KR20160137704A - 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓에 공기순환 구조를 추가로 구성함으로써, 열전모듈의 성능을 더욱 강화시킬 수 있는 냉각 자켓을 제공하기 위한 것으로서, 방열부 및 흡열부 각각을 이루는 한 쌍의 기판들, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수개의 열전소자들을 포함하는 하나 이상의 열전모듈; 상기 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 열전모듈부를 장착하고, 장착된 열전모듈부에서 발생되는 방열 및 흡열을 공기순환을 통해 온도를 변화시켜 냉기와 열기를 공급하여 인체에 적절한 온도를 유지시키는 의복을 포함하여 구성되는데 있다.

Description

열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓{Cooling and heating portable jacket using a thermoelectric module}

본 발명은 냉각용 자켓에 관한 것으로, 특히 열전모듈을 이용한 공기순환 구조를 갖는 포너블 냉온 자켓에 관한 것이다.

종류가 다른 금속 도체의 접합부에 전류를 통하면, 그 전류의 방향성에 따라 접합부에서 열을 흡수 또는 발열이 일어나는 현상으로 1834년부터 펠티에 효과로 알려져 있다. 이러한 열전효과(펠티어효과, peltier effect)를 기초로 작동되는 열전소자(thermoelectric module)를 이용하는데, 이 소자는 열을 발생하기도하고 열을 빼앗기도 하는 기능을 갖고 있다. 즉, 열전소자에 전류를 흘리면 한쪽 면이 흡열하여 반대에서 방열하는 것이다. 즉, 열전소자에 의하여 열이동현상이 일어나게 되며, 이전 특성을 이용하여 기존의 복잡한 냉각장치 대신 간편하고 소형화시킨 냉각구조를 만들 수 있게 된다.

이러한 열전효과를 이용하여 기존 조끼에 결합시킴으로서 개인용 방냉 방열 겸용조끼가 가능하게 된다. 방냉/방열 겸용조끼가 몸을 감싸는 하나의 컨테이너로 되어 냉방조끼를 기준으로 하여 내부의 열을 외부로 배출시키거나 열을 발생시키게 된다. 이런 작용은 단순히 전류흐름 조절을 통하여 발생하므로 열전소자(thermoelectric module)에 복잡한 부가장치 없이 방열방냉겸용을 가능하게 한다. 즉, 열전소자(thermoelectric module)이용한 전천후로 하는 겸용조끼가 되는 셈이다.

또한 이것은 전기를 이용하므로 기존의 온방조끼와 같이 배터리를 사용한 이동성을 보유할 수도 있으며, 전기 공급이 지속되는 한, 그 효용이 변화하지 않을 것이다. 특히, 온방, 냉방을 유지하는 경우에 온도를 조절할 수 있음으로서 인체상태에 따른 적절한 온도를 유지할 수 있다는 특징이 있다. 이러한 온도조절도 전류제어로 가능하므로 추가적 보조장치가 필요없는 것이다. 일부 냉방조끼는 얼음이나 냉매팩을 이용하는 경우 그 사용시간의 지속력이 문제가 되며, 냉기를 제어하거나 하여 인체의 온도에 적절히 맞춘다는 것을 쉽지 않은 것이다.

공개실용신안공보 제20-2010-0007295호 (공개일자 2010.07.16) 공개특허공보 제10-2009-0080029호 (공개일자 2009.07.23)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 열전모듈을 이용한 냉각 자켓에 공기순환 구조를 추가로 구성함으로써, 열전모듈의 성능을 더욱 강화시킬 수 있는 포터블 냉온 자켓을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓의 특징은 방열부 및 흡열부 각각을 이루는 한 쌍의 기판들, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수개의 열전소자들을 포함하는 하나 이상의 열전모듈; 상기 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 열전모듈부를 장착하고, 장착된 열전모듈부에서 발생되는 방열 및 흡열을 공기순환을 통해 온도를 변화시켜 냉기와 열기를 공급하여 인체에 적절한 온도를 유지시키는 의복을 포함하여 구성되는데 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 전기적 에너지에 의하여 열전 모듈(Thermoelectric module)의 경우 온도를 0도에서 40도 정도를 까지 변환이 가능하므로 인체가 차가움과 따듯함을 느끼고 체온을 적정하게 유지하기 때문에 환경에 따른 제약없어 인체의 활동성을 강화시켜 줄 수 있는 효과가 있다.

