KR20170089821A - Vacuum adiabatic body, container, container for vehicle, and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량에 관한 것이다. 예를 들어, 차량 내에서 음식물을 원하는 온도로 보관할 수 있도록 하는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
차량에는 간단한 음료수 캔이나 소량의 음식물을 보관하기 위해 저장고를 설치하고 있는 경우가 있다. 상기 저장고는 주로 암레스트 등의 내부 공간에 설치되어 운전자가 편리하게 취식할 수 있도록 한다. 고급 차량에 상기 저장고가 설치됨으로써, 차량의 이미지를 높이고 사용자의 편리성이 더 높아지도록 한다. In some cases, the car is equipped with a reservoir to store simple beverage cans or a small amount of food. The storage room is mainly installed in an internal space such as a armrest so that a driver can conveniently take a meal. The above-mentioned storage is installed on the luxury vehicle, thereby enhancing the image of the vehicle and making the user's convenience higher.
상기 차량에 설치되는 저장고가, 기존에 차량에 설치되는 공조시스템을 이용하는 경우에는, 저장고가 원하는 온도에 이를 수 없거나, 목표온도에 도달하는 속도가 지나치게 길다. 이러한 문제를 감안하여 근래에는 열전모듈(TEM: Thermo Electric Module)을 사용하는 장치가 소개되고 있다. In the case where the storage room installed in the vehicle uses an air conditioning system installed in the vehicle, the storage room can not reach the desired temperature or the speed at which the temperature reaches the target temperature is too long. In consideration of this problem, a device using a thermoelectric module (TEM) has recently been introduced.
상기 열전모듈은 열전현상을 이용하여 냉각 또는 가열을 하는 반도체 기구를 말한다. 상기 열전현상(thermoelectric effect)은 열과 전기 사이의 가역적이고, 직접적인 에너지 변환을 의미한다. 상기 열전현상은 재료 내부의 전하 운반자(charge carrier), 즉 전자와 정공의 이동에 의해 발생하는 현상이다. The thermoelectric module refers to a semiconductor device that performs cooling or heating using a thermoelectric phenomenon. The thermoelectric effect means a reversible, direct energy conversion between heat and electricity. The thermoelectric phenomenon is a phenomenon caused by the movement of charge carriers, that is, electrons and holes, in the material.
상기 열전현상은 제벡효과와 펠티에효과로 나눌 수 있다. The thermoelectric phenomenon can be divided into a Seebeck effect and a Peltier effect.
상기 제벡효과(Seebeck effect)는 온도 차이가 전기로 직접적으로 변환되는 것이다. 따라서, 열전소재 양단의 온도 차이로부터 발생하는 기전력을 이용하여 발전분야에 응용할 수 있다. 상기 펠티에효과(Peltier effect)는 회로에 전류를 흘릴 때 상부 접합(upper junction)에서 열이 발생하고 하부 접합(lower junction)에서 열이 흡수되는 현상이다. 따라서, 외부로부터 인가된 전류에 의해 형성된 양단의 온도차를 이용하여 냉각분야에 응용할 수 있다. 한편, 상기 제벡효과, 상기 펠티에효과는 열역학적으로 가역적인 점에서 그렇지 않은 줄 가열(Joule heating)과 다르다.The Seebeck effect is that the temperature difference is directly converted to electricity. Therefore, the present invention can be applied to the power generation field by using the electromotive force generated from the temperature difference between the both ends of the thermoelectric material. The Peltier effect is a phenomenon in which heat is generated at the upper junction and heat is absorbed at the lower junction when a current is passed through the circuit. Therefore, the present invention can be applied to the cooling field by using the temperature difference at both ends formed by the current applied from the outside. On the other hand, the Seebeck effect and the Peltier effect are different from the Joule heating in that they are thermodynamically reversible.
상기 열전현상을 이용하여 차량에 고정으로 장착하거나, 차량 시가 잭의 전류를 이용하여, 음식물을 저장할 수 있는 기기가 소개되고 있다. 그러나, 이들 물품은 단열을 위하여 발포우레탄으로 예시되는 단열재를 사용한다. 따라서, 두꺼운 단열벽을 이용하고, 두꺼운 단열벽을 이용하더라도 충분한 단열성능을 얻어낼 수 없는 문제점이 있다. There has been introduced a device that can be fixedly mounted on a vehicle using the above-mentioned thermoelectric phenomenon, or can store food by using current of a vehicle cigar jack. However, these articles use a heat insulating material exemplified by foaming urethane for heat insulation. Therefore, there is a problem that a sufficient heat insulating performance can not be obtained even if a thick heat insulating wall is used and a thick heat insulating wall is used.
상기 문제를 해소하기 위하여, 단열벽을 진공으로 하는 구조물이 제시되었다. 예를 들어, 일본공개특허 JP2003202183호, '열전모듈이 제공되는 단열박스체'에는 외함의 표면적이 열전모듈에 제공되는 전열면의 면적의 5배인 것을 특징으로 하는 기술에 개시되어 있다. 그리고, 외함과 내함의 사이에는 진공단열재가 제공되는 것을 개시한다. 그러나, 상기 인용문헌 39-45 단락에는 열전도도가 낮은 물질로서 폴리스티렌을 예시한다. In order to solve the above problem, a structure for evacuating the insulating wall has been proposed. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003202183 discloses a technique in which a surface area of an enclosure is five times the area of a heat transfer surface provided on a thermoelectric module in a heat insulating box body provided with a thermoelectric module. It is also disclosed that vacuum insulation is provided between the enclosure and the enclosure. However, polystyrene is exemplified as a substance having a low thermal conductivity in the cited document 39-45.
그러나, 상기되는 종래 기술에 따르면, 충분한 진공도를 얻어낼 수 없다. 이에 따라서 충분한 단열효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 또한, 열전모듈의 성능을 높일 수 없어서 결국에는 소요된 전기 에너지에 비하여 큰 냉각효과를 얻을 수 없다. However, according to the above-described prior art, a sufficient degree of vacuum can not be obtained. As a result, a sufficient heat insulating effect can not be obtained. Further, since the performance of the thermoelectric module can not be increased, a large cooling effect can not be obtained in comparison with the electric energy consumed.
본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 충분한 단열성능을 얻고 열전모듈의 열전달 성능을 크게 하는 것을 목적으로 하는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vacuum insulator, a storage compartment, a vehicle compartment, and a vehicle for achieving a sufficient heat insulation performance and a high heat transfer performance of a thermoelectric module.
또한 본 발명에서는 높은 단열성능을 장기간 안정되게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량를 제공한다. Further, the present invention provides a vacuum insulator, a reservoir, a vehicle storage, and a vehicle for the purpose of maintaining a high heat insulating performance stably for a long period of time.
높은 단열성능과 열전모듈의 열전달 성능을 향상시키기 위하여, 높은 수준의 진공공간에 놓이는 열확산블럭; 상기 열확산블럭과 접하여 열교환하고 상기 진공공간에 놓이는 열전모듈; 및 상기 열전모듈과 열교환하고, 상기 제 1 공간 또는 제 2 공간에 놓이는 히트싱크가 포함되는 진공단열체가 개시된다. 상기 진공공간부의 진공압은 5×10-3Torr 이하로 할 수 있다. A thermal diffusion block placed in a high level of vacuum space to enhance the high thermal insulation performance and the heat transfer performance of the thermoelectric module; A thermoelectric module that is in contact with the heat diffusion block for heat exchange and is placed in the vacuum space; And a heat sink for heat exchange with the thermoelectric module, the heat sink being placed in the first space or the second space. The vacuum pressure of the vacuum space may be 5 × 10 -3 Torr or less.
높은 단열성능과 열전모듈의 열전달 성능을 향상시키기 위하여, 진공수준이 높은 진공공간부에 놓이는 열확산블럭; 상기 열확산블럭과 면접하여 열교환하고 상기 진공공간부에 놓이는 열전모듈; 및 상기 열전모듈과 열교환하고, 상기 외부공간에 놓이는 히트싱크가 포함되고, 상기 진공공간부의 진공압에 의해서 상기 열전모듈의 양면은 강하게 면접되는 저장고가 개시된다.A thermal diffusion block placed in a vacuum space having a high vacuum level to improve the heat insulation performance and the heat transfer performance of the thermoelectric module; A thermoelectric module interfaced with the thermal diffusion block for heat exchange and placed in the vacuum space; And a heat sink for heat exchange with the thermoelectric module, the heat sink being placed in the external space, and a vacuum is applied to the thermoelectric module such that both sides of the thermoelectric module are strongly interfaced.
높은 단열성능과 열전모듈의 열전달 성능을 향상시키기 위하여, 저장고의 내부공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재; 저장고의 외부공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재; 높은 수준의 진공공간부에 놓이고 상기 제 1 플레이트 부재와 면접촉하는 열확산블럭; 상기 진공공간부에 놓이고, 양면이 상기 열확산블럭 및 상기 제 2 플레이트 부재와 면접하여 열교환하는 열전모듈; 및 상기 제 2 플레이트 부재와 열교환하고 상기 외부공간에 놓이는 히트싱크가 포함되고, 상기 열확산블럭 및 상기 히트싱크 중의 적어도 하나는, 상기 플레이트 부재와 볼트와 너트를 이용하여 체결되는 차량용 저장고가 개시된다. A first plate member defining at least a portion of the wall for the interior space of the reservoir, for enhancing the high thermal insulation performance and the heat transfer performance of the thermoelectric module; A second plate member defining at least a portion of the wall for the external space of the reservoir; A thermal diffusion block positioned in a high level vacuum space and in surface contact with the first plate member; A thermoelectric module placed in the vacuum space part and having both surfaces in heat-exchange with the thermal diffusion block and the second plate member; And at least one of the heat diffusion block and the heat sink is fastened with the plate member using a bolt and a nut.
상기 열전모듈의 열전달성능을 향상시키기 위하여, 상기 히트싱크의 접촉면에는 액상의 열 인터페이스 모듈이 개입되고, 상기 열전모듈의 양면에는 고상의 열 인터페이스 모듈이 개입될 수 있다. In order to improve the heat transfer performance of the thermoelectric module, a liquid thermal interface module may be interposed on the contact surface of the heat sink, and a solid thermal interface module may be interposed on both surfaces of the thermoelectric module.
상기 진공공간부의 내부를 높은 진공도로 유지하며 상기 진공공간부의 내부에 전선을 도입하기 위하여, 상기 열전모듈로 전원을 인가할 수 있도록 와이어가 포함되고, 상기 와이어에는, 내부의 도선; 및 기 도선의 외부를 적어도 일부를 피복하는 수지재의 피복이 포함될 수 있다. A wire is included to apply power to the thermoelectric module in order to maintain the inside of the vacuum space at a high degree of vacuum and to introduce electric wires into the vacuum space part; And a coating of a resin material covering at least a part of the outside of the lead wire.
