KR20040091891A - 열전소자를 이용한 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 열전소자를 이용한 냉각장치에 관한 것이다.

본 발명은 상부외관을 형성하는 상부캡(100)과, 하부외관을 형성하는 하부캡(200)과, 상기 상부캡(100)과 하부캡(200) 사이에 설치되어 내부 유체의 열을 흡수하는 콜드싱크(300)와, 상기 콜드싱크(300)의 일면에 부착 설치되어 전기 공급에 따라 방열과 흡열기능을 가지는 열전소자(400)와, 상기 열전소자(400)의 일면에 부착 설치되어 외부로 열을 방출하는 히트싱크(500)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 콜드싱크(300)의 내부에는 열교환리브(330)가 다수개 설치된다. 한편, 상기 상부캡(100)의 상면에는 내부공간으로 유입되는 유체의 이동통로가 되는 흡입파이프(110)와, 내부공간의 유체가 외부로 배출되는 통로가 되는 배출파이프(120)가 구비되고, 상기 배출파이프(120)의 하단부에는 유체의 이동을 안내하는 안내호스(140)가 더 구비된다. 상기 히트싱크(500)의 상단부는 상기 상부캡(100)에 결합되고, 상기 히트싱크(500)의 하단부는 상기 하부캡(200)에 결합된다. 이와 같은 구성에 의하면, 유체와 콜드싱크의 접촉면적이 넓어져 냉각장치의 냉각효율이 향상되는 이점이 있다.

Description

열전소자를 이용한 냉각장치 {Cooling device make use of thermoelectric element}

본 발명은 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 물체를 목표온도로 냉각시키는 열전소자를 이용한 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 사용되고 있는 냉각 방법으로는 냉각 열량이 큰 경우에는 수냉식 냉각방법이 사용되어지고 있으며, 냉각 열량이 작거나 수냉식 냉각방법이 용이하지 못한 경우에는 공랭식(에어컨 등)이 주로 사용되어지고 있다.

한편, 근래에는 적은 초기 설비비용과 유지보수 비용으로 높은 냉각효율을 나타내며, 냉각하고자 하는 물체를 빠른 시간 내에 냉각하여 생산성 향상에 기여할 수 있으며, 정밀한 온도 제어가 가능하고 자동화 설비와 연동해 동적인 작동특성을 갖는 반도체 열전소자를 이용한 냉각장치가 사용되기도 한다.

열전소자(熱電素子,thermoelectric element)는 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자를 총칭하는 것으로, 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등으로 분류할 수 있다.

상기의 펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상을 말하는 것으로, 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi) ·텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열 ·발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다.

이와 같은 펠티에소자는 전류 방향에 따라 흡열 ·발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열 ·발열량이 조절되므로, 용량이 적은 냉동기나, 상온 부근의 정밀한 항온조(恒溫槽) 제작에 자주 응용된다.

도 1에는 상기와 같은 반도체 열전소자를 이용한 종래의 냉각장치의 일례가분해사시도로 도시되어 있다.

이에 도시된 바에 따르면, 상기 냉각장치는 내부에 유체가 담겨지는 몸체(11)와, 상기 몸체(11)의 상면을 차폐하는 상부캡(13)과, 상기 몸체(11)의 하면을 차폐하는 하커버(21)와, 상기 하커버(21)의 상면에 상방으로 돌출되게 형성되는 콜드싱크(23)와, 상기 하커버(21)의 하면에 부착되는 열전소자(25)와, 상기 열전소자(25)의 하면에 부착되는 히트싱크(27)로 구성된다.

상기 몸체(11)는 원통형으로 형성됨이 일반적이며, 내부에는 유체가 순환하면서 냉각된다. 상기 몸체(11)의 상면은 상부캡(13)이 차폐하게 되는데, 이러한 상부캡(13)의 상하를 관통하여서는 두개의 관통관(13',13")이 설치된다. 상기 관통관(13',13") 중 우측관은 외부로부터 상기 몸체(11)의 내부로 유체가 들어오는 통로가 되는 흡입관(13')이며, 좌측관은 상기 몸체(11)로부터 외부로 유체가 배출되는 통로가 되는 배출관(13")이다.

상기 몸체(11)의 하면에는 하커버(21)가 체결된다. 상기 하커버(21)의 상면에는 상방으로 돌출된 나사부(21')가 형성되고, 이러한 나사부(21')는 도시되지는 않았지만 상기 몸체(11)의 내주면 하단부에 형성된 나사부와 체결되어 상기 하커버(21)가 상기 몸체(11)에 결합되도록 한다.

