KR20010047469A

KR20010047469A - 방열판의 냉각시스템

Info

Publication number: KR20010047469A
Application number: KR1019990051709A
Authority: KR
Inventors: 심호택; 박정식; 신택선
Original assignee: 심호택; 박정식; 신택선
Priority date: 1999-11-20
Filing date: 1999-11-20
Publication date: 2001-06-15

Abstract

열전소자의 펠티에 효과를 이용하여 열교환 동작을 수행하는 발열측에 접촉되는 방열판을 통과한 냉각수를 최대한 낮은 온도로 냉각하여 열전소자를 이용한 열교환 시스템의 성능을 증가시킬 수 있도록 하기 위한 방열판의 냉각시스템이 개시된다. 본 발명은, 열전소자에 접합된 방열판의 출구측 하부에 설치되며, 일측 상부에는 배출팬을 구비하는 배출장치가 형성되고, 반대측 하부에는 유입구가 형성되는 하우징; 하우징의 내부에 형성되고, 방열판을 통과하면서 열 교환된 물을 고르게 분배하여 낙하시키기 위한 다공질 섬유; 다공질 섬유의 하부에 형성되고, 하우징의 내부에 가로로 고정된 미세한 구멍이 다수개 형성된 다공판; 다공판의 하부에 형성되며, 열전도 효율이 높은 재질을 가지며 복수개로 적층되어 삽입되는 냉각코일; 그리고, 냉각코일에서 낙하한 냉각수를 수집하는 냉각수 수집탱크의 일측에 설치되어 냉각수 공급 파이프를 통하여 냉각수 수집탱크내의 냉각수를 방열판의 일측에 공급하는 펌프를 포함한다.

Description

방열판의 냉각시스템{system of cooling of an against heat board}

본 발명은 방열판의 냉각시스템에 관한 것으로, 특히 열전소자의 펠티에 효과를 이용하여 열교환 동작을 수행하는 발열측에 접촉되는 방열판을 통과한 냉각수를 최대한 낮은 온도로 냉각하여 열전소자를 이용한 열교환 시스템의 성능을 증가시킬 수 있도록 하기 위한 방열판의 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 열전소자는 펠티어(peltier)효과를 이용하여 열교환 동작을 수행하도록 고안된 소자이다. 펠티어 효과는 두 개의 상이한 도체를 접합시키고 여기에 전류를 통과시키면 도체의 접합부에서 열의 흡수 및 방출작용이 나타나는 현상을 말하는 데, 이러한 열전 소자를 이용하여 에어컨 장치를 구성하려는 시도가 있어 왔다.

열전 소자를 이용한 에어컨 장치는 열전소자의 양측에 열을 흡수하기 위한 방열판 및 열을 방출하기 위한 방열판을 각각 부착하고 열을 흡수하기 위한 방열판의 측면에 송풍기등을 설치하여 냉각된 공기를 인입시키도록 구성된다.

그러나, 종래의 열전소자를 이용한 열교환 장치는 열전소자에서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위하여 열전소자에 부착된 금속재질로 이루어진 방열판의 열방출 능력이 그 단면적의 2-3배로 제한되기 때문에 냉각효과가 미미하다. 그러므로, 열전소자를 이용한 에어컨 시스템의 적용이 사실상 불가능하며, 열전소자를 이용한 냉각 방식의 냉각 능력이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 열전소자의 발열측에 접촉되는 방열판에 냉각수를 통과시키고, 방열판을 통과하면서 열을 흡수하여 더워진 냉각수를 다공질 섬유, 다공판, 냉각코일등을 순차적으로 통과시켜 최대한 낮은 온도로 냉각시키고, 냉각된 물을 다시 방열판으로 순환시키는 구조를 채택하여 열전소자를 이용한 열교환 시스템의 성능을 증가시킬 수 있도록 하기 위한 방열판의 냉각시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방열판의 냉각시스템을 보여주기 위한 시스템도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 냉각 시스템 110 : 방열판

