KR20070003221A

KR20070003221A - 저장고의 열전소자 장치부

Info

Publication number: KR20070003221A
Application number: KR1020050059007A
Authority: KR
Inventors: 이정완
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-05

Abstract

본 발명은 냉장고와 같은 저장고의 열전소자 장치부에 관한 것이다.

본 발명은, 내부케이스와 외부케이스 사이의 특정 위치에 전열공간이 형성되고, 상기 전열공간을 통해 열전소자조립체가 설치되며, 상기 열전소자조립체 외측의 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 단열벽이 형성되는 저장고의 열전소자 장치부에 있어서, 상기 열전소자조립체의 전방측 외측을 밀착하여 밀폐하도록 상기 내부케이스에 대해 결합 구비되는 제1커버부재와, 상기 열전소자조립체의 후방측 외측을 밀착하여 밀폐하도록 상기 외부케이스에 대해 결합 구비되는 제2커버부재와, 상기 제1커버부재와 상기 제2커버부재가 상호 만나는 부분의 틈새를 밀폐하기 위해 그 외측에 부착 구비되는 막음부재를 포함하며, 상기 제1커버부재, 상기 제2커버부재 및 상기 막음부재 외측의 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 액상의 우레탄이 충진되어 고화됨으로써 상기 단열벽이 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 열전소자조립체가 단열벽에 의해 완벽하게 밀폐되고, 또한 단열벽으로 우레탄이 이용되어 보다 우수한 단열성능을 제공하게 되므로, 전체적으로 열손실이 최소화되어 향상된 냉각성능을 제공할 수 있으며, 이에 따라 열전소자의 추가 가동에 따른 전력 소모를 막을 수 있음은 물론, 단열성능의 향상에 따라 외부케이스상에 이슬맺힘 현상이 발생되는 것을 방지시킬 수 있는 효과가 있다.

열전소자, 단열벽, 우레탄, 냉장고, 저장고

Description

저장고의 열전소자 장치부{A PELTIER ELEMENT EQUIPMENT PART FOR USE IN A STORAGE CASE}

도 1은 종래의 저장고의 열전소자 장치부를 보여주는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 저장고의 열전소자 장치부를 보여주는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 100 : 캐비넷 12, 120 : 내부케이스

14, 140 : 외부케이스 16, 160 : 단열벽

18, 180 : 전열공간 20, 200 : 저장실

30, 300 : 열전소자조립체 32, 320 : 열전소자

34, 340 : 전열블록 36, 360 : 콜드싱크

38, 380 : 히트싱크 420 : 제1커버부재

440 : 제2커버부재 460 : 막음부재

s : 나사

본 발명은 냉장고와 같은 저장고의 열전소자 장치부에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보다 향상된 냉각성능을 제공할 수 있는 저장고의 열전소자 장치부에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고와 같은 보관고는 압축기, 응축기, 증발기 등으로 구성되어 구현되는 냉동사이클을 이용하여 각종 대상물을 냉각된 상태로 장기간 유지하여 보관시키게 되나, 냉동사이클을 이용하는 기존의 보관고에서는 압축기 등의 구동에 따라 불가피하게 소음이 발생되어 사용자의 불만을 야기하고, 냉동사이클 구성에 많은 장치가 이용되어 제조원가가 과다하게 소요되며, 사용되는 프레온과 같은 냉매가 환경에 유해하다는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 기존의 냉동사이클을 이용하는 보관고의 결점을 해소하기 위하여 냉각수단으로 열전소자(peltier element)를 이용하는 것이 개발되게 되었다.

열전소자는 2종의 금속을 결합시키거나 n형과 p형 반도체를 상호 접합시켜서 구성되는 소자로서, 직류전류의 인가에 따라 펠티어(peltier) 효과에 의해서 소자의 양단에 나타나는 흡, 발열 현상을 이용하여 온도를 제어하게 되며, 즉 열전소자의 흡열측은 주위공간을 냉각시킬 수 있고, 반대로 발열측은 주위공간의 온도를 상승시킬 수 있으며, 이때 가해지는 전류의 크기 및 방향에 따라 흡발열량 및 흡발열 방향이 조절되게 된다.

