KR20090011449A - 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오토바이 탑승자 보호용 헬멧에 관한 것으로서, 특히 열전반도체의 냉각특성과 이장치의 효과적인 냉각성능을 유지, 향상시켜주기 위한 공기역학적인 장치를 부가한 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧에 관한 것이다.

본 발명은 기존의 헬멧과 냉각특성을 유지시키기위한 열전반도체 부분과 냉각된 매체로부터 전달되는 차가운 냉기를 전달하여주는 부분과 이 장치로 인하여 발생되는 냉기를 헬멧내에서 효과적으로 순환시켜줄 수 있는 공기흐름통로 부분과 사용후 다시 더워진 공기의 효과적인 헬멧 외부로의 배출을 위한 헬멧 내부와 외부 사이 공기의 압력차를 이용한 배출부분과 이 배출된 공기와 헬멧 외부에 형성된 공기 흐름을 이용하여 상기 열전반도체에서 발생 되는 열기를 냉각시켜주는 장치 등으로 구성되어있으며, 본 장치는 오토바이의 발전기로부터 전원을 공급받아 작동한다.

기존의 헬멧 착용시의 헬멧 내의 공기 흐름이 원활하지 못함으로 인한 덥고 불쾌한 착용감으로부터, 본 발명품을 더운 날씨에 착용하여도 사용자의 머리 부분을 쾌적하게 유지시켜줄 수 있도록 발명된 장치이다.

헬멧, 열전반도체

Description

냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧{Cooling System Attached Safety Helmet for Motorcycle Driver}

본 발명은 오토바이를 탑승할 때 탑승자의 신체보호를 위해 항시 착용하도록 요구되고 있는 오토바이용 헬멧의 내부를 냉각시키는 것이 가능한 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 헬멧 본체 내에 열전반도체가 설치되어 헬멧 본체의 내부로 냉기를 공급하고 외부로 열기를 배출시키게 되어 운행중 헬멧착용자의 머리 부분을 쾌적하게 유지시켜 주는 것이 가능하게 된 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧에 관한 것이다.

일반적으로, 오토바이를 가동시킬 경우에는 오토바이의 운전자나 동승자는 오토바이의 사고 발생시를 대비하여 머리에는 머리를 충격으로부터 보호할 수 있도록 헬멧을 착용하는 것을 법적으로 강제하고 있다.

그러나 이러한 오토바이용 헬멧은 합성수지로 투박하게 만들어지고 있으므로 사용자의 머리를 보호할 수는 있으나, 날씨가 더운 하절기에는 헬멧의 내부의 온도가 급격하게 높아지게 되어 오토바이의 운전자에게는 헬멧 내부의 온도가 거의 40℃에 가깝게 올라가게 되므로 오토바이의 운전자는 고문에 가까운 더위를 느끼게 되어 오토바이용 헬멧을 벗어 운행중의 시원한 바람을 직접 머리에 닿게 하고 싶은 충동을 강하게 느끼고 있는 실정이다.

그리고, 이러한 오토바이용 헬멧은 그 구조상 헬멧 내부의 온도를 감소시킬 적당한 방법이 없으므로 헬멧의 착용시 내부공기의 배출이 효과적으로 이루어지지 못함으로 인하여 헬멧 전방에 구비되어있는 에어쉴드 부위에 김이 서리고 내부의 습기가 많고 더운 공기로 인한 불쾌감으로 인하여 특히 하절기에는 헬멧의 착용이 더욱 기피되고 있는 실정이다.

최근에는 오토바이용 헬멧 내부에 외부공기를 유입시켜 이러한 불편함을 해소 시키고자 하고 있으나, 특히 여름철의 뜨거운 날씨와 높은 습도로 인하여 이러한 불편한 점의 해소에는 한계가 있는 것이다.

