KR200368907Y1 - 열전소자를 이용하는 열교환기 및 상기 열교환기를구비하는 냉온시트 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 열전소자를 이용하는 열교환기와 또한 이러한 열교환기를 구비하는 냉온시트에 관한 것이다. 상기 열교환기(100)는 방열 또는 흡열기능 중 어느 하나를 가진 제 1 열전부(132, 132')와 제 2 열전부(134, 134')를 구비하며, 상기 제 1 열전부(132, 132')가 서로 마주보게 배치되는, 한 쌍의 열전소자(130, 130')와; 상기 열전소자 쌍(130, 130')의 상기 서로 마주보게 배치된 제 1 열전부(132, 132') 사이에 위치하는 열교환 통로(110)와; 상기 열전소자 쌍(130, 130')의 제 2 열전부(134, 134')에 각각 접촉하는 한 쌍의 열전도 블럭(150, 150')과; 상기 열전도 블럭(150, 150')의 상기 제 2 열전부와 접촉된 면이 아닌 면에 접촉하여 설치되는 한 쌍의 냉각부(170, 170')를 포함한다. 이에 따라 실제 응용가능한 열효율을 가지도록 개선된 열전소자를 이용하는 열교환기 및 이를 구비하는 냉온시트가 제공될 수 있다.

Description

열전소자를 이용하는 열교환기 및 상기 열교환기를 구비하는 냉온시트{Heat-Exchanger Using The Thermoelectric Elements And Heating-Cooling Sheet Having Said Heat-Exchanger}

본 고안은 열전소자를 이용하는 열교환기 및 이러한 열교환기를 구비하는 냉온시트에 관한 것으로, 더 구체적으로는 열전소자의 열효율성을 극대화시키면서도 콤팩트한 새로운 열교환기 구조를 사용하여, 열전달을 위한 유동성 매체의 빠른 온도변화가 가능하며 더 나아가 열교환기의 소형화를 이룰 수 있도록 함으로써, 실제 제품에 적용가능한 열교환기 및 이를 이용한 냉온시트에 관한 것이다.

일반적으로 열전소자란, 통상적으로 '펠티어 효과'를 이용하는 장치이다. '펠티어 효과'란 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한종류의 금속은 흡열기능을 나타내고 다른 쪽의 금속은 방열기능을 나타내는 현상을 말한다.

냉난방장치를 위해서는 단순한 2종류의 금속을 사용하는 예는 열효율이 낮아 효율성이 없지만, 종래에 실용적으로 응용가능한 열전소자로서, 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등의 반도체를 이용한 열전소자가 알려져 있다. 이러한 반도체 열전소자는 열효율성이 상대적으로 높고, 전류방향에 따라 흡열 및 방열 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열 및 방열량이 조절될 수 있는 열교환기의 제작이 가능하다. 따라서, 종래에 용량이 적은 냉동기나, 상온 부근의 정밀한 항온조 제작에 반도체 열전소자를 응용하는 예가 알려져 있다.

