KR20230146852A - 차량용 난방장치 - Google Patents

Abstract

실시예는 공조 유닛에 연결되어 열을 발산하는 차량용 난방장치에 있어서, 상기 공조 유닛에 연결되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 발열모듈; 및 상기 하우징에 결합하는 커버를 포함하고, 상기 커버는 커버 바디 및 상기 커버 바디를 통과하는 공기를 안내하는 가이드를 포함하고, 상기 가이드는 상기 발열모듈과 소정의 이격 거리를 갖도록 배치되는 차량용 난방장치를 개시한다. 이에 따라, 상기 차량용 난방장치는 발열유닛을 이용한 열대류 또는 열복사를 통해 차량 실내의 난방 성능, 효율 및 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 난방장치{HEAT APPARATUS FOR VEHICLE}

실시예는 차량용 난방장치에 관한 것이다. 상세하게, 열대류 또는 열복사를 통해 차량의 실내를 난방하는 차량용 난방장치에 관한 것이다.

자동차는 실내의 공기 온도 등을 조절하기 위한 차량용 공조장치를 갖추고 있다. 상기 공조장치는 겨울철에는 온기를 발생시켜 차량의 실내를 따뜻하게 유지시키고, 여름철에는 냉기를 발생시켜 차량의 실내를 시원하게 유지시킬 수 있다.

상기 공조장치는 차량 실내에 온도가 조절된 공기를 공급하는 공조 유닛, 및 상기 공조 유닛에 공기를 공급하는 블로어 유닛을 포함할 수 있다.

상기 공조 유닛은 복수 개의 토출 덕트가 형성된 공조 케이스, 상기 공조 케이스의 내부에 배치되는 증발기, 히터 및 풍량을 조절하는 도어 등을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 공조 유닛은 상기 증발기, 히터 및 도어를 이용하여 차량의 실내에 공급되는 공기의 온도 및 풍량을 조절할 수 있다. 여기서, 상기 히터는 피티씨 소자를 이용하는 피티씨(PTC: Positive Temperature Coefficient) 히터일 수 있다.

그리고, 상기 블로어 유닛은 액츄에이터(미도시)에 의해 회전하는 블로어를 이용하여 상기 공조 유닛의 내부에 공기를 공급할 수 있다.

한편, 상기 공조장치는 국부적인 난방공조를 수행하기 위해 적외선 램프를 이용할 수 있다.

이와 관련된 발명으로는 대한민국특허공개공보 제10-2018-0055961호(2018.05.28)인 '차량용 적외선 히터'가 있다.

도 1은 종래의 차량용 적외선 히터를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 적외선 히터는 적외선 램프(1400)를 이용하여 차량의 실내에 국부적인 난방을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 적외선 히터는 공조덕트(1200) 내에 배치되는 방열핀(1201), 적외선 램프(1400)에서 발산하는 열을 반사하는 반사판(1101), 및 상기 반사판(1101)과 방열핀(1201)을 열적으로 연결하는 열전달부(1103)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 적외선 히터는 상기 반사판(1101)의 개구를 덮는 차단막(1303)을 더 포함할 수 있다.

상기 적외선 히터는 적외선 램프(1400)를 사용하기 때문에, 반사판(1101)을 구비하여야 하며, 공조덕트(1200)로 열을 전달하기 위해 열전달부(1103)와 방열핀(1201)을 필수적으로 구비하여야 한다.

그러나, 상기 반사판(1101), 열전달부(1103), 및 방열핀(1201)의 구성은 상기 적외선 히터의 사이즈를 증가시키는 원인이 된다. 그에 따라, 사이즈가 증가된 상기 적외선 히터는 차량의 실내 공간 일부를 점유하여야만 하기 때문에, 상기 실내 공간을 축소시켜 차량의 설계 자유도에 대한 한계를 갖게 한다.

또한, 상기 적외선 히터는 적외선 램프(1400)의 지속적 구동으로 인해 과열이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 과열은 차량의 손상 등을 유발할 수 있다.

또한, 상기 적외선 히터는 탑승자의 접근에 대한 안전 장치가 마련되지 않아 안전성 문제를 유발할 수 있다.

실시예는 열대류 또는 열복사를 통해 차량의 실내를 난방하는 차량용 난방장치를 제공한다.

실시예는 구조적 및 전기적으로 과열이 방지된 발열 유닛을 포함하는 발열모듈 및 이를 포함하는 차량용 난방장치를 제공한다.

실시예는 탑승자의 안전을 위해 안전장치가 마련된 차량용 난방장치를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제는 공조 유닛에 연결되어 열을 발산하는 차량용 난방장치에 있어서, 상기 공조 유닛에 연결되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 발열모듈; 및 상기 하우징에 결합하는 커버를 포함하고, 상기 커버는 커버 바디 및 상기 커버 바디를 통과하는 공기를 안내하는 가이드를 포함하고, 상기 가이드는 상기 발열모듈과 소정의 이격 거리를 갖도록 배치되는 차량용 난방장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 가이드는 제1 가이드와 제2 가이드를 포함하며, 상기 제2 가이드는 상기 제1 가이드에 대해 소정의 경사각을 갖도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 발열모듈은 열을 발산하는 발열유닛; 및 상기 발열유닛을 지지하는 프레임을 포함하고,

상기 발열유닛은 홀이 형성된 면상의 바디, 상기 바디에 배치되는 제1 전극과 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발열부를 포함하고, 상기 이격 거리는 상기 홀의 최단 폭(W)과 동일하거나 또는 작게 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 이격 거리는 상기 홀의 최단 폭(W) 대비 0.5~0.75배의 범위 내에서 형성될 수 있다.

또한, 상기 홀의 최단 폭(W)은 상기 커버 바디에 형성된 가이드 홀의 최단 폭보다 크게 형성될 수 있다.

한편, 상기 커버는 상기 커버 바디의 측면에 형성된 통풍구를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징은 상기 공조 유닛의 플로어 덕트에 회동 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 상기 발열부는 소정의 온도에서 서로 다른 전기 저항의 변화율에 차이가 있는 제1 발열부와 제2 발열부를 포함하고, 상기 제1 발열부와 상기 제2 발열부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 직렬로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 제2 발열부는 소정의 온도에서 온도에 대한 저항이 비선형적으로 증가하는 변화율을 가질 수 있다.

그리고, 상기 제1 발열부는 상기 제2 발열부 대비 소정의 온도에서 온도에 따른 저항의 변화율이 작을 수 있다.

그리고, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제1 발열부, 및 상기 제2 발열부는 인쇄 방식으로 상기 바디에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 발열유닛은 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제1 발열부, 및 상기 제2 발열부를 덮도록 배치되는 커버 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 프레임은 복수 개의 홀이 형성된 상부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트와 이격되게 배치되며 복수 개의 홀이 형성된 하부 플레이트를 포함하고, 상기 발열유닛은 상기 상부 플레이트에 배치되는 상부 발열유닛과 상기 하부 플레이트에 배치되는 하부 발열유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 열교환영역이 형성되고, 상기 상부 발열유닛에 형성된 복수 개의 홀을 각각 통과한 공기는 상기 열교환영역에서 믹싱되면서, 상기 상부 발열유닛 및 상기 하부 발열유닛의 복사열과 열교환할 수 있다.

또한, 상기 상부 플레이트에 형성된 홀은 상기 하부 플레이트에 형성된 홀과 오버랩되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 상부 발열유닛에 배치되는 제1 발열부는 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 하부 발열유닛에 형성된 홀과 오버랩되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 발열유닛은 상기 홀을 통과하는 공기를 가열하여 형성되는 열대류, 및 탑승자를 향해 직접 열을 복사하는 열복사 중 적어도 어느 하나를 통해 난방하도록, 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛에 선택적으로 전원이 인가될 수 있다.

한편, 상기 차량용 난방장치는 상기 발열모듈에 접근하는 물체를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프레임은 금속 재질로 형성되고, 상기 바디는 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.

