KR101677957B1

KR101677957B1 - 항온습장치

Info

Publication number: KR101677957B1
Application number: KR1020160088110A
Authority: KR
Inventors: 강성덕
Original assignee: 강성덕
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2016-11-21

Abstract

개선된 구조로 장치의 소형화가 가능하며 보다 효과적으로 온 습도 조절이 가능한 항온습장치가 제공된다. 항온습장치는, 내측에 수용공간이 형성된 챔버부, 습공기를 생성하여 챔버부에 공급하는 가습부, 상기 수용공간과 상기 가습부 사이에 형성된 유체 유동경로 상에 배치되며 습공기를 입출하는 습공기유동통로가 형성된 열전도성블록, 열전도성블록과 접하여 흡발열하며 열전도성블록의 온도를 조절하는 열전모듈, 및 열전도성블록의 습공기 입출경로에 배치되어 습공기의 유속을 조절하는 적어도 하나의 속도조절판을 포함한다.

Description

항온습장치{Thermo-hygrostat apparatus}

본 발명은 온 습도 조절 챔버가 구비된 항온습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 개선된 구조로 장치의 소형화가 가능하며 보다 효과적으로 온 습도의 조절이 가능한 항온습장치에 관한 것이다.

시제품의 개발, 각종 부품의 실험, 신약이나 새로운 물질의 제조 등에 앞서 이를 테스트하는 과정이 선행된다. 테스트 과정은 인위적으로 조성된 실험환경에 시료를 노출시키는 방식으로 진행할 수 있다. 실험환경을 조성하고 외부로부터 차단하며 시료를 보다 안전하게 테스트하기 위해 밀폐형의 챔버 장치가 사용된다.

챔버 장치는 챔버 내 실험공간으로 접근이 가능한 도어, 실험공간의 온도, 습도 등을 조절하여 실험환경을 조성하는 실험환경 조성모듈 등을 포함한다. 열선 등으로 이루어진 가열장치, 팬 등으로 이루어진 순환장치, 가습장치, 작동유체의 상변화로 온도를 조절하는 응축기, 증발기 등을 이용하여 실험환경 조성모듈을 구성하고 밀폐된 챔버 내 환경을 원하는 조건으로 조성할 수 있다.

그러나 종래 응축기, 증발기 등에 작동유체를 순환시키기 위한 복잡한 관로 구조가 필요한 탓에 장치가 비대화되는 문제가 있었고, 냉각장치 동작에 따른 소음 및 냉각장치의 발열로 인해, 장비의 오작동과 고장의 원인이 되는 문제가 있었다. 특히, 장치를 소형화하기 어려워 비좁은 공간에도 대형의 챔버 장치를 구비할 수 밖에 없었고, 장치를 소형화 하고자 하는 경우에는 복잡한 관로 구조가 필요한 응축기, 증발기 등을 적용하기 곤란한 문제점들이 있었다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0418036호, (2006.06.07), 도면 2

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 개선된 구조로 장치의 소형화가 가능하며 보다 효과적으로 온 습도 조절이 가능한 항온습장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 항온습장치는, 내측에 수용공간이 형성된 챔버부; 습공기를 생성하여 상기 챔버부에 공급하는 가습부; 상기 수용공간과 상기 가습부의 사이에 형성된 유체 유동경로 상에 배치되며 습공기를 입출하는 습공기유동통로가 형성된 열전도성블록; 상기 열전도성블록과 접하여 흡발열하며 상기 열전도성블록의 온도를 조절하는 열전모듈; 및 상기 열전도성블록의 습공기 입출경로에 배치되어 습공기의 유속을 조절하는 적어도 하나의 속도조절판을 포함한다.

상기 습공기유동통로는 상기 열전도성블록의 일 면과 타 면을 일직선 상으로 관통할 수 있다.

상기 습공기유동통로는 복수 개가 등간격으로 이격되어 서로 평행하게 배열될 수 있다.

상기 습공기유동통로는 횡단면이 상기 열전도성블록의 폭방향으로 연장된 장공 형상일 수 있다.

상기 속도조절판은 상기 습공기유동통로의 횡단면 면적보다 작은 단면적으로 개구된 통공을 복수 개 포함할 수 있다.

상기 속도조절판은, 상기 통공이 상기 습공기유동통로의 유입측과 중첩하여 배치된 제1속도조절판, 및 상기 통공이 상기 습공기유동통로의 배출측과 중첩하여 배치된 제2속도조절판을 포함할 수 있다.

상기 항온습장치는, 상기 제1속도조절판 및 상기 제2속도조절판 사이에서 습공기 유동속도가 감속되어 상기 습공기유동통로 내 습공기의 체류시간이 조절될 수 있다.

상기 복수 개의 통공에 의한 상기 속도조절판의 개구율은 40퍼센트이고, 상기 통공의 직경은 2밀리미터일 수 있다.

상기 습공기유동통로는 서로 마주보는 전열면의 쌍을 포함하며 상기 전열면 사이의 간격이 8~10밀리미터로 형성될 수 있다.

상기 속도조절판에 포함된 상기 통공의 총 단면적에 대한 상기 열전도성블록에 형성된 상기 습공기유동통로의 총 횡단면 면적의 비율이 0.5~2로 형성될 수 있다.

상기 항온습장치는, 상기 챔버부를 구획하여 상기 수용공간과, 상기 열전도성블록이 배치된 상기 유체 유동경로를 분리하는 차단판, 및 상기 차단판이 개구되어 형성된 순환구를 더 포함하여 상기 수용공간이 상기 순환구를 통해서 상기 유체 유동경로와 연통될 수 있다.

상기 순환구는 상기 차단판 일 측에 배치되며 상기 열전도성블록에 형성된 상기 습공기유동통로의 유입측과 연통되는 제1순환구, 및 상기 차단판 타 측에 배치되며 상기 습공기유동통로의 배출측과 연통되는 제2순환구를 포함할 수 있다.

상기 항온습장치는, 상기 제2순환구와 상기 열전도성블록 사이에 배치되어 상기 습공기유동통로의 배출측으로부터 상기 제2순환구를 향하는 유체 흐름을 조성하는 순환팬을 더 포함할 수 있다.

상기 항온습장치는, 상기 유체 유동경로의 일부를 구획하여, 상기 열전도성블록과 상기 가습부의 사이에 상기 제1순환구와, 상기 습공기유동통로의 유입측과, 상기 가습부를 상호 연통시키는 유체 혼합공간을 형성하는 구획판을 더 포함할 수 있다.

