WO2022245145A1 - 차량용 난방장치 - Google Patents

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WO2022245145A1
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heating unit
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disposed
vehicle
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오동훈
노경태
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Definitions

  • the embodiment relates to a heating device for a vehicle.
  • a heating device for a vehicle in which an overheating prevention means is disposed to prevent overheating of a heat generating unit that heats the interior of a vehicle through heat flow or thermal radiation.
  • a vehicle is equipped with an air conditioner for regulating indoor air temperature and the like.
  • the air conditioner may keep the interior of the vehicle warm by generating warm air in winter and cool the interior of the vehicle by generating cool air in summer.
  • the air conditioning device may include an air conditioning unit that supplies temperature-controlled air to a vehicle interior, and a blower unit that supplies air to the air conditioning unit.
  • the air conditioning unit may include an air conditioning case in which a plurality of discharge ducts are formed, an evaporator disposed inside the air conditioning case, a heater, and a door for adjusting an air volume. Accordingly, the air conditioning unit may adjust the temperature and air volume of air supplied to the interior of the vehicle by using the evaporator, heater, and door.
  • the heater may be a positive temperature coefficient (PTC) heater using a PTC element.
  • blower unit may supply air to the inside of the air conditioning unit using a blower rotated by an actuator (not shown).
  • the air conditioner may use an infrared lamp to perform local heating and air conditioning.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional infrared heater for a vehicle.
  • the infrared heater may perform local heating in the interior of a vehicle by using an infrared lamp 1400 .
  • the infrared heater includes a heat dissipation fin 1201 disposed in the air conditioning duct 1200, a reflector 1101 that reflects heat emitted from the infrared lamp 1400, and the reflector 1101 and the heat dissipation fin 1201 thermally.
  • a heat transfer unit 1103 for connection may be included.
  • the infrared heater may further include a blocking film 1303 covering an opening of the reflecting plate 1101 .
  • the infrared heater uses an infrared lamp 1400, it must have a reflector 1101, and must necessarily have a heat transfer unit 1103 and a heat radiation fin 1201 to transfer heat to the air conditioning duct 1200 .
  • configurations of the reflector 1101, the heat transfer unit 1103, and the radiation fin 1201 cause an increase in the size of the infrared heater. Accordingly, since the infrared heater having an increased size must occupy a part of the interior space of the vehicle, the interior space is reduced to limit the freedom of design of the vehicle.
  • overheating of the infrared heater may occur due to continuous driving of the infrared lamp 1400 .
  • the overheating may cause damage to the vehicle.
  • the infrared heater may cause a safety problem because a safety device for the occupant's access is not provided.
  • Embodiments provide a heating device for a vehicle in which an overheating prevention means is disposed to prevent overheating of a heating unit that heats the interior of a vehicle through heat flow or thermal radiation.
  • the embodiment provides a heating device for a vehicle equipped with a safety device for the safety of occupants.
  • the object includes a heating module disposed toward an occupant on an air flow path connected to an air conditioning unit to emit heat, wherein the heating module includes a heating unit; and an overheating prevention means for preventing the heating unit from overheating to a predetermined temperature or higher, wherein the heating unit includes at least one of a heat flow formed by heating the air and thermal radiation that directly radiates heat toward the occupant. It is achieved by a vehicle heating system that heats the interior of a vehicle through one.
  • the heating unit may be disposed in contact with the overheating preventing means, and the overheating preventing means may be electrically connected to the heating unit in series.
  • a relay electrically connected to the heating unit and the overheat protection unit may be further included, and the relay may cut off power supplied to the heating unit in conjunction with the temperature of the overheat protection unit disposed in contact with the heating unit.
  • the heating module further includes a frame supporting the heating unit and the overheating preventing means, the heating unit is disposed outside the frame, the overheating preventing means is disposed inside the frame, and the heat generating unit is disposed on the outside of the frame. Heat of the unit may be transferred to the overheating prevention means via the frame.
  • the frame includes an upper plate having a plurality of holes, a lower plate spaced apart from the upper plate and having a plurality of holes, and at least one rib disposed between the upper plate and the lower plate, wherein the The rib may support the upper plate and the lower plate while guiding air passing through the frame.
  • the heating unit includes a planar upper heating unit and a planar lower heating unit disposed in the frame of the heating module to be spaced apart from each other so as to form a heat exchange area, and the heat emitted from each of the upper heating unit and the lower heating unit is In the heat exchange area, heat may be exchanged with air passing through the heating unit.
  • the heat exchange area is formed in plurality, and the heat exchange area is a first heat exchange area formed at the front end of the upper heating unit based on the air flow direction, and a second heat exchange area formed between the upper heating unit and the lower heating unit.
  • a heat exchange zone is included, and the air passing through the hole of the upper heating unit is mixed in the second heat exchange zone before passing through the hole of the lower heating unit, thereby exchanging heat with radiant heat of the upper heating unit and the lower heating unit.
  • each of the upper heating unit and the lower heating unit includes a planar body in which a hole is formed, a heating unit disposed on the body, and a first electrode and a second electrode disposed on the body to apply power to the heating unit.
  • the heating unit of the lower heating unit may be arranged to overlap the hole of the upper heating unit based on the flow direction of the air.
  • control unit may selectively apply power to the upper heating unit and the lower heating unit.
  • the vehicle heating device may further include a housing rotatably connected to the discharge duct of the air conditioning unit, and the heating module may be disposed inside the housing.
  • the housing includes a duct part connected in communication with the discharge duct, and a guide for guiding air introduced into the duct part to the heating module, and the guide includes a first guide hole having a different size and a second guide hole having different sizes.
  • a body having a guide hole; and a guide protrusion protruding from the body and guiding air discharged through the first guide hole, wherein the second guide hole controls the air conditioning unit more than the first guide hole. It can be placed close to the case.
  • the vehicle heating device may further include a sensor for detecting an approach of a part of the occupant's body to the heating module.
  • the vehicle heating device may further include a door disposed inside a floor duct of the air conditioning unit, and the door may control an amount of air moving along the floor duct.
  • the housing may further include a heating unit disposed on an inner surface of the duct unit, and the heating unit may heat air moving along the inside of the duct unit.
  • the air conditioning unit includes a heat exchanger disposed therein, and air supplied to the air conditioning unit and passing through the heat exchanger may move to the flow path.
  • a housing accommodating the heating module therein and being disposed in communication with one side of the air conditioning unit, and a support member supporting the heating module so that the heating module is disposed in the housing, wherein the heating module comprises the It includes a frame on which a heating unit is disposed, and the overheating prevention means can be closely attached to the heating unit through hook coupling with the frame.
  • the overheating prevention means includes a heating element, a case for tightly fixing the heating element to the heating unit through hook coupling, and a wiring connected to one side of the heating element, and the hook of the case is a hole in the frame. can be inserted into
  • the support member includes a connector portion formed for coupling with an external power source and a power terminal disposed adjacent to the connector portion, and the hook is a hole closest to the power terminal among a plurality of holes formed in the frame. can be coupled to
  • the overheat protection means may be disposed adjacent to the power terminal.
  • the overheat protection means may be disposed away from the inlet of the housing.
  • the case may be formed of a synthetic resin material.
  • the case includes a case body including a cavity in which the heating element is disposed, the hook formed to protrude from one side of the case body, and a partition wall disposed in the cavity to support the heating element, wherein the partition wall may be disposed to be spaced apart from the inner surface of the case body.
  • the heating device for a vehicle can prevent overheating of a heating unit that heats the interior of a vehicle through heat flow or thermal radiation by using an overheating prevention means.
  • the heating unit can quickly heat the interior of the vehicle by heating the air supplied from the air conditioning unit, or directly heat the occupants using radiant heat, thereby improving heating performance and quality for the occupants. That is, since the heating device for a vehicle can selectively control heating by thermal flow and heating by thermal radiation, heating performance and quality can be improved.
  • Safety of the vehicle heating device may be improved by using a safety device.
  • direct contact of occupants with the heating unit can be prevented by using the cover.
  • the safety of the occupants can be secured by controlling driving of the heating unit using a sensor that detects the approach of a part of the occupant's body within a predetermined distance.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional infrared heater for a vehicle
  • FIG. 2 is a view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment connected to an air conditioner for a vehicle,
  • FIG. 3 is a perspective view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • 5A is a view of a vehicle heating device according to an embodiment heating an occupant's ankle side
  • 5B is a view of heating the shin side of an occupant by a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a heating module of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 8 is a view showing a surface heating unit disposed in a heating module of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 9 is a view showing the arrangement relationship of a heating unit, an overheating prevention means, and a frame disposed in a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • FIG. 10 is a view showing an electrical connection between a heating unit and an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 11 is a graph showing resistance and temperature according to the operation of a heating unit and an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 12 is a view showing another embodiment of an electrical connection relationship between a heating unit and an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 13 is a graph showing resistance and temperature in another electrical connection relationship between a heating unit and an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 14 is a view showing an embodiment of an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 15 is a view showing another embodiment of a frame disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 16 is a view showing the flow of air through a housing and a heating module of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 17 is a view showing heat exchange through a heating module of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing a housing of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 19 is a view showing a guide disposed in a housing of a vehicle heating device according to an embodiment
  • 21 is a view showing a disposition relationship between a heating module and a support member disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 22 is a view showing a sensor of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 23 is a view showing a heating unit of a vehicle heating device according to an embodiment
  • 24 to 26 are views showing operation control of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 27 is an exploded perspective view showing a modified example of an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 28 is a perspective view showing the arrangement relationship of a heating module, a modified example of an overheating prevention means, a support member, and a cover disposed in a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • 29 is a plan view showing the arrangement relationship of a heating module, a modified example of an overheating prevention means, a support member, and a cover disposed in a vehicle heating device according to an embodiment;
  • FIG. 30 is an enlarged view of the overheating prevention means shown in FIG. 28;
  • FIG. 31 is an enlarged view of a cross section of the overheating prevention means shown in FIG. 28;
  • FIG. 32 is a view showing a modified example of an overheating prevention means of a vehicle heating device according to an embodiment, a heat generating unit, and a disposition relationship of a frame,
  • FIG. 33 is a view showing a heating unit of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 34 is a bottom perspective view illustrating a case of a modified example of an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention.
  • the terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
  • the upper (above) or lower (below) (on or under) includes both those formed by direct contact between two components or by indirectly placing one or more other components between the two components.
  • the upper (above) or lower (below) includes both those formed by direct contact between two components or by indirectly placing one or more other components between the two components.
  • 'on or under' it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a vehicle heating device according to an embodiment connected to a vehicle air conditioner, and may be a conceptual diagram illustrating air flow between the vehicle air conditioner and the interior of the vehicle.
  • the vehicle heating device 1 is connected to one side of the air conditioning unit 10 that supplies air to the vehicle interior and can heat the vehicle interior through at least one of heat current and thermal radiation.
  • the blower unit 20 may supply air to the inside of the air conditioning unit 10 by using a blower rotated by an actuator (not shown).
  • the air conditioning unit 10 may include a heat exchanger for cooling such as the evaporator 12 and a heat exchanger for heating such as the heater 13 disposed therein. Accordingly, the temperature of the air passing through the air conditioning unit 10 may be adjusted.
  • the vehicle heating device 1 may be a heating module provided as a single unit, and the heating module may be disposed on an air flow path connected to the air conditioning unit 10 toward the occupant to dissipate heat.
  • the vehicle heating device 1 may be connected to one side of the air conditioning case 11 of the air conditioning unit 10 .
  • the vehicle heating device 1 may be connected in communication with a floor duct 15 or a console duct among a plurality of discharge ducts disposed on one side of the air conditioning case 11, and the floor duct 15 or the console Air moving along the duct 16 can be heated.
  • the floor duct 15 or the console duct 16 may serve as an air flow path connected to the air conditioning case 11 . Accordingly, the air supplied to the air conditioning unit 10 and passing through the heat exchanger may move to the heat generating module through the passage.
  • the heater 13 disposed inside the air conditioning case 11 heats the air to about 40 degrees, the vehicle heating device 1 connected to the end of the floor duct 15 or the console duct 16 Since the interior of the vehicle is heated by compensating for the temperature of the air, heat loss through the floor duct 15 or the console duct 16 can be minimized.
  • the heater 13 disposed inside the air conditioning case 11 blows air at 60 degrees. The interior of the vehicle was heated by heating to the above high temperature and supplying it to the interior of the vehicle. Accordingly, heat loss by the floor duct 15 or the console duct 16 occurred.
  • the heater 13 may be a positive temperature coefficient (PTC) heater using a PTC element.
  • PTC positive temperature coefficient
  • the vehicle heating device 1 can directly heat the air flowing through the heat generating module that emits heat and at the same time directly implement thermal radiation to the occupant, the heating performance for the occupant, which is the object of heating, And it is possible to minimize heat loss due to the duct while improving the heating quality.
  • the vehicle heating device 1 simultaneously performs thermal flow through the blower unit 20 and the heating unit, and thermal radiation by the heating unit, but is not necessarily limited thereto.
  • the vehicle heater 1 may selectively implement at least one of the heat flow and the thermal radiation through a controller (not shown).
  • the control unit may be an electronic control unit (ECU) of a vehicle.
  • a door 30 controlled by the control unit may be further disposed in the floor duct 15 . Accordingly, the door 30 can control or block the amount of air moving along the floor duct 15 .
  • the door 14 disposed inside the air conditioning case 11 It can be called a first door, and the door 30 disposed on the floor duct 15 can be called a duct door or a second door.
  • the door 30 is disposed in the floor duct 15 as an example, but is not necessarily limited thereto.
  • the door 30 may be disposed inside the housing of the vehicle heating device 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment
  • FIG. , FIG. 5B is a view of heating the shin side of the occupant by the vehicle heating device according to the embodiment.
  • the X direction may indicate a vehicle width direction
  • the Y direction may indicate a front-back direction of the vehicle body
  • the Z direction may indicate a vertical direction or a vertical direction.
  • the vehicle heating device 1 may be disposed on both sides of the air conditioning case 11 .
  • at least two vehicle heating devices 1 may be disposed on both sides of the air conditioning case 11 in the vehicle width direction for each of the driver's seat occupant and the passenger seat occupant, and the driver's seat or passenger's seat may be spaced at a predetermined distance from the passenger. It can be placed adjacent to.
  • the vehicle heating device 1 may be disposed on both sides of the console duct 16.
