KR20130019148A - 휴대용 냉온장치 - Google Patents

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Abstract

휴대용 냉온장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 휴대용 냉온장치는: 내용물이 수용되도록 수용공간이 구비되는 용기부와, 용기부의 내용물을 가열 또는 냉각시키는 열전소자가 구비되는 냉온동작부 및 열전소자의 극성을 절환시키도록 열전소자와 전기적으로 연결되는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대용 냉온장치{PORTABLE TYPE COOLING AND HEATING DEVICE}
본 발명은 휴대용 냉온장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대가 용이하고 내용물의 온도가 손실되는 것을 방지함은 물론, 내용물의 온도를 원하는 온도를 가열 또는 냉각시킬 수 있는 휴대용 냉온장치에 관한 것이다.
열전소자란, 크게, 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제벡효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있지만, 본 고안에서는 펠티에소자를 의미하는 것으로 전제한다.
펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시키고 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다.
2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi) ·텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열 및 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열·발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열 ·발열량이 조절되므로, 용량이 적은 냉동기나 상온 부근의 정밀한 항온조 제작 등에 널리 응용되고 있다.
기존에, 이러한 열전소자를 이용하여 비교적 간단한 구조로써 음료나 음식의 냉각 및 가열을 하는 장치가 개발되고있다.
대한민국 실용신안 출원 2003-26771, 2003-17397, 2002-23831 등에는 이동용으로 개발된 음료 냉각장치가 개시되어 있다.
종래에 따른 음료 냉각장치는 음료가 담기 별도의 용기를 데우거나 시원하게 하는 것으로서, 휴대가 불편한 문제점이 있고, 용기에 담긴 음료의 정확한 온도를 측정하지 못하므로, 사용자의 요구조건을 충족시키지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 열전소자의 발열 또는 흡열 작용에 의해 내부용기의 내용물을 데우거나 시원하게 할 수 있으며, 외부전원을 충전하여 사용함으로써, 휴대가 간편하며, 내용물의 정확한 온도를 측정하여 제어할 수 있어 사용자의 요구조건을 충족시킬 수 있는 휴대용 냉온장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 휴대용 냉온장치는: 내용물이 수용되도록 수용공간이 구비되는 용기부와, 용기부의 내용물을 가열 또는 냉각시키는 열전소자가 구비되는 냉온동작부 및 열전소자의 극성을 절환시키도록 열전소자와 전기적으로 연결되는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 용기부는 내용물의 수용되고, 열전소자와 접촉되는 내부용기와, 내부용기의 둘레를 감싸는 단열부 및 내부용기의 수용공간을 밀폐시키는 밀폐캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 단열부는 내부용기에 수용되는 내용물의 온도가 외부와 열교환되는 것을 방지하는 진공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부용기와 단열부는 분리 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 냉온동작부는 외부로부터 인가되는 전원을 충전하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 충전부는 외부전원과 연결되는 충전포트 및 충전포트로 공급되는 전원을 충전하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 용기부와 냉온동작부는 착탈부에 의해 착탈 가능하고, 착탈부는 용기부의 저면에 함몰 형성되고, 내측면에 나사산이 형성되는 체결홀부 및 냉온동작부의 상면에 돌출 형성되고, 체결홀부에 나사결합되도록 둘레면에 나사산이 형성되는 체결돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 온도제어부는 냉온동작부의 둘레면에 구비되어 용기부의 온도를 조절하는 온도조절부 및 온도조절부와 전기적으로 연결되고, 온도조절부의 온도조절에 따라 열전소자의 극성을 절환시키는 전원변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 휴대용 냉온장치는 내용물을 수용하는 용기부와 내용물을 발열 또는 흡열 작용에 의해 데우거나 시원하게 하는 냉온동작부가 용기부의 하부에 구비되어 휴대가 용이한 효과를 지니며, 착탈되는 구조에 의해 파손에 의한 교체시 해당부품만 교체할 수 있어 우수한 경제성을 지니는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 용기부가 착탈가능한 내부용기와 단열부로 이루어져 세척이 용이한 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 내부용기에 수용된 내용물의 정확한 온도를 감지할 수 있어 사용자의 요구조건을 충족시킬 수 있는 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 결합사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 내부를 보인 개략도,
도 4는 도 2의 A-A단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 냉온장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 결합사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 내부를 보인 개략도이고, 도 4는 도 2의 A-A단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치(100)는 용기부(110), 냉온동작부(140) 및 온도제어부(160)를 포함한다.
