KR100674186B1 - 텔레비전의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조로 텔레비전 내부를 일정 온도로 유지하도록 함으로써 전력소모를 줄이고, 제조단가를 줄이고자 한 텔레비전의 냉각장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치는 텔레비전의 후면을 형성하는 백커버와, 상기 백커버의 내측에 구비되어, 영상을 디스플레이하는 모니터부와, 상기 백커버의 후측면에 일체로 사출 성형되며, 유동하는 공기의 입구와 출구 각각을 모니터부를 향하는 덕트를 내설한 케이스와, 상기 덕트 상에 형성되어 모터에 의해 회전되며 덕트로 공기를 안내하는 송풍팬과, 상기 덕트 상에 구비된 절연체에 감싸지며, 제벡 효과에 의해 열에너지를 전기에너지로 변환하여 안내되는 공기를 냉각시키는 열전 반도체와, 상기 모니터부의 후측에 부착되어 일정 이상의 온도를 감지하는 온도센서부와, 상기 온도센서부의 신호에 의해 모터 및 송풍팬의 작동을 제어하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 한다.

텔레비전, 냉각장치, 제벡 효과

Description

텔레비전의 냉각장치{cooling apparatus of TV}

도 1은 종래 텔레비전의 냉각장치의 구성을 보인 회로도.

도 2는 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치를 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치를 보인 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치를 이루는 열전 반도체의 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110: 백커버 120: 모니터부

200: 케이스 300: 덕트

410: 송풍팬 420: 모터

500: 열전 반도체 502: 금속층

504: 도체층 506,507: p형 및 n형 반도체

600: 온도센서부 700: 제어부

본 발명은 텔레비전의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조로 텔레비전 내부를 일정 온도로 유지하도록 함으로써 전력소모를 줄이고, 제조단가를 줄이고자 한 텔레비전의 냉각장치에 관한 것이다.

현재, 범용화되어 있는 텔레비전에 있어서는 화질의 현격한 향상과 화면상에서 발생되는 인체에 유해한 전자파의 감소 등과 같은 성능향상을 도모하기 위한 다양한 연구가 그 성과를 나타내게 됨에 따라, 보다 고화질과 더불어 고성능화가 구현되고 있다.

하지만, 이러한 텔레비전에서는 내부가 쉽게 과열될 가능성이 있게 되므로 그 과열상태로 인한 각 회로 또는 부품의 성능저하 및 화질저하가 촉진되었다.

그래서, 한국특허공고번호 특0127542호에는 텔레비전의 내부가 소정온도 이상으로 과열되는 상태로 감지되면 팬모터가 그 과열온도의 상승치에 따라 변동된 회전속도로 동작하여 외부로부터 유입되는 냉기의 유입속도를 조절함으로써 내부의 과열온도를 신속하게 적정온도로 하강시키기 위한 텔레비전의 냉각장치가 제안된 바 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 텔레비전 냉각장치는 과열감지부(10)에서 텔레비전 내의 과열온도를 감지한 결과로 과열감지신호를 출력함에 따라, 상기 과열감지센서(11)의 후단에 걸리는 전압을 그 비반전단자(+)에 입력받아 그 반전단자(-)에 입력되는 저항(R3,R4)에 의해 설정된 기준전압과 비교하기 위한 비교기(12)를 포함하여 구성하고, A/D변환기(20)에서 상기 과열감지신호를 인식 가능한 디지털신호의 형태로 변환한다.

그리고, 상기 비교기(12)로 출력되는 과열감지신호는 과열감지센서(11)에서 감지되는 내부온도의 상승치에 비례하여 상승된 전위를 갖는 전압으로서 출력되며, 마이컴(30)에서 A/D변환기(20)를 통해 과열감지신호를 입력받아 인식하고서 내부온도의 상승치에 따라 냉각팬(60)과 연결된 팬모터(50)의 회전속도가 변동되어 동작되도록 하는 제어신호를 출력한다.

이때, 상기 마이컴(30)은 미리 설정된 내부온도의 상승치에 따른 예컨대 제 1레벨 내지 제 3레벨과 같은 설정 레벨치와 상기 과열감지신호의 신호레벨을 비교한 결과로 텔레비전 내부의 온도상태를 판단하고서 후술하는 데이터기억부(30B)에 기억된 제어데이터를 독출하여 그 과열온도상태에 따라 상기 팬모터(50)의 회전속도를 변동시켜 동작하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(30A)와, 상기 내부온도의 상승치와 비교하기 위한 설정레벨치에 대응하는 예컨대 저속과 중속 및 고속과 최고속과 같은 모터속도제어데이터가 기억되어 있는 예컨대 ROM과 같은 불휘발성 메모리로 이루어진 데이터기억부(30B)로 구성된다.

한편, 참조부호 40은 마이컴(30)으로부터의 제어신호를 입력받아 상기 팬모터(50)의 회전속도의 변동을 위해 구동되는 모터구동부이다.

