KR20240068878A - 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템 및 이를 위한 차량용 시트 - Google Patents

Abstract

펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템 및 차량용 시트가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 차량용 시트 내부 소정의 위치에 적어도 하나 구비되어 바람을 생성하기 위한 팬, 상기 팬에 의해 생성된 바람이 상기 시트에 착석한 사용자를 향해 출력되도록 형성되는 복수 개의 송풍구들, 상기 복수 개의 송풍구들 각각으로부터 소정 범위 내에 각각 위치하도록 구비되는 복수 개의 열전모듈들, 및 물이 이송되는 호스 라인을 포함하며, 상기 호스 라인은, 일부가 상기 복수 개의 열전모듈들 각각의 일 면의 적어도 일부와 접촉되거나 일정 거리 이내로 근접하도록 형성되어, 물이 이송되는 경우 상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템 및 이를 위한 차량용 시트{Air conditioning system of future autonomous vehicle using Peltier device and car seat to which it is applied}

본 발명은 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템 및 차량용 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 내부 공간 전체에 이루어지던 차량의 냉난방을 차량에 탑승한 각 사용자 별로 개인화하여 제공할 수 있도록 하는 기술적 사상에 관한 것이다.

차량 내부의 냉방 또는 난방을 위한 냉난방 시스템이나 공조 시스템이 널리 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 차량의 냉난방 시스템을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 일반적인 차량의 냉난방은 차량의 공조 시스템을 통해 냉풍/온풍이 출력되며 이루어지고 있음은 널리 알려져 있다.

이러한 종래의 차량 냉난방 시스템은 차량 내부에 일괄적으로 적용되기에 사용자 개개인의 상황이나 취향에 따른 냉난방이 어려운 문제가 있다.

한편, 대기 오염에 따른 지구 온난화 문제가 심각해지면서 기존의 내연기관을 사용하는 차량에서 전기 자동차나 수소 자동차 등과 같은 친환경 에너지로 구동되는 차량에 대한 연구가 활발해지고 관련 시장이 급격히 성장하고 있다.

또한, 사람이 하나부터 열까지 일일이 조작하고 차량의 움직임을 제어하는 운전에서, 차량 스스로 운행이 가능한 자율주행 자동차에 대한 연구도 활발이 진행되고 있다.

이처럼 미래의 운송수단으로 떠오르는 친환경 에너지 자동차와, 자율주행 자동차는 기존의 일반적인 차량과 내부 구조에 큰 변화가 예상될 수 있다.

예를 들어, 기존에 내연 기관으로 인해 차량 내부 구조가 다소 획일적일 수밖에 없었다면, 이후에는 차량의 자율주행이 가능해지면서 차량 시트에서 회의나 휴식 등이 보다 용이해지고, 이에 맞춰 종래의 일률적인 시트의 배치 구조보다는 시트의 위치나 개수도 커스터마이징이 가능해질 수 있다.

한편 미래의 자율주행 자동차의 경우, 종래의 단순한 등받이-쿠션만 있는 형태에서 나아가 보다 개인적인 공간을 제공할 수 있는 개인화된 시트의 형태도 가능해질 수 있음을 예상할 수 있다.

이러한 개인화된 시트의 형태에서는, 차량의 냉난방 시스템이 기존의 중앙 집중공조 방식보다는 각 시트별로 개별적인 국부 근접 공조 방식이 보다 효율적일 수 있다.

하지만 종래에는 각 시트에서의 개별적인 냉난방은 쿠션 부분에 설치된 열선을 통한 난방이나, 등받이 부분의 단순한 바람 생성에 그치고 있어 아쉬움이 남는다.

한편 펠티어 효과(Peltier Effect) 및 제백효과(Seebeck Effect)의 흡열 및 발열을 이용한 펠티어소자(열전소자)를 사용하여 냉각 또는 발열을 수행하는 열전모듈을 이용한 기술적 사상이 널리 알려져 있다.

예를 들어, 종래에는 차량에서 이러한 열전모듈의 이용이 주로 음료나 주류 등의 용기를 필요에 따라 냉각(냉장) 또는 가열(온장)할 수 있는 컵홀더나 냉온장 장치나, 차량용 냉장고 등에 한정되고 있다.

