KR102243236B1 - 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치 - Google Patents

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Abstract

열전소자를 이용한 냉,난방공급장치는, 소정 형상의 하우징(110)과; 침낭 본체(200)로 에어 공급경로를 형성하는 에어 공급부(120)와; 사용자의 조작에 따라 외부에서 공기를 강제적으로 흡입하여 가열 또는 냉각시켜 상기 에어 공급부(120)로 공급하는 열전 모듈부(130)와; (1) 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 반작용측과 상기 하우징의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 반작용측에 자동으로 열을 인가하는 전기식 가열체(140)와; 상기 에어 공급부(120)로 공급되는 공기의 온도와 상기 하우징(110)의 주변 온도를 측정하는 적어도 하나 이상의 온도감지센서(151,153,153)를 구비하는 온도감지부(150)와; 상기 하우징(110)에 설치되어, 상기 사용자에 의해 난방모드 또는 냉방모드와 각각의 모드의 세기를 조절하기 위한 조작부(160)와; 상기 조작부(160)의 조작에 따라 상기 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 상기 열전 모듈부(130)를 통과하는 공기를 가열 또는 냉각하며, 난방 모드시 (1) 상기 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 상기 반작용측과 상기 하우징의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 제어부(170)로 구성된다.

Description

열전소자를 이용한 냉,난방공급장치{Heating and Cooling Supply System for Sleeping Bag}
본 발명은 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열악한 영하의 기온에서도 빠른 시간 안에 고효율의 난방성능을 구현할 수 있는 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 침낭은 내피와 외피 사이에 솜이나 깃털 등의 보온재가 내장된 구조를 갖으며, 이불이나 매트 등과 같은 다른 침구류에 비하여 휴대 및 사용하기가 편리한 동시에 보온효과도 좋기 때문에 야영을 할 경우에 필수적으로 사용이 되고 있다.
하지만, 이러한 침낭의 보온효과는 한계가 있기 때문에 겨울철에 야영을 하더라도 사용자가 장시간 겨울철의 야외환경 속에 노출되어 있으면 추위를 느낄 수 밖에 없을 것이다.
이에 따라 사용자가 추위를 막기 위해 두꺼운 옷을 입은 채로 침낭을 사용할 경우에는 취침에 방해가 되고, 두꺼운 보온재가 내장된 침낭을 사용할 경우에는 겨울철에만 사용해야 하기 때문에 여름철에 맞는 침낭을 별도로 구매해야 할 뿐만 아니라, 그로 인해 경제적으로 부담이 가중되는 문제점이 있었다.
또한, 최근에는 겨울철에 침낭에 더하여 전기장판 등 별도의 난방용품을 함께 휴대하여 침낭 밑에 깔아서 사용함으로써 추위를 이겨내고자 하는 야영객들이 늘어나는 추세인데, 이 경우에도 침낭 외에 별도 난방용품을 휴대해야 하기 때문에 번거로운 문제점이 있었다.
이러한 단점을 해소하기 위하여 대한민국 등록실용신안공보 제20-0481766호 (2016년11월01일)에는 계절의 기온에 따라 보온커버를 침낭몸체에 탈거하거나 연결함으로써, 계절에 맞는 용도로 사용될 수 있게 한 사계절 사용이 가능한 침낭이 기재되어 있다.
