KR20140073137A - 차량용 냉온장 컵홀더 장치 - Google Patents

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KR20140073137A
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지용준
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이대웅
장길상
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한라비스테온공조 주식회사
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Abstract

전도 및 대류를 이용한 열전달을 수행함과 아울러 열전달 효율을 향상시키고 응축수 등의 액체에 의한 내구성 저하를 방지하도록 개선된 구조로 구현된 차량용 냉온장 컵홀더 장치가 개시된다. 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 열전소자와, 상기 열전소자에 접촉되는 냉온장용 열교환부와, 상기 냉온장용 열교환부를 공기와 열교환시키는 냉온장용 송풍장치 및 상기 냉온장용 열교환부에 접촉되고 내부에 음료 용기가 안착되는 컵홀더 용기를 포함하며, 상기 컵홀더 용기는 안착된 음료 용기를 상기 열전소자의 전도열로 냉,온장함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치에 의해 순환되는 공기 유로가 상기 컵홀더 용기의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기를 대류열로 냉,온장한다. 따라서, 접촉에 의한 전도 열전달과 공기의 재순환을 이용한 대류 열전달을 모두 이용함에 따라 냉온장 성능이 극대화됨과 아울러 속효성이 향상되고, 응축수 등의 수분이 흘러내려도 송풍장치에 유입되지 않아 내구성이 향상되며, 재순환 공기가 폐열과 만나지 않도록 구성되어 열전달 효율이 향상된다.

Description

차량용 냉온장 컵홀더 장치{APPARATUS FOR COOLING AND HEATING CUP HOLDER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 냉온장 컵홀더 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑승자가 냉,온 음료를 적정한 온도에서 보관하여 마실 수 있도록 차량 실내에 구비되는 차량용 냉온장 컵홀더 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 차량 실내에 구비되어 수용된 용기를 가열 또는 냉각함으로써, 주행 중 또는 정차 시 탑승자가 여름철에는 냉 음료를 시원하게 그리고 겨울철에는 온 음료를 따뜻하게 보관하여 시음할 수 있도록 하는 것이다.
선 출원된 일본공개특허공보 1993-272836호(1993.10.22)에는 차량용 음료 냉온 장치가 개시된바 있다. 도 1은 종래의 차량용 음료 냉온 장치를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 음료 냉온 장치는 열전도성 재료로 이루어져 냉각 또는 가열할 음료(2)를 수용하는 홀더(1)와, 상기 홀더(1)에 밀착되는 서머모듈(4)과, 상기 서머모듈(4)의 홀더(1)와 반대측의 측면(4b)에 밀착되고 에어컨 취출구(6)에 연통하도록 에어컨 취출구(6) 부근에 설치되는 방열핀(5)을 포함한다. 이 경우, 미설명된 도면부호 7은 인슐레이터를 도시한 것이다.
또한, 선 출원된 일본공개특허공보 2001-208465호(2001.08.03)에는 음료용 보온 냉장 보관기가 개시된바 있다. 도 2는 종래의 음료용 보온 냉장 보관기를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 음료용 보온 냉장 보관기는 히트 싱크(2)의 상부에 송풍장치(4)가 마련되고, 히트 싱크(2)에 핀(12)이 형성되어 냉각된 공기가 음료 용기(3)에 보내진다. 냉기는 음료 용기(3)의 측면과 내벽(7)의 사이를 통과한 후 내벽(7)의 상부의 구멍(13)으로 빠지고, 내벽(7)과 외벽(8) 사이를 통과한다. 이 경우, 히트 싱크(2)의 사부에는 송풍장치(5)가 구비되며, 미설명된 부호 6은 공기의 흐름을 나타낸다.
