KR101565560B1 - 냉각효율이 향상된 열전모듈을 이용한 냉각장치 - Google Patents

냉각효율이 향상된 열전모듈을 이용한 냉각장치 Download PDF

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박세훈
윤진원
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주식회사 씨앤엘
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Abstract

본 발명은 냉각장치의 쿨링구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전듈을 이용한 냉각장치의 방열부를 쿨링하는 냉각장치의 쿨링구조에 관한 것이다.
본 발명은 하나 이상의 열전모듈(300)과, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와; 제1열교환부를 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 제1하우징(100)과; 제1하우징(100)과 결합되어 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성되며 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성된 제2하우징(200)과; 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함하며; 제1열교환부는, 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 냉매유로(520)가 형성된 열전달블록(510)과; 냉매유로와 연결되어 냉매가 흐르며 외주면에 열교환을 위한 다수의 방열핀들이 결합된 냉각부(560)와; 열전달블록(510)의 하측에 설치되어 낮은 온도의 냉매가 유입되기 용이하도록 냉각부(560)를 지나며 냉각된 냉매를 열전달블록(510)으로 순환시키는 순환펌프(540)를 포함하고, 냉매유로(520)는, 열전달블록의 열교환 면적을 증가시킬 수 있도록 요홈부(521) 및 돌기부(522) 중 적어도 하나가 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉각장치를 개시한다.

Description

냉각효율이 향상된 열전모듈을 이용한 냉각장치 {Cooling Apparatus using thermoelement module}
본 발명은 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전모듈을 이용한 냉각장치에 관한 것이다.
열전모듈이란 양단에 직류(DC)를 인가하면 일단이 발열하고 타단이 흡열하는 펠티어(Peltier) 효과를 가지는 다수개의 열전소자를 직렬로 연결하여 흡열 또는 발열을 이용하여 냉각장치 또는 가열장치 등으로 사용되는 모듈을 말한다.
상기와 같은 열전모듈은 흡열되는 흡열부 또는 발열되는 발열부로 이루어지며, 냉각장치 또는 가열장치로 활용될 때 열전달 효율을 높이기 위하여 흡열부 또는 발열부에 방열핀, 방열블록 등 방열부재가 결합된다. 이때 방열부재는 볼트와 같은 체결부재로 고정부에 고정시켜 열전모듈과 결합된다.
그런데, 상기와 같은 열전모듈은 지속적인 흡열 및 방열이 이루어지는 시간이 길어질수록 열전모듈의 효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있다.
따라서 공개특허공보 제1020130085633호에 개시된 바와 같이 냉각부 및 가열부에서의 공기유동을 최적화하기 위한 열교환부가 설치된다.
하지만 공개특허공보 제1020130085633호에 개시된 바와 같이 냉매를 이용하여 방열부를 냉각시키고자 할 경우 열전달블록의 내부에 설치되는 냉매유로의 표면적이 작아 열교환 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
또한 냉매를 냉각시키기 위한 구조가 추가로 형성되어야 하므로 냉각장치의 부피가 커져야 하며, 냉각장치의 무거운 무게 때문에 여성 또는 학생과 같이 힘이 약한 사용자의 경우 냉각대상 구조물의 외벽과 흡열부를 완전히 밀착시켜 장착하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 열전모듈의 방열부에서의 냉각 효율을 최대로 높일 수 있는 열전모듈을 이용한 냉각장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 하나 이상의 열전모듈과, 상기 열전모듈의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부(300)와; 상기 제1열교환부를 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 제1하우징(100)과; 상기 제1하우징(100)과 결합되어 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성되며 상기 공기유입구(210) 및 상기 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성된 제2하우징(200)과; 상기 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 상기 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 상기 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함하고; 상기 제1열교환부는, 상기 열전모듈의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 냉매유로(520)가 형성된 열전달블록(510)과; 상기 냉매유로(520)와 연결되어 상기 냉매유로(520)에서 가열된 냉매를 냉각하는 냉각부(560)와; 상기 냉각부(560) 및 상기 열전달블록(510) 사이에서 냉각된 냉매를 순환시키는 순환펌프(540)를 포함하며; 상기 냉매유로(520)는, 상기 열전달블록(510)의 열교환 면적을 증가시킬 수 있도록 요홈부(521) 및 돌기부(522) 중 적어도 하나가 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉각장치을 개시한다.
