KR100708947B1 - A cooling and heating apparatus with thermal electric module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전소자(Thermal Electric Module)를 사용하는 냉각 및 가열장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a cooling and heating apparatus using a thermoelectric module,
콜드매스에 금속판이 고정 될 수 있게 홈을 만든 후 콜드매스와 연결 고리 사이에 절연재를 붙인 후 연결 고리와 방열부재를 체결하여 열전소자를 고정하고, 콜드매스와 냉각부재를 볼트로 체결함으로써 고온부에서 저온부로 열이 직접 침입하는 것을 감소시켜 열전소자의 냉각 성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다. After making the groove to fix the metal plate on the cold mass, attach an insulating material between the cold mass and the connecting ring, and then fasten the thermoelectric element by fastening the connecting ring and the heat radiating member, and fastening the cold mass and the cooling member with bolts in the high temperature part. It is characterized by improving the cooling performance of the thermoelectric element by reducing the direct intrusion of heat into the low temperature portion.
열전소자, 가열장치, 냉각장치, 콜드매스, 단열재, 브래킷Thermoelectric element, heating device, cooling device, cold mass, insulation, bracket
Description
도 1은 종래기술에 의한 기존의 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 측면도이다.1 is a side view of a cooling and heating apparatus using a conventional thermoelectric device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 분해도이다. 2 is an exploded view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric device according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 측면도이다. 3 is a side view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 분해도이다. 4 is an exploded view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric device according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 측면도이다. 5 is a side view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric device according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 분해도이다. 6 is an exploded view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric device according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 측면도이다. 7 is a side view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric device according to a third embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *
10 : 방열부재20 : 열전소자 10: heat dissipation member 20: thermoelectric element
30 : 콜드매스30: cold mass
40 : 냉각부재50 : 체결볼트40: cooling member 50: fastening bolt
60 : 브래킷60: bracket
70 : 단열재70: insulation
본 발명은 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열전소자와, 각각 이 열전소자의 양면에 결합되는 방열부재와 콜드매스를 상호 열간섭이 없도록 체결함으로써 열전소자의 성능과 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 열전소자 체결구조에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling and heating apparatus using a thermoelectric element, and more particularly, the thermoelectric element, the heat dissipation member and the cold mass coupled to both sides of the thermoelectric element by fastening so as not to mutually interfere with each other the performance of the thermoelectric element It relates to a thermoelectric element fastening structure to improve the durability.
열전소자는 2종의 서로 다른 금속을 결합시키거나 또는 n형 반도체와 p형 반도체를 상호 접합시켜서 이루어진 소자로서, 이 소자에 직류전류를 가하면 양 금속표면에서 흡열반응과 방열반응이 일어나는 특성을 가지게 된다. 따라서, 열전소자의 흡열부위에 열교환기를 설치하게 되면 주위공간을 냉각시킬 수 있으며, 반대로 방열부위에 열교환기를 설치하게 되면 주위공간의 온도를 상승시키게 할 수 있는 것이다. A thermoelectric element is a device made by combining two different metals or by bonding an n-type semiconductor and a p-type semiconductor to each other. When a direct current is applied to the device, endothermic reactions and heat radiation reactions occur on both metal surfaces. do. Therefore, when the heat exchanger is installed on the heat absorbing portion of the thermoelectric element, the surrounding space can be cooled. On the contrary, when the heat exchanger is installed on the heat radiating portion, the temperature of the surrounding space can be increased.
이 열전소자는 기존의 냉동 사이클을 이용하는 냉매를 사용하지 않아 압축기와 같은 구동장치가 필요 없어 작동소음이 발생하지 않고 열전소자의 크기가 작아 설치하기가 매우 용이하며, 제품을 콤팩트하게 구성할 수 있는 특징이 있다. Since the thermoelectric element does not use a refrigerant using a conventional refrigeration cycle, there is no need for a driving device such as a compressor, and thus, operation noise does not occur, and the thermoelectric element is small and easy to install, and the product can be compactly constructed. There is a characteristic.