본 발명의 목적은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 헬멧의 착용자가 오토바이를 운행중 전방으로부터 불어오는 바람이 헬멧의 외부윤곽선을 따라 헬멧에 설치된 바람통로를 지날 때 베르누이의 정리에 의한 전압과 바람통로 사이의 압력차이로인하여 헬멧 내부의 공기가 자연스럽게 헬멧 외부로 유출되도록 바람통로를 마련하므로서 하절기에도 시원한 상태로 편안하게 헬멧을 착용하고 운행할 수 있게 되어 운전자의 안전도 보호하고 헬멧의 내부의 냉각된 공기로 인하여 편안한 상태로 운전하는 것이 가능한 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은 사용자의 머리가 삽입되는 공간인 삽입공간부가 형성되고 상부와 측면에 후방으로 통하는 공기통로가 형성된 헬멧본체와, 상기 헬멧본체의 상기 공기통로와 소통되는 냉각시스템이 구비되고, 상기 냉각시스템은 상기 공기통로와 통하는 위치에 발열되는 발열부가 위치되고 상기 발열부의 하부에는 냉각부가 위치되며, 상기 냉각부에서 발생된 냉기가 사용자의 머리로 공급되게 냉기를 발생시키는 열전반도체와, 상기 열전반도체의 냉각부에서 발생된 냉기가 사용자의 머리로 고르게 전달되도록 하는 다수의 냉기통로와, 상기 헬멧본체의 공기통로와 상기 냉기통로를 연통시키는 베르누이통로를 포함하는 것으로 구성되며 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧에 의하여 달성된다.

본 발명은 헬멧 착용시에 오토바이 자체의 전원을 사용하는 열전반도체 냉각시스템과 이 열전반도체의 냉각부에 접합되어져있는 냉각용파이프를 이용하여 그 헬멧 내부에서 발생하는 덥고 습기가 많은 공기의 온도와 습도를 적절히 낮추어줌과 동시에 헬멧내부의 더워진 공기가 헬멧주위를 흐르는 외부공기와 헬멧내부 공기와의 공기압력차를 이용한 헬멧상부에 위치한 베르누이통로를 통하여 자연스럽게 배출됨으로인하여 쾌적하고 시원한 느낌을 헬멧 착용자에게 줄수있다.

또한 이로 인한 우천시에 윈드실드부분의 김서림도 방지하여 헬멧착용자의 시야 확보성을 우수하게 하여 보다 안전한 운행을 돕게된다.

본 발명의 일실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧(A)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자의 머리가 삽입되는 공간인 삽입공간부(11)가 형성되고 상부와 측면에 후방으로 통하는 공기통로(12)가 형성된 헬멧본체(1)와, 상기 헬멧본체(1)의 상기 공기통로(12)와 소통되는 냉각시스템(2)이 구비되어 있다.

본 실시예에서 상기 헬멧본체(1)의 전방의 상부와 측면에는 주행중 공기가 흡입되는 공기통로(12)의 공기흡입구(121)가 3부분이 형성되어 있고, 상기 헬멧본체(1)의 후방에는 주행중 공기가 배출되는 공기통로(12)의 공기배출구(122)가 형성되어 있다.

상기 공기통로(12)의 공기배출구(122)에 인접하게는 냉각시스템(2)이 배치되어 있다.

상기 냉각시스템(2)은 상기 공기통로(12)와 통하는 위치에 발열되는 발열부(20a)가 위치되고 상기 발열부(20a)의 하부에는 냉각부(20b)가 위치되며 상기 냉각부(20b)에서 발생된 냉기가 사용자의 머리로 공급되게 냉기를 발생시키는 열전반도체(20)와, 상기 열전반도체(20)의 냉각부(20b)에서 발생된 냉기가 사용자의 머리로 고르게 전달되도록 하는 다수의 냉기통로(21)와, 상기 헬멧본체(1)의 공기통로(12)와 상기 냉기통로(21)를 연통시키는 베르누이통로(22)를 포함한다.