즉, 종래의 냉온장 기능을 하는 냉온장 컵홀더 장치는 열전소자를 이용하는 방식, 공조장치를 이용하는 방식, 별도의 증기압축 사이클을 이용하는 방식 등 다양하게 구성된다. 이중, 소형으로 단순한 구조를 갖는 열전소자를 이용하는 방식은 그 구성이 간단하고 냉장과 온장을 구현하기 용이하며 공조기의 작동 없이 독립적으로 동작 가능하다는 장점이 있으나, 냉장 및 온장 성능과 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 열전소자의 방열부에 공조 공기를 유입시켜 성능을 향상시키거나 바람을 순환시켜 성능을 향상시키는 방법 등이 고안되었다. 하지만, 공조 공기를 유입시키는 방법의 경우 선접촉 만으로 음료 용기에 열을 전달하기 때문에 그 성능이 여전히 낮은 문제점이 있고, 바람을 순환시키는 방법의 경우 접촉에 의해 열전달이 없기 때문에 성능의 향상이 한정적이며 액체가 쏟아지는 등 액체가 흘렀을 때 구조적으로 액체가 송풍장치나 열전소자에 흐르게 되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 재순환되는 바람의 폐열부가 냉,온장하는 바람과 열교환하게 되어 열손실이 발생함에 따라 열전달 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
정리하면, 종래의 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 선접촉 전도만으로 냉온장을 수행함에 따라 성능 및 효율이 떨어지고, 응축수 발생이나 액체가 흘렀을 때 송풍팬 등에 액체류가 들어가 내구성이 저하되며, 순환되는 냉,온기와 폐열이 서로 열전달되어 열전달 성능이 떨어질 뿐 아니라, 대류만으로 열전달하는 구조일 경우 열전달 성능이 감소되는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 일본공개특허공보 1993-272836호(1993.10.22) 특허문헌 2 : 일본공개특허공보 2001-208465호(2001.08.03)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 전도 및 대류를 이용한 열전달을 수행함과 아울러 열전달 효율을 향상시키고 응축수 등의 액체에 의한 내구성 저하를 방지하도록 개선된 구조로 구현된 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 열전소자와, 상기 열전소자에 접촉되는 냉온장용 열교환부와, 상기 냉온장용 열교환부를 공기와 열교환시키는 냉온장용 송풍장치 및 상기 냉온장용 열교환부에 접촉되고 내부에 음료 용기가 안착되는 컵홀더 용기를 포함하며, 상기 컵홀더 용기는 안착된 음료 용기를 상기 열전소자의 전도열로 냉,온장함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치에 의해 순환되는 공기 유로가 상기 컵홀더 용기의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기를 대류열로 냉,온장한다.
한편, 본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 열전소자와, 상기 열전소자에 접촉되고 내부에 음료 용기가 안착되는 컵홀더 용기 및 상기 컵홀더 용기의 측면 외측에 배치되고 상기 컵홀더 용기를 공기와 열교환시키는 냉온장용 송풍장치를 포함하며, 상기 컵홀더 용기는 안착된 음료 용기를 상기 열전소자의 전도열로 냉,온장함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치에 의해 순환되는 공기 유로가 상기 컵홀더 용기의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기를 대류열로 냉,온장한다.
본 발명에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 접촉에 의한 전도 열전달과 공기의 재순환을 이용한 대류 열전달을 모두 이용함에 따라 냉온장 성능이 극대화됨과 아울러 속효성이 향상되고, 응축수 등의 수분이 흘러내려도 송풍장치에 유입되지 않아 내구성이 향상되며, 재순환 공기가 폐열과 만나지 않도록 구성되어 열전달 효율이 향상되는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 종래의 차량용 음료 냉온 장치를 도시한 것이고,
도 2는 종래의 음료용 보온 냉장 보관기를 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 본체부가 신축된 상태를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 컵홀더 용기를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 열교환부를 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 일부분을 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치에 음료 용기가 장착된 상태를 도시한 것이며,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 도시한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 도시한 단면도이며,
도 11은 도 10의 평면도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 본체부가 신축된 상태를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 컵홀더 용기를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 열교환부를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치의 일부분을 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치에 음료 용기가 장착된 상태를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 본체부(110)와, 열전소자(120)와, 냉온장용 열교환부(130)와, 냉온장용 송풍장치(150) 및 컵홀더 용기(140)를 포함한다.
본체부(110)는 메인 본체(115)와, 제1 덮개부재(114)와, 제2 덮개부재(113)와, 제3 덮개부재(112) 및 캡(111)으로 구성된다. 메인 본체(115)는 원통형으로 이루어져, 하단이 덕트(190)에 결합된다. 이 경우, 덕트(190)는 공조 공기가 토출되기 위한 벤트 덕트, 콘솔 덕트 등의 공조 덕트로 구성될 수 있다. 제1 덮개부재(114)는 원통형으로 이루어져, 메인 본체(115)에 대해 상하 방향으로 승강 가능하게 연결된다.
