WO2024106738A1 - 휴대용 공기조화기 - Google Patents

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WO2024106738A1
WO2024106738A1 PCT/KR2023/014696 KR2023014696W WO2024106738A1 WO 2024106738 A1 WO2024106738 A1 WO 2024106738A1 KR 2023014696 W KR2023014696 W KR 2023014696W WO 2024106738 A1 WO2024106738 A1 WO 2024106738A1
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WO
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flow path
case
blowing fan
heat sink
air conditioner
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/014696
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English (en)
French (fr)
Inventor
이영구
권준용
오동은
서원욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F5/0042—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
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    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
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    • F24F13/20—Casings or covers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F2130/20—Sunlight
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    • F24F2221/12—Details or features not otherwise provided for transportable
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025—Removal of heat
    • F25B2321/0251—Removal of heat by a gas

Definitions

  • the present invention relates to a portable air conditioner.
  • a portable fan is a device that circulates atmospheric air through an intake port and an outlet.
  • Japanese registered patent 7062266 discloses a blower device that is worn on the waist and blows wind to the user's upper body.
  • Prior art 1 has the disadvantage that the air delivered to the user through the vent of the blower is the same as the temperature of the use environment.
  • Republic of Korea Patent No. 10-0890140 discloses a technology for providing cold air to a user by placing an ice pack in the pocket of clothing worn by the user.
  • Prior art 2 can be easily worn by workers to cool down the worker's heat, but since it uses an ice pack, there is a problem that a lot of condensation water is generated and the clothes the worker wears get wet, and the ice pack can only be used until it melts. There is a limit to the usage time.
  • Republic of Korea Registered Utility No. 20-0494998 (Prior Art 3) discloses a technology for generating cold air using a thermoelectric element.
  • Prior art 3 includes a technology that creates cold air using a thermoelectric element and blows it to the user.
  • Prior art 3 has the disadvantage that the intake/exhaust area is narrow because both the external air intake and exhaust ports for dissipating heat from the thermoelectric element are formed on the side of the product.
  • the exhaust port through which heat is discharged is placed close to the user's body, so that the user can easily feel heat as well as cold, and the direction from which cold air is blown faces the direction from which outside air is drawn in for heat dissipation. Because of this, cooling/heat dissipation efficiency is reduced.
  • prior art 3 has the disadvantage of having a large number of parts, including a plurality of heat sinks and a plurality of heat dissipation fans for cooling the thermoelectric element, and the large size and weight of the product.
  • the present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to provide an air conditioner that is portable and capable of cooling and heating using a thermoelectric element.
  • Another object of the present invention is to form independent flow paths on the heat absorption side and heat dissipation side of the thermoelectric element, respectively, and to secure a large area of the intake port of each flow path.
  • Another object of the present invention is to ensure that the direction in which outdoor air is sucked in, the direction in which cold air is discharged, and the direction in which hot air is discharged are formed differently from each other.
  • Another object of the present invention is to allow two blowing fans, each installed with an independent flow path, to be spaced apart from each other.
  • the present invention may include a case having a first flow path and a second flow path partitioned from each other.
  • a thermoelectric element module is disposed inside the case, and a first surface and a second surface may be formed on both surfaces of the case.
  • a first heat sink in contact with the first surface may be disposed in the first flow path, and a second heat sink in contact with the second surface may be arranged in the second flow path.
  • a first blowing fan may be disposed inside the case to suck in outside air through the inlet of the first flow path and discharge it toward the first heat sink.
  • a second blowing fan may be disposed inside the case to suck in outside air through the inlet of the second flow path and discharge it toward the second heat sink.
  • the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path may be open in the same direction, and the outlet of the first flow path and the outlet of the second flow path may be open in different directions.
  • first direction the direction in which outside air is sucked in
  • second direction the direction in which cold air (cooling mode) is discharged
  • third direction the direction in which warm air for heat dissipation is discharged
  • the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path may each be open toward opposite sides of the wearing surface of the case.
  • the surface of the case where the inlets of the first and second flow passages are formed is relatively wide among the surfaces of the case and faces rearward, allowing smooth intake of external air.
  • the second direction and the third direction may each be formed in directions perpendicular to the first direction. Therefore, cold air (cooling mode) delivered to the user and warm air for heat dissipation may not mix with each other.
  • first blowing fan and the second blowing fan may be arranged to be spaced apart from each other along a direction perpendicular to the first direction. Accordingly, the weight of the portable air conditioner can be distributed without being concentrated on one side.
  • first blowing fan and the second blowing fan are arranged not to overlap each other along a direction perpendicular to the first direction, or the first blowing fan and the second blowing fan are arranged perpendicular to the first direction.
  • the overlapping length along the direction may be less than 1/10 of the sum of the lengths of the first blowing fan and the second blowing fan.
  • an internal frame dividing the internal space into a first space and a second space may be disposed in the internal space of the case, and the thermoelectric element may be disposed with an element mounting hole formed in the internal frame.
  • the internal frame may block air flow between the first space and the second space.
  • first surface of the thermoelectric element module, the first heat sink, and the first blowing fan may be disposed in the first space
  • the second surface of the thermoelectric element module, the first blowing fan, and the second space may be disposed in the first space.
  • a second heat sink and the second blowing fan may be disposed.
  • the first blowing fan may be configured as a centrifugal fan, and the inlet of the first flow path may be formed on surfaces of the first space and the second space facing each other.
  • the second blowing fan may be configured as an axial flow fan, and the inlet of the second flow path may be formed adjacent to the inlet of the first flow path.
  • a blower guide surrounding the first heat sink and forming part of the first flow path may be disposed in the inner space of the case.
  • blowing guide may extend in an inclined direction from a direction perpendicular to the first direction.
  • the case may include a first case in which the outlet of the first flow path is open in the second direction, and a second case coupled to the first case.
  • the second case forms an internal space between the first case and the first case, and an outlet of the second flow path may be open in the third direction of the second case.
  • the second case includes an intake housing portion in which the inlet of the first flow path is open in the first direction, and a fan housing in which the inlet of the second flow path is open in the first direction and the second blowing fan is disposed. May include wealth.
  • the second blowing fan and the second heat sink may be stacked on the fan housing portion of the second case, and the stacking height of the second blowing fan and the second heat sink may be the same as the height of the intake housing portion. It can be low.
  • the third direction in which the outlet of the first flow path is open may be perpendicular to the first direction in which the inlet of the first flow path is open, and the second direction in which the outlet of the second flow path is open may be perpendicular to the first direction in which the inlet of the first flow path is open. It may be perpendicular to the first direction and the third direction, respectively.
  • the inlet of the first flow path may be disposed on surfaces of the first case and the intake housing portion facing each other around the first blowing fan.
  • the interior of the case may be divided into a first mounting part that is relatively distant from the outlet of the first flow path along the second direction and a second mounting part that is relatively close to the outlet of the first flow path, and the first blowing part is A fan may be disposed on the first mounting portion, and the second blowing fan may be disposed on the second mounting portion.
  • outlet of the second flow path may be open on both sides along a direction perpendicular to the rotation axis direction of the second blowing fan.
  • an area of the second heat sink facing the first direction may be larger than an area of the first heat sink facing the first direction.
  • the height of the first heat sink in the first direction may be greater than the height of the second heat sink in the first direction.
  • a portion of the surface of the second heat sink facing the second direction may be exposed to the outside of the case.
  • the portable air conditioner according to the present invention has the following effects.
  • the portable air conditioner of the present invention is capable of cooling and heating using a thermoelectric element.
  • the heat absorption side flow path and the heat dissipation side flow path of the thermoelectric element are independent from each other, so cold air (cooling mode) delivered to the user and warm air for heat dissipation may not mix with each other. Therefore, only cold air (or warm air (heating mode)) can be delivered to the user, and the air conditioning effect of the portable air conditioner can be improved.
  • the heat absorption side flow path inlet and the heat dissipation side flow path inlet of the thermoelectric element may be formed on the front of the case in the same direction.
  • the front of the case is relatively wide among the surfaces of the case and is directed toward the rear, opposite to the user's body, so that external air can be smoothly sucked in.
  • two blowing fans can suck in outdoor air in the same direction. In this way, since the two blowing fans suck in outdoor air in the same direction, the suction power of the portable air conditioner can be improved.
  • the direction in which outside air is sucked in (first direction), the direction in which cold air (cooling mode) is discharged to the user (second direction), and the direction in which hot air for heat dissipation (cooling mode) is discharged (third direction) direction) may be formed differently. Accordingly, the direction of the blowing air provided to the user is formed differently from the remaining intake direction or heat dissipation direction, so that interference between air can be prevented. If interference between air spaces is prevented, more effective cooling (or heating) may be possible.
  • the intake port for sucking in external air may be composed of a 1-1 intake port and a 1-2 intake port.
  • the 1-1st intake port and the 1-2nd intake port are opened in directions facing each other, so that more outside air can be smoothly inhaled.
  • the first blowing fan for providing cold air (cooling mode) and the second blowing fan for heat dissipation may be arranged to be spaced apart from each other. Accordingly, the weight of the portable air conditioner can be distributed without being concentrated on one side. As such, if the weight is not concentrated on either side of the portable air conditioner, the portable air conditioner can remain stably mounted.
  • the intake ports of the first blowing fan and the intake ports of the second blowing fan can be arranged widely without overlapping each other, thereby securing a large intake port area.
  • first blowing fan and the second blowing fan are spaced apart, vibration generated during operation of the first blowing fan and the second blowing fan can be prevented from being concentrated on either side of the portable air conditioner, and the portable air conditioner The convenience of using the machine can be improved.
  • the outlet of the first flow path which is the exhaust port of the first blowing fan
  • the outlet of the second flow path which is the exhaust port of the second blowing fan
  • the first flow path for providing cold air (cooling mode) to the user may be arranged in an inclined direction inside the portable air conditioner. Accordingly, the length of the first flow path can be increased, a wider area for heat exchange with the outside air and the thermoelectric element module can be secured, and the blowing direction of cold air can be guided more accurately.
  • Figure 1 is a perspective view showing an example of a portable air conditioner according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing the rear structure of one embodiment of Figure 1.
  • Figure 3 is an exemplary diagram showing an example of use of the embodiment of Figure 1.
  • Figure 4 is a perspective view showing one embodiment of Figure 1 from a different angle.
  • Figure 5 is an exploded perspective view of the parts constituting the example of Figure 1.
  • Figure 6 is a perspective view of the parts constituting the example of Figure 1 disassembled and viewed from a different angle than Figure 5.
  • Figure 7 is a perspective view expressing the direction in which air is discharged through the example of Figure 1.
  • Figure 8 is a plan view showing the intake and discharge of air by the first blower fan in the example of Figure 1 with the case removed.
  • Figure 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX' of Figure 1.
  • Figure 10 is a cross-sectional view taken along line XX' of Figure 1.
  • Figure 11 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the portable air conditioner according to the present invention.
  • Figure 12 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the portable air conditioner according to the present invention.
  • Figure 13 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the portable air conditioner according to the present invention.
  • Figure 14 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the portable air conditioner according to the present invention.
  • Figure 15 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of the portable air conditioner according to the present invention.
  • the first flow path and the second flow path may be included in the flow path for sucking in and blowing outside air.
  • the first flow path and the second flow path may be independent from each other. Accordingly, the outdoor air flowing through the first flow path and the second flow path do not mix with each other and can be blown in different directions.
  • this embodiment will be described focusing on the structure of sucking in outdoor air, cooling/dissipating heat, and blowing it.
  • Figures 1 and 2 show an example of a portable air conditioner (hereinafter referred to as "air conditioner") according to the present invention.
  • Figure 1 is a front view of an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front view of an embodiment of the present invention. This is a view from the rear.
  • the front refers to the external surface exposed when the user is wearing the air conditioner.
  • it can be seen as the opposite side of the surface where the air conditioner comes into contact with the user's body.
  • the rear can be said to be the side that comes into contact with the user's body. Looking at Figure 3, you can see that the front of the air conditioner is exposed when the user wears the air conditioner.
  • this embodiment can be used by the user wearing it on clothing or a bag, such as a belt (B, see FIG. 3), but it can also be used while holding it without wearing it.
  • the appearance of one embodiment of the present invention can be formed by the cases 10 and 20.
  • the cases 10 and 20 may have a roughly hexahedral structure.
  • the cases 10 and 20 may be formed to be longer in height in the vertical direction than in thickness in the front-to-back direction and width in the left-right direction.
  • the cases 10 and 20 may be made of a material with good insulation properties, such as plastic.
  • the cases 10 and 20 may be composed of a first case 10 and a second case 20.
  • the first case 10 and the second case 20 can be assembled together to form one case 10 and 20.
  • An empty internal space S1 and S1' may be formed between the first case 10 and the second case 20.
  • a thermoelectric element module 30, a first blowing fan 80, a second blowing fan 90, and an internal frame 70, etc., which will be described below, may be disposed.
  • the back side when a user wears the first case 10, the back side may be in close contact with the user's body.
  • the second case 20 may constitute the front surface of one embodiment.
  • the first body portion 11 forming the skeleton of the first case 10 may be approximately hexahedral.
  • the first body portion 11 may have a structure in which the surface facing the second case 20, the 1-1 intake port 12, which will be described later, and the portion excluding the first air outlet 15 are blocked. .
