WO2024058396A1 - 웨어러블 공기조화장치 - Google Patents

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WO2024058396A1
WO2024058396A1 PCT/KR2023/010335 KR2023010335W WO2024058396A1 WO 2024058396 A1 WO2024058396 A1 WO 2024058396A1 KR 2023010335 W KR2023010335 W KR 2023010335W WO 2024058396 A1 WO2024058396 A1 WO 2024058396A1
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heat dissipation
dissipation member
housing
conditioning device
air conditioning
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PCT/KR2023/010335
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김현호
서주희
신문선
조성구
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삼성전자 주식회사
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    • F28F2013/005—Thermal joints
    • F28F2013/006—Heat conductive materials

Definitions

  • An exemplary embodiment relates to a wearable air conditioning device.
  • Wearable air conditioning devices are easily portable devices that can provide cooling functions to users in the summer. Wearable air conditioning devices can provide heating functions to users in winter. As an example for this, a wearable air conditioning device may use a thermoelectric element.
  • thermoelectric element is a device that induces the exchange of heat energy using electrical energy. When a thermoelectric element receives electrical energy, it transfers heat energy from one side to the other side. The surface that has received heat energy can be used for heating in winter. The cotton that has lost heat energy can be used for cooling in the summer.
  • a wearable air conditioning device may include a thermoelectric element that generates a temperature difference between the front and back sides using electrical energy.
  • the wearable air conditioning device is disposed to face the front and may include a front heat dissipation member in which a first channel extending in a first direction is formed.
  • the wearable air conditioning device is disposed to face the rear and may include a rear heat dissipation member in which a second channel extending in the first direction is formed.
  • the wearable air conditioning device has an opening exposing one surface of the front heat dissipation member and an intake port, and may include a housing accommodating the thermoelectric element and the rear heat dissipation member.
  • a wearable air conditioning device may include a blowing module provided to move air sucked through an intake port along the first channel and the second channel.
  • At least one of the front heat dissipation member and the housing of the wearable air conditioning device may include a first outlet that discharges air that has passed through the first channel.
  • Figure 1 is a diagram showing an exploded perspective view of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 2 is a front perspective view of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 3 is a rear perspective view of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 4 is a cross-sectional perspective view of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 5 is a diagram showing a longitudinal cross-section of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 6 is a diagram showing a cross-section of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 7 is a front perspective view of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 8 is a cross-sectional perspective view of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional perspective views of a wearable air conditioning device according to an exemplary embodiment, and are diagrams for explaining the operation of the air volume control unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing an exploded perspective view of a wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a front perspective view of a wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a rear perspective view of a wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of a wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment.
  • the wearable air conditioning device 9 is an air conditioning device that is easy for the user to carry, and can provide a cooling function.
  • the wearable air conditioning device 9 may include a housing 1, a thermoelectric element 30, a front heat dissipation member 6, a rear heat dissipation member 7, and a blowing module 80.
  • the housing 1 forms the exterior of the wearable air conditioner 9 and can accommodate the thermoelectric element 30, the front heat dissipation member 6, the rear heat dissipation member 7, and the blowing module 80.
  • the housing 1 may include a front housing 10 facing forward and a rear housing 20 facing backward.
  • the front may be the side that emits cold air (5).
  • the rear may be in the direction opposite to the front.
  • Front housing 10 may include an opening 11 .
  • the front housing 10 may include a first outlet 40 .
  • the first outlet 40 may be provided upward from the front housing 10 in the first direction (Z).
  • the first direction (Z) may be a height direction.
  • the opening 11 may be provided below the first outlet 40.
  • Rear housing 20 may include a second outlet 22.
  • the rear housing 20 may include an intake port 84.
  • the second outlet 22 and the intake port 84 may be arranged to be spaced apart from each other.
  • the second outlet 22 is provided above the rear housing 20 in the first direction (Z), for example, in the height direction
  • the intake port 84 is provided at the first height in the rear housing 20. It may be provided downward in the direction (Z).
  • the structure of the housing 1 is divided into the front housing 10 and the rear housing 20, but the structure of the housing 1 is not limited to this.
  • the housing 1 may be one body or may be divided into an upper housing and a lower housing.
  • the thermoelectric element 30 may be provided inside the housing (1).
  • the thermoelectric element 30 may include a front surface 31 facing forward and a rear surface 32 facing backward.
  • the thermoelectric element 30 can generate a temperature gradient between the front 31 and the back 32 using electrical energy.
  • the thermoelectric element 30 can exchange heat energy between the front 31 and the back 32 using electrical energy.
  • the thermoelectric element can generate a temperature difference between the front (31) and the back (32) using electrical energy.
  • the temperature of the front surface 31 when current is applied to the thermoelectric element 30 in the forward direction, the temperature of the front surface 31 may be lower than the ambient temperature.
  • the temperature of the rear surface 32 When current is applied to the thermoelectric element 30 in the forward direction, the temperature of the rear surface 32 may be higher than the ambient temperature.
  • the ambient temperature may be the temperature of the outside air.
  • the temperature of the front 31 may be lower than the temperature of the rear 32.
  • the wearable air conditioning device 9 can provide a cooling function.
  • the temperature gradient between the front 31 and the back 32 may be formed in the opposite direction.
  • the temperature of the front 31 may be higher than the temperature of the rear 32.
  • the wearable air conditioning device 9 may provide a heating function.
  • the wearable air conditioning device 9 may further include a first partition wall 25.
  • the first partition 25 is disposed inside the housing 1 and can support the thermoelectric element 30.
  • the first partition 25 can fix the position of the thermoelectric element 30.
  • the first partition 25 may have an opening 251 having a shape corresponding to the shape of the thermoelectric element 30.
  • the thermoelectric element 30 is inserted into the opening 251, thereby fixing the position of the thermoelectric element 30 inside the housing 1.
  • the first partition 25 is illustrated as being separated from the housing 1, but the present invention is not limited thereto.
  • the first partition 25 may be a part of the housing 1.
  • the front heat dissipation member (6) can be accommodated in the housing (1).
  • the front heat dissipation member 6 may be arranged to face the front 31 of the thermoelectric element 30. One surface of the front heat dissipation member 6 may contact the front surface 31 of the thermoelectric element 30.
  • Thermal grease (not shown) may be applied to one surface of the front heat dissipation member 6 that contacts the front 31 of the thermoelectric element 30. Thermal grease may play a role in helping conduction-type heat transfer from the thermoelectric element 30 to the front heat dissipation member 6.
  • One side 61 of the front heat dissipation member 6 is exposed at the opening 11 of the housing 1, and the other side disposed opposite to the one side 61 may face the front 31 of the thermoelectric element 30. there is.
  • One surface 61 of the front heat dissipation member 6 may be a surface in contact with the user's skin.
  • the front heat dissipation member 6 may include a thermally conductive material.
  • the material of the front heat dissipation member 6 may include at least one of aluminum and stainless steel.
  • One surface 61 of the front heat dissipation member 6 may include a material that is resistant to corrosion.
  • One surface 61 of the front heat dissipation member 6 may include stainless steel.
  • the temperature of the front surface 31 of the thermoelectric element 30 may be lower than the ambient temperature.
  • the front heat dissipation member 6 may have a structure in contact with the front 31 of the thermoelectric element 30. The front heat dissipation member 6 transfers heat through conduction to the front 31 of the thermoelectric element 30, thereby lowering the temperature.
  • the temperature of one surface 61 of the front heat dissipation member 6 may be lower than the ambient temperature.