상기 도선이 굴곡성을 가질 수 있도록 상기 피복은 서로 이격되는 돌출피복으로 제공될 수 있다. The cover may be provided as a protruding covering which is spaced apart from each other so that the conductor can have flexibility.
상기 진공공간부의 내부를 높은 진공도로 유지함과 동시에 열전도도를 향상시키기 위하여, 상기 열전모듈 및 상기 열확산모듈 중 적어도 어느 하나의 양면에는 열 인터페이스 모듈이 개입될 수 있다. 상기 열 인터페이스 모듈의 재질로는 인듐 또는 납을 사용할 수 있다. In order to maintain the inside of the vacuum space at a high degree of vacuum and improve the thermal conductivity, a thermal interface module may be interposed between both surfaces of the thermoelectric module and the thermal diffusion module. As the material of the thermal interface module, indium or lead may be used.
상기 와이어를 보호하고 전선이동경로의 부품과 접촉을 방지하기 위하여, 상기 진공공간부를 유지하는 서포팅유닛에는, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재의 사이에 제공되는 바; 및 상기 바에 지지되는 적어도 한 장의 복사저항쉬트가 포함되고, 상기 복사저항쉬트에는 상기 와이어가 통과하는 경로 상에서 절개되어 제공되는 와이어 안내부를 포함할 수 있다. A supporting unit for holding the vacuum space part for protecting the wire and preventing contact with parts of the wire moving path, the supporting unit comprising: a bar provided between the first plate member and the second plate member; And at least one radiation resistance sheet supported on the bar, and the radiation resistance sheet may include a wire guide portion provided in an incision on a path through which the wire passes.
상기 진공공간부의 배기를 위하여 제공되는 배기포트를 통한 배기작용이 원활히 수행되고, 열전모듈이 안착되는 부분에 방해가 되지 않도록 하기 위하여, 상기 와이어 안내부는, 배기포트의 인근위치에 제공되는 배기포트 놓임부 및 상기 열전모듈 놓임부와 한 몸으로 가공될 수 있다. In order to smoothly perform the exhaust operation through the exhaust port provided for exhausting the vacuum space part and to prevent the part where the thermoelectric module is seated from being obstructed, the wire guide part is provided with an exhaust port provided near the exhaust port And the thermoelectric module can be processed into one body with the thermoelectric module placement part.
상기 진공공간부의 높은 진공도에 의해서 플레이트 부재의 변형이 있더라도, 상기 열전모듈과 플레이트 부재 간의 면접촉을 얻어내기 위하여, 상기 열전모듈과 플레이트 부재의 접촉면에는 녹는점이 낮은 금속재질, 예를 들어, 납 또는 인듐이 개입될 수 있다. In order to obtain surface contact between the thermoelectric module and the plate member even if there is deformation of the plate member due to a high vacuum degree of the vacuum space part, a metal material having a low melting point, for example, lead or Indium can be involved.
본 발명에 따르면 높은 진공도에 의한 단열효과의 상승을 얻어낼 수 있는 것과 함께, 상기 진공압에 의한 진공압착작용에 의해서 상기 진공공간부에 놓이는 부품의 면접촉의 향상시킬 수 있고, 이에 따라서 열전도도가 향상되어 열전모듈의 열전달 성능을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain an increase in the heat insulating effect by a high degree of vacuum, and the surface contact of parts placed in the vacuum space part can be improved by the vacuum pressing action by the vacuum pressure, The heat transfer performance of the thermoelectric module can be improved.
상기 진공공간부의 진공압에 의해서 열전모듈은 볼트체결 등과 같은 별도의 체결작업이 필요없이 상기 진공공간부의 내부에 놓일 수 있다. The thermoelectric module can be placed inside the vacuum space part without a separate fastening operation such as bolt tightening or the like by the vacuum pressure of the vacuum space part.
상기 열확산모듈 및 상기 히트싱크는 상기 진공공간부를 통과하는 단일체의 체결이 아닌 각각의 플레이트에만 체결됨으로써 열전도도의 성능 저하가 없이도 신뢰성있는 체결력을 확보할 수 있다. The thermal diffusion module and the heat sink are fastened to only the respective plates rather than the single body passing through the vacuum space portion, thereby ensuring a reliable fastening force without deteriorating the thermal conductivity.
상기 진공공간부의 내부에 놓이는 각 부품의 접촉면에는 아웃게싱이 작은 금속재질의 열 인터페이스 모듈을 개입하고, 상기 진공공간부의 외부에 놓이는 각 부품의 접촉면에는 액상의 열 인터페이스 모듈을 개입하여 열전도 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. A thermal interface module of a metal material having a small outgasing is provided on a contact surface of each component placed in the vacuum space part and a contact surface of each component placed on the outside of the vacuum space part is provided with a liquid thermal interface module, Can be improved.
상기 진공공간부에 놓이는 열전모듈에 전력을 공급하기 위하여, 상기 진공공간부의 내부에 놓이는 전선은 피복이 벗겨지게 제공되어 아웃게싱을 더욱 줄일 수 있다. 이때 전선 간의 단락을 방지하기 위하여, 전선의 피복은 돌출 피복이 서로 이격하여 배치되어 전선 간의 단락 또는 전선과 외부의 부품 간의 단락을 방지할 수 있다. In order to supply electric power to the thermoelectric module placed in the vacuum space part, the electric wire placed inside the vacuum space part is provided to peel off the coating to further reduce the out gassing. At this time, in order to prevent a short circuit between the wires, the covering of the wires can be arranged so that the protruding sheaths are spaced from each other to prevent a short circuit between the wires or a short circuit between the wires and external parts.
상기 금속 재질의 열 인터페이스 모듈이 열전모듈과 플레이트 부재의 사이에 개입됨으로써, 높은 진공압에 의한 플레이트 부재의 변형 시에도 열전도 성능의 저하를 방지할 수 있다. Since the metal thermal interface module is interposed between the thermoelectric module and the plate member, deterioration of the heat conduction performance can be prevented even when the plate member is deformed by the high vacuum pressure.
도 1은 실시예에 따른 차량의 평면도.
도 2는 실시예에 따른 차량용 저장고.
도 3은 도어가 제거된 상태에서 저장고의 상측 사시도.
도 4는 홀더와 저장고가 접하는 부분의 단면도.
도 5는 저장고의 절단면도.
도 6은 차량용 저장고의 분해 사시도.
도 7은 열전모듈의 기능을 설명하는 도면.
도 8은 열전모듈이 놓이는 저장고의 어느 일면의 개략적인 단면도.
도 9는 진공공간부의 내부를 보이는 도면.
도 10은 상기 서포팅유닛의 재작에 사용되는 각 수지에 대하여 검토한 결과를 설명하는 도표.
도 11은 수지의 진공유지능력을 실험한 결과를 보이는 도면.
도 12는 PPS와 low outgassing PC에서 방출되는 가스의 성분을 분석한 결과를 보이는 그래프.
도 13은 고온 배기시에 대기압에 의해서 파손되는 최대변형온도를 측정한 도면.
도 14는 전도저항쉬트 및 그 주변부의 다양한 실시예를 보이는 도면.
도 15는 진공압과 가스전도도를 비교하는 그래프.
도 16은 열전모듈이 놓이는 부분에서 저장고의 단면도.
도 17은 열확산블럭과 제 1 플레이트 부재의 체결을 설명하는 도면.
도 18은 제 2 플레이트 부재와 히트싱크의 체결을 설명하는 도면.
도 19는 열전모듈과 제 2 플레이트 부재의 접촉면을 확대하는 도면.
도 20은 열전모듈의 주변부를 분해하여 나타내는 분해 사시도.
도 21은 전원홀을 막는 밀봉단자의 작용을 설명하는 도면.
도 22는 실시예에 따른 저장고의 냉각성능을 실험한 결과를 보이는 그래프. 1 is a plan view of a vehicle according to an embodiment;
Fig. 2 is a vehicle storage bin according to an embodiment; Fig.
3 is an upper perspective view of the storage compartment with the door removed.
4 is a sectional view of a portion where the holder and the reservoir are in contact with each other.
5 is a sectional view of the reservoir.
6 is an exploded perspective view of a vehicle storage bin.
7 is a view for explaining the function of the thermoelectric module;
8 is a schematic cross-sectional view of one side of a reservoir in which a thermoelectric module is placed;
9 is a view showing the inside of the vacuum space portion.
10 is a chart for explaining the results of examination of each resin used in the rewriting of the supporting unit.
11 is a view showing a result of an experiment on a vacuum holding ability of a resin.
12 is a graph showing the results of analyzing the components of gas emitted from the PPS and the low outgassing PC.
13 is a graph showing the maximum deformation temperature which is broken by the atmospheric pressure at the time of high temperature exhaust.
14 is a view showing various embodiments of a conductive resistor sheet and its periphery.
15 is a graph comparing the vacuum pressure and the gas conductivity.
16 is a cross-sectional view of the reservoir at the location of the thermoelectric module;
17 is a view for explaining the fastening of the thermal diffusion block and the first plate member;
18 is a view for explaining engagement of the second plate member and the heat sink;
19 is an enlarged view of a contact surface between the thermoelectric module and the second plate member;
20 is an exploded perspective view showing the peripheral portion of the thermoelectric module in an exploded state;
21 is a view for explaining an action of a sealing terminal closing a power supply hole;
22 is a graph showing a result of an experiment on cooling performance of a storage room according to an embodiment.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described below and that other embodiments which fall within the scope of the spirit of the present invention will be readily understood by adding, It will be understood that they are also encompassed within the scope of the present invention.
실시예에 대한 설명에 이용되는 도면은, 실제 물품과는 다르게 표현되어 있을 수 있으며, 발명 사상의 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 과장되게 표현되어 있을 수 있다. The drawings used in the description of the embodiments may be expressed differently from the actual articles and may be exaggerated in order to facilitate understanding of the invention.
실시예에 대한 설명에 이용되는 도면에서 도면번호는, 공학적인 범위 내에서 서로 동일한 기능을 하면서 다른 위치에 이용되는 부품을, 같은 번호를 이용하여 설명함으로써 그 상호관계가 용이하게 이해될 수 있도록 한다. 그러나, 그 부품의 형상, 크기, 및 재질 등과 같은 미세한 부분은, 각 부품이 수행하는 역할에 따라서 미세하게 서로 달라질 수 있다. In the drawings used in the description of the embodiments, the reference numerals designate the parts used in different positions while performing the same function in the engineering scope, by using the same numbers, so that the mutual relationship can be easily understood . However, the minute portions such as the shape, size, material and the like of the parts may be slightly different from each other depending on the roles performed by the respective parts.
