WO2017105030A1 - 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량 - Google Patents

진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량 Download PDF

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heat
thermoelectric module
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정원영
강명주
윤덕현
이성섭
김소라
김대웅
이장석
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    • F25D2201/00—Insulation
    • F25D2201/10—Insulation with respect to heat
    • F25D2201/14—Insulation with respect to heat using subatmospheric pressure

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum insulator, a reservoir, a vehicle reservoir, and a vehicle.
  • the present invention relates to a vacuum insulator, a reservoir, a vehicle storage, and a vehicle that allow food to be stored at a desired temperature in a vehicle.
  • Vehicles may be equipped with a cellar to hold simple drink cans or small amounts of food.
  • the reservoir is mainly installed in the interior space of the armrest, so that the driver can eat easily. By installing the reservoir in a luxury vehicle, it enhances the image of the vehicle and makes the user more convenient.
  • thermoelectric module TEM
  • thermoelectric module refers to a semiconductor device that cools or heats 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 (ie, electrons and holes) in the material.
  • thermoelectric phenomenon can be divided into Seebeck effect and Peltier effect.
  • the Seebeck effect is the direct conversion of temperature differences to electricity. Therefore, the electromotive force generated from the temperature difference across the thermoelectric material can be used in the power generation field.
  • the Peltier effect is a phenomenon in which heat is generated at an upper junction and heat is absorbed at a lower junction when a current flows through a circuit. Therefore, it can be applied to the cooling field by using the temperature difference between both ends formed by the current applied from the outside.
  • the Seebeck effect and the Peltier effect differ from Joule heating, which is not thermodynamically reversible.
  • thermoelectric phenomenon An apparatus that can be fixedly mounted on a vehicle using the thermoelectric phenomenon or that can store food by using a current of a vehicle cigar jack has been introduced.
  • these articles use thermal insulation, which is exemplified by foam urethane for thermal insulation. Therefore, there is a problem that a sufficient heat insulating performance cannot be obtained even if a thick heat insulating wall is used and a thick heat insulating wall is used.
  • An object of the present invention is to provide a vacuum insulator, a storage, a vehicle storage, and a vehicle for the purpose of increasing the heat transfer performance of a thermoelectric module.
  • An object of the present invention is to provide a vacuum insulator, a storage, a vehicle storage, and a vehicle capable of obtaining sufficient heat insulating performance.
  • the present invention provides a vacuum insulator, a storage, a vehicle storage, and a vehicle for the purpose of maintaining high heat insulation performance for a long time.
  • the present invention provides a vacuum insulator, a reservoir, a vehicle reservoir, and a vehicle for the purpose of stably performing a function of a reservoir using a vacuum even in the presence of vibration.
  • the present invention is provided by interviewing the heat transfer block and the thermoelectric module in order to obtain a high heat transfer performance between the interior and exterior.
  • the heat transfer block and the thermoelectric module may interview each other in the vacuum space.
  • a heat sink is provided outside the insulation space.
  • the heat insulating space is formed into a high vacuum space, and a supporting unit is inserted therein to prevent shrinkage of the heat insulating wall.
  • the nut is fastened to one surface of the plate member so that the thermal insulation performance is stably maintained for a long time, and the components such as the heat diffusion block are fixed by the bolt fastened to the nut.
  • a thermal interface module is involved in a contact surface of the thermoelectric module and the thermal diffusion blocks.
  • the thermal interface module may be made of metal and the metal may be provided with indium or lead to further improve heat transfer performance.
  • a wire is provided by cutting a part so that a part placed inside the heat insulating space does not come into contact with an electric wire so that a problem such as a short circuit occurs when the power is supplied to the inside of the heat insulating space even by an impact applied from the outside.
  • Guides may be provided.
  • the present invention in order to prevent problems such as short circuit caused by air flow in the production process of the product, the portion in which the thermoelectric module and the exhaust port is provided integrally with each other to prevent the leakage of power, the storage It can be operated stably.
  • the present invention can cover at least a portion of the outside of the conductor to prevent vacuum damage due to outgassing of the conductor introduced into the high vacuum space, to prevent short circuit of the conductor, and to allow the wire to be bedded.
  • thermoelectric module it is possible to obtain an increase in the thermal insulation effect due to a high degree of vacuum, and to improve the surface contact of the parts placed in the vacuum space by the vacuum compression action by the vacuum pressure, and accordingly the heat conduction.