도 1은 종래의 저장고의 열전소자 장치부를 보여주는 단면도이다.

본 명세서에서는 저장고의 일예로서 냉장고를 대표적으로 설명함을 밝힌다.

냉장고의 캐비넷(10)은 내측에 저장실(20)을 형성하기 위한 내부케이스(12) 와, 내부케이스(12)를 감싸도록 외측에 구비되는 외부케이스(14)와, 저장실(20)을 외부와 단열시키기 위해 내부케이스(12)와 외부케이스(14) 사이에 구비되는 단열벽(16)을 포함한다.

여기서, 단열벽(16)은 통상적으로 EPS(Expanded Poly-Styrene ; 발포폴리스티렌)로 이루어지며, 단열벽(16)의 특정 위치에는 원형 또는 다각형 형상 등으로 전열공간(18)이 형성되고, 이 전열공간(18)의 내부에 열전소자(32)가 설치되게 된다.

그리고, 전열공간(18)의 전면측, 즉 내부케이스(12)측에는 저장실(20)로부터 열을 흡수하여 냉각시키는 콜드싱크(cold sink)(36)가 설치되게 되며, 전열공간(18)의 후면측, 즉 외부케이스(14)측에는 주위로 열을 방출하는 히트싱크(heat sink)(38)가 설치되게 된다.

나아가, 비교적 얇은 두께의 열전소자(32)가 단열효과를 위해서 비교적 두꺼운 두께로 형성되는 단열벽(16)의 전열공간(18)내에 구비되게 됨에 따라, 두께차를 보상하기 위하여 콜드싱크(36)와 열전소자(32) 사이의 전열공간(18)내에는 열전도성이 우수한 알루미늄(Al)재질 등으로 이루어진 전열블록(34)이 구비되게 된다.

이로써, 콜드싱크(36), 전열블록(34), 열전소자(32), 히트싱크(38)는 서로 밀착되도록 결합되어 열전소자조립체(30)를 이루게 되며, 상호간에 면접촉되는 부분에는 열전도성이 우수한 그리스(grease)가 도포되어 접착되게 되고, 또한 콜드싱크(36)는 전열블록(34)에 대해 나사(s) 결합되며, 히트싱크(38)는 단열벽(16)에 대해 나사(s) 결합되게 된다.

그 제조는, 내부케이스(12)와 외부케이스(14)가 구비된 후, 해당하는 위치에 열전소자조립체(30)가 결합 부착된 다음, 열전소자조립체(30) 외측의 내부케이스(12)와 외부케이스(14) 사이 공간에 미리 제조된 고상의 EPS가 삽입되어 단열벽(16)을 형성하게 된다.

그 작용은, 열전소자(32)에 직류전류가 인가되면, 열전소자(32)의 전면이 냉각되게 되고, 그 후면은 발열되게 되며, 따라서 열전소자(32)의 전면에 밀착된 전열블록(34)과 콜드싱크(36)가 냉각되어 저장실(20)측을 냉각시키게 되고, 반대로 열전소자(32)의 후면에 밀착된 히트싱크(38)가 가열되어 후방으로 열을 방출하게 되며, 이때 단열벽(16)은 내부의 열손실을 방지하게 된다.

그러나, 이상과 같은 종래의 열전소자 장치부는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 단열벽(16)으로 EPS가 이용되는데, EPS는 상대적으로 단열성능이 저조하여 해당 단열벽(16)을 통해 열손실이 발생되게 되므로, 열손실되는 만큼 추가로 열전소자(32)가 가동되어야 하므로 전력 소모가 커지게 되고, 부족한 단열성능으로 인하여 외부케이스(14)의 외측면상에 이슬맺힘 현상이 발생되게 된다는 문제점이 있었다.

