KR100657681B1

KR100657681B1 - 저장고의 열전소자 조립구조

Info

Publication number: KR100657681B1
Application number: KR1020050014689A
Authority: KR
Inventors: 방우종
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-12-13
Also published as: KR20060093597A

Abstract

본 발명은 저장고의 열전소자 조립구조에 관한 것으로서, 콜드싱크(130)가 배치되는 내부케이스(110)와 히트싱크(140)가 배치되는 외부케이스(120)의 사이에 제 1 전열블록(150)과 열전소자(170)를 내부에 포함하는 제 2 전열블록(160)이 연결 설치되됨으로써, 열전소자(170)를 밀폐시키고 보호하며, 제 2 전열블록(160)의 분리로 열전소자(170)의 유지 보수가 가능한 것을 특징으로 한다. 따라서 열전소자를 포함하고 밀폐시키는 전열블록의 설치로 하여 열전소자의 조립성과 내구성의 향상은 물론, 단열벽의 발포 후에도 열전소자의 유지 및 보수가 가능한 효과가 있다.

Description

저장고의 열전소자 조립구조{PELTIER ELEMENT ASSEMBLY STRUCTURE OF A STORAGE CHAMBER}

도 1은 종래 기술에 따른 열전소자를 이용하는 저장고를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 저장고의 열전소자 조립구조의 단면도이고,

도 3은 도 2에 따른 전열블록의 분리 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 캐비넷 102 : 저장실

110 : 내부케이스 120 : 외부케이스

130 : 콜드싱크(cold sink) 140 : 히트싱크(heat sink)

150 : 제 1 전열블록 152, 162 : 플랜지부

154 : 결합부 156 : 결합홈

160 : 제 2 전열블록 164 : 결합돌기

170 : 열전소자 172 : 절연그리스

180 : 나사 190 : 단열벽

본 발명은 열전소자를 이용하여 냉, 온장하는 저장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전소자의 설치가 용이하며, 유지 및 보수가 가능한 저장고의 열전소자 조립구조에 관한 것이다.

일반적으로 열전소자는 서로 다른 N형과 P형으로 된 반도체소자로 구성된 모듈에 직류전류를 흘려주면 펠티어(peltier) 효과에 의하여 소자의 양단에 나타나는 흡, 발열 현상을 이용하여 온도를 제어하는 고체 냉각 방식이다.

이 열전냉각방식은 냉매 순환 냉각방식과는 달리 기계적인 작동부분이 필요 없는 환경문제를 야기시키지 않는 냉각방법으로, 열전소자의 다른 N, P형에 직류전류를 가해주면 네가티브(-)로 대전된 금속과 반도체의 접점에서는 주위로부터 열에너지를 흡수한 전자가 열전소자 내부로 이동하여 흡열이 일어나며, 포지티브(+)로 대전된 접점에서는 전자의 열에너지 방출에 의해서 발열이 일어나게 되는데 이를 펠티어 효과라고 한다.

이 펠티어효과를 이용한 열전소자는 전류의 크기와 방향에 의하여 흡열과 발열의 양과 방향조절이 가능하고, 기계적으로 작동하는 부분이 없어 설치위치나 방향이 그 동작에 영향을 미치지 않는다는 장점에 때문에 냉각이나 가열장치를 만드는데 널리 사용되고 있다.

따라서 열전소자를 이용하는 저장고에는 김치냉장고, 소형냉장고, 차량용 냉, 온 냉장고, 항온항습기, 제습기, 곡물보관고, 화장품보관고, 의료용 항온기 등이 사용되어 지고 있다.

한편, 이들 제품에는 열전소자로부터 발생되는 열을 흡수하거나 외부로 신속 하게 배출시키기 위하여 여러 가지 형태의 냉각 및 방열 장치가 알려지고 있으며, 통상적으로 히트싱크(heat sink)와 콜드싱크(cold sink)를 주로 사용하는 바, 히트싱크와 콜드싱크를 이용한 방열구조를 가지는 기기로써, 냉장고의 일예를 도 1에서 설명하면 다음과 같다.

냉장고의 캐비넷(1)은 저장실(2)을 형성하기 위한 내부케이스(10)와 내부케이스(10)를 감싸도록 결합되는 외부케이스(20)와 저장실(2)을 외부와 단열시키기 위해 내부케이스(10)와 외부케이스(20) 사이에 마련된 단열벽(30)을 포함한다.

단열벽(30)에는 전열공간(40)이 형성되고, 이 전열공간(40)의 내부에 열전소자(50)가 설치된다. 그리고 전열공간(40)의 일면 즉, 저장실(2) 측에 배치되어 주위로부터 열을 흡수하여 냉각시키는 콜드싱크(60)가 설치되고, 전열공간(40)의 외측케이스(20)측으로 주위로부터 열을 방출하는 히트싱크(70)가 설치된다.