  • the console duct 16 may be one of discharge ducts formed for air conditioning of a passenger sitting in a rear seat of a vehicle.
  • vehicle heating device 1 is detachably disposed on the floor duct 15 and the console duct 16 to facilitate maintenance.
  • the vehicle heating device 1 is rotatably disposed on the floor duct 15 and the console duct 16 to adjust the heating angle. Accordingly, the vehicle heating device 1 can improve heating performance and quality for occupants.
  • the vehicle heating device 1 may be rotated to heat the ankle side of the occupant. As shown in FIG. 5B , the vehicle heating device 1 may rotate to heat the shin side of the occupant.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a heating device for a vehicle according to an embodiment.
  • the vehicle heating device 1 may include a heating module 100 disposed toward an occupant on an air flow path connected to an air conditioning unit 10 to emit heat.
  • the heating module 100 includes a heating unit 200, an overheating preventing means 300 preventing the heating unit 200 from overheating to a predetermined temperature or more, and the heating unit and the overheating preventing means 300 It may include a frame 400 for supporting.
  • the vehicle heating device 1 may include a housing 500 in which the heating module 100 is disposed. Accordingly, the heating module 100 may be accommodated in the inner space of the housing 500 . In detail, the heating module 100 may be disposed on the outlet side of the housing 500 .
  • the vehicle heating device 1 may further include a support member 600 supporting the heating module 100 so that the heating module 100 is disposed in the housing 500 .
  • the vehicle heating device 1 may further include safety devices such as a cover 700 and a sensor 800.
  • the vehicle heating device 1 may be implemented in a form in which only the heating module 100 for dissipating heat is installed at the end of the floor duct 15 or the console duct 16. Accordingly, the vehicle heating device 1 implements a compact size to secure an interior space of the vehicle.
  • the heating module 100 may be detachably and rotatably installed at the end of the floor duct 15 or the console duct 16 using the housing 500.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a heating module of a heating device for a vehicle according to an embodiment.
  • the heating module 100 may include a heating unit 200 that dissipates heat and an overheating prevention means 300 that prevents the heating unit 200 from overheating.
  • the heating unit 200 may be placed in contact with the overheating prevention means 300, and thus the heat generated in the heating unit 200 is transferred to the overheating prevention means 300 through a heat conduction method. It can be.
  • the heat generating module 100 may include a frame 400 supporting the heat generating unit 200 and the overheating prevention means 300, and the heat generating unit 200 through the frame 400 Heat formed in may be transferred to the overheat protection means (300).
  • the heating unit 200 can minimize heat loss due to the floor duct 15 and the console duct 16 formed to a predetermined length by raising the temperature of the air heated through the heater 13. For example, since the heater 13 heats the air at about 40 degrees lower than the conventional heating temperature, heat loss due to the floor duct 15 and the console duct 16 can be minimized.
  • the heating unit 200 heats and discharges the air passing through the heating unit 200, thereby heating the interior of the vehicle through heat flow.
  • the heating unit 200 can directly heat the occupants through radiant heat.
  • the heating unit 200 may be disposed toward the occupant. Accordingly, the heating unit 200 can directly heat the occupants by using thermal radiation energy.
  • the heating unit 200 may be provided as a surface heating element that generates heat using electricity. At this time, the heating unit 200 may be fixed to the outside of the frame 400 using a fixing member (not shown) such as an adhesive.
  • a plurality of heat generating units 200 may be disposed in the frame 400 to be spaced apart from each other so as to form a plurality of heat exchanging areas.
  • at least two heating units 200 may be installed on the frame 400 to be spaced apart at predetermined intervals. Accordingly, a plurality of heat exchange areas in which the heat emitted from the heating unit 200 and the air exchange heat may be formed.
  • the heating unit 200 may be formed in two layers by being spaced apart from each other in the air flow direction or in the vertical direction, and depending on the arrangement position, the upper heating unit 200a and the lower heating unit (200b). Accordingly, the heat emitted from each of the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b may exchange heat with air passing through the heating unit 200 in the heat exchange area.
  • the upper heating unit 200a may be referred to as a first heating unit
  • the lower heating unit 200b may be referred to as a second heating unit.
  • FIG. 8 is a view showing a surface heating unit disposed in a heating module of a vehicle heating device according to an embodiment.
  • the heating unit 200 includes a planar body 210 in which a plurality of holes 211 are formed, a heating unit 220 mounted on the body 210, and a heating unit 220. It may include a first electrode 230 and a second electrode 240 disposed on the body 210 to apply power.
  • the body 210 may be formed in a planar shape.
  • the body 210 may be formed in a film shape.
  • the body 210 may include a plurality of holes 211 formed through blanking molding. Accordingly, the air supplied to the inside of the housing 500 may be guided and discharged through the hole 211 .
  • the hole 211 may be formed in various shapes in consideration of the hole structure of the frame 400, air conditioning quality, and the like, and may be called a first hole, a body hole, or a ventilation hole.
  • the body 210 may be called a first body or a heating element body.
  • the heating unit 220 may dissipate heat by power applied through the first electrode 230 and the second electrode 240 . And, the heating part 220 may be formed in a planar shape. Here, the power may be controlled by the controller.
  • the heating unit 220 may be formed on the body 210 through a printing method using a carbon-based ink having resistance.
  • the heating unit 220 may be formed on the body 210 by forming a planar heating pattern on a material made of a metal thin film through an etching method.
  • the heating unit 220 may be formed by disposing a heating element such as a PTC element on the body 210 . Therefore, the heating unit 220 may be called a heating pattern or a heating element.
  • the heating unit 220 may be disposed adjacent to the hole 211 .
  • the adjacency may mean contact or being spaced apart at a predetermined interval.
  • a hole 211 may be disposed between the heating parts 220 .
  • the hole 211 and the heating part 220 may be alternately disposed along one direction.
  • holes 211 and heating units 220 may be alternately disposed between the first electrode 230 and the second electrode 240 in a first direction.
  • the first direction and the second direction may be defined as directions perpendicular to a plane.
  • the second direction may be a vehicle width direction.
  • the first electrode 230 and the second electrode 240 may apply power to the heating unit 220 .
  • the first electrode 230 may be a + electrode
  • the second electrode 240 may be a - electrode.
  • first electrode 230 and the second electrode 240 may be electrically connected to one side and the other side of the heating part 220 .
  • the heating unit 200 can implement various shapes due to the flexible structure of the body 210, the size, shape, and arrangement position of the hole 211, the heating unit 220, and the electrodes 223 and 224, respectively. have. Accordingly, the design freedom of the heating unit 200 can be improved.
  • the overheating prevention means 300 may detect overheating of the heating unit 200 .
  • the overheating prevention means 300 can prevent the heating unit 200 from overheating to a predetermined temperature or higher.
  • the overheating prevention means 300 may detect local or overall overheating of the heating unit 200 .
  • Overheating of the heating unit 200 may occur when a foreign substance is attached to a hole formed in the heating module 100 through which air passes and obstructs the flow of air.
  • overheating of the heating unit 200 occurs when the heating unit 200 is heated to a predetermined temperature or higher, such as when the heating unit 200 is driven even though the inside of the vehicle heating device 1 is in a windless state.
  • the overheating prevention means 300 may be placed in contact with the heating unit 200, and accordingly, the heat generated in the heating unit 200 may be transferred to the overheating prevention means 300 through a heat conduction method. .
  • FIG. 9 is a view showing the arrangement relationship of a heating unit, overheating prevention means, and a frame disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 11 is a graph showing the resistance and temperature according to the operation of the heating unit and the overheating prevention means disposed in the vehicle heating device according to the embodiment.
  • the overheating preventing means 300 can prevent the heating unit 200 from overheating by suppressing heat generation of the heating unit 200 .
  • the overheat protection means 300 is disposed in contact with the heating unit 200 via the frame 400, and may be electrically connected in series with the heating unit 200.
  • an example of the overheating prevention means 300 contacting the heating unit 200 through the frame 400 is taken as an example, but is not necessarily limited thereto.
  • the overheat protection means 300 may directly contact the heating unit 200 .
  • the overheating preventing means 300 When the heating unit 200 is overheated, since the overheating preventing means 300 is electrically connected in series with the heating unit 200, the temperature of the overheating preventing means 300 also rises and the heating unit 200 ) can suppress the applied current. Accordingly, the overheating prevention means 300 can suppress overheating of the heating unit 200 through a contact and electrically connected structure in series.
  • the overheating prevention means 300 may be a PTC rod using a heating element whose resistance increases as the temperature rises.
  • the heating element may be a PTC element having a PTC characteristic.
  • the PTC characteristic may have a positive temperature characteristic, and may have a characteristic in which the electrical resistance slightly decreases and then increases as the temperature increases.
  • the overheating preventing means 300 is connected in series with the heating unit 200 having a self-temperature stabilization function and having a BPTC characteristic and the overheating preventing means 300, the heat generating unit 200 overheating can be prevented.
  • the overheating prevention means 300 can prevent the heating unit 200 from overheating while increasing the temperature of the air. That is, the overheating prevention means 300 may have both a heating function and an overheating suppression function by using the heating element.
  • the heating unit 200 and the overheating prevention means 300 may be connected in series between the battery (B) and the ground (G).
  • the overheating preventing means 300 since the overheating preventing means 300 is disposed to be in contact with the heating unit 200, the temperature of the overheating preventing means 300 also rises due to heat conduction when the heating unit 200 is overheated. At this time, since the overheating preventing means 300 may use a material having a PTC characteristic, the resistance of the overheating preventing means 300 increases.
  • the overheating preventing means 300 can prevent the heating units 200 connected in series from overheating.
  • the total resistance up to (G) also has a constant value.
  • the heating unit 200 When the heating unit 200 is overheated, the total resistance from the battery B to the ground G increases due to the increase in resistance of the overheat protection means 300 . Accordingly, since the current flowing from the side of the heating unit 200 is suppressed, the increased temperature in the heating unit 200 can be suppressed. Also, as the temperature of the heat generating unit 200 decreases, the temperature of the overheating prevention means 300 also decreases, so that temperature stabilization can be achieved.
  • the overheating prevention means 300 may temporarily cut off power applied to the heating unit 200 to prevent the heating unit 200 from overheating.
  • FIG. 12 is a view showing another embodiment of an electrical connection relationship between a heating unit disposed in a vehicle heating device according to an embodiment and an overheating prevention means
  • FIG. 13 is a diagram showing a heating unit disposed in a vehicle heating device and overheating according to an embodiment. It is a graph showing resistance and temperature in different electrical connection relationships of the prevention means.
  • another embodiment of the electrical connection relationship between the heating unit 200 and the overheating prevention means 300 uses a relay R, and the relay R and the ground (G ), there is a difference in that the heating unit 200 and the overheating prevention means 300 are connected in parallel.
  • the other embodiment has the same structure in that it uses the overheat protection means 300 and the frame 400, but uses a relay R, and a heating unit between the relay R and the ground G 200) and the overheat protection means 300 are connected in a parallel structure. Accordingly, in the other embodiment, the temperature stabilization of the heating unit 200 can be implemented more quickly.
  • the relay R may block the current applied to the heating unit 200 in conjunction with the temperature of the overheating prevention means 300 .
  • the temperature of the overheat protection means 300 rises according to the overheating of the heating unit 200, and the relay R blocks the current applied to the heating unit 200 by the rise in temperature. , the temperature stabilization of the heating unit 200 can be implemented more quickly.
  • the relay (R) is disposed between the battery (B) and the ground (G), and between the relay (R) and the ground (G), the heating unit 200 and overheat prevention Means 300 may be connected in parallel.
  • the overheating prevention means 300 may be disposed in contact with the heat generating unit 200 .
  • the relay (R) may include a coil terminal (C) and a switch (S). Accordingly, the overheat protection means 300 may be connected in series between the coil terminal (C) and the ground (G). Also, the heating unit 200 may be connected in series between the switch S and the ground G.
  • the other embodiment can rapidly stabilize the temperature of the heating unit 200 .
  • At least one of the overheating prevention means 300 may be disposed inside the frame 400 .
  • FIG. 14 is a view showing an embodiment of an overheating prevention means disposed in a heating device for a vehicle according to an embodiment.
  • the overheating prevention means 300 includes a heating element 310 having at least one PCT characteristic, electrode plates 320 and 330 supplying power to the heating element 310, and a tube 340 accommodating the heating element 310 and the electrode plates 320 and 330 therein.
  • the overheating prevention means 300 may further include a guide plate 350 for guiding the arrangement of the PTC device. Accordingly, the overheat protection means 300 is provided in a tube shape to secure assembly and durability.
  • the heating element 310 may be disposed between the electrode plates 320 and 330 . In addition, as power is applied to the electrode plates 320 and 330, the heating element 310 may generate heat. At this time, the heating element 310 may be connected in series with the heating unit 200 via the electrode plates 320 and 330 .
  • the electrode plates 320 and 330 enable power to be applied to the heating element 310 .
  • the electrode plates 320 and 330 may include a positive electrode plate 320 and a negative electrode plate 330 respectively disposed on both sides of the heating element 310 .
  • the tube 340 may be formed in a pipe shape with an accommodation space therein. As shown in FIG. 14 , the tube 340 may be formed in a pipe shape having a rectangular cross section. Also, the tube 340 may be formed of a metal material such as aluminum. Here, the tube 340 may be placed in direct contact with the heating unit 200 or placed in contact with the heating unit 200 via the frame 400 .
  • the guide plate 350 may be formed in a plate shape corresponding to the electrode plates 320 and 330 . Also, the guide plate 350 may include a plurality of holes 351 in which the heating elements 310 are disposed.
  • the overheating prevention means 300 can be disposed inside the frame 400 and can use the heating element 310, it serves as an auxiliary heater for the vehicle heating device 1. can also be performed. For example, it may serve as an auxiliary heater of the vehicle heating device 1 by using a plurality of overheating prevention means 300 or by using a plurality of heating elements 310 .
  • the frame 400 may accommodate the overheating prevention means 300 therein and may include a plurality of holes 411 .
  • the frame 400 may be formed of a metal material having thermal conductivity so as to have a close relationship with the surrounding temperature in addition to the heating unit 200 . Accordingly, the frame 400 can easily increase the temperature of the vehicle interior and prevent the heating unit 200 from overheating even when at least one overheating prevention means 300 is used.
  • the hole 411 may be formed to correspond to the hole 211 of the heating unit 200 . Accordingly, the air may be supplied to the interior of the vehicle through the hole 411 of the frame 400 and the hole 211 of the heating unit 200 .
