KR200181246Y1 - 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉각효과 및 단열 효과가 뛰어난, 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고를 제공한다. 본 고안의 냉ㆍ온장고는, 개폐가능한 문(2)을 구비하며, 단열재를 포함하는 냉ㆍ온장고 케이스(1); 열흡수면(5a) 및 열방출면(5b)을 가지며, 상기 열흡수면(5a)이 상기 케이스(1)의 내부에 면하도록, 상기 케이스(1)의 일측벽에 배치된 열전 반도체 소자(5); 상기 케이스(1)의 상기 일측벽 내부에, 상기 열전 반도체 소자(5)의 열방출면(5b)과 대면하여 접촉하도록 설치된 용기로 이루어진 기화기(6); 상기 케이스(1)의 외부에, 상기 기화기(6)보다 높은 위치에 설치되고, 또한 냉각팬(9)을 구비한 응축기(8); 상기 기화기(6)와 상기 응축기(8) 사이를 연결하는 배관(7); 및 상기 기화기(6)에서 기화가능하고, 상기 응축기(8)에서 응축가능하며, 상기 기화기(6), 상기 배관(7), 및 상기 응축기(8) 내부에서 유동하는 작동유체(10);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고{REFRIGERATOR AND HEATER FOR VEHICLES USING THERMOELECTRIC SEMICONDUCTORS}

본 고안은, 차량용 냉ㆍ온장고에 관한 것이다. 더 특정하면, 본 고안은 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고에 관한 것이며, 더 자세히 특정하면, 열전 반도체와, 증발기 및 응축기로 구성된 열교환기를 이용하여 냉각성능과 단열효과를 향상시킨 차량용 냉ㆍ온장고에 관한 것이다.

자동차 공학의 발전과 소비수준의 향상에 따라, 차량에 다양한 편의 시설을 제공하는 것이 대중화되었다. 즉, 난방 또는 냉방 등의 기본적인 공기조화 기능 외에도, 차량 내부에 냉장고 또는 온장고를 설치하여 음식물 보관 등에 있어서, 사용자의 편익을 도모하고 있다.

냉장고와 온장고는, 열전달 과정이 가역적일 경우, 그 작동원리가 반대가 되므로, 이하에서는, 편의상 냉장고를 중심으로 설명하고, 온장고에 대하여는 부가적으로 설명한다.

전통적인 냉동사이클을 이용한 냉장고는, 증발기, 응축기, 압축기, 스로틀 밸브, 등을 사용하여야 하는 관계로, 장치의 구성이 매우 복잡하기 때문에, 차량용으로는 적합하지 않다. 따라서, 차량용 냉장고로서는, 열전효과 즉, 펠티어 효과(Peltier Effect)에 따라서, 열전 반도체 소자를 이용한 냉장고가 널리 사용되어 왔다. 펠티어 효과란, 두 종류의 상이한 금속을 접합시키고, 여기에 전류를 통과시켰을 경우, 금속간의 접합부에서, 전류에 비례하여 열의 발생 및 흡수가 일어나는 현상을 말한다. 이 효과는 가역적인 것으로서, 전류를 반대로 인가하는 경우에는 열의 흡수 및 발생도 반대로 일어난다. 이 펠티어 효과를 이용하여, N형 및 P형 반도체를 교대로 배열하여 냉각 또는 가열을 행하는 열전 반도체 소자가 이미 실용화되어 사용되고 있다.

냉장고에 있어서는, 열전 반도체 소자의 열흡수면을 냉장실 내에, 그리고, 열방출면을 외부에 면하도록 배치하여, 냉장기능을 수행한다. 그런데, 이 열전 반도체 소자의 효율은, 그 열방출면과 열흡수면 간의 온도차의 증가에 따라 저하되므로, 이 온도차를 감소시키기 위하여, 열방출면에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출시키는 것이 필요하다. 이를 위하여, 열방출면에 단순히 냉각핀을 부착하거나, 여기에 추가하여, 팬 또는 냉각수를 사용하여 열방출면의 열방출을 촉진시키는 방식이 종래기술 (예를 들면, 공개실용신안공보 제1998-34771호 등)에서 채용되어 왔다.

