KR20030068981A

KR20030068981A - 정수기용 반도체 냉각장치

Info

Publication number: KR20030068981A
Application number: KR1020020008834A
Authority: KR
Inventors: 윤희종
Original assignee: 주식회사 위닉스
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-25

Abstract

정수된 물의 냉각효율을 극대화 할 수 있고 컴팩트형으로 이루어진 정수기용 반도체 냉각장치에 관한 것이다.

이러한 정수기용 반도체 냉각장치는, 서로 다른 반도체를 접속하고 여기에 전류를 인가하면 일측은 흡열하여 냉각되고 타측은 발열되는 열전 냉각소자와, 이 열전 냉각소자의 일측에 연결되어 열전 냉각소자 발생된 냉기를 발생하는 콜드싱크와, 상기 열전 냉각소자의 타측에 연결되어 열전 냉각소자에서 방출되는 열을 흡수하기 위한 히트싱크와, 상기 히트싱크에서 흡수된 열을 본체 외부로 송풍시키는 팬과, 상기 열전 냉각소자와 팬에 전기를 공급하여 냉각장치가 작동 할 수 있도록 하는 전원공급장치를 포함하는 정수기용 반도체 냉각장치를 제공한다.

상기 콜드싱크는 냉각효과를 극대화할 수 있도록 냉수탱크의 내측에 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

정수기용 반도체 냉각장치{SEMICONDUCTOR COOLING DEVICE FOR WATER PURIFIER}

본 발명은 정수기용 반도체 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수된 물의 냉각효율을 극대화 할 수 있고 컴팩트형으로 이루어진 정수기용 반도체 냉각장치에 관한 것이다.

근래에는 산업화 및 공해물질로 인한 수질오염이 심각해짐에 따라 수돗물에 대한 불신이 높아지면서 수돗물을 정수기로 정화하여 식수로 사용하거나, 시중에서 판매되는 생수를 식수로 많이 사용하고 있다.

일반적으로 사용되는 정수기는 수돗물을 여러 개의 필터를 통과시켜 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 수돗물에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거할 수 있도록 이루어지며, 정화된 물을 소정온도로 냉각하거나 가열하여 냉수 및 온수를 선택적으로 음용할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 정수기는 정수방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식 및 역삼투압식 정수기 등으로 대별될 수 있으며, 이러한 정수기는 일반가정용 및 업소용뿐만 아니라 최첨단 과학산업이나 초정밀전자부품의 세척용 또는 의료용으로도 널리 사용되고 있다.

이들 중에서 일반가정이나 업소에서 사용되는 통상적인 정수기는, 본체 내부에 급수관을 통하여 공급되는 원수중에 포함된 이물질을 제거하여 정화시키는 복수개의 필터와, 상기 복수개의 필터를 순차적으로 통과하면서 정화된 정수를 저장하는 정수저장탱크와, 상기 정수저장탱크의 정수를 각각 공급받아 가열 및 냉각시키는 온수탱크 및 냉수탱크로 이루어진다.

상기 온수탱크에는 그 내부에 저장된 정수를 가열시키는 가열장치가 설치되고, 상기 냉수탱크에는 그 내부에 저장된 정수를 냉각시키는 냉각장치가 설치되며, 정수기 본체의 전면에는 온수탱크와 냉수탱크에서 가열되거나 냉각된 온수 및 냉수가 배출되는 복수의 배출 콕이 설치된다.

이와 같은 정수기는 급수관을 통하여 급수되는 원수가 복수개의 필터를 통과하면서 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질이 제거되어 정화된 후, 정수저장탱크로 저장되고, 이 정수저장탱크의 물은 온수탱크 및 냉수탱크로 각각 공급되어 가열장치와 냉각장치를 통하여 소정의 온도로 가열 및 냉각된다.

정수기의 물을 마시려면 배출 콕을 조작하여 냉수 또는 온수를 컵이나 용기에 적당량을 배출시켜 마시면 된다.

정수기의 물이 외부로 배출되면 배출된 량만큼 정수저장탱크의 물이 온수탱크 또는 냉수탱크로 유입되고, 정수저장탱크에는 배출된 양만큼의 물이 상기와 같은 정화과정을 거쳐 다시 채워진다.

그러나, 이와 같은 종래의 정수기용 반도체 냉각장치는 압축기, 응축기, 콘덴서, 증발기, 등과 같은 부품으로 이루어지고, 이들 부품들은 관로를 통하여 연결된 구조이므로 비교적 넓은 설치공간이 필요하고, 이에 따라 정수기의 크기가 커질 수밖에 없을 뿐만 아니라, 냉매가 관로를 통하여 이동하면서 많은 열손실이 발생하여 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.