상기 항온습장치는, 상기 열전모듈과 접하여 배치되고 냉각수를 유입하는 인렛부와 냉각수를 배출하는 아웃렛부를 포함하여 상기 인렛부와 상기 아웃렛부 사이로 냉각수를 순환시켜 방열하는 냉각부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 간편하고 개선된 구조로 챔버 내 온 습도를 용이하게 조절할 수 있다. 따라서 상대적으로 간소화된 내부구조를 통해서 장치의 비대화를 막고 보다 소형화된 형태로 장치를 제조할 수 있다. 특히, 챔버 내 유체 순환에 관여하며 효율적으로 온 습도 조절이 가능한 구조를 이용하여 챔버 내 온 습도를 매우 효과적으로 조절할 수 있고, 온 습도 조절과정에서 발생하는 열도 용이하게 방열하여 해소할 수 있다. 이와 같이 보다 간소화되고 효율적인 구조의 장치를 보다 쉽게 제조할 수 있고 유지보수도 편리하게 진행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 항온습장치의 내부구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 항온습장치의 열전도성블록, 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 열전도성블록, 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부의 분해사시도이다.
도 5는 열전도성블록의 내부구조를 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부와 함께 도시한 단면도이다.
도 6은 열전도성블록, 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부의 작동도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치의 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지 식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명에 의한 항온습장치는 온도 및/또는 습도의 조절 및/또는 유지가 가능한 장치로, 예를 들어, 실험실 등에서 사용 가능한 항온항습챔버, 병원 등에서 사용 가능한 온습도 인큐베이터 등을 모두 포함하는 의미이다. 즉, 명칭에 한정될 필요 없이 온습도 조절 및 유지가 가능한 챔버구조를 포함하는 다양한 장치나 설비가 본 발명의 기술사상에 포함될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 항온습장치의 내부구조를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치(1)는 내측에 수용공간(100a)이 형성된 챔버부(100), 습공기를 생성하여 챔버부(100)에 공급하는 가습부(200), 수용공간(100a)과 가습부(200) 사이에 형성된 유체 유동경로 상에 배치되며 습공기를 입출(유입 및 배출)하는 습공기유동통로(111)가 형성된 열전도성블록(110), 열전도성블록(110)과 접하여 흡발열(흡열 및/또는 발열)하며 열전도성블록(110)의 온도를 조절하는 열전모듈(160), 및 열전도성블록(110)의 습공기 입출경로에 배치되어 습공기의 유속을 조절하는 적어도 하나의 속도조절판을 포함한다.

본 명세서 상에서 유체 유동경로는 제1공간(100b), 제2공간(100c), 제3공간(100d)을 포함하여 형성된 경로로 도면부호는 따로 표기하지 않고 설명한다. 또한, 속도조절판이 배치되는 열전도성블록(110)의 습공기 입출경로는 습공기가 열전도성블록(110)으로 유입되고 습공기유동통로(111)를 통과하여 열전도성블록(110)으로부터 배출되는 경로로서 습공기유동통로(111)의 유입측(도 5의 111a 참조), 배출측(도 5의 111b 참조) 및 유입측의 전방과 배출측의 후방 등을 포함할 수 있다. 이러한 습공기 입출경로에 하나 또는 하나 이상의 속도조절판이 배치될 수 있다.

항온습장치(1)는 습공기유동통로(111)가 형성된 열전도성블록(110)으로 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 온도 및 습도를 조절하며, 습공기유동통로(111)의 입출경로에 배치된 속도조절판[제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)]으로 습공기의 유속도 함께 조절한다. 따라서 습공기가 습공기유동통로(111) 내부에 충분한 시간 동안 체류하며 제습되고 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 습도가 효율적으로 조절된다.

즉, 항온습장치(1)는 습공기유동통로(111)가 형성된 독특한 구조의 열전도성블록(110)을 이용하여 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 온도와 습도를 함께 제어한다. 습공기는 습공기유동통로(111) 내부를 통과하며 제습되되 유속을 조절하는 속도조절판에 의해 습공기유동통로(111) 내 체류시간이 조절된다. 따라서 의도한 만큼 충분한 제습이 이루어진 후에 습공기를 수용공간(100a) 내부로 공급할 수 있어 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 습도를 효율적으로 조절할 수 있다.

이하, 본 명세서에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1속도조절판(120) 및 및 제2속도조절판(130)이 형성된 예를 기준으로 설명을 진행하나 본 발명이 이와 같이 한정될 것은 아니며 다른 실시예에서 속도조절판의 개수나 배치상태 등은 필요에 따라 적절히 변경될 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치(1)는 열전도성블록(110)을 열전모듈(160)과 접하여 배치하고 열전모듈(160)을 이용하여 열전도성블록(110)의 온도를 조절한다. 열전모듈(160)은 열전효과(thermoelectric effect)에 의해 흡발열하므로 전기적 제어를 통해 간편하게 온도를 조절할 수 있다. 따라서, 종래 응축기, 증발기 등에 적용하기 위한 복잡한 관로 구조 등이 배제되어 내부구조가 매우 간소화되고 보다 소형화된 형태로 장치를 구성할 수 있다. 열전모듈(160)은 열전효과를 발생할 수 있는 한 제한되는 것은 아니며, 시판되는 것을 사용하여 구성할 수 있다. 예를 들어, 펠티어(Peltier) 소자 등으로 열전모듈(160)을 구성할 수 있다.

또한, 이러한 열전모듈(160)의 동작에 의해 발생하는 열은 수냉식으로 동작하는 냉각부(170)에 의해 매우 효과적으로 방열되어 해소되므로, 효율적인 온 습도 조절이 가능하고 매우 간소화된 내부구조를 갖는 보다 소형화된 장치를 용이하게 구현할 수 있다.

이하, 각 도면을 참조하여 이러한 특징을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치에 대해서 보다 상세히 설명한다. 이하 설명을 통해서 언급되지 않은 그 밖의 다른 특징들도 명확히 파악될 수 있을 것이다.

