KR20090121614A - 차량용 냉온장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 냉온장고에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은, 냉장고와 온장고를 동시에 사용할 수 있고, 엔진 정지시에도 보온이 지속되는 차량용 냉온장고를 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명은, 압축공기가 전달되는 압축공기전달관, 상기 압축공기전달관에 연결되어 상기 압축공기가 유입되면 고온 및 저온의 공기를 동시에 유출시키는 보텍스튜브, 상기 보텍스튜브에 연결되어 상기 고온 및 저온의 공기가 이동되는 공기관, 및 상기 공기관에 연결되어 상기 고온 및 저온의 공기에 의해 동시에 각각 냉각 또는 가열되는 적어도 두 개 이상의 챔버를 가지는 저장고를 포함한다.

차량용 냉온장고, 보텍스튜브

Description

차량용 냉온장고 { Cooling And Heating Cabinet Apparatus For Vehicle }

본 발명은 차량용 냉온장고에 관한 것으로서, 특히, 냉장고와 온장고를 동시에 사용할 수 있는 차량용 냉온장고에 관한 것이다.

현대인은 일상생활에서 거의 매일 차량을 사용하고 있으며, 교통 혼잡으로 인하여 차량에서 보내는 시간이 날로 늘어나고 있고, 장거리 여행이나 출장을 가는 경우도 빈번해지고 있다. 이러한 차량의 편의시설로 더운 여름에 시원한 음료 또는 음식물을 보관하거나, 추운 겨울에 따뜻한 음료나 음식물 등을 보관하기 위해 냉온장고를 차량에 탑재하게 된다.

종래에는 장거리 여행시 음식물을 보관하기 위하여 아이스박스 또는 소형 냉장고를 사용했었다. 하지만 아이스박스는 주기적으로 얼음을 갈아주어야 하며, 일정온도를 유지하는 것이 어렵고, 소형 냉장고는 부피를 많이 차지하고, 소음이 있으며, 과부하로 인한 차량 배터리 방전을 유발시킬 수 있고, 냉매가스로 쓰이는 후레온 가스의 사용으로 오존층 파괴와 같은 환경오염이 심각해지고 있는 등 여러 가 지 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 차량내부의 설치공간의 협소성 및 환경친화적인 요소를 고려하여 열전모듈을 사용하는 차량용 냉온장고가 사용되어 왔다.

종래의 차량용 냉온장고는 음료 또는 음식물이 저장되는 저장고, 상기 저장고의 외측면에 고정 결합되어 상기 저장고 또는 외부의 열을 전달시키는 열전도금속블록, 상기 열전도금속블록에 부착되어 일면 및 타면에서 각각 흡열 및 방열이 동시에 발생되는 열전모듈을 포함하여 구성된다.

상기 열전모듈은 서로 다른 두 P형 및 N형의 열전 반도체 소자로 구성되고, 전류가 흐르면 펠티에(Peltier) 효과에 의해 양단에서 각각 흡열 또는 발열현상이 동시에 발생된다. 이 방법은 공간적으로 제한이 있거나 프레온 냉매(CFC)를 쓸 수 없는 여러 부속품에 쓰이고 있다. 열전 모듈은 직류 전류에 의해 작동되며 냉각기, 또는 전류 방향을 반대로 바꿈으로써, 히터로도 사용 가능하다.

이와 같이 구성되는 종래의 차량용 냉온장고의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 냉장고로 이용될 때에, 저장고 내부의 열은 열전도금속블록을 통해 열전모듈로 전달되고, 열전모듈은 열전도금속블록에 부착된 면으로 흡열작용을 하고 반대면으로 방열작용을 함으로써, 저장고는 내부의 열이 외부로 방출되어 냉장기능이 유지된다.

한편, 온장고로 이용될 때에, 열전모듈의 흡열작용에 의해 외부에서 흡수된 열은 열전모듈의 방열작용에 의해 열전도금속블록으로 방출되고 저장고 내부로 전 달됨으로써, 저장고는 외부에서 열이 전달되어 온장기능이 유지된다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래의 차량용 냉온장고는, 열전모듈이 전류 방향에 의해 냉각기 또는 히터의 기능을 함으로써, 저장고가 냉장 또는 온장 중 어느 하나의 기능으로만 사용해야 하는 제한이 있다.

또한, 종래의 차량용 냉온장고는 차량의 배터리나 발전 시스템으로부터 전원을 공급받아 열전변환에 따라 냉장 또는 온장 효과를 얻는 것으로써, 차량에 시동이 걸린 이후부터 사용 가능한 단점이 있다.

또한, 종래의 차량용 냉온장고는 일정시간안에 효과적으로 냉온장고의 내부 온도가 떨어지거나 높아지지 않으면 승차자가 탑승하여 있는 동안에 이를 이용할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 냉온장고가 제기능을 하기 위해서는 가능한 빠른 시간안에 목표온도에 도달할 수 있는 냉각 또는 가열 성능을 갖춰야 하는 것이다.

