KR19980022402U - 차량용 전자식 냉.온장고 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 시거잭을 통해 직류전원이 공급되는 펠티에 소자를 이용하여 열을 흡수 또는 방출함으로써 내부 온도가 사용상태에 따라 적정 수준으로 유지되는 차량용 소형 전자식 냉·온장고를 제공한다.

그 차량용 소형 전자식 냉·온장고는, 외부 하우징을 형성하는 상단부가 개방된 외장 케이스, 외장 케이스의 상단 개방부를 덮도록 되어 있는 뚜껑, 외장 케이스의 내주면에 단열재를 사이에 두고 접촉 결합되어 있는 내장 케이스, 단열재 하부 중앙부분에 삽입 설치된 펠티에 소자, 펠티에 소자가 삽입 설치된 단열재 부분과 외장 케이스 사이에 개제되어 있는 방열판, 펠티에 소자와 전선에 의해 연결되어 있는 접속용 시거 잭 및 뚜껑의 상면에 설치된 냉·온장 전환 스위치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 시거잭을 이용하여 직류전원을 공급하므로 전원 공급이 간편해지고, 단순히 직류 전원의 극성을 변화시키는 것만으로도 냉장고와 온장고의 역할을 바꿀 수 있으며, 펠티에 소자를 이용하기 때문에 간단한 구조와 소음 발생의 배제 효과 등이 있다.

Description

차량용 전자식 냉·온장고

본 고안은 차량용 냉·온장고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 시거잭을 통해 직류전원이 공급되는 펠티에 소자를 이용하여 열을 흡수 또는 방출함으로써 내부 온도가 사용상태에 따라 적정 수준으로 유지되는 차량용 소형 전자식 냉·온장고에 관한 것이다.

근래에 점차적으로 차량 특히 자가용 승용차의 보급이 증가하고 소비자의 요구가 다양화함에 따라 이러한 소비욕구를 충족시키기 위해 자동차에 대한 개발이 경쟁적으로 이루어져왔다. 이러한 자동차 개발은 차량의 기본적인 성능을 향상시키고자 하는 방향과 부과적인 기능을 향상시키고자 하는 방향으로 진행되어 왔다.

차량의 부가적인 기능을 향상시키기 위해 차량운행의 편리성을 도모하는 다양한 사양들이 개발되어 실제 차량에 적용되고 있으며, 이러한 사양중의 하나로 차량 실내에 장착 사용하는 냉·온장고를 들 수 있다.

이러한 차량 내장형 소형 냉장고 또는 냉·온장고에 있어서 냉장고의 경우에는 가장 기본적인 형태로 기존의 냉장고와 작동원리, 형태 및 기능은 동일하고 단지 크기에 있어서만 차량 내부에 장착할 수 있을 정도로 소형화되어 있는 것이 개발된 바 있다.

이러한 냉장고는 먼저 종전의 냉장고와 동일한 냉각 시스템을 가지고 있기 때문에 전원을 공급하기 위한 설비로서 다수의 부품을 추가 장착하는 등 차량에 내장하기 위한 소요공간이 증대되고 냉장고 자체의 부피도 증대되고 상대적으로 유효 냉장 용적은 감소하므로 장착효율이 떨어질 뿐만 아니라 부품 추가에 따라 비용이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 위에 언급한 냉장고보다는 좀 더 개량된 형태로서 도 1에 도시된 바와 같은 냉·온장고가 있다. 이 냉·온장고(101)는 단열 외벽으로 이루어진 몸체(103), 상기 몸체(103)의 상단 개구부를 덮고 있는 뚜껑(105), 차량 전면에 기본적으로 설치되어 있는 냉방 및 난방용 냉·온 송풍구(107)에 밀봉 결합되어 있는 흡기통(109), 상기 몸체(103) 하단 벽면에 관통 설치된 필터(111) 부착 공기 주입관(113), 상기 공기 주입관(113)과 상기 흡기통(109)을 연결해주는 송풍호스(115) 및, 상기 몸체(103)의 상단벽면에 관통 설치된 흡임팬(117)으로 구성되어 있다.

이 냉·온장고(101)는 계절에 따라 즉 외부 온도에 맞추어 냉·온 송풍구(107)를 통해 공급되는 공기의 온도를 조절함으로써 차가운 공기를 공급할 때는 냉장고로, 더운 공기를 공급할 때는 온장고로 사용할 수 있도록 되어 있다. 냉·온 송풍구(107)로 부터 토출된 냉·온 공기는 흡기통(109)으로 부터 송풍호스(115)를 거쳐 공기 주입관(113)을 통해 냉·온장고(103)로 둘러싸인 공기 주입관(113)을 통해 냉·온장고 몸체(103)로 둘러싸인 냉·온장실 안으로 유입된다. 이때 공기는 흡임팬(117)에 의해 유입이 보다 원할하게 되며 공기 주입관(113)에 부착된 필터(111)에 의해 이물질이 제거된다.

