KR20010070176A - 파이프쿨러 및 그 파이프쿨러를 이용한 소형 온도조절기 - Google Patents

파이프쿨러 및 그 파이프쿨러를 이용한 소형 온도조절기 Download PDF

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KR20010070176A
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마루야마히데토시
사카마히로유키
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다까다 요시유끼
에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

히트파이프(2)의 단부(2a)와 열교환하는 열용량이 큰 열교환블록(3)의 표면에 펠티어소자(4)를 밀착고정하고, 이 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)과는 반대측에 열이송수단(5)을 설치하고, 상기 히트파이프(2)는 상기 열교환블록(3)에서 돌출하는 적어도 1개이상의 전열연장부(2b)를 보유하고, 상기 펠티어소자(4)의 동작제어에 의해 열교환블록(3) 및 상기 히트파이프(2)의 전열연장부(2b)를 통해 전열연장부(2b)의 둘레의 열매체를 온도조절한다.

Description

파이프쿨러 및 그 파이프쿨러를 이용한 소형 온도조절기{PIPE COOLER AND SMALL-SIZED TEMPERATURE CONTROLLING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 반도체제조장치 등에 있어서, 파이프 등의 유로를 흐르는 침식성 유체(현상액이나 포토레지스트 등의 금속이온의 유입을 꺼리는 액체)를 냉각 또는 가열함으로써 온도조절하는 파이프쿨러 및 그 파이프쿨러를 이용한 소형 온도조절기에 관한 것이다.
도 6에 예시하는 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)에 대해서 간헐적으로 공급되는 현상액이나 포토레지스트 등을 온도조절하는 경우, 즉, 간헐적으로 유로를 흐르는 침식성 유체를 높은 정밀도로 온도조절하는 경우에, 종래에는 불소수지(상품명:테프론) 등의 내식성 소재로 이루어진 튜브(63)안에 온도조절대상의 유체를 흐르게 하고, 그 튜브(63)외측에 항온수 순환장치(61)에서 대상유체의 목표온도로 온도조절된 항온수(65)를 흐르도록 해서 열교환부(62)를 구성하고, 그 항온수(65)를 순환유로(64)에 순환시켜 상기 유체의 온도조절을 행하고 있다.
그 때문에, 항온수 순환장치(61)나 항온수를 흐르게 하기 위한 순환유로(64)가 필요하지만, 이들 장치는 설치공간이 크기 때문에 건물의 1층에 항온수 순환장치(61)를 설치하고, 건물의 2층에 반도체제조장치의 코터디벨로퍼본체를 설치하는 배치가 많아지고, 펌프헤드가 높고 긴 항온수배관을 감아야 될 필요가 있다.
또, 펌프헤드가 높고 긴 항온수 배관은 항온수를 흐르게 하기 위한 펌프를 높은 펌프헤드의 펌프로 할 필요가 있고, 침식성유체이외의 항온수를 순환시키기 위한 펌프동력이 증대하고, 전력상승으로 연결된다.
또, 상술한 바와 같이 펌프헤드가 높고 긴 항온수배관은 이 배관으로부터의 방열, 흡열이 많아지므로, 항온수순환장치(61)의 냉각능력이 더욱 필요하게 된다.
또, 침식성 유체를 온도조절하는 장치로서, 도 7에 나타낸 바와 같이 펠티어(peltier)소자를 이용한 것이 있다.
도 7에 나타낸 온도조절장치는, 유로(74)를 흐르는 침식성 유체와 열교환하는 열용량이 큰 열교환블록(72)의 표면에 서모모듈로서의 펠티어소자(71)를 밀착고정하고, 상기 펠티어소자(71)의 열교환블록(72)과는 반대측에 열이송수단(73)을 밀착고정해서 상기 펠티어소자(71)의 동작제어에 의해 상기 침식성유체를 목표온도로 조절하고 있다.
