CN105150901B - 冷却和加热杯架 - Google Patents

Abstract

一种冷却和加热杯架，其可以包括多个架体、多个热电元件、散热部件、外壳以及鼓风机，所述多个架体具有容器形状，所述多个热电元件每个设置到所述多个架体的侧面，所述散热部件安装成热力连接至所述多个热电元件的散热表面，所述外壳嵌入所述散热部件并具有在所述外壳的上部形成的空气入口，所述鼓风机嵌入在所述外壳中并定位在所述散热部件的上部或下部处以使得排放自弯曲部分并且引入通过所述空气入口的空气进行热交换。

Description

冷却和加热杯架

技术领域

本发明涉及一种能够安装在车辆等中的冷却和加热杯架以储存杯子并进行冷却和加热功能。

背景技术

车辆等已经设置有各种杯架。此类杯架通常仅具有单纯的保持功能。然而，在一些车辆中，已经引入了具有冷却和加热功能的杯架。在这种杯架的情况中，已经使用利用电能的热电元件以实现冷却和加热效果两者，但缺乏的是将杯架有效地安装在车辆中并有效地供应空调系统的技术。其原因可能在于至今没有致力于在车辆中安装能够进行冷却和加热功能两者的杯架从而使得实际功能得以适当地实施。

本发明涉及一种使用热电元件的杯架的冷却和加热储存装置，更特别地，涉及一种能够通过具有与杯架的表面接触的通电使用时产生的冷却表面和加热表面并利用热传导特性的热电元件使饮料变冷或变热的杯架储存装置，其中在大面积中进行热电元件和散热片之间热交换。在此构造中，形成从较高方向至较低方向的空气流和空气入口，使得空气向车辆的内部主要空调装置的乘客身体侧的弯曲部分引入，这改进了冷却和加热杯架的性能。

根据相关技术的名为“车辆的冷却和加热箱(Cooling and Heating Box ofVehicle)”的韩国专利公布号10-2012-0066212A公开了能够改进冷却和加热效率的车辆的冷却和加热箱。相关技术提出了利用热电元件的车辆的冷却和加热箱，所述车辆的冷却和加热箱包括容器、加热和冷却箱、导管和控制单元，所述容器安装在车辆的内部，所述加热和冷却箱包括安装在容器的底侧的外围表面上的多个热电元件，使得热电元件的一侧接触外围表面，所述导管与热电元件的另一侧接触并形成为在热电元件的操作过程中将从热电元件的另一侧产生的热排放至外部，所述控制单元进行控制从而通过在希望用作加热箱的情况下相互并联地连接热电元件而在希望用作冷却箱的另一情况下相互串联地连接热电元件来供应电力，由此在用作加热箱的情况下和用作冷却箱的情况下可以改进冷却和加热效率。

然而，尽管使用了相关技术，但在有效提供了空调或同时进行冷却和加热功能或使用一个热电元件的时候，其不是有效的结构。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种冷却和加热杯架，所述冷却和加热杯架能够具有设置成当车辆冷却时改进热交换效率的构造，并能够在多个杯架中同时进行冷却和加热功能时最大化热效率。

根据本发明的各个方面，一种加热和冷却杯架可以包括多个架体、多个热电元件、散热部件、外壳和鼓风机，所述多个架体具有容器形状并由热传导材料形成，所述容器形状具有打开的上部，所述多个热电元件每个设置到所述多个架体的侧面，每个具有连接至空气调节表面的一侧和连接至散热表面的另一侧，并且所述多个热电元件安装成使得空气调节表面热力连接至每个架体的一侧，所述散热部件安装成热力连接至多个热电元件的散热表面并作为单体形成，并且所述散热部件包括形成竖直方向上的空气通道的散热片，所述外壳嵌入所述散热部件并具有形成在所述外壳的上部的空气入口，所述空气入口向着从车辆的内部主要空调装置的乘客身体侧的弯曲部分排放的空气的流动侧形成，所述鼓风机嵌入在所述外壳中并定位在所述散热部件的上部或下部处，使得排放自弯曲部分并引入通过空气入口的空气在沿着散热部件的散热片中形成的空气通道在较低方向上流动的同时进行热交换。

