KR101276221B1 - 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고 - Google Patents

열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고에 관한 것으로서, 내용물이 수납되는 저장실을 형성한 본체 및 상기 본체의 일측면에 장착되어 전류 흐름 방향에 따라 상기 본체의 저장실에 대해 흡열 또는 방열 작용을 수행하는 열전소자모듈을 포함하여 이루어진 차량용 냉온장고에 있어서, 상기 열전소자모듈은, 냉방운전 또는 난방운전 시, 상기 본체의 저장실에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동하는 냉/온장 운전용 열전소자모듈과; 상기 냉방운전 및 난방운전 간의 전환시, 전환되는 운전에 대응하여 일정시간 동안 상기 본체의 저장실에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동하는 운전 전환용 열전소자모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 냉/온장 운전용 열전소자모듈 이외에 운전 전환용 열전소자모듈을 별도로 구비함으로써 냉온장고의 기능이 전환될 때 기능 단절 없이 연속적인 작동이 가능하면서도 급격한 온도 변화에 의한 냉/온장 운전용 열전소자모듈의 열충격을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고{Cooling and heating box for a vehicle using thermoelectric element module}
본 발명은 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고에 관한 것으로서, 특히 극성 전환을 통하여 냉장고에서 온장고로, 온장고에서 냉장고로 기능 전환될 때 급격한 온도 변화에 의해 열전소자모듈이 열충격을 받는 것을 방지할 수 있도록 된 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고에 관한 것이다.
오늘날, 자동차는 자가용 승용차 및 레져(Leisure)용 차량의 보급이 증가함에 따라 대중에게 있어서 필수품화 되고 있으며, 집과 같이 편안한 느낌을 제공받을 수 있도록 여러 가지의 편의 시설이 구비되도록 개발되고 있다.
그 일례로서, 간단한 음료수 캔이나 소량의 음식물을 보관하기 위해 냉온장고를 설치하고 있으며, 이 냉온장고는 도 1에 도시한 바와 같이 주로 조수석 앞에 위치된 글로브 박스(G)나, 전석의 중앙부에 위치된 콘솔 박스(C) 또는 후석 중앙에 위치된 암레스트(A) 등의 내부 공간에 설치된다.
도 2는 종래 차량용 냉온장고의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도, 도 3은 종래 차량용 냉온장고의 기능전환 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래 차량용 냉온장고는 내용물이 수납되는 저장실(11)을 형성한 본체(10), 상기 본체(10)의 일측면에 장착되어 전류 흐름 방향에 따라 상기 본체(10)의 저장실(11)에 대해 흡열 또는 발열 작용을 수행하는 냉/온장 제어용 열전소자모듈(20)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 냉온장고 본체(10)의 외면을 따라 상류와 하류를 갖는 공기 유동 흐름이 형성되도록 이루어진 공기유동 발생수단은 실내 공기가 유입되는 유입부(31)와, 유입된 실내 공기를 실외로 토출하는 토출부(32)가 형성되고, 상기 냉온장고 본체(10)의 외면에 설치되어 유입된 실내 공기를 열전소자모듈(20)과 열교환되도록 하는 덕트(30)와, 이 덕트(30)를 통해 실내 공기를 실외로 배출되도록 덕트(30)내에 설치되는 배기팬(40)으로 이루어진다.
상기와 같은 구조의 냉온장고를 사용자가 냉장고로부터 온장고 또는 온장고로부터 냉장고로 그 기능을 전환하여 사용하고자 하는 경우, 사용자가 구비된 기능전환 버튼 또는 기능선택 버튼(미도시)을 누르게 되면 냉온장고에 공급되고 있던 전원의 극성이 반대로 전환되고, 이로 인해 한쪽에서는 흡열하고 반대쪽에서는 방열하던(또는 그 역으로 작동하던) 열전소자모듈(20)의 기능이 그 즉시 전환되게 된다.