120 : 배출장치 122 : 배출구

124 : 배출팬 130 : 하우징

132 : 다공질 섬유 134 : 다공판

136 : 냉각코일 140 : 유입구

150 : 냉각수 수집탱크 152 : 펌프

154 : 냉각수 공급 파이프

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,

열전소자에 접합된 방열판의 출구측 하부에 설치되며, 일측 상부에는 배출팬을 구비하는 배출장치가 형성되고, 반대측 하부에는 유입구가 형성되는 하우징;

하우징의 내부에 형성되고, 방열판을 통과하면서 열 교환된 물을 고르게 분배하여 낙하시키기 위한 다공질 섬유;

다공질 섬유의 하부에 형성되고, 하우징의 내부에 가로로 고정된 미세한 구멍이 다수개 형성된 다공판;

다공판의 하부에 형성되며, 열전도 효율이 높은 재질을 가지며 복수개로 적층되어 삽입되는 냉각코일; 그리고,

냉각코일에서 낙하한 냉각수를 수집하는 냉각수 수집탱크의 일측에 설치되어 냉각수 공급 파이프를 통하여 냉각수 수집탱크내의 냉각수를 방열판의 일측에 공급하는 펌프를 포함한다.

본 발명에 따른 방열판의 냉각시스템은 열전소자에서 발생하는 방열작용을 충분하게 냉각시킬 수 있어서 열전소자를 이용한 에어컨의 성능을 증진 시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방열판의 냉각시스템(100)은 열전소자의 발열측에 접합된 방열판(110)의 출구측 하부에 설치된다. 냉각시스템(100)은 열전소자를 통과하여 더워진 냉각수를 유입받아 이를 냉각시키기 위하여 하우징(130)의 일측 상부에는 배출장치(120)가 형성되고, 배출장치(120)가 형성된 하우징(130)의 반대측 하부에는 유입구(140)가 형성된다.

배출장치(120)는 하우징(130)의 일측 상부에 형성된 배출구(122)와 연통되며 유입구(140)를 통하여 하우징(130)의 내부로 유입된 공기를 외부로 배출시키기 위한 배출팬(124)으로 구성된다.

하우징(130)의 내부에는 열전소자와 접합된 방열판(110)을 통과하면서 열교환된 물을 고르게 분배하여 낙하시키기 위한 다공질 섬유(132)가 상단부에 형성되고, 다공질 섬유(132)의 하부에는 하우징(130)의 내부에 가로로 고정된 미세한 구멍이 다수개 형성된 다공판(134)이 형성된다.

다공판(134)의 하부에는 열전도가 좋은 알루미늄(Al), 동(Cu), 철(Fe) 그리고, 스테인레스 스틸등의 재질로 이루어진 냉각코일(136)이 일정층 이상 적층되어 삽입되며, 냉각코일(136)의 하단부에는 냉각코일(136)에서 낙하한 냉각수를 수집하는 냉각수 수집탱크(150)가 형성된다. 냉각수 수집탱크(150)의 일측에는 펌프(152)가 설치되어 냉각수 공급 파이프(154)를 통하여 냉각수 수집탱크(150)내의 냉각수를 방열판(110)의 일측에 공급하도록 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 방열판의 냉각 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

열전소자에 적정 방향의 전류가 인가되면, 열전소자는 펠티에 효과에 의해서 열전소자의 일부에서는 발열작용을 하게되고 열전소자의 타부에서는 흡열작용을 하게된다. 이때, 열전 소자는 흡열동작에 의하여 흡열된 양만큼 발열동작하면서 방열을 하여야 한다. 그러므로, 열전소자에서 발열측에 접촉된 금속 재질 의 방열판(110)은 고온의 열을 방출하게 된다.

이때, 냉각수 수집탱크(150)에 수집되는 냉각수는 일측에 설치된 펌프(152)의 동작에 의하여 냉각수 공급 파이프(154)를 따라 방열판(122)사이를 흐르게 된다. 냉각수가 방열판(110) 사이를 흐르면 방열판(110)에서는 방열판(110)과 냉각수의 열교환이 이루어 지고, 냉각수는 더워지게 된다.