따라서, 국부적인 냉난방에 유리한 열전모듈을 이용하여 개인화된 차량용 시트에 대한 개별 냉난방을 효율적으로 수행할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.

또한, 열전모듈에 대한 방열을 보다 효과적으로 수행할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.

한국등록특허(등록번호 10-1983118, "친환경 고성능 차량용 시트 냉난방 통풍 시스템")

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 열전모듈을 이용하여 차량의 각 시트별 개별 냉난방이 가능한 기술적 사상을 제공하는 것이다.

또한, 냉난방에 사용되는 열전모듈을 차량 내에서도 수냉식으로 방열할 수 있도록 함으로써, 방열 효율을 높임으로써 결과적으로 냉난방 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 차량용 시트 내부 소정의 위치에 적어도 하나 구비되어 바람을 생성하기 위한 팬, 상기 팬에 의해 생성된 바람이 상기 시트에 착석한 사용자를 향해 출력되도록 형성되는 복수 개의 송풍구들, 상기 복수 개의 송풍구들 각각으로부터 소정 범위 내에 각각 위치하도록 구비되는 복수 개의 열전모듈들, 및 물이 이송되는 호스 라인을 포함하며, 상기 호스 라인은, 일부가 상기 복수 개의 열전모듈들 각각의 일 면의 적어도 일부와 접촉되거나 일정 거리 이내로 근접하도록 형성되어, 물이 이송되는 경우 상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 내부에 공간이 형성되고, 상기 시트의 하단에 형성되어 상기 시트를 차량 바닥으로부터 지지하는 지지부를 더 포함하며, 상기 지지부는, 내부에 물을 펌핑하기 위한 펌프 및 물을 식히기 위한 방열부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방열부는, 상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열 이후 되돌아온 물이 머무르는 라디에이터부, 상기 라디에이터부를 향해 바람을 생성하는 적어도 하나의 방열팬, 및 상기 라디에이터부를 거친 바람이 수용되어 이송되는 덕트부를 포함하며, 상기 덕트부는, 일 단이 상기 라디에이터부와 연통되고 타 단은 차량의 외부로 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 방열부는,

상기 라디에이터부 및 상기 방열팬 사이에 배치되는 열전모듈을 더 포함하며, 상기 열전모듈은, 상기 라디에이터부를 통해 방열된 후 상기 호스라인으로 향하는 물을 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 송풍구들은, 시트의 상부에 위치하여 시트에 착석한 사용자의 머리측을 향해 바람이 출력되는 적어도 하나의 송풍구를 포함하는 제1송풍구, 시트의 중단부에 위치하여 시트에 착석한 사용자의 상체 또는 사용자의 팔을 향해 바람이 출력되는 적어도 하나의 송풍구를 포함하는 제2송풍구, 및 시트에 착석한 사용자의 하체 또는 등 중 적어도 하나를 향해 바람이 출력되는 적어도 하나의 송풍구를 포함하는 제3송풍구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 하나의 팬이 구비되어, 상기 하나의 팬이 구동되는 경우 상기 복수 개의 송풍구들로 바람이 출력될 수 있다.

또한, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 상기 제1송풍구를 통해 바람을 출력하기 위한 제1팬, 상기 제2송풍구를 통해 바람을 출력하기 위한 제2팬, 및 상기 제3송풍구를 통해 바람을 출력하기 위한 제3팬을 포함할 수 있다.