항온습장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(10)을 포함할 수 있다. 하우징(10)의 내 외부 공간에 전술한 각 구성요소를 배치하여 항온습장치(1)를 형성할 수 있다. 특히, 전술한 바와 같이 매우 간소화되고 효율적인 내부구조로 인해 하우징(10)의 크기가 축소되어 매우 소형화된 항온습장치(1)를 구현할 수 있다. 하우징(10)의 전면에는 챔버부(100)를 개폐 가능한 도어(20)를 형성할 수 있고, 하우징(10) 하부에는 바퀴(30)를 포함하는 지지구조를 형성할 수 있다. 도어(20)를 개방하여 챔버부(100) 내 수용공간(100a)에 용이하게 접근이 가능한 구조를 구현할 수 있다. 도어(20)의 적어도 일부는 투명하게 형성하여 내부를 관찰 가능한 형태로 형성할 수 있고, 바퀴(30)를 이용하여 항온습장치(1)의 설치지점을 용이하게 변경할 수 있다. 그 밖에도 필요에 따라 여러 다양한 구성요소를 하우징(10)에 추가로 형성할 수 있다.

챔버부(100)는 하우징(10) 내부에 밀폐된 구조로 형성된다. 하우징(10)의 내벽을 이중으로 형성하거나 이중 내벽의 일부를 변형하여 밀폐된 룸(room) 형태의 챔버부(100)를 구성할 수 있다. 챔버부(100) 내측에는 수용공간(100a)이 형성되며, 수용공간(100a)과 후술하는 가습부(200)의 사이에 유체 유동경로가 형성된다. 유체 유동경로는, 도 2에 도시된 바와 같이 제1공간(100b), 제2공간(100c), 및 제3공간(100d)을 포함하는 유체 유동이 가능한 경로로 형성될 수 있다. 이러한 유체 유동경로 상에 열전도성블록(110)이 배치되어 습공기를 입출하고 온습도를 조절한다. 챔버부(100)는 전술한 도어(20)에 의해 개폐가 가능하며 도어(20)는 기밀도어의 형태로 형성되어 닫히면 챔버부(100) 전체를 용이하게 밀폐할 수 있다. 도어(20)를 개방하여 일시적으로 챔버부(100)의 밀폐상태를 해제하고 내부 수용공간(100a)에 시료 등을 위치시킬 수 있다. 이와 같은 수용공간(100a)은 항온습 대상물이 수용되는 공간을 의미한다. 챔버부(100)의 크기나 하우징(10) 내 위치 등은 하우징(10)의 크기나 내부공간의 부피, 다른 구성요소의 배열상태 등에 대응하여 적절히 조정될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버부(100)에는 차단판(101)이 형성될 수 있다. 차단판(101)은 챔버부(100)를 구획하여 수용공간(100a)과, 열전도성블록(110)이 배치된 유체 유동경로를 분리한다. 특히, 도시된 바와 같이 차단판(101)이 개구되어 형성된 순환구를 형성하여 수용공간(100a)이 순환구를 통해서 유체 유동경로와 연통되도록 구성할 수 있다. 순환구는 도 2에 도시된 바와 같이 차단판(101) 일 측에 배치되며 열전도성블록(110)에 형성된 습공기유동통로(111)의 유입측(도 5의 111a참조)과 연통되는 제1순환구(101a), 및 차단판(101) 타 측에 배치되며 습공기유동통로(111)의 배출측(도 5의 111b참조)과 연통되는 제2순환구(101b)를 포함할 수 있다. 즉, 차단판(101)의 서로 다른 측에 배치된 제1순환구(101a) 및 제2순환구(101b)를 이용하여 유체 유동경로 내 배치된 열전도성블록(110)의 습공기유동통로(111)를 통과하는 유체 순환구조를 보다 효율적으로 구성할 수 있다.

유체 유동경로와 수용공간(100a)은 도 2에 도시된 바와 같이 차단판(101)을 기준으로 구분될 수 있다. 유체 유동경로는 전술한 바와 같이 제1공간(100b), 제2공간(100c), 및 제3공간(100d)을 포함하여 형성된다. 제1공간(100b)은 제2순환구(101b)와 면하여 유체 유동경로 내 유체를 제2순환구(101b) 측으로 분배하는 역할을 하며, 제3공간(100d)은 제1순환구(101a)와 면하여 수용공간(100a) 내 유체를 유체 유동경로로 도입하는 역할을 한다. 제2공간(100c)은 제1공간(100b)과 제3공간(100d)을 서로 연통시키며 내부에 열전도성블록(110)을 수용한다. 이와 같이 제1공간(100b), 제2공간(100c), 제3공간(100d)이 상호 연결된 형태의 유체 유동경로로 열전도성블록(110)을 경유하여 수용공간(100a)으로 연결되는 유체 순환구조를 보다 효과적으로 구현할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2순환구(101b)와 열전도성블록(110) 사이에는 순환팬(150)이 형성된다. 순환팬(150)은 습공기유동통로(111)의 배출측(도 5의 111b참조)으로부터 제2순환구(101b)를 향하는 유체 흐름을 조성한다. 순환팬(150)은 차단판(101) 일 측으로 연장된 가이드판(102)과 차단판(101) 사이의 제1공간(100b) 내측에 수용될 수 있다. 제1공간(100b)은 가이드판(102) 일 측에 형성된 통기구(102a)를 통해 제2공간(100c)과 연결된다. 가이드판(102)은 도시된 바와 같이 제2순환구(101b)와 면하며 내부에 순환팬(150)을 수용하는 한정된 공간(제1공간)을 형성한다. 따라서 한정된 공간 내부에서 제2순환구(101b)를 향하는 유체 흐름을 보다 효과적으로 유도할 수 있다. 순환팬(150)은 모터(151)에 연결되어 구동될 수 있고 하나 또는 하나 이상이 적절한 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 수직방향으로 회전하는 형태의 순환팬(150)이 도시되었으나 순환팬(150)은 가로방향으로 회전하도록 배치될 수도 있다. 또한 필요에 따라 제1공간(100b)이 아닌 다른 유체 유동경로 상에 순환팬(150)을 배치하는 것도 가능하다. 따라서 순환팬(150)의 배치를 도시된 바와 같이 한정하여 이해할 필요는 없다.

유체 유동경로의 제3공간(100d)은 수용공간(100a)으로부터 도입된 유체와, 후술하는 가습부(200)로부터 유입된 유체(즉, 습공기)를 혼합하여 열전도성블록(110)으로 제공하는 역할을 한다. 제3공간(100d)은 도 2에 도시된 바와 같이 유체 유동경로의 일부를 구획하는 구획판(140)에 의해 열전도성블록(110)과 가습부(200)의 사이에 형성될 수 있다. 제3공간(100d)은 열전도성블록(110)과 가습부(200)의 사이에 위치하여 제1순환구(101a)와, 습공기유동통로(111)의 유입측(도 5의 111a참조)과, 가습부(200)를 상호 연통시키는 유체 혼합공간으로 기능한다. 즉, 유체 유동경로의 일부를 구획하여, 열전도성블록(110)과 가습부(200)의 사이에 제1순환구(101a)와, 습공기유동통로(111)의 유입측(도 5의 111a참조)과, 가습부(200)를 상호 연통시키는 유체 혼합공간을 형성하는 구획판(140)을 형성할 수 있다. 유체 혼합공간(즉, 제3공간)과 가습부(200)는 습공기공급관(210)을 통해 연통될 수 있다.