그러나 이와 같은 보온커버를 침낭몸체에 탈거하거나 연결하여 사용하는 침낭은 여전히 추운 겨울철에는 큰 난방효과를 얻을 수는 없기에, 결국 사용자들은 침낭과 함께 전기장판 등 별도의 난방용품을 함께 휴대하여 침낭 밑에 깔아서 사용하는 종래기술의 문제점을 그대로 갖고 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0481766호 (2016년11월01일)
본 발명은 이상에서 설명한 종래기술의 단점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 조작에 따라 열전소자를 이용하여 냉풍이나 온풍을 만들어 침낭과 같은 개인보호장구의 내부에 지속적으로 공급할 수 있는 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 난방모드시 외부의 온도와 열전소자의 반작용면의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 열전소자의 반작용면에 자동으로 열을 인가하는 온도편차 제어를 실행할 수 있는 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치는, 소정 형상의 하우징(110)과; 상기 하우징(110)에 고정되도록 연결되며, 개인보호장구로 에어 공급경로를 형성하는 에어 공급부(120)와; 상기 에어 공급부(120)에 결합되도록 연결되며, 사용자의 조작에 따라 외부에서 공기를 강제적으로 흡입하여 가열 또는 냉각시켜 상기 에어 공급부(120)로 공급하는 열전 모듈부(130)와; 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치되어, (1) 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 반작용측과 상기 하우징의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 반작용측에 자동으로 열을 인가하는 전기식 가열체(140)와; 상기 열전 모듈부(130) 및 상기 하우징(110)에 설치되어, 상기 에어 공급부(120)로 공급되는 공기의 온도와 상기 하우징(110)의 주변 온도를 측정하는 적어도 하나 이상의 온도감지센서(151,153,153)를 구비하는 온도감지부(150)와; 상기 하우징(110)에 설치되어, 상기 사용자에 의해 난방모드 또는 냉방모드와 각각의 모드의 세기를 조절하기 위한 조작부(160)와; 상기 조작부(160)의 조작에 따라 상기 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 상기 열전 모듈부(130)를 통과하는 공기를 가열 또는 냉각하며, 난방 모드시 (1) 상기 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 상기 반작용측과 상기 하우징의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 제어부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치에 따르면, 사용자의 조작에 따라 열전소자를 이용하여 냉풍나 온풍을 만들어 침낭과 같은 개인보호장구의 내부에 지속적으로 공급할 수 있어, 계절에 상관없이 시원하거나 따듯한 침낭과 같은 개인보호장구를 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 난방모드시 외부의 온도와 열전소자의 반작용면의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 열전소자의 반작용면에 자동으로 열을 인가하는 온도편차 제어를 실행할 수 있어, 열악한 영하의 기온에서도 빠른 시간 안에 고효율의 난방성능을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 냉난방모드 동작시 전자파가 노출되지 않으며, 진동 및 소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전자식 냉각 또는 가열방식을 이용하기 때문에 온도 응답성(즉시 냉각 또는 가열)이 좋아 열선이나 면상발열체를 사용하는 종래의 제품 보다 상대적으로 더욱 우수한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 사시도이며;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 열전모듈부의 분해 사시도이며;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 회로 연결관계를 설명하기 위한 블록 구성도이며;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 제어부의 블록 구성도이며;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 열전소자의 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치에 적용되는 노이즈 감쇄회로이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 구성과 동작을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 사시도이며; 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 열전모듈부의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치는, 하우징(110), 에어 공급부(120), 열전 모듈부(130), 전기식 가열체(140), 온도감지부(150), 조작부(160), 제어부(170)로 구성된다.
여기서, 하우징(110)은 내부에 수용공간이 형성된 사각형 또는 직사각형 형상으로 형성되며, 서로 착탈가능하도로 결합되는 상부 하우징과 하부 하우징으로 이루어지며, 내부에 열전 모듈부(130), 전기식 가열체(140), 온도감지부(150), 제어부(170)가 장착되며, 외부에 조작부(160)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 에어 공급부(120)는 하우징(110)의 외측면에 형성된 공기 배출구에 삽입되는 결합캡(121)과, 결합캡(121)에 연결되도록 고정되고, 외측 방향으로 일정 길이 연장 형성되는 에어 공급호스(123)으로 구성된다.
또한, 열전 모듈부(130)는, 사용자 또는 작업자에 의해 에어 공급부(120)의 결합캡(121)에 결합되도록 하우징(110)의 내부에 설치되며, 사용자의 조작에 따라 외부에서 공기를 강제적으로 흡입하여 가열 또는 냉각시켜 에어 공급부(120)로 공급한다.
