KR20060100882A - 열전소자를 이용한 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전소자가 내장된 내부와 외부를 완전히 밀폐되도록 하나의 유니트화하여 내구성 및 냉각효율을 극대화함과 아울러 열전소자의 수명을 연장시키는 열전소자를 이용한 냉각장치를 제공할 목적이 있다.

본 발명은 베이스판과, 상기 베이스판의 상부면에 접착제에 의해 부착되는 열전소자와, 상기 열전소자의 상부면에 접착제에 의해 부착되는 냉각블럭과, 상기 냉각블럭을 삽입가능하게 내주면이 관통되며 상기 베이스판의 상부에 결합되는 케이스와, 상기 케이스에 결합되는 냉각블럭과 베이스판 사이를 밀폐시키는 기밀부재가 포함된 열전유니트로 구성된다.

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Description

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

도 1은 본 발명에 따른 분해사시도,

도 2는 본 발명에 따른 결합된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 결합된 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 냉각블럭의 간격조절을 보인 단면도,

도 5은 종래의 냉각장치를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 베이스판 11: 삽입공

20: 열전소자 21: 흡열부

22: 방열부 23: 전선

30: 냉각블럭 31: 걸림턱

32: 결합공 40: 케이스

41: 체결공 42: 관통부

43: 가이드홈 44: 공간부

45: 단턱 46: 수용홈

50: 기밀부재 60: 접착제

본 발명은 열전소자를 이용한 냉각장치에 관한 것으로, 더 상세히는 외부공기와 완전히 밀폐되도록 하나의 유니트화하여 냉각효율 향상시킴과 아울러 열전소자의 수명을 연장하는 열전소자를 이용한 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 생활수준이 향상됨에 따라 사용자의 다양한 욕구가 제기되는바, 이를 충족하기 위해 다양한 장치 및 제품 등이 제시되고 있다.

예를 들어 냉정수기, 소형 냉장고, 화장품냉장고, 와인저장고 등이 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 냉각장치는 방열판과, 상기 방열판의 일측에 배치되며 전원을 인가받아 열을 흡수하는 흡열부과, 전극의 타측에 구비되어 흡열부측의 내부온도를 저하시키는 방열부가 포함된 열전소자와, 상기 열전소자와 나사결합되며 상기 열전소자를 고정하는 쿨블럭으로 구성된다.

그러나 상기 열전소자는 흡열부와 발열부의 온도차이에 의해 외부공기가 유입되어 열전소자의 표면에 결로현상이 발생됨에 따라 열효율이 감소되고, 제품의 불량률이 증가되거나 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

그리고, 냉각장치를 장착한 냉정수기, 소형 냉장고 등을 운반하는 과정에서 외부충격에 의해 열전소자가 손상 및 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 방열판과 쿨블럭 사이에 열전소자를 배치하고 나사 또는 볼트 등으로 체결하여 상기 열전소자의 고정상태가 불안정한 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 열전소자가 내장된 내부와 외부를 완전히 밀폐되도록 하나의 유니트화하여 내구성 및 냉각효율을 극대화함과 아울러 열전소자의 수명을 연장시키는 열전소자를 이용한 냉각장치를 제공할 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베이스판과, 상기 베이스판의 상부면에 접착제에 의해 부착되는 열전소자와, 상기 열전소자의 상부면에 접착제에 의해 부착되는 냉각블럭과, 상기 냉각블럭을 삽입가능하게 내주면이 관통되며 상기 베이스판의 상부에 결합되는 케이스와, 상기 케이스에 결합되는 냉각블럭과 베이스판 사이를 밀폐시키는 기밀부재가 포함된 열전유니트로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

따라서, 본 발명은 상기 열전소자가 내장된 내부와 외부가 완전히 밀폐시켜, 상기 열전소자의 수명을 연장함과 아울러 냉각 및 열전이 손실을 최소화한 것이다.

그리고 본 발명의 열전소자를 이용한 냉각장치를 일체로 하나의 유니트화하여 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 기존 제품에 간단하게 설치가능하여 호환성이 뛰어난 장점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 결합된 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 결합된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉각블럭의 간격조절을 보인 단면도이다.

