KR101407447B1 - 정수기용 냉각장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수기용 냉각장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 정수기용 냉각장치는 일측에 개구부가 형성된 물탱크; 판면에 제1관통홀이 형성되어 상기 물탱크의 개구부를 마감하는 커버; 상기 제1관통홀에 압입 고정되는 압입부가 형성되어 상기 커버의 내측면에 배치되는 고정부재; 전원의 공급에 의해 일측면은 흡열하고 타측면은 발열하는 열전소자를 사이에 두고 콜드싱크와 히트싱크가 조립되어 모듈형태로 제공되는 냉각모듈; 및, 상기 커버의 외측면에서 상기 냉각모듈의 적어도 콜드싱크를 관통한 상태로 상기 고정부재에 체결되어 상기 냉각모듈을 커버에 고정하는 제1체결부재;를 포함하며, 상기 냉각모듈은 양측면에 흡열부와 발열부를 갖는 열전소자와, 일측면이 상기 열전소자의 흡열부에 밀착되고 타측면이 커버의 외측면에 밀착되도록 커버의 외측면에 배치되는 콜드싱크와, 일측면이 상기 열전소자의 발열부에 밀착하는 히트싱크를 포함하고, 상기 냉각모듈은 히트싱크를 관통하여 콜드싱크에 체결되는 제2체결부재에 의해 위치 고정되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 정수기용 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정수기용 물탱크를 냉각시키는 냉각장치를 모듈화하여 제공함으로써 유지보수가 간편하고, 냉각모듈이 고정되는 고정부재가 물탱크의 커버에 간편하게 조립되면서 별도의 실링부재 없이도 수밀하게 조립되도록 할 수 있는 정수기용 냉각장치에 관한 것이다.
근래에는 산업화 및 공해물질로 인한 수질오염이 심각해짐에 따라 수돗물에 대한 불신이 높아지면서 수돗물을 정수기로 정화하여 식수로 사용하거나, 시중에서 판매되는 생수를 식수로 많이 사용하고 있다.
일반적으로 사용되는 정수기는 수돗물을 여러 개의 필터를 통과시켜 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 수돗물에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거할 수 있도록 이루어지며, 정화된 물을 소정온도로 냉각하거나 가열하여 냉수 및 온수를 선택적으로 음용할 수 있도록 되어 있다.
일반 가정이나 업소에서 사용되는 통상적인 정수기는, 본체 내부에 급수관을 통하여 공급되는 원수중에 포함된 이물질을 제거하여 정화시키는 복수개의 필터와, 상기 복수개의 필터를 순차적으로 통과하면서 정화된 정수를 저장하는 정수저장탱크와, 상기 정수저장탱크의 정수를 각각 공급받아 가열 및 냉각시키는 온수탱크 및 냉수탱크로 이루어진다.
상기 온수탱크에는 그 내부에 저장된 정수를 가열시키는 가열장치가 설치되고, 상기 냉수탱크에는 그 내부에 저장된 정수를 냉각시키는 냉각장치가 설치되는데, 종래의 정수기용 반도체 냉각장치는 압축기, 응축기, 콘덴서, 증발기, 등과 같은 부품으로 이루어지고, 이들 부품들은 관로를 통하여 연결된 구조이므로 비교적 넓은 설치공간이 필요하고, 이에 따라 정수기의 크기가 커질 수밖에 없을 뿐만 아니라, 냉매가 관로를 통하여 이동하면서 많은 열손실이 발생하여 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
최근, 이러한 문제점을 해결하기 위해 반도체 열전소자(熱電素子, Thermoelectric Module; TEM)를 이용한 냉각장치가 사용되고 있다.
도 1은 종래 열전소자를 이용한 냉각장치가 도시된 구성도이다.
열전소자(TEM)는 전원 공급 시 펠티에 효과(Peltier effect)에 의하여 한쪽은 흡열(cooling)하고 다른 쪽은 발열(heating)하도록 된 소자이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 열전소자가 적용된 냉각장치는 열전소자(1)의 흡열 측에서 열전소자(1)로부터의 냉기를 발산하는 콜드싱크(cold sink)(2) 및 열전소자(1)의 발열 측에서 열전소자(1)로부터 방출되는 열을 발산하는 히트싱크(heat sink)(3)를 포함한다. 이때, 콜드싱트(2)와 히트싱크(3)는 볼트(4) 등의 체결수단에 의하여 서로 체결되어 열전소자(1)의 흡열과 발열 측에 각각 밀착된다.
