KR20090121601A - 냉온장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 냉온장장치는, 냉각 또는 가열 대상물을 담기 위한 저장박스; 및 흡열면과 발열면을 갖는 열전소자가 구비되어, 상기 흡열면과 발열면 중 어느 일면이 상기 저장박스의 내부를 향할 수 있도록 회전 가능한 구조로 상기 저장박스에 결합되는 가열 및 냉각수단;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 냉온장장치는, 사용자의 선택에 따라 열전소자의 흡열면이 저장박스를 향하거나 열전소자의 발열면이 저장박스를 향하도록 구성되므로 냉장과 온장의 기능을 모두 구현할 수 있고, 모든 열전소자를 냉장용과 온장용 겸용으로 사용할 수 있으므로 열전소자의 활용 효율이 극대화되며, 내부구성이 간단해지므로 제조비용 절감 및 제품의 소형화가 가능해진다는 장점이 있다.
냉온장, 저장박스, 열전소자, 회전, 흡열면, 발열면, 공기유입

Description

냉온장장치{Cooling and heating cabinet}
본 발명은 열전소자를 이용하는 차량용 냉온장장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열전소자가 흡열면과 발열면 중 어느 일면이 저장박스를 향할 수 있도록 회전 가능한 구조로 장착되어 사용자의 선택에 따라 냉장고 또는 온장고로 사용할 수 있는 냉온장장치에 관한 것이다.
오늘날, 자동차는 자가용 승용차 및 레져(Leisure)용 차량의 보급이 증가함에 따라 대중에게 있어서 필수품화 되고 있으며, 집과 같이 편안한 느낌을 제공받을 수 있도록 여러 가지의 편의시설이 구비되도록 제작되고 있다.
따라서 이러한 편의시설들은 자동차의 선택에 있어서 차지하는 중요한 요소로 대두되는 추세에 있다.
상기 편의시설은 다양한 것이 있으나, 그 일례로 음료수나 음식물 등과 같은 내용물을 차갑게 하여 보관하는 쿨박스가 있다. 이러한 쿨박스는 기존의 냉장고를 소형화한 것으로, 기존의 냉장고와 작동원리, 형태 및 기능은 동일하고 단지 크기에 있어서만 차량 내부에 장착될 수 있도록 소형화한 것에 불과한 것이었다.
이러한 종래 쿨박스는 일반적인 냉장고와 동일한 시스템(System)을 가진 것이기 때문에 전원공급장치, 압축기 및 응축기 등을 포함하여 구비되고, 또한 이를 구동시키는 모터와 같은 구동장치도 구비하여야 하므로, 구조가 복잡해지고, 제한된 차량의 공간을 활용함에 있어서 그 공간 활용도가 매우 낮다는 것이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 압축기나 응축기와 같은 구성 없이도 내용물을 냉각시킬 수 있도록 열전소자를 이용한 쿨박스가 제안된 바 있다.
열전소자를 이용하여 내용물을 냉각시키도록 구성되는 쿨박스는, 열전소자에 전류를 인가하기 위한 배선 이외에는 별다른 부대 구성이 요구되지 아니하므로 구조가 매우 간단하고, 동작 시 진동 및 그에 따른 소음이 크게 발생되지 아니하며, 소형화가 가능해짐에 따라 그 활용도가 매우 크다는 장점이 있다.
그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 쿨박스는, 열전소자의 흡열면이 내용물 저장박스를 향하도록 고정 결합되어 있으므로 냉장고의 기능만을 구현할 수 있을 뿐, 온장고의 기능은 구현할 수 없다는 단점이 있다.
물론, 일부 열전소자는 흡열면이 저장박스를 향하도록 장착되고 나머지 열전소자는 발열면이 저장박스를 향하도록 장착되도록 구성되면, 각 열전소자들을 선택적으로 구동시킴으로써 냉장고 기능과 온장고의 기능을 모두 구현시킬 수 있으나, 이와 같은 경우 많은 수의 열전소자가 요구된다는 문제점이 있다. 또한 상기와 같은 경우 냉장에서 온장으로 기능을 변경시키거나 온장에서 냉장으로 기능을 변경시키는 경우, 저장박스 내부의 온도를 신속하게 변경시키는데 어려움이 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉장 시에는 열전소자의 흡열면이 저장박스를 향하도록 하고 온장 시에는 열전소자의 발열면이 저장박스를 향하도록 함으로써, 냉장고와 온장고 겸용으로 사용할 수 있도록 구성되는 냉온장장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 냉온장장치는,
냉각 또는 가열 대상물을 담기 위한 저장박스; 및
흡열면과 발열면을 갖는 열전소자가 구비되어, 상기 흡열면과 발열면 중 어느 일면이 상기 저장박스의 내부를 향할 수 있도록 회전 가능한 구조로 상기 저장박스에 결합되는 가열 및 냉각수단;
을 포함하여 구성된다.
