KR100426693B1 - 펠티어 소자를 이용한 냉온장고 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 펠티어 소자를 이용한 냉온장고 및 그 제조방법에 있어서, 적어도 하나의 저장실을 형성하는 본체캐비넷과; 소정의 이격공간을 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 전열부와, 상기 이격공간 내에 수용되는 펠티어 소자와, 상기 전열부와 함께 상기 이격공간을 외부로부터 밀폐하는 밀폐부를 가지고 상기 본체캐비넷의 측벽에 일체로 설치되는 냉각유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 냉각성능의 신뢰성을 확보하고, 펠티어 소자의 부식에 의해 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 유니트화에 의한 작업 시간을 단축시킬 수 있다.
Description
본 발명은, 냉온장고 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 펠티어 소자를 이용한 냉온장고 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉온장고는 냉기 및 온기를 발생하는 방식에 따라 냉동사이클을 이용한 것과 펠티어 소자를 이용한 것으로 분류된다.
냉동사이클은 압축기, 응축기 및 증발기로 연결되는 폐회로를 따라 냉매를 순환 또는 역순환시키면서 냉기 혹은 온기를 얻는 방식이다.
이에 대해 펠티어 소자를 이용한 냉온장고는 소위, 펠티어(Peltier) 효과를 이용하여 냉기 및 온기를 얻는 방식이다. 펠티어(Peltier) 효과란 서로 상이한 종류의 금속을 결합하여 전류를 흘리면 온도가 변화하여 냉각 혹은 가열 작용을 하는 원리이다. 따라서, 냉동사이클을 이용한 냉온장고와는 달리, 펠티어 소자를 이용한 냉온장고에는 냉동사이클을 형성하기 위한 냉매배관 등이 불필요하다. 따라서, 그 구조가 간단하다는 이점이 있어 근자에 들어서는 활발히 개발되고 있다.
이하의 실시예에서는 냉장고를 일 예로 하여 본 발명에 대해 설명한다.
종래의 펠티어 소자를 이용한 냉장고는 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각실(112)을 형성하는 본체캐비넷(110)과, 본체캐비넷(110)에 회동가능하게 결합되어 냉각실(112)을 개폐하는 도어(미도시)를 갖는다.
본체캐비넷(110)의 후방벽에는 소정의 수용공간(S)이 형성되어 있다. 수용공간(S)은 소정의 이격 간격을 두고 한 쌍으로 배치되는 고정블럭(134)에 의해 마련된다.
수용공간(S)에는 본체캐비넷(110)의 배면에 인접배치된 펠티어 소자(133)와, 펠티어 소자(133)에 비해 넓은 폭을 갖는 전열블럭(132)이 마련되어 있다. 전열블럭(132)은 펠티어 소자(133)의 일측면으로부터 발생되는 냉기를 냉각실(112)측으로 전달한다.
냉각실(112) 내의 후방에는 전열블럭(132)에 접촉되어 펠티어 소자(133)의일측면으로부터 발생된 냉기를 전열블럭(132)을 통해 전달받는 증발부(140)가 마련되어 있다. 이에 대해, 본체캐비넷(110)의 배면에는 펠티어 소자(133)와 접촉되는 응축부(150)가 마련되어 있다. 응축부(150)는 펠티어 소자(133)의 타측면으로부터 발생하는 열기를 외부로 방열한다.