용기부(110)는 내용물이 수용되도록 수용공간이 구비되며, 원통형 형상으로 이루어진다.
용기부(110)의 형상은 원통형 뿐만 아니라 다각형으로 이루어질 수 있으며 이는 단순한 설계변경에 지나지 않는다.
그리고, 용기부(110)는 내용물이 수용되고, 후술되는 열전소자(142)와 접촉되는 내부용기(112)와 내부용기(112)의 둘레를 감싸는 단열부(114) 및 내부용기(112)의 수용공간을 밀폐시키는 밀폐캡(116)을 포함한다.
내부용기(112)는 상부가 개구된 원통형으로 이루이며, 열전도율이 높은 스틸재질로 이루어진다.
그리고, 내부용기(112)를 감싸는 단열부(114)는 스틸, 합성수지 등 내부용기(112)의 열을 외부와 차단시키는 다양한 재질로 이루어진다.
단열부(114)의 상단에는 둘레면에 나사산이 형성되고, 밀폐캡(116)은 단열부(114)의 나사산에 나사조임되어 내부용기(112)의 수용공간을 밀폐시킬 수 있다.
밀폐캡(116)의 내면에는 단열부(114)의 상면에 접하는 씰링부재(130)가 구비되어 수용공간의 밀폐력을 향상시킨다.
그리고, 단열부(114)는 내부용기(112)에 수용되는 내용물의 온도가 외부와 열교환되는 것을 방지하는 진공부(115)를 포함한다.
진공부(115)는 단열부(114)의 내부에 구비되며, 진공부(115)에 의해 단열부(114)가 이격된 2겹으로 이루어져 단열효과를 배가하는 구조를 지닐 수 있다.
내부용기(112)와 단열부(114)는 결속부재(120)에 의해 결합, 분리 가능하다.
결속부재(120)는 내용용기 둘레면에 결속홀부(122)와, 결속홀부(122)에 결속되도록 단열부(114)의 내면에 형성되는 결속돌기부(124)를 포함한다.
결속홀부(122)와 결속돌기부(124)의 위치는 상호 바뀌어도 무방하며, 상호 대응되는 띠 형상으로 이루어진다.
그리고, 단열부(114)는 중공 형성되어 내부용기(112)의 체결시 내부용기(112)의 저면은 단열부(114)의 하부로 노출된다.
냉온동작부(140)는 용기부(110)의 하부에 구비되며, 용기부(110)의 내용물을 가열 또는 냉각시키는 열전소자(142)를 포함한다.
열전소자(142)는 양극체와 음극체로 이루어진 전도체를 사이에 두고 그 양측에 이종의 금속이 각각 접합된 통상의 열전소자로서 전동체에 전원이 인가되면 펠티어(Peltier)작용에 의해 일측의 금속체에서는 열이 흡수되면서 냉각되고, 반대측의 금속체에서는 열이 발생된다.
이러한, 열전소자(142)는 냉온동작부(140)의 상면에 노출되어 단열부(114)의 하면으로 노출되는 내부용기(112)의 저면에 접한다.
그리고, 냉온동작부(140)는 외부로부터 인가되는 전원을 충전하는 충전부(145)를 포함한다. 충전부(145)는 외부전원과 연결되는 충전포트(146) 및 충전포트(146)로 공급되는 전원을 충전하는 배터리(148)를 포함한다.
도면에서 도시하지 않았지만 냉온동작부(140)에는 일반건전지가 수용되어 전원을 공급하는 보조전원부가 마련될 수도 있다.
용기부(110)와 냉온동작부(140)는 착탈부(150)에 의해 착탈 가능하다. 착탈부(150)는 용기부(110)의 저면에 함몰 형성되고, 내측면에 나사산이 형성되는 체결홀부(152) 및 냉온동작부(140)의 상면에 돌출 형성되고, 체결홀부(152)에 나사결합되도록 둘레면에 나사산이 형성되는 체결돌기부(154)를 포함한다.
