KR100820029B1 - 자동차 시트의 온도 조절 장치 - Google Patents

자동차 시트의 온도 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 자동차 시트의 온도를 조절하는 온도 조절 장치는, 공기 덕트, 상기 공기 덕트를 통하여 공기가 흐르도록 공기를 유동시키는 송풍 장치, 상기 공기 덕트를 흐르는 공기와 시트 백으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하여 상기 시트 백으로 공급되는 공기의 온도를 조절하는 시트 백 온도 조절 유닛, 그리고 상기 공기 덕트를 흐르는 공기와 시트 쿠션으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하며 상기 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 온도를 조절하는 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 포함한다. 상기 공기 덕트는 그 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛 중 어느 하나에 의한 열 교환이 수행된 후 다른 하나에 의한 열 교환이 수행될 수 있도록 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유하는 단일의 공기 통로를 형성한다.
자동차 시트, 온도, 냉각, 가열, 열전소자, 흡열, 발열, 팬

Description

자동차 시트의 온도 조절 장치{TEMPERATURE CONTROL APPARATUS FOR SEAT OF VEHICLES}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 조절 장치가 적용된 자동차 시트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 조절 장치가 적용된 자동차 시트의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 자동차 시트 101: 시트 쿠션
103: 시트 백 210: 공기 덕트
230: 송풍 팬 250: 시트 백 온도 조절 유닛
270: 시트 쿠션 온도 조절 유닛
본 발명은 자동차 시트의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 시트에 온도 조절된 작동 매체를 흐르게 하여 자동차 시트의 온도를 조절하는 온도 조절 장치에 관한 것이다.
종래에 자동차 시트의 내부로 온도 조절된 작동 매체를 흐르게 하여 자동차 시트를 가열하거나 냉각하기 위한 온도 조절 장치가 소개된 바 있다. 종래의 자동차 시트의 온도 조절 장치는 열전기 모듈(열 펌프)을 사용하여 작동 매체를 냉각하거나 가열하고 가열 또는 냉각된 작동 매체를 자동차 시트의 내부를 흐르도록 형성됨으로써 자동차 시트의 온도를 조절한다.
종래의 자동차 시트의 온도 조절 장치에서는 열전기 모듈의 흡열부와 발열부 모두가 공기 통로(air duct) 내부에 배치되어 있어 냉각 및 가열 효과에 대한 집적화가 곤란한 문제가 있다.
또한, 종래의 자동차 시트의 온도 조절 장치에서는 유입된 공기(작동 매체)가 흡열부와 발열부로 분기된 후 열교환기로 이송되는 구조를 가지며 흡열부와 발열부의 열교환기의 전열 면적이 동일하게 형성됨으로써, 냉각 및 가열 능력이 저하되는 문제가 있다. 이러한 냉각 및 가열 능력의 저하를 극복하기 위해 송풍기 및 열전기 모듈의 용량을 증가시켜야 하며 이로 인해 전력 소모가 커져 전기적 효율이 저하되는 문제가 있다.
또한, 종래의 자동차 시트의 온도 조절 장치에서는 시트 쿠션(seat cushion)과 시트 백(seat back)을 지나는 공기 덕트의 중앙 부분에 형성된 블로어(blower)에 의해 공기가 배분되는 간접 배분 방식이 채용됨으로써, 공기가 시트 쿠션 및 시트 백에 공급되기 위해 거쳐야 하는 공기 통로의 길이가 길어져 냉각 및 가열 효과가 저하되는 문제가 있다.
