KR102548781B1 - 초소형 분리형 냉난방장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는, 물이 담겨지는 물컵(200)과, 상기 물컵(200)의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하는 본체(100)를 포함한다. 본체(100)는 외면에 형성되는 유입구(122) 및 유출구(124)와, 열전모듈(140)과, 상기 열전모듈의 일측면에 부착되며 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 돌출되게 설치되는 열교환핀(152)을 구비하는 제1 히트싱크(150), 및 상기 열전모듈의 타측면에 부착되며 상기 물컵의 하부 저면과 접촉하는 제2 히트싱크(160)를 포함한다. 여기서 상기 물컵(200)의 저면(210)과, 상기 물컵(200)의 저면(210)과 접촉하는 상기 제2 히트싱크(160)의 상면은, 서로 대응되는 요철 구조가 반복되게 형성된다.

Description

초소형 분리형 냉난방장치{A Subminiature Separate Air Conditioner Without Outdoor Unit}

본 발명은 외부에 방열기를 필요로 하지 않는 초소형 분리형 냉난방장치에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클 방식의 에어컨은 특정 영역내의 공간에 있는 공기를 냉각하여 순환하게 하고 특정 영역내의 공간에서 흡수된 열을 다른 공간(실외기 공간)으로 배출하는 구조로 되어 있다. 즉 공간의 구분이 있어야 에어컨을 구동시켜서 특정 영역내의 공간에 차가운 공기를 공급하게 할 수 있다. 따라서 소형(휴대용) 에어컨 역시 그 크기만 소형화될 뿐 냉매가스를 응축하는 과정에서 발생하는 열을 별도의 덕트를 사용하여 외부로 빼내야 하는 구조를 가지므로 실내 공간에서 자유롭게 사용하기에 불편함이 있다.

한편, 열전소자를 이용한 냉난방장치는 압축기나 증발기 및 냉매가 필요하지 않으므로 소형의 에어컨이나 휴대용 냉장고, 자동차시트 냉난방장치 등에 많이 적용된다. 열전소자를 이용한 냉난방장치는 흡열부에서 열을 흡수하고 방열부에서 상기 흡열부에서 흡수된 열을 잘 방열하여야 냉온작용이 효과적으로 잘 이루어진다. 여기서 종래 열전소자를 이용한 냉난방장치는 상기 방열부를 냉각시키기 위해 대기의 흐름에 의한 공랭방식이 주로 적용되는데, 이 경우 상기 냉동사이클 방식의 에어컨과 같은 문제, 즉 같은 공간에 흡열부와 방열부가 있는 경우 냉방에 효과적이지 않다. 또한, 방열효과를 위해서는 방열팬을 구비하는 것이 일반적인데 이 경우 소음문제가 발생하게 된다.

이와 같은 문제를 감안하여 방열부를 물을 이용하여 냉각시키는 수냉방식으로 적용하는 기술이 하기의 선행기술문헌과 같이 소개된다. 그러나, 선행문헌과 같은 종래기술의 경우 방열부를 냉각시키기 위한 물을 순환시키기 위한 구조가 복잡하고 또한 물을 순환시키기 위한 펌프와 같은 장치가 필요하므로 초소형 분리형 냉난방장치를 구현하기에는 무리가 있다.

한편, 소형 냉난방장치에서 분리 구조를 갖는 것은 종래에 개시되지 않는데, 편의성과 휴대성을 더욱 증진시키기 위한 초소형 분리형 냉난방장치를 개발할 필요성이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0080688호(2004.09.20. 공개)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 구조가 간단하며 부피가 작으며 또한 분리구조를 갖는 초소형 분리형 냉난방장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는, 물이 담겨지는 물컵; 및, 상기 물컵의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하며, 외면에 형성되는 유입구 및 유출구와, 열전모듈과, 상기 열전모듈의 일측면에 부착되며 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 돌출되게 설치되는 열교환핀을 구비하는 제1 히트싱크, 및 상기 열전모듈의 타측면에 부착되며 상기 물컵의 하부 저면과 접촉하는 제2 히트싱크를 포함하는 본체;를 포함한다. 여기서, 상기 물컵의 저면과, 상기 물컵의 저면과 접촉하는 상기 제2 히트싱크의 상면은, 서로 대응되는 요철 구조가 반복되게 형성된다.