이와 같이 구성되는 냉각장치는 정수기에 적용 시 정수기의 물탱크(일반적으로, 정수과정을 거친 물이 저장된다.) 내부의 바닥 측에 콜드싱크(2)가 위치하도록 장착되어 물탱크에 저장된 물을 냉각한다.
그러나, 설명한 바와 같은 냉각장치는 냉각장치의 유지보수시 볼트(4)를 분리하는 경우 열전소자(1)와 콜드싱트(2)와 히트싱크(3)가 모두 분해되므로, 현장 수리가 어렵다. 또한, 볼트(4)를 무리하게 체결하는 경우 압축력에 의해 열전소자(1)가 파손될 우려가 있으며, 열전소자의 파손을 고려하여 체결력을 약하게 하는 경우 부재간의 밀착력이 떨어져 열충격에 의해 쉽게 변형될 우려가 있으며, 열전도율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 충격 및 취성에 약한 열전소자(1)는 히트싱크(3) 및 콜드싱크(2)가 열충격에 의해 변형되는 과정에서 열전소자(1)의 일영역에 과도한 압축력이 작용하는 경우 쉽게 파손될 수 있다. 이때, 종래의 냉각장치는 현장에서 볼트(4)를 풀어 히트싱크(3)와 콜드싱크(2) 사이에 개재되어 있는 압전소자(1)를 교체해야 하며, 압전소자(1)의 양측면에 열전도율을 증가시키기 위한 서멀컴파운드 등을 도포해야하므로 유지보수가 번거롭다. 또한, 히트싱크(3)와 콜드싱크(2)를 체결하는 볼트(4)의 체결토크에 따라 열전소자(1)와의 밀착력이 상이하게 설정되므로 볼트(4)를 체결하는 작업자의 숙련도에 따라 냉각장치의 냉각효율이 다르게 설정될 뿐만 아니라, 과도한 체결토크를 인가하는 경우 열전소자(1)가 파손되는 문제점이 있다.
한편, 종래에는 등록특허 제10-1150287호, '냉각장치를 가진 정수기' (2012.5.24)와 같이 열전소자를 물탱크의 외측면에 솔더층을 매개로 접합하는 기술이 제안된 바 있으나, 이러한 종래기술은 냉각장치가 물탱크의 외측면에 솔더층에 의해 고정된 상태이므로 물탱크나 히트싱크가 반복적인 온도변화에 의해 변형되어 밀착면의 평탄도가 저하되는 경우 열전도율이 급격하게 떨어질 뿐만 아니라, 솔더층에 의한 고정력이 저하되어 압전소자 또는 히트싱크가 물탱크로부터 쉽게 분리되는 문제점이 있다. 또한, 열전소자의 파손 등에 의해 냉각장치를 교체해야 하는 경우에는 냉각장치를 물탱크로부터 쉽게 분리할 수 없으므로 물탱크 전체를 교체해야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각장치가 모듈화되어 제공되므로 물탱크로부터 쉽게 탈부착할 수 있으므로 유지보수가 용이하며, 냉각장치를 고정하기 위한 고정부재를 물탱크의 커버에 고정하는 과정에서 별도의 실링부재 없이도 수밀하게 조립할 수 있는 정수기용 냉각장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 냉각모듈을 구성하는 구성요소들이 탄성부재에 의해 밀착된 상태를 유지하도록 함으로써 열전소자가 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있는 정수기용 냉각장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 일측에 개구부가 형성된 물탱크;와, 판면에 관통홀이 형성되어 상기 물탱크의 개구부를 마감하는 커버;와, 상기 관통홀에 압입 고정되는 압입부가 형성되어 상기 커버의 내측면에 배치되는 고정부재;과, 열전소자를 사이에 두고 히트싱크와 콜드싱크가 조립되어 모듈형태로 제공되는 냉각모듈; 및, 상기 커버의 외측면에서 상기 냉각모듈의 적어도 콜드싱크를 관통한 상태로 상기 고정부재에 체결되어 상기 냉각모듈을 커버에 고정하는 제1체결부재;를 포함하며, 상기 냉각모듈은 양측면에 흡열부와 발열부를 갖는 열전소자와, 일측면이 상기 열전소자의 흡열부에 밀착되고 타측면이 커버의 외측면에 밀착되도록 커버의 외측면에 배치되는 콜드싱크와, 일측면이 상기 열전소자의 발열부에 밀착하는 히트싱크를 포함하고, 상기 냉각모듈은 히트싱크를 관통하여 콜드싱크에 체결되는 제2체결부재에 의해 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 고정부재의 압입부 외주면에는 고정부재의 압입과정에서 관통홀의 내주면을 파고드는 쐐기형 압입돌기가 방사형으로 다수 형성되는 것이 바람직하다.