도 1a는, 종래기술의 열전 반도체를 이용한 차량용 냉장고의 일예를 도시한 것이다. 이 종래기술의 차량용 냉장고는, 단열재로 형성된 냉장 케이스(21), 냉장 케이스(21)의 일측벽에, 열흡수면(25a)이 냉장실(23)내부에 면하고, 열방출면(25b)이 외부로 면하도록 배치된 열전 반도체 소자(25), 열전 반도체 소자(25)의 열방출면(25b)에 배치된 냉각핀(24), 냉각핀(24)을 냉각시키는 냉각팬(26), 및 냉장 케이스(21)의 상부에 설치된 덮개(22)로 구성되어 있다. 이 종래기술의 차량용 냉장고에 있어서는, 냉각핀(24) 주위의 뜨거운 공기를 냉각팬(26)을 사용하여 외부로 방출하는 것에 불과하므로, 냉각핀(24)을 효과적으로 냉각시킬 수 없고, 따라서, 열방출면(25b)으로부터 열을 효과적으로 방출시킬 수 없게 되어, 냉장 효율이 심각하게 저하되는 문제점이 있다.

도 1b는, 종래기술의 차량용 냉장고의 또다른 예를 도시한 것으로서, 상기 종래기술과는, 냉각핀(24)의 냉각방식만이 상이하다. 이 또다른 종래기술의 차량용 냉장고는, 냉각수 입구(27a)를 통하여 차량의 냉각수를 유입하여, 냉각핀(24)을 냉각시킨 후에, 냉각수를 냉각수 출구(27b)를 통하여 배출시키는 방식을 취하고 있다. 이 방식의 경우에는, 냉각핀(24)의 냉각은 상기 언급한 종래기술보다는 효과적으로 이루어지지만, 차량의 냉각수를 유입하여야 하므로, 차량 엔진실로 연결되는 별도의 배관을 설치하여야 한다. 따라서, 설비가 복잡하고, 차량 내의 설치 위치에도 제약이 있다는 문제점이 있다. 더욱이, 차량의 냉각수는, 차량의 운행중에는 고온의 차량 엔진의 냉각에 사용되는 것이므로, 필연적으로 높은 온도를 가지게 되고, 따라서 냉각핀(24)의 냉각에 적합하지 않다는 문제점을 또한 가진다.

그리고, 차량에 있어서 전력공급은, 차량의 엔진 구동에 의하여 전기를 발생시키는 발전기에 의존하며, 특히 차량 엔진의 정지시에는, 전력 공급을 차량의 배터리에 전적으로 의존하게 되므로, 전력소모를 최소화하기 위하여, 냉장실의 완벽한 단열이 필수적으로 요구된다. 그러나, 상기 종래기술의 차량용 냉장고에 있어서는, 열전 반도체 소자(25)가 설치된 부분에는 필연적으로 단열재가 부착될 수 없고, 열전 반도체 소자(25)의 열방출면(25b)이 직접적으로 외부와 접하게 되므로, 냉장실의 단열이 불충분하다.

상기에서 언급한 바를 요약하면, 차량용 냉장고에 있어서는, 냉각효율이 뛰어나고, 또한 단열이 완벽히 이루어진 냉장고가 필연적으로 요구된다.

그리고, 차량용 냉장고는, 온장고로서도 기능할 수 있다면, 더욱 유용성이 증가한다. 펠티어 효과가 가역적으로 적용됨을 이용하여, 냉장시와 반대 방향의 전류를 열전 반도체 소자에 인가하는 경우에는 온장고로서 기능하게 된다. 온장고의 경우에, 열효율은 주로 그 케이스의 단열에 좌우되게 되므로, 단열이 완벽히 이루어진 케이스를 제공하는 것이 요구된다.

본 고안의 목적은, 열전 반도체를 이용한 차량용 냉장고에 있어서, 열전 반도체 소자의 열방출면의 열을 효과적으로 방출시킴과 동시에 완벽한 단열이 이루어짐에 의하여, 냉각 성능이 뛰어난 차량용 냉장고를 제공하는 것에 있다.