상기 저장박스 내의 공기 온도와 상기 저장박스로 유입되는 공기의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함한다.
상기 저장박스 내의 공기 온도가 설정온도보다 높은 경우 상기 흡열면이 상기 저장박스를 향하고, 상기 저장박스 내의 공기 온도가 설정온도보다 낮은 경우 상기 발열면이 상기 저장박스를 향하도록, 상기 가열 및 냉각수단을 회전시키는 제어부를 더 포함한다.
상기 저장박스로 공기를 유입시키는 공기유입관과, 상기 저장박스 내의 공기를 외부로 유출시키는 공기유출관과, 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 개폐시키는 개폐밸브를 더 포함하고,
상기 개폐밸브는, 상기 저장박스로 유입되는 공기 온도가 저장박스 내의 공기온도와 설정온도 사이인 경우 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 개방시키도록 구성된다.
상기 개폐밸브는, 상기 저장박스 내의 공기와 상기 저장박스로 유입되는 공기의 온도차가 설정범위 이상인 경우 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 개방시키고, 상기 저장박스 내의 공기와 상기 저장박스로 유입되는 공기의 온도차가 설정범위 미만인 경우 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 폐쇄시키도록 구성된다.
본 발명에 의한 냉온장장치는, 사용자의 선택에 따라 열전소자의 흡열면이 저장박스를 향하거나 열전소자의 발열면이 저장박스를 향하도록 구성되므로 냉장과 온장의 기능을 모두 구현할 수 있고, 모든 열전소자를 냉장용과 온장용 겸용으로 사용할 수 있으므로 열전소자의 활용 효율이 극대화되며, 내부구성이 간단해지므로 제조비용 절감 및 제품의 소형화가 가능해진다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 냉온장장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 냉온장장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 냉온장장치에 포함되는 가열 및 냉각수단의 결합구조를 도시하는 부분사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 냉온장장치에 포함되는 가열 및 냉각수단의 구성을 도시하는 단면 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 냉온장장치는, 냉각 또 는 가열 대상물을 담기 위한 저장박스(100)와, 흡열면(212)과 발열면(214)을 갖는 열전소자(210)가 구비되어 상기 저장박스(100)의 바닥면에 형성된 저장박스 개구부(110)에 결합되는 가열 및 냉각수단(200)을 포함하여 구성된다.
상기 저장박스(100)는 음료수나 음식물 등을 내부에 담을 수 있도록 내부 공간을 갖는 구조라면 어떠한 형상으로도 형성될 수 있으므로, 상기 저장박스(100)의 구조에 관한 상세한 설명은 생략한다.
또한 상기 가열수단은, 본 실시예에 도시된 바와 같이 사각 플레이트 형상뿐만 아니라 상면과 하면으로 각각 냉기와 온기를 발생시킬 수만 있다면 어떠한 형상으로도 변경될 수 있다.
이때 본 발명에 의한 냉온장장치는, 상기 가열 및 냉각수단(200)이 사용자의 선택에 따라 상기 열전소자(210)의 흡열면(212)과 발열면(214) 중 어느 일면이 상기 저장박스(100)의 내부를 향할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 회전 가능한 구조로 상기 저장박스(100)의 바닥면에 결합된다는 점에 가장 큰 특징이 있다.
따라서 본 발명에 의한 냉온장장치는, 열전소자(210)의 흡열면(212)이 저장박스(100)의 내부를 향하도록 상기 가열 및 냉각수단(200)이 회전되는 경우 저장박스(100) 내의 내용물을 차갑게 냉각시킬 수 있는 냉장고로 사용될 수 있고, 열전소자(210)의 발열면(214)이 저장박스(100)의 내부를 향하도록 상기 가열 및 냉각수단(200)이 회전되는 경우 저장박스(100) 내의 내용물을 따뜻하게 가열시킬 수 있는 온장고로 사용될 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 냉온장장치는 열전소자(210)와 상기 열전소자(210)를 회전시키기 위한 구성만으로 냉장고와 온장고의 기능을 모두 수행할 수 있으므로, 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기, 가열코일 등을 구비하는 종래의 냉온장고에 비해 구성이 매우 간단해지고, 이에 따라 제품의 제조비용이 현저히 절감될 뿐만 아니라 제품의 소형화가 가능해지므로 활용성이 매우 높아진다는 장점이 있다. 즉, 본 발명에 의한 냉온장장치는 차량의 내부에 장착되는 차량용 냉온장고뿐만 아니라 개인용 냉온장고 및 휴대용 냉온장고로도 구현될 수 있다.