더 나아가 이러한 열전소자를 실제 생활에 응용하기 위한 예로서, 종래에 냉방 및 난방이 가능한 차량용 의자 시트나 냉온찜질 팩과 같이 냉방과 난방이 하나의 장치로서 가능하게 한 냉온장치에 열전소자를 이용하는 예가 알려져 있다. 예컨대, 대한민국 특허출원 특1993-0027430 (특허권자: 양봉철) "의자 씨드 내의 유동성 매체를 이용한 냉난방 장치"의 특허공보에는, 의자 시트 내에 유동성 매체를 주입하고 열전소자를 이용하여 유동성 매체를 가열 또는 흡열시켜 의자에 앉은 인체에 난방 또는 냉방 효과를 얻을 수 있게 한 장치가 개시되어 있다. 이러한 장치는 의자 시트 아래에 붙박이 형태로 구성한 냉방장치로서 소형화가 어렵고 이동이 불가능하다는 단점을 가진다. 한편, 대한민국 실용신안등록출원 20-1999-0024572 (실용신안권자: 주식회사뉴엠) "열전소자를 이용한 냉온찜질기구"의 등록실용신안공보에는, 공냉식 열전소자를 이용하여 냉찜질이나 온찜질을 겸용으로 사용할 수 있는 장치가 개시되어 있다. 이는 소형화가 가능하다는 단점이 있으나 열전소자의 냉각싱크 부분이 단순한 공냉식일 뿐만 아니라, 열손실 공간이 많아 열전소자의 효율을 100% 이용하기 어렵기 때문에, 실용성이 적다는 단점을 가진다. 또한, 대한민국 실용신안등록출원 20-2002-0035750 {실용신안권자: 메디칸(주)} "열전소자와 열교환장치를 이용한 냉온찜질 기구"의 등록실용신안공보에는, 수냉식 열전소자를 이용하는 냉온찜질 기구가 개시되어 있다. 이 예는 소형화가 불가능하고, 수냉식을 사용한다고 하더라도 열전소자의 방열부의 온도를 대기온도 이하로 낮출 수는 없으며, 단지 냉각 용량이 커질 뿐이다. 따라서 열전소자의 열효율이 낮다는 문제는 여전히 가지고 있다. 더 나아가, 수냉식의 경우 제품 크기가 커지고 구조가 복잡하며, 제조단가가 공냉식에 비하여 2배 이상 비싸다는 단점이 있다.

일반적으로 열전소자의 효율을 말할때, Q(max) 팩터 - 흡방열량,T (열전소자가 효율을 발휘할 수 있는 허용온도로서, 열전소자의 방열부와 흡열부의 온도차를 말한다) 등을 고려할 수 있다. 상기한 종래 기술에 있어서는, 대부분 Q(max) 팩터보다는T 에만 초점을 맞추고 있다. 그러나, 방열부와 흡열부의 온도차를 낮추기만 한다고 해서 열교환의 효율이 좋아지지는 않는다.

또한 이론상 Q(max)가 최대일 경우에도 실질적인 흡열과 방열부의 온도차에 따른 효율은 40~50℃ 정도이다. 예를 들어 방열부의 온도가 70℃이고 흡열부의 온도가 0℃ 전후인 경우라고 할지라도 유동성 매체에 적용되는 실질적인 온도는 30~20℃에 불과하다.

따라서, 열전소자의 이러한 열효율특성을 고려하여, 보다 실제적으로 적용가능한 효율적인 열교환이 가능하도록 하는 새로운 열전소자를 이용하는 열교환기 구조에 대한 기술적인 요구가 존재한다.

본 고안의 목적은 상술한 종래의 열전소자를 이용하는 열교환기의 문제점을 해결하고 다른 장점들을 추가한 새로운 열전소자를 이용하는 열교환기 구조를 제공하려는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 휴대 또는 이동이 가능하도록 열교환 시스템의 소형화를 달성하는 구조의, 새로운 열전소자를 이용하는 열교환기를 제공하려는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 열전소자를 이용하는 열교환기에 있어서, 열전소자의 흡/방열부와 냉각부의 열간섭을 최소화하도록 함으로써 열교환 효율을 향상시킨 구조의, 새로운 열전소자를 이용하는 열교환기를 제공하려는 것이다.

또한 본 고안의 또 다른 목적은, 본 고안에 따라 열효율이 향상된 열교환기를 구비하는 냉온시트를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 열전소자를 이용하는 열교환기 구조를 도시하는 개략적인 단면도.

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 열전소자를 이용하는 열교환기 구조를 도시하는 개략적인 단면도.

도 3은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 열전소자를 이용하는 열교환기 구조를 도시하는 개략적인 단면도.

도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 상기 열교환기를 구비하는 냉온시트의 구조를 개념적으로 도시하는 개략도.

