KR20100009599U

KR20100009599U - 휴대용 쿨링 및 히팅 장치

Info

Publication number: KR20100009599U
Application number: KR2020090003276U
Authority: KR
Inventors: 김봉호; 마상동
Original assignee: 알투스주식회사
Priority date: 2009-03-21
Filing date: 2009-03-21
Publication date: 2010-09-30

Abstract

본 고안은 캔 혹은 음료용 병의 쿨러에 관한 것이다. 본 고안의 쿨러는 음료캔에 대한 쿨링(cooling) 또는 히팅(heating) 공간을 제공하는 알루미늄 계열의 용기와 바닥면에 열전도체와 열전소자, 방열판, 송풍 팬 등을 주요 구성으로 하여 직류전원을 이용하여 쿨링 또는 히팅하는 열전소자를 가동시켜 음료 캔을 포함한 다양한 제품에 대한 쿨링 또는 히팅을 하는 장치에 관한 고안으로 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 쿨링 또는 히팅 성능이 뛰어나 음료나 주류 용기에 대한 쿨링 또는 히팅 효과를 줄 수 있으며, 또한 부피가 심플하고 콤팩트하여 차량의 거치용으로서 혹은 휴대용으로서 사용할 수 있다.

캔 쿨러, 쿨링, 히팅, 열전소자

Description

휴대용 쿨링 및 히팅 장치 {Mobile Cooling and Heating Device}

본 고안은, 휴대용 쿨링 및 히팅 장치에 관한 것으로서 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 쿨링 또는 히팅 성능이 뛰어나 음료 캔을 포함한 다양한 제품에 대한 쿨링 또는 히팅 효과를 향상시킬 수 있으며, 또한 부피가 심플하고 콤팩트하여 차량의 거치용 혹은 휴대용으로서 사용되기에 충분한 캔 쿨러 및 캔 쿨러 어셈블리에 관한 것이다.

펠티어 효과(Peltier Effect)란 열전소자로 공급된 전류의 흐름에 의해 온도의 변화를 일으키는 현상을 말하며 특성이 서로 다른 두 금속을 접합시키고 전류를 인가할 때, 한쪽의 면에서는 열이 발생되고 다른 한쪽의 면에서는 열이 흡수되는 현상을 가리킨다. 이러한 열전소자의 펠티어 효과는 소형 냉장고라든지 혹은 보조 에어컨 등과 같은 다양한 쿨러(cooler)에 널리 적용되고 있는데, 최근에는 자동차에 거치하여 음료 캔 등을 급속 냉각하거나 급속 가열하기 위한 캔 쿨러(can cooler)에도 그 적용 범위가 확대되고 있다.

대한민국특허청 출원번호 1019940008947호, 2020020018441호, 2020020018442호 및 2020020018440호 등에 보면 다양한 형태의 캔 쿨러가 개시된 바 있으며, 이들은 각기 나름대로의 구조와 특징을 가지고 음료 캔 등을 쿨링 혹은 히팅하고 있다. 그런데 종래의 캔 쿨러들의 경우, 실제로 상용화가 되고 있기는 하지만 다소 복잡한 구조를 가지고 있음에도 불구하고 구조적인 한계로 인한 쿨링 성능에 문제가 많아 사실상 음료 캔에 대한 쿨링 효과가 미흡할 뿐만 아니라 전반적으로 그 부피가 과도하게 크기 때문에 차량의 거치용으로서 혹은 휴대용으로서 사용되기에 한계가 있는 문제점이 있다.

본 고안은, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 쿨링 또는 히팅 성능이 뛰어나 음료 캔을 포함한 다양한 제품에 대한 쿨링 또는 히팅 효과를 위한 것으로, 또한, 부피가 심플하고 콤팩트하여 차량의 거치용 혹은 휴대용으로서 사용되기에 충분한 캔 쿨러 및 캔 쿨러 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

상기한 바와 같이 음료 캔을 포함한 다양한 제품에 대한 쿨링 또는 히팅을 위해 음료나 주류의 캔이나 병, 컵 등을 수용하기 위한 알루미늄 용기와 펠티어 효과(Peltier Effect)란 열전소자에 직류전원의 극성을 스위칭하여 쿨링 혹은 히팅하여 상기한 알루미늄 용기에 열을 전달하는 방식으로 특별히 쿨링의 효율을 올리기 위해 방열판과 송풍 팬을 부설하고 이를 제어하기 위한 스위치와 일방 향 전류를 인가하기 위한 다이오드와 쿨링 혹은 히팅상태를 표시하기 위한 표시장치를 구비하였다.

