KR100611453B1

KR100611453B1 - 저장고의 냉각 장치 조립을 위한 어셈블리

Info

Publication number: KR100611453B1
Application number: KR1020050014690A
Authority: KR
Inventors: 방우종
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-08-09

Abstract

본 발명은 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리에 관한 것으로서, 내부에 열전소자(230)를 포함하는 전열블록(210)과, 전열블록(210)의 전면측에 결합되어 열전소자(230)를 밀폐시키는 냉열플레이트(220)와, 냉열플레이트(220)의 전면측에서 냉열플레이트(220)를 매개로 전열블록(210)내의 열전소자(230)와 접촉되는 콜드싱크(240)와, 전열블록(210)의 열전소자의(230) 후면에서 접촉되는 히트싱크(250)와, 히트싱크(250)와 콜드싱크(240)를 일체로 조립하는 체결수단(260)을 포함한다. 따라서 콜드싱크와 히트싱크 및 열전소자로 구성되는 냉각장치를 하나의 어셈블리화하여 조립시킴으로써, 조립성의 향상은 물론, 단열벽의 발포 후에도 열전소자의 유지 및 보수가 가능한 효과가 있다.

Description

저장고의 냉각 장치 조립을 위한 어셈블리{ASSEMBLY FOR CHILLER ASSEMBLY OF A STORAGE CHAMBER}

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

도 2는 본 발명에 따른 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리의 분리 사시도이고,

도 3은 도 2의 결합 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 캐비넷 102 : 저장실

110 : 내부케이스 120 : 외부케이스

130 : 단열벽 200 : 냉각장치

210 : 전열블록 220 : 냉열플레이트

230 : 열전소자 240 : 콜드싱크(cold sink)

250 : 히트싱크(heat sink) 260 : 체결수단

본 발명은 열전소자를 이용하여 냉, 온장하는 저장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각장치의 설치가 용이하며, 열전소자의 유지 및 보수가 가능한 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리에 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 신속하게 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 저장고의 공정 라인 상에서 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, 콜드싱크와 히트싱크 및 열전소자로 구성되는 냉각장치를 하나의 어셈블리화하여 조립시킴으로써, 조립성의 향상은 물론, 단열벽의 발포 후에도 열전소자의 유지 및 보수가 가능하도록 한 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리에 있어서, 열전소자를 내부에 포함할 수 있도록 중앙에 관통부가 형성된 전열블록과, 전열블록의 전면측에서 열전소자를 밀폐시키도록 관통부에 대응되는 설치요입부가 형성되는 냉열플레이트와, 설치요입부의 내부에 위치된 열전소자에 접촉될 수 있도록 후면에 돌출된 접촉부를 마련한 콜드싱크와, 전열블록의 열전소자의 후면에서 접촉되는 히트싱크와, 히트싱크와 콜드싱크를 일체로 조립하는 체결수단을 포함하는 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리를 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 냉각장치 조립을 위한 어셈블리의 분리 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리를 도시한 단면도이다.

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)와 외부케이스(120)의 사이에 본 발명의 특징에 따른 냉각장치(200)와 단열벽(130)이 설치된다.

냉각장치(200)는 콜드싱크(240)와 히트싱크(250), 그리고 열전소자(230)를 하나의 어셈블리로 제작하여 내, 외부케이스(110)(120)에 설치한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이 냉각장치(200)의 어셈블리는, 내부에 열전소자(230)를 포함하는 전열블록(210)과, 전열블록(210)의 전면측에 결합되는 냉열플레이트(220)와, 냉열플레이트(220)에 위치되는 콜드싱크(240)와, 전열블록(210)의 후측에 위치되는 히트싱크(250), 그리고 전열블록(210)을 사이에 두고 콜드싱크(240)와 히트싱크(250)를 일체로 조립하는 체결수단(260)으로 이루어진다.

합성수지재를 사출하여 사각의 형상으로 제작된 전열블록(210)은, 그 중앙에 두께를 가지며 돌출되는 관통부(212)가 형성되며, 관통부(212)의 상단 둘레에는 가이드돌기(214)가 형성된다.

한편, 관통부(212)의 내부에 위치되는 열전소자(230)는 앞, 뒷면에 전열그리스(232)가 도포되어 배치된다.

그리고 전열블록(210)과 결합되어 내부에 위치되는 열전소자(230)를 밀폐시키는 냉열플레이트(220)는, 직사각형의 판상 중앙에 관통부(212)와 대응될 수 있는 크기의 설치요입부(222)가 형성되며, 위의 가이드돌기(214)가 삽입되는 가이드보스(224)가 "H"자 형상으로 형성된다.

또한, 위의 냉열플레이트(220)와 전열블록(210)을 나사 등을 이용하여 체결시키기 위하여 전열블록(210)에는 일면으로 제 1 체결보스(216)가 돌출 형성되고, 냉열플레이트(220)에는 제 1 체결보스(216)를 포함할 수 있는 제 2 체결보스(226) 가 돌출 형성되어 전열블록(210)과 냉열플레이트(220)를 나사 체결시키게 된다.

