KR20140055169A

KR20140055169A - 냉수탱크

Info

Publication number: KR20140055169A
Application number: KR1020120121585A
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
Also published as: KR101987789B1

Abstract

열전모듈 및 냉각기능의 이상 여부를 판단할 수 있고, 열전모듈의 방열동작이 정상적으로 수행되는지 여부를 빠르고 용이하게 검사할 수 있는 냉수탱크가 개시된다.
개시되는 냉수탱크는 내부공간에 물을 수용가능한 탱크본체; 상기 탱크본체에 연결되어, 상기 탱크본체에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 상기 열전모듈에 장착되어, 상기 열전모듈의 열을 방출시키는 히트싱크; 상기 히트싱크에 장착되어 상기 히트싱크의 온도를 측정하는 온도감지수단; 및 상기 온도감지수단에서 감지한 값을 기초로 상기 열전모듈에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

냉수탱크{COLD WATER TANK}

본 발명은 냉수탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전모듈 및 냉각기능의 이상 여부를 판단할 수 있고, 열전모듈의 방열동작이 정상적으로 수행되는지 여부를 빠르고 용이하게 검사할 수 있는 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.

이와 같이 열전모듈을 사용하는 전자냉각방식의 냉수탱크는 물이 수용되는 탱크본체와, 상기 탱크본체에 열을 전달하여 탱크본체에 수용되어 있는 물을 냉각시키는 열전모듈과, 상기 열전모듈의 발열면에서 발생하는 열을 방출시키는 방열판을 구비한다. 여기서, 추가적으로 방열판에 공기를 송풍시켜 방열판을 냉각시키는 송풍팬이 구비될 수 있다.

이러한 구성을 가지는 냉수탱크에서, 송풍팬에 이상이 발생하면 방열판의 냉각동작이 원활히 이루어지지 않아서 방열판이 과열되고, 이는 냉수탱크 고장의 원인이 될 수 있다.

한편, 냉수탱크 제품이 완성되면 열전모듈, 송풍팬 등의 구성요소들이 정상작동을 하는지 검사를 수행하는데, 이때, 냉수탱크의 탱크본체에 물이나 공기 같은 유체를 채우고, 탱크본체에 구비된 온도센서를 통해 유체의 온도를 측정하여, 열전모듈을 검사하였다.

그러나, 이와 같은 방법으로 제품 검사를 수행할 때, 탱크본체에 물이나 공기 같은 유체를 채우고 다시 빼내는데에 많은 시간이 소요되므로, 전체적으로 제품 검사 시간이 오래 걸리게 되고, 이는 제품 생산량에 악영향을 끼치게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 바탕으로 안출된 것으로, 방열동작 및 냉각기능의 이상여부를 판단하여 자동으로 조치할 수 있는 냉수탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다른 일 측면으로서, 히트싱크에 온도센서를 장착함에 있어서, 온도센서의 설치 자유도가 확보되는 냉수탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부공간에 물을 수용가능한 탱크본체; 상기 탱크본체에 연결되어, 상기 탱크본체에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 상기 열전모듈에 장착되어, 상기 열전모듈의 열을 방출시키는 히트싱크; 상기 히트싱크에 장착되어 상기 히트싱크의 온도를 측정하는 온도감지수단; 및 상기 온도감지수단에서 감지한 값을 기초로 상기 열전모듈에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함하는 냉수탱크를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 냉수탱크는 상기 히트싱크에 공기를 송풍시키는 송풍팬을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도감지수단에서 감지한 값을 기초로 상기 송풍팬의 구동을 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 온도감지수단에서 감지한 값이 미리 설정된 값보다 크면 상기 열전모듈에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 온도감지수단는 상기 히트싱크의 일측면에 볼트결합될 수 있다. 여기서, 상기 히트싱크는 상기 온도감지수단가 상기 히트싱크의 일측면에서 수평방향으로 자유로운 위치에 체결가능토록, 일측면에 수평방향으로 연장형성된 장착홈을 구비할 수 있으며, 상기 장착홈에는 양측벽면의 평면상에 사선으로 나사산이 형성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 히트싱크의 온도를 측정하여 방열동작의 이상 여부를 감지하고, 자동으로 열전모듈 및 송풍팬의 구동을 제어하여, 과열에 의해 열전모듈 및 기타 전장부품이 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제작된 냉수탱크의 제품 검사시에, 온도변화가 빠른 히트싱크의 온도를 측정하여, 냉각기능 및 방열동작이 정상적으로 수행되는지를 파악할 수 있어, 제품검사에 소요되는 시간이 절약되므로 제품 생산량이 증가할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 히트싱크에 길게 연장형성된 장착홈을 구성하여, 온도감지수단의 히트싱크에 대한 설치 자유도가 확보된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉수탱크의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 열전모듈과 송풍팬 제어를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 냉수탱크에 포함된 히트싱크의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 히트싱크의 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 히트싱크의 A-A' 단면을 나타내는 정단면도이다.

