KR20140055027A

KR20140055027A - 냉수탱크

Info

Publication number: KR20140055027A
Application number: KR1020120121255A
Authority: KR
Inventors: 문현석; 정웅; 노진환; 이수윤; 최환석; 정희도; 이영재; 가진성
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-09

Abstract

열전모듈의 탱크본체에 대한 열전달을 위해 구비되는 장치의 부품 수를 줄여 제작비용이 감소되고, 열전달 성능이 향상된 냉수탱크가 개시된다.
개시되는 냉수탱크는 내부공간에 물을 수용가능한 탱크본체; 흡열면이 상기 탱크본체에 접하도록 설치되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 및 다수의 방열핀을 가지는 방열부와, 상기 방열부에서 돌출형성되어 선단면이 상기 열전모듈의 발열면에 접하도록 구성되어 상기 열전모듈의 열을 상기 방열부로 전달하는 열전달부로 구성되는 히트싱크;를 포함한다.

Description

냉수탱크{COLD WATER TANK}

본 발명은 냉수탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전모듈의 탱크본체에 대한 열전달을 위해 구비되는 장치의 부품 수를 줄여 제작비용이 감소되고, 열전달 성능이 향상된 냉수탱크에 관한 것이다.

냉수탱크는 정수기, 냉온수기와 같은 수처리 기기에 구비되어, 내부로 유입된 물을 냉각하여 사용자에게 공급하는 장치이다.

이러한 냉수탱크에는 증발기가 탱크의 내부 또는 외부에 설치되는 타입과, 열전모듈을 사용하는 타입의 기술이 사용되고 있다.

여기서, 열전모듈을 사용하는 타입의 냉수탱크는 탱크본체의 일측에 열전모듈을 장착하여 열전모듈의 열을 냉수탱크의 내부에 수용된 물에 전달시킴으로써, 열전모듈의 흡열반응을 이용하여 탱크 내부의 물을 냉각시키는 방식이다.

도 1 및 도 2는 종래의 기술에 의한 냉수탱크의 분해 사시도 및 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 보면, 종래의 기술에 의한 냉수탱크는 물이 수용될 수 있는 내부공간을 구성하고 입수관(21)과 출수관(22)을 구비하는 박스형태의 탱크몸체(20)와, 상기 탱크몸체(20)의 개방부에 덮히는 후면판넬(30) 그리고, 상기 탱크몸체(20)와 후면판넬(30)의 이음부에 구비되어 탱크 내부공간을 밀폐시키는 실링부재(25)가 탱크본체(10)를 구성한다.

또한, 후면판넬(30)에는 열전모듈(40)의 열을 탱크본체(10)에 전달시키는 콜드싱크(50)가 부착되고, 콜드싱크(50)에는 탱크본체를 냉각시킬 수 있는 열전모듈(40)이 장착될 수 있다.

또한, 열전모듈(40)의 발열면에는 열전모듈(40)의 열을 방출시키기 위한 히트싱크(70)가 장착되고, 히트싱크(70)의 외측에는 히트싱크(70)에 공기를 송풍시켜 히트싱크(70)의 냉각을 보조하는 송풍팬(80)이 설치된다.

또한, 후면판넬(30)과 히트싱크(70) 사이에는 양자 간의 열교환을 차단하는 단열플레이트(90)가 장착될 수 있다.

또한, 후면판넬(30)의 내측면에는 후면판넬(30)과 콜드싱크(50), 열전모듈(40) 및 히트싱크(70)를 일괄로 체결하는 결합볼트가 체결되는 브라켓(60)이 구비된다.

이와 같은 구성을 가지는 냉수탱크에서, 히트싱크(70)의 열이 탱크본체(10)에 전달되어 탱크본체(10)의 냉각성능이 낮아지는 문제를 방지하기 위해, 탱크본체(10)와 히트싱크(70)는 서로 간극을 가지도록 구성된다.