<도면의 주요 부분의 간단한 설명>

1 : 시트 2 : 열전달 매체 통로

3 : 열전달 매체 펌프 4, 100, 200, 300 : 열교환기

10 : 냉온시트 110, 110', 210, 210' : 열교환 통로

112, 112', 212, 212' : 열전달 매체 인입구

114, 114', 214, 214' : 열전달 매체 배출구

216 : 열교환 통로 격벽 130, 130' : 열전소자

132, 132' : 제 1 열전부 134, 134' : 제 2 열전부

150, 150', 350, 350' : 열전도 블럭 352, 352' : 열전소자 접촉부

353, 354' : 제 1 돌출단 354, 354' : 제 2 돌출단

170, 170' : 냉각부 172, 172' : 프레임

174, 174' : 냉각핀 176, 176' : 핀 지지구

178, 178' : 냉각팬 190 : 체결볼트

상술한 목적은 본 고안에 따라 제공되는 열전소자를 이용하는 열교환기와 이를 구비하는 냉온시트에 의하여 성취된다. 본 고안의 일 양상에 따라, 열전소자를 이용하는 열교환기가 제공된다. 상기 열교환기는: 방열 또는 흡열 기능 중 어느 하나를 가진 제 1 열전부와 제 2 열전부를 구비하며, 상기 제 1 열전부가 서로 마주보게 배치되는, 한 쌍의 열전소자와; 상기 열전소자 쌍의 상기 서로 마주보게 배치된 제 1 열전부 사이에 위치하는 열교환 통로와; 상기 열전소자 쌍의 제 2 열전부에 각각 접촉하는 한 쌍의 열전도 블럭과; 상기 열전도 블럭의 상기 제 2 열전부와 접촉된 면이 아닌 면에 접촉하여 설치되는 한 쌍의 냉각부를 포함할 수 있다. 이에 따라 냉각효율이 크게 향상된 열전소자를 이용하는 열교환기 구조가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 열전도 블럭의 상기 제 2 열전부와 접촉되는 면은 상기 제 2 열전부의 면적보다 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 상기 한 쌍의 열전도 블럭은 그 에지 부분에서 서로 간격조절가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 더 나아가, 상기 열전도 블럭의 에지부분은, 상기 열전소자와 열전달 통로의 에지로부터 돌출되며, 돌출된 열전도 블럭의 에지부분에 의해 한정되는 공간에는 단열재가 충진되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 열전달 통로는 적어도 하나의 열전달매체 인입구와 적어도 하나의 열전달매체 배출구를 가지며, 그 사이에 적어도 하나의 열전달매체가 유동할 수 있는 통로를 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 고안에 따른 열교환기 장치의 구조는, 아래에서 상세히 설명하는 바와 같이, 유동성인 열전달 매체가 통과하는 워터재킷인 열교환 통로의 좌우에 열전소자의 흡열(또는 방열) 부위를 서로 마주보게 배치하고, 열전소자들 사이의 간격과 공간의 크기를 조절함으로써 냉각(또는 발열)시키고자 하는 유동성 매체의 용량에 맞는 열교환 공간을 확보할 수 있다는 특징을 가진다. 더 나아가, 열전소자의 방열(또는 흡열) 부분에 있어서, 열전소자의 흡열 부분과 방열부분을 효율적으로 분리하여 상호 간섭을 최소화하기 위한 발열부분의 방열판 즉 냉각부의 구성에 특징을 가진다. 즉, 열전 소자의 크기에 맞는 넓이의 열전도 블럭의 상하좌우 에지 부분을 돌출시켜 만들어지는 그 사이의 공간에 단열재를 충진시킴으로써 열전소자의 흡열부분과 방열부분의 열간섭을 최소화할 수 있다. 또한 이러한 좌우의 열전도 블럭과 냉각부의 구성을 일체화함에 있어서, 열전도 블럭을 간격조절가능하게 체결하여 원하는 체결강도와 열간섭의 최소화를 동시에 이룰 수 있다는 장점을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 양상에 따라, 본 발명에 따른 열교환기를 구비하고, 상기 열교환기를 통과하는 열전달 매체 통로와, 상기 열전달 매체 통로가 매설된 시트를 구비하여 이루어진 냉온시트가 더 제공된다.