  • the temperature of one side 61 may be lower than body temperature. When the ambient temperature is 40°C, the temperature of one surface 61 of the front heat dissipation member 6 may be 25°C or lower.
  • the wearable air conditioning device 9 can provide a cooling sensation to the user who touches the front heat dissipation member 6 by using the front 31 of the thermoelectric element 30, which has a temperature lower than the surrounding temperature. . Heat may be transferred by conduction from the user in contact with the front heat dissipation member 6 to the front heat dissipation member 6.
  • the front heat dissipation member 6 may include a first channel 60.
  • the first channel 60 may extend along a direction parallel to the front surface 31 of the thermoelectric element 30.
  • the first channel 60 may extend along the first direction (Z). Air may move through the first channel 60.
  • the first channel 60 may be composed of a plurality of channels.
  • the plurality of channels may be arranged to be spaced apart in the second direction (Y).
  • the second direction (Y) may be left or right.
  • the shape of the first channel 60 is not limited to this and may vary.
  • the rear heat dissipation member (7) may be disposed inside the housing (1).
  • the rear heat dissipation member 7 may be disposed to face the rear 32 of the thermoelectric element 30.
  • One surface of the rear heat dissipation member 7 may be in contact with the rear 32 of the thermoelectric element 30.
  • Thermal grease (not shown) may be applied to one surface of the rear heat dissipation member 7 that is in contact with the rear surface 32 of the thermoelectric element 30. Thermal grease can help conduction-type heat transfer from the thermoelectric element 30 to the rear heat dissipation member 7.
  • the rear heat dissipation member 7 may include a thermally conductive material.
  • the rear heat dissipation member 7 may include aluminum.
  • the material of the rear heat dissipation member 7 is not limited to this, and may be modified in various ways as long as it is a thermally conductive material.
  • the heat of the rear surface 32 of the thermoelectric element 30 may be transferred to the rear heat dissipation member 7.
  • Heat may be transferred from the rear 32 of the thermoelectric element 30 to the rear heat dissipation member 7 through conduction.
  • the rear heat dissipation member 7 may perform the function of dissipating heat generated at the rear 32 of the thermoelectric element 30.
  • the rear heat dissipation member 7 may include a second channel 70.
  • the second channel 70 may extend along a direction parallel to the rear surface 32 of the thermoelectric element 30.
  • the second channel 70 may extend along the first direction (Z). Air may move through the second channel 70.
  • the second channel 70 may be composed of a plurality of channels. The plurality of channels may be arranged to be spaced apart in the second direction (Y). The second direction (Y) may be left or right.
  • the shape of the second channel 70 is not limited to this and may vary.
  • the length of the rear heat dissipation member 7 may be longer than the length of the thermoelectric element 30.
  • the length of the rear heat dissipation member (7) may be longer than the length of the front heat dissipation member (6).
  • the length is defined as the length along the first direction (Z).
  • the positions of the front heat dissipation member 6 and the rear heat dissipation member 7 may be fixed by the first partition wall 25.
  • the blowing module 80 is accommodated in the housing 1 and can form an airflow inside the housing 1.
  • the blowing module 80 may include a blowing fan 83.
  • the blowing fan 83 can suck in external air through the intake port 84.
  • the blowing fan 83 may discharge air toward the front heat dissipation member 6 and the rear heat dissipation member 7.
  • the blowing fan 83 can move the air sucked through the intake port 84 to the first channel 60 and the second channel 70 (see FIGS. 5 and 6).
  • the blowing fan 83 may be a centrifugal blowing fan 83.
  • the centrifugal blowing fan 830 can suck air inside the housing 1 in the axial direction and discharge the sucked air in the radial direction.
  • the blowing module 80 may further include a blowing guide 26.
  • the blowing guide 26 may guide the air blown from the blowing fan 83 toward the front heat dissipation member 6 and the rear heat dissipation member 7.
  • the blowing guide 26 can guide the air discharged toward the front heat radiation member 6 and the rear heat radiation member 7 to prevent it from leaking.
  • the air discharged from the blowing fan 83 may pass through the guide 26 and move to the first channel 60 of the front heat dissipation member 6 and the second channel 70 of the rear heat dissipation member 7.
  • the wearable air conditioning device 9 may include a battery 87 and a control unit 88.
  • the battery 87 and the control unit 88 may be disposed behind the rear heat dissipation member 7.
  • Battery 87 may be accommodated in housing (1).
  • the battery 87 can supply power to the thermoelectric element 30 and the blowing module 80.
  • the control unit 88 can control the operation of the thermoelectric element 30 and the blowing module 80.
  • the control unit 88 can adjust the rotation speed of the blowing fan 83.
  • the control unit 88 can determine the direction of current flowing through the thermoelectric element 30. For example, the control unit 88 may cause current to flow in the thermoelectric element 30 in the forward direction. Conversely, the control unit 88 may cause current to flow in the thermoelectric element 30 in the reverse direction. For example, when the user inputs a cooling mode or a heating mode through a cold/temperature control unit (not shown), the control unit 88 can change the direction of the current flowing through the thermoelectric element 30.
  • the wearable air conditioning device 9 may include a second partition wall 27.
  • the second partition wall 27 may be disposed between the battery 87 and the rear heat dissipation member 7.
  • the second partition 27 may be disposed between the control unit 88 and the rear heat dissipation member 7.
  • the second partition 27 may block heat generated from the battery 87 and the control unit 88 from reaching the rear heat dissipation member 7.
  • the second partition 27 may block heat transfer between the battery 87 and the rear heat dissipation member 7.
  • the second partition wall 27 can fix the positions of the battery 87 and the control unit 88.
  • FIG. 5 is a diagram showing a longitudinal cross-section of a wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment.
  • thermoelectric element 30 a front heat dissipation member 6, and a rear heat dissipation member 7 may be disposed on the upper part of the blowing fan 83. There may be a front heat dissipation member 6 and a rear heat dissipation member 7 in the radial direction of the blowing fan 83.
  • the blowing module 80 discharges the air inside the housing 1 toward the front heat radiating member 6 and the rear heat radiating member 7 so that the air moves along the first channel 60 and the second channel 70. You can.
  • Air discharged toward the front heat dissipation member 6 and the rear heat dissipation member 7 may move through the first channel 60 and the second channel 70.
  • the first airflow F1 passing through the first channel 60 may flow through the first channel 60 .
  • the second airflow (F2) may flow through the second channel (70).
  • the first airflow F1 exchanges heat with the front heat dissipation member 6, and its temperature becomes lower than the surrounding temperature.
  • the temperature of the first airflow F1 passing through the first channel 60 may be 3°C or more lower than the ambient temperature.
  • the temperature of the first airflow F1 passing through the first channel 60 may be 5°C or more lower than the ambient temperature.
  • the temperature of the first airflow F1 may be 35°C or lower.
  • the temperature of the first airflow (F1) that has completed heat exchange with the front heat dissipation member (6) may be lower than body temperature.
  • the temperature of the first air flow (F1) is not limited to the above.
  • the temperature of the first airflow F1 may vary depending on the amount of heat conducted to the contact surface 61 of the front heat dissipation member 6, the voltage of the battery 87, changes in ambient temperature, and the air volume of the blowing fan 83.
  • the second airflow F2 exchanges heat with the rear heat dissipation member 7, and its temperature may become higher than the surrounding temperature.
  • the temperature of the second airflow (F2) that has completed heat exchange with the rear heat dissipation member (7) may be 40°C or higher.
  • the first airflow (F1) that has completed heat exchange with the front heat dissipation member (6) may be discharged through the first outlet (40).