  • a 1-1 intake port 12 may be formed in the first body portion 11.
  • the 1-1 intake port 12 may be formed to penetrate the first body portion 11. Outside air can be sucked into the interior spaces (S1, S1') through the 1-1 intake port (12). More precisely, the 1-1 intake port 12 may be part of the inlets 12 and 22 of the first flow path, which will be described below.
  • the 1-1 intake port 12 may be formed widely from the center of the rear side of the first case 10 to one end.
  • a first space S which is a kind of empty space, may be formed in a portion of the first body 11 corresponding to the inside of the 1-1 intake port 12.
  • the first space (S) may have a height equal to the thickness of the first body portion (11). Since the height of the first space (S) can be sufficiently secured, external air can be smoothly sucked in through the 1-1 intake port (12).
  • a main control unit may be placed in the first space (S).
  • the main control unit may include a circuit board for operating this embodiment.
  • the main control unit may include a connector for receiving power from the outside.
  • a battery for power supply may be placed in the first space (S). If the battery is omitted, external power can be received through the connector.
  • a spacer 13 may be placed at a location corresponding to the periphery of the 1-1 intake port 12.
  • the spacer 13 may protrude from the rear side of the first body portion 11.
  • the spacer 13 can prevent the rear of the first body portion 11 from being in close contact with the user's body and blocking the 1-1 intake port 12.
  • the spacer 13 may be made integrally with the first body portion 11 or may be detachable. Alternatively, the spacer 13 may be omitted.
  • the first air outlet 15 may be opened in the first case 10.
  • the first vent 15 may connect the internal space S1 and S1' to the outside of the first case 10.
  • the first vent 15 may be an outlet of the first flow path.
  • the first vent 15 is formed on the side of the first case 10. That is, the first outlet 15 is formed on a surface of the first body 11 that is different from the 1-1 intake port 12.
  • the first case 10 may further be provided with a first blowing duct 58 connected to the first blowing hole 15.
  • the first blowing duct 58 is connected to the first blowing hole 15 and may have a structure that protrudes further out of the first case 10.
  • the first blowing duct 58 can allow cold or warm air discharged through the first blowing hole 15 to be blown closer to the user's body.
  • Reference numeral 59 indicates a duct outlet.
  • the first blowing duct 58 may form part of the blowing guide 50, which will be explained below.
  • the first blowing duct 58 may be integrally connected to the blowing guide 50, or may extend from the blowing guide 50 in a removable form. Additionally, the first blowing duct 58 may be composed of a plurality of parts so that the overall length is variable.
  • the first body portion 11 may be provided with a wearing portion 17.
  • the wearing portion 17 protrudes from the rear of the first body portion 11, and a wearing space 17a inside may be open in the left and right directions.
  • the upper and lower parts of the wearing part 17 may be connected to the first body part 11 except for the wearing space 17a, or alternatively, it may have a cantilever structure capable of elastic deformation.
  • the second case 20 may be placed in a position symmetrical to the first case 10.
  • the second case 20 may be assembled to the first case 10.
  • the second case 20 may be assembled to the first case 10 using fasteners such as screws (not shown), or may be assembled to the first case 10 through a hook structure (not shown).
  • the skeleton of the second case 20 may be formed by the second body portion 21.
  • the second body portion 21 may have a substantially hexahedral structure.
  • the second body portion 21 may be made in a shape that is symmetrical to the first body portion 11.
  • the second body portion 21 may be divided into two parts.
  • the second body portion 21 may include an intake housing portion 21 and a fan housing portion 25. As shown in FIG. 1, the intake housing portion 21 and the fan housing portion 25 may be arranged adjacent to each other. The total length of the intake housing portion 21 and the fan housing portion 25 may be the length of the second case 20.
  • a first-second intake port 22 may be formed in the intake housing portion 21.
  • the first-second intake port 22 may be formed to penetrate the intake housing portion 21. External air may be sucked into the internal spaces (S1, S1') through the first-second intake port (22). More precisely, the first and second intake ports 22 may be part of the inlets 12 and 22 of the first flow path.
  • the first-second intake port 22 may be formed widely over the entire front surface of the intake housing portion 21.
  • a second space (S') may be formed inside the intake housing portion 21.
  • the second space (S') may have a height equal to the thickness of the intake housing portion 21. Since the height of the second space (S') can be sufficiently secured, external air can be smoothly sucked in through the first-second intake port (22).
  • the 1-2 intake port 22 may form the inlets 12 and 22 of the first flow path together with the 1-1 intake port 12 of the first case 10 described above.
  • the first-first intake port 12 and the first-second intake port 22 may be arranged in positions symmetrical to each other.
  • a first blowing fan 80 may be disposed between the first-first intake port 12 and the first-second intake port 22.
  • the first blowing fan 80 operates, outside air can be sucked in from the 1-1st intake port 12 and the 1-2 intake port 22 at the same time. Accordingly, the area of the inlets 12 and 22 of the first flow path can be secured widely by the 1-1 intake port 12 and the 1-2 intake port 22.
  • either the 1-1st intake port 12 or the 1-2 intake port 22 may be omitted.
  • the fan housing portion 25 may be disposed adjacent to the intake housing portion 21.
  • the fan housing portion 25 may be formed integrally with the intake housing portion 21, or may be formed as a separate piece. Since the second blowing fan 90 is disposed in the fan housing part 25, the fan housing part 25 may be viewed as a part of the second blowing fan 90.
  • the lower part of the intake housing portion 21 can also be considered to form a part of the second space (S').
  • a second intake port (reference numeral not assigned) may be formed in the fan housing portion 25.
  • the second intake port can be viewed as an entrance to the second flow path.
  • the second blowing fan 90 may be disposed in the second intake port. In other words, it can be seen that the second blowing fan 90 is blocking the second intake port. Since the second blowing fan 90 is placed directly at the second intake port, the intake amount of outside air can increase. As another example, the second blowing fan 90 may be disposed inside the second intake port without blocking the second intake port.
  • a second heat sink 60 which will be described below, may be stacked on the fan housing portion 25.
  • the sum of the thickness of the fan housing portion 25 and the thickness of the second heat sink 60 may be the thickness of the second case 20.
  • the second heat sink 60 may be stored inside the fan housing portion 25.
  • thermoelectric element module 30 may be disposed in the internal spaces S1 and S1'.
  • the first surface 31 of the thermoelectric module 30 absorbs heat due to power to form a low-temperature part, and the opposite second surface 32 generates heat to form a high-temperature part.
  • the second surface 32 of the thermoelectric module 30 may absorb heat due to power to form a low-temperature part, and the opposite first surface 31 may generate heat to form a high-temperature part.
  • thermoelectric element module 30 In this way, if the polarity of the voltage applied to the thermoelectric element module 30 is reversed, cold or warm air can be generated through the first surface 31 of the thermoelectric element module 30. This mode change can be selected by the user by pressing a function change button (not shown). However, if the polarity of the power supplied to the thermoelectric element module 30 is suddenly reversed by the above operation, thermal shock is caused to the thermoelectric element module 30 due to a significant temperature difference between both surfaces of the thermoelectric element module 30. can be inflicted To prevent this, a buffering region of a predetermined time may be provided so that the operation of the air conditioner is switched off after it is turned off.
  • the first surface 31 of the thermoelectric module 30 may face the first space (S), and the second surface 32 may face the second space (S'). More precisely, the first surface 31 may face the first heat sink 40, which will be described later, and the second surface 32 may face the second heat sink 60.
  • the first surface 31 may conduct cold air to the first heat sink 40, and the second surface 32 may conduct hot air to the second heat sink 60.
  • the first surface 31 can conduct heat to the first heat sink 40, and the second surface 32 can conduct cold air to the second heat sink 60. can evangelize.
  • thermoelectric element module 30 may be placed in the element mounting hole 72 of the internal frame 70, which will be described below.
  • the device mounting hole 72 is a portion that penetrates the internal frame 70.
  • the thermoelectric element module 30 has the first surface 31 and the second surface 32 exposed through the element mounting hole 72, and includes a first heat sink 40 and a second heat sink ( 60) can be contacted.
  • the first heat sink 40 may be in contact with the first surface 31 .
  • the first heat sink 40 is made of a material with high thermal conductivity, so that cold or warm air on the first surface 31 can be conducted to the first heat sink 40.
  • the first base 41 of the first heat sink 40 may be fixed to the internal frame 70.
  • the bottom surface of the first base 41 of the first heat sink 40 may be in contact with the first surface 31, and a plurality of first fins 45 may protrude upward from the first base 41. there is.
  • Each of the plurality of first fins 45 may have a plate-shaped structure. When the plurality of first fins 45 are arranged side by side, external air can pass between them.
  • the first heat sink 40 may be surrounded by a blowing guide 50.
  • the blower guide 50 is disposed in the first space S and may surround a portion of the first heat sink 40.
  • the blower guide 50 focuses the outside air discharged from the first blower fan 80 on the first heat sink 40 and allows the outside air passing through the first heat sink 40 to be discharged in a certain direction. can do.
  • the blower guide 50 may be fixed to the internal frame 70 with the first heat sink 40 interposed therebetween.
  • the rear of the blower guide 50 is opened to the outlet of the first blower fan 80, and the front of the blower guide 50 is opened to the outlet of the first blower fan 80. It can be opened through the first vent (15).
  • the blower guide 50 may extend in an inclined direction from a direction perpendicular to the first direction (1) in which outdoor air is sucked. More precisely, the blower guide 50 is disposed in an inclined direction with respect to the height direction of the first case 10.
  • the height direction of the first case 10 may mean the vertical direction with respect to FIG. 1.
  • the first heat sink 40 and the thermoelectric element module 30 may also be arranged in an inclined direction.
  • the first heat sink 40 is arranged in an inclined direction based on the height direction (vertical direction in FIG. 8) of the first case 10.
  • the discharge portion 83 of the first blowing fan 80 may also be opened in an inclined direction like the first heat sink 40.
  • the first heat sink 40 and the blower guide 50 can be arranged as long as possible inside the first space (S). As the length of the first heat sink 40 increases, the area for heat exchange with the first surface 31 may increase. If the length of the blowing guide 50 is long, the blowing wind can be discharged in a more accurate direction without being dispersed.
  • the first direction (1) refers to the direction in which outdoor air is sucked.
  • the first direction (1) is the same as the direction in which the 1-1 intake port 12 and the second intake port are opened. Therefore, the first direction (1) can be said to be the direction in which external air is sucked in.
  • the 1-1 intake port 12 is the inlet 12, 22 of the first flow path
  • the second intake port is the entrance of the second flow path, and they can be viewed as opening in the same direction.
  • the 1-1 intake port 12 and the second intake port may be formed in the same direction, or more accurately, may be formed on the same front surface of the second case 20.
  • the front of the Ke 2 case (10, 20), based on Figure 3 can be viewed as the opposite side of the wearing surface facing the user's body. That is, the first-first intake port 12 and the second intake port may be open toward the rear of the second case 20. Therefore, the first-first intake port 12 and the second intake port can be formed on the side opposite to the side facing the user's body (right side with reference to FIG. 9), and external air can be sucked in without interference from the surrounding area. , a sufficiently large suction area can be secured.
  • the direction in which the first-second intake port 22 is opened can be seen as facing the first direction (1). Outside air can be sucked in from both sides toward the first blowing fan 80. Accordingly, the inlets 12 and 22 of the first flow passage can be formed widely on the front and rear surfaces of the cases 10 and 20.
  • the second direction (2) can be seen as the direction in which the blowing guide 50 is disposed.
  • the second direction (2) may be a different direction from the first direction (1).
  • the second direction (2) may be perpendicular to the first direction (1).
  • the second direction (2) may be inclined to either the left or the right based on the direction perpendicular to the first direction (1) (X2-axis direction in FIG. 9).
  • the wind blowing from the second flow path may be discharged in a third direction (3).
  • the third direction (3) can be seen as the direction in which the second heat sink 60 is opened.
  • the third direction (3) may be different from the first direction (1) and the second direction (2).
  • the second direction (2) may be perpendicular to the first direction (1).
  • the second direction (2) may be perpendicular to the third direction (3).
  • the second direction (2) may be inclined to either the left or the right based on a direction perpendicular to the first direction (1).
  • the second heat sink 60 may be in contact with the second surface 32 .
  • the second heat sink 60 is made of a material with high thermal conductivity, so that hot or cold air from the second surface 32 can be conducted to the second heat sink 60.
  • the second base 61 of the second heat sink 60 may be fixed to the internal frame 70.
  • the bottom surface of the second base 61 of the second heat sink 60 is in contact with the second surface 32, and a plurality of second fins 65 may protrude upward from the second base 61. there is.
  • Each of the plurality of second fins 65 may have a plate-shaped structure. When the plurality of second fins 65 are arranged side by side, external air can pass between them.
  • the plurality of second fins 65 may protrude toward the second blowing fan 90, which will be described below. Accordingly, the external air sucked into the second blowing fan 90 can be directly delivered to the plurality of second fins 65.
  • holes through which air can be discharged may be formed between the plurality of second fins 65. These holes can become secondary tuyeres. Outdoor air sucked in by the second blowing fan 90 may pass through the second flow path and be blown to the outside through the second blowing hole.