상기 온도조절장치는, 펠티어소자(71)의 흡열측(즉, 냉각면측)에 열교환블록(72)을 설치하고, 펠티어소자(71)의 방열측(즉, 가열면측)에 열이송수단(73)을 설치하고 있으므로, 유로(74)를 흐르는 침식성 유체는 열교환블록(72)을 통해 펠티어소자(71)에 의해 냉각되는 동시에, 침식성 유체로부터 방출된열은 펠티어소자(71)의 방열측으로 이동하고, 열이송수단(73)안의 파이프(75)를 흐르는 냉각수에 전열됨으로써 방열된다.
그러나, 도 7에 나타낸 종래의 온도조절장치는, ①전열면적이 서모모듈의 형상이나 치수에 한정되고, 방열측과 흡열측모두 열저항을 작게 하는 것이 어렵다.
또한, ②서모모듈의 형상이나 치수가 한정되므로 열교환기에 요구된 치수에 맞춰 가장 적합하게 설계하는 자유도가 없다.
이러한 점으로부터, 서모모듈에 부여되는 방열측과 흡열측의 온도차의 유효한 이용을 꾀할 수 없고 열교환기가 대형화하거나, 전력의 유효이용을 할 수 없다라는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 금속을 부식하는 강한 침식성의 유체를 고정밀도로 온도조절함에 있어서, 대형의 항온수순환장치의 설치의 필요를 없애고, 장치를 간단하고 소형화할 수 있도록 한 파이프쿨러 및 그 파이프쿨러를 이용한 소형온도조절기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 과제는 상기 침식성의 유체를 온도조절함에 있어서, 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하는 파이프쿨러 및 그 파이프쿨러를 이용한 소형온도조절기를 제공하는 데에 있다.
도 1의 (A), (B)는 본 발명에 따른 파이프쿨러의 일실시예를 나타낸 단면도로, (A)는 (B)에 있어서의 1A-1A단면도, (B)는 (A)에 있어서의 1B-1B단면도이다.
도 2의 (A), (B)는 본 발명에 따른 파이프쿨러의 다른 실시예를 나타낸 단면도로, (A)는 (B)에 있어서의 2A-2A단면도, (B)는 (A)의 좌측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소형 온도조절기의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소형 온도조절기의 다른 실시예를 나타낸 일부 절결단면도이다.
도 5의 (A)는 본 발명에 따른 소형 온도조절기의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, (B)는 (A)에 있어서의 5B-5B단면도이다.
도 6은 종래의 장치의 개략적구성을 나탄낸 블록도이다.
도 7의 (A), (B)는 종래의 다른 장치를 나타낸 단면도로, (A)는 (B)에 있어서의 7A-7A단면도, (B)는 (A)에 있어서의 7B-7B단면도이다.
(부호의 설명)
1…파이프쿨러 2…히트파이프
2a…히트파이프의 단부 2b…히트파이프의 전열연장부
3, 72…열교환블록 4, 71…펠티어소자(서모모듈)
5, 73…열이송수단 15…핀
16…팬 20,30,40…소형 온도조절기
21…열매체수납케이싱 22…열매체
23, 63…튜브 25…외부 케이싱
26…펌프 61…항온수 순환장치
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 파이프쿨러는, 열교환용 단부와 이 단부로부터 연장하는 전열연장부를 보유하는 적어도 하나의 히트파이프와, 이들히트파이프의 상기 단부와 열교환하는 열교환블록과, 이 열교환블록의 표면에 밀착고정된 한 개이상의 펠티어소자와, 각 펠티어소자의 열교환블록과는 반대측의 면에 설치된 열이송수단을 보유하고, 상기 펠티어소자를 제어함으로써 상기 열교환블록 및 히트파이프를 통해 상기 전열연장부의 둘레의 열매체를 온도조절하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 열이송수단은 수냉 또는 공랭에 의해 펠티어소자의 가열면의 방열을 행하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 열교환블록이 다각형의 단면형상을 보유하고 있으며, 한 쪽의 끝면에 복수의 히트파이프의 단부가 매설상태로 부착되는 동시에, 상기 끝면의 둘레의 복수의 측면에 상기 펠티어소자가 부착되어 있다.