  • the temperature of the discharged first air stream (F1) may be lower than the outside air.
  • the temperature of the discharged first air stream F1 may be 3°C or more lower than the outside air.
  • the temperature of the discharged first air stream F1 may be 5°C or more lower than the outside air.
  • the discharged first airflow (F1) can transfer heat to the user in a convection manner. For example, by evaporating the user's sweat using the first airflow F1, a cooling sensation can be provided to the user.
  • the user can obtain a cooling sensation from one surface 61 of the front heat dissipation member 6 and at the same time, a cooling sensation due to the first airflow F1 discharged from the first outlet 40.
  • the user can transfer heat to the wearable air conditioning device (9) in two ways: conduction and convection.
  • the second airflow (F2) whose temperature has risen may be discharged through the second outlet (22).
  • the temperature of the discharged second air stream (F2) may be higher than the outside air.
  • the second outlet 22 may be disposed toward the rear.
  • the heat dissipation efficiency of the rear heat dissipation member 7 can be increased.
  • the rear 32 of the thermoelectric element 30 is prevented from overheating, and this prevents the temperature of the front 31 from increasing due to the temperature of the overheated rear 32.
  • the first partition 25 may block mixing of the first airflow F1 and the second airflow F2.
  • the temperature difference between the first air stream (F1) and the second air stream (F2) can be maintained.
  • the first airflow (F1) and the second airflow (F2) may be discharged from the housing (1) in opposite directions. When the first airflow (F1) and the second airflow (F2) are discharged in opposite directions, only the intended type of airflow, for example, the first airflow (F1), can be delivered to the target, for example, the user.
  • the first outlet 40 may include a plurality of micro holes 43.
  • the diameter of the microhole 43 may be 1 mm or less.
  • the microhole 43 may be a hole through which numerous micrometer-sized holes emit a fine airflow. These fine holes 43 can be defined as windless holes.
  • the wind speed of the airflow coming out of the microhole 43 may be 0.15 m/s or less.
  • the first airflow (F1) discharged through the microhole 43 can prevent the skin from drying out or the hair from being blown away by the wind.
  • the surface level of the first outlet 40 may be located rearward than the surface level of the front housing 10.
  • the front housing 10 surrounds the edge of the first outlet 40 and may include an edge area 13 that protrudes forward compared to the first outlet 40. The user may not directly contact the first outlet 40.
  • the first airflow F1 may not flow smoothly.
  • An air flow blocking prevention groove 130 through which the first air flow F1 passing through the first outlet 40 can move may be provided in the border area 13.
  • the first airflow (F1) may be discharged to the outside through the airflow blocking prevention groove 130.
  • the air flow blocking prevention groove 130 can facilitate the discharge of the first air flow (F1) to the outside.
  • the discharge of the first air stream (F1) to the outside becomes smooth, the flow of the first air stream (F1) may be smooth.
  • a plurality of air flow prevention grooves 130 may be formed.
  • the description focuses on the structure in which the first outlet 40 and the airflow blocking prevention groove 130 are provided in the housing 1.
  • this is an exemplary structure and can be modified in various ways. You can.
  • FIG. 7 is a front perspective view of a wearable air conditioning device 9A according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional perspective view of the wearable air conditioning device 9A of FIG. 7.
  • the wearable air conditioner 9 includes a housing 1, a thermoelectric element 30, a front heat dissipation member 6, a rear heat dissipation member 7, and a blowing module 80. ) includes.
  • a housing 1 a thermoelectric element 30, a front heat dissipation member 6, a rear heat dissipation member 7, and a blowing module 80.
  • redundant description of the same configuration as the above-described embodiment will be omitted, and description will focus on different configurations.
  • the front heat dissipation member 6a may include a channel area 600 and a discharge area 610.
  • the channel area 600 may include a first channel 60.
  • the discharge area 610 may include a first discharge port 40a.
  • the channel area 600 and the discharge area 610 may be one body.
  • the length of the front heat dissipation member (6) may be the same as that of the rear heat dissipation member (7).
  • the channel area 600 may protrude forward from the discharge area 610.
  • the front housing 10a may protrude forward from the discharge area 610. The user may not directly contact the discharge area 610.
  • the front housing 10a may include an airflow blocking prevention groove 130.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional perspective views of the wearable air conditioning device 9 according to an exemplary embodiment, and are diagrams for explaining the air volume control unit 85.
  • the blowing module 80 may include an air volume control unit 85.
  • the air volume control unit 85 may be disposed between the blowing fan 83 and the front heat dissipation member 6.
  • the air volume control unit 85 can control the wind direction of the air discharged from the blowing fan 83.
  • the air volume control unit 85 controls the air discharged from the blower fan 83 into a first airflow F1 discharged in a direction toward the front heat radiation member 6 and a second airflow F1 discharged in a direction toward the rear heat radiation member 7. It can be divided into airflow (F2).
  • the wind volume control unit 85 can control the wind volume directed toward the front heat dissipation member (6).
  • the air volume control unit 85 can adjust the air volume of the first airflow F1 discharged from the first outlet 40. For example, the air volume control unit 85 may rotate based on the axis A. Depending on the rotation angle of the air volume control unit 85, the air volume discharged from the first outlet 40 may vary.
  • the air volume control unit 85 may be connected to the air volume control unit 86.
  • the air volume control unit 86 may be disposed in the rear housing 20. The user can move the air volume control unit 85 by manipulating the air volume control unit 86.
  • the air volume control unit 86 may be in the form of a dial. However, the shape of the air volume control unit 86 is not limited to this and may vary. For example, although not shown, the air volume control unit 86 may be in the form of a lever. The air volume control unit 86 can be moved fully automatically through control of the control unit 88.
  • the air volume control unit 85 may guide the air discharged from the blower fan 83 toward the rear heat dissipation member 7. In this case, all of the air discharged from the blowing fan 83 becomes the second airflow F2 and moves toward the rear heat dissipation member 7, and the first airflow F1 may not be formed. If the first airflow (F1) is not discharged through the first outlet (40), the wearable air conditioner (9) can exchange heat with the user only through conduction in the front heat dissipation member (6).
  • the wearable air conditioning device 9 can provide heat exchange using both convection and conduction methods to the user.
  • the wearable air conditioning device 9 can provide a cooling sensation using cold air to the user without directly contacting the user's skin.
  • the wearable air conditioning device 9 can prevent the air flow from circling through the cold air bypass passage.
  • the problem to be solved by the wearable air conditioning device 9 according to the exemplary embodiment is not limited to the above description.
  • a wearable air conditioning device 9 includes a thermoelectric element 30 that generates a temperature difference between the front 31 and the back 32 using electrical energy; a front heat dissipation member (6) disposed to face the front surface (31) and having a first channel (60) extending in a first direction; a rear heat dissipation member (7) disposed to face the rear surface (32) and having a second channel (70) extending in the first direction; A housing (1) having an opening (11) exposing one surface (61) of the front heat dissipation member (6) and an intake port (84), and accommodating the thermoelectric element (30) and the rear heat dissipation member (7); and a blowing module 80 provided to move the air sucked into the intake port 84 along the first channel 60 and the second channel 70. It includes, and at least one of the front heat dissipation member 6 and the housing 1 may include a first outlet 40 that discharges air that has passed through the first channel 60.
  • the wearable air conditioning device 9 can provide heat exchange using both convection and conduction methods to the user.
  • the housing 1 may further include a second outlet 22 through which air passing through the second channel 70 is discharged.
  • the wearable air conditioning device 9 can appropriately maintain the temperature gradient of the thermoelectric element.