한편, 상기 하커버(21)의 상면에는 상방으로 돌출된 원기둥 형상의 콜드싱크(23)가 일체로 형성된다. 상기 콜드싱크(23)는 상기 몸체(11)의 내부에 담겨지는 유체(물)와의 직접 접촉에 의해 열교환이 일어나는 부분이다.

상기 하커버(21)의 하면에는 열전소자(25)가 부착된다. 즉, 상기 하커버(21)에는 상기 열전소자(25)의 흡열판(25')이 부착되고, 상기 열전소자(25)의 흡열판(25') 하부에 위치하는 방열판(25")에는 히트싱크(27)가 부착된다. 상기 히트싱크(27)의 하면에는 다수개의 방열리브(27')가 형성되어 표면적을 넓게하고 있다. 한편, 도시되지는 않았지만 상기 열전소자(25)의 양측에는 전선이 연결되어 상기 열전소자(25) 전원을 공급한다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 종래 냉각장치의 작용을 살펴본다.

상기 상부캡(13)에 설치된 흡입관(13')을 통해 물이 유입되어 상기 몸체(11)의 내부공간으로 들어간다. 그리고, 이러한 물은 상기 콜드싱크(23)와 접촉하게 되며 이때 물의 열이 상기 콜드싱크(23)에 빼앗기게 된다. 따라서, 냉각된 물은 상기 배출관(13")을 통해 배출된다.

한편, 상기 열전소자(25)에 전원이 공급되면 상측의 흡열판(25')은 주위의 열을 흡입하게 되는데, 이때 상기 콜드싱크(23)의 열이 상기 흡열판(25')에 빼앗기게 된다. 그리고, 하측의 방열판(25")에서 발생하는 열은 하부에 있는 히트싱크(27)로 전달되고, 방열리브(27')가 공기와 접하여 열을 빼앗기게 된다. 그리고, 상기 방열리브(27')의 일측에는 도시되지는 않았지만, 송풍팬이 더 구비되어 상기 히트싱크(27)의 방열을 촉진하기도 한다.

상기와 같은 동작의 연속에 의해 상기 콜드싱크(23)는 계속적으로 냉각되므로, 이와 접촉하는 물이 냉각되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기의 콜드싱크(23)는 원통형으로 형성되어 있으므로 상기 몸체(11) 내부에서 유동되는 물과의 접촉면적은 원통형의 콜드싱크(23)의 외주면이 된다. 이처럼 원통형의 콜드싱크(23)는 물과의 접촉면적이 크지 않으므로 냉각효과가 상대적으로 높지않는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 몸체(11)의 내부에 담겨지는 물은 온도에 따른 비중 차이로 인해 일반적으로 상층부에는 더운물이 위치하고, 하부에는 상대적으로 온도가 낮은 찬물이 위치하게 되는데, 상기와 같은 콜드싱크(23)의 설치구조에서는 상하부의 물이 원활하게 순환되지 못하므로 냉각효율이 낮게 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열교환되는 유체와 콜드싱크의 접촉면적을 보다 넓게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 냉각장치 내부에서 유체가 상하로 유동되도록 하므로써, 유체와 콜드싱크가 보다 많이 접촉되도록 하는 것이다.

도 1은 종래기술에 의한 냉각장치의 주요구성을 보인 분해사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 열전소자를 이용한 냉각장치의 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 열전소자를 이용한 냉각장치의 주요구성을 보인 분해사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 열전소자를 이용한 냉각장치의 주요구성인 안내호스의 장착상태를 보인 부분사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 열전소자를 이용한 냉각장치가 외부케이스에 내장된 상태의 측단면도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 열전소자를 이용한 냉각장치가 외부케이스에 내장된 상태의 평단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 상부캡 110. 흡입파이프

