KR101717378B1 - 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기에 관한 것으로, 펠티어 소자로 형성되며 출입구가 형성된 하우징, 하우징의 내부에 형성되는 열전도부, 및 하우징의 내부 공기를 외부로 이송하는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 펠티어 소자를 이용하여 냉온풍기를 형성함으로써 전력 소비를 적게 할 수 있어 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 냉난방 장치에서와 같은 냉매를 사용하지 않으므로 환경오염의 문제를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

펠티어 소자를 이용한 냉온풍기{AIR CONDITIONER USING PELTIER MODULE}

본 발명은 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 펠티어 소자로 형성되며 출입구가 형성된 하우징, 하우징의 내부에 형성되는 열전도부, 및 하우징의 내부 공기를 외부로 이송하는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기에 관한 것이다.

일반적으로 난방제품들은 주로 컴프레서 냉각 방식으로 냉매를 압축시켜 압축화하여 팽창밸브를 통해 기체화한다. 그리고, 기체화된 냉매를 증발기를 이용하여 내부의 공기를 냉각시키는 방법을 채택하고 있다.

이러한 원리는 액체가 기체로 변할 때 주위에서 열을 빼앗는 원리를 이용하는 것으로, 밸브를 잠근 상태에서 모터를 돌려 냉매를 압축시키면 프레온 가스는 단열 압축으로 뜨거워지며, 압축되는 방향의 코일을 지나는 동안 공기에 의해 식혀지고 높은 압력에 의해 액화된다. 여기서 밸브를 열어 주게 되면 압력이 낮아져 액체 냉매가 기화되고, 이때 주위 공기에서 열을 빼앗아 차갑게 만든다.

또한, 최근에는 냉방과 난방이 동시에 이루어지도록 하는 제품이 제조되고 있다.

예를 들어 '특허문헌 1'의 발명은 실외기가 없는 이동식 냉온풍기에 관한 것으로서, 열을 외부로 방출하는 실외기를 설치하지 않아서 이동식 냉온풍기 겸용으로 사용할 수 있도록 하는 것에 특징이 있다.

그러나, 이러한 냉난방 장치는 냉방의 효과는 크지만, 냉매의 압축, 팽창을 위한 압축기의 동작에 따른 전력소모가 많아 비용 면에서 사용자에게 경제적 부담을 주며, 냉매의 사용이 과다해져 환경문제를 발생시키고 있다.

이에, 본 발명자는 냉매의 사용하지 않으면서 전력 소비를 적게 하여 에너지를 절약할 수 있도록 하는 냉온풍기에 관한 기술을 제안하고자 한다.

KR 20-0423366 Y1 (2006. 08. 07.)

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 냉매를 사용하지 않으면서 냉방과 난방을 할 수 있도록 하는 냉온풍기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 소지 전력을 적게 할 수 있도록 하는 냉온풍기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기에 있어서, 펠티어 소자로 형성되며, 출입구가 형성된 하우징, 상기 하우징의 내부에 형성되는 열전도부, 및 상기 하우징의 내부 공기를 외부로 이송하는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기가 제공된다.

본 발명은 펠티어 소자를 이용하여 냉온풍기를 형성함으로써 전력 소비를 적게 할 수 있어 에너지를 절약할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 펠티어 소자를 이용하여 냉온풍기를 형성함으로써 종래와 같은 냉매를 사용하지 않으므로 환경오염의 문제를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기를 개략적으로 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기를 도시한 도 1에서의 a-a'선에 대한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기에서 방열부를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기를 적용한 선풍기를 개략적으로 도시한 것이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기를 개략적으로 도시한 구성도로, 도 1을 참조하면, 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기는(100), 하우징(110), 열전도부(120), 및 송풍부(130)를 포함할 수 있다.

먼저, 하우징(110)은 펠티어 소자로 형성될 수 있으며, 하우징(110)에는 하우징(110) 내부와 외부 사이의 공기의 이동을 위한 출입구가 형성될 수 있다. 이때, 펠티어 소자는 각각 N형 반도체 소자와 P형 반도체 소자를 통해 기판의 위와 아래를 계속해서 교대로 흐르는 동안 열이 한 방향으로만 이동하도록 한 것으로, 일측 기판에서는 흡열에 의해 온도가 낮아지며, 타측 기판에서는 발열에 의해 온도가 높아지는 것이다.

이때, 하우징(110)은 원형, 또는 다각형으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(110)은 입구에서 출구 방향으로 직선 형상으로 형성되거나, 굴곡을 가진 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 하우징(110)은 공기의 이동을 위한 출입구가 직선상에 위치하도록 형성되도록 하거나, 직선상이 아닌 임의의 위치에 각각 출구와 입구를 형성할 수도 있다.

그리고, 열전도부(120)는 하우징(110)의 내부에 형성되며, 상기 하우징(110)의 내면에서 발생하는 열을 하우징(110)의 내부 공간으로 확산시킬 수 있도록 한다. 즉, 냉풍기 동작일 경우에는 열전도부(120)는 하우징(110) 내면에서 발생하는 저온 열을 전도하게 되며, 온풍기 동작일 경우에는 열전도부(120)는 하우징(110) 내면에서 발생하는 고온 열을 전도하게 된다.

이때, 도 2를 참조하면, 열전도부(120)는 도 2의 (a)에서와 같이 융털 돌기 형상으로 형성할 수도 있으며, 도 2의 (b)에서와 같이 격자 형상으로 형성될 수도 있다. 이를 통해 열전도부(120)는 하우징(110) 내부에서 공기와 접촉하는 면적을 크게 하여 하우징(110) 내부의 공기를 빠르게 저온 또는 고온으로 변환시킬 수 있게 되며, 냉온풍기(100)의 냉풍 또는 온풍 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 열전도부(120)는 구리 박막에 의해 형성될 수도 있다. 그리고, 열전도부(120)는 일 예로 도 3에서와 같이 금속층(151)과 그라파이트 점착층(152)의 적층 구조로 이루어진 박막으로 형성될 수도 있다.

