KR200168938Y1 - 금속기판의 열전냉온소자를 이용한 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 고안은 금소기판의 열전냉온소자를 이용한 냉장고에 관한 것으로서, 에폭시 레진(Regin) 절연막으로 형성한 금속기판을 이용하여 열전냉온소자의 발열부에 수냉식 냉각장치의 효율을 극대화하고 반영구적으로 사용되는 금속기판의 열전냉온소자를 이용한 냉장고를 얻기 위한 것인 바,

흡열부가 냉장고 내측에 발열부가 냉장고 외측에 설치되는 열전소자와, 냉각수가 내부를 순환하고 상기 발열부 내부를 경유하면서 발열부를 냉각시키는 냉각관을 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 열전소자는 열팽창에 대응할 수 있는 유연성과 높은 절연성 및 열전도율이 높은 수지의 공중합체를 이용한 절연물질인 전도체(A4)로 전기적인 절연막으로 1차코팅된 금속판을 소성로에서 열처리한 후, 페이스트 (Paste)상의 절연막을 2차코팅하고, 상기 절연막의 접착력을 이용하여 동(銅) 호일면에 필요한 패턴을 에칭(Etching)하여 금속기판인 방냉/열부(A1,A2)와, 상기의 두 금속판 사이에 N-형 반도체칩(A3)과, P-형 반도체칩(A4)을 샌드위치형으로 배열한 구조의 열전냉온소자(A)를 장착함으로써, 순간적인 발열로 냉각효율 증가와 두께가 큰 금속기판으로 조립하였으므로 충격에 매우 강한 기계적 강도 크므로 대용량과 저용량에 이르기까지 사용폭이 크며 고장률이 매우 적은 뛰어난 특징이 있다.

Description

금속기판의 열전냉온소자를 이용한 냉장고 {Refrigerator using peltier device of metal substrate}

본 고안은 열전소자를 이용한 냉장고의 방열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에폭시 레진(Regin) 절연막으로 형성한 금속기판을 이용하여 열전냉온소자의 발열부에 수냉식 냉각장치의 효율을 극대화하고 반영구적으로 사용되는 금속기판의 열전냉온소자를 이용한 냉장고에 관한 것이다.

현재의 열전소자를 이용한 기존의 냉장고는 냉매를 이용하여 냉기를 발생시키도록 하고 있으나, 열전소자를 이용하여 냉장고에 냉기를 공급하도록 구성되는 것이 개발되었다.

이에 특허공개번호 제 99-19303 호의 열전소자를 이용한 냉장고의 발열장치에 사용되는 열전소자는 열전소자의 방열면의 발열온도의 억제능력에 따라 냉각능력이 결정되는 요소를 결정하는 데 기존의 세라믹판의 온도가 아니라 칩 자체의 문제로 열(熱)의 양도체(良導體)를 모듈을 사용하지 못한 문제점이 있었다.

또 다른 문제점은 세락믹판에 2매 사이에 칩을 사용하여 칩에서 발열되는 열을 순간적으로 방열하지 못하여 냉장고의 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

더욱 중요한 문제점은 두께가 얇은 세라믹판으로 조립하였으므로 충격에 매우 약한 기계적 강도가 떨어지는 문제점과, 종래의 열전소자는 기판의 유연성과 소자의 기판에 약간의 압력차로 인하여 기판이 균열이 발생되는 문제점이 있었다.

열전소자의 하트표면의 발열온도의 억제능력에 따라 냉각능력이 결정되는 요소를 결정하는 데 기존의 세락믹판의 온도가 아니라 칩자체의 문제로 열(熱)의 양도체(良導體) 모듈을 사용하지 못한 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세라믹판을 사용하지 않고 금속기판을 사용하여 순간적인 발열로 냉각효율 큰 열전냉온소자를 장착한 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 두께가 큰 금속기판으로 조립하였으므로 충격에 매우 강한 기계적 강도와, 기판의 유연성과 소자의 기판에 강한 압력차로 기판이 균열이 발생되지 않는 금속기판의 열전냉온소자 장착한 냉장고를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 냉장고는 흡열부가 냉장고 내측에 발열부가 냉장고 외측에 설치되는 열전소자와, 냉각수가 내부를 순환하고 상기 발열부 내부를 경유하면서 발열부를 냉각시키는 냉각관을 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 열전소자는 열팽창에 대응할 수 있는 유연성과 높은 절연성 및 열전도율이 높은 수지의 공중합체를 이용한 절연물질인 전도체(A4)로 전기적인 절연막으로 1차코팅된 금속판을 소성로에서 열처리한 후, 페이스트(Paste)상의 절연막을 2차코팅하고, 상기 절연막의 접착력을 이용하여 동(銅) 호일면에 필요한 패턴을 에칭 (Etching)하여 금속기판인 방냉/열부(A1,A2)와, 상기의 두 금속판 사이에 N-형 반도체칩(A3)과, P-형 반도체칩(A4)을 샌드위치형으로 배열한 구조의 열전냉온소자 (A)를 장착한 특징이 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예의 냉장고에 금속기판의 열전냉온소자를 장착한 단면도,