  • the degree can be improved to improve the heat transfer performance of the thermoelectric module.
  • thermoelectric module by the vacuum pressure of the vacuum space portion, the thermoelectric module can be placed inside the vacuum space portion without the need for a separate fastening operation such as bolt fastening.
  • the thermal diffusion module and the heat sink may be fastened only to each plate instead of a single body passing through the vacuum space, thereby ensuring a reliable fastening force without degrading the thermal conductivity.
  • the contact surface of each component placed inside the vacuum space portion through the thermal interface module of a small metal outgassing, and the liquid interface interface interface through the contact surface of each component placed outside the vacuum space portion can be further improved.
  • the wires placed inside the vacuum space portion may be provided with a peeled off to further reduce the outgassing.
  • the covering of the wires may be disposed to be spaced apart from each other to prevent the short circuit between the wires or the short circuit between the wires and external components.
  • the thermal interface module made of the metal is interposed between the thermoelectric module and the plate member, thereby preventing the deterioration of the thermal conductivity performance even when the plate member is deformed due to the high vacuum pressure.
  • FIG. 1 is a plan view of a vehicle according to an embodiment
  • FIG. 3 is a top perspective view of the reservoir with the door removed;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion in which the holder and the reservoir contact.
  • 5 is a cutaway view of the reservoir.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a vehicle reservoir.
  • thermoelectric module 7 is a diagram illustrating a function of a thermoelectric module.
  • thermoelectric module 8 is a schematic cross-sectional view of either side of the reservoir in which the thermoelectric module is placed;
  • FIG. 9 is a view showing the inside of the vacuum space portion.
  • FIG. 10 is a table for explaining the result of examination about each resin used for rewriting of the said support unit.
  • 11 is a view showing the results of experiments on the vacuum holding capacity of the resin.
  • Fig. 13 is a view of measuring the maximum deformation temperature broken by atmospheric pressure at high temperature exhaust.
  • FIG. 14 shows various embodiments of a conductive resistance sheet and its periphery.
  • 15 is a graph comparing vacuum and gas conductivity.
  • thermoelectric module 16 is a cross-sectional view of the reservoir at the portion where the thermoelectric module is placed.
  • FIG. 17 is a view explaining fastening of the thermal diffusion block and the first plate member.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating fastening of a second plate member and a heat sink.
  • thermoelectric module 19 is an enlarged view of a contact surface of a thermoelectric module and a second plate member.
  • thermoelectric module 20 is an exploded perspective view illustrating an exploded portion of the thermoelectric module.
  • 21 is a view for explaining the operation of the sealing terminal for blocking the power hole.
  • 22 is a graph showing the results of experiments of the cooling performance of the reservoir according to the embodiment.
  • FIG. 1 shows a top view of a vehicle according to an embodiment.
  • At least one storage bin may be provided in the vehicle 100 according to an exemplary embodiment.
  • the store may include a console box storage 101 which is placed in a console box mainly used by a driver, an armlet store 102 which is placed in an armrest mainly used by a driver or an assistant driver, and a clove box mainly used by an assistant driver.
  • the reservoirs 101, 102, 103, 104 may perform at least one of refrigeration and warming or a function of a cold storage.
  • the reservoir may perform the function of refrigeration / warm using a thermoelectric module.
  • FIG. 2 is a perspective view of a vehicle reservoir according to an embodiment.
  • the vehicle storage 200 includes a main body 3 having a space in which an article is stored and having at least a part of the exterior open, and allowing a user to open and close the open part of the main body 3.
  • a door 1 provided for this purpose and a fitting part 2 for positioning in the correct position when the main body is mounted to the vehicle are included.
  • the fitting part 2 assembles at least one of the main body 3 and the door 1 in accordance with the vehicle. Therefore, the parts corresponding to the assembly of the vehicle storage 200 and the vehicle 100 can maintain stable performance without being separated from each other even if vibration and shock are applied during operation of the vehicle.
  • the fitting part 2 may reduce the adverse effects applied to the vehicle storage 200 by buffering the vibration and shock.
  • the vehicle storage 200 When the vehicle storage 200 is not mounted to the vehicle and is used separately from the vehicle, the fitting part 2 may not be provided. In this case, the vehicle storage 200 may be called a storage.
  • the term “storage” is to be understood as a concept including the vehicle storage.
  • the heat sink 83 may promote heat exchange.