또한, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 상기 제1송풍구 및 상기 제1팬, 상기 제2송풍구 및 상기 제2팬, 상기 제3송풍구 및 상기 제3팬을 각각 연결하는 이송 덕트가 서로 연통되지 않고 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 시트는, 사용자가 착석할 수 있는 시트, 및 상기 시트에 구비되는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템을 포함하며, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은, 상기 시트 내부 소정의 위치에 적어도 하나 구비되어 바람을 생성하기 위한 팬, 상기 팬에 의해 생성된 바람이 상기 시트에 착석한 사용자를 향해 출력되도록 형성되는 복수 개의 송풍구들, 상기 복수 개의 송풍구들 각각으로부터 소정 범위 내에 각각 위치하도록 구비되는 복수 개의 열전모듈들, 및 물이 이송되는 호스 라인을 포함하고, 상기 호스 라인은, 일부가 상기 복수 개의 열전모듈들 각각의 일 면의 적어도 일부와 접촉되거나 일정 거리 이내로 근접하도록 형성되어, 물이 이송되는 경우 상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 개인화된 시트에서 사용자 개개인이 자신의 필요에 따라 냉난방을 조절할 수 있어 사용자의 편의성이 극대화될 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉난방에 사용되는 열전모듈을 수냉식으로 방열할 수 있도록 함으로써, 방열 효율과 함께 냉난방 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 차량의 냉난방 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 개략적인 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템에 구비되는 팬의 개수에 따른 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템에서 열전모듈의 수냉식 방열을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 지지부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 지지부 내부의 방열부를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 있어서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 개략적인 구성을 나타내며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 개략적인 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템(이하, 공조시스템이라 함)은 차량의 시트(10) 내부 소정의 위치에 구비되어 바람을 생성하는 적어도 하나의 팬(200), 상기 팬(200)에 의해 생성된 바람이 상기 시트(10)에 착석한 사용자를 향해 출력되도록 형성되는 복수 개의 송풍구들(300), 상기 복수 개의 송풍구들(300) 각각으로부터 소정 범위 이내에 위치하도록 구비되는 복수 개의 열전모듈(T)들, 및 상기 시트(10) 내에서 물이 이송되는 호스 라인(111-1, 112-1)을 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 호스 라인(111-1, 112-1)은 상기 복수 개의 열전모듈(T)들 각각의 일면의 적어도 일부와 접촉하거나 소정 거리 이내로 근접하여 지나도록 형성되어, 상기 호스 라인(111-1, 112-1)을 통해 이송되는 물에 의해 상기 복수 개의 열전모듈(T)들에 대한 방열이 이루어질 수 있다.

종래에는 전술한 바와 같이 차량의 냉난방이 차량 내부 공간 전체에 대한 온풍 또는 냉풍 출력으로 그치거나, 차량용 시트(10)에 열선을 구비하거나, 또는 단순히 시트(10)의 등받이 부분으로 일정 수준의 바람이 출력되는데 그치고 있다.

이에 비해, 본 발명은 시트(10)에 착석한 사용자에게 상기 열전모듈(T)을 거쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍이 출력될 수 있어 시트(10)를 통한 냉난방 효율이 크게 향상될 수 있다.

이는 도면에 도시된 일반적인 차량용 시트(10)는 물론, 특히 개인화된 자율주행 차량의 시트(10) 형태에서 더욱 유용할 수 있다.

이하, 본 명세서에서는 상기 차량용 시트(10)가 도면에 도시된 일반적인 형태의 차량 시트(10)인 경우는 물론, 특히 이후 자율주행 차량에 구비될 수 있는 개인화된 시트(10)의 형태인 경우를 위주로 설명하지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은 도면에 도시된 바와 같은 일반적인 형태의 시트(10)나, 시트(10)에 착석한 사용자의 신체의 일정 범위를 감싸는 가림막이 형성된 개인화된 시트(10)의 형태인 경우, 또는 기타 다양한 형태의 차량용 시트에도 모두 동일하게 적용될 수 있음은 당업자에게 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

이러한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 사용자의 머리/얼굴이 위치하게 되는 시트(10)의 상부, 사용자의 팔이나 상체가 위치하게 되는 시트(10)의 중단부, 및/또는 사용자의 등과 엉덩이 부분이 위치하게 되는 시트(10)의 하부에 국부적인 냉난방이 가능하게 되어, 차량에 탑승한 사용자 개개인에게 보다 효율적이고 쾌적한 냉난방을 제공할 수 있다.

후술할 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 차량의 시트(10) 하단부에는 상기 시트(10)를 차량의 바닥으로부터 지지하며, 내부에 본 발명의 기술적 사상에 따른 수냉식 방열을 구현하기 위한 구성요소들이 포함되는 지지부(100)가 형성될 수 있다. 이러한 지지부(100)에 대해서는 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.

