포함할 수 있고, 탄소사가 포함될 경우, 제1선을 중심으로 제2선이 복수 개 위치될 수 있다. 이러한 구조는 절연체에 의해 하나의 와이어로 형성될 수 있다. 상기 절연체는 다양한 화학섬유로 구성될 수 있다. 그리고, 구리선을 포함할 경우에는 다수의 세선(細線) 형태인 구리선이 모여서 마련되되, 구리선은 피복이 된 상태일 수 있다.
상기의 피복은 절연코팅을 포함할 수 있다. 특히, 피복은 에나멜코팅일 수 있다. 또한, 상기 세선(細線)은 0.1mm 이하로 형성될 수 있다. 상기 세선(細線)의 지름이 0.1mm를 초과할 경우, 전류통과 단면적이 줄어들어 저항이 저하되므로 발열량이 감소될 수 있고, 탄소사 및 구리선의 탄성이 증가하여 모임을 형성하는 제조상의 어려움이 유발될 수 있다.
또한, 발열부재(110, 210, 310, 410)의 상측, 즉, 발열부재(110, 210, 310, 410)의 열이 방출되는 방향 측에 커버부재(322, 322a, 322b)가 위치되고, 타측에 고정부재(도 7의 360)가 위치되며, 상기 커버부재(322, 322a, 322b)는 상기 고정부재(도 7의 322)보다 두께가 얇게 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정부재(322) 및 커버부재(322, 322a, 322b)는 부직포로 마련될 수 있으며, 이 경우, 커버부재(322, 322a, 322b)는 고정부재(322)보자 얇은 부직포일 수 있다.
발열부재에 탄소사가 포함되는 경우, 탄소사는 섬유사에 의해 탄소사가 고정될 수 있는 고정부재에 직조되어 고정될 수 있고, 발열부재가 인쇄히터의 경우에는 고정부재에 발열체가 인쇄되어 형성될 수도 있다. 따라서, 인쇄히터일 경우 상기 고정부재는 부직포가 아닐 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 상술한 히팅모듈에서, 고정부재(또는 단열부재) 및 커버부재 중 하나 이상에는 원적외선 발생물질이 함침 또는 도포될 수 있다. 여기서, 원적외선 발생물질은 게르마늄, 탄소, CNT(Carbon Nano Tube), 세라믹 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 원적외선 발생물질로서 다양한 물질이 사용될 수 있음은 물론이다.
도 18(a) 및 도 18(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅모듈(10, 10a)의 제어를 설명하기 위한 개념도이다.
도 18(a) 및 도 18(b)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로서, 상술한 히터(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700)를 복수 개 포함하는 히팅모듈(10, 10a)이다. 각 히터(H1, H2, H3, H4)를 복수 개 포함하는 히팅모듈(10, 10a)의 경우에, 제어부(E)를 더 포함하고, 제어부(E) 및 복수 개의 히터(H1, H2, H3, H4, H5)는 서로 전기적으로 연결될수 있다. 나아가, 상기 연겨은 통신수단(C)과의 연결을 더 포함할 수 있다. 상기 통신수단(C)은 LIN(Local Interconnect Network) 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 통신 등을 수행할 수 있다. 상기 통신을 통해 각 히터(H1, H2, H3, H4)가 감지한 발열온도, 발열시간 등을 포함한 발열정보를 제어부가 전달받을 수 있다.
상기 네트워크 통신이 LIN(Local Interconnect Network) 통신인 경우, 제어부가 마스터 노드로 설정되고, 제어부를 제외한 히팅모듈들이 슬레이브 노드로 설정되며, 제어부는, 상기 통신 버스의 사용 상태에 따라 상기 네트워크 통신의 모드를 액티브 모드와 슬립 모드 간 전환을 수행할 수 있다.
한편, 상기 네트워크 통신이 CAN(Controller Area Network) 통신인 경우, 각 히터(H1, H2, H3, H4)는, 소정 비트값의 고유 식별자가 할당되며, 상기 고유 식별자의 비트값에 따라 상기 통신 버스에 의한 데이터 송신에 대한 우선 순위가 설정될 수 있다.
따라서, 감지된 센서로부터의 정보를 기초로 다수 개의 히터(H1, H2, H3, H4) 중 특정 히팅모듈만이 제어될 수 있다. 예를 들어, 다수의 히터(H1, H2, H3, H4) 중 하나의 히팅모듈(H1)이 인체 또는 물체로부터의 접근 또는 과열 등을 감지했을 때 감지신호를 제어부(E)에 전송하고 제어부(E)는 감지신호를 감지한 히팅모듈(H1)만 동작을 정지시키거나 온도를 저하 시킬 수 있다. 즉, 제어부(E)는 복수 개의 히터(H1, H2, H3, H4) 중 특정 히터만을 독립적으로 제어할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈(10, 10a)의 부착예를 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시예인 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)이 차량에 배치되는 것을 도시한 개념도로서, 예를 들면 차량(V)에 운전자가 착석했을 때 하반신 즉, 발을 포함한 다리와 허리 측을 향하여 복사열을 전달 할 수 있다.