상기 제2 히트싱크는, 테두리가 상기 물컵 방향으로 돌출되게 설치되어 상기 물컵의 저면을 수용하도록 형성되며, 상기 테두리 내측 공간에는 상기 제2 히트싱크의 상면과 상기 물컵의 저면과의 열전달 매개체인 물이 수용되는 것을 특징으로 하는 초소형 분리형 냉난방장치.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는, 물이 담겨지는 물컵; 상기 물컵과 나란하게 배치되며, 외면에 형성되는 유입구 및 유출구와, 열전모듈과, 상기 열전모듈의 일측면에 부착되며 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 돌출되게 설치되는 열교환핀을 구비하는 제1 히트싱크를 포함하는 제1 본체; 일부가 상기 열전모듈의 타측면에 부착되며, 상기 일부를 제외한 나머지가 상기 제1 본체 외부로 수평되게 노출되는 열전달 플레이트; 및, 상기 물컵의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하며, 상기 제1 본체 외부로 노출된 열전달 플레이트의 일부를 감싸도록 설치하며, 상기 열전달 플레이트의 상면과 접촉하는 제2 히트싱크를 구비하는 제2 본체;를 포함한다. 여기서, 상기 물컵의 저면과, 상기 물컵의 저면과 접촉하는 상기 제2 히트싱크의 상면은, 서로 대응되는 요철 구조가 반복되게 형성된다.

상기 제2 히트싱크는, 그 테두리가 상기 물컵 방향으로 돌출되게 설치되어 상기 물컵의 저면을 수용하도록 형성되며, 상기 테두리 내측 공간에는 상기 제2 히트싱크의 상면과 상기 물컵의 저면과의 열전달 매개체인 물이 수용되고, 상기 물컵의 테두리는 상기 제 2 히트싱크의 테두리를 덮도록 형성된다.

본 발명에 의하면 물이 담겨진 물컵을 열전모듈의 제2 히트싱크와 접촉하도록 하여 물의 비열을 이용해 열전모듈의 방열을 효율적으로 수행하므로, 종래의 열전모듈을 이용한 냉난방 장치에서 공랭식 방열을 위해 사용되는 방열팬이 없기 때문에 구동소음이 없고, 또한 종래의 수냉식 방열을 위해 사용되는 복잡한 물의 배관, 펌프 등을 사용하지 않아 그 구조가 간단하며 크기가 작은 이점이 있다.

따라서, 본 발명에 의한 냉난방장치는 초소형으로 구현되어 개인이 소지하면서 휴대 및 이동이 간편하며 어느 곳에서도 사용할 수 있고, 또한 물컵과 본체가 분리 가능하게 결합되어 물컵반을 본체로부터 분리하여 물을 교체하면 되므로, 편의성이 증진되는 효과가 있다.

그리고, 물컵과 제2 히트싱크와는 서로 접촉하는 면이 반복된 요철 구조를 채용함으로써 전열면적이 증가하여 결국 열전달 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한. 냉방장치로 사용시 차가운 냉수나 얼음물을 넣는 경우 매우 신속하게 보다 시원한 바람을 만들 수 있고, 난방장치로 사용시 온수를 넣는 경우 매우 신속하게 보다 따뜻한 바람을 만들 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치의 외관 사시도,
도 2는 도 1의 초소형 분리형 냉난방장치에서 본체와 물컵이 분리된 상태에서의 횡단면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치의 블럭 구성도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치의 분리된 상태에서의 횡단면도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치의 사시도,
도 6은 도 5의 분리 사시도,
도 7은 도 5의 횡단면도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는 텀블러 형태의 외관을 가질 수 있으며, 초소형으로 구현되어 즉, 개인이 소지하면서 휴대 및 이동이 가능하도록 구현되어 어느 곳에서도 사용할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는, 물이 담겨지는 물 수용부를 구비하는 물컵(200)과, 물컵(200)의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하는 본체(100)를 포함한다.