실시예에서 제 1, 및 제 2를 붙여서 설명하는 것은, 서로 다른 역할, 온도, 대역, 및 기능을 수행하지만, 소정의 관계를 가지는 경우에 이해의 편의를 위하여 그와 같은 서열의 관계로 설명하였다. 그러나, 그 수치가 반드시 서로 높고 낮은 것을 의미하는 것은 아니다. Although the first and second embodiments of the present invention describe different roles, temperatures, bands, and functions, they are described in terms of such sequences for the sake of convenience when they have a predetermined relationship . However, it does not necessarily mean that the numbers are high and low.
도 1은 실시예에 따른 차량의 평면도를 나타낸다. 1 shows a plan view of a vehicle according to an embodiment.
실시예에 따른 차량(100)에는 적어도 하나 이상의 저장고가 마련될 수 있다. 예를 들어, 저장고에는, 운전자가 주로 이용하는 콘솔박스에 놓이는 콘솔박스 저장고(101), 운전자 또는 보조 운전자가 주로 이용하는 암레스트에 놓이는 암레트스 저장고(102), 보조 운전자가 주로 이용하는 클로브 박스에 놓이는 글로브 박스 저장고(103), 뒷좌석의 승객이 주로 이용하는 승객측 저장고(104), 및 차량의 도어에 제공되는 도어측 저장고(104) 중에 적어도 하나가 포함될 수 있다. 상기 저장고(101)(102)(103)(104)는 냉장 및 온장 중의 적어도 하나 또는 선택에 따라서 냉온장고의 기능을 수행하도록 할 수 있다. At least one storage compartment may be provided in the
이하 실시예의 설명에 있어서는 냉장을 중심으로 설명한다. 그러나, 냉장/온장이라고 쓰는 경우에는 냉장, 온장, 및 냉장 과 온장이 선택되는 경우를 모두 말하는 것으로 이해할 수 있다. In the following description of the embodiment, refrigeration will be mainly described. However, it can be understood that, when it is written as refrigeration / warmth, it refers to both refrigeration, warmth, and cases where refrigeration and warmth are selected.
상기 저장고는 열전모듈을 이용하여 냉장/온장의 기능을 수행할 수 있다.The reservoir can perform a function of refrigeration / warming by using a thermoelectric module.
도 2는 실시예에 따른 차량용 저장고의 사시도이다. 2 is a perspective view of a vehicle storage bin according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 차량용 저장고(200)에는, 내부에 물품이 보관되는 공간을 가지고 외부의 적어도 일부가 개방되는 본체(3), 상기 본체(3)의 개방되는 부분을 사용자가 개폐할 수 있도록 하기 위하여 제공되는 도어(1), 및 본체가 차량에 장착될 때 정확한 위치에 자리잡도록 하는 피팅부(2)가 포함된다. Referring to FIG. 2, the
상기 피팅부(2)는 본체(3)와 도어(1) 중의 적어도 하나를 차량에 맞추어서 조립시킨다. 따라서, 차량용 저장고(200)과 차량(100)의 조립시에 맞추어진 부분은, 차량의 동작 중에 진동과 충격이 가하여지더라도 서로 분리되지 않고 안정된 성능을 유지할 수 있다. 상기 피팅부(2)는 상기 진동과 충격을 완충시켜서 차량용 저장고(200)에 가하여지는 악영향을 줄일 수도 있다. The fitting portion (2) assembles at least one of the main body (3) and the door (1) in accordance with the vehicle. Therefore, even when vibration and impact are applied during operation of the vehicle, the parts aligned with the assembling of the
상기 차량용 저장고(200)가 차량에 장착되지 않고, 차량에서 분리되어 사용되는 경우에는 상기 피팅부(2)는 제공되지 않을 수 있다. 이 경우에는 상기 차량용 저장고(200)는 저장고라고 이름할 수 있을 것이다. 이하에서 특별한 지칭이 없이 저장고라고 이름하는 경우에는 상기 차량용 저장고를 포함하는 개념으로 이해하여야 할 것이다. The
상기 본체(3)의 어느 일측면에는, 저장고의 외면을 제공하는 제 2 플레이트 부재(20)의 외면으로부터 열을 빨아드리는 히트싱크(83)가 마련된다. 상기 히트싱크(83)는 열교환을 촉진시킬 수 있다. 상기 히트싱크(83)에 흡수되는 열은, 상기 히트싱크(83)의 열을 외부로 빠르게 이동시키는 히트파이프(80)와, 열을 급속하게 대류냉각시키는 핀(fin)(84)과, 상기 핀(84)이 놓이는 공간을 외부와 분리하는 덕트(82)와, 상기 덕트(82)로 공기를 유동시키는 팬(81)에 의해서 외부로 배출될 수 있다. On one side of the
상기 히트싱크(83), 히트파이프(80), 핀(84), 덕트(82), 및 팬(81)은 저장고의 내부환경과는 다른 외부 환경에 놓인다. 상기 내부 환경으로부터 신속하게 상기 외부환경으로 열기를 방출하거나 냉기를 방출할 수 있다. The
도 3은 도어가 제거된 상태에서 저장고의 상측 사시도이다. 3 is an upper perspective view of the storage bin with the door removed.
도 3을 참조하면, 저장고(200)의 내부 공간에는 홀더(90)가 제공될 수 있다. 상기 홀더(90)에는 물병 또는 음료수 캔 등의 취식용 기구가 놓일 수 있다. 상기 홀더는 저장고의 제 1 플레이트 부재(10)에 접촉하여, 상기 제 1 플레이트 부재(10)로부터의 냉기가 급속하게 전달될 수 있도록 한다. 이때 상기 홀더(90)는 알루미늄과 같은 열전도도가 높은 재질을 사용함으로써 상기 취식용 기구로의 냉기 전달이 더욱 급속하게 수행되도록 할 수 있다. Referring to FIG. 3, a
도 4는 홀더와 저장고가 접하는 부분의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a portion where the holder and the reservoir are in contact with each other.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 홀더(90)는 서로 면접촉을 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 홀더(90) 간의 접촉면을 통과하는 열의 열전도도가 향상되도록 하기 위하여, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 홀더(90)는 가압체결되도록 한다. 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 홀더(90)의 접촉면에는 열 인터페이스 모듈(TIM: Thermal Interface Module)(42c)이 삽입되어 열전도가 더욱 촉진되도록 한다. Referring to FIG. 4, the
상기 가압체결을 제공하기 위하여, 상기 제 1 플레이트 부재(10)의 내면에는 너트(96)가 체결된다. 상기 너트(96)는 용접 등의 방법으로 상기 제 1 플레이트 부재(10)에 체결될 수 있다. 상기 홀더(90)의 설치위치에서 상기 너트(96)에 대응되는 위치에는 머리부가 확장되는 홀이 제공되고, 상기 홀에는 볼트(95)가 삽입된다. 상기 볼트(95)는 상기 너트(96)와 체결되어, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 상기 홀더(90) 간의 가압체결이 유지되도록 할 수 있다. A nut (96) is fastened to the inner surface of the first plate member (10) to provide the pressurized fastening. The
도 5는 저장고의 절단면도이다. 5 is a sectional view of the reservoir.
도 5를 참조하면, 실시예의 저장고에는 제 1 플레이트 부재(10)로부터의 냉기가 홀더(90)를 통하여 전도과정으로 신속하게 전달된다. 따라서, 사용자는 신속하게 냉장 음식물을 취식할 수 있다. 상기 홀더(90)가 체결되는 제 1 플레이트 부재(10)의 측면에 열전모듈(40)이 함께 체결됨으로써, 상기 취식용 기구를 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있을 것이다. Referring to FIG. 5, cool air from the
도면번호 20은 저장고(20)의 외부면을 이루는 제 2 플레이트 부재(20)이고, 도면번호 30은 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 상기 제 2 플레이트 부재(10)의 사이 간격부의 진공압을 유지하는 서포팅유닛(30)이다. 이에 대해서는 뒤에서 더 상세하게 설명한다.
도 6은 차량용 저장고의 분해 사시도이다. 6 is an exploded perspective view of a vehicle storage bin.
도 6을 참조하면, 상기 본체(3) 및 상기 도어(1)는 진공단열체로 제공될 수 있다. 이를 위하여 상기 진공단열체에는, 저온공간의 벽을 제공하는 제 1 플레이트 부재(10)와, 고온공간의 벽을 제공하는 제 2 플레이트 부재(20)와, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 사이 간격부로 정의되는 진공공간부(50)가 포함된다. 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 간의 열전도를 막는 전도저항쉬트(60)가 포함된다. Referring to FIG. 6, the
저장고에 있어서, 상기 제 1 플레이트 부재(10)는 이너케이스라고 할 수 있고, 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 아웃케이스라고 할 수 있다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)에는 진공공간부(50)의 공기를 배기하여 진공 상태를 조성하기 위한 배기포트(21)가 제공될 수 있다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)에는 진공상태의 유지를 위하여 게터가 놓이는 게터포트(23)가 제공될 수 있다. 상기 게터포트(23) 안에는 게터가 놓여서 배기가 완료된 다음에 진공도를 더 높이고, 높은 진공도가 유지될 수 있도록 한다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)에는 상기 진공공간부(50)의 안에 놓이는 열전모듈(40)에 전원이 공급되도록 전원홀(22)이 제공될 수 있다. In the reservoir, the
상기 제 1 플레이트 부재(10)는, 제 1 플레이트 부재 측에 제공되는 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의할 수 있다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)는, 제 2 플레이트 부재 측에 제공되는 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의할 수 있다. 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간은 온도가 서로 다른 공간으로 정의할 수 있다. 여기서, 각 공간을 위한 벽은, 공간에 직접 접하는 벽으로서의 기능을 수행하는 경우뿐만 아니라, 공간에 접하지 않는 벽으로서의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어 각 공간에 접하는 별도의 벽을 더 가지는 물품의 경우에도 실시예의 진공단열체가 적용될 수 있는 것이다. The
상기 도어(1)는 개폐가 잦고 충격이 많은 차량용 저장고의 특성에 의해서 고장의 방지를 위하여 진공단열체가 아닌 발포수지를 이용하는 단열구조를 적용할 수도 있다. 그러나, 높은 단열성능를 이용하여 냉장의 효과를 최대화하기 위하여 도어에 진공단열체를 적용할 수 있다. The
상기 전원홀(22)에는 밀봉단자(71)가 용접을 이용하는 방식으로 체결되어 상기 진공공간부(50)의 진공도를 유지할 수 있다. 상기 밀봉단자에 제공되는 단자의 내측부에는 진공공간부(50) 내부의 와이어가 연결될 수 있고, 상기 밀봉단자에 제공되는 단자의 외측부에는 외부로부터의 와이어가 연결되어 전원공급을 유지할 수 있다. The sealing
상기 진공공간부(50)의 변형을 줄이기 위하여 서포팅유닛(30)이 제공될 수 있다. 상기 서포팅유닛(30)에는 바(31)가 포함된다. 상기 바(31)는 제 1 플레이트 부재와 제 2 플레이트 부재의 사이에서 상기 플레이트 부재에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 바(31)의 적어도 어느 일단에는 지지 플레이트(35)가 추가로 제공될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 적어도 두 개 이상의 바(31)를 연결하고, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)에 대하여 수평한 방향으로 연장될 수 있다. A supporting
상기 제 1 플레이트 부재(10)의 외측면에는 열확산블럭(41)이 내측면이 접촉할 수 있다. 상기 열확산블럭(41)의 외측면에는 열전모듈(40)의 내측면이 접촉한다. 상기 열전모듈의 외측면은 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 내측면에 접촉할 수 있다. 상기 각 부품의 접촉면에는 열 인터페이스 모듈이 개입되어 열전도가 빠르게 일어날 수 있도록 한다. The inner surface of the
상기 저장고가 냉장고로 이용될 때, 상기 열전모듈(40)은 상기 열확산블럭(41)으로부터 열을 흡수하고, 상기 제 2 플레이트 부재(20)로 열을 방출할 수 있다. 이때 전도방식으로 열이 신속하게 이동할 수 있도록 하기 위하여, 각 접촉면에는 열 인터페이스 모듈이 개입할 수 있다.When the reservoir is used as a refrigerator, the
도 7은 열전모듈의 기능을 설명하는 도면으로서, 도 7을 참조하면, 극성이 다른 반도체(40a)가 직렬로 연결되는 구조로 제공된다. 상기 열전모듈(40)은 전류를 흘리는 방향에 의존하여, 어느 일면에는 제 1 온도부(40c)가 조성이 되고, 다른 일면에는 제 2 온도부(40b)가 조성될 수 있다. FIG. 7 is a view for explaining the function of the thermoelectric module. Referring to FIG. 7, a
상기 제 1 온도부(40c) 및 상기 제 2 온도부(40b)가 각각 열확산블럭(41)의 외측면 및 제 1 플레이트 부재(20)의 내측면에 접하도록 할 수 있다. The
도 8은 열전모듈이 놓이는 저장고의 어느 일면의 개략적인 단면도이다. 8 is a schematic cross-sectional view of one side of the reservoir in which the thermoelectric module is placed.