상기 열전달블록(510)은, 상측이 개구되는 하나 이상의 상기 냉매유로(520)가 형성된 블록본체(516)와, 상기 냉매유로(520)의 상측을 복개하도록 상기 블록본체(516)와 탈착가능하게 결합되는 커버부재(511)를 포함할 수 있다.
상기 냉각부(560)는, 상기 냉매유로(520)와 연결되며, 상기 열전달블록(510)을 지나며 가열된 냉매가 흐를 수 있도록 가이드 하는 냉매순환관(530)과; 상기 냉매순환관(530)의 열교환 효율을 높일 수 있도록 상기 냉매순환관(530)의 외주면과 결합하는 다수의 방열핀들을 포함할 수 있다.
상기 냉매순환관(530) 및 상기 다수의 방열핀들은, 상기 제1하우징(100)에 형성된 공기유입구(120)와 공기배출구(110)를 연결하는 제1유로(P1)로 공기유동을 발생시키는 보조공기유동형성부에 의해 열교환이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치는, 방열을 위한 제1하우징 및 냉각을 위한 구조물에 결합되는 제2하우징에 각각 냉매유로 및 제2유로를 형성하여 열교환을 수행함으로써 냉각효율을 현저히 높일 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치는, 제2하우징의 하측에 배수부가 형성되어 제2열교환부에서 열교환시 발생되는 응축수를 저장함으로써 냉각효율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.
더 나아가, 응축수의 저장을 위한 배수가 설치됨으로써 펌프 등 내부에 설치된 전기장치에 응축수가 유입되는 것을 방지하여 장치의 안정도를 높일 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치는, 제2하우징의 하측에 배수부가 형성되어 제2열교환부에서 열교환시 발생되는 응축수를 저장하고, 저장된 응축수를 냉각부에 비산시켜 냉각부의 냉각효율을 높임으로써 냉각효율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치는, 열전달블록에 형성된 냉매유로에 복수개의 돌기부 및 요홈부 중 적어도 하나를 형성하여, 냉매의 유동시 열교환 표면적을 증가시키고 냉매의 흐름에 난류를 형성함으로써 냉매와 열전달블록 간의 열교환을 극대화시킬 수 있다는 이점이 있다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치는, 제1하우징의 하측에 이동수단을 설치하여 냉각장치의 무게와 상관없이 여성 또는 학생과 같이 힘이 약한 사용자가 장착하고자 할 경우에도 냉각대상 구조물의 외벽과 흡열부를 완전히 밀착시켜 장착하기 쉽다는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치를 보여주는 Y축 방향으로 본 종단면도이다.
도 2는, 도 1의 열전모듈을 이용한 냉각장치를 X축 방향으로 본 단면도이다.
도 3a는, 도 1의 열전달블록을 보여주는 단면도이다.
도 3b는, 도 3a에서 A-A' 방향의 단면도이다.
도 4a는, 도 1의 열전달블록의 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 4b는, 도 4a에서 B-B' 방향의 단면도이다.
도 5a는, 도 1의 열전달블록의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 5b는, 도 5a에서 C-C' 방향의 단면도이다.
도 6a는, 본 발명의 제2실시예에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치를 보여주는 Y축 방향으로 본 종단면도이다.
도 6b는, 도 6a의 냉각장치를 X축 방향으로 본 단면도이다.
도 7a은, 본 발명의 제3실시예에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치를 보여주는 Y축 방향으로 본 종단면도이다.
도 7b는, 도 7a의 냉각장치를 X축의 반대 방향으로 본 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치는 도 1 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 열전모듈(300)과, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와; 제1열교환부를 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 제1하우징(100)과; 제1하우징(100)과 결합되어 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성되며 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성된 제2하우징(200)과; 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함한다.
상기 열전모듈부는, 하나 이상의 열전모듈(300)과, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 하나 이상의 열전모듈(300)은 한 쌍의 기판과, 한 쌍의 기판 사이에 설치되는 다수개의 열전소자(미도시)와, 열전소자(미도시)와 연결되어 전원을 공급하는 전원인가부(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 기판은 금속, 세라믹 등 다양한 재질이 사용될 수 있으나 열팽창 등을 고려하여 세라믹 재질이 사용되는 것이 바람직하다.
여기서 상기 한 쌍의 기판은 열전소자의 배열에 따라서 어느 하나는 방열부로서, 나머지 하나는 흡열부로서 기능한다.