본 고안의 제2 의 목적은, 상기 목적에 더하여, 냉장실 내부의 공기의 순환을 향상시킴에 의하여, 냉각 성능이 뛰어난 차량용 냉장고를 제공하는 것에 있다.

본 고안의 제3 의 목적은, 상기 목적에 더하여 온장고로서도 사용될 수 있는 차량용 냉장고를 제공하는 것에 있다.

도 1a 및 1b는, 종래기술의 열전 반도체를 이용한 차량용 냉장고의 예를 도시한 도면이다.

도 2는, 본 고안의 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고의 일실시예의 측면 단면도이다.

도 3은, 본 고안의 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고의 일실시예에 있어서의 기화기와 배관의 구성을 도시한다.

도 4는, 본 고안의 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고의 다른 실시예의 측면 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 냉ㆍ온장고 케이스 6: 기화기 14a,14b: 덕트

1a: 단열재 7: 배관

2: 문 8: 응축기

3: 냉장실 9: 냉각팬

4: 히트싱크 10: 작동유체

5: 열전 반도체 소자 11: 통풍실

5a: 열흡수면 12: 통풍팬

5b: 열방출면 13: 냉각실

상기 본 고안의 목적은 하기 구성에 의하여 달성된다. 이하에서는, 편의상 냉장고를 중심으로 설명하고, 온장고에 대하여는 부가적으로 설명한다.

본 고안의 차량용 냉장고는, 개폐가능한 문을 구비하고, 단열재를 포함하는 냉장고 케이스; 열흡수면 및 열방출면을 가지며, 상기 열흡수면이 상기 케이스의 내부에 면하도록, 상기 케이스 내의 일측벽에 배치된 열전 반도체 소자; 상기 케이스의 상기 일측벽 내부에, 상기 열전 반도체 소자의 열방출면과 대면하여 접촉하도록 설치된 용기로 이루어진 기화기; 상기 케이스의 외부에, 상기 기화기보다 높은 위치에 설치된 응축기; 상기 응축기에 설치된 냉각팬; 상기 기화기와 상기 응축기 사이를 연결하는 배관; 및 상기 기화기에서 기화가능하고, 상기 응축기에서 응축가능하며, 상기 기화기, 상기 배관, 및 상기 응축기 내부에서 유동하는 작동유체;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 배관은, 상기 기화기에서 기화된 상기 작동유체를 상기 응축기로 유도하는 제1 배관과, 상기 응축기에서 응축된 상기 작동유체를 상기 기화기로 유도하는 제2 배관을 포함하여 상기 작동유체가 순환하게 하는 것이 바람직하다. 그리고, 냉장실로부터 열전 반도체 소자의 열흡수면으로 열을 보다 효과적으로 흡수하기 위해서는, 상기 열흡수면 상에 히트싱크를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 본 고안의 냉장고의 작용을 살펴보면, 우선, 열전 반도체 소자에 전류를 인가함에 따라 냉장실 내의 열이, 열전 반도체 소자의 열흡수면에서 흡수되어, 열방출면을 통하여 방출된다. 이 방출된 열이 기화기로 전달되며, 이 열에 의하여 기화기 내에 수용된 액체상태의 작동유체가 기화된다. 기화된 기체상태의 작동유체는 배관에 의하여 응축기로 유도되고, 응축기에서 다시 액체상태로 응축된다. 이때 응축기에 설치된 냉각팬이 작동유체의 응축을 더 촉진시킨다. 응축된 작동유체는 중력에 의하여, 배관을 거쳐서 다시 기화기로 복귀한다. 이와 같은 과정을 거쳐서 작동유체는 1 사이클을 완성하면서, 열전 반도체 소자의 열방출면에서 발생한 열을 외부로 방출시킨다. 이와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 열전 반도체 소자에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있으므로, 냉각효율, 특히, 냉장실 내의 내용물의 냉각속도가 현저히 개선된다. 그리고, 본 고안의 구성에 의하면, 단열재로 열방출면의 주위를 밀봉하는 것이 가능하므로, 단열효과가 더욱 향상된다. 요약하면, 본 고안의 구성에 의하면, 열전 반도체 소자에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 방출시켜서 냉각효율을 향상시킴과 동시에 단열효과를 극대화하는 것이 가능하다. 또한, 통상적으로 열전 반도체 소자는, 그 성능의 한계로 인하여 3리터 내외의 소용량의 냉장고에만 적용가능하지만, 본 고안에 의하면, 50리터 정도의 비교적 대용량의 냉장고에도 열전 반도체 소자를 이용한 구성이 적용될 수 있다는 장점이 있다.