이와 같이, 차단판(101) 구조 등을 이용하여 챔버부(100)를 구획하고 수용공간(100a)과 가습부(200)의 사이에 유체 유동경로를 형성할 수 있다. 그러나 유체 유동경로의 형성방식을 이와 같이 한정하여 이해할 필요는 없으며 유체 유동경로도 반드시 챔버부(100) 내에 있을 필요는 없다. 다른 실시예에서, 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 크기가 확장되는 등의 경우 유체 유동경로는 챔버부(100) 외측에 위치할 수도 있다. 수용공간(100a)과 가습부(200) 사이에 유체를 유동시킬 수 있는 다양한 형태의 유체 유동경로를 형성하고 이러한 유체 유동경로 상에 열전도성블록(110)을 배치할 수 있다.

챔버부(100) 일 측에는 가습부(200)가 형성된다. 가습부(200)는 습공기를 생성하여 챔버부(100)에 공급한다. 가습부(200)는 하우징(10) 내부에 챔버부(100)와 인접하게 형성될 수 있으나 필요한 경우 하우징(10) 외부에 위치하는 부분을 포함할 수도 있다. 가습부(200)는 예를 들어, 초음파 방식, 가열증기방식, 기화방식 등의 다양한 방식으로 물을 입자화하여 습공기를 생성하고 습공기공급관(210)을 통해 챔버부(100)에 공급하도록 형성될 수 있다. 가습부(200)는 챔버부(100)의 하방에 배치되는 것이 바람직하나 필요에 따라 배치상태는 바뀔 수 있다. 습공기를 생성하여 챔버부(100)에 용이하게 공급할 수 있는 한도 내에서 여러 가지 다양한 형태의 가습부(200)를 형성할 수 있다.

열전도성블록(110)은 전술한 바와 같이 수용공간(100a)과 가습부(200)의 사이에 형성된 유체 유동경로 상에 배치된다. 유체 유동경로는 전술한 제1공간(100b), 제2공간(100c), 제3공간(100d)을 포함하는 형태로 형성될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 제2공간(100c)에 열전도성블록(110)이 배치될 수 있다. 그러나, 유체 유동경로가 다른 형태로 형성되는 경우 그에 대응하여 유체 유동경로 상의 적절한 또 다른 위치에 열전도성블록(110)이 배치될 수 있다.

열전도성블록(110)은 복수 개가 쌍으로 배치될 수 있다. 열전도성블록(110)은 챔버부(100) 내 습공기가 유입되는 유입경로에 배치되어 내부에 형성된 습공기유동통로(111)로 습공기를 통과시킨다. 특히, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 챔버부(100) 일부를 구획하여 형성된 구획판(140)과 면하도록 열전도성블록(110)을 배치할 수 있다. 구획판(140)은 전술한 바와 같이 유체 유동경로의 일부를 구획하여 열전도성블록(110)과 가습부(200)의 사이에 제1순환구(101a)와, 습공기유동통로(111)의 유입측(도 5의 111a 참조)과, 가습부(200)를 상호 연통시키는 유체 혼합공간(즉, 전술한 제3공간)을 형성한다. 이를 통해 수용공간(100a) 내부의 유체를 유체 유동경로에 도입하여 순환시키는 한편 가습부(200)로부터 유입된 습공기와 혼합하여 열전도성블록(110)의 습공기유동통로(111)로 용이하게 제공할 수 있다.

열전도성블록(110)에는 습공기유동통로(111)가 형성된다. 습공기유동통로(111)는 유체 유동경로에 유입된 습공기를 입출한다. 습공기유동통로(111)는 습공기공급관(210) 등을 통해 열전도성블록(110)으로 유도된 습공기를 유입하고, 그 내부로 통과시키고, 다시 배출한다. 특히, 습공기공급관(210)을 통해 가습부(200)에서 공급된 습공기는 제2순환구(101b)를 통해 수용공간(100a)에서 도입된 유체(즉, 수용공간 내부의 순환공기)와 유체 혼합공간(전술한 제3공간)에서 혼합되어 습공기유동통로(111)의 유입측(도 5의 111a참조)으로 제공된다. 습공기유동통로(111)로 제공된 습공기는 습공기유동통로(111)를 통과하며 내부에서 냉각되고 습공기에 함유된 수분 일부는 습공기유동통로(111)에 응결되어 습공기로부터 제거된다. 따라서 습공기가 제습되고 제습되어 습도가 조절된 습공기가 다시 수용공간(100a)으로 제공된다. 이러한 방식으로 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 습도를 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 열전도성블록(110)은 습공기유동통로(111)가 블록 내부에 통로 형태로 관통 형성될 뿐 습공기유동통로(111)의 입구나 출구를 제외한 나머지 부분은 개방되지 않는다. 즉, 열전도성블록(110)은 습공기유동통로(111) 내측의 한정된 공간으로 습공기를 유도하여 습공기가 옆으로 새는 것을 방지하고 보다 효율적으로 제습할 수 있다. 또한, 이러한 구조로 인해 열전도성블록(110)은 습공기유동통로(111) 내부의 한정된 공간을 효율적으로 냉각하여 제습하며 열전도성블록(110)의 측부 등으로 불필요한 냉기의 발산은 최소화할 수 있다. 예를 들어, 종래 열전달핀과 같이 복수 개의 핀이 판넬 형태로 배열된 구조물을 냉각체로 사용하는 경우 핀 사이로 냉기가 발산되어 불필요한 동결이 발생하는 현상이 일어날 수 있으나, 본 발명의 습공기유동통로(111)가 형성된 열전도성블록(110)으로 이러한 동결을 방지하고 효과적으로 제습하는 것이 가능하다.