나아가, 종래의 자동차 시트의 온도 조절 장치에서는 공기 덕트 내부에서 흡열부와 발열부가 서로 격리되어 있으므로, 냉각 작동이 중지된 후 열교환기 주위에서 응축되는 응축수가 공기 덕트 내에서 고이게 되어 불쾌한 냄새를 유발할 수 있다.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 자동차의 시트를 보다 효과적으로 냉각 및 가열할 수 있는 온도 조절 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 자동차 시트로 온도 조절된 공기를 공급하여 상기 자동차 시트의 온도를 조절하는 온도 조절 장치는, 공기 덕트, 상기 공기 덕트를 통하여 공기가 흐르도록 공기를 유동시키는 송풍 장치, 상기 공기 덕트를 흐르는 공기와 시트 백으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하여 상기 시트 백으로 공급되는 공기의 온도를 조절하는 시트 백 온도 조절 유닛, 그리고 상기 공기 덕트를 흐르는 공기와 시트 쿠션으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하며 상기 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 온도를 조절하는 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 포함한다. 상기 공기 덕트는 그 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛 중 어느 하나에 의한 열 교환이 수행된 후 다른 하나에 의한 열 교환이 수행될 수 있도록 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유하는 단일의 공기 통로를 형성한다. 상기 시트 백 온도 조절 유닛은 상기 공기 덕트의 내부에 배치되는 제1 열 교환기, 상기 시트 백으로 공급되는 공기의 이동 통로에 배치되는 제2 열 교환기, 상기 제1 열 교환기와 상기 제2 열 교환기 사이의 열 교환을 수행할 수 있도록 상기 제1 열 교환기와 상기 제2 열 교환기 사이에 배치되는 제1 열전소자, 그리고 상기 제2 열 교환기를 통과한 공기가 상기 시트 백으로 공급되도록 공기를 유동시키는 제1 팬을 포함할 수 있고, 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛은 상기 공기 덕트의 내부에 배치되는 제3 열 교환기, 상기 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 이동 통로에 배치되는 제4 열 교환기, 상기 제3 열 교환기와 상기 제4 열 교환기 사이의 열 교환을 수행할 수 있도록 상기 제3 열 교환기와 상기 제4 열 교환기 사이에 배치되는 제2 열전소자, 그리고 상기 제4 열 교환기를 통과한 공기가 상기 시트 쿠션으로 공급되도록 공기를 유동시키는 제2 팬을 포함할 수 있다.
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상기 제1 열 교환기의 전열 면적은 상기 제2 열 교환기의 전열 면적 보다 클 수 있다.
상기 제1 열 교환기의 전열 면적은 상기 제2 열 교환기의 전열 면적의 2.5배 내지 3배일 수 있다.
상기 제3 열 교환기의 전열 면적은 상기 제4 열 교환기의 전열 면적 보다 클 수 있다.
상기 제3 열 교환기의 전열 면적은 상기 제4 열 교환기의 전열 면적의 2.5배 내지 3배일 수 있다.
상기 시트 백 온도 조절 유닛은 상기 제2 열 교환기 및 상기 제1 열전소자를 수용하는 케이스를 더 포함할 수 있고, 상기 케이스는 상기 제2 열 교환기의 표면에서 생성되는 응축수가 상기 제1 열 교환기로 흐를 수 있도록 형성되는 응축수 이동 통로를 형성할 수 있다.
상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛은 상기 제4 열 교환기 및 상기 제2 열전소자를 수용하는 케이스를 더 포함할 수 있고, 상기 케이스는 상기 제4 열 교환기의 표면에서 생성되는 응축수가 상기 제3 열 교환기로 흐를 수 있도록 형성되는 응축수 이동 통로를 형성할 수 있다.
상기 송풍 장치는 상기 공기 덕트의 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 백 온도 조절 유닛을 경유한 후 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유하도록 공기를 유동시킬 수 있고, 상기 공기 덕트는 상기 시트 백의 뒤에서 공기를 유입하고 상기 시트 쿠션의 아래에서 공기를 배출하도록 형성될 수 있다.
상기 송풍 장치는 상기 공기 덕트의 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유한 후 상기 시트 백 온도 조절 유닛을 경유하도록 공기를 유동시킬 수 있고, 상기 공기 덕트는 상기 시트 쿠션의 아래에서 공기를 유입하고 상기 시트 백의 뒤에서 공기를 배출하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 조절 장치는 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자동차 시트의 온도 조절 장치가 적용된 자동차 시트(100)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 자동차 시트(100)는 시트 쿠션(seat cushion)(101)과 시트 백(seat back)(103)을 포함한다. 시트 백(103)은 시트 쿠션(101)에 대략 수직 방 향으로 체결되며, 헤드 레스트(headrest)(105)가 시트 백(103)의 상단부에 장착될 수 있다.
