KR0138747Y1 - 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치에 관한 것으로서, 열전소자와, 상기 열전소자와 연결되어 돌출되도록 설치된 방열판과, 상기 방열판에 접촉되도록 물통을 갖는 수냉식 차량용 냉/온장고에 있어서, 상기 냉/온장고의 내부 온도를 검출하기 위해 설치된 온도 감지 소자와, 상기 온도 감지 소자의 출력 신호에 의해 이미 설정된 온도와를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 결과에 따라 냉/온장고의 표면 온도가 설정된 온도 보다 높으면 작동될 수 있도록 팬모터가 구비되어 차량용 냉/온장고의 온도 유지 상태에 따라 수냉식과 공랭식의 겸용 사용이 가능하여 효율적인 방열 효과를 구현하는 것이다.

Description

차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치

본 고안은 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치에 관한 것으로서, 특히 차량용 냉/온장고의 내부에 설치된 열전소자가 흡수된 열을 방출함에 따라 발생되는 열의 온도에 의해서 공랭식 및 수냉식의 방열 수단이 선택적 혹은 동시적으로 작동될 수 있도록 한 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 냉/온장고는 차량을 이용한 중/장거리의 여행시에 차내에서의 음식물 섭취가 가능하도록 제공되는 것으로, 주로 콘솔 박스 상단에 착탈식으로 고정되며, 차량의 발생 전원(12.5V)을 시가-잭(Cigar Jack)으로부터 공급받아 냉장고 혹은 온장고로의 전환 사용이 가능하게 구성되는 것이다.

이와 같은 차량용 냉/온장고의 전환 사용이 가능하기 위해서는 열전소자(Thermoelectric Materials)가 내설되어 사용되는데, 상기 열전소자는 전원의 인가에 따라 한 쪽에서는 열을 흡수하고(냉각) 다른 쪽에서는 열을 방출하도록 된 것으로, 소형의 냉/온 장치에 주로 채택되어 사용된다.

상기한 열전소자의 동작 원리를 설명하면, 양전류를 N형 반도체에 가하면 전자는 P형에서 N형으로 이동하고, 이때 콜드(cold) 사이드의 열이 흡수되면서 콜드 사이드의 온도가 감소한다.

열 흡수는 전류의 크기와 열전소자의 개수에 비례하는데 흡수한 열은 열전소자를 통하여 핫(hot) 사이드에 전달된다. 핫 사이드에 전달된 열은 시스템의 효율적인 작동을 위하여 방출시켜야 되는데, 주로 주위의 공기나 물에 핫 사이드의 열을 전달한다.

열 흡수는 가해지는 전류에 비례하지만 열전소자 자체에서 발생되는 주울 열은 전류의 제곱에 비례하고 그 열의 반은 콜드 사이드에 전달되기 때문에 전류에서의 증가가 냉각 성능을 오히려 감소시킬 수 있다.

따라서, 최고의 냉각 성능을 유지하기 위해서는 최적의 전류치가 설정되도록 배려되어야 하며, 전류의 방향을 바꾸어 주면 위의 메커니즘은 반대로 되어 냉장 시스템은 온장 시스템으로 전환된다.

첨부된 제1도는 종래의 일반적인 차량용 냉/온장고의 방열판을 도시한 것으로, 제1a도는 공랭식 방열판을 도시한 일부 확대 사시도이며, 제1b도는 수냉식 방열판을 도시한 일부 확대 사시도이다.

도시된 바와 같이 차량용 냉/온장고가 효과적으로 사용되기 위해서는 흡수된 열을 방출시켜야 되므로 제1a도에서와 같이 팬모터(20)의 설치에 따라 열이 배출될 수 있도록 방열판(10)이 냉/온장고 일단에 돌출되어 대기와 접촉되도록 설치되고, 제1b도에서와 같이 상기 방열판(10)에 착탈되도록 요입구가 형성된 물통(30)을 구비하여 상호 결합시켜 구성되는 것이다.

그러나, 정숙함을 요구하는 차내에서 상기의 공랭식 냉/온장고를 사용하게 되면, 팬모터(20)의 구동에 의한 소음이 발생되는 문제점이 있었고, 팬모터(20)에서 방출된 열에 의해서 밀폐된 차내의 온도가 상승됨으로 실내의 쾌적함을 방해하는 요인이 되었다.

