KR101522185B1 - 열전 소자와 초음파 진동자를 이용한 냉각장치와 그 동작제어방법 - Google Patents

Abstract

열전 소자와 초음파 진동자를 이용한 냉각장치 및 그 동작제어방법이 개시된다. 본체; 본체 내부에 마련되며, 유입되는 외기가 냉각되도록 하는 흡열면과 상기 흡열면의 열이 방열되도록 하는 발열면을 포함하는 열전소자; 상기 열전소자의 하부에 마련되어 상기 외기가 상기 흡열면에 의해 냉각되면서 생성되는 응축수가 수증기로 상태 변화되도록 하는 초음파 진동자; 상기 발열면이 냉각되도록 상기 수증기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 가압팬;을 포함한다. 이에 의해 복잡한 수냉식 물순환 장치 없이도 공랭식에 비해 냉각 효율을 크게 향상시킬 수 있고 동시에 냉각 장치의 고질적 문제였던 응축수 발생문제까지 해결할 수 있다. 또한 컴퓨터, 빔프로젝터, 조명기구 등 발열이 심한 전기·전자 기기를 사용함에 있어, 고온다습한 환경에서도 응축수를 흘려보내지 않으면서도 효과적인 방열이 가능하도록 하여 해당 기기를 장시간 안정하게 동작시킬 수 있도록 도와줄 수 있게 된다.

Description

열전 소자와 초음파 진동자를 이용한 냉각장치와 그 동작제어방법 {Cooling apparatus using thermoelectric device and ultrasonic transducer and its control method}

본 발명은 전자기기 등에 부가적인 모듈로써 장착되거나 독립적으로 사용할 수 있는 냉각장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 열전소자의 흡열면에서 응결되는 물을 모아 발열면에 분무하여 열전소자의 발열면을 효과적으로 냉각시킴으로써 열전기 효과가 극대화 될 수 있도록 하여 냉각이 필요한 일정한 공간을 기존에 알려진 방법에 비해 더 효과적으로 냉각시켜줄 수 있도록 고안된 냉각장치에 관한 것이다.

컴퓨터, 빔프로젝터, 조명기구 등 발열이 심한 전기·전자 기기의 방열을 위하여 일반적으로 방열판과 송풍팬을 이용하며 공랭식 냉각을 하거나 더욱 효과적인 냉각을 위해 냉각이 필요한 국소부위의 방열판에 열전소자를 붙이기도 한다.

열전소자로는 주로 펠티에 소자가 사용되며, 이는 직류 전류를 인가하면, 전류의 방향에 따라 한쪽면은 가열되는 반면, 또 다른 한쪽은 냉각되는 열전기 현상을 수반한다.

이러한 이유로 열전소자를 이용한 냉각장치에서는 열전소자의 흡열면이 발열면에서 발생하는 열의 직접적인 영향을 받지 않도록 적절하게 분리함과 동시에 발열면에서 발생하는 열을 효과적으로 잘 배출해야만 냉각효과를 기대할 수 있다. 발열면의 방열에 문제가 있을 경우에는 열전소자의 열이 흡열면으로 전이되어 전체적으로 온도가 상승하기도 하며 소자의 온도가 지나치게 상승하면 소자의 접합면의 납이 녹으면서 구조가 파괴되기도 한다.

열전소자 발열면 냉각을 위해 종래에 가장 일반적으로 사용되던 기술로써 도 10에 도시된 바와 같이 열전소자(10)의 흡열면(11)과 발열면(12)에 방열판(21,22)을 부착시키고 그위에 다시 팬(20,23)을 부착한 후 이를 구동시키는 방식을 들 수 있다. 흡열면(11)과 발열면(12)이 접하고 있는 열전소자(10)의 특성상 열전소자가 과열되었을 때 발열면(12)을 신속하게 식혀주지 못할 경우에는 흡열면(11)의 온도역시 상승하여 방열판(21,22) 주변온도가 높아지고 발열이 심한 경우에는 원하는 냉각효과를 얻기 어려웠다.