물컵(200) 상단은 사용자가 물을 담고 빼기 위해 개방되는데, 물이 담겨질 경우 이를 밀폐하기 위한 커버(230)가 장착된다.

물컵(200)은 그 횡단면이 원형이거나 사각형일 수 있다. 그리고, 물컵(200)은 열차단 효과가 좋은 스테인리스 스틸 재질일 수 있으며, 필요에 따라 물컵의 외면은 플라스틱 재질일 수 있다. 한편, 물컵의 저면(210)은 스테인리스 스틸 재질의 물컵(200) 몸체와 다른 재질을 가질 수 있는데, 바람직하게 열전달 효과가 좋은 알루미늄이나 구리 재질 또는 알루미늄 합금 또는 구리 합금 재질일 수 있다. 이렇게 물컵의 저면(210)이 열전달 효과가 좋은 재질이 적용됨으로써, 본체(100)로부터 전달되는 열이 물컵(200)의 내부에 수용되는 물과 열교환이 잘되게 된다.

한편, 물컵(200)의 저면(210) 중 하부면은 열효환 효율를 높이기 위해 요철 구조가 반복되게 형성되는데 이에 관해서는 후술하기로 한다. 또한 물컵(200)의 저면(210)의 하부면뿐만 아니라 상부면 역시 요철 구조가 반복되게 형성되어, 물컵(200)에 수용된 물과의 열교환 효율을 높이도록 할 수 있다.

본체(100) 내부에는 열전모듈(140)과, 열전모듈(140)의 일측면에 부착되는 제1 히트싱크(150)와, 열전모듈(140)의 타측면에 부착되며 물컵(200)의 하부 저면과 대면하여 접촉하는 제2 히트싱크(160)와, 송풍팬(170) 및 제어부(180)를 포함한다.

본체(100)의 외측면에는 외부의 공기가 본체 내부로 유입되기 위한 유입구(122)와, 본체 내부의 공기가 외부로 배출되기 위한 유출구(124)가 형성된다. 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으나 상기 유입구(122)와 유출구(124)는 본체(100)의 부품 수용부(120)의 대면하는 면(즉, 서로 마주보는 면)에 배치되는 것이 바람직하다.

열전모듈(140)은 다수의 열전소자(반도체)가 모듈 형태로 이루어진 것으로써, 공지의 기술과 같이 전기가 공급되면 펠티어 효과에 의해 흡열면(냉각)과 발열면(가열)이 생기고 또한 극성을 바꾸어주면 흡열면과 발열면이 서로 바뀌게 된다.

열전모듈(140)의 일측면에는 열교환핀(152)을 구비하는 제1 히트싱크(150)가 대면하도록 부착되고, 열전모듈의 타측면에는 제2 히트싱크(160)가 대면하도록 부착된다. 열전모듈(140)과 제1 히트싱크(150) 및 제2 히트싱크(160)는 본 발명에 적용시 하나의 모듈 형태로 결합되거나 또는 일체로 제조되어 본 발명에 장착될 수 있다.

도시된 바와 같이 열교환 효율을 높이기 위해, 제1 히트싱크(150)의 열교환핀(152)은 본체의 유입구(122)와 유출구(124)의 공기 이동경로 상에 돌출되게 설치된다. 열교환핀의 형상 및 갯수는 열교환 효율을 극대화하기 위해 필요에 따라 적절한 형상과 갯수를 가질 수 있다. 또한, 열교환핀의 돌출 높이는 도시된 바와 같이 유입구(122)와 유출구(124)의 상하높이와 대응되도록 적절한 높이를 가질 수 있다. 따라서, 유입구(122)를 통해 유입된 외부의 공기는 대부분 제1 히트싱크(150)의 열교환핀(152)과 접촉하게 되어 열교환효율을 극대화시키도록 한 후 유출구(124)를 통해 빠져나간다.