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 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이고, 도 2는 조립 사시도, 도 3은 열전모듈과 송풍팬 제어를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 탱크본체(110), 열전모듈(120), 콜드싱크(130), 브라켓(140), 히트싱크(150), 송풍팬(160), 온도감지수단(170) 및 제어부(200)를 포함하고, 히트싱크(150)와 탱크본체(110) 간의 열교환을 차단하는 단열부재(180)를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 도 1 및 도 2에는 상기 제어부(200)가 도시되어 있지 않다는 것을 미리 밝혀둔다.

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(114)과, 탱크본체(110)에 수용된 물이 추출될 수 있는 출수관(115)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(117)가 구비될 수 있다.

또한, 제1 몸체(111)에는 탱크본체(110) 내부공간에 수용되는 물의 온도를 감지할 수 있는 냉수온도센서(119)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 연결되어 탱크본체(110)에 수용된 물을 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 콜드싱크(130)는 일측이 제2 몸체(112)의 외측면에 접하고 타측에 열전모듈(120)이 부착될 수 있다. 즉, 콜드싱크(130)는 열전모듈(120)과 제2 몸체(112) 사이에 배치되어, 열전모듈(120)의 열을 제2 몸체(112)에 전달할 수 있다.

여기서, 콜드싱크(130)는 볼트 체결을 통해 제2 몸체(112)에 부착될 수 있으며, 콜드싱크(130)와 제2 몸체(112)의 볼트 체결을 위해, 제2 몸체(112)의 내측에는 볼트가 체결되는 브라켓(140)이 구비될 수 있다.

이러한 콜드싱크(130)는 열전달효율이 우수한 재질(일 예로, 알루미늄)로 이루어질 수 있으며, 열전모듈(120)과의 접합면에는 열전도성을 증가시키는 서멀 그리스(thermal grease)가 도포될 수 있다.

한편, 상기 히트싱크(150)는 열전모듈(120)의 발열반응 측에 접하여, 열전모듈(120)의 열을 방출시킬 수 있다. 이러한 히트싱크(150)는 일 실시예에서 공기와의 접촉면적을 넓혀 방열효율이 우수한 방열핀 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 송풍팬(160)은 히트싱크(150)의 외측에 구비되어, 히트싱크(150)로 외부공기를 송풍시킬 수 있다. 이러한 송풍팬(160)은 히트싱크(150)로 송풍시키는 외부공기를 통해 히트싱크(150)를 냉각하는 기능을 수행할 수 있다.

그리고, 상기 단열부재(180)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2 몸체(112)의 외측면을 덮도록 구성되어 제2 몸체(112)가 외부와 열교환하는 것을 차단할 수 있다. 특히, 단열부재(180)는 제2 몸체(112)와 히트싱크(150) 사이에 장착되므로, 열전모듈(120)에 의해 가열된 히트싱크(150)의 열이 제2 몸체(112)에 전달되는 것을 차단할 수 있게 된다. 이러한 제2 몸체(112)의 중앙에는 콜드싱크(130)가 설치될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다.

한편, 상기 온도감지수단(170)은 히트싱크(150)에 장착되어 히트싱크(150)의 온도를 측정할 수 있다. 온도감지수단(170)은 대상물의 온도를 감지할 수 있고 감지한 온도값을 후술하는 제어부(200)에 전자적으로 전달할 수 있는 공지의 다양한 온도센서로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 온도감지수단(170)은 히트싱크(150)의 일측면에 볼트결합될 수 있다. 여기서, 온도감지수단(170)이 히트싱크(150)에 설치되는 구체적인 구조에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.

한편, 상기 제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 온도감지수단(170)과 연결되어, 온도감지수단(170)에서 감지한 값을 기초로 열전모듈(120)에 전원을 공급하는 전원공급부(300)를 제어하여, 열전모듈(120)의 ON/OFF를 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(200)는 온도감지수단(170)에서 감지한 히트싱크(150)의 온도가 미리 설정된 온도값보다 크면 열전모듈(120)에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.

