KR20240020952A - Heating device of duct for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 덕트의 히팅 장치에 관한 것으로, 차량의 난방용 덕트에 연결되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 면상발열체를 포함한다.
따라서 배터리 전력 소비량이 감소되어 전기자동차의 주행거리가 증가되고, 보다 신속한 난방이 가능하다.The present invention relates to a heating device for a vehicle duct, and includes a housing connected to a vehicle heating duct and a planar heating element installed inside the housing.
Therefore, battery power consumption is reduced, increasing the driving range of electric vehicles and enabling more rapid heating.
Description
본 발명은 차량용 덕트의 히팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진에서 발생하는 열을 이용하지 않고 덕트 내부를 지나는 공기를 직접 가열해 줄 수 있는 차량용 덕트의 히팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating device for a vehicle duct, and more specifically, to a vehicle duct heating device that can directly heat the air passing inside the duct without using heat generated from the engine.
일반적으로 차량의 난방은 엔진에서 발생하는 열을 이용하여 실시된다. 차량 실내로 공급되는 공기는 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어를 통과하면서 냉각수로부터 열을 흡수하여 가열된다. 이와 같이 가열된 공기가 차량 실내로 토출됨으로써 난방이 이루어진다.In general, heating of a vehicle is performed using heat generated from the engine. The air supplied to the vehicle interior is heated by absorbing heat from the coolant as it passes through the heater core in which the engine coolant circulates. Heating is achieved by discharging the heated air into the vehicle interior.
한편, 전기자동차와 같이 엔진 폐열을 이용할 수 없거나, 디젤 엔진 차량과 같이 시동 후 엔진 온도 상승이 비교적 느린 경우에는 별도의 전열장치를 이용하여 실내로 토출되는 공기를 가열해주고 있다.Meanwhile, in cases where engine waste heat cannot be used, such as in an electric vehicle, or where the engine temperature rises relatively slowly after starting, such as in a diesel engine vehicle, a separate electric heating device is used to heat the air discharged into the interior.
상기 전열장치는 주로 전기저항 열선(니크롬선)을 이용하는 장치로서 덕트의 입구나 중간 부분에 설치되는데, 이와 같이 통상적인 열선을 이용하는 전열장치는 전력 소비량이 클 뿐만 아니라 덕트를 통과하는 공기의 유동 저항을 증가시키는 단점이 있었다.The heating device mainly uses an electric resistance heating wire (nichrome wire) and is installed at the entrance or middle part of the duct. In this way, the heating device using a conventional heating wire not only consumes large power, but also reduces the flow resistance of the air passing through the duct. It had the disadvantage of increasing .
따라서 상기 전열장치가 전기자동차에 적용된 경우 배터리 전력의 많은 양이 난방에 사용되므로 차량의 주행가능거리가 감소되고, 일반 엔진 차량의 경우에도 실내로 토출되는 공기량이 감소되고 덕트내 공기 유동 소음이 증가되는 문제점이 있었다.Therefore, when the above electric heating device is applied to an electric vehicle, a large amount of battery power is used for heating, so the vehicle's driving range is reduced, and even in the case of a general engine vehicle, the amount of air discharged into the interior is reduced and the air flow noise in the duct increases. There was a problem.
종래의 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없을 것이다.Conventional technology is technical information that the inventor possessed for deriving the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and cannot necessarily be said to be known technology disclosed to the general public before filing the application for the present invention.
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 전력 소비량이 감소되어 전기자동차에 적용하기 유리하고, 유동 저항이 감소되어 난방 공기 토출량 감소 및 공기 유동 소음이 방지될 수 있도록 된 차량용 덕트의 히팅 장치를 제공함에 있다.In solving the above-mentioned problems, the purpose of the present invention is to provide a heating device for vehicle ducts that is advantageous for application to electric vehicles due to reduced power consumption and reduces flow resistance to reduce heating air discharge amount and prevent air flow noise. In providing.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs from the following description. There will be.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 덕트의 히팅 장치는, 차량의 난방용 덕트에 연결되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 공기 흐름 경로를 동일한 단면적의 2채널로 구분하는 면상발열체를 포함한다.The heating device for a vehicle duct according to an embodiment of the present invention includes a housing connected to a vehicle heating duct, and a planar heating element installed inside the housing to divide the air flow path into two channels with the same cross-sectional area.
상기 면상발열체는 하우징의 길이 방향에 평행하고, 하우징의 양측 대향면 사이의 중간 위치에 설치된다.The planar heating element is parallel to the longitudinal direction of the housing and is installed at an intermediate position between opposite surfaces of the housing.
상기 면상발열체는 평판형의 기재 표면에 탄소나노튜브 재질의 발열층이 형성된 것이다.The planar heating element has a heating layer made of carbon nanotubes formed on the surface of a flat base material.
상기 하우징에서 면상발열체의 양측면에 대향되는 면에 면상발열체로부터 복사되는 열을 하우징의 내측으로 반사하는 열반사플레이트가 설치된다.In the housing, a heat reflection plate is installed on the side opposite to both sides of the planar heating element to reflect heat radiated from the planar heating element to the inside of the housing.
