KR20110030192A - Heat exchanger using thermoelectric element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전소자를 이용한 열교환기에 관한 것으로서, 구체적으로는 열교환이 이루어지는 열전소자 유니트가 블로우어와 일체로 형성되는 열전소자를 이용한 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger using a thermoelectric element, and more particularly, to a heat exchanger using a thermoelectric element in which a thermoelectric unit in which heat exchange is performed is integrally formed with a blower.
일반적으로 자동차에는 에어컨과 히터로 이루어진 공기조화장치가 구비되어 있고, 이 공기조화장치에 의해 실내의 온도를 조절하도록 되어 있다. In general, an automobile is provided with an air conditioner comprising an air conditioner and a heater, and the air conditioner controls the temperature of the room.
그런데 이러한 공기조화장치에는 자동차 시트의 온도를 조절하는 기능이 없기 때문에, 하절기의 경우 탑승자가 시트에 착석한 상태에서 에어컨을 가동시켜 실내의 온도를 낮춘다 하더라도 시트는 상대적으로 냉각이 늦어질 뿐만 아니라 탑승자의 체온이 작용하므로 탑승자의 엉덩이와 등에 땀이 차서 땀띠가 발생하는 문제점이 있었다.However, since the air conditioner does not have a function of controlling the temperature of the car seat, even in the summer, even if the passengers operate the air conditioner while seated on the seat to lower the temperature of the room, the seat is relatively slow cooling as well as the passenger Since the body temperature is acting, there was a problem that the sweat band is caused by sweating the hips and back of the occupant.
또한 동절기의 경우 탑승자가 시트에 착석한 상태에서 히터를 가동시켜 실내의 온도를 높인다 하더라도, 히터가 가동되기 전까지 오랜 시간 동안 시트가 차가 운 상태로 유지되어 있었기 때문에 탑승자는 엉덩이와 등을 통해 한기나 추위를 느끼는 문제점도 있었다.In winter, even if the passengers are operating the heater while seated on the seat to increase the temperature in the room, the passengers stayed in a cold state through the hips and back because the seat was kept cold for a long time before the heater was started. There was also a problem of feeling cold.
따라서 최근에는 시트의 온도를 조절하도록 구성된 시트 전용 냉난방 장치가 별도로 설치된다. 이러한 자동차 시트 냉난방 장치의 일례를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Therefore, recently, a sheet-only heating and cooling device configured to adjust the temperature of the sheet is separately installed. An example of such an automobile seat air conditioning apparatus will be described with reference to FIG. 1.
자동차 시트 냉난방 장치는 등판부와 착석부로 이루어지는 자동차 시트의 하부에 장착되는데, 등판부로 연통되는 제1덕트(2)와 착석부로 연통되는 제2덕트(4), 상기 덕트(2, 4)에 공기를 불어넣는 블로우어(1)로 구성된다. 각 덕트(2, 4)의 선단에는 내부에 열전소자 유니트가 장착되는 열전소자 하우징(3, 5)이 각각 결합된다. 열전소자 하우징(3, 5)에는 공기배출구가 두 개가 형성되는데, 하나는 열전소자 유니트에 의해 가열 또는 냉각된 공기를 시트에 공급하기 위한 시트공급구(3a, 5a)이고 다른 하나는 자동차 외부로 공기를 배출시키기 위한 배기구(3b)이다. 시트에 공급되는 공기를 가열시키는 수단으로써 열전소자를 이용하는 경우 열전소자의 일측면에서는 공기가 가열되지만, 이와 동시에 열전소자의 타측면에서는 공기가 냉각되기 때문에 냉각된 공기를 자동차 외부로 배출시킬 필요가 있다. 그러한 이유로 열전소자 하우징에는 시트공급구(3a, 5a)와 배기구(3b)가 동시에 형성되는 것이다. 상기 배기구(3b)에는 다시 차량 외부로 연결되는 배기덕트(6)가 형성된다.The car seat air-conditioning device is mounted on the lower part of the car seat including the back part and the seating part. The
그러나 상기와 같은 종래기술에 의한 자동차 시트 냉난방 장치는 공기가 냉각 또는 가열되는 열전소자가 각 덕트의 선단부에 별도로 위치함에 따라 열전소자가 많이 필요하였다. 이와 같이 고가의 열전소자가 시트 냉난방 장치의 복수개소에 장착됨에 따라 장치의 비용이 상승하며, 장치의 조립이 어려워지는 문제점이 있었다.However, in the vehicle seat air conditioning apparatus according to the prior art as described above, a thermoelectric element in which air is cooled or heated is separately required as the thermoelectric element is separately located at the tip of each duct. As such, as the expensive thermoelectric elements are mounted in plural places of the sheet cooling and heating apparatus, the cost of the apparatus increases, and the assembly of the apparatus becomes difficult.