종래의 발열면 냉각기술 중 또 하나의 방법으로 한국등록특허공보 제10-1261044호(등록일자 2013년 04월 29일)의 경우처럼 열교환매체를 파이프 등으로 순환시키는 방식이 있다. 이 경우에는 열전소자의 과열은 효과적으로 막을 수 있으나 냉각대상물에 대해 얻을 수 있는 냉각효과에 비해 지나치게 크고 복잡한 방열장치를 필요로 하여 실용성이 크게 떨어지는 문제가 있다.

고온 다습한 환경에서 냉각장치가 동작할 때 흡열면과 접하는 부위에서 공기중의 수증기가 응결되어 생기는 다량의 응축수 또한 적절한 처리가 필요하다. 이러한 응축수 처리장치가 없을 경우에는 이를 주기적으로 내다 버려야 하는 번거로움이 생긴다.

한국등록특허공보 제10-0381946호(등록일자 2003년 04월 15일)의 경우 전기히터를 이용하여 응축수를 가열하는 방식의 공기조화기의 응축수 건조장치에 대해 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 냉각 방식의 경우 응축수를 가열하는 과정에서 또다른 열원을 만들기 때문에 전체적으로는 열에너지를 크게 증가시키게 되어 냉각장치 주위의 온도가 심하게 상승하는 부작용이 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은, 냉각장치에서 부수적으로 생성되는 응축수를 수증기로 만들어 바람과 함께 열전소자의 발열면이 접한 방열판에 분무시킴으로써 처리하기 번거로웠던 응축수를 효과적으로 처리함과 동시에 열전소자의 적절한 방열을 통해 냉각효율이 높아진 냉각장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자와 초음파 진동자를 이용한 냉각장치와 그 동작제어방법은, 본체; 본체 내부에 마련되며, 유입되는 외기가 냉각되도록 하는 흡열면과 상기 흡열면의 열이 방열되도록 하는 발열면을 포함하는 열전소자; 및 상기 열전소자의 하부에 마련되어 상기 외기가 상기 흡열면에 의해 냉각되면서 생성되는 응축수가 수증기로 상태 변화되도록 하는 초음파 진동자; 상기 발열면이 냉각되도록 상기 수증기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 가압팬;을 포함한다.

그리고, 상기 흡열면은, 상기 응축수가 단부로 집중될 수 있도록 상기 응축수의 유동방향을 따라 형성되되, 하단이 상기 단부 방향으로 경사지게 형성되는 냉각판 히트싱크핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 발열면은, 분무되는 상기 수증기에 포함된 액체가 수용될 수 있도록 외기의 유입방향을 따라 수평하게 형성되되, 외주연부가 상부로 돌출되어 연장형성된 방열판 히트싱크핀을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 본체는, 상기 응축수가 저장되는 수조; 및 상기 수조의 내부에 인입되도록 설치되어 상기 응축수가 상기 수조로 안내되도록 하며, 상기 수조의 내기와 외기가 차단되도록 하단부의 형상이 상기 응축수가 고이도록 형성되는 집수관;을 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 냉각장치는 복잡한 수냉식 물순환 장치 없이도 공랭식에 비해 냉각 효율을 크게 향상시킬 수 있고 동시에 냉각 장치의 고질적 문제였던 응축수 발생문제까지 해결할 수 있다.

이에 의해, 컴퓨터, 빔프로젝터, 조명기구 등 발열이 심한 전기·전자 기기를 사용함에 있어, 본 발명에 의한 냉각장치를 이용하여 고온다습한 환경에서도 응축수를 흘려보내지 않으면서도 효과적인 방열이 가능하도록 하여 해당 기기를 장시간 안정하게 동작시킬 수 있도록 도와줄 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 외관을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 내외부를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 내부를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내외 공기흐름을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내외 공기흐름을 도시한 측면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내 냉각모듈 정면 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내 냉각모듈 후면 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내 전자제어부에 탑재될 제어 흐름 순서도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내 회로물의 블록도, 및
도 10은 종래 발명에서의 일반적인 열전소자 냉각모듈을 도시한 측면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 냉각장치 내부의 주요 구성요소들을 투영시켜 도시한 도면이며, 도 3은 내부의 측면구조를 도시하기 위한 단면 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치가 정상 동작중일 경우 공기의 흐름에 대한 이해를 돕기 위하여 도 4는 사시도면에서의 공기흐름을 도시한 도면이고, 도 5는 측면도면에서의 공기흐름을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각장치의 외형은 상단 전면부의 냉각실 파트(101), 상단 후면부의 방열실 파트(102), 하단의 집수-분무실 파트(103)로 구성된다.