한편, 히트싱크(70)를 열전소자(50)에 조립하기 위해 열전소자(50)와 히트싱크(70)의 사이에는 얇은 두께를 가진 알루미늄판(52)이 배치되는데, 이 알루미늄판(52)의 양면은 전열그리스(54)에 의해 각각 열전소자(50)와 히트싱크(70)에 부착된다.

또한, 열전소자(50)와 전열공간(40), 그리고 전열공간(40)과 콜드싱크(60)의 사이에도 전열그리스(54)가 부착되어 있다.

그리고 콜드싱크(60)는 전열공간(40)에 나사 결합되며, 히트싱크(70)는 단열벽(30)에 나사 결합된다. 또, 콜드싱크(60)의 전방측에는 열의 흡수를 향상시키기 위한 냉각팬(80)을 갖추고 있다.

이와 같은 냉장고는, 열전소자(50)에 전류가 인가되면, 열을 방출함과 동시에 흡수하는 열전소자(50)의 전면에 부착된 콜드싱크(60)가 열을 흡수한다.

즉, 열전소자(50)의 차가운 면에 부착된 콜드싱크(60)의 표면이 차가워짐에 따라 저장실(2)을 냉각시키게 된다. 이때, 단열벽(30)에 의하여 열손실이 방지된다.

그리고 열전소자(50)의 다른 일면에서 방출되는 열을 히트싱크(70)에서 흡수함과 동시에 외부로 방출하게 된다.

그런데, 위와 같이 구성된 종래의 열전소자(50)를 이용한 저장고는 열전소자(50)와 전열공간(40), 그리고 콜드싱크(60)와 히트싱크(70)의 사이에 도포되는 전열그리스(54)의 사용시 수차례 열처리 공정이 있어서 조립 시간이 많이 소요되고, 수작업으로 이루어지는 조립공정은 많은 시간을 소요하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 열전소자(50)의 설치 후, 단열벽(30)의 발포가 이루어지면, 이후 열전소자(50)의 보수가 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 열전소자를 포함하고 밀폐시키는 전열블록의 설치로 하여 열전소자의 조립성과 내구성의 향상은 물론, 단열벽의 발포 후에도 열전소자의 유지 및 보수가 가능하도록 한 저장고의 열전소자 조립구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부케이스 내측에 배치되는 콜드싱크와, 콜드싱크와 마주하는 외부케이스 외측에 히트싱크가 배치되는 저장고의 열전소자 조립구조에 있어서, 콜드싱크가 배치되는 내부케이스와 히트싱크가 배치되는 외부케이스의 사이에 제 1 전열블록과 열전소자를 내부에 포함하는 제 2 전열블록이 연결 설치되고, 제 1, 2 전열블록을 두고 내, 외부케이스의 사이에 우레탄 재질의 단열벽이 설치되어, 단열벽의 발포 후에도 분리 가능한 제 2 전열블록으로 하여 열전소자의 유지 보수가 가능한 저장고의 열전소자 조립구조를 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 저장고의 열전소자 조립구조의 단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 전열블록의 분리 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 저장고는, 캐비넷(100)과, 캐비넷(100)의 내부로 저장실(102)을 형성하기 위한 내부케이스(110)와, 내부케이스(110)를 감싸도록 결합되는 외부케이스(120)로 크게 구성된다.

여기서 내부케이스(110)의 내측면 즉, 저장실(102) 측에는 주위로부터 열을 흡수하여 냉각시키는 콜드싱크(130)가 배치되고, 콜드싱크(130)와 마주하는 외부케이스(120) 외측에는 주위로부터 열을 방출하는 히트싱크(140)가 배치된다.

그리고 본 발명의 특징에 따라 콜드싱크(130)가 배치되는 내부케이스(110)의 외측으로 제 1 전열블록(150)이 설치되고, 히트싱크(140)가 배치되는 외부케이스 (120)의 내측으로 제 2 전열블록(160)이 설치된다.

도 3에 도시된 제 1 전열블록(150)은, 내부에 공간을 형성하는 다각형 또는 원형의 형상으로 일단에는 내부케이스(110)에 밀착 접촉될 수 있는 플랜지부(152)가 형성되며, 외주면 상에는 결합부(154)가 돌출 형성되고, 이 결합부(154)에는 다수개의 결합홈(156)이 형성된다.

그리고 제 2 전열블록(160)은, 제 1 전열블록(150)을 포함할 수 있는 내부 공간을 가지는 다각형 또는 원형의 형상을 가지며, 제 1 전열블록(150)과 같이 외부케이스(120)에 밀착될 수 있는 플랜지부(162)가 형성되고, 다른 일단에는 결합홈(156)에 대응되어 삽입될 수 있는 결합돌기(164)가 후크 형상으로 형성된다. 그리고 제 2 전열블록(160)의 내부 공간에는 절연그리스(172)로 도포되어 부착되는 열전소자(170)가 설치된다,

따라서 제 1 전열블록(150)과 제 2 전열블록(160)의 결합은 후크 형상의 결합돌기(164)가 결함홈(156)에 끼워짐으로써 이루어지게 되며, 제 1 전열블록(150)의 플랜지부(152)에서는 내부케이스(110)를 매개로 콜드싱크(130)를 체결수단으로 하여 일체로 결합시키게 된다. 또한, 제 2 전열블록(160)의 플랜지부(162)에서도 외부케이스(120)를 매개로 히트싱크(140)를 체결수단으로 하여 일체로 결합시키게 된다.