삭제
또한, 상기 제2체결부재와 히트싱크 사이에는 히트싱크를 열전소자측을 향해 탄성지지하는 탄성부재가 개재되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 히트싱크에는 제1체결부재와 제2체결부재가 관통하여 지지되는 지지공이 형성되고, 상기 지지공에는 히트싱크의 열에너지가 제1체결부재와 제2체결부재를 통해 콜드싱크로 전도되는 것을 방지하는 단열와셔가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 냉각장치가 모듈화되어 제공되므로 물탱크로부터 쉽게 탈부착할 수 있으므로 유지보수가 용이하며, 냉각장치를 고정하기 위한 고정부재를 물탱크의 커버에 고정하는 과정에서 별도의 실링부재 없이도 수밀하게 조립할 수 있는 정수기용 냉각장치가 제공된다.
또한, 냉각모듈을 구성하는 구성요소들이 탄성부재에 의해 밀착된 상태를 유지하도록 함으로써 열전소자가 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있는 정수기용 냉각장치가 제공된다.
도 1은 종래 열전소자를 이용한 냉각장치를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명 정수기용 냉각장치의 사시도,
도 3은 본 발명 정수기용 냉각장치의 분해사시도,
도 4는 본 발명 정수기용 냉각장치의 평면도,
도 5는 도 4의 A-A'선 단면도,
도 6은 도 4의 B-B'선 단면도,
도 7은 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 커버와 고정부재의 분해상태를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 커버와 고정부재의 조립상태를 나타내는 단면도,
도 9는 도 8의 C-C'선 단면도,
도 10 내지 도 11은 도 4의 D-D'선 단면을 통해 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 냉각모듈이 커버로부터 분리 및 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명 정수기용 냉각장치의 사시도,
도 3은 본 발명 정수기용 냉각장치의 분해사시도,
도 4는 본 발명 정수기용 냉각장치의 평면도,
도 5는 도 4의 A-A'선 단면도,
도 6은 도 4의 B-B'선 단면도,
도 7은 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 커버와 고정부재의 분해상태를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 커버와 고정부재의 조립상태를 나타내는 단면도,
도 9는 도 8의 C-C'선 단면도,
도 10 내지 도 11은 도 4의 D-D'선 단면을 통해 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 냉각모듈이 커버로부터 분리 및 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 정수기용 냉각장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중 도 2는 본 발명 정수기용 냉각장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명 정수기용 냉각장치의 분해사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 정수기용 냉각장치는 음용수와 같은 물이 저장되는 것으로 일측에 개구부(111)가 형성된 물탱크(110)와, 판면에 제1관통홀(112a)이 형성되어 상기 물탱크(110)의 개구부(111)를 마감하는 커버(112)와, 커버(112)의 내측면에서 커버(112)의 제1관통홀(112a)에 압입고정되는 고정부재(120)과, 상기 커버(112)에 설치되어 물탱크(110)에 저장된 물을 냉각시키는 냉각모듈(130)과, 상기 냉각모듈(130)을 고정부재(120)에 고정하는 제1체결부재(140)를 포함하여 구성된다.