따라서, 열전소자의 흡열부를 냉각시키고자 하는 저장공간을 향해 배치하고 방열부를 저장공간의 외부에 배치하여 열전소자에 공급되는 전류의 크기와 시간을 조절하게 되면 저장공간을 냉장 또는 냉동시킬 수 있으므로 소형냉장고, 김치냉장고, 의료용 항온기 등과 같은 제품에 사용할 수 있다. Therefore, when the heat absorbing portion of the thermoelectric element is disposed toward the storage space to be cooled and the heat dissipation portion is disposed outside the storage space to adjust the magnitude and time of the current supplied to the thermoelectric element, the storage space can be refrigerated or frozen. It can be used in products such as refrigerators, kimchi refrigerators, and medical thermostats.
한편, 열전소자의 방열부를 가열시키고자 하는 저장공간을 향해 배치하고 흡열부를 저장공간의 외부에 배치하면 저장공간의 온도를 높일 수 있으므로 온장고나 히팅 장치 등과 같은 제품에 사용할 수 있게 된다. On the other hand, when the heat dissipation portion of the thermoelectric element is disposed toward the storage space to be heated and the heat absorbing portion is disposed outside the storage space can increase the temperature of the storage space can be used in products such as warmers or heating devices.
도 1은 이러한 열전소자를 이용한 종래의 냉각 및 가열장치에서의 열전소자와 방열부재 및 냉각부재간의 체결구조를 보이고 있다. 이에 도시된 바와 같이 열전소자를 이용한 종래의 냉각 및 가열장치는 열전소자(20), 일면이 상기 열전소자(20)의 흡열부와 접촉되어 있으며 타면이 냉각부재(40)에 접촉되어 있는 콜드매스(30), 일면이 상기 열전소자의(11)의 방열부에 접촉되어 있으며 외부의 방열공간으로 열을 방출하는 방열부재(10) 및 냉각부재(40)와 콜드매스(30)를 관통하여 방열부재(10)에 직접 결합되어 다수개의 연결 볼트(41)로 이루어져 있다. 1 shows a fastening structure between a thermoelectric element, a heat dissipation member, and a cooling member in a conventional cooling and heating apparatus using such a thermoelectric element. As shown in the related art, the conventional cooling and heating apparatus using a thermoelectric element is a
여기서 콜드매스(30)는 열전소자(20)의 흡열부의 낮은 온도를 냉각부재(40)로 전달해 냉각부재(40)로부터의 열흡수 즉 냉각공간의 온도를 낮추는 역할뿐 아니라, 열전소자(20)로 공급되는 직류전원의 불완전한 특성으로 인한 흡열부의 표면온도변화가 냉각부재(40)로 직접 전달되지 못하도록 중간에서 열을 축열하는 완충작용을 하는 역할을 수행해야 하므로 그 재료로는 주로 열전도도가 높은 금속이 사용되고 있다. 또한 방열부재(10)는 열전소자(20)의 방열부의 열을 방열공간으로 방출해야 하므로 주로 열전도도가 높은 금속이 사용되고 있다. 도 1에서는 도시되어 있지 않으나, 열전소자(20), 콜드매스(30), 냉각부재(40)와 방열부재(10) 각각의 접촉면에서의 접촉열저항을 줄이기 위해 써멀그리스와 같은 열전도도가 높은 물질이 도포되어 있다. 또한 냉각부재(40)와 방열부재(10)는 열전소자(20)가 적용되는 요구조건에 따라 다양한 형태를 가지게 된다. The
도 1에서와 같이 종래기술에서는 이 열전소자(20), 냉각부재(40), 콜드매스(30) 및 방열부재(10)를 고정시키고, 열전소자(20), 냉각부재(40), 콜드매스(30) 및 방열부재(10) 상호간의 확실한 접촉을 위해 접촉면에 일정한 압력을 가하는 결합수단으로서 주로 금속성 체결 볼트(50)를 주로 사용하고 있다. 그러나, 이 체결 볼트(50)는 저온측의 콜드매스(30)와 냉각부재(40)를 고온측의 방열부재(10)와 직접적으로 연결하고 있기 때문에 저온측과 고온측사이를 연결하는 열전도 통로가 된다. 따라서 고온측인 방열부재(10)의 열은 방열공간으로 방출되기도 하지만 이 체결 볼트(50)를 통해 저온측인 콜드매스(30)와 냉각부재(40)로 유입되게 된다. 그 결과 콜드매스(30)와 냉각부재(40)의 온도가 상승하게 되어 열부하가 증가하게 되고 결국 열전소자(20)의 성능을 크게 저하시키게 된다. In the prior art, as shown in FIG. 1, the