도 2는 본 고안의 흡열판와 발열판 사이에 장착한 사시도,

도 3은 본 고안의 냉장고에 장착된 열전냉온소자의 분해사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

A : 열전냉온소자 A1 : 방냉부

A2 : 방열부 A3 : N-형 반도체칩

A4 : P-형 반도체칩 A5 : 전열막

A6 : 전선부 10 : 흡력판

20 : 발열판 30 : 냉각관

40, 50 : 상/하부발열판 60 : 펌프

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예의 냉장고에 금속기판의 열전냉온소자를 장착한 단면도이고, 도 2는 본 고안의 흡열판와 발열판 사이에 장착한 사시도이고, 도 3은 본 고안의 냉장고에 장착된 열전냉온소자의 분해사시도이다.

도 1내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의하면, 흡열부(10)와 발열판 (20)를 포함하여 구성되며, 상기 발열판(20)에 수냉식 냉각장치를 구비하도록 하고, 방열부(30)를 설치 냉장고에 있어서, 상기의 흡열부와 발열부 사이에 금속기판의 열전냉온소자(A)가 장착되도록 구성된 특징으로 한다.

상기의 열전냉온소자(A)는 열팽창에 대응할 수 있는 유연성과 높은 절연성 및 열전도율이 높은 수지의 공중합체를 이용한 절연물질인 전도체(A4)로 전기적인 절연막으로 1차코팅된 금속판을 소성로에서 열처리한 후, 페이스트(Paste)상의 절연막을 2차코팅하고, 상기 절연막의 접착력을 이용하여 동(銅) 호일면에 필요한 패턴을 에칭(Etching)하여 금속기판인 방냉/열부(A1,A2)와, 상기의 두 금속판 사이에 N-형 반도체칩(A3)과, P-형 반도체칩(A4)을 샌드위치형으로 배열한 구조의 열전냉온소자(A)로 이루어져 기계적이 강도가 매우 뛰어나 충격 및 냉각효율이 높다. 상기 열전냉온소자(A)를 중심으로 냉장고 내부에는 흡열부(10)가 냉장고 외측에는 발열판(20)가 설치된다. 상기 흡열부(10) 및 발열판(20)는 열전냉온소자(A)를 장착하도록 형성된다.

다음 상기 열전냉온소자(A)의 방열부(A2)에 밀착고정되는 발열판(20)에는 냉각관(30)이 설치며 상기 냉각관(30)은 상기 발열판(20)의 내부를 경유하면서 냉장고의 상하부분에 걸쳐 순환하도록 구성되는 냉각파이프이다. 그 내부에는 상기 발열판(20)를 냉각시키기 위한 냉각수가 순환하고 있다.

상기 냉각관(30)을 구성하는 수냉파이프는 냉장고의 상면 및/또는 하면을 경유하게 되어있고, 실질적으로 본 실시예에 있어서, 상기 상면 및 하면에서 상하부방열판(40, 50)를 구성하고 있다. 그리고 상기 냉각관(30)의 내부의 냉각수의 순환을 위하여 상기 냉각관(30)의 일측에는 순환용 펌프(40)를 설치한다. 상기 발열판(20)의 내측에 삽입 설치되는 냉각관(30)도 가능하면 발열판(20)와의 접촉 면적을 넓힐 수 있도록 지그재그로 형성되고, 상기 상하부방열판(40, 50)도 가능하면 노출되는 부분의 표면적을 넓힐 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 상하부방열판(40, 50)에는 방열판을 성형함으로써, 접촉되는 표면적을 넓히고 방열효과를 극대화하는 것이 가능할 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 의한 냉장고의 전체적인 동작을 간단하게 살펴본다. 도시된 바와 같이 본 고안에 의하여 흡열판(10)와 발열판(20)를 구비하는 열전냉온소자(A)는 냉동실 또는 냉장실에 설치된다.