여기서, 열전 모듈부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(131a)와 하부 케이스(131b)가 수직방향으로 서로 결합되면서 내부에 설치공간을 형성하며, 일측단에 외부 공기를 흡입하기 위한 에어 흡입구(131-1)가 형성되며, 타측 상측에 열전 모듈부(130)의 작용측을 통과하는 공기를 에어 공급부(120)로 공급하기 위해 에어 공급부(120)의 결합캡(121)에 착탈 가능하도록 결합되는 제1 에어 배출구(131-2)가 형성되며, 타측단에 열전 모듈부(130)의 반작용측을 통과하는 공기를 배출하기 위해 제2 에어 배출구(131-3)가 형성되는 케이스(131)와, 케이스(131)의 내부에 형성된 설치공간에 장착되며, 작용면(S3)은 상측에 반작용면(S1)은 하측에 위치되도록 배치되며, 제어부(170)의 제어에 따라 작용면(S3)이 발열 또는 흡열동작을 실행하는 열전소자(133)와, 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)과 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)으로 구성되어, 열전소자(133)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열소자(135)와, 케이스(131)의 내부에 형성된 설치공간에 장착된 상측 방열판(135a) 또는 하측 방열판(135b)의 전단에 장착되어, 제어부(170)의 제어에 따라 강제적으로 바람을 일으켜 상측 방열판(135a)으로 공급하는 제1 송풍기(137a)와 하측 방열판(135b)으로 공급하는 제2 송풍기(137b)를 구비하는 송풍부(137)로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 열전소자(133)는 펠티어 소자, 열전 변환 소자, 반등체 소자, 펠티에 소자, 온도 모듈, TEC, 라고도 표현하며, 직류 전류에 의해 냉각 · 가열· 온도 제어를 자유롭게 하는 반도체 소자이며, 열전소자에 직류 전류를 흐르게 함으로써 (1)소자의 양면에 온도차가 발생시키고, (2)저온 측에서 흡열, 고온 측에서 발열이 일어나 열전소자의 저온 측에서 고온 측으로 열을 밀어. 즉, 열 펌프의 역할을 하며, (3)전류의 극성을 바꾸는 것만으로 펌핑하는 열 방향을 바꾸고 또한 전류의 크기를 바꾸는 것으로, 펌핑되는 열량의 크기를 바꿀 수 있다.
또한, 송풍부(137)에는 각각의 제1 또는 제2 송풍기(137a,137b)를 구동시키는 모터가 별도로 구비될 수 도 있고, 각각의 송풍팬에 모듈형식으로 구현되는 것도 가능할 것이다.
또한, 전기식 가열체(140)는 열전 모듈부(130)의 반작용측의 하측 방열판(135b) 사이에 삽입되거나 면접촉되도록 설치되어, 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)과 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우나, 하우징(110)의 주변과 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우에 하측 방열판(135b)에 설치된 전기식 가열체(140)으로 자동으로 열을 인가하도록 동작하는 것이 바람직하다.
여기서, 전기식 가열체(140)는 전기저항 열선, PCT 발열소자, 코일 히터, 투입히터, 카트리지 히터, 주물 히터, 씨즈 히터, 할로겐 히터, 적외선 히터, 핀 히터,세라믹 밴드 히터, 후렌지 히터 등에서 선택될 수 있으며, 전기를 이용하는 가열체는 모두 적용이 가능하다.
또한, 온도감지부(150)는 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)에 설치된 제1 온도감지센서(151)와, 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)에 설치된 제2 온도감지센서(153)와, 하우징(110)의 외측면에 설치된 제3 온도감지센서(153)으로 구성되어, 에어 공급부(120)로 공급되는 공기의 온도와 하우징(110)의 주변 온도를 주기적으로 측정하여 제어부(170)로 각각 전달하는 것이 바람직하다.