所述空气入口可以形成在所述外壳的前上方或所述外壳的上端中的任一个以设置到排放自乘客身体侧的弯曲部分的空气的流动侧。

多个架体可以包括在外壳的宽度方向上彼此平行设置的一对架体。

多个电热元件可以每个独立地为冷却模式或加热模式。

热管设置在每个热电元件的散热表面和散热部件之间，每个热电元件的散热表面和散热部件可以相互热力连接，每个热电元件的散热表面可以紧密地粘附至所述热管的一个表面，而所述散热部件可以紧密地粘附至所述热管的另一表面。

在架体设置到车辆的前座中央控制台侧的情况下，每个热电元件、热管和散热部件可以设置在架体的后面，而空气入口可以形成在外壳的上部中。

在架体设置到车辆的后座扶手侧的情况下，每个热电元件、热管和散热部件可以设置在架体的前面，而空气入口可以形成在外壳的上部中。

热电元件的每一个的散热表面的面积的总和可以小于相邻的热管的表面的面积。

鼓风机可以设置到散热部件的下部以竖直地接收从散热部件的下部通过空气入口引入的空气。

鼓风机可以设置到散热部件的下部的一侧以水平地接收从散热部件的下部通过空气入口引入的空气。

空气入口可以设置有格栅部件以防止从外部引入异物。

架体的上端部可以设置有打开或闭合架体的上端的门，空气入口可以通过门与架体的上端一起打开或闭合。

门可以在其一端部旋转，并打开或闭合架体的上端，门的另一端部设置成基于架体面向空气入口，使得空气入口在门闭合时可以通过门的另一端部闭合。

外壳可以包括从空气入口延伸并联接至散热部件的上部的第一引导件(guide)和联接至散热部件的下部并嵌入鼓风机的第二引导件。

第二引导件可以设置有在鼓风机的水平方向上排放空气的排放孔。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。

附图说明

图1为显示根据本发明的示例性冷却和加热杯架的侧视图。

图2为显示根据本发明的具有形成在其下部的鼓风机的示例性冷却和加热杯架的平面图。

图3为显示根据本发明示例性实施方案的具有形成在其侧部的鼓风机的示例性冷却和加热杯架的平面图。

图4为显示根据本发明的示例性冷却和加热杯架的操作图。

应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。

具体实施方式

现在将详细说明本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图1为显示根据本发明各个实施方案的冷却和加热杯架的侧视图。图2为显示根据本发明各个实施方案的具有形成在其下部的鼓风机的冷却和加热杯架的平面图。图3为显示根据本发明各个实施方案的具有形成在其侧部的鼓风机的冷却和加热杯架的平面图。图4为显示根据本发明各个实施方案的冷却和加热杯架的操作图。

参考图1至图4，加热和冷却杯架可以包括多个架体100、多个热电元件110、散热部件300、外壳500和鼓风机700，所述多个架体100具有容器形状并由热传导材料形成，所述容器形状具有打开的上部，所述多个热电元件110每个具有连接至空气调节表面的一侧和连接至散热表面的另一侧，所述多个热电元件110每个设置到所述多个架体100的侧面，并安装成使得空气调节表面热力连接至架体100的侧面；所述散热部件300安装成热力连接至多个热电元件110的散热表面并以构造为单体的状态形成，所述散热部件300包括形成竖直方向上的空气通道的散热片310；所述外壳500嵌入所述散热部件300并具有形成在其上部的空气入口510，所述空气入口510向着从车辆的内部主要空调装置的乘客身体侧的弯曲部分900排放的空气的流动侧形成；所述鼓风机700嵌入在所述外壳500中并定位在所述散热部件300的上部或下部处，使得引入通过空气入口510的空气在沿着散热部件300的散热片310的中形成的空气通道在较低方向上流动的同时进行热交换。

