KR200330557Y1 - 저전력 냉각시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 좌석의 냉온열을 효과적으로 조절하기 위해 고안된 것으로, 저전력, 무소음 장치로써, 좌석의 온도를 일정온도로 유지시켜주어 착석시 항상 쾌적한 상태를 만들고자 하는 장치이다.

이러한 목적을 위해 신체와 직접 접촉하는 부분에 열전도율이 높은 액체를 삽입한 시트쿠션을 구비하고, 그러한 시트쿠션의 하단부에 알루미늄으로 된 방열판을 구성하고, 방열판의 하단부에 냉열소자를 구성, 냉열소자의 하단부에 냉매가 들어있는 히트파이프를 구성하여 냉열소자에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각하게 된다. 이러한 히트파이프의 열원접합부에서 좌석의 등받이 부분의 측면에 있는 응축부까지 연장형성된다.

본 고안은 순환펌프나 압축기를 사용하지 않기 때문에, 복잡한 장치나 고전력이 필요 없으며, 냉각팬 설치로 인한 장비의 대형화와 소음, 진동의 염려가 없이 좌석의 일정온도를 유지시켜 항상 쾌적한 상태를 유지할 수 있게 한다.

Description

저전력 냉각시스템{Low electric power Cooling System}

본 고안은 좌석의 온도를 일정온도로 유지시키기 위해 고안된 장치로서 좌석에 착석시 인체의 열로 인해 좌석과의 사이에서 발생하는 열을 효과적으로 조절하기위해 고안된 장치이다.

일반적으로, 냉열소자는 냉소자와 열소자사이에 n,p type 열전반도체를 전기적으로 직렬연결하고, 열적으로는 병렬연결한 모듈의 형태로 제작이 된다. 이러한 소자에 DC전류를 흐르게하면 열전효과에 의해 모듈의 양면에 온도차가 발생하게 된다. 일정면적의 판형으로 이루어진 열소자에 전류가 흐르면, 냉소자의 열을 회수하여 방출하므로 열소자의 온도는 상승하게 되고, 냉소자의 온도는 하강하게 되어, 냉소자 부근의 공기나 물의 온도가 주변온도 이하로 낮아지게 되는 것이다.

이러한 상태에서 전류의 흐름을 반대로 하게 되면 열소자와 냉소자의 온도상태가 바뀌게 된다.

냉열소자는 전류의 흐름에 따라 냉각과 발열이 빠르게 이루어지므로, 전류의 방향에 따라 흡, 발열을 신속하게 전환하여 정확한 온도조절이 가능하게 되고, 기계적인 작동부분이 없기 때문에 무소음, 무진동으로 작동이 가능하고, 소형, 경량화가 가능하여 일정부위의 냉각과 발열이 가능하다.

본 고안은 상기에 명기한 냉열소자를 이용하여 좌석에 착석시, 인체와 좌석간의 열을 효과적으로 억제하여, 좌석에 착석시 항상 쾌적한 상태를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 착석시 인체와 닿는 부분에 열전도율이 높은 액체가 들어있는 시트쿠션을 구비한다. 시트쿠션의 하단부에는 알루미늄으로 제작된 방열판을 부착하고, 냉열소자의 냉소자면과 방열판을 접합시키게된다.

이러한 방열판은 냉소자의 온도저하에 따른 과냉각을 방지할 뿐 아니라, 시트쿠션의 열을 효과적으로 냉소자에 전달하게 하는 역할을 하게 된다.

냉열소자의 하단부, 즉 열소자에는 냉매가 들어있는 히트파이프를 접합시키게 된다. 히트파이프는 열소자의 열을 분산시켜 신속하게 냉각하고 과열을 방지하게 된다.

히트파이프의 열원접합부는 냉열소자의 열소자에 접합되어 열소자의 열을 신속하게 히트파이프로 전달하고, 히트파이프를 통해 이동한 냉매는 발열을 시작하면서 등받이부분의 측면이나 후면등에 위치한 응축부에서 완전발열한 후, 냉각된 냉매는 다시 히트파이프의 열원접합부로 이동하여 상시온도를 유지하도록 하고자 함이다.

도 1은 본 고안의 저전력 냉각시스템의 동작 원리 계통도

도 2는 본 고안의 저전력 냉각시스템의 사시도

도 3은 본 고안의 저전력 냉각시스템의 냉열소자 원리도

도 4는 본 고안의 저전력 냉각시스템의 절단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 시트쿠션 2 : 방열판

3 : 냉열소자 31 : 냉소자

32 : 열소자 4 : 히트파이프

41 : 히트파이프 열원접합부 42 : 히트파이프 응축부

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 원리를 간략 설명한 계통도이고, 도 2는 본 고안의 냉열소자의 원리를 설명한 간략도이고, 도 3은 본고안의 냉열소자의 원리를 설명한 그림이고, 도 4는 본 고안의 절단면도이다.