  • the first outlet 40 may be arranged to face forward in the housing 1, and the second outlet 22 may be arranged to face rearward in the housing 1.
  • the wearable air conditioning device 9 can prevent heat sensation from being transmitted to the user by placing the second outlet 22 rearward.
  • the housing 1 surrounds the edge of the first outlet 40 and further includes a border area 13 that protrudes forward compared to the first outlet 40, and the border area 13 includes the first outlet 40.
  • An air flow prevention groove 130 through which air passing through the outlet 40 can move may be provided.
  • the air conditioning device 9 can prevent clogging of airflow.
  • the first outlet 40 is disposed in the front heat dissipation member 6, and the front heat dissipation member 6 includes a channel region 600 having the first channel 60, and the channel region 600. It extends from and may include a discharge area 610 where the first discharge port 40 is provided.
  • the air conditioning device 9 can provide efficient heat exchange through the front heat dissipation member 6.
  • a second device is disposed inside the housing 1, supports the thermoelectric element 30, and blocks mixing of air passing through the first channel 60 and air passing through the second channel 70.
  • the air conditioning device 9 can prevent mixing of cold and warm air.
  • the blowing module 80 may include a centrifugal blowing fan 830 that sucks air inside the housing 1 in the axial direction and discharges the sucked air in the radial direction.
  • the air conditioning device 9 may provide a blowing module 80 that provides efficient air circulation within a limited space.
  • the blowing module 80 is disposed between the blowing fan 83 and the blowing fan 83 and the front heat dissipating member 6, and is configured to adjust the amount of air directed toward the front heat dissipating member 6. It may include part 85.
  • the first outlet 40 includes a plurality of micro holes 43, and the diameter of the micro holes may be 1 mm or less.
  • the air conditioning device 9 can provide a pleasant feeling of use through a wind-free hole.
  • the temperature of the front surface 31 may be lower than the temperature of the rear surface 32.
  • the material of the front heat dissipation member 6 may include one or more of aluminum and stainless steel.
  • the air conditioning device 9 may provide a configuration with high heat conduction efficiency.
  • a battery 87 disposed behind the rear heat dissipation member 7 inside the housing 1; It may further include.
  • the air conditioning device 9 may be mobile.
  • It is disposed between the battery 87 and the rear heat dissipation member 7 and may further include a second partition wall 27 that blocks heat transfer between the battery 87 and the rear heat dissipation member 7.
  • the air conditioning device 9 can protect the internal battery 87.
  • the housing 1 may include a front housing 10 having the opening 11 and a rear housing 20 having the second outlet 22.
  • the air conditioning device 9 can be easily repaired and replaced due to the housing 1 having a plurality of components.
  • the length of the rear heat dissipation member 7 may be longer than the length of the front heat dissipation member 6.
  • the air conditioning device 9 can provide a structure capable of efficient air conditioning by considering the efficiency of thermodynamic laws.

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Abstract

웨어러블 공기조화장치가 개시된다. 본 개시에 따른 웨어러블 공기조화장치는, 전기 에너지를 사용하여 전면과 후면의 온도 차를 생성하는 열전소자; 상기 전면에 대향하도록 배치되며, 제1 방향으로 연장되는 제1 채널이 형성된 전방 방열부재; 상기 후면에 대향하도록 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 채널이 형성된 후방 방열부재; 상기 전방 방열부재의 일면을 노출시키는 개구부와 흡기구를 가지며, 상기 열전소자와 상기 후방 방열부재를 수용하는 하우징; 및 상기 흡기구로 흡입된 공기를 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 따라 이동시키도록 마련되는 송풍모듈; 을 포함하며, 상기 전방 방열부재 및 상기 하우징 중 적어도 하나는, 상기 제1 채널을 통과한 공기를 배출하는 제1 배출구를 포함할 수 있다.

Description

웨어러블 공기조화장치
예시적인 실시예는 웨어러블 공기조화장치에 관한 것이다.
웨어러블 공기조화장치는 휴대가 용이한 장치로서, 여름에는 사용자에게 냉방 기능을 제공할 수 있다. 웨어러블 공기조화장치는 겨울에는 사용자에게 난방 기능을 제공할 수 있다. 이를 위한 예로서, 웨어러블 공기조화장치는 열전소자를 이용할 수 있다.
열전소자는 전기에너지를 사용하여 열에너지의 교환을 유도하는 소자이다. 열전소자는 전기에너지를 공급받으면 일면의 열에너지를 다른 일면으로 전달한다. 열에너지를 전달받은 면을 활용하여 겨울철 난방에 사용할 수 있다. 열에너지를 빼앗긴 면을 활용하여 여름철 냉방에 사용할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치는, 전기 에너지를 사용하여 전면과 후면의 온도 차를 생성하는 열전소자;를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치는 전면에 대향하도록 배치되며, 제1 방향으로 연장되는 제1 채널이 형성된 전방 방열부재를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치는 후면에 대향하도록 배치되며, 제1 방향으로 연장되는 제2 채널이 형성된 후방 방열부재를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치는 전방 방열부재의 일면을 노출시키는 개구부와 흡기구를 가지며, 열전소자와 후방 방열부재를 수용하는 하우징을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치는 흡기구로 흡입된 공기를 제1 채널 및 제2 채널을 따라 이동시키도록 마련되는 송풍모듈을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 전방 방열부재 및 하우징 중 적어도 하나는, 제1 채널을 통과한 공기를 배출하는 제1 배출구를 포함할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 분해사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 전면사시도를 나타낸 도면이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 후면사시도를 나타낸 도면이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 횡단면 사시도를 나타낸 도면이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 전면사시도를 나타낸 도면이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 단면사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치의 단면 사시도로서, 풍량조절부 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치에 대해 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 도면에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
"상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다.
방법을 구성하는 단계들은 설명된 순서대로 행하여야 한다는 명백한 언급이 없다면, 적당한 순서로 행해질 수 있다. 또한, 모든 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구항에 의해 한정되지 않는 이상 이러한 용어로 인해 권리 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 분해사시도를 나타낸 도면이다. 도 2는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 전면사시도를 나타낸 도면이다. 도 3은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 후면사시도를 나타낸 도면이다. 도 4는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 횡단면 사시도를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 사용자의 휴대가 용이한 공기조화장치로서, 냉방 기능을 제공할 수 있다. 웨어러블 공기조화장치(9)는 하우징(1), 열전소자(30), 전방 방열부재(6), 후방 방열부재(7) 및 송풍모듈(80)을 포함할 수 있다.
하우징(1)은 웨어러블 공기 조화장치(9)의 외관을 형성하는 것으로서, 열전소자(30), 전방 방열부재(6), 후방 방열부재(7) 및 송풍모듈(80)을 수용할 수 있다.
하우징(1)은 전방을 향하는 전방 하우징(10)과 후방을 향하는 후방 하우징(20)을 포함할 수 있다. 전방은 냉기(5)를 방출하는 면일 수 있다. 후방은 전방의 반대편 방향일 수 있다.
전방 하우징(10)은 개구부(11)를 포함할 수 있다. 전방 하우징(10)은 제1 배출구(40)를 포함할 수 있다. 제1 배출구(40)는 전방 하우징(10)에서 제1 방향(Z)으로 위쪽에 마련될 수 있다. 제1 방향(Z)은 높이방향일 수 있다. 개구부(11)는 제1 배출구(40)보다 아래 쪽에 마련될 수 있다.