이러한 본 고안에 따른 냉온 시트의 경우, 유동성 매체가 순환할 수 있는 우레탄 호스 등으로 제작된 열전달 매체 통로를 시트 내에 매설함으로써, 시트에 가해지는 압력에 대하여 유동성 매체가 이동할 수 있는 공간을 확보함과 동시에 시트의 유연성을 가지도록 한 특징을 가진다. 이러한 냉온시트 구조에 의하여, 예컨대 시트에 의하여, 열전달 매체의 통로가 단열되므로, 냉각시 열전달 매체와 주위와의 온도차가 이슬점에 다다를 경우 결누(이슬맺힘) 현상이 억제될 수 있어 시트의 표면에 습기가 생기지 않는다는 장점을 제공한다.

이하에서는, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 본 고안의 여러 실시예에 따른 열교환기 구조가 개략적인 단면도로서 도시되며, 도 4에는 이러한 열교환기를 가진 냉온시트 구조가 개념적으로 간단히 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 열전소자를 이용하는 열교환기(100)는, 한 쌍의 열전소자(130, 130'), 열교환 통로(110), 한 쌍의 열전도 블럭(150, 150'), 한 쌍의 냉각부(170, 170')를 포함하며, 선택적으로 간격조절수단인 체결볼트(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 열교환기(100)에는, 도면에서는 미도시되었으나, 열전소자(130, 130') 및 냉각부의 냉각팬 등에 전원을 연결하기 위한 배선과 온도를 감지하여 자동으로 전원공급을 조절할 수 있는 온도조절 및 스위칭장치가 더 포함될 수 있다. 이러한 전기회로 부분은 종래에 잘 알려져 있다.

한 쌍의 열전소자(130, 130')는 방열 또는 흡열 기능 중 어느 하나를 가진 제 1 열전부(132, 132')와 제 2 열전부(134, 134')를 구비한다. 여기서 열전소자는 위에서 언급된 '펠티어 효과'를 이용하는 장치로서, 바람직하게는 반도체를 이용한 열전소자일 수 있다. 이러한 제 1 열전부와 제 2 열전부는 대체로 동일한 면적의 예컨대 사각형 형태를 할 수 있다. 특히, 상기 제 1 열전부(132, 132')는 서로 마주보게 배치된다. 이에 따라 제 2 열전부(134, 134')는 도시된 바와 같이 제 1 열전부를 그 사이에 두고 반대편을 향하여 등을 맞대게 배치되는 형태가 된다.

열교환 통로(110)는, 열전달 매체인 유동성 매체가 통과하면서 열전소자로부터 열을 공급받거나(난방시) 또는 열을 빼앗기는(냉방시) 열교환이 이루어지는 장소이다. 이 통로(110)는 상기 열전소자 쌍(130, 130')의 상기 서로 마주보게 배치된 제 1 열전부(132, 132') 사이에 위치한다. 여기서, 유동성 매체는 물 또는 염분이나 알코올이 혼합된 물일 수 있지만, 이에 국한되지 않으며, 열교환을 위해 이용될 수 있는 예컨대 차량용 부동액 등과 같은 다른 유체도 역시 사용될 수 있다.

여기서, 열전달 통로(110)는 적어도 하나의 열전달매체 인입구(112)와 적어도 하나의 열전달매체 배출구(114)를 가지며, 그 사이에 적어도 하나의 열전달매체가 유동할 수 있는 통로를 구비한다. 열전달 통로(110)는 예컨대 알루미늄 또는 구리와 같은 열전도성이 우수한 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 도시된 예에서는, 단순한 일자형 통로이지만, 본 고안이 이러한 일자형 통로에만 국한되는 것은 아니며, 유체가 통과할 수 있는 어떠한 통로 형태로도 가능하다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 것이다. 예컨대, 상기 열교환 통로는, 여러개의 인입구와 배출구를 가지는 예컨대 모세관 형태의 복수의 통로를 구비할 수도 있다. 더 나아가 상기 열교환 통로는 하나의 통로가 평행하게 굽이치는 여러개의 통로부분들을 포함하는 형태일 수도 있고, 다른 식으로, 그물망형태일 수도 있다.

