KR20230057783A - 발열 시트를 이용한 철도 차량용 의자 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 발열시트를 이용한 철도 차량용 의자는 구조물의 일 영역에 배치되며 철도 차량용 의자의 엉덩이판 하우징에 실장되는 면상의 발열체 및 상기 면상 발열체와 연결되는 전극을 포함하는 복수의 발열패널모듈들; 및 상기 발열패널모듈들을 에워싸는 발열필름;을 포함하며, 상기 발열패널모듈들은 상기 엉덩이판 하우징의 내측 상부면 또는 내측 하부면으로부터 돌출형성된 립구조물들 사이의 공간에 배치되된다.

Description

발열 시트를 이용한 철도 차량용 의자{CHAIR FOR RAILROAD VEHICLE USING HEATING SEAT}

본 발명은 발열 시트를 이용한 철도 차량용 의자에 관한 것이다.

일 평균 서울 지하철의 이용량은 513만건에 이른다. 여기에 고속철도 이용객 24만건을 합하면 일537만건이 된다. 연간 약 20억건의 서울 지하철 및 전국 고속철도 이용이 발생하는 것으로 대중교통에서 지하철 및 고속철도는 큰 비중을 차지하고 있다. 대중교통에는 이용하는 고객을 위한 다양한 편의 시설이 있으며, 겨울철에 내부 좌석을 따뜻하게 유지시켜주는 것도 그 중 하나이다.

철도차량의 내부 좌석은 직물 소재 또는 금속 소재를 사용하여 제작하였으나 직물의 경우 오염이나 헤짐에 취약하고, 유지보수가 어려우며, 금속 소재의 경우 냉난방 작동 시 금속 소재와 접촉하는 피부의 과도한 온도 차로 인한 불쾌함을 유발하였다.

이처럼 현재 적용되어 있는 철도차량의 내부 좌석들은 대부분 오염, 헤짐, 유지보수의 어려움 또는 냉난방 시 이용객이 느끼는 과도한 온도차 등의 문제점이 있다.

즉, 현재 사용되고 있는 철도차량의 좌석들은 소재에 있어서 여러 가지 문제점을 유발하므로 오염 발생이 적고, 적절한 냉난방을 제공하려면 소재선정과 정해진 소재에 맞게 냉난방 방식을 제공해야 하며, 결과적으로 설치 비용의 증가로 이어지는 문제점이 있다.

유럽 등록 특허 EP 3763591 A1(발명의 명칭: SKI LIFT CHAIR WITH HEATING SUSBSYSTEM AND CONTROL METHOD FOR HEATING SUBSYSTEM OF SKI LIFT CHAIR (스키 리프트 의자의 가열 서브시스템을 위한 가열 서브시스템과 제어 방법을 가진 스키 리프트 의자)) (공개일 : 2021.01.13)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스틱(폴리카보네이트 및 PC) 소재로 제작한 의자에 발열 시트를 부착한 발열 시트를 이용한 철도 차량용 의자를 제공하고자 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트는 구조물의 일 영역에 배치되며 철도 차량용 의자의 엉덩이판 하우징에 실장되는 면상의 발열체 및 면상 발열체와 연결되는 전극을 포함하는 복수의 발열패널모듈들; 및 발열패널모듈들을 에워싸는 발열필름;을 포함하며, 발열패널모듈들은 엉덩이판 하우징의 내측 상부면 또는 내측 하부면으로부터 돌출형성된 립구조물들 사이의 공간에 배치된다.

전극이 연결된 발열체의 전면과 후면 중 적어도 하나 상에 배치되며, 전극이 연결된 발열체의 면적과 같거나 크게 형성되어 중첩 배치되는 절연층을 더 포함한다.

발열패널모듈은, 상기 립구조물에 의해 구획되는 공간의 개수와 발열패널모듈의 개수가 일치하도록 배치된다.

