KR950002256Y1

KR950002256Y1 - Cooler used heat pump

Info

Publication number: KR950002256Y1
Application number: KR2019910005714U
Authority: KR
Inventors: 장민호
Original assignee: 장민호
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1995-03-29
Also published as: KR920020012U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Cooler for Electronic Components

제1도는 본 고안의 전기적 열펌프의 구조도.1 is a structural diagram of an electric heat pump of the present invention.

제2도는 본 고안의 사시도.2 is a perspective view of the present invention.

제3도는 본 고안의 사용상태 단면도.3 is a cross-sectional view of the use state of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 단열부 11 : 구멍1: heat insulation part 11: hole

2 : 냉각판 3 : 알루미늄기판2: cooling plate 3: aluminum substrate

31 : 지지봉 4 : 망체31: support rod 4: mesh

5 : 판 51 : 구멍5: plate 51: hole

52 : 하우징 6 : 팬52 housing 6: fan

100 : 열펌프100: heat pump

본 고안은 열 전기적 시스템을 이용한 모듈러판으로 된 열펌프를 이용한 냉매가 필요없는 냉각기에 관한 것으로, 특히 정보, 전자 분석, 광학, 의학기기 등의 소형 전자부품에 밀착되어 냉각시키도록 함에 적당하도록 안출된 전자부품용 냉각기에 관한 것이다.The present invention relates to a cooler that does not require a coolant using a heat pump made of a modular plate using a thermoelectric system. It relates to a cooler for electronic components.

일반적으로 냉각장치로는 통상 냉매가스를 압축하여 순환시키는 방식으로 증발기를 통해 냉각을 유도하게 한 것으로 냉매배관시스템(압축기, 응축기, 증발기) 등으로 그 부피가 매우 크게 될 뿐만 아니라 냉매로써의 프레온가스 등은 환경공해의 요인으로 범세계적으로 그 사용규제를 추진중에 있는 것이며, 특히 소형화가 되지 못하는 단점이 있는 것이었다.In general, the cooling device is to induce cooling through the evaporator by compressing and circulating the refrigerant gas in general, and the volume of the refrigerant pipe system (compressor, condenser, evaporator), etc. is very large and the freon gas as the refrigerant. The government is promoting the use of this product worldwide as a factor of environmental pollution, and in particular, it has a disadvantage that it cannot be miniaturized.

따라서 본 고안은 이상과 같은 문제점을 해결하고자 최근 이론이 정립된 열펌프 방식을 이용하여서 된 모듈러판으로써 본 고안의 냉각기에 적용케 한 것으로 고체소자로된 열펌프는 고성능 수정반도체 재료로 되어 전류가 열펌프를 관류하면서 더모커플에 거쳐 온도 편차를 만들어내는데 최대 7℃ 이상이다.Therefore, the present invention is applied to the cooler of the present invention as a modular plate using a heat pump method established recently theory to solve the above problems, heat pump made of solid-state element is a high-performance quartz semiconductor material Through the heat pump, the temperature difference is increased by more than 7 ° C through the thermocouple.

이러한 고체 열펌프는 필터(peltier)효과를 발견하면서 알려졌는데, 실제적 사용은 반도체 더모커플의 발달과 더불어 최근에 이루어진 것으로 커플은 전기적으로 직렬열적으로 병렬로 연결되어 모듈러도 통합된 구성체로써 모듈러는 다시 금속처리된 세라믹판에 포장되어 최적의 절연성과 열전도성을 띄며 압력에 대한 기계적 강도를 갖게 되는 것으로 모듈러는 병렬로 연결해서 열이전 효과를 증대시킬 수도 있고 복층으로 쌓아서 높은 온도편차의 열을 낼 수가 있게 되는 것이다.These solid heat pumps were known by discovering the peltier effect. The practical use was recently made with the development of semiconductor thermocouples. Couples are electrically connected in series and in parallel, and modular is integrated again. Packaged in a metal plated ceramic plate for optimum insulation and thermal conductivity and mechanical strength against pressure, the modular can be connected in parallel to increase the heat transfer effect, and can be stacked in multiple layers to produce heat with high temperature deviations. Will be.

이러한 더모 커플인 모듈러의 작용은 전자가 한 반도체에서 다른 반도체로 이동하면서 열형태의 에너지를 흡수, 낮은에너지 상태에서 고에너지 상태로 가게 된다.The action of this modular coupler is that electrons move from one semiconductor to another, absorbing thermal energy and moving from a low energy state to a high energy state.

즉 전원을 공급하면 전자가 시스템을 통과하는데 필요한 에너지를 얻게 되고, 뜨거운 접합점은 열교환기에 접속되어 과열은 외기로 방출 한다. 이러한 전자냉각기는 고체소자로써 유체나 기체 등 유동부품이 없는 열펌프의 기능을 갖는 것이다.When the power is supplied, the electrons get the energy needed to pass through the system, the hot junction is connected to the heat exchanger, and the superheat is released to the outside air. The electronic cooler is a solid element having a function of a heat pump without a fluid or a gas or a moving part.