제2 히트싱크(160)의 상면은 요철 구조가 반복되게 형성되는데, 요철 구조가 반복되게 형성되는 전술한 물컵(200)의 저면(210) 하부면과 서로 대응되는 구조를 갖는다. 여기서 서로 대응되는 구조를 갖는다는 의미는 서로의 요철 구조에서, 각 돌출부와 함몰부가 반대가 되어 서로 접촉되는 것을 의미한다. 이렇게 제2 히트싱트(160)의 상면과 물컵(200)의 저면(210) 하부면이 서로 대응되는 요철 구조를 가짐으로써, 평면 접촉구조에 비하여 전열 면적이 증가됨으로써, 결국 열전모듈(140)과 물컵(200) 내부의 물간의 열전달 효과가 좋아지는 이점이 있다.

본 발명에 의하면, 물컵(200)에 수용되는 물의 온도를 임의로 조절하면 유출구(124)를 통해 배출되는 공기의 온도를 더 차갑게 하거나 더 뜨겁게 할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 장치가 냉방 기능을 수행하기 위해 제1 히트싱크(150)를 흡열면(냉각)으로 사용하는 경우, 방열면인 제2 히트싱크(160)를 더 잘 방열(냉각)시킬수록 제1 히트싱크(150)의 냉각효율(흡열효율)이 좋아지게 된다. 따라서, 물컵 (200)에 수용되는 물의 온도가 낮을수록 냉방효율이 좋아지며, 따라서 사용자는 본 발명의 장치가 더 차가운 바람을 만들어내기 위해 물컵(110)에 냉수나 또는 얼음물을 넣어 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면 물컵에 수용된 물이 제2 히트싱크를 방열(냉각)시키므로, 종래 열전모듈의 방열면(제2 히트싱크)를 냉각시키기 위한 팬이 필요없게 되어 구동소음의 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.

한편, 반대로 본 발명의 장치가 난방 기능을 수행하기 위해서 제1 히트싱크(150)을 발열면으로 사용하는 경우, 상기 냉방 기능과 반대 개념으로 물 수용부(110)에 수용되는 물의 온도가 높을수록 난방효율이 좋아지며, 따라서 사용자는 본 발명의 장치가 더 뜨거운 바람을 만들어내기 위해 물컵(100)에 온수를 넣어 사용할 수 있다.

송풍팬(170)은 본체(100) 내의 유입구(122)와 유출구(124)의 공기 이동경로 상에 설치되어, 외부의 공기를 유입구(122)를 통해 본체 내부로 유입시키게 된다. 송풍팬(170)에 의해 유입된 공기는 제1 히트싱크(150)의 열교환핀(152)을 통해 열교환된 후 유출구(124)를 통해 본체 외부로 빠져나가게 된다. 도시되지 않았으나 유입구(122)에는 유입되는 공기의 이물질을 거를 수 있도록 필터를 구비할 수 있다.

따라서, 냉방모드인 경우 제1 히트싱크(150)와 접하는 열전모듈(140)의 일측면은 흡열면이 되어 제1 히트싱크(150)는 냉각되고, 유입구(122)를 통해 유입된 외부의 공기는 제1 히트싱크(150)의 열교환핀 열교환되어 냉각된 후 유출구(124)를 통해 빠져나가게 된다. 그리고, 난방모드인 경우 제1 히트싱크(150)와 접하는 열전모듈(140)의 일측면은 발열면이 되어 제1 히트싱크(150)는 발열되고, 유입구(122)를 통해 유입된 외부의 공기는 제1 히트싱크(150)와 열교환되어 가열된 후 유출구(124)를 통해 빠져나간다.