  • the second vent may be opened in the third direction (3).
  • the air conditioner is used as a cooling fan, cold air from the first heat sink (40) is blown in the second direction (2), and warm air from the second heat sink (60) is blown in the third direction (3). It is blown.
  • the third direction (3) is formed in a direction perpendicular to the second direction (2) in which the first air outlet (15) is opened. Therefore, cold and warmth may not mix with each other.
  • the second vents may be formed symmetrically on both sides of the second case 20. This appearance is shown in Figure 10.
  • the 1-1 intake port 12 through which outside air is sucked and the second intake port are opened in a first direction (1), and the first direction (1) is the second direction (2) and the third direction ( It is in a different direction from 3). Accordingly, the outside air sucked into the first and second passages does not mix with the blown cold air and warm air.
  • the second heat sink 60 is disposed in the second case 20.
  • the first case 10 touches the user's body, but the second case 20 may be maintained away from the user's body. Accordingly, the air discharged from the second vent through the second heat sink 60 can be blown at a height away from the user's body. In this case, the user can only feel cold air (cooling mode) or warm air (heating mode) discharged through the first outlet 15.
  • the second heat sink 60 a portion of the surface facing the second direction 2 may be exposed to the outside of the cases 10 and 20. As shown in Figure 4, the second air vent formed between the second fins 65 is exposed to the outside. As another example, the second heat sink 60 may be disposed inside the fan housing 25, and a separate discharge port (not shown) may be formed in the fan housing 25.
  • the second blowing fan 90 and the second heat sink 60 are stacked on the fan housing portion 25 of the second case 20.
  • the stacking height of the second blowing fan 90 and the second heat sink 60 may be equal to or lower than the height of the intake housing portion 21.
  • the intake housing portion 21 and the fan housing portion 25 have similar overall heights, so that they can have an overall unified aesthetic.
  • the area of the second heat sink 60 facing the first direction 1 may be larger than the area of the first heat sink 40 facing the first direction 1.
  • Figure 9 which is a cross-sectional view, the area of the second heat sink 60 facing the first direction (1) is larger than the area of the first heat sink 40 facing the first direction (1).
  • the second surface 32 which is the opposite surface, must effectively dissipate or dissipate heat.
  • the second heat sink 60 not only directly faces the second blowing fan 90, but may also have a larger area than the first heat sink 40.
  • the second heat sink 60 may be provided with an insulating member 67.
  • the heat insulating member 67 may surround the side of the thermoelectric element module 30 to insulate the space between the first surface 31 and the second surface 32 of the thermoelectric element module 30.
  • the insulation member 67 may be in contact with the second base 61 of the second heat sink 60. More precisely, the insulation member 67 can be viewed as being disposed between the second base 61 and the internal frame 70.
  • Reference numeral 68 denotes a penetrating portion formed in the center of the insulation member 67, and the first and second surfaces 31 and 32 of the thermoelectric module 30 can be exposed through the penetrating portion 68. there is.
  • the height H1 of the first heat sink 40 in the first direction 1 is equal to the height H2 of the second heat sink 60 in the first direction 1.
  • the first heat sink 40 may be arranged side by side with the first blowing fan 80 in the second direction (2).
  • the plurality of first fins 45 receive external air discharged from the first blowing fan 80 in the side direction. Accordingly, the greater the height of the plurality of first fins 45 in the first direction (1) perpendicular to the second direction (2), the more effectively heat exchange with the sucked outside air can be achieved.
  • the height H1 of the first heat sink 40 in the first direction 1 is greater than the height H2 of the second heat sink 60 in the first direction 1. It can be formed to a large extent.
  • an internal frame 70 may be disposed between the first case 10 and the second case 20.
  • the internal frame 70 may partition the internal spaces S1 and S1' between the first case 10 and the second case 20.
  • the internal frame 70 may be a flat structure having an area corresponding to the area of the internal spaces S1 and S1'. Based on the internal frame 70, a first space (S) may be formed on the first case 10 side, and a second space (S') may be formed on the second case 20 side. there is.
  • the internal frame 70 allows the first flow path and the second flow path to form independent paths without mixing with each other. Additionally, the internal frame 70 may perform an insulating function to prevent heat exchange between the air in the first space (S) and the air in the second space (S'). To this end, the internal frame 70 may be made of a material with high thermal insulation properties, such as synthetic resin or silicon.
  • the internal frame 70 may have an element mounting hole 72 through which the thermoelectric element module 30 is disposed.
  • the thermoelectric element module 30 is disposed in the element mounting hole 72.
  • the first surface 31 may be exposed toward the first heat sink 40 through the device mounting hole 72, and the second surface 32 may be exposed toward the second heat sink 60. It can be.
  • An external air transmission hole 74 may be open in the internal frame 70.
  • the outside air delivery hole 74 can deliver outside air sucked through the first-second intake port 22 to the intake space 82 of the first blowing fan 80.
  • the outside air delivery hole 74 may be disposed between the intake space 82 and the first-second intake port 22.
  • the internal frame 70 may be fixed at a constant height between the first space (S) and the second space (S').
  • the inner frame 70 may have a gap maintaining portion 75 protruding.
  • the gap maintenance portion 75 may protrude from the surface of the inner frame 70 toward the first case 10.
  • the gap maintenance portion 75 may protrude toward the second case 20 .
  • the gap maintenance portion 75 is shown at the edge of the inner frame 70 in a different form from that of FIG. 5.
  • the gap maintenance portion 75 may be replaced with an outer spacer 78 disposed at a corner of the inner frame 70.
  • the outer spacer 78 may have a structure that protrudes toward the first case 10 and the second case 20, respectively.
  • the first blowing fan 80 may be disposed in the first space (S).
  • the first blowing fan 80 can suck in outside air and transmit it toward the first heat sink 40.
  • the first blowing fan 80 causes the sucked outdoor air to move along the first flow path.
  • the first flow path includes the 1-1 intake port 12, the 1-2 intake port 22, the first blowing fan 80, the blowing guide 50, the first heat sink 40, and the first heat sink 40. It may refer to a continuous flow path leading to the first vent (15).
  • the first blowing fan 80 may suck in outdoor air in a first direction (1) and then discharge it in a second direction (2).
  • the first heat sink 40 is disposed in the second direction (2).
  • the first blowing fan 80 can simultaneously suck in external air through the 1-1 intake port 12 and the 1-2 intake port 22.
  • the first blowing fan 80 may be configured as a centrifugal fan.
  • the 1-1 intake port 12 and the 1-2 intake port 22, which are the inlets 12 and 22 of the first flow path, may be formed on surfaces facing each other.
  • the first blowing fan 80 may include a fan housing 81 that has a substantially cylindrical shape.
  • An intake space 82 may be formed at the center of the fan housing 81 through which the first blowing fan 80 intakes external air.
  • a discharge portion 83 through which the sucked outdoor air is discharged may extend to one side of the fan housing 81.
  • a fan outlet 85 through which air is discharged may be opened at the end of the discharge unit 83.
  • the second blowing fan 90 may be disposed in the second space (S').
  • the second blowing fan 90 may be disposed in the fan housing portion 25.
  • the fan housing portion 25 may be viewed as a part of the second blowing fan 90.
  • the second blowing fan 90 may be viewed as forming a part of the second case 20.
  • the second blowing fan 90 can suck in outside air and transmit it toward the second heat sink 60.
  • the second blowing fan 90 causes the sucked outdoor air to move along the second flow path.
  • the second flow path may mean a continuous flow path leading to the second intake port, the second blowing fan 90, the second heat sink 60, and the second blowing port.
  • the second blowing fan 90 may be stacked with the second heat sink 60. Therefore, the outside air sucked in by the second blowing fan 90 can be directly delivered to the second heat sink 60.
  • the external air flowing in between the plurality of second fins 65 of the second heat sink 60 flows along the passage between the plurality of second fins 65 and then flows through the plurality of second fins 65. ) can be discharged to the outside through the second outlet, which is the outlet of the flow path between them.
  • the direction of the second vent may be the third direction (3).
  • the second blowing fan 90 may be configured as an axial fan.
  • the axial direction of the second blowing fan 90 (see K2 in FIG. 9) and the first direction 1, which is the suction direction of outside air by the second blowing fan 90, may be the same direction.
  • the second blowing fan 90 may include a fan center 91 including a motor, and a fan blade 95 connected to the fan center 91.
  • the fan blade 95 can suck in outside air while rotating. Accordingly, the space between the fan blade 95 and the fan housing portion 25 may be viewed as the inlet of the second flow path, that is, the second suction port.
  • the inlet of the second flow path formed by the second blowing fan 90 may be formed adjacent to the inlets 12 and 22 of the first flow path. Accordingly, the inlets 12 and 22 of the first flow path and the inlet of the second flow path may be opened in the same first direction (1). That is, the inlets 12 and 22 of the first flow path and the inlet of the second flow path may be open toward the rear of the second case 20. Therefore, the first-first intake port 12 and the second intake port can be formed on the side opposite to the side facing the user's body (right side with reference to FIG. 9), and external air can be sucked in without interference from the surrounding area. , a sufficiently large suction area can be secured.
  • the first blowing fan 80 and the second blowing fan 90 may be arranged to be spaced apart from each other along a direction perpendicular to the first direction (1).
  • the central axis K1 of the first blowing fan 80 and the central axis K2 of the second blowing fan 90 may be formed parallel to each other but spaced apart.
  • the internal space (S1, S1') is a first mounting part (A) that is relatively far from the outlet of the first flow path (top of FIG. 9) along the second direction and a first mounting part (A) that is relatively close to the outlet of the first flow path. It can be divided into 2 mounting parts (B). At this time, the first blowing fan 80 may be placed on the first mounting part (A), and the second blowing fan 90 may be placed on the second mounting part (B).
  • the second blowing fan 90 may be placed in the second mounting part B relatively close to the first blowing hole 15.
  • the first blowing fan 80 and the second blowing fan 90 may be arranged not to overlap each other along a direction perpendicular to the first direction (1).
  • the length over which the first blowing fan 80 and the second blowing fan 90 overlap each other along the direction perpendicular to the first direction (1) is the length of the first blowing fan 80 and the The sum of the lengths of the second blowing fan 90 may be less than 10%.
  • the weight of the air conditioner can be distributed along the height direction. there is. If the weight is not concentrated on either side of the air conditioner, the air conditioner can remain stably mounted.
  • the outdoor air intake ports of the first blowing fan 80 and the second blowing fan 90 may be arranged widely without overlapping each other. In addition, it is possible to prevent the vibration generated when the first blower fan 80 and the second blower fan 90 are operated from being concentrated on one side of the air conditioner.
  • the first surface 31 of the thermoelectric element module 30 becomes a heat absorbing surface, and the second surface 32 becomes a heat dissipating surface.
  • the first heat sink 40 in contact with the first surface 31 may be cooled by receiving cold air.
  • outside air can be sucked in by the first blowing fan 80. At this time, outside air can be sucked in in the first direction (1).
  • the outside air may be sucked in simultaneously through the first-first intake port 12 and the first-second intake port 22. Since the 1-1 intake port 12 is facing toward the rear of the user, it is completely open, and external air can be sucked in through the 1-1 intake port 12 without interference from the surroundings.
  • the sucked outside air can be transmitted in the second direction (2). Since the first heat sink 40 is disposed in the second direction 2, the outside air can be discharged through the blower guide 50 in a cooled state while exchanging heat with the first heat sink 40. At this time, the blower guide 50 is formed in an inclined direction based on the height direction (up and down direction in FIG. 8) of the cases 10 and 20, so the blower guide 50 is formed in the internal spaces S1 and S1'. )'s installation length may be longer.
  • Cold air passing through the blower guide 50 may be discharged to the user through the first blower 15, which is the outlet of the first flow path.
  • the first blowing duct 58 may be connected to the first blowing port 15, and cold air may be blown through the duct outlet 59.
  • the first blowing duct 58 may be used while inserted into the user's clothing.
  • the second surface 32 serves as a heat dissipation surface, and heat can be dissipated by the second blowing fan 90.
  • the second blowing fan 90 operates, outside air can be sucked in by the second blowing fan 90. At this time, outside air can be sucked in in the first direction (1).
  • the outside air may be sucked in through the second intake port.
  • the second intake port is directed toward the rear of the user, so it is completely open, free from interference from the surrounding area, and has a sufficiently large area.
  • the outside air smoothly sucked in through the second intake port can be transmitted in the third direction (3). Since the second heat sink 60 is disposed in the third direction (3), the outside air can be heated while exchanging heat with the second heat sink 60. At this time, the second heat sink 60 is directly facing the second blower fan 90, so the outside air sucked in by the second blower fan 90 can directly exchange heat with the second heat sink 60. .
  • Warmth that has passed through the second heat sink 60 may be discharged to the outside through the second outlet, which is the outlet of the second flow path.
  • the second outlet is in a third direction (3), which is different from the first direction (1) and the second direction (2). Therefore, the air discharged through the second vent does not interfere with the inhaled outdoor air, and may not interfere with the air applied to the user.
  • the second air vent is disposed in the second case 20 rather than the first case 10, it can be formed at a location far from the user's body. Accordingly, it is possible to prevent the warmth discharged through the second outlet from being delivered to the user.