속도조절판은 열전도성블록(110)의 습공기 입출경로에 배치된다. 속도조절판은 습공기유동통로(111)의 횡단면 면적보다 작은 단면적으로 개구된 통공(도 4 및 도 5의 121, 131참조)을 복수 개 포함할 수 있다. 속도조절판에 의해 습공기의 유속이 감속되고 습공기가 습공기유동통로(111)를 통해 입출하는 시간이 조절된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 열전도성블록(110)의 양 측에 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)이 배치될 수 있고, 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)을 도시된 바와 같이 습공기유동통로(111)의 양 측에 배치하여 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130) 사이의 습공기 유동속도를 감속하고 습공기유동통로(111) 내 습공기의 체류시간을 조절할 수 있다.

습공기유동통로(111)의 유입측에 위치하는 제1속도조절판(120)은 전술한 구획판(140)과 접하도록 배치하여 열전도성블록(110)으로 습공기를 유도하고 유도된 습공기의 유속을 조절하는 과정이 연속하여 이루어지도록 구성할 수 있다. 구획판(140)의 형상이나 배치상태, 제1속도조절판(120) 배치상태, 이에 따른 열전도성블록(110) 및 제2속도조절판(130)의 배치상태 등은 필요에 따라 적절한 형태로 변경될 수 있다.

열전모듈(160)은 열전도성블록(110)과 접하여 흡발열하며 열전도성블록(110)의 온도를 조절한다. 열전모듈(160)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 열전도성블록(110)의 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)이 배치되지 않은 면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 필요에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 챔버부(100)의 열전도성블록(110)이 위치한 측 일부에 개구를 형성하여 열전도성블록(110) 일 면을 노출하고 열전도성블록(110)의 노출된 부분과 열전모듈(160)을 접촉시킬 수 있다. 이러한 경우에도 열전도성블록(110)은 챔버부(100)의 내측에 위치하며 챔버부(100)는 열전도성블록(110)에 의해 개구가 완전히 폐쇄되므로 밀폐상태를 유지한다. 개구와 열전도성블록(110) 사이에는 실링부재 등으로 처리하여 밀폐구조를 강화할 수 있다. 그러나 이와 같이 한정하여 이해할 필요는 없으며, 열전모듈(160)과 열전도성블록(110)의 배치를 또 다른 형태로 변경할 수도 있다.

열전모듈(160)은 열전효과(thermoelectric effect)에 의해 흡발열하며 열전도성블록(110)의 온도를 조절한다. 열전모듈(160)은 예를 들어, 이종의 금속이 반도체 접점으로 연결되어 형성될 수 있다. 열전모듈(160)에 전류를 흘려 일 면과 타 면 사이에 온도 구배를 형성하고 흡열면과 발열면을 형성할 수 있으며 전류제어를 통해 흡발열량을 간편하게 조절할 수 있다. 열전모듈(160)의 열전도성블록(110)과 접한 면은 흡열면으로 형성되고 반대편 면은 발열면으로 형성되어 열전도성블록(110)을 용이하게 냉각시킬 수 있다. 열전도성블록(110)의 열전모듈(160)을 향하는 부분에는 열전모듈(160)을 향해 돌출되어 열전모듈(160)과 접하는 평면 형태의 연장부(112)를 형성하여 열전도성블록(110)과 열전모듈(160) 사이의 열전달이 보다 용이하게 이루어지도록 구성할 수 있다.

열전모듈(160)의 열전도성블록(110)과 접하지 않은 반대편 면(즉, 위의 발열면)은 냉각부(170)와 접하여 냉각된다. 냉각부(170)는 열전모듈(160)과 접하여 배치되며 냉각수를 유입하는 인렛부(171)와 냉각수를 배출하는 아웃렛부(172)를 포함하여 인렛부(171)와 아웃렛부(172) 사이로 냉각수를 순환시켜 방열한다. 즉, 냉각부(170)는 열전모듈(160)의 발열면에 접하여 냉각수를 순환시키는 수냉식 냉각방식으로 열전모듈(160)에서 발생하는 열을 능동적으로 해소한다. 따라서 열전모듈(160)은 과열되지 않고 열전도성블록(110)의 온도를 용이하게 조절할 수 있다. 인렛부(171)와 아웃렛부(172) 각각에는 냉각수를 유동시키기 위한 유동로(173)가 연결될 수 있다. 도시되지 않았지만, 냉각부(170) 내부에는 인렛부(171)와 아웃렛부(172)를 연결하는 반복적으로 굴절된 유로가 형성되어 이러한 유로를 따라 냉각수를 순환시키도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치(1)는 이러한 구성을 이용하여 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 온 습도를 매우 효율적으로 조절하고 유지할 수 있다. 특히, 습공기 유동통로가 형성된 열전도성블록(110)과, 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130), 열전도성블록(110)의 온도를 조절하는 열전모듈(160), 열전모듈(160)을 냉각하는 냉각부(170) 등의 구성요소가 서로 유기적으로 작용하여 챔버부(100) 내 수용공간(100a)의 온 습도를 매우 효과적으로 조절하고 유지할 수 있다. 이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 이러한 구성요소에 대해 좀 더 상세히 설명하고 장치 전체의 온 습도 조절과정에 대해서도 보다 상세히 설명한다.

도 3은 도 1의 항온습장치의 열전도성블록, 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 열전도성블록, 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부의 분해사시도이고, 도 5는 열전도성블록의 내부구조를 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부와 함께 도시한 단면도이며, 도 6은 열전도성블록, 속도조절판, 열전모듈, 및 냉각부의 작동도이다.

열전도성블록(110), 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130), 열전모듈(160), 및 냉각부(170)는 도 3에 도시된 바와 같이 상호 배치된다. 이들을 도 4에 도시된 바와 같이 분해해 보면 상호 배치관계를 보다 명확히 알 수 있다. 구체적으로 도시되지 않았지만, 열전도성블록(110), 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130), 열전모듈(160), 및 냉각부(170) 등은 나사 등의 결합부재를 이용한 결합방식으로 상호 견고하게 결합될 수 있다.

열전도성블록(110)은 전술한 바와 같이 복수 개가 서로 나란히 배열될 수 있으며 각각 습공기유동통로(111)를 포함한다. 습공기유동통로(111)는 도 5의 단면도에 도시된 바와 같이 열전도성블록(110)의 일 면과 타 면을 일직선 상으로 관통한다. 습공기유동통로(111)는 열전도성블록(110)을 상하방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 이를 통해 하부로부터 습공기를 유입하여 내부로 통과시키고 상부로 자연스럽게 배출할 수 있다. 따라서, 유체 유동경로 내 열전도성블록(110) 상부에 위치하는 순환팬(도 1 및 도 2의 150참조) 등으로 유체 흐름을 조성하여 챔버부(100) 내 수용공간(100a) 전체로 이를 용이하게 분배할 수 있다.