또한, 종래의 차량용 냉온장고는 열전모듈을 사용함으로써, 제조비용이 고가인 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 보텍스튜브를 포함하고, 보텍스튜브와 저장고 사이에 유체가 채워지며, 차량의 압축기에서 생성되는 압축공기를 이용하며 전자부품을 사용하지 않고 간단하게 구성되는 차량용 냉온장고를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축공기가 전달되는 압축공기전달관, 상기 압축공기전달관에 연결되어 상기 압축공기가 유입되면 고온 및 저온의 공기를 동시에 유출시키는 보텍스튜브, 상기 보텍스튜브에 연결되어 상기 고온 및 저온의 공기가 이동되는 공기관, 및 상기 공기관에 연결되어 상기 고온 및 저온의 공기에 의해 동시에 각각 냉각 또는 가열되는 적어도 두 개 이상의 챔버를 가지는 저장고를 포함한다.

상기 압축공기는 차량의 압축기의 압축공기인 것이 바람직하다.

상기 고온챔버 및 저온챔버는 박스 형태로 형성되거나, 컵 홀더 형태로 형성되는 것이 좋다.

상기 보텍스튜브와 상기 저장고 사이에는 유체가 배치되어, 상기 보택스튜브의 외면의 열이 상기 저장고에 전달되도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 냉온장고에 의하면 냉장기능 및 온장기능을 동시에 이용할 수 있으며, 차량의 엔진이 작동되는 순간 고온 및 저온을 즉시 얻을 수 있고, 차량의 엔진이 작동정지되어도 보온이 유지되며, 간단한 구조로 설치되어 제조비용이 저가인 효과가 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 냉온장고를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 냉온장고의 구조도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 보텍스튜브의 구조도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 냉온장고는 일단이 차량의 압축기(1)에 연결되어 압축공기가 전달되는 압축공기전달관(100), 상기 압축공기전달관(100)에 연결되어 압축공기전달관(100)을 통해 상기 압축공기가 유입되면 고온 및 저온의 공기를 동시에 유출시키는 보텍스튜브(200), 일단이 상기 보텍스튜브(200)에 연결되어 상기 고온 및 저온의 공기가 이동되는 공기관(300), 및 상기 공기관(300)을 통해 이동된 상기 고온 및 저온의 공기에 의해 동시에 각각 냉각 또는 가열되는 적어도 두 개 이상의 챔버를 가지는 저장고(400)를 포함하여 구성된다.

상기 압축공기전달관(100)는 일단이 차량의 압축기(1)에 연결되고 타단이 상기 보텍스튜브(200)에 연결되어, 압축기(1)의 압축공기가 보텍스튜브(200)로 전달되는 통로가 된다. 상기와 같은 구성의 차량용 냉온장고는 상기 압축공기전달관(100)만 기존의 차량내부로 설치하면 되므로 기존의 차량구조를 많이 변경하지 않아도 적용가능하다.

도 2를 참조하면, 상기 보텍스튜브(200)는 일측에서 타측으로 지름이 커지는 파이프 형태로 형성되어, 일측 단부면에 상기 압축기(1)의 압축공기가 유입되는 유입구(210)가 형성되고, 내부에 상기 유입구(210)를 통해 유입된 압축공기가 와류를 일으키는 보텍스회전실(220)이 형성되며, 양단에 고온의 공기가 유출되는 고온출구(230) 및 저온의 공기가 유출되는 저온출구(240)가 형성된다. 그리고, 고온출구(230) 측에는 고온의 공기 유출량을 선택적으로 조절할 수 있도록 조절밸브(250)가 설치된다.

여기서, 상기 고온출구(230)는 유입구(210)의 반대측에 형성되고, 상기 저온출구(240)는 유입구(210) 측에 형성된다.

상기 보텍스튜브(200)는 보통의 압축공기(3-10kg/cm²)가 공급되면 전기나 어떤 약품도 필요없이 스스로 냉기, 온기의 기류로 분리해내며, 응답성이 뛰어난 냉각장치이다. 압축공기가 상기 압축공기전달관(100)을 통해 상기 보텍스튜브(200)로 공급되면 일차적으로 상기 보텍스회전실(220)에 투입되어 1,000,000 RPM으로 초고속 회전을 하게 된다. 이 회전공기는 1차 와류를 형성하면서 고온출구(230) 쪽으로 향하다가, 일부는 조절밸브(250)에 의해 고온출구(230)로 배출되고, 나머지 공기는 조절밸브(250)에서 회송되어 2차 와류를 형성하면서 저온출구(240)로 배출된다. 이때, 2차 와류는 1차 와류의 안쪽에 있어, 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 저온출구(240) 쪽으로 향하게 된다.

상기 공기관(300)은 상기 고온출구(230) 및 저온출구(240)로 유출된 고온, 저온의 공기가 이동되는 파이프 형태의 통로로써, 상기 고온출구(230)에 연결된 고 온공기관(310)과 상기 저온출구(240)에 연결된 저온공기관(320)으로 구성된다.