또한, 조작부(160)는 하우징(110)의 외측면에 설치되어, 사용자에 의해 난방모드 또는 냉방모드와 각각의 모드의 세기를 조절할 수 있는데, 실제로 로터리 스위치, 버튼 스위치, 또는 슬라이딩 스위치 중에서 선택되어 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(170)는 조작부(160)의 조작에 따라 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 상기 열전 모듈부(130)를 통과하는 공기를 가열 또는 냉각하며, 난방모드시 외부의 온도와 열전 모듈부(130)의 반작용측의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 것이 바람직하다.
한편, 제어부(170)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,155)에서 아날로그신호 형태로 감지된 온도값을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(171)와, 제어부(170)의 제어에 따라 열전소자(133)에 인가되는 직류전류의 방향을 변환하는 정역전환회로(172)와, 제어부(170)의 제어에 따라 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,155)에서 검출된 온도 값에 상응하도록 정역전환회로(172)의 출력전류의 방향을 제어하거나, 전기식 가열체(140)를 가열하기 위해 전원공급부(미도시)의 동작을 제어하는 마이크로프로세서(173)로 구성된다.
여기서, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는, 상기 하우징(110)의 주변 온도가 영상일 때는 열전소자(133)의 반작용면(S1)의 온도가 흡열작용이 원활하도록 하우징(110)의 주변 온도 보다도 상대적으로 2~3℃ 정도 낮도록 제어하고, 하우징(110)의 주변 온도가 영하일 때는 하우징의 주변 온도를 무시하고 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 결로나 수증기의 응결이 발생하지 않도록 온도편차를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 전원 공급부(미도시)는 하우징(110)에 구비되는 배터리를 사용하거나, 별도의 외부 전원공급장치를 사용하여도 무방할 것이다.
한편, 본 발명에서는 개인보호장구를 침낭으로 설정하여 설명하였으나, 침낭에 한정되는 것은 아니며, 침구류, 의류, 스포츠 보호장비 등에 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같은 침낭 본체(200)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 매트부(210)와, 매트부(210)의 하측면 또는 일측면에 일체형으로 연결되는 덮개부(220)와, 매트부(210)와 덮개부(220)를 양측면 또는 일측면 및 밑면을 체결하는 체결부(230)와, 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부에 일체형으로 형성되거나 별도의 공급관으로 설치되는 에어 공급관(240)으로 구성되어, 에어 공급부(120)에서 공급되는 냉풍이나 온풍을 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부로 공급할 수 있다.
그러나, 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)에 내측에 개구가 형성된 경우, 에어 공급부(120)에서 공급되는 냉풍 또는 온풍을 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부에도 공급하면서 개구를 통하여 침낭 본체(200)의 내부에도 함께 공급할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 송풍부(137)의 구동시 발생되는 노이즈를 최소화시킬 수 있는 노이즈 감쇄회로를 추가적으로 구비할 수 있다.
이와 같은 노이즈 감쇄회로는 정합 커패시터에 병렬로 연결되는 공통모드코일, 공통모드코일의 양(+)극과 접지 사이에 연결되는 제 1커패시터 및 공통모드코일의 음(-)극과 접지 사이에 연결되는 제 2커패시터를 구비하는 공통모드 노이즈필터와; 공통모드 노이즈필터 출력단에 병렬로 연결되는 제 3커패시터 및 제 3커패시터의 각 양단에 연결되는 차동모드 코일을 구비하는 차동모드 노이즈필터와; 그리고 차동모드 노이즈필터와 모터의 전원입력 단자 사이에 연결되어 모터에서 발생하는 아크방전 노이즈를 흡수하는 아크방전 노이즈필터를 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치의 동작을 설명한다.
