KR20170062919A - 차량용 시트의 냉난방 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 시트의 냉난방 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급되는 전원의 극성 변화에 따라 열전모듈의 일면에서 발생하는 냉기 또는 열기를 시트의 내부에 설치된 열전도체로 전달하여 시트를 냉방 또는 난방하는 차량 시트용 냉난방 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 차량에 장착된 시트의 외부 또는 내부에 설치되어 외부에서 공급되는 전원의 극성에 따라 일면에서 흡열 또는 발열 작용하여 냉기 또는 온기를 발생시키는 열전모듈; 및 상기 시트의 내부에 설치되고 열전모듈의 일면과 양단이 연결되어 냉기 또는 온기를 전달받아 시트를 냉방 또는 난방하는 열전도체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

차량용 시트의 냉난방 장치{cooling and heating apparatus for vehilce seat}

본 발명은 차량용 시트의 냉난방 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급되는 전원의 극성 변화에 따라 열전모듈의 일면에서 발생하는 냉기 또는 열기를 시트의 내부에 설치된 열전도체로 전달하여 시트를 냉방 또는 난방하는 차량 시트용 냉난방 장치에 관한 것이다.

최근 들어 차량의 시트에는 더욱 안락하고 편안한 승차감을 제공하기 위하여 냉방과 난방 기능을 하는 냉난방 장치가 부가적으로 설치되고 있다.

이러한 차량 시트용 냉난방 장치는 차량의 에어컨으로부터 제공되는 냉기를 시트의 내부로 공급하여 냉방 기능을 하고 시트에 내장된 열선의 전기적 발열 작용을 통하여 난방 기능을 한다.

그러나 상기한 구조는 송풍기와 열선이 모두 설치되어야 하고 작동을 위해서는 에어컨디셔너 또는 열선을 작동시켜야 하므로 설치비용과 에너지효율 측면에서 비경제적이고 비효율적인 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위해 상대적으로 적은 전기에너지로 작동하여 냉기 또는 온기를 제공하는 열전모듈을 이용한 차량 시트용 냉난방 장치가 개발되어 차량에 적용되고 있다.

하지만 상기한 열전모듈을 이용한 차량 시트용 냉난방 장치는 열전모듈에서 발생하는 냉기 또는 온기를 시트의 내부로 압송하는 송풍기가 더 설치되는 구조이다.

따라서 열전모듈과 함께 송풍기를 동시에 작동해야 하므로 에너지효율 측면에서 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 그리고 송풍기의 작동 소음으로 인하여 차량의 실내환경이 훼손되는 문제점도 있다. 또한, 송풍기에 의해 압송되는 냉기 또는 온기가 시트 내부 전체에 고르게 전달되지 않으므로 냉난방 성능도 떨어지는 문제점도 있다.

국내 등록특허공보 제10-0999668호, 2010.12.08.자 공고.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서 에너지효율을 높여 차량의 연비 향상에 도움되고 작동 소음을 해소하여 차량의 실내환경이 개선되며 냉난방 효율도 향상되도록 열전모듈과 열전도체를 이용하여 시트를 냉난방하는 차량 시트용 냉난방 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

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

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 시트용 냉난방 장치는 차량에 장착된 시트의 외부 또는 내부에 설치되어 외부에서 공급되는 전원의 극성에 따라 일면에서 흡열 또는 발열 작용하여 냉기 또는 온기를 발생시키는 열전모듈; 및 상기 시트의 내부에 설치되고 열전모듈의 일면과 양단이 연결되어 냉기 또는 온기를 전달받아 시트를 냉방 또는 난방하는 열전도체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 열전도체는 필름 형태로 구성되어 시트의 좌석부와 등받이부 내측에 각각 지그재그 또는 그리 타입으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 열전도체는 열선 형태로 구성되어 시트의 내부에 시트의 좌석부와 등받이부 내측에 각각 지그재그 또는 그리 타입으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 열전모듈은 복수 개로 구성되어 각각의 일면이 상기 열전도체의 일단과 타단에 열전달필름에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 열전모듈과 상기 전원이 공급되는 측과의 사이에 연결되어 상기 열전모듈로 공급되는 전원의 극성 방향을 제어하여 시트를 냉방하는 냉방모드와 시트를 난방하는 난방모드 중 하나의 모드로 작동하도록 제어하는 모드컨트롤러;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 열전모듈과 상기 모드컨트롤러의 사이에 연결되어 상기 전원의 세기를 다단으로 조절하여 냉방모드 또는 난방모드의 온도를 제어하는 온도컨트롤러;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 하기와 같은 효과들을 기대할 수 있다.