후방 하우징(20)은 제2 배출구(22)를 포함할 수 있다. 후방 하우징(20)은 흡기구(84)를 포함할 수 있다. 후방 하우징에서(20)에서 제2 배출구(22)와 흡기구(84)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 배출구(22)는 후방 하우징(20)에서 제1 방향(Z), 예를 들어, 높이방향으로 위쪽에 마련되며, 흡기구(84)는 후방 하우징(20)에서 제1 높이방향(Z)으로 아래쪽에 마련될 수 있다.
도 1에 따른 실시예에서는 하우징(1)이 전방 하우징(10)과 후방 하우징(20)으로 분리된 구조를 예시하였으나, 하우징(1)의 구조는 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 도시하지 않았으나, 하우징(1)은 하나의 몸체이거나, 상부 하우징과 하부 하우징으로 분리된 구조일 수도 있다.
열전소자(30)는 하우징(1)의 내부에 마련될 수 있다. 열전소자(30)는 전방을 향하는 전면(31)과 후방을 향하는 후면(32)을 포함할 수 있다. 열전소자(30)는 전기에너지를 사용하여 전면(31)과 후면(32) 사이의 온도 구배 를 생성할 수 있다. 열전소자(30)는 전기에너지를 사용하여 전면(31)과 후면(32) 사이에서 열에너지를 교환할 수 있다. 열전소자는 전기에너지를 사용하여 전면(31)과 후면(32)의 온도 차를 생성할 수 있다.
예를 들어, 열전소자(30)에 전류를 정방향으로 인가하는 경우, 전면(31)의 온도는 주변온도보다 낮을 수 있다. 열전소자(30)에 전류를 정방향으로 인가하는 경우, 후면(32)의 온도는 주변온도보다 높을 수 있다. 여기서, 주변온도는 외기의 온도일 수 있다. 전면(31)의 온도는 후면(32)의 온도보다 낮을 수 있다. 이 경우, 웨어러블 공기조화장치(9)는 냉방 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 열전소자(30)에 전류를 역방향으로 인가하는 경우, 전면(31)과 후면(32)의 온도구배는 반대로 형성될 수 있다. 전면(31)의 온도는 후면(32)의 온도보다 높을 수 있다. 이 경우, 웨어러블 공기조화장치(9)는 난방 기능을 제공할 수도 있다.
웨어러블 공기조화장치(9)는 제1 격벽(25)을 더 포함할 수 있다. 제1 격벽(25)은 하우징(1)의 내부에 배치되며, 열전소자(30)를 지지할 수 있다. 제1 격벽(25)은 열전소자(30)의 위치를 고정할 수 있다. 예를 들어, 제1 격벽(25)은 열전소자(30)의 형상에 대응하는 형상을 가지는 개구(251)를 가질 수 있다. 개구(251)에 열전소자(30)가 삽입되어, 하우징(1) 내부에서 열전소자(30)의 위치를 고정할 수 있다.
실시예에서는, 제1 격벽(25)은 하우징(1)과 분리된 구성으로 예시하였으나, 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 제1 격벽(25)은 하우징(1)의 일부일 수도 있다.
전방 방열부재(6)는 하우징(1)에 수용될 수 있다. 전방 방열부재(6)는 열전소자(30)의 전면(31)에 대향하도록 배치될 수 있다. 전방 방열부재(6)의 일면은 열전소자(30)의 전면(31)에 접촉할 수 있다. 열전소자(30)의 전면(31)에 접촉하는 전방 방열부재(6)의 일면에는 써멀 그리스(thermal grease; 미도시)가 도포될 수 있다. 써멀 그리스는 열전소자(30)로부터 전방 방열부재(6)로의 전도 방식의 열전달을 돕는 역할을 할 수 있다.
전방 방열부재(6)의 일면(61)은 하우징(1)의 개구부(11)에서 노출되며, 일면(61)의 반대편에 배치된 타면은 열전소자(30)의 전면(31)에 대향될 수 있다. 전방 방열부재(6)의 일면(61)은 사용자의 피부에 접하는 면일 수 있다.
전방 방열부재(6)는 열전도성 물질을 포함할 수 있다. 전방 방열부재(6)의 재질은 알루미늄 및 스테인레스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전방 방열부재(6)의 일면(61)은, 부식에 강한 재질을 포함할 수 있다. 전방 방열부재(6)의 일면(61)은, 스테인레스 재질을 포함할 수 있다.
열전소자(30)의 전면(31) 온도는 주변 온도보다 낮을 수 있다. 전방 방열부재(6)는 열전소자(30)의 전면(31)에 접하는 구조일 수 있다. 전방 방열부재(6)는 열전소자(30)의 전면(31)으로 전도 방식의 열을 전달하여 온도가 낮아질 수 있다. 전방 방열부재(6)의 일면(61)의 온도는 주변온도보다 낮을 수 있다. 일면(61)의 온도는 체온보다 낮을 수 있다. 주변온도가 40℃일 때 전방 방열부재(6)의 일면(61)의 온도는 25℃ 이하일 수 있다.
실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는, 주변 온도보다 낮은 온도를 가지는 열전소자(30)의 전면(31)을 이용하여, 전방 방열부재(6)를 접하는 사용자에게 냉감을 제공할 수 있다. 전방 방열부재(6)에 접촉하는 사용자로부터 전방 방열부재(6)로 전도 방식의 열전달이 될 수 있다.
전방 방열부재(6)는 제1 채널(60)을 포함할 수 있다. 제1 채널(60)은 열전소자(30)의 전면(31)과 평행한 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 채널(60)은 제1 방향(Z)을 따라 연장될 수 있다. 제1 채널(60)을 통해 공기가 이동할 수 있다. 제1 채널(60)은 복수의 채널로 구성될 수 있다. 복수의 채널은 제2 방향(Y)으로 이격되도록 배열될 수 있다. 제2 방향(Y)은 좌우방향 일 수 있다. 다만, 제1 채널(60)의 형상은 이에 한정되지 아니하며, 다양할 수 있다.
후방 방열부재(7)는 하우징(1)의 내부에 배치될 수 있다. 후방 방열부재(7)는 열전소자(30)의 후면(32)에 대향하도록 배치될 수 있다.
후방 방열부재(7)의 일면은 열전소자(30)의 후면(32)에 접할 수 있다. 열전소자(30)의 후면(32)에 접하는 후방 방열부재(7)의 일면에는 써멀 그리스(thermal grease; 미도시)가 도포될 수 있다. 써멀 그리스는 열전소자(30)로부터 후방 방열부재(7)로의 전도 방식의 열전달을 돕는 역할을 할 수 있다.
후방 방열부재(7)는 열전도성 물질을 포함할 수 있다. 후방 방열부재(7)는 알루미늄 재질을 포함할 수 있다. 다만, 후방 방열부재(7)의 재질은 이에 한정되지 아니하며, 열전도성 물질이라면 다양하게 변형될 수 있다.
열전소자(30)의 후면(32)의 온도가 후방 방열부재(7)의 온도보다 높을 경우, 열전소자(30)의 후면(32)의 열은 후방 방열부재(7)로 전달될 수 있다. 열은 열전소자(30)의 후면(32)에서 후방 방열부재(7)로 전도 방식으로 전달될 수 있다. 후방 방열부재(7)는 열전소자(30)의 후면(32)에 발생한 열을 방출하는 기능을 수행할 수 있다.