둘째, 미리 제조된 고상의 EPS를 내부케이스(12)와 외부케이스(14) 사이에 삽입하여 제조하게 되므로, 그 원활한 삽입을 위해서 내부케이스(12)와 외부케이스(14) 사이에는 여유공차가 존재하고, 이에 따라 조립 완료된 상태에서 해당 공차의 틈새를 통해 열전소자조립체(30)가 일부 노출되게 되어 열전소자조립체(30)측으로 부터의 열손실이 발생되게 됨으로써, 더더욱 저장실(20)을 적정한 저온으로 유지시키는데에 한계성이 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 단열벽으로 기존의 EPS에 비해 단열성능이 우수한 우레탄을 이용하고, 해당 우레탄을 액상으로 직접 충진하여 단열벽을 형성함으로써 열전소자조립체의 노출을 완벽하게 차단시키는 저장고의 열전소자 장치부를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저장고의 열전소자 장치부는, 내부케이스와 외부케이스 사이의 특정 위치에 전열공간이 형성되고, 상기 전열공간을 통해 열전소자조립체가 설치되며, 상기 열전소자조립체 외측의 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 단열벽이 형성되는 저장고의 열전소자 장치부에 있어서, 상기 열전소자조립체의 전방측 외측을 밀착하여 밀폐하도록 상기 내부케이스에 대해 결합 구비되는 제1커버부재와, 상기 열전소자조립체의 후방측 외측을 밀착하여 밀폐하도록 상기 외부케이스에 대해 결합 구비되는 제2커버부재와, 상기 제1커버부재와 상기 제2커버부재가 상호 만나는 부분의 틈새를 밀폐하기 위해 그 외측에 부착 구비되는 막음부재를 포함하며, 상기 제1커버부재, 상기 제2커버부재 및 상기 막음부재 외측의 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 액상의 우레탄이 충진되어 고화됨으로써 상기 단열벽이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 그 상세한 설명을 생략함을 밝힌다.

본 발명에 따르면, 종래와 동일하게 내부케이스(120)와 외부케이스(140)가 이루는 사이 공간의 특정 위치에 전열공간(180)이 형성되고, 이 전열공간(180)을 통해 열전소자조립체(300)가 구비되는 것은 동일하나, 내부케이스(120)와 외부케이스(140) 사이에 형성되는 단열벽(160)으로 액상의 우레탄(urethane)을 충진하여 제조하게 되며, 이를 위해 액상 우레탄의 충진시 열전소자조립체(300)측으로 액상의 우레탄이 침투되어 열전소자조립체(300)의 성능을 저하시키는 것을 방지하기 위한 커버수단이 별도로 구비되게 된다.

커버수단으로는 열전소자조립체(300)의 열전소자(320)를 기준으로 그 전방측 부분을 커버하기 위해 구비되는 제1커버부재(420)와, 열전소자조립체(300)의 열전소자(320)를 기준으로 그 후방측 부분을 커버하기 위해 구비되는 제2커버부재(440)가 이용되게 된다.

제1커버부재(420)는 기본적으로 해당하는 열전소자조립체(300)의 외측을 밀착하여 밀폐시킬 수 있는 통(tube) 형상으로 이루어지며, 그 전단부에는 외측으로 소정길이 연장되어 내부케이스(120)의 후면에 대해 밀착된 상태에서 나사(s) 결합되는 플랜지(flange)부가 형성되어 있다.

제2커버부재(440)는 마찬가지로 열전소자조립체(300)의 외측에 대응되는 통 형상으로 이루어지며, 그 후단부에는 외측으로 연장되어 외부케이스(140)의 전면에 대해 밀착된 상태에서 나사(s) 결합되는 플랜지부가 형성되어 있다.