또한 결합수단으로 비금속성 체결 볼트(50)를 사용하면 콜드매스(30)와 방열부재(10)사이의 열교환을 감소시킬 수 있으나, 볼트체결의 특성상 열전소자(20), 냉각부재(40), 콜드매스(30) 및 방열부재(10)의 조립과정시 과도한 체결력이 가해지기 쉽고 또 볼트간의 체결력을 균일하게 맞추기 어려워 열전소자(20)의 파손을 유발하게 된다. In addition, when the
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 볼트를 사용하지 않는 열전소자 체결구조가 대한민국 등록특허 제10-0455924호에 개시되어 있으나, 열전소자의 체결을 위한 커버가 전열블록(콜드매스), 열전소자의 측면 전체를 모두 덮는 형상으로 형성되기 때문에 콜드매스의 형상이 복잡하고 열전소자와의 형상차이가 있을 경우 콜드매스의 형상에 맞춘 커버유닛을 적용해야 하므로 다양한 형상의 커버유닛을 제조해야하므로 제조과정이 복잡해지고 제조비용도 상승하게 된다. 또한 커버유닛이 전도성이 낮은 물질로 제조되더라도 커버유닛이 전열블록의 측면 전체를 덮기 때문에 방열부재로부터 냉각부재로의 열유입통로인 커버 횡단면 면적이 증가하게 되어 열유입을 효과적으로 억제할 수 없게 된다. In order to solve such a problem, a thermoelectric device fastening structure without using a bolt is disclosed in Korean Patent No. 10-0455924, but the cover for fastening the thermoelectric device is a heat transfer block (cold mass), the entire side of the thermoelectric device. Since the shape of the cold mass is complicated and there is a difference in shape from the thermoelectric element, a cover unit adapted to the shape of the cold mass has to be applied. Therefore, the manufacturing process becomes complicated because the cover unit of various shapes must be manufactured. Manufacturing costs will also rise. In addition, even if the cover unit is made of a material having a low conductivity, since the cover unit covers the entire side surface of the heat transfer block, the cover cross-sectional area, which is a heat inflow passage from the heat radiating member to the cooling member, increases, so that heat inflow cannot be effectively suppressed.
본 발명의 목적은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 낮은 열유입통로를 가지며 다양한 콜드매스의 형상을 수용할 수 있는 브래킷을 사용하여열전소자를 콜드매스 및 방열부재와 체결함으로써 고온부인 방열부재와 저온부인 콜드매스를 열적으로 분리하여 고온부와 저온부간의 열유입를 차단함으로써 열전소자의 성능을 향상시킬 수 있는 열전소자의 체결구조를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, by using a bracket having a low heat inflow path and capable of accommodating various cold mass shapes, the thermoelectric element is fastened to the cold mass and the heat dissipation member to It is to provide a fastening structure of the thermoelectric element which can improve the performance of the thermoelectric element by thermally separating the heat radiating member and the cold mass which is the low temperature part to block the heat inflow between the high temperature part and the low temperature part.