상기 면상발열체에 다수의 공기혼합홀이 관통 형성된다.A plurality of air mixing holes are formed through the planar heating element.
상기 하우징의 단부가 확장되어 덕트의 단부가 삽입 연결될 수 있는 결합부가 형성된다.The end of the housing is expanded to form a coupling portion into which the end of the duct can be inserted and connected.
상기 하우징의 일측면에 형성된 개구홀로 삽입되는 설치프레임이 마련되고, 상기 설치프레임에 상기 면상발열체가 설치된다.An installation frame is provided that is inserted into an opening hole formed on one side of the housing, and the planar heating element is installed in the installation frame.
상기 설치프레임은 직사각형 틀 형상의 베이스프레임과, 베이스프레임의 네 꼭지점 부분에 직립 상태로 형성된 서포트컬럼들과, 서포트컬럼들의 상부에 일체로 형성된 커버플레이트를 포함한다.The installation frame includes a base frame in the shape of a rectangular frame, support columns formed in an upright position at four vertices of the base frame, and a cover plate integrally formed on top of the support columns.
상기 커버플레이트에 하우징에 볼트 결합되는 복수의 결합편이 형성된다.A plurality of coupling pieces bolted to the housing are formed on the cover plate.
상기 결합편 중 어느 하나에 면상발열체에 연결된 전원선이 인출되는 전원선홀이 형성된다.A power line hole through which a power line connected to the planar heating element is drawn is formed in one of the coupling pieces.
상기 설치프레임의 길이 방향 일측의 서포트컬럼에는 면상발열체와 열반사플레이트가 관통되는 삽입홀이 형성되고, 길이 방향 타측의 서포트컬럼에는 면상발열체와 열반사플레이트의 단부가 삽입되어 걸려지는 삽입홈이 형성된다.In the support column on one side of the installation frame in the longitudinal direction, an insertion hole is formed through which the planar heating element and the heat reflection plate pass, and in the support column on the other side in the longitudinal direction, an insertion groove is formed into which the end of the planar heating element and the heat reflection plate are inserted and caught. do.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 덕트의 히팅 장치는, 덕트 내에 면상발열체를 설치하여 공기를 가열하므로 전력 소비량이 크게 감소하여 전기자동차에 설치하기 유리하고, 그 결과 덕트의 히팅 장치로 인해 전기자동차의 주행가능거리가 감소하는 현상을 방지할 수 있게 된다.As described above, the heating device for a vehicle duct according to the present invention heats the air by installing a planar heating element in the duct, so power consumption is greatly reduced, making it advantageous to be installed in an electric vehicle. As a result, the heating device in the duct generates electricity. It is possible to prevent a decrease in the car's driving range.
또한, 상기 면상발열체가 덕트의 내측면과 평행하게 설치되어 히팅 장치에 의한 유로 단면적 감소가 최소화됨으로써 유동 저항이 감소되어 공기의 실내 토출량 감소가 방지되고, 덕트 내에서 발생하는 공기의 유동 소음도 감소되는 효과가 있다.In addition, the planar heating element is installed parallel to the inner surface of the duct, thereby minimizing the reduction in the cross-sectional area of the flow path by the heating device, thereby reducing the flow resistance, preventing a decrease in the indoor discharge amount of air, and reducing the air flow noise generated within the duct. It works.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 제1실시예로서 차량용 덕트의 히팅 장치의 단면도 및 우측면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예로서 열반사플레이트가 더 포함된 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예로서 면상발열체에 공기혼합홀이 형성된 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예로서 하우징의 일측 단부에 결합부가 형성된 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예로서 설치프레임을 이용한 면상발열체 설치 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 상기 설치프레임의 사시도이다.
도 7은 상기 설치프레임의 우측면도이다.1 is a cross-sectional view and a right side view of a heating device for a vehicle duct as a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a structure further including a heat reflection plate as a second embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a structure in which an air mixing hole is formed in a planar heating element as a third embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a structure in which a coupling portion is formed at one end of the housing as a fourth embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the planar heating element installation structure using an installation frame as the fifth embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view of the installation frame.
Figure 7 is a right side view of the installation frame.
본 발명 본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로서, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.The present invention In the present invention, the accompanying drawings may be shown in exaggerated expressions for differentiation and clarity from the prior art and for convenience in understanding the technology. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so definitions of these terms should be made based on the technical content throughout the present specification. will be. Meanwhile, the examples are merely illustrative of the components presented in the claims of the present invention and do not limit the scope of the present invention, and the scope of the rights should be interpreted based on the technical idea throughout the specification of the present invention. .
명세서 전체에서, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.Throughout the specification, when a certain configuration is said to “include” a certain configuration, this means that other configurations may be further included rather than excluding other configurations, unless specifically stated to the contrary.