  • the hole 411 formed in the frame 400 may be called a second hole or a frame hole.
  • the frame 400 includes an upper plate 410 having a plurality of holes 411 and a lower plate 420 spaced apart from the upper plate 410 and having a plurality of holes 411 formed therein. , and a side wall 430 connecting an end of the upper plate 410 and an end of the lower plate 420 .
  • the upper plate 410, the lower plate 420, and the sidewall 430 form the outer shape of the frame 400, and may form a space therein. And, the space may be provided as a heat exchange area.
  • the upper plate 410 may be formed in a plate shape having a predetermined thickness. And, the upper plate 410 may include a plurality of holes 411 formed to penetrate in the vertical direction for air flow. Here, the hole formed in the upper plate 410 may be referred to as a second upper hole or an upper plate hole.
  • different heating qualities can be provided according to the arrangement position of the upper heating unit 200a disposed on the upper plate 410 .
  • an upper heating unit 200a may be disposed on an upper surface of the upper plate 410 based on air flow. For example, considering the heat exchange efficiency with the heat exchange area formed at the front end of the upper heating unit 200a based on the flow of air and the increase in the area of the upper heating unit 200a, the upper heating unit 200a It may be disposed on the upper surface of the upper plate 410 .
  • the upper heating unit 200a may be disposed on the lower surface of the upper plate 410. At this time, when the heating part 220 of the upper heating unit 200a is arranged to overlap the hole 211 of the lower heating unit 200a, the heat radiation capability of the vehicle heater 1 is improved.
  • the lower plate 420 may be formed in a plate shape having a predetermined thickness. And, the lower plate 420 may include a plurality of holes 411 formed to penetrate in the vertical direction for air flow.
  • the hole formed in the lower plate 420 may be referred to as a second lower hole or a lower plate hole.
  • the lower plate 420 may be formed to be spaced apart from the upper plate 410 at a predetermined interval. Accordingly, a heat exchange area may be formed between the upper plate 410 and the lower plate 420 .
  • the lower heating unit 200b may be disposed on the lower surface of the lower plate 420 to radiate heat to the occupants.
  • a protruding pattern such as a protrusion may be formed in the hole 411 of the lower plate 420 .
  • the protruding pattern may increase a residence time of air in a heat exchange area formed between the upper plate 410 and the lower plate 420 . Accordingly, heat exchange efficiency in the heat exchange area may be improved.
  • the sidewall 430 may be disposed between the upper plate 410 and the lower plate 420 to support the upper plate 410 and the lower plate 420 . At this time, considering the size of the space formed inside the frame 400, the sidewall 430 may be disposed to connect the end of the upper plate 410 and the end of the lower plate 420.
  • FIG. 15 is a view showing another embodiment of a frame disposed in a vehicle heating device according to an embodiment.
  • the frame 400 may further include at least one rib 440 disposed between the upper plate 410 and the lower plate 420 .
  • the rib 440 may support the upper plate 410 and the lower plate 420 .
  • a load such as an external force
  • deformation such as pressing may occur in the frame 400.
  • the rib 440 may be used as a support member for preventing the deformation.
  • the rib 440 may guide air passing through the frame 400 .
  • the rib 440 may guide air introduced into the hole 411 of the upper plate 410 and discharge it through the hole 411 of the lower plate 420 .
  • the ribs 440 can implement uniform flow of the air within the frame 400 or bias the air towards a body part that feels a lot of cold air. 400) may be disposed inside.
  • the rib 440 may be formed by cutting and then bending a partial area of the upper plate 410 .
  • the rib 440 may be formed through a molding method in which a partial region of the upper plate 410 is cut and bent.
  • FIG. 16 is a view showing the flow of air through the housing and the heating module of the vehicle heating device according to the embodiment
  • FIG. 17 is a diagram showing heat exchange through the heating module of the vehicle heating device according to the embodiment.
  • arrows in a solid line may indicate air flow.
  • a dotted line arrow may indicate heat dissipation.
  • the heat exchange area is a first formed at the front end (upstream side) of the upper heating unit 200a.
  • a heat exchange area A1 and a second heat exchange area A2 formed between the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b may be included.
  • the second heat exchange area A2 may be formed between the upper plate 410 and the lower plate 420 .
  • the first heat exchange area A1 may be a heat exchange area between radiant heat emitted from the heating unit 220 of the upper heating unit 200a and air moving along the duct unit 510 of the housing 500. Accordingly, the first heat exchange area A1 may be formed inside the duct unit 510 and may be referred to as a preheating area.
  • the second heat exchange area A2 may be formed between the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b based on the air flow direction, and may be formed inside the frame 400 .
  • the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b may be disposed outside the frame 400 .
  • the air flowing between the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b is supplied to the heating unit 220 of the upper heating unit 200a and the heating unit 220 of the lower heating unit 200b. It can exchange heat with radiant heat emitted from each.
  • the air passing through the hole 211 of the upper heating unit 200a is mixed in the second heat exchange area A2 before passing through the hole 211 of the lower heating unit 200b, the upper It can exchange heat with heat emitted from each of the heating unit 200a and the lower heating unit 200b.
  • the hole 211 of the upper heating unit 200a and the hole 211 of the lower heating unit 200b are arranged to be crossed with each other based on the air flow direction, so that heating performance can be improved.
  • the upper heating unit The air passing through the hole 211 of 200a flows along the heating part 220 of the lower heating unit 200b, thereby further increasing the time for the air to stay in the second heat exchange area A2.
  • the heating part 220 of the upper heating unit 200a is arranged to overlap the hole 211 of the lower heating unit 200b in one direction to improve heat radiation performance. Accordingly, heating efficiency and performance of the vehicle heating device 1 can be improved.
  • the hole 211 of the upper heating unit 200a and the hole 211 of the lower heating unit 200b are formed in different shapes to further increase the time during which the air stays in the second heat exchange area A2.
  • can increase For example, by forming a retention portion (not shown) such as a protrusion in the hole 211 of the lower heating unit 200b to induce a turbulent flow, the retention time of the air in the second heat exchange area A2 can be further increased.
  • the heating part 220 of the upper heating unit 200a and the hole 211 of the lower heating unit 200b may be arranged to overlap in one direction (air flow direction or vertical direction).
  • the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b may be respectively controlled by the controller.
  • the control unit may adjust heating performance by controlling power applied to each of the upper heating unit 200a and the lower heating unit 200b.
  • the housing 500 may be connected to the floor duct 15 in communication. At this time, one side of the housing 500 may be detachably and rotatably disposed on the floor duct 15 . Accordingly, the housing 500 may serve as a passage for the air to move from the floor duct 15 to the heating module 100 .
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing a housing of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 19 is a view showing a guide disposed in a housing of a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 20 is a diagram of a vehicle heating device according to an embodiment. It is a diagram showing the flow of air guided by the guide. An arrow shown in FIG. 20 may indicate a flow of air by the vehicle heating device 1, and a thickness of the arrow may indicate a discharge amount of the air.
  • the housing 500 may include a duct unit 510 connected in communication with the floor duct 15 and a guide 520 guiding air discharged through the duct unit 510.
  • the housing 500 may be formed in various shapes by injection molding a synthetic resin material such as plastic.
  • the duct unit 510 may guide air supplied through the floor duct 15 .
  • one side of the duct unit 510 may be disposed in communication with the floor duct 15, and the other side may include an opening 511 formed to discharge air.
  • the guide 520 may be disposed in the opening 511 .
  • the guide 520 may include a guide body 521 and a plurality of holes formed through the guide body 521 . And, the guide 520 may further include a guide protrusion 524 for guiding the air discharged through the hole.
  • the guide body 521 may be formed in a plate shape, and may be formed by injection molding a synthetic resin material such as plastic. As shown in FIG. 19, the guide body 521 is formed in a rectangular shape as an example, but is not necessarily limited thereto.
  • the plurality of holes may be formed in various shapes in consideration of the discharge amount and discharge position of the air guided through the duct unit 510 .
  • the guide protrusion 524 may protrude from the guide body 521 in an air discharge direction.
  • the guide protrusion 524 may be formed to protrude toward the heating module 100 .
  • the plurality of holes may include a first guide hole 522 and a second guide hole 523, and the first guide hole 522 and the second guide hole 523 ) may be formed on the guide body 521 in different shapes and areas. Accordingly, the air discharged through the first guide hole 522 and the second guide hole 523 may have different discharge positions and different discharge amounts.
  • the area of the first guide hole 522 may be larger than the area of the second guide hole 523, and the second guide hole 523 is larger than the first guide hole 522 in the air conditioning case. (11) may be placed close to the floor duct 15 or the console duct 16. As shown in FIG. 18 , the second guide hole 523 may be disposed farther from the guide protrusion 524 than the first guide hole 522 .
  • the two first guide holes 522 may be disposed adjacent to each other.
  • the two first guide holes 522 may be disposed symmetrically with respect to the guide protrusion 524 . That is, the guide protrusion 524 may be disposed between the two first guide holes 522 . Accordingly, the guide protrusion 524 enables the air discharged through each of the two first guide holes 522 to be guided separately.
  • the housing 500 can improve air conditioning quality for occupants through the first guide hole 522 and the second guide hole 523 having different areas. As shown in FIG. 20, the air heated by the first guide hole 522, the second guide hole 523, and the guide protrusion 524 is induced in a larger amount toward the feet, which feel more cold than other body parts. It can be. Accordingly, the vehicle heating device 1 can improve heating quality, such as a sense of warmth of the occupant, among air conditioning qualities through the arrangement and shape of the hole.
  • the support member 600 may be disposed between the housing 500 and the heating module 100 to support the heating unit 200 .
  • 21 is a view showing a disposition relationship between a heating module and a support member disposed in a heating device for a vehicle according to an embodiment.
  • the support member 600 may include a first support member 600a and a second support member 600b.
  • a groove may be formed in the support member 600 for sliding coupling with the heating module 100 .
  • the groove may guide coupling between the heating module 100 and the support member 600 .
  • a hole may be formed in one of the first support member 600a and the second support member 600b.
  • the hole may be formed to apply power to the overheat protection means 300.
  • the cover 700 can prevent the heating unit 200 from directly contacting a human body or an object.
  • the cover 700 may be disposed to cover one side of the heating module 100 . As shown in FIG. 6 , the cover 700 may be disposed on a lower side, which is one side of the heating module 100, and may prevent separation of the heating module 100 by being combined with the housing 500. . For example, the cover 700 may be coupled to the housing 500 using a hook coupled to a protrusion formed on a side surface of the housing 500 .
  • the cover 700 may be formed with a plurality of holes to discharge air.
  • the hole of the cover 700 may be formed in various shapes in consideration of air conditioning quality and the like.
  • the sensor 800 may detect a human body or object approaching the heating module 100 . Accordingly, the sensor 800 may transmit a signal for cutting off power applied to the heating module. Further, the control unit may cut off power applied to the heating unit 200 dissipating the heat based on the signal. Alternatively, the control unit may implement sound, light, etc. for recognizing the approach based on the signal. Therefore, the sensor 800 can be provided as one of the safety devices.
  • the senor 800 may be a sensor that detects the capacitance of a human body or object.
  • 22 is a view showing an embodiment of a sensor of a vehicle heating device according to an embodiment.
  • the senor 800 may be a sensing line that detects capacitance. Also, the sensor 800 may be electrically connected to the controller. Accordingly, when the sensor 800 detects the approach of a human body, the control unit may cut off power applied to the heating unit 200 to dissipate heat.
  • the sensor 800 may be disposed on one side of the cover 700 .
  • the sensor 800 may be disposed along the edge of the cover 700 . Accordingly, the sensor 800 can effectively detect the approach of the occupant.
  • FIG. 23 is a view showing a heating unit of a heating device for a vehicle according to an embodiment.
  • the vehicle heating device 1 may further include a heating unit 900 .
  • the heating unit 900 may be disposed on one surface of the inner side of the duct unit 510 to heat air moving along the inside of the duct unit 510 . Accordingly, the heating unit 900 can serve as an auxiliary heater, and further minimize heat loss through the floor duct 15 by further lowering the temperature of the air heated through the heater 13. can Furthermore, by reducing the size of the heater 13 using the heating unit 900, the size of the air conditioning unit 10 in which the heater 13 is disposed may also be reduced. Therefore, through the heating unit 900, the vehicle heating device 1 can improve the degree of freedom in designing the interior of the vehicle.
  • the heating unit 900 may include a base 910 disposed on one inner surface of the duct unit 510 and a heating unit 920 disposed on the base 910 .
  • the heating unit 920 may receive power through an electrode or the like, and the power may be controlled by a control unit. Accordingly, the vehicle heating device 1 may improve heating capability through the heating unit 900 .
  • the heating unit 900 may be disposed on the duct unit 510 by using an adhesive member (not shown).
  • the heating unit 900 may be formed by forming a heating unit 920 and an electrode electrically connected to the heating unit 920 on one inner surface of the duct unit 510 .
  • heating unit 900 may be electrically connected to the control unit and controlled by the control unit.
  • FIG. 24 to 26 are diagrams showing operation control of the vehicle heating device according to the embodiment
  • FIG. 24 is a diagram showing the maximum heating mode of the vehicle heating device according to the embodiment
  • FIG. 25 is the vehicle heating device according to the embodiment
  • 26 is a diagram showing the radiation mode of the vehicle heating device according to the embodiment.
  • the heater 13 of the air conditioning unit 10, the blower unit 20, and the heating module 100 of the vehicle heater 1 are turned on and applied to the blower unit 20.
  • the air supplied by it can be heated.
  • the door 30 disposed on the floor duct 15 is in an open state.
  • the on state may mean a state in which power is applied to each component and operated.
  • the heater 13 of the air conditioning unit 10, the blower unit 20, the door 30, and the heating module 100 of the vehicle heating device 1 may be controlled by the control unit.
  • the air supplied to the inside of the air conditioning unit 10 by the blower unit 20 is firstly heated through the heater 13, then secondarily heated by the vehicle heating device 1, and then discharged into the interior of the vehicle. It can be. Accordingly, in the maximum heating mode of the vehicle heating device 1, the interior of the vehicle can be heated to the maximum.
  • the operating condition of the maximum heating mode may be when the outdoor air is 20 degrees below zero or until the temperature inside the vehicle reaches 15 degrees.