또한 열전소자가 작동되기 위해서는 전원이 공급되어야 하는데, 종래의 자동차 시트 냉난방 장치에 의할 경우 각 열전소자에 전원을 공급하기 위한 배선이 복잡해지게 되고, 설계자유도가 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, in order to operate the thermoelectric element, power must be supplied. In the case of the conventional car seat air conditioning system, wiring for supplying power to each thermoelectric element becomes complicated, and design freedom is inferior.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전소자가 시트측으로 도입되는 각각의 덕트에 별도로 장착되는 것이 아니라 블로우어에 일체로 장착됨으로써, 원가를 절감할 수 있고, 연결되는 덕트의 구성이 간단해지며 시트 냉난방 장치의 조립이 용이해지는 열전소자를 이용한 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the thermoelectric element is not mounted separately to each duct introduced into the seat side, but is integrally mounted to the blower, thereby reducing the cost, the connection of the duct Its purpose is to provide a heat exchanger using a thermoelectric element which simplifies the construction and facilitates the assembly of a sheet cooling and heating device.
또한 본 발명은 시트측으로 도입되는 각각의 덕트에 별도로 장착되던 열전소자를 하나로 통합함으로써 열전소자로 연결되는 전기배선을 간단하게 하여 설계자유도를 향상시킬 수 있는 열전소자를 이용한 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a heat exchanger using a thermoelectric element that can improve the design freedom by simplifying the electrical wiring connected to the thermoelectric element by integrating the thermoelectric elements separately mounted in each duct introduced to the sheet side as one object have.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기는, 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입구, 시트측으로 도입되는 덕트와 연결되는 시트공급구, 외부로부터 흡입된 공기 중 상기 시트공급구로 배출된 나머지 공기가 외부로 배출되는 배출구가 형성되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 장착되어, 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 상기 시트공급구를 통해 상기 하우징의 외부로 유동시키는 블로우어와; 상기 흡입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되는 공기를 냉각 및 가열시키는 열전소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger using the thermoelectric element according to the present invention for solving the above problems, the suction inlet from which air is sucked from the outside, the sheet supply port connected to the duct introduced into the seat side, discharged to the sheet supply port of the air sucked from the outside A housing having a discharge port through which the remaining air is discharged to the outside; A blower mounted inside the housing and flowing air introduced into the housing to the outside of the housing through the seat supply hole; And a thermoelectric element for cooling and heating air introduced into the housing through the inlet.
종래의 냉난방 장치에 의하면 각 덕트의 선단에 열전소자 하우징이 구비되고 그 내부에 열전소자가 별도로 구비되던 것에 비하여, 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기에 의하면, 자동차 시트 냉난방 장치에 공급되는 공기를 가열 또는 냉각시키기 위한 열전소자자 블로우어와 일체로 형성됨으로써 장치의 구성이 간단해지는 효과가 있다. 또한 종래의 경우 각 덕트로부터 시트로 공급되는 공기 이외의 나머지 공기를 자동차 외부로 배출시키기 위한 덕트가 별도로 각각의 덕트에 구비되던 것을, 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기에 의하면 시트로 공급되지 않는 공기를 배출시키기 위한 덕트가 하나만 필요하게 된다. 따라서 장치의 조립이 용이해질 뿐만 아니라 원가가 절감되는 효과가 있다.According to the conventional air-conditioning and heating device, the thermoelectric element housing is provided at the front end of each duct and the thermoelectric element is separately provided therein. According to the heat exchanger using the thermoelectric element according to the present invention, the air supplied to the car seat air-conditioning device is By forming integrally with the thermoelement blower for heating or cooling, there is an effect that the configuration of the device is simplified. In addition, in the conventional case, the duct for discharging the remaining air other than the air supplied from each duct to the seat is provided in each duct separately. According to the heat exchanger using the thermoelectric device according to the present invention, the duct is not supplied to the seat. Only one duct is needed to exhaust the air. Therefore, not only the assembly of the device is easy but also the cost is reduced.