본 고안의 제2의 목적을 위하여, 상기 본 고안의 구성에 더하여, 상기 냉장고 케이스 내에, 상기 열전 반도체 소자의 상기 열흡수면에 인접하여, 상기 케이스 내의 공기를 순환시키는 통풍팬을 설치한다. 이에 따라 상기 열흡수면 근처에서 냉각된 공기를 냉장고 전체에 걸쳐서 신속하게 전달함으로써 신속하고 균일한 냉각효과를 얻을 수 있다. 그리고, 이러한 구성에 의하여, 열흡수면 근처에서 국부적으로 과도하게 냉각이 이루어지는 것을 방지함에 의하여, 열흡수면과 열방출면 사이에 과도한 온도차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 상기에서 언급한 바와 같이, 열흡수면과 열방출면 사이의 온도차가 클수록 효율이 감소된다는 점을 고려할 때, 본 고안의 구성에 의하여, 냉각효율도 향상된다.

아울러, 상기 본 고안의 냉장고의 구성에 대하여, 열전 반도체 소자에 반대의 전류를 인가하면, 상기 열흡수면이 열방출면으로, 열방출면이 열흡수면으로 뒤바뀌어서, 온장고로서 기능하게 된다. 상기 냉장고의 구성은, 단열효과가 극대화된 것이므로, 열손실이 극소화된 온장고의 달성이 가능하다.

본 고안의 구성과 그에 따른 효과는, 첨부된 도면과 함께, 하기의 본 고안의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 참조하여 명백하고도 용이하게 이해될 것이다.

실시예 1

도 2에 본 고안의 차량용 냉ㆍ온장고의 일실시예의 측면 단면도가 개시되어 있다. 도 2에는, 개폐가능한 문(2)을 구비한 냉ㆍ온장고 케이스(1)가 도시되어 있다. 그리고, 이 케이스(1)는, 단열재(1a)를 포함하고 있다. 이 실시예에서 상기 케이스(1)는 입방형이지만, 차량 내부에 적용하는 경우에는, 콘솔박스 등의 형태에 맞추어 다양한 형태로 변형될 수 있다.

상기 케이스(1)의 내부에 형성된 냉장실(3)의 후방벽에는 히트싱크(4)가 설치되어 있고, 상기 후방벽의 내부에, 상기 히트싱크(4)의 후면에 접촉하도록, 2 개의 열전 반도체 소자(5)가 설치되어 있다. 열전 반도체 소자(5)로서는, 판 형상의 공지의 열전 반도체 소자가 사용되었다. 열전 반도체 소자(5)는, 특정방향으로 전류를 인가할 경우에, 온도가 강하하는 열흡수면(5a)과 온도가 상승하는 열방출면(5b)을 가지는데, 열흡수면(5a)이 냉장실(3) 측으로 향하도록 설치되어 있다. 이러한 구성은, 냉장고로서 작동할 경우의 예이며, 온장고로서 작동하는 경우에는, 상기 특정방향과 반대방향으로 전류를 인가시킴에 따라, 열흡수면과 열방출면이 뒤바뀐다. 여기에서는, 편의상 냉장고를 기준으로 '열흡수면(5a)'과 '열방출면(5b)'이라 명명한다.