냉각실 파트(101)는 전면외기흡입구(111)를 통해 흡입되는 전면흡입외기(201)가 차가운 냉각판(121)을 지나면서 냉각되고 이를 냉기방출구(112)를 통해 토출시키게 되며, 특정한 전자기기 내부를 냉각시킬 목적으로 사용할 경우 냉기방출구(112)를 대상 기기의 통풍 흡입구에 위치시켜 사용함으로써 소기의 기능을 수행하게 된다.

냉각실 내에서 공기의 흐름은 냉기방출팬(151)이 회전하여 공기를 냉기방출구(112) 외부로 송풍시키면서 만들어지게 되고, 냉각실 내부에는 온습도 센서(141)가 마련되어 외부에서 유입되는 공기의 온도와 습도를 측정할 수 있다.

또한, 발열원이 없는 공간을 냉각시킬 경우에는 전면외기흡입구(111)와 냉기 방출구(112)를 같은 공간에 위치시키는 것이 유리하고 전자기기와 같은 발열원이 있는 기기내부의 냉각에 사용하는 경우에는 전면외기흡입구(111)는 개방공간에 위치시킨 채 냉기방출구(112)만 냉각 대상 기기의 통풍구와 접하도록 하여 사용하는 것이 효율적이다.

냉각판(121)은 밀착되어 있는 열전소자(123)의 열전현상에 의하여 냉각이 이루어진다. 이때 냉각된 냉각판(121)에 외부공기인 냉각풍(202)이 접촉되면 흡입된 공기도 냉각되면서 응축수(213)가 발생하게 되며, 냉각판 히트싱크핀(122)에 의하여 집수구(117)에 모이게 된다.

이 중 냉각판 히트싱크핀(122)에 대한 설명은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.

집수-분무실(103) 파트는 외부에 사용자 인터페이스(160)가 마련되고 내부는 회로물(130)과 응축수(213)를 저장하고 수증기를 생성시키는 공간인 수조(119)로 구성된다. 냉각실의 집수구(117)에 수집된 응축수(213)는 집수관(118)을 따라 수조(119)에 저장된다.

집수관(118)의 형태는 상단부는 깔대기와 같은 형상으로 상부는 입구가 넓고 하부는 가늘고 긴 관으로 되어있으며 종단부가 J자 형으로 약간 굽어있는 형태이다. 이는 집수관(118)의 종단부에 일정량의 물이 고임으로써 집수구(117)에서 내려오는 물은 집수관(118)으로 흘려줄 수 있으나 수조(119) 내의 공기는 고인물의 무게와 집수관(118)의 상하 단면적의 급격한 차이로 인한 높은 통과 요구압력으로 인하여 집수관(118)을 따라 이동하지 못하게 해준다.

수조(119)에 응축수(213)가 고이게 되면 바닥습기센서(142)가 이를 감지하게 되고 만일 응축수(213)가 너무 많이 수집되어 수조(119)의 물이 가압팬(153) 하부까지 차오르게 되면 만수위검출센서(143)가 감지할 수 있게 된다.

바닥습기센서(142)와 만수위검출센서(143)는 물기가 닿을 경우 저항값이 변화함으로써 물기의 존재 여부를 감지할 수 있는 소자를 부착한 후 이를 전자 제어부(133)에 연결함으로써 구현할 수 있다.

이러한 센서들로부터 입력되는 신호를 통해 전자 제어부(133)에서 상황을 인식하고 팬과 초음파진동자(144)를 연동제어하는 방법에 대해서는 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.

수조(119) 내에 응축수(213)가 고이면 수조(119)의 바닥에 마련된 초음파진동자(144)에 진동을 일으켜 수조 수증기(211)를 생성하여 수조(119) 내의 공간을 수증기로 채운다.