在冷却和加热杯架的情况下，当使用热电元件110时，接收空气的温度是改善性能的重要因素。本发明是为了在车辆的内部被冷却的情况下增加冷却和加热杯架的效率，本发明的目的在于通过设计冷却和加热杯架从而立即接收排放自车辆的内部主要空调装置的乘客身体侧的弯曲部分900的冷却的空气使得空气在竖直方向上流动的同时进行热交换来改善冷却和加热杯架的性能。

在此情况下，所述空气入口510形成在所述外壳500的前上方或所述外壳500的上端之中的任一个以设置到排放自乘客身体侧的弯曲部分900的空气的流动侧。

亦即，空气入口510可以设置到外壳500的前上方，其为面向乘客身体侧的弯曲部分900的位置，使得排放自乘客身体侧的弯曲部分900的空气可以立即被接收。此外，排放自乘客身体侧的弯曲部分900的空气具有这样的性质：其因低温而在较低方向上流动。为了接收空气，空气入口510可以设置到外壳500的前上方以直接接收空气。通过如上所述地形成空气入口510，冷却和加热杯架的散热性能可以在冷却车辆时得以改进。在此情况下，乘客身体侧的弯曲部分900可以设置到车辆的仪表板和前座中央控制台910的后面。

同时，多个架体100由热传导材料形成，并取决于热传导而被冷却或加热。此外，架体100设置有接触部件，所述接触部件具有通过将侧面从内侧压制至外侧而突出的平面形状，使得热电元件110的空气调节表面紧密的粘附。多个架体100包括在外壳500的宽度方向上彼此平行设置的一对架体。此设计是为了简化冷却和加热杯架的布局并改进车辆的空间效率。

此外，因为根据本发明的各个实施方案的热电元件110，可以使用珀耳帖(peltier)元件。珀耳帖元件基本上通过空气调节表面和散热表面形成，从而由此用作在通电时从一侧将热传递至另一侧的热泵。亦即，由于珀耳帖元件进行维持空气调节表面和散热表面之间的温差的重要功能，所以散热性能影响冷却性能。因此，当车辆被冷却时经空气调节的内部空气立即被接收和利用，使得冷却和加热杯架的散热性能和冷却性能得以改进。

此处，多个电热元件110可以每个独立地进行冷却模式或加热模式。亦即，各个热电元件110可以独立地以冷却模式、加热模式或停止模式中的至少一种来操作。

同时，散热部件300构造成多个热电元件110相互平行地热力连接在一个表面的单体，使得相比于构造多个散热部件300的相关技术，成本可以减少，热交换效率可以改进。其详细说明将如下描述。

根据本发明的各个实施方案，热管120可以设置在电热元件110的散热表面和散热部件300之间，使得电热元件110的散热表面和散热部件300可以彼此热力连接，每个热电元件110的散热表面可以紧密地粘附至热管120的一个表面，而散热部件300可以紧密地粘附至热管120的另一表面。

此处，热管120允许热电元件110的热在热管120中快速地传导以由此在最大化地利用散热部件300的面积的同时传递热，热管120形成为将从热电元件110(其紧密地粘附至热管的一个表面)传递的热有效地传递至热管的另一表面。因此，多个热电元件110通过热管120热力连接至以单体形成的散热部件300，使得当热电元件110的每一个的一侧以冷却模式操作而其另一侧以加热模式操作时，热效率可以由于用作热电元件110的珀耳帖元件的热泵特性而增加。此外，在仅操作一个热电元件110的情况下，因为散热部件300的面积可以比多个热电元件110更宽，所以可以改进热交换性能和散热性能。