한편 상기 열전모듈(T)은 적어도 하나의 펠티어소자(열전소자)를 포함하여 이루어질 수 있다. 널리 알려진 바와 같이, 펠티어소자(열전소자)는 양단에 전류를 흘리면 전하를 따라 열이 이동하여 한쪽은 냉각이 되고, 다른 쪽은 가열이 되는 펠티어 효과를 이용하여 전류를 이용한 냉각장치 및/또는 발열장치를 만드는데 주로 사용되는 소자이며, 전류의 방향에 따라 이러한 펠티어소자(열전소자)를 포함하는 상기 열전모듈(T)의 냉각면과 발열면이 전환될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.

상기 열전모듈(T)의 일 면은 상기 팬(200)에 의해 생성된 바람이 흐르는 경로에 구비되어, 상기 팬(200)에 의해 생성된 바람이 상기 복수 개의 송풍구들(300)을 통해 출력되기 전에 상기 열전모듈(T)을 거치면서 가열 또는 냉각될 수 있다. 예컨대, 상기 열전모듈(T)은 일 면이 상기 팬(200)에 의해 생성되는 바람이 유통되는 이송 덕트 내부에 위치하도록 하고, 타 면은 상기 이송 덕트의 외부에 위치하도록 구비될 수 있다. 이는 상기 열전모듈(T)이 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 열전모듈(T)들 모두에 동일하게 적용될 수 있다.

이때, 상기 공조시스템이 온풍을 출력하는 경우에는 상기 팬(200)의해 생성된 바람이 상기 열전모듈(T)의 발열면을 지나게 되어 상기 열전모듈(T)에 대한 별도의 방열이 필요하지 않을 수 있으나, 냉풍을 출력하는 경우에는 상기 열전모듈(T)의 발열면에 대한 방열이 중요할 수 있다.

본 발명은 상기 열전모듈(T)의 타 면 즉, 바람이 이송되는 이송 덕트의 외부에 위치한 면에 호스 라인(111-1, 112-1)이 지나도록 함으로써, 상기 타 면이 발열면으로 작용하는 경우 상기 호스 라인(111-1, 112-1)을 지나는 물에 의해 방열이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위한 구성이 도 6에 도시된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템에서 열전모듈의 수냉식 방열을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공조시스템은 상기 열전모듈(T)의 타 면 즉, 상기 이송 덕트의 외부에 위치한 면에 히트 블록(B)을 구비할 수 있다.

상기 히트 블록(B)은 열전도율이 비교적 높은 금속재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 히트 블록(B)은 구리 재질로 형성되어 상기 열전모듈(T)로부터 발생하는 열이 빠르게 전도될 수 있도록 구현될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 히트 블록(B)은 상기 열전모듈(T)의 타 면과 직접 솔더링되는 방식으로 설치될 수 있다.

일반적으로 소정의 발열체에 히트 블록(B)을 설치할 때에 서멀 그리스 등과 같은 열을 전달할 수 있는 유체 물질을 도포하여, 발열체와 히트 블록(B)의 접촉면의 미세한 공간을 메워 열 전도성을 증가시키고자 하는 방식이 주로 사용되고 있다.

하지만 본 발명의 실시 예에 의하면 상기 열전모듈(T)과 상기 히트 블록(B)을 직접 솔더링하는 방식을 사용할 수 있는데, 널리 사용되는 서멀 그리스의 열 전도율이 대략 3 내지 5W/m*K를 나타내는데 비해, 열전모듈(T)과 히트 블록(B)의 직접 솔더링의 경우 대략 30W/m*K의 상대적으로 매우 높은 열 전도율을 나타내므로 방열 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.

한편 상기 복수 개의 송풍구들(300)은 필요에 따라 사용자가 원하는 신체 부위에 대한 냉방/난방이 수행될 수 있는 위치에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 송풍구들(300) 중 일부는 시트(10)에 착석한 사용자의 머리나 얼굴을 향해 바람이 출력될 수 있는 위치에 형성될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 이처럼 사용자의 머리나 얼굴을 향해 바람이 출력될 수 있는 위치의 송풍구를 제1송풍구(예컨대, 300a)라 칭하도록 한다.