상기 열전반도체(20)는 일면은 발열되고 일면은 냉각되는 열전반도체가 사용되고 있으며, 상기 열전반도체(20)의 상기 발열부(20a)는 열기의 방출이 용이하도록 방출면적이 확대되는 냉각핀의 구조로 형성되어 있고, 냉각핀은 상기 공기통 로(12)의 공기배출구(122)에 돌출되게 형성되어 주행중 공기의 유속이 빠르게 공기통로(12)를 흐르는 공기에 의하여 용이하게 냉각되는 구조이다.

상기 열전반도체(20)의 상기 냉각부(20b)는 하부에 냉각공기가 발생되도록 저온으로 유지되고, 냉각된 공기는 다수의 냉기통로(21)를 통하여 헬멧본체(1)의 내부로 공급되어 헬멧착용자의 머리를 냉각시키게 된다.

상기 냉각시스템(2)의 상기 냉기통로(21)는 상기 헬멧본체(1)의 내부의 삽입공간부(11)의 내표면상에 우산살 형태로 형성된 요홈(111)내에 상기 요홈(111)의 형상에 대응하게 우산살 형태로 배치된 냉각파이프(211)로 이루어지고, 상기 각 냉각파이프(211)를 통하여 헬멧본체(1)의 내부의 요홈(111)내 공기는 냉각된다.

상기 요홈(111)내의 냉각된 공기는 상기 냉기통로(21)를 따라 헬멧 착용자의 머리와 접촉을 하게 되고, 접촉하여 데워진 더운공기는 자연대류현상으로 냉기통로(21)위로 상승한다.

상기 냉기통로(21)의 윗부분에는 베르누이통로(22)가 위치하며 이 베르누이통로(22)를 통하여 헬멧외부의 공기통로(12)와 연결되어져 있으며, 공기통로(12)와 상기 냉기통로(21) 사이에 위치되는 베르누이통로(22)를 통하여 헬멧내의 공기가 헬멧외부로 유출된다.

상기 공기통로(12)의 전방부의 공기흡입구(121)에서 흡입된 공기는 헬멧본체(1)의 기본외형과 상기 공기통로(12)를 구성하는 외부 구조물(5)에 의하여 형성된 공기흐름통로를 따라 상기 베르누이통로(22)와 연결된 벤츄리 부분(123)을 지나 공기배출부(122)로 흘러나간다.

상기 공기흡입구(121)에서의 공기흐름 단면적은 상기 벤츄리부분(123)에서 가장 좁아지며 상기 공기배출부(122)로 가면서 점점 넓어진다. 따라서 공기흡입구(121)에서 흡입된 공기의 유속은 벤츄리부분(123)에서 가장 빨라지고 베르누이정리에 의해 벤츄리부분(123)에서의 공기압력이 가장 낮아지고 헬멧내부와의 압력차가 커지므로 해서 헬멧내부의 상기 공기통로(12)의 공기가 상기 베르누이통로(22)를 거쳐 헬멧 밖으로 분출된다.

열전반도체(20)의 발열부(20a)를 공기의 흐름상 벤츄리부분(123)의 뒷쪽인 공기배출부(122)에 위치시킴으로 해서 벤츄리부분을 지난 공기가 뒷부분으로 가면서 팽창을 하게 되고 이 공기의 흐름은 난류를 형성하게 되어 발열(20a)부에 위치한 냉각핀이 보다 흐르는 공기에 많이 접촉할 수 있게 하여준다.

상기 열전반도체(20)의 냉각부(20b)에 접합되어 요홈(111)의 형상에 대응하게 우산살 형태로 만들어져 배치된 냉각파이프(211)는 열전달의 효율성을 높이고 무게를 줄이기 위해 알루미늄 재질을 사용한다.

상기 공기통로(12)에 있던 공기의 원활한 배출을 위하여 헬멧 전면부의 좌우측면부에는 외부의 공기가 공기통로(12)에 접촉되도록 공기유입구(131)를 위치시킨다.