후방 방열부재(7)는 제2 채널(70)을 포함할 수 있다. 제2 채널(70)은 열전소자(30)의 후면(32)과 평행한 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 채널(70)은 제1 방향(Z)을 따라 연장될 수 있다. 제2 채널(70)을 통해 공기가 이동할 수 있다. 제2 채널(70)은 복수의 채널로 구성될 수 있다. 복수의 채널은 제2 방향(Y)으로 이격되도록 배열될 수 있다. 제2 방향(Y)은 좌우방향 일 수 있다. 다만, 제2 채널(70)의 형상은 이에 한정되지 아니하며, 다양할 수 있다. 후방 방열부재(7)의 길이는 열전소자(30)의 길이보다 길 수 있다. 후방 방열부재(7)의 길이는 전방 방열부재(6)의 길이보다 길 수 있다. 여기서, 길이는 제1 방향(Z)에 따른 길이로 정의한다. 전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)의 위치는 제1 격벽(25)에 의해 고정될 수 있다.
송풍모듈(80)은 하우징(1)에 수용되며, 하우징(1)의 내부에 기류를 형성할 수 있다.
송풍모듈(80)은 송풍팬(83)을 포함할 수 있다. 송풍팬(83)은 흡기구(84)를 통해 외기를 흡입할 수 있다. 송풍팬(83)은 전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)를 향해 공기를 토출할 수 있다. 송풍팬(83)은 흡기구(84)로 흡입된 공기를 제1 채널(60) 및 제2 채널(70; 도 5, 6 참조)로 이동시킬 수 있다.
송풍팬(83)은 원심형 송풍팬(83)일 수 있다. 원심형 송풍팬(830)은 하우징(1)의 내부 공기를 축 방향으로 흡입하며, 흡입된 공기를 반경 방향으로 토출할 수 있다.
송풍모듈(80)은 송풍 가이드(26)를 더 포함할 수 있다. 송풍 가이드(26)는 송풍팬(83)에서 송풍된 공기가 전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)를 향하도록 가이드할 수 있다. 송풍 가이드(26)는 전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)를 향해 토출된 공기가 새어나가지 않도록 가이드할 수 있다. 송풍팬(83)에서 토출된 공기는 가이드(26)를 지나 전방 방열부재(6)의 제1 채널(60) 및 후방 방열부재(7)의 제2 채널(70)로 이동할 수 있다.
웨어러블 공기조화장치(9)는 배터리(87) 및 제어부(88)를 포함할 수 있다. 배터리(87) 및 제어부(88)는 후방 방열부재(7)의 후방에 배치될 수 있다.
배터리(87)는 하우징(1)에 수용될 수 있다. 배터리(87)는 열전소자(30) 및 송풍모듈(80)에 전력을 공급할 수 있다.
제어부(88)는 열전소자(30) 및 송풍모듈(80)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(88)는 송풍팬(83)의 회전속도를 조절할 수 있다. 제어부(88)는 열전소자(30)에 흐르는 전류 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(88)는 열전소자(30)에 전류를 정방향으로 흐르게 할 수 있다. 반대로, 제어부(88)는 열전소자(30)에 전류를 역방향으로 흐르게 할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 냉온조작부(미도시)를 통해 냉방 모드 또는 난방 모드를 입력할 경우, 제어부(88)가 열전소자(30)에 흐르는 전류 방향을 변경할 수 있다.
웨어러블 공기조화장치(9)는 제2 격벽(27)을 포함할 수 있다. 제2 격벽(27)은 배터리(87)와 후방 방열부재(7) 사이에 배치될 수 있다. 제2 격벽(27)은 제어부(88)와 후방 방열부재(7) 사이에 배치될 수 있다. 제2 격벽(27)은 배터리(87) 및 제어부(88)에서 발생한 열이 후방 방열부재(7)에 도달하지 않도록 차단할 수 있다. 제2 격벽(27)은 배터리(87)와 후방 방열부재(7) 사이의 열전달을 차단할 수 있다. 제2 격벽(27)은 배터리(87) 및 제어부(88)의 위치를 고정할 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 종단면을 나타낸 도면이다. 도 6은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 송풍팬(83)의 상부에 열전소자(30), 전방 방열부재(6), 후방 방열부재(7)가 배치될 수 있다. 송풍팬(83)의 반경 방향에 전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)가 있을 수 있다.
송풍 모듈(80)은 제1 채널(60) 및 제2 채널(70)을 따라 공기가 이동하도록 전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)를 향해 하우징(1)의 내부 공기를 토출할 수 있다.
전방 방열부재(6) 및 후방 방열부재(7)를 향해 토출된 공기는 제1 채널(60) 및 제2 채널(70)을 통해 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1 채널(60)을 지나는 제1 기류(F1)는 제1 채널(60)을 통해 유동할 수 있다. 제2 기류(F2)는 제2 채널(70)을 통해 유동할 수 있다.
제1 기류(F1)는 제1 채널(60)을 통과하는 과정에서, 전방 방열부재(6)와 열교환이 이루어지며, 온도가 주변 온도보다 낮아지게 된다. 예를 들어, 제1 채널(60)을 통과한 제1 기류(F1)의 온도는 주변 온도보다 3 ℃ 이상 낮을 수 있다. 예를 들어, 제1 채널(60)을 통과한 제1 기류(F1)의 온도는 주변 온도보다 5 ℃ 이상 낮을 수 있다. 예를 들어, 주변 온도는 40℃일 때, 제1 기류(F1)의 온도는 35℃이하일 수 있다. 전방 방열부재(6)와 열교환을 마친 제1 기류(F1)의 온도는 체온보다 낮을 수 있다. 다만 제1 기류(F1)의 온도는 위에 한정되지 않는다. 제1 기류(F1)의 온도는 전방 방열부재(6)의 접촉면(61)으로 전도되는 열량, 배터리(87)의 전압, 주변 온도의 변화 및 송풍팬(83)의 풍량에 따라 변할 수 있다. 제2 기류(F2)는 제2 채널(70)을 통과하는 과정에서, 후방 방열부재(7)와 열교환이 이루어지며, 온도가 주변 온도보다 높아질 수 있다. 후방 방열부재(7)와 열교환을 마친 제2 기류(F2)의 온도는 40℃이상일 수 있다.
전방 방열부재(6)와 열교환을 마친 제1 기류(F1)는 제1 배출구(40)로 배출될 수 있다. 배출된 제1 기류(F1)의 온도는 외기보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 배출된 제1 기류(F1)의 온도는 외기보다 3 ℃ 이상 낮을 수 있다. 예를 들어, 배출된 제1 기류(F1)의 온도는 외기보다 5 ℃ 이상 낮을 수 있다. 배출된 제1 기류(F1)는 사용자와 대류 방식의 열전달을 할 수 있다. 예를 들어, 제1 기류(F1)에 의해 사용자의 땀을 증발시킴으로써, 사용자에게 냉감을 줄 수 있다. 사용자는 전방 방열부재(6)의 일면(61)에서 냉감을 얻는 동시에 제1 배출구(40)에서 배출되는 제1 기류(F1)로 인한 냉감을 얻을 수 있다. 사용자는 웨어러블 공기조화장치(9)에 전도 및 대류의 두 가지 방식으로 열전달을 할 수 있다.
온도가 상승한 제2 기류(F2)는 제2 배출구(22)로 배출될 수 있다. 배출된 제2 기류(F2)의 온도는 외기보다 높을 수 있다. 제2 배출구(22)는 후방을 향해 배치될 수 있다. 제2 기류(F2)를 통해, 후방 방열부재(7)의 방열 효율을 높일 수 있다. 그리하여, 열전소자(30)의 후면(32)이 과열되는 것을 방지하며, 이를 통해 과열된 후면(32)의 온도에 의해 전면(31)의 온도가 상승하는 것을 막을 수 있다.