또한 상기 열전모듈(300)은 제조의 편의를 위하여 2개, 4개 등 냉각 또는 가열용량을 고려하여 복수개로 설치됨이 바람직하며, 전원인가부 이외의 부분이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여, 스티로폼 등의 단열부재에 형성된 개구부에 각각 삽입되어 설치될 수 있다.
상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부는, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되어 후술하는 제1하우징(100) 및 제2하우징(200)의 내부공간을 냉각 및 가열하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 제1열교환부는, 공기의 유동을 이용한 열교환 또는 물과 같은 냉매의 유동을 이용한 열교환에 의하여 방열부와 열교환을 수행할 수 있으며, 제2열교환부는 공기의 유동을 이용하여 흡열부와 열교환을 수행할 수 있다.
특히 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부는, 열교환방식에 따라서 다양한 구조가 가능하다.
예로서, 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부는, 각각 방열부 및 흡열부와 면접촉되는 열전달블록(510)과; 열전달블록(510)과 고정결합되는 열교환모듈을 포함할 수 있다.
상기 열교환모듈은, 열전달블록(510)과 고정결합되어 열전달블록(510)과의 열교환에 의하여 방열 또는 흡열을 수행할 수 있다.
특히, 상기 열교환모듈은, 물과 같은 냉매의 순환방식, 공기유동에 의한 열교환방식에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있다.
구체적으로 상기 제1열교환부 및 제2열교환부는, 등록특허 제10-1185567호의 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
즉, 상기 열교환모듈은, 열전달블록(510)과 고정결합되는 히트파이프 및 스택핀 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 열교환효율을 증대시키기 위하여 히트파이프 및 스택핀에는 방열핀들이 결합될 수 있다.
여기서 상기 제2열교환부는, 도 2, 도 6a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2하우징(200)에 형성된 공기유입구(210)와 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)와, 제2하우징(200)의 내부에 설치되며 제2유로(P2)에 공기유동을 발생시키는 제2공기유동형성부(240)에 의해 열교환이 이루어지도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제2열교환부를 이루는 열교환모듈은, 제2공기유동형성부(240)에 의하여 형성되는 제2유로(P2)에서의 공기유동을 통하여 열교환이 수행된다.
한편, 상기 제1열교환부는, 제2열교환부와 유사한 구조로서 공기유동에 의하여 열교환하는 구조로서, 열전모듈(300)부의 방열부와 결합되는 하나 이상의 열전달블록(510)과; 열전달블록(510)과 고정결합되는 열교환모듈을 포함하며, 상기 열교환모듈은 제1하우징(100)에 형성된 공기유입구와 공기배출구를 연결하는 제1유로(P1)로 공기유동을 발생시키는 제1공기유동형성부(550)에 의해 열교환이 이루어질 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제1열교환부는, 앞서 설명한 제2열교환부와 같이 공기유동에 의한 열교환 대신에 물과 같은 열매체의 순환에 의하여 열교환이 수행될 수 있다.
예로서, 상기 제1열교환부는, 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 냉매유로(520)가 형성된 열전달블록(510)과; 냉매유로와 연결되어 냉매가 흐르는 냉각부(560)와; 냉각부(560)를 지나며 냉각된 냉매를 열전달블록(510)으로 순환시키는 순환펌프(540)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 냉매는, 냉각부(560) 및 열전달블록(510)을 순환하면서 열전달을 수행하는 열전달매체로서, 물 등이 사용될 수 있다.
상기 열전달블록(510)은, 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 냉매유로(520)가 형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 열전달블록(510)은, 열전달률이 높은 알루미늄, 스테인레스 등의 재질의 블록에 드릴링 및 용접 등에 의하여 내부에 냉매유로(520)를 형성하여 제조될 수 있다.
또한 상기 열전달블록(510)은, 도 3a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 상측이 개구되는 하나 이상의 냉매유로(520)가 형성된 블록본체(516)와, 냉매유로(520)의 상측을 복개하도록 블록본체(516)와 탈착가능하게 결합되는 커버부재(511)를 포함할 수 있다.
상기 블록본체(516)는, 상측이 개구되는 하나 이상의 냉매유로(520)이 형성되는 구성으로서, 기계적 가공 등에 의하여 형성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 블록본체(516)는, 평판형태의 플레이트부재(518) 및 플레이트부재(518)과 용접 등에 의하여 결합되어 상측이 개구되는 하나 이상의 냉매유로(520)를 형성하는 하나 이상의 유로형성부재(517)를 포함할 수 있다.