그러나, 종래의 텔레비전 냉각장치는 텔레비전 내부의 일정 이상 온도 상승을 방지하기 위해 모터, 냉각팬 및 모터구동부 등을 구비하여야 하기 때문에 구조가 복잡하고, 설치비용 및 유지비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 텔레비전의 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위한 장치로써 제벡 효과(See Back Effect)를 이용한 열전 반도체를 구비함으로써 텔레비전의 내부 구조를 간단하게 구성할 수 있고, 소비전력을 줄일 수 있는 텔레비전의 냉각장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치는 텔레비전의 후면을 형성하는 백커버와, 상기 백커버의 내측에 구비되어, 영상을 디스플레이하는 모니터부와, 상기 백커버의 후측면에 일체로 사출 성형되며, 유동하는 공기의 입구와 출구 각각을 모니터부를 향하는 덕트를 내설한 케이스와, 상기 덕트 상에 형성되어 모터에 의해 회전되며 덕트로 공기를 안내하는 송풍팬과, 상기 덕트 상에 구비된 절연체에 감싸지며, 제벡 효과에 의해 열에너지를 전기에너지로 변환하여 안내되는 공기를 냉각시키는 열전 반도체와, 상기 모니터부의 후측에 부착되어 일정 이상의 온도를 감지하는 온도센서부와, 상기 온도센서부의 신호에 의해 모터 및 송풍팬의 작동을 제어하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치를 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치를 보인 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치를 이루는 열전 반도체의 개략도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치는 텔레비전의 후면을 형성하는 백커버(110)와, 상기 백커버(110)의 내측에 구비되어, 영상을 디스플레이하는 모니터부(120)와, 상기 백커버(110)의 후측면에 일체로 사출 성형되며, 유동하는 공기의 입구(310)와 출구(320) 각각을 모니터부(120)를 향하는 덕트(300)를 내설한 케이스(200)와, 상기 덕트(300) 상에 형성되어 모터(420)에 의해 회전되며 덕트(300)로 공기를 안내하는 송풍팬(410)과, 상기 덕트(300) 상에 구비된 절연체(510)에 감싸지며, 제벡 효과에 의해 열에너지를 전기에너지로 변환하여 안내되는 공기를 냉각시키는 열전 반도체(500)와, 상기 모니터부(120)의 후측에 부착되어 일정 이상의 온도를 감지하는 온도센서부(600)와, 상기 온도센서부(600)의 신호에 의해 모터(420) 및 송풍팬(410)의 작동을 제어하는 제어부(700)로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 텔레비전의 후측은 백커버(110)로 이루어지고, 백커버(110)의 내측에는 영상을 출력하는 모니터부(120)가 설치된다.

그리고, 상기 백커버(110)와 모니터부(120) 사이에는 케이스(200)를 갖는다.

상기 케이스(200)는 백커버(110)의 후측면에 일체로 사출 성형되어 조립공정을 없앤다.

이때, 상기 케이스(200)는 내부에 덕트(300)를 내설하여 공기의 유동을 안내한다.

상기 덕트(300)의 입구(310)와 출구(320)는 모두 모니터부(120) 방향으로 개방되어 있다.

그리고, 상기 덕트(300)는 공기의 입구(310)측에 인접한 내부에 송풍팬(410)과 모터(420)를 구비한다.

상기 모터(420)는 제어부(700)의 신호에 의해 작동되며 송풍팬(410)을 회전시키고, 회전되는 송풍팬(410)에 의해 덕트(300)의 내부로 텔레비전 내부의 일정 이상의 온도를 갖는 공기가 유입된다.

이때, 상기 모터(420)는 텔레비전 내부에 설치된 온도센서부(600)에 의해 일정 온도 이상시 그 신호를 전송받은 제어부(700)를 통해 작동된다.

한편, 상기 온도감지센서부는 케이스(200)를 향하는 모니터부(120)의 내측면에 고정 부착되어 모니터부(120)의 온도를 직접적으로 감지한다.

이때, 상기 제어부(700)는 모니터부(120)의 일정 온도 상승으로 인한 온도감지센서부의 신호를 인가 받으며, 모니터부(120)의 설정 온도 이하 시 모터(420)의 작동을 정지하도록 제어한다.

또한, 상기 덕트(300)는 대략 중앙 부위에 입구(310)와 출구(320)를 연통하는 절연체(510)를 설치하고, 열전 반도체(500)는 절연체(510)에 둘러 쌓이도록 구비된다.

상기 열전 반도체(500)는 제벡 효과(See Back Effect)를 이용한 것이다.

즉, 제벡 효과는 서로 다른 2개의 반도체를 접속하여 접합부에 온도차를 주면 기전력(전압)이 발생하는 현상을 이른다.

여기서 발생되는 기전력을 열기전력(thermo electromotive force)라 하고 1℃당 온도차로 인하여 발생되는 열 기전력을 제벡 계수(See Back Coefficient)라 한다.

반도체 양끝부분(접합부)에서 온도차가 없으면 전위차는 발생하지 않는다.