이러한 구성에 의해, 펠티어 소자(133)에 전원이 인가되어 서로 상이한 금속 결합에 의해 형성된 펠티어 소자(133)의 일측면이 냉각되면, 열전달에 의해 상호 접촉되어 있는 전열블럭(132)이 냉각된다. 따라서, 전열블럭(132)에 접촉되어 있는 증발부(140)로 인해 냉각실(112) 내부는 냉각될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 펠티어 소자를 이용한 냉장고에 있어서는, 각 부분들의 조립상태에 따라 냉각 특성이 크게 달라져 균일한 냉각성능을 구현하기가 어렵다. 뿐만 아니라, 온도차에 의해 결로가 발생할 경우, 습도 환경에서 소자 내부 부식에 의한 수명단축 및 성능저하로 제품불량의 발생소지가 높다. 또한, 각 부분들을 조립하는 데에 따른 작업효율이 저하되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 냉각성능의 신뢰성을 확보하고, 펠티어 소자의 부식에 의해 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있도록 한 냉온장고 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 유니트화에 의한 작업 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉온장고의 단면도,
도 2는 도 1의 요부 확대도,
도 3은 종래의 냉온장고의 부분 확대 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 본체캐비넷 12 : 냉각실
30 : 냉각유니트 32 : 전열부
33 : 펠티어 소자 34 : 밀폐부
35 : 전열접착제
상기 목적은, 본 발명에 따라, 펠티어 소자를 이용한 냉온장고에 있어서, 적어도 하나의 저장실을 형성하는 본체캐비넷과; 소정의 이격공간을 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 전열부와, 상기 이격공간 내에 수용되는 펠티어 소자와, 상기 전열부와 함께 상기 이격공간을 외부로부터 밀폐하는 밀폐부를 가지고 상기 본체캐비넷의 측벽에 일체로 설치되는 냉각유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고에 의해 달성된다.
여기서, 상기 전열부는 알루미늄 재질을 갖는 것이 열전달 효과를 높이는데 유리하다.
상기 밀폐부는 상기 펠티어 소자로부터 상기 저장실로 갈수록 반경방향의 폭이 넓어지도록 형성된다. 이 역시, 냉각실로 향하는 냉기의 열전달효율을 높이기 위함이다.
이 때, 상기 밀폐부는 열경화성수지로 되는 서로 상이한 재질을 가지고 상호 결합되는 복수의 부분으로 이루어져 있는 것이 결합강도를 높이고 이격공간을 밀폐시키는데 보다 효과적이다.
상기 펠티어 소자와 상기 각 전열부 사이에는 상호 접착되는 부위가 이탈되지 않도록 전열접착제가 마련된다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법에 있어서, (a) 전열부 및 제1밀폐부분으로 사출된 하우징을 마련하는 단계와; (b) 상기 하우징의 일측면에 전열접착제를 도포한 후 상기 펠티어 소자를 부착시키는 단계와; (c) 상기 전열부를 소정의 압력으로 유지시키면서 제1밀폐부분에 중첩되도록 제2밀폐부분을 고화시키는 단계와; (d) 마감재를 이용하여 상기 제1 및 제2밀폐부분을 상호 기밀유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 제1 및 제2밀폐부분은 각각 에폭시(Epoxy) 수지A 및 B를 포함할 수 있다.
상기 (b)단계 후 추가의 전열접착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, (a)단계에서 한 쌍으로 이루어진 상기 전열부에 응축부 및 증발부를 각각 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자(33)를 이용한 냉장고는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각실(12)을 형성하는 본체캐비넷(10)과, 본체캐비넷(10)에 회동가능하게 결합되어 냉각실(12)을 개폐하는 도어(20)를 갖는다.
본체캐비넷(10)의 후방벽(14)에는 발포재가 충전되는 영역에 대해 격리되어 냉기를 발생시키는 냉각유니트(30)가 설치되는 공간이 형성되어 있다. 자세하게 후술할 냉각유니트(30)는 일체로 유니트화 되어 본체캐비넷(10)의 후방벽(14)에 설치된다.
냉각유니트(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 이격공간(H)을 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 전열부(32a,32b)와, 이격공간(H) 내에 수용되는 펠티어 소자(33)와, 전열부(32a,32b)와 함께 이격공간(H)을 외부로부터 밀폐하는 밀폐부(34)를 갖는다.
전열부(32a,32b)는 백금, 알루미늄 등과 같이 열전도성이 우수한 재질로 형성된다. 이하, 한 쌍의 전열부(32a,32b) 중, 냉각실(12)에 인접한 전열부를 제1전열부(32a)라 하고, 나머지를 제2전열부(32b)라 한다. 제1전열부(32a)에는 냉각실(12) 내부를 냉각하는 증발부(40)가 마련되어 있다.