  • the air conditioner can be used in hot air mode in the same manner as above. However, in the heater mode, the polarity of the voltage applied to the thermoelectric element module 30 is reversed. This mode change can be selected by the user by pressing a function change button (not shown). However, in order to prevent thermal shock to the thermoelectric element module 30, a buffering region of a predetermined time may be implemented so that the mode is switched after the operation of the air conditioner is turned off.
  • FIG 11 shows a second embodiment of a portable air conditioner according to the present invention.
  • the blower guide 50 may be omitted. Without the blowing guide 50, the first blowing fan 80 can discharge air in the second direction (2).
  • the blower guide 50 may be formed integrally with the first case 10.
  • Figure 12 shows a third embodiment of a portable air conditioner according to the present invention.
  • the internal frame 70 may not cross the entire internal space (S1, S1'), but may block only a part of the internal space (S1, S1'). More precisely, the internal frame 70 is provided only at the position where the thermoelectric element module 30 is disposed, and the side opposite to the first blowing fan 80 may be omitted.
  • the intake housing part 21 is disposed in a portion where the internal frame 70 is omitted, and the intake housing part 21 divides the internal spaces S1 and S1' together with the internal frame 70. It may play a role.
  • FIG 13 shows a fourth embodiment of a portable air conditioner according to the present invention.
  • the intake housing portion 21 may be omitted in the second case 20.
  • the second case 20 may be formed only with the fan housing 25 without the intake housing 21.
  • the intake housing portion 21 may form a part of the second case 20, and the outside air delivery hole 74 may serve as the 1-1 intake port 12.
  • Figure 14 shows a fifth embodiment of a portable air conditioner according to the present invention.
  • a guide inclined surface 27 may be provided inside the intake housing portion 21.
  • the guide inclined surface 27 can narrow the width of the path from the 1-1 intake port 12 to the external air delivery hole 74.
  • the guide inclined surface 27 can create an intake path so that outside air naturally heads toward the first blowing fan 80.
  • Figure 15 shows a sixth embodiment of a portable air conditioner according to the present invention.
  • the first blowing fan 80 is composed of an axial flow fan and may discharge air in the same direction as the intake direction.
  • outdoor air can be sucked in in the direction of arrow 1 and discharged in the direction of arrow 2, and the direction of arrow 1 and arrow 2 may be in the same direction.

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Abstract

본 발명은 휴대용 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명에는 서로 구획된 제1유로 및 제2유로를 갖는 케이스(10,20)가 포함될 수 있다. 상기 케이스(10,20)의 내부에는 열전소자모듈(30)이 배치되고, 그 양표면에는 제1면(31)과 제2면(32)이 각각 형성될 수 있다. 상기 제1면(31)에 접촉되는 제1히트싱크(40)는 제1유로에 배치될 수 있고, 상기 제2면(32)에 접촉되는 제2히트싱크(60)는 상기 제2유로에 배치될 수 있다. 제1송풍팬(80)은 상기 제1유로의 입구를 통해 제1방향(①)으로 외기를 흡입하여, 흡입된 외기를 상기 제1방향(①)과 다른 제2방향(②)으로 토출할 수 있다. 그리고, 제2송풍팬(90)은 상기 제2유로의 입구를 통해 제1방향(①)으로 외기를 흡입하여, 흡입된 외기를 상기 제1방향(①) 및 상기 제2방향(②)과 다른 제3방향(③)으로 토출할 수 있다.

Description

휴대용 공기조화기
본 발명은 휴대용 공기조화기에 관한 것이다.
최근에는 더운 환경에서 사용하기 위한 휴대용 선풍기가 사용된다. 휴대용 선풍기는 대기 중의 공기를 흡기구와 송풍구를 통해 순환시키는 장치이다. 예를 들어 일본 등록특허 7062266(선행기술1)에는 허리에 착용하고, 사용자의 상체로 바람을 송풍해주는 송풍장치가 공개되어 있다. 선행기술1은 송풍장치의 송풍구를 통해 사용자에게 전달되는 공기가 사용환경의 온도와 동일하다는 단점을 가진다.
이를 해결하기 위해 냉기를 발생시키는 휴대용 냉방장치들도 공지되었다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-0890140호(선행기술2)에는 사용자가 착용하는 의복의 포켓에 얼음팩을 넣어 사용자에게 냉기를 제공하는 기술이 개시되어 있다. 선행기술2는 작업자가 간편히 착용하여 작업자의 더위를 식혀줄 수 있기는 하나, 얼음팩을 이용하므로 응결수가 많이 발생되어 작업자가 착용한 옷이 젖게 된다는 문제가 있고, 얼음팩이 녹기전까지만 사용할 수 있어 사용시간이 제한되는 한계가 있다. 대한민국 등록실용 제20-0494998호(선행기술3)에는 열전소자를 이용하여 냉풍을 만들어내는 기술이 공개되어 있다. 선행기술3은 열전소자를 이용하여 냉기를 만들고, 이를 사용자에게 송풍하는 기술을 포함한다.
선행기술3은 열전소자를 방열하기 위한 외기의 흡기구 및 배기구가 모두 제품의 측면에 형성되어 흡/배기 면적이 좁은 단점이 있다. 이에 더하여, 선행기술3은 열기가 배출되는 배기구가 사용자의 신체에 가깝게 배치되어 있어 사용자가 냉기 뿐 아니라 열기도 함께 느끼기 쉽고, 냉기가 송풍되는 방향과, 방열을 위해 외기가 흡기되는 방향이 서로 마주보기 때문에 냉방/방열 효율이 떨어진다. 또한, 선행기술3은 열전소자를 냉각하기 위한 복수의 방열판과 복수의 열기방출팬을 포함하여 부품수가 많고, 제품의 크기와 무게가 큰 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 휴대가 가능하고, 열전소자를 이용하여 냉방 및 난방이 가능한 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열전소자의 흡열측 및 방열측에 각각 독립된 유로를 형성하고, 각 유로의 흡기구의 면적을 넓게 확보하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외기가 흡입되는 방향, 냉풍이 토출되는 방향, 그리고 열풍이 토출되는 방향이 각각 서로 다르게 형성되도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 독립된 유로가 각각 설치된 두 개의 송풍팬이 서로 이격되게 배치되도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에는 서로 구획된 제1유로 및 제2유로를 갖는 케이스가 포함될 수 있다. 상기 케이스의 내부에는 열전소자모듈이 배치되고, 그 양표면에는 제1면과 제2면이 각각 형성될 수 있다. 상기 제1면에 접촉되는 제1히트싱크는 제1유로에 배치될 수 있고, 상기 제2면에 접촉되는 제2히트싱크는 상기 제2유로에 배치될 수 있다. 상기 케이스의 내부에는 상기 제1유로의 입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 제1히트싱크를 향해 배출하는 제1송풍팬이 배치될 수 있다. 상기 케이스의 내부에는 상기 제2유로의 입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 제2히트싱크를 향해 배출하는 제2송풍팬이 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1유로의 입구 및 상기 제2유로의 입구는 서로 같은 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제1유로의 출구와 상기 제2유로의 출구는 서로 다른 방향으로 개방될 수 있다. 이처럼 외기가 흡입되는 방향(제1방향)은 같지만, 냉풍(냉방모드)이 토출되는 방향(제2방향)과 방열을 위한 온풍이 토출되는 방향(제3방향)이 서로 달라 사용자에게 전달되는 냉풍은 온풍과 섞이지 않을 수 있다.
그리고, 상기 제1유로의 입구 및 상기 제2유로의 입구는 각각 상기 케이스의 착용면의 반대편을 향해 개방될 수 있다. 상기 제1 및 제2유로의 입구가 형성된 상기 케이스의 표면은 상기 케이스의 표면들 중 상대적으로 넓고, 후방을 향하고 있어 외기의 흡입이 원활하게 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제2방향과 상기 제3방향은 각각 상기 제1방향과 직교한 방향으로 형성될 수 있다. 따라서, 사용자에게 전달되는 냉풍(냉방모드)과, 방열을 위한 온풍이 서로 섞이지 않을 수 있다.
그리고, 상기 제1송풍팬과 상기 제2송풍팬은 상기 제1방향과 직교한 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 이에 따라 휴대용 공기조화기의 무게가 어느 한쪽으로 쏠리지 않고 분산될 수 있다.
또한, 상기 제1송풍팬과 상기 제2송풍팬은 상기 제1방향과 직교한 방향을 따라 서로 중첩되지 않게 배치되거나, 상기 제1송풍팬과 상기 제2송풍팬은 상기 제1방향과 직교한 방향을 따라 서로 중첩되는 길이는 상기 제1송풍팬의 길이와 상기 제2송풍팬의 길이의 합의 1/10 미만일 수 있다.
그리고, 상기 케이스의 내부공간에는 상기 내부공간을 제1공간과 제2공간으로 구획하는 내부프레임이 배치될 수 있고, 상기 열전소자는 상기 내부프레임에 형성된 소자장착홀이 배치될 수 있다. 상기 내부프레임은 제1공간과 제2공간 사이의 공기유동을 차단할 수 있다.
또한, 상기 제1공간에는 상기 열전소자모듈의 상기 제1면, 상기 제1히트싱크 및 상기 제1송풍팬이 배치될 수 있고, 상기 제2공간에는 상기 열전소자모듈의 상기 제2면, 상기 제2히트싱크 및 상기 제2송풍팬이 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1송풍팬은 원심팬으로 구성될 수 있고, 상기 제1유로의 입구는 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 서로 마주보는 면에 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2송풍팬은 축류팬으로 구성될 수 있고, 상기 제2유로의 입구는 상기 제1유로의 입구와 이웃하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 케이스의 내부공간에는 상기 제1히트싱크를 감싸고 상기 제1유로의 일부를 형성하는 송풍가이드가 배치될 수 있다.
또한, 상기 송풍가이드는 상기 제1방향과 직교한 방향으로부터 경사진 방향으로 연장될 수 있다.
그리고, 상기 케이스는 상기 제1유로의 출구가 상기 제2방향으로 개방된 제1케이스와, 상기 제1케이스에 결합되는 제2케이스를 포함할 수 있다. 상기 제2케이스는 상기 제1케이스와의 사이에 내부공간을 형성하며, 상기 제2케이스에는 상기 제2유로의 출구가 상기 제3방향으로 개방될 수 있다. 이때, 상기 제2케이스에는 상기 제1유로의 입구가 상기 제1방향으로 개방된 흡기하우징부와, 상기 제2유로의 입구가 상기 제1방향으로 개방되고 상기 제2송풍팬이 배치된 팬하우징부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2케이스의 팬하우징부에는 상기 제2송풍팬과 상기 제2히트싱크가 적층될 수 있고, 상기 제2송풍팬과 상기 제2히트싱크의 적층높이는 상기 흡기하우징부의 높이와 같거나 낮을 수 있다.
그리고, 상기 제1유로의 출구가 개방된 상기 제3방향은 상기 제1유로의 입구가 개방된 상기 제1방향과 직교할 수 있고, 상기 제2유로의 출구가 개방된 상기 제2방향은 상기 제1방향 및 제3방향과 각각 직교할 수 있다.
또한, 상기 제1송풍팬을 중심으로 상기 제1케이스와 상기 흡기하우징부의 서로 마주보는 면에는 상기 제1유로의 입구가 각각 배치될 수 있다.
그리고, 상기 케이스의 내부는 상기 제2방향을 따라 상기 제1유로의 출구로부터 상대적으로 먼 제1장착부와 상기 제1유로의 출구에 상대적으로 가까운 제2장착부로 구분될 수 있고, 상기 제1송풍팬은 상기 제1장착부에 배치될 수 있으며, 상기 제2송풍팬은 상기 제2장착부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2유로의 출구는 상기 제2송풍팬의 회전축 방향과 직교한 방향을 따라 양쪽으로 각각 개방될 수 있다.
그리고, 상기 제2히트싱크의 상기 제1방향을 향한 면적은 상기 제1히트싱크의 상기 제1방향을 향한 면적 보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1히트싱크의 상기 제1방향의 높이는 상기 제2히트싱크의 상기 제1방향의 높이 보다 클 수 있다.
그리고, 상기 제2히트싱크의 표면 중 상기 제2방향을 향한 표면의 일부는 상기 케이스의 외부로 노출될 수 있다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 휴대용 공기조화기는 열전소자를 이용하여 냉방 및 난방이 가능하다. 이때, 열전소자의 흡열측 유로 및 방열측 유로가 서로 독립되어 사용자에게 전달되는 냉풍(냉방모드)과, 방열을 위한 온풍이 서로 섞이지 않을 수 있다. 따라서, 사용자에게는 온전하게 냉풍(또는 온풍(난방모드))만 전달될 수 있고, 휴대용 공기조화기의 공조효과가 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 열전소자의 흡열측 유로 입구와, 방열측 유로 입구가 서로 같은 방향인 케이스 전면에 형성될 수 있다. 이때 케이스 전면은 케이스의 표면들 중 상대적으로 넓고, 사용자의 신체와 반대방향인 후방을 향하고 있어 외기의 흡입이 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 흡열측 유로의 입구와 방열측 유로 입구가 같은 방향으로 형성되면, 두 개의 송풍팬(제1송풍팬/제2송풍팬)이 같은 방향으로 외기를 흡입할 수 있다. 이처럼 두 개의 송풍팬이 같은 방향으로 외기를 흡입하므로, 휴대용 공기조화기의 흡기력이 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명에서 외기가 흡입되는 방향(제1방향)과, 냉풍(냉방모드)이 사용자에게 토출되는 방향(제2방향), 그리고 방열을 위한 열풍(냉방모드)이 토출되는 방향(제3방향)이 각각 서로 다르게 형성될 수 있다. 이에 따라 사용자에게 제공되는 송풍의 방향은 나머지 흡기방향 또는 방열방향과 다르게 형성되어, 공기들 사이의 간섭이 방지될 수 있다. 공기들 사이의 간섭이 방지되면, 보다 효과적인 냉방(또는 난방)이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명에서 외기를 흡입하는 흡기구는 제1-1흡기구와 제1-2흡기구로 구성될 수 있다. 제1-1흡기구와 제1-2흡기구는 서로 마주보는 방향에 개구되어, 보다 많은 외기가 원활하게 흡입되도록 할 수 있다.