또한, 어떤 구성이 다른 구성에 "연결", "접속" 또는 "결합"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결', '직접적으로 접속' 또는 '직접적으로 결합'되어 있는 경우 만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 연결', '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 접속' 또는 '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 결합'되는 경우도 있을 수 있음을 의미한다. 반면에, 어떤 구성이 다른 구성에 "직접 연결", "직접 접속" 또는 "직접 결합"되어 있다고 할 때는, 중간에 다른 구성이 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when a configuration is said to be “connected,” “connected,” or “coupled” to another configuration, this does not only mean “directly connected,” “directly connected,” or “directly coupled,” but also means “that.” This means that there may be cases of ‘connection with another configuration in the middle’, ‘connection with another configuration in the middle’, or ‘combined with another configuration in the middle’. On the other hand, when a configuration is said to be “directly connected,” “directly connected,” or “directly coupled” to another configuration, it should be understood that no other configuration exists in between.
또한, "전", "후", "상", "하", "좌", "우", "일 단", "타 단", "양 단" 등과 같은 방향성 용어가 사용될 때 이는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 예시적으로 사용되는 것이므로 제한적으로 해석되어서는 안 되고, "제 1", "제 2"등의 용어가 사용될 때 이는 각 구성을 구별하기 위한 용어로서 제한적으로 해석되어서는 안 된다.Additionally, when directional terms such as “front”, “back”, “top”, “bottom”, “left”, “right”, “one end”, “other end”, “both ends”, etc. are used, this refers to the disclosed drawings. They are used illustratively in relation to the orientation and should not be construed as limiting, and when terms such as “first” and “second” are used, these are terms for distinguishing each configuration and should not be construed as restrictive. .
본 발명의 실시예의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 사람에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 도면에서 실시예의 설명과 관계없는 부분에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In order to more clearly explain the characteristics of the embodiments of the present invention, detailed descriptions will be omitted regarding matters widely known to those skilled in the art to which the following embodiments belong. In addition, detailed description of parts in the drawings that are not related to the description of the embodiment will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예로서 차량용 덕트의 히팅 장치의 단면도 및 우측면도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예로서 열반사플레이트가 더 포함된 구조를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 제3실시예로서 면상발열체에 공기혼합홀이 형성된 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제4실시예로서 덕트부의 일측 단부에 결합부가 형성된 구조를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 제5실시예로서 설치프레임을 이용한 면상발열체 설치 구조를 도시한 도면이고, 도 6은 상기 설치프레임의 사시도이며, 도 7은 상기 설치프레임의 우측면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view and a right side view of a heating device for a vehicle duct as a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing a structure further including a heat reflection plate as a second embodiment of the present invention, and Figure 3 is a diagram showing a structure in which an air mixing hole is formed in a planar heating element as a third embodiment of the present invention, and Figure 4 is a diagram showing a structure in which a coupling portion is formed at one end of the duct portion as a fourth embodiment of the present invention, Figure 5 is a diagram showing a planar heating element installation structure using an installation frame as a fifth embodiment of the present invention, Figure 6 is a perspective view of the installation frame, and Figure 7 is a right side view of the installation frame.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 덕트의 히팅 장치는 하우징(10)과, 면상발열체(20)를 포함한다.As shown in Figure 1, the heating device for a vehicle duct according to the present invention includes a housing 10 and a planar heating element 20.
상기 하우징(10)은 히팅 장치가 설치되는 차량용 덕트와 단면의 형상과 면적이 동일한 관 형상 물품으로서 차량용 덕트의 일측 단부 또는 중간 부분에 연결되어 사용된다. 상기 덕트는 공조모듈과 실내 공간을 연결하는 일반적인 덕트 뿐만 아니라 차량의 독립공조형 시트에 적용되는 시트용 덕트를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 차량용 덕트의 히팅 장치는 일반적인 차량용 덕트 뿐만 아니라 독립공조형 시트의 덕트에도 적용 가능하다.The housing 10 is a tubular article with the same cross-sectional shape and area as the vehicle duct in which the heating device is installed, and is used by being connected to one end or the middle portion of the vehicle duct. The duct includes not only a general duct connecting the air conditioning module and the indoor space, but also a seat duct applied to an independent air conditioning type seat of a vehicle. In other words, the heating device for a vehicle duct according to the present invention can be applied not only to a general vehicle duct but also to the duct of an independent air conditioning type seat.
상기 면상발열체(20)는 필름 또는 매우 얇은 두께의 판재인 기재(21)의 일측면에 탄소나노튜브(CNT: Carbon nanotube), 전도성 금속 등의 페이스트가 도포되어 전극을 구비한 발열층(22)이 형성된 것으로 전극을 통해 전류가 공급되면 발열층(22)의 면적 전체에서 발열이 이루어지도록 된 것이다.The planar heating element 20 is formed by applying a paste such as a carbon nanotube (CNT: Carbon nanotube) or a conductive metal to one side of a base material 21, which is a film or a very thin plate, to form a heating layer 22 with an electrode. With this formation, when current is supplied through the electrode, heat is generated throughout the entire area of the heating layer 22.
상기 면상발열체(20)는 하우징(10)의 내부에 하우징(10)의 길이 방향에 평행한 상태로 설치되어 유로를 동일한 단면적을 가진 2개의 채널로 분할한다. 즉, 면상발열체(20)는 하우징(10) 내부의 중간 높이에 상면과 하면에 평행한 상태로 배치되고, 폭 방향의 양측 단부가 하우징(10) 내부의 양 측면에 연결되어, 하우징(10)의 내부 공간이 상부채널(11)과 하부채널(12)로 구분될 수 있다.The planar heating element 20 is installed inside the housing 10 parallel to the longitudinal direction of the housing 10 and divides the flow path into two channels with the same cross-sectional area. That is, the planar heating element 20 is disposed in a state parallel to the upper and lower surfaces at the mid-height inside the housing 10, and both ends in the width direction are connected to both sides of the interior of the housing 10, so that the housing 10 The internal space of can be divided into an upper channel 11 and a lower channel 12.