방열판(110)과 열교환에 의하여 더워진 냉각수는 방열판(110)의 하부를 통하여 냉각장치(100)의 하우징(130)내로 투입된다. 하우징(130)내의 상단부에는 다공질 섬유(132)가 형성되어 방열판(110)과 열교환에 의하여 더워진 냉각수를 전체적으로 고르게 흡수하여 다공판(134)의 미세한 구멍을 통하여 항상 일정한 양의 물방울을 하부의 냉각코일(136)로 낙하시키게 된다.

하우징(130)의 하부에 형성된 유입구(140)를 통하여 외부공기를 유입받아 하우징(130)의 일측 상부에 형성된 배출장치(120)의 배출팬(124)의 동작에 의하여 냉각코일(136)은 냉각된 상태를 유지하게 된다.

즉, 냉각코일(136)은 냉각공기의 유입구(140)와 냉각공기의 배출장치(120)사이에 위치하며 열전도가 좋은 알루미늄(AL),동(Cu) 및 철재질로 이루어지기 때문에 다공질 섬유(132) 및 다공판(134)를 통과한 열교환된 물의 더운 열에너지를 흡수, 분산시키며, 일정층이상 적층 형성되기 때문에 더운 물방울이 장시간 서서히 흘러내리는 동안 유입구(140)를 통하여 유입된 냉각공기에 의하여 냉각동작을 수행한다.

그러므로, 냉각코일(136)을 통과하여 냉각수 수집탱크(150)에 수집되는 냉각수는 충분하게 냉각되게 된다. 이러한 동작에 의하여 냉각수 수집탱크(150)에 수집되는 냉각수는 일측에 설치된 펌프(152)의 동작에 의하여 냉각수 공급 파이프(154)를 따라 방열판(122)사이를 다시 흐르는 동작을 수행한다.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 방열판의 냉각 시스템은 열전도율이 좋은 냉각코일을 이용하여 열교환된 냉각수의 열을 최대한 흡수 -분사시킴과 동시에 열전소자에서 열교환 동작으로 발생한 온도가 높은 물을 증발잠열을 이용히여 최대한 낮은 온도로 냉각시켜 열전소자의 냉각동작이 최적으로 유지되도록 하기 위한 효과적인 장치이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

열전소자에 접합된 방열판(110)의 출구측 하부에 설치되며, 일측 상부에는 배출팬(124)을 구비하는 배출장치(120)가 형성되고, 반대측 하부에는 유입구(140)가 형성되는 하우징(130);

상기 하우징(130)의 내부에 형성되고, 상기 방열판(110)을 통과하면서 열교환된 물을 고르게 분배하여 낙하시키기 위한 다공질 섬유(132);

상기 다공질 섬유(132)의 하부에 형성되고, 상기 하우징(130)의 내부에 가로로 고정된 미세한 구멍이 다수개 형성된 다공판(134);

상기 다공판(134)의 하부에는 열전도 효율이 높은 재질을 가지며, 복수개로 적층되어 삽입되는 냉각코일(136); 그리고,

상기 냉각코일(136)에서 낙하한 냉각수를 수집하는 냉각수 수집탱크(150)의 일측에 설치되어 냉각수 공급 파이프(154)를 통하여 상기 냉각수 수집탱크(150)내의 냉각수를 상기 방열판(110)의 일측에 공급하는 펌프(152)를 포함하는 방열판의 냉각시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 냉각코일(136)은 금속 재질로 이루어진 특징으로 하는 방열판의 냉각 시스템.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 냉각코일(136)은 알루미늄(Al)재질로 이루어진 특징으로 하는 방열판의 냉각 시스템.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 냉각코일(136)은 동(Cu)재질로 이루어진 특징으로 하는 방열판의 냉각 시스템.