전극은, 각 면상 발열체의 일측 단부와 타측 단부에 각각 결합된 제 1 극 배선과 제 2극 배선을 포함한다.

면상 발열체가 짝수개인 경우, 제 1 극 배선은 상기 면상 발열체의 외주면을 따라 결합되고, 제 2 극 배선은 상기 면상 발열체들 사이의 마주하는 측면의 단부에 결합된다.

면상 발열체가 3개인 경우, 제 1 극 배선은 면상 발열체의 상측면을 따라 결합되고, 제 2 극 배선은 면상 발열체들의 상측면을 제외한 나머지 측면을 따라 결합된다.

철도 차량용 의자에 있어서, 플라스틱 소재로 이루어지고, 착좌면을 가지며, 착좌면의 하부에 소정의 거리만큼 이격된 복수의 립 구조를 포함하는 의자 하우징; 및 의자 하우징에 실장되는 발열시트를 포함하되, 발열시트는 면상 발열체 및 면상 발열체와 연결되는 전극을 포함하는 복수의 발열패널모듈들과 발열패널모듈들을 에워싸는 발열필름을 포함하고, 발열패널모듈들은 엉덩이판 하우징의 내측 상부면 또는 내측 하부면으로부터 돌출형성된 립구조물들 사이의 공간에 배치된다.

전극이 연결된 발열체의 전면과 후면 중 적어도 하나 상에 배치되며, 전극이 연결된 발열체의 면적과 같거나 크게 형성되어 중첩 배치되는 절연층을 더 포함한다.

발열패널모듈은, 립구조물에 의해 구획되는 공간의 개수와 발열패널모듈의 개수가 일치하도록 배치된다.

전극은, 발열체의 서로 마주하는 양단에 배치되며, 발열체의 길이방향으로 형성되어 발열체와 연결되는 것이, 서로 마주 하는 양 단에 +극과 -극이 배치된다.

엉덩이판 하우징 내에 복수의 발열패널모듈이 실장될 때, 각 발열패널모듈의 전극을 연결하는 배선이 배치되되, +전극을 연결하는 배선과 -전극을 연결하는 배선이 구분되어 배치된다.

+전극을 연결하는 배선은 복수의 발열패널모듈의 +전극을 한번에 연결할 수 있도록 구성되고, -전극을 연결하는 배선은 복수의 발열패널모듈의 -전극을 한번에 연결할 수 있도록 구성되되, 각 배선이 엉덩이판 하우징에 유입되는 구멍은 서로 구분된다.

발열패널모듈이 짝수 개로 배치되는 경우, 각 발열패널모듈의 +전극 또는 -전극은 서로 인접하게 배치되고, 나머지 전극은 엉덩이판 하우징의 내벽측을 바라보도록 배치된다.

발열패널모듈이 홀수 개로 배치되는 경우, 각 발열패널모듈의 +전극 또는 -전극이 서로 같은 방향을 바라보도록 서로 병렬적으로 배치된다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 금속 소재 좌석과 다르게 플라스틱(폴리카보네이트 및 PC) 소재의 립구조물 형태에 따라서 발열패널모듈을 적절하게 배치하고, 발열패널모듈이 실장되는 개수에 맞추어 길이방향으로 배치한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징의 각 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀이 있는 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징의 각 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자에 발열체와 전극의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 립구조물의 위치에 따른 발열패널모듈 및 전극의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 시트를 이용한 철도 차량용 의자에 착석 시 온도분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자의 립구조물을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자의 각 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀이 있는 철도 차량용 의자의 각 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자는 등받이판 및 엉덩이판으로 구성된다.