상기 물탱크(110)와 커버(112)는 외연에 각각 마련되는 플랜지부에 다수의 체결부재가 각각 체결되어 물탱크(110)의 개구부(111)가 커버(112)에 의해 수밀하게 마감되도록 한다.
상기 고정부재(120)는 상기 커버(112)의 내측면에서 커버(112)의 제1관통홀(112a)에 압입 고정되는 것으로, 커버(112)를 향하는 측의 단부에는 상기 제1관통홀(112a)에 압입 고정되는 압입부(121)가 형성되고, 상기 압입부(121)의 외주면에는 압입부(121)가 제1관통홀(112a)에 압입되는 과정에서 제1관통홀(112a)의 내주면을 파고드는 쐐기형 압입돌기(121a)가 방사형으로 다수 형성되며, 커버(112)의 제1관통홀(112a)을 통해 커버(112)의 외측면으로 노출되는 단부에는 상기 제1체결부재(140)가 체결되는 제1체결공(122)이 형성된다. 특히, 상기 쐐기형 압입돌기(121a)에 의해 제1관통홀(112a) 내주면으로부터 생성되는 버(burr)는 압입부(121)의 압입과정에서 압입돌기(121a)의 사이공간에 채워지면서 고정부재(120)과 커버(112)의 결합면이 수밀한 상태가 된다. 또한, 제1체결부재(140)가 제1체결공(122)에 나사결합하는 과정에서 회전토크에 대한 저항을 제공하므로 제1체결부재(140)가 견고하게 고정된다. 한편, 상기 압입부(121)의 하단부 경계에는 커버(112)의 제1관통홀(112a) 내측면 주변에 지지되어 고정부재(120)의 조립위치를 안내하는 단턱부(123)가 형성된다.
상기 냉각모듈(130)은 양측면에 흡열부와 발열부를 갖는 열전소자(131)와, 일측면이 상기 열전소자(131)의 흡열부에 밀착되고 타측면이 커버(112)의 외측면에 밀착되는 콜드싱크(132)와, 일측면이 상기 열전소자(131)의 발열부에 밀착하는 히트싱크(133)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 히트싱크(133)에는 제1체결부재(140)와 제2체결부재(150)가 관통하여 지지되는 지지공(133a)이 형성되고, 상기 콜드싱크(132)의 제2체결부재(150)에 대응하는 위치에는 제2체결부재(150)가 나사결합하는 제2체결공(132a)이 형성되고, 제1체결부재(140)에 대응하는 위치에는 제2관통홀(132b)이 형성된다.
상기 제1체결부재(140)는 냉각모듈(130)의 히트싱크(133)의 지지공(133a)과 콜드싱크(132)의 제2관통홀(132b)을 관통해 고정부재(120)의 제1체결공(122)에 나사결합되면서 냉각모듈(130)을 커버(112)측에 고정하는 것으로, 선단부 외주면에는 상기 고정부재(120)의 제1체결공(122)에 나사결합하는 숫나사부가 형성되고, 후단부에는 상기 히트싱크(133)의 지지공(133a)에 지지되는 헤드부가 형성된다.
한편, 상기 냉각모듈(130)은 히트싱크(133)의 지지공(133a)을 관통하여 콜드싱크(132)에 체결되는 제2체결부재(150);에 의해 위치 고정된다. 이러한 제2체결부재(150)는 선단부 외주면에 상기 콜드싱크(132)의 제2체결공(132a)에 나사결합하는 숫나사부가 형성되고, 후단부에는 상기 히트싱크(133)의 지지공(133a)에 지지되는 헤드부가 형성된다. 또한, 상기 제2체결부재(150) 후단의 헤드부와 히트싱크(133) 사이에는 히트싱크(133)를 열전소자(131)측을 향해 탄성지지하는 압축코일스프링 형태의 탄성부재(160)가 개재된다.
상기 열전소자(131)에 전원이 인가되면 콜드싱크(132)는 저온을 유지하고 히트싱크(133)는 고온을 유지한다. 이때, 히트싱크(133)의 지지공(133a)에는 상기 콜드싱크(132)와 히트싱크(133)를 연결하는 제1체결부재(140) 및 제2체결부재(150)에 의해 히트싱크(133)의 열에너지가 콜드싱크(132)로 전도되는 것을 방지하기 단열와셔(170)가 각각 배치된다. 즉, 제1체결부재(140)에는 헤드부와 히트싱크(133)의 사이에 단열와셔(170)가 배치되고, 제2체결부재(150)에는 탄성부재(160)와 히트싱크(133) 사이에 단열와셔(170)가 배치된다.