아울러, 제2 덮개부재(113)는 원통형으로 이루어져, 제1 덮개부재(114)에 대해 상하 방향으로 승강 가능하게 연결된다. 제3 덮개부재(112)는 원통형으로 이루어져, 제2 덮개부재(113)에 대해 상하 방향으로 승강 가능하게 연결된다. 캡(111)은 제3 덮개부재(112)의 상단 개구부를 커버하는 것으로서, 제3 덮개부재(112)의 상단 개구부를 개폐 가능하게 구성될 수 있다. 따라서, 캡(111)의 개폐를 통해 음료 용기(199)를 본체부(110) 내부에 수용하거나 외부로 꺼내기 용이하다.
이러한 본체부(110)의 구성을 통해, 본체부(110) 내부에 음료 용기(199)를 수용하여 냉장 또는 온장 기능을 수행할 때 도 8에 도시된 것처럼 제1,2,3 덮개부재(114,113,112)를 상부 방향으로 슬라이딩시켜 본체부(110)를 신장시키며, 컵홀더가 냉,온장고의 기능을 수행하지 않을 때 도 4에 도시된 것처럼 제1,2,3 덮개부재(114,113,112)를 하부 방향으로 슬라이딩시켜 본체부(110)를 신축시킴으로써 차량 실내 공간을 더 넓게 사용할 수 있다.
열전소자(120)는 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 수단으로서, 더욱 상세하게는 직류전압을 인가 시 일 측면은 차가워지고 타 측면은 뜨거워지는 원리를 갖는 반도체 소자이다. 상기 열전소자(120)는 후술할 냉온장용 열교환부(130)에 접촉되어, 열전소자(120)에서 냉각된 냉열 또는 발열된 온열을 냉온장용 열교환부(130)에 전도하는 기능을 수행한다.
냉온장용 열교환부(130)는 상기 열전소자(120)의 상면에 접촉되어, 열전소자(120)에서 전도되는 냉열 또는 온열에 의해 후술할 컵홀더 용기(140)를 다시 전도시키는 열매개체로서 기능한다. 상기 냉온장용 열교환부(130)는 내부에 중공의 공간부가 형성된 원기둥 형상으로 이루어지며, 열전도성이 우수한 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 냉온장용 송풍장치(150)는 상기 냉온장용 열교환부(130)를 공기와 열교환시키는 기능을 수행한다.
컵홀더 용기(140)는 상부가 개구되고 하부가 폐쇄된 컵 형태로 이루어지고, 하면이 상기 냉온장용 열교환부(130)에 접촉된다. 또한, 컵홀더 용기(140)의 내부에는 음료 용기(199)가 안착된다. 컵홀더 용기(140)는 열전도성이 우수한 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 하면에 접촉된 냉온장용 열교환부(130)의 냉열 또는 온열에 의해 내부에 수용된 음료 용기(199)를 차갑게 하거나 데워 냉,온장고로서의 기능을 하게 된다.
이 경우, 상기 컵홀더 용기(140)는 안착된 음료 용기(199)를 열전소자(120)의 전도열로 냉,온장 함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기 유로가 컵홀더 용기(140)의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장 하도록 이루어진다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 열전소자(120)를 사용하여 전도열에 의한 냉,온장을 수행함과 아울러, 냉온장용 송풍장치(150)가 컵홀더 용기(140) 내부에 있는 공기를 이송하여 냉온장 열교환부(130)에서 열교환하도록 이루어져 점점 차가워지거나 따뜻해지는 공기를 지속적으로 순환시킴으로써 대류 열전달을 추가하는 것이다. 결국, 음료 용기(199)에 열이 전달되는 면적을 극대화하여 냉,온장 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 냉온장용 송풍장치(150)는 송풍팬 등으로 구현될 수 있는 것으로서, 냉온장용 열교환부(130)의 내부에 배치된다. 이와 같이 냉온장용 송풍장치(150)는 냉온장용 열교환부(130)의 내부에 배치됨에 따라, 음료 용기(199)에서 발생된 응축수 또는 기타 수분이 냉온장용 송풍장치(150)에 흘러 침투되는 것이 차단되어 내구성이 향상될 수 있다.