이때, 상기와 같은 동작에 의해 열전소자모듈(20)에 공급되는 전원의 극성이 급격하게 반대로 전환되게 되면 급격한 온도 변화에 의해 열전소자모듈(20)에 상당한 열충격이 가해져서 열전소자모듈(20)이 파손되어 고장 원인이 될 뿐만 아니라 수명 단축의 원인이 되는 문제점이 있다. 이와 더불어, 열전소자모듈(20)의 단자부가 SHORT 되거나 단선되는 문제점이 있다.
한편, 도 3을 참조하여, 상술한 종래 문제점을 해결하기 위하여 급격한 온도 변화를 줄이기 위한 제어 방법을 살펴보기로 한다.
먼저, 사용자가 냉온장고 작동 버튼을 누르게 되면 냉온장고가 작동하게 된다(S10),(S20). 그리고, 사용자가 기능전환 버튼을 누르게 되면 열전소자모듈이 타임 딜레이(TIME DELAY)를 통해 일정 시간 동안 작동을 중지한 후, 전원의 극성이 반대로 전환되고 기능 전환되어 작동한다(S30),(S40),(S50).
그렇지만, 상술한 방법은 근본적으로 열전소자모듈이 타임 딜레이에 의해 일정시간 동안 작동을 중지하여 온장고 또는 냉장고의 기능이 단절되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 극성 전환을 통하여 냉온장고의 기능이 전환될 때 기능 단절 없이 연속적인 작동이 가능하면서도 급격한 온도 변화에 의한 열전소자모듈의 열충격을 방지할 수 있도록 된 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고는, 내용물이 수납되는 저장실을 형성한 본체 및 상기 본체의 일측면에 장착되어 전류 흐름 방향에 따라 상기 본체의 저장실에 대해 흡열 또는 방열 작용을 수행하는 열전소자모듈을 포함하여 이루어진 차량용 냉온장고에 있어서, 상기 열전소자모듈은, 냉방운전 또는 난방운전 시, 상기 본체의 저장실에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동하는 냉/온장 운전용 열전소자모듈과; 상기 냉방운전 및 난방운전 간의 전환시, 전환되는 운전에 대응하여 일정시간 동안 상기 본체의 저장실에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동하는 운전 전환용 열전소자모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 냉/온장 운전 전환 시, 일정시간 동안 냉/온장 운전용 열전소자모듈의 작동을 정지시키고 상기 운전 전환용 열전소자모듈을 작동하도록 한 후, 전환되는 운전에 대응하여 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈만 작동하도록 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 일정시간은, 상기 냉/온장 운전 전환 시, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈의 열전소자 양측면의 온도 차이가 소정 값 이하가 될 때까지 소요되는 시간으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 일정시간은, 상기 냉/온장운전 전환 시, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈의 열전소자 양측면의 온도 차에 비례하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈은, 상기 본체의 일측면에 복수개가 배열 설치되고, 상기 운전 전환용 열전소자모듈은 상기 복수개의 냉/온장 운전용 열전소자모듈 사이의 정해진 위치에 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 냉/온장 운전용 열전소자모듈 이외에 운전 전환용 열전소자모듈을 별도로 구비함으로써 냉온장고의 기능이 전환될 때 기능 단절 없이 연속적인 작동이 가능하면서도 급격한 온도 변화에 의한 냉/온장 운전용 열전소자모듈의 열충격을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 복수개의 냉/온장 운전용 열전소자모듈 사이 중간 위치에 운전 전환용 열전소자모듈을 배치함으로써 냉/온장 운전용 열전소자모듈이 작동 중지하고 운전 전환용 열전소자모듈만이 기능 전환하여 작동시 냉온장고 내부 영역간의 온도 편차를 최소화하면서 냉/온장 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 차량 내부에 냉온장고가 설치된 것을 나타낸 개략도.
도 2는 종래 차량용 냉온장고의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도.
도 3은 종래 차량용 냉온장고의 기능전환 동작 순서를 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도.
도 5는 도 4에 도시한 지지선 "A-A"부의 단면도.