112. 흡입관 120. 배출파이프

122. 배출관 130. 결합단부

132. 통기홈 140. 안내호스

150. 상체결공 160. 볼트

170,170'. 스크류체결부 180,180'. 스크류

200. 하부캡 250. 하체결공

260. 너트 270. 지지다리

300. 콜드싱크 310. 몸통부

320. 소자부착면 330. 열교환리브

340. 볼트관통공 350. 상부오링

350'. 하부오링 400. 열전소자

410. 흡열판 420. 방열판

500. 히트싱크 510. 지지판

520. 방열리브 600. 내부공간

700. 절연체 710. 송풍팬

800. 외부케이스 810. 메인조작부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 냉각장치는, 상부외관을 형성하는 상부캡과; 하부외관을 형성하는 하부캡과; 상기 상부캡과 하부캡 사이에 설치되고, 내부 유체의 열을 흡수하는 콜드싱크와; 상기 콜드싱크의 일면에 부착 설치되고, 전기 공급에 따라 방열과 흡열기능을 가지는 열전소자와; 상기 열전소자의 일면에 부착 설치되고, 외부로 열을 방출하는 히트싱크를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 콜드싱크의 내부에는 열교환리브가 다수개 설치된다.

상기 상부캡의 상면에는 내부공간으로 유입되는 유체의 이동통로가 되는 흡입파이프와, 내부공간의 유체가 외부로 배출되는 통로가 되는 배출파이프가 구비되고; 상기 배출파이프의 하단은 단차지게 성형되어 결합단부가 형성되며, 상기 결합단부의 외주면에는 공기의 이동을 안내하는 통기홈이 상하로 형성된다.

상기 히트싱크의 상단부는 상기 상부캡에 결합되고, 상기 히트싱크의 하단부는 상기 하부캡에 결합되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 콜드싱크의 내주면은 요철형상으로 성형된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 냉각장치에 의하면, 유체와 콜드싱크의 접촉면적이 넓어지므로 냉각장치의 냉각효율이 향상되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 냉각장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 냉각장치의 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 구성하는 냉각장치의 분해사시도가 도시되어 있다. 한편, 도 4에는 안내호스의 장착상태가 사시도로 도시되어 있고, 도 5와 도 6에는 각각 측단면과 평단면이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 냉각장치는 크게 상부외관을 형성하는 상부캡(100), 하부외관을 형성하는 하부캡(200) 그리고, 상기 상부캡(100)과 하부캡(200)의 사이에 장착되는 콜드싱크(300)와 상기 콜드싱크(300)의 측면에 장착되는 열전소자(400) 및 히트싱크(500)의 다섯부분으로 나누어 질 수 있으며, 내부에는 대략 원기둥 형상의 내부공간(600)이 형성된다.

상기 상부캡(100)은 상방이 차폐된 원통형상으로 구성되며, 평면 또는 라운드진 곡면으로 형성되는 상면(100')에는 아래에서 설명할 흡입관(112)과 배출관(122)이 결합되는 흡입파이프(110)와 배출파이프(120)가 각각 구비된다.

상기 흡입파이프(110)와 배출파이프(120)는 상방으로 돌출되어 소정길이로 연장되도록 구성되며, 이러한 연장된 흡입파이프(110)와 배출파이프(120)의 내주면에는 각각 너트부(110',120')가 형성된다.

상기 흡입파이프(110)와 배출파이프(120)에는 외부로부터 자연수가 흡입되는 흡입관(112)과, 내부에서 냉각된 냉각수가 배출되는 배출관(122)이 각각 장착되는데, 이러한 흡입관(112)과 배출관(122)은 외부의 배관(도시되지 않음)과 용이하게 결합되도록 다양한 형상으로 형성되며, 아래에서 설명할 외부케이스(800)의 외부에 노출되도록 설치된다.

한편, 상기 흡입관(112)과 배출관(122)의 하단에는 각각 볼트부(112',122')가 형성되는데, 이러한 볼트부(112',122')는 상기 흡입파이프(110)와 배출파이프(120)의 내면에 형성된 너트부(110',120')와 체결되므로서, 상기 흡입관(112)과 배출관(122)이 상기 상부캡(100)에 체결되도록 한다. 한편, 상기 볼트부(112',122')의 외면에는 각각 오링(114,124)이 더 삽입되어 내부를 유동하는 유체가 외부로 누설되는 것을 방지하는 밀폐역할을 한다.

그리고, 상기 상부캡(100)의 배출파이프(120) 하부에는 도 4에 도시된 바와 같이, 단차지게 형성된 결합단부(130)가 하방으로 연장되어 형성된다. 상기 결합단부(130)는 상기 상기 배출파이프(120)의 외경보다는 상대적으로 작은 직경을 가지는 것으로, 일측면에는 통기홈(132)이 형성된다. 상기 통기홈(132)은 상기 결합단부(130)의 상하로 형성되어 상기 내부공간(600)의 상부에 모이는 공기를 외부로 방출하는 통로가 된다.