그리고 냉열플레이트(220)의 전면측에 설치되는 콜드싱크(240)는 주위로부터 열을 흡수하여 냉각시키는 것으로서, 커버플레이트(241)와 커버플레이트(241)의 내측면에 직교하는 다수개의 냉각핀(241a)으로 구성된다.

또, 커버플레이트(241)의 후측면으로는 열전소자(230)의 크기와 동일한 접촉부(244)가 일체로 돌출되어 결합시 냉열플레이트(220)를 매개로 전열블록(210)내의 열전소자(230)와 접촉을 이루게 된다.

그리고 전열블록(210)의 열전소자(230)의 후면에서 접촉되어 주위로부터 열을 방출하는 히트싱크(250)는, 콜드싱크(240)와 같이 커버플레이트(251)와 커버플레이트(251)의 내측면에 직교하는 다수개의 냉각핀(251a)을 가진다.

한편, 전열블록(210)을 사이에 두고 배치되는 히트싱크(250)와 콜드싱크(240)는 체결수단(260)으로 하여 각각 형성된 결합공(252)(242)을 통하여 체결을 이루게 된다.

체결수단(260)은 바림직하게는 나사가 사용되어지며, 리벳팅 등으로 이루어질 수도 있다.

그리고 냉각장치의 어셈블리가 설치된 내, 외부케이스(110)(120)의 사이에는 단열벽(130)이 발포되며, 이 단열벽(130)은 우레탄의 재질이 사용되어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4를 참고하면 먼저, 냉열플레이트(220)의 제 2 체결보스(226)를 전열블록(210)의 제 1 체결보스(216)에 삽입함과 동시에 가이드보스(224)의 홈에 전열블록(210)의 가이드돌기(214)를 삽입시킴으로써 냉열플레이트(220)와 전열블록(210)을 위치 고정시키게 된다.

다음, 전열블록(210)의 후측으로 히트싱크(250)를 밀착시킨 상태에서 앞, 뒷면에 절연그리스(232)가 도포된 열전소자(230)를 전열블록(210)의 관통부(212)에 위치시킨다. 그리고 냉열플레이트(220)의 전면측에서는 콜드싱크(240)의 접촉부(244)를 설치요입부(222)와 관통부(212)에 차례로 삽입시키게 된다. 따라서 절연그리스(232)가 도포된 열전소자(230)는 콜드싱크(240)와 히트싱크(250)에 밀착 접촉된다.

그리고 이와 같은 상태에서 콜드싱크(240)로부터 나사가 삽입되어 전열블록(210)의 제 1 체결보스(216)에 체결됨으로 콜드싱크(240)와 냉열플레이트(220), 그리고 전열블록(210)을 1차로 결합시키고, 히트싱크(250)의 결합공(252)으로부터 삽입되는 체결수단(260)은 콜드싱크(240)의 결합공(242)에 체결되어 이들을 하나의 어셈블리로 조립하게 된다.

여기서 냉각장치(200)의 조립 순서는 한정되지 않으며, 그 순서가 바뀔 수도 있다.

그리고 위와 같이 조립된 냉각장치를 내, 외부케이스(110)(120)의 사이에 설치하고, 냉각장치(200)를 제외한 내, 외부케이스(110)(120)의 사이에 우레탄 재질의 단열벽(130)이 발포된다.

이처럼 어셈블리된 냉각장치(200)에 의하여 냉각장치(200)의 설치가 간단하 게 되며, 전열블록(210)에서 밀폐된 열전소자(230)는 내구성이 향상된다.

또한, 냉각장치(200)의 어셈블리는 단열벽(130)의 우레탄 발포 시에 우레탄이 내부로 침투되는 것이 방지되며, 단열벽(130)의 발포 후에도, 히트싱크(250)를 분리하고, 냉열플레이트(220)로부터 전열블록(210)을 분리함으로써, 열전소자(230)의 유지 보수가 용이하게 되었다.

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 냉각장치 조립을 위한 어셈블리는, 콜드싱크와 히트싱크 및 열전소자로 구성되는 냉각장치를 하나의 어셈블리화하여 조립시킴으로써, 조립성의 향상은 물론, 단열벽의 발포 후에도 열전소자의 유지 및 보수가 가능한 효과가 있다.

Claims

삭제
저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리에 있어서,

열전소자를 내부에 포함할 수 있도록 중앙에 관통부가 형성된 전열블록과,

상기 전열블록의 전면측에서 상기 열전소자를 밀폐시키도록 상기 관통부에 대응되는 설치요입부가 형성되는 냉열플레이트와,

상기 설치요입부의 내부에 위치된 상기 열전소자에 접촉될 수 있도록 후면에 돌출된 접촉부를 마련한 콜드싱크와,

상기 전열블록의 열전소자의 후면에서 접촉되는 히트싱크와,

상기 히트싱크와 상기 콜드싱크를 일체로 조립하는 체결수단,

을 포함하는 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리.
제 2 항에 있어서,

상기 전열블록에는 일면으로 제 1 체결보스가 돌출 형성되고, 상기 냉열플레이트에는 상기 제 1 체결보스를 포함할 수 있는 제 2 체결보스가 돌출 형성되어,

상기 전열블록과 상기 냉열플레이트가 상기 제 1, 2 체결보스를 통하여 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 저장고의 냉각장치 조립을 위한 어셈블리.
삭제