본 발명의 일실시형태에 의하면, 상기 열이송수단이 내부에 냉각수의 유로를 갖는 냉각판으로 이루어져 있고, 각 냉각판의 유로가 관에 의해 서로 접속되어 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 열이송수단이 외면에 복수의 방열용 핀(fin)을 보유하는 냉각판으로서, 상기 열교환블록에 직사각형의 커버가 각 냉각판의 핀부분을 둘러싸도록 부착되고, 이 커버의 내부에 팬이 설치되어 있다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 구성을 갖는 파이프쿨러와, 상기 히트파이프의 전열연장부의 둘레를 둘러싸는 열매체 수용케이싱과, 이 열매체 수용케이싱의 내부에 형성된 열매체실과, 이 열매체실내에 상기 히트파이프의 전열연장부와 접촉하도록 수용된 열매체를 보유하는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기가 제공된다.
본 발명의 바람직한 구체적인 실시형태에 의하면, 온도조절대상유체를 흐르게 하기 위한 튜브가 상기 히트파이프의 전열연장부의 둘레를 감는 동시에 상기 열매체와 접촉하도록 상기 열매체실내에 설치된다.
본 발명에 있어서, 상기 열매체는 액체이어도 고체이어도 좋고, 액체를 이용하는 경우에는 상기 열매체 수용케이싱의 일단에 펌프케이싱을 설치하고, 이 펌프케이싱의 내부에 상기 열매체를 순환시키기 위한 펌프를 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 열매체 수용케이싱이 외통부와 내통부로 이루어진 이중 원통상을 이루고 있고, 이들 양 통부의 사이에 상기 열매체실이 형성되는 동시에, 이 열매체실과 상기 펌프케이싱이 상기 내통부를 통해 연통하고, 이들 외통부와 내통부사이에 상기 히트파이프의 전열연장부가 수용되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프쿨러의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 파이프쿨러(1)는 히트파이프(2)와 열용량이 큰 열교환블록(3)을 가지고 있다. 상기 히트파이프(2)는 상기 열교환블록(3)에 히트파이프 지지수단(10)에 의해 적어도 한 개이상 부착되어 있고, 이 열교환블록(3)의 내부에 삽입되어 열교환블록(3)과 열교환하는 단부(2a)와, 상기 열교환블록(3)으로부터 돌출하는 전열연장부(2b)를 보유하고, 상기 전열연장부(2b)의 둘레의 열매체에 열교환블록(3)으로부터의 열을 전달하도록 구성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 파이프쿨러(1)에는, 상기 열교환블록(3)의 표면에 서모모듈인 펠티어소자(4)가 밀착고정되고, 상기 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)과는 반대측에 열이송수단(5)이 설치되어 있다.
상기 열이송수단(5)은 도 1의 실시예에서는 내부에 냉각수의 유로를 갖는 냉각판(6)으로서, 각 냉각판(6)의 유로는 관(7)에 의해 서로 접속되고, 이 냉각수는 관(7)을 통해 냉각판에 유입, 유출하도록 되어 있다.
상기 열교환블록(3)은 내부에 온도센서(8)를 보유하고, 상기 온도센서(8)로부터의 신호는 온도컨트롤러(9)로 보내지고, 상기 온도컨트롤러(9)에 의해 직류전원(도시생략)으로부터 펠티어소자(4)로 흐르는 유체가 제어되고, 이 펠티어소자(4)의 온도가 제어된다.
통상은, 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)측의 면이 냉각면이고, 펠티어소자(4)의 열이송수단(5)측의 면이 가열면으로, 상기 열이송수단(5)은 상기 펠티어소자(4)의 가열면으로부터의 방열을 행하고 있다.
본 발명에 따른 파이프쿨러는 전열연장부의 둘레의 열매체를 냉각함으로써 온도조절하고 있지만, 펠티어소자(4)로 흐르는 전류의 방향을 반대로 해서 열매체를 가열함으로써 온도조절할 수도 있다.
상기 펠티어소자(4)로 흐르는 전류의 방향을 반대로 하면, 상기 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)측의 면이 가열면으로, 펠티어소자(4)의 열이송수단(5)측의 면이 냉각면으로 되지만, 가열온도조절은 열매체의 온도가 지나치게 내려가는 경우에 행해지는 일시적인 것이므로, 이와 같이 펠티어소자(4)로 흐르는 전류의 방향을 반대로 하는 경우라도, 냉각판(6)을 가열판으로 바꿀 필요는 없고, 상기 냉각판(6)으로의 냉각수의 유입을 멈추거나 줄임으로써 냉각판(6)의 냉각능력을 감소하는 것만으로 충분하다.