또한 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기에 의하면, 열전소자에 전원을 공급하기 위한 전기배선이 간단해지므로 시트 내부의 설계자유도가 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the heat exchanger using the thermoelectric element according to the present invention, since the electrical wiring for supplying power to the thermoelectric element is simplified, there is an effect of improving the design freedom in the sheet.
본 발명은, 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입구, 시트측으로 도입되는 덕트와 연결되는 시트공급구, 외부로부터 흡입된 공기 중 상기 시트공급구로 배출된 나머지 공기가 외부로 배출되는 배출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부에 장착되어, 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 상기 시트공급구를 통해 상기 하우징의 외부로 유동시키도록 모터에 의해 작동되는 블로우어; 및 상기 흡입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되는 공기를 냉각 및 가열시키는 열전소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열교환기를 제공한다.The present invention includes a housing in which an air inlet is sucked from the outside, a sheet supply port connected to the duct introduced into the seat side, a discharge port for discharging the remaining air discharged to the seat supply port of the air sucked from the outside is formed; A blower mounted inside the housing and operated by a motor to flow air introduced into the housing to the outside of the housing through the seat supply port; And a thermoelectric element for cooling and heating the air introduced into the housing through the suction port.
이때, 상기 열전소자의 양 표면에는 각각 제1방열핀 및 제2방열핀이 부착되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the first heat radiation fin and the second heat radiation fin are respectively attached to both surfaces of the thermoelectric element.
또한, 상기 하우징은 상부하우징, 중간하우징 및 하부하우징으로 이루어지며, 상기 상부하우징과 상기 중간하우징이 결합됨으로써 내부에 상기 블로우어가 장착되는 제1공간 및 상기 시트공급구가 형성되며, 상기 중간하우징과 상기 하부하우징이 결합됨으로써 내부에 상기 열전소자가 장착되는 제2공간 및 흡입구가 형성되며, 상기 하부하우징에는 상기 배출구가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the housing is composed of an upper housing, an intermediate housing and a lower housing, and the upper housing and the intermediate housing are combined to form a first space and the seat supply port in which the blower is mounted therein, and the intermediate housing and The lower housing is coupled to form a second space and an intake port in which the thermoelectric element is mounted, and the discharge port is formed in the lower housing.
나아가, 상기 중간하우징과 상기 하부하우징 사이에는 상기 제2공간 내로 유입되어 상기 열전소자에 의해 냉각 및 가열되는 공기가 서로 혼합되지 않도록 하기 위한 분리막이 형성되는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that a separator is formed between the intermediate housing and the lower housing to prevent the air introduced into the second space and cooled and heated by the thermoelectric element from being mixed with each other.
또한 상기 배출구 측에 장착되어 상기 열전소자에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 상기 하우징 외부로 배출시키는 팬이 더 구비되는 것이 바람직하고, 상기 팬을 구동시키는 모터가 더 구비되거나, 상기 팬은, 상기 블로우어를 구동시키는 모터(24)의 회전축에 의해 구동되며, 상기 열전소자에는 상기 회전축이 관통하는 홀이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the fan is mounted to the outlet side is further provided with a fan for discharging the air cooled or heated by the thermoelectric element to the outside of the housing, a motor for driving the fan is further provided, or the fan is the blow It is preferably driven by a rotating shaft of the
이때, 상기 블로우어는 시로코팬이며, 상기 팬은 축류팬인 것이 바람직하다.At this time, the blower is a sirocco fan, the fan is preferably an axial flow fan.