이러한 탱크본체(10)와 히트싱크(70) 간의 간극을 형성하기 위해, 열전모듈(40)과 후면판넬(30) 사이에는 상기 콜드싱크(50)가 구비된다.

그러나, 이와 같은 구조에서는 열전모듈(40)과 콜드싱크(50) 사이 및 콜드싱크(50)와 후면판넬(30) 사이, 총 3개의 독립된 부품이 2개의 접촉면을 구성하도록 이루어지므로, 각각의 접촉면에서 열손실이 발생하여 열전모듈(40)의 탱크본체(10)에 대한 열전달 성능이 감소되는 단점이 있다.

특히, 서로 독립된 부품을 체결하는 방식으로 구성되므로, 각각의 접촉면을 긴밀하게 형성하기에 어려움이 있다.

또한, 탱크본체(10)에 조립되는 냉각장치의 부품이 많아 조립공정이 복잡하다는 단점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 바탕으로 안출된 것으로, 조립이 용이하고 제작비용이 감소되며, 열전모듈의 열전달 성능이 향상되는 냉수탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부공간에 물을 수용가능한 탱크본체; 흡열면이 상기 탱크본체에 접하도록 설치되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 및 다수의 방열핀을 가지는 방열부와, 상기 방열부에서 돌출형성되어 선단면이 상기 열전모듈의 발열면에 접하도록 구성되어 상기 열전모듈의 열을 상기 방열부로 전달하는 열전달부로 구성되는 히트싱크;를 포함하는 냉수탱크를 제공한다.

바람직하게, 상기 히트싱크의 열전달부는 상기 탱크본체와 상기 히트싱크의 방열부 간의 열전달이 방지되도록 소정 높이로 돌출형성될 수 있다.

또한 바람직하게, 상기 히트싱크는 상기 열전달부와 방열부가 일체로 성형될 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 열전달부는 선단면이 상기 열전모듈의 발열면에 대응하는 형상으로 구성될 수 있다.

또한 바람직하게, 상기 열전달부는 상기 방열부의 중앙부에 형성될 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 상기 히트싱크는 상기 방열부와 탱크본체 간에 체결되는 결합볼트를 통해 상기 탱크본체에 장착되고, 상기 열전모듈은 상기 탱크본체와 히트싱크 사이에 압박고정될 수 있다.

이때, 상기 열전모듈과 탱크본체의 접촉면 및 상기 열전모듈과 열전달부의 접촉면에는 서멀 그리스(thermal grease)가 도포되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉수탱크는 상기 탱크본체와 상기 히트싱크의 방열부 사이에 장착되는 단열부재를 더 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열전모듈의 발열면이 탱크본체에 직접 접촉되어, 열전모듈의 탱크본체에 대한 열전달 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 탱크본체와 방열핀 사이에 공간을 확보하기 위한 별도의 부품이 배제되고, 이러한 공간 확보 구조물이 히트싱크에 일체로 성형 제작되므로, 장치의 제작비용이 감소되고 장치의 조립이 용이해진다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉수탱크의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 냉수탱크의 측단면도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이고, 도 4는 측단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 탱크본체(110), 열전모듈(120), 브라켓(130), 히트싱크(140) 및 송풍팬(160)를 포함하고, 히트싱크(140)와 탱크본체(110) 간의 열교환을 차단하는 단열부재(170)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 탱크본체(110)는 물을 수용할 수 있는 내부공간을 가지도록 구성된다. 일 실시예에서, 이러한 탱크본체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)로 구성될 수 있으며, 상기 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)는 서로 합형되어 물이 수용될 수 있는 탱크 내부공간을 구성할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제1 몸체(111)에는 탱크본체(110)로 물이 유입될 수 있는 입수관(115)과, 탱크본체(110)에 수용된 물이 추출될 수 있는 출수관(116)이 구비될 수 있다.

