KR20240038423A - 웨어러블 공기조화장치 - Google Patents

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조성구
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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{Wearable air conditioning device}
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 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.
상기 하우징(1)은 상기 제2 채널(70)을 통과한 공기를 배출하는 제2 배출구(22)를 더 포함할 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 하우징(1)의 내부에서 상기 후방 방열부재(7)의 후방에 배치된 배터리(87); 를 더 포함할 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.
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.
상기 후방 방열부재(7)의 길이는 상기 전방 방열부재(6)의 길이보다 길 수 있다.
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 5는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9a)의 전면사시도를 나타낸 도면이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9a)의 단면사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 예시적인 실시예에 따른 웨어러블 공기조화장치(9)의 단면 사시도로서, 풍량조절부(85) 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.
1: 하우징 10: 전방하우징
11: 개구부 13: 테두리 영역
130: 기류막힘 방지홀 20: 후방하우징
22: 제2 배출구 25: 제1 격벽
26: 유도구 27: 제2 격벽
30: 열전소자 31: 전면
32: 후면 40: 제1 배출구
43: 미세구멍 6: 전방 방열부재
60: 제1 채널 61: 일면
600: 채널영역 610: 배출영역
7: 후방 방열부재 70: 제2 채널
80: 송풍 모듈 83: 송풍팬
84: 흡기구 85: 풍량조절부
86: 풍량조작부 87: 배터리
88: 회로 9: 공기 조화장치

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).

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