또한, 공랭식 자체의 메커니즘이 대기와의 접촉에 의하여 냉각 효과를 얻을 수 있도록 설계되어 있어서 현실적으로 냉각 효과가 적은 문제점이 있는 것이다.

이와 함께 본 출원인에 의하여 제안되는 수냉식 냉/온장고는 방열에 의한 냉각 효과 및 소음 제거 등이 공랭식에 비하여 매우 우수하나, 냉각 효과에 한계성이 주어져 장시간 사용할 때 물의 온도가 상승하면 과열시의 냉각 효과가 크지 않은 문제점을 포함하고 있는 것이다.

따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안의 목적은 차량용 냉/온장고를 사용함에 있어서, 평상시에는 방열판과 물통을 결합시켜 흡수된 열의 방열에 따른 수냉식의 냉각 방식을 채택하여 운전되며, 계속적인 사용에 따라 미리 설정된 냉/온장고 내의 표면 온도가 상승되면 팬모터의 구동에 따른 공랭식의 기능 추가가 자동으로 이루어지도록 한 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치를 제공함에 있는 것이다.

제1도는 종래의 일반적인 차량용 냉/온장고의 방열판을 도시한 것으로, 제1a도는 공랭식 방열판을 도시한 일부 확대 사시도이며, 제1b도는 수냉식 방열판을 도시한 일부 확대 사시도이다.

제2도는 본 고안에 의한 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치를 도시한 구성도.

제3도는 제2도의 방열장치를 도시한 단면도.

제4도는 본 고안에 의한, 공랭식 및 수냉식의 성능을 비교한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 차량용 냉/온장고 101 : 열전소자

102 : 방열판 110 : 물통

111 : 요입구 120 : 온도 감지 소자

121 : 비교부 122 : 팬모터

상기의 목적을 달성하기 위해 마련되는 본 고안은 열전소자와, 상기 열전소자와 연결되어 돌출되도록 설치된 방열판과, 상기 방열판에 접촉되도록 물통을 갖는 수냉식 차량용 냉/온장고에 있어서, 상기 냉/온장고의 내부 온도를 검출하기 위해 설치된 온도 감지 소자와, 상기 온도 감지 소자의 출력 신호에 의해 이미 설정된 온도와를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 결과에 따라 냉/온장고의 표면온도가 설정된 온도 보다 높으면 작동될 수 있도록 팬모터를 구비하여 방열판 상에서 작동케 됨을 특징으로 하는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 본 고안의 구성을 설명한다.

첨부된 제2도는 본 고안에 의한 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치를 도시한 구성도이며, 제3도는 제2도의 방열장치를 도시한 단면도이다.

차량용 냉/온장고(100)의 내부 온도 제어를 위하여 설치되는 열전소자(101)에 의해 흡수된 열을 외부로 방출하기 위하여, 상기 차량용 냉/온장고(100)의 본체일측에 돌출되도록 설치된 알루미늄 재의 방열판(102)이 마련되는데, 상기 방열판(102)에 대응되도록 요입구(111)가 하면 일측에 형성된 물통(110)이 제공되어 상호 착탈식으로 결합될 수 있게 수냉식의 차량용 냉/온장고(100)가 구성된다.

물통(110)을 냉각하기 위한 팬모터(122)의 설치장소는 인스트루먼트 패널, 콘솔 박스 등 자동차의 실내 구조를 고려하여 적절히 선정한다. 팬모터(122)가 자동차 실내에서 물통(110)에 근접한 위치에 설치되어 공기의 유동이 발생되도록 함으로써 물통(110)을 냉각하는 기능은 물론 실내 온도의 상승을 방지하는 기능도 기대할 수 있다.

한편, 상기 차량용 냉/온장고(100)의 내부에는 상기 냉/온장고의 내부 상승온도가 검출되도록 온도 감지 소자(120)가 마련되며, 상기 온도 감지 소자(120)에 연결되어 미리 설정된 적정 온도차와 비교될 수 있도록 설치된 비교부(121)가 제공되고, 상기 비교부(121)에 의한 결과치가 미리 설정된 적정 온도치를 상회하면 방열판(102) 상단에서 작동될 수 있도록 팬모터(122)가 구비되어 구성되는 것이다.