본 발명에 의해 구성된 열전소자 체결 구조의 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Referring to the drawings of the thermoelectric element fastening structure constructed by the present invention in detail as follows.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 분해도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의해 조립된 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 측면도이다. 도 4는 제 2 실시예에 의한 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 분해도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의해 조립된 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치의 측면도이다. 2 is an exploded view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric element according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric element assembled according to the first embodiment of the present invention. to be. 4 is an exploded view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric element according to a second embodiment, and FIG. 5 is a side view of a cooling and heating apparatus using a thermoelectric element assembled according to a second embodiment of the present invention.
이러한 본 발명에 따른 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제 1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제 1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다. These embodiments according to the present invention are merely for illustrating the present invention, the present invention is not limited thereto. In addition, prior to description, in the various embodiments, components having the same configuration will be described in the first embodiment by using the same reference numerals, and in other embodiments, only the configuration different from the first embodiment will be described. Let's do it.
그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 제 1 실시예에 따른 열전소자의 체결구조는 열전소자(20)와, 열전소자(20)의 방열부에 접촉하여 배치되는 방열부재(10)와, 열전소자(20)의 흡열부에 일면이 접촉하여 배치되는 콜드매스(30)와, 콜드매스(30)의 타면에 접촉하여 배치되는 냉각부재(40) 및 콜드매스(30)와 방열부재(10)를 고정하는 브래킷(60)을 포함한다. 2 and 3, the fastening structure of the thermoelectric element according to the first embodiment of the present invention is a
콜드매스(30)는 열전소자(20)의 흡열부의 낮은 온도를 냉각부재(40)로 전달해 냉각부재(40)로부터의 열흡수 즉 냉각공간의 온도를 낮추는 역할뿐 아니라, 열전소자(20)로 공급되는 불균일한 직류전원으로 인한 흡열부의 표면온도변화가 냉각부재(40)로 직접 전달되지 못하도록 중간에서 열을 축열하는 완충작용을 하는 역할을 수행해야 하므로 열전도도가 높은 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 또한 콜드매스(30)는 원통형이나 육면체등 다양한 형상을 가질 수도 있으나, 냉각부재(40)방향으로 열저항을 감소시키고 냉각부재(40)에서의 균일한 온도영역을 확대하기 위해 열전소자(20)의 흡열부와의 접촉면적보다는 냉각부재(40)와의 접촉면적이 더 크게 형성된 사다리꼴이나 꼭지가 절단된 원뿔의 형상을 가질 수 있다. The