상기 결합단부(130)에는 안내호스(140)가 결합된다. 상기 안내호스(140)는 상기 배출파이프(120)의 외경과 대응되는 크기를 가지는 원통형으로 형성됨이 바람직하며, 상기 결합단부(130)의 하방으로부터 끼워져 결합된다. 상기 안내호스(140)는 실리콘과 같은 재질로 구성되어, 상단부가 상기 결합단부(130)에 끼워지는 것이 바람직하다.

상기 안내호스(140)는 상기 결합단부(130)에 완전히 끼워지지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 상단과 상기 배출파이프(120)의 하단 사이에 약간의 간격을 두고 설치된다. 따라서, 도 4에 화살표로 도시된 바와 같이, 측방으로부터 상기 통기홈(132)으로 공기가 유입되어 상기 배출파이프(120)를 통해 상방으로 배출되는 것이다.

한편, 상기 안내호스(140)는 상기 내부공간(600)의 상단에서부터 하단에 이르는 길이를 가지도록 형성되며, 상단부가 상기 배출파이프(120)의 결합단부(130)에 체결된다. 따라서, 상기 안내호스(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 내부공간(600)의 하방으로 길게 드리워져 내부공간(600) 하부에 있는 냉각된 물이 상기 배출파이프(120)를 통해 배출되도록 안내한다.

상기 상부캡(100)의 하단부 테두리에는 다수개의 상체결공(150)이 돌출되게형성되며, 이러한 상체결공(150)에는 볼트(160)가 관통하여 상부캡(100)이 아래에서 설명할 콜드싱크(300) 및 하부캡(200)과 견고하게 결합되도록 한다. 또한, 상기 상부캡(100)의 측면에는 아래에서 설명할 히트싱크(500)가 장착되는 스크류체결부(170)가 측방으로 돌출되게 형성되는데, 이러한 스크류체결부(170)의 내부에는 나사산이 형성되어 스크류(180)와 체결된다.

상기 상부캡(100)의 하부에 결합되는 콜드싱크(300)는 도시된 바와 같이, 소정의 높이를 가지는 원통형의 몸통부(310)가 상기 상부캡(100)의 외주면과 대응되는 크기로 형성되고, 이러한 상기 몸통부(310)의 일측은 측방으로 돌출되어 열전소자(400)가 부착되는 소자부착면(320)이 형성된다.

상기 몸통부(310)의 내주면은 주름지게 형성된다. 즉, 돌출부와 함몰부가 교차된 요철형상을 가지도록 성형된다. 이와 같이 상기 몸통부(310)의 내주면이 요철형상을 가지게 되면, 내주면의 면적이 상대적으로 커지므로 내부를 흐르는 물과의 접촉면적이 커지게 되는 것이다.

한편, 상기 소자부착면(320)과 대칭되는 몸통부(310)의 내주면에는 내부로 돌출되게 다수개의 열교환리브(330)가 형성된다. 상기 열교환리브(330)는 내부에 유동되는 유체(물)와 접하여 유체의 열을 흡수하므로서, 유체를 냉각시키는 역할을 한다.

상기 몸통부(310)의 외주면에는 다수개의 볼트관통공(340)이 형성되며, 이러한 볼트관통공(340)으로 상기 볼트(160)가 관통하여 체결되며, 상기 몸통부(310)와 상기 상부캡(100) 사이에는 상기 몸통부(310)이 지름과 대응되는 상부오링(350)이삽입되어 내부를 밀폐시키는 기능을 한다.

상기 콜드싱크(300)의 하부에는 상기 상부캡(100)과 대칭되게 하부캡(200)이 장착된다. 상기 하부캡(200)은 하부가 차폐된 원통형상으로 구성되며, 이러한 하부캡(200)의 상단부 테두리에는 다수개의 하체결공(250)이 측방으로 돌출되게 형성된다.

따라서, 상기 볼트(160)는 상기 상체결공(150)과 볼트관통공(340) 그리고, 하체결공(250)을 관통하여 너트(260)에 의해 체결된다. 이때 상기 너트(260)의 상측에는 와셔(262)가 더 삽입되어 체결을 강화하는 역할을 하기도 한다. 그리고, 상기 콜드싱크(300)와 하부캡(200) 사이에는 상기 상부오링(350)과 같은 형상의 하부오링(350')이 삽입되어 내부를 밀폐시키는 기능을 한다.

