KR102654211B1

KR102654211B1 - 휴대용 공조 장치

Info

Publication number: KR102654211B1
Application number: KR1020190069199A
Authority: KR
Inventors: 여지원
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2024-04-04
Also published as: KR20200142226A

Abstract

본 발명은 사용자에게 냉기 또는 온기를 전달하는 휴대용 공조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 헤드레스트에 설치되거나 사용자의 목을 감싸도록 구성되며, 열전 소자를 이용해 사용자에게 직접 또는 간접적으로 냉기 또는 온기를 전달하는 휴대용 공조 장치에 관한 것이다.

Description

휴대용 공조 장치{Portable air conditioning unit}

열전재료는 지벡 효과와 펠티에 효과에 의해 열에너지와 전기 에너지간의 직접변환이 가능한 재료로서 열전공조와 열전발전에 다양하게 응용되고 있다. 열전재료를 이용한 공조모듈과 발전모듈은 n형 열전 레그(leg)들과 p형 열전 레그들이 전기적으로는 직렬 연결되어 있으며 열적으로는 병렬 연결된 구조를 갖는다. 열전모듈을 공조용으로 사용하는 경우에는 모듈에 직류전류를 인가함으로써 n형과 p형 열전소자에서 각기 정공과 전자의 이동에 의해 열이 냉각판에서 가열판으로 펌핑됨에 따라 냉각판을 통해서는 냉기를 전달하고, 가열판을 통해서는 온기를 전달한다.

도 1에는 통상의 수직형 열전소자(10)의 개략단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 열전소자(10)는 제1 판(1), 제2 판(2), P 타입 제1 열전레그(3), N 타입 제2 열전레그(4) 및 전극(5)을 포함하여 이루어진다. 제1 판(1)은 판상으로 대상에 열(냉기 또는 온기)을 전달하도록 구성되며, 제2 판(2)은 판상으로 제1 판(1)의 상측에 일정거리 이격 배치되고, 제1 판(1) 발열 시 냉각되고, 제1 판(1) 냉각 시 발열됨에 따라 불필요한 열을 외부로 방출하도록 구성된다. 제1 판(1)과 제2 판(2) 사이에는, 제1 열전 레그(3)와 제2 열전 레그(4)가 상하 길이방향을 따라 형성되고, 복수 개가 이격 배치된다. 제1 및 제2 열전 레그(3, 4)는 전류를 통해 제1 판(1) 또는 제2 판(2)을 발열시키기 위한 P형 반도체와 N형 반도체가 교번 배치된다. 전극(5)은 제1 및 제2 열전레그(3, 4)가 서로 교번되어 직렬로 연결되도록 제1 및 제2 열전레그(3, 4)의 하측을 전기적으로 연결하는 하부 전극(5a)과, 제1 및 제2 열전레그(3, 4)의 상측을 전기적으로 연결하는 상부 전극(5b)으로 구성된다.

한편, 일반적으로 차량에는 실내온도를 조절하기 위한 냉난방장치가 구비된다. 차량의 냉난방장치는 외부 또는 실내의 공기를 흡입하고 이를 가열 또는 냉각하여 원하는 온도로 조절한 뒤, 이를 차량의 실내로 송출하는 과정을 통하여 차량의 실내온도를 조절한다. 그러나 위와 같은 일반적인 냉난방장치에 의한 실내온도 조절은 탑승자에게 요구되는 실내온도가 대기온도와 편차가 클수록 장시간이 소요되며, 냉기 또는 온기가 공기에 의해 간접적으로 전달되기 때문에 탑승자가 느끼는 체감온도의 변화 또한 완만하게 이루어져 탑승자의 불쾌감을 유발할 수 있다. 따라서 한겨울이나 한여름과 같이 대기온도와 상온의 차이가 큰 경우, 차량의 실내온도가 적정수준으로 조절될 때까지 그 운행이 지연되는 경우가 빈번하며, 탑승자가 여럿이고, 각각의 탑승자가 요구하는 실내온도가 상이한 경우에도 실내온도 조절에 어려움이 있다.