본 고안에 따라, 예컨대 알루미늄 재질의 한 쌍의 열전도 블럭(150, 150')이, 상기 열전소자 쌍(130, 130')의 제 2 열전부(134, 134')에 각각 접촉하여 배치된다. 열전도 블럭(150, 150')에서, 제 2 열전부와 접촉된 면이 아닌 면에는, 각각 한 쌍의 냉각부(170, 170')가 열전도가능하게 접촉하여 설치된다. 냉각부(170, 170')는 각각 열전도 블럭(150, 150')에 냉각부를 고정하기 위한 프레임(172, 172'), 방열을 위한 복수의 냉각핀(174, 174'), 냉각핀을 지지하기 위한 핀 지지구(176, 176'), 그리고 냉각핀에 강제로 공기를 순환시키기 위한 냉각팬(178, 178')을 구비하는 공냉식 구조를 가질 수 있다. 그러나 이러한 공냉식 구조만에 본 고안이 국한되는 것은 아니다. 도시되어 있지는 않으나, 당업자라면 약간의 변형을 통해, 예컨대 열전도 블럭(150, 150')에 냉각 유체 등을 접촉시키는 구조의 수냉식으로의 변형예도 역시 가능하다는 것을 이해할 것이다.

이에 따라, 도시된 바와 같이 제 1 열전소자(130)에 대하여, 열교환 통로(110)가 제 1 열전부(132)에 열전달가능하게 접촉하는 반면, 제 1 열전도 블럭(150)은 제 2 열전부(134)에 열전달가능하게 접촉하고, 차례로 제 1 냉각부(170)가 열전달 가능하게 접촉한다. 한편 제 2 열전소자(130')에 대하여는, 열교환 통로(110)가 제 1 열전부(132')에 열전달가능하게 접촉하는 반면, 제 2 열전도 블럭(150')은 제 2 열전부(134')에 열전달가능하게 접촉하고, 차례로 제 2 냉각부(170')가 열전달 가능하게 접촉하게 된다.

결과적으로, 열전소자의 동작시, 예컨대 냉방을 위해 열전소자의 제 1 열전부(132, 132')가 흡열기능을 담당하고 제 2 열전부(134, 134')가 방열기능을 담당할 때, 열교환 통로(110)는 흡열기능을 담당하는 제 1 열전부(132, 132')에 열전달가능하게 접촉하며, 열전도 블럭(150, 150') 방열기능을 담당하는 제 2 열전부(134, 134')에 열전달가능하게 접촉한다. 따라서, 열교환 통로(110)를 흐르는 열교환 매체 예컨대 물은 열전소자의 흡열부에게 열을 빼앗겨 냉각될 수 있고, 열전도 블럭(150, 150')으로는 열전소자의 방열부로부터 열을 전달받아 냉각부(170, 170')를 통해 방출할 수 있다. 이와 같이, 본 고안에 따르면, 열전소자의 흡열부와 방열부의 열간섭이 최소화될 수 있다. 또한 본 고안에 따르면, 열전소자의 냉각부가 서로 열교환통로를 최대한 감싸므로 신속한 열교환이 가능하다는 장점이 제공된다.이에 따라 열전소자의 열효율이 극대화될 수 있어 실용성있는 냉온장치가 제공될 수 있다.