구체적으로, 스티어링 휠 하측부에 위치될 수 있고, 암레스트로부터 운전자를 향하는 측에 위치될 수 있다. 또한, 페달이 취치한 인근에 위치하여 운전자를 향해 복사열을 조사할 수 있다. 물론, 이는 모두 설치될 수 있고 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 차량(1)에 배치된 경우에, 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5) 을 제어할 수 있는 조작부인 콘솔을 더 포함할 수 있고, 상기 콘솔에 의해 작동되는 상기 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)은 작동여부, 발열시간 및 발열온도 등을 포함한 정보를 콘솔 측에 전달할 수 있다. 콘솔 측에는 표시장치가 더 포함될 경우 상기 정보를 표시장치를 통해 표시할 수 있다. 여기서 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)의 상기 정보는 콘솔에 전달되는 과정에서 제어부(E)를 경유할 수 있다. 제어부(E)는 상기 정보에 따라 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)을 제어할 수 있다. 즉, 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)은 제어부(E)에 의한 자동적인 제어 및 콘솔의 조작에 의한 수동적인 제어가 될 수 있다. 예를 들면, 상기 자동적인 제어는 사용자에 의해 기 결정된 값이 입력된 이후에 상기 기 결정된 값을 벗어나는 온도에 도달하거나 기 결정된 값을 벗어나는 시간동안 발열될 때 제어부(E)는 이를 감지하여 온도의 저하 및 발열의 중단 등의 대응을 할 수 있도록 신호를 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5) 측으로 송신할 수 있다. 또한, 기 결정된 값을 벗어나는 시간동안 발열될 때 제어부(E)는 이를 감지하여 동작을 정지시키도록 신호를 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)에 송신할 수 있다.
나아가, 차량(1)에 배치된 각 시트 측을 향해 방출되는 발열온도가 서로 상이하게 결정되면 그에 대응되는 온도로 발열될 수 있다. 또한, 시트에 탑승자 유무를, 제어부(E)와 연결되는 센서에 의해 감지되어, 제어부(E)는 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)의 동작여부를 결정할 수도 있다.
한편 수동으로 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)이 제어되는 경우에는, 각 시트 측을 향한 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)을 독립적으로 제어할 수 있다. 물론, 상기 독립적인 제어는 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)의 동작여부, 발열온도 및 발열시간 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(E)는 과열방지수단(660)과 연결되어 앞서 설명한 전자적 및 기계적 수단에 의해 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)의 동작여부를 결정할 수 있다.
또한, 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)은 외부기기와 통신이 가능하고, 통신에 의해 동작여부, 발열온도 및 발열시간이 제어가능하다. 예를 들어 외부기기가 무선통신이 가능한 기기일 경우에 탑승자는 차량에 탑승하기 전에 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)의 동작이 되도록 할 수 있다.
한편, 이러한 방식이 광신호에 의해 인체의 접근을 감지하는 경우, 발광부로부터 수광부로 광신호가 전달될 수 있는데, 이때 가시광선이 수광부에 도달함으로써 오작동을 일으키는 것을 방지하기 위해 적어도 수광부의 주변에는 가시광선을 차단하기 위한 차단막이 위치될 수 있다.
나아가, 제어부(E)를 더 포함하고, 제어부(E)는 센싱부 등의 감지수단을 통해 전달받은 차량 내부의 온도가 기 결정된 온도와 비교하여 낮은 경우에는 히팅모듈(10, 10a; H1, H2, H3, H4, H5)의 동작이 행해지도록 할 수 있다. 나아가, 복사열에 한해서 차량내부의 온도를 증가시키는 것이 아니라, 차량의 공조장치에 구비된 송풍팬의 작동과 함께 열을 방출하면서 대류를 통한 열교환을 행할 수도 있다
도 1 내지 도 20은 세선형의 탄소사가 복수 개 길이방향으로 배치되어 서로 모이도록 형성되는 열선, 상기 열선을 포함하는 히팅모듈 및 상기 히팅모듈을 포함하는 차량이 도시되었다. 상기 히팅모듈은 직물 상에 기 결정된 배열로 고정될 수 있다. 상기 고정은 예를 들어 직조(바느질; stitching)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 열선의 일부가 전력공급수단으로부터 전력을 공급받도록 단자와의 연결이 될 수 있다. 단자와의 연결에 의해 히팅모듈은 전기적으로 연결되어 발열될 수 있다. 상기 발열은 전압을 유지하고 저항을 저하시켜서 보다 높은 전력을 획득할 수 있다. 물론 전압을 증가시키는 경우를 제외하는 것은 아니다. 상기 예는 차량과 같은 환경에 히팅모듈이 적용될 때, 기본적으로 약 12볼트 정도의 전압이 이용되므로 상대적으로 저항을 감소시켜서 전력을 증가시키는 것을 설명하기 위한 예에 해당한다.