또한, 콜드매스(30)의 냉각부재(40)와 접촉하는 냉각접촉면(31)에는 브래킷(60)의 걸림부(61)와 접촉되며 최소한 걸림부(61)의 두께보다는 깊게 형성된 단차를 가진 걸림턱부(33)가 냉각접촉면(31)의 일부에 형성된다. 걸림턱부(33)는 브래킷(60)의 걸림부(61)의 형상에 따라, 냉각접촉면(31)을 가로지르는 일자형 그루브, 냉각접촉면(31)의 외곽부 전체를 따라 형성된 스텝, 냉각접촉면(31) 외곽부 일부에만 형성된 스텝 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 특히, 냉각접촉면(31) 양단의 외곽부에만 스텝형상의 걸림턱부(33)가 형성되는 경우 압출성형되는 콜드매스의 제조과정상에서 걸림턱부(33)를 동시에 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, the
본 발명의 제 1 실시예에서는 냉각접촉면(31)의 외곽부의 일부, 즉 냉각접촉면(31)의 서로 마주보는 양단에만 스텝으로 형성된 걸림턱부(33)를 예시하고 있다. In the first embodiment of the present invention, the
브래킷(60)은 콜드매스(30)와 방열부재(10)를 열전소자(20)의 방열부와 흡열부에 밀착시키도록 콜드매스(30)와 방열부재(10)를 결합시키는 역할 뿐 아니라 고온부와 저온부를 열적으로 분리시키는 역할을 하므로 열전도에 의한 열유입을 최소화하기 위해 두께가 얇은 판형으로 형성된다. 또한 브래킷(60)은 전체가 하나의 부품인 일체형으로 형성된다.The
브래킷(60)은 콜드매스(30)의 걸림턱부(33)에 걸려지기 위해 걸림턱부(33)의 형상에 부합하도록 형성된 걸림부(61)와, 걸림부(61)의 양단에 일체로 형성되며 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 방열부재(10)방향으로 연장되는 연장부(62) 및 연장부(62)의 말단에 형성되어 방열부재와 결합되는 고정부를 포함한다. The
여기서 걸림부(61)는 냉각접촉면(31)과 냉각부재(40)의 접촉에 방해되지 않는 범위에서 걸림턱부(33)의 형상에 부합하도록 다양한 형태로 형성될 수 있다. 연장부(62)는 걸림부(61)의 양단에서 바로 방열부재(10)방향으로 절곡되어 형성될 수도 있고, 콜드매스(30)의 다양한 형상에 적용할 수 있도록 걸림부면과 동일면상으로 소정 길이만큼 연장된 다음 방열부재(10)방향으로 절곡되어 형성될 수도 있다. Here, the locking
즉, 본 실시예에서는 걸림턱부(33)가 콜드매스(30)의 양단에 스텝형상으로 형성되어 있으므로 브래킷(60)의 걸림부(61)는 중앙부가 개구되어 냉각접촉면(31)이 직접 냉각부재(40)에 접촉할 수 있도록 형성되어 있으며, 연장부(62)는 걸림부(61)의 양단에서 소정 길이만큼 연장된 다음 방열부재(10)방향으로 절곡되어 형성된다. 이와 같이 형성된 연장부는 걸림부의 양단에만 얇은 판 형상으로 형성되므로 저온부와 고온부사이의 열유입통로인 단면적을 크게 낮출 수 있고 동일 형상으로 다양한 형상의 콜드매스에 적용할 수 있는 장점이 있다.That is, in this embodiment, since the locking
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 제 1 실시예의 고정부의 형상은 연장부(62)에서 일방향으로 절곡되어 형성된 플랜지(63)를 예시하고 있다.2 and 3, the shape of the fixing portion of the first embodiment in the present invention illustrates the
본 실시예에서는 볼트-너트 또는 나사를 이용하여 브래킷(60)을 방열부재(10)와 연결결합시키므로 브래킷(60)의 플랜지(63)에는 방열부재(10)와의 결합을 위한 플랜지홀(64)이 적어도 하나 이상 형성되어 있으며, 방열부재(10)에는 플랜지홀(64)을 통과한 볼트(52) 또는 너트의 고정을 위한 고정홀(11)이 형성되어 있다. In this embodiment, the
브래킷(60)의 재질에는 제한이 없으나, 브래킷(60)은 콜드매스(30)와 방열부재(10)가 열전소자(20)의 양면에 균일하고 적정한 접촉압력으로 결합될 수 있도록 체결되어야 하므로 브래킷의 소재자체가 약간의 탄성을 가지는 것이 바람직하고 그 재질로는 금속, 플라스틱, 탄소섬유, 목재 등이 사용될 수 있다. 또한 금속이 사용되더라도 브래킷의 연장부(62)의 두께가 얇기 때문에 브래킷(60)을 통한 방열부재(10)와 콜드매스(30)사이의 열전도량은 매우 작게 된다. 브래킷(60)의 걸림부(61)과 콜드매스(30)의 걸림턱부(33)의 사이에는 서로간의 접촉을 확실히 하고 서로간의 열전도를 막기 위해 일정한 두께를 가지는 단열재(70)를 삽입할 수도 있다.The material of the