습공기유동통로(111)는 도 4에 도시된 바와 같이 횡단면이 열전도성블록(110)의 폭방향으로 연장된 장공 형상으로 형성된다. 즉, 습공기유동통로(111)는 열전도성블록(110)의 일 면과 타 면 사이를 일직선 상으로 관통하되 관통된 방향과 수직한 방향으로는 열전도성블록(110)의 폭에 대응하여 최대한 확장된다. 이러한 형상을 이용하여 습공기유동통로(111) 내 체류 가능한 습공기의 양을 크게 증가시킬 수 있다. 또한, 습공기유동통로(111)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개가 등간격으로 이격되어 서로 평행하게 배열된다. 습공기유동통로(111)는 장공 형상의 횡단면 구조를 이용하여 단일 통로 내 체류 가능한 습공기의 양을 확보하며, 이러한 형상의 습공기유동통로(111)가 서로 평행하게 병렬 배열됨으로써 열전도성블록(110) 내부를 유동하거나 열전도성블록(110)의 내 체류 가능한 전체 습공기의 양을 최대화 할 수 있다. 특히, 등간격으로 서로 평행하게 배열된 복수 개의 습공기유동통로(111)를 이용하여 유입된 습공기를 각 통로로 분산시키고 특정 통로 내부가 적체되지 않도록 유도할 수 있다.

습공기유동통로(111)는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 마주보는 전열면(111c)의 쌍을 포함한다. 즉, 전술한 바와 같이 습공기유동통로(111)의 횡단면이 장공 형상으로 연장되어 있어 연장된 부분에 서로 평행하게 마주보는 전열면(111c)의 쌍이 형성될 수 있다. 전열면(111c)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 습공기유동통로(111)의 내주부에 평면 형상으로 배열되며 도 4에 도시된 바와 같이 마주보는 쌍이 서로 인접하게 나란히 배치되어 보다 효과적으로 냉기를 전파하고 교환하는 것이 가능하다. 전열면(111c) 사이의 간격은 습공기유동통로(111)내 유체 유동 및 냉각 효과를 고려하여 8~10밀리미터로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 범위 미만 또는 초과시 습도 조절이 어려울 염려가 있다.

제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 각각 습공기유동통로(111)의 횡단면 면적보다 작은 단면적으로 개구된 통공(121, 131)을 복수 개 포함한다. 복수 개의 통공(121, 131)은 도 3에 도시된 것처럼 습공기유동통로(111)와 중첩되어 습공기유동통로(111)로 입출하는 습공기의 유동속도를 감속하는 역할을 하며, 또한 병렬 배치된 복수 개의 습공기유동통로(111) 각각으로 보다 용이하게 습공기를 분산시키는 역할도 한다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1속도조절판(120)은 통공(121)이 습공기유동통로(111)의 유입측(111a)과 중첩하여 배치되고, 제2속도조절판(130)은 통공(131)이 습공기유동통로(111)의 배출측(111b)과 중첩하여 배치된다. 따라서, 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130) 사이에서 습공기 유동속도가 감속되며, 습공기유동통로(111) 내 습공기의 체류시간이 용이하게 조절된다.

복수 개의 통공(121, 131)에 의한 속도조절판[제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)]의 개구율은 40퍼센트일 수 있다. 이때, 통공(121, 131)의 직경은 2밀리미터인 것이 바람직하다. 즉, 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130) 각각은 전체 면적 중 통공(121, 131)이 차지하는 개구부의 면적이 40퍼센트가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이 때, 통공(121, 131)의 직경을 2밀리미터로 형성하여 통공(121, 131)의 개수를 적절히 조절할 수 있다. 개구율이 이보다 큰 경우 습공기의 체류시간을 충분히 확보하기 어려울 수 있고, 개구율이 이보다 작은 경우에는 습공기가 적체되어 원활한 유동이 어려울 수 있다. 결국, 습도조절이 어려울 염려가 있다.

또한, 속도조절판에 포함된 통공(121, 131)의 총 단면적(총 개구면적)에 대한 열전도성블록(110)에 형성된 습공기유동통로(111)의 총 횡단면 면적의 비율은 0.5~2로 형성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 비율이 1:1일 수 있다. 상기 비율이 0.5 미만으로 형성되는 경우 즉, 속도조절판에 형성된 통공(121, 131)의 총 단면적에 비해 습공기유동통로(111)의 총 횡단면 면적이 그 절반 미만으로 작게 형성된 경우, 상대적으로 횡단면 면적이 감소된 습공기유동통로(111) 측으로부터 통공(121, 131) 측으로 습공기가 너무 쉽게 통과되어 유속 조절 효과가 크게 감소할 수 있고, 반대로 상기 비율이 2를 초과하는 경우 즉, 속도조절판에 형성된 통공(121, 131)의 총 단면적에 비해 습공기유동통로(111)의 총 횡단면 면적이 두배를 초과하여 크게 형성된 경우 상대적으로 단면적이 작은 통공(121, 131) 측에서 습공기의 유동저항이 크게 증가하여 원활한 유체 순환이 어려울 수 있다. 따라서 상기와 같은 비율의 범위 내에서 통공(121, 131)의 총 단면적과 습공기유동통로(111)의 총 횡단면 면적 사이의 비율을 유지하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 구조를 형성하여 습공기의 체류시간을 충분히 확보하면서도 동시에 원활한 순환이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 습도조절이 보다 용이하게 된다.

즉, 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130)을 도시된 바와 같이 습공기유동통로(111) 양 측에 배치하여 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130) 사이의 습공기 유동속도를 감속하고, 습공기유동통로(111) 내 유입된 습공기의 체류시간을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 습공기의 체류시간을 확보하여 습공기를 습공기유동통로(111) 내부에서 충분히 제습할 수 있다. 습공기의 제습은 열전도성블록(110)이 냉각됨으로써 진행되며, 열전도성블록(110)의 냉각은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 열전도성블록(110)과 일 면이 접하도록 배치된 열전모듈(160)의 동작에 의해 이루어진다. 또한 열전모듈(160)의 동작에 의해 열전모듈(160)의 타 면에서 생성된 열은 열전모듈(160)과 접하고 유동로(173)를 통해 인렛부(171)와 아웃렛부(172)로 냉각수를 입출하는 수냉식 냉각부(170)에 의해 용이하게 해소된다. 이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 이에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 6을 참조하면, 습공기는 제1속도조절판(120)의 하부를 통해서 열전도성블록(110)에 진입하며 제2속도조절판(130)의 상부를 통해서 열전도성블록(110)으로부터 배출된다(제1속도조절판 하부 및 제2속도조절판 상부의 실선화살표 참조). 이때 유동하는 습공기는 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130) 각각의 통공(121, 131)에 의해 유량이 제한되므로 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130) 각각에서 감속된다. 따라서 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130)의 사이에서 습공기의 유동속도가 특히 저하되며 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130) 사이에 배치된 습공기유동통로(111)내부를 유동하는 습공기의 체류시간이 증가된다(습공기유동통로 내 점선화살표 참조).

