KR20030005724A - 크린 항온항습조 - Google Patents

Abstract

크린 항온항습조에 관하여 개시한다. 본 발명의 크린 항온항습조는, 내부에 공간이 마련된 몸체와; 몸체 내부에 설치되어 상기 몸체 내부의 공기를 순환시키는 송풍기와; 몸체 내부가 건조하면 가습하는 가습기와; 몸체 내부의 온도를 조절하고 제습하는 써모모듈과; 가습기 및 써모모듈을 제어하는 제어기를 구비하며, 써모모듈은 펠티에소자를 이용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래 냉매를 이용하여 항온항습조 내부의 온도를 강하시키는 것과는 달리, 펠티에소자를 이용함으로써 전류의 방향을 반전하는 것만으로 항온항습조 내부의 온도를 높이거나 낮출 수 있으며, 인가되는 전류량의 조절로 인하여 발열량 및 흡열량이 조절되므로 항온항습조 내부의 온도 조절이 용이하고, 펠티에소자는 소형 경량으로 장착이 용이할 뿐 아니라, 냉매를 사용하지 않으므로 냉매에 의한 환경 오염의 문제가 해소되고, 냉각제습용 증발기, 압축기, 및 항온항습조의 온도를 상승시키기 위한 가열 히터가 필요 없으므로 소음 및 진동 문제가 해소되며, 전기 소비를 줄일 수 있다.

Description

크린 항온항습조{Clean constant temperature and humidity chamber}

본 발명은 항온항습조에 관한 것으로서, 특히 펠티에소자를 이용한 크린 항온항습조에 관한 것이다.

내부에 물품이 수납되는 공간이 있고, 내부가 항상 일정한 온도와 습도로 유지되어 물품의 고온저장시험, 항온항습시험, 환경시험 등에 사용되는 기기를 통칭하여 항온항습조라 한다.

도 1은 종래의 항온항습조를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 항온항습조는 송풍기(10), 가열히터(20), 냉각제습용 증발기(30), 냉매 압축기(40), 가습기(50), 이들을 제어하는 제어기(60), 이들의 외장을 형성하는 몸체(70), 몸체(70) 내부에 설치된 선반(80)으로 이루어지며, 그 각각의 기능은 다음과 같다.

송풍기(10)는 항온항습조 내부의 공기를 순환시키고, 가열히터(20)는 항온항습조의 내부 온도가 낮은 경우에 온도를 상승시킨다. 냉각제습용 증발기(30)는 냉각용 증발기(30)는 냉매를 증발시킴으로써 항온항습조 내부의 온도를 강하시키며, 동시에 항온항습조 내부의 공기중 수분을 응결시킴으로써 제습한다. 냉매 압축기(40)는 냉각제습용 증발기(30)를 경유하여 증발된 냉매를 압축한다. 이 때, 냉매 압축기(40)는 압축된 냉매의 열을 외부로 방출하는 응축기와 일체형으로 구성된다. 가습기(50)는 제어기(60)의 신호에 따라 물을 증발시켜 항온항습조 내에 배출하여 항온항습조 내부의 습도를 일정하게 유지시켜 준다.

이와 같이, 종래의 항온항습조는 항온항습조 내부의 습도를 제거하거나 온도를 낮추기 위하여 냉매를 사용함으로써 환경 오염을 야기시키고 있으며, 냉각제습용 증발기 및 압축기 사용시 소음과 진동을 일으키는 문제가 있다. 그리고, 항온항습조 내부의 온도를 올리고자 하는 경우에 가열 히터의 작동으로 역시 소음과 진동이 발생하며 전기가 많이 소모되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 냉매로 인한 환경 오염을 방지하고, 소음 및 진동을 방지하며 전기 소모량을 줄일 수 있는 항온항습조를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 항온항습조를 설명하기 위한 개략도;

도 2는 본 발명에 의한 크린 항온항습조를 설명하기 위한 개략도이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 크린 항온항습조는: 내부에 공간이 마련된 몸체와; 상기 본체 내부에 설치되어 상기 본체 내부의 공기를 순환시키는 송풍기와; 상기 본체 내부가 건조하면 가습하여 주는 가습기와; 상기 본체 내부의 온도를 조절하는 써모모듈과; 상기 가습기 및 써모모듈을 제어하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 써모모듈은, 이종의 금속 또는 반도체의 접점의 일단이 상기 몸체 내부에 위치하도록 설치되는 펠티에소자를 이용하는 것을 특징하여도 좋다.