먼저 본 고안의 구성을 살펴보게 되면,

높은 열전달율과 착석시 안락함을 느끼게 하기 위하여, 열전도율이 높은 액체를 넣은 시트쿠션(1)을 구성하게된다. 이러한 시트쿠션(1)의 하단부에 시트쿠션(1)의 크기에 맞는 금속제의 방열판(2)을 구성하게 되는데, 방열판(2)의 구성 목적은 시트쿠션(1)의 부분부분의 온도차이를 신속하게 평준화시키고, 냉소자(3)의 온도저하에 따른 과냉각(얼음발생 등)을 방지하기위해 사용되며 온도조절장치를 사용하여 과냉각을 방지한다.

방열판(2)의 하단 중심부에는 일정크기의 냉열소자(3)를 부착하게 된다. 냉열소자(3)를 부착시 냉열소자(3)의 정전류접속시 냉소자(31) 쪽을 방열판(2)에 부착하게 된다.

냉소자(31)의 반대쪽인 열소자(32) 쪽에는 히트파이프의 열원접합부분(41)을 접합시키게 된다. 히트파이프(4)는 열소자(32)의 면적과 동일한 크기의 열원접합부분(41)을 갖고, 열원접합부분(41)에서부터 응축부(42)까지 히트파이프(4)가 일체형으로 제작되게 한다.

응축부(42)는 단위면적을 넓게 제작하여 대기중의 온도와 접하기 쉽도록 제작하게 된다.

다음으로 상기와 같이 구성된 장치의 동작과정을 상세히 설명하면,

온도조절장치를 조작하여 온도를 설정한 후, 좌석에 사람이 착석을 하게 되면, 사람의 열로인해 시트쿠션(1)의 온도가 상승하게 된다. 시트쿠션(1)의 온도상승으로 시트쿠션(1)내의 액체의 온도가 상승하게 되고, 그에 따라 시트쿠션(1)의 하단부의 알루미늄 방열판(2)으로 온도가 전해지게 된다. 이때 냉열소자(3)의 동작으로 인하여, 방열판(2)이 가지고 있는 열을 냉소자(31)가 흡수하여, 방열판(2)은 온도의 저하현상을 가져온다. 방열판(2)의 온도저하에 따라 시트쿠션(1)의 온도도 저하되게 되는 것이다.

이렇게 냉소자(31)에 흡수된 열은 열소자(32)로 이동하여 열소자(32)면에서 발열을 하게 된다. 냉소자(31)의 냉각에 따른 작용에 따라 열소자(32)는 온도가 상승하게 되고, 이러한 열소자(32)의 열을 효과적으로 방출시키기 위해, 히트파이프가(4) 쓰이게 된다.

열소자(32)면과 히트파이프(4)의 열원접합부분(41)을 접합시켜, 열소자(32)에서 발생하는 열에 의해 히트파이프(4)의 열원접합부분(41)이 가열되게 되고, 그러한 가열로 인해 히트파이프(4)안의 냉매가 열을 가지고 증발을 하게 된다. 히트파이프 열원접합부(41)내에서 증발한 냉매는 히트파이프(4)를 타고 히트파이프(4)의 응축부(42)쪽으로 이동하면서 발열을 시작하고, 응축부(42)에서 완전발열한 냉매는 응축되어 다시 히트파이프(4)의 열원접합부(41)로 이동하면서 열소자(32)의 열을 효과적으로 분산시키면서 일정온도를 유지시키게 된다.

본 고안은 순환펌프나 압축기를 사용하지 않기 때문에, 고전력을 필요로 하지 않게 된다.

또한 냉각팬등의 설치로 인한 부속장비가 필요없어서 추가 전력이나 장비의대형화의 염려가 없다.

냉소자의 온도를 효과적으로 낮추기 위해서는 열소자에서 발생하는 열을 낮춰야 하기 때문에, 냉열소자와 히트파이프의 동시사용으로 냉열소자가 적정온도를 유지하게되며, 온도조절장치의 간단한 조작으로 온도설정이 자유롭다.

Claims (1)

1. 시트쿠션의 열을 효과적으로 분산, 전달하기 위하여 방열판을 시트쿠션의 하단부에 접합시킨다. 방열판의 하단 중앙에 일정크기의 냉열소자의 냉소자쪽을 부착하여 방열판의 열을 흡수하도록하여 방열판의 온도를 하강시키고, 냉소자에서 흡수한 열을 방출하는 열소자쪽의 열을 효과적으로 발열시키기위해 히트파이프를 접합하여 열을 대기중으로 분산시키는 장치로서 냉열소자와 히트파이프의 상호작용으로 냉열소자의 냉각시 발생하는 열을 히트파이프로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 저전력 냉각시스템.