상기와 같은 구조로 구성된 본 발명의 작동 실시예를 설명하면 다음과 같다.

오토바이 운전자가 이 헬멧을 착용하고 전원공급용 플러그를 오토바이의 전원공급장치에 연결시키면서 열전반도체(20)에 전원이 공급된다. 전원이 공급된 열전반도체는 헬멧외측면의 발열부(20a)가 고온으로 되고 헬멧내측면의 냉각부(20b) 는 저온상태를 유지하게 된다. 이때 저온상태의 냉각부에 열전도성이 우수한 알루미늄재질의 냉각파이프(211)를 연결시켜서 헬멧내부에 골고루 냉기가 전달 될 수 있도록하고 열전달로 인하여 다시 데워진 냉각부(20b)의 열을 열전반도체의 발열부(20a)에서 흡수하며 발열부에서 더 뜨거워진 열기는 헬멧 외부에 부착된 방열핀을 통하여 냉각되는 과정이 반복되므로 해서 상기의 열전반도체의 특성을 이용하여 헬멧내부의 열을 식혀줄 수가 있게 된다.

또한 주행중 공기흡입구(121)를 통하여 유입된 외부공기는 공기통로(12)를 따라 흐르면서 냉각파이프(211)와 접촉을 하면서 냉각되어 지고 헬멧착용자의 머리부분과 접촉하면서 데워지는 과정을 거치면서 공기통로(12)의 상부에 위치한 베르누이통로(22)를 거쳐 데워진 공기는 헬멧 밖으로 자연스럽게 분출된다. 이 과정에서 헬멧내의 공기가 자연스럽게 냉각되고 또한 헬멧의 에어쉴드를 작동했을 때 헬멧내의 습도도 낮추어져 에어쉴드에서의 김서림 현상의 방지와 함께 쾌적한 상태를 유지하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧의 사시도

도 2는 도 1에 도시된 I-I선을 따라 취한 헬멧의 개략적인 종단면도

도 3은 도 2에 도시된 II-II선을 따라 취한 헬멧의 개략적인 횡단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 헬멧본체 2. 냉각시스템 11. 삽입공간부

12. 공기통로 20. 열전반도체 21.냉기통로

22. 베르누이통로 121.공기흡입구 122. 공기배출구

123.벤츄리 부분 211.냉각파이프

Claims (3)

1. 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧(A)에 있어서,

   상기 오토바이용 헬멧(A)은 사용자의 머리가 삽입되는 공간인 삽입공간부(11)가 형성되고 상부와 측면에 후방으로 통하는 공기통로(12)가 형성된 헬멧본체(1)와, 상기 헬멧본체(1)의 상기 공기통로(12)와 소통되는 냉각시스템(2)이 구비되어 있고,

   상기 헬멧본체(1)의 전방의 상부와 측면에는 주행중 공기가 흡입되는 공기통로(12)의 공기흡입구(121)가 형성되어 있고, 상기 헬멧본체(1)의 후방에는 주행중 공기가 배출되는 공기통로(12)의 공기배출구(122)가 형성되어 있고,

   상기 공기통로(12)의 공기배출구(122)에 인접하게는 냉각시스템(2)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각시스템(2)은 상기 공기통로(12)와 통하는 위치에 발열되는 발열부(20a)가 위치되고 상기 발열부(20a)의 하부에는 냉각부(20b)가 위치되며 상기 냉각부(20b)에서 발생된 냉기가 사용자의 머리로 공급되게 냉기를 발생시키는 열전반도체(20)와, 상기 열전반도체(20)의 냉각부(20b)에서 발생된 냉기가 사용자의 머리로 고르게 전달되도록 하는 다수의 냉기통로(21)와, 상기 헬멧본체(1)의 공기통 로(12)와 상기 냉기통로(21)를 연통시키는 베르누이통로(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각시스템(2)의 냉기통로(21)는 알루미늄재질의 냉각파이프(211)가 사용된 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧.

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