실시예에 따른 차량용 난방장치는 공조 유닛에 연결되어 열대류 또는 열복사를 통해 차량의 실내를 난방할 수 있다. 여기서, 차량용 난방장치는 공조 유닛에서 공급되는 공기를 가열하여 빠르게 차량 실내를 난방하거나, 또는 복사열을 이용하여 탑승자에 대한 직접적인 난방을 구현함으로써, 탑승자에 대한 난방 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 차량용 난방장치는 열대류에 의한 난방과 열복사에 의한 난방을 선택적으로 제어할 수 있기 때문에, 난방 성능 및 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 열을 발산하는 발열 유닛에 과열을 방지하는 전기적 구조를 적용하여 발열모듈 및 이를 포함하는 차량용 난방장치의 과열을 방지할 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치는 안전장치를 이용하여 안전성을 향상시킬 수 있다. 상세하게, 커버를 이용하여 발열유닛에 대한 탑승자의 직접적인 접촉을 방지할 수 있다. 또한, 탑승자의 신체의 일부가 기 설정된 거리내로 접근하는 것을 감지하는 센서를 이용하여 상기 발열유닛의 구동을 제어함으로써, 탑승자의 안전성을 확보할 수 있다.

실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 차량용 적외선 히터를 나타내는 도면이고,
도 2는 차량용 공조장치와 실시예에 따른 차량용 난방장치에서의 공기 흐름을 나타내는 도면이고,
도 3은 차량용 공조장치 및 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 사시도이고,
도 4는 차량용 공조장치 및 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 단면도이고,
도 5a는 실시예에 따른 차량용 난방장치가 탑승자의 발목측을 난방하는 도면이고,
도 5b는 실시예에 따른 차량용 난방장치가 탑승자의 정강이측을 난방하는 도면이고,
도 6은 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 분해사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈과 지지부재의 배치 관계를 나타내는 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈을 나타내는 분해사시도이고,
도 9는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈에 배치되는 면상의 발열유닛을 나타내는 도면이고,
도 10은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈에 배치되는 면상의 발열유닛의 변형예를 나타내는 도면이고,
도 11은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛에 배치되는 제1 발열부의 온도 대비 저항을 나타내는 그래프이고,
도 12는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛에 배치되는 제2 발열부의 온도 대비 저항을 나타내는 그래프이고,
도 13은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛의 제작 공정을 나타내는 도면이고,
도 14는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 프레임의 일실시예를 나타내는 단면도이고,
도 15는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 프레임의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고,
도 16은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 하우징 및 프레임의 다른 실시예에 따른 발열모듈을 통한 공기의 흐름을 나타내는 도면이고,
도 17은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 하우징 및 프레임의 다른 실시예에 따른 발열모듈을 통한 열교환을 나타내는 도면이고,
도 18은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버의 다른 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 19는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버의 다른 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 20은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고,
도 21은 다른 실시예의 커버가 설치된 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 단면사시도이고,
도 22는 다른 실시예의 커버가 설치된 실시예에 따른 차량용 난방장치의 공기의 흐름을 나타내는 도면이고,
도 23은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈과 가깝게 배치된 가이드를 나타내는 도면이고,
도 24는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈과 소정의 이격거리를 갖도록 배치된 가이드를 나타내는 도면이고,
도 25는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버에 형성된 통풍구를 나타내는 도면이고,
도 26은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 센서를 나타내는 도면이고,
도 27 내지 도 29는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 동작 제어를 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 차량용 공조장치와 실시예에 따른 차량용 난방장치에서의 공기 흐름을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 차량용 난방장치(1)는 차량 실내에 공기를 공급하는 공조 장치의 일측에 연결되어 열대류 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 통해 차실내를 난방할 수 있다. 여기서, 상기 공조 장치는 공조 유닛(10)과 블로어 유닛(20)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 차량용 난방장치(1)는 공조 유닛(10)의 일측에 연통되게 연결될 수 있다.

상기 블로어 유닛(20)은 액츄에이터(미도시)에 의해 회전하는 블로어(미도시)를 이용하여 상기 공조 유닛(10)의 내부에 공기를 공급할 수 있다. 그리고, 상기 공조 유닛(10)은 내부에 배치되는 증발기(12)와 같은 냉방용 열교환기와 히터(13)와 같은 난방용 열교환기를 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 공조 유닛(10)을 통과하는 공기의 온도는 조절될 수 있다. 여기서, 상기 히터(13)는 피티씨 소자를 이용하는 피티씨(PTC: Positive Temperature Coefficient) 히터일 수 있다.

상기 차량용 난방장치(1)는 단일품으로 제공되는 발열모듈일 수 있으며, 상기 발열모듈은 공조 유닛(10)에 연결된 공기의 유로 상에 탑승자를 향해 배치되어 열을 발산할 수 있다. 예컨데, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 공조 유닛(10)의 공조 케이스(11)의 일측에 배치될 수 있다. 상세하게, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 공조 케이스(11)의 일측에 배치되는 복수 개의 토출 덕트 중 플로어 덕트(15) 또는 콘솔 덕트(16)에 연통되게 배치될 수 있으며, 플로어 덕트(15) 또는 상기 콘솔 덕트(16)를 따라 이동하는 공기를 가열할 수 있다. 여기서, 상기 플로어 덕트(15) 또는 상기 콘솔 덕트(16)는 상기 공조 케이스(11)에 연결된 공기의 유로로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 공조 유닛(10)에 공급되어 상기 열교환기를 통과한 공기는 상기 유로를 통해 상기 발열모듈로 이동할 수 있다. 여기서, 상기 발열모듈은 홀이 형성된 PCT 히터, 필름 히터, 면상 발열 히터 등 전기로 발열되는 다양한 히터가 적용될 수 있다. 다만, 상기 차량용 난방장치(1)의 설계 자유도 및 제조 공정수 등을 고려해 볼 때, 상기 필름 히터가 유리하다.

그에 따라, 공조 케이스(11)의 내부에 배치되는 히터(13)가 40정도로 공기를 가열하더라도, 플로어 덕트(15) 또는 상기 콘솔 덕트(16)의 단부에 연결되는 상기 차량용 난방장치(1)가 상기 공기의 온도를 보상하여 차량 내부를 난방하기 때문에, 플로어 덕트(15) 또는 상기 콘솔 덕트(16)를 통한 열손실을 최소화할 수 있다. 예컨데, 상기 플로어 덕트(15) 또는 상기 콘솔 덕트(16)에 상기 차량용 난방장치(1)가 설치되지 않은 종래의 경우, 공조 케이스(11)의 내부에 배치되는 히터(13)가 공기를 60도 이상의 고온으로 가열하여 차량의 실내로 공급함으로써, 차량의 실내를 난방하였다. 그에 따라, 상기 플로어 덕트(15) 또는 상기 콘솔 덕트(16)에 의한 열손실이 발생하였다.

따라서, 상기 차량용 난방장치(1)는 열을 발산하는 발열모듈을 관통하여 유동하는 공기를 직접적으로 가열함과 동시에 직접적으로 탑승자에 대한 열복사를 구현할 수 있기 때문에, 난방의 대상체인 탑승자에 대한 난방 성능 및 난방 품질을 향상시킴과 동시에 덕트에 의한 열손실을 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 차량용 난방장치(1)는 블로어 유닛(20)과 상기 발열유닛을 통한 열대류, 및 상기 발열유닛에 의한 열복사를 동시에 수행하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 차량용 난방장치(1)는 제어부(미도시)를 통해 상기 열대류, 또는 상기 열복사 중 적어도 어느 하나만을 선택적으로 구현할 수도 있다. 여기서, 상기 제어부는 차량의 전자제어장치인 ECU(Electric Control Unit)일 수 있다. 상세하게, 상기 공조 장치만을 구동하여 열대류에 의한 난방을 구현하거나 또는 상기 차량용 난방장치(1)만을 구동하여 열복사에 의한 난방을 구현할 수 있다.

또한, 상기 플로어 덕트(15)에는 상기 제어부에 의해 제어되는 도어(30)가 더 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 도어(30)는 플로어 덕트(15)를 따라 이동하는 공기의 양을 조절하거나 차단할 수 있다.

여기서, 공조 케이스(11)의 내부에 배치되는 도어(14)와 플로어 덕트(15) 등에 배치되는 도어(30)의 구분을 위해, 상기 공조 케이스(11)의 내부에 배치되는 도어(14)는 제1 도어라 명명할 수 있으며, 상기 플로어 덕트(15)에 배치되는 도어(30)는 덕트 도어 또는 제2 도어라 명명할 수 있다. 그리고, 상기 도어(30)는 플로어 덕트(15)에 배치되는 것을 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 도어(30)는 상기 차량용 난방장치(1)의 하우징 내부에 배치될 수도 있고, 상기 콘솔 덕트(16)에 배치될 수도 있다.