아울러, 냉온장용 열교환부(130)는 상기 열전 소자(120)의 상면에 접촉하고 컵홀더 용기(140)는 냉온장용 열교환부(130)의 상면에 접촉하는 구성을 통해, 열전소자(120)의 직상부에 배치된 냉온장용 열교환부(130) 및 냉온장용 열교환부(130)의 직상부에 접촉 배치된 컵홀더 용기(140)가 서로 인접한 위치에서 전도를 통한 열전달과 공기 순환을 통한 대류 열전달을 수행하여 열손실을 최소화한 상태에서 열전달이 이루어진다. 따라서, 음료 용기(199)의 냉장 및 온장 기능 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 냉온장용 열교환부(130)는 다수의 핀을 구비한다. 핀은 제1 핀부(131)와, 제2 핀부(132)로 구성된다. 제1 핀부(131)는 냉온장용 열교환부(130)의 상면 가장자리와 측면에 형성되고 냉온장용 송풍장치(150)를 중심으로 양측에 배치된다. 제1 핀부(131)는 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기가 유입되는 유로를 형성한다.
제2 핀부(132)는 냉온장용 열교환부(130)의 상면 가장자리와 측면에 형성되되고 냉온장용 송풍장치(150)를 중심으로 양측에 배치되되, 제1 핀부(131)가 형성된 방향에 직교하는 방향으로 교차되게 배치된다. 제2 핀부(132)는 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기가 토출되는 유로를 형성한다.
즉, 컵홀더 용기(140)의 하부에 접촉 설치된 냉온장용 열교환부(130)의 내부에 냉온장용 송풍장치(150)가 내장되고, 상기 냉온장용 송풍장치(150)는 양방향 토출이 되는 구조로서 냉온장용 열교환부(130)의 형성된 핀이 전후,좌우로 구획 분리되어, 전후 방향으로 배치된 제1 핀부(131)는 컵홀더 용기(140)로부터 배출된 공기가 유입되는 유로를 형성하며, 좌우 방향으로 배치된 제2 핀부(132)는 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 토출되는 공기가 배출되는 유로를 형성하여 배출된 공기가 다시 컵홀더 용기(140)의 내부로 유입되도록 이루어진 것이다.
아울러, 상기 컵홀더 용기(140)에는 제2 핀부(132)로 토출된 공기가 내부로 유입되기 위한 유입공(141)이 상측에 적어도 하나 형성되고, 유입공(141)으로 유입된 공기가 외부로 토출되어 제1 핀부(131)로 유입되기 위한 토출공(142)이 하측에 적어도 하나 형성된다.
이러한 구성을 통해, 도 7에 도시된 것처럼, 냉온장용 열교환부(130)의 내부에 설치된 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 냉온장용 열교환부(130)와 열교환된 냉기 또는 온기가 제2 핀(132)을 통해 토출되어 컵홀더 용기(140)의 상측에 형성된 유입공(141)을 통해 컵홀더 용기(140)의 내부로 유입되고, 컵홀더 용기(140)의 내부를 순환하여 음료 용기를 냉각 또는 가열한 공기는 컵홀더 용기(140)의 하측에 형성된 토출공(142)을 통해 외부로 배출되어 제1 핀(131)을 통해 냉온장용 열교환부(130)의 내부로 유입되어 순환하게 된다.
이러한 구성을 통해, 공기의 재순환되는 유로가 폐열과 만나지 않게 되어 열전달 효율이 향상될 수 있다.
이 경우, 도 7에 도시된 예에서 구조를 변경하여, 제1 핀(131)과 토출공(142)이 나란한 위치에 배치되고 제2 핀(132)과 유입공(141)이 나란한 위치에 배치되도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 컵홀더 용기(140)와 냉온장용 열교환부(130)를 순환하는 공기의 경로가 단축되어 더욱 효율적인 냉온장 기능을 수행할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 도시한 단면도이다. 도 9에 도시된 실시 예는 전술한 실시 예에와 비교하여 다른 구성은 동일하며 냉온장용 송풍장치의 배치가 변경된 것으로서, 전술한 실시 예와 비교하여 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일 도면 부호를 사용하기로 하며, 차이가 있는 구성에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 본체부(110)와, 열전소자(120)와, 냉온장용 열교환부(130)와, 냉온장용 송풍장치(150) 및 컵홀더 용기(140)를 포함한다.
열전소자(120)는 본체부(110)의 내부에 배치된다. 상기 열전소자(120)는 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 수단으로서, 더욱 상세하게는 직류전압을 인가 시 일 측면은 차가워지고 타 측면은 뜨거워지는 원리를 갖는 반도체 소자이다. 상기 열전소자(120)는 냉온장용 열교환부(130)에 접촉되어, 열전소자(120)에서 냉각된 냉열 또는 발열된 온열을 냉온장용 열교환부(130)에 전도하는 기능을 수행한다.