그리고 시트 쿠션(101)과 시트 백(103)은 각각 공기 구멍(107, 109)이 형성된 커버(111, 113)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치에 의해 온도가 조절된 공기가 커버(111, 113)의 공기 구멍(107, 109)을 통하여 분출됨으로써, 시트(100)의 온도 조절이 이루어진다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 조절 장치가 적용된 자동차 시트의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 조절 장치가 적용되는 자동차 시트(100)에는 공기 통로(115, 117)가 형성된다. 즉, 시트 쿠션(101)의 내부에 공기 통로(115)가 형성되며 이 공기 통로(115)의 끝단에 커버(111)의 내면이 접촉됨으로써, 공기 통로(115)를 흐르는 공기가 커버(111)의 공기 구멍(107)을 통하여 시트 쿠션(101)의 외부로 분출될 수 있다. 유사하게, 시트 백(103)의 내부에 공기 통로(117)가 형성되며 이 공기 통로(117)의 끝단에 커버(113)의 내면이 접촉됨으로써, 공기 통로(117)를 흐르는 공기가 커버(113)의 공기 구멍(109)을 통하여 시트 백(103)의 외부로 분출될 수 있다.
도 2에는 공기 통로(115, 117)의 모양과 크기가 예시적으로 도시되어 있으나, 이 공기 통로(115, 117)의 모양과 크기는 이에 한정되지 아니하고 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차 시트의 온도 조절 장치는 자동차 시트로 온도 조절된 공기를 공급하여 자동차 시트의 온도를 조절한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 자동차 시트의 온도 조절 장치는 공기 덕트(air duct)(210), 송풍 장치(230), 시트 백 온도 조절 유닛(seat back temperature regulating unit)(250), 및 시트 쿠션 온도 조절 유닛(seat cushion temperature regulating unit)(270)을 포함한다.
공기 덕트(210)는 그 내부에 양단이 관통된 공기 통로(211)를 형성한다. 공기 덕트(210)의 일단(213)은 시트 백(103)의 후면의 소정 지점에 위치하며, 공기 덕트(210)의 다른 일단(215)은 시트 쿠션(101)의 하면의 소정 지점에 위치하고, 공기 덕트(210)는 시트 쿠션(101)의 하면과 시트 백(103)의 후면을 따라 연장될 수 있는 형태로 형성된다.
송풍 장치(230)는 공기 덕트(210)를 통하여 공기가 흐르도록 공기를 유동시킨다. 예를 들어, 송풍 장치(230)의 공기 덕트(210)의 공기 통로(211)에 설치되는 팬(axial fan)으로 구현될 수 있다. 이하에서는, 송풍 장치(230)를 송풍 팬으로 칭하기로 한다.
송풍 팬(230)은 공기 덕트(210)의 공기 통로(211)의 일단을 통해서 외부 공기가 유입되어 공기 통로(211)의 타단으로 공기가 배출되도록 공기를 유동시킨다.
시트 백 온도 조절 유닛(250)은 공기 덕트(210)를 흐르는 공기와 시트 백(103)으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하여 시트 백(103)으로 공급되는 공기의 온도를 조절한다.
한편, 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)은 공기 덕트(210)를 흐르는 공기와 시 트 쿠션(101)으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하여 시트 쿠션(101)으로 공급되는 공기의 온도를 조절한다.