도 3은 차량용 공조장치 및 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 차량용 공조장치 및 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 단면도이고, 도 5a는 실시예에 따른 차량용 난방장치가 탑승자의 발목측을 난방하는 도면이고, 도 5b는 실시예에 따른 차량용 난방장치가 탑승자의 정강이측을 난방하는 도면이다. 도 3 및 도 4에 있어서, X 방향은 차폭 방향을 나타낼 수 있고, Y 방향은 차체의 전후 방향을 나타낼 수 있으며, Z 방향은 상하 방향, 또는 수직 방향을 나타낼 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 차량용 난방장치(1)는 공조 케이스(11)의 양측에 배치될 수 있다. 예컨데, 운전석 탑승자와 보조석 탑승자 각각을 위해, 상기 차량용 난방장치(1)는 차폭 방향을 기준으로 공조 케이스(11)의 양측에 적어도 두 개가 배치될 수 있으며, 탑승자와 소정의 간격을 갖도록 운전석 또는 보조석과 인접하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 콘솔 덕트(16)의 양측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 콘솔 덕트(16)는 차량의 후석에 탑승하는 탑승자의 공조를 위해 형성된 토출 덕트 중 하나일 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 플로어 덕트(15) 및 콘솔 덕트(16)에 착탈 가능하게 배치되어 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 플로어 덕트(15) 및 콘솔 덕트(16)에 회동 가능하게 배치되어 난방 각도를 조절할 수 있다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)는 탑승자에 대한 난방 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 차량용 난방장치(1)는 회동하여 탑승자의 발목측을 난방할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 차량용 난방장치(1)는 회동하여 탑승자의 정강이측을 난방할 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 7은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈과 지지부재의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 8은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈을 나타내는 분해사시도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 차량용 난방장치(1)는 공조 유닛(10)에 연결된 공기의 유로 상에 탑승자를 향해 배치되며, 열을 발산하는 발열모듈(100)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 발열모듈(100)은 발열유닛(200), 및 상기 발열유닛(200)을 지지하는 프레임(300)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 발열유닛(200)은 과열 방지 구조를 구현하여 과열을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 발열유닛(200)의 과열은 공기가 통과하도록 상기 발열모듈(100)에 형성된 홀에 이물질이 부착되어 공기의 흐름을 방해하는 경우 발생할 수 있다. 또는, 상기 발열유닛(200)의 과열은 차량용 난방장치(1)의 내부가 무풍 상태임에도 상기 발열유닛(200)이 구동하여 상기 발열유닛(200)이 기 설정된 온도 이상으로 가열되는 경우 나타날 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 발열모듈(100)이 내부에 배치되는 하우징(400) 및 상기 하우징(400)에 상기 발열모듈(100)이 배치되도록 상기 발열모듈(100)을 지지하는 지지부재(500)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 커버(600) 및 센서(700)와 같은 안전장치를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 차량용 난방장치(1)는 열을 발산하는 발열모듈(100)만을 플로어 덕트(15) 또는 콘솔 덕트(16)의 단부에 단독으로 설치하는 형태로 구현될 수도 있다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)는 컴팩트한 사이즈를 구현하여 차량 실내 공간을 확보할 수 있게 한다.

또는, 상기 차량용 난방장치(1)는 하우징(400)을 이용하여 발열모듈(100)을 플로어 덕트(15) 또는 콘솔 덕트(16)의 단부에 착탈 및 회전 가능하게 설치될 수도 있다.

도 7을 참조하면, 상기 발열모듈(100)은 열을 발산하는 발열유닛(200), 및 상기 발열유닛(200)을 지지하는 프레임(300)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프레임(300)은 상기 발열유닛(200) 및 주변의 온도와 밀접한 관계를 갖도록 열전도성을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200)에서 형성되는 열은 열전도 방식을 통해 상기 프레임(300)으로 전달될 수 있다.

상기 발열유닛(200)은 히터(13)를 통해 가열된 공기를 승온시킴으로써, 소정의 길이로 형성된 플로어 덕트(15) 및 콘솔 덕트(16)에 의한 열손실을 최소화할 수 있다. 예컨데, 상기 히터(13)가 종래에 공기를 가열했던 가열 온도보다 낮은 40도 정도로 공기를 가열하기 때문에, 플로어 덕트(15) 및 콘솔 덕트(16)에 의한 열손실을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 발열유닛(200)은 상기 발열유닛(200)을 통과하는 공기를 가열하여 토출시킴으로써, 열대류를 통해 차량 실내를 난방할 수 있다.

또한, 상기 발열유닛(200)은 복사열을 통해 탑승자에 대한 직접적인 난방을 구현할 수 있다. 예컨데, 상기 발열유닛(200)은 탑승자를 향해 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200)은 열복사 에너지를 이용하여 탑승자에 대한 직접적인 난방을 구현할 수 있다.

여기서, 상기 발열유닛(200)은 전기를 이용하여 발열하는 면상의 발열체로 제공될 수 있다. 이때, 상기 발열유닛(200)은 접착제와 같은 고정부재(미도시)를 이용하여 상기 프레임(300)의 외측에 고정될 수 있다.

한편, 상기 발열유닛(200)은 복수 개의 열교환영역이 형성되도록 상호 이격되게 상기 프레임(300)에 복수 개가 배치될 수 있다. 예컨데, 적어도 두 개의 발열유닛(200)은 소정의 간격으로 이격되게 상기 프레임(300)에 설치될 수 있다. 그에 따라, 발열유닛(200)에서 발산하는 열과 상기 공기가 열교환하는 열교환영역은 복수 개가 형성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 발열유닛(200)은 공기의 흐름 방향 또는 상하 방향으로 상호 이격되게 배치될 수 있다. 이때, 두 개의 상기 발열유닛(200)은 2층으로 형성될 수 있으며, 배치 위치에 의해 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b)으로 구분될 수 있다. 그에 따라, 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b) 각각에서 발산하는 열은 상기 열교환영역에서 상기 발열유닛(200)을 통과하는 공기와 열교환할 수 있다. 여기서, 상기 상부 발열유닛(200a)은 제1 발열유닛이라 불릴 수 있고, 상기 하부 발열유닛(200b)은 제2 발열유닛이라 불릴 수 있다.

도 9는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈에 배치되는 면상의 발열유닛을 나타내는 도면이고, 도 10은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈에 배치되는 면상의 발열유닛의 변형예를 나타내는 도면이고, 도 11은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛에 배치되는 제1 발열부의 온도 대비 저항을 나타내는 그래프이고, 도 12는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛에 배치되는 제2 발열부의 온도 대비 저항을 나타내는 그래프이다. 도 11에 있어서, 도 11의 (a)는 제1 발열부의 온도 대비 저항이 선형적으로 증가하는 그래프이고, 도 11의 (b)는 제1 발열부의 온도 대비 저항이 선형적으로 증가하는 그래프이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 발열유닛(200)은 복수 개의 홀(211)이 형성된 면상의 바디(210), 상기 바디(210)에 배치되는 제1 전극(220)과 제2 전극(230), 및 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에 직렬로 연결되도록 상기 바디(210)에 배치되는 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250) 모두는 발열부라 불릴 수 있다.

여기서, 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)는 소정의 온도에서 전기 저항의 변화율에 차이가 있는 다른 재질로 형성되어 상술된 과열 방지 구조를 구현할 수 있다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200)은 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것이 방지될 수 있다.

상기 바디(210)는 면상으로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 바디(210)는 필름형으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 바디(210)는 절연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 바디(210)는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 바디(210)는 제1 방향의 폭이 제2 방향의 폭보다 큰 장방형으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 다른 방향을 의미할 수 있으며, 길이 방향이라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 제2 방향은 폭 방향이라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 제1 방향과 제2 방향은 평면상 서로 수직한 방향으로 정의될 수 있다. 그리고, 상기 제1 방향은 차폭 방향일 수 있다.

또한, 상기 바디(210)는 블랭킹 성형을 통해 관통되게 형성된 복수 개의 홀(211)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 하우징(400)의 유입구를 통해 내부로 공급된 공기는 상기 홀(211)을 통해 안내되어 토출될 수 있다. 여기서, 상기 홀(211)은 상기 프레임(300)의 홀 구조, 공조 품질 등을 고려하여 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 홀, 바디홀 또는 통풍홀이라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 바디(210)는 제1 바디 또는 발열체 바디라 불릴 수 있다.

상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)에 전원을 인가할 수 있다. 여기서, 제1 전극(220)은 + 전극일 수 있으며, 제2 전극(230)은 - 전극일 수 있다.

또한, 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 제2 방향으로 상호 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)가 전기적으로 직렬 연결되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 각각의 일측에는 외부 전원과 연결되는 단자가 배치될 수 있다.