  • the heat absorbed by the heat sink 83 includes a heat pipe 80 for rapidly moving the heat of the heat sink 83 to the outside, a fin 84 for rapid convection cooling of the heat, and It can be discharged to the outside by the duct 82 for separating the space in which the pin 84 is placed from the outside, and the fan 81 for flowing air to the duct 82.
  • the heat sink 83, heat pipe 80, fin 84, duct 82, and fan 81 are placed in an external environment different from the internal environment of the reservoir. Therefore, it is possible to quickly release heat or cold air from the internal environment to the external environment.
  • FIG. 3 is a top perspective view of the reservoir with the door removed;
  • a holder 90 may be provided in an inner space of the storage 200.
  • the holder 90 may be provided with eating utensils such as a water bottle or a beverage can.
  • the holder contacts the first plate member 10 of the reservoir, so that cold air from the first plate member 10 can be rapidly transferred.
  • the holder 90 by using a material with high thermal conductivity, such as aluminum, the cold air transfer of the eating utensils can be carried out more rapidly.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion where the holder and the reservoir contact each other.
  • the first plate member 10 and the holder 90 may be in surface contact with each other.
  • the first plate member 10 and the holder 90 may be press-fitted.
  • a thermal interface module (TIM) 42c is inserted into the contact surface of the first plate member 10 and the holder 90 to further promote thermal conductivity.
  • a nut 96 is fastened to an inner surface of the first plate member 10.
  • the nut 96 may be fastened to the first plate member 10 by welding or the like.
  • a hole in which the head is extended is provided at a position corresponding to the nut 96 at an installation position of the holder 90, and a bolt 95 is inserted into the hole.
  • the bolt 95 may be engaged with the nut 96 to maintain the pressure fastening between the first plate member 10 and the holder 90.
  • 5 is a cutaway view of the reservoir.
  • the cool air from the first plate member 10 is rapidly transferred to the reservoir of the embodiment through the holder 90 in the conduction process.
  • the user can quickly eat the refrigerated food. Since the thermoelectric module 40 is fastened together to the side of the first plate member 10 to which the holder 90 is fastened, the eating utensils may be cooled more quickly.
  • Reference numeral 20 denotes a second plate member 20 forming an outer surface of the reservoir 20
  • reference numeral 30 denotes a vacuum pressure of a gap between the first plate member 10 and the second plate member 10. The supporting unit 30 is maintained. This is described in more detail later.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a vehicle reservoir.
  • the main body 3 and the door 1 may be provided as a vacuum insulator.
  • the vacuum insulator has a first plate member 10 providing a wall of a low temperature space, a second plate member 20 providing a wall of a high temperature space, the first plate member 10 and the The vacuum space part 50 defined as the space
  • Conductive resistance sheet 60 for preventing thermal conduction between the first and second plate members 10 and 20 is included.
  • the conductive resistance sheet 60 may serve as a thermal resistance unit that resists heat transfer between the plate members.
  • the heat resistance unit may include the conduction resistance sheet, and refers to a unit capable of resisting heat transfer between the plate members, where heat transfer may include forms of conduction, convection, and radiation.
  • the first plate member 10 may be referred to as an inner case, and the second plate member 20 may be referred to as an outer case.
  • the second plate member 20 may be provided with an exhaust port 21 for exhausting the air in the vacuum space part 50 to create a vacuum state.
  • the second plate member 20 may be provided with a getter port 23 on which a getter is placed to maintain a vacuum state. In the getter port 23, a getter is placed so that the degree of vacuum is further increased after the exhaust is completed, and the high degree of vacuum is maintained for a long time.
  • the second plate member 20 may be provided with a power hole 22 so that power is supplied to the thermoelectric module 40 placed in the vacuum space part 50.
  • the first plate member 10 may define at least a portion of a wall for the first space provided on the first plate member side.
  • the second plate member 20 may define at least a portion of a wall for the second space provided on the second plate member side.
  • the first space and the second space may be defined as spaces having different temperatures.
  • the walls for the respective spaces may perform not only a function as a wall directly contacting the space, but also a function as a wall not in contact with the space. For example, even if the article further has a separate wall in contact with each space, the vacuum insulator of the embodiment can be applied.
  • the door 1 may be a thermal insulation structure using a foamed resin, not a vacuum insulator, in order to prevent failure due to the characteristics of the storage for a vehicle for frequent opening and closing and high impact.