수조(119) 내부의 공간은 가압팬(153)의 송풍구와 분무구(116) 이외에는 공기가 흘러나갈 수 없도록 밀폐된 구조이다. 따라서, 가압팬(153)은 냉각장치 측면에서 측면외기흡입구(113)를 통해 흡입되는 측면흡입외기(204)를 수조(119) 안으로 송풍시켜 가압송풍(205)으로 인한 수조(119) 내의 압력을 주위 압력보다 상승시키고 이로 인하여 분무구(116)를 통하여 수조(119) 내의 냉각실 방출수증기(212)를 방열실 파트(102)로 내보낼 수 있게 된다.

집수-분무실 파트(103) 내 수조(119)와 밀폐분리된 하부 공간에는 직류전원공급부(131), 초음파 진동자 구동부(132), 전자 제어부(133) 등의 회로물(130)이 마련되어 있고 이러한 회로물은 냉기방출팬(151), 방열팬(152), 가압팬(153), 열전소자(123), 온습도센서(141), 바닥습기센서(142), 만수위 검출센서(143), 초음파 진동자 (144), 전원버튼 (161), 전원소켓(162), 통신포트(163), 모드표시램프(164) 등 전기회로에 의하여 동작하는 소자들과 전선으로 연결된다.

전자 제어부(133)는 마이크로프로세서를 포함하고 있어 마이크로프로세서 내부 프로그램 메모리에 코드를 기록하여 후술 될 알고리즘에 의거한 제어 동작을 구현할 수 있다.

방열실 파트(102)는 열전소자의 발열면과 접한 방열판(125)에 외부공기와 냉각실방출수증기(212)를 혼합하여 분무시켜 열을 식혀 주기 위한 곳이다.

후면에 마련된 방열팬(152)이 회전하면서 외기를 방열판(125)으로 송풍시키게 되며 방열실 파트(102) 하부의 분무구(116)에서 올라오는 냉각실방출수증기(212)는 이때 송풍되는 후면흡입외기(206)와 혼합되어 가습방열풍(207)을 형성하여 방열판(125)과 접촉하게 된다.

방열실 파트(102)는 방열효과를 증대시키기 위하여 공기가 자유롭게 빠져나갈 수 있도록 외부에 노출되어 있어서 방열판(125)에 의한 화상, 외부 장애물의 간섭 등 이로 인한 안전문제 발생을 방지하기 위하여 외부에 안전망(171)을 마련해둔다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내 냉각모듈 정면 사시도이고,도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치 내 냉각모듈 후면 사시도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각판(121)은 열전소자(123)의 흡열면에 부착되어 있으며 냉각판(121)에 부착되는 다수의 냉각판 히트싱크핀(122)에 의하여 접촉되는 주변공기를 냉각시키는 역할을 한다.

냉각판 히트싱크핀(122)은 세로열로 배열되어 있어서 냉각판 히트싱크 핀(122) 표면에 냉각 과정에서 자연적으로 생성되는 응축수(213)가 냉각판 히트싱크핀(122)를 따라 흐르도록 되어있다.

그리고, 냉각판 히트싱크핀(122)의 하단 부위는 전체가 한곳으로 모아지도록 굽어 있어서 냉각판 히트싱크핀(122)을 따라 내려오던 응축수(213)가 집수구(117) 주위로 모일 수 있도록 되어있다.

반면에 열전소자(123)의 발열면과 접한 방열판(125)에 부착되는 다수의 방열판 히트싱크핀(126)은 가로열로 구성되고 외부와 접하는 핀의 3면 끝단에 돌출된 턱으로 마무리되어 가습 분무에 의한 습기가 쉽게 흘러나가지 않고 핀 위에서 일정량이 머물 수 있도록 마련되어 수분 증발을 통한 방열을 용이하게 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 알고리즘을 도시한 순서도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 이러한 제어 알고리즘이 반영된 코드가 전자 제어부의 마이크로프로세서내 프로그램 메모리상에 탑재됨으로써 구현될 수 있다.

온습도 센서(141), 바닥습기센서(142), 만수위 검출센서(143), 통신포트(163)를 통한 외부기기의 제어명령 유부에 따라 만수위 모드(S341), 저온 모드(S342), 저습 모드(S343), 통신제어 모드(S344), 정상동작 모드(S345) 등 총 5가지 모드로 구분되어 운영된다.