상기 실내온도 조절문제를 해결하기 위하여 현재 사용되는 장치로는, 탑승자의 체감온도를 빠르게 변화시킬 수 있도록 차량용 시트 내부에 열선처리를 하여 탑승자에게 열을 직접 가해주는 장치가 있으며, 차량용 시트 백에 냉각장치를 구비하여 탑승자의 주변 온도를 빠르게 냉각시키는 장치를 이용하기도 한다.

최근에는 상술된 열전소자를 이용한 냉난방 장치를 차량의 시트에 부착하여 탑승자에게 냉기 또는 온기를 전달한 기술이 공지된 바 있으며, 열전소자를 사용자의 신체에 맞닿도록 하여 냉기 또는 온기를 직접 전달하는 직접공조 방식과, 송풍수단을 이용하여 열전소자의 냉기나 온기를 공기를 통해 전달하는 간접공조 방식으로 구분된다.

그러나 기존의 열전소자를 이용한 직접공조 방식은 신체와 맞닿는 부위만 냉기 또는 온기가 전달되기 때문에 공조 부위가 한정적이고, 금속재질의 열전소자가 직접 신체에 맞닿기 때문에 이물감이 있고, 갑작스런 온도변화로 인해 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있으며, 간접공조 방식은 위와 같은 직접공조 방식의 문제점을 해결할 수 있으나, 열전달 효율이 떨어지기 때문에 사용자의 체감온도를 빠르게 변화시킬 수 없는 문제가 있었다.

한국등록특허공보 제10-1684140호(2016.12.01.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 차량용 시트의 헤드레스트에 설치되거나, 사용자의 목을 감쌀 수 있는 휴대용 공조장치에 있어서, 열전소자를 통해 냉기 또는 온기를 사용자에게 전달하되, 축열재를 통해 열전소자의 열이 전도되어 사용자에게 전달되도록 한 휴대용 공조 장치를 제공함에 있다.

또한, 축열재 상에는 통기 구멍을 형성하여 사용자의 신체에 밀착되는 부위는 축열재를 통해 직접 방식으로 열을 전달하고, 신체와 이격되는 부위는 송풍을 통해 간접 방식으로 열을 전달하는 휴대용 공조 장치를 제공함에 있다.

또한, 열전소자의 열전달판에는 상기 축열재의 통기 구멍에 끼워지는 돌기를 형성하여 사용자의 신체가 밀착 시 상기 돌기를 통해 사용자에게 직접 방식으로 열을 전달하도록 한 휴대용 공조 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 휴대용 공조 장치는, 열전레그와, 상기 열전레그의 일측에 배치되며 상기 열전레그에 공급되는 전류에 의해 가열 또는 냉각되는 열전달판과, 상기 열전레그의 타측에 배치되며 상기 열전달판 가열 시 냉각되고, 냉각 시 가열되는 열배출판을 포함하는 열전공조부; 상기 열전공조부의 외측에 상기 열전달판에 근접하여 구비되는 외피; 를 포함하되, 상기 열전달판의 일면에는 일측으로 돌출되는 복수의 열전돌기가 형성되어 상기 열전돌기를 통해 냉기 또는 온기를 상기 외피 외측으로 전달한다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 송풍되는 공기가 상기 복수의 열전돌기 사이를 경유하여 외피 외측으로 전달되도록 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간으로 공기를 공급하는 유입팬 및 유입덕트를 더 포함한다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 신체가 밀착되는 부위는 상기 외피와 상기 열전돌기가 맞닿아 열전달판의 열을 신체에 직접 전달하고, 신체와 이격되는 부위는 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간을 경유한 공기를 통해 열전달판의 열을 신체에 간접 전달한다.