그리고, 본 발명에서 냉풍(냉방모드)을 제공하기 위한 제1송풍팬과 방열을 위한 제2송풍팬은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 이에 따라 휴대용 공기조화기의 무게가 어느 한쪽으로 쏠리지 않고 분산될 수 있다. 이처럼 휴대용 공기조화기의 어느 한쪽으로 무게가 집중되지 않으면, 휴대용 공기조화기는 안정적으로 장착된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1송풍팬과 제2송풍팬이 이격되면, 제1송풍팬의 흡기구와 제2송풍팬의 흡기구는 서로 중첩되지 않으면서 넓게 배치될 수 있어, 흡기구의 면적을 넓게 확보할 수 있다.
그리고, 제1송풍팬과 제2송풍팬이 이격되면, 제1송풍팬과 제2송풍팬의 작동시 발생되는 진동이 휴대용 공기조화기의 어느 한쪽에 집중되는 것을 방지할 수 있고, 휴대용 공기조화기의 사용편의성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에서 제1송풍팬의 배기구인 제1유로의 출구는 사용자에 가까운 제1케이스에 배치되고, 제2송풍팬의 배기구인 제2유로의 출구는 사용자로부터 먼 제2케이스에 배치될 수 있다. 따라서 냉풍(냉방모드)은 사용자에게 가깝게 제공되면서도, 온풍은 사용자에게서 먼 위치로 배출될 수 있다.
그리고, 본 발명에서 냉풍(냉방모드)을 사용자에게 제공하기 위한 제1유로는 휴대용 공기조화기의 내부에 경사진 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라 제1유로의 길이가 길어질 수 있고, 외기가 열전소자모듈과 열교환하는 면적을 더 넓게 확보할 수 있으며, 냉풍의 송풍 방향도 더욱 정확하게 유도될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 일실시례를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 일실시례의 후면 구조를 보인 사시도.
도 3은 도 1의 일실시례의 사용예를 보인 예시도.
도 4는 도 1의 일실시례를 다른 각도에서 보인 사시도.
도 5는 도 1의 일실시례를 구성하는 부품들을 분해하여 보인 사시도.
도 6은 도 1의 일실시례를 구성하는 부품들을 분해하고 도 5와 다른 각도에서 보인 사시도.
도 7은 도 1의 일실시례를 통해 공기가 배출되는 되는 방향을 표현한 사시도.
도 8은 도 1의 일실시례에서 케이스를 제거하고 제1송풍팬에 의한 공기의 흡입 및 배출을 표현한 평면도.
도 9는 도 1의 IX-IX'에 대한 단면도.
도 10은 도 1의 X-X'에 대한 단면도.
도 11은 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제2실시례를 보인 분해사시도.
도 12는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제3실시례를 보인 분해사시도.
도 13은 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제4실시례를 보인 단면도.
도 14는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제5실시례를 보인 단면도.
도 15는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제6실시례를 보인 단면도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시례는 외기를 흡입하여 열교환시킨 후, 온도가 가변된 공기를 송풍하여 사용자에게 냉기 또는 온기를 제공할 수 있다. 본 실시례에서는 외기를 흡입하여 송풍하는 유로에 제1유로와 제2유로가 포함될 수 있다. 상기 제1유로와 상기 제2유로는 서로 독립될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1유로와 상기 제2유로를 각각 유동하는 외기는 서로 섞이지 않고, 또한 서로 다른 방향으로 송풍될 수 있다. 이하에서는 본 실시례가 외기를 흡입하여 냉각/방열하고, 이를 송풍하는 구조를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1과 도 2에는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기(이하 '공기조화기")의 일실시례가 도시되어 있다. 도 1은 본 발명의 일실시례의 전면을 바라본 모습이고, 도 2는 후면을 바라본 모습이다.
여기서 전면이란, 사용자가 공기조화기를 착용한 상태에서 노출되는 외면을 의미하는데, 달리 표현하면 공기조화기가 사용자의 신체와 맞닿는 면의 반대면이라고 볼 수 있다. 그리고 후면이란, 사용자의 신체와 맞닿게 되는 면이라고 할 수 있다. 도 3을 보면, 사용자가 공기조화기를 착용하여, 공기조화기의 전면이 노출된 모습을 볼 수 있다.
참고로, 본 실시례는 사용자가 벨트(B, 도 3참조) 등 의복이나 가방 등에 착용하고 사용할 수도 있지만, 착용하지 않고 파지한 상태로 사용할 수도 있다.
도 1과 도 2에서 보듯이, 본 발명의 일실시례의 외관은 케이스(10,20)가 형성할 수 있다. 상기 케이스(10,20)는 대략 육면체 구조일 수 있다. 상기 케이스(10,20)는 전후방향 두께와 좌우방향 폭 보다 상하방향의 높이가 더 길게 형성될 수 있다. 상기 케이스(10,20)는 플라스틱과 같이 단열성이 좋은 재질로 만들어질 수 있다.
상기 케이스(10,20)는 제1케이스(10)와 제2케이스(20)로 구성될 수 있다. 상기 제1케이스(10)와 상기 제2케이스(20)는 서로 조립되어 하나의 케이스(10,20)를 구성할 수 있다. 상기 제1케이스(10)와 상기 제2케이스(20)의 사이에는 빈 공간인 내부공간(S1,S1')이 형성될 수 있다. 상기 내부공간(S1,S1')에는 아래에서 설명될 열전소자모듈(30), 제1송풍팬(80), 제2송풍팬(90) 및 내부프레임(70) 등이 배치될 수 있다.
일실시례를 사용자가 착용할 경우에, 상기 제1케이스(10)는 사용자의 신체에 밀착되는 후면을 구성할 수 있다. 상기 제2케이스(20)는 일실시례의 전면을 구성할 수 있다.
도 2에서 보듯이, 상기 제1케이스(10)의 골격을 형성하는 제1몸체부(11)는 대략 육면체일 수 있다. 상기 제1몸체부(11)는 상기 제2케이스(20)를 향한 면과, 후술할 제1-1흡기구(12), 그리고 제1송풍구(15)를 제외한 부분이 가로막힌 구조가 될 수 있다.
상기 제1몸체부(11)에는 제1-1흡기구(12)가 형성될 수 있다. 상기 제1-1흡기구(12)는 상기 제1몸체부(11)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1-1흡기구(12)를 통해서 외기가 상기 내부공간(S1,S1')으로 흡입될 수 있다. 보다 정확하게는, 상기 제1-1흡기구(12)는 아래에서 설명될 제1유로의 입구(12,22) 중 일부가 될 수 있다. 상기 제1-1흡기구(12)는 상기 제1케이스(10)의 후면의 중심부에서 일단부까지 넓게 형성될 수 있다.
상기 제1몸체부(11)에서 상기 제1-1흡기구(12)의 안쪽에 해당하는 부분에는 일종의 빈 공간인 제1공간(S)이 형성될 수 있다. 상기 제1공간(S)은 상기 제1몸체부(11)의 두께만큼 높이를 가질 수 있다. 상기 제1공간(S)의 높이가 충분히 확보될 수 있으므로, 상기 제1-1흡기구(12)를 통해 외기가 원활하게 흡입될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 제1공간(S)에는 메인제어부가 배치될 수도 있다. 상기 메인제어부는 본 실시례를 동작시키기 위한 회로기판을 포함할 수 있다. 상기 메인제어부에는 외부에서 전원을 인가받기 위한 커넥터가 포함될 수도 있다. 또한, 상기 제1공간(S)에는 전원공급을 위한 배터리가 배치될 수도 있다. 만약 배터리가 생략되면, 상기 커넥터를 통해 외부의 전원을 전달받을 수도 있다.
도 6을 참고하면, 상기 제1-1흡기구(12)의 주변에 해당하는 위치에는 스페이서(13)가 배치될 수 있다. 상기 스페이서(13)는 상기 제1몸체부(11)의 후면에서 돌출될 수 있다. 상기 스페이서(13)는 상기 제1몸체부(11)의 후면이 사용자의 신체에 밀착되어 상기 제1-1흡기구(12)가 가로막히는 것을 방지해줄 수 있다. 상기 스페이서(13)는 상기 제1몸체부(11)에 일체로 만들어지거나, 탈부착될 수도 있다. 또는 상기 스페이서(13)는 생략될 수도 있다.
도 5를 보면, 상기 제1케이스(10)에는 제1송풍구(15)가 개방될 수 있다. 상기 제1송풍구(15)는 상기 내부공간(S1,S1')과 상기 제1케이스(10)의 외부 사이를 연결할 수 있다. 상기 제1송풍구(15)는 상기 제1유로의 출구가 될 수 있다. 본 실시례에서 상기 제1송풍구(15)는 상기 제1케이스(10)의 측면에 형성된다. 즉, 상기 제1송풍구(15)는 상기 제1몸체부(11)의 표면 중에서 상기 제1-1흡기구(12)와 다른 면에 형성되는 것이다.
다시 도 2를 보면, 상기 제1케이스(10)에는 상기 제1송풍구(15)에 연결되는 제1송풍덕트(58)가 더 구비될 수도 있다. 상기 제1송풍덕트(58)는 상기 제1송풍구(15)에 연결되고, 상기 제1케이스(10)의 외부로 더 돌출된 구조가 될 수 있다. 상기 제1송풍덕트(58)는 상기 제1송풍구(15)를 통해 배출되는 냉기 또는 온기가 사용자의 신체에 더 가깝게 송풍되도록 할 수 있다. 도면부호 59는 덕트출구를 나타낸 것이다.
참고로 상기 제1송풍덕트(58)는 아래에서 설명될 송풍가이드(50)의 일부를 구성할 수도 있다. 상기 제1송풍덕트(58)는 상기 송풍가이드(50)에 일체로 연결되거나, 또는 상기 송풍가이드(50)로부터 입출가능한 형태로 연장될 수도 있다. 또한, 상기 제1송풍덕트(58)는 복수의 부품으로 구성되어, 전체 길이가 가변되도록 구성될 수도 있다.
상기 케이스(10,20)의 착용을 쉽게 하도록, 상기 제1몸체부(11)에는 착용부(17)가 구비될 수 있다. 상기 착용부(17)는 상기 제1몸체부(11)의 후면에서 돌출되고, 안쪽에는 착용공간(17a)이 좌우방향으로 개방될 수 있다. 상기 착용부(17)는 상기 착용공간(17a)을 제외하고 상부와 하부가 상기 제1몸체부(11)에 연결될 수도 있고, 이와 달리 탄성변형이 가능한 외팔보 구조일 수도 있다.
상기 제2케이스(20)는 상기 제1케이스(10)와 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2케이스(20)는 상기 제1케이스(10)에 조립될 수 있다. 상기 제2케이스(20)는 스크류와 같은 체결구(미도시)로 상기 제1케이스(10)에 조립되거나, 후크구조(미도시)를 통해 상기 제1케이스(10)에 조립될 수도 있다.
상기 제2케이스(20)의 골격은 제2몸체부(21)에 의해 형성될 수 있다. 상기 제2몸체부(21)는 대략 육면체 구조일 수 있다. 상기 제2몸체부(21)는 상기 제1몸체부(11)와 대칭되는 형상으로 만들어질 수 있다.
상기 제2몸체부(21)는 두 부분으로 구획될 수 있다. 상기 제2몸체부(21)는 흡기하우징부(21)와, 팬하우징부(25)를 포함할 수 있다. 도 1에서 보듯이, 상기 흡기하우징부(21)와 상기 팬하우징부(25)는 서로 이웃하게 배치될 수 있다. 상기 흡기하우징부(21)와 상기 팬하우징부(25)의 전체 길이는 상기 제2케이스(20)의 길이가 될 수 있다.
상기 흡기하우징부(21)에는 제1-2흡기구(22)가 형성될 수 있다. 상기 제1-2흡기구(22)는 상기 흡기하우징부(21)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1-2흡기구(22)를 통해서 외기가 상기 내부공간(S1,S1')으로 흡입될 수 있다. 보다 정확하게는, 상기 제1-2흡기구(22)는 제1유로의 입구(12,22)의 일부가 될 수 있다. 상기 제1-2흡기구(22)는 상기 흡기하우징부(21)의 전면 전체에 걸쳐 넓게 형성될 수 있다.