즉, 습공기유동통로(111)의 유입측(111a)과 중첩하여 배치된 제1속도조절판(120)과 배출측(111b)과 중첩하여 배치된 제2속도조절판(130)의 감속작용으로 습공기유동통로(111) 내 습공기의 체류시간을 충분히 확보할 수 있다. 습공기는 제2속도조절판(130)을 통과하여 배출되면 유체 유동경로 내 기류에 의해 유속이 다시 증가될 수 있으나, 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130) 사이에서는 적절히 감속되어 습공기유동통로(111) 내부에서 제습 가능한 충분한 시간을 확보할 수 있다.

이와 같이 습공기유동통로(111) 내 체류된 습공기는 열전도성블록(110)이 냉각됨으로써 용이하게 제습된다. 전술한 바와 같이 열전모듈(160)이 동작하면 열전도성블록(110)과 접하는 일 면은 흡열하고 반대편 타 면은 발열하며 이로 인해 형성된 온도 구배에 의해 열전도성블록(110)으로부터 열전모듈(160)로 열이 이동한다(열전도성블록과 열전모듈 사이의 굴절된 화살표참조). 즉, 열전모듈(160)은 일 면 및 타 면을 통해 흡발열하며 열전도성블록(110)을 냉각시켜 온도를 조절한다. 이에 따라 열전도성블록(110) 내 습공기유동통로(111)에 체류된 습공기는 습공기유동통로(111) 내부에서 냉각되며 습공기에 함유된 수분 일부는 습공기유동통로(111)에 응결되어 습공기로부터 제거된다. 제습되어 습도가 조절된 습공기는 제2속도조절판(130)을 통과하여 배출된다.

이 때, 열전모듈(160)로 전달된 열은 열전모듈(160)과 접하여 배치된 냉각부(170)에 의해 용이하게 해소된다. 냉각부(170)는 인렛부(171) 및 아웃렛부(172)와 연결된 유동로(173)를 통해 냉각수를 입출하며 내부 순환로(미도시)를 통해 냉각수를 지속적으로 순환시킨다. 따라서 냉각부(170)는 열전모듈(160)의 발열면으로부터 다시 흡열하여 냉각수를 통해 배출시킴으로써 열전모듈(160)의 과열을 막고 열전모듈(160)이 정상적으로 작동하도록 할 수 있다. 도시되지 않았지만 이와 같은 동작을 수행하기 위해 열전모듈(160)이나, 전술한 순환팬(도 1 및 도 2의 150참조), 가습부(도 1 및 도 2의 200참조), 냉각부(도 1 및 도 2의 170참조) 등에 전력을 공급하고 제어신호를 송출하는 제어부를 구성할 수 있다.

이와 같이 열전도성블록(110), 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130), 열전모듈(160), 냉각부(170) 등의 상호간 작용에 의해 챔버부 내측의 온 습도를 용이하게 조절하고 유지할 수 있다. 이하, 도 7 및 8을 참조하여 이에 대해 설명한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 항온습장치의 작동도이다.

먼저 도 7에 도시된 바와 같이 챔버부(100)가 밀폐된 상태에서 가습부(200)가 작동한다. 이때, 챔버부(100)가 밀폐되어 챔버부(100) 내 수용공간(100a)도 함께 밀폐된다. 도시되지 않았지만, 챔버부(100) 내 수용공간(100a)에는 테스트용 시료가 위치하고 있을 수 있다. 가습부(200)는 전술한 바와 같은 방식으로 습공기를 생성하여 습공기공급관(210) 등을 통해 챔버부(100)로 공급한다. 습공기는 챔버부(100)의 수용공간(100a)과 가습부(200)의 사이에 형성된 유체 유동경로로 공급되며 도시된 바와 같이 전술한 제3공간(100d)(즉, 유체 혼합공간)으로 공급될 수 있다. 습공기는 구획판(140)에 의해 형성된 유체 혼합공간에서 제1순환구(101a)를 통해 도입된 유체[수용공간(100a) 내 순환공기]와 혼합되고 열전도성블록(110)으로 용이하게 유도된다(가습부로부터 제1속도조절판 하부를 향하는 실선화살표 참조).

습공기는 전술한 바와 같은 과정을 통해 열전도성블록(110)의 습공기유동통로(111) 내부에 일정시간 체류된다. 제1속도조절판(120)과 제2속도조절판(130) 사이에서 감속된 습공기는 습공기유동통로(111) 내부에서 체류시간이 증가하여 충분히 제습되며 제습된 습공기는 다시 배출되어 챔버부(100)로 제공된다(제2속도조절판 상부의 실선화살표 참조). 이때 전술한 바와 같이 열전모듈(160)이 흡발열하며 열전도성블록(110)을 냉각하고 열전모듈(160)과 접하여 배치된 냉각부(170)는 냉각수를 입출하며 순환시키는 수냉식 구조로 열전모듈(160)의 과열을 방지한다. 이러한 방식으로 가습부(200)에서 생성된 습공기를 충분히 제습하여 적정습도로 조절한 후 수용공간(100a)에 제공할 수 있다.

제습된 습공기는 도 8에 도시된 바와 같이 순환팬(150)에 의해 제2순환구(101b) 측으로 유도된다. 순환팬(150)의 동작에 의해, 제3공간(100d)으로부터 열전도성블록(110)을 경유하여 제2공간(100c)으로, 다시 가이드판(102)에 형성된 통기구(102a) 등을 통해 제1공간(100b)으로 향하는 유체 유동경로 내 기류가 형성된다. 이러한 기류는 제2순환구(101b)를 통해 수용공간(100a) 내부로 확산되어 수용공간(100a) 전체를 순환하는 순환기류(수용공간 내 화살표 참조)를 형성하며 이 중 일부는 제1순환구(101a)를 통해 다시 유체 유동경로로 도입된다. 이와 같은 방식으로 수용공간(100a)의 전체 습도가 용이하게 조절될 수 있다.