도 8을 참조하면, 상기 진공공간부(50)의 내부 공간에는, 서포팅 유닛(30)과 열확산블럭(41)과 열전모듈(40)이 놓인다. 상기 제 1 플레이트 부재(10)의 외면에 열확산블럭(41)이 접한다. 상기 열확산블럭(41)의 바깥쪽에는 열전모듈(40)의 내면이 접촉한다. 상기 열전모듈(40)의 외면은 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 내면이 접한다. Referring to FIG. 8, a supporting
상기 구조에 따르면, 상기 열확산블럭(41)은 제 1 플레이트 부재(10)의 넓은 면적에서 열을 흡수하고, 흡수된 열은 열전모듈(40)을 통과하여 제 2 플레이트 부재(20)로 전달된다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 외측면에는 상기 히트싱크(83)가 접촉하여 제 2 플레이트 부재(20)로부터 열을 흡수한다. 상기 히트싱크(83)는 열전모듈(40)의 대응되는 방향의 면적보다는 크게 제공할 수 있다. 이에 따르면, 제 2 플레이트 부재(20)를 신속하게 냉각시킬 수 있다. According to the structure, the
상기 서포팅유닛(30)에는, 열전모듈(41) 및 상기 열확산블럭(41)이 놓이는 부분에 제공되는 제 1 서포팅유닛(37)과, 플레이트 부재(10)(20)가 마주보는 부분에 제공되는 제 2 서포팅유닛(38)이 포함될 수 있다. The supporting
상기 제 1 서포팅유닛(37)은 상기 제 2 서포팅유닛(38)에 비하여 낮은 높이로 제공될 수 있다. 이는 상기 열전모듈(41) 및 상기 열확산블럭(41)이 놓이는 부분에 대해서도 충분한 강도를 제공하여 진공압에 의한 플레이트 부재(10)(20)의 변형을 방지하기 위한 목적을 가지고 있다. The first supporting
한편, 상기 서포팅유닛이 제공되지 않고, 열전모듈(40)이 직접 제 2 플레이트 부재(20)와 접하는 접촉면적이 있다. 상기 접촉면적은 열전모듈(40)과 제 2 플레이트 부재(20)의 접촉신뢰성을 높이는 부분으로 작용할 수 있다. 다시 말하면, 열전모듈(40) 양면의 열전도도의 향상을 위하여 별도의 가압구조를 마련할 필요가 없이, 진공공간부(50)의 진공압을 이용하여 열전모듈(40)와 제 2 플레이트 부재(20)의 접촉면과, 열전모듈(40)과 열확산블럭(41)의 접촉면을 가압할 수 있다. 물론, 이를 위하여 상기 진공공간부(50)의 진공도는 상당한 높은 수준을 유지할 수 있다. On the other hand, there is a contact area in which the supporting unit is not provided and the
상기 제 1 서포팅유닛(37)에서는, 상기 제 2 플레이트 부재(2)의 지지작용 및 열전모듈(40)의 양면의 가압작용을 감안하여 바(31)의 간격이 조절될 수 있다. 예를 들어, 열전모듈(40)의 모서리에서 가장 가까운 바(31)의 간격은, 바(31) 서로 간의 간격에 비교하여 1.1~3배 정도의 크기로 제공될 수 있다. 이에 따르면, 열전모듈(40) 양면의 가압작용에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있다. In the first supporting
상기 서포팅유닛에 대하여 더 상세하게 설명한다. The supporting unit will be described in more detail.
도 9는 진공공간부의 내부를 보이는 도면이다. 9 is a view showing the inside of the vacuum space part.
도 9를 참조하면, 상기 진공공간부(50)는 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간과는 다른 압력, 바람직하게는 진공 상태의 제 3 공간으로 제공되어 단열손실을 줄일 수 있다. 상기 제 3 공간은 상기 제 1 공간의 온도 및 상기 제 2 공간의 온도의 사이에 해당하는 온도로 제공될 수 있다. 상기 제 3 공간은 진공 상태의 공간으로 제공된다. 따라서, 상기 제 1 플레이트 부재(10) 및 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 상기 각 공간의 압력차만큼의 힘에 의해서 서로 접근하는 방향으로 수축하는 힘을 받는다. 결국, 상기 진공공간부(50)는 작아지는 방향으로 변형될 수 있다. 이 경우에는 진공공간부의 수축에 따른 복사전달량의 증가, 상기 플레이트 부재(10)(20)의 접촉에 따른 전도전달량의 증가에 따른 단열손실을 야기할 수 있다. Referring to FIG. 9, the
상기 진공공간부(50)의 변형을 줄이기 위하여 서포팅유닛(30)이 제공될 수 있다. 상기 서포팅유닛(30)에는 바(31)가 포함된다. 상기 바(31)는 제 1 플레이트 부재와 제 2 플레이트 부재의 사이 간격을 지지하기 위하여 상기 플레이트 부재에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 바(31)의 적어도 어느 일단에는 지지 플레이트(35)가 추가로 제공될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 적어도 두 개 이상의 바(31)를 연결하고, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)에 대하여 수평한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 지지 플레이트는 판상으로 제공될 수 있고, 격자형태로 제공되어 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)와 접하는 면적이 작아져서 열전달이 줄어들도록 할 수 있다. A supporting
상기 바(31)와 상기 지지 플레이트는 적어도 일 부분에서 고정되어, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 사이에 함께 삽입될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 중 적어도 하나에 접촉하여 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 바(31)의 연장방향을 기준으로 할 때, 상기 지지 플레이트(35)의 총단면적은 상기 바(31)의 총단면적보다 크게 제공하여, 상기 바(31)를 통하여 전달되는 열이 상기 지지 플레이트(35)를 통하여 확산될 수 있다. The
상기 서포팅유닛(30)의 재질로는, 높은 압축강도, 낮은 아웃게싱(outgassing) 및 물흡수율, 낮은 열전도율, 고온에서 높은 압축강도, 및 우수한 가공성을 얻기 위하여, PC, glass fiber PC, low outgassing PC, PPS, 및 LCP 중에서 선택되는 수지를 사용할 수 있다. As the material of the supporting
상기 진공공간부(50)를 통한 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 간의 열복사를 줄이는 복사저항쉬트(32)에 대하여 설명한다. A
상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)는 부식방지과 충분한 강도를 제공할 수 있는 스테인레스 재질로 제공될 수 있다. 상기 스테인레스 재질은 방사율이 0.16으로서 비교적 높기 때문에 많은 복사열 전달이 일어날 수 있다. 또한, 수지를 재질로 하는 상기 서포팅유닛의 방사율은 상기 플레이트 부재에 비하여 낮고 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 내면에 전체적으로 마련되지 않기 때문에 복사열에 큰 영향을 미치지 못한다. 따라서 상기 복사저항쉬트는 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 복사열 전달의 저감에 중점적으로 작용하기 위하여, 상기 진공공간부(50)의 면적의 대부분을 가로질러서 판상으로 제공될 수 있다. The first and
상기 복사저항쉬트(32)의 재질로는, 방사율(emissivity)이 낮은 물품이 바람직하고, 실시예에서는 방사율 0.02의 알루미늄 박판이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 한 장의 복사저항쉬트로는 충분한 복사열 차단작용을 얻을 수 없기 때문에, 적어도 두 장의 복사저항쉬트(32)가 서로 접촉하지 않도록 일정 간격을 두고 제공될 수 있다. 또한, 적어도 어느 한 장의 복사저항쉬트는 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 내면에 접하는 상태로 제공될 수 있다. As the material of the
도 10은 상기 서포팅유닛의 재작에 사용되는 각 수지에 대하여 검토한 결과를 설명하는 도표이다. Fig. 10 is a table for explaining the results of examination of each resin used in the rewriting of the above-mentioned supporting unit.
도 10을 참조하면, 본 발명자는 다양한 수지재료를 검토한 바가 있으나, 대부분의 수지가 아웃게싱율 및 물흡수율이 현저히 높아서 사용할 수 없었다. 이에 대략적으로 아웃게싱율과 물흡수율의 조건을 만족하는 수지를 검토하였다. 그 결과 PE재질은 아웃게싱율이 높고 압축강도가 낮아서 사용하기가 부적절하고, PCTFE재질은 가격이 현저하게 높아서 사용하기에 바람직하지 않고, PEEK재질은 아웃게싱율이 높아서 사용하기가 부적절하였다. Referring to FIG. 10, the present inventors have studied various resin materials, but most resins can not be used because their outgrowth rate and water absorption rate are remarkably high. As a result, a resin satisfying the conditions of outgraging rate and water absorption rate was studied roughly. As a result, PE material is inadequate to use due to high outgasing rate and low compressive strength. PCTFE material is not suitable for use because of its high price, and PEEK material is inadequate to use due to high outgasing rate.