도 6을 보면, 상기 흡기하우징부(21)의 안쪽에는 제2공간(S')이 형성될 수 있다. 상기 제2공간(S')은 상기 흡기하우징부(21)의 두께만큼 높이를 가질 수 있다. 상기 제2공간(S')의 높이가 충분히 확보될 수 있으므로, 상기 제1-2흡기구(22)를 통해 외기가 원활하게 흡입될 수 있다.
상기 제1-2흡기구(22)는 앞서 설명한 상기 제1케이스(10)의 제1-1흡기구(12)와 함께 상기 제1유로의 입구(12,22)를 형성할 수 있다. 도 6을 보면, 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)는 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)의 사이에는 제1송풍팬(80)이 배치될 수 있다. 상기 제1송풍팬(80)이 동작되면, 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)에서 동시에 외기가 흡입될 수 있다. 따라서 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)에 의해 제1유로의 입구(12,22) 면적이 넓게 확보될 수 있다. 다른 예로는, 상기 제1-1흡기구(12) 또는 상기 제1-2흡기구(22) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
상기 흡기하우징부(21)에 이웃한 위치에는 상기 팬하우징부(25)가 배치될 수 있다. 상기 팬하우징부(25)는 상기 흡기하우징부(21)와 일체로 형성될 수 있고, 또는 별개물로 구성될 수도 있다. 상기 팬하우징부(25)에는 제2송풍팬(90)이 배치되므로, 상기 팬하우징부(25)는 상기 제2송풍팬(90)의 일부로 볼 수도 있다. 상기 흡기하우징부(21)의 아래쪽도 상기 제2공간(S')의 일부를 형성한다고 볼 수 있다.
상기 팬하우징부(25)에는 제2흡기구(도면부호 미부여)가 형성될 수 있다. 상기 제2흡기구는 상기 제2유로의 입구로 볼 수 있다. 상기 제2흡기구에는 상기 제2송풍팬(90)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2송풍팬(90)이 상기 제2흡기구를 막고 있다고 볼 수 있다. 상기 제2송풍팬(90)이 상기 제2흡기구에 직접 배치되므로, 외기의 흡입량이 많아질 수 있다. 다른 예로는, 상기 제2송풍팬(90)이 상기 제2흡기구를 가로 막지 않고, 상기 제2흡기구의 안쪽에 배치될 수도 있다.
상기 팬하우징부(25)에는 아래에서 설명될 제2히트싱크(60)가 적층될 수 있다. 상기 팬하우징부(25)의 두께와 상기 제2히트싱크(60)의 두께의 합이 상기 제2케이스(20)의 두께가 될 수 있다. 다른 예로는, 상기 제2히트싱크(60)가 상기 팬하우징부(25)의 안쪽에 수납될 수도 있다.
상기 내부공간(S1,S1')에는 열전소자모듈(30)이 배치될 수 있다. 상기 열전소자모듈(30)은 전원에 의해 제1면(31)이 흡열되어 저온부를 형성하고, 반대쪽인 제2면(32)이 발열되어 고온부를 형성할 수 있다. 이와 반대로, 상기 열전소자모듈(30)은 전원에 의해 제2면(32)이 흡열되어 저온부를 형성하고, 반대쪽인 제1면(31)이 발열되어 고온부를 형성할 수도 있다.
이처럼 상기 열전소자모듈(30)에 인가되는 전압의 극성을 반대로 바꾸면, 상기 열전소자모듈(30)의 제1면(31)을 통해 냉풍 또는 온풍을 발생시킬 수 있다. 이러한 모드 전환은 사용자가 기능전환 버튼(미도시)을 눌러 선택할 수 있다. 다만, 상기와 같은 동작에 의해 열전소자모듈(30)에 공급되는 전원의 극성이 급격하게 반대로 전환되면 열전소자모듈(30) 양표면의 현저한 온도 차이에 의해 열전소자모듈(30)에 열 충격이 가해질 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 공기조화기의 동작이 오프된 후에 전환되도록 소정의 시간의 완충구간(buffering region)을 둘 수도 있다.
상기 열전소자모듈(30)의 상기 제1면(31)은 제1공간(S)을 향하고, 상기 제2면(32)은 상기 제2공간(S')을 향할 수 있다. 보다 정확하게는, 상기 제1면(31)은 후술할 제1히트싱크(40)를 향하고, 제2면(32)은 제2히트싱크(60)를 향할 수 있다. 상기 제1면(31)은 상기 제1히트싱크(40)로 냉기를 전도할 수 있고, 상기 제2면(32)은 상기 제2히트싱크(60)로 열기를 전도할 수 있다. 전원의 극성이 반대가 되면, 상기 제1면(31)은 상기 제1히트싱크(40)로 열기를 전도할 수 있고, 상기 제2면(32)은 상기 제2히트싱크(60)로 냉기를 전도할 수 있다.
상기 열전소자모듈(30)은 아래에서 설명될 내부프레임(70)의 소자장착홀(72)에 배치될 수 있다. 상기 소자장착홀(72)은 상기 내부프레임(70)에 관통된 부분이다. 상기 열전소자모듈(30)은 상기 소자장착홀(72)을 통해서 상기 제1면(31)과 상기 제2면(32)이 각각 노출되고, 제1히트싱크(40)와 제2히트싱크(60)에 접촉될 수 있다.
상기 제1히트싱크(40)는 상기 제1면(31)과 접촉할 수 있다. 상기 제1히트싱크(40)는 열전도율이 높은 재질로 만들어져, 상기 제1면(31)의 냉기 또는 온기가 제1히트싱크(40)에 전도될 수 있다. 상기 제1히트싱크(40)의 제1베이스(41)는 상기 내부프레임(70)에 고정될 수 있다.
상기 제1히트싱크(40)의 제1베이스(41) 저면은 상기 제1면(31)에 접촉되고, 상기 제1베이스(41)의 위쪽으로 복수의 제1핀들(45)이 돌출될 수 있다. 상기 복수의 제1핀들(45)은 각각 판상구조일 수 있다. 상기 복수의 제1핀들(45)이 나란히 배치되면, 그 사이로 외기가 통과할 수 있다.
상기 제1히트싱크(40)는 송풍가이드(50)에 의해 감싸질 수 있다. 상기 송풍가이드(50)는 상기 제1공간(S)에 배치되고, 상기 제1히트싱크(40)의 일부를 감쌀 수 있다. 상기 송풍가이드(50)는 상기 제1송풍팬(80)에서 토출된 외기가 상기 제1히트싱크(40)에 집중되고, 상기 제1히트싱크(40)를 통과한 외기가 일정한 방향으로 토출되도록 할 수 있다.
상기 송풍가이드(50)는 상기 제1히트싱크(40)를 사이에 두고 상기 내부프레임(70)에 고정될 수 있다. 상기 송풍가이드(50)가 상기 내부프레임(70)에 고정되면, 상기 송풍가이드(50)의 후방은 상기 제1송풍팬(80)의 출구로 개방되고, 상기 송풍가이드(50)의 전방은 상기 제1송풍구(15)로 개방될 수 있다.
이때, 상기 송풍가이드(50)는 외기가 흡입되는 제1방향(①)과 직교한 방향으로부터 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 보다 정확하게는, 상기 제1케이스(10)의 높이방향에 대해 경사진 방향으로 상기 송풍가이드(50)가 배치되는 것이다. 여기서 제1케이스(10)의 높이방향이란, 도 1을 기준으로 상하방향을 의미할 수 있다.
그리고, 상기 송풍가이드(50)와 마찬가지로, 상기 제1히트싱크(40) 및 상기 열전소자모듈(30)도 경사진 방향으로 배치될 수 있다. 도 8을 보면, 상기 제1케이스(10)의 높이방향(도 8의 상하방향)을 기준으로, 상기 제1히트싱크(40)는 경사진 방향으로 배치되는 것이다. 또한, 상기 제1송풍팬(80)의 토출부(83)도 상기 제1히트싱크(40)와 마찬가지로 경사진 방향으로 개방될 수 있다.
이렇게 되면, 상기 제1히트싱크(40) 및 상기 송풍가이드(50)가 상기 제1공간(S) 내부에서 최대한 길게 배치될 수 있다. 상기 제1히트싱크(40)의 길이가 길어지면 상기 제1면(31)과 열교환하는 면적이 커질 수 있다. 상기 송풍가이드(50)의 길이가 길면 송풍되는 바람이 분산되지 않고 보다 정확한 방향으로 토출될 수 있다.
여기서 상기 제1방향(①)은 외기가 흡입되는 방향을 의미한다. 도 7을 참고하면, 상기 제1방향(①)은 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제2흡기구가 개방된 방향과 같다. 따라서, 상기 제1방향(①)은 외기가 흡입되는 방향이라고 할 수 있다. 상기 제1-1흡기구(12)는 제1유로의 입구(12,22)이고, 제2흡기구는 제2유로의 입구이며, 이들은 같은 방향으로 개방된다고 볼 수 있다.
본 실시례에서 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제2흡기구는 같은 방향으로 형성될 수 있는데, 보다 정확하게는 제2케이스(20)의 같은 표면인 전면에 형성될 수 있다. 여기서 상기 케2케이스(10,20)의 전면이란, 도 3을 기준으로 한 것으로 사용자의 신체를 향한 착용면의 반대면으로 볼 수 있다. 즉, 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제2흡기구는 상기 제2케이스(20)의 후방을 향해 개방될 수 있다. 따라서, 사용자의 신체를 향하는 면(도 9를 기준으로 우측면)과 반대면에 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제2흡기구가 형성될 수 있고, 주변부의 간섭 없이 외기가 흡입될 수 있고, 충분히 넓은 흡입면적을 확보할 수 있다.
도 9에서 보듯이, 상기 제1-2흡기구(22)가 개방된 방향은 상기 제1방향(①)과 마주보는 방향으로 볼 수 있다. 상기 제1송풍팬(80)을 향해 양쪽에서 외기가 흡입될 수 있다. 따라서 제1유로의 입구(12,22)는 상기 케이스(10,20)의 전/후면에 넓게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1유로에서 송풍되는 바람은 제2방향(②)으로 토출될 수 있다. 상기 제2방향(②)은 상기 송풍가이드(50)가 배치된 방향으로 볼 수 있다. 여기서 제2방향(②)은 상기 제1방향(①)과 다른 방향이 될 수 있다. 도 9에서 보듯이, 상기 제2방향(②)은 상기 제1방향(①)과 직교할 수 있다. 다른 예로는 상기 제2방향(②)은 제1방향(①)과 직교한 방향(도 9의 X2축 방향)을 기준으로 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽으로 경사질 수도 있다.
상기 제2유로에서 송풍되는 바람은 제3방향(③)으로 토출될 수 있다. 상기 제3방향(③)은 상기 제2히트싱크(60)가 개방된 방향으로 볼 수 있다. 여기서 제3방향(③)은 상기 제1방향(①) 및 제2방향(②)과 각각 다른 방향이 될 수 있다. 도 7에서 보듯이, 상기 제2방향(②)은 상기 제1방향(①)과 직교할 수 있다. 상기 제2방향(②)은 상기 제3방향(③)과 직교할 수 있다. 다른 예로는 상기 제2방향(②)은 제1방향(①)과 직교한 방향을 기준으로 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽으로 경사질 수도 있다.
다시 도 5를 참고하면, 상기 제2히트싱크(60)는 상기 제2면(32)과 접촉할 수 있다. 상기 제2히트싱크(60)는 열전도율이 높은 재질로 만들어져, 상기 제2면(32)의 온기 또는 냉기가 제2히트싱크(60)에 전도될 수 있다. 상기 제2히트싱크(60)의 제2베이스(61)는 상기 내부프레임(70)에 고정될 수 있다.
상기 제2히트싱크(60)의 제2베이스(61) 저면은 상기 제2면(32)에 접촉되고, 상기 제2베이스(61)의 위쪽으로 복수의 제2핀들(65)이 돌출될 수 있다. 상기 복수의 제2핀들(65)은 각각 판상구조일 수 있다. 상기 복수의 제2핀들(65)이 나란히 배치되면, 그 사이로 외기가 통과할 수 있다.
상기 복수의 제2핀들(65)은 아래에서 설명될 제2송풍팬(90)을 향해 돌출될 수 있다. 이에 따라 상기 제2송풍팬(90)에 흡입된 외기는 곧바로 상기 복수의 제2핀들(65)에 전달될 수 있다.
도 4를 보면, 상기 복수의 제2핀들(65)의 사이로 공기가 배출될 수 있는 구멍들이 형성될 수 있다. 이러한 구멍들은 제2송풍구가 될 수 있다. 상기 제2송풍팬(90)에 의해 흡입된 외기는 상기 제2유로를 통과 상기 제2송풍구를 통해 외부로 송풍될 수 있다.
이때, 상기 제2송풍구는 상기 제3방향(③)으로 개방될 수 있다. 공기조화기가 냉풍기로 사용된다면, 상기 제2방향(②)으로 상기 제1히트싱크(40)의 냉기가 송풍되고, 상기 제3방향(③)으로는 상기 제2히트싱크(60)의 온기가 송풍된다. 이때, 상기 제3방향(③)은 상기 제1송풍구(15)가 개방된 제2방향(②)과 직교한 방향으로 형성된다. 따라서, 냉기와 온기가 서로 섞이지 않을 수 있다. 본 실시례에서, 상기 제2송풍구는 상기 제2케이스(20)의 양쪽에 대칭되게 각각 형성될 수 있다. 이와 같은 모습이 도 10에 도시되어 있다.