  • the blower unit 20 and the heating module 100 of the car heater 1 may heat air supplied by the blower unit 20 in an ON state.
  • the heater 13 of the air conditioning unit 10 is in an off state, and the door 30 disposed on the floor duct 15 is in an open state.
  • the OFF state may refer to a state in which power is cut off and does not operate.
  • air may be supplied to the vehicle heater 1 through the inside of the air conditioning unit 10 and the floor duct 15 by the blower unit 20 . And, the air can be heated in the vehicle heating device 1 and discharged into the interior of the vehicle. Accordingly, in the mild heating mode of the vehicle heating device 1, the interior of the vehicle can be heated.
  • the operating condition of the mild heating mode may be when outside air is within a range of 5 to 10 degrees Celsius, or when the temperature of the vehicle interior reaches 15 degrees Celsius after the maximum heating mode.
  • the heating module 100 of the vehicle heating device 1 may perform heating through radiant heat in an ON state. At this time, the heater 13 and the blower unit 20 of the air conditioning unit 10 are in an off state, and the door 30 disposed on the floor duct 15 is in a closed state.
  • the blower unit 20 does not operate and the door 30 is closed, air supply to the vehicle heating device 1 may be cut off. Accordingly, in the radiant heating mode of the vehicle heater 1, the interior of the vehicle can be heated only by the vehicle heater 1.
  • the driving condition of the radiation mode may be driven by a cold start of the vehicle, an initial cryogenic temperature of 20 degrees below zero or less, when the interior temperature of the vehicle reaches a preset temperature, or by a passenger's selection.
  • the vehicle heating device 1 may prevent overheating of the heating module 100 by using the overheating prevention means 300.
  • FIG. 27 is an exploded perspective view illustrating a modification of an overheating prevention means disposed in a vehicle heating device according to an embodiment
  • FIG. 28 is an exploded perspective view showing a modification of a heating module, an overheating prevention means, and a support member disposed in a vehicle heating device according to an embodiment.
  • FIG. 29 is a plan view showing the arrangement relationship of a heat generating module, a modified example of an overheating prevention means, a support member, and a cover disposed in a vehicle heating device according to an embodiment.
  • FIG. 28 is an enlarged view of the overheat protection means shown in FIG. 28,
  • FIG. 31 is an enlarged view of a cross-section of the overheat protection means shown in FIG.
  • FIG. 28 and FIG. 33 is a view showing the heating unit of the vehicle heating device according to the embodiment, and FIG. 34 is an overheating prevention means disposed in the vehicle heating device according to the embodiment. It is a bottom perspective view showing a case of a modified example of.
  • the vehicle heating device 1 shown in FIG. 6 may be called a vehicle heating device according to the first embodiment
  • the vehicle heating device 1a shown in FIG. 27 is a vehicle heating device according to the second embodiment or It can be called a modified example of a vehicle heating system.
  • the overheating prevention means 300 of the vehicle heating device 1 according to the first embodiment and the overheating prevention means 300a of the vehicle heating device 1a according to the second embodiment have a position and an arrangement relationship according to the position. There are differences in , , and structure. Also, the vehicle heating device 1a according to the second embodiment may be connected to one side of the air conditioning unit 10 instead of the vehicle heating device 1 according to the first embodiment.
  • the vehicle heating device 1a includes a housing 500 in which the heating module 100 is disposed, and the heating module 100 in the housing 500. It may include a support member 600 and a cover 700 for supporting the heating module 100 so as to be disposed thereon. In addition, the vehicle heating device 1a may further include the sensor 800 . At this time, the cover of the vehicle heating device (1a) may have a difference in shape from the cover of the vehicle heating device (1), but all of the covers include a hole provided to discharge air, and the heating unit (200) ) can perform the same role as the cover in that it prevents direct contact with the human body or object.
  • the heating module 100 of the vehicle heating device 1a includes a heating unit 200, an overheating prevention means 300a for preventing the heating unit 200 from overheating to a predetermined temperature or more, and the heating unit and a frame 400 supporting the overheating prevention means 300.
  • the heating unit 200 includes a planar body 210 in which a plurality of holes 211 are formed, a heating unit 220 mounted on the body 210, and the heating unit ( 220 may include a first electrode 230 and a second electrode 240 disposed on the body 210 to apply power.
  • the hole 211 of the body 210 may be disposed to correspond to the hole 411 of the frame 400 .
  • the first electrode 230 may include a first terminal 231 disposed on one side, and the second electrode 240 may include a second terminal 241 disposed on one side.
  • the first terminal 231 may be referred to as a first electrode terminal.
  • the second terminal 241 may be called a second electrode terminal.
  • the heating unit 200 may be formed in two layers by being spaced apart from each other in the air flow direction or in the vertical direction, and may be divided into an upper heating unit 200a and a lower heating unit 200b by the arrangement position.
  • the upper heating unit 200a may be disposed above the upper plate 410 in which a plurality of holes 411 are formed, and the lower heating unit 200b is disposed to be spaced apart from the upper plate 410. It may be disposed under the lower plate 420 in which the plurality of holes 411 are formed.
  • the upper plate 410 and the lower plate 420 may be connected by a side wall 430 .
  • the overheating prevention means 300a may detect overheating of the heating unit 200 .
  • the overheating prevention means 300a can prevent the heating unit 200 from overheating to a predetermined temperature or higher.
  • the overheating prevention means 300a may be placed in contact with the heating unit 200 and may be electrically connected in series with the heating unit 200 (see FIG. 10). Accordingly, the overheating prevention means 300a can prevent overheating of the heating units 200 connected in series.
  • the heating unit 200 and the overheating prevention means 300 may be connected in parallel between the relay R and the ground G.
  • the relay (R) may include a coil terminal (C) and a switch (S).
  • the overheat protection means 300 may be connected in series between the coil terminal C and the ground G, and the heating unit 200 may be connected in series between the switch S and the ground G. It can be connected to (see FIG. 12). Accordingly, when the heat generating unit 200 is abnormally overheated, the current applied to the coil terminal C is limited by the resistance increase of the overheating prevention means 300a, so that the heat generating unit 200 through the switch S ) can block the current applied to it.
  • the overheating prevention means 300a tightly fixes the heating element 310 to the heating unit 200 through hook coupling with the heating element 310 having a PCT characteristic. It may include a case 360 and a wiring 370 connected to one side of the heating element 310 .
  • the position and structure of the overheating preventing means 300a may be determined in consideration of assembly, adhesion to the heating unit 200, sensitivity to overheating, and the like of the overheating preventing means 300a.
  • the heating element 310 may be electrically connected to a power source through a wiring 370 . At this time, the heating element 310 may be connected in series with the heating unit 200 .
  • the wiring 370 may be provided as a wire.
  • the heating element 310 may be placed in contact with the heating unit 200 .
  • the heating element 310 is disposed in contact with the upper heating unit 200a, and the temperature of the heating element 310 may rise corresponding to the temperature of the upper heating unit 200a.
  • the heating element 310 can suppress overheating of the heating unit 200 through the series connection of the PCT characteristics and the heating unit 200 described above.
  • the case 360 may bring the heating element 310 into close contact with the heating unit 200 through coupling with the frame 400 .
  • the case 360 may be formed of a synthetic resin material such as plastic to improve the temperature sensitivity of the heat generating unit 200 by minimizing the influence of external heat.
  • the case 360 may include a case body 361 having a space therein, that is, a cavity 361a, and a hook 362 protruding from the case body 361.
  • the case 360 may include a barrier rib 363 for isolating the heating element 310 disposed in the cavity 361a from an external environment.
  • the case body 361, the hook 362, and the partition wall 363 may be integrally formed.
  • the case body 361 may be formed in a tubular shape to accommodate the heating element 310 therein. Accordingly, the case body 361 may include the cavity 361a in which the heating element 310 is disposed, and the size of the cavity 361a may be adjusted by the position of the partition wall 363. have.
  • An opening may be formed at one side of the case body 361 in consideration of contact between the heating unit 200 and the heating element 310 .
  • the hook 362 may protrude toward the hole 411 of the frame 400 from one side of the case body 361 .
  • the hook 362 may pass through the hole 211 of the upper heating unit 200a and the hole 411 of the frame, and then be fixed to the frame 400 using the hook 362a. have.
  • the heating element 310 may be tightly fixed to the heating unit 200 by hook coupling of the hook 362 and the frame 400 .
  • the barrier rib 363 is disposed on the case body 361 to support the heating element 310 and at the same time minimize the influence of the external environment.
  • the barrier rib 363 may be disposed to be spaced apart from the inner surface 361b of the case body 361 . Accordingly, an air gap may be formed between the inner surface 361b of the case body 361 and the partition wall 363 . Accordingly, the air gap can further minimize the influence of the heating element 310 from the external environment.
  • the support member 600 may include a first support member 600a and a second support member 600b.
  • the support member 600 may include a connector part 610 and a power terminal 620 formed for coupling and electrical connection with an external power source.
  • the connector part 610 and the power terminal 620 may be disposed far from the inlet 510a of the housing 500 in order to provide an optimized arrangement position of the overheating prevention means 300a.
  • the connector part 610 may be formed on one side of a body of a support member that surrounds and supports one side of the heating module 100, and the power terminal 620 is It may be disposed adjacent to the connector unit 610 .
  • the overheating prevention means 300a may be disposed above the heating module 100 . At this time, the overheating prevention means 300a may be hooked to the hole 411 of the frame 400 and adhered to the upper heating unit 200a.
  • the overheating preventing means 300a is disposed outside the heat generating module 100 and uses a hook coupling. assembly can be improved.
  • the overheating prevention means 300a may be disposed above the heating module 100 and inside the housing 500 . Accordingly, the overheating prevention means 300a mainly reacts to the air moving along the inside of the housing 500 and the heat generated from the heat generating unit 200 in a state where external heat influence is minimized.
  • the overheating prevention means 300a disposed above the heating module 100 can more easily respond to the rising air.
  • the overheat protection means 300a may be disposed away from the inlet 510a of the housing 500 .
  • the vehicle heating device 1a may more easily respond to the overheating by disposing the overheating prevention means 300a away from the inlet 510a.
  • the inlet 510a is an area communicating with one side of the air conditioning unit 10, and air may flow into the housing 500 through the inlet 510a.
  • the overheating prevention means 300a is disposed in direct contact with the upper heating unit 200a, which is excluded from contact with the outside by the frame 400, the housing 500, etc., the possibility of overheating is relatively low. It can easily respond to overheating of the upper heat generating unit (200a).
  • the overheat protection means 300a may be disposed adjacent to the power terminal 620 . Accordingly, since the length of the wiring 370 is relatively short, the resistance of the wiring 370 can be reduced. Therefore, the overheating prevention means 300a can improve overheating determination and sensitivity to overheating.
  • the hook 362 of the overheat protection means 300a may be coupled to a hole 411 closest to the power terminal 620 among a plurality of holes 411 formed in the frame 400 . Accordingly, a distance from the power terminal 620 to the overheat protection means 300a may be much smaller than a distance from the power terminal 620 to the inlet 510a.
  • Reference Numerals 1, 1a vehicle heating device, 10: air conditioning unit, 15: floor duct, 20: blower unit, 30: door, 100: heating module, 200: heating unit, 210: body, 211: hall, 220: heating unit, 230: first electrode, 240: second electrode, 300, 300a: overheat protection means, 362: hook, 400: frame, 500: housing, 600: support member, 700: cover, 800: sensor, 900: heating unit

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Abstract

실시예는 공조 유닛에 연결된 공기의 유로 상에 탑승자를 향해 배치되어 열을 발산하는 발열모듈을 포함하고, 상기 발열모듈은 발열유닛; 및 상기 발열유닛이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하는 과열방지수단을 포함하고, 상기 발열유닛은 상기 공기를 가열하여 형성되는 열대류, 및 상기 탑승자를 향해 직접 열을 복사하는 열복사 중 적어도 어느 하나를 통해 차실내를 난방하는 차량용 난방장치를 개시한다.

Description

차량용 난방장치
실시예는 차량용 난방장치에 관한 것이다. 상세하게, 열대류 또는 열복사를 통해 차량의 실내를 난방하는 발열유닛의 과열을 방지하도록, 과열방지수단이 배치된 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 블로워 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 블로워 유닛은 액츄에이터(미도시)에 의해 회전하는 블로워를 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 발열유닛의 과열을 방지하도록 과열방지수단이 배치된 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 연결된 공기의 유로 상에 탑승자를 향해 배치되어 열을 발산하는 발열모듈을 포함하고, 상기 발열모듈은 발열유닛; 및 상기 발열유닛이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하는 과열방지수단을 포함하고, 상기 발열유닛은 상기 공기를 가열하여 형성되는 열대류, 및 상기 탑승자를 향해 직접 열을 복사하는 열복사 중 적어도 어느 하나를 통해 차실내를 난방하는 차량용 난방장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 발열유닛은 상기 과열방지수단과 접촉되게 배치되고, 상기 과열방지수단은 상기 발열유닛과 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 또는, 상기 발열유닛과 상기 과열방지수단에 전기적으로 연결되는 릴레이를 더 포함하고, 상기 릴레이는 상기 발열유닛과 접촉하게 배치되는 상기 과열방지수단의 온도에 연동되어 상기 발열유닛으로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
또한, 상기 발열모듈은 상기 발열유닛과 상기 과열방지수단을 지지하는 프레임을 더 포함하고, 상기 발열유닛은 상기 프레임의 외측에 배치되며, 상기 과열방지수단은 상기 프레임의 내부에 배치되고, 상기 발열유닛의 열은 상기 프레임을 매개로 상기 과열방지수단에 전달될 수 있다.
그리고, 상기 프레임은 복수 개의 홀이 형성된 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트와 이격되게 배치되며 복수 개의 홀이 형성된 하부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는 적어도 하나의 리브를 포함하고, 상기 리브는 상기 프레임을 통과하는 공기를 안내하면서 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트를 지지할 수 있다.
한편, 상기 발열유닛은 열교환영역이 형성되도록 상호 이격되게 상기 발열모듈의 프레임에 배치되는 면상의 상부 발열유닛와 면상의 하부 발열유닛를 포함하고, 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛 각각에서 발산하는 열은 상기 열교환영역에서 상기 발열유닛을 통과하는 공기와 열교환할 수 있다.