상기 제1송풍구(예컨대, 300a)는 하나의 송풍구만 포함하는 의미일 수도 있지만, 도면에 도시된 바와 같이 사용자의 좌우 양측에 각각 구비되는 한 쌍의 송풍구들을 포함하는 의미일 수도 있다. 어떠한 경우든, 상기 제1송풍구(예컨대, 300a)는 시트(10)에 착석한 사용자의 머리를 향해 바람이 출력되도록 시트(10)의 상부 측에 위치하는 송풍구들을 의미할 수 있다.

그리고 상기 복수 개의 송풍구들(300) 중 일부는 시트(10)에 착석한 사용자의 상체, 또는 사용자의 팔이나 손을 향해 바람을 출력할 수 있도록 시트(10)의 중단부에 위치하고 있을 수 있다. 이처럼 시트(10)의 중단부에 위치하는 송풍구를 제2송풍구(예컨대, 300b)라 칭하도록 한다.

상기 제2송풍구(예컨대, 300b)는 도면에 도시된 바와 같이 시트(10)에 별도의 가림막이 있을 경우 가림막에 형성될 수도 있고, 구현 예에 따라서는 사용자가 팔을 거치할 수 있는 팔걸이에 형성될 수도 있다.

또한 상기 복수 개의 송풍구들(300) 중 사용자의 등과 하체(예컨대, 엉덩이나 허벅지 등)를 향해 바람을 출력할 수 있는 위치의 송풍구는 제3송풍구(예컨대, 300c)로 칭하도록 한다.

상기 제3송풍구(예컨대, 300c)를 통해 출력되는 바람은 시트(10)에 착석한 사용자의 등이나 엉덩이, 허벅지 등에 땀이 차는 것을 방지할 수도 있고, 종래의 차량용 시트에 구비되는 열선 등과 같이 직접적인 난방 효과를 유사하게 구현할 수도 있다.

본 명세서에서는 상기 복수 개의 송풍구들(300)이 모두 6개가 형성되고, 상기 제1송풍구(예컨대, 300a), 상기 제2송풍구(예컨대, 300b) 및 상기 제3송풍구(예컨대, 300c)가 각각 2개의 송풍구를 포함하도록 구성되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기 복수 개의 송풍구들(300)의 구분은 본 명세서에서 설명의 편의를 위한 구분일 뿐, 복수 개의 송풍구들(300)이 형성되는 위치나 개수는 필요에 따라 다양하게 결정될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 공조시스템은 바람을 생성하기 위한 팬(200)의 개수에 따라 각 송풍구들(300)을 연결하는 이송 덕트의 구조가 다르게 형성될 수도 있다. 이러한 예를 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템에 구비되는 팬의 개수에 따른 구조를 개략적으로 나타낸다.

먼저 도 4를 참조하면, 상기 공조시스템에는 복수 개의 팬(200)들이 구비될 수도 있다.

예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 3개의 팬(예컨대, 200a, 200b, 200c)이 구비되어, 제1팬(예컨대, 200a)이 전술한 제1송풍구(예컨대, 300a)로 바람을 출력하고, 제2팬(예컨대, 200b)이 전술한 제2송풍구(예컨대, 300b)로 바람을 출력하며, 제3팬(예컨대, 200c)이 전술한 제3송풍구(예컨대, 300c)로 바람을 출력하도록 구현될 수 있다.

이 때, 바람이 이송되는 이송 덕트는 각각의 송풍구들 별로 연통되지 않도록 독립적인 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제1팬(예컨대, 200a)으로부터 생성된 바람은 다른 송풍구로 향하지 않고 상기 제1송풍구(예컨대, 300a)로만 출력될 수 있도록 구현될 수 있다.

이러한 경우, 사용자는 자신의 머리나 얼굴 부위, 상체 또는 팔 부위, 및/또는 등이나 엉덩이 부위 등 자신이 원하는 위치만 선택적으로 냉난방이 가능해질 수 있어 사용자의 편의성이 향상될 수 있는 효과를 가질 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 공조시스템은 시트(10)에 하나의 팬(200)만 구비하도록 구현될 수 있다. 이러한 경우, 상기 팬(200)으로부터 생성된 바람이 복수 개의 송풍구들(300)로 한 번에 출력될 수 있도록, 바람이 이송되는 이송 덕트가 각 송풍구들(300)과 모두 연통되도록 구성될 수 있다.