상기 제1 발열부(240)는 제1 전극(220)과 제2 전극(230)을 통해 인가되는 전원에 의해 열을 발산할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발열부(240)는 면상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 전원은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.

또한, 상기 제1 발열부(240)는 저항을 갖는 카본 계열 등의 잉크를 이용하여 인쇄 방식을 통해 상기 바디(210)에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 발열부(240)는 인쇄 방식을 통해 상기 바디(210)에 형성되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기 제1 발열부(240)는 에칭 방식을 통해 박막으로 이루어진 재료에 면상의 발열 패턴을 형성하는 방식으로 상기 바디(210)에 형성될 수도 있다. 또는, 상기 제1 발열부(240)는 피티씨 소자와 같은 발열소자를 상기 바디(210)에 배치하는 방식으로 형성될 수도 있다. 다만, 인쇄 방식으로 상기 제1 발열부(240)를 형성하는 경우, 상기 전극(220, 230)과 함께 상기 제1 발열부(240)를 형성할 수 있기 때문에, 제조 공정수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제1 발열부(240)는 홀(211)에 인접하게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 인접이라 함은 접촉 또는 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 것을 의미할 수 있다.

이때, 복수 개의 상기 홀(211)은 상호 이격되게 배치되기 때문에, 상기 제1 발열부(240) 또한 상호 이격되게 배치될 수 있다. 예컨데, 복수 개의 상기 제1 발열부(240)는 제1 방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 발열부(240)의 사이에 홀(211)이 배치될 수 있다. 상세하게, 제2 방향으로 상호 이격되게 배치되는 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에 상기 홀(211)과 제1 발열부(240)가 제1 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 발열부(240)는 상기 공기를 효율적으로 가열할 수 있다.

또한, 상기 제1 발열부(240)는 일측의 폭이 타측의 폭보다 큰 장방형으로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 제1 발열부(240)는 상기 바디(210)를 기준으로 제2 방향으로의 폭이 제1 방향으로의 폭보다 큰 장방형으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1 발열부(240)의 일측은 상기 제1 전극(220) 또는 제2 전극(230)과 전기적으로 연결될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 제2 발열부(250)를 매개로 상기 제1 발열부(240)는 상기 제1 전극(220) 및 제2 전극(230)과 전기적으로 연결될 수도 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발열부(240)의 일측은 상기 제1 전극(220)과 전기적으로 연결되고, 타측은 상기 제2 발열부(250)와 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발열부(240)의 일측과 타측은 상기 제2 발열부(250)에 전기적으로 연결될 수도 있다. 이때, 두 개의 상기 제1 발열부(240) 사이에 상기 제2 발열부(250)를 배치하여 두 개의 상기 제1 발열부(240)가 전기적으로 연결되게 할 수도 있다. 따라서, 복수 개의 제2 발열부(250)를 이용하여 상기 제1 발열부(240)를 전극(220, 230)에 전기적으로 연결하는 경우, 하나의 제2 발열부(250)가 배치된 경우보다 상기 발열유닛(200)의 국부 과열에 효과적으로 대응할 수 있다.

도 11을 참조하면, 상기 제1 발열부(240)는 온도에 따른 저항의 변화율이 선형적인 재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 발열부(240)는 온도 대비 선형적 저항 응답을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 발열부(240)는 온도에 따른 저항의 변화율이 상기 제2 발열부(250)보다 상대적으로 작은 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 발열을 고려하여, 상기 제1 발열부(240)의 전체 면적은 상기 제2 발열부(250)의 전체 면적보다 크게 형성될 수 있다.

도 11의 (a)를 참조하면, 상기 제1 발열부(240)는 온도의 상승에 따라 저항이 상승하는 재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 발열부(240)는 정온도 특성(PTC)을 가지면서도 온도 대비 저항이 선형적으로 증가하는 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 발열부(240)는 100도의 온도 변화를 기준으로 50% 이하의 저항 변화율을 가질 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 발열부(240)는 온도가 증가할수록 저항 또한 증가할 수 있다. 이러한 재질의 제1 발열부(240)는 전극(220, 230)과 함께 인쇄를 용이하게 하여 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 11의 (b)를 참조하면, 상기 제1 발열부(240)는 온도의 상승에 따라 저항이 감소하는 재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 발열부(240)는 부성 온도 특성(NTC)을 가지면서도 온도 대비 저항이 선형적으로 감소하는 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 발열부(240)는 100도의 온도 변화를 기준으로 50% 이하의 저항 변화율을 가질 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 발열부(240)는 온도가 증가할수록 저항은 감소할 수 있다. 이러한 재질의 제1 발열부(240)는 열복사 능력, 열전도성 및 내구성이 높은 장점이 있다.

상기 제2 발열부(250)는 제1 전극(220)과 제2 전극(230)을 통해 인가되는 전원에 의해 열을 발산할 수 있다. 그리고, 상기 제2 발열부(250)는 면상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 전원은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.

또한, 상기 제2 발열부(250)는 저항을 갖는 카본 계열 등의 잉크를 이용하여 인쇄 방식을 통해 상기 바디(210)에 형성될 수 있다. 또는, 상기 제2 발열부(250)는 제1 발열부(240)처럼 에칭 방식 또는 발열소자를 배치하는 방식으로도 형성될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 상기 제2 발열부(250)는 홀(211)에 인접하게 배치될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 상기 제2 발열부(250)는 상기 홀(211)과 인접하게 제1 방향을 따라 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 발열부(250)의 일측에는 복수 개의 제1 발열부(240)가 전기적으로 연결되고, 타측에는 제2 전극(230)이 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제2 발열부(250)는 제2 전극(230)과 전기적으로 연결된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 제2 발열부(250)는 제1 전극(220)과 전기적으로 연결되게 배치될 수도 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 세 개의 상기 제2 발열부(250)는 상기 홀(211)과 인접하게 제1 방향을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제2 방향을 기준으로 상기 제2 발열부(250)의 사이에는 상기 제1 발열부(240)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2 발열부(250)는 제2-1 발열부(250a)와 제2-2 발열부(250b)를 포함할 수 있으며, 상기 제2-1 발열부(250a)는 전극(220, 230)과 제1 발열부(240) 사이에 배치되는 발열부로 정의될 수 있고, 상기 제2-2 발열부(250b)는 제1 발열부(240) 사이에 배치되는 발열부로 정의될 수 있다.

또한, 상기 제2 발열부(250)는 일측의 폭이 타측의 폭보다 큰 장방형으로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 제2 발열부(250)는 상기 바디(210)를 기준으로 제1 방향으로의 폭이 제2 방향으로의 폭보다 큰 장방형으로 형성될 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 제2 발열부(250)는 온도에 따른 저항의 변화율이 비선형적인 재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 발열부(240)는 온도 대비 비선형적 저항 응답을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 발열부(250)는 소정의 온도에서 온도에 따른 저항의 변화율이 상기 제1 발열부(240)보다 상대적으로 큰 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 발열을 고려하여, 상기 제2 발열부(250)의 전체 면적은 상기 제1 발열부(240)의 전체 면적보다 작게 형성될 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 제2 발열부(250)는 온도의 상승에 따라 소정의 온도에서 저항이 급격히 상승하는 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 발열부(250)는 상온 상태의 저항 대비 10배 이상의 저항 변화를 갖는 재질로 형성될 수 있다.

특히, 상기 제2 발열부(250)는 큐리온도(변곡온도) 이상의 온도에서 전기 저항이 급격히 상승하며, 그에 따라 흐르는 전류가 감소하기 때문에 과전류를 억제하는 기능을 갖는 특성을 가질 수 있다. 상기 제2 발열부(250)의 상기 특성으로 인해, 자체 온도 안정화 기능을 가지며, 상기 제1 발열부(250)와의 직렬 연결을 통해 상기 발열유닛(200)의 과열을 억제할 수 있다. 여기서, 상기 큐리온도는 100도~140도 범위에 형성될 수 있다.

따라서, 상기 제2 발열부(250)는 상기 공기의 온도를 상승시키면서도 상기 발열유닛(200)이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 제2 발열부(250)는 난방 기능과 과열 억제 기능을 함께 가질 수 있다.

상세하게, 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)는 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.