즉, 내부용기(112)의 저면은 체결홀부(152)를 통해 노출되고, 열전소자(142)는 체결돌기부(154)의 상면으로 노출되므로, 체결홀부(152)와 체결돌기부(154)의 나사조임에 의한 체결에 의해 내부용기(112)와 열전소자(142)는 서로 접하는 것이다.
온도제어부(160)는 냉온동작부(140)에 구비되며, 열전소자(142)의 극성을 절환시키도록 열전소자(142)와 전기적으로 연결된다.
온도제어부(160)는 냉온동작부(140)의 둘레면에 구비되어 용기부(110)의 온도를 조절하는 온도조절부(162) 및 온도조절부(162)와 전기적으로 연결되고, 온도조절부(162)의 온도조절에 따라 열전소자(142)의 극성을 절환시키는 전원변환부(167)를 포함한다.
온도조절부(162)는 냉온동작부(140)의 둘레면에 형성되는 조절스위치(163)로 이루어져 사용자가 설정온도를 조절할 수 있으며, 설정온도를 표시하는 디스플레이부(165)와, 전원을 온/오프하는 전원스위치(164)를 포함한다.
그리고, 온도조절부(162)에 의해 가변되는 설정온도에 따라 전원변환부(167)는 열전소자(142)의 극성을 절환시키므로 열전소자(142)가 발열 또는 흡열 작용을 수행하는 것이다.
또한, 온도제어부(160)는 내부용기(112)의 온도를 감지하는 온도센서(170)를 더 포함한다.
온도센서(170)는 단열부(114)의 내면에 구비되어 내부용기(112)와 접하여 내부용기(112)의 온도를 감지할 수 있다. 그리고, 온도센서(170)에서 감지된 감지값은 용기부(1110)와 냉온동작부(140)의 접하는 면에 형성되는 접지부(175)에 의해 온도제어부(160)에 전달된다.
냉온동작부(140)에 형성되는 접지부(175)는 다소 길게 형성되어 냉온동작부(140)과 용기부(110)의 착탈부(150)에 의한 결합시 상호 틀어지는 것을 방지한다.
또한, 디스플레이부(165)는 온도센서(170)에서 감지된 온도가 설정온도에 도달하면, 도달여부를 표시할 수 있다.
따라서, 사용자가 설정온도를 온도조절부(162)에 의해 조절하면, 전원변환부(167)에 의해 설정온도에 맞게 열전소자(142)의 극성이 절환되어 열전소자(142)가 발열 또는 흡열 작용함으로써, 내부용기(112)의 내용물을 데우거나 시원하게 하며, 온도센서(170)에서 내부용기(112)의 온도를 감지하여 제어함으로써, 설정온도를 유지시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 냉온장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 용기부(110)의 내부용기(112)에 내용물을 수용시킨 뒤 밀폐캡(116)을 나사조임하여 내부용기(112)의 수용공간을 밀폐시킨다.
밀폐캡(116)에는 씰링부재(130)가 구비되어 밀폐캡(116)의 결합시 내부용기(112)의 밀폐력은 향상된다.
상기와 같은 상태로 사용자는 휴대용 냉온장치(100)를 휴대하고 장시간 이동할 수 있으며, 내부용기(112)에 수용된 내용물은 단열부(114)에 의해 온도손실을 최소화할 수 있다. 더욱이 단열부(114)의 내부에는 진공부(115)가 형성되어 단열효과를 배가한다.
이후, 사용자가 원하는 시간에 필요한 내용물을 가열 또는 냉각할 수 있다.
내부용기(112)에 수용된 내용물의 가열 또는 냉각 작용을 살펴보면, 냉온동작부(140)의 내부에는 외부전원으로부터 충전포트(146)를 통해 전원이 충전되는 배터리(148)가 구비되고, 배터리(148)의 전원이 열전소자(142)로 인가되도록 전원스위치(163)를 눌러 가동시킨다.
전원스위치(163)의 누름 작동에 의해 전원이 인가되면, 조절스위치(163)를 이용하여 설정온도를 설정한다.
조절스위치(163)의 조작에 의해 설정온도는 디스플레이부(165)를 통해 표시되므로 사용자는 육안으로 확인하면서 설정온도를 설정할 수 있다.