둘째, 냉장창고, 용광로, 더운 환경의 공사 등 극한적 추위나 더위에서 작업하거나 병원이나 공용시설에 있는 개인의 경우 환경에 영향을 덜 주면서 개인의 체온을 적당하게 유지하여 생명과 활동성을 보장해줄 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓을 나타낸 구성도
도 2 는 도 1의 열전모듈부의 상세 구성을 나타낸 구성도
도 3 은 도 1에서 공기 순환 구조를 갖는 의복의 상세 구성을 나타낸 구성도

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓을 나타낸 구성도이다.

도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 방열부 및 흡열부 각각을 이루는 한 쌍의 기판들, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수개의 열전소자들을 포함하는 하나 이상의 열전모듈; 상기 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 열전모듈부를 장착하고, 장착된 열전모듈부에서 발생되는 방열 및 흡열을 공기순환을 통해 온도를 변화시켜 냉기와 열기를 공급하여 인체에 적절한 온도를 유지시키는 의복으로 구성된다.

도 2 는 도 1의 열전모듈부의 상세 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2에서 도시하고 있는 것과 같이, 열전모듈부는 하나 이상의 열전모듈과; 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함한다.

상기 열전모듈은 한 쌍의 기판과, 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수 개의 열전소자와, 열전소자와 연결되어 전원을 공급하는 전원인가부를 포함한다.

그리고 상기 기판은 금속, 세라믹 등 다양한 재질이 사용될 수 있으나, 열팽창 등을 고려하여 세라믹 재질이 사용되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 한 쌍의 기판은 열전소자의 배열에 따라서 어느 하나는 방열부로서, 나머지 하나는 흡열부로서 기능한다.

도 3 은 도 1에서 공기 순환 구조를 갖는 의복의 상세 구성을 나타낸 구성도이다.

도 3에서 도시하고 있는 것과 같이, 의복은 내부의 공기를 외부로 배출시켜 열전모듈부에서 제공되는 방열 및 흡열을 통한 온도를 제어하는 공기 회수부와, 외부의 공기를 내부로 흡입하여 열전모듈부에서 제공되는 방열 및 흡열을 통한 온도를 제어하는 공기 공급부로 구성된다.

이때, 상기 공기 회수부는 하나로 연결되는 구성으로 리턴 라인(return line)으로 구성된다. 그리고 상기 공기 공급부는 의복의 내외를 관통하는 적어도 하나 이상의 미세한 구멍(hole)을 포함하여 구성된다.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 방열부 및 흡열부 각각을 이루는 한 쌍의 기판들, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수개의 열전소자들을 포함하는 하나 이상의 열전모듈; 상기 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와,
   상기 열전모듈부를 장착하고, 장착된 열전모듈부에서 발생되는 방열 및 흡열을 공기순환을 통해 온도를 변화시켜 냉기와 열기를 공급하여 인체에 적절한 온도를 유지시키는 의복을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열전모듈부는
   하나 이상의 열전모듈과; 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하며,
   상기 열전모듈은 한 쌍의 기판과, 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수 개의 열전소자와, 열전소자와 연결되어 전원을 공급하는 전원인가부를 포함하여 구성되고,
   상기 기판은 금속, 세라믹 재질로 구성되어 열전소자의 배열에 따라서 어느 하나는 방열부로서, 나머지 하나는 흡열부로서 기능하는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 의복은
   내부의 공기를 외부로 배출시켜 열전모듈부에서 제공되는 방열 및 흡열을 통한 온도를 제어하는 공기 회수부와,
   외부의 공기를 내부로 흡입하여 열전모듈부에서 제공되는 방열 및 흡열을 통한 온도를 제어하는 공기 공급부로 구성되고,
   이때, 상기 공기 회수부는 하나로 연결되는 구성으로 리턴 라인(return line)으로 구성되고, 상기 공기 공급부는 의복의 내외를 관통하는 적어도 하나 이상의 미세한 구멍(hole)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 포터블 냉온 자켓.

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