본체(100)의 외면에는 온(on)/오프(off)스위치(126)와, 열전모듈(140)의 극성을 변환시키도록 하는 냉방(cold)/난방(hot) 스위치(128)를 구비할 수 있다.

제어부(180)는 열전모듈(140), 송풍팬(170), 스위치(126, 128)와 전기적으로 연결되어, 온 스위치 작동시 열전모듈(140)에 전원을 공급하고 또한 송풍팬(170)의 구동을 제어한다. 그리고, 제어부(180)는 냉방/난방 스위치 작동시 열전모듈(140)의 전원의 극성을 전환시켜 열전모듈의 흡열부의 발열부의 위치를 바꾸게 된다.

또한, 본체(100) 내부 특히 제2 히트싱크(160)에는 온도센서(164)가 구비되고 본체(100)의 외면에는 표시부(129)가 구비될 수 있다.

온도센서(164)는 제2 히트싱크(160)의 온도를 감지하여 제어부(180)로 온도정보를 보내고, 제어부(180)는 온도정보를 수신하여 설정된 온도범위를 넘어서는 경우 자동으로 전원을 차단하도록 한다. 또한 제어부(180)는 감지된 온도가 설정된 온도범위를 넘어서는 경우 전원 차단 전에 표시부(129)를 통해 냉수 채움 등의 표시(문자 또는 색깔 표시)등을 할 수 있어 사용자가 적절한 조취를 취하도록 할 수 있다.

본 발명은 초소형으로 구현되므로 전술한 바와 같이 냉방장치로 사용될 경우 물컵(200)에 얼음물과 같은 냉수를 넣으면 훨씬 차갑고 시원한 바람을 즉각적으로 더욱 오래 사용할 수 있게 된다. 그런데 물 수용부에 담겨진 물의 온도가 올라가는 경우 열교환 효율이 떨어지고 결국 냉방효과가 떨어지게 된다. 또한 본 발명은 초소형으로 구현되므로 물컵(200)에 수용되는 물의 양이 한정되어 있다.

따라서, 상기 온도센서의 온도 정보에 의해 냉각효율이 떨어지는 상황을 인식하여 사용자에게 알람을 주거나 또한 자동으로 전원을 차단할 수 있도록 한다. 이 경우 사용자는 물컵(200)을 본체(100)로부터 분리하여 물컵(200) 내부의 물을 비우고 얼음물이나 냉수로 교체한 후 다시 본체(100)에 결합하여 작동시켜 시원한 바람이 나오게 할 수 있다. 만약 본 발명과 달리 물컵(200)과 본체(100)가 분리되는 구조가 아닌 일체의 고정형 구조인 냉난방 장치로 적용되는 경우, 물컵(200) 내부의 물을 교체하기 위해서는 냉난방 장치 전부를 들고 이동해야 하며, 특히 전원선에 의해 전원을 공급받는 경우 전원선 코드를 콘센트로부터 매번 분리하고 다시 꽂아야 하는 불편함이 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에 의하면 물컵(200)과 본체(100)가 분리되는 구조를 가지므로, 사용자는 물컵(200)만 분리하여 물을 간편하게 교체할 수 있는 편리성이 있다.