이때, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 공기 덕트(210)는 그 내부의 공기 통로(211)를 흐르는 공기가 시트 백 온도 조절 유닛(250)과 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270) 중 어느 하나에 의한 열 교환이 수행된 후 다른 하나에 의한 열 교환이 수행되도록 상기 시트 백 온도 조절 유닛(250)과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)을 경유하는 단일의 공기 통로(211)를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 시트 백 온도 조절 유닛(250)은 공기 덕트(210)의 한 단부에 설치되며 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)은 공기 덕트(210)의 다른 단부에 설치되고, 송풍 팬(230)은 공기가 공기 덕트(210)의 양 단부 중 시트 백 온도 조절 유닛(250)이 설치된 단부에서 유입되어 시트 백 온도 조절 유닛(250)을 지난 후 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)을 통과한 후 공기 덕트(210)의 다른 단부로 배출되도록 공기를 유동시킨다. 따라서 공기 덕트(210)로 유입된 공기는 먼저 시트 백 온도 조절 유닛(250)과의 열 교환이 수행된 후 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)과의 열 교환이 수행된다.
도 2에 도시된 실시예는 공기가 시트 백 온도 조절 유닛을 먼저 통과한 후 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 통과하는 경우이나, 본 발명의 다른 실시예에서는 공기가 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 먼저 통과한 후 시트 백 온도 조절 유닛을 통과할 수 있다. 이와 같은 변경은 공기 덕트를 지나는 공기의 유동 방향을 바꿈으로써 구현될 수 있으며, 송풍 팬의 송풍 방향을 변경하여 구현될 수 있다. 이를 위 해 송풍 팬의 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 공기 덕트가 그 내부를 흐르는 공기가 시트 백 온도 조절 유닛과 시트 쿠션 온도 조절 유닛과의 순차적 열 교환이 수행되도록 함으로써, 온도 조절 장치의 구조가 간단해진다. 나아가, 열 교환된 공기가 단일의 통로로 배출됨으로써, 열 교환 후 배출되는 폐 공기가 차량 탑승객에게 직접적으로 향하지 않도록 하는 구조가 필요하지 않게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 송풍 장치(230)는 공기 덕트(210)의 내부를 흐르는 공기가 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)을 경유한 후 시트 백 온도 조절 유닛(250)을 경유하도록 공기를 유동시키고, 공기 덕트(210)는 시트 쿠션(101)의 아래에서 공기를 유입하고 시트 백(103)의 뒤에서 공기를 배출하도록 형성될 수 있다. 이러한 변형은 도 2의 온도 조절 장치에서 송풍 장치의 송풍 방향이 반대가 되도록 함으로써 구현될 수 있다. 시트 쿠션(101)의 아래 지점은 시트 백(103)의 뒤 지점 보다 상대적으로 높이가 낮아 시트 쿠션(101)의 아래의 공기의 온도가 시트 백(103)의 뒤의 공기의 온도 보다 상대적으로 낮으므로, 상대적으로 온도가 낮은 공기를 흡입하여 열 교환을 수행하면 냉각 작용 시 효율의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 시트 백 온도 조절 유닛(250)은 공기 덕트(210)의 내부에 배치되는 열 교환기(이하, 제1 열 교환기라 칭함)(251), 시트 백(103)으로 공급되는 공기의 이동 통로(252)에 배치되는 열 교환기(이하, 제2 열 교환기라 칭함)(253), 열전 소자(이하, 제1 열전소자라 칭함)(254), 그리고 제2 열 교환기(253)를 통과한 공기가 시트 백(103)으로 공급되도록 공기를 유동시키는 팬(이하, 제1 팬이라 칭함)(255)을 포함한다.
도 2의 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 제1 팬(255)이 작동에 의해 공기가 하우징(256)에 의해 형성되는 공기 이동 통로(252)로 유입되며 제2 열 교환기(253)를 통과한 후 시트 백(103)의 공기 통로(117)로 배출된다.
제1 열전소자(254)는 제1 열 교환기(251)와 제2 열 교환기(253) 사이의 열 교환을 수행할 수 있도록 제1 열 교환기(251)와 제2 열 교환기(253) 사이에 배치된다.
제1 열전소자(254)의 작동에 따라, 제1 열 교환기(251)에서 발열 과정이 일어나고 제2 열 교환기(253)에서 흡열 과정이 일어나거나, 제1 열 교환기(251)에서 흡열 과정이 일어나고 제2 열 교환기(253)에서 발열 과정이 일어나게 된다.