상기 발열유닛(200)의 과열시, 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)가 큐리온도 이상으로 상승한다. 이때, 상기 제2 발열부(250)는 큐리온도 이상의 온도에서 전기 저항이 급격히 상승하는 재질로 형성되기 때문에, 상기 제2 발열부(250)는 큐리온도 이상의 온도에서 저항이 급격히 증가하게 된다. 그에 따라, 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)의 합산 저항은 증가하게 된다. 그리고, 상기 합산 저항이 증가함에 따라, 상기 제1 발열부(240)와 제2 발열부(250)에 인가되는 전류가 줄어들기 때문에, 상기 제2 발열부(250)는 발열유닛(200)의 과열을 방지할 수 있다.

한편, 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전원을 일시적으로 차단하여 상기 발열유닛(200)의 과열을 방지할 수도 있다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 발열유닛(200)의 온도 안정화를 구현할 수 있다.

한편, 상기 발열유닛(200)은 바디(210)의 플렉서블한 구조, 홀(211)과 전극(220, 230)와 제1 발열부(240)와 제2 발열부 (250) 각각의 사이즈, 형상 및 배치 위치 등에 의해 다양한 형상을 구현할 수 있다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200)의 설계 자유도가 향상될 수 있다.

도 13은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛의 제작 공정을 나타내는 도면이다.

도 13을 참조하면, 1차적으로 상기 바디(210)에 인쇄 방식을 통해 전극(220, 230)과 제1 발열부(240)를 형성할 수 있다. 그리고, 2차적으로 재질이 다른 상기 제2 발열부(250)를 인쇄 방식으로 형성할 수 있다.

따라서, 2번의 인쇄 방식으로 발열유닛(200)이 형성되기 때문에, 다른 방식보다 제작 공수를 감소시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200)의 생산 비용을 감소시킬 수 있다.

이때, 외부로 노출된 상기 전극(220, 230), 제1 발열부(240) 및 제2 발열부(250)를 보호하기 위해, 상기 발열유닛(200)은 커버 부재(260)를 더 포함할 수 있다.

상기 커버 부재(260)는 합성 수지와 같은 절연성 재질로 형성되며, 상기 전극(220, 230), 제1 발열부(240) 및 제2 발열부(250)를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 커버 부재(260)는 상기 바디(210)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.

상기 프레임(300)은 상기 발열유닛을 지지하며, 공기의 흐름을 기준으로 관통되게 형성된 복수 개의 홀을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 프레임(300)은 상기 발열유닛(200) 외에 주변의 온도와 밀접한 관계를 갖도록 열전도성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 프레임(300)은 알루미늄과 같은 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 프레임(300)은 상기 발열부(240, 250)의 열을 방열함으로써, 상기 차량용 난방장치(1)를 통과하는 공기와 용이하게 열교환할 수 있다. 따라서, 상기 프레임(300)은 차량 실내의 승온을 용이하게 수행할 수 있게 한다.

상기 홀은 상기 발열유닛(200)의 홀(211)에 대응되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 프레임(300)의 홀 및 상기 발열유닛(200)의 홀(211)을 통해 상기 공기는 차량의 실내로 공급될 수 있다. 여기서, 상기 프레임(300)에 형성된 홀은 제2 홀 또는 프레임 홀이라 불릴 수 있다.

도 14는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 프레임의 일실시예를 나타내는 단면도이다.

도 8 및 14를 참조하면, 상기 프레임(300)은 복수 개의 홀(311)이 형성된 상부 플레이트(310), 상기 상부 플레이트(310)와 이격되게 배치되며 복수 개의 홀(321)이 형성된 하부 플레이트(320), 및 상기 상부 플레이트(310)의 단부와 상기 하부 플레이트(320)의 단부를 연결하는 측벽(330)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 상부 플레이트(310)에 형성된 홀(311)은 상부 플레이트 홀 또는 제2 상부 프레임 홀이라 불릴 수 있고, 상기 하부 플레이트(320)에 형성된 홀(321)은 하부 플레이트 홀 또는 제2 하부 프레임 홀이라 불릴 수 있다.

여기서, 상기 상부 플레이트(310), 하부 플레이트(320) 및 측벽(330)은 상기 프레임(300)의 외형을 형성하며, 내부에 공간을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 공간은 열교환영역으로 제공될 수 있으며, 상기 열교환영역에 의해 열효율이 향상될 수 있다. 즉, 상기 프레임(300)은 상기 공간을 통해 상기 공간에서 공기가 일시적으로 체류하게 함으로써, 상기 발열유닛(200)의 열효율을 향상시킬 수 있다.

상기 상부 플레이트(310)는 소정의 두께를 갖는 판형의 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 상부 플레이트(310)는 공기의 흐름을 위해 상하 방향으로 관통되게 형성된 복수 개의 홀(311)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 상부 플레이트(310)의 상부면에는 상기 상부 발열유닛(200a)이 배치될 수 있다.

상기 하부 플레이트(320)는 소정의 두께를 갖는 판형의 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하부 플레이트(320)는 공기의 흐름을 위해 상하 방향으로 관통되게 형성된 복수 개의 홀(321)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 하부 플레이트(320)의 홀(321)은 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 플레이트(310)의 홀(311)과 오버랩되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 하부 플레이트(320)는 상기 상부 플레이트(310)와 소정의 간격을 갖도록 이격되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 상부 플레이트(310)와 상기 하부 플레이트(320) 사이에는 열교환영역이 형성될 수 있다.

또한, 탑승자에 대한 열복사를 위해, 상기 하부 플레이트(320)의 하부면에는 상기 하부 발열유닛(200b)이 배치될 수 있다.

한편, 상기 하부 플레이트(320)의 홀(211)에는 돌기와 같은 돌출 패턴이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 돌출 패턴은 상기 상부 플레이트(310)와 상기 하부 플레이트(320) 사이에 형성된 열교환영역에서 공기의 체류 시간을 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 열교환영역에서의 열교환 효율은 향상될 수 있다.

상기 측벽(330)은 상기 상부 플레이트(310)와 상기 하부 플레이트(320) 사이에 배치되어 상기 상부 플레이트(310)와 상기 하부 플레이트(320)를 지지할 수 있다. 이때, 상기 프레임(300)의 내부에 형성된 공간의 사이즈를 고려하여 상기 측벽(330)은 상기 상부 플레이트(310)의 단부와 상기 하부 플레이트(320)의 단부를 연결하게 배치될 수 있다.

도 15는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 프레임의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 16은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 하우징 및 프레임의 다른 실시예에 따른 발열모듈을 통한 공기의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 17은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 하우징 및 프레임의 다른 실시예에 따른 발열모듈을 통한 열교환을 나타내는 도면이다. 도 16에서 실선의 화살표는 공기의 흐름을 나타낼 수 있다. 그리고, 도 17에서 점선의 화살표는 열의 발산을 나타낼 수 있다.

도 15를 참조하면, 상기 상부 플레이트(310)의 홀(311)과 상기 하부 플레이트(320)의 홀(321)은 지그 재그로 배치할 수 있다 즉, 상기 상부 플레이트(310)의 홀(311)과 상기 하부 플레이트(320)의 홀(321)은 오버랩되지 않게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 상부 플레이트(310)와 상기 하부 플레이트(320) 사이의 공간에서 체류하는 시간을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 공기의 흐름을 기준으로 상기 상부 플레이트(310)의 상부면에는 상부 발열유닛(200a)이 배치될 수 있다. 예컨데, 공기의 흐름을 기준으로 상기 상부 발열유닛(200a)의 전단에 형성된 열교환영역과의 열교환 효율 및 상기 상부 발열유닛(200a)의 면적의 증가를 고려하여, 상기 상부 발열유닛(200a)은 상기 상부 플레이트(310)의 상부면에 배치될 수 있다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 차량용 난방장치(1)의 내부에서 형성되는 공기의 흐름 방향을 기준으로, 상기 열교환영역은 상기 상부 발열유닛(200a)의 전단(상류측)에 형성된 제1 열교환영역(A1), 및 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b) 사이에 형성된 제2 열교환영역(A2)을 포함할 수 있다. 상세하게, 상기 제2 열교환영역(A2)은 상기 상부 플레이트(310)와 상기 하부 플레이트(320) 사이에 형성될 수 있다.

상기 제1 열교환영역(A1)은 상기 상부 발열유닛(200a)의 발열부(240, 250)에서 발산하는 복사열과 하우징(400)을 따라 이동하는 공기가 열교환하는 영역일 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 열교환영역(A1)은 상기 하우징(400)의 내부에 형성될 수 있으며, 예열 영역이라 불릴 수 있다.

상기 제2 열교환영역(A2)은 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b) 사이에 형성될 수 있으며, 프레임(300)의 내부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b)은 상기 프레임(300)의 외측인 상부와 하부에 배치될 수 있다.