도 1내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 열전유니트(100)는 방열판 등에 결합되는 베이스판(10)이 구비되고, 상기 베이스판(10)의 상부에 열전소자(20)가 배치되고, 상기 열전소자(20)의 상부에 냉각블럭(30)이 배치되며, 상기 베이스판(10)에 결합됨과 동시에 냉각블럭(30)을 지지하는 케이스(40)로 이루어지며, 상기 베이판과 열전소자(20) 및 열전소자(20)와 냉각블럭(30)은 접착제(60)에 의해 밀착되며, 상기 케이스(40)에 결합되는 베이스판(10)과 냉각블럭(30)에 기밀을 유지하도록 발포된 기밀부재(50)로 구성된다.

상기 베이스판(10)은 금속 또는 알루미늄 재질로 구비될 수 있으며, 가장자리 적소에 복수의 삽입공(11)이 형성된다.

상기 열전소자(20)는 전선(23)에 의해 직류전류를 공급하는 전극(+,-)과, 상기 전극에 연결되어 열을 흡수하는 흡열부(21)과, 전극의 타측에 연결되어 흡열부(21)측의 내부온도를 저하시키는 방열부(22)로 구성된다.(통상적인 열전소자를 채택한다)

그리고, 피복된 전선은 일부분이 벗겨진 상태로 추후 설명할 상기 케이스의 가이드홈과 베이스판 사이에 내재된다.

또한, 상기 열전소자(20)는 내부의 과열온도를 138℃로 사용할 수 있도록 하여 열경화 제품의 건조온도 기준을 80℃ 내외로 맞춰서 건조시켜 열전소자(20)의 내부 용접부위를 보호하도록 하였다.

상기 냉각블럭(30)은 하단부 양측으로 돌출된 걸림턱(31)이 형성되고, 소형냉장고, 화장품 냉장공 등에 나사결합가능한 복수의 결합공(32)이 형성된다.

상기 케이스(40)는 일체로 사출성형되며, 상기 베이스판(10)의 삽입공(11)에 대응되게 체결공(41)이 형성되고, 내측에 관통부(42)가 형성되고, 저면에 상기 열전소자(20)의 전선(23)을 가이드하는 가이드홈(43)이 형성된다.

그리고, 상기 관통부(42)는 내주면을 따라 돌출된 단턱(45)이 형성된다.

또한, 상기 케이스(40)의 저면에는 요철형상으로 구비될 수 있는 것이다.

상기와 같이 상기 베이스판(10)의 삽입공(11)에 케이스(40)의 체결공(41)이 삽입되며, 상기 삽입공(11)에 나사 또는 볼트에 의해 방열판 등에 결합된다.

상기 접착제(60)는 열전도, 접합력 및 조립의 편리성을 고려하여 그리스(grease)로 구비될 수 있는 것이다.

그리고 상기 냉각블럭(30)과 열전소자(20)의 흡열부(21) 사이에는 그리스(1.09Watt/m-k)가 0.1mm로 도포하여 부착하는 것이다.

또한 상기 베이스판(10)과 열전소자(20)의 방열부(22) 사이에는 그리스(0.85Watt/m-k)를 열경화하여 충분한 압착과정을 거쳐 부착한다.

상기 기밀부재(50)는 열경화 에폭시로서 점도: 40,000 - 45,000cps, 장력: 2,300psi, 열전도도: 0,2Watt/m-k, 경도: 75-85A, 수분흡수: 0.1-0.5% 로 이루어진 것이 바람직하다.

이러한 상기 기밀부재(50)는 케이스(40)와 베이스판(10) 사이에 발포되어, 상기 열전소자(20)의 전선(23)을 타고 유입되는 외부공기를 차단함과 아울러 상기 전선(23)과 베이스판(10)의 통전되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

부언하면, 상기 전선(23)의 벗겨진 부분이 상기 케이스(40)의 가이드홈(43)에 삽입된 상태에서, 먼저 상기 베이스판(10)에 기밀부재(50)를 도포하고 이어 상기 케이스(40)를 결합함에 따라 상기 전선(23)의 벗겨진 부분과 베이스판(10)이 통전되지 않으며, 상기 전선(23)의 피복을 따라 유입되는 습기나 외부공기를 완전히 차단할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 케이스(40)의 저면에 가이드홈(43)과 요철형상으로 구비되어 한층 더 견고하게 밀폐되는 것이다.