또한, 외기가 흡입되는 제1-1흡기구(12)와 상기 제2흡입구는 제1방향(①)으로 개방되는데, 상기 제1방향(①)은 상기 제2방향(②) 및 제3방향(③)과 다른 방향이다. 따라서, 상기 제1유로 및 제2유로 안쪽으로 흡입되는 외기는, 송풍되는 냉기 및 온기와 서로 섞이지 않게 된다.
상기 제2히트싱크(60)는 상기 제2케이스(20)에 배치된다. 상기 제1케이스(10)는 사용자의 신체에 닿지만, 상기 제2케이스(20)는 사용자의 신체에서 떨어진 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 상기 제2히트싱크(60)를 통해 상기 제2송풍구로 배출된 공기는 사용자의 신체에서 이격된 높이로 송풍될 수 있다. 이렇게 되면, 사용자는 제1송풍구(15)로 배출된 냉기(냉방모드) 또는 온기(난방모드)만 느낄 수 있다.
상기 제2히트싱크(60)의 표면 중 상기 제2방향(②)을 향한 표면의 일부는 상기 케이스(10,20)의 외부로 노출될 수 있다. 도 4에서 보듯이, 상기 제2핀들(65) 사이사이에 형성된 상기 제2송풍구는 외부로 노출되는 것이다. 다른 예로는, 상기 제2히트싱크(60)는 상기 팬하우징부(25)의 안쪽에 배치되고, 상기 팬하우징부(25)에 별도의 토출구(미도시)가 형성될 수도 있다.
본 실시례에서, 상기 제2케이스(20)의 팬하우징부(25)에는 상기 제2송풍팬(90)과 상기 제2히트싱크(60)가 적층된다. 상기 제2송풍팬(90)과 상기 제2히트싱크(60)의 적층높이는 상기 흡기하우징부(21)의 높이와 같거나 낮을 수 있다. 도 4에서 보듯이, 상기 흡기하우징부(21)와 상기 팬하우징부(25)는 전체적으로 유사한 높이를 가져, 전체적으로 통일된 미감을 가질 수 있다.
상기 제2히트싱크(60)의 상기 제1방향(①)을 향한 면적은 상기 제1히트싱크(40)의 상기 제1방향(①)을 향한 면적 보다 클 수 있다. 단면도인 도 9를 보면, 상기 제2히트싱크(60)가 제1방향(①)을 향한 면적은 제1히트싱크(40)가 상기 제1방향(①)을 향한 면적 보다 크다. 상기 제1면(31)에서 흡열 또는 방열이 원활하게 이루어지기 위해서는 반대면인 제2면(32)의 방열 또는 흡열이 효과적으로 이루어져야 한다. 이를 위해서, 상기 제2히트싱크(60)는 상기 제2송풍팬(90)과 직접 마주볼 뿐 아니라, 제1히트싱크(40) 보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
도 6을 보면, 상기 제2히트싱크(60)에는 단열부재(67)가 구비될 수 있다. 상기 단열부재(67)는 상기 열전소자모듈(30)의 측면을 감싸, 상기 열전소자모듈(30)의 제1면(31)과 제2면(32) 사이를 단열할 수 있다. 상기 단열부재(67)는 상기 제2히트싱크(60)의 제2베이스(61)에 접촉될 수 있다. 보다 정확하게는, 상기 단열부재(67)는 상기 제2베이스(61)와 상기 내부프레임(70)의 사이에 배치된다고 볼 수 있다. 도면부호 68은 상기 단열부재(67)의 중심에 형성된 관통부로, 상기 관통부(68)를 통해 상기 열전소자모듈(30)의 제1면(31)과 제2면(32)이 노출될 수 있다.
한편, 도 9에서 보듯이, 상기 제1히트싱크(40)의 상기 제1방향(①)의 높이(H1)는 상기 제2히트싱크(60)의 상기 제1방향(①)의 높이(H2) 보다 클 수 있다. 상기 제1히트싱크(40)는 상기 제1송풍팬(80)과 제2방향(②)으로 서로 나란히 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1핀들(45)은 측면 방향에서 상기 제1송풍팬(80)에서 토출된 외기를 전달받게 된다. 따라서, 상기 복수의 제1핀들(45)은 상기 제2방향(②)과 직교한 제1방향(①)으로 높이가 클수록 흡입된 외기와의 열교환이 효과적으로 이루어질 수 있다. 이를 위해 본 실시례에서 상기 제1히트싱크(40)의 상기 제1방향(①)의 높이(H1)는 상기 제2히트싱크(60)의 상기 제1방향(①)의 높이(H2) 보다 크게 형성될 수 있다.
도 5와 도 6을 보면, 상기 제1케이스(10)와 상기 제2케이스(20)의 사이에는 내부프레임(70)이 배치될 수 있다. 상기 내부프레임(70)은 상기 제1케이스(10)와 상기 제2케이스(20)의 사이의 내부공간(S1,S1')을 구획할 수 있다. 상기 내부프레임(70)은 상기 내부공간(S1,S1')의 면적에 대응하는 면적을 갖는 평판구조일 수 있다. 상기 내부프레임(70)을 기준으로 상기 제1케이스(10) 쪽에는 제1공간(S)이 형성될 수 있고, 상기 제2케이스(20) 쪽에는 제2공간(S')이 형성될 수 있다.
상기 내부프레임(70)은 상기 제1유로와 상기 제2유로가 서로 섞이지 않고 독립된 경로를 형성하도록 한다. 또한, 상기 내부프레임(70)은 상기 제1공간(S)의 공기와 상기 제2공간(S')의 공기가 서로 열교환하지 않도록 단열기능을 수행할 수도 있다. 이를 위해서, 상기 내부프레임(70)은 합성수지, 실리콘 등 단열성이 높은 재질로 만들어질 수 있다.
상기 내부프레임(70)에는 상기 열전소자모듈(30)이 배치되는 소자장착홀(72)이 관통될 수 있다. 상기 소자장착홀(72)에는 상기 열전소자모듈(30)이 배치된다. 상기 소자장착홀(72)을 통해서 상기 제1면(31)은 상기 제1히트싱크(40)를 향해 노출될 수 있고, 제2면(32)은 상기 제2히트싱크(60)를 향해 노출될 수 있다.
상기 내부프레임(70)에는 외기전달홀(74)이 개방될 수 있다. 상기 외기전달홀(74)은 상기 제1-2흡기구(22)로 흡입된 외기를 상기 제1송풍팬(80)의 흡입공간(82)으로 전달할 수 있다. 상기 외기전달홀(74)은 상기 흡입공간(82)과 상기 제1-2흡기구(22) 사이에 배치될 수 있다.
상기 내부프레임(70)은 상기 제1공간(S)과 상기 제2공간(S') 사이에서 일정한 높이로 고정될 수 있다. 이를 위해서, 상기 내부프레임(70)은 간격유지부(75)가 돌출될 수 있다. 상기 간격유지부(75)는 상기 내부프레임(70)의 표면에서 상기 제1케이스(10)를 향해 돌출될 수 있다. 상기 간격유지부(75)는 상기 제2케이스(20)를 향해서 돌출될 수도 있다.
도 6을 보면, 상기 내부프레임(70)의 가장자리에는 상기 간격유지부(75)가 도 5와 다른 형태로 도시되어 있다. 상기 간격유지부(75)는 상기 내부프레임(70)의 모서리에 배치된 외곽스페이서(78)로 대체될 수 있다. 상기 외곽스페이서(78)는 상기 제1케이스(10)와 상기 제2케이스(20)를 향해 각각 돌출된 구조를 가질 수도 있다.
상기 제1송풍팬(80)은 상기 제1공간(S)에 배치될 수 있다. 상기 제1송풍팬(80)은 외기를 흡입하여 상기 제1히트싱크(40) 방향으로 전달할 수 있다. 상기 제1송풍팬(80)은 흡입된 외기가 제1유로를 따라 이동하도록 한다. 여기서 제1유로는 상기 제1-1흡기구(12), 제1-2흡기구(22), 상기 제1송풍팬(80), 상기 송풍가이드(50) 및 상기 제1히트싱크(40), 상기 제1송풍구(15)로 이어지는 연속된 유로를 의미할 수 있다.
상기 제1송풍팬(80)은 외기를 제1방향(①)으로 흡입한 후에, 제2방향(②)으로 토출할 수 있다. 상기 제2방향(②)에는 상기 제1히트싱크(40)가 배치된다. 상기 제1송풍팬(80)은 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)를 통해서 동시에 외기를 흡입할 수 있다.
본 실시례에서 상기 제1송풍팬(80)은 원심팬으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 제1유로의 입구(12,22)인 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)는 서로 마주보는 면에 각각 형성될 수 있다.
상기 제1송풍팬(80)은 대략 원통형상의 팬하우징(81)을 포함할 수 있다. 상기 팬하우징(81)의 중심에는 상기 제1송풍팬(80)이 외기를 흡입하는 흡입공간(82)이 형성될 수 있다. 상기 팬하우징(81)의 한쪽에는 흡입된 외기가 배출되는 토출부(83)가 연장될 수 있다. 상기 토출부(83)의 끝에는 공기가 토출되는 팬토출구(85)가 개방될 수 있다.
상기 제2송풍팬(90)은 상기 제2공간(S')에 배치될 수 있다. 상기 제2송풍팬(90)은 상기 팬하우징부(25)에 배치될 수 있다. 상기 팬하우징부(25)은 상기 제2송풍팬(90)의 일부로 볼 수도 있다. 반대로, 상기 제2송풍팬(90)이 상기 제2케이스(20)의 일부를 구성한다고 볼 수도 있다.
상기 제2송풍팬(90)은 외기를 흡입하여 상기 제2히트싱크(60) 방향으로 전달할 수 있다. 상기 제2송풍팬(90)은 흡입된 외기가 제2유로를 따라 이동하도록 한다. 여기서 제2유로는 상기 제2흡입구, 상기 제2송풍팬(90), 상기 제2히트싱크(60), 상기 제2송풍구로 이어지는 연속된 유로를 의미할 수 있다.
상기 제2송풍팬(90)은 상기 제2히트싱크(60)와 적층될 수 있다. 따라서 상기 제2송풍팬(90)에 의해 흡입된 외기는 곧바로 상기 제2히트싱크(60)에 전달될 수 있다. 상기 제2히트싱크(60)의 복수의 제2핀들(65) 사이사이로 유입된 외기는, 상기 복수의 제2핀들(65) 사이의 유로를 따라 유동한 후에, 상기 복수의 제2핀들(65) 사이의 유로의 출구인 제2송풍구를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이때, 제2송풍구의 방향은 제3방향(③)이 될 수 있다.
본 실시례에서 상기 제2송풍팬(90)은 축류팬으로 구성될 수 있다. 상기 제2송풍팬(90)의 축방향(도 9의 K2참조)과 상기 제2송풍팬(90)에 의한 외기의 흡입방향인 제1방향(①)이 같은 방향이 될 수 있다.
상기 제2송풍팬(90)은 모터를 포함한 팬중심부(91)와, 상기 팬중심부(91)에 연결된 팬블레이드(95)를 포함할 수 있다. 상기 팬블레이드(95)는 회전하면서 외기를 흡입할 수 있다. 따라서, 상기 팬블레이드(95)와 상기 팬하우징부(25)의 사이 공간을 제2유로의 입구, 즉 제2흡입구로 볼 수도 있다.
상기 제2송풍팬(90)에 의해 형성된 상기 제2유로의 입구는 상기 제1유로의 입구(12,22)와 이웃하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1유로의 입구(12,22)와 상기 제2유로의 입구는 서로 같은 방향인 제1방향(①)으로 개방될 수 있다. 즉, 상기 제1유로의 입구(12,22)와 상기 제2유로의 입구는 상기 제2케이스(20)의 후방을 향해 개방될 수 있다. 따라서, 사용자의 신체를 향하는 면(도 9를 기준으로 우측면)과 반대면에 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제2흡기구가 형성될 수 있고, 주변부의 간섭 없이 외기가 흡입될 수 있고, 충분히 넓은 흡입면적을 확보할 수 있다.
도 9를 보면, 상기 제1송풍팬(80)과 상기 제2송풍팬(90)은 상기 제1방향(①)과 직교한 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1송풍팬(80)의 중심축(K1)과, 상기 제2송풍팬(90)의 중심축(K2)는 서로 평행하되, 이격되게 형성될 수 있다.
상기 내부공간(S1,S1')은 상기 제2방향을 따라 상기 제1유로의 출구(도 9의 상단)에서 상대적으로 먼 제1장착부(A)와 상기 제1유로의 출구에 상대적으로 가까운 제2장착부(B)로 구분될 수 있다. 이때, 상기 제1송풍팬(80)은 상기 제1장착부(A)에 배치되고, 상기 제2송풍팬(90)은 상기 제2장착부(B)에 배치될 수 있다.