한편, 본 실시예에서는 4개의 제1체결부재(140)가 콜드싱크(132)의 각 모서리에 대응하는 위치에 배치되고, 2개의 제2체결부재(150)가 콜드싱크(132)의 양변에 대응하는 위치에 배치되는 것으로 예를 들어 설명한다.
한편, 커버(112)의 외측면에는 콜드싱크(132)를 제외한 나머지 영역을 감싸는 단열재가 배치될 수 있다.
지금부터는 상술한 정수기용 냉각장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중 도 4는 본 발명 정수기용 냉각장치의 평면도이고, 도 5는 도 4의 A-A'선 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B'선 단면도이고, 도 7은 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 커버와 고정부재의 분해상태를 나타내는 단면도이고, 도 8은 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 커버와 고정부재의 조립상태를 나타내는 단면도이고, 도 9는 도 8의 C-C'선 단면도이고, 도 10 내지 도 11은 도 4의 D-D'선 단면을 통해 본 발명 정수기용 냉각장치에 따른 냉각모듈이 커버로부터 분리 및 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각모듈(130)은 물탱크(110)의 일측 개구부(111)가 커버(112)에 의해 마감된 상태에서 커버(112)의 외측면에 배치된다. 상기 커버(112)와 물탱크(110)는 테두리가 도시되지 않은 체결부재에 의해 조립면이 수밀하게 고정된다.
상기 냉각모듈(130)은 열전소자(131)의 흡열부에 콜드싱크(132)가 밀착되고, 발열부에 히트싱크(133)가 밀착된 상태에서, 히트싱크(133)와 콜드싱크(132)를 고정하는 제2체결부재(150)에 의해 열전소자(131)와의 밀착상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 제2체결부재(150)에는 압축코일스프링 형태의 탄성부재(160)와 단열와셔(170)가 차례로 삽입된 상태에서, 체결부재의 선단부가 히트싱크(133)의 지지공(133a)을 관통하여 콜드싱크(132)의 제2체결공(132a)에 나사결합되어 체결되며, 이때, 제2체결부재(150)의 후단 헤드부는 히트싱크(133)의 지지공(133a)에 지지된다.
상기와 같이 제2체결부재(150)에 삽입된 단열와셔(170)는 히트싱크(133)와 탄성부재(160) 사이에 배치되어 히트싱크(133)의 열에너지가 제2체결부재(150)를 통해 상대적으로 저온인 콜드싱크(132)로 전도되는 것을 방지한다.
또한, 상기 제2체결부재(150)는 열전소자(131)가 압축력에 의해 파손되지 않는 범위내에서 높은 체결토크로 고정되어 열전소자(131)에 압축력을 제공하므로, 히트싱크(133)와 콜드싱크(132) 중 적어도 어느 하나가 열충격에 의해 변형되는 것을 방지한다.
아울러, 히트싱크(133)와 콜드싱크(132) 중 적어도 어느 하나가 열변형 되더라도 탄성부재(160)의 탄성지지력에 의해 열전소자(131)와의 밀착을 유지하게 되므로 냉각모듈(130)의 냉각 및 발열성능이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 앞서 언급한 바와 같이 높은 체결토크로 체결되는 제2체결부재(150)의 압축력이 탄성부재(160)에 의해 완충되므로 제2체결부재(150)의 체결토크에 의해 열전소자(131)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성부재(160)는 충격 및 취성에 약한 열전소자(131)에 외부 충격이 직접 전달되는 것을 방지하므로, 열전소자(131)의 내구성 및 수명을 연장할 수 있게 된다.