  • a vacuum insulator it is possible to apply a vacuum insulator to the door in order to maximize the refrigeration effect using high insulation performance.
  • the sealing terminal 71 may be fastened by welding to the power supply hole 22 to maintain the sealing of the vacuum space part 50.
  • a wire inside the vacuum space 50 may be connected to an inner portion of the terminal provided to the sealed terminal, and a wire from the outside may be connected to an outer portion of the terminal provided to the sealed terminal to maintain power supply.
  • the supporting unit 30 may be provided to reduce the deformation of the vacuum space part 50.
  • the supporting unit 30 includes a bar 31.
  • the bar 31 may extend in a direction substantially perpendicular to the plate member between the first plate member and the second plate member. At least one end of the bar 31 may be additionally provided with a support plate 35.
  • the support plate 35 may connect at least two bars 31 and extend in a horizontal direction with respect to the first and second plate members 10 and 20.
  • An inner surface of the thermal diffusion block 41 may contact an outer surface of the first plate member 10.
  • the inner surface of the thermoelectric module 40 is in contact with the outer surface of the thermal diffusion block 41.
  • the outer surface of the thermoelectric module may contact the inner surface of the second plate member 20.
  • a thermal interface module is involved in the contact surface of each component to allow rapid thermal conduction to occur.
  • thermoelectric module 40 may absorb heat from the thermal diffusion block 41 and release heat to the second plate member 20. At this time, in order to allow the heat to move quickly in a thermal conductivity method, a thermal interface module may intervene in each contact surface.
  • thermoelectric module 40 is a view illustrating a function of a thermoelectric module. Referring to FIG. 7, a semiconductor 40a having different polarities is connected in series.
  • the thermoelectric module 40 may have a first temperature portion 40c formed on one surface thereof, and a second temperature portion 40b formed on the other surface thereof, depending on a direction in which current flows.
  • the first temperature portion 40c and the second temperature portion 40b may be in contact with the outer surface of the thermal diffusion block 41 and the inner surface of the first plate member 20, respectively.
  • thermoelectric module 8 is a schematic cross-sectional view of one side of the reservoir in which the thermoelectric module is placed.
  • the supporting unit 30, the thermal diffusion block 41, and the thermoelectric module 40 are disposed in the internal space of the vacuum space part 50.
  • the thermal diffusion block 41 is in contact with the outer surface of the first plate member 10.
  • the inner surface of the thermoelectric module 40 is in contact with the outside of the thermal diffusion block 41.
  • the outer surface of the thermoelectric module 40 is in contact with the inner surface of the second plate member 20.
  • the thermal diffusion block 41 performs thermal conduction with a large area of the first plate member 10.
  • the thermal diffusion block 41 conducts heat conduction in a narrow area with the thermoelectric module 40.
  • the heat diffusion block 41 is a passive heat transfer member and does not act as a resistance to heat conduction.
  • the thermal diffusion block 41 absorbs heat in a large area of the first plate member 10, and the absorbed heat is transferred to the second plate member 20 through the thermoelectric module 40.
  • the heat sink 83 is in contact with the outer surface of the second plate member 20 to absorb heat from the second plate member 20.
  • the heat sink 83 may be provided larger than the area of the corresponding direction of the thermoelectric module 40. According to this, the second plate member 20 can be cooled quickly.
  • the supporting unit 30 is provided at a portion in which the first supporting unit 37 and the plate members 10 and 20 facing the thermoelectric module 41 and the thermal diffusion block 41 are placed.
  • the second supporting unit 38 may be included.
  • the first supporting unit 37 may be provided at a lower height than the second supporting unit 38. This has the purpose of providing sufficient strength to the portion where the thermoelectric module 41 and the thermal diffusion block 41 are placed to prevent deformation of the plate members 10 and 20 due to vacuum pressure.
  • the supporting unit is not provided, and the thermoelectric module 40 directly contacts the second plate member 20.
  • the contact area may act as a part to increase the contact reliability of the thermoelectric module 40 and the second plate member 20.
  • the degree of vacuum of the vacuum space part 50 may be maintained at a considerably high level.
  • the distance between the bars 31 may be adjusted in consideration of the supporting action of the second plate member 2 and the pressing action of both surfaces of the thermoelectric module 40.
  • the spacing of the bars 31 closest to the edges of the thermoelectric module 40 may be provided in a size of about 1.1 to 3 times compared to the spacing between the bars 31. According to this, it is possible to ensure high reliability for the pressing action of both sides of the thermoelectric module 40.