상기한 바와 같이 본 고안은 음료 캔에 대한 쿨링(cooling) 또는 히팅(heating) 공간을 제공하는 알루미늄 용기와 바닥면에 열전도체와 열전소자, 방열판, 송풍 팬 그리고 이를 제어하기 위한 스위치 등을 주요 구성으로 하여 인가하는 직류전원의 극성을 조정하여 열전소자의 쿨링 또는 히팅효과를 이용하여 음료 캔을 포함한 다양한 제품에 간편하게 쿨링 또는 히팅을 하는 장치로 외부의 직류전 원 공급방식을 착탈방식을 도입함으로써 휴대나 이동성이 좋도록 하였으며 또한, 부피가 심플하고 콤팩트하여 차량의 거치용 혹은 휴대용으로서 적용 범위를 넓혔다.

도 1은 본 고안의 전체 구성도를 나타내는 것으로 음료나 주류의 컵이나 병, 기타 용기를 수용하여 열을 전달하기 위한 알루미늄 용기(10)가 알루미늄 용기(10)에 전달된 열의 외부 누설을 줄여 온도 유지의 효과를 올리기 위해 알루미늄 용기(10)의 외벽에 감싸는 형태의 보온재(20)를 구비하고 열전소자 유닛(40)의 발생 열을 알루미늄 용기(10)에 효과적으로 전달하기 위해 열전소자 유닛(40)의 일측과 알루미늄 용기(10) 사이에 제 1 열전도체(30)를 구성하며 상기한 열전소자 유닛(40)의 온도 발생 효과를 올리기 위해 열전소자 유닛(40)의 다른 쪽 면에 제 2 열전도체(35)를 구비하고 그 아래쪽에 열을 외부에 효율적으로 발산 시키기 위한 방열판(50)과 송풍팬(60)를 일체화시켜 구성한다. 그리고 상기한 열전소자 유닛(40)에 외부 직류전원을 인가하고 극성을 조정하기 위한 스위치와 송풍 팬을 선택적으로 제어하기 위한 다이오드(D1)가 구성된다. 외부에서 입력되는 직류전원의 극성에 따라 열전소자 유닛(40)의 한쪽면에는 가열되고 다른 한쪽 면에는 냉각되는 특성이 있는데 상기한 바와 같이 이러한 현상을 펠티어 효과(Peltier Effect)라고 하며 본 고안에서는 이러한 열전소자의 특성을 이용한 것이다.

