KR101262719B1 - 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블록 형태의 열전소자 내부에 유체가 충분한 열 교환 작용이 이루어지도록 유체의 흐름이 지그재그로 하면서 유체 흐름이 이중으로 확보하여 순간 냉각 효율을 높일 수 있도록 하는 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트이다.
본 발명은 냉각소자(40)에 의하여 유입되는 유체를 냉각시키는 냉각 유니트(C)로서, 상하면에 각각 지그재그로 유로(22)를 연속적으로 형성하면서 어느 한측에 배출구(23)를 형성하는 열 부도체블록(20), 상기 열 부도체블록(20)의 상하면에 각각 결합되면서 지그재그로 유로(12)를 연속적으로 형성하는 상 하부 열 도체블록(10A,10B), 상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)을 어느 한 측의 유로(12) 단부에 형성하는 유출구(13)를 연결하는 연결 관로(30) 및 어느 하나의 열 도체블록(10A,10B)에는 유출구(13)의 반대 측에 외부로부터 유로(12)에 유체를 공급하도록 형성하는 유입구(14), 상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)의 외면에 각각 밀착되게 부착되어 유체를 열 교환하는 냉각소자(40);를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트{Fluid cooling unit using a thermoelectric element for purifier}

본 발명은 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각유니트에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 블록 형태의 열전소자 내부에 유체가 충분한 열 교환 작용이 이루어지도록 유체의 흐름이 지그재그로 하면서 이중으로 확보하여 순간 냉각 효율을 높일 수 있도록 하는 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트에 관한 것이다.

일반적으로 정수기에서 열전소자를 이용한 냉각수 공급시스템은 대부분 물을 저장하는 탱크에 열전소자를 설치하여 열전소자의 흡열기능에 의하여 탱크에 담긴 물을 냉각시키는 구조이다.

이러한 열전소자를 이용한 냉각장치는 탱크에 담긴 전체의 물을 냉각시키는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 탱크에 담긴 물이 충분한 열교환 작용을 수행하지 못하고 배출될 수 있기 때문에 순간 냉각효율을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

선행기술로 등록실용신안 제20-0226905호 열전반도체소자를 이용한 냉각수 공급장치를 살펴보면,

물탱크의 내부에 유입구로 유입된 물이 지그재그식으로 흘러서 유출구로 배출되도록 통공이 형성된 다수개의 열전도성 격판을 설치하고 있는바, 이는 열전반도체소자의 흡열부가 물탱크의 열을 흡수하여 물탱크와 격판이 냉각되도록 하는데 냉각된 물탱크내로 유입된 물은 다수개의 격판을 지그재그식으로 거치면서 격판 및 물탱크와 열교환되어 충분히 냉각된 뒤 유출구를 통하여 배출되게 한 것이다.

이는 물탱크 내에 물의 체류시간이 길어지게 되고 물이 냉각된 물탱크 및 격판과 접하므로 물탱크로 유입된 물의 냉각효율이 향상되도록 한 것이나 탱크에 담긴 전체의 물을 냉각시키는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 순간 냉각효율을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0226905호(공고일자: 2001년 06월 15일)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 블록 형태의 열전소자 내부에 유체가 충분한 열 교환 작용이 이루어지도록 유체의 흐름이 지그재그로 하면서 유체 흐름이 이중으로 확보하여 순간 냉각 효율을 높일 수 있도록 하는 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트를 제공함에 있다.

본 발명은 상기한 목적을 구현하기 위한 해결수단에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

냉각소자에 의하여 유입되는 유체를 냉각시키는 냉각 유니트로서,

상하면에 각각 지그재그로 유로를 연속적으로 형성하면서 어느 한측에 배출구를 형성하는 열 부도체블록; 상기 열 부도체블록의 상하면에 각각 결합되면서 지그재그로 유로를 연속적으로 형성하는 상 하부 열 도체블록; 상기 상 하부 열 도체블록을 어느 한 측의 유로 단부에 형성하는 유출구를 연결하는 연결 관로 및 어느 하나의 열 도체블록에는 유출구의 반대 측에 외부로부터 유로에 유체를 공급하도록 형성하는 유입구; 상기 상 하부 열 도체블록의 외면에 각각 밀착되게 부착되어 유체를 열 교환하는 냉각소자를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 블록 내부에 상하로 유체가 지그재그로 통과하게 되어 상당한 길이의 유로를 통과시키면서 냉각이 이루어져 순간 냉각 기능을 수행할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라 냉각효율성을 대폭적으로 향상시키는 효과가 있다.