또한, 상기 열전돌기는, 상기 열전돌기가 형성된 돌기판을 상기 열전달판의 일측에 결합하여 형성되며, 상기 돌기판은 탄성 재질로 이루어진다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 상기 열배출판 주위의 공기를 외부로 배출하도록 구비되는 유출팬 및 유출덕트를 더 포함한다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 상기 열전공조부와 외피 사이에 구비되는 축열재를 포함하며, 상기 축열재에는 상기 열전돌기에 대응되는 부위에 열전달홀이 두께 방향을 따라 관통 형성된다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 신체가 밀착되는 부위는 상기 외피와 상기 축열재가 맞닿고, 상기 외피와 상기 열전달홀을 통해 노출되는 열전돌기가 맞닿아 열전달판의 열을 신체에 직접 전달하고, 신체와 이격되는 부위는 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간과 상기 축열재의 열전달홀을 경유한 공기를 통해 열전달판의 열을 신체에 간접 전달한다.

또한, 상기 축열재는, 상기 열전달홀이 형성되며 소정의 두께를 갖는 다각형의 축열유닛의 조합으로 이루어질 수 있고, 상기 축열유닛과 이웃하는 축열유닛 사이의 경계면은 공기 유동을 위해 축열유닛의 평균 두께보다 얇게 형성된다.

또한, 상기 축열유닛은, 쿠션감을 제공하도록 탄성 재질로 이루어진다.

또한, 상기 축열재는, 내부가 중공 형성되며, 내부에 열전달매체가 충진되며, 다각형의 축열유닛의 조합으로 이루어지도록 경계면을 따라 접합부가 형성되고, 각각의 축열유닛에 상기 열전달홀이 형성된다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 폭 방향을 따라 수평하게 연장된 수평부와, 수평부의 양단에서 수직하게 연장 형성되는 한 쌍의 수직부로 구성되며, 상기 열전공조부는, 복수 개가 상기 수평부와 수직부 상의 신체와 맞닿는 측에 구비된다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 송풍되는 공기가 상기 복수의 열전돌기 사이를 경유하여 외피 외측으로 전달되도록 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간으로 공기를 공급하는 유입팬 및 유입덕트; 및 상기 복수의 열전공조부 각각에 공기를 공급하도록 상기 유입덕트와 상기 각각의 열전공조부를 연결하는 복수의 유입유로를 더 포함한다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 상기 열배출판 주위의 공기를 외부로 배출하도록 구비되는 유출팬 및 유출덕트; 및 상기 복수의 열전공조부 각각의 공기를 배출하도록 상기 유출덕트와 상기 각각의 열전공조부를 연결하는 복수의 유출유로를 더 포함한다.

또한, 상기 휴대용 공조 장치는, 차량의 시트 헤드레스트에 설치 가능하도록 스트랩을 포함한다.

아울러, 상기 휴대용 공조 장치는, 신체 부위 중 목에 감싼 상태로 휴대 가능하도록 상기 수평부가 목 뒤에 고정되고, 수직부의 단부가 전방을 향하도록 하여 사용자의 목 주위에 고정된다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 휴대용 공조 장치는, 열전소자를 이용하되 직접 열전달 방식과 간접 열전달 방식을 혼용하여 적용함으로써 두 가지 방식의 장점은 부각시키고, 단점은 보완한 효과가 있다.

구체적으로 신체 접촉 부위는 축열재와 열전달판을 통해 냉기 또는 온기를 전달하기 때문에 열전달 효율을 높이고, 신체 비접촉 부위는 송풍을 통해 냉기 또는 온기를 전달하여 신체 접촉부위와 비접촉 부위에 상관없이 냉기 또는 온기를 전달하기 때문에 사용자의 체감온도를 빠르게 변화시켜 체감 만족도를 향상시킨 효과가 있다.

또한, 축열재를 통해 신체와 열전소자가 직접 맞닿는 부위를 감소시켜 불쾌감은 줄이면서도 열전소자의 돌기를 통해 신체와 열전소자가 직접 맞닿는 부위를 일부 확보하여 열전달 효율을 향상시킨 효과가 있다.