나아가, 상기 펠티에소자의 접점의 양단에는 방열판이 각각 더 설치되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 크린 항온항습조를 설명하기 위한 개략도이다. 도 2에서 참조부호 A는 펠티에소자를 설명하기 위한 개락도로서, 화살표는 전류의 흐름 방향을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 크린 항온항습조는 몸체(70)와, 송풍기(10)와, 가습기(50)와, 써모모듈(100)과, 가습기(50) 및 써모모듈(100)을 제어하는 제어기(200)를 구비한다. 여기서, 송풍기(10), 가습기(50), 써모모듈(100), 제어기(200)는 몸체(70) 내부에 설치되고, 몸체(70) 내부에는 물품을 수납할 수 있도록 선반(80)들이 설치되게 된다.

송풍기(10)는 종래 항온항습조의 송풍기와 같이 크린 항온항습조 내부의 공기를 순환시킨다. 가습기(50)는 물이 저장되는 수조와 수조에 설치된 전기히터로 이루어진다. 항온항습조 내부가 건조한 경우에는 제어기(200)에 의하여 전기히터에 통전(通電)됨으로써 전기히터의 작동으로 수조의 물을 증발되어 가습된다.

써모모듈(100)은 펠티에(Peltier)소자로 이루어진다.

펠티에소자는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류의 방향에 따라 한쪽에서는 흡열(吸熱)하고, 다른쪽에서는 발열(發熱)하는 현상을 이용한 것이다. 이 때, 2종류의 금속 대신 반도체를 사용하면, 효율이 좋은 흡열 ·발열 작용을 가지는 펠티에소자를 얻을 수 있다.

지금까지 실현된 재료는 게르마늄, 실리콘, 납-텔루르, 비스무트-텔루르, 인듐-비소 등의 불순물 반도체이다, 펠티에소자는 p형과 n형이 전도체에 의하여 번갈아 접속됨으로써 이루어진다.

도 2의 A를 참조하면, 본 발명에서는 n형 반도체(110), p형 반도체(120)와 전도성 세라믹(130)을 이용하여 펠티에소자를 구성하고, 펠티에소자는 접점의 한쪽이 항온항습조 내부에 위치되고 접점의 다른쪽이 외부에 노출되도록 설치하였다. 그리고, 펠티에소자의 접점 양쪽에는 열전도성을 향상시키기 위하여 방열판(141, 142)을 각각 설치하였다. 이 때, 방열판(141, 142)으로는 알루미늄판, 동판, 스테인레스 스틸판 등이 사용되어 질 수 있다.

따라서, 전류가 인가되어 n형 반도체(110)에서 전도성 세라믹(130)으로, 세라믹(130)에서 p형 반도체(120)로 전류가 순차적으로 흐르게 되면 접점의 한쪽에서는 흡열하여 냉각되고, 다른쪽에서는 발열하여 온도가 올라가게 된다. 예를 들어,도 2의 A에서처럼 전류가 흐르는 경우에 흡열영역이 항온항습조 내부에 위치하게 되면 항온항습조 내부의 온도는 하강하여 냉각되게 된다. 그리고, 이와 같이 항온항습조가 냉각되는 경우에 항온항습조 내부에서는 제습도 일어난다.

도 2의 A에 도시된 것과는 반대방향으로 전류가 흐르게 되면 발열과 흡열되는 영역이 서로 바뀌게 되어 항온항습조 내부의 온도는 올라가게 되고, 항온항습조의 외부, 즉 흡열영역은 온도가 내려가게 된다.

한편, 펠티에소자의 접점 양쪽에 방열판(141, 142)을 각각 설치하여 공기와의 접촉면적을 늘림으로써 항온항습조 내부에서의 온도변화가 보다 빨리 진행되게 되고, 외부로 노출된 영역의 온도도 변화되기 이전, 즉 펠티에소자 작동전의 온도로 보다 빨리 복귀하게 된다.

이와 같이, 전류를 반전(反轉)하는 것만으로 항온항습조 내부의 온도를 높이거나 낮출 수 있으며, 인가되는 전류량의 조절로 인하여 발열량 및 흡열량이 조절되므로 항온항습조 내부의 온도 조절이 용이하다.