도 1을 참조하면, 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징(10)은 구조물의 일 영역에 배치되며 엉덩이판 하우징 케이스(600)의 내부에 면상의 발열체(100) 및 발열체(100)와 연결되는 전극(200)으로 구성된 발열패널모듈과 발열패널모듈들을 에워싸는 발열필름(300)으로 구성되며, 발열패널모듈은 엉덩이판 하우징 케이스(600)에 돌출된 립구조물(400)들 사이의 공간에 배치된다. 또, 발열체(100)와 면적이 같거나 크게 형성된 절연층(500)이 중첩 배치 될 수 있다. 이 때, 립구조물(400)의 위치에 따른 발열패널모듈의 배치의 차이는 도4를 참조하여 후술하도록 한다.

발열체(100)는 면상으로 형성되어 있으며, 전극(200)으로부터 전기에너지를 받아서 열에너지로 변환하여 열을 발산한다.

전극(200)은 발열체의 마주보는 양단에 제1극 배선(610)과 제2극 배선(620)이 각각 배치된다. 이 때, 제1극배선(610) 및 제2극 배선(620)은 +극 또는 -극 중 서로 다른 극이 된다. 전극(200)은 발열체(100)에 연결되어 전기에너지를 발열체(100)에 전달한다.

발열필름(300)은 판형으로 형성되어 있으며, 발열체(100)와 전극(200)을 상하에서 에워싸도록 배치된다. 발열필름(300)은 발열체(100)와 전극(200)으로 구성된 발열패널모듈이 립구조물(400)이나 외부 요인에 의해 손상되지 않도록 보호한다.

립구조물(400)은 엉덩이판 하우징 케이스(600)에 가로 또는 세로 방향으로 구성되며, 엉덩이판 하우징(10)이 구부러지거나 부러지는 것을 방지하고, 강성을 유지하도록 한다.

절연층(500)은 판형으로 형성되어 있으며, 발열패널모듈과 크기가 같거나 크다. 발열패널모듈의 하부에 위치하여 발열패널모듈에서 발생한 열기가 엉덩이판 하우징 케이스(600) 하부를 통해 외부로 손실되는 것을 방지한다.

엉덩이판 하우징 케이스(600)는 판형에 립구조물(400)이 돌출된 상태로 형성되어 있으며, 립구조물(400)과 립구조물(400) 사이에 발열패널모듈과 절연층(500)이 배치될 수 있다. 발열패널모듈과 절연층(500)을 상, 하, 좌, 우에서 에워싸고 있으며, 발열패널모듈에서 발산하는 열을 이용자에게 직접 제공한다.

도 2를 참조하면, 홀이 있는 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징(20)은 구조물의 일 영역에 배치되며 엉덩이판 하우징 케이스(600)의 내부에 판형의 발열체(100) 및 발열체(100)와 연결되는 전극(200)으로 구성된 발열패널모듈과 발열패널모듈 사이에 배치되는 발열필름(300)으로 구성되며, 발열패널모듈은 엉덩이판 하우징 케이스(600)에 돌출된 립구조물(400)들 사이의 공간에 배치된다. 또, 발열체(100)와 면적이 같거나 크게 형성된 절연층(500)이 중첩 배치 될 수 있다. 엉덩이판 하우징 케이스(600)의 상부에는 두 개 이상의 홀이 천공될 수 있다. 해당 홀은 발열체(100)에서 발생하는 열을 쉽게 외부로 배출하여 따뜻한 열기를 이용자에게 제공하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자에 발열체(100)와 전극(200)의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 립구조물(400)의 위치에 따른 발열패널모듈 및 전극(200)의 배치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면 철도 차량용 의자 하부에 위치하는 발열체(100)와 전극(200)의 배치를 알 수 있다. 철도 차량용 의자 하부의 중앙에 립구조물(400)이 위치해 있고, 양쪽으로 발열체(100)를 설치할 수 있는 공간이 있을 때, 두 개의 발열체(100)를 설치하고, 발열체(100)의 양단에 전극(200)이 배치된다. 이 때, 발열체(100)를 기준으로 길이방향의 양단을 따라 각각 제1극 배선(610)과 제2극 배선(620)이 배치되며, 제1극 배선(610)과 제2극 배선(620)은 서로 맞닿지 않도록 배치된다.