또한, 도 1에 도시된 실시예와 달리, 상기 면상발열체(20)의 폭 방향 양단이 하우징(10) 내부의 상면과 하면에 연결되는 수직 상태로 설치되어 하우징(10)의 내부 공간이 좌측채널과 우측채널로 구분될 수 있음은 물론이다.In addition, unlike the embodiment shown in Figure 1, both ends in the width direction of the planar heating element 20 are installed in a vertical state connected to the upper and lower surfaces of the interior of the housing 10, so that the internal space of the housing 10 is located in the left channel. Of course, it can be divided into the and right channels.
상기 기재(21)는 발열층(22)의 발열량에 대한 내열성을 가지면서 면상발열체(20)가 공기 유동 속에서 변형(펄럭임)되지 않을 정도의 강성을 가져야만 한다. 이와 같은 조건의 만족을 위해 상기 기재(21)는 폴리이미드(Polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate) 등의 재질로 제조될 수 있다. 그러나 그 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate 21 must have heat resistance to the heat generation amount of the heating layer 22 and must have a rigidity that prevents the planar heating element 20 from being deformed (flapping) in the air flow. To satisfy these conditions, the substrate 21 may be manufactured from materials such as polyimide, polyethyleneterephthalate, and polyethylenenaphthalate. However, the material is not limited to this.
상기와 같은 히팅 장치가 차량용 덕트에 설치되면 공기는 상기 하우징(10)을 통과한다. 하우징(10)의 내부 공간은 면상발열체(20)에 의해 2개 채널로 구분되어 있으므로 공기는 상기 2개의 채널로 나뉘어 흐르게 된다.When the heating device as described above is installed in a vehicle duct, air passes through the housing 10. Since the internal space of the housing 10 is divided into two channels by the planar heating element 20, air flows divided into the two channels.
이때 상기 면상발열체(20)는 발열층(22)에서 발생된 열이 발열층(22)의 표면에서 복사될 뿐만 아니라, 발열층(22)의 열이 전도되어 기재(21)의 표면(도 1에서 면상발열체(20)의 하면)에서도 열 복사가 이루어진다. 즉, 면상발열체(20)는 상, 하 양쪽 측면 모두에서 열 복사가 이루어진다. 상기 기재(21)는 그 두께가 매우 얇기 때문에 기재(21)에 의한 열손실은 거의 발생하지 않으며 기재(21) 표면에서도 발열층(22) 표면과 유사한 정도의 열 복사가 이루어진다.At this time, the planar heating element 20 not only radiates the heat generated in the heating layer 22 from the surface of the heating layer 22, but also conducts the heat of the heating layer 22 to the surface of the substrate 21 (FIG. 1 Heat radiation also occurs on the lower surface of the planar heating element 20. That is, the planar heating element 20 radiates heat from both the upper and lower sides. Since the thickness of the substrate 21 is very thin, almost no heat loss occurs through the substrate 21, and heat radiation occurs at a similar level to the surface of the heating layer 22 on the surface of the substrate 21.
따라서 상부채널(11)을 통과하는 공기는 발열층(22)의 복사열을 흡수하여 가열되고, 하부채널(12)을 통과하는 공기는 기재(21)의 복사열을 흡수하여 가열되며, 이와 같이 가열된 공기는 덕트를 통해 이동하여 차량 실내로 토출됨으로써 차량의 실내 난방이 이루어진다.Therefore, the air passing through the upper channel 11 is heated by absorbing the radiant heat of the heating layer 22, and the air passing through the lower channel 12 is heated by absorbing the radiant heat of the substrate 21, and is heated in this way. The air moves through the duct and is discharged into the vehicle interior, thereby heating the vehicle interior.
상기와 같이 탄소나노튜브를 이용하는 면상발열체(20)는 기존의 전기저항 열선에 비해 효율이 우수하여 전력소비량이 적고, 반응속도가 빨라 신속하게 온도를 높일 수 있다.As described above, the planar heating element 20 using carbon nanotubes has superior efficiency compared to existing electric resistance heating elements, consumes less power, and has a fast reaction speed, so it can quickly increase the temperature.
따라서 전기자동차에 적용할 경우 배터리 전력 사용량이 감소됨으로써 전기자동차의 주행거리가 증가될 수 있고, 또한 차종에 상관없이 겨울철 차량 운행 시작과 동시에 온풍을 공급하여 실내 온도를 보다 신속하게 증가시킬 수 있게 된다.Therefore, when applied to an electric vehicle, the driving distance of the electric vehicle can be increased by reducing battery power usage, and also, regardless of the vehicle type, the indoor temperature can be increased more quickly by supplying warm air as soon as the vehicle starts driving in winter. .