제1 열 교환기(251)에서 발열 과정이 일어나고 제2 열 교환기(253)에서 흡열 과정이 일어나면, 시트 백(103)으로 공급되는 공기의 열이 공기 덕트(210)를 흐르는 공기로 전달되어 시트 백(103)의 냉각이 이루어진다. 반대로, 제1 열 교환기(251)에서 흡열 과정이 일어나고 제2 열 교환기(253)에서 발열 과정이 일어나면, 공기 덕트(210)를 흐르는 공기의 열이 시트 백(103)으로 공급되는 공기로 전달되어 시트 백(103)의 가열이 이루어진다. 이와 같은 방식으로 시트 백(103)의 온도 조절이 가능하다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)은 공기 덕트(210)의 내부에 배치되는 열 교환기(이하, 제3 열 교환기라 칭함)(271), 시트 쿠 션(101)으로 공급되는 공기의 이동 통로(272)에 배치되는 열 교환기(이하, 제4 열 교환기라 칭함)(273), 열전 소자(이하, 제2 열전소자라 칭함)(274), 그리고 제4 열 교환기(273)를 통과한 공기가 시트 쿠션(101)으로 공급되도록 공기를 유동시키는 팬(이하, 제2 팬이라 칭함)(275)을 포함한다.
도 2의 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 제2 팬(275)이 작동에 의해 공기가 하우징(276)에 의해 형성되는 공기 이동 통로(272)로 유입되며 제4 열 교환기(273)를 통과한 후 시트 쿠션(101)의 공기 통로(115)로 배출된다.
제2 열전소자(274)는 제3 열 교환기(271)와 제4 열 교환기(273) 사이의 열 교환을 수행할 수 있도록 제3 열 교환기(271)와 제4 열 교환기(273) 사이에 배치된다.
제2 열전소자(274)의 작동에 따라, 제3 열 교환기(271)에서 발열 과정이 일어나고 제4 열 교환기(273)에서 흡열 과정이 일어나거나, 제3 열 교환기(271)에서 흡열 과정이 일어나고 제4 열 교환기(273)에서 발열 과정이 일어나게 된다.
제3 열 교환기(271)에서 발열 과정이 일어나고 제4 열 교환기(273)에서 흡열 과정이 일어나면, 시트 쿠션(101)으로 공급되는 공기의 열이 공기 덕트(210)를 흐르는 공기로 전달되어 시트 쿠션(101)의 냉각이 이루어진다. 반대로, 제3 열 교환기(271)에서 흡열 과정이 일어나고 제4 열 교환기(273)에서 발열 과정이 일어나면, 공기 덕트(210)를 흐르는 공기의 열이 시트 쿠션(101)으로 공급되는 공기로 전달되어 시트 쿠션(101)의 가열이 이루어진다. 이와 같은 방식으로 시트 쿠션(101)의 온도 조절이 가능하다.
제1 열전소자(254) 및 제2 열전소자(274)는 공급되는 전류의 방향에 따라 열을 서로 상반되는 방향으로 전달하는 임의의 열전소자(thermoelectric element)로 구현될 수 있으며, 예를 들어 펠티에 소자(Peltier element)로 구현될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 제1 열 교환기(251)의 전열 면적은 제2 열 교환기(253)의 전열 면적 보다 크도록 형성될 수 있다. 나아가, 더욱 구체적으로는, 제1 열 교환기(251)의 전열 면적은 제2 열 교환기(253)의 전열 면적의 약 2.5배 내지 3배로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제3 열 교환기(271)의 전열 면적은 제4 열 교환기(273)의 전열 면적 보다 크도록 형성될 수 있다. 나아가, 더욱 구체적으로는, 제3 열 교환기(271)의 전열 면적은 제4 열 교환기(273)의 전열 면적의 약 2.5배 내지 3배로 형성될 수 있다.