(1) 초기 상태 설정
사용자가 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치를 사용하기 위해서는 배터리에서 제어부(170)의 제어에 따라 열전소자(133), 송풍부(137), 온도감지부(150)를 동작시킬 수 있는 상태인지를 판단하고, 정상상태로 판단되면 하우징(110)의 외측면에 장착된 상태 표시등을 이용하여 정상상태임을 표시한다.
(2) 동작모드 설정
사용자는 현재 상태가 정상상태로 판단되면, 침낭의 냉,난방조절장치의 하우징(110)의 외측면에 장착된 조작부(160)를 조작하여 난방모드 또는 냉방모드를 선택하여 조작명령을 인가할 수 있으며, 각각의 난방모드 또는 냉방모드의 세기 또한 조절할 수 있다.
이때, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 사용자가 인가한 조작명령에 따라 현재 모드가 난방모드, 냉방모드 중 어느 모드인지를 판단한다.
(3) 난방모드
이때, 판단결과로써 난방모드로 판단되면, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 먼저 송풍부(137)의 제1 송풍기(137a)를 구동시켜 케이스(131)의 일측단에 형성된 에어 흡입구(131-1)를 통하여 강제적으로 냉풍를 흡입하여 바람을 일으켜 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)에 장착된 상측 방열판(135a)을 횡방향으로 통과하여 케이스(131)의 타측단 상측에 형성된 제2 에어 배출구(131-2)를 통하여 배출되도록 제공하는 한편, 정역전환회로(172)를 제어하여 열전소자(133)에 들어가는 전류의 방향을 열전소자(133)의 작용면(S3)이 상측방향으로 향하도록 미리 설정된 방향(+ 또는 -방향)의 직류 전류를 열전소자(133)로 인가한다. 이때, 제어부(170)는 사용자가 조작부(160)를 조작한 난방모드의 세기에 상응하도록 열전소자(133)로 인가되는 전압과 전류의 세기를 조절하여 미리 설정된 난방 모드의 세기를 조절할 수 있다.
이에 따라 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)은 열을 방출하는 동시에 열전소자(133)의 반작용면(S1)은 열을 흡수하기 때문에 열전소자(133)의 작용면(S3)에 설치된 방열소자(135)의 상측 방열판(135a)을 횡방향으로 통과하는 바람은 가열될 수 있어, 결국 케이스(131)의 타측단 상측에 형성된 제2 에어 배출구(131-2)를 통하여 가열된 온풍이 배출될 수 있다.
이때, 에어 공급부(120)의 결합캡(121)이 케이스(131)의 타측단 상측에 형성된 제2 에어 배출구(131-2)가 서로 연결되도록 결합된 경우, 온풍은 에어 공급부(120)의 결합캡(121)에 연결된 에어공급호스(123)를 따라 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부로 공급할 수 있으며, 경우에 따라 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부에도 공급하면서 개구를 통하여 침낭 본체(200)의 내부에도 함께 공급할 수 있다.
한편, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 현재 모드가 난방모드인 경우, 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)에 설치된 제1 온도감지센서(151)와, 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)에 설치된 제2 온도감지센서(153)에서 감지한 온도감지값 또는 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)에 설치된 제2 온도감지센서(153)와 하우징(110)의 외측면에 설치된 제3 온도감지센서(153)의 온도 감지값을 각각 주기적으로 수신하여 두 온도값의 차이가 미리 설정된 온도범위를 초과하지 않는 경우에는 방열소자(135)의 하측 방열판(135b)의 흡열기능이 정상적인 상태로 판단하고 전기식 가열체(140)를 동작시키지 않으나, 두 온도값의 차이가 미리 설정된 온도범위를 초과하는 경우에는 결로가 발생하거나 수증기가 응결되는 상황 등과 같이 방열소자(135)의 하측 방열판(135b)의 흡열기능이 정상적이지 않은 상태로 판단하고 전기식 가열체(140)를 동작되도록 제어한다.