그에 따라, 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b) 사이에서 유동하는 공기는 상기 상부 발열유닛(200a) 및 상기 하부 발열유닛(200b) 각각에서 발산하는 복사열과 열교환할 수 있다. 상세하게, 상기 상부 발열유닛(200a)의 홀(211)을 통과한 공기는 상기 하부 발열유닛(200b)의 홀(211)을 통과하기 전에 상기 제2 열교환영역(A2)에서 믹싱되면서, 상기 상부 발열유닛(200a)과 상기 하부 발열유닛(200b) 각각에서 발산하는 열과 열교환할 수 있다.

또한, 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 발열유닛(200a)의 홀(211)과 하부 발열유닛(200b)의 홀(211)은 서로 엇갈리게 배치되어 난방 성능을 향상시킬 수 있다. 예컨데, 상기 상부 발열유닛(200a)의 홀(211)과 하부 발열유닛(200b)의 제1 발열부(240)를 일방향(공기의 흐름 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩(중첩)되게 배치하여 상기 상부 발열유닛(200a)의 홀(211)을 통과한 공기가 상기 하부 발열유닛(200b)의 발열부(240, 250)측을 타고 흐르게 함으로써, 상기 제2 열교환영역(A2)에서 상기 공기가 체류하는 시간을 더욱 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 상부 발열유닛(200a)의 제1 발열부(240)는 하부 발열유닛(200b)의 홀(211)과 일방향으로 오버랩되게 배치되어 열복사 성능을 향상시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)의 난방 효율 및 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 상부 발열유닛(200a)의 홀(211)과 하부 발열유닛(200b)의 홀(211)의 형상을 상이하게 형성하여 상기 제2 열교환영역(A2)에서 상기 공기가 체류하는 시간을 더욱 증가시킬 수 있다. 예컨데, 상기 하부 발열유닛(200b)의 홀(211)에 돌기와 같은 체류부(미도시)를 형성하여 난류를 유도함으로써, 상기 제2 열교환영역(A2)에서 상기 공기가 체류하는 시간을 더욱 증가시킬 수 있다.

한편, 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b)은 상기 제어부에 의해 각각 제어될 수 있다. 예컨데, 상기 제어부는 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b) 각각에 인가되는 전원을 제어함으로써 난방 성능을 조절할 수 있다.

상기 하우징(400)은 플로어 덕트(15)에 연통되게 연결될 수 있다. 그에 따라, 상기 하우징(400)은 플로어 덕트(15)를 통해 공급된 공기를 안내할 수 있다. 이때, 상기 하우징(400)은 상기 발열모듈(100)을 향해 공기를 배출할 수 있도록 형성된 개구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징(400)은 플라스틱과 같은 합성 수지 재질을 사출 성형하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 지지부재(500)는 상기 하우징(400)과 발열모듈(100) 사이에 배치되어 상기 발열유닛(200)을 지지할 수 있다.

상기 발열모듈(100)과의 조립성을 고려하여, 상기 지지부재(500)는 제1 지지부재(500a)와 제2 지지부재(500b)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발열모듈(100)과의 슬라이딩 결합을 위해, 상기 지지부재(500)에는 홈이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 홈은 상기 발열모듈(100)과 상기 지지부재(500) 사이의 결합을 안내할 수 있다.

그리고, 상기 제1 지지부재(500a)와 제2 지지부재(500b) 중 어느 하나에는 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 홀은 상기 발열유닛(200)에 전원을 인가하기 위해 형성될 수 있다.

상기 커버(600)는 상기 발열유닛(200)이 인체 또는 물건과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 커버(600)는 플라스틱과 같은 합성수지재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다.

상기 커버(600)는 상기 발열모듈(100)의 일측을 덮도록 배치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 커버(600)는 발열모듈(100)의 일측인 하부측에 배치될 수 있으며, 하우징(400)의 개구측에 결합하여 상기 발열모듈(100)의 이탈을 방지할 수 있다. 예컨데, 상기 커버(600)는 하우징(400)의 측면에 형성된 돌기와 결합하는 후크 등을 이용하여 상기 하우징(400)과 결합할 수 있다.

그리고, 상기 커버(600)는 공기의 토출을 위해 복수 개의 홀이 형성될 수 있다.

도 18은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버의 다른 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 19는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버의 다른 실시예를 나타내는 평면도이고, 도 20은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 21은 다른 실시예의 커버가 설치된 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 단면사시도이고, 도 22는 다른 실시예의 커버가 설치된 실시예에 따른 차량용 난방장치의 공기의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 23은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈과 가깝게 배치된 가이드를 나타내는 도면이고, 도 24는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈과 소정의 이격거리를 갖도록 배치된 가이드를 나타내는 도면이다. 도 22, 도 23 및 도 24에서 실선의 화살표는 공기의 흐름을 나타낼 수 있다.

도 18 내지 도 20을 참조하면, 상기 커버(600)는 커버 바디(610), 및 상기 커버 바디(610)의 일면에 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 가이드(620)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 가이드(620)가 상호 이격되게 배치됨에 따라, 상기 가이드(620) 사이에는 가이드 홀(630)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 커버(600)는 상기 가이드(620)의 강성을 확보하기 위해 배치되는 복수 개의 리브(640)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 리브(640)는 차폭 방향 또는 상기 제1 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 가이드(620)는 상기 제2 방향으로 배치될 수 있다.

따라서, 복수 개의 상기 가이드(620)와 리브(640)의 배치에 의해 복수 개의 가이드 홀(630)이 형성될 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 홀(630)은 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)을 갖는 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 폭(W1)은 상기 가이드 홀(630)의 최단 폭일 수 있으며, 상기 제2 폭(W2)보다 작을 수 있다. 이때, 상기 최단 폭은 2mm 이상일 수 있다. 바람직하게, 상기 최단 폭은 2mm~7mm의 범위 내에서 형성될 수 있다.

여기서, 가이드 홀(630)이 직사각형 형상으로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 가이드 홀(630)은 외관 및 상기 발열모듈(100)의 홀에 대한 매칭 등을 고려하여, 원형, 타원형 또는 육각형 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 가이드 홀(630)이 원형, 타원형 또는 육각형 등 다양한 형상으로 형성되더라도 상기 가이드 홀(630)은 최단 폭을 갖는다.

상기 가이드(620)는 차 실내로 배출되는 공기를 안내할 수 있다. 이때, 복수 개의 상기 가이드(620) 중 일부는 공기 흐름에 대해 소정의 각도(기울기)를 갖도록 배치되어 탑승자에 대한 난방 성능 및 난방 품질을 향상시킬 수 있다.

상세하게, 상기 하우징(400)은 탑승자에 대한 난방 효과를 높이기 위해, 공기가 유입되는 유입구(410)보다 개구가 크게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 하우징(400)의 개구측으로 갈수록 상기 공기의 유속이 감소될 수 있다.

그러나, 이러한 문제를 보완하기 위해, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 하우징(400)의 내면(420)과 상기 발열모듈(100) 사이의 이격 거리(D1), 상기 가이드(620)의 기울기, 및 상기 발열모듈(100)과 상기 가이드(620) 사이의 이격 거리(D2)를 통해 최적화된 풍량 및 풍향을 확보하여 탑승자에 대한 난방을 확보할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(400)의 내면(420)과 상기 발열모듈(100) 사이의 이격 거리(D1)는 제1 이격 거리 또는 제1 거리라 불릴 수 있고, 상기 발열모듈(100)과 상기 가이드(620) 사이의 이격 거리(D2)는 제2 이격 거리 또는 제2 거리라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 내면(420)은 상기 하우징의 상부측 내부면일 수 있다.

예컨데, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 유입구(410)에서 멀어질수록, 상기 하우징(400)의 내면(420)에서 상기 발열모듈까지의 이격 거리(D1)가 작아지도록 형성하여 상기 공기의 유속의 감소를 최소화할 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)가 탑승자의 발 중 어느 한쪽에 치우치게 배치되더라도, 상기 가이드(620)는 소정의 각도를 갖도록 배치되어 탑승자의 모든 발에 난방 공기를 제공할 수 있게 한다. 특히, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 하우징(400)의 유입구(410)에서 멀어질수록 상기 가이드(620)의 경사각이 커지도록 형성함으로써, 탑승자의 모든 발에 공기가 용이하게 배출되게 할 수 있다.