따라서, 본 발명에 따른 파이프쿨러는 펠티어소자의 동작제어에 의해 열교환블록 및 상기 히트파이프의 전열연장부를 통해 상기 전열연장부의 둘레의 열매체를 간단하고 우수한 응답성으로 정밀하게 온도조절할 수 있다.
그리고, 본 발명의 파이프쿨러는 히트파이프의 단부와 열용량이 큰 열교환블록사이에서 열교환하고, 상기 열교환블록으로부터 돌출하는 히트파이프의 전열연장부를 통해 상기 전열연장부의 둘레의 열매체를 펠티어소자의 동작제어에 의해 온도조절하도록 하고 있으므로, 히트파이프의 전열연장부의 길이나 굵기를 열교환블록의 치수에 제약되지 않고 자유롭게 설계할 수 있고, 히트파이프의 전열연장부를 확대전열면으로 할 수 있으므로, 전열연장부의 둘레의 열매체에 충분히 전열할 수 있다.
따라서, 펠티어소자의 흡열측 열저항을 작게 할 수 있으므로, 서모모듈로서의 펠티어소자의 방열측과 흡열측의 온도차를 유효하게 이용할 수 있어 전력을 유효하게 이용할 수 있다.
또, 도 1에 나타낸 실시예에서는, 펠티어소자의 흡열측의 열교환블록에 히트파이프를 설치했지만, 동일한 기구를 열이송수단측에 설치하면, 펠티어소자의 방열측의 열저항도 작게 할 수 있으므로, 서모모듈로서의 펠티어소자의 방열측과 흡열측의 온도차를 보다 유효하게 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 파이프쿨러의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 1의 실시예에서는 수냉식 열이송수단을 이용했지만, 도 2의 실시예에서는 공랭식 열이송수단을 이용하고 있는 점이 도 1의 실시예와 상위하고, 그 밖의 구성은 도 1의 실시예와 동일하다.
도 2의 실시예에서는, 복수의 핀(15)을 갖는 냉각판(14)을 펠티어소자(4)에 밀착고정하고, 상기 핀(15)이 부착된 파이프쿨러를 둘러싸도록 내부에 팬(16)을 갖는 커버(11)를 설치하고, 상기 핀(15)을 따라 냉각공기가 흐르도록 하고 있다.
상기 커버(11)는 사각통상을 이루고 있고, 그 일단에는 공기가 유입하는 공기입구(12)를 설치하고, 그 타단에는 공기가 유출하는 공기출구(도시생략)를 갖는 측판(13)을 설치하고 있다.
또, 상기 커버는 상기 핀이 부착된 파이프쿨러의 핀부분을 둘러싸도록 설치되어 있지만, 축방향에서는 반드시 상기 핀의 전체길이를 커버할 필요는 없고, 도 2의 (A)에 나타내듯이, 핀(15)의 일부가 커버의 외부로 삐져나와도 된다.
또, 상기 공기입구(12)는 사각통상의 커버의 일단의 파이프쿨러가 삽입되는 개구를 그대로 이용해도 좋다.
상기 공기출구는 커버(11)의 측판(13)에 설치한 격자상의 개구이지만, 커버(11)에 측판(13)을 설치하지 않고 사각통상의 커버의 타단의 개구를 그대로 공기출구로서 이용해도 좋고, 사각통상의 커버의 타단의 개구에 망을 쳐서 그것을 공기구로 해도 좋다.
냉각공기는 팬(16)에 의해 공기입구(12)로부터 흡인되고, 축방향으로 흐르는동안에 핀(15)으로부터 열을 빼앗아 공기출구(13)로 유출한다.