제1 열 교환기(251)의 전열 면적이 제2 열 교환기(253)의 전열 면적 보다 크도록 형성되거나 제3 열 교환기(271)의 전열 면적이 제4 열 교환기(273)의 전열 면적 보다 크도록 형성됨으로써, 냉각의 효율이 더욱 향상된다. 특히, 제1 열 교환기(251)의 전열 면적이 제2 열 교환기(253)의 전열 면적의 약 2.5배 내지 3배로 형성되거나 제3 열 교환기(271)의 전열 면적이 제4 열 교환기(273)의 전열 면적의 약 2.5배 내지 3배로 형성됨으로써, 최적의 냉각의 효율을 얻을 수 있다.
이는 제2 열 교환기(253) 및 제4 열 교환기(273)의 열이 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)로 전달되는 과정에서 외부로부터 유입되는 열이 추가로 전달되기 때문에, 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)의 전열 면적이 제2 열 교환기(253) 및 제4 열 교환기(273) 보다 크도록 형성되어야 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)에서 보다 효과적인 발열이 이루어질 수 있기 때문이다.
특히, 제2 열 교환기(253) 및 제4 열 교환기(273)에서 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)로 전달되는 열의 약 1.5배 내지 2배에 해당하는 열이 제1 열전소자(254) 및 제2 열전소자(274)에 의해 외부로부터 흡수되어 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)로 전달되므로, 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)는 제2 열 교환기(253) 및 제4 열 교환기(273)가 흡수한 열의 약 2.5배 내지 3배에 해당하는 열을 방출한다. 따라서 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)의 전열 면적이 제2 열 교환기(253) 및 제4 열 교환기(273)의 전열 면적의 약 2.5배 내지 3배가 될 때 최적의 열 전달 효율을 얻을 수 있다.
시트 백 온도 조절 유닛(250)은 제2 열 교환기(253) 및 제1 열전소자(254)를 수용하는 케이스(256)를 더 포함할 수 있다. 케이스(256)는 제2 열 교환기(253)의 표면에서 생성되는 응축수가 제1 열 교환기(251)로 흐를 수 있도록 형성되는 응축수 이동 통로(257)를 형성한다.
유사하게, 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)은 제4 열 교환기(273) 및 제2 열전소자(274)를 수용하는 케이스(276)를 더 포함할 수 있다. 케이스(276)는 제4 열 교환기(273)의 표면에서 생성되는 응축수가 제3 열 교환기(271)로 흐를 수 있도록 형성되는 응축수 이동 통로(277)를 형성한다.
시트 백 온도 조절 유닛(250)과 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)이 시트 백(103) 및 시트 쿠션(101)으로 냉각된 공기를 공급하다가 작동이 멈춘 경우, 냉각된 제2 열 교환기(253) 및 제4 열 교환기(273)에 수증기가 응축되어 응축수가 형성될 수 있는데, 이와 같이 생성된 응축수가 응축수 이동 통로(257, 277)를 통하여 가열된 제1 열 교환기(251) 및 제3 열 교환기(271)로 유입되어 증발되게 된다. 이에 따라 응축수가 온도 조절 장치의 내부에 축적되어 야기될 수 있는 문제들이 해결될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 자동차 시트의 온도 조절 장치에 따르면, 송풍 팬(230)은 공기 덕트(210)의 내부를 흐르는 공기가 시트 백 온도 조절 유닛(250)을 먼저 경유한 후 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)을 경유하도록 공기를 유동시키며, 공기 덕트(210)는 시트 백(103)의 뒤에서 공기를 유입하고 시트 쿠션(101)의 아래에서 공기를 배출하도록 형성된다.
즉, 도 2의 실선 화살표로 도시된 바와 같이, 송풍 팬(230)의 작동에 의해 공기가 공기 덕트(210)의 일단(213)으로 유입되어 제1 열 교환기(251)를 통과한 후 공기 덕트(210)의 공기 통로(211)를 따라 이동하고, 제3 열 교환기(271)를 통과한 후 공기 덕트(210)의 다른 일단(215)으로 배출된다.