증발부(40)는 냉매의 순환 형태가 강제대류방식을 갖는 냉동사이클과는 달리 자연대류방식의 형태로 이루어지며, 폐회로를 갖는 냉매배관 내에서 냉매가 순환하면서 냉각실(12)을 냉각시킬 수 있도록 한다. 그러나, 제1전열부(32a)에 증발부(40)가 반드시 마련되어 있어야 할 필요는 없다.
제2전열부(32b)에는 응축부(50)가 접촉되어 있다. 응축부(50)는 펠티어 소자(33)의 타측면(33b)으로부터 발생하는 열기를 외부로 방열한다. 그러나, 본 발명의 사상이 온장고에 적용될 경우, 응축부(50)가 온장고의 온장실측으로 배치되어야 함은 물론이다.
이격공간(H) 내에는 펠티어 소자(33)가 마련되어 있다. 펠티어 소자(33)는 전술한 바와 같이, 서로 상이한 종류의 금속을 결합하여 전류를 흘리면 온도가 변화하여 냉각 혹은 가열 작용을 한다. 이에, 전원이 인가되면 펠티어 소자(33)의 일측면(33a)은 냉각되어 냉기를 제1전열부(32a)를 통해 증발부(40)로 전달하고, 타측면(33b)은 발열되어 온기를 제2전열부(32b)를 통해 응축부(50)로 전달한다.
펠티어 소자(33)와 제1전열부(32a) 및 제2전열부(32b) 사이에는 접촉부위가 이격되지 않도록 할 뿐만 아니라 열전달의 효과를 높이는 전열접착제(35)가 마련된다. 전열접착제(35)로는 그리스(Greese)나 패드(Pad), 혹은 컴파운드(Compound) 등이 이용된다.
한편, 제1 및 제2전열부(32a,32b)를 제외한 이격공간(H)의 나머지 변측에는 밀폐부(34)가 마련되어 있다. 밀폐부(34)는 각 전열부(32a,32b)와 더불어 펠티어 소자(33)가 수용되어 있는 이격공간(H)이 외부로부터 밀폐될 수 있도록 한다. 이에, 온도차에 의해 결로가 발생할 경우, 습도에 의해 펠티어 소자(33)가 부식되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 밀폐부(34)는 펠티어 소자(33)로부터 저장실로 갈수록 반경방향의 폭이 넓어지도록 형성된다. 이는 펠티어 소자(33)의 일측면(33a)으로부터 발생한 냉기가 제1전열부(32a)를 통해 증발부(40)로 전달될 경우, 열전달접촉면적을 높임으로써 열전달의 효과를 향상시키기 위함이다.
밀폐부(34)는 서로 상이한 재질을 가지고 상호 결합되는 복수의 부분으로 이루어져 있다. 즉, 그 위치에 따라 각 전열블럭에 일체로 결합되는 제1밀폐부분(34a)과, 제1밀폐부분(34a)에 중첩하게 결합되는 제2밀폐부분(34b)을 갖는다. 이 때, 각 밀폐부분(34a,34b)은 열경화성수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 때, 제1밀폐부분(34a)은 에폭시(Epoxy) 수지A로 하고 제2밀폐부분(34b)은 에폭시(Epoxy) 수지B로 하여 그 결합강도를 높이면서도 내열성을 확보할 수 있다.
그리고, 각 밀폐부분(34a,34b)의 단부영역에는 실리콘고무로 대용할 수 있는 마감재(41)를 마련하여 각 밀폐부분(34a,34b) 사이를 냉각실(12)의 내부에 대해 상호 기밀 유지시킬 수 있다.