도 3은 본 발명에 따른 소형 온도조절기의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 소형 온도조절기(20)는 히트파이프(2)와 열용량이 큰 열교환블록(3)을 보유하고 있다. 상기 히트파이프(2)는 상기 열교환블록(3)에 히트파이프 지지수단(10)에 의해 적어도 한 개이상 부착되어 있고, 이 열교환블록(3)의 내부에 삽입되어 열교환블록(3)과 열교환하는 단부(2a)와, 상기 열교환블록(3)으로부터 돌출하는 전열연장부(2b)를 보유하고, 상기 전열연장부(2b)의 주위의 열매체에 열교환블록(3)으로부터의 열을 전달하도록 구성되어 있다.
그리고, 본 발명에 따른 소형 온도조절기(20)는 상기 열교환블록(3)의 표면에 서모모듈인 펠티어소자(4)를 밀착고정하고, 상기 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)과는 반대측에 열이송수단(5)을 설치하고 있다.
상기 열이송수단(5)은 도 1의 실시예에 나타내는 내부에 냉각수가 흐르는 냉각판(6)을 갖는 수냉식의 것이어도 좋고, 또는 도 2의 실시예에 나타내는 공랭식의 것이어도 좋다.
상기 열교환블록(3)은 도 1의 실시예에 나타내는 바와 같이 내부에 온도센서(8)를 가지고, 상기 온도센서(8)로부터의 신호는 온도컨트롤러(9)로 보내지고, 상기 온도컨트롤러(9)에 의해 직류전원(도시생략)으로부터 펠티어소자(4)로 흐르는 전류가 제어되고, 펠티어소자(4)의 온도가 제어된다.
또, 펠티어소자(4)로 흐르는 전류의 방향을 반대로 해서, 열매체를 가열함으로써 가열온도조절할 수 있는 것도 도 1의 실시예의 경우와 동일하다.
그리고, 본 발명에 따른 소형 온도조절기(20)는 상기 전열연장부(2b)의 둘레에 간극을 두어 감겨져 내부를 침식성 유체가 흐르는 튜브(23)를 보유하고, 이 튜브(23) 및 열매체(22)는 상기 열교환블록에 인접해서 설치된 열매체 수용케이싱(21)안에 서로 접촉하도록 수용되어 있다. 상기 열매체 수용케이싱(21)은 상기 튜브(23)가 액밀하게 관통하는 입구부 및 출구부(도시생략)를 갖는 동시에, 우단측이 상기 히트파이프 지지수단(10)의 측벽에 액밀하게 부착되고, 내부에 열매체실을 형성한다.
상기 튜브(23)는 내식성이 우수한 테프론(상표)과 같은 불소수지(PFA)에 의해 형성되고, 이 튜브(23)를 흐르는 침식성 유체는 상기 튜브(23)의 입구부(23a)로부터 유입해서 출구부(23b)로 유출할 때까지 열매체 수용케이싱(21)안에 수용된 열매체(22)와 열교환해서 냉각(또는 가열)된다.
상기 열매체(22)로서 도 3의 실시예에서는, 저융점금속, 예를 들면 튜브(23)의 융점보다 낮은 온도에서 용해되는 금속, 또는 그것에 상당하는 열전도성이 우수한 재료(예를 들면, 저온땜납, 전열시멘트 등)를 이용하고 있다. 이들 재료는 상기 튜브(23)의 간극 및 상기 전열연장부(2b)와 상기 튜브(23)의 간극에 흘러넣어 응고시킨 주입구조로 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 열매체(22)는 반드시 저융점금속에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 금속분말을 포함하는 에폭시수지나 금속분말을 포함하는 겔 등의 고전열 대열용량의 액상체를 이용해도 좋다.
도 4는 본 발명에 따른 소형 온도조절기의 다른 실시예를 나타낸 일부 절결단면도이다. 도 3의 실시예에서는 상기 열매체(22)로서 저융점금속 또는 고전열 대열용량의 액상체를 이용했지만, 이 도 4에 나타낸 실시예에서는 상기 열매체(22)로서 순환냉각액을 이용하고 있는 점이 도 3의 실시예와 상위하다.