한편 상기 냉매유로(520)는, 열전달블록(510)의 내부에 형성되어 냉매가 흐를 수 있으면 다양한 구조 및 배치를 가질 수 있다.
이때, 상기 냉매유로(520)에는, 열전달블록(510)의 열교환 면적의 증가 및 난류의 형성을 위하여 요홈부(521) 및 돌기부(522) 중 적어도 하나가 복수개 설치됨이 바람직하다.
여기서 상기 요홈부(521) 및 돌기부(522)는, 커버부재(511), 플레이트부재(518) 및 유로형성부재(517) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
예로서, 상기 요홈부(521) 및 돌기부(522)는, 커버부재(511)의 내측면 및 플레이트부재(518)의 내측면에 형성될 수 있다.
또한 상기 요홈부(521) 및 돌기부(522)는, 열전달블록(510)의 열교환 면적의 증가 및 난류의 형성을 위한 구성으로서 다양한 형상 및 구조를 가질 수 있다.
예로서, 상기 요홈부(521) 및 상기 돌기부(522) 중 적어도 하나는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 냉매의 흐름 방향을 따라서 사선을 이루어 형성될 수 있다.
또한 상기 요홈부(521) 및 상기 돌기부(522) 중 적어도 하나는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 유로방향을 따라서 'V'자 구조를 이루어 형성될 수 있다.
여기서 'V'자 구조 중 뾰족한 부분이 냉매의 흐름방향과 반대 쪽으로 위치됨이 바람직하다.
또한 상기 요홈부(521) 및 돌기부(522) 중 적어도 하나는, 냉매유로(520)를 형성하는 열전달블록(510) 내부에 형성되는 복수의 돌기들 또는 요홈들로 형성될 수도 있다.
예로서, 상기 요홈부(521) 및 상기 돌기부(522)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 유로형성부재(517)에는 복수개의 돌기들이, 커버부재(511) 및 플레이트부재(518)에는 복수개의 요홈들이 형성될 수 있다.
한편 상기 요홈부(521) 및 상기 돌기부(522)의 형성과 관련하여, 열교환효율을 고려하면 돌기부(522)가 형성되는 것이 바람직하나 돌기부(522)를 별도로 형성하여야 하므로 가공비용이 증가하는 단점이 있다.
이에 비하여, 요홈부(521)의 경우 열전달블록(510)를 구성하는 하나 이상의 부재에 기계가공을 통하여 가공이 용이하므로 가공성 등을 고려하여 열전달블록(510)에 요홈부(521)가 전부 또는 주를 이루어 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 열전달블록(510)은, 냉매순환관(530)과 결합되어 냉매가 유입되는 하나 이상의 냉매유입구(529)와, 냉매순환관(530)과 결합되어 냉매가 배출되는 하나 이상의 냉매배출구(528)가 형성된다.
이때, 상기 냉매유입구(529)는, 온도가 올라갈수록 가벼워지는 냉매의 순환이 원활하게 이루어질 수 있도록 열전달블록(510)의 하부에, 냉매배출구(528)는 상부에 위치됨이 바람직하다.
상기 순환펌프(540)는, 열전달블록(510) 및 냉각부(560) 사에서 냉매를 순환시키기 위한 구성으로서 냉매의 순환 방향에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있다.
여기서 상기 순환펌프(540), 열전달블록(510) 및 냉각부(560)는 하나 이상의 냉매순환관(530)에 의하여 연결된다.
그리고 상기 순환펌프(540)는, 열전달블록(510)을 지나며 가열된 냉매가 순환펌프(540)를 지나며 손상되는 것을 방지할 수 있도록 순환펌프(540)의 유입구 및 배출구가 냉매순환관(530)을 통해 각각 열전달블록(510)의 냉매배출구(528) 및 냉매유입구(529)와 연결되는 것이 바람직하다.
특히 상기 순환펌프(540)는, 앞서 설명한 열전달블록(510)의 아래쪽에 위치되는 것이 바람직하다.
상기 냉각부(560)는, 냉매의 흐름방향을 기준으로 순환펌프(540) 및 열전달블록(510) 사이에 설치되어 열전달블록(510)을 거쳐 가열된 냉매를 냉각시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 냉각부(560)는, 열전달블록(510)의 냉매배출구(528)과 냉매순환관(530)에 의하여 연결되어 냉매가 흐르는 하나 이상의 주냉매관과, 주냉매관에 결합되어 방열면적을 증가시키기 위한 방열핀을 포함하는 보조열교환부를 포함 할 수 있다.