도 1은 통상의 수직형 열전소자의 개략단면도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 공조장치의 설치 예를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 공조장치의 열전공조부 단면도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축열재의 평면도
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 축열재의 평면도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 열전공조부 작동상태 단면도(신체 이격 시)
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 열전공조부 작동상태 단면도(신체 접촉 시)
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전공조부 작동상태 단면도(신체 이격 시)
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전공조부 작동상태 단면도(신체 접촉 시)
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전공조부의 개략단면도
도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 공조장치의 휴대 예를 나타낸 사시도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 공조 장치(1000)의 설치 예를 나타낸 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 휴대용 공조 장치(1000)는 차량 시트의 헤드레스트(H)에 장착되어 사용자가 착좌 시 사용자의 목 부위에 냉기 또는 온기를 전달하도록 구성된다. 이는 신체 중 목 부위가 온도 변화에 민감하고, 체감온도를 빠르게 변화시킬 수 있기 때문이다. 휴대용 공조 장치(1000)는 사용자의 목 부위를 감싸도록 대략 'U' 자형으로 이루어질 수 있다. 구체적으로 휴대용 공조 장치(1000)는 차량의 좌우 폭 방향을 따라 수평하게 연장된 수평부(1010)와, 수평부(1010)의 양단에서 수직하게 연장 형성되는 한 쌍의 수직부(1020)로 구성될 수 있다. 이때 수평부(1010)와 수직부(1020) 상의 상기 목 부위와 맞닿는 측에는 열전공조부(100, 200)가 구비될 수 있다. 즉 수평부(1010)에 구비되는 제1 열전공조부(100)는 수평부(1010)의 상측에 구비될 수 있고, 한 쌍의 수직부(1020)에 각각 구비되는 제2 열전공조부(200)는 서로 대향되는 측에 구비될 수 있다. 아울러 휴대용 공조 장치(1000)는 헤드레스트(H)에 고정을 위한 스트랩(1500)이 차량 후방 측에 구비되며, 스트랩(1500)은 휴대 시 탈거 가능하도록 착탈식으로 구성될 수 있다.

이하, 제1 열전공조부(100)와 제2 열전공조부(200)를 통해 사용자에게 냉기 또는 온기를 전달하기 위한 제1 열전공조부(100)와 제2 열전공조부(200)의 세부 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 열전공조부(100) 및 제2 열전공조부(200)의 단면도가 도시되어 있다. 제1 열전공조부(100)와 제2 열전공조부(200)는 그 배치 위치만 상이할 뿐 구조는 동일 유사하므로 이하 제1 열전공조부(100)를 기준으로 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이 열전공조부(100)는 휴대용 공조 장치(1000)의 외면을 이루는 외피(150)의 내측에 구비되는 열전소자(111, 112, 113)(이하, '110')와, 열전소자(110)와 외피(150) 사이에 구비되며, 열전소자(110)의 일측에서 발생되는 열을 외피(150)로 전달하는 축열재(120)와, 열전소자(110)의 일측에서 발생되는 열을 공기를 통해 간접 전달하기 위해 열전소자(110)와 축열재(120) 사이로 공기를 공급하기 위한 유입덕트(130) 및 유입팬(161)과, 열전소자(110)의 타측에서 발생되는 열을 외부로 배출하기 위해 열전소자(110)의 타측 공기를 배출하기 위한 유출덕트(140) 및 유출팬(162)을 포함하여 구성된다. 유입덕트(130) 및 유입팬(161)은 열전소자(110)의 일측에서 발생되는 열을 사용자에게 전달하기 위한 공기를 공급하기 위해 구성되고, 유출덕트(140) 및 유출팬(162)은 열전소자(110)의 일측과 열교환된 열전소자(110)의 타측에서 발생되는 열을 외부로 배출하기 위해 열전소자(110)의 타측 공기를 배출하기 위해 구성된다. 따라서 유입덕트(130)의 유입구와 유출덕트(140)의 유출구는 최대한 이격 배치될 수 있고, 유입구와 유출구가 근접 배치될 경우에는 단열 수단을 통해 구획하는 것이 바람직하다.