한편 본 발명은, 상부하우징과 중간하우징이 결합됨으로써 내부에 블로우어 가 장착되는 제1공간 및 시트공급구가 형성되고, 상기 중간하우징과 하부하우징이 결합됨으로써 내부에 열전소자가 장착되는 제2공간 및 흡입구가 형성되며, 상기 하부하우징에는 팬이 장착되는 배출구가 형성되고, 상기 중간하우징과 상기 하부하우징 사이에는 상기 제2공간 내로 유입되어 상기 열전소자에 의해 냉각 및 가열되는 공기가 서로 혼합되지 않도록 하기 위한 분리막이 형성됨으로써 상기 흡입구는 상부구멍과 하부구멍으로 분리되며, 상기 상부구멍을 통해 유입된 공기는 상기 열전소자에 의해 열교환된 후 상기 시트공급구를 통해 시트로 공급되며, 상기 배출구를 통해 유입된 공기는 상기 열전소자에 의해 열교환된 후 상기 하부구멍을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열교환기를 제공한다. On the other hand, the present invention, the upper housing and the intermediate housing is coupled to the first space is formed inside the blower and the seat supply port is formed, the intermediate housing and the lower housing is coupled to the second space in which the thermoelectric element is mounted therein And an intake port, and a discharge port in which a fan is mounted is formed in the lower housing, and air introduced into the second space and cooled and heated by the thermoelectric element is not mixed with each other between the intermediate housing and the lower housing. The suction port is separated into an upper hole and a lower hole by forming a separation membrane, and the air introduced through the upper hole is heat-exchanged by the thermoelectric element and then is supplied to the sheet through the sheet supply port, and through the discharge port. The introduced air is discharged to the outside through the lower hole after heat exchange by the thermoelectric element To provide a heat exchanger using a thermoelectric module according to claim.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of the heat exchanger using a thermoelectric device according to the present invention. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 2는 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기의 일 실시예의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기의 일 실시예를 다른 각도에서 도시한 사시도이다. 또한 도 4는 도 3에 도시된 열교환기의 분해사시도이며, 도 5는 도 3의 A-A선의 단면도이다.Figure 2 is a perspective view of one embodiment of a heat exchanger using a thermoelectric element according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of a heat exchanger using a thermoelectric element according to the present invention from another angle. 4 is an exploded perspective view of the heat exchanger shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 3.