또한, 브래킷(60)은 종래기술로서 설명된 콜드매스(30)와 방열부재(10)사이에 볼트를 사용하는 체결구조보다 전도열전달 단면적을 작게 형성시킬 수 있을 뿐 아니라 브래킷 걸림부(61)와 콜드매스 걸림턱부(33)사이의 접촉열저항이 크게 형성되므로 전체적으로 볼트에 비해 훨씬 큰 전도열저항을 가지게 되어 단열재(70)을 사용하지 않더라도 고온부와 저온부사이의 열유입을 효과적으로 차단하게 된다. In addition, the
방열부재(10)는 열전소자(20)의 방열이 수월하도록, 냉각부재(40)는 열전소자(20)로의 열흡수가 수월하도록 바람직하게는 알루미늄과 같은 열전도도가 높은 금속으로 제조된다. 또한 냉각부재(40)와 방열부재(10)는 열전소자(20)가 적용되는 요구조건에 따라 다양한 형태의 방열구조를 가질 수 있다. The
도 2와 도 3에는 도시되어 있지 않으나, 열전소자(20)와 방열부재(10)의 사이와 열전소자(20)와 콜드매스(30)의 사이, 그리고 콜드매스(30)와 냉각부재(40)의 사이에는 전열그리스 또는 전열접착제가 도포되어 상기 요소들의 접촉면들 사이에서의 접촉저항을 줄여주게 된다. 상기 전열그리스는 바람직하게는 오일에 전도성분말을 첨가하여 제조된다. Although not shown in FIGS. 2 and 3, between the
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치는 브래킷(60)의 연장부(62)에 형성된 고정부의 형상을 제외하면 도 2와 도 3에 도시된 제 1 실시예의 열전소자를 사용하는 냉각 및 가열장치와 동일하다. 따라서 여기서는 브래킷(60)의 고정부에 대해서만 설명한다. As shown in Figure 4 and 5, the cooling and heating apparatus using a thermoelectric element according to a second embodiment of the present invention except for the shape of the fixing portion formed in the
본 실시예에서 브래킷(60)의 고정부로는 연장부(62)의 일단에서 일방향으로 돌출되어 형성된 돌출걸림쇠(65)가 형성되어 있다. 돌출걸림쇠(65)가 방열부재(10)에 형성된 걸림구멍(12)에 끼워지면 브래킷(60)의 연장부(62)는 재질의 탄성에 의해 돌출걸림쇠(65)의 돌출방향과 동일한 방향으로 벌어지므로 브래킷(60)이 걸림구멍(12)에 걸려 고정된다. 걸림구멍(12)의 위치는 도면과 같이 방열부재(10)상의 열전소자 접촉면에 형성될 수 있고, 다른 2개의 타면에 형성될 수도 있다. 또한 방열부재(10)의 형상에 따라 돌출걸림쇠(65)는 걸림구멍(12) 대신에 방열부재(10)의 일단과 걸려서 고정될 수 있다. 따라서 여기서 걸림구멍(12)은 구멍형상 뿐만 아니라 돌출걸림쇠(65)가 걸릴 수 있는 턱 등의 다양한 형상을 의미한다.In the present embodiment, the fixing portion of the
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서 냉각부재(40)와 콜드매스(30)는 다양한 방법으로 결합이 가능하지만 바람직하게는 냉각부재(40)에 형성된 관통구멍(41)과 콜드매스(30)에 형성된 나사산이 형성된 구멍(32)을 통해 볼트나 나사(51)로 고정된다. In the first and second embodiments of the present invention, the cooling
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 3 실시예를 보이고 있다. 본 실시예는 냉각부재와 콜드매스가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같은 일체형 구조는 특별한 형상의 냉각부재가 필요없는 경우에 냉각공간의 냉각조건에 부합되도록 냉각부재와 콜드매스가 일체형으로 형성된 것이다. 따라서 콜드매스의 형상은 제 1 및 제 2 실시예의 냉각부재(40)가 부착되는 냉각접촉면(31)이 없으며, 그 대신에 열전소자(20)가 부착되는 콜드매스 면의 반대면으로부터 돌출부가 형성되어 이 돌출부가 냉각공간에 위치하여 냉각역할을 하는 것이다. 