그리고, 또한 상기 케이스(1)의 후방벽 내부에는, 기화기(6)가 상기 열전반도체 소자(5)의 열방출면(5b)과 대면하여 접촉하도록 설치되어 있다. 상기 기화기(6)는, 작동유체(10)를 수용하기 위한 용기로 이루어져 있으며, 케이스(1)의 후방벽 내의 단열재로 둘러싸여 있다. 용기의 재질은 열전도성이 높은 금속, 예를 들면, 구리, 알루미늄 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 냉ㆍ온장고 케이스(1)의 외측 상부면 위에 응축기(8)가 설치되어 있으며, 응축기로서는 공지의 응축기가 사용되었다.

그리고, 기체상태의 작동유체(10)가 응축기(8) 내에서 보다 효과적으로 응축될 수 있도록, 응축기(8) 주위를 강제로 통풍시키기 위한 냉각팬(9)이 응축기(8)에 부착되어 있다. 그리고, 상기 응축기(8)와 냉각팬(9)을 둘러싸고, 또한 통풍구(11a 및 11b)를 구비한 통풍실(11)이 케이스(1)의 상부에 케이스(1)로부터 연장되어 형성되어 있다.

그리고, 도 3을 참조하면, 상기 기화기(6)와 상기 응축기(8)는 2개의 배관(7a 및 7b)을 통하여 연결되어 있다. 이와 같이 구성된 상기 기화기(6), 상기 배관(7a 및 7b), 및 상기 응축기(8) 내에서, 적당량의 작동유체(10)가 사이클을 형성하면서 순환한다. 상기 작동유체(10)는 상기 기화기(6)에서 기화가능하고, 상기 응축기(8)에서 응축가능한 물질이어야 하며, 본 실시예에서는 메탄올이 사용되었다. 구체적으로 작동유체(10)의 순환 과정을 살펴보면, 기화기(6)에서 기화된 기체상태의 작동유체(10)가 배관(7a)을 통하여, 상기 응축기(8)로 유도되며, 이 작동유체(10)가 상기 응축기(8)에서 액체상태로 응축되어, 배관(7b)을 통하여 다시 상기 기화기(6)로 되돌아 온다. 중력에 의하여, 가벼운 기체상태의 작동유체(10)는 상승하고, 무거운 액체상태의 작동유체(10)는 하강한다는 성질을 이용하여, 상기 응축기(8)를 상기 기화기(6)보다 높은 위치에 설치하였으므로, 별도의 펌프 등이 없어도, 작동유체(10)의 순환이 자연히 이루어진다. 본 실시예에서는 응축기(8)가 케이스(1)의 상부면 위에 설치되어 있으나, 기화기(6)보다 높은 위치라면, 케이스(1)의 후면이나 측면에도 형성될 수 있으며, 케이스(1)와 이격된 위치에도 설치가능하다.

본 실시예의 구성에 따른 작용을 살펴보면, 우선 열전 반도체 소자(5)에 전류를 인가함에 따라서, 냉장실(3)로부터 히트싱크(4)를 통하여 열흡수면(5a)에서 열을 흡수한다. 이때, 펠티어 효과에 의하여, 열흡수면(5a)의 대향면인 열방출면(5b)에서 열이 발생되며, 이 열은 기화기(6)로 전달된다. 기화기(6) 내부에 수용되어 있던 작동유체(10)의 온도가, 전달된 열에 의하여, 그 비등점까지 상승하면, 작동유체(10)가 기화열을 흡수하면서 기화한다. 기체상태의 가벼운 작동유체(10)는 상승하여 배관(7a)을 통하여 상기 응축기(8)로 유도된다. 상기 응축기(8)에서는, 기체상태의 작동유체(10)가, 냉각팬(9)의 작용에 의하여, 그 온도가 하강하며, 이에 따라, 응축되면서, 응축열을 발산한다. 이 발산된 열은, 상기 응축기(8)의 외부로 발산되며, 또한 냉각팬(9)의 작용에 의하여 강제적으로 통풍구(11b)를 통하여 외부로 방출된다. 냉각팬(9)은 동시에 통풍구(11a)를 통하여 외부의 공기를 유입하여 응축기(8)의 냉각작용을 촉진한다. 상기 응축기(8)에서 응축된 액체상태의 작동유체(10)는 배관(7b)을 통하여 다시 상기 기화기(6)로 되돌려지면서 한 사이클을 형성한다. 액체상태로 기화기(6)로 복귀한 작동유체(10)는 다시 상기의 사이클을 거치면서, 상기 열방출면(5b)으로부터의 열을 외부로 방출시킨다. 또한, 이와 같은 본 실시예의 구성에 의하면, 열전 반도체 소자(5) 및 기화기(6)가, 케이스(1)의 후방벽 내부에 단열재에 의하여 둘러싸여 있으므로, 단열효과가 뛰어나다. 따라서, 냉장고의 전원을 차단한 경우라도 외부로부터의 열유입을 완전히 차단할 수 있으므로, 장시간 동안 냉장효과가 지속된다.