열전소자(110)는 배경기술에 도시한 바와 같이 열전달판(111), 열전레그(112) 및 열배출판(113)으로 구성될 수 있다. 열전달판(111)은 판상으로 열전소자(110)의 일측에 배치되며, 축열재(120)에 맞닿도록 구성된다. 열전달판(111)은 쿨링 모드 시 냉각되어 사용자에게 냉기를 전달하며, 히팅 모드 시 가열되어 사용자에게 온기를 전달하도록 구성된다. 상기 쿨링 모드와 히팅 모드는 열전소자(110)에 인가되는 전류의 스위칭을 통해 선택할 수 있다. 열배출판(113)은 판상으로 열전달판(111)의 타측에 일정거리 이격 배치되고, 열전달판(111) 냉각 시 가열되고, 열전달판(111) 가열 시 냉각된다. 따라서 열전달판(111)의 효율을 높이기 위해 열배출판(113)에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 배출될 수 있도록 유출덕트(140) 및 유출팬(162)이 구비될 수 있다. 도면상에는 도시되지 않았으나, 열전소자(110)에 전원을 공급하는 방법으로는 충전식 배터리를 휴대용 공조 장치 내부에 설치할 수 있고, 차량의 시거 잭이나 USB 포트에서 전원을 공급 받도록 전원 연결 수단을 이용할 수도 있다.

상기와 같은 구성의 열전공조부(100)는 사용자와 밀착되는 부위에서는 열전달판(111)의 열이 축열재를 통해 직접 전달되고, 사용자와 이격되는 부위에서는 열전달판(111)의 열이 공기의 송풍을 통해 간접 전달되도록 함에 그 특징이 있는바 이하 위와 같은 특징적 구성을 구현하기 위한 열전공조부(100)의 세부 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축열재(120)의 평면도가 도시되어 있다. 도 5에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 축열재(120')의 평면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 축열재(120)는 소정의 두께를 갖는 육각형의 축열유닛(121)의 조합으로 이루어질 수 있고, 축열유닛(121)과 이웃하는 축열유닛(121) 사이의 경계면(122)은 공기 유동을 위해 축열유닛(121)의 평균 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 축열유닛(121)은 열전도도가 높고 쿠션감을 제공하도록 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 다른 실시 예로, 축열재(120)는 내부가 중공 형성될 수 있고, 내부에 열전달매체가 충진될 수 있다. 이때 축열재(120)는 육각형의 축열유닛(121)의 조합을 이루도록 경계면(122)을 따라 접합부를 형성하여 경계면(122)을 통해 구획될 수 있다. 또한, 각각의 축열유닛(121)의 중앙에는 두께 방향을 따라 열전달홀(125)이 형성될 수 있다. 따라서 휴대용 공조 장치(1000)가 신체에 밀착 시에는 축열유닛(121)을 통해 신체에 열을 전달함과 동시에 열전소자(110)의 열전달판(111)이 열전달홀(125)을 통해 노출되도록 하여 열전달판(111)의 열이 신체에 직접 전달되도록 구성될 수 있다. 또한, 휴대용 공조 장치(1000)와 신체가 이격된 부위의 경우 열전달홀(125)을 통해 열전달판(111)을 경유한 공기를 통해 열이 간접적으로 전달되도록 구성될 수 있다. 축열유닛(121)은 도 4에 도시된 바와 같이 육각형으로 이루어질 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 축열유닛(121')은 사각형으로 이루어질 수도 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 공조 장치(1000)의 작동상태 단면도를 통해 열전공조부(100)의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 열전공조부(100)의 신체 이격 부위의 작동상태 단면도가 도시되어 있고, 도 7에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 열전공조부(100)의 신체 밀착 부위의 작동상태 단면도가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 사용자의 신체와 휴대용 공조 장치(1000)가 밀착되지 않은 부위의 경우 열전소자(100)의 열전달판(111)과, 축열재(120)가 이격되며, 유입덕트(130) 및 유입팬(161)을 통해 전달되는 공기가 열전달판(111)과 축열재(120) 사이를 경유하여 열전달홀(125)을 통해 외피(150) 외부로 송풍되도록 구성된다. 따라서 열전달판(111)의 열을 공기를 통해 간접적으로 사용자에 전달하게 된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 신체와 휴대용 공조 장치(1000)가 밀착된 부위의 경우 열전소자(100)의 열전달판(111)과 축열재(120)가 밀착되며, 열전달판(111)의 열을 축열재(120)를 통해 직접적으로 사용자에 전달하게 된다. 특히 열전달판(111)에는 열전달홀(125)에 대응되는 부위에 열전달돌기(111a)가 돌출 형성될 수 있다. 열전달돌기(111a)는 열전달판(111)에 일체로 형성될 수도 있고, 열전달돌기(111a)가 형성된 별도의 판재를 열전달판(111)에 부착하여 형성될 수도 있다. 열전달돌기(111a)는 열전달판(111)과 축열재(120)가 밀착 시 단부가 열전달홀(125)을 통해 외피(150)에 노출되도록 구성된다. 따라서 열전달판(111)의 열을 사용자에게 보다 효율적으로 전달하면서도 이물감을 최소화하여 사용자가 느낄 수 있는 불쾌감을 최소화할 수 있다.