이에, 상기 서포팅유닛은 PC(polycarbonate), glass fiber PC, low outgassing PC, PPS(poly phenylene sulfide), 및 LCP(liquid-crystal polymer) 중에서 선택되는 수지를 그 재질로 사용할 수 있는 것을 알아내었다. 그러나 PC의 경우에도 아웃게싱율은 0.19로 낮은 수준이기 때문에, 열을 가하면서 배기하는 베이킹 시간을 일정수준 길게 함으로써 사용할 수 있을 것이다. Accordingly, it has been found that the supporting unit can use a resin selected from a polycarbonate (PC), a glass fiber PC, a low outgassing PC, a polyphenylene sulfide (PPS), and a liquid crystal polymer (LCP). However, in the case of PC, the outage rate is as low as 0.19, so it can be used by extending the baking time to a certain level while heating.
상기 진공공간부의 내부에 사용이 가능할 것으로 예상되는 수지의 재질에 대하여 다양한 연구를 수행하여 최적의 재질을 알아내었다. 이하에서는 수행된 각 연구활동의 결과물을 도면을 참조하여 설명한다. Various studies have been carried out on the material of the resin which is expected to be usable in the vacuum space part to find the optimum material. Hereinafter, the results of each research activity will be described with reference to the drawings.
도 11은 수지의 진공유지능력을 실험한 결과이다. Fig. 11 shows the results of experiments on the vacuum holding ability of the resin.
도 1을 참조하면, 상기 서포팅유닛을 각각의 수지를 사용하여 제작한 다음에 진공을 유지할 수 있는 성능을 시험한 결과를 나타내는 그래프이다. 먼저, 선택된 재질을 사용하여 제작된 서포팅유닛을 에탄올로 세척하고, 저압에서 48시간을 방치하고, 2.5시간 동안 외기에 노출한 다음에 진공단열체에 넣고 90도씨에서 대략 50시간 동안 배기과정을 진행한 다음에 진공유지성능을 측정하였다. Referring to FIG. 1, there is shown a graph showing a result of testing a performance capable of maintaining a vacuum after the supporting unit is manufactured using each resin. First, the supporting unit manufactured using the selected material was washed with ethanol, exposed to outside air for 2.5 hours at a low pressure, put in a vacuum insulation body, and exhausted at 90 degrees Celsius for about 50 hours The vacuum holding performance was measured.
상기 LCP의 경우에는 초기 배기성능은 가장 좋지만 진공유지성능이 나쁜 것을 볼 수 있다. 이는 온도에 민감한 것에 기인한 것으로 예상할 수 있다. 또한, 그래프의 특성을 보건데 5×10-3torr를 최종허용압력이라고 할 때 0.5년 정도의 시간동안 유지할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 서포팅유닛의 재질로는 다른 재질에 비하여 불리하다. In the case of the LCP, the initial evacuation performance is the best, but the vacuum retention performance is poor. This can be expected to be due to temperature sensitivity. Also, it is expected that 5 × 10 -3 torr will be maintained for about 0.5 years if it is the final allowable pressure. Therefore, the material of the supporting unit is disadvantageous compared with other materials.
상기 glass fiber PC(G/F PC)는 배기속도가 빠르지만 진공유지성능이 떨어지는 것을 볼 수 있었다. 이는 첨가물의 영향이 있을 것으로 판단된다. 또한, 그래프의 특성을 보건데 동일조건에서 8.2년 정도의 시간동안 진공성능을 유지할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 서포팅유닛의 재질로는 다른 재질에 비하여 불리하다. It can be seen that the glass fiber PC (G / F PC) has a high exhaust speed but a poor vacuum holding performance. This may be due to the influence of additives. In addition, it is expected that the vacuum performance can be maintained for about 8.2 years under the same conditions. Therefore, the material of the supporting unit is disadvantageous compared with other materials.
상기 low outgassing PC(O/G PC)는 상기 두 재질에 비해서는 진공유지성능이 뛰어나고, 동일조건에서 34년 정도의 시간동안 진공성능을 유지할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나, 초기 배기성능이 떨어져서 제작효율이 떨어지는 단점을 볼 수 있다. The low outgassing PC (O / G PC) is superior to the two materials in terms of vacuum holding performance and is expected to maintain the vacuum performance for about 34 years under the same conditions. However, since the initial exhaust performance deteriorates, the manufacturing efficiency is lowered.
상기 PPS의 경우에는 진공유지성능이 월등히 뛰어나고 배기성능도 우수한 것을 알 수 있다. 따라서, 진공유지성능을 기준으로 할 때에는 PPS의 재질을 서포팅유닛의 재질로 하는 것이 가장 바람직하게 고려된다. In the case of the PPS, it can be seen that the vacuum holding performance is remarkably excellent and the exhaust performance is excellent. Therefore, when the vacuum holding performance is used as a standard, it is most preferable to use the material of the PPS as the material of the supporting unit.
도 12는 PPS와 low outgassing PC에서 방출되는 가스의 성분을 분석한 결과로서, 수평축은 가스의 분자량이고, 수직축은 농도를 나타낸다. 도 6a는 low outgassing PC의 방출가스를 분석한 것으로서, H2계열(Ⅰ), H2O계열(Ⅱ), N2/CO/CO2/O2계열(Ⅲ), 및 탄화수소계열(Ⅳ)이 골고루 방출되는 것을 볼 수 있다. 도 6b는 PPS의 방출가스를 분석한 것으로서, H2계열(Ⅰ), H2O계열(Ⅱ), 및 N2/CO/CO2/O2계열(Ⅲ)이 약한 정도로 방출되는 것을 볼 수 있다. 도 6c는 스테인레스 스틸의 방출가스를 분석한 것으로서, PPS와 유사한 가스가 방출되는 것을 볼 수 있다. 결국, PPS는 스테인레스 스틸과 비슷한 가스의 방출량을 보이는 것을 확인할 수 있었다. FIG. 12 shows the result of analysis of gas components emitted from PPS and low outgassing PC. The horizontal axis represents the molecular weight of the gas and the vertical axis represents the concentration. Figure 6a as the analysis of the emission gas of low outgassing PC, H 2 sequence (Ⅰ), H 2 O series (Ⅱ), N 2 / CO /
상기 분석결과, PPS가 상기 서포팅유닛의 재질로서 우수한 것을 다시 한번 확인할 수 있었다. As a result of the analysis, it was confirmed once again that PPS is excellent as a material of the supporting unit.
도 13은 고온 배기시에 대기압에 의해서 파손되는 최대변형온도를 측정한 결과이다. 이때 상기 바(31)는 2㎜직경으로 30㎜ 미만의 간격으로 제공하였다. 도 13을 참조하면 PE의 경우에는 60도씨에서 파단이 발생하고 low outgassing PC의 경우에는 90도씨에서 파단이 발생하고 PPS의 경우에는 125도씨에서 파단이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. FIG. 13 shows the result of measuring the maximum deformation temperature which is broken by the atmospheric pressure at the time of high temperature exhaust. At this time, the
상기되는 각 분석의 결과 진공공간부의 내부에 사용되는 수지의 재질로는 PPS가 가장 바람직한 것을 알 수 있었다. 그러나, 제조비용의 면에 있어서는 low outgassing PC를 사용할 수도 있을 것이다. As a result of the above analysis, it was found that PPS was the most preferable material for the resin used in the vacuum space portion. However, in terms of manufacturing costs, a low outgassing PC could be used.
도 14는 전도저항쉬트 및 그 주변부의 다양한 실시예를 보이는 도면이다. 도 6에서는 전도저항쉬트가 구조가 간단하게 도시되어 있으나, 본 도면을 통하여 더 상세하게 이해될 수 있을 것이다. 14 is a view showing various embodiments of the conductive resistance sheet and its periphery. In FIG. 6, the conductive resistance sheet is shown in a simplified form, but it can be understood in more detail with reference to the drawings.
먼저, 도 14a에 제시되는 전도저항쉬트는 본체(3)에 적용되는 진공단열체에 바람직하게 적용될 수 있다. 상세하게, 상기 진공단열체의 내부를 진공으로 유지하기 위하여 상기 제 2 플레이트 부재(20)와 상기 제 1 플레이트 부재(10)는 밀봉되어야 한다. 이때 두 플레이트 부재는 각각이 온도가 서로 다르므로 양자 간에 열전달이 발생할 수 있다. 종류가 다른 두 플레이트 부재 간의 열전도를 방지하기 위하여 전도저항쉬트(60)가 마련된다. Firstly, the conductive resistor sheet shown in Fig. 14A can be preferably applied to a vacuum insulator applied to the
상기 전도저항쉬트(60)는 상기 제 3 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하고 진공상태를 유지하도록 그 양단이 밀봉되도록 밀봉부(61)를 가질 수 있다. 상기 전도저항쉬트(60)는 상기 제 3 공간의 벽을 따라서 흐르는 열전도량을 줄이기 위하여 마이크로미터 단위의 얇은 박판으로 제공된다. 상기 밀봉부(61)는 용접부로 제공될 수 있다. 즉, 전도저항쉬트(60)와 플레이트 부재(10)(20)가 서로 융착되도록 할 수 있다. 서로 간의 융착 작용을 이끌어내기 위하여 상기 전도저항쉬트(60)와 플레이트 부재(10)(20)는 서로 같은 재질을 사용할 수 있고, 스테인레스를 그 재질로 할 수 있다. 상기 밀봉부(61)는 용접부로 제한되지 않고 코킹 등의 방법을 통하여 제공될 수도 있다. 상기 전도저항쉬트(60)는 곡선 형상으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 전도저항쉬트(60)의 열전도의 거리는 각 플레이트 부재의 직선거리보다 길게 제공되어, 열전도량은 더욱 줄어들 수 있다. The
상기 전도저항쉬트(60)를 따라서 온도변화가 일어난다. 따라서, 외부와의 열전달을 차단하기 위하여, 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에는 차폐부(62)가 제공되어 단열작용이 일어나도록 하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 저장고의 경우에 제 2 플레이트 부재(20)는 고온이고 제 1 플레이트 부재(10)는 저온이다. 그리고, 상기 전도저항쉬트(60)는 고온에서 저온으로 열전도가 일어나고 열흐름을 따라서 쉬트의 온도가 급격하게 변한다. 그러므로, 상기 전도저항쉬트(60)가 외부에 대하여 개방되는 경우에는 개방된 곳을 통한 열전달이 심하게 발생할 수 있다. 이러한 열손실을 줄이기 위하여 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에는 차폐부(62)가 제공되도록 한다. 예를 들어, 상기 전도저항쉬트(60)가 저온공간 또는 고온공간의 어느 쪽에 노출되는 경우에도, 상기 전도저항쉬트(60)는 노출되는 양만큼 전도저항의 역할을 수행하지 못하기 때문에 바람직하지 않다. A temperature change occurs along the
상기 차폐부(62)는 상기 전도저항쉬트(60)의 외면에 접하는 다공성물질로 제공될 수도 있고, 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에 놓이는 별도의 가스켓으로 예시가능한 단열구조물로 제공될 수도 있고, 본체(3)에 이용되는 진공단열체가 도어(1)가 닫힐 때 대응하는 부분으로 제공될 수도 있다. The
도 14b에 제시되는 전도저항쉬트는 도어(1)에 제공되는 진공단열체에 바람직하게 적용될 수 있고, 도 14a에 대하여 달라지는 부분을 상세하게 설명하고, 동일한 부분은 동일한 설명이 적용되는 것으로 한다. 상기 전도저항쉬트(60)의 바깥쪽으로는 사이드 프레임(70)이 더 제공된다. 상기 사이드 프레임(70)은 도어와 본체와의 실링을 위한 부품과 배기공정에 필요한 배기포트와 진공유지를 위한 게터포트 등이 놓일 수 있다. 이는 본체의 경우에는 부품의 장착이 편리할 수 있지만, 도어의 경우에는 위치가 제한되기 때문이다. The conductive resistance sheet shown in Fig. 14B can be preferably applied to the vacuum insulator provided in the
도어(1)에 이용되는 진공단열체의 경우에 상기 전도저항쉬트(60)는, 진공공간부의 선단부, 즉 모서리 측면부에 놓이기 어렵다. 이는 도어(3)의 모서리 에지부는 본체와 달리 외부로 드러나기 때문이다. 더 상세하게 상기 전도저항쉬트(60)가 진공공간부의 선단부에 놓이면, 상기 도어(3)의 모서리 에지부는 외부로 드러나기 때문에, 상기 전도저항쉬트(60)의 단열을 위하여 별도의 단열부를 구성해야 하는 불리함이 있기 때문이다. In the case of the vacuum heat insulator used for the
도 15는 진공압과 가스전도도(gas conductivity)를 비교하는 그래프이다. 15 is a graph comparing the vacuum pressure and the gas conductivity.