냉온장용 열교환부(130)는 상기 열전소자(120)의 상면에 접촉되어, 열전소자(120)에서 전도되는 냉열 또는 온열에 의해 후술할 컵홀더 용기(140)를 다시 전도시키는 열매개체로서 기능한다. 상기 냉온장용 열교환부(130)는 내부에 중공의 공간부가 형성된 원기둥 형상으로 이루어지며, 열전도성이 우수한 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 냉온장용 송풍장치(150)는 상기 냉온장용 열교환부(130)를 공기와 열교환시키는 기능을 수행한다.
컵홀더 용기(140)는 상부가 개구되고 하부가 폐쇄된 컵 형태로 이루어지고, 하면이 상기 냉온장용 열교환부(130)에 접촉된다. 또한, 컵홀더 용기(140)의 내부에는 음료 용기(199)가 안착된다. 컵홀더 용기(140)는 열전도성이 우수한 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 하면에 접촉된 냉온장용 열교환부(130)의 냉열 또는 온열에 의해 내부에 수용된 음료 용기(199)를 차갑게 하거나 데워 냉,온장고로서의 기능을 하게 된다.
이 경우, 상기 컵홀더 용기(140)는 안착된 음료 용기(199)를 열전소자(120)의 전도열로 냉,온장 함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기 유로가 컵홀더 용기(140)의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장 하도록 이루어진다.
즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 열전소자(120)를 사용하여 전도열에 의한 냉,온장을 수행함과 아울러, 냉온장용 송풍장치(150)가 컵홀더 용기(140) 내부에 있는 공기를 이송하여 냉온장 열교환부(130)에서 열교환하도록 이루어져 점점 차가워지거나 따뜻해지는 공기를 지속적으로 순환시킴으로써 대류 열전달을 추가하는 것이다. 결국, 음료 용기(199)에 열이 전달되는 면적을 극대화하여 냉,온장 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 냉온장용 송풍장치(150)는 컵홀더 용기(140)의 측면 외측에 배치된다. 즉, 본체부(110)의 측면 일 측에 소정의 공간부가 형성되게 돌출되고, 이 공간부에 냉온장용 송풍장치(150)를 설치한다. 따라서, 컵홀더 용기(140)에서 발생된 응축수나 기타 수분이 컵홀더 용기(140)의 하부로 낙하하여 냉온장용 송풍장치(150)에 유입되는 것이 원천적으로 방지된다.
아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)를 통해 순환되는 공기는 냉온장용 열교환부(130)를 통과하고 컵홀더 용기(140)의 측면을 통해 컵홀더 용기(140)의 내부를 지나 다시 상기 냉온장용 송풍장치(150)를 순환하도록 구성된다. 즉, 냉온장용 송풍장치(150)로부터 송풍되는 공기는 본체부(110) 내부에서 형성되는 순환 유로를 따라 유동하게 된다.
이 순환 유로는 컵홀더 용기(140)의 측방에 설치된 냉온장용 송풍장치(150)로부터 측방으로 설치된 냉온장용 열교환부(130)를 연결하는 유로로부터 본체(110)의 내벽과 컵홀더 용기(140)의 외벽 사이에 형성되는 유로를 지나, 컵홀더 용기(140)의 측면에 형성된 관통공(148)을 통과해 컵홀더 용기(140)의 내부를 순환한 후, 다시 컵홀더 용기(140)의 측면 관통공을 통해 냉온장용 송풍장치(150) 측으로 유입되어 순환되는 것이다.
이러한 구성을 통해, 냉온장용 송풍장치(150)를 컵홀더 용기(140)의 측방에 배치하고도 냉온장용 열교환부(130)의 냉열 또는 온열을 컴홀더 용기(140) 내부에 수용되는 음료 용기(199)까지 원활히 순환시켜 열교환할 수 있으며, 간단한 구성으로 구현이 가능하다.
한편, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치를 도시한 단면도이며, 도 11은 도 10의 평면도를 도시한 것이다. 도 10 및 도 11에 도시된 실시 예는 전술한 첫 번째 실시 예에와 비교하여 다른 구성은 동일하며 냉온장용 송풍장치의 배치가 변경된 것으로서, 전술한 첫 번째 실시 예와 비교하여 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일 도면 부호를 사용하기로 하며, 차이가 있는 구성에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 본체부(110)와, 열전소자(120)와, 냉온장용 송풍장치(150) 및 컵홀더 용기(140)를 포함한다.