여기서, 상기 열교환영역은 복수 개가 형성되며, 상기 열교환영역은 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 발열유닛의 전단에 형성된 제1 열교환영역, 및 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛 사이에 형성된 제2 열교환영역을 포함하고, 상기 상부 발열유닛의 홀을 통과한 공기는 상기 하부 발열유닛의 홀을 통과하기 전에 상기 제2 열교환영역에서 믹싱되면서 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛의 복사열과 열교환할 수 있다.
그리고, 상기 상부 발열유닛 및 상기 하부 발열유닛 각각은, 홀이 형성된 면상의 바디, 상기 바디에 배치되는 발열부, 및 상기 발열부에 전원을 인가하도록 상기 바디에 배치되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 하부 발열유닛의 발열부는 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 발열유닛의 홀과 오버랩되게 배치될 수 있다.
그리고, 제어부는 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛에 선택적으로 전원을 인가할 수 있다.
한편, 상기 차량용 난방장치는 상기 공조 유닛의 토출 덕트에 회동 가능하게 연결되는 하우징을 더 포함하고, 상기 발열모듈은 상기 하우징의 내부에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 하우징은 상기 토출 덕트에 연통되게 연결되는 덕트부, 및 상기 덕트부의 내부로 유입된 공기를 상기 발열모듈로 안내하는 가이드를 포함하고, 상기 가이드는 사이즈가 상이한 제1 가이드홀과 제2 가이드홀이 형성된 바디, 및 상기 바디에서 돌출되게 형성되어 상기 제1 가이드홀을 통해 토출되는 공기를 안내하는 가이드 돌기를 포함하며, 상기 제2 가이드홀은 상기 제1 가이드홀보다 상기 공조 유닛의 공조 케이스에 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 상기 차량용 난방장치는 상기 탑승자의 신체 일부가 상기 발열모듈에 접근하는 것을 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량용 난방장치는 상기 공조 유닛의 플로어 덕트의 내부에 배치되는 도어를 더 포함할 수 있으며, 상기 도어는 상기 플로어 덕트를 따라 이동하는 공기의 양을 조절할 수 있다. 여기서, 상기 하우징은 상기 덕트부의 내부측 일면에 배치되는 히팅부를 더 포함하며, 상기 히팅부는 상기 덕트부의 내부를 따라 이동하는 공기를 가열할 수 있다.
또한, 상기 공조 유닛은 내부에 배치되는 열교환기를 포함하고, 상기 공조 유닛에 공급되어 상기 열교환기를 통과한 공기는 상기 유로로 이동할 수 있다.
한편, 상기 발열모듈을 내부에 수용하며 상기 공조 유닛의 일측에 연통되게 배치되는 하우징, 및 상기 하우징에 상기 발열모듈이 배치되도록 상기 발열모듈을 지지하는 지지부재를 더 포함하고, 상기 발열모듈은 상기 발열유닛이 배치되는 프레임을 포함하며, 상기 과열방지수단은 상기 프레임과의 후크 결합을 통해 상기 발열유닛에 밀착될 수 있다.
여기서, 상기 과열방지수단은 발열소자, 후크 결합을 통해 상기 발열소자를 상기 발열유닛에 밀착 고정시키는 케이스, 및 상기 발열소자의 일측에 연결된 와이어링을 포함하고, 상기 케이스의 후크는 상기 프레임의 홀에 삽입될 수 있다.
바람직하게, 상기 지지부재는 외부 전원과의 결합을 위해 형성된 커넥터부와 상기 커넥터부와 인접하게 배치되는 전원 터미널을 포함하고, 상기 후크는 상기 프레임에 형성된 복수 개의 홀 중 상기 전원 터미널과 가장 가까운 홀에 결합할 수 있다.
바람직하게, 상기 과열방지수단은 상기 전원 터미널과 인접하게 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 과열방지수단은 상기 하우징의 유입구에서 멀게 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 케이스는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 케이스는 상기 발열소자가 배치되는 캐비티를 포함하는 케이스 바디, 상기 케이스 바디의 일측에서 돌출되게 형성된 상기 후크, 및 상기 캐비티에 배치되어 상기 발열소자를 지지하는 격벽을 포함하며, 상기 격벽은 상기 케이스 바디의 내부면과 이격되게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 차량용 난방장치는 과열방지수단을 이용하여 열대류 또는 열복사를 통해 차량의 실내를 난방하는 발열유닛의 과열을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 발열유닛은 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 향상시킬 수 있다.
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 공조장치에 연결되는 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 사시도이고,
도 4는 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 난방장치의 발열모듈을 나타내는 분해사시도이고,
도 8은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈에 배치되는 면상의 발열유닛을 나타내는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛, 과열방지수단 및 프레임의 배치관계를 나타내는 도면이고,
도 10은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 전기적 연결관계를 나타내는 도면이고,
도 11은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 동작에 따른 저항 및 온도를 나타내는 그래프이고,
도 12는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 전기적 연결관계에 대한 다른 실시예를 나타내는 도면이고,
도 13은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 다른 전기적 연결관계에서 저항 및 온도를 나타내는 그래프이고,
도 14는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 과열방지수단의 일 실시예를 나타내는 도면이고,
도 15는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 프레임의 다른 실시예를 나타내는 도면이고,
도 16은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 하우징 및 발열모듈을 통한 공기의 흐름을 나타내는 도면이고,
도 17는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈을 통한 열교환을 나타내는 도면이고,
도 18은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 하우징을 나타내는 분해사시도이고,
도 19는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 하우징에 배치되는 가이드를 나타내는 도면이고,
도 20은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 가이드에 의해 안내되는 공기의 흐름을 나타내는 도면이고,
도 21은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈과 지지부재의 배치 관계를 나타내는 도면이고,
도 22는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 센서를 나타내는 도면이고,
도 23은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 히팅부를 나타내는 도면이고,
도 24 내지 도 26은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 동작 제어를 나타내는 도면이고,
도 27은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 과열방지수단의 변형예를 나타내는 분해사시도이고,
도 28은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈, 과열방지수단의 변형예, 지지부재, 및 커버의 배치관계를 나타내는 사시도이고,
도 29는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈, 과열방지수단의 변형예, 지지부재, 및 커버의 배치관계를 나타내는 평면도이고,
도 30은 도 28에 도시된 과열방지수단을 확대하여 나타내는 도면이고,
도 31은 도 28에 도시된 과열방지수단의 단면을 확대하여 나타내는 도면이고,
도 32는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 과열방지수단의 변형예, 발열유닛, 및 프레임의 배치 관계를 나타내는 도면이고,
도 33은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛을 나타내는 도면이고,
도 34는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 과열방지수단의 변형예의 케이스를 나타내는 저면사시도이다.
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 공조장치에 연결되는 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 도면으로써, 차량용 공조장치와 차량 실내 사이의 공기 흐름을 나타내는 개념도일 수 있다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 차량용 난방장치(1)는 차량 실내에 공기를 공급하는 공조 유닛(10)의 일측에 연결되어 열대류 및 열복사 중 적어도 어느 하나를 통해 차실내를 난방할 수 있다. 이때, 블로워 유닛(20)은 액츄에이터(미도시)에 의해 회전하는 블로워를 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.
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 연결될 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 덕트에 연통되게 연결될 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.
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. 여기서, 상기 히터(13)는 피티씨 소자를 이용하는 피티씨(PTC: Positive Temperature Coefficient) 히터일 수 있다.
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 블로워 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.
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 있다.
도 3은 실시예에 따른 차량용 난방장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 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 분해사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 차량용 난방장치(1)는 공조 유닛(10)에 연결된 공기의 유로 상에 탑승자를 향해 배치되어 열을 발산하는 발열모듈(100)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 발열모듈(100)은 발열유닛(200), 상기 발열유닛(200)이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하는 과열방지수단(300) 및 상기 발열유닛과 상기 과열방지수단(300)을 지지하는 프레임(400)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 발열모듈(100)이 내부에 배치되는 하우징(500)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 발열모듈(100)은 하우징(500)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 상세하게, 상기 발열모듈(100)은 상기 하우징(500)의 배출구측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 하우징(500)에 상기 발열모듈(100)이 배치되도록 상기 발열모듈(100)을 지지하는 지지부재(600)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량용 난방장치(1)는 커버(700) 및 센서(800)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 설치하는 형태로 구현될 수 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(500)을 이용하여 발열모듈(100)을 플로어 덕트(15) 또는 콘솔 덕트(16)의 단부에 착탈 및 회전 가능하게 설치될 수도 있다.
도 7은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈을 나타내는 분해사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 발열모듈(100)은 열을 발산하는 발열유닛(200), 및 상기 발열유닛(200)의 과열을 방지하는 과열방지수단(300)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 발열유닛(200)은 상기 과열방지수단(300)과 접촉하게 배치될 수 있으며, 그에 따라 상기 발열유닛(200)에서 형성되는 열은 열전도 방식을 통해 상기 과열방지수단(300)으로 전달될 수 있다.
또한, 상기 발열모듈(100)은 상기 발열유닛(200)과 상기 과열방지수단(300)을 지지하는 프레임(400)을 포함할 수 있으며, 상기 프레임(400)을 매개로 상기 발열유닛(200)에서 형성되는 열은 상기 과열방지수단(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.
또한, 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(400)의 외측에 고정될 수 있다.
한편, 상기 발열유닛(200)은 복수 개의 열교환영역이 형성되도록 상호 이격되게 상기 프레임(400)에 복수 개가 배치될 수 있다. 예컨데, 적어도 두 개의 발열유닛(200)은 소정의 간격으로 이격되게 상기 프레임(400)에 설치될 수 있다. 그에 따라 발열유닛(200)에서 발산하는 열과 상기 공기가 열교환하는 열교환영역은 복수 개가 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 발열유닛(200)은 공기의 흐름 방향 또는 상하 방향으로 상호 이격되게 배치하여 2층으로 형성할 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 8은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열모듈에 배치되는 면상의 발열유닛을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 발열유닛(200)은 복수 개의 홀(211)이 형성된 면상의 바디(210), 상기 바디(210)에 실장되는 발열부(220), 및 상기 발열부(220)에 전원을 인가하도록 상기 바디(210)에 배치되는 제1 전극(230)과 제2 전극(240)을 포함할 수 있다.
상기 바디(210)는 면상으로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 바디(210)는 필름형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 바디(210)는 블랭킹 성형을 통해 관통되게 형성된 복수 개의 홀(211)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 하우징(500)의 내부로 공급된 공기는 상기 홀(211)을 통해 안내되어 토출될 수 있다. 여기서, 상기 홀(211)은 상기 프레임(400)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 발열부(220)는 제1 전극(230)과 제2 전극(240)을 통해 인가되는 전원에 의해 열을 발산할 수 있다. 그리고, 상기 발열부(220)는 면상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 전원은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 발열부(220)는 저항을 갖는 카본 계열 등의 잉크를 이용하여 인쇄 방식을 통해 상기 바디(210)에 형성될 수 있다. 또는, 상기 발열부(220)는 에칭 방식을 통해 금속 재질의 박막으로 이루어진 재료에 면상의 발열 패턴을 형성하는 방식으로 상기 바디(210)에 형성될 수 있다. 또는, 상기 발열부(220)는 피티씨 소자와 같은 발열소자를 상기 바디(210)에 배치하는 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 발열부(220)는 발열패턴 또는 발열소자 등으로 불릴 수 있다.
또한, 상기 발열부(220)는 홀(211)에 인접하게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 인접이라 함은 접촉 또는 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 것을 의미할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 발열부(220)의 사이에 홀(211)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(230)과 제2 전극(240) 사이에 홀(211)과 발열부(220)가 일방향을 따라 교대로 배치될 수 있다. 상세하게, 상기 공기의 효율적인 가열을 위해, 상기 제1 전극(230)과 제2 전극(240) 사이에 제1 방향으로 홀(211)과 발열부(220)가 교대로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향과 제2 방향은 평면상 수직한 방향으로 정의될 수 있다. 그리고, 상기 제2 방향은 차폭 방향일 수 있다.
상기 제1 전극(230)과 제2 전극(240)은 상기 발열부(220)에 전원을 인가할 수 있다. 여기서, 제1 전극(230)은 + 전극일 수 있으며, 제2 전극(240)은 - 전극일 수 있다.
그리고, 상기 제1 전극(230)과 제2 전극(240)은 상기 발열부(220)의 일측과 타측에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 발열유닛(200)은 바디(210)의 플렉서블한 구조, 홀(211)과 발열부(220)와 전극(223, 224) 각각의 사이즈, 형상 및 배치 위치 등에 의해 다양한 형상을 구현할 수 있다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200)의 설계 자유도가 향상될 수 있다.
상기 과열방지수단(300)은 발열유닛(200)의 과열을 감지할 수 있다. 상세하게, 상기 과열방지수단(300)은 발열유닛(200)이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)의 국부 또는 전체의 과열을 감지할 수 있다.
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 구동하는 경우와 같이 상기 발열유닛(200)이 기 설정된 온도 이상으로 가열되는 경우를 나타낼 수 있다.
상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)과 접촉되게 배치될 수 있으며, 그에 따라 상기 발열유닛(200)에서 형성된 열은 열전도 방식을 통해 상기 과열방지수단(300)에 전달될 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛, 과열방지수단 및 프레임의 배치관계를 나타내는 도면이고, 도 10은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 전기적 연결관계를 나타내는 도면이고, 도 11은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 동작에 따른 저항 및 온도를 나타내는 그래프이다.
상기 발열유닛(200)의 과열시, 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)의 발열을 억제하여 상기 발열유닛(200)의 과열을 방지할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 과열방지수단(300)은 상기 프레임(400)을 매개로 상기 발열유닛(200)과 접촉되게 배치되며, 전기적으로 상기 발열유닛(200)과 직렬 연결될 수 있다. 여기서, 상기 과열방지수단(300)은 상기 프레임(400)을 매개로 상기 발열유닛(200)과 접촉되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)과 직접 접촉할 수도 있다.
상기 발열유닛(200)의 과열 상태시, 상기 과열방지수단(300)은 전기적으로 상기 발열유닛(200)과 직렬 연결되기 때문에, 상기 과열방지수단(300)의 온도 또한 상승하여 상기 발열유닛(200)으로 인가되는 전류를 억제할 수 있다. 그에 따라, 상기 과열방지수단(300)은 접촉 및 전기적으로 직렬 연결되는 구조를 통해 상기 발열유닛(200)이 과열되는 것을 억제할 수 있다.