유입된 공기에 의해 단열처리된 몸체(103)내부에 저장된 냉·온 제품들의 냉·온장이 이루어지게 되며, 운전자등 냉·온장고 사용자는 뚜껑(105)을 개방하여 냉·온장 상태의 제품을 사용할 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 냉·온장고(101)는 냉·온장 겸용으로 사용할 수 있으며, 냉기 및 온기를 만들기 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않으므로 보다 개량된 형태라고 할 수 있겠으나, 위에서 언급한 냉장고와 마찬가지로 몇 가지 문제점을 가지고 있다.

즉, 냉·난방에 사용하기 위해 냉·온 송풍구(107)로 공급되는 냉·온기를 냉·온장고(101)에 전용함으로써 차량 내부에 냉·난방 효율이 저하될 뿐만 아니라, 냉·온장고(101) 자체에 냉·온장 효율도 저하되는 단점이 있다.

또한 송풍호스(115)와 필터(111)를 사용하기 때문에 냉·온장고(101)의 장기간 사용시 호스나 필터를 청소하거나 교환해야 하는 등 유지 보수가 매우 번거롭다. 또, 흡입팬(117)을 외장하고 있기 때문에 사용시 차량 내부 냉·온장고(101) 장착 지점에서 불필요한 소음이 발생하는 것도 하나의 문제점이었다.

본 고안은 이와 같은 종래에 차량 냉장형 냉·온장고가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉·온장고로 공급되는 직류 전원의 극성을 변경하는 것만으로도 간단하게 냉장고와 온장고의 역할을 바꿀 수 있으며, 냉·온장을 위한 전원의 공급이 간편하고 냉·온장를 위해 컴프레서등 일반 냉장고에 사용되는 장치들을 필요로 하지 않으므로 장착이 용이하고 장착 공간이 적게 소요되면서도 반대로 냉·온장고로 인한 별도의 진동이나 소음이 발생하지 않도록 하는 데 그 목적이 있다할 것이다.

도 1은 종래의 차량용 냉·온장고의 개략 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 냉·온장의 차량 장착 상태를 도시하는 개략 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 냉·온장의 단면도,

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 따른 냉·온장고의 동작원리를 개략적으로 나타내고 있는 개념도.

* 도면의 주요 분분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉·온장고3 : 외장 케이스

5 : 뚜껑7, 8 : 단열재

9 : 내장 케이스10 : 냉·온장실

11 : 펠티에 소자13 : 방열판

15 : 전선17 : 시거잭

19 : 냉·온장 절환 스위치21 : 방열핀

본 고안은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 외부 하우징을 형성하는 상단부가 개방돈 외장 케이스, 외장 케이스의 상단 개방부를 덮도록 되어 있는 뚜껑, 외장 케이스의 내주면에 단열재를 사이에 두고 접촉 결합되어 있는 내장 케이스, 단열재 하부 중앙부분에 삽입 설치된 펠티에 소자를 펠티에 소자가 삽입 설치된 단열재 부분과 외장 케이스 사이에 개제되어 있는 방열판, 펠티에 소자와 전선에 의해 연결되어 있는 접속용 시거 잭 및 뚜껑의 상면에 설치된 냉·온장 전환 스위치로 구성되어 있는 차량용 전자식 냉·온장고를 제공한다.

이하 첨부 도면을 참조로 본 고안에 따른 차량용 전자식 냉·온장고의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 차량용 전자식 냉·온장고(1)는 승용차의 경우 운전석(51)과 조수석(53) 사이의 기존 콘솔 박스 대용으로 장착된다. 따라서 장착을 위한 공간이 별도로 소요되지 않으며, 전면에 나와 있는 전선(15)을 통해 연결된 시거잭(17)을 이용하여 간편하게 전원을 공급하도록 되어 있다.

도 3에는 도 2의 냉·온장고(1)의 단면도로 보다 상세히 도시된다. 도 3에서 냉·온장고(1)는 외장 케이스(3)로 외부 하우징이 이루어져 있으며, 내부에 보관된 냉·온장 제품을 꺼내도록 상단 개구부에 단열재(8)가 부착된 뚜껑이 덮혀있다.

외장 케이스(3) 내부에는 실제 냉·온장 제품이 보관되는 내장 케이스(9)가 설치되어 있으며, 이 내장 케이스(9)의 내부 공간이 냉·온장실(10)을 형성하며, 이 내부 공간을 냉·온장하기 위해 열전도성이 큰 스텐레스 스틸 재질로 내장 케이스(9)를 형성하고, 바닥면 중앙에는 펠티에 소자(11)를 접촉 상태로 결합시킨다.

여기에서, 열전식 히트 펌프(thermoelecric heatpump)의 역할을 하는 펠티에 소자(11)란 두 종류의 다른 금속이나 반도체에 전류를 통하게 하면 전류의 방향에 따라 그 부위에서 주울열(Joule heat) 이외의 열의 발생 또는 흡수가 생기는 현상(펠티에 효과)을 이용하여 열을 발생시키고 또는 열을 흡수할 수 있도록 되어 있는 반도체 소자를 말하는 것이다.