냉각모듈(130)을 구성하는 열전소자(131), 히트싱크(133), 콜드싱크(132)는 제2체결부재(150)에 의해 조립되어 모듈형태로 제공되며, 제1체결부재(140)에 의해 커버(112)에 조립된다. 이러한 냉각모듈(130)과 커버(112)와의 조립구조를 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 6에서 도시하는 바와 같이, 물탱크(110)의 개구부(111)에 커버(112)가 조립된 상태에서, 커버(112)의 제1관통홀(112a)에는 커버(112)의 내측면 방향에서 고정부재(120)가 압입 고정된다. 상기 고정부재(120)과 커버(112)의 체결구조에 대해서는 후술하기로 한다.
이어서, 커버(112)의 외측면에 냉각모듈(130)이 배치된 상태에서, 제1체결부재(140)의 선단 숫나사부가 히트싱크(133)의 지지공(133a)과 콜드싱크(132)의 제2관통홀(132b)을 관통하여 커버(112)의 외측면으로 노출된 고정부재(120)의 제1체결공(122)에 나사결합되고, 제1체결부재(140)의 후단 헤드부는 히트싱크(133)의 지지공(133a)에 지지된다.
이때, 상기 제1체결부재(140)에 삽입되어 있던 단열와셔(170)는 히트싱크(133)와 제1체결부재(140)의 헤드부 사이에 배치되어 고온의 히트싱크(133)의 열에너지가 제1체결부재(140)를 통해 저온의 커버(112)측으로 열전도되는 것을 방지한다.
한편, 상기 제1체결부재(140)가 고정되는 고정부재(120)는 커버(112)의 내측면에 배치된 상태에서, 커버(112)의 제1관통홀(112a)에 삽입된 압입부(121)의 하단부 경계에 형성된 단턱부(123)가 커버(112)의 내측면에 지지된다. 따라서, 제1체결부재(140)의 체결력에 의해 고정부재(120)가 커버(112)로부터 분리되는 것이 방지될 뿐만 아니라, 냉각모듈(130)과 커버(112)사이에 압축력이 작용하여 부재간의 밀착력이 향상된다.
상기와 같이 커버(112)측에 조립된 냉각모듈(130)을 분해하고자 하는 경우에는, 냉각모듈(130)을 커버(112)에 고정하고 있는 제1체결부재(140)를 분리하는 것에 의해 손쉽게 커버(112)로부터 분리하는 것이 가능하므로 유지보수가 용이하다.
이하에서는, 상기 커버(112)와 고정부재(120)의 고정에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 7 및 도 8에서 도시하는 바와 같이, 커버(112)의 제1관통홀(112a)에는 고정부재(120)의 압입부(121)가 압입되어 고정된다. 이때, 상기 압입부(121)의 외경은 제1관통홀(112a)에 비교적 용이하게 삽입될 수 있도록 제1관통홀(112a)의 내경(D1)보다 작게 설정되며, 압입부(121)의 외주면에 방사형으로 형성된 쐐기형의 압입돌기(121a)의 외경(D2)은 제1관통홀(112a)의 내경보다 크게 형성된다. 따라서, 도 8 및 도 9와 같이 고정부재(120)의 압입부(121)를 커버(112)의 제1관통홀(112a)에 압입하면, 압입부(121)의 외주면에 형성된 압입돌기(121a)들이 제1관통홀(112a)의 내주면을 파고들어 압입 고정된다. 특히, 이러한 압입과정에서 제1관통홀(112a)의 내주면에서 발생하는 버(burr)가 압입돌기(121a)들의 사이공간으로 삽입되면서 제1관통홀(112a)과 압입부(121) 사이의 결합면 사이의 미세공간들이 버에 의해 채워지므로, 커버(112)와 고정부재(120)의 사이의 결합면이 수밀한 상태가 된다. 즉, 고정부재(120)의 압입부(121)를 커버(112)의 제1관통홀(112a)에 압입하는 것만으로, 고정부재(120)과 커버(112)의 결합면이 수밀한 상태가 되므로 별도의 실링처리를 하지 않아도 우수한 실링효과를 얻을 수 있게 된다.