상기 과열방지수단(300)은 온도의 상승에 따라 저항이 상승하는 발열소자를 이용하는 피티씨 로드일 수 있다. 예컨데, 상기 발열소자는 피티씨 특성을 갖는 피티씨 소자일 수 있다. 여기서, 상기 피티씨 특성이라 함은 정온도 특성을 가지며, 온도가 올라갈수록 전기 저항이 약간 감소한 후 상승하는 특성을 가질 수 있다. 특히, 큐리온도(변곡온도) 이상의 온도에서 전기 저항이 급격히 상승하며, 그에 따라 흐르는 전류가 감소하기 때문에 과전류를 억제하는 기능을 갖는 특성을 가질 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 자체 온도 안정화 기능을 가지며, 비피티씨 특성을 가지는 발열유닛(200)과 상기 과열방지수단(300)의 직렬 연결을 통해 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)의 과열을 억제할 수 있다.
따라서, 상기 과열방지수단(300)은 상기 공기의 온도를 상승시키면서도 상기 발열유닛(200)이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열소자을 이용하여 난방 기능과 과열 억제 기능을 함께 가질 수 있다.
상세하게, 상기 발열유닛(200)과 상기 과열방지수단(300)은 배터리(B)와 그라운드(G) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)과 접촉되게 배치되기 때문에, 상기 발열유닛(200)의 과열시 열전도에 의해 상기 과열방지수단(300) 또한 온도가 상승한다. 이때, 상기 과열방지수단(300)은 피티씨 특성을 갖는 소재가 이용될 수 있기 때문에, 상기 과열방지수단(300)의 저항은 증가하게 된다.
그에 따라, 상기 발열유닛(200)의 저항이 일정한 상태에서 상기 과열방지수단(300)의 저항은 증가하기 때문에, 상기 과열방지수단(300)과 발열유닛(200)의 합산 저항은 증가하게 된다. 그리고, 상기 합산 저항이 증가함에 따라, 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전류가 줄어들기 때문에, 상기 과열방지수단(300)은 직렬로 연결된 발열유닛(200)의 과열을 방지할 수 있다.
도 11을 참조하면, 정상 작동시, 상기 발열유닛(200)의 온도는 일정하고, 그에 따라 상기 발열유닛(200) 및 과열방지수단(300)의 저항이 일정하기 때문에, 배터리(B)에서 그라운드(G)까지의 전체 저항 또한 일정한 값을 갖게된다.
상기 발열유닛(200)의 이상 과열 작동시, 상기 과열방지수단(300)의 저항 상승으로 인해 배터리(B)에서 그라운드(G)까지의 전체 저항이 상승하게 된다. 그에 따라, 상기 발열유닛(200) 측에서 흐르는 전류가 억제되기 때문에, 상기 발열유닛(200)에서 상승된 온도는 억제될 수 있다. 그리고, 상기 발열유닛(200)의 온도가 낮아짐에 따라, 상기 과열방지수단(300)의 온도 또한 낮아져 온도 안정화가 이루워질 수 있다.
상기 발열유닛(200)의 과열시, 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전원을 일시적으로 차단하여 상기 발열유닛(200)의 과열을 방지할 수도 있다.
도 12는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 전기적 연결관계에 대한 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 13은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열유닛과 과열방지수단의 다른 전기적 연결관계에서 저항 및 온도를 나타내는 그래프이다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 상기 발열유닛(200)과 과열방지수단(300)의 전기적 연결관계에 대한 다른 실시예는 릴레이(R)를 이용한다는 점, 및 릴레이(R)와 그라운드(G) 사이에 발열유닛(200)과 과열방지수단(300)이 병렬로 연결된다는 점에서 차이가 있다. 예컨데, 상기 다른 실시예는 과열방지수단(300)과 프레임(400)을 이용한다는 점에서 동일한 구조를 갖지만, 릴레이(R)를 이용하고, 릴레이(R)와 그라운드(G) 사이에 발열유닛(200)과 과열방지수단(300)을 병렬 구조로 연결한다는 점에서 차이가 있다. 그에 따라, 상기 다른 실시예는 상기 발열유닛(200)의 온도 안정화를 보다 빠르게 구현할 수 있다.
상기 발열유닛(200)의 과열시, 상기 릴레이(R)는 상기 과열방지수단(300)의 온도에 연동하여 상기 발열유닛(200)으로 인가되는 전류를 차단할 수 있다. 예컨데, 상기 발열유닛(200)의 과열에 따라 상기 과열방지수단(300)의 온도가 상승하며, 상기 온도의 상승에 의해 상기 릴레이(R)는 상기 발열유닛(200)으로 인가되는 전류를 차단함으로써, 상기 발열유닛(200)의 온도 안정화를 더욱 빠르게 구현할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 릴레이(R)는 상기 배터리(B)와 그라운드(G) 사이에 배치되며, 상기 릴레이(R)와 그라운드(G) 사이에 상기 발열유닛(200)과 과열방지수단(300)은 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 구조적으로 상기 과열방지수단(300)은 상기 발열유닛(200)과 접촉되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 릴레이(R)는 코일 단자(C)와 스위치(S)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 코일 단자(C)와 그라운드(G) 사이에 상기 과열방지수단(300)은 직렬로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 스위치(S)와 그라운드(G) 사이에 상기 발열유닛(200)은 직렬로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 발열유닛(200)의 이상 과열 작동시, 상기 과열방지수단(300)의 저항 상승으로 상기 코일 단자(C)에 걸리는 전류를 제한함으로써, 스위치(S)를 통해 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전류를 차단할 수 있다. 그에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 다른 실시예는 빠르게 상기 발열유닛(200)의 온도 안정화를 구현할 수 있다.
상기 과열방지수단(300)은 상기 프레임(400) 내부에 적어도 하나가 배치될 수 있다.
도 14는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 과열방지수단의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 14를 참조하면, 상기 과열방지수단(300)은 적어도 하나 이상의 피티씨 특성을 갖는 발열소자(310), 상기 발열소자(310)에 전원을 공급하는 전극판(320, 330), 및 상기 발열소자(310)와 상기 전극판(320, 330)을 내부에 수용하는 튜브(340)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 과열방지수단(300)은 상기 피티씨 소자의 배치를 안내하는 가이드판(350)을 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 과열방지수단(300)은 튜브 형태로 제공되어 조립성 및 내구성을 확보할 수 있다.
상기 발열소자(310)는 전극판(320, 330) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 전극판(320, 330)에 전원이 인가됨에 따라, 상기 발열소자(310)는 발열할 수 있다. 이때, 상기 발열소자(310)는 전극판(320, 330)을 매개로 상기 발열유닛(200)과 직렬로 연결될 수 있다.
상기 전극판(320, 330)은 상기 발열소자(310)에 전원을 인가할 수 있게 한다. 여기서, 상기 전극판(320, 330)은 상기 발열소자(310)의 양측에 각각 배치되는 양극판(320) 및 음극판(330)을 포함할 수 있다.
상기 튜브(340)는 내부에 수용 공간이 형성된 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(340)는 직사각형의 단면을 갖는 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 튜브(340)는 알류미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 튜브(340)는 상기 발열유닛(200)과 직접 접촉하게 배치되거나 또는 상기 프레임(400)을 매개로 상기 발열유닛(200)과 접촉되게 배치될 수 있다.
상기 가이드판(350)은 상기 전극판(320, 330)에 대응되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 가이드판(350)은 상기 발열소자(310)가 배치되는 복수 개의 홀(351)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 과열방지수단(300)은 상기 프레임(400) 내부에 적어도 하나가 배치될 수 있고 발열소자(310)를 이용할 수 있기 때문에, 보조적으로 상기 차량용 난방장치(1)의 보조 히터로써의 역할을 수행할 수도 있다. 예컨데, 복수 개의 상기 과열방지수단(300)을 이용하거나 또는 복수 개의 발열소자(310)를 이용하여 상기 차량용 난방장치(1)의 보조 히터로써의 역할을 수행할 수도 있다.
상기 프레임(400)은 상기 과열방지수단(300)을 내부에 수용할 수 있으며, 복수 개의 홀(411)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 프레임(400)은 상기 발열유닛(200) 외에 주변의 온도와 밀접한 관계를 갖도록 열전도성을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 프레임(400)은 적어도 하나의 과열방지수단(300)을 이용하더라도 차량 실내의 승온 및 상기 발열유닛(200)의 과열 방지를 용이하게 수행할 수 있게 한다.
상기 홀(411)은 상기 발열유닛(200)의 홀(211)에 대응되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 프레임(400)의 홀(411) 및 상기 발열유닛(200)의 홀(211)을 통해 상기 공기는 차량의 실내로 공급될 수 있다. 여기서, 상기 프레임(400)에 형성된 홀(411)은 제2 홀 또는 프레임 홀이라 불릴 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 프레임(400)은 복수 개의 홀(411)이 형성된 상부 플레이트(410), 상기 상부 플레이트(410)와 이격되게 배치되며 복수 개의 홀(411)이 형성된 하부 플레이트(420), 및 상기 상부 플레이트(410)의 단부와 상기 하부 플레이트(420)의 단부를 연결하는 측벽(430)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 상부 플레이트(410), 하부 플레이트(420) 및 측벽(430)은 상기 프레임(400)의 외형을 형성하며, 내부에 공간을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 공간은 열교환영역으로 제공될 수 있다.
상기 상부 플레이트(410)는 소정의 두께를 갖는 판형의 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 상부 플레이트(410)는 공기의 흐름을 위해 상하 방향으로 관통되게 형성된 복수 개의 홀(411)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 상부 플레이트(410)에 형성된 홀은 제2 상부홀 또는 상부 플레이트 홀이라 불릴 수 있다.
또한, 상기 상부 플레이트(410)에 배치되는 상부 발열유닛(200a)의 배치 위치에 따라 다른 난방 품질을 제공할 수 있다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 공기의 흐름을 기준으로 상기 상부 플레이트(410)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(410)의 상부면에 배치될 수 있다.
또는, 상부 발열유닛(200a)은 상기 상부 플레이트(410)의 하부면에 배치될 수도 있다. 이때, 상기 상부 발열유닛(200a)의 발열부(220)가 상기 하부 발열유닛(200a)의 홀(211)과 오버랩되게 배치되는 경우, 상기 차량용 난방장치(1)의 열복사 능력은 향상된다.
상기 하부 플레이트(420)는 소정의 두께를 갖는 판형의 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하부 플레이트(420)는 공기의 흐름을 위해 상하 방향으로 관통되게 형성된 복수 개의 홀(411)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하부 플레이트(420)에 형성된 홀은 제2 하부홀 또는 하부 플레이트 홀이라 불릴 수 있다.
또한, 상기 하부 플레이트(420)는 상기 상부 플레이트(410)와 소정의 간격을 갖도록 이격되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420) 사이에는 열교환영역이 형성될 수 있다.
또한, 탑승자에 대한 열복사를 위해, 상기 하부 플레이트(420)의 하부면에는 상기 하부 발열유닛(200b)이 배치될 수 있다.
한편, 상기 하부 플레이트(420)의 홀(411)에는 돌기와 같은 돌출 패턴이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 돌출 패턴은 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420) 사이에 형성된 열교환영역에서 공기의 체류 시간을 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 열교환영역에서의 열교환 효율은 향상될 수 있다.
상기 측벽(430)은 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420) 사이에 배치되어 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420)를 지지할 수 있다. 이때, 상기 프레임(400)의 내부에 형성된 공간의 사이즈를 고려하여 상기 측벽(430)은 상기 상부 플레이트(410)의 단부와 상기 하부 플레이트(420)의 단부를 연결하게 배치될 수 있다.
도 15는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 프레임의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 상기 프레임(400)은 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420) 사이에 배치되는 적어도 하나의 리브(440)를 더 포함할 수 있다.
상기 리브(440)는 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420)를 지지할 수 있다. 예컨데, 상기 프레임(400)에 외력과 같은 하중이 인가되는 경우, 상기 프레임(400)에 눌림과 같은 변형이 발생할 수 있다. 그에 따라, 상기 리브(440)는 상기 변형을 방지하기 위한 지지부재로 사용될 수 있다.
또한, 상기 리브(440)는 상기 프레임(400)을 통과하는 공기를 안내할 수 있다. 예컨데, 상기 리브(440)는 상기 상부 플레이트(410)의 홀(411)로 유입된 공기를 안내하여 상기 하부 플레이트(420)의 홀(411)로 배출되게 할 수 있다. 그에 따라, 상기 리브(440)는 상기 프레임(400) 내에서 상기 공기의 유동 균일화 또는 냉기를 많이 느끼는 신체부위측으로 상기 공기의 편중을 구현할 수 있으며, 이를 위해 복수 개의 리브(440)가 상기 프레임(400)의 내부에 배치될 수 있다.
한편, 상기 리브(440)는 상기 상부 플레이트(410)의 일부 영역을 절개 후 절곡하여 형성할 수 있다. 예컨데, 상기 리브(440)는 상기 상부 플레이트(410)의 일부 영역을 절개하고, 꺾어내리는 성형 방식을 통해 형성될 수 있다.
도 16은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 하우징 및 발열모듈을 통한 공기의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 17는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 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 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(410)와 상기 하부 플레이트(420) 사이에 형성될 수 있다.
상기 제1 열교환영역(A1)은 상기 상부 발열유닛(200a)의 발열부(220)에서 발산하는 복사열과 하우징(500)의 덕트부(510)를 따라 이동하는 공기가 열교환하는 영역일 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 열교환영역(A1)은 상기 덕트부(510)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(400)의 내부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b)은 상기 프레임(400)의 외측에 배치될 수 있다.
그에 따라, 상기 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b) 사이에서 유동하는 공기는 상기 상부 발열유닛(200a)의 발열부(220) 및 상기 하부 발열유닛(200b)의 발열부(220) 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 발열부(220)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(220)를 타고 흐르게 함으로써, 상기 제2 열교환영역(A2)에서 상기 공기가 체류하는 시간을 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 상부 발열유닛(200a)의 발열부(220)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)의 발열부(220)와 하부 발열유닛(200b)의 홀(211)을 일방향(공기의 흐름 방향 또는 상하 방향)으로 중첩되게 배치할 수도 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(500)은 플로어 덕트(15)에 연통되게 연결될 수 있다. 이때, 하우징(500)의 일측은 상기 플로어 덕트(15)에 착탈 및 회동 가능하게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 플로어 덕트(15)에서 상기 발열모듈(100)로 공기가 이동할 수 있도록, 상기 하우징(500)은 상기 공기의 이동 통로의 역할을 수행할 수 있다.