바람직한 본 고안에 따라, 열전도 블럭(150, 150')의 제 2 열전부(134, 134')와 접촉되는 면은 상기 제 2 열전부(134, 134')의 면적, 즉 열전소자의 면적보다 더 크다. 이에 따라 열전도 블럭(150, 150')의 상하좌우 에지 부분은 열전소자의 에지부분으로부터 바깥쪽으로 돌출한다. 이에 따라 열전소자(130, 130') 및 열교환 통로(110)의 주변에서, 제 1 열전도 블럭(150)과 제 2 열전도 블럭(150')의 돌출된 에지에 의해 한정되는 공간이 만들어진다. 이 공간에는, 종래에 잘 알려져 있는 예컨대 폴리우레탄, 폴리스티렌, 또는 유리섬유 등의 소재로 이루어질 수 있는 단열재가 충진되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 냉각동작 중인 열교환기에 있어서, 열전도블럭(150, 150')을 통해 방열되는 열이 열전소자(130, 130')의 흡열부(132, 134)로 전달되는 것이 더 방지될 수 있다는 장점이 제공될 수 잇다.

한편, 상기 한 쌍의 열전도 블럭(150, 150')은 그 에지 부분에서 서로 간격조절가능하게 예컨대 복수의 체결볼트(190)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 원하는 냉각 또는 난방 용량에 따라 열전소자 및 열교환 통로의 크기를 서로 다르게 하여 조립이 가능하다는 특징을 더 가진다.

도 2에 도시된 실시예는, 도 1에 도시된 것과 유사하며, 다만 열교환 통로(210)가 중간에 분리 격벽(216)을 가진 복수의 통로를 가지는 것만이 다르다. 본 예에서는, 도시된 바와 같이, 인입구(212)와 배출구(214)가 동일 방향으로 설치되며, 인입구(212)를 통해 들어간 열전달 매체는 상하의 통로를 돌아 배출구(214)로배출될 수 있다.

도 3에 도시된 실시예는, 도 1에 도시된 것과 유사하며, 다만,열전도 블록(350)의 형태가 다르게 되어 있다. 본 예에서는, 도시된 바와 같이, 열전소자(130, 130') 및 열교환 통로(110)의 에지 주변을 따라 형성되는 열전도 블럭(350, 350')의 에지부에 의한 공간이 더 넓어서 단열효과가 극대화된 형태를 보여준다. 즉 열전도 블럭(350, 350')의 구조에 있어서, 열전소자(130, 130')와 접촉된 부분(352, 352')에 비하여 돌출 에지 부분(353, 353'; 354, 354')이 단차를 이루어 열전소자(130, 130')로부터 멀어진 상태에서 돌출하므로, 결과적으로 돌출 에지 부분(353, 353'; 354, 354')에 의해 형성된 공간이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 이 공간에 단열재를 충진하는 경우, 더 강력한 단열효과를 성취할 수 있고, 결과적으로 더욱 열효율이 개선된 열교환장치가 제공될 수 있다.

도 4에는 본 고안에 따른 냉온시트(10)의 일 실시예가 개념적으로 도시된다. 본 냉온시트(10)는 상기에서 자세히 설명하고 도 1 내지 도 3에서 도시한 본 고안에 따른 열교환기(100, 200, 300) 중 어느 하나를 구비한다. 또한 냉온시트(10)는, 상기 열교환기(100)를 통과하는 열전달 매체 통로(2)와, 상기 열전달 매체 통로가 매설된 시트(1)를 구비한다. 또한, 도면에서는 미도시되었으나, 열교환기의 열전소자(130, 130') 및 냉각팬(178, 178')에 전원을 연결하기 위한 배선과 온도를 감지하여 자동으로 전원공급을 조절할 수 있는 센서, 온도조절 및 스위칭장치가 더 포함될 수 있다. 이러한 전기회로 부분은 종래에 잘 알려져 있다. 예컨대 물과 같은 열전달 매체는 펌프(3)를 이용하여 열전달 매체(2) 통로 내에서 강제 순환될 수 있다.

본 냉온 시트(10)에 있어서, 열전달 매체 통로(2)는 우레탄과 같은 플라스틱 호스 또는 동과 같은 금속 등으로 제작되어 필요한 강도를 가지는 것이 바람직하다. 열전달 매체 통로(2)는 시트(1) 내에 매설된다. 이에 따라, 시트에 가해지는 압력에 대하여 유동성 매체가 이동할 수 있는 공간을 확보함과 동시에 시트의 유연성을 가지도록 구성할 수 있다.