본 발명에 의한 냉온장장치는, 상기 저장박스(100) 내의 공기 온도와 상기 저장박스(100)로 유입되는 공기의 온도를 측정하기 위한 온도센서(500)와, 가열 및 냉각수단(200)의 구동을 조작하기 위한 조작스위치(600)를 더 포함한다. 이와 같이 온도센서(500)가 구비되면, 사용자는 저장박스(100) 내의 온도를 정확하게 파악할 수 있으므로, 자신이 원하는 온도로 음료수 및 음식물을 냉각 또는 가열할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의한 냉온장장치는, 상기 저장박스(100) 내의 공기 온도가 설정온도보다 높은 경우 상기 흡열면(212)이 상기 저장박스(100)를 향하고 상기 저장박스(100) 내의 공기 온도가 설정온도보다 낮은 경우 상기 발열면(214)이 상기 저장박스(100)를 향하도록, 상기 가열 및 냉각수단(200)을 회전시키는 제어부를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 제어부가 구비되면, 사용자는 자신이 원하는 온도 즉, 설정온도로 저장박스(100) 내의 온도가 자동으로 조절되므로, 사용이 보다 편리해 진다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의한 냉온장장치를 온장고로 사용하다가 냉장고로 사용하고자 하는 경우에는, 상기 저장박스(100) 내의 온도가 이미 높아진 상태이므로 상기 열전소자(210)의 흡열면(212)을 저장박스(100) 내부로 향하도록 한 후 기동시키더라도 상기 저장박스(100) 내의 온도를 원하는 설정온도까지 낮추는 데에는 많은 시간이 소요된다. 반대로, 본 발명에 의한 냉온장장치를 냉장고로 사용하다가 온장고로 사용하고자 하는 경우에도 상기 저장박스(100) 내의 공기 온도를 설정온도까지 높이는 데에 많은 시간이 소요된다.
즉, 이와 같은 경우에는 저장박스(100) 내의 공기를 저장박스(100) 외부로 배출시켜버리고 새로운 외부공기를 저장박스(100) 내에 채운 후, 상기 열전소자(210)를 기동하여 저장박스(100) 내의 공기를 냉각 또는 가열시킴이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의한 냉온장장치는 상기 언급한 바와 같이 저장박스(100) 내의 공기를 보다 빠르게 외부로 배출시킬 수 있도록, 상기 저장박스(100)의 일측(본 실시예에서는 저장박스(100)의 바닥면)에 결합되는 에어덕트(300)와, 양단이 상기 에어덕트(300)의 유입구 측과 상기 저장박스(100)에 결합되어 상기 저장박스(100)로 공기를 유입시키는 공기유입관(410)과, 양단이 상기 에어덕트(300)의 유출구 측과 상기 저장박스(100)에 결합되어 상기 저장박스(100) 내의 공기를 외부로 유출시키는 공기유출관(420)과, 상기 공기유입관(410)과 상기 공기유출관(420)을 개폐시키는 개폐밸브(430)를 추가로 구비하도록 구성됨이 바람직하다.
이와 같이 상기 저장박스(100)에 공기유입관(410)과 공기유출관(420)이 구비되면, 상기 저장박스(100) 내에 공기를 외부로 배출시키고 상기 에어덕트(300)를 통해 유입되는 외부공기를 상기 저장박스(100) 내로 유입시킬 수 있으므로, 저장박스(100) 내의 공기온도가 외부공기온도보다 설정온도와 더 많이 차이 나는 경우 상기 저장박스(100) 내의 공기를 보다 빠르게 설정온도로 맞출 수 있게 된다는 장점이 있다.
이때 저장박스(100) 내의 공기온도가 외부공기온도보다 설정온도에 가까운 경우에는 외부공기를 저장박스(100) 내로 유입시키는 것이 오히려 비효율적이므로, 상기 개폐밸브(430)는 상기 저장박스(100)로 유입되는 공기 온도가 저장박스(100) 내의 공기온도와 설정온도 사이인 경우에만 상기 공기유입관(410)과 상기 공기유출관(420)을 개방시키도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 외부공기를 저장공간 내로 유입시키는 조작만으로 상기 저장공간 내의 공기 온도를 외부공기온도와 완전히 일치시키는 데에는 많은 시간이 소요되는데, 이와 같이 외부공기를 유입시키는 시간이 지나치게 길어지면 상기 저장박스(100) 내의 공기온도를 설정온도로 냉각 또는 가열시키는데 너무 많은 시간이 소요된다.