  • the supporting unit will be described in more detail.
  • FIG. 9 is a view showing the inside of the vacuum space part.
  • the vacuum space part 50 may be provided in a pressure different from the first space and the second space, preferably in a third space in a vacuum state, to reduce the adiabatic loss.
  • the third space may be provided at a temperature corresponding to a temperature between the temperature of the first space and the temperature of the second space.
  • the third space is provided as a space in a vacuum state. Accordingly, the first plate member 10 and the second plate member 20 receive a force that contracts in a direction approaching each other by a force equal to the pressure difference of the respective spaces. As a result, the vacuum space part 50 may be deformed in a smaller direction. In this case, an increase in radiation transfer amount due to shrinkage of the vacuum space part may cause thermal insulation loss due to an increase in conduction transfer amount due to contact of the plate members 10 and 20.
  • the supporting unit 30 may be provided to reduce the deformation of the vacuum space part 50.
  • the supporting unit 30 includes a bar 31.
  • the bar 31 may extend in a direction substantially perpendicular to the plate member to support a gap between the first plate member and the second plate member.
  • At least one end of the bar 31 may be additionally provided with a support plate 35.
  • the support plate 35 may connect at least two bars 31, and may extend in a substantially horizontal direction with respect to the first and second plate members 10 and 20.
  • the support plate may be provided in a plate shape, and may be provided in a lattice form so that the area in contact with the first and second plate members 10 and 20 may be reduced to reduce heat transfer.
  • the bar 31 and the support plate may be fixed at least in one part and inserted together between the first and second plate members 10 and 20.
  • the support plate 35 may contact at least one of the first and second plate members 10 and 20 to prevent deformation of the first and second plate members 10 and 20.
  • the total cross-sectional area of the support plate 35 is larger than the total cross-sectional area of the bar 31, so that the heat transferred through the bar 31 It may be diffused through the support plate 35.
  • PC glass fiber PC
  • low outgassing PC Resins selected from PPS, and LCP
  • the radiation resistance sheet 32 which reduces heat radiation between the first and second plate members 10 and 20 through the vacuum space part 50 will be described.
  • the radiation resistance sheet 32 may be included in the thermal resistance unit.
  • the heat resistance unit may include a vacuum space provided as a plate member.
  • the heat resistance unit may refer to a configuration in which all or part of a member that prevents heat transfer between the first space and the second space is included.
  • the first and second plate members 10 and 20 may be made of a stainless material that can provide corrosion resistance and sufficient strength. Since the stainless material has a relatively high emissivity of 0.16, much radiant heat transfer may occur. In addition, since the emissivity of the supporting unit made of resin is lower than that of the plate member and is not entirely provided on the inner surfaces of the first and second plate members 10 and 20, it does not have a great influence on radiant heat. Therefore, the radiation resistance sheet is provided in the form of a plate across the majority of the area of the vacuum space 50, in order to focus on reducing the radiation heat transfer between the first plate member 10 and the second plate member 20. Can be.
  • the material of the radiation resistance sheet 32 an article having a low emissivity is preferable, and in the embodiment, an aluminum sheet having an emissivity of 0.02 may be preferably used.
  • at least two sheets of radiation resistance sheet 32 may be provided at regular intervals so as not to contact each other.
  • the radiation resistance sheet of at least one sheet may be provided in contact with the inner surfaces of the first and second plate members 10 and 20.
  • Fig. 10 is a chart for explaining the results of the examination of the respective resins used for the rework of the supporting unit.
  • the present inventors have studied various resin materials, but most resins have not been used because their outgasing rate and water absorption rate are remarkably high.
  • the resin which satisfies the conditions of an outgassing rate and a water absorption rate was examined.
  • PE material has high outgassing rate and low compressive strength, which makes it unsuitable to use.
  • PCTFE material is not suitable for use because of its high price, and PEEK material has high outgassing rate.
  • the supporting unit was found to be a resin selected from PC (polycarbonate), glass fiber PC, low outgassing PC, poly phenylene sulfide (PPS), and liquid-crystal polymer (LCP) as the material.
  • PC polycarbonate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • LCP liquid-crystal polymer
  • FIG. 1 a graph showing a result of testing the performance of maintaining the vacuum after fabricating the supporting unit using each resin is shown.