도 4를 참조하면 발열패널모듈과 전극(200)은 립구조물(400)의 위치에 따라서 배치를 다르게 한다. 립구조물(400)에 의해 구획되는 공간과 발열패널모듈의 개수는 동일하고, 각 발열패널모듈의 양단에 위치한 극선들을 같은 극끼리 연결한다. 이 때, 각 발열패널모듈의 같은 극끼리 연결하는 전선들은 구분하여 배치한다. 2개 이상의 발열패널모듈을 연결할 때에 제1극 배선(610)과 제2극 배선(620)은 각각의 극들을 한번에 연결하고, 두개의 극선이 맞닿지 않도록 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징(10) 또는 홀이 있는 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징(20)으로 유입되는 구멍은 서로 구분한다.

예를 들어 중앙의 립구조물을 두고 발열패널모듈이 양쪽에 두 개 위치하는 경우 제1극 배선(610)은 발열체(100)의 외주면을 따라 연결되고, 제2극 배선(620)은 서로 맞닿아 있는 면의 측면에 연결한다. 발열패널모듈이 홀 수개로 위치하는 경우 같은 극끼리 같은 방향을 보도록 횡 또는 종으로 배치하여 제1극 배선(610)은 제1극 배선(610)끼리 연결하고, 제2극 배선(620)은 제2극 배선(620)끼리 연결한다.

다른 예로 십자모양의 립구조물(400)에 의해 네 개의 발열패널모듈이 배치되어 있다면 중앙을 가르고 있는 립구조물(400)을 중심으로 마주보는 발열패널모듈은 모두 같은 극끼리 배치하고, 나머지 하나의 극은 엉덩이판 하우징(10)의 내벽을 바라보도록 배치한 후, 제1극 배선(610)은 발열체(100)의 외주면을 따라 연결되고, 제2극 배선(620)은 서로 맞닿아 있는 면의 측면에 연결한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 시트를 이용한 철도 차량용 의자에 착석 시 온도분포를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면 철도 차량용 의자에 이용자가 착석전에 발열패널모듈을 제외한 모든 부위의 온도가 20도 이하로 유지되고, 착석시 발열체(100) 주변으로 이용자와 맞닿은 부위의 온도가 30도에 가깝게 상승하는 것을 알 수 있다. 홀이 있는 철도 차량용 의자의 경우 홀을 통해 열기가 이용자에게 직접 닿기 때문에 효과는 더욱 올라간다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 의자의 립구조물(400)을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면 철도 차량용 의자의 립구조물(400)이 배치되는 모습을 확인할 수 있다. 플라스틱 소재로 제조한 의자가 외부 압력에 의하여 구부러지거나 부러지는 것을 방지하고, 강성의 유지를 위해 립구조물(400)을 추가하여 제조한다. 립구조물(400)은 도 6과 같이 하부 전체에 바둑판 형태로 위치한다. 립구조물(400)에 의하여 구분되는 구획에 발열패널모듈을 배치할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징 20: 홀이 있는 철도 차량용 의자 엉덩이판 하우징
100: 발열체 200: 전극
300: 발열필름 400: 립구조물
500: 절연층 600: 엉덩이판 하우징 케이스
610: 제1극 배선 620: 제2극 배선

Claims (14)