상기 저장고(400)는 상기 고온공기관(310)과 연결되어 고온의 공기에 의해 가열되는 고온챔버(410)와 상기 저온공기관(320)과 연결되어 저온의 공기에 의해 냉각되는 저온챔버(420)가 형성된다. 상기 고온챔버(410) 및 저온챔버(420)는 박스 형태로 형성되고 각각 문과 같은 개폐부재(미도시)가 설치된다. 또는, 상기 고온챔버(410) 및 저온챔버(420)는 컵 홀더 형태로 형성되어 음료가 담긴 컵을 걸어 사용할 수도 있다.

차량의 엔진이 정지된 상태에서도 상기 저장고(400)의 보온효과를 유지시키기 위하여, 상기 보텍스튜브(200)는 유체로 채워진 하우징(500)에 위치되고, 상기 하우징(500)은 상기 저장고(400)와 접촉되도록 배치된다. 이로써, 상기 보텍스튜브(200)와 상기 저장고(400)의 사이에는 유체가 배치되어 차량의 엔진이 정지된 상태에서도 상기 저장고(400)의 보온효과가 유지될 수 있다. 즉, 차량의 엔진이 작동한 상태에서, 상기 보텍스튜브(200)는 상기 보텍스회전실(220)의 고온공기의 흐름으로 인해 그 외면이 가열된다. 이때, 차량의 엔진이 작동을 멈추어 보텍스튜브(200)로의 압축공기 유입이 중단되어도, 보텍스튜브(200)의 가열된 외면에 접촉되어 있는 유체(500)는 그 온도를 유지하게 되고, 유체(500)에 접촉된 저장고(400)는 보온효과를 유지할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 냉온장고의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 차량의 엔진이 작동하여 압축기(1)의 압축공기가 압축공기전달관(100)을 통해 보텍스튜브(200)의 유입구(210)로 유입된다.

유입된 압축공기는 보텍스회전실(220)에서 1차 와류를 형성하면서 온도가 높아진 상태에서 고온출구(230) 쪽으로 향하다가, 일부는 조절밸브(250)에 의해 고온출구(230)로 배출되고, 나머지 공기는 조절밸브(250)에서 회송되어 2차 와류를 형성하면서 온도가 낮아진 상태로 저온출구(240)로 배출된다.

고온출구(230) 및 저온출구(240)로 배출된 고온 및 저온의 공기는 각각 고온공기관(310) 및 저온공기관(320)을 통해 저장고(400)로 전달되어, 고온챔버(410) 및 저온챔버(420)를 가열, 냉각시킨다.

상기와 같은 과정으로, 저장고(400)의 고온챔버(410) 및 저온챔버(420)는 응답성이 뛰어난 보텍스튜브(200)로 인해 엔진이 작동하자마자 바로 제기능을 할 수 있게 된다.

이때, 차량의 엔진이 정지되면, 상기 보텍스튜브(200)로의 압축공기 유입이 중단되어 고온 및 저온 공기를 얻을 수 없게 된다. 하지만, 엔진 작동시 1차 와류로 인해 상기 보텍스튜브(200)의 외면이 가열되고 그 외면에 접촉된 유체(500)가 함께 가열되어, 엔진이 정지되어도 가열된 유체(500)로 인해 유체(500)에 접촉된 저장고(400)는 보온효과가 유지된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량용 냉온장고의 구조도.

도 2는 본 발명에 적용되는 보텍스튜브의 구조도.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1 : 압축기 100 : 압축공기전달관

200 : 보텍스튜브 210 : 유입구

220 : 보텍스회전실 230 : 고온출구

240 : 저온출구 250 : 조절밸브

300 : 공기관 310 : 고온공기관

320 : 저온공기관 400 : 저장고

410 : 고온챔버 420 : 저온챔버

500 : 하우징

Claims (5)

1. 압축공기가 전달되는 압축공기전달관;

   상기 압축공기전달관에 연결되어, 상기 압축공기가 유입되면 고온 및 저온의 공기를 동시에 유출시키는 보텍스튜브;

   상기 보텍스튜브에 연결되어, 상기 고온의 공기가 이동되는 고온공기관;

   상기 보텍스튜브에 연결되어, 상기 저온의 공기가 이동되는 저온공기관; 및

   상기 고온공기관에 연결되어 상기 고온의 공기에 의해 가열되는 고온챔버 및 상기 저온공기관에 연결되어 상기 저온의 공기에 의해 냉각되는 저온챔버를 가지는 저장고;를 포함하여 구성되는 차량용 냉온장고.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축공기는 차량의 압축기의 압축공기인 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장고.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고온챔버 및 저온챔버는 박스 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장고.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고온챔버 및 저온챔버는 컵 홀더 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장고.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 보텍스튜브와 상기 저장고 사이에는 유체가 배치되어, 상기 보택스튜브의 외면의 열이 상기 저장고에 전달되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장고.

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