도 15를 참조하면, 상기 진공공간부(50) 내부의 사이 갭의 크기에 따라서 진공압에 따른 가스전도열(gas conductivity)을 실질열전달계수(eK)의 그래프로 나타내었다. 상기 진공공간부의 갭은 2.76mm, 6.5mm, 및 12.5mm의 세 가지 경우로 측정하였다. 상기 진공공간부의 갭은 다음과 같이 정의된다. 상기 진공공간부의 내부에 상기 복사저항쉬트(32)가 있는 경우는 상기 복사저항쉬트와 인접한 플레이트 사이의 거리이고, 상기 진공공간부의 내부에 복사저항쉬트가 없는 경우는 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 사이의 거리이다.Referring to FIG. 15, the gas conductivity according to the vacuum pressure according to the size of the gap in the
폴리우레탄을 발포하여 단열재를 제공하는 종래 저장고의 실질열전달계수 0.0196 W/mk과 대응되는 지점은 갭의 크기가 작아서 2.76mm인 경우에도 2.65×10-1Torr인 것을 볼 수 있었다. 한편, 진공압이 낮아지더라도 가스전도열에 의한 단열효과의 저감효과가 포화되는 지점은 대략 5×10-4Torr인 지점이었다. 또한, 5×10-3Torr보다 높아질 때에는 단열효과가 급격하게 떨어진다. 이 배경하에서 종래 상기 5×10-3Torr의 압력은 가스전도열의 저감효과가 포화되는 지점으로 확정할 수 있다. 따라서, 복사연전달이 없는 최고의 단열성능을 얻기 위해서는 상기 진공공간부의 진공압은 5×10-3Torr 이하로 유지하는 것이 바람직하다. The point corresponding to the actual heat transfer coefficient 0.0196 W / mk of the conventional reservoir for foaming polyurethane and providing the heat insulating material was 2.65 × 10 -1 Torr even when the gap size was 2.76 mm. On the other hand, the point at which the effect of reducing the adiabatic effect due to the gas conduction heat saturates even when the vacuum pressure is lowered is about 5 × 10 -4 Torr. Also, when it is higher than 5 × 10 -3 Torr, the adiabatic effect drops sharply. Under this background, the conventional pressure of 5 × 10 -3 Torr can be determined as a point where the effect of reducing the gas conduction heat is saturated. Therefore, it is preferable that the vacuum pressure of the vacuum space is maintained at 5 x 10 < -3 > Torr or less in order to obtain the best heat insulating performance without radiating and radiating.
이상의 설명에서 볼 수 있는 바와 같이, 진공공간부(50) 내부의 압력은 복사열전달을 줄이기 위하여 가스가 매우 희박한 거의 진공의 상태로 유지한다. 따라서, 플레이트 부재(10)(20) 간에는 상당한 크기의 압력이 가하여지고, 서로 간이 거리가 줄어드는 방향으로 수축력이 가하여진다. 상기 수축력은 열전모듈(40)의 양면에 가하여지는 것은 살펴본 바가 있다. As can be seen from the above description, the pressure inside the
도 16은 열전모듈이 놓이는 부분에서 저장고의 단면도이다. 도 16을 참조하여 열전모듈을 통과하는 열전달의 경로에 대하여 설명한다. Figure 16 is a cross-sectional view of the reservoir at the location of the thermoelectric module. The heat transfer path through the thermoelectric module will be described with reference to FIG.
도 16을 참조하면, 제 1 플레이트 부재(10)의 외면에는 열확산블럭(41)이 놓인다. 열확산블럭(41)의 외측면 대략 가운데 지점에는 열전모듈(40)이 놓인다. 열전모듈(40)의 외측에는 제 2 플레이트 부재(20)의 내측면이 접한다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 외면에는 히트싱크(83)가 놓인다. Referring to FIG. 16, a
이미 살펴 본 바와 같이, 상기 진공공간부(50)는 거의 영에 가까운 진공상태이다. 따라서, 플레이트 부재(10)(20) 간에는 큰 수축력이 작용한다. 상기 열전모듈(40)의 내외측면에 접하는 열확산블럭(41)과 제 2 플레이트 부재(20)는 전도에 의한 열전달이 수행된다. 다시 말하면, 접촉면이 서로 이격되면 열전도가 수행되지 못할 뿐만 아니라, 상기 진공공간부(50)의 내부에 놓이게 되므로 대류작용이 발생하지 못하고, 복사에 의한 열전달만이 일어난다. 그러므로 상기 접촉면이 완벽하게 접촉하도록 하는 것이 중요하다. As described above, the
이 관점에서 상기 진공공간부(50)의 진공압에 의한 플레이트 부재(10)(20) 간의 수축력이, 열전모듈(40)과 열확산블럭(41)의 면접촉, 열전모듈(40)과 제 2 플레이트 부재(20)의 면접촉을 증진하여 열전도의 성능을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 열전모듈(40)과 열확산블럭(41)의 접촉면, 열전모듈(40)과 제 2 플레이트 부재(20)의 접촉면, 및 열확산블럭(41)과 제 1 플레이트 부재(10)의 접촉면에 열 인터페이스 모듈(42b)(42c)(42d)를 개입하여 열전도를 더욱 증진시킬 수 있다. The contraction force between the
여기서 사용하는 열 인터페이스로는, 인듐 또는 납으로 예시하는 금속재질을 사용할 수 있다. 이에 따라서, 상기 진공공간부(50)의 내부에서 아웃게싱(outgassing)의 영향을 최소화할 수 있다. As the thermal interface used herein, a metal material exemplified by indium or lead can be used. Accordingly, the influence of outgassing inside the
다른 경우로서, 상기 히트싱크(83)와 제 2 플레이트 부재(20)의 접촉면에 사용되는 열 인터페이스 모듈(42a)로는 히트 그리스(heat grease)를 사용할 수 있다. 이는 그 접촉면이 상기 진공공간부(50)의 외부이므로 아웃게싱의 영향이 없기 때문이다. As another example, a heat grease may be used as the
도 17은 열확산블럭과 제 1 플레이트 부재의 체결을 설명하는 도면이다. 17 is a view for explaining the fastening of the thermal diffusion block and the first plate member;
이미 설명한 바와 같이 각 부재 간의 접촉면의 품질이 열전도 성능을 결정한다. 따라서 상기 열확산블럭(41)과 상기 제 1 플레이트 부재(10)의 체결은 볼트와 너트를 이용하여 강한 체결력을 확보하는 것이 바람직하다. As described above, the quality of the contact surface between the respective members determines the heat conduction performance. Therefore, it is preferable to secure the fastening force between the
도 17을 참조하면, 제 1 플레이트 부재(10)에는 용접 등의 방법으로 너트(96)를 체결한다. 상기 열확산블럭(41)에는 머리부가 크게 형성되는 홀을 제공하여 상기 머리부에 너트(96)가 놓이도록 한다. 이후에는 상기 홀과 너트(96)를 관통하도록 볼트(95)를 체결한다. 상기 볼트(95)와 상기 너트(96)가 서로 체결되는 개소는 열확산블럭(41)의 전체에서 4~6군데 정도로 제공될 수 있다. 상기 열확산블럭(41)과 상기 제 1 플레이트 부재(10)의 접촉면에는 금속을 재질로 하는 열 인터페이스 모듈(42a)이 삽입될 수 있다. 17, the
도 18은 상기 제 2 플레이트 부재와 상기 히트싱크의 체결을 설명하는 도면이다. 18 is a view for explaining the engagement of the second plate member and the heat sink.