또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 발열모듈(100)과 상기 가이드(620) 사이의 소정의 이격 거리(D2)를 제공함으로써, 상기 가이드(620)에 의한 풍향 조절 기능을 확보할 수 있게 한다.

이에, 상기 가이드(620)는 기울기가 다른 복수 개의 가이드를 통해 최적화된 난방 효과를 구현할 수 있다.

상기 가이드(620)는 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 제1 가이드(621)와, 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 제2 가이드(622)와, 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 제3 가이드(623)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 가이드(620)는 복수 개의 제1 가이드(621)로 이루어진 제1 그룹(G1). 복수 개의 제2 가이드(622)로 이루어진 제2 그룹(G2) 및 복수 개의 제3 가이드(623)로 이루어진 제3 그룹(G3)을 통해 최적화된 풍향을 형성할 수 있다.

상기 제1 가이드(621)는 상기 발열모듈(100)을 통과한 공기의 흐름 방향, 즉 상하 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 가이드(621)는 상기 유입구(410)의 하부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 유입구(410)와 상기 제1 가이드(621)는 상하 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제2 가이드(622)와 제3 가이드(623)는 공기의 흐름을 기준으로 소정의 기울기를 갖도록 경사지게 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 가이드(622)는 제1 가이드(621)보다 상기 유입구(410)에서 멀게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제3 가이드(623)는 상기 제2 가이드(622)보다 상기 유입구(410)에서 더 멀게 배치될 수 있다.

상세하게, 상기 제2 가이드(622)는 상기 제1 가이드(621)에 대해 소정의 제1 경사각(θ1)을 갖도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 가이드(623)는 상기 제1 가이드(621)에 대해 소정의 제2 경사각(θ2)을 갖도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 경사각(θ1)은 제2 경사각(θ2)보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 유입구(410)에서 멀어질수록 상기 가이드(620)의 경사각이 커질 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 가이드(622)와 제3 가이드(623)는 탑승자에게 최적화된 공기의 풍향을 제공할 수 있다.

특히, 상대적으로 상기 제2 가이드(622)보다 기울기가 큰 제3 가이드(623)는 냉기를 많이 느끼는 신체부위측으로 상기 공기의 편중을 구현함으로써, 탑승자에 대한 공조 품질을 향상시킬 수 있다.

도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 커버(600)가 하우징(400)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 가이드(620)는 상기 발열모듈(100)과 소정의 제2 이격 거리(D2)를 갖도록 형성될 수 있다.

상세하게, 상기 발열모듈(100)에서 발생하는 열에 의해 상기 가이드(620)가 화상 온도까지 올라가는 것을 방지하거나, 또는 상기 발열모듈(100)의 홀을 통과한 공기가 상기 가이드(620)에 의해 원할하게 안내되어 탑승자에게 토출되도록, 상기 가이드(620)는 상기 발열모듈(100)과 소정의 제2 이격 거리(D2)를 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 발열모듈(100)의 홀은 상기 발열유닛(200)의 홀(211), 또는 상기 발열유닛(200)의 홀(211)에 대응되는 상기 프레임(300)의 홀일 수 있다.

이하, 상기 발열유닛(200)의 홀(211)과 상기 이격 거리(D2)의 배치 관계를 통해 상기 발열모듈(100)의 홀과 상기 제2 이격 거리(D2)의 배치 관계를 살펴보기로 한다.

도 23에 도시된 바와 같이, 상기 가이드(620)가 상기 발열모듈(100)에 너무 가깝게 배치되면, 상기 가이드(620)가 화상 온도까지 올라가는 문제가 있다.

또한, 상기 가이드(620)가 상기 발열모듈(100)에 너무 가깝게 배치되면, 상기 홀(211)을 통과한 공기의 일부가 상기 가이드 홀(630) 중 일부를 통과하지 못하는 문제가 있다. 그에 따라, 상기 가이드(620)가 제 역할을 수행하지 못하게 된다.

따라서, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 이격 거리(D2)에 대한 최적화된 설계 기준으로 제공함으로써, 상기 문제를 해결할 수 있다.

상세하게, 상기 가이드(620)가 화상 온도까지 올라가는 문제를 해결하기 위해, 상기 가이드(620)는 상기 발열모듈(100)에서 소정의 이격 거리(D2)로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 이격 거리(D2)는 3mm 이상일 수 있다. 여기서, 상기 발열모듈(100)은 기 설정된 온도까지 상승될 수 있다.

이를 전제로 상기 가이드(620)의 공기 안내의 기능을 확보하기 위해, 상기 발열모듈(100)의 홀의 면적과 관련하여 상기 이격 거리(D2)는 아래와 같이 추가적으로 제한될 수 있다.

즉, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 가이드(620)의 화상 온도까지의 온도 상승과 상기 가이드(620)의 기능을 고려하여, 상기 이격 거리(D2)를 제한할 수 있다. 이때, 상기 가이드(620)의 기능은 상기 발열모듈(100)의 홀의 면적과 관계되는바, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 홀의 폭과의 관계를 통해 상기 제2 이격 거리(D2)의 최적화된 범위를 제공한다.

도 8 및 도 24를 참조하면, 상기 발열모듈(100)의 홀은 직사각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이를 기초로 상기 발열유닛(200)의 홀(211) 또한 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 홀(211)은 최단 폭(W)을 가질 수 있다. 여기서, 상기 홀(211)의 최단 폭(W)은 3mm 이상일 수 있다. 바람직하게, 상기 최단 폭(W)은 3mm~20mm의 범위 내에서 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 최단 폭(W)은 4mm~6mm의 범위 내에서 형성될 수 있다. 더욱 더 바람직하게, 상기 최단 폭(W)은 4mm일 수 있다.

한편, 상기 제2 이격 거리(D2)는 상기 홀(211)은 최단 폭(W)과 동일하거나 또는 작게 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 제2 이격 거리(D2)는 상기 홀(211)의 최단 폭(W) 대비 1배 이하일 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 이격 거리(D2)는 상기 홀(211)의 최단 폭(W) 대비 0.15~1배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 이격 거리(D2)는 상기 홀(211)의 최단 폭(W) 대비 0.5~0.75배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 더욱 더 바람직하게, 상기 이격 거리(D2)는 상기 홀(211)의 최단 폭(W) 대비 0.75배일 수 있다. 즉, 상기 홀(211)의 최단 폭(W)이 4mm일 때 상기 이격 거리(D2)는 3mm일 수 있으며, 이러한 수치 관계에서 상기 차량용 난방장치(1)는 최적의 난방 품질 등을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 홀(211)의 최단 폭(W)은 상기 가이드 홀(630)의 최단 폭보다 크게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 홀(211)을 통과하는 공기는 상기 가이드(620)에 의해 용이하게 안내되면서도 다양한 방향으로 조절될 수 있다.

도 25는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 커버에 형성된 통풍구를 나타내는 도면으로써, 커버의 또 다른 실시예를 나타낼 수 있다.

도 25를 참조하면, 상기 커버(600)는 커버 바디(610)의 측면에 형성된 통풍구(650)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 통풍구(650)는 통풍 홀이라 불릴 수 있다.

상기 통풍구(650)는 상기 발열모듈(100)과 상기 가이드(620) 사이에 형성된 공간과 연통될 수 있다.

또한, 상기 통풍구(650)는 상기 커버 바디(610)의 일측에 하나가 형성되거나 또는 측면 각각에 다수가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 통풍구(650)는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 통풍구(650)를 통해 풍량을 증대시킬 수 있으며, 풍향의 다양성 또한 확보할 수 있다.

한편, 상기 가이드(620)를 구비하는 상기 차량용 난방장치(1)는 플로어 덕트(15)에 연통되게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 가이드(620)는 공기의 흐름에 대한 저항으로 작용할 수 있기 때문에, 공기를 멀리까지 토출해야하는 상기 공조 유닛(10)의 페이스 벤트나 디프로스 벤트에 배치되는 경우 냉난방 성능을 저하시킬 수 있다.

그러나, 상기 플로어 덕트(15)의 경우 차량의 바닥 또는 탑승자의 발을 향해 공기를 토출하기 때문에 구조상 대상체와의 거리가 상대적으로 작다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)가 상기 플로어 덕트(15)에 설치되더라도 상기 가이드(620)에 의한 공기의 유속 감소보다 난방 성능 및 품질 향상의 실익이 더 크다.

따라서, 상기 가이드(620)를 구비하는 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 플로어 덕트(15)에 연통되게 배치될 수 있다.