즉, 송풍팬(160)에 고장이 발생하거나 기타 다른 이유로 인하여 히트싱크(150)의 냉각이 정상적으로 수행되지 않아 히트싱크(150)가 과열되는 경우, 제어부(200)는 과열된 히트싱크(150)의 온도와 미리 설정된 기준 온도를 비교하여 히트싱크(150)의 과열여부를 판단한 후, 히트싱크(150)의 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 높으면 열전모듈(120)을 OFF 시킬 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 이상작동 발생시 자동으로 열전모듈(120)의 작동을 중지시켜, 과열에 의해 열전모듈(120)이 손상되는 문제를 방지할 수 있다.

이와 반대로, 온도감지수단(170)이 감지한 히트싱크(150)의 온도가 정상범위보다 낮은 경우에는 열전모듈(120)의 물 냉각기능에 이상이 발생한 것이라는 것을 알 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 제어부(200)는 송풍팬(160)과 연결되어, 온도감지수단(170)에서 감지한 히트싱크(150)의 온도값을 기초로 송풍팬(160)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(200)는 히트싱크(150)가 과열되었다고 판단된 경우 송풍팬(160)의 송풍량을 증가시켜 히트싱크(150)의 더 빠른 냉각을 도모할 수 있다.

이와 같이, 히트싱크(150)의 온도에 따라 송풍팬(160)의 송풍량을 자동으로 제어하는 경우는, 송풍팬(160)이 일정하게 강한 송풍량으로 운전되는 경우보다 송풍팬(160)의 전력사용량이 감소될 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 온도감지수단(170)이 히트싱크(150)에 설치되는 구조에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)에 포함된 히트싱크(150)의 사시도이고, 도 5는 히트싱크(150)의 측면도, 도 6은 히트싱크(150)의 A-A' 단면을 나타내는 정단면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 히트싱크(150)는 일측면에 수평방향으로 연장형성된 장착홈(155)을 구비할 수 있다.

이와 같이 연장형성된 장착홈(155)을 통해, 온도감지수단(170)은 히트싱크(150)의 일측면에서 수평방향으로 자유로운 위치에 체결가능할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)를 정수기, 냉온수기와 같은 수처리 기기에 장착함에 있어서, 수처리 기기의 다양한 형태에 따라 온도감지수단(170)이 히트싱크(150)에 설치되는 위치가 적절하게 조절될 수 있는데, 상기와 같은 장착홈(155)을 가지는 히트싱크(150)에는 온도감지수단(170)이 수평방향으로 자유로운 위치에 장착될 수 있다는 장점이 있다.

이러한 장착홈(155)은 온도감지수단(170)이 볼트결합될 수 있도록 나사산(156)을 구비할 수 있으며, 일 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 양측벽면의 평면상에 사선으로 형성된 나사산(156)을 구비할 수 있다.

이와 같이, 장착홈(155)의 양측벽면에 사선형태로 나사산(156)이 형성된 구조에서, 온도감지수단(170)을 장착하기 위한 볼트는 장착홈(155)의 어떠한 위치에서도 나사산(156)이 맞물려 결합될 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 : 입수관 115 : 출수관
117 : 실링부재 119 : 냉수온도센서
120 : 열전모듈 130 : 콜드싱크
140 : 브라켓 150 : 히트싱크
155 : 장착홈 156 : 나사산
160 : 송풍팬 170 : 온도감지수단
180 : 단열부재 200 : 제어부
300 : 전원공급부

Claims

내부공간에 물을 수용가능한 탱크본체;
상기 탱크본체에 연결되어, 상기 탱크본체에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈;
상기 열전모듈에 장착되어, 상기 열전모듈의 열을 방출시키는 히트싱크;
상기 히트싱크에 장착되어 상기 히트싱크의 온도를 측정하는 온도감지수단; 및
상기 온도감지수단에서 감지한 값을 기초로 상기 열전모듈에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;
를 포함하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 히트싱크에 공기를 송풍시키는 송풍팬을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도감지수단에서 감지한 값을 기초로 상기 송풍팬의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온도감지수단에서 감지한 값이 미리 설정된 값보다 크면 상기 열전모듈에 인가되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제1항에 있어서,
상기 온도감지수단는 상기 히트싱크의 일측면에 볼트결합되는 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제4항에 있어서,
상기 히트싱크는,
상기 온도감지수단가 상기 히트싱크의 일측면에서 수평방향으로 자유로운 위치에 체결가능토록, 일측면에 수평방향으로 연장형성된 장착홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
제5항에 있어서,
상기 장착홈에는 양측벽면의 평면상에 사선으로 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.