도 18은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 하우징을 나타내는 분해사시도이고, 도 19는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 하우징에 배치되는 가이드를 나타내는 도면이고, 도 20은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 가이드에 의해 안내되는 공기의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 20에 도시된 화살표는 상기 차량용 난방장치(1)에 의한 공기의 흐름을 나타낼 수 있으며, 상기 화살표의 굵기는 상기 공기의 토출량을 나타낼 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 하우징(500)은 플로어 덕트(15)에 연통되게 연결되는 덕트부(510)와 상기 덕트부(510)를 통해 토출되는 공기를 안내하는 가이드(520)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(500)은 플라스틱과 같은 합성 수지 재질을 사출 성형하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 덕트부(510)는 플로어 덕트(15)를 통해 공급된 공기를 안내할 수 있다. 그리고, 상기 덕트부(510)의 일측은 플로어 덕트(15)에 연통되게 배치되고, 타측에는 공기를 배출할 수 있도록 형성된 개구(511)를 포함할 수 있다.
상기 가이드(520)는 상기 개구(511)에 배치될 수 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 가이드(520)는 가이드 바디(521), 상기 가이드 바디(521)를 관통하게 형성된 복수 개의 홀을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 가이드(520)는 상기 홀을 통해 토출되는 공기를 안내하는 가이드 돌기(524)를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 바디(521)는 판 형상으로 형성될 수 있으며, 플라스틱과 같은 합성 수지 재질을 사출 성형하여 형성할 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 바디(521)는 직사각형으로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
복수 개의 상기 홀은 덕트부(510)를 통해 안내된 공기의 토출량 및 토출 위치 등을 고려하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 가이드 돌기(524)는 가이드 바디(521)에서 공기의 토출 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 가이드 돌기(524)는 발열모듈(100)을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 복수 개의 상기 홀은 제1 가이드홀(522)과 제2 가이드홀(523)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 가이드홀(522)과 제2 가이드홀(523)은 서로 다른 형상 및 면적으로 가이드 바디(521)에 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 가이드홀(522)과 제2 가이드홀(523) 각각을 통해 토출되는 공기는 토출 위치 및 토출량이 상이할 수 있다.
예컨데, 상기 제1 가이드홀(522)의 면적은 상기 제2 가이드홀(523)의 면적보다 크게 형성될 수 있으며, 상기 제2 가이드홀(523)은 상기 제1 가이드홀(522)보다 공조 케이스(11)의 플로어 덕트(15) 또는 콘솔 덕트(16)에 가깝게 배치될 수 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제2 가이드홀(523)은 상기 제1 가이드홀(522)보다 상기 가이드 돌기(524)에서 멀게 배치될 수 있다.
그리고, 두 개로 형성된 상기 제1 가이드홀(522)은 서로 인접하게 배치될 수 있다. 이때, 두 개의 상기 제1 가이드홀(522)은 상기 가이드 돌기(524)를 기준으로 상호 대칭되게 배치될 수 있다. 즉, 두 개의 상기 제1 가이드홀(522) 사이에 상기 가이드 돌기(524)가 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 가이드 돌기(524)는 두 개의 상기 제1 가이드홀(522) 각각을 통해 토출되는 공기를 구분하여 안내할 수 있게 한다.
따라서, 상기 하우징(500)은 면적이 다른 상기 제1 가이드홀(522)과 제2 가이드홀(523)을 통해 탑승자에 대한 공조 품질을 향상시킬 수 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제1 가이드홀(522), 제2 가이드홀(523) 및 가이드 돌기(524)에 의해 가열된 공기는 다른 신체부위보다 냉기를 많이 느끼는 발쪽으로 많은 양이 유도될 수 있다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)는 상기 홀의 배치 및 형상 등을 통해 공조 품질 중 탑승자의 온열감과 같은 난방 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 지지부재(600)는 상기 하우징(500)과 발열모듈(100) 사이에 배치되어 상기 발열유닛(200)을 지지할 수 있다.
도 21은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈과 지지부재의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, 상기 발열모듈(100)과의 조립성을 고려하여, 상기 지지부재(600)는 제1 지지부재(600a)와 제2 지지부재(600b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 발열모듈(100)과의 슬라이딩 결합을 위해, 상기 지지부재(600)에는 홈이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 홈은 상기 발열모듈(100)과 상기 지지부재(600) 사이의 결합을 안내할 수 있다.
그리고, 상기 제1 지지부재(600a)와 제2 지지부재(600b) 중 어느 하나에는 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 홀은 상기 과열방지수단(300)에 전원을 인가하기 위해 형성될 수 있다.
상기 커버(700)는 상기 발열유닛(200)이 인체 또는 물건과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버(700)는 상기 발열모듈(100)의 일측을 덮도록 배치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 커버(700)는 발열모듈(100)의 일측인 하부측에 배치될 수 있으며, 하우징(500)과 결합하여 상기 발열모듈(100)의 이탈을 방지할 수 있다. 예컨데, 상기 커버(700)는 하우징(500)의 측면에 형성된 돌기와 결합하는 후크 등을 이용하여 상기 하우징(500)과 결합할 수 있다.
그리고, 상기 커버(700)는 공기의 토출을 위해 복수 개의 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 커버(700)의 홀은 공조 품질 등을 고려하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 센서(800)는 상기 발열모듈(100)에 인체 또는 물건이 접근하는 것을 감지할 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(800)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(800)는 안전장치 중 하나로 제공될 수 있다.
여기서, 상기 센서(800)는 인체 또는 사물의 정전용량을 감지하는 센서일 수 있다.
도 22는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 센서의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 22를 참조하면, 상기 센서(800)는 정전용량을 감지하는 감지선일 수 있다. 그리고, 상기 센서(800)는 상기 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 센서(800)가 인체의 접근을 감지하면, 상기 제어부는 열을 발산하도록 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 센서(800)는 상기 커버(700)의 일측에 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 센서(800)는 상기 커버(700)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(800)는 탑승자의 접근을 효과적으로 감지할 수 있다.
도 23는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 히팅부를 나타내는 도면이다.
도 24를 참조하면, 상기 차량용 난방장치(1)는 히팅부(900)를 더 포함할 수 있다.
상기 히팅부(900)는 덕트부(510)의 내부측 일면에 배치되어 덕트부(510)의 내부를 따라 이동하는 공기를 가열할 수 있다. 그에 따라, 상기 히팅부(900)는 보조 히터로써의 역할을 수행할 수 있으며, 상기 히터(13)를 통해 가열되는 공기 온도를 더 낮춤으로써, 플로어 덕트(15)를 통한 열손실을 더욱 최소화할 수 있다. 나아가, 상기 히팅부(900)를 사용하여 상기 히터(13)의 사이즈를 축소시킴으로써, 상기 히터(13)가 배치되는 공조 유닛(10)의 사이즈 또한 축소시킬 수 있다. 따라서, 상기 히팅부(900)를 통해 상기 차량용 난방장치(1)는 차량의 내부의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 히팅부(900)는 덕트부(510)의 내부측 일면에 배치되는 베이스(910) 및 상기 베이스(910)에 배치되는 발열부(920)를 포함할 수 있다. 상기 발열부(920)는 전극 등을 통해 전원을 인가받을 수 있으며, 상기 전원은 제어부에 의해 제어될 수 있다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1)는 히팅부(900)를 통해 난방 능력을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 히팅부(900)는 접착부재(미도시)를 이용하여 상기 덕트부(510)에 배치될 수 있다. 또는, 상기 히팅부(900)는 상기 덕트부(510)의 내부측 일면에 발열부(920) 및 상기 발열부(920)와 전기적으로 연결되는 전극를 성형하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 히팅부(900)는 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.
도 24 내지 도 26은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 동작 제어를 나타내는 도면으로서, 도 24는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 최대 난방모드를 나타내는 도면이고, 도 25은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 마일드 난방모드를 나타내는 도면이고, 도 26은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 복사모드를 나타내는 도면이다.
도 24를 참조하면, 공조 유닛(10)의 히터(13), 블로워 유닛(20) 및 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)이 온(ON) 상태로 블로워 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), 블로워 유닛(20), 도어(30) 및 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.
예컨데, 블로워 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 25 참조하면, 블로워 유닛(20) 및 상기 차랑용 난방장치(1)의 발열모듈(100)이 온(ON) 상태로 블로워 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, 블로워 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 26을 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 블로워 유닛(20)은 오프(OFF) 상태이고, 상기 플로어 덕트(15)에 배치되는 도어(30)는 닫힘 상태이다.
예컨데, 블로워 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 과열방지수단(300)을 이용하여 상기 발열모듈(100)의 과열을 방지할 수 있다.
도 27은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 과열방지수단의 변형예를 나타내는 분해사시도이고, 도 28은 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈, 과열방지수단의 변형예, 지지부재, 및 커버의 배치관계를 나타내는 사시도이고, 도 29는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 발열모듈, 과열방지수단의 변형예, 지지부재, 및 커버의 배치관계를 나타내는 평면도이고, 도 30은 도 28에 도시된 과열방지수단을 확대하여 나타내는 도면이고, 도 31은 도 28에 도시된 과열방지수단의 단면을 확대하여 나타내는 도면이고, 도 32는 실시예에 따른 차량용 난방장치의 과열방지수단의 변형예, 발열유닛, 및 프레임의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 33은 실시예에 따른 차량용 난방장치의 발열유닛을 나타내는 도면이고, 도 34는 실시예에 따른 차량용 난방장치에 배치되는 과열방지수단의 변형예의 케이스를 나타내는 저면사시도이다.
도 6에 도시된 차량용 난방장치(1)와 도 27에 도시된 차량용 난방장치(1a)를 비교해 볼 때, 과열방지수단의 위치, 상기 위치에 따른 배치 관계, 및 구조 등에서 차이가 있다. 이때, 도 6에 도시된 차량용 난방장치(1)는 제1 실시예에 따른 차량용 난방장치라 불릴 수 있고, 도 27에 도시된 차량용 난방장치(1a)는 제2 실시예에 따른 차량용 난방장치 또는 차량용 난방장치의 변형예라 불릴 수 있다.
즉, 제1 실시예에 따른 차량용 난방장치(1)의 과열방지수단(300)과 제2 실시예에 따른 차량용 난방장치(1a)의 과열방지수단(300a)은 위치, 상기 위치에 따른 배치 관계, 및 구조 등에서 차이가 있다. 그리고, 제2 실시예에 따른 차량용 난방장치(1a)는 제1 실시예에 따른 차량용 난방장치(1)를 대신하여 상기 공조 유닛(10)의 일측에 연결될 수 있다.
제2 실시예에 따른 차량용 난방장치(1a)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 차량용 난방장치(1)와 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호로 기재되는바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다
도 27 내지 도 31을 참조하면, 제2 실시예에 따른 차량용 난방장치(1a)는 상기 발열모듈(100)이 내부에 배치되는 하우징(500), 상기 하우징(500)에 상기 발열모듈(100)이 배치되도록 상기 발열모듈(100)을 지지하는 지지부재(600) 및 커버(700)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 차량용 난방장치(1a)는 상기 센서(800)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 차량용 난방장치(1a)의 커버는 상기 차량용 난방장치(1)의 커버와 도면상 형상적 차이가 있을 수 있으나, 상기 커버 모두 공기가 배출되도록 마련된 홀을 포함하고, 상기 발열유닛(200)이 인체 또는 물건과 직접 접촉하는 것을 방지한다는 점 등에서 동일한 커버의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 차량용 난방장치(1a)의 발열모듈(100)은 발열유닛(200), 상기 발열유닛(200)이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하는 과열방지수단(300a), 및 상기 발열유닛과 상기 과열방지수단(300)을 지지하는 프레임(400)을 포함할 수 있다.
도 32 및 도 33을 참조하면, 상기 발열유닛(200)은 복수 개의 홀(211)이 형성된 면상의 바디(210), 상기 바디(210)에 실장되는 발열부(220), 및 상기 발열부(220)에 전원을 인가하도록 상기 바디(210)에 배치되는 제1 전극(230)과 제2 전극(240)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 바디(210)의 홀(211)은 상기 프레임(400)의 홀(411)에 대응되게 배치될 수 있다.
그리고, 외부 전원을 인가하는 커넥터(미도시)와의 전기적 연결을 위해. 상기 제1 전극(230)은 일측에 배치되는 제1 터미널(231)을 포함할 수 있고, 제2 전극(240)은 일측에 배치되는 제2 터미널(241)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 터미널(231)은 제1 전극 터미널이라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 제2 터미널(241)은 제2 전극 터미널이라 불릴 수 있다.
한편, 상기 발열유닛(200)은 공기의 흐름 방향 또는 상하 방향으로 상호 이격되게 배치하여 2층으로 형성할 수 있으며, 배치 위치에 의해 상부 발열유닛(200a)과 하부 발열유닛(200b)으로 구분될 수 있다.
이때, 상기 상부 발열유닛(200a)은 복수 개의 홀(411)이 형성된 상부 플레이트(410)의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 하부 발열유닛(200b)은 상기 상부 플레이트(410)와 이격되게 배치되며 복수 개의 홀(411)이 형성된 하부 플레이트(420)의 하부에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 상부 플레이트(410)와 상기 하부 플레이트(420)는 측벽(430)에 의해 연결될 수 있다.
상기 과열방지수단(300a)은 발열유닛(200)의 과열을 감지할 수 있다. 상세하게, 상기 과열방지수단(300a)은 발열유닛(200)이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 과열방지수단(300a)은 상기 발열유닛(200)과 접촉되게 배치될 수 있으며, 전기적으로 상기 발열유닛(200)과 직렬 연결될 수 있다(도 10 참조). 그에 따라, 상기 과열방지수단(300a)은 직렬로 연결된 발열유닛(200)의 과열을 방지할 수 있다.
또한, 상기 발열유닛(200)과 과열방지수단(300)이 상기 릴레이(R)와 그라운드(G) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 릴레이(R)는 코일 단자(C)와 스위치(S)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 코일 단자(C)와 그라운드(G) 사이에 상기 과열방지수단(300)은 직렬로 연결될 수 있고, 상기 스위치(S)와 그라운드(G) 사이에 상기 발열유닛(200)은 직렬로 연결될 수 있다(도 12 참조). 그에 따라, 상기 발열유닛(200)의 이상 과열 작동시, 상기 과열방지수단(300a)의 저항 상승으로 상기 코일 단자(C)에 걸리는 전류를 제한함으로써, 스위치(S)를 통해 상기 발열유닛(200)에 인가되는 전류를 차단할 수 있다.