만수위 모드는(S341) 응축수(213)가 만수위 검출센서(143)가 위치한 곳까지 채워져 과다한 상태로 가압팬(153)까지 응축수(213)가 흘러 넘치는 것을 방지하기 위하여 더 이상의 응축수(213)가 생성되지 않도록 열전소자(123)의 동작을 멈추고 초음파 진동자(144)의 동작으로 수증기를 생성 및 배출시켜 응축수(213) 수위를 줄이는 보호 동작을 취한다.

저온 모드(S342)는 전면외기흡입구(111)를 통하여 들어오는 공기의 온도가 이미 섭씨 10도 이하의 저온 상태로 냉각의 필요가 없는 경우의 동작모드이다. 과냉으로 응축수가 얼어버리는 것을 방지하기 위하여 열전소자(123)의 동작을 정지시키고 냉기방출팬(112)을 동작시켜 냉풍만 토출시킨다.

저습 모드(S343)는 주변의 공기가 건조하거나 전체적으로 온도가 지나치게 높아 수조에 응축수(213)가 전혀 없는 경우의 동작모드이다. 이 경우에는 초음파 진동자(144)와 가압팬(153)을 동작시킨다 하더라도 수증기가 생성되지 않으므로 이들의 동작을 정지시켜 불필요한 전력소모를 줄이고 해당 상황을 모드표시 램프(164)에 표시하여 적절한 조치가 취해질 수 있도록 유도할 수 있다.

또한, 응축수(213)가 없을 경우에는 외부에서 인위적으로 보충해 줄 수도 있다. 분무구(116)를 통하여 물을 주입해 줄 수 있으며 사용자는 투명한 재질로 만들어진 집수 확인창(165)을 통하여 수조(119) 내에 저장되어있는 물의 양을 눈으로 확인해 볼 수 있다.

응축수(213)가 없는 경우에도 방열팬(152)과 방열판(125)의 작용으로 어느 정도의 냉각효과는 있지만 응축수(213)가 존재할 때에 비해서는 냉각효과가 떨어지게 된다.

통신제어모드(S344)는 통신포트와 연결된 상위기기의 지령에 따라 수동적으로 제어될 때의 동작모드이다. 상위기기의 지령에 따라 온습도 센서(141), 바닥습기 센서(142), 만수위 검출 센서(143)에서 검출되는 신호의 상태를 상위기기에 알려줄 수도 있고 상위기기의 지령에 따라 냉기 방출팬(151), 방열팬(152), 가압팬(153), 초음파 진동자(144), 열전소자(123)의 동작을 각각 온-오프 상태로 제어할 수 있도록 한다. 이를 위한 통신포트는 RS-232 규격 뿐만 아니라 RS-485, USB, 이더넷 등 필요에 따라 다양한 통신 규격의 형태로 할 수 있다.

정상동작모드(S345)는 상기 4가지 특수한 상황이 아닌 나머지의 일반적인 경우의 상태로써 냉기방출팬, 방열팬, 가압팬, 초음파진동자, 열전소자가 모두 동작하여 전술된 바와같은 동작을 수행하고 있는 모드이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로물의 전원 및 전기 신호의 흐름이 표시된 블록도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 직류전원 공급부(131)는 일반 교류전원을 직류 전원으로 변환하여 전자 제어부(133)와 초음파 진동자 구동부(132)에 공급해준다.

전자 제어부(133)는 전원버튼(161), 온습도센서(141), 바닥습기센서(142), 만수위 검출센서(143)로 부터는 신호를 입력받아 주변 상황을 인지할 수 있게 구성되고 초음파진동자 구동부(132), 냉기 방출팬(151), 방열팬(152), 가압팬(153), 열전소자(123), 모드 표시램프(164)로는 신호를 전송하여 제어가 가능하도록 마련되며, 통신포트(163)와는 양방향으로 통신이 가능하도록 구성된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