한편, 상기 하부캡(200)의 하면에는 다수개의 지지다리(270)가 형성된다. 상기 지지다리(270)는 상부에 위치하는 냉각장치를 지지하며, 이러한 지지다리(270)의 하단은 아래에서 설명할 외부케이스(800)와 결합된다. 그리고, 상기 하부캡(200)의 측면에는 상기 상부캡(100)에 형성된 스크류체결부(170)와 같은 스크류체결부(170')가 더 형성된다.

상기 콜드싱크(300)의 소자부착면(320)에는 반도체 열전소자(400)가 부착된다. 상기 열전소자(400)는 상기 소자부착면(320)에 부착되는 흡열판(410)과, 히트싱크(500)와 접하도록 설치되는 방열판(420)으로 구성되며, 상기 흡열판(410)과 방열판(420)의 사이에는 전선(430)이 연결된다.

상기 전선(430)을 통해 전원공급부(도시되지 않음)로부터 전기가 공급되면,상기 흡열판(410)은 냉각되어 주위의 열을 흡수하며, 상기 방열판(420)은 열이 발생하여 주위로 열을 발산하게 된다. 이러한 열전소자(400)의 구성과 기능은 일반적인 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 방열판(420)에는 히트싱크(500)가 부착되어 설치된다. 상기 히트싱크(500)는 상기 열전소자(400)에서 발생하는 열을 방출하는 것으로 대략 사각평판 형상의 지지판(510)과, 상기 지지판(510)의 일면에 수직되게 다수개 형성되는 방열리브(520)로 구성된다.

그리고, 상기 히트싱크(500)의 상하부에는 도시되지는 않았지만, 스크류(180,180')가 관통되는 스크류관통공이 형성되며 이러한 스크류관통공에 스크류(180,180')가 삽입되어 상기 상부캡(100)과 하부캡(200)에 형성되는 스크류체결부(170,170')에 체결된다. 즉, 상기 히트싱크(500)의 상단부는 상기 상부캡(100)에 결합되고, 하단부는 상기 하부캡(200)에 결합되므로서, 상기 상부캡(100)과 하부캡(200)의 결합을 더욱 공고하게 한다.

한편, 상기 냉각장치의 상부캡(100)과 하부캡(200) 등의 외부면은 절연체(700)가 감싸고 있다. 상기 절연체(700)는 내부와 외부의 열전달을 차단하는 것으로, 도 5에서 도시된 바와 같이 상기 절연체(700)의 외부에 상기 히트싱크(500)가 위치되도록 설치된다.

상기 히트싱크(500)의 외부에는 송풍팬(710)이 더 설치되어, 상기 히트싱크(500)를 향해 바람을 불어넣도록 구성된다. 상기 송풍팬(710)으로부터 공급되는 공기는 상기 히트싱크(500)의 방열리브(520)에 접하면서 열을 빼앗은 후 측방으로 방출된다.

상기와 같은 냉각장치의 외부에는 대략 사각통상의 외부케이스(800)가 구비되고, 상기 하부캡(200)의 지지다리(270)는 상기 외부케이스(800)의 하면과 결합되며, 상기 상부캡(100)의 흡입파이프(110)와 배출파이프(120) 상단은 상기 외부케이스(800)의 상면에 접하도록 설치된다. 상기 송풍팬(710)은 상기 외부케이스(800)의 측면에 설치되기도 한다.

한편, 상기 외부케이스(800)의 측면에는 메인조작부(810)가 구비된다. 상기 메인조작부(810)에는 각종 다이얼과 버튼 등이 형성되어 상기와 같은 냉각장치의 온도를 설정하거나 전원의 온오프(on-off)를 제어할 수 있도록 구성된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 열전소자를 이용한 냉각장치의 작용을 도 2 내지 도 6을 참고하여 설명한다.

상기와 같은 냉각장치에서 외부의 전원공급장치(도시되지 않음)로부터 공급되는 전기가 상기 열전소자(400)를 통해 흐르게 되면, 상기 열전소자(400)는 펠티에효과에 의해 일단은 뜨거워지고 다른 일단은 냉각된다. 즉, 상기 흡열판(410)이 냉각되므로 이와 접하고 있는 상기 콜드싱크(300)가 냉각된다.