먼저, 별도의 송풍기를 이용하지 않고 열전모듈의 냉기 또는 열기가 전달되는 열전도체를 통해 시트를 냉난방에 따라 시트의 냉난방에 소요되는 에너지소비를 최소화함으로써 차량의 연비를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 송풍기의 작동으로 인한 소음이 해소됨으로써 차량의 내부 환경을 개선할 수 있다. 그리고 열전모듈의 냉기 또는 온기가 열전단필름을 통해 열전도체로 전달됨으로써 열전달 효율이 극대화되어 냉난방 성능도 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치의 설치 상태 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치의 설치 상태 단면도.

본 발명에 따른 차량 시트용 냉난방 장치는 차량의 내부에 설치된 시트에 적용되어 외부의 기온에 따라 시트를 시원하게 혹은 따뜻하게 냉난방하여 승차감을 더욱 향상시키기 위한 편의장치이다.

특히, 본 발명에 따른 차량 시트용 냉난방 장치는 에너지소비를 최소화하고 차량의 실내환경을 훼손하지 않으며 냉난방 성능이 향상된 것이 큰 특징이다.

이러한 특징은 입력되는 전원의 극성에 따라 일면에서 흡열 또는 발열 작용하는 열전모듈과, 열전모듈의 일면에 연결 상태에서 시트의 내부에 설치되는 열전도체를 포함하는 구성에 의해 달성된다.

즉, 열전모듈의 두 전원입력단자에 각각 전원공급장치의 (+)단자와 (-)단자가 연결되면 열전모듈의 일면에서 흡열 작용이 일어나면서 열전도체에 의해 냉기가 시트로 전달되어 시트의 냉방이 이루어지게 된다.

반대로 열전모듈의 두 전원입력단자에 각각 차량 배터리의 (-)단자와 (+)단자가 연결되면 열전모듈의 일면에서 발열 반응이 일어나면서 열전도체에 의해 온기가 시트로 전달되어 시트의 난방이 이루어지게 된다.

따라서 열전모듈의 일면에서 발생하는 냉기 또는 온기가 열전도체에 의해 시트의 내부로 직접 열전달됨으로써 냉기 또는 온기의 유실을 최소화하여 에너지효율과 냉난방효율을 높일 수 있다. 그리고 열전달에 의해 냉기 또는 온기가 시트의 내부로 전달됨에 따라 냉기 또는 온기를 시트의 내부로 압송하기 위한 송풍기의 사용을 배제함으로써 송풍기에 의한 작동소음을 해소하여 차량의 실내환경도 개선할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치의 설치 상태 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치의 설치상태 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 크게 열전모듈(100)과 열전도체(200)로 구성될 수 있다.

먼저, 상기 열전모듈(100)은 시트(C)의 외부 또는 내부에 설치되어 일면을 통해 열전도체(200)로 전달되는 냉기 또는 온기를 발생시키는 구성이다.

이때 열전모듈(100)은 평판 형태의 상부플레이트(120)와 하부플레이트(130)의 사이에 P형과 N형의 열전소자(110)가 교호적으로 설치되는 형태이다.

즉, 열전모듈(100)은 외부로부터 전원이 인가되면 전원의 극성 방향에 따른 열전소자(110)의 작용에 의해 일면이 되는 상부플레이트(120)에서 흡열 또는 발열 작용이 일어나면서 냉기 또는 온기를 발생시키는 것이다.

이때 열전모듈(100)은 한 개가 단독으로 설치될 수도 있고 복수 개가 상호 병렬로 연결되어 설치될 수도 있다.

다음으로, 상기 열전도체(200)는 시트의 내부에 설치되고 열전모듈(100)의 일면이 되는 상부플레이트(120)에 연결되어 열전모듈(100)에서 발생하는 냉기 또는 온기로 시트를 전달하는 구성이다.

즉, 열전도체(200)는 열전모듈(100)의 일면에서 발생하는 냉기 또는 온기를 시트로 전달하여 시트에 냉방 또는 난방이 이루어지도록 시트의 좌석부와 등받이부 내부에 설치되는 것이다.

단, 열전도체(200)는 열전모듈(100)의 일면에서 발생하는 냉기 또는 온기를 시트로 전달할 때 열손실을 최소화하면서 전달할 수 있도록 열전도도가 우수한 구리 등의 금속 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 열전도체(200)는 냉난방 기능을 극대화시킬 수 있도록 승차자의 엉덩이와 등 부위가 밀착되는 시트의 좌석부와 등받이부를 따라 지그재그 또는 그리드 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 열전도체(200)는 사용자가 시트에 앉을 때 쿠션감이 저하되지 않도록 상기한 금속 재질을 박판과 같이 얇게 만든 필름 형태로 구성되거나 상기한 금속 재질을 얇은 직경으로 만든 열선 형태 등으로 구성되는 것이 바람직하다.