도 6은 도 4에 도시한 차량용 냉온장고를 바라본 상태로서, 열전소자모듈의 배치 관계를 도시한 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 기능전환 동작 순서를 나타낸 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도, 도 5는 도 4에 도시된 지지선 "A-A"부의 단면도, 도 6은 도 4에 도시된 차량용 냉온장고를 바라본 상태로서, 열전소자모듈의 배치 관계를 도시한 평면도, 도 7은 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 기능전환 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)는, 내용물이 수납되는 저장실(111)을 형성한 본체(110) 및 상기 본체(110)의 일측면에 장착되어 전류 흐름 방향에 따라 상기 본체(110)의 저장실(111)에 대해 흡열 또는 방열 작용을 수행하는 열전소자모듈을 포함하여 이루어진 차량용 냉온장고에 있어서, 상기 열전소자모듈은, 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120) 및 운전 전환용 열전소자모듈(130)을 포함하여 이루어진다.
상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)은 냉방운전 또는 난방운전 시, 상기 본체(110)의 저장실(111)에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동한다.
그리고, 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)은 냉방운전 및 난방운전 간의 전환시, 전환되는 운전에 대응하여 일정시간 동안 상기 본체(110)의 저장실(111)에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동한다.
한편, 상기 본체(110)의 외면을 따라 상류와 하류를 갖는 공기 유동 흐름이 형성되도록 이루어진 공기유동 발생수단은 실내 공기가 유입되는 유입부(151)와, 유입된 실내 공기를 실외로 토출하는 토출부(152)가 형성되고, 상기 본체(110)의 외면에 설치되어 유입된 실내 공기를 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120) 또는 운전 전환용 열전소자모듈(130)과 열교환되도록 하는 덕트(150)와, 이 덕트(150)를 통해 실내 공기를 실외로 배출되도록 덕트(150)내에 설치되는 배기팬(160)으로 이루어진다.
도면에서 도면부호 112는 본체(110)의 사방 측벽을 나타내고, 도면부호 200은 덕트(150)의 내부에 배치되어, 일측이 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120) 및 운전 전환용 열전소자모듈(130)에 접촉되는 열전달부재인 히트싱크를 나타낸다.
그리고, 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)는, 냉/온장 운전 전환 시, 일정시간 동안 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 작동을 정지시키고 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)을 작동하도록 한 후, 전환되는 운전에 대응하여 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)만 작동하도록 제어하는 제어부(140)를 구비한다.
상기와 같이 이루어진 냉온장고(100)를 사용자가 냉장고로부터 온장고 또는 온장고로부터 냉장고로 그 기능을 전환하여 사용하고자 하는 경우, 사용자가 소정의 기능전환 버튼 또는 기능선택 버튼을 누르게 되면, 상기 제어부(140)에 의해 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)은 일정시간 동안 냉/온장 기능 전환에 따라 전원의 극성이 반대로 전환 즉, 기능 전환되어 작동하고, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)은 작동 중지하여 일정시간 경과 후에 기능 전환하여 작동하게 된다.
이를 통해, 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)는 냉온장고의 기능이 전환될 때 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)의 선행 작동으로 인해 기능 단절 없이 연속적인 작동이 가능하게 된다.
이와 더불어, 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)의 작동 중에 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)이 일정시간 동안 작동을 중지한 후 기능 전환하여 작동을 하게 됨으로써 급격한 온도 변화에 의한 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열충격을 최소화할 수가 있다.
그리고, 상기 일정시간은, 상기 냉/온장 운전 전환 시, 급격한 온도 변화에 의한 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열충격을 방지할 수 있도록, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열전소자 양측면의 온도 차이가 소정 값 이하가 될 때까지 소요되는 시간으로 설정되는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 온도 차이가 소정 값 이하가 될 때까지 소요되는 시간으로 설정됨으로써 급격한 온도 변화가 없어 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)을 열충격으로부터 보호할 수가 있게 된다.