따라서, 도 4의 실시예에 나타낸 소형 온도조절기(30)는 히트파이프(2)와 열용량이 큰 열교환블록(3)을 보유하고 있다. 상기 히트파이프(2)는 상기 열교환블록(3)에 히트파이프 지지수단(10)에 의해 적어도 한 개이상 부착되어 있고, 이 열교환블록(3)의 내부에 삽입되어 열교환블록(3)과 열교환하는 단부(2a)와, 상기 열교환블록(3)으로부터 돌출하는 전열연장부(2b)를 보유하고, 상기 전열연장부(2b)의 주위의 열매체(22)에 열교환블록(3)으로부터의 열을 전달하도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 열교환블록(3)의 표면에 서모모듈인 펠티어소자(4)가 밀착고정되고, 상기 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)과는 반대측에 열이송수단(5)이 설치되어 있고, 이러한 점은 도 3의 실시예와 동일하다.
그리고, 도 4의 실시예에서는, 상기 열매체 수용케이싱(21)의 일단에 펌프케이싱(25)을 설치하고, 열매체 수용케이싱(21)내부에 형성된 열매체실내에 상기 전열연장부(2b) 및 상기 전열연장부(2b)의 둘레에 간극을 두고 감겨져 내부를 침식성 유체가 흐르는 튜브(23)를 수용하고, 상기 펌프케이싱(25)안에는 펌프(26)와 펌프구동모터(26a)를 수용하고 있다.
상기 열매체 수용케이싱(21) 및 펌프케이싱(25)은 상기 튜브(23)가 액밀하게 관통하는 입구부 및 출구부(도시생략)를 갖고, 열매체 수용케이싱(21)의 우단측은상기 히트파이프 지지수단(10)의 측벽에 액밀하게 부착되어 있다. 또한 상기 열매체 수용케이싱(21) 및 펌프케이싱(25)에는 상기 펌프(26)의 토출구로부터 토출된 열매체(22)를 열매체 수용케이싱(21)의 오른쪽으로 순환시키기 위한 순환파이프(27)가 부착되어 있다. 상기 펌프(26)의 토출구로부터 토출된 열매체(22)는 상기 순환파이프(27)를 통해 열매체 수용케이싱(21)의 오른쪽으로 순환되고, 다시 열매체 수용케이싱(21)내부를 왼쪽으로 이동해서 열매체 수용케이싱(21)의 좌단에서 상기 펌프(26)의 흡입구로 유입하여 펌프(26)에 의해 승압되어 다시 순환파이프(27)로 순환된다.
상기 튜브(23)를 흐르는 침식성 유체는 상기 튜브(23)의 입구부(23a)로부터 유입하여 출구부(23b)로 유출할 때까지의 동안에 열매체 수용케이싱(21)내부를 순환하는 열매체(22)와 열교환해서 냉각(또는 가열)된다.
또, 도 4의 실시예에서는 상기 열매체 수용케이싱(21)과 펌프케이싱(25)의 외측에 상기 순환파이프(27)가 부착되어 있지만, 이들의 열매체 수용케이싱(21) 및 펌프케이싱(25)의 내부에 순환통로를 설치하고, 상기 순환통로를 흘러온 순환냉각액을 열매체 수용케이싱(21)의 우단근방에 설치한 개구로부터 내부로 유입하도록 하면, 상기 순환파이프(27)를 생략할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 소형 온도조절기의 또다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5의 실시예에서는 도 4의 실시예와 마찬가지로 열매체(22)로서 순환냉각액을 이용하지만, 열매체 수용케이싱(21)의 구조를 바꾸는 동시에, 열매체 수용케이싱(21)내부에 수용한 침식성 유체가 흐르는 튜브(23)를 외부에 설치하도록 하고 있는 점이 도 4의 실시예와 상위하다.
따라서, 도 5의 실시예에 따른 소형 온도조절기(40)는 히트파이프(2)와 열용량이 큰 열교환블록(3)을 갖고 있다. 상기 히트파이프(2)는 상기 열교환블록(3)에 히트파이프 지지수단(10)에 의해 적어도 한 개이상 부착되어 있고, 이 열교환블록(3)의 내부에 삽입되어 열교환블록(3)과 열교환하는 단부(2a)와, 상기 열교환블록(3)으로부터 돌출하는 전열연장부(2b)를 갖고, 상기 전열연장부(2b)둘레의 열매체(22)에 열교환블록(3)으로부터의 열을 전달하도록 구성되어 있다. 또, 상기 열교환블록(3)의 표면에 서모모듈인 펠티어소자(4)가 밀착고정되고, 상기 펠티어소자(4)의 열교환블록(3)과는 반대측에 열이송수단(5)이 설치되어 있고, 이러한 점은 도 4의 실시예와 동일하다.