따라서, 열전소자조립체(300)의 외측은 커버부재들(420, 440)에 의해 완벽하게 밀폐되게 되며, 따라서 그 외측에 액상의 우레탄을 충진하여 단열벽(160)을 형성할 수 있게 되고, 그러나 이때 상호 접촉되는 제1커버부재(420)의 후단부와 제2커버부재(440)의 전단부가 이루는 사이 틈새를 통해 액상의 우레탄이 침투될 수 있으므로 해당 접촉부의 외측에 별도의 막음부재(460)를 부착한 후 액상의 우레탄을 충진하게 된다.

여기서, 단열벽(160)으로 우레탄을 이용하는 이유는 종래의 EPA에 비해 보다 우수한 단열성능을 제공할 수 있기 때문이며, 액상의 우레탄은 약 70℃의 온도를 가지므로 해당 온도에 접촉되게 되는 커버부재(420, 440)와 막음부재(460)는 해당 온도에서 열변형되지 않는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성수지로 이루어질 수 있다.

이로써, 종래에는 미리 제조된 고상의 EPA를 내부케이스(120)와 외부케이스(140) 사이에 삽입하여 제조함에 따라 그 원활한 삽입을 위한 여유공차의 틈새 공간을 통해 열전소자조립체(300)가 일부 노출되어 열손실이 발생되던 것을, 액상을 충진함으로써 열전소자조립체(300)를 완벽하게 밀폐시키게 되므로, 해당하는 열손 실을 근본적으로 방지시키게 되는 것이며, 또한 단열성능이 보다 우수한 우레탄을 사용함에 따라 그 만큼 열손실이 방지되게 되어, 결과적으로 저장실(200)측의 우수한 냉각성능을 확보할 수 있게 되는 것이다.

덧붙여, 그 바람직한 제조순서를 설명하면, 먼저 열전소자조립체(300)를 일체화되도록 조립한 다음, 해당 열전소자조립체(300)를 내부케이스(120)와 외부케이스(140)에 대해 고정 장착한 후, 장착된 열전소자조립체(300)의 외측에 제1커버부재(420), 제2커버부재(440) 및 막음부재(460)를 부착한 다음, 그 외측의 내부케이스(120)와 외부케이스(140) 사이에 액상의 우레탄을 충진하여 경화시킴으로써 단열벽(160)을 형성하여 그 제조를 완료할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

본 발명에 따르면, 열전소자조립체가 단열벽에 의해 완벽하게 밀폐되고, 또한 단열벽으로 우레탄이 이용되어 보다 우수한 단열성능을 제공하게 되므로, 전체적으로 열손실이 최소화되어 향상된 냉각성능을 제공할 수 있으며, 이에 따라 열전소자의 추가 가동에 따른 전력 소모를 막을 수 있음은 물론, 단열성능의 향상에 따라 외부케이스상에 이슬맺힘 현상이 발생되는 것을 방지시킬 수 있는 효과가 달성될 수 있다.

Claims

내부케이스와 외부케이스 사이의 특정 위치에 전열공간이 형성되고, 상기 전열공간을 통해 열전소자조립체가 설치되며, 상기 열전소자조립체 외측의 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 단열벽이 형성되는 저장고의 열전소자 장치부에 있어서,

상기 열전소자조립체의 전방측 외측을 밀착하여 밀폐하도록 상기 내부케이스에 대해 결합 구비되는 제1커버부재와,

상기 열전소자조립체의 후방측 외측을 밀착하여 밀폐하도록 상기 외부케이스에 대해 결합 구비되는 제2커버부재와,

상기 제1커버부재와 상기 제2커버부재가 상호 만나는 부분의 틈새를 밀폐하기 위해 그 외측에 부착 구비되는 막음부재를 포함하며,

상기 제1커버부재, 상기 제2커버부재 및 상기 막음부재 외측의 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 액상의 우레탄이 충진되어 고화됨으로써 상기 단열벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 저장고의 열전소자 장치부.
제 1 항에 있어서,

상기 제1커버부재는 상기 내부케이스에 대해, 그리고 상기 제2커버부재는 상기 외부케이스에 대해 나사 체결을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 저장고의 열전소자 장치부.