이 일체형 콜드매스는 예를 들면 정수기의 냉수조의 냉각모듈에 적용할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 정수기의 냉수조의 냉각모듈에는 씰부재(80)가 콜드매스와 결합되어 콜드매스 표면과 정수기 냉수조벽사이로의 누수를 방지하는 역할을 한다. 6 and 7 show a third embodiment of the present invention. This embodiment is characterized in that the cooling member and the cold mass are formed integrally. Such an integrated structure is one in which the cooling member and the cold mass are integrally formed so as to meet the cooling conditions of the cooling space when a special shape of the cooling member is not required. Thus, the shape of the cold mass has no cooling
이 경우, 콜드매스(30)에는 브래킷(60)의 걸림부(61)와 접촉되어 콜드매스(30)을 고정하는 걸림턱부(33)가 콜드매스(30)의 외주부에 형성되어 있다. 이 걸림턱부(33)는 브래킷(60)의 걸림부(61)의 형상에 따라, 콜드매스의 외주부 전체를 따라 형성된 스텝, 도6에 도시된 바와 같이 외주부의 일부 즉, 양단에만 형성된 스텝 등 다양한 형태를 가질 수 있다. In this case, in the
브래킷(60)의 형상과 방열부재(10)와의 결합구조는 제 1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. Since the shape of the
다음에는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열전소자(20)의 체결구조의 설치방법에 대해 설명한다. Next, a method of installing the fastening structure of the
먼저, 열전소자(20)를 방열부재(10)의 접촉면상에 열전소자(20)의 방열부가 위치하도록 소정의 위치에 놓고 콜드매스(30)를 열전소자(20)의 흡열부에 접촉시킨다. 다음으로, 브래킷(60)의 걸림부(61)를 단열재(70)을 사이에 두고 콜드매스(30)의 걸림턱부(33)에 위치시킨 후 브래킷(60)의 플랜지부(63)를 방열부재(10)의 고정홀(11)에 나사 또는 볼트결합시키거나 또는 브래킷(60)의 돌출걸림쇠(65)를 방열부재(10)의 걸림구멍(12)에 삽입하고 연장부(62)가 탄성에 의해 벌어져서 브래킷(60)이 방열부재(10)에 고정되도록 한다. 이어 냉각부재(40)와 콜드매스(30)를 볼트나 나사를 사용하여 고정한다. First, the
이와 같이 브래킷(60)의 탄성을 이용하여 콜드매스(30)와 방열부재(10)를 열전소자(20)에 밀착 부착함으로써 체결볼트만을 사용하여 콜드매스(30)와 방열부재(10)를 체결하는 경우 발생하는 열전소자(20)의 파손을 줄일 수 있고, 브래킷(60)의 재질과 열저항이 높은 구조에 의해 콜드매스(30)의 저온부와 방열부재(10)의 고온부사이의 열유입을 감소시킬 수 있으므로 열전소자(20)의 성능을 향상시킬 수 있다. As such, the
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications or changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It goes without saying that it belongs to the scope of the present invention.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 열전소자(20) 체결 구조에 있어서 고온부인 방열부재(10)와 저온부인 콜드매스(30)를 브래킷(60)을 사용하여 열전소자에 체결함으로써 열전소자(20) 체결 시 발생하는 열전소자(20)의 파손을 줄일 수 있고, 고온부와 저온부사이의 열유입을 감소시켜 열전소자(20)의 냉각 성능을 향상시킴으로 소비 전력의 감소로 에너지 비용을 줄이는 경제적 효과를 얻을 수 있다.In the fastening structure of the
Claims (8)
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KR20200008718A (en) | 2018-07-17 | 2020-01-29 | 대덕대학산학협력단 | Thermoelectric generation element having soundproof and electromagnetic wave shielding function and manufacturing method of the same |
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