일반적으로 제시한 반도체의 양 가장자리 부분에서는 T0, T0＋ T의가열된 온도에 의해서 열에너지를 받게된다.

이러한 열에너지로 인하여 자유전자가 점차적으로 증가하지만 실험에 이용되고 있는 소자가 반도체이므로 B보다 놓은 온도로 가열된 A는 자유전자가 높게 되므로 자유전자가 과잉상태로 축척되어(-) 전하를 띄고, 놓은 온도인 A에는(+)전하인 정공이 존재하게 된다.

따라서, 이러한 원인에 의하여 A와 B사이에 폭 넓게 전위차가 발생하게 되어 열에너지를 전기에너지로 변환할 수 있게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열전 반도체(500)는 상 ·하로 간격을 평행하게 배열된 한 쌍의 금속층(502)과, 상기 금속층(502) 사이에 개재된 다수 개의 도체층(504)과, 상기 도체층(504) 각각에 접착된 p형 반도체(506) 및 n형 반도체(507)로 구성된다.

이때, 상기 금속층(502)은 알루미늄 재질이며, 도체층(504)은 구리 재질이다.

그리고, 상기 절연체(510)는 열전 반도체(500)에서 발생되는 전기 에너지를 외부 누출을 방지하기 위해 구비된다.

한편, 상기와 같이 구성된 열전 반도체(500)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

펠티에 효과에 의해 열전 반도체(500)의 p형 및 n형 반도체(506,507)에 직류전류를 가해주면 네거티브(negative)로 대전된 금속/반도체 접점에서는 주위로부터 열에너지를 흡수한 전자가 열전 반도체(500) 내부로 이동하여 흡열이 일어나며, 포지티브(positive)로 대전된 접점에서는 전자의 열에너지 방출에 의해서 발열이 일어난다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 텔레비전의 냉각장치는 모니터부(120)에 부착된 온도센서부(600)의 신호를 제어부(700)에서 인가하여 모터(420)를 작동하면, 상기 송풍팬(410)의 회전에 의해 텔레비전의 실내 공기를 덕트(300)의 입구(310)로 유입하여 열전 반도체(500)를 통과하므로 열전 반도체(500)에 의해 냉각된 공기를 덕트(300)의 출구(320)로 안내하여 모니터부(120)로 송풍시킨다.

이러한 과정을 통해 상기 제어부(700)에서 열전 반도체(500) 양단면이 연결된 두 개의 다른 금속에 전기적 부하를 걸었을 때 금속의 각기 다른 양단면에서 발열과 냉각이 동시에 일어나므로 모니터부(120) 표면 및 실내순환 공기는 냉각된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 텔레비전의 냉각장치에 의하면, 텔레비전 내부의 온도를 일정하게 유지하도록 제벡 효과를 이용한 열전 반도체를 백커버의 내측면에 형성함으로써 냉각장치의 구조를 단순화시키며, 종래의 모터구동부의 제거로 인해 소비전력을 낮추게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 텔레비전의 후면을 형성하는 백커버(110)와, 상기 백커버(110)의 내측에 구비되어 영상을 디스플레이하는 모니터부(120)와, 상기 백커버(110)와 모니터부(120) 사이에 구비되고 공기를 유동하기 위해 입구(310)와 출구(320)를 갖는 덕트(300)와, 상기 덕트(300) 상에 형성되어 모터(420)에 의해 회전되며 상기 덕트(300)로 공기를 안내하는 송풍팬(410)과, 상기 덕트(300) 상에 구비된 절연체(510)에 감싸지며, 제벡 효과에 의해 열에너지를 전기에너지로 변환하여 안내되는 공기를 냉각시키는 열전 반도체(500)와, 상기 모니터부(120)의 후측에 부착되어 일정 이상의 온도를 감지하는 온도센서부(600) 및 상기 온도센서부(600)의 신호에 의해 상기 모터(420)와 송풍팬(410)의 작동을 제어하는 제어부(700)로 구성되고,

   상기 덕트(300)는 상기 백커버(110)의 후측면에 일체로 사출 성형되는 케이스(200) 내부에 구비되면서 상기 입구(310)와 출구(320)만을 상기 케이스(200)의 외부로 노출되게 설치함에 따라 상기 백커버(110)와 모니터부(120) 사이의 공기를 내부 순환시키며 상기 열전 반도체(500)로서 지속적으로 열교환하며;

   상기 열전 반도체(500)는 상기 절연체(510)에 감싸짐에 따라 열손실 방지된 냉기를 상기 덕트(300)의 내부에 양방향으로 토출시킴으로써 열교환율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 텔레비전의 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열전 반도체(500)는 상 ·하로 간격을 평행하게 배열된 한 쌍의 금속층(502)과;

   상기 금속층(502) 사이에 개재된 다수 개의 도체층(504)과;

   상기 도체층(504) 각각에 접착된 p형 및 n형 반도체(506,507)로 구성되는 것을 특징으로 하는 텔레비전의 냉각장치.

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