구체적으로, 상기 저항을 감소시키기 위해 전기적으로의 연결은 병렬연결이 채택될 수 있다. 병렬연결의 채택은 동일한 전압의 전력이 제공될 시에 더 낮은 저항을 조성하는 조건을 구성할 수 있다.
이러한 취지로, 상기 탄소사는 니켈코팅이 된 상태로 모여 형성될 수 있다. 탄소사 세선 각각이 니켈코팅이 이루어져 저항을 저감시킬 수 있다. 따라서, 동일 전압이 공급되는 환경에서 저항을 저감시키는 구조에 의해 전력을 증가시킬 수 있다.
물론, 병렬연결 및 니켈코팅 중 하나 이상이 채용되어 마련될 수 있으므로, 니켈코팅 및 직렬연결에 의한 구성도 가능함은 물론이다.
나아가, 탄소사는 세선형태로 형성될 수 있는데 도시된 세선은 일 예를 설명하기 위해 극단적으로 크게 도시한 것이며, 이는 탄소사의 모임에 의한 결합 가운데에 코어가 형성되는 경우 및 코어가 형성되지 않고 탄소사 간의 모임에 의한 결합에 의한 열선이 구성될 수 있음을 표현한 것이다. 상기 모임은 탄소사 간의 꼬임을 포함하는 의미이다.
상술한 설명과 같은 실시에에 의해 증가된 전력은 보다 높은 발열성을 지닐 수 있고 높은 발열성은 히팅모듈의 가열효율의 증가로 이어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
H1 : 제1히팅모듈
H2 : 제2히팅모듈
H3 : 제3히팅모듈
H4 : 제4히팅모듈
H5 : 제5히팅모듈
H2 : 제2히팅모듈
H3 : 제3히팅모듈
H4 : 제4히팅모듈
H5 : 제5히팅모듈
Claims (12)
- 베이스부재;
상기 베이스부재 상에 배열고정되는 복수 개의 탄소사; 및
상기 복수 개의 탄소사에 전력을 공급하기 위해 상기 복수 개의 탄소사 일부에 연결되는 단자;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소사는 서로 모여 열선이 되고, 상기 복수 개의 탄소사에 포함되는 각각의 탄소사는 니켈코팅이 되는, 히팅모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 열선은, 전기적으로 직렬 연결되어 발열가능한, 히팅모듈.
- 청구항 1에 기재된 히팅모듈을 포함하는, 차량.
- 청구항 1에 있어서,
상기 열선을 수용하는 수용부가 마련되고, 일측방을 향해 개방되는 개방부가 마련되는 몸체; 및
상기 몸체에 수용되고, 전기적으로 연결되어 발열가능하며, 상기 개방부를 통해 열을 방출하는 발열부;를 포함하고,
상기 개방부는 차량의 내부공간을 향해 개방되도록 배치되는, 히팅모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 발열부는 적외선 히터인, 히팅모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 개방부 측에 위치되고, 상기 발열부로부터 방출되는 열이 통과되는 커버를 더 포함하는, 히팅모듈.
- 청구항 6에 있어서,
상기 커버의 일면에 차광막이 위치되는, 히팅모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 수용부에 수용되는 열반사부재를 더 포함하고,
상기 열반사부재는 상기 발열부토부터 방출되는 열을 상기 개방부 측으로 반사시키도록 배치되는, 히팅모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 발열부는 열 방출 방향에 차광막이 위치되는, 히팅모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 히팅모듈은 과열방지수단을 더 포함하는, 히팅모듈.
- 청구항 10에 있어서,
상기 과열방지수단은 바이메탈인, 히팅모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 개방부 측에 인체 또는 물체가 근접하는 것을 감지하는 적외선 센서를 더 포함하고,
상기 적외선 센서가 인체 또는 물체를 감지하면, 상기 발열부의 발열이 정지되는, 히팅모듈.
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2018
- 2018-03-23 KR KR1020180034106A patent/KR20190111678A/ko unknown
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