KR19980020437A - 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

열전 반도체를 이용한 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

콜드 씽크와 냉수탱크의 용접부분에서 열 전도체 용접에 의한 열전달 손실이 많이 발생하게 되었으며, 냉수탱크가 금속재인 것이어서 보냉재가 미쳐 차단하지 못한 외부 기온에 의해 열손실이 발생되었으며, 저수공간의 중앙부에서는 열교환작용이 미미하여 냉각효과가 저하되었고, 냉수탱크의 분해 조립이 불가능하며, 방열팬에 의한 강제 공냉식에 의존함으로써 신속한 방열작용을 기대하기 어려웠고, 스크류를 통한 열전도가 콜드 씽크쪽으로 역류하여 냉각효과를 저하시키던 것을 해결한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

냉수탱크(1)에 관통공(8)을 천공시켜 여기에 흡열핀(4a)이 일체로 연설된 콜드 씽크(4)를 삽입하여 흡열핀(4a)이 냉수탱크(1)의 저수공간(S)내에 노출되게 조립하고, 히트 씽크(7)에는 냉각수 유통공(9)과 히트 파이프(10)를 천공 및 부설한다.

4. 발명의 중요한 용도

콜두 씽크와 냉수탱크의 용접부분을 없애고, 냉수탱크를 합성수지로 사출 성형하여 열손실이 방지되며, 저수공간내에서의 직접적인 열교환작용이 이루어지고, 냉수탱크의 분해 조립이 가능하며, 방열팬에 의한 강제 공냉식을 물론, 세척 폐수를 이용한 수냉식 및 히트 파이프에 의한 열전도 냉각방식을 병행함으로써 보다 신속한 냉각효과를 얻을 수 있다.

Description

역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치

제1도의 (a)(b)도는 기존 냉수탱크 열전 냉각장치의 단면도.

제2도는 본 발명의 냉수탱크 열전 냉각장치의 조립 단면도.

제3도는 본 발명의 냉수탱크 열전 냉각장치가 설치된 역삼투 정수기 시스템의 개략도.

제4도의 (a)(b)도는 기존 냉각장치와 본 발명 냉가장치의 전원 제어 상태 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:냉수탱크1a:전방 본체1b:후방 조립 벽체

4:콜드 씽크4a:흡열핀5:열전 반도체

6:방열팬7:히트 씽크7a:방열핀

8:관통공9:냉각수 유통공10:히트 파이프

본 발명은 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치에 관한 것이다.

고내의 수온이나 기온을 냉각시키기 위한 냉각방식으로는 일반적으로 냉매의 순환 냉각방식과 열전 반도체를 이용하는 열전 냉각방식이 알려져 있으며, 이중 후자의 열전 냉각방식이 저소음, 소형 경량, 고속 응답속도, 고정밀 온도 제어, 국부 냉각 등의 냉매 순환방식으로는 얻을 수 없는 특수 효과를 가지고 있는 것이어서 여러 분야에서 널리 적용되고 있는 것이며, 근자에는 역삼투 정수기 분야에서도 냉수탱크의 냉각방식으로 열전 반도체를 이용한 냉각방식을 채택하여 실용화시키고 있는 것이다.

열전 반도체(TEM)를 이용한 냉각방식이란, 서로 다른 두 타입(n and p-type)의 열전 반도체 소자를 이용하여 모듈(module)을 구성해 여기에 전류를 흘려주면 펠티어(Peltier)효과에 의해 소자 양단에 흡, 발열 현상이 생기는 것을 이용하여 온도를 제어할 수 있도록 한 고체 냉각방식을 말하는 것이다.

상기의 열전 반도체를 이용한 냉각방식을 역삼투 정수기에서도 냉수탱크의 냉각방식으로 채택하여 실용화시킨 이제까지의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

즉, 제1도의 (a)도에 도시된 실시예의 경우, 합성수지제 외부 케이스(2)와 발포 우레탄 등의 보냉재(3)로 둘러싸인 알루미늄 냉수탱크(1)의 외면에 콜드씽크(4)를 용접하여 그 돌출면에 열전 반도체(5)의 흡열측 방열판(5a)을 부착하고, 열전 반도체(5)의 발열측 방열판(5b)에는 방열팬(6)이 부설된 히트 씽크(7)를 부착하여 되는 냉각장치인 것이다.

또한, (b)도의 경우, 합성수지제 외부 케이스(2)와 발포 우레탄 등의 보냉재(3)로 둘러싸인 알루미늄 냉수탱크(1)의 외면을 링(Ring)형상의 콜드 씽크(4)로 돌려감는 상태에서 그 돌출면에 열전 반도체(5)의 흡열측 방열판(5a)을 부착시키고, 타측이 되는 발열측 방열판(5b)에는 히트 씽크(7)와 방열팬(6)을 부착하여 되는 냉각장치인 것이다.