同时，参考图4，在架体100设置到车辆的前座中央控制台910侧的情况下，热电元件110、热管120和散热部件300可以设置在架体100的后面，而空气入口510可以形成在外壳500的上部中。另一方面，在架体100设置到车辆的后座扶手920侧的情况下，热电元件110、热管120和散热部件300可以设置在架体100的前面，而空气入口510可以形成在外壳500的上部中。

特别地，在架体100设置到车辆的前座中央控制台910侧的情况下，空气入口510和散热部件300可以形成在架体100的后面，从而接收排放自形成在仪表板中的乘客身体侧的弯曲部分900的空气。另一方面，在架体100设置到车辆的后座扶手920侧的情况下，空气入口510’和散热部件300’可以形成在架体100’的前面，从而接收排放自形成在前座中央控制台910的后面的乘客身体侧的弯曲部分900’的空气。上述结构更容易地接收排放自乘客身体侧的弯曲部分900’的空气，由此使其可以改进冷却和加热杯架的热交换性能和散热性能。此外，由于经空气调节的空气立即被接收，所以可以最大化热电元件110的效率。

在此情况下，各自热电元件110的散热表面的面积的总和可以小于热管120的一个表面的面积。亦即，通过形成比热电元件110的散热表面的面积更宽的热管120的面积，能够从散热部件300散热的横截面变宽，由此使其可以改进散热效率。

同时，鼓风机700可以如图2中所示地设置到散热部件300的下部，以由此竖直地接收来自于散热部件300的下部的空气。替代地，鼓风机700可以如图3中所示地设置到散热部件300的下部，以由此水平地接收来自于散热部件300的下部的空气。

亦即，鼓风机700可以设置到散热部件300的下部或下部的侧面，以由此用于引导空气以在竖直方向或水平方向上平滑地经过散热部件300，根据车辆的前座中央控制台910或后座扶手920的形状选择并应用鼓风机700或700’的位置，使得内部空间可以被有效利用。

此外，空气入口510可以设置有格栅部件以防止从外部引入异物。此外，架体100的上端部可以设置有打开或闭合架体100的上端的门520，空气入口510可以通过门520与架体100的上端一起打开或闭合。此处，门520可以在其一端部枢轴旋转，并打开或闭合架体100的上端，门520的另一端部可以设置成基于架体100面向空气入口510，使得空气入口510在门520闭合时可以通过门520的另一端部闭合。

例如，当不使用冷却和加热杯架时，空气入口510通过门520闭合，由此使其可以通常防止来自外部的异物被引入空气入口510中。因此，门520用于打开或闭合架体100，并且还用于同时打开或闭合空气入口510。另一方面，在门520打开以使用冷却和加热杯架的情况下，空气入口510也被打开以由此接收排放自乘客身体侧的弯曲部分900的空气，其中在异物被格栅部件过滤的同时接收空气，由此保护内部系统。

同时，外壳500可以包括从空气入口510延伸并联接至散热部件300的上部的第一引导件530和联接至散热部件300的下部并嵌入鼓风机700的第二引导件540。这样，由于通过将外壳500分隔成上部和下部并随后将它们联接从而仅需要热电元件110、热管120和散热部件300紧密地彼此粘附的空间，所以可以改进空间效率。由于在形成空气通道时外壳500可以简单地联接至散热部件300的上部和下部，所以可以改进装配性能。

此处，第二引导件540可以设置有在鼓风机700的水平方向上排放空气的排放孔550。在冷却和加热杯架设计成使得通过鼓风机700排放至排放孔550的空气被排放至架体100的周围的情况下，除了冷却和加热杯架的有效布局之外，此结构有效地形成通道。

根据具有上述结构的冷却和加热杯架，有效地设置冷却和加热杯架的空气调节管线使得在车辆的冷却时经空气调节的内部空气被立即接收和利用，由此使其可以进一步改进热交换效率和散热效率。