상기 센서(700)는 상기 발열모듈(100)에 인체 또는 물건이 접근하는 것을 감지할 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(700)는 상기 발열모듈에 인가되는 전원을 차단하는 신호를 송출할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 신호를 기반으로 상기 열을 발산하는 발열유닛(200)에 인가되는 전원을 차단할 수 있다. 또는 상기 제어부는 상기 신호를 기반으로 상기 접근을 인지시키는 소리, 광 등을 구현할 수 있다. 따라서, 상기 센서(700)는 안전장치 중 하나로 제공될 수 있다.

여기서, 상기 센서(700)는 인체 또는 사물의 정전용량을 감지하는 센서일 수 있다.

도 26은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 센서의 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 26을 참조하면, 상기 센서(700)는 정전용량을 감지하는 감지선일 수 있다. 그리고, 상기 센서(700)는 상기 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 센서(700)가 인체의 접근을 감지하면, 상기 제어부는 열을 발산하도록 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.

상기 센서(700)는 상기 커버(600)의 일측에 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 센서(700)는 상기 커버(600)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(700)는 탑승자의 접근을 효과적으로 감지할 수 있다.

도 27 내지 도 29는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 동작 제어를 나타내는 도면으로서, 도 27은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 최대 난방모드를 나타내는 도면이고, 도 28은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 마일드 난방모드를 나타내는 도면이고, 도 29는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 복사모드를 나타내는 도면이다.

도 27을 참조하면, 공조 유닛(10)의 히터(13), 블로어 유닛(20) 및 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)이 온(ON) 상태이기 때문에, 블로어 유닛(20)에 의해 공급되는 공기를 가열할 수 있다. 이때, 상기 플로어 덕트(15)에 배치되는 도어(30)는 열림 상태이다. 여기서, 상기 온(ON) 상태는 각 구성에 전원이 인가되어 동작하는 상태를 의미할 수 있다. 그리고, 공조 유닛(10)의 히터(13), 블로어 유닛(20), 도어(30) 및 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.

예컨데, 블로어 유닛(20)에 의해 공조 유닛(10)의 내부로 공급된 공기는 히터(13)를 통해 1차로 가열된 후, 상기 차량용 난방장치(1)에서 2차로 가열되어 차량의 실내로 토출될 수 있다. 그에 따라, 상기 차랑용 난방장치(1)의 최대 난방모드시, 차량의 실내는 최대로 난방될 수 있다. 이러한 최대 난방모드의 구동 조건은 외기가 영하 20도 이하의 경우이거나 또는 차량 실내 온도가 15도에 도달할 때까지일 수 있다.

도 28을 참조하면, 블로어 유닛(20) 및 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)이 온(ON) 상태로 블로어 유닛(20)에 의해 공급되는 공기를 가열할 수 있다. 이때, 공조 유닛(10)의 히터(13)는 오프(OFF) 상태이고, 상기 플로어 덕트(15)에 배치되는 도어(30)는 열림 상태이다. 여기서, 상기 오프(OFF) 상태는 구성에 전원이 차단되어 동작하지 않는 상태를 의미할 수 있다.

예컨데, 블로어 유닛(20)에 의해 공기는 공조 유닛(10)의 내부와 플로어 덕트(15)를 통해 상기 차량용 난방장치(1)로 공급될 수 있다. 그리고, 상기 공기는 상기 차량용 난방장치(1)에서 가열되어 차량의 실내로 토출될 수 있다. 그에 따라, 상기 차랑용 난방장치(1)의 마일드 난방모드시, 차량의 실내는 난방될 수 있다. 이러한 마일드 난방모드의 구동 조건은 외기가 영상 5~10도의 범위 내에 있거나, 또는 상기 최대 난방모드 후 차량 실내의 온도가 15도에 도달할 때일 수 있다.

도 29를 참조하면, 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)은 온(ON) 상태로 복사열을 통해 난방을 수행할 수 있다. 이때, 공조 유닛(10)의 히터(13)와 블로어 유닛(20)은 오프(OFF) 상태이고, 상기 플로어 덕트(15)에 배치되는 도어(30)는 닫힘 상태이다.

예컨데, 블로어 유닛(20)이 동작하지 않고, 상기 도어(30)가 닫힘 상태이기 때문에, 상기 차량용 난방장치(1)로 공기의 공급이 차단될 수 있다. 그에 따라, 상기 차랑용 난방장치(1)의 복사 난방모드시, 차량의 실내는 상기 차랑용 난방장치(1)에 의해서만 난방될 수 있다. 이러한 복사모드의 구동 조건은 차량의 냉간시동시, 영하 20도 이하의 극저온 초기, 차량의 실내 온도가 기 설정된 온도에 도달시, 또는 탑승자의 선택에 의해 구동될 수 있다.

나아가, 상기 차랑용 난방장치(1)의 복사 난방모드시, 상기 발열모듈(100)에 대한 공기의 공급이 차단되어 상기 발열모듈(100)의 온도가 상승하더라도, 상기 차랑용 난방장치(1)는 과열방지 구조가 구현된 발열유닛(200)을 이용하여 상기 발열모듈(100)의 과열을 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 차량용 난방장치
10: 공조 유닛 15: 플로어 덕트
20: 블로어 유닛 30: 도어
100: 발열모듈
200: 발열유닛
210: 바디 211: 홀
220: 제1 전극 230: 제2 전극
240: 제1 발열부 250: 제2 발열부
260: 커버 부재
300: 프레임
400: 하우징
500: 지지부재
600: 커버
610: 커버 바디 620: 가이드
630: 가이드 홀 650: 통풍구
700: 센서

Claims (14)

1. 공조 유닛에 연결되어 열을 발산하는 차량용 난방장치에 있어서,
   상기 공조 유닛에 연결되는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 배치되는 발열모듈; 및
   상기 하우징에 결합하는 커버를 포함하고,
   상기 커버는 커버 바디 및 상기 커버 바디를 통과하는 공기를 안내하는 가이드를 포함하고,
   상기 가이드는 상기 발열모듈과 소정의 이격 거리를 갖도록 배치되는 차량용 난방장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드는 제1 가이드와 제2 가이드를 포함하며,
   상기 제2 가이드는 상기 제1 가이드에 대해 소정의 경사각을 갖도록 배치되는 차량용 난방장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 발열모듈은 열을 발산하는 발열유닛; 및 상기 발열유닛을 지지하는 프레임을 포함하고,
   상기 발열유닛은 홀이 형성된 면상의 바디, 상기 바디에 배치되는 제1 전극과 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발열부를 포함하고,
   상기 이격 거리는 상기 홀의 최단 폭(W)과 동일하거나 또는 작게 형성되는 차량용 난방장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 이격 거리는 상기 홀의 최단 폭(W) 대비 0.5~0.75배의 범위 내에서 형성되는 차량용 난방장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 홀의 최단 폭(W)은 상기 커버 바디에 형성된 가이드 홀의 최단 폭보다 크게 형성되는 차량용 난방장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 하우징은 내부로 공기가 유입되게 형성된 유입구를 포함하며,
   상기 제1 가이드보다 상기 유입구에 멀게 배치되는 상기 제2 가이드는 상기 제1 가이드에 대해 소정의 경사각을 갖도록 배치되는 차량용 난방장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 유입구에서 멀어질수록, 상기 하우징의 내면에서 상기 발열모듈까지의 거리는 작아지는 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 가이드는 상기 유입구와 상하 방향으로 오버랩되게 배치되는 차량용 난방장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은 내부로 공기가 유입되게 형성된 유입구를 포함하며,
   상기 유입구에서 멀어질수록 상기 가이드의 경사각이 커지는 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 제1 폭과 제2 폭을 갖도록 형성된 복수 개의 가이드 홀을 포함하고,
    상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 작은 차량용 난방장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 발열모듈은 필름 히터 또는 PTC 히터인 차량용 난방장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 가이드는 복수 개의 제1 가이드로 이루어진 제1 그룹, 복수 개의 제2 가이드로 이루어진 제2 그룹, 및 복수 개의 제3 가이드로 이루어진 제3 그룹을 포함하며,
    상기 제2 가이드 및 제3 가이드는 상기 제1 가이드에 대해 소정의 경사각을 갖도록 배치되고,
    상기 제2 가이드의 경사각은 상기 제3 가이드의 경사각보다 작은 차량용 난방장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 상기 커버 바디의 측면에 형성된 통풍구를 더 포함하는 차량용 난방장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 공조 유닛의 플로어 덕트에 회동 가능하게 연결되는 차량용 난방장치.

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