그러나, 상기와 같은 (a)(b)도의 실시예에서 다음과 같은 문제점이 발견되었던 것이다.

즉, 콜드 씽크(4)와 냉수탱크(1)간을 용접처리한 것이어서 이 용접부분에서 열 전도체 용접에 의한 열전달 손실이 많이 발생하게 되었으며, 냉수탱크(1)자체가 금속(알루미늄)으로 되어 있으므로 보냉재(3)를 통과하는 외부의 상온이 냉수탱크(1)에 흡열되면서 냉각을 지연시키는 영향을 미치게 되어 냉각효과가 저하되는 것은 물론, 냉수탱크(1)의 벽체에서 가까운 저수공간(S)의 외곽부분에서는 열교환작용이 비교적 활발하다 할 수 있겠으나, 저수공간(S)의 중앙부에서는 열교환작용이 미미하여 소정온도로의 냉각에 소요되는 시간이 그만큼 길어지는 등의 문제가 있어 비능률적인 것이었다.

또한, 냉수탱크(1)를 둘러싸는 보냉재(3)가 일체로 완전 몰딩(Molding)된 상태로 탱크(1)주변을 둘러싸고 있어 이의 재분해 조립이 불가능한 구조로 된 것이므로 애프터 써비스(A/S)시 이를 분해할 수가 없어 냉각장치 전체를 교체하여야 되는 비경제적 문제가 있었으며, 히트 씽크(7)의 방열을 방열팬(6)에 의해 한 강제 공냉식에만 의존함으로써 보다 신속한 방열작용을 기대하기 어려웠고, 특히 온도가 가장 높은 히트 씽크(7)와 온도가 가장 낮은 콜드 씽크(4)를 스크류(11)로 직접 조이므로서 스크류(11)를 통한 열전도가 히트 씽크(7)의 높은 온도쪽에서 낮은 온도의 콜드 씽크(4)쪽으로 급속히 역류하게 되어 냉각효과가 그만큼 저하될 수 밖에 없는 구조임을 알게되었던 것이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 역삼투 정수기용 냉수탱크의 열전 냉각장치가 지니고 있는 문제점을 해결하여 보다 신속하고 확실한 열전 냉각효과를 얻을 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 내용을 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

외부 케이스(2)와 발포 우레탄 등의 보냉재(3)로 둘러싸인 냉수탱크(1)의 외면에 콜드 씽크(4)을 용접하여 그 돌출면에 열전 반도체(5)의 흡열측 방열판(5a)을 부착하고, 열전 반도체(5)의 발열측 방열판(5b)에는 방열팬(6)이 부설된 히트 씽크(7)를 부착하여 되는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각 장치에 있어서, 합성수지제 전방 본체(1a)와 후방 조립벽체(1b)로 냉수탱크(1)를 분할 제작하고, 후방 조립벽체(1b)에 관통공(8)을 천공시켜 여기에 흡열핀(4a)이 일체로 연설된 콜드 씽크(4)를 삽입 고정하여 흡열핀(4a)이 냉수탱크(1)의 저수공간(S)내에 노출되도록 구성하며, 히트 씽크(7)에는 냉각수 유통공(9)과 히트 파이프(10)를 각각 천공 및 부설시켜서 됨을 특징으로 하는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치인 것이다.

첨부도면중 미설명부호 12는 급수구, 13은 배수구, 14는 수밀 패킹을 나타내는 것이며, 15는 고탁도 필터, 16은 침전 필터, 17은 수위조절 밸브, 18은 수위 안전차단 밸브, 19는 펌프, 20은 선 카본 필터, 21은 멥르레인 필터, 22는 자동세척 밸브, 23은 폐수관, 24는 후 카본 필터, 25는 U/V 필터, 26은 순환 펌프, 27은 상온수 저장탱크를 각각 나타내는 것이다.

본 발명의 실시에 있어서, 첨부도면 제4도의 (a)도에서와 같이 기존의 열전 냉각장치는 그 전원을 제어함에 있어서, 순간적인 ON/OFF작동으로 급작스런 전압의 승강이 열전 반도체(TEN)에 일어나게 되어 기기의 고장이나 수명단축의 원인이 되었던 것이나, 본 발명의 열전 냉각장치는 (b)도에서와 같이 전원의 OFF 상태에서도 미약한 전압(약 5V)이 열전 반도체(TEN)에 흐르도록 구성하는 것이며, 전원의 ON/OFF작동시 전압의 승강이 서서히 이루어지도록 구성함으로써 기기의 고장 및 수명단축의 염려를 배제토록 하는 것이다.