본 고안에서는 하나의 용기에서 보온과 냉각의 두 가지 효과를 구현하기 위해 열전소자 유닛(40)에 외부 직류전원의 인가 극성을 조정하는 방식을 사용하는데 우선 냉각모드를 보면 도 1의 스위치(80)의 탭이 좌측(L)에 있는 경우 외부 전원 잭(75)으로 부터 인가된 직류의 양극 전압이 열전소자 유닛(40)의 (+)단자로 입력되고 직류의 음극 전압은 열전소자 유닛(40)의 (-)단자로 입력된다. 이 경우 열전소자 유닛(40)의 위쪽면은 차가와 지며 아래쪽 면은 뜨거워진다. 통상의 위면과 아랫면의 온도차는 통상 70도 내외이다. 이러한 펠티어 소자는 항상 70도를 유지하는 특성이 있으며 상기한 냉각모드에서는 열전소자 유닛(40)의 윗면이 냉각되어 알루미늄 용기(10)가 차가와지며 동시에 열전소자 유닛(40)의 아랫면은 뜨거워진다. 예를 들어 열전소자 유닛(40)의 윗면이 -10도이며 아랫면은 60도 내외가 되는데 아랫면의 온도를 10도 낮추어 50도가 되면 위면은 -20도가 된다. 따라서 본 고안의 냉각모드에서의 냉각온도를 더욱 낮추기 위해서는 열전소자 유닛(40)의 아랫면의 온도를 강제로 낮출 필요가 있다. 따라서 본 고안에서는 냉각모드에서 방열판과 일체화시킨 송풍 팬(60)을 작동시켜 열전소자 유닛(40)의 아랫면의 온도을 낮추기 위해 아랫면에 구비된 제 2 열전도체(35)를 매게로 하여 온도를 낮추게 되는 것이다. 상기한 바와 같이 송풍 팬(60)은 냉각모드에서만 작동시키기 위해 열전소자 유닛(40) (+)단자와 송풍 팬(60) 사이에 다이오드(D1)를 구성하였다. 따라서 냉각모드에서만 다이오드(D1)가 도통하여 소풍 팬(60)이 작동되며 후술할 보온모드에서는 작동이 되지 않게 되는 것이다. 또한, 냉각모드를 표시하기 위해 전류제한용 저항(R1)과 푸른색의 표시장치(BLUE) 회로가 순방향 바이어스되어 냉각모드에서는 푸른색의 엘이디(LED)가 켜진다. 이때 보온모드용 저항(R2)과 빨간색 표시장치(RED) 회로는 역방향 바이어스되어 끄진 상태가 되는 것이다.

본 고안의 보온모드의 작동을 보면 스위치(80)의 탭이 우측(R) 쪽에 위치되며 이때는 열전소자 유닛(40)의 (+)단자에 음극의 직류전압이 인가되고 (-)단자에는 양극의 직류전압이 인가된다. 따라서 열전소자 유닛(40)의 윗면은 뜨거워지며 열전소자 유닛(40)의 아랫면은 차가워진다. 이 경우는 방열판(50)은 차갑게 되며 차가워진 방열판(50)의 온도를 올리면 열전소자 유닛(40)의 윗면의 온도가 더 올라가게 되겠지만 방열판(50)의 온도를 올릴 수단이 없고 송풍 팬(60)을 가동시키면 방열판(50)의 온도의 내려가게 되므로 오히려 역효과가 발생함으로 다이오드(D1)가 역방향 바이어스됨으로 송풍 팬(60)에 인가 직류를 차단시킨다. 그리고 보온모드늘 표시하기 위해 전류제한용 저항(R2)과 빨간색의 표시장치(RED) 회로가 순방향 바이어스되어 냉각모드에서는 빨간색의 엘이디(LED)가 켜진다. 이때 냉각모드용 저항(R1)과 푸른색 표시장치(BLUE)회로는 역방향 바이어스되어 끄진 상태가 되는 것이다. 도 2는 본 고안의 완성품의 외관을 나타내는 것으로 테이블에 부탁하는 형태의 제품이다.

도 1 본 고안의 전체 시스템 구성도

도 2는 본 고안의 완성품의 외관도

Claims

열전소자를 이용한 보온 및 냉각을 위한 온도 전달 장치에 있어; 음료나 주류의 캔이나 병, 잔 등을 수용하기 위한 열 전달 기능이 금속재질의 용기와;

상기한 용기의 하측에 열전소자의 상측의 발생 열을 전달하기 위한 매개체로 제 1 열 전도체가 구비되며; 제 1 열 전도체의 아랫면에 열전소자가 위쪽 면이 부착되며; 열전소자의 아랫면에 열을 방출하기 위해 제 2 열 전도체와 방열판이 구성되며; 방열효과를 올리기 위해 송풍 팬이 방열판이 같이 구성되며; 상기한 열전소자에 외부 입력 직류전원의 극성을 조정하여 보온 및 냉각모드를 제어하기 위한 스위치와 보온 및 냉각모드의 표시를 위한 표시장치를 주요구성으로 하는 휴대용 쿨링 및 히팅 장치
청구항 1항에 있어 냉각모드에서만 송풍기를 선택적으로 가동 시기키 위한 선택적 직류인가 소자를 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 휴대용 쿨링 및 히팅 장치