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 열전소자를 이용한 열교환기는, 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입구(15)와, 시트측으로 도입되는 덕트와 연결되는 시트공급구(16)와, 외부로부터 흡입된 공기 중 시트공급구(16)로 배출된 나머지 공기가 외부로 배출되는 배출구(17)가 형성되는 하우징(10)과, 하우징(10) 내부에 장착되어, 하우징(10) 내부로 유입된 공기를 시트공급구(16)를 통해 하우징(10)의 외부로 유동시키는 블로우어(20)와, 흡입구(15)를 통해 하우징(10) 내부로 유입되는 공기를 냉각 및 가열시키는 열전소자 유니트(30)로 크게 구성된다. As shown in Figure 2 to 5, the heat exchanger using a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention, the
하우징(10)은, 상부하우징(11)과 중간하우징(12)이 결합되어 제1공간(50)을 형성하며, 중간하우징(12)과 하부하우징(13)이 결합되어 제2공간(52)을 형성하도록 구성된다.The
블로우어(20)는 상부하우징(11)에 고정 설치되는 모터(24)와, 모터(24)에 의해 구동되며 제1공간(50) 내에서 회전가능하게 설치되는 블레이드(22)로 구성된다. 블로우어(20)는 다익형의 원심형 송풍기인 시로코팬으로서 블레이드(22)의 하부로부터 축방향으로 공기를 유입시켜 원주방향으로 공기를 유동시킨다.The
열전소자 유니트(30)는 중간하우징(12)과 하부하우징(13)으로 이루어지는 제2공간(52)에 고정 설치되며, 전원의 인가 시 냉각 또는 가열되는 열전소자(32)를 중심으로 열전소자(32)의 양쪽 표면에는 각각 제1방열핀(34) 및 제2방열핀(36)이 열전달이 가능한 구조로 접촉되도록 구성된다.The
주지한 바와 같이 열전소자(thermoelectric element ; 32)는 펠티에 소자(Peltier element)로서, 상기 열전소자(32)에 전류를 흘려줄 경우 열전소자 의(32) 일측면은 가열되고 타측면은 냉각되는 구조이며, 인가되는 전류의 방향에 따라 가열되는 면이 바뀌게 된다. 따라서 열전소자(32)에 전류가 공급되는 경우, 열전소자(32)의 양측면 중 가열되는 면과 이에 접한 방열핀(34)이 가열부가 되며, 열전소자(32)의 반대쪽 면, 즉 냉각되는 면과 이에 접한 방열핀(36)이 냉각부가 된다.As is well known, the
상기 제1방열핀(34) 및 제2방열핀(36)은 제2공간(52) 내를 유동하는 공기가 열전소자(32)와 열교환되는 접촉 면적을 최대로 하기 위한 구조이다. 방열핀(34, 36)의 형상은 주름 잡힌 판 형상이나, 이와는 달리 핀 형상 등으로 변경될 수 있으며, 제2공간(52) 내부에서 유동되는 공기가 방열핀(34, 36)에 접촉하면서 통과할 수 있는 형상이면 족하다. The first
한편 본 실시예에서는 블로우어(20)와 열전소자 유니트(30)에 중간하우징(12)이 개재되도록 구성되는데, 이는 제1공간(50)과 제2공간(52)을 확실하게 구획하고, 블레이드(22)의 회전 시 열전소자 유니트(30)와 간섭되는 것을 방지하기 위함이다. 따라서 중간하우징(12)은 본 발명의 구성에서 필수적인 구성은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서는 중간하우징(12)이 삭제되는 것이 가능하다. 이 경우 블로우어(20)와 열전소자(32)는 상부하우징(11)과 하부하우징(13)의 결합에 의해 형성되는 공간 내부에 장착되게 된다. Meanwhile, in this embodiment, the
흡입구(15)는 하우징(10)의 열전소자 유니트(30)가 장착되는 부분으로부터 외측면 방향으로 돌출되어 형성되고, 시트공급구(16)는 하우징(10)의 블로우어(20)가 장착되는 부분으로부터 외측면 방향으로 돌출되어 형성되며, 배출구(17)는 열전 소자 유니트(30)가 블로우어(20)와 마주하는 면의 반대쪽의 하우징(10)인 하부하우징(13)의 외벽에 형성된다.The
상기와 같은 구성에 의해 흡입구(15)를 통해 하우징(10) 내부의 제2공간(52)으로 유입된 공기는 열전소자 유니트(30)와 접촉하며 유동하게 되고, 유입된 공기 중 일부는 블로우어(20)에 의해 제1공간(50)으로 유동되어 시트공급구(16)를 통해 하우징(10) 외부, 즉 시트로 도입되는 덕트로 배출되며, 유입된 공기 중 시트공급구(16)를 통해 배출되는 공기를 제외한 나머지 공기는 하부하우징(13)에 형성된 배출구(17)를 통해 하우징(10) 외부로 배출된다.By the above configuration, the air introduced into the
이때 블로우어(20)의 효율을 최대한 높이기 위하여 시트공급구(16)는 하우징이 이루는 원주에 대해 접선방향으로 확장되는 것이 바람직하며, 한 개의 하우징(10)에 두 개의 시트공급구(16)가 형성되는 경우, 각 시트공급구(16)가 이루는 각도는 180ㅀ를 이루는 것이 바람직하다. 그러나 시트공급구(16)가 이루는 각도는 이에 한정되지 않고, 시트로 도입되는 덕트와 연결하기 위한 다른 각도로 형성될 수 있다.At this time, in order to maximize the efficiency of the