此外，在多个热电元件同时以冷却模式和加热模式操作的情况下，因为热电元件的热被传递至更宽的面积，所以可以显著地改进冷却和加热性能。

特别地，在操作一个热电元件的情况下相比于操作多个热电元件的情况，散热片的面积增加(热传递至所述散热片)，由此使其可以显著地改进冷却和加热性能。

此外，使用由单体构成的散热部件，使得相比于独立的散热片构造，制造成本可以减少，并且生产率可以改进。

为了便于解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其它们的实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (13)

1.一种冷却和加热杯架，其包括：

多个架体，所述多个架体具有容器形状，所述容器形状具有打开的上部，所述多个架体由热传导材料形成；

多个热电元件，每个热电元件设置到每个架体的侧面，每个热电元件具有连接至空气调节表面的一侧和连接至散热表面的另一侧，并安装成使得所述空气调节表面热力连接至每个架体的一侧；

散热部件，所述散热部件安装成热力连接至多个热电元件的散热表面并以单体形成，并且所述散热部件包括在竖直方向上形成空气通道的散热片；

外壳，所述外壳嵌入所述散热部件并具有形成在所述外壳的上部的空气入口，所述空气入口向着排放自车辆的内部主要空气调节装置的乘客身体侧的弯曲部分的空气的流动侧形成；以及

鼓风机，所述鼓风机嵌入在所述外壳中并定位在所述散热部件的上部或下部以使得排放自弯曲部分并引入通过所述空气入口的空气在沿着形成在所述散热部件的散热片中的空气通道在较低方向上流动的同时进行热交换，

其中架体的上端部设置有打开或闭合所述架体的上端的门，而所述空气入口通过所述门与所述架体的上端一起打开或闭合，

其中所述空气入口在车辆长度方向上指向前方，

其中所述门在其一端部旋转，并打开或闭合架体的上端，门的另一端部设置成基于架体面向所述空气入口，使得所述空气入口在所述门闭合时通过所述门的另一端部闭合。

2.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述空气入口形成在所述外壳的前上方或所述外壳的上端以设置到排放自乘客身体侧的弯曲部分的空气的流动侧。

3.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述多个架体包括在所述外壳的宽度方向上相互平行设置的一对架体。

4.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述多个热电元件每个独立地为冷却模式或加热模式。

5.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中热管设置在每个热电元件的散热表面和所述散热部件之间，每个热电元件的散热表面和所述散热部件相互热力连接，每个热电元件的散热表面紧密地粘附至所述热管的一个表面，而所述散热部件紧密地粘附至所述热管的另一表面。

6.根据权利要求5所述的冷却和加热杯架，其中在所述架体设置到车辆的前座中央控制台侧的情况下，每个热电元件、所述热管和所述散热部件设置在架体的后面，而所述空气入口形成在所述外壳的上部中。

7.根据权利要求5所述的冷却和加热杯架，其中在所述架体设置到车辆的后座扶手侧的情况下，每个热电元件、所述热管和所述散热部件设置在架体的前面，而所述空气入口形成在所述外壳的上部中。

8.根据权利要求5所述的冷却和加热杯架，其中热电元件的每一个的散热表面的面积的总和小于相邻的所述热管的表面的面积。

9.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述鼓风机设置到所述散热部件的下部以竖直地接收从所述散热部件的下部通过所述空气入口引入的空气。

10.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述鼓风机设置到所述散热部件的下部的侧面以水平地接收从所述散热部件的下部通过所述空气入口引入的空气。

11.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述空气入口设置有格栅部件以防止从外部引入异物。

12.根据权利要求1所述的冷却和加热杯架，其中所述外壳包括从所述空气入口延伸并联接至所述散热部件的上部的第一引导件和联接至所述散热部件的下部并嵌入所述鼓风机的第二引导件。

13.根据权利要求12所述的冷却和加热杯架，其中所述第二引导件设置有在所述鼓风机的水平方向排放空气的排放孔。