또한 상기한 구조에 의하여 공급되는 물이 탱크 등에 저장되지 않은 상태에서 유로를 통해 빠져나가면서 충분한 냉각기능을 수행하게 되어 부피가 적은 상태에서도 냉각수를 얻을 수 있어 제품의 소형화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 외부 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 구성을 보인 분리사시도
도 3은 본 발명에서 상부 열 도체블록의 저면도
도 4는 본 발명에서 하부 열 도체블록의 평면도
도 5는 본 발명에서 열 부도체블록의 평면도
도 6은 본 발명의 결합 단면도

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 외부 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 구성을 보인 분리사시도이고, 도 3은 본 발명에서 상부 열 도체블록의 저면도이고, 도 4는 본 발명에서 하부 열 도체블록의 평면도이고, 도 5는 본 발명에서 열 부도체블록의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 결합 단면도를 나타낸바 이들 도면에 의하여 설명한다.

도 1, 2에서와 같이, 열 부도체블록(20)의 상하면에 각각 열 도체블록(10A,10B)를 대칭되게 결합하고 상 하부 열 도체블록(10A,10B)의 외면에 각각 밀착되게 부착되어 열 교환하는 냉각소자(40)를 구비함과,

상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)의 어느 한측에 연결관로(30)로 연결하면서 어느 하나의 열 도체블록(10A,10B)에 유입구(14)를 형성하고 열 부도체블록(20)의 배출 측에 배출구(23)를 구비하여 냉각 유니트(C)를 구성한 것이다.

도 3, 4에서와 같이, 상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)은 일정간격의 폭을 갖는 테두리(11)의 안쪽으로 패킹(50)이 끼워지는 패킹홈(16)을 형성하고 내부에 일정한 간격으로 지그재그 형태의 유로(12)를 연속적으로 형성한다.

그리고 어느 한 측의 유로 단부에 형성하는 유출구(13)를 연통 관로(30)로 연결하여 상 하부 열 도체블록(10A,10B)의 유로(12)가 연통되도록 구성하고, 어느 하나의 열 도체블록(10A,10B)에는 유출구(13)의 반대 측에 외부로부터 유로(12)에 유체를 공급하는 유입구(14)를 형성한다.

상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)에는 한측에 별도의 공간을 갖는 연통홈(15)을 형성한다.

도 5에서와 같이 열 부도체블록(20)은 상 하면에 열 도체블록(10A,10B)과 같이 일정간격의 폭을 갖는 테두리(21)의 안쪽으로 패킹홈(24)을 형성하면서 내부에 일정한 간격으로 지그재그 형태의 유로(22)를 연속적으로 형성하고 어느 한 측으로 배출되는 유로에 배출구(23)를 형성한다.

도 6에서와 같이, 열 부도체블록(20)에 형성한 유로(22)가 맞접하는 열 도체블록(10A,10B)에 형성한 유로(12)와 대칭되게 위치되어 결합시 합쳐져 공동의 유로(12,22)가 형성된 상태를 갖게 되는 것이며, 이러한 공동의 유로(12,22)는 상 하부에 각각 형성되는 것이다.

상기 열 부도체블록(20)의 한측에 형성한 연통통로(25)를 형성하여 결합시 열 도체블록(10A,10B)에 형성된 연통홈(15)과 동일 위치하여 공동 공간부를 갖도록 하여 유로(22)를 통해 배출되는 유체를 일시 저장하면서 배출구(23)를 통해 배수되도록 할 수 있다.

상기 열 도체블록(10A,10B)은 금속재로 흡열 기능을 높이는 재질이 선택되고 열 부도체블록(20)은 합성수지 재질로 흡열 기능을 갖지 않는 재질이 선택되어 제작되는 것이다.

상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)의 외면에 각각 밀착되게 부착되는 냉각소자(40)는 별도의 제어수단(미 도시)에 의하여 콘트롤이 이루어진다.