10 : 열전소자 11 : 열전소자 흡열면
12 : 열전소자 발열면 21, 22 : 방열판
20, 23 : 팬 101 : 냉각실파트
102 : 방열실파트 103 : 집수-분무실파트
111 : 전면외기흡입구 112 : 냉기방출구
113 : 측면외기흡입구 114 : 후면외기흡입구
115 : 후면외기방출구 116 : 분무구
117 : 집수구 118 : 집수관
119 : 수조 120 : 열전기 냉각모듈
121 : 냉각판 122 : 냉각판 히트싱크핀
123 : 열전소자 125 : 방열판
126 : 방열판 히트싱크핀 130 : 회로물
131 : 직류전원 공급부 132 : 초음파진동자 구동부
133 : 전자 제어부 141 : 온습도센서
142 : 바닥습기센서 143 : 만수위검출센서
144 : 초음파진동자 151 : 냉기방출팬
152 : 방열팬 153 : 가압팬
160 : 사용자 인터페이스 161 : 전원버튼
162 : 전원소켓 163 : 통신포트
164 : 모드표시 램프 165 : 집수확인창
171 : 안전망 201 : 전면흡입외기
202 : 냉각풍 203 : 방출냉풍
204 : 측면흡입외기 205 : 가압송풍
206 : 후면흡입외기 207 : 가습방열풍
211 : 집수조 내 수증기 212 : 냉각실 방출수증기
213 : 응축수 221 : 방열판 증발 수증기
S310 : 상황인식 신호입력 S321 : 만수위 모드판단
S322 : 저온모드 판단 S323 : 저습모드 판단
S324 : 통신제어모드 판단 S330 : 정상동작모드 판단
S341 : 만수위모드 S342 : 저온모드
S343 : 저습모드 S344 : 통신제어모드
S345 : 정상모드

Claims (5)