게다가, 종래의 냉각장치는 냉매가 순환되는 냉각코일이 냉수탱크 외측에 설치되어 냉수탱크 내부의 물을 냉각하도록 이루어지므로 냉각을 효과적으로 할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정수된 물의 냉각효율을 극대화 할 수 있고, 컴팩트형으로 이루어진 정수기용 반도체 냉각장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 정수기에 설치되어 정수된 물을 소정 온도로 냉각하는 정수기용 냉각장치에 있어서,

상기 냉각장치는 서로 다른 반도체를 접속하고 여기에 전류를 인가하면 일측은 흡열하여 냉각되고 타측은 발열되는 열전 냉각소자와, 이 열전 냉각소자의 일측에 연결되어 열전 냉각소자 발생된 냉기를 발생하는 콜드싱크와, 상기 열전 냉각소자의 타측에 연결되어 열전 냉각소자에서 방출되는 열을 흡수하기 위한 히트싱크와, 상기 히트싱크에서 흡수된 열을 본체 외부로 송풍시키는 팬으로 이루어지는 정수기용 반도체 냉각장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 정수기용 반도체 냉각장치의 부분절개 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 정수기용 반도체 냉각장치의 설치상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 정수기용 반도체 냉각장치의 부분절개 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 정수기용 반도체 냉각장치의 설치상태도로서, 본 발명에 의한 냉각장치는, 서로 다른 반도체를 접속하고 여기에 전류를 인가하면 일측은 흡열하여 냉각되고 타측은 발열되는 열전 냉각소자(thermoelectric cooling element)(2)와, 이 열전 냉각소자(2)의 일측에 설치되어 열전 냉각소자(2)에서 발생된 냉기를 전달하는 콜드싱크(cold sink)(4)와, 상기 열전 냉각소자(2)의 타측에 설치되어 열전 냉각소자(2)에서 방출되는 열을 흡수하기 위한 히트싱크(heat sink)(6)와, 상기 히트싱크(6)에서 흡수된 열을 송풍시키는 팬(8)과, 상기 열전 냉각소자(2)와 팬(8)에 전기를 공급하여 냉각장치가 작동 할 수 있도록 하는 전원공급장치(10)를 포함한다.

상기 열전 냉각소자(2)는 펠티에 효과에 의하여 선택적으로 흡열 또는 발열기능을 이용한 것으로서, 통상적으로 비스무트와 테르르의 화합물 등의 반도체로만든 pn접합을 사용하는 구조로 이루어진다.

이러한 열전 냉각소자(2)는 에너지 변환재료인 열전반도체를 기본소재로 사용하는 칩형 전자냉각소자로서, 우주 항공 및 통신장비 분야의 냉각장치에서 주로 이용되고 있으며, 본 실시예의 열전 냉각소자(2)도 이와 같은 것이 적용될 수 있으다.

특히, 상기 열전 냉각소자(2)는 적은 부피로 이루어지고 구조가 매우 간단하므로 이와 같은 열전 냉각소자(2)를 정수기에 적용하면 정수기를 소형으로 제작할 수 있고, 이러한 정수기는 설치 공간이 크게 필요하지 않아 원하는 위치에 설치하여 사용할 수 있다.

상기 콜드싱크(4)는 전도성이 우수한 재질로 이루어지는 것이 좋은데, 그러한 것으로서 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄합금 등이 사용될 수 있다.

이러한 콜드싱크(4)의 후단부에는 외주면에는 나사부(12)가 가공되어 있으며, 이 나사부(12)에는 너트(14)가 나사 결합되어 냉각장치를 정수기의 냉수탱크(16)에 고정설치 할 수 있도록 구성된다.

이러한 것을 위하여 냉수탱크(16)에는 적어도 콜드싱크(4)가 통과할 수 있는 크기의 구멍(18)이 형성되어 있다.

상기 히트싱크(6)는 다수의 방열핀(20)이 형성되어 있으며, 이러한 히트싱크(6)의 일측에는 팬(8)이 위치하고, 이 팬(8)은 히트싱크(6)와 스페이서 (22)로 일정간격을 띄운 상태에서 히트싱크(6)에 스크류(24)로 고정되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 정수기용 반도체 냉각장치는, 콜드싱크(4)가 정수기의 냉수탱크(16)의 내측에 위치하도록 설치되는데, 냉수탱크(16)에 형성된 구멍(18)에 콜드싱크(4)를 삽입하고, 콜드싱크(4)에 형성된 나사부(12)에 너트(14)를 나사 결합하여 고정하면 된다.