이미 설명한 바와 같이 각 부재 간의 접촉면의 품질이 열전도 성능을 결정한다. 따라서 상기 히트싱크(83)과 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 체결은 볼트와 너트를 이용하여 강한 체결력을 확보하는 것이 바람직하다. As described above, the quality of the contact surface between the respective members determines the heat conduction performance. Therefore, it is preferable that the
도 18을 참조하면, 제 2 플레이트 부재(20)에는 용접 등의 방법으로 너트(96)를 체결한다. 상기 히트싱크(83)에는 머리부가 크게 형성되는 홀을 제공하여 상기 머리부에 너트(96)가 놓이도록 한다. 이후에는 상기 홀과 너트(96)를 관통하도록 볼트(95)를 체결한다. 상기 볼트(95)와 상기 너트(96)가 서로 체결되는 개소는 상기 히트싱크(83)의 전체에서 6~10군데 정도로 제공될 수 있다. 상기 히트싱크(83)과 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 접촉면에는 히트 그리스를 이용하는 액상의 열 인터페이스 모듈이 삽입될 수 있다. 18, the
도 19는 열전모듈과 제 2 플레이트 부재의 접촉면을 확대하는 도면이다. 19 is an enlarged view of a contact surface between the thermoelectric module and the second plate member;
도 19를 참조하면, 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 얇은 판으로 제공되고, 열전모듈(40)은 세라믹으로 제공된다. 상기 진공공간부(50)에 기인하는 수축력이 제 2 플레이트 부재(20)에 가하여지면, 상기 열전모듈(40)의 에지부에서는 제 2 플레이트 부재(20)가 선접촉하고 상기 열전모듈(40)의 중앙부에서는 제 2 플레이트와 상기 열전모듈(40)이 서로 이격될 수 있다. 이는 서포팅유닛(35)에 제공되는 바(31)의 간격을 조절하는 것에 의해서 발생할 수 있다. 이 경우에는 열전도 성능이 떨어진다. Referring to FIG. 19, the
이 문제를 해소하기 위하여 상기 열 인터페이스 모듈(42b)로는 인듐이나 납을 사용할 수 있다. In order to solve this problem, indium or lead may be used as the
상기 인듐은 녹는점은 156도씨로서 온도가 낮다. 따라서, 진공공간부(50)의 진공도를 설정치로 인가한 다음에, 인듐이 적용되는 상기 열 인터페이스 모듈(42b)을 가열함으로써, 상기 열전모듈(40)의 중앙부에서 제 2 플레이트와 상기 열전모듈(40)이 서로 이격될 수 있는 부분을 메워 줄 수 있다. 이 경우에는 열전도성능의 저하를 방지할 수 있다. The melting point of indium is 156 ° C. and the temperature is low. Therefore, by heating the
상기 납은 녹는점이 327도씨이지만 무른 성질을 가지고 있다. 따라서, 진공공간부(50)의 진공도를 설정치로 인가하여 제 2 플레이트 부재(20)에 변형이 발생하면, 납이 적용되는 상기 열 인터페이스 모듈(42b)이 상기 열전모듈(40)의 중앙부에서 제 2 플레이트와 상기 열전모듈(40)이 서로 이격될 수 있는 부분을 메워 줄 수 있다. 이 경우에는 열전도 성능의 저하를 방지할 수 있다. The lead has a melting point of 327 degrees, but has a loose property. Therefore, when the degree of vacuum of the
*상기 열확산블럭(41)과 상기 열전모듈(40)의 접촉면에도 마찬가지의 구성으로 제공하여 접촉면에 대한 열전도 성능의 향상을 얻을 수 있다. The
도 20 및 도 21을 참조하여, 열전모듈의 전원인가를 위한 구성에 대하여 설명한다. 20 and 21, a configuration for applying power to the thermoelectric module will be described.
도 20은 열전모듈의 주변부를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다. 20 is an exploded perspective view showing the peripheral portion of the thermoelectric module in an exploded manner.
도 20을 참조하면, 서포팅유닛(30)에는 지지 플레이트(35)에 소정의 간격으로 끼워지는 복사저항쉬트(32)가 적어도 두 장 이상 마련된다. 상기 복사저항쉬트(32)는 지지 플레이트(35)를 연결하는 바(31)에 소정의 간격을 가지고서 지지될 수 있다. 여기서 각각의 복사저항쉬트(32)의 사이에는 스페이서가 놓일 수 있다. 20, the supporting
상기 열전모듈(40)이 놓이는 곳에는 서포팅유닛(30)이 제공되지 않고, 열전모듈(40)과 열확산블럭(41)이 플레이트 부재(10)(20)에 직접 접하도록 할 수 있다. The
상기 열전모듈(40)에 전원을 인가하기 위하여, 한 쌍의 와이어(213)가 전원홀(22)로부터 열전모듈(40)까지 연장될 수 있다. 상기 한 쌍의 와이어(213)는 아웃게싱을 없애기 위하여 피복이 벗겨진 도선의 상태로 제공될 수 있다. 상기 한 쌍의 와이어(213)에는, 벤딩 시에 서로 간의 단락을 막고, 진공공간부의 내부에 놓이는 각 부품의 접촉을 막기 위하여, 수지재의 돌출 피복(214)이 제공될 수 있다. 상기 돌출 피복(214)은 인접하는 부품이 소정의 간격을 가지고 제공될 수 있다. 이때 돌출 피복(214)이 없이 구리를 재질로 하는 도선이 벤딩되어 소정의 벤딩가공을 수행할 수 있다. A pair of
상기 돌출 피복(214)는 서포팅유닛(30)을 제공하는 재질과 같이 아웃게싱이 작은 재질을 사용할 수 있다. 예를 들어, PC(polycarbonate), glass fiber PC, low outgassing PC, PPS(poly phenylene sulfide), 및 LCP(liquid-crystal polymer)를 사용할 수 있다. 더욱 바람직하기는 서포팅유닛과 같은 재질인 PPS를 사용할 수 있다. 상기 피복이 전체적으로 아웃게싱이 작은 PC(polycarbonate), glass fiber PC, low outgassing PC, PPS(poly phenylene sulfide), 및 LCP(liquid-crystal polymer)를 이용하는 경우에는 피복이 전체적으로 제공되도록 할 수도 있다. 그러나, 일반적인 전선피복은 가소성인 염화비닐수지를 이용하고 있으므로, 상기 돌출피복(214)을 이용할 수도 있다. The protruding
상기 와이어(213)가 통과하는 경로 상에서 와이어(213)의 단락을 방지하기 위하여, 상기 복사저항쉬트(32)의 전체영역에서 소정의 영역은 절개될 수 있다. 구체적으로 상기 와이어(213)이 지나가는 경로 상에, 상기 복사저항쉬트(32)가 절개되어 와이어 안내부(324)를 제공할 수 있다. 상기 와이어 안내부(324)는 열전모듈(40)이 놓이는 열전모듈 놓임부(322)와 함께 절개될 수 있다. In order to prevent shorting of the
상기 진공공간부(50)를 진공으로 하기 위하여 상기 배기포트(21)를 통해서는 배기가 이루어진다. 상기 배기포트(21)로는 공기배출과정의 초기에 강한 유속이 발생할 수 있다. 상기 강한 유속에 의한 복사저항쉬트(32)의 변형 및 서로 간의 접촉을 막기 위하여, 복사저항쉬트(32)에서 상기 배기포트(21)와 대응되는 위치는 절개되어 배기포트 놓임부(323)를 제공할 수 있다. 상기 배기포트 놓임부(323)는 상기 와이어 안내부(324)과 함께 절개될 수 있다. Exhaust is made through the
도 21은 전원홀을 막는 밀봉단자의 작용을 설명하는 도면이다. 21 is a view for explaining the action of the sealing terminal closing the power supply hole.
도 21을 참조하면, 상기 밀봉단자(71)에는 예를 들어 원통형의 밀봉프레임(74)이 포함된다. 상기 밀봉프레임(74)의 형상은 상기 전원홀(22)의 형상과 유사한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 밀봉프레임(74)의 중앙에는 두 개의 전원단자(72)가 통과할 수 있다. 상기 전원단자(72)와 상기 밀봉프레임(74)의 간격에는 봉입재(73)로 밀봉될 수 있다. 상기 봉입재(73)는 유리를 재질로 할 수 있다. Referring to Fig. 21, the sealing
상기 전원단자(72)가 상기 전원홀(22)의 안으로 들어가서, 전원단자(72)의 일단부가 상기 와이어(213)와 연결될 수 있다. 상기 전원단자(72)의 타단부는 외부의 전원과 연결될 수 있다. 밀봉프레임(74)이 전원홀(22)를 덮고서 밀봉프레임(74)과 제 2 플레이트 부재(20)를 용접하여 부재 간의 간격을 밀봉할 수 있다. The
도 22는 실시예에 따른 저장고를 실험한 결과를 보이는 그래프이다. 22 is a graph showing a result of an experiment of a storage room according to an embodiment.
도 22를 참조하면, 진공공간부(50)의 간격을 10mm, 저장고의 내부용량을 11.리터, 열전모(40)는 엘지 이노텍의 N49를 사용하고, 50W의 전력을 인가하고, 저장고의 내부에 500cc의 음료를 놓아 두었다. Referring to FIG. 22, the interval of the
상기와 같은 구성으로 제공하여 저장고의 내부 온도가 25도씨에서 15도씨까지 떨어지는 시간을 측정한 결과, 0.9시간이었다. 뿐만 아니라, 그 이후에도 영하의 온도로도 충분히 떨어지고 영하 19도씨에도 이를 수 있는 것을 확인하였다. As a result of measuring the time when the internal temperature of the storage container dropped from 25 degrees Celsius to 15 degrees Celsius degrees, it was 0.9 hours. In addition, it has been confirmed that the temperature can be lowered to minus 19 degrees Celsius after falling sufficiently below.
이상의 실시예에 있어서는 저장고가 냉장고로 이용하는 경우를 중심으로 설명하였다. 그러나, 열전모듈(40)에 공급되는 전류의 방향을 스위칭함으로써 상기 저장고(200)는 온장고로도 사용할 수 있는 것은 용이하게 예상할 수 있을 것이다. In the above embodiment, the case where the storage room is used as a refrigerator has been mainly described. However, by switching the direction of the current supplied to the
본 발명에 따르면 진공단열체에 열전모듈을 이용하여 저장고를 제공할 수 있다. 나아가서, 차량용에 적합한 저장고를 제공할 수 있다. 따라서, 소비자의 니즈를 더욱 증진시킬 수 있고, 산업상의 적용이 크게 기대된다. According to the present invention, it is possible to provide a vacuum storage container using a thermoelectric module. Further, it is possible to provide a storage space suitable for a vehicle. Therefore, it is possible to further enhance the needs of the consumer, and the industrial application is highly expected.