1. 본체;
   상기 본체 내부에 마련되며, 유입되는 외기가 냉각되도록 하는 흡열면과 상기 흡열면의 열이 방열되도록 하는 발열면을 포함하는 열전소자;
   상기 열전소자의 하부에 마련되어 상기 외기가 상기 흡열면에 의해 냉각되면서 생성되는 응축수가 수증기로 상태 변화되도록 하는 초음파 진동자; 및
   상기 발열면이 냉각되도록 하기 위해 상기 수증기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 가압팬;을 포함하고,
   상기 흡열면은,
   상기 응축수가 단부로 집중될 수 있도록, 상기 응축수의 유동방향을 따라 형성되되 하단이 상기 단부 방향으로 경사지게 형성되는 냉각판 히트싱크핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
2. 삭제
3. 본체;
   상기 본체 내부에 마련되며, 유입되는 외기가 냉각되도록 하는 흡열면과 상기 흡열면의 열이 방열되도록 하는 발열면을 포함하는 열전소자;
   상기 열전소자의 하부에 마련되어 상기 외기가 상기 흡열면에 의해 냉각되면서 생성되는 응축수가 수증기로 상태 변화되도록 하는 초음파 진동자; 및
   상기 발열면이 냉각되도록 하기 위해 상기 수증기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 가압팬;을 포함하고,
   상기 발열면은,
   분무되는 상기 수증기에 포함된 액체가 수용될 수 있도록, 외기의 유입방향을 따라 수평하게 형성되되 외주연부가 상부로 돌출되어 연장형성된 방열판 히트싱크핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
4. 본체;
   상기 본체 내부에 마련되며, 유입되는 외기가 냉각되도록 하는 흡열면과 상기 흡열면의 열이 방열되도록 하는 발열면을 포함하는 열전소자;
   상기 열전소자의 하부에 마련되어 상기 외기가 상기 흡열면에 의해 냉각되면서 생성되는 응축수가 수증기로 상태 변화되도록 하는 초음파 진동자; 및
   상기 발열면이 냉각되도록 하기 위해 상기 수증기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 가압팬;을 포함하고,
   상기 본체는,
   상기 응축수가 저장되는 수조; 및
   상기 수조의 내부에 인입되도록 설치되어 상기 응축수가 상기 수조로 안내되도록 하며, 상기 수조의 내기와 외기가 차단되도록 하단부의 형상이 상기 응축수가 고이도록 형성되는 집수관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
5. 열전 소자와 초음파 진동자를 이용한 냉각장치의 동작제어방법에 있어서,
   상기 냉각장치의 모드를 판단하는 단계; 및
   상기 판단된 모드를 기초로 상기 냉각장치가 동작되도록 하는 단계;를 포함하고,
   상기 냉각장치의 모드는,
   (1) 외기가 본체 내부로 유입되도록 냉기 방출팬이 동작되도록 하고, 유입된 상기 외기의 흡열면에 의한 냉각을 위해 상기 열전소자가 동작되도록 하며, 상기 열전소자에 의한 냉각으로 생성되는 응축수가 수증기로 상태 변화되도록 초음파 진동자가 구동되도록 하고, 상기 수증기가 상기 본체 외부로 유출되도록 가압팬이 동작되도록 하며, 상기 열전소자의 발열면의 냉각을 위해 상기 수증기와 상기 외기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 방열팬이 동작되도록 하는 정상동작 모드;
   (2) 상기 응축수가 만수위가 될 경우, 상기 응축수의 추가적인 생성이 방지되도록 하고 상기 수증기가 생성되어 상기 응축수의 수위가 낮아지도록, 상기 외기가 상기 본체 내부로 유입되도록 상기 냉기 방출팬의 동작이 정지되도록 하고, 유입된 상기 외기의 상기 흡열면에 의한 냉각을 위해 상기 열전소자의 동작이 정지되도록 하며, 상기 열전소자에 의한 냉각으로 생성되는 상기 응축수가 상기 수증기로 상태 변화되도록 상기 초음파 진동자가 구동되도록 하고, 상기 수증기가 상기 본체 외부로 유출되도록 상기 가압팬이 동작되도록 하며, 상기 열전소자의 상기 발열면의 냉각을 위해 상기 수증기와 상기 외기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 상기 방열팬의 동작이 정지되도록 하는 만수위 모드;
   (3) 상기 외기가 기설정된 온도보다 낮게 될 경우, 상기 유입되는 외기가 과냉되는 것을 방지하도록, 상기 외기가 상기 본체 내부로 유입되도록 상기 냉기 방출팬이 동작되도록 하고, 유입된 상기 외기의 상기 흡열면에 의한 냉각을 위해 상기 열전소자의 동작이 정지되도록 하며, 상기 열전소자에 의한 냉각으로 생성되는 상기 응축수가 상기 수증기로 상태 변화되도록 상기 초음파 진동자의 구동이 정지되도록 하고, 상기 수증기가 상기 본체 외부로 유출되도록 상기 가압팬의 동작이 정지되도록 하며, 상기 열전소자의 상기 발열면의 냉각을 위해 상기 수증기와 상기 외기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 상기 방열팬의 동작이 정지되도록 하는 저온 모드;
   (4) 상기 응축수가 저장되는 역할을 하며 상기 본체에 포함된 수조 내 상기 응축수가 기설정된 수위보다 낮게 될 경우, 상기 수증기의 분무 동작이 정지되도록 하고 상기 외기의 순환에 의존한 냉각을 가능하게하며 상기 응축수가 수집되도록, 상기 외기가 상기 본체 내부로 유입되도록 상기 냉기 방출팬이 동작되도록 하고, 유입된 상기 외기의 상기 흡열면에 의한 냉각을 위해 상기 열전소자가 동작되도록 하며, 상기 열전소자에 의한 냉각으로 생성되는 상기 응축수가 상기 수증기로 상태 변화되도록 상기 초음파 진동자의 구동이 정지되도록 하고, 상기 수증기가 상기 본체 외부로 유출되도록 상기 가압팬의 동작이 정지되도록 하며, 상기 열전소자의 상기 발열면의 냉각을 위해 상기 수증기와 상기 외기가 상기 발열면에 분무되도록 하는 상기 방열팬이 동작되도록 하는 저습 모드;
   (5) 외부 기기의 제어 신호에 따라 상기 냉기 방출팬과, 상기 열전소자와, 상기 초음파 진동자와, 상기 가압팬 및 상기 방열팬이 각각 제어되도록 하는 통신제어 모드; 중 적어도 하나의 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치의 동작제어방법.

Images