한편, 온장고로서 사용하기 위하여는, 상기에서 언급한 바와 같이, 냉장시와 반대 방향의 전류를 열전 반도체 소자(5)에 인가하면 된다. 이 경우에도, 상기와 같은 구성에 의하여, 단열효과가 뛰어나므로, 외부로의 열손실 없이 뛰어난 열효율을 달성할 수 있다.

실시예 2

도 4에는, 본 고안의 열전 반도체를 이용한 냉ㆍ온장고의 또다른 실시예가 도시되어 있다. 여기에서, 도 2 및 도 3에서와 동일한 부재번호로 표시된 구성요소들은 모두 상기에 설명된 실시예 1과 그 구성이 모두 동일하다. 본 실시예의 냉ㆍ온장고에서는, 냉ㆍ온장고 케이스(1)의 냉장실(3)의 후방벽에, 통풍팬(12)이 설치되어 있고, 상기 통풍팬(12) 뒤쪽의 상기 후방벽 내에는 소정 크기의 공간이 형성되어 냉각실(13)을 이루고 있다. 그리고, 상기 통풍팬(12)의 상하로, 상기 냉각실(13)과 상기 냉장실(3)을 연통하는 두 개의 덕트(14a, 14b)가 형성되어 있다. 상기 냉각실(13)의 후방벽면에 상기 통풍팬(12)과 대향하도록, 히트싱크(4)가 설치되어 있다. 여기에서, 상기 실시예 1과 동일하게, 열흡수면(5a)이 냉각실측으로 향하고, 열방출면(5b)은, 열전 반도체 소자(5)의 후방의 기화기(6)와 접촉하도록, 열전 반도체 소자(5)가 설치되어 있다. 기타, 배관(7), 응축기(8), 냉각팬(9), 작동유체(10) 및 통풍실(11)의 구성은 실시예 1과 동일하다. 이와 같은 구성에 의하여, 상기 통풍팬(12)의 작용에 의하여 강제적으로, 냉장실(3) 내의 공기가 냉각실(13)로 유입된 후, 히트싱크(4)에 의하여 냉각되고, 덕트(14a 및 14b)를 통하여 다시 냉장실(3)로 유도된다. 따라서, 냉장실(3) 내의 공기가 강제적으로 순환되므로, 냉장실(3) 전체에 걸쳐서 균일하고 신속한 냉장효과를 기대할 수 있다. 그리고, 열흡수면(5a) 근처에서만 국부적으로 과도한 냉각이 이루어지는 것을 방지함으로써, 열흡수면(5a)과 열방출면(5b)간의 온도차가 과도히 커짐에 따라 발생할 수 있는 냉각효율의 저하를 막을 수 있다.