본 고안의 비교부(121)는 OP 앰프 및 트랜지스터를 사용한 회로로 구성하는 것이 가능한데, OP 앰프의 일측 입력단에 기준전압을 연결하고 타측 입력단에 온도 감지 소자(120)를 연결하는 동시에 출력단에 팬모터(122)에 전원을 인가하기 위한 트랜지스터를 연결한다.

이와 같은 구성으로 된 본 고안의 작용 및 효과를 첨부 도면 제4도를 참조하여 이하에서 상세하게 설명한다.

제4도는 본 고안에 의한, 공랭식 및 수냉식의 성능을 비교한 그래프로서, 차량의 콘솔 박스 상단에 장착되어 시가-잭에 의해 차량의 전원을 공급받아 사용되는 차량용 냉/온장고(100)를 운전함에 있어서, 본체 내부에 설치되어 온도 제어되는 열전소자(101)에 대응하여 긴밀하게 결합될 수 있도록 주로 차가운 물이 충입된 물통(110)의 요입구(111)가 위치되어 상호 결합된다.

따라서, 방열판(102)을 통해 방출되는 흡수열은 물통(110)에 직접적으로 접촉되어 수냉식을 통한 냉각이 이루어짐으로 냉각 성능의 현저한 향상이 달성되는 바, 제4도의 그래프에 도시된 바와 같이 공랭식에 비하여 성능의 우수성이 구현된다.

이때, 방열판(102)의 발산열로 인하여 물통(110) 내의 온도가 점차로 상승되어 결과적으로 냉/온장고의 내부 온도를 상승시키는 결과를 초래하는 것이다.

즉, 열전소자(101)는 전원의 인가에 따라 한 쪽에서는 열을 흡수하고(냉각) 다른 쪽에서는 흡수된 열을 방출하도록 되어 냉/온을 구현함으로 냉/온장고의 온도는 점차 상승되는데, 상기의 내부 표면 온도를 온도 감지 소자(120)에 의하여 검출받아, 수냉식만으로의 냉각 효율에 한계점을 설정하도록 미리 설정된 온도치와 비교부(121)를 통해 비교 처리하고, 그 결과치에 따라서 만일 설정된 온도치를 넘을 경우에만 팬모터(122)를 작동시키어 과열시에는 수냉식과 공랭식이 동시에 작동되도록 하여 수냉식에 의한 냉각 효과와 함께 방열 효과의 극대화를 이룰 수가 있는 것이다.

이와 같은 본 고안은 차량용 냉/온장고(100)의 적정 사용시 온도일 경우 수냉식만이 채택되어 소음 발생이 없는 신속한 차내의 분위기를 연출할 수 있으며, 방열판(102)에 의하여 물통(110) 내의 충입된 물이 가열되어 온수로의 사용이 가능해진다.

이와 함께, 방열된 열은 방열판(102), 그리고 물통(110)으로의 전달 경로를 유지하여 주변의 온도 변화를 유발하지 않으므로 항상 쾌적한 실내를 연출할 수가 있다.

따라서, 본 고안은 차량용 냉/온장고의 온도 유지 상태에 따라 수냉식과 공랭식의 겸용 사용이 가능하여 효율적인 방열 효과를 구현하는 것이 가능하다.

Claims (1)

1. 열전소자와, 상기 열전소자와 연결되어 돌출되도록 설치된 방열판과, 상기 방열판에 접촉되도록 물통을 갖는 수냉식 차량용 냉/온장고에 있어서, 상기 냉/온장고의 내부 온도를 검출하기 위해 설치된 온도 감지 소자와, 상기 온도 감지 소자의 출력 신호에 의해 이미 설정된 온도와를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 결과에 따라 냉/온장고의 표면 온도가 설정된 온도 보다 높으면 작동될 수 있도록 팬모터가 구비되어 냉/온장고의 내부 온도에 따라 수냉식과 공랭식의 동시적 사용이 가능함을 특징으로 하는 차량용 냉/온장고의 공/수냉식 겸용 방열장치.