여기서 방열핀은 냉매관과 일체로 또는 착탈가능하게 형성되는 등 다양한 방식에 의하여 형성될 수 있다.
한편 상기 냉각부(560)은, 보조열교환부에 대한 냉각효과를 높이기 위하여, 제1하우징(100)에 설치되어 보조열교환부를 향한 공기유동을 형성하기 위한 보조공기유동형성부을 추가로 포함할 수 있다.
상기 보조공기유동형성부는, 제1하우징(100)에 형성된 공기유입구(120) 와 공기배출구(110)를 연결하는 제1유로(P1)로 공기유동을 형성하는 구성으로서, 팬 등으로 구성될 수 있으며, 공기유동에 의하여 보조열교환부에서 열교환이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 보조공기유동형성부는, 제1유로(P1)의 공기유동을 형성한다.
상기 냉각부(560)는 열전달블록(510)의 하측에 설치되어 낮은 온도의 냉매가 유입되기 용이하도록 한다.
상기 제1하우징(100) 및 제2하우징(200)은, 냉각 또는 가열의 목적에 따라서 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있으며, 후술하는 제1열교환부 및 제2열교환부를 각각 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 구성이면 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1하우징(100)은, 제1열교환부 등이 설치되는 내부공간을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
또한 상기 제1하우징(100)은, 구체적으로 도시되지는 않았지만 제1유로(P1)를 형성하기 위하여 하나 이상의 가이드부재가 설치될 수 있다.
또한 상기 제1하우징(100)은, 앞서 설명한 구성 이외에, 열전모듈부, 제2공기유동형성부 등의 제어를 위한 제어부, 장치의 제어, 조작 등을 위한 조작패널부, 열전모듈부, 제2공기유동형성부 등에 대하여 전원을 공급하는 전원공급부, 장치의 전면에 설치되어 장치의 상태 등을 표시하는 디스플레이부 등이 설치될 수 있다.
이때, 상기 전원공급부 등의 전장부는, 응축수에 의하여 누수 현상에 의해 기계가 파손되거나 사용자가 감전될 수 있는바, 응축수가 발생되는 부분, 즉 제2열교환부보다 높게, 특히 배수부(250)보다는 높게 설치됨이 바람직하다.
또한 상기 제1하우징(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1열교환부를 중심으로 대향되는 상면 및 하면, 상면 및 하면을 연결하는 두 쌍의 측면을 가지는 형상, 즉 직육면체 형상을 가질 수 있다.
상기 제2하우징(200)은, 제1하우징(100)과 결합되어 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성되며 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 제2하우징(200)은, 제1하우징(100)과 다양한 형태로 결합될 수 있다.
일예로서, 상기 제2하우징(200)은, 도 1, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1하우징(100)의 내부에 설치될 수 있다.
또한 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징은, 도 1에 도시된 실시예 이외에 열전모듈(300)를 중심으로 하여 서로 대향되어 결합될 수 있다.
한편 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(200)은, 볼팅 등에 의하여 직접 결합되거나 후술하는 열전모듈(300)부에 의하여 간접적으로 결합되는 등 다양한 형태로 결합될 수 있다.
또한 상기 구조물(10)에 형성된 제1관통공(11) 및 제2관통공(12)과 각각 연통되도록 제2하우징(200)에 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성된다.
이때 상기 제2하우징(200)이 제1하우징(100)의 내부에 설치된 경우, 구조물(10)에 형성된 제1관통공(11) 및 제2관통공(12)과 제2하우징(200)에 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)이 서로 연통될 수 있도록 제1하우징(100)에 관통공(130)이 형성될 수 있다.
또한 상기 제1하우징(100) 및 제2하우징(200) 중 적어도 하나에는 이동수단(600)이 추가로 설치되어 이동이 용이하도록 할 수 있다.
또한 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(200)은, 도시되지는 않았지만 후술하는 공기유로(P1,P2)를 형성하기 위하여 하나 이상의 가이드부재(미도시)가 설치될 수 있다.
한편, 상기 제2열교환부의 열교환이 이루어지는 동안 제2열교환부에는 응축수가 발생될 수 있으며, 발생된 응축수가 하측으로 흘러 전기부품을 손상시키는 등 안전상의 문제를 발생시키는 문제점이 있다.
이에, 상기 제2하우징(200)의 하측에는, 제2열교환부의 열교환이 이루어지는 동안 제2열교환부에서 발생되는 응축수를 저장하는 배수부(250)가 설치됨이 바람직하다.