또한, 본 발명은 전원공급부(190)를 구비하는데, 전원공급부(190)는 본체(100)의 하부 또는 측부에 전원을 공급하기 위한 케이블(192)이 연결되는 전원단자(194)를 구비할 수 있고, 또한 부품 수용부(120) 하부에 수용되는 충전지(196)를 구비할 수 있다. 본 발명의 전원공급부(190)는 전원단자만을 구비할 수 있거나, 또는 충전지만을 구비할 수 있거나, 또는 두가지 모두 구비할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하며 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치에 대해 설명하기로 한다. 여기서 앞선 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치와 동일한 구조와 기능을 갖는 구성요소는 동일한 도면부호를 병기하였으며, 이러한 동일한 구성요소에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는 앞선 제1 실시예와 마찬가지로, 물이 담겨지는 물 수용부를 구비하는 물컵(200)과, 물컵(200)의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하는 본체(100)를 포함하는데, 본체(100)의 제2 히트싱크(160')의 구조가 다르므로 이에 대해서만 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 제2 히트싱크(160')는 그 테두리(165)가 물컵(200) 방향으로 돌출되게 설치된다. 따라서. 제2 히트싱크(160')는 상기 물컵(200)의 저면(210)을 수용하는 구조를 갖게 된다.

한편, 제2 히트싱크(160')의 테두리(165) 내측 공간에는 물이 수용되는데, 이 물은 서로 접촉하는 제2 히트싱크(160')의 상면과 물컵(200)의 저면(210) 하부면의 열전달 매개체의 역할을 하게 된다.

본 발명에 의하면 물컵(200)이 본체(100)로부터 분리되는데, 이렇게 물컵(200)을 본체(100)로부터 분리 후 재결합시 열의 전도성능이 떨어질 수 있고 이는 냉각성능의 저하를 야기할 수 있다. 특히, 물컵(200)의 저면(210) 하부면과 제2 히트싱크(160')의 상면을 접촉 시 서로 밀착되도록 가공성을 높이게 제작한다 하더라도 완벽하게 접촉할 수 없으므로, 두 접촉면 사이에 틈이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 제2 히트싱크(160')의 테두리(165) 내측 공간에 물이 수용되도록 하여, 물컵(200)과 본체(100) 결합 시 제2 히트싱크(160')의 상면과 물컵(200)의 저면(210) 하부면의 열전달 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하며 본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치는, 물이 담겨지는 물 수용부를 구비하는 물컵(500)과, 제1 본체(300)와, 열전달 플레이트(600) 및 제2 본체(400)를 포함한다.

상기 물컵(500)은 앞선 제1 및 제2 실시예와 구조 및 기능이 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 설명의 편의를 위해 도 7에서는 커버(530)가 도시되나, 도 5 및 도 6에서는 커버를 생략되었다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 분리형 냉난방장치가 제1 실시예와 제2 실시예와 다른 점은, 본체가 제1 본체(300)와 제2 본체(400) 두 개로 분리되며, 열원에 해당하는 제1 본체(300)와 물컵(500)이 수평적 배치 구조를 가진다. 그리고, 제1 본체(300)와 제2 본체(400)는 열전달 플레이트(600)에 의해 열이 전달된다.

제1 본체(300)는 외관에 유입구(322)와 유출구(324)를 구비하며, 그 내부에 열전모듈(340)과, 상기 열전모듈(340)의 일측면에 부착되는 제1 히트싱크(350)를 구비한다. 그리고 유입구와 유출구 사이의 공기 이동경로상에는 제1 히트싱크(350)의 열전달핀(352)과 송풍팬(370)이 배치됨은 앞선 제1 및 제2 실시예와 동일한다. 한편, 설명의 편의를 위해 도면에는 도시되지 않았으나, 도 2 내지 도 4에 도시된 제1 실시예 및 제2 실시예의 본체에 구비된 구성요소들인 스위치, 전원공급부, 제어부, 온도센서, 표시부 역시 제1 본체(300) 내부의 다른 영역(예를 들어 도면상의 열전모듈하 하부나 제1 히트싱크의 뒷부분 등)에 배치될 수 있다.

열전달 플레이트(600)는 일부가 상기 열전모듈(340)의 타측면에 부착되며 상기 일부를 제외한 나머지가 상기 제1 본체(600) 외부로 수평되게 노출되며, 나머지 일부는 제2 본체(400) 내부에 위치하게 된다.