그리고, 펠티에소자는 소형 경량으로 장착이 용이하며, 냉매를 사용하지 않으므로 냉매에 의한 환경 오염의 문제가 해소되고, 냉각제습용 증발기, 압축기, 및 가열 히터가 필요 없으므로 소음 및 진동 문제가 해소되며, 전기 소비를 줄일 수 있다.

제어기(200)는 항온항습조 내부의 온도를 측정하는 온도센서와, 항온항습조 내부의 온도를 측정하는 습도센서와, 제어신호에 따라 접점이 접촉 또는 비접촉됨으로써 외부로부터 전류가 펠티에소자에 선택적으로 공급되도록 스위칭하는 제1, 제2, 제3 릴레이와, 온도센서 및 습도센서에서 측정된 온도 및 습도에 따라 제1, 제2, 및 제3 릴레이를 온(on)/오프(off)시키는 제어신호를 출력하는 마이컴(913)으로 이루어진다.

습도센서에 의하여 측정된 항온항습조 내부의 습도가 설정된 습도보다 작아지면, 마이컴에서 제1 릴레이가 온(on)되도록 신호를 발생시켜 외부로부터 전기히터에 전류가 인가되도록 함으로써 항온항습조 내부의 습도를 설정한 습도만큼 상승시킨다. 항온항습조 내부의 습도가 설정한 습도만큼 상승되면, 더 이상 습도가 상승되지 않도록 마이컴에서 제1 릴레이가 오프(off)되도록 신호를 발생시켜 전기히터로 인가되는 전류를 차단한다.

습도센서에 의하여 측정된 항온항습조 내부의 습도가 설정된 습도보다 높아지거나 또는 온도센서에 의하여 측정된 항온항습조 내부의 온도가 설정된 온도가 높아지면, 마이컴에서 제2 릴레이가 온되도록 신호를 발생시켜 외부로부터 펠티에소자에 순방향으로 전류가 인가되도록 하여 항온항습조가 냉각되도록 하고, 항온항습조의 온도가 설정된 온도 및 습도와 같아지면 마이컴에서 제2 릴레이가 오프되도록 신호를 발생시켜 펠티에소자에 인가되는 전류를 차단한다.

그리고, 온도센서에 의하여 측정된 항온항습조 내부의 온도가 설정된 온도가보다 낮아지면, 마이컴에서 제3 릴레이가 온되도록 신호를 발생시켜 외부로부터 펠티에소자에 역방향으로 전류가 인가되도록 하여 항온항습조 내부의 온도가 올라가도록 하고, 항온항습조의 온도가 설정된 온도와 같아지면 마이컴에서 제2 릴레이가오프되도록 신호를 발생시켜 펠티에소자에 인가되는 전류를 차단한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 크린 항온항습조에 의하면, 종래 냉매를 이용하여 항온항습조 내부의 온도를 강하시키는 것과는 달리, 펠티에소자를 이용함으로써 전류의 방향을 반전하는 것만으로 항온항습조 내부의 온도를 높이거나 낮출 수 있으며, 인가되는 전류량의 조절로 인하여 발열량 및 흡열량이 조절되므로 항온항습조 내부의 온도 조절이 용이하다.

나아가, 펠티에소자는 소형 경량으로 장착이 용이하며, 냉매를 사용하지 않으므로 냉매에 의한 환경 오염의 문제가 해소되고, 냉각제습용 증발기, 압축기, 및 항온항습조의 온도를 상승시키기 위한 가열 히터가 필요 없으므로 소음 및 진동 문제가 해소되며, 전기 소비를 줄일 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능하다.

Claims (3)

1. 내부에 공간이 마련된 몸체와;

   상기 몸체 내부에 설치되어 상기 몸체 내부의 공기를 순환시키는 송풍기와;

   상기 몸체 내부가 건조하면 가습하는 가습기와;

   상기 몸체 내부의 온도를 조절하고 제습하는 써모모듈과;

   상기 가습기 및 써모모듈을 제어하는 제어기를 구비하는 크린 항온항습조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 써모모듈은, 이종의 금속 또는 반도체의 접점의 일단이 상기 몸체 내부에 위치하도록 설치되는 펠티에소자를 이용하는 것을 특징으로 하는 크린 항온항습조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 펠티에소자의 접점의 양단에는 방열판이 각각 더 설치되는 것을 특징으로 하는 크린 항온항습조.