여기서 체결수단은 나사(180) 등이 사용되어 지며, 제 1, 2 전열블록(150)(160)은 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 일체의 유니트화된 제 1 전열블록(150)과 제 2 전열블록(160)의 설치 후, 제 1 전열블록(150)과 제 2 전열블록(160)을 두고 내, 외부케이스(110)(120)의 사이에 단열벽(190)이 발포된다. 단열벽(190)은 우레탄의 재질이 사용되어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 저장고의 열전소자 조립구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

다시 도 2를 참고하면 먼저, 제 1 전열블록(150)의 플랜지부(152)를 내부케이스(110)의 외측면에 맞대고, 내부케이스(110)의 저장실(102)측에 배치되는 콜드싱크(130)를 나사(180)로 하여 제 1 전열블록(150)에 결합시키게 된다.

그리고 내부에 전열그리스(172)로 부착된 열전소자(170)를 포함하는 제 2 전열블록(160)을 제 1 전열블록(150)에 결합시키게 된다. 결합은, 제 1 전열블록(150)의 일부를 포함하여 위치되는 제 2 전열블록(160)의 결합돌기(164)가 제 1 전열블록(150)의 결합홈(156)에 끼워짐으로써 이루어진다.

그리고 제 2 전열블록(160)의 플랜지부(162)로는 외부케이스(120)를 매개로 히트싱크(140)가 나사(180) 체결된다.

다음과 같이 제 1, 2 전열블록(150)(160)이 결합된 상태에서 내, 외부케이스(110)(120)의 공간에 우레탄 재질의 단열벽(190)이 발포된다.

이처럼 저장고의 열전소자 조립구조는, 열전소자(170)가 미리 부착되어 있는 제 2 전열블록(160)과, 제 2 전열블록(160)에 제 1 전열블록(150)을 결합시킴으로써, 열전소자(170)의 설치가 간단하며, 열전소자(170)가 밀폐되어 내구성이 향상된다.

또한, 제 1, 2 전열블록(150)(160)에 의하여 단열벽(190)의 우레탄 발포 시 에 우레탄이 내부로 침투되는 것이 방지되며, 단열벽(190)의 발포 후에도, 히트싱크(140)를 분리하고, 제 2 전열블록(160)의 결합돌기(164)를 결합홈(156)으로부터 빼내고 열전소자(170)를 분리함으로써, 용이하게 보수할 수 있는 잇점이 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 저장고의 열전소자 조립구조는, 열전소자를 포함하고 밀폐시키는 전열블록의 설치로 하여 열전소자의 조립성과 내구성의 향상은 물론, 단열벽의 발포 후에도 열전소자의 유지 및 보수가 가능한 효과가 있다.

Claims

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내부케이스 내측에 배치되는 콜드싱크와, 상기 콜드싱크와 마주하는 외부케이스 외측에 히트싱크가 배치되는 저장고의 열전소자 조립구조에 있어서,

상기 콜드싱크가 배치되는 상기 내부케이스와 상기 히트싱크가 배치되는 상기 외부케이스의 사이에 제 1 전열블록과 상기 열전소자를 내부에 포함하는 제 2 전열블록이 연결 설치되고,

상기 제 1, 2 전열블록을 두고 상기 내, 외부케이스의 사이에 우레탄 재질의 단열벽이 설치되어,

상기 단열벽의 발포 후에도 분리 가능한 상기 제 2 전열블록으로 하여 상기 열전소자의 유지 보수가 가능한 저장고의 열전소자 조립구조.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 전열블록의 외주면에는 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈에 끼워질 수 있도록 상기 제 2 전열블록에는 결합돌기가 형성되어,

상기 제 1 전열블록과 제 2 전열블록이 결합되는 것을 특징으로 하는 저장고의 열전소자 조립구조.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 전열블록에 형성되는 플랜지부에서는, 상기 내부케이스를 매개로 상기 제 1 전열블록과 상기 콜드싱크를 체결수단으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 저장고의 열전소자 조립구조.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 전열블록에 형성되는 플랜지부에서는, 상기 외부케이스를 매개로 상기 제 2 전열블록과 상기 히트싱크를 체결수단으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 저장고의 열전소자 조립구조.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 전열블록의 내부에 위치되는 상기 열전소자는 절연그리스 도포되어 부착되는 것을 특징으로 하는 저장고의 열전소자 조립구조.