즉, 제어부(170)는 외기 온도가 영상일 때는 열전소자(133)의 작용면(S3)의 방열소자(135)의 하측 방열판(135b)의 온도가 흡열작용이 원활하도록 하우징(110)의 주변의 외기 온도 보다도 상대적으로 2~3℃ 정도 낮도록 제어하고, 외기 온도가 영하일 때는 외기 온도를 무시하고 열전소자(133)의 반작용면(S1)측에 장착된 방열소자(135)의 하측 방열판(135b)에 결로나 수증기의 응축이 발생하지 않도록 온도를 제어하도록 동작하는 것이 바람직하다.
(3) 냉방 모드
한편, 현재 모드가 냉방모드로 판단되면, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 먼저 송풍부(137)의 제1 송풍기(137a)를 구동시켜 케이스(131)의 일측단에 형성된 에어 흡입구(131-1)를 통하여 강제적으로 공기를 흡입하여 바람을 일으켜 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)에 장착된 상측 방열판(135a)을 횡방향으로 통과하여 케이스(131)의 타측단 상측에 형성된 제2 에어 배출구(131-2)를 통하여 배출되도록 제공하는 한편, 정역전환회로(172)를 제어하여 열전소자(133)에 들어가는 전류의 방향을 열전소자(133)의 반작용면(S3)이 상측방향으로 향하도록 미리 설정된 방향(+ 또는 -방향)의 직류 전류를 열전소자(133)로 인가한다. 이때, 제어부(170)는 열전소자(133)로 인가되는 전압과 전류의 세기를 조절하여 미리 설정된 난방 모드의 세기를 조절할 수 있다.
이에 따라 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 반작용면(S3)은 열을 흡수하는 동시에 열전소자(133)의 작용면(S1)은 열을 방출하기 때문에 열전소자(133)의 반작용면(S3)에 설치된 방열소자(135)의 상측 방열판(135a)을 횡방향으로 통과하는 바람은 냉각될 수 있어, 결국 케이스(131)의 타측단 상측에 형성된 제2 에어 배출구(131-2)를 통하여 가열된 냉풍이 배출될 수 있다.
이때, 에어 공급부(120)의 결합캡(121)이 케이스(131)의 타측단 상측에 형성된 제2 에어 배출구(131-2)가 서로 연결되도록 결합된 경우, 냉풍은 에어 공급부(120)의 결합캡(121)에 연결된 에어공급호스(123)를 따라 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부로 공급할 수 있으며, 경우에 따라 침낭 본체(200)의 매트부(210) 또는 덮개부(220)의 내부에도 공급하면서 개구를 통하여 침낭 본체(200)의 내부에도 함께 공급할 수 있다.
이상에서 설명한 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바을 둔다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 하우징 120 : 에어 공급부
121 : 결합캡 123 : 에어공급호스
130 : 열전 모듈부 131 : 케이스
133 : 열전소자 135 : 방열소자
135a : 상측 방열판 135b : 하측 방열판
137 : 송풍부 137a : 제1 송풍기
137b : 제2 송풍기 140 : 전기식 가열체
150 : 온도감지부 151~155 : 온도감지센서
160 : 조작부 170 : 제어부
171 : A/D변환기 172 : 정역전환회로
173 : 마이크로프로세서
200 : 침낭 본체 210 : 매트부
220 : 덮개부 230 : 체결부
240 : 에어 공급관

Claims (4)

  1. 소정 형상의 하우징(110);
    상기 하우징(110)에 고정되도록 연결되며, 개인보호장구로 에어 공급경로를 형성하는 에어 공급부(120);
    상기 에어 공급부(120)에 결합되도록 연결되며, 사용자의 조작에 따라 외부에서 공기를 강제적으로 흡입하여 가열 또는 냉각시켜 에어 공급부(120)로 공급하는 열전 모듈부(130);
    상기 열전 모듈부(130)의 반작용면(S1) 측에 설치되어, 작용면(S3) 측 및 상기 반작용면(S1) 측의 온도 또는 반작용면(S1) 측과 상기 하우징(110)의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 반작용면(S1) 측에 자동으로 열을 인가하는 전기식 가열체(140);
    상기 열전 모듈부(130) 및 상기 하우징(110)에 설치되어, 상기 에어 공급부(120)로 공급되는 공기의 온도와 하우징(110)의 주변 온도를 측정하는 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,153)를 구비하는 온도감지부(150);