이때 냉수탱크(16)와 냉각장치 사이의 기밀 유지 및 열전 냉각소자(2)의 절연을 위하여, 냉수탱크(16) 외측과 열전 냉각소자(2) 사이에는 패킹(26)을 위치시킨 상태로 고정하는 것이 바람직하다.

이와 같이 콜드싱크(4)를 냉수탱크(16) 내부에 위치하도록 설치하면, 냉기의 손실을 방지하면서 콜드싱크(4)의 냉기가 냉수탱크(16)에 담긴 물(W)에 곧바로 전달되어 냉각효과를 극대화할 수 있다.

이러한 본 발명의 정수기용 반도체 냉각장치의 작동은, 먼저 전원공급장치 (10)를 온 시키면 열전 냉각소자(2) 및 팬(8)에 전원이 인가되면서 이들이 구동하게 되는데, 열전 냉각소자(2)의 구동으로 콜드싱크(4)가 소정온도로 하강하고, 이에 따라 콜드싱크(4)가 냉수탱크(16)에 담긴 물(W)과 접촉하여 열을 빼앗아 흡수하고 이때 발생된 열은 히트싱크(6)로 방출된다.

이러한 작용으로 냉수탱크(16)에 담긴 물(W)은 소정의 온도로 냉각되는데, 그러한 작용이 더욱 진행되면 콜드싱크(4)의 주변의 물(W)은 더욱 더 냉각되면서 얼음(I)으로 변한다.

그리고 히트싱크(6)로 방출된 열은 방열핀(20)으로 전달되고, 이 열은 팬(8)의 구동으로 방열핀(20) 외부로 발산된다.

사용자가 냉수탱크(16)의 물을 마셔 소정량의 냉수가 배출되면, 배출된 량만큼 정수기에서 정화된 상온의 물이 냉수탱크(16)로 다시 공급되는데, 콜드싱크(4)의 주변은 얼음(I)으로 형성되어 있으므로 냉수탱크(16)에 공급된 상온의 물은 짧은 시간에 소정의 온도로 냉각된다.

이에 따라 냉수탱크(16)에 담긴 물은 일정한 온도 이하의 냉각상태를 계속적으로 유지하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 정수기용 반도체 냉각장치는, 콜드싱크가 냉수탱크 내부에 설치되어, 냉기의 손실을 방지하면서 콜드싱크의 냉기가 냉수탱크에 담긴 물에 곧바로 전달되어 냉각효과를 극대화할 수 있다.

또한 본 발명의 냉각장치는 적은 부피로 이루어지고 구조가 매우 간단하므로, 정수기를 컴팩트하게 제작할 수 있음은 물론 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다.

Claims

정수기에 설치되어 정수된 물을 소정 온도로 냉각하는 정수기용 냉각장치에 있어서,

상기 냉각장치는 서로 다른 반도체를 접속하고 여기에 전류를 인가하면 일측은 흡열하여 냉각되고 타측은 발열되는 열전 냉각소자와, 이 열전 냉각소자의 일측에 연결되어 열전 냉각소자 발생된 냉기를 발생하는 콜드싱크와, 상기 열전 냉각소자의 타측에 연결되어 열전 냉각소자에서 방출되는 열을 흡수하기 위한 히트싱크와, 상기 히트싱크에서 흡수된 열을 본체 외부로 송풍시키는 팬과, 상기 열전 냉각소자와 팬에 전기를 공급하여 냉각장치가 작동 할 수 있도록 하는 전원공급장치를 포함하는 정수기용 반도체 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 콜드싱크는 냉각효과를 극대화할 수 있도록 냉수탱크의 내측에 설치된 것을 특징으로 하는 정수기용 반도체 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 콜드싱크의 후단부에는 나사부가 형성되고, 이 나사부에 너트를 결합하여 냉수탱크에 냉각장치가 고정된 것을 특징으로 하는 정수기용 반도체 냉각장치.
청구항 3에 있어서, 상기 냉수탱크와 냉각장치 사이의 기밀 유지 및 절연을위하여, 냉각탱크 외측과 열전 냉각소자 사이에는 패킹이 제공된 것을 특징으로 하는 정수기용 반도체 냉각장치.