도면에는 상기 팬(200)이 BLDC 모터(Brushless DC electric motor)로 구동되는 경우가 나타나 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 팬(200)을 구동하는 모터는 필요에 따라 다양하게 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 지지부의 개략적인 구성을 나타낸다.

상기 공조시스템의 지지부(100)는 상기 시트(10)를 차량 바닥으로부터 지지하며, 내부에 공간을 포함하도록 형성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 지지부(100)의 내부에는 상기 호스 라인(111-1, 112-1)으로 물을 이송, 순환시킬 수 있는 펌프(110)와, 상기 펌프(110)와 연결되어 상기 펌프(110)에 의해 펌핑되는 물이 나가고 들어도는 이송 라인(111, 112)과, 상기 열전모듈(T)의 방열을 위해 시트(10) 내부에 걸쳐 위치하는 호스 라인(111-1, 112-1)의 일부가 내재되어 있을 수 있다.

상기 이송 라인(111, 112) 및 상기 호스 라인(111-1, 112-1)은 편의상 구분하여 칭하고 있으나, 실제 구현시 동일한 호스로 형성될 수도 있고, 각기 다른 재질의 호스나 배관으로 형성될 수도 있다.

상기 이송 라인(111, 112)과 상기 호스 라인(111-1, 112-1)은 도면에 도시된 바와 같이 널리 알려진 원터치 피팅 니플을 통해 연결되어 있을 수 있다. 상기 호스 라인(111-1, 112-1) 중 제1호스 라인(예컨대, 111-1)은 상기 열전모듈(T)의 발열면을 지난 후 상대적으로 온도가 높은 상태의 물이 이송되는 라인을 의미할 수 있고, 제2호스 라인(예컨대, 112-1)은 상기 열전모듈(T)에 도달하기 전 상대적으로 차가운 물이 이송되는 라인을 의미할 수 있다. 이러한 상기 제1호스라인(예컨대, 111-1) 및 상기 제2호스 라인(예컨대, 112-1) 역시 본 명세서에서 설명의 편의를 위해 구분한 명칭일 뿐, 반드시 재질이나 기타 특징이 별개인 다른 구성요소를 의미하는 것은 아니다.

또한 도면에는 상기 호스 라인(111-1, 112-1)이 각각 6개의 라인으로 분기되어 있는 경우가 도시되어 있지만, 이는 전술한 바와 같이 상기 복수 개의 송풍구들(300)이 6개 형성되어 있고, 이에 따라 열전모듈(T) 역시 6개가 구비된 경우에 대한 일 실시 예일 뿐, 구비되는 열전모듈(T)의 개수에 따라 상기 호스 라인(111-1, 112-1)의 수 역시 달라질 수 있음은 물론이다.

이처럼 상기 지지부(100) 내부에서 상기 펌프(110)에 의해 펌핑된 물은 상기 호스 라인(111-1, 112-1)을 따라 상기 열전모듈(T)에 대한 방열을 수행한 후, 상기 이송 라인(111, 112)을 통해 다시 지지부(100)의 내부로 되돌아와 물탱크 및/또는 후술할 라디에이터부(131)에 머무르게(저장되게) 된다.

그러면 상기 열전모듈(T)의 방열을 수행하여 상대적으로 온도가 올라간 물에 대한 방열 역시 필요하게 된다. 이를 위한 방열부를 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 지지부 내부의 방열부를 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 8을 참조하면, 상기 공조시스템의 지지부(100) 내에 구비된 방열부(130)는 물이 머무르는 물탱크 역할을 수행하는 라디에이터부(131)와, 상기 라디에이터부(131)를 향해 바람을 생성하는 적어도 하나의 방열팬(132), 및/또는 상기 라디에이터부(131)와 연통되어 상기 방열팬(132)으로부터 생성된 바람이 수용되는 덕트부(133)를 포함할 수 있다.