그리고, 도 5의 실시예에서는 상기 열매체 수용케이싱(21)의 일단에 펌프(26)를 수용하는 펌프케이싱(25)이 설치되어 있다. 상기 열매체 수용케이싱(21)은 외통부(21a) 및 내통부(21b)를 보유하는 이중 원통형상을 이루고 있고, 내통부(21b)의 축방향길이는 외통부(21a)의 축방향길이보다 조금 짧게 되어 있고, 이 내통부(21b)의 선단은 외통부(21a)의 내부에 개구하고, 내통부(21b)의 기단은 상기 펌프케이싱(25)의 내부에 개구하고 있다. 또, 상기 외통부(21a)의 좌단은 도너츠상의 격벽(21c)에 의해 막혀져 있고, 외통부(21a)와 내통부(21b)사이의 열매체실내에는 상기 전열연장부(2b)가 수용되어 있다.
또, 상기 열매체 수용케이싱(21)의 외통부(21a)의 우단은 상기 히트파이프지지수단(10)의 측벽에 액밀하게 부착되고, 상기 펌프케이싱(25)의 내부에는 펌프구동모터(26a)가 설치되어 있다.
상기 열매체 수용케이싱(21)의 외통부(21a)에는 열매체 유입관(21d)이 접속되고, 상기 펌프케이싱(25)에는 열매체 유출관(21e)이 부착되고, 이들 열매체 유출관(21e)과 열매체 유입관(21d)사이에 도시하지 않은 열교환기가 접속되고, 이 열교환기에 있어서 상기 열매체와 튜브를 흐르는 침식성 유체가 열교환하도록 구성되어 있다.
상기 열매체 유입관(21d)으로부터 열매체 수용케이싱(21)의 좌단측으로 유입한 열매체(22)는 이 열매체 수용케이싱(21)내부를 우단방향으로 흘러 가는 동안에 상기 전열연장부(2b)에 의해 냉각(또는 가열)되고, 열매체 수용케이싱(21)의 우단에 도달한 후 거기에서 반전해서 상기 내통부(21b)안으로 유입하여 상기 펌프(26)에 흡입된다.
그리고, 상기 펌프케이싱(25)의 토출구로부터 열매체 유출관(21e)으로 토출된 열매체(22)는 도시하지 않은 열교환기내에서 튜브를 흐르는 침식성 유체와 열교환하고, 그후 다시 상기 열매체 유입관(21d)으로 되돌아온다.
이상으로 상술한 본 발명의 파이프쿨러 및 상기 파이프쿨러를 이용한 소형 온도조절기에 의하면, 침식성 유체를 고정밀도로 온도조절함에 있어서, 항온수를 이용하지 않음으로써 항온수 순환장치의 설치의 필요를 없애고, 장치를 간단하고 소형화할 수 있다.
또, 본 발명의 파이프 쿨러 및 상기 파이프 쿨러를 이용한 소형 온도조절기에 의하면, 히트파이프의 단부를 열용량이 큰 열교환블록에 의해 열교환하고, 상기 열교환블록으로부터 돌출하는 히트파이프의 전열연장부를 통해 전열연장부의 둘레의 열매체를 펠티어소자의 동작제어에 의해 온도조절하고 있으므로, 히트파이프의 전열연장부의 길이나 굵기를 열교환블록의 크기에 제약받는 일없이 자유롭게 설계할 수 있고, 히트파이프의 전열연장부를 확대전열면으로 할 수 있으므로, 전열연장부의 둘레의 열매체에 충분히 전열할 수 있다.
따라서, 펠티어소자의 흡열측 열저항을 작게 할 수 있으므로, 서모모듈로서의 펠티어소자의 방열측과 흡열측의 온도차를 유효하게 이용할 수 있어 전력이 절약된다.