도 30, 도 31 및 도 34를 참조하면, 상기 과열방지수단(300a)은 피티씨 특성을 갖는 발열소자(310), 후크 결합을 통해 상기 발열소자(310)를 발열유닛(200)에 밀착 고정시키는 케이스(360), 및 상기 발열소자(310)의 일측에 연결된 와이어링(370)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 과열방지수단(300a)의 조립성, 상기 발열유닛(200)과의 밀착성, 과열에 대한 민감성 등을 고려하여, 상기 과열방지수단(300a)의 위치, 구조 등이 결정될 수 있다.
상기 발열소자(310)는 와이어링(370)을 통해 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 발열소자(310)는 발열유닛(200)과 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 와이어링(370)은 전선으로 제공될 수 있다.
그리고, 상기 발열소자(310)는 발열유닛(200)과 접촉하게 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 발열소자(310)는 상부 발열유닛(200a)과 접촉하게 배치되며, 상기 상부 발열유닛(200a)의 온도에 상응하여 상기 발열소자(310)의 온도가 상승할 수 있다.
따라서, 상기 발열소자(310)는 상술된 피씨티 특성과 발열유닛(200)과의 직렬연결을 통해 상기 발열유닛(200)의 과열을 억제할 수 있다.
상기 케이스(360)는 프레임(400)과의 결합을 통해 상기 발열소자(310)를 상기 발열유닛(200)에 밀착시킬 수 있다. 이때, 외부 열영향을 최소화하여 상기 발열유닛(200)의 온도에 대한 민감도를 향상시키도록, 상기 케이스(360)는 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
도 31 및 도 34를 참조하면, 상기 케이스(360)는 내부에 공간, 즉 캐비티(361a)가 형성된 케이스 바디(361), 및 상기 케이스 바디(361)에서 돌출되게 형성된 후크(362)를 포함할 수 있다.
또한, 케이스(360)는 상기 캐비티(361a)에 배치되는 발열소자(310)를 외부 환경과 격리시키기 위한 격벽(363)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 케이스 바디(361), 후크(362), 및 격벽(363)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 케이스 바디(361)는 내부에 상기 발열소자(310)를 수용하기 위해 통형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 케이스 바디(361)는 상기 발열소자(310)가 배치되는 상기 캐비티(361a)를 포함할 수 있으며, 상기 캐비티(361a)의 사이즈는 상기 격벽(363)의 위치에 의해 조절될 수 있다.
그리고, 상기 발열유닛(200)과 발열소자(310)의 접촉을 고려하여 상기 케이스 바디(361)의 일측에는 개구가 형성될 수 있다.
상기 후크(362)는 상기 케이스 바디(361)의 일측에서 상기 프레임(400)의 홀(411)을 향해 돌출될 수 있다.
그리고, 상기 후크(362)는 상기 상부 발열유닛(200a)의 홀(211)과 프레임의 홀(411)을 관통한 후, 상기 걸림턱(362a)을 이용하여 상기 프레임(400)에 고정될 수 있다.
따라서, 상기 후크(362)와 상기 프레임(400)의 후크 결합에 의해 상기 발열소자(310)는 상기 발열유닛(200)에 밀착 고정될 수 있다.
상기 격벽(363)은 상기 케이스 바디(361)에 배치되어 상기 발열소자(310)를 지지함과 동시에 외부 환경으로부터의 영향을 최소화시킬 수 있다. 이때, 상기 격벽(363)은 상기 케이스 바디(361)의 내부면(361b)과 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 케이스 바디(361)의 내부면(361b)과 상기 격벽(363) 사이에는 에어 갭이 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 에어 갭은 상기 발열소자(310)가 외부 환경으로부터 영향받는 것을 더욱 최소화시킬 수 있다.
상기 지지부재(600)는 제1 지지부재(600a)와 제2 지지부재(600b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 지지부재(600)는 외부 전원과의 결합 및 전기적 연결을 위해 형성된 커넥터부(610) 및 전원 터미널(620)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 커넥터부(610)와 전원 터미널(620)은 상기 과열방지수단(300a)의 최적화된 배치 위치를 제공하기 위해 하우징(500)의 유입구(510a)와 멀게 배치될 수 있다. 도 28 및 도 29에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터부(610)는 상기 발열모듈(100)의 일측을 감싸도록 지지하는 지지부재의 바디의 일측에 형성될 수 있으며, 상기 전원 터미널620)은 상기 커넥터부(610)와 인접하게 배치될 수 있다.
도 27 내지 및 도 32를 참조하면, 상기 과열방지수단(300a)은 상기 발열모듈(100)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 과열방지수단(300a)은 프레임(400)의 홀(411)에 후크 결합하여 상기 상부 발열유닛(200a)에 밀착될 수 있다.
그에 따라, 제1 실시예에 따른 차량용 난방장치(1)의 과열방지수단(300)과는 다르게, 상기 과열방지수단(300a)은 발열모듈(100)의 외부에 배치되고 후크 결합을 이용하기 때문에 조립성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 과열방지수단(300a)은 상기 발열모듈(100)의 상부에 배치되되, 상기 하우징(500)의 내부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 과열방지수단(300a)은 외부 열 영향이 최소화된 상태에서 상기 하우징(500)의 내부를 따라 이동하는 공기와 발열유닛(200)에서 발생하는 열에 주로 반응하게 된다.
나아가, 상기 과열이 발생할 경우, 상기 발열모듈(100)에서 발생하는 공기는 상승하기 때문에, 상기 발열모듈(100)의 상부에 배치는 상기 과열방지수단(300a)은 이러한 상승 공기에 더욱 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 상기 과열방지수단(300a)은 상기 하우징(500)의 유입구(510a)에서 멀게 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 하우징(500)의 내부에 있어서, 상기 유입구(510a)에서 멀어질수록 공기의 풍량 및 풍속이 저하되기 때문에, 발열유닛(200)의 과열 발생 가능성이 높다. 그에 따라, 상기 차량용 난방장치(1a)는 상기 과열방지수단(300a)을 상기 유입구(510a)에서 멀게 배치함으로써, 상기 과열에 더욱 용이하게 대응할 수 있다. 여기서, 상기 유입구(510a)는 상기 공조 유닛(10)의 일측과 연통되는 영역으로써, 상기 유입구(510a)를 통해 상기 하우징(500)의 내부로 공기가 유입될 수 있다.
또한, 상기 과열방지수단(300a)은, 상기 프레임(400), 하우징(500) 등에 의해 외부와의 접촉이 배제된 상기 상부 발열유닛(200a)에 직접적으로 밀착되게 배치되기 때문에, 과열 가능성이 상대적으로 높은 상기 상부 발열유닛(200a)의 과열에 용이하게 대응할 수 있다.
한편, 상기 과열방지수단(300a)은 상기 전원 터미널(620)과 인접하게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 와이어링(370)의 길이는 상대적으로 짧게 형성되기 때문에, 상기 와이어링(370)의 저항은 감소될 수 있다. 따라서, 상기 과열방지수단(300a)은 과열 판단 및 과열에 대한 민감성 등을 향상시킬 수 있다.
이를 위해 상기 과열방지수단(300a)의 후크(362)는 상기 프레임(400)에 형성된 복수 개의 홀(411) 중 상기 전원 터미널(620)과 가장 가까운 홀(411)에 결합할 수 있다. 그에 따라, 상기 전원 터미널(620)에서 상기 과열방지수단(300a)까지의 거리는 상기 전원 터미널(620)에서 유입구(510a)까지의 거리보다 매우 작을 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.
<부호의 설명>
1, 1a: 차량용 난방장치, 10: 공조 유닛, 15: 플로어 덕트, 20: 블로워 유닛, 30: 도어, 100: 발열모듈, 200: 발열유닛, 210: 바디, 211: 홀, 220: 발열부, 230: 제1 전극, 240: 제2 전극, 300, 300a: 과열방지수단, 362: 후크, 400: 프레임, 500: 하우징, 600: 지지부재, 700: 커버, 800: 센서, 900: 히팅부

Claims (22)

  1. 공조 유닛에 연결된 공기의 유로 상에 탑승자를 향해 배치되어 열을 발산하는 발열모듈을 포함하고,
    상기 발열모듈은 발열유닛; 및 상기 발열유닛이 기 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하는 과열방지수단을 포함하고,
    상기 발열유닛은 상기 공기를 가열하여 형성되는 열대류, 및 상기 탑승자를 향해 직접 열을 복사하는 열복사 중 적어도 어느 하나를 통해 차실내를 난방하는 차량용 난방장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열유닛은 상기 과열방지수단과 접촉되게 배치되고,
    상기 과열방지수단은 상기 발열유닛과 전기적으로 직렬 연결되는 차량용 난방장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발열유닛과 상기 과열방지수단에 전기적으로 연결되는 릴레이를 더 포함하고,
    상기 릴레이는 상기 발열유닛과 접촉하게 배치되는 상기 과열방지수단의 온도에 연동되어 상기 발열유닛으로 인가되는 전원을 차단하는 차량용 난방장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발열모듈은 상기 발열유닛과 상기 과열방지수단을 지지하는 프레임을 더 포함하고,
    상기 발열유닛은 상기 프레임에 배치되며,
    상기 과열방지수단은 상기 프레임의 내부에 배치되고,
    상기 발열유닛의 열은 상기 프레임을 매개로 상기 과열방지수단에 전달되는 차량용 난방장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레임은 복수 개의 홀이 형성된 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트와 이격되게 배치되며 복수 개의 홀이 형성된 하부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는 적어도 하나의 리브를 포함하고,
    상기 리브는 상기 프레임을 통과하는 공기를 안내하면서 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트를 지지하는 차량용 난방장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발열유닛은 열교환영역이 형성되도록 상호 이격되게 상기 발열모듈의 프레임에 배치되는 면상의 상부 발열유닛와 면상의 하부 발열유닛를 포함하고,
    상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛 각각에서 발산하는 열은 상기 열교환영역에서 상기 발열유닛을 통과하는 공기와 열교환하는 차량용 난방장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열교환영역은 복수 개가 형성되며,
    상기 열교환영역은 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 발열유닛의 전단에 형성된 제1 열교환영역, 및 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛 사이에 형성된 제2 열교환영역을 포함하고,
    상기 상부 발열유닛의 홀을 통과한 공기는 상기 하부 발열유닛의 홀을 통과하기 전에 상기 제2 열교환영역에서 믹싱되면서 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛의 복사열과 열교환하는 차량용 난방장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부 발열유닛 및 상기 하부 발열유닛 각각은,
    홀이 형성된 면상의 바디, 상기 바디에 배치되는 발열부, 및 상기 발열부에 전원을 인가하도록 상기 바디에 배치되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 하부 발열유닛의 발열부는 공기의 흐름 방향을 기준으로 상기 상부 발열유닛의 홀과 오버랩되게 배치되는 차량용 난방장치.
  9. 제8항에 있어서,
    제어부는 상기 상부 발열유닛과 상기 하부 발열유닛에 선택적으로 전원을 인가하는 차량용 난방장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공조 유닛의 토출 덕트에 회동 가능하게 연결되는 하우징을 더 포함하고,
    상기 발열모듈은 상기 하우징의 내부에 배치되는 차량용 난방장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 토출 덕트에 연통되게 연결되는 덕트부, 및 상기 덕트부의 내부로 유입된 공기를 상기 발열모듈로 안내하는 가이드를 포함하고,
    상기 가이드는 사이즈가 상이한 제1 가이드홀과 제2 가이드홀이 형성된 바디, 및 상기 바디에서 돌출되게 형성되어 상기 제1 가이드홀을 통해 토출되는 공기를 안내하는 가이드 돌기를 포함하며,
    상기 제2 가이드홀은 상기 제1 가이드홀보다 상기 공조 유닛의 공조 케이스에 가깝게 배치되는 차량용 난방장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 탑승자의 신체 일부가 상기 발열모듈에 접근하는 것을 감지하는 센서를 더 포함하는 차량용 난방장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공조 유닛의 플로어 덕트의 내부에는 도어가 배치되며,
    상기 도어는 상기 플로어 덕트를 따라 이동하는 공기의 양을 조절하는 차량용 난방장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 덕트부의 내부측 일면에 배치되는 히팅부를 더 포함하며,
    상기 히팅부는 상기 덕트부의 내부를 따라 이동하는 공기를 가열하는 차량용 난방장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 공조 유닛은 내부에 배치되는 열교환기를 포함하고,
    상기 공조 유닛에 공급되어 상기 열교환기를 통과한 공기는 상기 유로로 이동하는 차량용 난방장치.
  16. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발열모듈을 내부에 수용하며 상기 공조 유닛의 일측에 연통되게 배치되는 하우징, 및 상기 하우징에 상기 발열모듈이 배치되도록 상기 발열모듈을 지지하는 지지부재를 더 포함하고,
    상기 발열모듈은 상기 발열유닛이 배치되는 프레임을 포함하며,
    상기 과열방지수단은 상기 프레임과의 후크 결합을 통해 상기 발열유닛에 밀착되는 차량용 난방장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 과열방지수단은 발열소자, 후크 결합을 통해 상기 발열소자를 상기 발열유닛에 밀착 고정시키는 케이스, 및 상기 발열소자의 일측에 연결된 와이어링을 포함하고,
    상기 케이스의 후크는 상기 프레임의 홀에 삽입되는 차량용 난방장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 지지부재는 외부 전원과의 결합을 위해 형성된 커넥터부와 상기 커넥터부와 인접하게 배치되는 전원 터미널을 포함하고,
    상기 후크는 상기 프레임에 형성된 복수 개의 홀 중 상기 전원 터미널과 가장 가까운 홀에 결합하는 차량용 난방장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 과열방지수단은 상기 전원 터미널과 인접하게 배치되는 차량용 난방장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 과열방지수단은 상기 하우징의 유입구에서 멀게 배치되는 차량용 난방장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 케이스는 합성수지 재질로 형성되는 차량용 난방장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 발열소자가 배치되는 캐비티를 포함하는 케이스 바디, 상기 케이스 바디의 일측에서 돌출되게 형성된 상기 후크, 및 상기 캐비티에 배치되어 상기 발열소자를 지지하는 격벽을 포함하며,
    상기 격벽은 상기 케이스 바디의 내부면과 이격되게 배치되는 차량용 난방장치.
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