열전달 플레이트(600)는 통상의 판형의 히트 파이프가 적용될 수 있다. 제1 본체(300)와 제2 본체(400) 이외의 외부로 노출되는 부분은 표면이 단열재나 절연재질로 보호될 수 있다.

제2 본체(400)는 하부 몸체(410)를 구비하는데, 하부 몸체(410)는 열전달 플레이트(600)의 일부를 감싸도록 설치한다. 그리고 제2 본체(400)는 상기 열전달 플레이트(600)의 상면과 접촉하는 제2 히트싱크(460)를 구비한다.

도시된 바와 같이 앞선 실시예들과 마찬가지로, 제2 히트싱크(360)는 물컵(500)의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하며, 제2 히트싱크(360)의 상면과 물컵(500)의 저면(510)은 서로 대응되는 요철 구조가 반복되게 형성된다.

따라서, 본 실시예에 의하면 열전모듈(340)의 흡열 또는 발열에 의한 열은 열전달 플레이트(600)와 제2 히트싱크(460)를 통해 물컵(500) 내부의 물과 열교환하게 된다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 제2 히트싱크(460)는 앞선 제2 실시예(도4 참도)와 마찬가지로, 그 테두리(465)가 상기 물컵(500) 방향으로 돌출되게 설치되어 상기 물컵(500)의 저면(510)을 수용하도록 형성되며, 따라서 상기 테두리(465) 내측 공간에는 상기 제2 히트싱크(460)의 상면과 상기 물컵(500)의 저면(510)과의 열전달 매개체인 물이 수용되고, 이 물은 서로 접촉하는 제2 히트싱크(460)의 상면과 물컵(500)의 저면(510) 하부면의 열전달 매개체의 역할을 하게 된다.

또한, 물컵(500)의 저면(510) 외곽부에는 제2 히트싱크(460)의 테두리(465)가 수용되는 수용홈(565)이 형성되고, 상기 수용홈(565) 외곽에는 상기 제2 히트싱크(460)의 테두리(465)를 감싸도록 테두리(550)가 하부로 돌출되게 형성된다.

한편, 상기 제2 히트싱크(460)의 상면 중앙부에는 체결돌기(460a)가 돌출되게 설치되고, 상기 물컵(500)의 전면(510) 중앙부에는 상기 체결돌기(460a)가 삽입될 수 있는 체결홀(510a)이 형성된다.

따라서, 상기 물컵(500)의 테두리(560)와 수용홈(565)와 체결홀(510a) 및 제2 히트싱크(460)의 테두리(465)와 체결돌기(460a) 구조에 의해, 상기 물컵(500)과 제2 히트싱크(460)는 밀착되게 결합하여 보다 효과적으로 열전도도를 높이고 체결의 안정성을 높일 수 있는 이점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100. 본체 122,322. 유입구
124,324. 유출구 140,340. 열전모듈
150,350. 제1 히트싱크 160,160',460. 제2 히트싱크
165,465. 테두리 170. 송풍팬
180. 제어부 190. 전원공급부
200,500. 물컵 210,510. 저면
230,530. 커버 300. 제1 본체
400. 제2 본체 600. 열전달 플레이트

Claims (7)