이 펠티에 소자(11)가 관통 삽입되어 있는 단열재(7)는 외장 케이스(3)와 내장 케이스(9)사에에 개제되어 있어 냉·온장실(10)을 외부와 단열 하도록 되어 있다. 단열재(7)의 바닥 면과 외장 케이스(3) 사이에는 펠티에 소자(11)가 중심 위치에 오도록 방열판(13)이 개재되어 있다. 그 방열판(13)은 방열효과를 높이기 위해 외장 케이스(3) 바닥면에 접촉시키고 외부로 노출시켜 열을 방출 내지는 흡수하도록 설치되며, 또한, 복수의 방열핀(21)이 직각 방향으로 하향 돌출되게 형성하여 더욱 외부로의 열전달을 용이하게 할 수도 있다.

펠티에 소자(11)에는 차량의 밧데리 내지는 발전기(도시생략됨)로부터 시거잭(17)을 개재하여 전원이 공급되며, 뚜껑(5) 상단에 설치된 냉·온장 절환 스위치(19)의 조작에 따라 직류 전원의 공급 극성을 변환시킴으로써 냉·온장 상태를 변환시킨다.

따라서, 본 고안의 냉·온장고(1)를 냉장용으로 사용할 경우 도 4a로 도시된 바와 같이, 직류 전원으로부터 시거잭(17)을 통해 전류를 공급받은 펠티에 소자(11)의 위쪽에 장착된 내장 케이스(9)는 저온 단으로, 아래쪽의 방열판(13)은 고온 단으로 되어 열의 이동경로는 화살표(A)와 같이 된다. 반대로 도 4b로 도시된 바와 같이 온장용으로 사용될 경우 공급되는 전류의 극성이 냉장용과 뒤바뀜으로써 펠티에 소자(11) 위쪽의 내장 케이스(9)는 고온 단으로, 아래쪽의 방열판(13)은 저온 단이 되어 화살표(B) 방향으로 열 이동이 이루어지게 된다.

이러한 열 이동 방향의 절환에 따라 냉·온장실(10)의 냉장 및 온장 상태가 전환되게 되는데, 냉장용으로 사용될 때 방열판(13)은 펠티에 소자(11)에 의한 냉각작용을 원활하게 하기 위해 열을 방출하며, 온장용으로 사용할 경우에는 반대로 펠티에 소자(11)에 의한 가열작용을 원활하게 하기 위해 열을 흡수하도록 되어 있으며, 따라서 방열판(13)은 열전도성이 큰 알루미늄 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 고안의 차량용 전자식 냉·온장고에 의하면 시거잭을 이용하여 직류전원을 공급하므로 전원 공급이 간편해지고, 단순히 직류 전원의 극성을 변화시키는 것만으로도 냉장고와 온장고의 역할을 바꿀수 있으므르 탑승작의 취향 내지는 계절에 따라 외기 온도에 알맞게 사용 상태를 설정할 수 있고, 펠티에 소자를 이용하기 때문에 부가적인 기계장치가 필요하지 않으므로 진동이나 이에 따른 소음의 발생이 배제되며, 콘솔박스 위치에 설치하므로 별도의 설치공간을 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 펠티에 소자의 크기가 작기 때문에 냉·온장실의 유효 냉·온장 용적을 증대를 시킬 수 있게 되어 효과적인 냉장 및 온장을 달성하게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 고안은 첨부 실용신안등록청구의 범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않은 범위 내에서 고안의 상세한 설명 및 도면을 통하여 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변경이 가능하다 할 것이다.

Claims (3)

1. 외부 하우징을 형성하는 상단부가 개방된 외장 케이스(3), 상기 외장 케이스(3)의 상단 개방부를 덮도록 되어 있는 뚜껑(5), 상기 외장 케이스(3)의 내주면에 단열재(7)를 사이에 두고 접촉 결합되어 있는 내장 케이스(9), 상기 단열재(7) 하부 중앙부분에 삽입 설치된 펠티에 소자(11), 상기 펠티에 소자가 삽입 설치된 단열재(7) 부분과 상기 외장 케이스(3) 사이에 개재되어 있는 방열판(13), 상기 펠티에 소자(11)와, 전선(15)에 의해 연결되어 있는 접속용 시거잭(17) 및 상기 뚜껑(5)의 상면에 설치된 냉·온장 절환 스위치(19)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 냉·온장고.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방열판(13)은 상기 외장 케이스(3)와의 사이에 직각방향으로 복수의 방열핀(21)이 연장되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 냉·온장고.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내장 케이스(9) 및 상기 방열판(13)은 각각 스테인레스 스틸 및 알루미늄 재질로 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 냉·온장고.