또한, 상기 케이스(40)의 관통부(42)에 상기 냉각블럭(30)이 결합됨에 따라 수용홈(46)이 형성되고 상기 수용홈(46)에 상기 기밀부재(50)를 발포하여 밀폐되도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 상기 케이스(40)와 베이스판(10) 사이의 공간부(44)를 형성하여 상기 열전소자(20)의 크기와 용량을 달리하여도 대처가 가능한 것이다.

다시하면, 상기 케이스(40)와 베이스판(10) 사이 공간부(44)에 결합된 상기 냉각블럭(30)의 상하 간격조절이 가능하여 사용되는 제품에 따라 대처가 가능한 것 이다.

그리고, 상기 케이스(40)의 관통부(42)에 결합된 상기 냉각블럭(30)의 이동을 제한하도록 상기 관통부(42)의 단턱(45)에 상기 냉각블럭(30)의 걸림턱(31)이 걸려지는 것이다.

이와 같이 상기 열전유니트(100)는 전체가 하나의 유니트화된 구조로 이루어진다.

상기와 같이 본 발명은 열전소자를 이용한 냉각장치의 작용 및 효과를 설명하면, 먼저 상기 베이스판(10)의 상부에 열전소자(20)가 배치되도록 상기 접착제(60)를 열경화하여 일정한 시간동안 압착과정을 거쳐 부착하고, 상기 열전소자(20)의 상부에 냉각블럭(30)이 배치되도록 상기 접착제(60)를 도포하여 부착하며, 이어 상기 케이스(40)와 베이스판(10)에 기밀부재(50)를 발포한 후, 상기 냉각블럭(30)에 케이스(40)를 결합하여 상기 베이스판(10)에 밀착한 후, 상기 기밀부재(50)를 80℃에서 2시간동안 가열하면 상기 케이스(40)와 베이스판(10)이 완전히 밀폐된 상태로 결합된다.

상기 기밀부재(50)에 의해 케이스(40)와 베이스판(10)이 부착하는 과정을 좀 더 구체적으로 보면, 상기 전선(23)의 벗겨진 부분이 상기 케이스(40)의 가이드홈(43)에 삽입된 상태에서, 먼저 상기 베이스판(10)에 기밀부재(50)를 소정두께로 도포하고 이어 상기 케이스(40)를 결합하면, 상기 케이스(40)의 가이드홈(43)에 상기 기밀부재(50)가 충진되면서 상기 전선(23)의 벗겨진 부분을 감싸도록 코팅처리하여 상기 전선(23)과 베이스판(10)이 통전되지 않으며, 상기 전선(23)의 피복을 따라 유입되는 습기나 외부공기를 완전히 차단할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 케이스(40)와 베이스판(10)은 인서트 사출성형하여 밀폐됨은 물론이다.

이어서, 상기 케이스(40)와 냉각블럭(30) 사이의 수용홈에 상기 기밀부재(50)를 발포하고 80℃에서 2시간동안 가열하면 상기 케이스(40)와 냉각블럭(30)이 완전히 밀폐된 상태가 된다.

이와 같이 본 발명의 열전소자(20)를 이용한 냉각장치는 냉정수기, 소형 김치냉장고, 화장품냉장고 등에 장착한 상태에서, 상기 전원을 인가하면 상기 열전소자(20)에 의해 냉각이 이루어진다.

따라서, 본 발명의 열전소자를 이용한 냉각장치는 열전소자가 내장된 내부와 외부를 완전히 밀폐되도록 하나의 유니트화하여 내구성 및 냉각효율을 극대화함과 아울러 열전소자의 수명을 연장되는 효과가 있다.

그리고, 기존 제품에 간단하게 설치가능하여 호환성이 뛰어난 효과가 있다.

Claims (5)

1. 베이스판과;

   상기 베이스판의 상부면에 그리스에 의해 부착되는 열전소자와;

   상기 열전소자의 상부면에 그리스에 의해 부착되는 냉각블럭과;

   상기 냉각블럭과 베이스판에 결합되는 케이스와;

   상기 케이스에 결합되는 냉각블럭과 베이스판 사이를 밀폐시키는 기밀부재가 포함된 열전유니트로 구성된 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열전유니트는 전체가 하나의 유니트화된 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 케이스는 냉각블럭이 삽입가능하게 형성된 관통부와, 저면에 열전소자에 전원을 공급하는 전선을 안착시키는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 기밀부재는 열경화 에폭시인 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉 각장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 케이스과 베이스판 사이에는 전선 피복의 일부가 벗겨진 상태로 결합된 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉각장치.

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