그리고 정수기에 적용되기 때문에 유로(12,22) 등 유체가 접촉하는 부분에 은도금 처리 등으로 표면 처리하여 위생적인 물을 제공할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하는 본 발명에 대하여 상호 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

냉각소자(40)를 작동시킨 상태에서 어느 하나의 열 도체블록(10A,10B)에 형성된 유입구(14)에 유체(물)를 공급하면 유입구(14)와 연결된 유로(12)를 통해 유체가 공동 유로(12,22)를 통해 지그재그로 통과하면서 끝단부에 이르게 되면 단부에 형성된 유출구(13)와 연결 관로(30)로 연결된 다른 쪽의 열 도체블록(10A,10B) 유출구(3)로 유입되어 다시 다른 쪽의 공동의 유로(12,22)를 통해 지그재그로 통과하게 되는 것이다.

이렇게 유체가 상 하부에 위치하는 공동의 유로(12,22)를 따라 통과하면서 열 부도체블록(20)의 출구 측에 형성한 배출구(23)를 통해 외부로 배출되는 과정에서 상 하부 열 도체블록(10A,10B)에 각각 부착된 냉각소자(40)의 작동에 따라 상 하부 양체블록(10A,10B)을 통해 흡열에 의한 열교환 작용이 이루어지게 됨에 따라 열 도체블록(10A,10B)에 형성한 유로(12)에 결빙 또는 빙점의 온도로 냉각이 되어 공동 유로(12,22)를 통과하는 유체가 접촉됨에 따라 신속하게 냉각이 이루어지면서 통과하게 되는 것이며, 통과하는 유체는 상당한 길이의 유로(12,22)를 통과함에 따라 빠른시간에 냉각된 물을 배출할 수 있게 되어 순간 냉각기능을 갖게 되는 것이다.

상기 과정에서 열 도체블록(10A,10B)에 형성한 유로(12)에 결빙이 발생할 경우 열 부도체블록(20)에 형성한 유로(22)에는 결빙이 발생하지 않기 때문에 유체는 결빙에 접촉되면서 통과되어 더욱 냉각기능이 높아지게 되어 냉각 효율을 높이게 되는 것이다.

또한 도면에 나타내지 않았으나 상기한 냉각 유니트(C)를 2단 이상으로 적층시키어 구성할 수 있어 냉각량을 확충시킬 수 있는 것이다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

10A,10B: 열 도체블록 11,21: 테두리
12,22: 유로 13: 유출구
14: 유입구
20: 열 부도체블록 23: 배출구
30: 연결 관로 40: 냉각소자

Claims (3)

1. 냉각소자(40)에 의하여 유입되는 유체를 냉각시키는 냉각 유니트(C)로서,
   상하면에 각각 지그재그로 유로(22)를 연속적으로 형성하면서 어느 한측에 배출구(23)를 형성하는 열 부도체블록(20);
   상기 열 부도체블록(20)의 상하면에 각각 결합되면서 지그재그로 유로(12)를 연속적으로 형성하는 상 하부 열 도체블록(10A,10B);
   상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)을 어느 한 측의 유로(12) 단부에 형성하는 유출구(13)를 연결하는 연결 관로(30) 및 어느 하나의 열 도체블록(10A,10B)에는 유출구(13)의 반대 측에 외부로부터 유로(12)에 유체를 공급하도록 형성하는 유입구(14);
   상기 상 하부 열 도체블록(10A,10B)의 외면에 각각 밀착되게 부착되어 유체를 열 교환하는 냉각소자(40);를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열 부도체블록에 형성한 유로와 열 도체블록(10A,10B)에 형성한 유로(12)가 결합시 동일 위치에 오도록 하여 대칭되게 위치되어 공동의 유로(12,22)가 형성됨을 특징으로 하는 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열 부도체블록(20)의 한측에는 관통되는 연통통로(24)를 형성하여 결합시 열 도체블록(10A,10B)에 형성된 연통홈(15)과 동일 위치하여 공동 공간부를 갖도록 함을 특징으로 하는 정수기용 열전소자를 이용한 유체 냉각 유니트.

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