이러한 전기 냉각 연결을 두 요소의 반도체로 만드는데 기본적으로는 도면 제1도에서와 같은 비스무트(Bi)와 텔루르(Te)로 불순물을 주입하여 전자의 N형과 P형의 전기적 도체이며 열전달체인 소자(101)를 형성하여 전기적으로는 직렬 열적으로는 병렬관계가 되게 그 상하면에 각 소자(101)가 직렬연결되게 전기적 연결층(102)과 그 외부로 전기적 절연층 및 열전달 기능을 갖는 세라믹판(103)을 두어 최대한의 열교환과 기계적 강도를 갖게 함과 동시에 그 상하부로 냉판(104) 및 온판(105)을 결합하여서 열펌프(100)를 구성한다. 이러한 열펌프(100)에서 냉판(104)에서 온판(105)으로 흡수되는 고열이 이송되는 것은 회로를 흐르는 자유전자가 전류와 연결쌍의 숫자에 비례하며 각 쌍들은 전기적으로 직렬열적으로 병렬연결된 모듈러로 조립되어 상업화된 단위부품으로 구성된 것이다.This electric cooling connection is made into a semiconductor of two elements. Basically, impurities are injected into bismuth (Bi) and tellurium (Te), as shown in FIG. 1, to form N-type and P-type electrical conductors of electrons. 101 to form an electrical connection in series and thermally parallel to each other in the electrical connection layer 102 and the ceramic plate 103 having an electrical insulating layer and the heat transfer function to the outside of each of the elements (101) in series connected in series The heat pump 100 is configured by combining the cold plate 104 and the hot plate 105 with the upper and lower portions thereof while maintaining maximum heat exchange and mechanical strength. The transfer of high heat absorbed from the cold plate 104 to the on-board 105 in the heat pump 100 is proportional to the number of free electrons flowing through the circuit and the pair of currents, and the pairs are electrically connected in series and in parallel. It is composed of unit parts assembled and commercialized.

이러한 열펌프를 이용하여 차가워지는 냉판을 전자부품에 밀착하여 냉각시키므로써 전자부품의 열에 의한 기능에러를 없게 한 것으로, 이하에서 이를 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.By using the heat pump to cool the cold plate in close contact with the electronic component to prevent the functional error due to the heat of the electronic component, which will be described in detail by the accompanying drawings as follows.

중앙에 열펌프설치용 구멍(11)을 가지는 단열부(1)의 전면에 세라믹 재질의 냉각판(2)을 부설하고 그 내측으로 열펌프(100)의 냉판(104)이 접촉되게 부설됨과 동시 그 이면의 온판(105)은 상기 단열부(1)와 함께 알루미늄기판(3)에 밀접되게 부착설치되고, 그 이면으로 사방에 돌설된 지지봉(31)의 내부에 안착설치되는 원통형의 망체(4)가 결합되고 상기 지지봉에 지지되어 결합되는 구멍(51)을 가지는 판(5) 외측방으로 하우징(52)이 돌설되어 내부에 팬(6)이 설치된 구성이다.The cooling plate 2 of ceramic material is laid on the front surface of the heat insulating part 1 having the heat pump installation hole 11 at the center thereof, and the cold plate 104 of the heat pump 100 is placed in contact therewith. On-board 105 of the rear surface is attached to the aluminum substrate (3) closely attached to the heat insulating portion 1, the cylindrical mesh 4 to be installed in the back of the support rods 31 protruding in all directions Is coupled and the housing 52 protrudes outward of the plate 5 having a hole 51 coupled to and supported by the support rod, and a fan 6 is installed therein.

도면중 미설명 부호(7)은 DC전원을 입력시켜 열펌프 및 팬을 가동 시키기 위한 터미널블록이고, (8)은 냉각시킬 전자부품이다.In the figure, reference numeral 7 denotes a terminal block for operating a heat pump and a fan by inputting DC power, and 8 denotes an electronic component to be cooled.

이상과 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 살펴보면 터미널블록(7)으로 DC전원을 공급받아 열펌프(100)에 전류가 지나므로써 열전자의 이동에 따라 단열부(1)전면에 노출된 냉각판(2)을 차가워지고 그 이면의 온판(105)은 더워지는데 이 온기가 알루미늄기판(3)을 거쳐 열발산되는데, 이때 팬(6)의 작용으로 온기를 방열, 냉각이 촉진되게 하는 것으로 이때 망체(4)는 알루미늄기판에 접하여 설치되므로서 열전달을 받아 방열판의 작용보조하며 팬(10)의 공냉과 더불어 방열작용을 촉진한다.Looking at the working effect of the present invention configured as described above by receiving a DC power supply to the terminal block (7), the current through the heat pump 100, the cooling plate (2) exposed to the front surface of the heat insulating part (1) in accordance with the movement of hot electron ) And the onboard 105 of the back surface becomes hot, and the warmth is heat-dissipated through the aluminum substrate (3). At this time, the heat is radiated and the cooling is promoted by the action of the fan (6). ) Is installed in contact with the aluminum substrate to assist the operation of the heat sink by receiving heat transfer and to promote the heat dissipation action with air cooling of the fan (10).