한편, 상기 상부캡(100)에 삽입되어 있는 흡입관(112)을 통해서는 외부로부터 물이 내부의 내부공간(600)으로 유입된다. 상기 내부공간(600)으로 유입된 물은 상기 콜드싱크(300)의 열교환리브(330)와 접촉하여 열을 빼앗긴다.

이처럼 열이 빼앗겨 차가워진 물은 상대적으로 비중이 높아지므로 내부공간(600)의 하부로 가라않게 되며, 하부의 냉각된 물은 상기 안내호스(140)의하단부로 유입되어 상기 배출관(122)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 상기 흡입관(112)을 통해 유입되는 물속에 섞여있는 공기는 상기 내부공간(600)의 상측에 모이게 되며, 이러한 공기는 상기 결합단부(130)에 형성된 통기홈(132)을 통해 상기 배출파이프(120)로 유입된 다음, 냉각된 물과 함께 외부로 배출된다.

상기 열전소자(400)의 흡열판(410)이 냉각됨과 동시에 상기 방열판(420)은 온도가 올라가게 되는데, 이러한 방열판(420)의 열은 상기 히트싱크(500)로 전달된다. 상기 히트싱크(500)로 전달된 열은 상기 방열리브(520)가 외부의 공기와 접촉함에 따라 외부의 공기로 열을 방출하게 된다. 이때, 상기 방열리브(520)의 열방출을 돕기위해 상기 히트싱크(500)의 측방에 설치된 송풍팬(710)이 가동되어 공기를 상기 방열리브(520)로 공급한다.

따라서, 상기 송풍팬(710)으로부터 공급된 공기가 상기 히트싱크(500)에 부딪히면서 히트싱크(500)의 열을 빼앗은 다음, 측방으로 나와 상기 외부케이스(800) 외부로 배출된다.

상기와 같은 과정에 의해 외부로부터 유입된 유체는 상기 냉각장치를 거치면서, 냉각되어 외부로 공급된다. 따라서, 사용자는 전원의 공급에 의해 상기 냉각장치로부터 냉각수를 얻어 사용할 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 냉각장치의 상부와 하부의 외관은 상·하부캡이 형성하고, 이러한 상·하부캡의 중간에 콜드싱크가 삽입되도록 구성하였다.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 상기와 같은 냉각장치의 내부공간으로 유입되는 유체는 상기 콜드싱크의 상측으로 유입되고, 배출되는 유체는 상기 콜드싱크의 하측으로부터 배출되므로 필연적으로 상기 냉각장치를 경유하는 유체(물)는 상기 콜드싱크를 통과하게 되므로 냉각효과가 배가되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 콜드싱크에 접하여 냉각된 유체는 비중이 상대적으로 증가하여 아래로 가라앉게 된다. 이렇게 되면, 상기 내부공간의 하부에 있던 유체가 밀려 상부로 올라오게 되므로 유체가 순환하게 된다. 따라서, 유체의 냉각효과가 상승되는 것이다.

한편, 상기 콜드싱크에는 내부에 다수개의 열교환리브가 형성되어 있으며, 몸통부의 내주면은 요철형상으로 성형되므로, 내부공간의 유체와 상기 콜드싱크와의 접촉면적이 종래의 냉각장치에 비해 증가된다. 따라서, 종래에 비해 냉각효율이 향상된다.

Claims (5)

1. 상부외관을 형성하는 상부캡과;

   하부외관을 형성하는 하부캡과;

   상기 상부캡과 하부캡 사이에 설치되고, 내부 유체의 열을 흡수하는 콜드싱크와;

   상기 콜드싱크의 일면에 부착 설치되고, 전기 공급에 따라 방열과 흡열기능을 가지는 열전소자와;

   상기 열전소자의 일면에 부착 설치되고, 외부로 열을 방출하는 히트싱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 콜드싱크의 내부에는 열교환리브가 다수개 설치됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상부캡의 상면에는 내부공간으로 유입되는 유체의 이동통로가 되는 흡입파이프와, 내부공간의 유체가 외부로 배출되는 통로가 되는 배출파이프가 구비되고;

   상기 배출파이프의 하단은 단차지게 성형되어 결합단부가 형성되며, 상기 결합단부의 외주면에는 공기의 이동을 안내하는 통기홈이 상하로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 히트싱크의 상단부는 상기 상부캡에 결합되고, 상기 히트싱크의 하단부는 상기 하부캡에 결합되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 콜드싱크의 내주면은 요철형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.