따라서 상기 개폐밸브(430)는 어느 정도 외부공기가 저장박스(100) 내로 유입되었을 때 상기 공기유입관(410)과 공기유출관(420)을 폐쇄시키도록 구성됨이 바람직하다.
즉, 상기 개폐밸브(430)는, 상기 저장박스(100) 내의 공기와 상기 저장박 스(100)로 유입되는 외부공기의 온도차가 설정범위 이상인 경우(저장박스(100) 내의 공기 온도와 외부공기의 온도차이가 큰 경우) 상기 공기유입관(410)과 상기 공기유출관(420)을 개방시키고, 상기 저장박스(100) 내의 공기와 상기 저장박스(100)로 유입되는 공기의 온도차가 설정범위 미만인 경우(저장박스(100) 내의 공기 온도와 외부공기의 온도차이가 적은 경우) 상기 공기유입관(410)과 상기 공기유출관(420)을 폐쇄시키도록 구성됨이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 의한 냉온장장치의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 냉온장장치에 포함되는 가열 및 냉각수단(200)은 회전샤프트(220)를 중심으로 회전 가능하도록 상기 저장박스(100)의 바닥면에 결합된다. 이때 상기 회전샤프트(220)는 별도의 구동수단에 의해 자동으로 회전되도록 구성될 수도 있고, 사용자가 직접 수동으로 회전시킬 수 있도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 회전샤프트(220)를 회전시키는 구조는 이미 여러 가지 다양한 구조로 구현되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한 상기 각 가열 및 냉각수단(200)들은 본 실시예에 도시된 바와 같이 하나의 회전샤프트(220)에 공통으로 결합되어 일체로 회전되도록 구성될 수도 있고, 각각 개별적으로 회전되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 에어덕트(300)는, 가열 및 냉각수단(200)이 회전될 때 상기 가열 및 냉각수단(200)이 간섭되지 아니하도록, 상기 가열 및 냉각수단(200)과 대응되는 부위에 에어덕트 개구부(310)가 형성됨이 바람직하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 냉온장장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 냉온장장치에 포함되는 가열 및 냉각수단의 결합구조를 도시하는 부분사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 냉온장장치에 포함되는 가열 및 냉각수단의 구성을 도시하는 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 냉온장장치의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 저장박스 110 : 저장박스 개구부
200 : 가열 및 냉각수단 210 : 열전소자
212 : 흡열면 214 : 발열면
300 : 에어덕트 310 : 에어덕트 개구부
410 : 공기유입관 420 : 공기유출관
430 : 개폐밸브 500 : 온도센서
600 : 조작스위치

Claims (5)

  1. 냉각 또는 가열 대상물을 담기 위한 저장박스; 및
    흡열면과 발열면을 갖는 열전소자가 구비되어, 상기 흡열면과 발열면 중 어느 일면이 상기 저장박스의 내부를 향할 수 있도록 회전 가능한 구조로 상기 저장박스에 결합되는 가열 및 냉각수단;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉온장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장박스 내의 공기 온도와 상기 저장박스로 유입되는 공기의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온장장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저장박스 내의 공기 온도가 설정온도보다 높은 경우 상기 흡열면이 상기 저장박스를 향하고, 상기 저장박스 내의 공기 온도가 설정온도보다 낮은 경우 상기 발열면이 상기 저장박스를 향하도록, 상기 가열 및 냉각수단을 회전시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온장장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 저장박스로 공기를 유입시키는 공기유입관과, 상기 저장박스 내의 공기를 외부로 유출시키는 공기유출관과, 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 개폐시키는 개폐밸브를 더 포함하고,
    상기 개폐밸브는, 상기 저장박스로 유입되는 공기 온도가 저장박스 내의 공기온도와 설정온도 사이인 경우 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 개방시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉온장장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐밸브는, 상기 저장박스 내의 공기와 상기 저장박스로 유입되는 공기의 온도차가 설정범위 이상인 경우 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 개방시키고, 상기 저장박스 내의 공기와 상기 저장박스로 유입되는 공기의 온도차가 설정범위 미만인 경우 상기 공기유입관과 상기 공기유출관을 폐쇄시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉온장장치.
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