또는, 상기 일정시간은, 상기 냉/온장운전 전환 시, 급격한 온도 변화에 의한 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열충격을 방지할 수 있도록, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열전소자 양측면의 온도 차에 비례하도록 설정되는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열전소자 양측면의 온도 차에 비례하도록 시간이 설정됨으로써 급격한 온도 변화가 없어 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)을 열충격으로부터 보호할 수가 있게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)에서 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)은, 상기 본체(110)의 일측면에 복수개가 배열 설치되고, 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)은 상기 복수개의 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120) 사이의 정해진 위치에 설치될 수 있다. 도면에서는 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)을 2개 설치하는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고 3개 이상 설치할 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 복수개의 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120) 사이의 정해진 위치 즉, 본체(110)의 중앙부에 운전 전환용 열전소자모듈(130)을 배치함으로써 1개의 운전 전환용 열전소자모듈(130)로 냉온장고 내부 영역간의 온도 편차를 최소화 하면서 냉/온장 기능을 수행할 수가 있게 된다.
도 7을 참조하여 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 사용자가 구비된 냉온장고 작동 버튼을 누르게 되면 냉온장고가 작동하게 된다(S110),(S120).
그리고, 사용자가 기능전환 버튼(또는 기능선택 버튼)을 누르게 되면, 운전 전환용 열전소자모듈(130)은 냉/온장 기능 전환에 따라 즉시 전원의 극성이 반대로 전환 즉, 기능 전환되어 작동하고, 이와 동시에 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)은 일시적으로 작동을 중지하고 일정시간 경과하여 온도 평형 상태가 될때 기능 전환하여 작동하게 된다(S130),(S140).
이와 같이, 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)는 냉온장고의 기능이 전환될 때 운전 전환용 열전소자모듈(130)이 선행 작동하게 되어 기능 단절 없이 연속적인 작동이 가능한 것이다.
그리고, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 경우, 운전 전환용 열전소자모듈(130)의 작동에 따른 온도 평형 상태가 되었을 때, 기능 전환하여 작동함으로써 급격한 온도 변화가 없어 열충격을 최소화 할 수가 있는 것이다. 이에 따라, 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)이 열충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 단자부가 SHORT 되거나 단선되는 것을 방지할 수가 있다.
한편, 본 발명에 따른 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 차량용 냉온장고 110 : 본체
111 : 저장실 112 : 사방 측벽
120 : 냉/온장 운전용 열전소자모듈 130 : 운전 전환용 열전소자모듈
140 : 제어부 150 : 덕트
151 : 유입부 152 : 토출부
160 : 배기팬 200 ; 히트싱크

Claims (5)

  1. 내용물이 수납되는 저장실(111)을 형성한 본체(110) 및 상기 본체(110)의 일측면에 장착되어 전류 흐름 방향에 따라 상기 본체(110)의 저장실(111)에 대해 흡열 또는 방열 작용을 수행하는 열전소자모듈을 포함하여 이루어진 차량용 냉온장고에 있어서,
    상기 열전소자모듈은,
    냉방운전 또는 난방운전 시, 상기 본체(110)의 저장실(111)에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동하는 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)과;
    상기 냉방운전 및 난방운전 간의 전환시, 전환되는 운전에 대응하여 일정시간 동안 상기 본체(110)의 저장실(111)에 대해 흡열 또는 방열하도록 작동하는 운전 전환용 열전소자모듈(130)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 냉/온장 운전 전환 시, 일정시간 동안 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 작동을 정지시키고 상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)을 작동하도록 한 후, 전환되는 운전에 대응하여 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)만 작동하도록 제어하는 제어부(140)를 구비한 것을 특징으로 하는 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 일정시간은,
    상기 냉/온장 운전 전환 시, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열전소자 양측면의 온도 차이가 소정 값 이하가 될 때까지 소요되는 시간으로 설정된 것을 특징으로 하는 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고.
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 일정시간은,
    상기 냉/온장운전 전환 시, 상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)의 열전소자 양측면의 온도 차에 비례하도록 설정된 것을 특징으로 하는 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120)은,
    상기 본체(110)의 일측면에 복수개가 배열 설치되고,
    상기 운전 전환용 열전소자모듈(130)은 상기 복수개의 냉/온장 운전용 열전소자모듈(120) 사이의 정해진 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고.
KR1020110005880A 2011-01-20 2011-01-20 열전소자모듈을 이용한 차량용 냉온장고 KR101276221B1 (ko)

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