또한, 상기 면상발열체(20)는 얇은 두께의 평판이고 하우징(10)의 길이 방향 즉, 유로 방향에 평행하게 설치되기 때문에 공기의 흐름에 대해 거의 저항이 발생하지 않으며, 이에 공기 흐름이 원활하게 이루어져 실내로의 공기 토출량이 감소되지 않고, 공기의 유동 소음이 감소된다.In addition, since the planar heating element 20 is a thin flat plate and is installed parallel to the longitudinal direction of the housing 10, that is, the flow direction, it generates little resistance to the flow of air, and thus the air flows smoothly. The amount of air discharged into the room is not reduced, and the air flow noise is reduced.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 덕트의 히팅 장치는 상기 하우징(10)의 내측 벽면에 열반사플레이트(30)가 더 설치될 수 있다.As shown in FIG. 2, the heating device for a vehicle duct according to the present invention may further include a heat reflection plate 30 installed on the inner wall of the housing 10.
상기 열반사플레이트(30)는 표면조도(Surface Roughness)가 극히 양호한 금속 박판으로서 면상발열체(20)의 양측면에 각각 대향되는 위치에 설치된다. 도 2에는 열반사플레이트(30)가 하우징(10)의 내측 상면과 하면에 각각 설치된 경우가 도시되었다. 그러나 열반사플레이트(30)는 면상발열체(20)의 설치 상태에 따라 하우징(10)의 내측 양측면에도 설치될 수 있으며, 또한 면상발열체(20)의 설치 상태와는 상관없이 하우징(10)의 내측면 전체에 설치될 수도 있다.The heat reflection plate 30 is a thin metal plate with extremely good surface roughness and is installed at opposing positions on both sides of the planar heating element 20. Figure 2 shows a case where the heat reflection plate 30 is installed on the inner upper and lower surfaces of the housing 10, respectively. However, the heat reflection plate 30 may be installed on both sides of the inner side of the housing 10 depending on the installation state of the planar heating element 20, and may also be installed on the inside of the housing 10 regardless of the installation state of the planar heating element 20. It can also be installed on the entire side.
상기와 같이 하우징(10)의 내측면에 열반사플레이트(30)가 설치되면, 면상발열체(20)의 양측면에서 복사된 열이 상기 열반사플레이트(30)에서 반사되므로 열반사플레이트(30)의 표면에서도 열 복사가 이루어진다.When the heat reflection plate 30 is installed on the inner side of the housing 10 as described above, the heat radiated from both sides of the planar heating element 20 is reflected from the heat reflection plate 30, so that the heat reflection plate 30 Heat radiation also occurs on surfaces.
따라서 하우징(10)의 채널 내부를 흐르는 공기는 면상발열체(20)의 복사열과 열반사플레이트(30)의 복사열에 의해 이중으로 가열되므로 가열 효과가 배가되어 보다 신속하게 승온될 수 있으며, 따라서 더욱 신속한 차량 난방이 가능하다.Therefore, the air flowing inside the channel of the housing 10 is doubly heated by the radiant heat of the planar heating element 20 and the radiant heat of the heat reflection plate 30, so the heating effect is doubled and the temperature can be raised more quickly, and thus more quickly. Vehicle heating is possible.
또한 열반사플레이트(30)가 면상발열체(20)에서 복사된 열을 하우징(10)의 내측 방향으로 반사함으로써 하우징(10) 외측으로의 열 손실량이 감소된다. 즉, 열반사플레이트(30)가 단열 기능을 수행함으로써 히팅 장치의 열 효율이 향상된다.In addition, the heat reflection plate 30 reflects heat radiated from the planar heating element 20 toward the inside of the housing 10, thereby reducing the amount of heat loss to the outside of the housing 10. That is, the heat reflection plate 30 performs an insulating function, thereby improving the thermal efficiency of the heating device.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 덕트의 히팅 장치는 상기 면상발열체(20)에 다수의 공기혼합홀(23)이 관통 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the heating device for a vehicle duct according to the present invention may have a plurality of air mixing holes 23 formed through the planar heating element 20.
상기 공기혼합홀(23)은 단순 원형이며 면상발열체(20)를 구성하는 기재(21)와 발열층(22) 전체를 관통하여 형성된다.The air mixing hole 23 is a simple circular shape and is formed through the entire substrate 21 and the heating layer 22 constituting the planar heating element 20.
또한, 상기 공기혼합홀(23)은 면상발열체(20)의 평면 전체에서 상, 하, 좌, 우 방향으로 동일한 간격을 가지는 규칙적인 패턴으로 형성되거나, 특정 패턴이 없는 불규칙한 패턴으로 형성될 수 있다.In addition, the air mixing holes 23 may be formed in a regular pattern with equal intervals in the upper, lower, left, and right directions on the entire plane of the planar heating element 20, or may be formed in an irregular pattern without a specific pattern. .