상기 열전냉온소자(A)에 전류가 인가되면, 상기 방냉부(A1)에 밀착 장착된 흡열부(10)에서는 냉장실 및 냉동실의 내부의 열기를 흡수하게 되고, 이에 대응하여 상기 방열부(A2)에 밀착 장착된 발열판(20)에서는 소정의 열을 방출하게 될 것이다. 이때 상기 발열판(20)에는 냉각관(30)가 설치되어 있고, 그 내부에는 냉각수가 흐르고 있다. 따라서 상기 발열판(20)에서 발생하는 열의 많은 부분이 상기 냉각관(30)에 흡수될 것이다. 물론 이때 상기 발열판(20) 자체에서 소정의 열이 외부로 방출되는 것은 당연하다. 그리고 상기 발열판(20)의 열을 흡수한 냉각수는 냉각관(30)의 내부를 순환하면서 냉장고 상면 및 하면에 마련되어 있는 상하부방열판(40, 50)을 통과하면서 대부분 방열된다.

이렇게 방열과정을 거친 냉각수는 다시 상기 발열판(20)에 들어가게 되면서, 연속적으로 상기 발열판(20)에서 방출되는 열을 흡수하여 상하부의 상하부방열판 (40, 50)에서 효과적으로 방출하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 의하면 다음과 같은 잇점이 기대된다.

먼저, 본 고안에 의하면, 열전소자의 발열판(20)를 수냉식 냉각장치를 이용하여 냉각시킴으로써 효과적인 방열이 이루어지고 있음을 알 수 있다. 이러한 본 고안에 의한 냉각장치는 단순히 제한된 위치에서 공기와의 접촉에 의하여 방열시키면 종래의 것에 비하여 충분한 방열효과를 가지고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 본 고안에 의하면 충분한 방열효과를 가지는 것에 의하여 보다 대형화된 냉장고에 본 고안을 충분히 적용하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 열전냉온소자(A)의 방열부의 발열판(20)의 열기를 냉각관(30)를 이용하면서 냉장고 상하면에 설치된 상하부방열판(40, 50)에 의하여 방열시키고 있기 때문에, 상기 발열판(20)의 열이 제한된 한곳에서 방출되는 것이 아니라, 냉각관(30)의 전체적인 경로와 특히 상하부에 구성된 상하부방열판(40, 50)에 의하여 방열된다. 따라서 전체적인 열의 방출이 균일하게 이루어지고 있어서, 열전냉온소자를 사용하므로써, 냉각효과가 증가된다.

상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 고안은 세라믹판을 사용하지 않고 금속기판을 사용하여 순간적인 발열로 냉각효율 큰 효과가 있다. 또한, 두께가 큰 금속기판으로 조립하였으므로 충격에 매우 강한 기계적 강도와, 기판의 유연성과 소자의 기판에 강한 압력차로 기판이 균열이 발생되지 않는 효과가 있으므로 냉장고산업상 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 흡열부가 냉장고 내측에 발열부가 냉장고 외측에 설치되는 열전소자와, 냉각수가 내부를 순환하고 상기 발열부 내부를 경유하면서 발열부를 냉각시키는 냉각관을 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 열전소자는 열팽창에 대응할 수 있는 유연성과 높은 절연성 및 열전도율이 높은 수지의 공중합체를 이용한 절연물질인 전도체(A4)로 전기적인 절연막으로 1차코팅된 금속판을 소성로에서 열처리한 후, 페이스트 (Paste)상의 절연막을 2차코팅하고, 상기 절연막의 접착력을 이용하여 동(銅) 호일면에 필요한 패턴을 에칭(Etching)하여 금속기판인 방냉/열부(A1,A2)와, 상기의 두 금속판 사이에 N-형 반도체칩(A3)과, P-형 반도체칩(A4)을 샌드위치형으로 배열한 구조의 열전냉온소자(A)를 장착함을 특징으로 하는 금속기판의 열전소자를 이용한 냉장고.