이렇게 냉각되는 냉각판(2)을 전자부품(8)을 밀접되게 설치하여 사용하므로써 열화에 의한 기능저하를 일소시키는 작용을 한다.The cooling plate 2 cooled in this manner is used by closely installing the electronic component 8, thereby eliminating the functional deterioration due to deterioration.

여기서 중요하게는 열펌프(100)가 직접 알루미늄기판(3)이나 냉각판(2)에 직접 접촉되지 않고 플레이트 즉 냉온판(104,105)을 통해 열전달을 이루게 한 구조는 매우 중요한 기술로써 냉온측의 간격이 거의 없기 때문에 그 공간에서 상쇄되는 열 손실을 억제하기 위함이며, 이로인한 온도편차에 따른 결로현상의 발생을 억제하기 위함이다.Importantly, the heat pump 100 is not directly in contact with the aluminum substrate 3 or the cooling plate 2, but the heat transfer through the plates, that is, the cold plates 104 and 105, is a very important technology. This is to suppress the heat loss canceled in the space because there is little, and to suppress the occurrence of condensation due to the temperature deviation.

즉, 차가운 면의 냉판(104)은 차가워진 에너지를 냉각판(2)에 접속하여 그 에너지를 저장하는(보냉)역할을 한다.That is, the cold side cold plate 104 connects the cold energy to the cold plate 2 and stores the energy (cold storage).

또한 본 고안에서 냉각판(2)의 면적을 알루미늄기판(3)보다 작게 형성하는 것은 다음과 같은 이유에서다.In addition, the present invention is to form the area of the cooling plate 2 smaller than the aluminum substrate 3 for the following reasons.

열펌프의 원리는 한족면에서 다른 한면으로 열을 이동(뺏어가는)하는 것이다. 따라서 한면(Cold)이 차가워지면 다른 한면(Hot)은 뜨거워지는 것이다. 이와같이 동작하기 때문에 열을(더워진 열을)되도록 빨리 방출하여야만 차가운 면이 더욱 차가워지는 것이다.The principle of a heat pump is to transfer (take away) heat from one foot to the other. Therefore, when one side is cold, the other side is hot. Because it works like this, the cold side gets colder only if it needs to be released as quickly as possible (heated heat).

즉 차가운 면보다 뜨거운 면이 커야만 열방출을 쉽게하여 재성능을 발휘할 수 있는 것이다.That is, the hot side must be larger than the cold side to facilitate heat dissipation, thereby exerting re-performance.

이상과 같이 구성되고 작용되는 본 고안은 DC 12, 24, 48V로 가동되어 온도조절이 쉽고 저전력으로 큰 효과를 얻을 수 있으며, -20도에서 특수사양으로는 -90도 가능한 등으로 그 효과가 크며 전류의 조절에 따라 냉각 또는 열펌프의 역설치로 가열의 기능을 가질 수도 있으며, 습도 90% 온도 80도의 악조건인 주위환경에서도 양호하게 가동되었으며 노이즈도 최소이어서 통신, 전자분야에서도 양호하게 작용되는 등의 효과가 있는 것이다.The present invention constructed and operated as described above is operated at DC 12, 24, 48V, and it is easy to control the temperature, and can obtain a large effect with low power. Depending on the control of the current, it may have the function of heating by cooling or reverse installation of the heat pump.It operates well even in the ambient environment where the humidity is 90% and the temperature is 80 ° C, and the noise is minimal, so it works well in the communication and electronic fields. Is effective.

Claims

In the case of using the heat pump 100 with the thermoelectric element 101 interposed between the cold and hot plates 104 and 105, the heat pump is formed in the center of the cooler by installing the fan 6 in the housing 52 for heat dissipation thereof. A ceramic cooling plate 2 is placed on the front surface of the heat insulating part 1 having the installation hole 11, and the cold plate 104 side of the heat pump 100 is installed in the hole so as to be interviewed. 105 is attached to the aluminum substrate 3 together with the heat insulating part, but the cooling plate is installed in a relatively smaller area than the aluminum substrate, and is supported on all sides of the supporting rods 31 protruding to the rear surface of the substrate 3. Cylindrical mesh 4 interposed between the supporting rods 3 is coupled between the aluminum substrate 3 and the plate 5 with a well-known fan heat-dissipating means to the outside of the plate 5 having a hole 51 to be connected. The electronic part characterized in that the cooling plate 2 is brought into close contact with the electronic part to be cooled. Cooler.