열전소자(120)는 본체부(110)의 내부에 배치된다. 상기 열전소자(120)는 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 수단으로서, 더욱 상세하게는 직류전압을 인가 시 일 측면은 차가워지고 타 측면은 뜨거워지는 원리를 갖는 반도체 소자이다. 상기 열전소자(120)는 컵홀더 용기(140)에 접촉되어, 열전소자(120)에서 냉각된 냉열 또는 발열된 온열을 컵홀더 용기(140)에 전도하는 기능을 수행한다.
컵홀더 용기(140)는 상부가 개구되고 하부가 폐쇄된 컵 형태로 이루어지고, 하면이 상기 열전소자(120)에 접촉된다. 또한, 컵홀더 용기(140)의 내부에는 음료 용기(199)가 안착된다. 컵홀더 용기(140)는 열전도성이 우수한 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 하면에 접촉된 열전소자(120)의 냉열 또는 온열에 의해 내부에 수용된 음료 용기(199)를 차갑게 하거나 데워 냉,온장고로서의 기능을 하게 된다.
이 경우, 상기 컵홀더 용기(140)는 안착된 음료 용기(199)를 열전소자(120)의 전도열로 냉,온장 함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기 유로가 컵홀더 용기(140)의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장 하도록 이루어진다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 냉온장용 송풍장치(150)가 컵홀더 용기(140) 내부에 있는 공기를 순환시키며 컵홀더 용기(140) 자체가 냉온장 열교환부의 역할을 수행하는 것이다. 결국, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 열전소자(120)를 사용하여 전도열에 의한 냉,온장을 수행함과 아울러, 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 컵홀더 용기(140)의 점점 차가워지거나 따뜻해지는 공기를 지속적으로 순환시킴으로써 대류 열전달을 추가하는 것이다. 결국, 음료 용기(199)에 열이 전달되는 면적을 극대화하여 냉,온장 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 냉온장용 송풍장치(150)는 컵홀더 용기(140)의 측면 외측에 배치된다. 즉, 본체부(110)의 측면 일 측에 소정의 공간부가 형성되게 돌출되고, 이 공간부에 냉온장용 송풍장치(150)를 설치한다. 따라서, 컵홀더 용기(140)에서 발생된 응축수나 기타 수분이 컵홀더 용기(140)의 하부로 낙하하여 냉온장용 송풍장치(150)에 유입되는 것이 원천적으로 방지된다.
아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)는 컵홀더 용기(140)를 공기와 열교환시키는 수단으로서, 타워형 팬으로 구성된다. 타워형 팬은 컵홀더 용기(140)의 길이 방향으로 길게 연장 형성된다. 따라서, 컵홀더 용기(140)의 상하부 전체에 걸쳐 송풍 바람이 이송되어 대류 현상을 촉진시킬 수 있다.
또한, 컵홀더 용기(140)의 일 측면에는 개구부(149)가 형성된다. 개구부(149)는 냉온장용 송풍장치(150)와 마주하는 컵홀더 용기(140)의 일 측면에 형성되어, 컵홀더 용기(140)의 내부와 냉온장용 송풍장치(150)를 연통시킨다. 따라서, 냉온장용 송풍장치(150)에서 송풍되는 바람은 컵홀더 용기(140)로 원활히 유입 및 배출되어 음료 용기(199)의 냉,온장 기능을 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 3가지 실시 예에서, 상기 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장하는 순환 공기는 냉,온장된 후의 폐열 공기와 서로 열교환되지 않도록 독립적으로 구성된다. 이로 인해, 재순환되는 공기가 폐열 유로와 만나지 않게 되어 열전달 효율이 향상될 수 있다.
이러한 구성은 도 3에 도시된 것처럼, 열전 소자(120)는 전도 열전달을 위한 접촉면을 제외한 타면이 공조 공기가 유동되는 덕트(190) 내부에 배치되고, 덕트(190) 내부에 폐열을 방열하기 위한 방열부(160)가 배치함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 열전소자(120)에서 발생된 폐열은 그 상부에 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 독립적으로 형성되는 순환 유로와 만나지 않고 공조 공기에 의해 방열부(160)로 방열된다.