그리고, 일 실시예에서, 제2 몸체(112)는 외측면에 후술하는 열전모듈(120)이 부착되어, 열전모듈(120)의 열을 탱크본체(110)에 수용된 물에 전달하는 역할을 수행할 수 있다.

그리고, 일 실시예에서, 제1 몸체(111)는 합성수지로 이루어질 수 있고, 제2 몸체(112)는 금속재질로 이루어질 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제2 몸체(112)는 이종금속이 접합된 클래딩(Cladding) 구조로 구성될 수 있으며, 일 예로서, 내부(탱크본체의 내측면)가 부식에 강한 스테인레스 스틸로 이루어지고, 외부(탱크본체의 외측면)가 열전도성이 매우 우수한 알루미늄 또는 구리로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 제2 몸체(112)가 클래딩 구조로 구성되는 경우에는 열전도성이 극히 뛰어날 뿐만 아니라 부식의 염려도 없다는 이점이 있게 된다.

그리고, 일 실시예에서, 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)의 이음부에는 탱크 내부공간을 밀폐시키는 실링부재(114)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 열전모듈(120)은 열전소자로 이루어져, 통전되면 흡열면에서 흡열반응이 일어나고 발열면에서 발열반응이 일어날 수 있다. 이러한 열전모듈(120)은 흡열면이 제2 몸체(112)의 외측면에 결합되어 탱크본체(110)에 수용된 물을 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 브라켓(130)은 제2 몸체(112)의 내측면에 장착될 수 있으며, 후술할 히트싱크(140)와 제2 몸체(112)를 일괄하여 결합하는 결합볼트(150)가 체결되어, 히트싱크(140)와 제2 몸체(112)의 결합을 보조한다.

한편, 상기 히트싱크(140)는 열전모듈(120)의 발열면에 접하여, 열전모듈(120)의 열을 방출시킬 수 있다.

일 실시예에서, 이러한 히트싱크(140)는 방열부(142)와 열전달부(145)로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 방열부(142)는 공기와의 접촉면적을 넓혀 방열효율이 우수한 다수의 방열핀을 가진다.

또한, 상기 열전달부(145)는 방열부(142)의 후면에서 돌출형성되어 선단면 즉, 돌출형상부분의 정면이 열전모듈(120)의 발열면에 접하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 열전모듈(120)의 발열면에 접한 열전달부(145)는 열전모듈(120)의 열을 방열부(142)로 전달할 수 있다.

이때, 상기 열전달부(145)는 탱크본체(110)와 방열부(142) 간의 열전달이 방지되도록 소정 높이로 돌출형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 소정 높이는 탱크본체(110)와 방열부(142) 간에 열전달이 최소화될 수 있도록, 탱크본체(110)와 방열부(142) 간을 이격시킬 수 있는 거리로 설정될 수 있다. 일 예로서, 열전달부(145)는 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 기술에 의한 냉수탱크(100)에 포함된 콜드싱크의 높이와 실질적으로 동일한 높이로 돌출형성될 수 있다.

그리고, 이러한 열전달부(145)는 방열부(142)와 일체로 성형될 수 있다. 이와 같이, 히트싱크(140)의 제작단계에서 방열부(142)와 열전달부(145)가 일체로 성형되면, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)의 조립부품이 수가 줄어드는 장점이 있으며, 열전달부(145)와 방열부(142)가 분리구성된 경우보다 양자의 열전달이 더 효과적으로 이루어질 수 있다.

또한, 열전달부(145)의 선단면은 열전모듈(120)의 발열면에 대응하는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 달리, 열전달부(145)의 선단면이 열전모듈(120)의 발열면보다 넓은 경우에는 열전모듈(120)의 열이 열전달부(145)의 선단면에서 공기 중으로 방열되는 양이 많아질 수 있으며, 반대로, 열전달부(145)의 선단면이 열전모듈(120)의 발열면보다 좁은 경우에는 열전모듈(120)에서 발생하는 열을 방열부(142)로 전달하는 성능이 떨어질 수 있다.