상기 실시예 1 및 2에서는, 작동유체(10)로서, 메탄올이 사용되었으나, 기화기(6)에서 기화가능하고, 응축기(8)에서 응축가능한 유체이면서, 배관 내를 순환하는데 어려움이 없도록 점성이 작고, 적정한 크기의 기화열을 가진 유체라면, 어떤 것도 작동유체로서 사용될 수 있다. 이와 같은 성질을 만족시키는 작동유체로서는, 물, 알코올, 암모니아, 염화 메틸, 염화 에틸, 이산화황, 플루오르화탄소, 수소화탄소, 수소화플루오르화탄소(HFC), 할로겐화수소화탄소 화합물, CFC계 냉매, 및 R-134a 등의 비CFC계 냉매 등을 들 수 있다. 다만, 환경보호의 측면을 고려하여, 환경친화적인 물질을 작동유체로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 고안은, 종래기술의 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고와는 달리, 열전 반도체로부터 방출되는 열을, 작동유체를 매개로 하여, 기화기, 응축기, 그리고, 냉각팬을 사용하여 외부로 효율적으로 전달함으로써 냉각효과를 높인다. 또한, 본 고안의 구성에 의하면, 열전 반도체 소자가 외부와 직접 접촉하지 않으므로, 전력 공급을 차단한 경우에도 냉ㆍ온장고의 단열효과를 극대화할 수 있으며, 이에 따라 비교적 대용량의 냉장고에도 열전 반도체 소자를 이용한 구성을 적용할 수 있다. 아울러, 본 고안의 응축기는, 기화기보다 높은 위치라면 냉ㆍ온장고 케이스의 외부에 자유롭게 설치가능하므로, 차량용 냉ㆍ온장고를 자동차 내부의 편리한 위치에 장착하는 것이 용이하다.

또한, 냉장실 내부의 공기를 강제적으로 순환시킴에 의하여, 냉장실 전체에 걸쳐서 균일한 냉각효과를 달성할 수 있으며, 이에 따라 냉각효과를 높일 수 있다.더욱이, 본 고안의 냉ㆍ온장고는, 단열효과가 뛰어난 온장고로서도 기능할 수 있다.

본 고안은, 상기에서 특정한 실시예를 특별히 참조하여 설명되었지만, 다양한 변경이 본 고안의 범위와 취지를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 고안의 실시예에 제한되지 않고, 다양한 변형물이 본 고안의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (7)

1. 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고에 있어서,

   개폐가능한 문(2)을 구비하며, 단열재(1a)를 포함하는 냉ㆍ온장고 케이스(1);

   제1 면(5a) 및 제2 면(5b)을 가지며, 상기 제1 면(5a)이 상기 케이스(1)의 내부에 면하도록, 상기 케이스(1)의 일측벽에 배치된 열전 반도체 소자(5);

   상기 케이스(1)의 상기 일측벽 내부에, 상기 열전 반도체 소자(5)의 제2 면(5b)과 대면하여 접촉하도록 설치된 용기로 이루어진 기화기(6);

   상기 케이스(1)의 외부에, 상기 기화기(6)보다 높은 위치에 설치되고, 냉각팬(9)을 구비한 응축기(8);

   상기 기화기(6)와 상기 응축기(8) 사이를 연결하는 배관(7); 및

   상기 기화기(6)에서 기화가능하고, 상기 응축기(8)에서 응축가능하며, 상기 기화기(6), 상기 배관(7), 및 상기 응축기(8) 내부에서 유동하는 작동유체(10);를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배관(7)은, 상기 기화기(6)에서 기화된 상기 작동유체(10)를 상기 응축기(8)로 유도하는 제1 배관(7a), 및 상기 응축기(8)에서 응축된 상기 작동유체(10)를 상기 기화기(6)로 유도하는 제2 배관(7b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 열전 반도체 소자(5)의 제1 면(5a)상에 히트싱크(4)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전 반도체 소자(5)의 상기 제1 면(5a)에 인접하여 설치되고, 상기 케이스(1) 내의 공기를 강제적으로 순환시키는 통풍팬(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동유체(10)는, 물 또는 알코올인 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 작동유체(10)로서 알코올은, 메탄올인 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동유체(10)는, 암모니아, 염화 메틸, 염화 에틸, 이산화황, 플루오르화탄소, 수소화탄소, 수소화플루오르화탄소(HFC), 할로겐화수소화탄소 화합물, 및 R-134a로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열전 반도체를 이용한 차량용 냉ㆍ온장고.