상기 라디에이터부(131)에서 상기 방열팬(132)에 의해 일정 수준 냉각되는 물은 상기 펌프(110)를 통해 다시 상기 호스 라인(111-1, 112-1)을 따라 순환하면서 상기 열전모듈(T)에 대한 방열이 이루어질 수 있다.

이때, 상기 덕트부(133)의 일 측은 차량 외부로 연통되어, 상기 라디에이터부(131)를 식힌 더운 바람이 차량 외부로 배출될 수 있도록 구현될 수 있다.

한편 구현 예에 따라, 상기 방열부(130)는 상기 라디에이터부(131)를 거친 물이 다시 상기 호스 라인(111-1, 112-1)으로 투입되어 순환하기 전, 열전모듈(T)을 통해 물을 한층 더 냉각시키도록 할 수도 있다. 이러한 예가 도 9에 도시된다.

도 9를 참조하면, 상기 방열부(130)는 상기 라디에이터부(131)를 통해 한 차례 방열된 물이 다시 상기 호스 라인(111-1, 112-1)으로 투입되기 전에, 상기 열전모듈(T)에 의해 보다 낮은 온도로 냉각될 수 있도록 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 덕트부(133)가 차량의 외부와 연통되도록 형성되어 외부 공기를 통해 상기 라디에이터부(131)를 거쳐가는 물이 냉각되게 되는데, 이때 물이 냉각된다 하더라도 상온 수준에 그치게 된다. 상기 공조시스템 내에 구비된 열전모듈(T)들의 효율적인 수냉식 방열을 위해서는 상기 호스 라인(111-1, 112-1)을 순환하는 물의 온도가 낮을수록 유리한데, 이를 위하여 상기 라디에이터부(131)를 통해 일차로 병열된 물이 상기 열전모듈(T)를 통해 보다 낮은 온도로 재차 냉각되면서, 상기 공조시스템 내에 구비된 열전모듈(T)들에 대한 방열 효율이 크게 향상될 수 있다.

또한 이러한 경우, 도면에 도시된 바와 같이 상기 방열부(130) 내에 구비되는 열전모듈(T)은 상기 라디에이터부(131)와 상기 라디에이터부(131)를 향해 바람을 생성하는 방열팬(132) 사이에 위치하여, 상기 방열부(130) 내에 구비된 열전모듈(T)의 발열면에 대한 방열이 상기 방열팬(132)에 의해 수행될 수 있도록 구현될 수 있다.

이처럼 상기 방열부(130) 내에 열전모듈(T)이 구비되는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 라디에이터부(131)를 거치고 상기 호스 라인(111-1, 112-1)으로 순환하기 전 이송라인(예컨대, 112)에 상기 열전모듈(T)이 위치할 수 있다. 물론 상기 열전모듈(T)의 위치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 라디에이터부(131)로 물이 투입되기 전 이송라인(111)의 위치에 상기 열전모듈(T)이 구비될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 연산을 수행하거나, 다른 구성요소(예컨대, 열전모듈(T), 팬(200), 방열팬(132), 및/또는 펌프(110) 등)의 동작을 제어하기 위한 소정의 제어 시스템(미도시)을 포함하고 있을 수 있다. 상기 제어 시스템(미도시)은 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 기능 및 동작을 제어하기 위한 별도의 시스템일 수도 있고, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템이 설치되는 차량의 전자제어장치(ECU)나 차량용 컴퓨팅 장치에 포함되어 있을 수도 있다.