그리고, 일 실시예에서, 열전달부(145)는 도 3에 도시된 바와 같이 방열부(142)의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 열전달부(145)의 열을 방열부(142) 전체에 걸쳐 분산시켜 효율적으로 방출시킬 수 있다.

한편, 이와 같은 구성에서, 히트싱크(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 방열부(142)와 제2 몸체(112) 간에 체결되는 결합볼트(150)를 통해 탱크본체(110)에 장착될 수 있고, 이때, 열전모듈(120)은 탱크본체(110)와 히트싱크(140) 사이에 압박고정될 수 있다.

여기서, 열전모듈(120)과 제2 몸체(112)의 접촉면과, 열전모듈(120)과 열전달부(145)의 접촉면에는 열전달 성능을 향상시키는 서멀 그리스가 도포될 수 있다.

한편, 상기 송풍팬(160)은 히트싱크(140)의 외측에 구비되어, 히트싱크(140)로 외부공기를 송풍시킬 수 있다. 이러한 송풍팬(160)은 히트싱크(140)로 송풍시키는 외부공기를 통해 히트싱크(140)를 냉각하는 기능을 수행할 수 있다.

그리고, 상기 단열부재(170)는 제2 몸체(112)와 히트싱크(140)의 방열부(142) 사이에 장착되며, 제2 몸체(112)의 외측면을 덮도록 구성되어 방열부(142)의 열이 제2 몸체(112)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 제2 몸체(112)의 중앙에는 열전모듈(120) 및 히트싱크(140)의 열전달부(145)가 배치될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 기술에 의한 냉수탱크와 달리, 별도의 부품인 콜드싱크가 배제됨으로써, 열전모듈(120)의 발열면이 직접 탱크본체(110)에 접촉되도록 구성되어 열전모듈(120)의 탱크본체(110)에 대한 열전달력이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 콜드싱크(또는 콜드블럭)를 별도로 제작할 필요가 없고, 열전달부(145)가 히트싱크(140)의 성형제작시에 일체로 만들어지므로, 장치 조립공정에서 조립부품의 수가 줄어 조립공정이 간소화되고, 장치의 제작비용이 감소할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 냉수탱크 110 : 탱크본체
111 : 제1 몸체 112 : 제2 몸체
114 : 실링부재 115 : 입수관
116 : 출수관 120 : 열전모듈
130 : 브라켓 140 : 히트싱크
142 : 방열부 145 : 열전달부
160 : 송풍팬 170 : 단열부재

Claims

내부공간에 물을 수용가능한 탱크본체;
흡열면이 상기 탱크본체에 접하도록 설치되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 및
다수의 방열핀을 가지는 방열부와, 상기 방열부에서 돌출형성되어 선단면이 상기 열전모듈의 발열면에 접하도록 구성되어 상기 열전모듈의 열을 상기 방열부로 전달하는 열전달부로 구성되는 히트싱크;
를 포함하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 히트싱크의 열전달부는,
상기 탱크본체와 상기 히트싱크의 방열부 간의 열전달이 방지되도록 소정 높이로 돌출형성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 히트싱크는 상기 열전달부와 방열부가 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 열전달부는 선단면이 상기 열전모듈의 발열면에 대응하는 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 열전달부는 상기 방열부의 중앙부에 형성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 히트싱크는 상기 방열부와 탱크본체 간에 체결되는 결합볼트를 통해 상기 탱크본체에 장착되고,
상기 열전모듈은 상기 탱크본체와 히트싱크 사이에 압박고정되는 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 열전모듈과 탱크본체의 접촉면 및 상기 열전모듈과 열전달부의 접촉면에는 서멀 그리스(thermal grease)가 도포된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탱크본체와 상기 히트싱크의 방열부 사이에 장착되는 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수탱크.