이러한 구성을 갖는 냉각유니트를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전열부(32) 및 제1밀폐부분(34a)으로 사출된 하우징을 마련한 다음, 하우징에 전열접착제(35)를 도포하여 펠티어 소자(33)를 부착시킨다. 그런 다음, 다시, 전열접착제(35)를 도포하고, 전열부(32)를 소정의 압력으로 유지시키면서 제1밀폐부분(34a)에 중첩되도록 제2밀폐부분(34b)을 고화시킨다. 이 후, 마감재(41)를 이용하여 제1 및 제2밀폐부분(34a,34b)을 상호 기밀유지시킴으로써, 단일의 냉각유니트(30)를 완성시킨다.
이처럼, 단일의 냉각유니트(30)가 완성되면, 이를 본체캐비넷(10)의 후방벽(14)에 배치한 연후, 증발부(40)는 제1전열부(32a)에 배치하고 응축부(50)는 제2전열부(32b)에 마련한다.
이렇게 설치한 후, 펠티어 소자(33)에 전원이 인가되어 서로 상이한 금속 결합에 의해 형성된 펠티어 소자(33)의 일측면(33a)이 냉각되면, 열전달에 의해 상호 접촉되어 있는 제1전열부(32a)가 냉각되고, 이는 증발부(40)로 옮겨진다. 따라서, 냉각실(12) 내부는 소정의 온도로 냉각될 수 있다. 이 때, 밀폐부(34)는 냉각실(12)로 갈수록 반경방향의 폭이 넓어지도록 되어 있으므로 그 냉각성능은 보다 향상될 수 있다.
이와는 반대로, 펠티어 소자(33)의 타측면(33b)에서 발생한 열기는 제2전열부(32b)를 통해 응축부(50)로 전달되어 발열된다.
이와 같이, 본 발명에서는 펠티어 소자(33)가 마련된 냉각유니트(30)를 일체로 구성하여 본체캐비넷(10)에 설치함으로써, 그 설치작업을 매우 간단하게 할 수 있다. 뿐만 아니라 밀폐부(34)의 개선된 구조로 인해 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 펠티어 소자(33)의 부식을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 냉각성능의 신뢰성을 확보하고, 펠티어 소자의 부식에 의해 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있도록 한 냉온장고 및 그 제조방법이 제공된다.
또한, 유니트화에 의한 작업 시간을 단축시킬 수 있다.
Claims (10)
- 펠티어 소자를 이용한 냉온장고에 있어서,적어도 하나의 저장실을 형성하는 본체캐비넷과;소정의 이격공간을 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 전열부와, 상기 이격공간 내에 수용되는 펠티어 소자와, 상기 전열부와 함께 상기 이격공간을 외부로부터 밀폐하는 밀폐부를 가지고 상기 본체캐비넷의 측벽에 일체로 설치되는 냉각유니트를 포함하며,상기 펠티어 소자와 상기 각 전열부 사이에는 전열접착제가 마련되는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고.
- 제1항에 있어서,상기 전열부는 알루미늄 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고.
- 제1항에 있어서,상기 밀폐부는 상기 펠티어 소자로부터 상기 저장실로 갈수록 반경방향의 폭이 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고.
- 제3항에 있어서,상기 밀폐부는 서로 상이한 재질을 가지고 상호 결합되는 복수의 부분으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고.
- 제4항에 있어서,상기 밀폐부는 열경화성수지인 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고.
- 삭제
- 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법에 있어서,(a) 전열부 및 제1밀폐부분으로 사출된 하우징을 마련하는 단계와;(b) 상기 하우징의 일측면에 전열접착제를 도포한 후 상기 펠티어 소자를 부착시키는 단계와;(c) 상기 전열부를 소정의 압력으로 유지시키면서 제1밀폐부분에 중첩되도록 제2밀폐부분을 고화시키는 단계와;(d) 마감재를 이용하여 상기 제1 및 제2밀폐부분을 상호 기밀유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 제1 및 제2밀폐부분은 각각 에폭시(Epoxy) 수지A 및 B를 포함하는 것을특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 (b)단계 후 추가의 전열접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법.
- 제7항에 있어서,(a)단계에서 한 쌍으로 이루어진 상기 전열부에 응축부 및 증발부를 각각 마련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 냉온장고의 제조방법.
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