그리고, 서모모듈로서 펠티어소자를 이용하고 있으므로, 그 동작제어에 의해 전열연장부의 둘레의 열매체를 간단하고 또한 우수한 응답성으로 정밀하게 온도조절할 수 있는 동시에, 종래의 서모모듈을 이용한 온도장치에서는 전열면적이 서모모듈의 형상이나 치수에 한정되었던 것에 비해 히트파이프의 전열연장부를 확대전열면으로서 자유롭게 설계할 수 있으므로, 열교환기를 요구된 치수에 맞춰 가장 적합하게 설계할 수 있다.
또, 본 발명의 파이프쿨러 및 상기 파이프쿨러를 이용한 소형 온도조절기에 의하면, 파이프쿨러로 함으로써, 전열형태가 다른 디스펜서온도절기(고체로의 열전도용)와 서큘레이터(액체로의 열전도용)로 같은 구조, 같은 형태로 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 열교환용 단부와 이 단부로부터 연장하는 전열연장부를 보유하는 한 개이상의 히트파이프와, 이들 히트파이프의 상기 단부와 열교환하는 열교환블록과, 이 열교환블록의 표면에 밀착고정된 한 개이상의 펠티어소자와, 각 펠티어소자의 열교환블록과는 반대측의 면에 설치된 열이송수단을 보유하고, 상기 펠티어소자를 제어함으로써 상기 열교환블록 및 히트파이프를 통해 상기 전열연장부의 둘레의 열매체를 온도조절하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프쿨러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열이송수단이 수냉 또는 공랭에 의해 펠티어소자의 가열면의 방열을 행하는 구성인 것을 특징으로 하는 파이프쿨러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열교환블록이 다각형의 단면형상을 보유하고 있으며, 한 쪽의 끝면에 복수의 히트파이프의 단부가 매설상태로 부착되는 동시에, 상기 끝면의 둘레의 복수의 측면에 상기 펠티어소자가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프쿨러.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열이송수단이 내부에 냉각수의 유로를 갖는 냉각판으로서, 각 냉각판의 유로가 관에 의해 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프쿨러.
  5. 제3항에 있어서, 상기 열이송수단이 외면에 복수의 방열용 핀을 보유하는 냉각판으로서, 상기 열교환블록에 직사각형의 커버가 각 냉각판의 핀부분을 둘러싸도록 부착되고, 이 커버의 내부에 팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프쿨러.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 파이프쿨러와, 상기 히트파이프의 전열연장부의 둘레를 둘러싸는 열매체 수용케이싱과, 이 열매체 수용케이싱의 내부에 형성된 열매체실과, 이 열매체실 내부에 상기 히트파이프의 전열연장부와 접촉하도록 수용된 열매체를 보유하는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기.
  7. 제6항에 있어서, 온도조절 대상유체가 흐르도록 하기 위한 튜브가 상기 히트파이프의 전열연장부의 둘레를 감는 동시에, 상기 열매체와 접촉하도록 상기 열매체실내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 열매체가 액체이고, 또, 상기 열매체 수용케이싱의 일단에 펌프케이싱이 설치되고, 이 펌프케이싱의 내부에 상기 열매체를 순환시키기 위한 펌프가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 열매체가 액체이고, 또, 상기 열매체 수용케이싱의 일단에 펌프케이싱이 설치되고, 이 펌프케이싱의 내부에 상기 열매체를 순환시키기 위한 펌프가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 열매체 수용케이싱이 외통부와 내통부로 이루어진 이중 원통상을 이루고 있고, 이들 양 통부의 사이에 상기 열매체실이 형성되는 동시에, 이 열매체실과 상기 펌프케이싱이 상기 내통부를 통해 연통하고, 이들 외통부와 내통부사이에 상기 히트파이프의 전열연장부가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 열매체 수용케이싱이 외통부와 내통부로 이루어진 이중 원통상을 이루고 있고, 이들 양 통부의 사이에 상기 열매체실이 형성되는 동시에, 이 열매체실과 상기 펌프케이싱이 상기 내통부를 통해 연통하고, 이들 외통부와 내통부사이에 상기 히트파이프의 전열연장부가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 온도조절기.
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