아울러, 제1체결부재(140)가 고정부재(120)의 제1체결공(122)에 나사결합하는 과정에서 고정부재(120)의 압입돌기(121a)들은 회전토크에 대한 저항력을 제공하므로 제1체결부재(140)가 견고하게 고정되도록 할 수 있으며, 반복적인 체결 및 분리에 의해 고정부재(120)과 커버(112)의 결합력이 저하하는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 도 9 및 도 10에서 도시하는 바와 같이, 조명모듈(130)을 구성하는 열전소자(131)와 콜드싱크(132)와 히트싱크(133)가 제2체결부재(150)에 의해 미리 조립된 형태로 제공된다. 따라서, 상기 조명모듈의 조립을 유지하는 제2체결부재(150)는 조명모듈(130)의 조립과정에서 자동화공정에 의해 균일한 체결토크로 체결되도록 함으로써, 전체적으로 균일한 냉각성능을 보장할 수 있다.
또한, 도면에서와 같이 제1체결부재(140)를 이용해 물탱크(110)의 커버(112)에 손쉽게 조립 또는 분해할 수 있으므로 유지보수가 용이하며, 제1체결부재(140)가 체결되는 고정부재(120)는 커버(112)의 내측면에 압입 고정된 상태이므로, 고정부재(120)가 커버(112)로부터 임의로 분리되는 것이 방지된다.
한편, 상기 커버(112)의 외측면에는 도면에서와 같이 단열부재(180)를 배치하여 커버(112)의 냉기가 손실되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110:물탱크, 111:개구부, 112:커버, 112a:제1관통홀,
120:고정부재, 121:압입부, 121a:압입돌기, 122:제1체결공,
123:단턱부, 130:냉각모듈, 131:열전소자, 132:콜드싱크,
132a:제2체결공, 132b:제2관통홀, 133:히트싱크, 133a:지지공,
140:제1체결부재, 141:숫나사부, 142:헤드부, 150:제2체결부재,
151:숫나사부, 152:헤드부, 160:탄성부재, 170:단열와셔
120:고정부재, 121:압입부, 121a:압입돌기, 122:제1체결공,
123:단턱부, 130:냉각모듈, 131:열전소자, 132:콜드싱크,
132a:제2체결공, 132b:제2관통홀, 133:히트싱크, 133a:지지공,
140:제1체결부재, 141:숫나사부, 142:헤드부, 150:제2체결부재,
151:숫나사부, 152:헤드부, 160:탄성부재, 170:단열와셔
Claims (5)
- 일측에 개구부가 형성된 물탱크;
판면에 제1관통홀이 형성되어 상기 물탱크의 개구부를 마감하는 커버;
상기 제1관통홀에 압입 고정되는 압입부가 형성되어 상기 커버의 내측면에 배치되는 고정부재;
전원의 공급에 의해 일측면은 흡열하고 타측면은 발열하는 열전소자를 사이에 두고 콜드싱크와 히트싱크가 조립되어 모듈형태로 제공되는 냉각모듈; 및,
상기 커버의 외측면에서 상기 냉각모듈의 적어도 콜드싱크를 관통한 상태로 상기 고정부재에 체결되어 상기 냉각모듈을 커버에 고정하는 제1체결부재;를 포함하며,
상기 냉각모듈은 양측면에 흡열부와 발열부를 갖는 열전소자와, 일측면이 상기 열전소자의 흡열부에 밀착되고 타측면이 커버의 외측면에 밀착되도록 커버의 외측면에 배치되는 콜드싱크와, 일측면이 상기 열전소자의 발열부에 밀착하는 히트싱크를 포함하고,
상기 냉각모듈은 히트싱크를 관통하여 콜드싱크에 체결되는 제2체결부재에 의해 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각장치. - 제 1항에 있어서,
상기 고정부재의 압입부 외주면에는 고정부재의 압입과정에서 제1관통홀의 내주면을 파고드는 쐐기형 압입돌기가 방사형으로 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제2체결부재와 히트싱크 사이에는 히트싱크를 열전소자측을 향해 탄성지지하는 탄성부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각장치. - 제 4항에 있어서,
상기 히트싱크에는 제1체결부재와 제2체결부재가 관통하여 지지되는 지지공이 형성되고, 상기 지지공에는 히트싱크의 열에너지가 제1체결부재와 제2체결부재를 통해 콜드싱크로 전도되는 것을 방지하는 단열와셔가 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각장치.
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