1. 철도 차량용 의자의 엉덩이판 하우징에 실장되는 면상 발열체 및 상기 면상 발열체와 연결되는 전극을 포함하는 복수의 발열패널모듈들; 및
   상기 발열패널모듈들을 에워싸는 발열필름;을 포함하며,
   상기 발열패널모듈들은 상기 엉덩이판 하우징의 내측 상부면 또는 내측 하부면으로부터 돌출형성된 립구조물들 사이의 공간에 배치되는 것인, 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전극이 연결된 발열체의 전면과 후면 중 적어도 하나 상에 배치되며, 상기 전극이 연결된 발열체의 면적과 같거나 크게 형성되어 중첩 배치되는 절연층을 더 포함하는 것인, 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 발열패널모듈은, 상기 립구조물에 의해 구획되는 공간의 개수와 발열패널모듈의 개수가 일치하도록 배치되는 것인, 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 전극은, 각 면상 발열체의 일측 단부와 타측 단부에 각각 결합된 제 1 극 배선과 제 2극 배선을 포함하는 것인, 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 면상 발열체가 짝수개인 경우, 상기 제 1 극 배선은 상기 면상 발열체의 외주면을 따라 결합되고, 상기 제 2극 배선은 상기 면상 발열체들 사이의 마주하는 측면의 단부에 결합되는 것인, 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 면상 발열체가 3개인 경우, 상기 제 1 극 배선은 상기 면상 발열체의 상측면을 따라 결합되고, 상기 제 2극 배선은 상기 면상 발열체들의 상측면을 제외한 나머지 측면을 따라 결합되는 것인, 철도 차량용 의자에 실장되는 발열시트.
7. 철도 차량용 의자에 있어서,
   플라스틱 소재로 이루어지고, 착좌면을 가지며, 상기 착좌면의 하부에 소정의 거리만큼 이격된 복수의 립 구조를 포함하는 의자 하우징; 및
   상기 의자 하우징에 실장되는 발열시트를 포함하되,
   상기 발열시트는 면상 발열체 및 상기 면상 발열체와 연결되는 전극을 포함하는 복수의 발열패널모듈들과 상기 발열패널모듈들을 에워싸는 발열필름을 포함하고,
   상기 발열패널모듈들은 엉덩이판 하우징의 내측 상부면 또는 내측 하부면으로부터 돌출형성된 립구조물들 사이의 공간에 배치되는 것인,
   철도 차량용 의자.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 전극이 연결된 발열체의 전면과 후면 중 적어도 하나 상에 배치되며, 상기 전극이 연결된 발열체의 면적과 같거나 크게 형성되어 중첩 배치되는 절연층을 더 포함하는 것인, 철도 차량용 의자.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 발열패널모듈은, 상기 립구조물에 의해 구획되는 공간의 개수와 발열패널모듈의 개수가 일치하도록 배치되는 것인, 철도 차량용 의자.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전극은, 발열체의 서로 마주하는 양단에 배치되며, 상기 발열체의 길이방향으로 형성되어 상기 발열체와 연결되는 것이, 서로 마주 하는 양 단에 +극과 -극이 배치되는 것인, 철도 차량용 의자.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 엉덩이판 하우징 내에 복수의 발열패널모듈이 실장될 때, 각 발열패널모듈의 전극을 연결하는 배선이 배치되되, +전극을 연결하는 배선과 -전극을 연결하는 배선이 구분되어 배치되는 것인, 철도 차량용 의자.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 +전극을 연결하는 배선은 복수의 발열패널모듈의 +전극을 한번에 연결할 수 있도록 구성되고, 상기 -전극을 연결하는 배선은 복수의 발열패널모듈의 -전극을 한번에 연결할 수 있도록 구성되되, 각 배선이 상기 엉덩이판 하우징에 유입되는 구멍은 서로 구분되는 것인, 철도 차량용 의자.
13. 제 10항에 있어서,
    발열패널모듈이 짝수 개로 배치되는 경우, 각 발열패널모듈의 +전극 또는 -전극은 서로 인접하게 배치되고, 나머지 전극은 상기 엉덩이판 하우징의 내벽측을 바라보도록 배치되는 것인,
    철도 차량용 의자.
14. 제 10항에 있어서,
    발열패널모듈이 홀수 개로 배치되는 경우, 각 발열패널모듈의 +전극 또는 -전극이 서로 같은 방향을 바라보도록 서로 병렬적으로 배치되는 것인, 철도 차량용 의자.

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