이에 따라, 시트 백 온도 조절 유닛(250) 및 시트 쿠션 온도 조절 유닛(270)과의 열 교환이 수행된 공기가 시트 쿠션(101)의 아래에 위치하는 단일한 배출구로 배출되어, 별 다른 구조적 변경 없이도 열 교환이 수행된 공기가 승객에서 직접 향하는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 자동차 시트의 온도 조절 장치의 송풍 팬(230), 제1 열전소자(254), 제2 열전소자(274), 제1 팬(255), 그리고 제2 팬(275)의 작동을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어유닛(도시되지 아니함)이 구비될 수 있다.
제어유닛은 마이크로프로세서, 메모리, 및 관련 하드웨어와 소프트웨어를 포함하고, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 수 있는 것처럼 이들을 제어하도록 수행하도록 형성된다. 예를 들어, 마이크로프로세서는 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 조절 장치가 가열 및 냉각 작용을 수행하도록 프로그램된 설정된 프로그램에 의해 구동되도록 형성되며, 메모리에는 이를 수행하기 위한 각종 데이터가 저장된다.
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경 및/또는 수정을 포함한다.
이 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 포함한다는 용어 및 그 활용형태는, 반대되는 의미로 명백히 기재되지 않는 한, 나열된 구성요소 외의 다른 구성요소를 배제하는 의미로 해석되어서는 안 된다.
상기와 같은 본 발명의 한 실시예에 따르면 공기 덕트가 그 내부를 흐르는 공기가 시트 백 온도 조절 유닛과 시트 쿠션 온도 조절 유닛과의 순차적 열 교환이 수행되도록 단일의 공기 통로를 형성함으로써, 온도 조절 장치의 구조가 간단해지고 열 교환된 공기가 단일의 통로로 배출되어 열 교환 후 배출되는 폐 공기가 차량 탑승객이 직접적으로 향하지 않도록 하는 구조가 필요하지 않게 된다.
또한, 시트 백 온도 조절 유닛과 시트 쿠션 온도 조절 유닛이 시트 백 및 시트 쿠션으로 온도 조절된 공기를 공급하기 위한 별도의 팬을 각각 구비함으로써, 시트 백 및 시트 쿠션의 온도 조절 기능이 최적화될 수 있다.
나아가, 시트 백 온도 조절 유닛과 시트 쿠션 온도 조절 유닛의 열 교환기들 중 공기 덕트에 배치되는 열 교환기의 전열 면적이 시트 백 및 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 통로에 배치되는 열 교환기의 전열 면적 보다 크도록 형성됨으로써, 냉각된 공기를 시트 백 및 시트 쿠션으로 공급할 때 열 교환 성능이 향상될 수 있다. 특히, 시트 백 온도 조절 유닛과 시트 쿠션 온도 조절 유닛의 열 교환기들 중 공기 덕트에 배치되는 열 교환기의 전열 면적이 시트 백 및 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 통로에 배치되는 열 교환기의 전열 면적의 2.5배 내지 3배가 되도록 형성됨으로써, 냉각된 공기를 시트 백 및 시트 쿠션으로 공급할 때 최적의 열 교환 성능이 구현될 수 있다.
더 나아가, 시트 백 온도 조절 유닛과 시트 쿠션 온도 조절 유닛의 시트 백 및 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 통로에 배치된 열 교환기의 표면에서 응축되어 형성된 응축수를 공기 덕트에 배치되는 열 교환기로 흐르게 할 수 있는 응축수 이동 통로가 구비됨으로써, 냉각 작용의 중지 후 생성된 응축수가 공기 덕트에 배치된 가열된 열 교환기에 의해 효과적으로 증발될 수 있다. 이에 따라, 응축수가 고여서 냄새를 유발하거나 세균이 번식하는 것을 방지할 수 있다.