도 8에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전공조부(300)의 신체 이격 부위의 작동상태 단면도가 도시되어 있고, 도 9에는, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전공조부(300)의 신체 밀착 부위의 작동상태 단면도가 도시되어 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 열전공조부(300)는 상술된 실시 예의 열전공조부(100)에서 축열재를 삭제하여 구성할 수 있다. 열전공조부(300)는 사용자의 신체와 휴대용 공조 장치(1000)가 밀착되지 않은 부위의 경우 열전소자(300)의 열전달판(311)에서 외측으로 돌출되는 열전달돌기(315a)와 이웃하는 열전달돌기(315a) 사이에 공간이 형성되며, 유입덕트(130) 및 유입팬(161)을 통해 전달되는 공기가 열전달판(311)과 외피(350) 사이를 경유하여 외피(350) 외부로 송풍되도록 구성된다. 따라서 열전달판(311)의 열을 공기를 통해 간접적으로 사용자에 전달하게 된다. 이때 열전달돌기(315a)는 열전달돌기(315a)가 형성된 별도의 돌기판(315)을 열전달판(311)에 부착하여 형성될 수 있다. 이때 돌기판(315)은 사용자에게 이물감을 주지 않도록 탄성재질로 이루어질 수 있고, 일예로 라텍스 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이 신체와 휴대용 공조 장치(1000)가 밀착된 부위의 경우 열전소자(300)의 돌기판(315)과 외피(350)가 밀착되며, 열전달판(311)의 열을 돌기판(315)을 통해 직접적으로 사용자에 전달하게 된다. 열전달돌기(315a)는 열전달판(311)과 외피(350) 밀착 시 단부가 외피(350)를 통해 사용자의 신체에 직접 맞닿도록 구성된다. 따라서 열전달판(311)의 열을 사용자에게 보다 효율적으로 전달하면서도 이물감을 최소화하여 사용자가 느낄 수 있는 불쾌감을 최소화할 수 있다.

도 10에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 공조 장치(1000)의 내부 공기 유로를 나타낸 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 휴대용 공조 장치(1000)는 하나의 유입팬(300)을 이용하여 복수의 열전공조부(100, 200)에 공기를 공급하고, 하나의 유출팬(400)을 이용하여 복수의 열전공조부(100, 200)에서 열교환된 공기를 배출하도록 구성될 수 있다, 이를 위해 유입팬(300)과 복수의 열전공조부(100, 200)의 유입덕트를 각각 연결하는 다수의 유입유로(310, 320, 330)가 구비될 수 있고, 유출팬(400)과 복수의 열전공조부(100, 200)의 유출덕트를 연결하는 다수의 유출유로(410, 420, 430)가 구비될 수 있다.