조절스위치(163)에 의해 설정온도가 설정되면, 전원변환부(167)는 열전소자(142)가 발열 또는 흡열 작용을 수행하도록 열전소자(142)의 극성을 절환시킨다.
이처럼, 열전소자(142)는 발열 또는 흡열 작용을 하여 내부용기(112)에 열을 전달하여 내용물을 데우거나 차갑게 할 수 있다.
또한, 설정온도가 설정되면, 사용자는 디스플레이부(165)를 통해 설정온도 도달여부를 파악할 수 있다.
이는 단열부(114)의 내측면에 구비되는 온도센서(170)에 의해 내부용기(112)의 온도를 감지하여 감지값을 접지부(175)를 통해 온도제어부(160)에 전달하므로써 가능하다.
즉, 설정온도 설정후에 디스플레이부(165)를 보고 설정온도 도달여부를 파악할 수 있으며, 설정온도에 도달되면, 사용자는 밀폐캡(116)을 개방하여 내용물을 음용하면 된다. 예를 들어 내부용기(112)에 수용된 내용물이 커피일 경우, 사용자는 열전소자(142)에 의해 뜨거운 커피 또는 냉커피를 마실수 있게 되는 것이다.
한편, 용기부(110)와 냉온동작부(140)는 체결부(150)에 의해 분리가 가능하여 부품 파손시 해당부품만 교체할 수 있어 경제적이다.
그리고, 상호 분리가 가능하므로 분리하여 냉온동작부(40)는 배터리(148)를 충전하고, 용기부(110)는 세척할 수 있어 편의를 제공한다.
더욱이, 용기부(110)는 결속부재(120)에 의해 단열부(114)와 내부용기(112)를 착탈할 수 있어 세척이 용이할 뿐만 아니라, 외관인 단열부(114)의 교체로 디자인이나 색상을 새롭게 변경할 수 있는 효과를 지닌다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 휴대용 냉온장치 110 : 용기부
112 : 내부용기 114 : 단열부
115 : 진공부 116 : 밀폐캡
120 : 결속부재 122 : 결합홈부
124 : 결합돌기부 130 : 씰링부재
140 : 냉온동작부 142 : 열전소자
145 : 충전부 146 : 충전포트
148 : 배터리 150 : 착탈부
152 : 체결홀부 154 : 체결돌기부
160 : 온도제어부 162 : 온도조절부
163 : 조절스위치 164 : 전원스위치
165 : 디스플레이부 167 : 전원변환부
170 : 온도센서 175 : 접지부

Claims (8)

  1. 내용물이 수용되도록 수용공간이 구비되는 용기부;
    상기 용기부의 내용물을 가열 또는 냉각시키는 열전소자가 구비되는 냉온동작부; 및
    상기 열전소자의 극성을 절환시키도록 상기 열전소자와 전기적으로 연결되는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용기부는 내용물의 수용되고, 상기 열전소자와 접촉되는 내부용기;
    상기 내부용기의 둘레를 감싸는 단열부; 및
    상기 내부용기의 수용공간을 밀폐시키는 밀폐캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 단열부는 내부용기에 수용되는 내용물의 온도가 외부와 열교환되는 것을 방지하는 진공부가 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 내부용기와 상기 단열부는 분리 가능한 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 냉온동작부는 외부로부터 인가되는 전원을 충전하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 충전부는 외부전원과 연결되는 충전포트; 및
    상기 충전포트로 공급되는 전원을 충전하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 용기부와 상기 냉온동작부는 착탈부에 의해 착탈 가능하고;
    상기 착탈부는 상기 용기부의 저면에 함몰 형성되고, 내측면에 나사산이 형성되는 체결홀부; 및
    상기 냉온동작부의 상면에 돌출 형성되고, 상기 체결홀부에 나사결합되도록 둘레면에 나사산이 형성되는 체결돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 온도제어부는 상기 냉온동작부의 둘레면에 구비되어 상기 용기부의 온도를 조절하는 온도조절부; 및
    상기 온도조절부와 전기적으로 연결되고, 상기 온도조절부의 온도조절에 따라 상기 열전소자의 극성을 절환시키는 전원변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장치.
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