제1 격벽(25)은 제1 기류(F1)와 제2 기류(F2)의 혼합을 차단할 수 있다. 제1 기류(F1)와 제2 기류(F2)가 섞이지 않는 경우, 제1 기류(F1)와 제2 기류(F2)간의 온도차를 유지할 수 있다. 제1 기류(F1)와 제2 기류(F2)는 하우징(1)으로부터 반대방향으로 배출될 수 있다. 제1 기류(F1)와 제2 기류(F2)가 반대방향으로 배출될 경우, 타겟, 예를 들어 사용자에게 의도한 종류의 기류, 예를 들어, 제1 기류(F1)만을 전달할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 제1 배출구(40)는 복수 개의 미세구멍(43)을 포함할 수 있다. 미세구멍(43)의 직경은 1 mm 이하일 수 있다. 미세구멍(43)은 수 많은 마이크로미터 크기의 구멍이 미세한 기류를 방출하는 홀 일 수 있다. 이러한 미세구멍(43)은 무풍홀로 정의될 수 있다. 미세구멍(43)에서 나오는 기류의 풍속은 0.15m/s 이하일 수 있다. 미세구멍(43)을 통해 배출된 제1 기류(F1)는 피부가 건조해지거나 머리카락이 바람에 날리는 것을 방지할 수 있다.
제1 배출구(40)의 표면레벨은 전방 하우징(10)의 표면레벨보다 후방에 위치해 있을 수 있다. 전방 하우징(10)은 제1 배출구(40)의 테두리를 둘러싸며, 제1 배출구(40)에 비해 전방으로 돌출된 테두리영역(13)을 포함할 수 있다. 사용자는 제1 배출구(40)에 직접 접촉하지 않을 수 있다.
제1 배출구(40)의 테두리가 하우징(1)으로 둘러싸인 경우, 제1 기류(F1)의 흐름이 원활하지 않을 수 있다. 테두리영역(13)에는 제1 배출구(40)를 통과한 제1 기류(F1)가 이동 가능한 기류막힘 방지홈(130)이 마련될 수 있다. 제1 기류(F1)는 기류막힘 방지홈(130)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 기류막힘 방지홈(130)에 의해 제1 기류(F1)의 외부로의 배출이 원활해질 수 있다. 제1 기류(F1)의 외부로의 배출이 원활해지는 경우 제1 기류(F1)의 흐름이 원활할 수 있다. 기류막힘 방지홈(130)은 복수 개 형성될 수 있다.
상술한 실시예에 따른 웨어러블 공기 조화장치에서는, 하우징(1)에 제1 배출구(40)와 기류막힘 방지홈(130)이 마련된 구조를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 구조이며, 다양하게 변경될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9A)의 전면사시도이다. 도 8은 도 7의 웨어러블 공기조화장치(9A)의 단면사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 웨어러블 공기 조화장치(9)는 하우징(1), 열전소자(30), 전방 방열부재(6), 후방 방열부재(7), 송풍 모듈(80)을 포함한다. 본 실시예에서는 상술한 실시예와 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
전방 방열부재(6a)는 채널영역(600)과 배출영역(610)을 포함할 수 있다. 채널영역(600)은 제1 채널(60)을 포함할 수 있다. 배출영역(610)은 제1 배출구(40a)를 포함할 수 있다.
채널영역(600)과 배출영역(610)은 한 몸체일 수 있다. 전방 방열부재(6)의 길이는 후방 방열부재(7)와 같을 수 있다. 채널영역(600)은 배출영역(610) 보다 전방으로 돌출되어 있을 수 있다. 전방 하우징(10a)은 배출영역(610)보다 전방으로 돌출되어 있을 수 있다. 사용자는 배출영역(610)에 직접 접촉하지 않을 수 있다. 도시되지 않았지만, 전방 하우징(10a)은 기류막힘 방지홈(130)을 포함할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 단면 사시도로서, 풍량조절부(85)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 송풍모듈(80)은 풍량조절부(85)를 포함할 수 있다. 풍량조절부(85)는 송풍팬(83)과 전방 방열부재(6) 사이에 배치될 수 있다.
풍량조절부(85)는 송풍팬(83)에서 토출되는 공기의 풍향을 조절할 수 있다. 풍량조절부(85)는 송풍팬(83)에서 토출되는 공기를 전방 방열부재(6)를 향하는 방향으로 토출되는 제1 기류(F1)와 후방 방열부재(7)를 향하는 방향으로 토출되는 제2 기류(F2)로 나눌 수 있다. 풍량조절부(85)는 전방 방열부재(6)를 향하는 풍량을 조절할 수 있다. 풍량조절부(85)는 제1 배출구(40)에서 배출되는 제1 기류(F1)의 풍량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 풍량조절부(85)는 축(A)을 기준으로 회전할 수 있다. 풍량조절부(85)의 회전 각도에 따라, 제1 배출구(40)에서 배출되는 풍량이 달라질 수 있다.
풍량조절부(85)는 풍량조작부(86)에 연결될 수 있다. 풍량조작부(86)는 후방 하우징(20)에 배치될 수 있다. 사용자는 풍량조작부(86)를 조작하여 풍량조절부(85)를 움직일 수 있다. 풍량조작부(86)는 다이얼 형태일 수 있다. 다만, 풍량조작부(86)는 형태는 이에 한정되지 아니하며, 다양할 수 있다. 예를 들어, 도시하지 않았으나, 풍량 조작부(86)는 레버 형태일 수 있다. 풍량조작부(86)는 제어부(88)의 제어를 통해 전자동으로 움직일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 풍량 조절부(85)는 송풍팬(83)에서 토출된 공기가 후방 방열부재(7)를 향하도록 가이드할 수 있다. 이 경우, 송풍팬(83)에서 토출된 공기는 모두 제2 기류(F2)가 되어 후방 방열부재(7)를 향해 이동하며, 제1 기류(F1)가 형성되지 않을 수 있다. 제1 기류(F1)가 제1 배출구(40)로 배출되지 않는 경우, 웨어러블 공기조화장치(9)는 전방 방열부재(6)에서의 전도 방식으로만 사용자와 열교환 할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 예시적인 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 사용자에게 대류와 전도방식을 전부 사용한 열교환을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 사용자의 피부에 직접 접촉하지 않고 사용자에게 냉풍을 활용한 냉감을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 냉풍의 바이패스 유로를 통해 공기 흐름이 맴도는 현상을 방지할 수 있다.
다만, 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)가 해결하려는 과제는 상기 서술에 제한되지 않는다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는, 전기 에너지를 사용하여 전면(31)과 후면(32)의 온도 차를 생성하는 열전소자(30); 상기 전면(31)에 대향하도록 배치되며, 제1 방향으로 연장되는 제1 채널(60)이 형성된 전방 방열부재(6); 상기 후면(32)에 대향하도록 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 채널(70)이 형성된 후방 방열부재(7); 상기 전방 방열부재(6)의 일면(61)을 노출시키는 개구부(11)와 흡기구(84)를 가지며, 상기 열전소자(30)와 상기 후방 방열부재(7)를 수용하는 하우징(1); 및 상기 흡기구(84)로 흡입된 공기를 상기 제1 채널(60) 및 상기 제2 채널(70)을 따라 이동시키도록 마련되는 송풍모듈(80); 을 포함하며, 상기 전방 방열부재(6) 및 상기 하우징(1) 중 적어도 하나는, 상기 제1 채널(60)을 통과한 공기를 배출하는 제1 배출구(40)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 사용자에게 대류와 전도방식을 전부 사용한 열교환을 제공할 수 있다.