    상기 하우징(110)에 설치되어, 상기 사용자에 의해 난방모드 또는 냉방모드와 각각의 모드의 세기를 조절하기 위한 조작부(160); 및
    상기 조작부(160)의 조작에 따라 상기 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 열전 모듈부(130)를 통과하는 공기를 가열 또는 냉각하며, 난방 모드시 상기 작용면(S3) 측 및 상기 반작용면(S1) 측의 온도 또는 반작용면(S1) 측과 상기 하우징(110)의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 열전 모듈부(130)의 반작용면(S1) 측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 제어부(170); 를 포함하며,
    상기 열전 모듈부(130)는,
    케이스(131);
    상기 케이스(131)의 내부에 형성된 설치공간에 장착되며, 상기 제어부(170)의 제어에 따라 상기 작용면(S3)이 발열 또는 흡열동작을 실행하는 열전소자(133);
    상기 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)과 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)으로 구성되어, 열전소자(133)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열소자(135);
    상기 케이스(131)의 내부에 형성된 설치공간에 장착된 상기 상측 방열판(135a) 또는 상기 하측 방열판(135b)의 전단에 장착되어, 상기 제어부(170)의 제어에 따라 강제적으로 바람을 일으켜 상측 방열판(135a)으로 공급하는 제1 송풍기(137a)와 하측 방열판(135b)으로 공급하는 제2 송풍기(137b)를 구비하는 송풍부(137); 및
    상기 송풍부(137)의 구동시 발생되는 노이즈를 감쇄하는 노이즈 감쇄회로를 포함하며,
    상기 노이즈 감쇄회로는, 정합 커패시터에 병렬로 연결되는 공통모드코일과, 상기 공통모드코일의 양(+)극과 접지 사이에 연결되는 제1 커패시터 및 공통모드코일의 음(-)극과 접지 사이에 연결되는 제2 커패시터를 구비하는 공통모드 노이즈필터와, 상기 공통모드 노이즈필터의 출력단에 병렬로 연결되는 제3 커패시터 및 상기 제3 커패시터의 각 양단에 연결되는 차동모드 코일을 구비하는 차동모드 노이즈필터와, 상기 차동모드 노이즈필터와 모터의 전원입력 단자 사이에 연결되어 상기 모터에서 발생하는 아크방전 노이즈를 흡수하는 아크방전 노이즈필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(170)는,
    상기 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,153)에서 아날로그신호 형태로 감지된 온도값을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(171);
    상기 열전소자(133)에 인가되는 직류전류의 방향을 변환하는 정역전환회로(172); 및
    상기 조작부(160)에서 설정된 온도값에 따라 상기 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,155)에서 검출된 온도 값에 따라 상기 정역전환회로(172)의 출력전류의 방향을 제어하거나, 상기 전기식 가열체(140)를 가열하기 위해 전원 공급부를 제어하는 마이크로프로세서(173); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는,
    상기 하우징(110)의 주변 온도가 영상일 때는 상기 열전소자(133)의 반작용면(S1)의 온도가 흡열작용이 원활하도록 하우징(110)의 주변 온도 보다도 상대적으로 2℃ 내지 3℃ 낮도록 제어하고, 하우징(110)의 주변 온도가 영하일 때는 하우징(110)의 주변 온도를 무시하고, 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 결로나 수증기의 응결이 발생하지 않도록 온도편차를 제어하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉,난방공급장치.
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