상기 배수부(250)는, 제2열교환부의 열교환이 이루어지는 동안 제2열교환부에서 발생되는 응축수를 저장하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 배수부(250)는, 도 1, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 제2하우징(200)을 형성하는 벽체의 일부로서 형성될 수 있다.
특히 상기 배수부(250)는, 제2열교환부의 직하방 쪽의 내벽을 타고 흘러 저장될 수 있도록 제2유로(P2)를 형성하도록 경사를 이루는 내벽의 가장 아래 쪽에서 형성될 수 있다.
한편 상기 배수부(250)에 저장된 응축수는, 냉각부(560)에 비산되어 냉각부(560)에서의 냉각효과를 높일 수 있다.
즉, 상기 배수부(250)는, 배수부(250)에 저장되는 응축수를 냉각부(560)에 분사시키기 위한 분사부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 분사부는, 배수부(250)에 저장되는 응축수를 냉각부(560)에 분사시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 분사부는, 냉각부(560), 특히 보조열교환부에 직접 분사 또는 보조공기유동형성부 쪽에 분사하여 응축수가 냉각부(560), 보조열교환부 방향으로 유동할 수 있도록 설치될 수 있다.
또한 상기 분사부는, 냉각부(560)에 응축수를 분사하기 위한 복수의 노즐과, 배수부(250)로부터 응축수를 복수의 노줄을 통하여 냉각부(560)에 분사하는 분사펌프를 포함할 수 있다.
상기와 같이 배수부(250)에 저장된 응축수를 냉각부(560), 특히 보조열교환부에 분사함으로써 보조열교환부에서의 냉각효과를 높여, 앞서 설명한 열교환모듈(510)을 통한 방열부의 냉각속도 및 효율을 높일 수 있게 된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 제1하우징 200 : 제2하우징
300 : 열전모듈 400 : 제2열교환부
500 : 제1열교환부

Claims (4)

  1. 하나 이상의 열전모듈(300)과, 상기 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와;
    상기 제1열교환부를 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 제1하우징(100)과;
    상기 제1하우징(100)과 결합되어 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성되며 상기 공기유입구(210) 및 상기 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성된 제2하우징(200)과;
    상기 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 상기 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 상기 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함하고;
    상기 제1열교환부는, 상기 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 냉매유로(520)가 형성된 열전달블록(510)과; 상기 냉매유로(520)와 연결되어 상기 냉매유로(520)에서 가열된 냉매를 냉각하는 냉각부(560)와; 상기 냉각부(560) 및 상기 열전달블록(510) 사이에서 냉각된 냉매를 순환시키는 순환펌프(540)를 포함하며;
    상기 냉매유로(520)는, 상기 열전달블록(510)의 열교환 면적의 증가 및 난류의 형성을 위하여 유로방향을 따라서 "'V'자 구조를 이루어 형성되는 요홈부(521)" 및 "'V'자 구조를 이루어 형성되는 돌기부(522)" 중 적어도 하나가, 복수개 형성되며,
    상기 'V'자 구조 중 뾰족한 부분이 냉매의 흐름방향과 반대 쪽으로 위치되며,
    상기 열전달블록(510)은, 상측이 개구되는 하나 이상의 상기 냉매유로(520)가 형성된 블록본체(516)와, 상기 냉매유로(520)의 상측을 복개하도록 상기 블록본체(516)와 탈착가능하게 결합되는 커버부재(511)를 포함하며,
    상기 요홈부(521) 및 돌기부(522)는, 상기 커버부재(511), 플레이트부재(518) 및 유로형성부재(517) 중 적어도 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 냉각효율이 향상된 열전모듈을 이용한 냉각장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부(560)는,
    상기 냉매유로(520)와 연결되며, 상기 열전달블록(510)을 지나며 가열된 냉매가 흐를 수 있도록 가이드 하는 냉매순환관(530)과;
    상기 냉매순환관(530)의 열교환 효율을 높일 수 있도록 상기 냉매순환관(530)의 외주면과 결합하는 다수의 방열핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 향상된 열전모듈을 이용한 냉각장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉매순환관(530) 및 상기 다수의 방열핀들은, 상기 제1하우징(100)에 형성된 공기유입구(120)와 공기배출구(110)를 연결하는 제1유로(P1)로 공기유동을 발생시키는 보조공기유동형성부에 의해 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 향상된 열전모듈을 이용한 냉각장치.
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