본 발명은 이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 콜드 씽크(4)를 열전도율이 좋은 금속재 냉수탱크(1)에 용접시켜서 냉수탱크(1)로 하여금 흡열토록 구성한 기존의 열전 냉각장치와 달리, 냉수탱크(1)자체를 열전도가 안되는 합성수지로 제작하는 동시에 이를 전방 본체(1a)와 후방 조립벽체(1b)로 분할조립하고, 후방 조립벽체(1b)에 천공시킨 관통공(8)에 방열핀(4a)이 일체로 연설된 콜드 씽크(4)를 끼우는 조립구조인 것이며, 흡열핀(4a)이 저수공간(S)내의 중앙부까지 돌출되어 물속에 노출된 상태에서 물의 냉각을 위한 흡열작용이 흡열핀(4a)의 의해 직접 이루어지게 됨으로써 합성수지제 냉각탱크(1)에 의해 외부 열의 흡수를 전면 차단하는 동시에 탱크(1)내부에서의 활발한 흡열작용으로 열손실이 전혀 없이 보다 신속한 냉각효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 냉수탱크(1)를 전방 본체(1a)와 후방 조립벽체(1b)로 분할 제작하여 이의 분해 조립이 가능하도록 구성한 것이므로 냉각장치의 전체적 교체없이 손상된 부품만을 쉽게 교체할 수 있어 경제적이면서 A/S가 쉬운 실용적 효과도 얻을 수 있는 것이며, 냉수탱크(1)를 열전도율이 거의 없는 합성수지로 사출제작함으로서 보냉재(3)를 통과하는 외기 온도가 냉수탱크(1)에 미치게 되더라도 이를 전면 차단하게 되어 냉수탱크(1)는 외기 온도에 아무런 영향을 받지 않게 되는 것이며, 히트 씽크(7)에 천공시킨 냉각수 유통공(9)을 통해 멤브레인 필터(21)에서 배출되는 세척 폐수가 통과되도록 구성한 것이므로, 히트 씽크(7)는 기존의 방열팬(6)에 의한 공냉식(空冷式)과 냉각수 유통공(9)을 통과하는 세척 폐수에 의한 수냉식(水冷式)을 병행하는 동시에 다시 히트 씽크(7)의 방열핀(7a) 사이에 별도 부설시킨 히트 파이프(10)에 의한 흡열작용(吸熱作用)으로 히트 씽크(7)의 방열(放熱)을 극대화시켜 그 냉각능력이 크게 증대(增大)되므로서 더욱 신속한 냉각효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 냉수탱크(1)는 합성수지로 사출 성형된 것이므로 여기에 히트 씽크(7)를 스크류(11)로 조립하더라도 스크류(11)를 통한 열전도가 냉수탱크(1)에는 전혀 미치지 않게 되어 열손실(熱損失)이 거의 일어나지 않는 것이며, 전원의 OFF 상태에서도 열전 반도체에 미약한 전압(약 5V)이 흐르도록 구성하여 전원의 ON/OFF작동시 전압의 승강이 서서히 이루어지도록 구성함으로써 기기의 고장 및 수명단축의 염려가 없는 실용적이며 경제적인 효과를 얻게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 외부 케이스(2)와 발포 우레탄 등의 보냉재(3)로 둘러싸인 냉수탱크(1)의 외면에 콜드 씽크(4)을 용접하여 그 돌출면에 열전 반도체(5)의 흡열측 방열판(5a)을 부착하고, 열전 반도체(5)의 발열측 방열판(5b)에는 방열팬(6)이 부설된 히트 씽크(7)를 부착하여 되는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각 장치에 있어서,

   냉수탱크(1)에 관통공(8)을 천공시켜 여기에 흡열핀(4a)이 일체로 연설된 콜드 씽크(4)를 삽입하여 흡열핀(4a)이 냉수탱크(1)의 저수공간(S)내에 노출되게 조립하고, 히트 씽크(7)에는 냉각수 유통공(9)을 천공한 것을 특징으로 하는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치.
2. 청구범위 제1항에 있어서, 합성수지제 전방 본체(1a)와 후방 조립체(1b)로 냉각탱크(1)를 분할 조립하는 것을 특징으로 하는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치.
3. 청구범위 제1항에 있어서, 히트 씽크(7)의 방열핀(7a) 사이에 히트 파이프(10)를 부설시켜서 됨을 특징으로 하는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치.
4. 전원의 OFF상태에서 미약한 전압이 열전 반도체(TEM)에 흐르도록 하며, 전원의 ON/OFF작동시 전압의 승강이 서서히 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 역삼투 정수기의 냉수탱크 열전 냉각장치.