즉, 상기 공기조화기의 높이방향 중심(X1참조)을 기준으로, 상기 제1송풍팬(80)은 상기 제1송풍구(15)에서 상대적으로 먼 제1장착부(A)에 배치될 수 있다. 그리고 상기 제2송풍팬(90)은 상기 제1송풍구(15)에서 상대적으로 가까운 제2장착부(B)에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1송풍팬(80)과 상기 제2송풍팬(90)은 상기 제1방향(①)과 직교한 방향을 따라 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 또는, 상기 제1송풍팬(80)과 상기 제2송풍팬(90)이 상기 제1방향(①)과 직교한 방향을 따라 서로 중첩되는 길이는 상기 제1송풍팬(80)의 길이와 상기 제2송풍팬(90)의 길이의 합의 10% 미만일 수 있다.
이처럼 상기 제1송풍팬(80)과 상기 제2송풍팬(90)은 상기 제1방향(①)과 직교한 방향을 따라 서로 이격되게 배치되면, 공기조화기가 높이 방향을 따라 무게가 분산될 수 있다. 공기조화기의 어느 한쪽으로 무게가 집중되지 않으면, 공기조화기는 안정적으로 장착된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상기 제1송풍팬(80)과 상기 제2송풍팬(90)에 의한 외기의 흡기구들도 서로 중첩되지 않으면서 넓게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1송풍팬(80)과 상기 제2송풍팬(90)의 작동시 발생되는 진동이 공기조화기의 어느 한쪽에 집중되는 것도 방지할 수 있다.
다음으로, 위의 일실시례가 작동되는 과정을 살펴보기로 한다. 먼저 일실시례가 냉풍기로 사용되는 경우를 보면, 상기 열전소자모듈(30)의 제1면(31)은 흡열면이 되고, 제2면(32)은 방열면이 된다. 상기 제1면(31)에 접촉된 상기 제1히트싱크(40)는 냉기를 전달받아 냉각될 수 있다.
상기 제1송풍팬(80)이 동작되면, 외기는 상기 제1송풍팬(80)에 의해 흡입될 수 있다. 이때 외기는 상기 제1방향(①)으로 흡입될 수 있다. 상기 외기는 상기 제1-1흡기구(12)와 상기 제1-2흡기구(22)를 통해 동시에 흡입될 수 있다. 상기 제1-1흡기구(12)는 사용자의 후방을 향하고 있으므로 완전히 개방된 상태이고, 주변의 간섭없이 상기 제1-1흡기구(12)를 통해 외기가 흡입될 수 있다.
흡입된 외기는 제2방향(②)으로 전달될 수 있다. 상기 제2방향(②)에는 상기 제1히트싱크(40)가 배치되므로, 외기는 제1히트싱크(40)와 열교환하면서 냉각된 상태로 상기 송풍가이드(50)를 통해 토출될 수 있다. 이때, 상기 송풍가이드(50)는 상기 케이스(10,20)의 높이 방향(도 8의 상하방향)을 기준으로 경사진 방향으로 형성되므로, 상기 내부공간(S1,S1')에서 송풍가이드(50)의 장착길이가 더 길어질 수 있다.
상기 송풍가이드(50)를 지난 냉기는 상기 제1유로의 출구인 상기 제1송풍구(15)를 통해 사용자에게 토출될 수 있다. 경우에 따라, 상기 제1송풍구(15)에는 상기 제1송풍덕트(58)가 연결되고, 덕트출구(59)를 통해 냉기가 송풍될 수도 있다. 상기 제1송풍덕트(58)는 사용자의 의복 안쪽으로 삽입된 상태로 사용될 수도 있다.
한편, 상기 제2면(32)은 방열면이 되고, 제2송풍팬(90)에 의해 방열이 이루어질 수 있다. 상기 제2송풍팬(90)이 동작되면, 외기는 상기 제2송풍팬(90)에 의해 흡입될 수 있다. 이때 외기는 상기 제1방향(①)으로 흡입될 수 있다. 상기 외기는 상기 제2흡기구를 통해 흡입될 수 있다. 상기 제2흡기구는 상기 제1-1흡기구(12)와 마찬가지로 사용자의 후방을 향하고 있으므로 완전히 개방된 상태이고, 주변의 간섭없으며, 충분히 넓은 면적을 가질 수 있다.
상기 제2흡기구를 통해 원활하게 흡입된 외기는 제3방향(③)으로 전달될 수 있다. 상기 제3방향(③)에는 상기 제2히트싱크(60)가 배치되므로, 외기는 제2히트싱크(60)와 열교환하면서 가열될 수 있다. 이때, 상기 제2히트싱크(60)는 상기 제2송풍팬(90)과 바로 마주보고 있어 제2송풍팬(90)에 의해 흡기된 외기는 곧바로 제2히트싱크(60)와 열교환될 수 있다.
상기 제2히트싱크(60)를 지난 온기는 상기 제2유로의 출구인 상기 제2송풍구를 통해 외부로 토출될 수 있다. 상기 제2송풍구는 상기 제1방향(①) 및 제2방향(②)과 각각 다른 제3방향(③)이다. 따라서 상기 제2송풍구로 배출되는 공기는 흡입되는 외기와 간섭되지 않고, 사용자에게 제동되는 공기와도 간섭되지 않을 수 있다.
또한, 상기 제2송풍구는 상기 제1케이스(10)가 아니라 제2케이스(20)에 배치되므로, 사용자의 신체로부터 먼 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제2송풍구로 토출된 온기가 사용자에게 전달되는 것을 방지할 수도 있다.
상기 공기조화기가 온풍기 모드로 사용되는 것은 위와 동일한 방식으로 이루어질 수 있다. 다만, 온풍기 모드에서는 상기 열전소자모듈(30)에 인가되는 전압의 극성을 반대로 바뀌게 된다. 이러한 모드 전환은 사용자가 기능전환 버튼(미도시)을 눌러 선택할 수 있다. 다만, 열전소자모듈(30)에 열 충격을 방지하기 위해서, 공기조화기의 동작이 오프된 후에 모드가 전환되도록 소정의 시간의 완충구간(buffering region)이 구현될 수도 있다.
도 11에는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제2실시례가 도시되어 있다. 앞선 실시례와 다른 구조에 대해서만 살펴보면, 상기 송풍가이드(50)가 생략될 수도 있다. 상기 송풍가이드(50) 없이, 상기 제1송풍팬(80)이 상기 제2방향(②)으로 공기를 토출할 수 있다. 또는, 도시되지는 않았으나, 상기 송풍가이드(50)가 상기 제1케이스(10)에 일체로 형성될 수도 있다.
도 12에는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제3실시례가 도시되어 있다. 앞선 실시례와 다른 구조에 대해서만 살펴보면, 상기 내부프레임(70)은 상기 내부공간(S1,S1') 전체를 가로지르지 않고, 상기 내부공간(S1,S1')의 일부만 가로막을 수도 있다. 보다 정확하게는, 상기 내부프레임(70)은 상기 열전소자모듈(30)이 배치되는 위치에만 구비되고, 반대쪽인 제1송풍팬(80) 쪽은 생략될 수도 있다.
상기 내부프레임(70)이 생략된 부분에는 상기 흡기하우징부(21)가 배치되고, 상기 흡기하우징부(21)가 상기 내부프레임(70)과 함께 상기 내부공간(S1,S1')을 구획하는 역할을 할 수도 있다.
도 13에는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제4실시례가 도시되어 있다. 앞선 실시례와 다른 구조에 대해서만 살펴보면, 상기 제2케이스(20)에는 상기 흡기하우징부(21)가 생략될 수도 있다. 상기 흡기하우징부(21) 없이, 상기 팬하우징부(25)만 상기 제2케이스(20)를 구성할 수도 있다. 이 경우에 상기 흡기하우징부(21)가 상기 제2케이스(20)의 일부를 구성할 수 있고, 상기 외기전달홀(74)이 상기 제1-1흡기구(12) 역할을 할 수도 있다.
도 14에는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제5실시례가 도시되어 있다. 앞선 실시례와 다른 구조에 대해서만 살펴보면, 상기 흡기하우징부(21)의 내부에는 가이드경사면(27)이 구비될 수도 있다. 상기 가이드경사면(27)은 상기 제1-1흡기구(12)로부터 상기 외기전달홀(74)에 이르는 경로의 폭을 좁힐 수 있다. 상기 가이드경사면(27)은 외기가 자연스럽게 상기 제1송풍팬(80)을 향하도록 흡입경로를 만들 수 있다.
도 15에는 본 발명에 의한 휴대용 공기조화기의 제6실시례가 도시되어 있다. 앞선 실시례와 다른 구조에 대해서만 살펴보면, 상기 제1송풍팬(80)은 축류팬으로 구성되고, 흡기방향과 같은 방향으로 공기를 토출할 수도 있다. 도 15에서 화살표①방향으로 외기를 흡입하고, 화살표②방향으로 토출할 수 있는데, 상기 화살표①방향과 화살표②은 같은 방향일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 서로 구획된 제1유로 및 제2유로를 갖는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 양표면에는 상기 제1유로를 향한 제1면과 상기 제2유로를 향한 제2면이 각각 형성되는 열전소자모듈;
    상기 제1면에 접촉되는 제1히트싱크;
    상기 제2면에 접촉되는 제2히트싱크;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 제1유로의 입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 제1히트싱크를 향해 배출하는 제1송풍팬;과
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 제2유로의 입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 제2히트싱크를 향해 배출하는 제2송풍팬;을 포함하고,
    상기 제1유로의 입구 및 상기 제2유로의 입구는 서로 같은 방향으로 개방되며,
    상기 제1유로의 출구와 상기 제2유로의 출구는 서로 다른 방향으로 개방되는 휴대용 공기조화기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1유로의 입구 및 상기 제2유로의 입구는 각각 상기 케이스의 착용면의 반대편을 향해 개방되는 휴대용 공기조화기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1송풍팬은 상기 제1유로의 입구를 통해 제1방향으로 외기를 흡입하고, 흡입된 외기를 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 토출하며,
    상기 제2송풍팬은 상기 제2유로의 입구를 통해 제1방향으로 외기를 흡입하고, 흡입된 외기를 상기 제1방향 및 상기 제2방향과 각각 다른 제3방향으로 토출하는 휴대용 공기조화기.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1송풍팬과 상기 제2송풍팬은 상기 제1유로 및 상기 제2유로의 입구가 개방된 제1방향에 대해 직교한 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 휴대용 공기조화기.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스의 내부공간에는 상기 내부공간을 제1공간과 제2공간으로 구획하는 내부프레임이 배치되고, 상기 열전소자모듈은 상기 내부프레임에 형성된 소자장착홀이 배치되는 휴대용 공기조화기.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1공간에는 상기 열전소자모듈의 상기 제1면, 상기 제1히트싱크 및 상기 제1송풍팬이 배치되고, 상기 제2공간에는 상기 열전소자모듈의 상기 제2면, 상기 제2히트싱크 및 상기 제2송풍팬이 배치되는 휴대용 공기조화기.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1송풍팬은 원심팬으로 구성되고, 상기 제1유로의 입구는 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 서로 마주보는 면에 각각 형성되며,
    상기 제2송풍팬은 축류팬으로 구성되고, 상기 제2유로의 입구는 상기 제1유로의 입구와 이웃하여 형성되는 휴대용 공기조화기.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스의 내부공간에는 상기 제1히트싱크를 감싸고 상기 제1유로의 일부를 형성하는 송풍가이드가 배치되는 휴대용 공기조화기.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스는
    상기 제1유로의 출구를 갖는 제1케이스;와
    상기 제1케이스에 결합되고, 상기 제1케이스와의 사이에 내부공간을 형성하며, 상기 제2유로의 출구를 갖는 제2케이스;를 포함하는 휴대용 공기조화기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2케이스는
    상기 제1유로의 입구를 갖는 흡기하우징부;와
    상기 제2유로의 입구를 갖고, 상기 제2송풍팬이 배치되는 팬하우징부;를 포함하고,
    상기 팬하우징부에는 상기 제2송풍팬과 상기 제2히트싱크가 적층되고, 상기 제2송풍팬과 상기 제2히트싱크의 적층높이는 상기 흡기하우징부의 높이와 같거나 낮은 휴대용 공기조화기.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제1유로의 입구가 개방된 제1방향은 상기 제1유로의 출구가 개방된 제2방향과 직교하고, 상기 제2유로의 출구가 개방된 제3방향은 상기 제1방향 및 제2방향과 각각 직교한 휴대용 공기조화기.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스의 내부는 상기 제1유로의 출구로부터 상대적으로 먼 제1장착부와 상기 제1유로의 출구에 상대적으로 가까운 제2장착부로 구분되고, 상기 제1송풍팬은 상기 제1장착부에 배치되고, 상기 제2송풍팬은 상기 제2장착부에 배치되는 휴대용 공기조화기.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 제2유로의 출구는 상기 제2송풍팬의 회전축 방향과 직교한 방향을 따라 양쪽으로 각각 개방되는 휴대용 공기조화기.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1유로의 입구와 상기 제2유로의 입구는 각각 제1방향으로 개방되고, 상기 제1히트싱크의 상기 제1방향의 높이는 상기 제2히트싱크의 상기 제1방향의 높이 보다 큰 휴대용 공기조화기.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제2히트싱크의 표면 중 상기 제2유로의 출구를 향한 표면의 일부는 상기 케이스의 외부로 노출되는 휴대용 공기조화기.
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