상기와 같이 면상발열체(20)에 다수의 공기혼합홀(23)이 형성되면, 면상발열체(20) 일측의 채널을 흐르는 공기가 공기혼합홀(23)을 통해 반대쪽 채널로 이동할 수 있다. 따라서 다수의 공기혼합홀(23)을 통해 공기가 활발하게 이동하여 혼합됨으로써 양측 채널간의 열 교환이 이루어지게 되고, 이에 양측 채널의 공기 온도 차가 감소되어 차량의 실내로 토출되는 공기가 전체적으로 균일한 온도를 가질 수 있게 된다.When a plurality of air mixing holes 23 are formed in the planar heating element 20 as described above, the air flowing through the channel on one side of the planar heating element 20 can move to the opposite channel through the air mixing hole 23. Therefore, the air actively moves and mixes through the plurality of air mixing holes 23, resulting in heat exchange between both channels. As a result, the air temperature difference between both channels is reduced, so that the air discharged into the vehicle interior has an overall uniform temperature. You can have .
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 덕트의 히팅 장치는 상기 하우징(10)의 일측 단부에 결합부(13)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the heating device for a vehicle duct according to the present invention may have a coupling portion 13 formed at one end of the housing 10.
상기 결합부(13)는 하우징(10)의 일측 단부가 동일한 관 형상으로 확장 성형된 것으로 덕트의 일측 단부가 끼워 맞춰질 수 있는 형상과 치수로 형성된다.The coupling portion 13 is formed by expanding and molding one end of the housing 10 into the same tubular shape and is formed in a shape and dimension that allows one end of the duct to be fitted.
이러한 연결 구조는 하우징(10)의 타단부에도 적용될 수 있는데, 상기 결합부(13)와 동일한 구조의 결합부가 타측에 연결될 덕트의 단부에 형성되고, 그 덕트의 결합부에 하우징(10)의 타단부가 삽입 결합될 수 있다.This connection structure can also be applied to the other end of the housing 10. A coupling part of the same structure as the coupling part 13 is formed at the end of the duct to be connected to the other side, and the other end of the housing 10 is connected to the coupling part of the duct. The ends may be inserted and joined.
상기와 같은 구조로 상기 하우징(10)이 덕트의 일측 단부 또는 덕트의 중간 부분에 연결됨으로써 덕트에 히팅 장치가 설치된다.With the structure described above, the housing 10 is connected to one end of the duct or the middle part of the duct, thereby installing a heating device in the duct.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 면상발열체(20)는 하우징(10)에 직접 설치되지 않고 별도의 설치프레임(40)을 이용하여 하우징(10)에 설치될 수 있다.As shown in Figures 5 to 7, the planar heating element 20 is not installed directly in the housing 10, but can be installed in the housing 10 using a separate installation frame 40.
상기 설치프레임(40)은 하우징(10)의 일측면에 형성된 개구홀(14)을 통해 하우징(10)의 내측으로 삽입 설치되거나 외부로 탈거될 수 있다. 도 5에는 하우징(10)의 상면에 형성된 개구홀(14)을 통해 설치프레임(40)이 삽입 설치된 실시예가 도시되었다.The installation frame 40 can be inserted into the housing 10 through the opening hole 14 formed on one side of the housing 10 or removed from the outside. Figure 5 shows an embodiment in which the installation frame 40 is inserted and installed through the opening hole 14 formed on the upper surface of the housing 10.
상기 설치프레임(40)은 전체적으로 직육면체 형상의 부품으로서 상면은 설치 완료 상태에서 상기 개구홀(14)을 막아주는 커버플레이트(41)가 형성되고, 그 외의 5면 즉 전, 후, 좌, 우의 네 측면 및 하측 면은 모서리 부분을 제외하고 모두 개구되어 있다.The installation frame 40 is an overall rectangular parallelepiped-shaped part with a cover plate 41 formed on its upper surface to block the opening hole 14 when the installation is completed, and four other five sides, that is, front, rear, left, and right. The side and lower surfaces are all open except for the corners.
즉, 설치프레임(40)은 직사각형 틀 형상의 베이스프레임(42)과, 베이스프레임(42)의 네 꼭지점 부분에 직립 상태로 형성된 서포트컬럼(43)과, 이들 네 서포트컬럼(43)의 상부에 일체로 형성된 상기 커버플레이트(41)를 포함하는 구조로 형성된다.That is, the installation frame 40 includes a base frame 42 in the shape of a rectangular frame, support columns 43 formed in an upright position at the four vertices of the base frame 42, and upper parts of these four support columns 43. It is formed in a structure including the cover plate 41 formed integrally.
상기 커버플레이트(41)의 길이 방향 양측 단부에는 소정 길이의 결합편(41a)이 돌출 형성되고, 각각의 결합편(41a)에는 볼트홀(41b)이 관통 형성된다. 볼트(B) 결합을 위해 상기 하우징(10)에도 볼트홀(41b)의 대응 부분에 볼트홀(15)이 형성됨은 물론이다.Connecting pieces 41a of a predetermined length are protruded from both longitudinal ends of the cover plate 41, and bolt holes 41b are formed through each connecting piece 41a. Of course, a bolt hole 15 is formed in the housing 10 in a corresponding portion of the bolt hole 41b for bolt B connection.
또한 결합편(41a)들 중 어느 하나에는 면상발열체(20)로 전력을 공급하기 위한 전원선(미도시)을 하우징(10) 외부로 인출하기 위한 전원선홀(41c)이 형성될 수 있다.In addition, a power line hole 41c may be formed in any one of the coupling pieces 41a to lead a power line (not shown) for supplying power to the planar heating element 20 to the outside of the housing 10.