도 11에는 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 공조 장치(1000)의 휴대 시 사용 예를 나타낸 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 휴대용 공조 장치(1000)는 차량용 시트의 헤드레스트에서 분리하여 사용자의 목에 감싼 상태로 휴대 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서 차량 내에서 뿐만 아니라 차량 밖에서도 이동 시 사용자의 목 주위를 쿨링 또는 히팅 하도록 구성될 수 있다. 이때 휴대 시에는 수평부를 목 뒤에 고정시키고, 수직부의 단부가 전방을 향하도록 하여 사용자의 목 주위에 고정될 수 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

1000 : 휴대용 공조 장치
1010 : 수평부 1020 : 수직부
100, 200, 300 : 열전공조부
110, 310 : 열전소자
111, 311 : 열전달판 111a : 열전돌기
112, 312 : 열전레그 113, 313 : 열배출판
120 : 축열재
125 : 열전달홀
130 : 유입덕트
140 : 유출덕트
150 : 외피
161 : 유입팬 162 : 유출팬

Claims

열전레그와, 상기 열전레그의 일측에 배치되며 상기 열전레그에 공급되는 전류에 의해 가열 또는 냉각되는 열전달판과, 상기 열전레그의 타측에 배치되며 상기 열전달판 가열 시 냉각되고, 냉각 시 가열되는 열배출판을 포함하는 열전공조부;
상기 열전공조부의 외측에 상기 열전달판에 근접하여 구비되는 외피; 를 포함하되,
상기 열전달판의 일면에는 일측으로 돌출되는 복수의 열전돌기가 형성되어 상기 열전돌기를 통해 냉기 또는 온기를 상기 외피로 전달하고,
송풍되는 공기가 상기 복수의 열전돌기 사이를 경유하여 상기 외피로 전달되도록 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간으로 공기를 공급하는 유입팬 및 유입덕트를 더 포함하여
신체가 밀착되는 부위는 상기 외피와 상기 열전돌기의 단부가 맞닿아 열전달판의 열을 신체에 직접 전달하고,
신체와 이격되는 부위는 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간을 경유한 공기를 통해 열전달판의 열을 신체에 간접 전달하는, 휴대용 공조 장치.
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제 1항에 있어서,
상기 열전돌기는,
상기 열전돌기가 형성된 돌기판을 상기 열전달판의 일측에 결합하여 형성되며, 상기 돌기판은 탄성 재질로 이루어진, 휴대용 공조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
상기 열배출판 주위의 공기를 외부로 배출하도록 구비되는 유출팬 및 유출덕트를 더 포함하는, 휴대용 공조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
상기 열전공조부와 외피 사이에 구비되는 축열재를 포함하며,
상기 축열재에는 상기 열전돌기에 대응되는 부위에 열전달홀이 두께 방향을 따라 관통 형성되는, 휴대용 공조 장치.
제 6항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
신체가 밀착되는 부위는 상기 외피와 상기 축열재가 맞닿고, 상기 외피와 상기 열전달홀을 통해 노출되는 열전돌기가 맞닿아 열전달판의 열을 신체에 직접 전달하고,
신체와 이격되는 부위는 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간과 상기 축열재의 열전달홀을 경유한 공기를 통해 열전달판의 열을 신체에 간접 전달하는, 휴대용 공조 장치.