1. 물이 담겨지는 물컵; 및,
   상기 물컵의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하며, 외면에 형성되는 유입구 및 유출구와, 열전모듈과, 상기 열전모듈의 일측면에 부착되며 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 돌출되게 설치되는 열교환핀을 구비하는 제1 히트싱크와, 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 설치되어 외부의 공기를 상기 유입구를 통해 유입시킨 후 상기 제1 히트싱크의 열교환핀을 통해 열교환된 후 상기 유출구를 통해 외부로 빠져나도록 하는 송풍팬과, 상기 열전모듈의 타측면에 부착되며 상기 물컵의 하부 저면과 접촉하는 제2 히트싱크와, 상기 열전모듈에 전원을 공급하고 또한 상기 송풍팬의 구동을 제어하는 제어부, 및 상기 제어부와 신호교환 가능하게 연결되는 온(on)/오프(off) 스위치, 및 상기 제어부와 신호교환 가능하게 연결되어 상기 열전모듈의 극성을 변환시키도록 하는 냉방(cold)/난방(hot) 스위치를 포함하는 본체;를 포함하며,
   상기 물컵의 저면과, 상기 물컵의 저면과 접촉하는 상기 제2 히트싱크의 상면은, 서로 대응되는 요철 구조가 반복되게 형성되어, 상기 물컵에 수용된 물이 상기 제2 히트싱크를 방열시키며,
   상기 제2 히트싱크는, 테두리가 상기 물컵 방향으로 돌출되게 설치되어 상기 물컵의 저면을 수용하도록 형성되며, 상기 테두리 내측 공간에는 상기 제2 히트싱크의 상면과 상기 물컵의 저면과의 열전달 매개체인 물이 수용되는 것을 특징으로 하는 초소형 분리형 냉난방장치.
   
2. 삭제
3. 물이 담겨지는 물컵;
   상기 물컵과 나란하게 배치되며, 외면에 형성되는 유입구 및 유출구와, 열전모듈과, 상기 열전모듈의 일측면에 부착되며 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 돌출되게 설치되는 열교환핀을 구비하는 제1 히트싱크와, 상기 유입구와 유출구의 공기 이동경로 상에 설치되어 외부의 공기를 상기 유입구를 통해 유입시킨 후 상기 제1 히트싱크의 열교환핀을 통해 열교환된 후 상기 유출구를 통해 외부로 빠져나도록 하는 송풍팬과, 상기 열전모듈에 전원을 공급하고 또한 상기 송풍팬의 구동을 제어하는 제어부, 및 상기 제어부와 신호교환 가능하게 연결되는 온(on)/오프(off) 스위치, 및 상기 제어부와 신호교환 가능하게 연결되어 상기 열전모듈의 극성을 변환시키도록 하는 냉방(cold)/난방(hot) 스위치를 포함하는 제1 본체;
   일부가 상기 열전모듈의 타측면에 부착되며, 상기 일부를 제외한 나머지가 상기 제1 본체 외부로 수평되게 노출되는 열전달 플레이트; 및,
   상기 물컵의 하부에 탈부착식으로 분리가능하게 결합하며, 상기 제1 본체 외부로 노출된 열전달 플레이트의 일부를 감싸도록 설치하며, 상기 열전달 플레이트의 상면과 접촉하는 제2 히트싱크를 구비하는 제2 본체;를 포함하며,
   상기 물컵의 저면과, 상기 물컵의 저면과 접촉하는 상기 제2 히트싱크의 상면은, 서로 대응되는 요철 구조가 반복되게 형성되어, 상기 물컵에 수용된 물이 상기 제2 히트싱크를 방열시키며,
   상기 제2 히트싱크는, 그 테두리가 상기 물컵 방향으로 돌출되게 설치되어 상기 물컵의 저면을 수용하도록 형성되며, 상기 테두리 내측 공간에는 상기 제2 히트싱크의 상면과 상기 물컵의 저면과의 열전달 매개체인 물이 수용되고,
   상기 물컵의 테두리는 상기 제 2 히트싱크의 테두리를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 분리형 냉난방장치.
   
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 물컵은 열차단 효과가 좋은 스테인리스 스틸 재질이되,
   상기 물컵의 저면은 열전달 효과가 좋은 알루미늄이나 구리 재질 또는 알루미늄 합금 또는 구리 합금 재질인 것을 특징으로 하는 초소형 분리형 냉난방 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제2 히트싱크에는 상기 제어부와 신호교환 가능하게 연결되는 온도센서가 설치되고, 상기 제어부는 상기 온도센서의 온도정보를 수신하여 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 자동으로 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 초소형 분리형 냉난방장치.
   

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