단, 열전도체(200)가 필름 형태로 구성되는 경우 시트의 좌석부와 등받이부 내부 전체와 커버할 수 있도록 간격 없이 넓게 설치될 수도 있다.

이때 열전도체(200)는 양단이 열전모듈(100)의 일면에 각각 연결되어 시트의 내부 전체에 냉기 또는 열기를 전달하여 냉난방이 효율적으로 이루어지게 한다.

단, 열전모듈(100)의 일면과 열전도체(200)는 구리 등과 같이 열전도도가 우수한 재질로 이루어진 열전달필름(500)으로 연결될 수도 있다. 단, 열전달필름(500)의 일단과 타단은 열전모듈(100)의 일면과 열전도체(200)의 단부에 열전도도가 우수한 재질로 솔더링되는 것이 바람직하다.

여기서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치는 열전모듈(100)에 인가되는 전원의 극성 방향을 변경하여 냉방모드와 난방모드 중 하나의 모드로 작동하도록 하는 모드컨트롤러(300)가 더 포함된다.

이때 모드컨트롤러(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 열전모듈(100)과 전원공급장치(미도시)의 사이에 전기적으로 연결되게 설치되어 사용자의 조작에 따라 열전모듈(100)의 전원입력단자와 연결되는 전원공급장치의 극성을 변경하여 냉방모드 또는 난방모드를 선택적으로 설정할 수 있게 한다.

즉, 모드컨트롤러(300)는 냉방모드일 경우 열전모듈(100)의 두 전원입력단자에 각각 전원공급장치의 (+)단자와 (-)단자가 연결되도록 극성 방향을 제어하고 난방모드일 경우 열전모듈(100)의 두 전원입력단에 각각 전원공급장치의 (-)단자와 (+)단자가 연결되도록 극성 방향을 제어하게 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 시트용 냉난방 장치는 열전모듈(100)에 인가되는 전원의 세기를 조절하여 냉방모드 또는 난방모드의 온도를 가변하는 온도컨트롤러(400)가 더 포함된다.

이때 온도컨트롤러(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 열전모듈(100)과 모드컨트롤러(300)의 사이에 전기적으로 연결되게 설치되어 사용자의 조작에 따라 모드컨트롤러(300)에서 열전모듈(100)로 인가되는 전원의 세기를 조절하여 냉방모드 또는 난방모드의 온도를 가변하게 된다.

한편, 온도컨트롤러(400)는 냉방모드 또는 난방모드의 온도를 다단으로 가변 가능하도록 열전모듈(100)로 인가되는 전원의 세기를 다단으로 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

단, 온도컨트롤러(400)는 도시하지 않았지만 모드컨트롤러(300)와 전원공급장치의 사이에 전기적으로 연결되게 설치되는 것도 가능하다. 이때는 전원공급장치에서 모드컨트롤러(300)로 인가되는 전원의 세기를 조절하여 냉방모드 또는 난방모드의 세기를 조절하게 된다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

100: 열전모듈
110: 열전소자
120: 상부플레이트
130: 하부플레이트
200: 열전도체
300: 모드컨트롤러
400: 온도컨트롤러
500: 열전달필름

Claims (6)

1. 차량에 장착된 시트의 외부 또는 내부에 설치되어 외부에서 공급되는 전원의 극성에 따라 일면에서 흡열 또는 발열 작용하여 냉기 또는 온기를 발생시키는 열전모듈; 및
   상기 시트의 내부에 설치되고 열전모듈의 일면과 양단이 연결되어 냉기 또는 온기를 전달받아 시트를 냉방 또는 난방하는 열전도체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전도체는 필름 형태로 구성되어 시트의 좌석부와 등받이부 내측에 각각 지그재그 또는 그리 타입으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 열전도체는 열선 형태로 구성되어 시트의 내부에 시트의 좌석부와 등받이부 내측에 각각 지그재그 또는 그리 타입으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 열전모듈은
   복수 개로 구성되어 일면이 상기 열전도체의 양단에 열전달필름에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 열전모듈과 상기 전원이 공급되는 측과의 사이에 연결되어 상기 열전모듈로 공급되는 전원의 극성 방향을 제어하여 시트를 냉방하는 냉방모드와 시트를 난방하는 난방모드 중 하나의 모드로 작동하도록 제어하는 모드컨트롤러;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 열전모듈과 상기 모드컨트롤러의 사이에 연결되어 상기 전원의 세기를 다단으로 조절하여 냉방모드 또는 난방모드의 온도를 제어하는 온도컨트롤러;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉난방 장치.

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