구현 예에 따라, 상기 제어 시스템(미도시)은 프로세서, 저장장치, 및 상기 저장장치에 저장되어 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 CPU, GPU, MCU, APU, 마이크로프로세서, 싱글 코어 CPU혹은 멀티 코어 CPU를 포함할 수 있다. 메모리는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 또는 기타 비휘발성 고체상태 메모리 장치와 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수도 있다. 프로세서 및 기타 구성 요소에 의한 메모리로의 액세스는 메모리 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템 및/또는 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템의 각 구성요소가 소정의 동작을 수행한다고 함은, 상기 프로세서가 상기 프로그램을 실행하여 수행하는 일련의 데이터 처리 및/또는 제어에 의해 수행되는 것을 의미할 수 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 차량용 시트 내부 소정의 위치에 적어도 하나 구비되어 바람을 생성하기 위한 팬;
   상기 팬에 의해 생성된 바람이 상기 시트에 착석한 사용자를 향해 출력되도록 형성되는 복수 개의 송풍구들;
   상기 복수 개의 송풍구들 각각으로부터 소정 범위 내에 각각 위치하도록 구비되는 복수 개의 열전모듈들;
   물이 이송되는 호스 라인을 포함하며,
   상기 호스 라인은,
   일부가 상기 복수 개의 열전모듈들 각각의 일 면의 적어도 일부와 접촉되거나 일정 거리 이내로 근접하도록 형성되어, 물이 이송되는 경우 상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은,
   내부에 공간이 형성되고, 상기 시트의 하단에 형성되어 상기 시트를 차량 바닥으로부터 지지하는 지지부를 더 포함하며,
   상기 지지부는,
   내부에 물을 펌핑하기 위한 펌프 및 물을 식히기 위한 방열부를 포함하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 방열부는,
   상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열 이후 되돌아온 물이 소정 시간동안 머무르는 라디에이터부;
   상기 라디에이터부를 향해 바람을 생성하는 적어도 하나의 방열팬; 및
   상기 라디에이터부를 거친 바람이 수용되어 이송되는 덕트부를 포함하며,
   상기 덕트부는,
   일 단이 상기 라디에이터부와 연통되고 타 단은 차량의 외부로 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 방열부는,
   상기 라디에이터부 및 상기 방열팬 사이에 배치되는 열전모듈을 더 포함하며,
   상기 열전모듈은,
   상기 라디에이터부를 통해 방열된 후 상기 호스라인으로 향하는 물을 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 송풍구들은,
   시트의 상부에 위치하여 시트에 착석한 사용자의 머리측을 향해 바람이 출력되는 적어도 하나의 송풍구를 포함하는 제1송풍구;
   시트의 중단부에 위치하여 시트에 착석한 사용자의 상체 또는 사용자의 팔을 향해 바람이 출력되는 적어도 하나의 송풍구를 포함하는 제2송풍구; 및
   시트에 착석한 사용자의 하체 또는 등 중 적어도 하나를 향해 바람이 출력되는 적어도 하나의 송풍구를 포함하는 제3송풍구를 포함하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은,
   하나의 팬이 구비되어, 상기 하나의 팬이 구동되는 경우 상기 복수 개의 송풍구들로 바람이 출력될 수 있는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
7. 제5항에 있어서, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은,
   상기 제1송풍구를 통해 바람을 출력하기 위한 제1팬;
   상기 제2송풍구를 통해 바람을 출력하기 위한 제2팬; 및
   상기 제3송풍구를 통해 바람을 출력하기 위한 제3팬을 포함하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은,
   상기 제1송풍구 및 상기 제1팬, 상기 제2송풍구 및 상기 제2팬, 상기 제3송풍구 및 상기 제3팬을 각각 연결하는 이송 덕트가 서로 연통되지 않고 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템.
   
9. 사용자가 착석할 수 있는 시트; 및
   상기 시트에 구비되는 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템을 포함하며,
   상기 펠티어소자를 이용한 미래자율주행 자동차의 공조시스템은,
   상기 시트 내부 소정의 위치에 적어도 하나 구비되어 바람을 생성하기 위한 팬;
   상기 팬에 의해 생성된 바람이 상기 시트에 착석한 사용자를 향해 출력되도록 형성되는 복수 개의 송풍구들;
   상기 복수 개의 송풍구들 각각으로부터 소정 범위 내에 각각 위치하도록 구비되는 복수 개의 열전모듈들;
   물이 이송되는 호스 라인을 포함하고,
   상기 호스 라인은,
   일부가 상기 복수 개의 열전모듈들 각각의 일 면의 적어도 일부와 접촉되거나 일정 거리 이내로 근접하도록 형성되어, 물이 이송되는 경우 상기 복수 개의 열전모듈들에 대한 방열이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.