또한 상기 서포트컬럼(43)에는 상하 방향의 중간 부분에 면상발열체(20)가 삽입되는 삽입홀(또는 홈)(43a)이 형성되고, 상측부와 하측부에는 각각 열반사플레이트(30)가 삽입되는 삽입홀(또는 홈)(43b)이 형성된다(도 7 참조, 도 6에는 도시 생략함). 즉, 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)의 삽입이 개시되는 일측 서포트컬럼(43)에는 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)가 통과할 수 있도록 삽입홀이 형성되고, 타측 서포트컬럼(43)들에는 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)의 단부가 일부 삽입되어 걸쳐질 수 있도록 삽입홈이 형성되는 것이다. 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)는 설치홀(또는 설치홈)에 삽입된 후 접착제로 접착 고정될 수 있다.In addition, the support column 43 is formed with an insertion hole (or groove) 43a into which the planar heating element 20 is inserted in the middle portion in the vertical direction, and a heat reflection plate 30 is inserted into the upper and lower portions, respectively. An insertion hole (or groove) 43b is formed (see FIG. 7, not shown in FIG. 6). That is, an insertion hole is formed in one side of the support column 43 where the insertion of the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 begins, so that the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 can pass through, and the other side of the support column (43) An insertion groove is formed so that the ends of the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 can be partially inserted and spanned. The planar heating element 20 and the reflective plate 30 may be inserted into the installation hole (or installation groove) and then fixed by adhesive.
따라서 설치프레임(40)의 일측부에 형성된 삽입홀을 통해 면상발열체(20)와 상, 하측 반사플레이트(30)를 삽입하여 설치프레임(40)에 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)를 먼저 설치하고, 이후 설치프레임(40)을 하우징(10)의 개구홀(14) 내부로 삽입하며, 설치프레임(40)의 결합편(41a)을 볼트(B)를 이용하여 하우징(10)의 상면에 고정할 수 있다(도 5의 상태).Therefore, the planar heating element 20 and the upper and lower reflecting plates 30 are inserted through the insertion hole formed on one side of the installation frame 40 to attach the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 to the installation frame 40. First, the installation frame 40 is inserted into the opening hole 14 of the housing 10, and the coupling piece 41a of the installation frame 40 is attached to the housing 10 using a bolt B. It can be fixed to the upper surface (state in Figure 5).
도 5와 같은 설치 완료 상태에서 설치프레임(40)은 양측면이 개구되어 있으므로 하우징(10)을 통과하는 공기의 흐름이 정상적으로 이루어질 수 있고, 공기의 이동 경로는 면상발열체(20)를 기준으로 상, 하의 2개 채널로 구분되며, 각각의 채널에는 면상발열체(20)의 복사열과 반사플레이트(30)의 복사열이 모두 작용하므로 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)가 하우징(10)에 직접 설치되는 경우와 마찬가지로 공기를 효율적으로 가열할 수 있다.In the installation completed state as shown in Figure 5, the installation frame 40 is open on both sides, so the air flowing through the housing 10 can be normal, and the air movement path is based on the planar heating element 20. It is divided into two channels, and since both the radiant heat of the planar heating element 20 and the radiant heat of the reflecting plate 30 act on each channel, the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 are installed directly in the housing 10. As in this case, the air can be heated efficiently.
이에 더하여 면상발열체(20)와 반사플레이트(30)가 하우징(10)과는 별도의 부품인 설치프레임(40)을 매개로 설치됨으로써 면상발열체(20)에 고장이 발생한 경우 설치프레임(40)을 하우징(10)으로부터 분리하여 면상발열체(20)를 교체할 수 있으며, 이에 면상발열체(20) 고장 발생시 매우 용이하게 대응할 수 있게 되는 장점이 있다.In addition, the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 are installed through the installation frame 40, which is a separate part from the housing 10, so that if a failure occurs in the planar heating element 20, the installation frame 40 is installed. The planar heating element 20 can be replaced by separating it from the housing 10, and this has the advantage of being able to respond very easily when a malfunction of the planar heating element 20 occurs.
또한 상기와 같이 별도의 설치프레임(40)을 이용할 경우, 상기 하우징(10)에 면상발열체(20) 및 반사플레이트(30)를 설치하기 위한 구조 및 제조방법 등을 고려할 필요가 없으므로 하우징(10)의 구조 및 제조방법이 단순해지는 장점이 있다.In addition, when using a separate installation frame 40 as described above, there is no need to consider the structure and manufacturing method for installing the planar heating element 20 and the reflecting plate 30 in the housing 10, so the housing 10 It has the advantage of simplifying its structure and manufacturing method.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 차량용 덕트의 히팅 장치에 의하면, 배터리 전력 소모를 최소화하면서 보다 효율적으로 차량 실내를 난방할 수 있다. 따라서 전기자동차의 경우 겨울철 주행거리가 증가되는 효과가 있다.As described above, according to the heating device for a vehicle duct according to the present invention, the vehicle interior can be heated more efficiently while minimizing battery power consumption. Therefore, in the case of electric vehicles, the driving distance in winter is increased.