1: 도어
2: 피팅부
3: 본체
40: 열전모듈
41: 열확산블럭
83: 히트싱크
100: 차량
200: 차량용 저장고1: Door
2: Fitting portion
3: Body
40: thermoelectric module
41: thermal diffusion block
83: Heatsink
100: vehicle
200: Car storage
Claims (14)
상기 제 1 공간과 온도가 다른 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하고 진공압에 대하여 휘어질 수 있는 제 2 플레이트 부재;
상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 제 3 공간을 제공할 수 있도록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
상기 제 3 공간을 유지하는 서포팅유닛;
상기 제 3 공간에 놓이고, 열전효과에 의해서 온도가 서로 다르게 제공될 수 있는 제 1 면과 제 2 면을 가지는 열전모듈;
제 3 면과 제 4 면을 가지고, 상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 일면에 상기 제 3 면과 상기 제 3 면 중의 어느 일면이 접하여 열교환하고, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재에 비하여 두껍게 마련되는 열확산블럭; 및
상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 타면과 열교환하고, 상기 제 1 공간 또는 제 2 공간에 놓이는 히트싱크가 포함되고,
상기 서포팅유닛에는,
상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재의 사이에 제공되는 바; 및
상기 바에 지지되는 적어도 한 장의 복사저항쉬트가 포함되고,
상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 일면과 접하지 않는, 상기 제 3 면과 상기 제 4 면 중의 어느 일면은, 상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면에 비하여 넓게 제공되고,
상기 히트싱크는 상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 타면에 비하여 넓은 열전달 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열체.A first plate member defining at least a portion of the wall for the first space and being capable of flexing against the vacuum pressure;
A second plate member defining at least a portion of a wall for a second space different in temperature from the first space and being capable of flexing against a vacuum pressure;
A sealing part sealing the first plate member and the second plate member so as to provide a third space which is a space between the temperature of the first space and the temperature of the second space and is a vacuum space;
A supporting unit for maintaining the third space;
A thermoelectric module placed in the third space and having a first surface and a second surface, the temperature of which can be differentiated by the thermoelectric effect;
A third surface and a fourth surface, wherein one surface of the first surface and the second surface of the thermoelectric module is in contact with any one of the third surface and the third surface to perform heat exchange, and the first plate member and the second plate A thermal diffusion block thicker than the plate member; And
And a heat sink for heat exchange with the other surface of the first surface and the second surface of the thermoelectric module and placed in the first space or the second space,
In the supporting unit,
A bar provided between the first plate member and the second plate member; And
At least one radiation resistance sheet supported on the bar,
Wherein none of the third surface and the fourth surface, which is not in contact with one surface of the first surface and the second surface of the thermoelectric module, is provided wider than the first surface and the second surface of the thermoelectric module,
Wherein the heat sink has a larger heat transfer area than the other surfaces of the first and second surfaces of the thermoelectric module.
상기 열확산블럭은 상기 제 1 플레이트 부재에 접하고, 상기 열전모듈은 상기 제 2 플레이트 부재에 접하고, 상기 히트 싱크는 상기 제 2 플레이트 부재에 접하는 진공단열체. The method according to claim 1,
Wherein the thermal diffusion block is in contact with the first plate member, the thermoelectric module is in contact with the second plate member, and the heat sink is in contact with the second plate member.
상기 제 1 플레이트 부재의 내면에 체결되는 너트; 및
상기 열확산블럭을 개입하고 상기 너트와 체결되는 볼트가 포함되는 진공단열체. 3. The method of claim 2,
A nut fastened to an inner surface of the first plate member; And
And a bolt fastened to the nut through the thermal diffusion block.
상기 제 2 플레이트 부재의 외면에 체결되는 너트;
상기 히트싱크를 개입하고 상기 너트와 체결되는 볼트; 및
상기 히트싱크와 상기 제 2 플레이트의 접촉면에 개입하는 액상의 열 인터페이스 모듈이 포함되는 진공단열체. 3. The method of claim 2,
A nut fastened to an outer surface of the second plate member;
A bolt interposed between the heat sink and the nut; And
And a liquid interface module interposed between the heat sink and the second plate.
상기 열전모듈 및 상기 열확산블럭 중 적어도 어느 하나의 양면에는 열 인터페이스 모듈이 개입되는 진공단열체. The method according to claim 1,
Wherein at least one of the thermoelectric module and the thermal diffusion block has a thermal interface module interposed therebetween.
상기 열 인터페이스 모듈은 금속을 재질로 하는 진공단열체. 6. The method of claim 5,
Wherein the thermal interface module is made of a metal.
상기 금속은 인듐 또는 납인 진공단열체. The method according to claim 6,
Wherein the metal is indium or lead.
상기 열전모듈로 전원을 인가할 수 있도록 와이어가 포함되고,
상기 와이어에는,
내부의 도선; 및
상기 도선의 외부를 적어도 일부를 피복하는 수지재의 피복이 포함되는 진공단열체. The method according to claim 1,
The thermoelectric module includes a wire for applying power to the thermoelectric module,
In the wire,
Internal conductors; And
Wherein a coating of a resin material covering at least a part of the outside of the conductor is included.
상기 수지재의 재질은, PC(polycarbonate), glass fiber PC, low outgassing PC, PPS(poly phenylene sulfide), 및 LCP(liquid-crystal polymer) 중의 적어도 하나를 사용하는 진공단열체. 9. The method of claim 8,
Wherein the resin material is at least one of polycarbonate (PC), glass fiber PC, low outgassing PC, polyphenylene sulfide (PPS), and liquid-crystal polymer (LCP).
상기 피복은 서로 이격되어 상기 도선을 피복하는 돌출 피복인 진공단열체. 9. The method of claim 8,
Wherein the coating is a protruding coating which is spaced apart from each other to cover the conductor.
상기 플레이트 부재에는 게터포트가 더 제공되는 진공단열체. The method according to claim 1,
And the plate member is further provided with a getter pot.
외부공간으로부터 상기 본체를 개폐할 수 있도록 제공되는 도어가 포함되고,
상기 본체 및 상기 도어 중의 적어도 하나는 진공단열체로 제공되고,
상기 진공단열체에는,
상기 내부공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재;
상기 외부공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재;
상기 내부공간의 온도와 상기 외부공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 진공공간부를 제공할 수 있도록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
상기 진공공간부를 유지하는 서포팅유닛;
상기 진공공간부에 놓이고, 열전효과에 의해서 온도가 서로 다르게 제공될 수 있는 제 1 면과 제 2 면을 가지는 열전모듈;
상기 열전모듈로 전원을 인가하는 와이어;
제 3 면과 제 4 면을 가지고, 상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 일면에 상기 제 3 면과 상기 제 3 면 중의 어느 일면이 접하여 열교환하여 열을 확산하고, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재에 비하여 두껍게 마련되는 열확산블럭; 및
상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 타면과 열교환하고, 상기 외부공간에 놓이는 히트싱크가 포함되고,
상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 일면과 접하지 않는, 상기 열확산블럭의 제 3 면과 제 4 면 중의 어느 일면은 상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면에 비하여 넓게 제공되고,
상기 진공공간부의 진공압에 의해서 상기 열전모듈의 양면은 강하게 면접되는 저장고.A body provided with an internal space capable of storing the storage; And
And a door provided to open and close the main body from an external space,
Wherein at least one of the body and the door is provided as a vacuum insulator,
In the vacuum heat insulating member,
A first plate member defining at least a portion of the wall for the interior space;
A second plate member defining at least a portion of a wall for said outer space;
A sealing part sealing the first plate member and the second plate member to provide a vacuum space part between the temperature of the internal space and the temperature of the external space, which is a vacuum space;
A supporting unit for holding the vacuum space part;
A thermoelectric module placed in the vacuum space and having a first surface and a second surface, the temperature of which can be differentiated by a thermoelectric effect;
A wire for applying power to the thermoelectric module;
Wherein one surface of the first surface and the second surface of the thermoelectric module is in contact with one of the third surface and the third surface and is heat-exchanged to diffuse heat, and the first plate member And a thermal diffusion block thicker than the second plate member; And
A heat sink for heat exchange with the other surface of the first surface and the second surface of the thermoelectric module and placed in the outer space,
Wherein none of the third surface and the fourth surface of the thermal diffusion block which is not in contact with one surface of the first surface and the second surface of the thermoelectric module is provided wider than the first surface and the second surface of the thermoelectric module,
And both sides of the thermoelectric module are strongly interfaced by the vacuum pressure of the vacuum space part.
상기 플레이트 부재에는 게터포트가 더 제공되는 저장고. 13. The method of claim 12,
Wherein the plate member is further provided with a getter port.
외부공간으로부터 상기 본체를 개폐할 수 있도록 제공되는 도어; 및
적어도 상기 본체와 차량과의 사이 간격에 제공되어, 상기 본체가 상기 차량의 정확한 위치에 자리잡을 수 있도록 하는 피팅부가 포함되고,
상기 본체 및 상기 도어 중의 적어도 하나는 진공단열체로 제공되고,
상기 진공단열체에는,
상기 내부공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재;
상기 외부공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재;
상기 내부공간의 온도와 상기 외부공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 진공공간부를 제공할 수 있도록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
상기 진공공간부를 유지하는 서포팅유닛;
상기 진공공간부에 놓이고 상기 제 1 플레이트 부재와 면접촉하고, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재에 비하여 두껍게 마련되는 열확산블럭;
상기 진공공간부에 놓이고, 양면이 상기 열확산블럭 및 상기 제 2 플레이트 부재와 면접하여 열교환할 수 있도록, 열전효과에 의해서 온도가 서로 다르게 제공될 수 있는 제 1 면과 제 2 면을 가지는 열전모듈;
상기 열전모듈로 전원을 인가하는 와이어; 및
상기 제 2 플레이트 부재와 열교환하고 상기 외부공간에 놓이는 히트싱크가 포함되고,
상기 열확산블럭 및 상기 히트싱크 중의 적어도 하나는, 상기 플레이트 부재와 볼트와 너트를 이용하여 체결되고,
상기 열확산블럭과 상기 제 1 플레이트부재의 접촉면은 상기 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면에 비하여 넓게 제공되는 차량용 저장고.A body provided with an internal space capable of storing the storage;
A door provided to open and close the main body from an external space; And
A fitting portion provided at least in an interval between the main body and the vehicle so as to allow the main body to be positioned at an accurate position of the vehicle,
Wherein at least one of the body and the door is provided as a vacuum insulator,
In the vacuum heat insulating member,
A first plate member defining at least a portion of the wall for the interior space;
A second plate member defining at least a portion of a wall for said outer space;
A sealing part sealing the first plate member and the second plate member to provide a vacuum space part between the temperature of the internal space and the temperature of the external space, which is a vacuum space;
A supporting unit for holding the vacuum space part;
A thermal diffusion block placed in the vacuum space and in surface contact with the first plate member and thicker than the first plate member and the second plate member;
A thermoelectric module having a first surface and a second surface that can be provided at different temperatures by a thermoelectric effect so that both surfaces of the thermoelectric module are placed in the vacuum space portion and both surfaces thereof can be heat-exchanged with the thermal diffusion block and the second plate member, ;
A wire for applying power to the thermoelectric module; And
And a heat sink for heat exchange with the second plate member and in the outer space,
At least one of the heat diffusion block and the heat sink is fastened using the plate member, the bolt and the nut,
Wherein a contact surface between the thermal diffusion block and the first plate member is provided wider than a first surface and a second surface of the thermoelectric module.
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