송풍부(130)는 하우징(110)의 내부 공기를 외부로 이송할 수 있다. 이때, 도 4를 참조하면, 송풍부(130)는 하우징(110)의 입구 측에 형성되어 하우징(110) 내부의 공기를 출구를 통해 사용자 공간으로 배출되도록 하거나, 하우징(110)의 출구 측에 형성되어 하우징(110) 내부의 공기를 흡입 배출할 수 있다.

그리고, 냉온풍기(100)는 전원 선택부(140)를 더 포함할 수 있다. 이때, 전원 선택부(140)는 사용자의 선택에 따라 하우징(110)의 펠티어 소자로 입력되는 전원의 극성을 변경할 수 있다. 즉, 냉풍기 동작과 온풍기의 동작 전환은 사용자의 선택에 따라 하우징(110)의 펠티어 소자에 입력되는 전원의 극성을 서로 반대되게 함으로써 가능하게 된다. 그리고, 전원 공급부(140)는 하우징(110)의 펠티어 소자로 직류 전원을 공급하도록 할 수 있다.

또한, 냉온풍기(100)는 하우징(110)의 외면에 형성된 냉각부(160)를 더 포함할 수 있다. 이때, 냉각부(160)는 하우징(110)의 외면에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각하기 위한 것으로, 냉풍기 동작일 경우에만 작동하도록 할 수 있다. 즉, 냉풍기 동작일 경우 하우징(110) 내면은 흡열 동작에 의해 저온이 되지만, 하우징(110) 외면은 방열 동작에 의해 고온이 되므로 이를 냉각하기 위한 것이다. 이와는 달리, 온풍기 동작일 경우 하우징(110)의 외면은 흡열 동작에 의해 저온이 되므로, 이때 냉각부(160)를 동작시키면 하우징(110) 외면이 동결되는 문제점이 있으므로 냉각부(160)의 동작을 중단한다.

그리고, 냉각부(160)는 하우징(110)의 외면 전체를 감싸도록 형성될 수도 있으며, 일정 영역에만 형성되도록 할 수도 있다.

그리고, 냉각부(160)는 하우징(110)의 외면에 접하도록 냉각 박스를 형성하고, 냉각 박스 내부에 냉매를 채워 형성할 수도 있다. 이때, 냉매는 물을 이용할 수도 있다. 또한, 냉각 박스에 순환 모터를 형성하여 냉매를 순화함으로써 냉각 효과를 증대시킬 수도 있다.

이와는 달리, 냉각부(160)를 하우징(110)을 감싸는 관로로 형성하고, 관로 내부를 냉매가 순환하도록 형성할 수도 있다.

또한, 냉온풍기(100)는 하우징(110)의 외면에 방열부(150)를 더 포함할 수 있다. 즉, 하우징(110)의 외면과 냉각부(160) 사이에 방열부(150)를 더 형성함으로써 하우징(110) 외면에서 냉각부(160) 부로의 열 전도 효율을 증대시킬 수 있게 된다. 이때, 방열부(150)는 도 3에서와 같이 금속층(151)과 그라파이트 점착층(152)의 적층 구조로 형성된 박막으로 형성할 수 있다. 또한, 방열부(150)는 구리 금속막으로 형성할 수도 있다.

이와 같은 냉온풍기(100)는 도 4의 (a) 또는 (b)에서와 같이 선풍기 형태에 적용될 수도 있으며, 기타 다양한 형태의 냉온풍기에 적용 가능하다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 냉온풍기, 110: 하우징,
120: 열전도부, 130: 송풍부,
140: 전원 선택부, 150: 방열부,
151: 금속층, 152: 그라파이트 점착층,
160: 냉각부

Claims (8)

1. 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기에 있어서,
   다각형으로 형성되고, 공기의 이동을 위한 출입구가 직선상에 위치하며, 일측면에서 흡열에 의해 온도가 낮아지면, 타측 기판에서 발열에 의해 온도가 높아지는 펠티어 소자를 이용한 하우징;
   상기 하우징 내부에 융털 돌기 형상 또는 격자 형상으로 형성되며, 구리 박막 또는 금속층과 그라파이트 점착층의 적층구조로 이루어진 박막구조로 형성되어 상기 하우징 내부면의 발열 또는 흡열에 따라 내부 공기의 온도를 빠르게 변화시키는 열전도부;
   상기 하우징의 외면에 형성되며, 내부에는 냉각 박스가 구비되고 상기 냉각 박스에는 냉매가 포함되어 상기 하우징의 외부면이 발열 상태이면 동작하여 상기 하우징의 외부면을 냉각시키고 상기 하우징의 외부면이 흡열 상태이면 동작하지 않는 냉각부;
   상기 하우징과 상기 냉각부 사이에 마련되어 상기 하우징과 상기 냉각부 형상과 동일하고 내부면는 상기 하우징의 외부면과 접촉되고 외부면은 상기 냉각부의 내부면과 접촉되어 상기 하우징의 외부면에서 발생하는 열을 상기 냉각부로의 열 전도의 효율을 높여주고 금속층과 그라파이트 점착층의 적층 구조로 형성된 방열부;
   상기 냉각부의 일단에는 상기 하우징 내부 공기를 외부로 이송시키는 송풍부; 및
   상기 하우징을 이루는 펠티어 소자로 공급되는 전원의 극성을 변경하는 전원 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온풍기.
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