또한, 기존 엔진 폐열을 이용하는 히팅 장치와는 달리 전력 공급과 동시에 급속 발열이 가능하므로 보다 신속하게 난방풍을 공급할 수 있다.In addition, unlike heating devices that use existing engine waste heat, rapid heat generation is possible at the same time as power supply, so heating air can be supplied more quickly.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments are possible based on common knowledge in the field to which the technology pertains. You must understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention is based on the claims described below and should be determined based on the specific details of the invention described above.
본 발명은 차량용 덕트의 히팅 장치에 관한 것으로, 온풍을 공급하는 차량 난방과 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.The present invention relates to a heating device for vehicle ducts, and can be used in industrial fields related to vehicle heating that supplies warm air.
10 : 하우징 11 : 상부채널
12 : 하부채널 13 : 결합부
14 : 개구홀 15 : 볼트홀
20 : 면상발열체 21 : 기재
22 : 발열층 30 : 열반사플레이트
40 : 설치프레임 41 : 커버플레이트
41a : 결합편 41b : 볼트홀
41c : 전원선홀 42 : 베이스프레임
43 : 서포트컬럼 B : 볼트10: Housing 11: Upper channel
12: lower channel 13: coupling part
14: opening hole 15: bolt hole
20: planar heating element 21: base material
22: heating layer 30: heat reflection plate
40: Installation frame 41: Cover plate
41a: coupling piece 41b: bolt hole
41c: Power line hole 42: Base frame
43: Support column B: Bolt
Claims (11)
상기 하우징의 내부에 설치되어 공기 흐름 경로를 동일한 단면적의 2채널로 구분하는 면상발열체;
를 포함하는 차량용 덕트의 히팅 장치.a housing connected to a vehicle heating duct;
A planar heating element installed inside the housing to divide the air flow path into two channels with the same cross-sectional area;
Heating device for vehicle duct including.
상기 면상발열체는 하우징의 길이 방향에 평행하고, 하우징의 양측 대향면 사이의 중간 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 1,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that the planar heating element is parallel to the longitudinal direction of the housing and is installed at an intermediate position between two opposing surfaces of the housing.
상기 면상발열체는 평판형의 기재 표면에 탄소나노튜브 재질의 발열층이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 1,
The planar heating element is a heating device for a vehicle duct, characterized in that a heating layer made of carbon nanotubes is formed on the surface of a flat base material.
상기 하우징에서 면상발열체의 양측면에 대향되는 면에 면상발열체로부터 복사되는 열을 하우징의 내측으로 반사하는 열반사플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 1,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that a heat reflection plate is installed on the side opposite to both sides of the planar heating element in the housing to reflect heat radiated from the planar heating element to the inside of the housing.
상기 면상발열체에 다수의 공기혼합홀이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 1,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that a plurality of air mixing holes are formed through the planar heating element.
상기 하우징의 단부가 확장되어 덕트의 단부가 삽입 연결될 수 있는 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 1,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that the end of the housing is expanded to form a coupling portion into which the end of the duct can be inserted and connected.
상기 하우징의 일측면에 형성된 개구홀로 삽입되는 설치프레임이 마련되고,
상기 설치프레임에 상기 면상발열체가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 1,
An installation frame is provided that is inserted into an opening hole formed on one side of the housing,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that the planar heating element is installed on the installation frame.
상기 설치프레임은 직사각형 틀 형상의 베이스프레임과, 베이스프레임의 네 꼭지점 부분에 직립 상태로 형성된 서포트컬럼들과, 서포트컬럼들의 상부에 일체로 형성된 커버플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 7,
The installation frame is a heating device for a vehicle duct, comprising a base frame in the shape of a rectangular frame, support columns formed in an upright position at four vertices of the base frame, and a cover plate integrally formed on top of the support columns. .
상기 커버플레이트에 하우징에 볼트 결합되는 복수의 결합편이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 8,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that the cover plate is formed with a plurality of coupling pieces bolted to the housing.
상기 결합편 중 어느 하나에 면상발열체에 연결된 전원선이 인출되는 전원선홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.In claim 9,
A heating device for a vehicle duct, characterized in that a power line hole through which a power line connected to a planar heating element is drawn is formed in one of the coupling pieces.
상기 설치프레임의 길이 방향 일측의 서포트컬럼에는 면상발열체와 열반사플레이트가 관통되는 삽입홀이 형성되고, 길이 방향 타측의 서포트컬럼에는 면상발열체와 열반사플레이트의 단부가 삽입되어 걸려지는 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 덕트의 히팅 장치.
In claim 8,
In the support column on one side of the installation frame in the longitudinal direction, an insertion hole is formed through which the planar heating element and the heat reflection plate penetrate, and in the support column on the other side in the longitudinal direction, an insertion groove is formed into which the end of the planar heating element and the heat reflection plate are inserted and caught. A heating device for a vehicle duct, characterized in that.
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|---|---|---|---|
| KR1020220099317A KR102696024B1 (en) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | Heating device of duct for vehicle |
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2022
- 2022-08-09 KR KR1020220099317A patent/KR102696024B1/en active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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