또한 흡입구(15), 시트공급구(16) 및 배출구(17)의 구조는 본 실시예에 도시된 구조에 한정되지 아니하고, 여러 가지 구조로 변경될 수 있다. 본 실시예에서는 흡입구(15)가 두 개 형성되었으나 이는 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한 본 실시예에서는 배출구(17)가 하우징(10)의 하부에 형성되었으나, 흡입구(15)나 시트공급구(16)와 같이 하우징(10)의 측면방향으로 돌출되도록 형성될 수도 있다.In addition, the structure of the
한편 제2공간(52)이 열전소자(32)에 의해 경계 지어 지는 경계선(B) 상의 하 우징(10) 내부에는 분리막(14)이 형성되도록 구성된다. 열전소자(32)는 그 특성상 한쪽 면이 가열됨과 동시에 다른쪽 면은 냉각된다. 따라서 시트로 공급하고자 하는 공기가 냉각된 차가운 공기인 경우 제2공간(52)에서 열전소자 유니트(30)에 의해 냉각된 공기만이 시트공급구(16)를 통해 공급되어야 하는데, 제2공간(52) 내의 공기가 열전소자 유니트(30)의 가열부와 냉각부를 서로 자유롭게 이동할 수 있는 구조로 형성되는 경우 냉각된 공기와 가열된 공기가 섞이게 됨으로써 열교환기의 효율이 떨어지게 된다.On the other hand, the
따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 열전소자(32)의 두께방향의 중심선에 의해 형성되는 경계선(B)의 선상에 분리막(14)을 형성하여 제2공간(52)을 제1구역(54)과 제2구역(56)으로 완전히 분리시킨다. 분리막(14)의 형성됨으로써 흡입구(15) 또한 상부구멍(15a) 및 하부구멍(15b)으로 분리되며, 흡입구(15)의 상부구멍(15a) 및 하부구멍(15b)으로 유입된 공기가 유동할 수 있는 유로는 완전히 분리된다. 흡입구(15)의 상부구멍(15a)을 통해 제2공간(52)의 제1구역(54)으로 유입된 공기는 열전소자 유니트(30)의 제1방열핀(34)과 접촉되며 가열 또는 냉각되고, 제1방열핀(34)에 의해 열교환된 공기는 블로우어(20)에 의해 제1공간(50)으로 유동되어 시트공급구(16)를 통해 하우징(10) 외부로 배출된다. 반면 흡입구(15)의 하부구멍(15b)을 통해 제2공간(52)의 제2구역(56)으로 유입된 공기는 열전소자 유니트(30)의 제2방열핀(36)과 접촉되며 냉각 또는 가열되고, 제2방열핀(36)에 의해 열교환된 공기는 배출구(17)를 통해 하우징(10) 외부로 배출된다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the
이와 같이 열전소자(32)의 경계선(B) 상에 형성된 분리막(14)에 의해, 흡입 구(15)를 통해 제2공간(52)에 유입되어 열전소자 유니트(30)에 의해 가열 및 냉각된 공기가 서로 섞이는 것을 방지된다.As such, the
나아가 본 발명의 일실시예에 의한 열전소자를 이용한 열교환기는, 하부하우징(13)에 형성되는 배출구(17)에 축류팬인 팬(40)이 설치되도록 구성된다. 팬(40)이 구비되지 않더라도 하우징(10) 내부로 유입되어 열전소자 유니트(30)에 의해 열교환된 공기는 배출구(17)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있으나, 팬(40)이 설치되는 경우 배출구(17)를 통해 하우징(10) 내부의 공기를 더욱 잘 배출시킬 수 있으므로, 열전소자 유니트(30)의 열교환 효율을 상승시킬 수 있으며, 특히 제2방열핀(36)에 의해 열교환되는 공기의 유량이 상승된다. 열전소자(32)의 특성 상 가열부측에서 열교환이 활발히 진행되는 경우 냉각부의 냉각 효율이 상승하기 때문에, 팬(40)을 설치할 경우 열교환기 전체의 효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the heat exchanger using the thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is configured such that the
한편 배출구(17)에 설치되는 팬(40)은 별도의 구동모터를 이용하여 구동시킬 수 있다. 그러나 장치의 구성을 단순화하기 위하여 블로우어(20)를 구동시키는 모터(24)를 이용하여 구동시킬 수도 있다. 이때 팬(40)을 구동시키기 위한 구동원으로서 모터(24)로부터 연장되는 회전축(26)에 의해 팬(40)이 구동되도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 회전축(26)은 블로우어(20) 모터(24)의 회전축으로부터 연장되어 모터(24)의 회전축과 동일한 속도로 회전하여 팬(40)을 구동시키게 된다.Meanwhile, the