상기 하우징(1)은 상기 제2 채널(70)을 통과한 공기를 배출하는 제2 배출구(22)를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 열전소자의 온도 구배를 적절히 유지할 수 있다.
상기 제1 배출구(40)는 상기 하우징(1)에서 전방을 향하도록 배치되며, 상기 제2 배출구(22)는 상기 하우징(1)에서 후방을 향하도록 배치될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)는 제2 배출구(22)를 후방으로 배치하여 사용자에게 열감이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기 하우징(1)은 제1 배출구(40)의 테두리를 둘러싸며, 상기 제1 배출구(40)에 비해 전방으로 돌출된 테두리영역(13)을 더 포함하며, 상기 테두리영역(13)에는 제1 배출구(40)를 통과한 공기가 이동 가능한 기류막힘 방지홈(130)이 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 기류의 막힘을 방지할 수 있다.
상기 제1 배출구(40)는 상기 전방 방열부재(6)에 배치되며, 상기 전방 방열부재(6)는, 상기 제1 채널(60)을 가지는 채널영역(600)과, 상기 채널영역(600)에서 연장되며, 상기 제1 배출구(40)가 마련된 배출영역(610)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 전방 방열부재(6)를 통해 효율적인 열교환을 제공할 수 있다.
상기 하우징(1)의 내부에 배치되며, 상기 열전소자(30)를 지지하며, 상기 제1 채널(60)을 통과한 공기와 상기 제2 채널(70)을 통과한 공기의 혼합을 차단하는 제1 격벽(25); 을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 냉기와 온기의 혼합을 방지할 수 있다.
상기 송풍모듈(80)은, 상기 하우징(1)의 내부 공기를 축 방향으로 흡입하며, 흡입된 공기를 반경 방향으로 토출하는 원심형 송풍팬(830)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 제한 공간 내에서 효율적인 공기 순환을 제공하는 송풍 모듈(80)을 제공할 수 있다.
상기 송풍모듈(80)은, 송풍팬(83)과, 상기 송풍팬(83)과 상기 전방 방열부재(6) 사이에 배치되며, 상기 전방 방열부재(6)를 향하는 풍량을 조절하도록 구성된 풍량조절부(85)를 포함할 수 있다.
상기 제1 배출구(40)는, 복수 개의 미세구멍(43)을 포함하며, 상기 미세구멍의 직경은 1mm 이하일 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 무풍홀로 쾌적한 사용감을 제공할 수 있다.
상기 전면(31)의 온도가 상기 후면(32)의 온도보다 낮을 수 있다.
상기 전방 방열부재(6)의 재질은 알루미늄 및 스테인레스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 열전도 효율이 높은 구성을 제공할 수 있다.
상기 하우징(1)의 내부에서 상기 후방 방열부재(7)의 후방에 배치된 배터리(87); 를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 이동식일 수 있다.
상기 배터리(87)와 상기 후방 방열부재(7) 사이에 배치되며, 상기 배터리(87)와 상기 후방 방열부재(7) 사이의 열전달을 차단하는 제2 격벽(27)을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 내부의 배터리(87)를 보호할 수 있다.
상기 하우징(1)은, 상기 개구부(11)를 가지는 전방 하우징(10)과, 상기 제2 배출구(22)를 가지는 후방 하우징(20)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 복수 개의 구성의 하우징(1)으로 수리 및 교체가 쉬울 수 있다.
상기 후방 방열부재(7)의 길이는 상기 전방 방열부재(6)의 길이보다 길 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 공기조화장치(9)는 열역학 법칙의 효율을 고려하여 효율적인 공기조화가 가능한 구조를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 전기 에너지를 사용하여 전면(31)과 후면(32)의 온도 차를 생성하는 열전소자(30);
    상기 전면(31)에 대향하도록 배치되며, 제1 방향으로 연장되는 제1 채널(60)이 형성된 전방 방열부재(6);
    상기 후면(32)에 대향하도록 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 채널(70)이 형성된 후방 방열부재(7);
    상기 전방 방열부재(6)의 일면(61)을 노출시키는 개구부(11)와 흡기구(84)를 가지며, 상기 열전소자(30)와 상기 후방 방열부재(7)를 수용하는 하우징(1); 및
    상기 흡기구(84)로 흡입된 공기를 상기 제1 채널(60) 및 상기 제2 채널(70)을 따라 이동시키도록 마련되는 송풍모듈(80); 을 포함하며,
    상기 전방 방열부재(6) 및 상기 하우징(1) 중 적어도 하나는, 상기 제1 채널(60)을 통과한 공기를 배출하는 제1 배출구(40)를 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(1)은 상기 제2 채널(70)을 통과한 공기를 배출하는 제2 배출구(22)를 더 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배출구(40)는 상기 하우징(1)에서 전방을 향하도록 배치되며,
    상기 제2 배출구(22)는 상기 하우징(1)에서 후방을 향하도록 배치된, 웨어러블 공기조화장치(9).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징(1)은 제1 배출구(40)의 테두리를 둘러싸며, 상기 제1 배출구(40)에 비해 전방으로 돌출된 테두리영역(13)을 더 포함하며,
    상기 테두리영역(13)에는 제1 배출구(40)를 통과한 공기가 이동 가능한 기류막힘 방지홈(130)이 마련된, 웨어러블 공기조화장치(9).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배출구(40)는 상기 전방 방열부재(6)에 배치되며,
    상기 전방 방열부재(6)는,
    상기 제1 채널(60)을 가지는 채널영역(600)과,
    상기 채널영역(600)에서 연장되며, 상기 제1 배출구(40)가 마련된 배출영역(610)을 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(1)의 내부에 배치되며, 상기 열전소자(30)를 지지하며, 상기 제1 채널(60)을 통과한 공기와 상기 제2 채널(70)을 통과한 공기의 혼합을 차단하는 제1 격벽(25); 을 더 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송풍모듈(80)은,
    상기 하우징(1)의 내부 공기를 축 방향으로 흡입하며, 흡입된 공기를 반경 방향으로 토출하는 원심형 송풍팬(830)을 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 송풍모듈(80)은,
    송풍팬(83)과,
    상기 송풍팬(83)과 상기 전방 방열부재(6) 사이에 배치되며, 상기 전방 방열부재(6)를 향하는 풍량을 조절하도록 구성된 풍량조절부(85)를 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배출구(40)는, 복수 개의 미세구멍(43)을 포함하며,
    상기 미세구멍의 직경은 1mm 이하인, 웨어러블 공기조화장치(9).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전면(31)의 온도가 상기 후면(32)의 온도보다 낮은, 웨어러블 공기조화장치(9).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전방 방열부재(6)의 재질은 알루미늄 및 스테인레스 중 적어도 하나를 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(1)의 내부에서 상기 후방 방열부재(7)의 후방에 배치된 배터리(87); 를 더 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리(87)와 상기 후방 방열부재(7) 사이에 배치되며, 상기 배터리(87)와 상기 후방 방열부재(7) 사이의 열전달을 차단하는 제2 격벽(27)을 더 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  14. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(1)은,
    상기 개구부(11)를 가지는 전방 하우징(10)과,
    상기 제2 배출구(22)를 가지는 후방 하우징(20)을 포함하는, 웨어러블 공기조화장치(9).
  15. 제1항에 있어서,
    상기 후방 방열부재(7)의 길이는 상기 전방 방열부재(6)의 길이보다 긴, 웨어러블 공기조화장치(9).
PCT/KR2023/010335 2022-09-16 2023-07-18 웨어러블 공기조화장치 WO2024058396A1 (ko)

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