이러한 냉온시트 구조에 의하여, 예컨대 시트에 의하여, 열전달 매체의 통로가 단열되므로, 냉각시 열전달 매체와 주위와의 온도차가 이슬점에 다다를 경우 결누(이슬맺힘) 현상이 억제될 수 있어 시트의 표면에 습기가 생기지 않는다는 장점을 제공한다.

본 고안에 따른 냉온 시트(10)는, 예컨대 차량용 의자 시트 또는 침대, 그리고 냉온찜질팩과 같은 분야에 응용될 수 있다.

이상에서는, 본 고안을 도시된 구체적인 실시예를 통해 설명하였으나, 당업자라면 설명된 구체적인 구조를 변형하고 수정한 여러 다른 구조를 쉽게 생각할 수 있다. 예컨대, 상기 열교환기의 열교환 통로는 하나의 인입구와 배출구를 가지는 것이 아니라 2개 이상이 될 수 있고, 심지어 수많은 인입구와 배출구를 가지는 모세관 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 열교환기의 두 냉각부를 복수개의 체결볼트로 체결하는 구조가 설명되었으나, 두 냉각부는 일체로 된 하나의 프레임을 가질 수도 있다. 따라서, 본 고안의 범위는 기술된 실시예에 의해서 해석될 것이 아니라 첨부된 청구범위의 기재 내용에 의해서 해석되어야만 할 것임을 지적해둔다.

상술한 바와 같은 본 고안에 따른, 열전소자를 이용하는 열교환기 구조에 따르면, 열전소자의 흡/방열부와 냉각부의 열간섭을 최소화하도록 함으로써 열교환 효율이 향상된다. 또한, 휴대 또는 이동이 가능하도록 열교환 시스템의 소형화가 달성될 수 있고, 또한, 열효율이 향상된 열교환기를 구비하는 냉온시트가 제공될 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (6)

1. 열전소자를 이용하는 열교환기(100)로서,

   방열 또는 흡열기능 중 어느 하나를 가진 제 1 열전부(132, 132')와 제 2 열전부(134, 134')를 구비하며, 상기 제 1 열전부(132, 132')가 서로 마주보게 배치되는, 한 쌍의 열전소자(130, 130')와;

   상기 열전소자 쌍(130, 130')의 상기 서로 마주보게 배치된 제 1 열전부(132, 132') 사이에 위치하는 열교환 통로(110)와;

   상기 열전소자 쌍(130, 130')의 제 2 열전부(134, 134')에 각각 접촉하는 한 쌍의 열전도 블럭(150, 150')과;

   상기 열전도 블럭(150, 150')의 상기 제 2 열전부와 접촉된 면이 아닌 면에 접촉하여 설치되는 한 쌍의 냉각부(170, 170')를

   포함하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열전도 블럭(150, 150')의 상기 제 2 열전부(134, 134')와 접촉되는 면은 상기 제 2 열전부(134, 134')의 면적보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용하는 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 열전도 블럭(150, 150')은 그 에지 부분에서 서로 간격조절가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용하는 열교환기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 열전도 블럭(150, 150')의 에지부분은, 상기 열전소자(130, 130')와 열전달 통로(110)의 에지로부터 돌출되며, 돌출된 열전도 블럭의 에지부분에 의해 한정되는 공간에는 단열재가 충진되는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용하는 열교환기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 열전달 통로(110)는 적어도 하나의 열전달매체 인입구(112)와 적어도 하나의 열전달매체 배출구(114)를 가지며, 그 사이에 적어도 하나의 열전달매체가 유동할 수 있는 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용하는 열교환기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 열교환기(100)를 구비하고, 상기 열교환기(100)를 통과하는 열전달 매체 통로(2)와, 상기 열전달 매체 통로가 매설된 시트(1)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 냉온시트.