이때 열전소자(32)에는 회전축(26)이 모터(24)로부터 팬(40)으로 연장될 수 있도록 회전축(26)이 관통하는 홀(38)이 형성된다. 홀(38)은 열전소자(32)의 양쪽 면을 관통하도록 형성되며, 회전축(26)과 대응되는 위치에 회전축(26)의 지름보다 조금 더 크게 형성된다.In this case, the
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 열전소자를 이용한 열교환기는 블로우어(20)와 팬(40)에 의해 공기가 유동되어 흡입구(15)의 상부구멍(15a)과 하부구멍(15b)을 통해 공기가 유입되며, 상부구멍(15a)을 통해 유입된 공기는 열전소자(32)에 의해 가열 또는 냉각되어 제1공간(50)을 거쳐 시트공급구(16)를 통해 시트로 공급된다. 또한 하부구멍(15b)을 통해 유입된 공기는 열전소자(32)에 의해 냉각 또는 가열되어 배출구(17)를 통해 외부로 배출되도록 구성된다.Heat exchanger using a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention configured as described above is the air flow by the
그러나 본 발명의 다른 실시예에 의한 열전소자를 이용한 열교환기는 배출구(17)에 장착되는 팬(40)의 구조를 변경시켜 배출구를 통해 제2공간(52) 내부로 공기를 유입시키도록 구성될 수도 있다. 이때 발명의 다른 구성요소는 상술한 실시예의 경우와 모두 동일하나 팬(40)의 구동에 의해 배출구(17)를 통해 공기가 제2공간(52) 내부로 유입되도록 구성된다는 점만이 다르다.However, the heat exchanger using the thermoelectric device according to another embodiment of the present invention may be configured to change the structure of the
본 실시예에 의한 열전소자를 이용한 열교환기는, 블로우어(20)의 구동에 의해 공기가 흡입구(15)의 상부구멍(15a)을 통해 제2공간(52) 내부로 유입되어 열전소자(32)에 의해 열교환된 후 시트공급구(16)를 통해 시트로 공급된다. 동시에 팬(40)의 구동에 의해 공기가 배출구(17)를 통해 제2공간(52) 내부로 유입되어 열전소자(32)에 의해 열교환된 후 흡입구(15)의 하부구멍(15b)을 통해 외부로 배출된다. In the heat exchanger using the thermoelectric device according to the present embodiment, air is introduced into the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으 로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 종래 기술에 의한 자동차 시트 냉난방 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a vehicle seat air conditioner according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기의 일 실시예의 사시도이다.2 is a perspective view of an embodiment of a heat exchanger using a thermoelectric device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 열교환기의 일 실시예를 다른 각도에서 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing an embodiment of a heat exchanger using a thermoelectric device according to the present invention from another angle.
도 4는 도 3에 도시된 열교환기의 분해사시도이다.4 is an exploded perspective view of the heat exchanger shown in FIG. 3.
도 5는 도 3의 A-A선의 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 하우징 15 : 흡입구10
16 : 시트공급구 17 : 배출구16: sheet supply port 17: discharge port
20 : 블로우어 26 : 회전축20: blower 26: rotation axis
30 : 열전소자 유니트 32 : 열전소자 30: thermoelectric unit 32: thermoelectric element
34 : 홀 40 : 팬 34: hole 40: fan
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