더 나아가, 공기 덕트가 시트 백의 뒤에서 공기를 유입하고 시트 쿠션의 아 래에서 공기를 배출하도록 형성됨으로써, 별다른 추가적인 구성이 없이도 열 교환을 수행한 공기가 승객을 직접 향해 분출되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 자동차 시트로 온도 조절된 공기를 공급하여 상기 자동차 시트의 온도를 조절하는 온도 조절 장치로서,
    공기 덕트,
    상기 공기 덕트를 통하여 공기가 흐르도록 공기를 유동시키는 송풍 장치,
    상기 공기 덕트를 흐르는 공기와 시트 백으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하여 상기 시트 백으로 공급되는 공기의 온도를 조절하는 시트 백 온도 조절 유닛, 그리고
    상기 공기 덕트를 흐르는 공기와 시트 쿠션으로 공급되는 공기 사이의 열 교환을 수행하며 상기 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 온도를 조절하는 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 포함하며,
    상기 공기 덕트는 그 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛 중 어느 하나에 의한 열 교환이 수행된 후 다른 하나에 의한 열 교환이 수행될 수 있도록 상기 시트 백 온도 조절 유닛과 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유하는 단일의 공기 통로를 형성하고,
    상기 시트 백 온도 조절 유닛은 상기 공기 덕트의 내부에 배치되는 제1 열 교환기, 상기 시트 백으로 공급되는 공기의 이동 통로에 배치되는 제2 열 교환기, 상기 제1 열 교환기와 상기 제2 열 교환기 사이의 열 교환을 수행할 수 있도록 상기 제1 열 교환기와 상기 제2 열 교환기 사이에 배치되는 제1 열전소자, 그리고 상기 제2 열 교환기를 통과한 공기가 상기 시트 백으로 공급되도록 공기를 유동시키는 제1 팬을 포함하고,
    상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛은 상기 공기 덕트의 내부에 배치되는 제3 열 교환기, 상기 시트 쿠션으로 공급되는 공기의 이동 통로에 배치되는 제4 열 교환기, 상기 제3 열 교환기와 상기 제4 열 교환기 사이의 열 교환을 수행할 수 있도록 상기 제3 열 교환기와 상기 제4 열 교환기 사이에 배치되는 제2 열전소자, 그리고 상기 제4 열 교환기를 통과한 공기가 상기 시트 쿠션으로 공급되도록 공기를 유동시키는 제2 팬을 포함하는 온도 조절 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 열 교환기의 전열 면적은 상기 제2 열 교환기의 전열 면적 보다 큰 온도 조절 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 열 교환기의 전열 면적은 상기 제2 열 교환기의 전열 면적의 2.5배 내지 3배인 온도 조절 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 제3 열 교환기의 전열 면적은 상기 제4 열 교환기의 전열 면적 보다 큰 온도 조절 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제3 열 교환기의 전열 면적은 상기 제4 열 교환기의 전열 면적의 2.5배 내지 3배인 온도 조절 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 시트 백 온도 조절 유닛은 상기 제2 열 교환기 및 상기 제1 열전소자를 수용하는 케이스를 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 제2 열 교환기의 표면에서 생성되는 응축수가 상기 제1 열 교환기로 흐를 수 있도록 형성되는 응축수 이동 통로를 형성하는 온도 조절 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛은 상기 제4 열 교환기 및 상기 제2 열전소자를 수용하는 케이스를 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 제4 열 교환기의 표면에서 생성되는 응축수가 상기 제3 열 교환기로 흐를 수 있도록 형성되는 응축수 이동 통로를 형성하는 온도 조절 장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
    상기 송풍 장치는 상기 공기 덕트의 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 백 온도 조절 유닛을 경유한 후 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유하도록 공기를 유동시키고,
    상기 공기 덕트는 상기 시트 백의 뒤에서 공기를 유입하고 상기 시트 쿠션의 아래에서 공기를 배출하도록 형성되는 온도 조절 장치.
  10. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
    상기 송풍 장치는 상기 공기 덕트의 내부를 흐르는 공기가 상기 시트 쿠션 온도 조절 유닛을 경유한 후 상기 시트 백 온도 조절 유닛을 경유하도록 공기를 유동시키고,
    상기 공기 덕트는 상기 시트 쿠션의 아래에서 공기를 유입하고 상기 시트 백의 뒤에서 공기를 배출하도록 형성되는 온도 조절 장치.
  11. 삭제
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