또한, 다른 예에 따른 구성은 도 9에 도시된 것처럼, 열전 소자(120)의 양면 중 전도 열전달을 위한 접촉면의 반대면에 방열용 팬(161) 및 다수의 방열핀(162)을 갖는 방열부(160)가 접촉 배치되는 구성으로 이루어질 수 있다. 따라서, 열전소자(120)에서 발생된 폐열은 그 상부에 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 독립적으로 형성되는 순환 유로와 만나지 않고 방열부(160)로 방열된다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 냉온장 컵홀더 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110 : 본체부 120 : 열전소자
130 : 냉온장용 열교환부 131 : 제1 핀부
132 : 제2 핀부 140 : 컵홀더 용기
141 : 유입공 142 : 토출공
150 : 냉온장용 송풍장치 160 : 방열부
161 : 방열용 팬 162 : 방열핀
190 : 덕트

Claims (13)

  1. 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 열전소자(120);
    상기 열전소자(120)에 접촉되는 냉온장용 열교환부(130);
    상기 냉온장용 열교환부(130)를 공기와 열교환시키는 냉온장용 송풍장치(150); 및
    상기 냉온장용 열교환부(130)에 접촉되고, 내부에 음료 용기(199)가 안착되는 컵홀더 용기(140)를 포함하며,
    상기 컵홀더 용기(140)는 안착된 음료 용기(199)를 상기 열전소자(120)의 전도열로 냉,온장함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기 유로가 상기 컵홀더 용기(140)의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 냉온장용 송풍장치(150)는 상기 냉온장용 열교환부(130)의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 냉온장용 열교환부(130)는 상기 열전 소자(120)의 상면에 접촉하고, 상기 컵홀더 용기(140)는 상기 냉온장용 열교환부(130)의 상면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 냉온장용 열교환부(130)는 다수의 핀을 구비하고; 상기 핀은 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기가 유입되는 유로를 형성하는 제1 핀부(131)와, 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기가 토출되는 유로를 형성하는 제2 핀부(132)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 컵홀더 용기(140)에는 상기 제2 핀부(132)로 토출된 공기가 내부로 유입되기 위한 유입공(141)이 상측에 적어도 하나 형성되고 상기 유입공(141)으로 유입된 공기가 외부로 토출되어 상기 제1 핀부(131)로 유입되기 위한 토출공(142)이 하측에 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 냉온장용 송풍장치(150)는 상기 컵홀더 용기(140)의 측면 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 냉온장용 송풍장치(150)를 통해 순환되는 공기는 냉온장용 열교환부(130)를 통과하고 컵홀더 용기(140)의 측면을 통해 컵홀더 용기(140)의 내부를 지나 다시 상기 냉온장용 송풍장치(150)를 순환하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  8. 전류의 인가에 의해 발열 또는 냉각되는 열전소자(120);
    상기 열전소자(120)에 접촉되고, 내부에 음료 용기(199)가 안착되는 컵홀더 용기(140); 및
    상기 컵홀더 용기(140)의 측면 외측에 배치되고, 상기 컵홀더 용기(140)를 공기와 열교환시키는 냉온장용 송풍장치(150)를 포함하며,
    상기 컵홀더 용기(140)는 안착된 음료 용기(199)를 상기 열전소자(120)의 전도열로 냉,온장함과 아울러, 상기 냉온장용 송풍장치(150)에 의해 순환되는 공기 유로가 상기 컵홀더 용기(140)의 내부 및 외부를 통과하여 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 냉온장용 송풍장치(150)는 상기 컵홀더 용기(140)의 길이 방향으로 연장된 형상의 타워형 팬으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 냉온장용 송풍장치(150)와 마주하는 컵홀더 용기(140)의 일 측면에는 상기 컵홀더 용기(140)의 내부와 냉온장용 송풍장치(150)를 연통시키는 개구부(149)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  11. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 음료 용기(199)를 대류열로 냉,온장하는 순환 공기는 냉,온장된 후의 폐열 공기와 서로 열교환되지 않도록 독립적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 열전 소자(120)는 전도 열전달을 위한 접촉면을 제외한 타면이 공조 공기가 유동되는 덕트(190) 내부에 배치되고, 상기 덕트(190) 내부에 폐열을 방열하기 위한 방열부(160)가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 열전 소자(120)의 양면 중 전도 열전달을 위한 접촉면의 반대면에는 방열용 팬(161) 및 다수의 방열핀(162)을 갖는 방열부(160)가 접촉 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더 장치.
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