즉, 가습부(200)에서 생성된 습공기는 열전도성블록(110)의 습공기유동통로(111)와 제1속도조절판(120) 및 제2속도조절판(130)을 포함하는 습공기의 제습 및 감속이 가능한 구조를 통해 습도가 용이하게 조절되어 수용공간(100a)으로 제공된다. 또한, 열전도성블록(110)은 열전모듈(160)에 의해 냉각되어 냉기를 전파함으로써 수용공간(100a) 내 습도뿐만 아니라 전체 온도까지 함께 조절한다. 이때, 냉각부(170)는 열전모듈(160)과 접하여 지속적으로 작동하면서 열전모듈(160)이 과열되지 않도록 열전모듈(160)의 열기를 방열한다. 이러한 방식으로 챔버부(100)내 수용공간(100a)의 온 습도를 조절 및 유지하여 항온 항습이 필요한 시료 등을 용이하게 테스트하거나 수용할 수 있다. 또한, 이러한 온 습도 조절 및 유지구조는 복잡한 관로 등의 구성을 최소화한 매우 간소화된 구조로서 이러한 구조를 이용하여 소형화된 항온습장치(1)를 매우 용이하게 제조할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 항온습장치 10: 하우징
20: 도어 30: 바퀴
100: 챔버부 100a: 수용공간
100b: 제1공간 100c: 제2공간
100d: 제3공간 101: 차단판
102: 가이드판 102a: 통기구
101a: 제1순환구 101b: 제2순환구
110: 열전도성블록 111: 습공기유동통로
111a: 유입측 111b: 배출측
111c: 전열면 112: 연장부
120: 제1속도조절판 121, 131: 통공
130: 제2속도조절판 140: 구획판
150: 순환팬 151: 모터
160: 열전모듈 170: 냉각부
171: 인렛부 172: 아웃렛부
173: 유동로 200: 가습부
210: 습공기공급관

Claims

내측에 수용공간이 형성된 챔버부;
습공기를 생성하여 상기 챔버부에 공급하는 가습부;
상기 수용공간과 상기 가습부의 사이에 형성된 유체 유동경로 상에 배치되며 습공기를 입출하는 습공기유동통로가 형성된 열전도성블록;
상기 열전도성블록과 접하여 흡발열하며 상기 열전도성블록의 온도를 조절하는 열전모듈; 및
상기 열전도성블록의 습공기 입출경로에 배치되어 습공기의 유속을 조절하는 적어도 하나의 속도조절판을 포함하며,
상기 습공기유동통로는 횡단면이 상기 열전도성블록의 폭방향으로 연장된 장공 형상인 항온습장치.
제1항에 있어서,
상기 습공기유동통로는 상기 열전도성블록의 일 면과 타 면을 일직선 상으로 관통하는 항온습장치.
제1항에 있어서,
상기 습공기유동통로는 복수 개가 등간격으로 이격되어 서로 평행하게 배열된 항온습장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 속도조절판은 상기 습공기유동통로의 횡단면 면적보다 작은 단면적으로 개구된 통공을 복수 개 포함하는 항온습장치.
제5항에 있어서,
상기 속도조절판은,
상기 통공이 상기 습공기유동통로의 유입측과 중첩하여 배치된 제1속도조절판, 및 상기 통공이 상기 습공기유동통로의 배출측과 중첩하여 배치된 제2속도조절판을 포함하는 항온습장치.
제6항에 있어서,
상기 제1속도조절판 및 상기 제2속도조절판 사이에서 습공기 유동속도가 감속되어 상기 습공기유동통로 내 습공기의 체류시간이 조절되는 항온습장치.
제5항에 있어서,
상기 복수 개의 통공에 의한 상기 속도조절판의 개구율은 40퍼센트이고, 상기 통공의 직경은 2밀리미터인 항온습장치.
내측에 수용공간이 형성된 챔버부;
습공기를 생성하여 상기 챔버부에 공급하는 가습부;
상기 수용공간과 상기 가습부의 사이에 형성된 유체 유동경로 상에 배치되며 습공기를 입출하는 습공기유동통로가 형성된 열전도성블록;
상기 열전도성블록과 접하여 흡발열하며 상기 열전도성블록의 온도를 조절하는 열전모듈; 및
상기 열전도성블록의 습공기 입출경로에 배치되어 습공기의 유속을 조절하는 적어도 하나의 속도조절판을 포함하고,
상기 습공기유동통로는 서로 마주보는 전열면의 쌍을 포함하며 상기 전열면 사이의 간격이 8~10밀리미터로 형성된 항온습장치.
제5항에 있어서,
상기 속도조절판에 포함된 상기 통공의 총 단면적에 대한 상기 열전도성블록에 형성된 상기 습공기유동통로의 총 횡단면 면적의 비율이 0.5~2로 형성된 항온습장치.
제1항에 있어서,
상기 챔버부를 구획하여 상기 수용공간과, 상기 열전도성블록이 배치된 상기 유체 유동경로를 분리하는 차단판, 및
상기 차단판이 개구되어 형성된 순환구를 더 포함하여 상기 수용공간이 상기 순환구를 통해서 상기 유체 유동경로와 연통되는 항온습장치.
제11항에 있어서,
상기 순환구는 상기 차단판 일 측에 배치되며 상기 열전도성블록에 형성된 상기 습공기유동통로의 유입측과 연통되는 제1순환구, 및
상기 차단판 타 측에 배치되며 상기 습공기유동통로의 배출측과 연통되는 제2순환구를 포함하는 항온습장치.
제12항에 있어서,
상기 제2순환구와 상기 열전도성블록 사이에 배치되어 상기 습공기유동통로의 배출측으로부터 상기 제2순환구를 향하는 유체 흐름을 조성하는 순환팬을 더 포함하는 항온습장치.
제12항에 있어서,
상기 유체 유동경로의 일부를 구획하여, 상기 열전도성블록과 상기 가습부의 사이에 상기 제1순환구와, 상기 습공기유동통로의 유입측과, 상기 가습부를 상호 연통시키는 유체 혼합공간을 형성하는 구획판을 더 포함하는 항온습장치.
제1항에 있어서,
상기 열전모듈과 접하여 배치되고 냉각수를 유입하는 인렛부와 냉각수를 배출하는 아웃렛부를 포함하여 상기 인렛부와 상기 아웃렛부 사이로 냉각수를 순환시켜 방열하는 냉각부를 더 포함하는 항온습장치.