열전레그와, 상기 열전레그의 일측에 배치되며 상기 열전레그에 공급되는 전류에 의해 가열 또는 냉각되는 열전달판과, 상기 열전레그의 타측에 배치되며 상기 열전달판 가열 시 냉각되고, 냉각 시 가열되는 열배출판을 포함하는 열전공조부;
상기 열전공조부의 외측에 상기 열전달판에 근접하여 구비되는 외피; 를 포함하되,
상기 열전달판의 일면에는 일측으로 돌출되는 복수의 열전돌기가 형성되어 상기 열전돌기를 통해 냉기 또는 온기를 상기 외피로 전달하고,
송풍되는 공기가 상기 복수의 열전돌기 사이를 경유하여 상기 외피로 전달되도록 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간으로 공기를 공급하는 유입팬 및 유입덕트; 및
상기 열전공조부와 외피 사이에 구비되되, 상기 열전돌기에 대응되는 부위에 열전달홀이 두께 방향을 따라 관통 형성되는 축열재를 더 포함하고,
상기 축열재는, 상기 열전달홀이 형성되며 소정의 두께를 갖는 다각형의 축열유닛의 조합으로 이루어질 수 있고, 상기 축열유닛과 이웃하는 축열유닛 사이의 경계면은 공기 유동을 위해 축열유닛의 평균 두께보다 얇게 형성되는, 휴대용 공조 장치.
제 8항에 있어서,
상기 축열유닛은,
쿠션감을 제공하도록 탄성 재질로 이루어진, 휴대용 공조 장치.
제 6항에 있어서,
상기 축열재는,
내부가 중공 형성되며, 내부에 열전달매체가 충진되며, 다각형의 축열유닛의 조합으로 이루어지도록 경계면을 따라 접합부가 형성되고, 각각의 축열유닛에 상기 열전달홀이 형성되는, 휴대용 공조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
폭 방향을 따라 수평하게 연장된 수평부와, 수평부의 양단에서 수직하게 연장 형성되는 한 쌍의 수직부로 구성되며,
상기 열전공조부는, 복수 개가 상기 수평부와 수직부 상의 신체와 맞닿는 측에 구비되는, 휴대용 공조 장치.
열전레그와, 상기 열전레그의 일측에 배치되며 상기 열전레그에 공급되는 전류에 의해 가열 또는 냉각되는 열전달판과, 상기 열전레그의 타측에 배치되며 상기 열전달판 가열 시 냉각되고, 냉각 시 가열되는 열배출판을 포함하는 열전공조부;
상기 열전공조부의 외측에 상기 열전달판에 근접하여 구비되는 외피; 를 포함하되,
상기 열전달판의 일면에는 일측으로 돌출되는 복수의 열전돌기가 형성되어 상기 열전돌기를 통해 냉기 또는 온기를 상기 외피로 전달하고,
폭 방향을 따라 수평하게 연장된 수평부와, 수평부의 양단에서 수직하게 연장 형성되는 한 쌍의 수직부로 구성되되, 상기 열전공조부는, 복수 개가 상기 수평부와 수직부 상의 신체와 맞닿는 측에 구비되고,
송풍되는 공기가 상기 복수의 열전돌기 사이를 경유하여 상기 외피로 전달되도록 상기 복수의 열전돌기 사이의 공간으로 공기를 공급하는 유입팬 및 유입덕트; 및
상기 복수의 열전공조부 각각에 공기를 공급하도록 상기 유입덕트와 상기 각각의 열전공조부를 연결하는 복수의 유입유로를 더 포함하는, 휴대용 공조 장치.
제 12항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
상기 열배출판 주위의 공기를 외부로 배출하도록 구비되는 유출팬 및 유출덕트; 및
상기 복수의 열전공조부 각각의 공기를 배출하도록 상기 유출덕트와 상기 각각의 열전공조부를 연결하는 복수의 유출유로를 더 포함하는, 휴대용 공조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
차량의 시트 헤드레스트에 설치 가능하도록 스트랩을 포함하는, 휴대용 공조 장치.
제 11항에 있어서,
상기 휴대용 공조 장치는,
신체 부위 중 목에 감싼 상태로 휴대 가능하도록 상기 수평부가 목 뒤에 고정되고, 수직부의 단부가 전방을 향하도록 하여 사용자의 목 주위에 고정되는, 휴대용 공조 장치