  • the supporting unit manufactured using the selected material was washed with ethanol, left for 48 hours at low pressure, exposed to outside air for 2.5 hours, and then placed in a vacuum insulator for about 50 hours at 90 ° C. After that, the vacuum holding performance was measured.
  • the initial exhaust performance is best but the vacuum holding performance is poor. This can be expected to be due to temperature sensitivity.
  • the characteristics of the graph can be maintained for about 0.5 years when 5 ⁇ 10 -3 torr is the final allowable pressure. Therefore, the material of the supporting unit is disadvantageous compared to other materials.
  • the glass fiber PC (G / F PC) was found to have a fast exhaust speed but poor vacuum holding performance. It is believed that this will affect the additives. In addition, the characteristics of the graph are expected to be able to maintain vacuum performance for 8.2 years under the same conditions. Therefore, the material of the supporting unit is disadvantageous compared to other materials.
  • the low outgassing PC (O / G PC) is excellent in vacuum holding performance compared to the two materials, it is expected to be able to maintain the vacuum performance for about 34 years under the same conditions. However, it can be seen that the initial exhaust performance is poor, the manufacturing efficiency is lowered.
  • the vacuum holding performance is excellent and the exhaust performance is also excellent. Therefore, when the vacuum holding performance is used as the reference, it is most preferable to use the material of the PPS as the material of the supporting unit.
  • FIG. 12 is a result of analyzing the components of the gas emitted from the PPS and low outgassing PC, the horizontal axis is the molecular weight of the gas, the vertical axis is the concentration.
  • Figure 6a is a analysis of the emission gas of low outgassing PC, H 2 series (I), H 2 O series (II), N 2 / CO / CO 2 / O 2 series (III), and hydrocarbon series (IV) You can see this evenly released.
  • FIG. 6b is an analysis of the emission gas of PPS, and it can be seen that H 2 series (I), H 2 O series (II), and N 2 / CO / CO 2 / O 2 series (III) are released to a small extent. have.
  • Figure 6c is an analysis of the emission gas of stainless steel, it can be seen that a gas similar to PPS is released. As a result, it was confirmed that the PPS showed a gas emission similar to that of stainless steel.
  • Fig. 13 shows the result of measuring the maximum deformation temperature which is broken by atmospheric pressure during high temperature exhaust. At this time, the bars 31 were provided at intervals of less than 30 mm with a diameter of 2 mm. Referring to FIG. 13, the breakage occurred at 60 degrees Celsius in PE, the breakage occurred at 90 degrees Celsius in low outgassing PC, and the breakage occurred at 125 degrees Celsius in PPS.
  • FIG. 14 is a view showing various embodiments of a conductive resistance sheet and its peripheral portion.
  • the conductive resistance sheet is shown in a simple structure, it will be understood in more detail through this drawing.
  • the conductive resistance sheet shown in FIG. 14A may be preferably applied to a vacuum insulator applied to the main body 3.
  • the second plate member 20 and the first plate member 10 should be sealed in order to keep the inside of the vacuum insulator in vacuum. At this time, since the two plate members are different in temperature, heat transfer may occur between them.
  • a conductive resistance sheet 60 is provided.
  • the conductive resistance sheet 60 may have a sealing portion 61 so as to define at least a portion of the wall for the third space and to be sealed at both ends thereof to maintain a vacuum state.
  • the conductive resistance sheet 60 is provided in a thin sheet of micrometers in order to reduce the amount of heat conduction flowing along the wall of the third space.
  • the seal 61 may be provided as a weld. That is, the conductive resistance sheet 60 and the plate members 10 and 20 may be fused to each other.
  • the conductive resistance sheet 60 and the plate member 10, 20 may be made of the same material as each other, and stainless may be used as the material to derive a fusion effect therebetween.
  • the seal 61 is not limited to the welded portion and may be provided through a method such as caulking.
  • the conductive resistance sheet 60 may be provided in a curved shape. Therefore, the distance of the thermal conductivity of the conductive resistance sheet 60 is provided longer than the linear distance of each plate member, the thermal conductivity can be further reduced.
  • a temperature change occurs along the conductive resistance sheet 60. Therefore, in order to block heat transfer to the outside, it is preferable that a shield 62 is provided on the outside of the conductive resistance sheet 60 so that an adiabatic action occurs. In other words, in the case of a reservoir the second plate member 20 is hot and the first plate member 10 is cold.
  • the conductive resistance sheet 60 has a thermal conductivity from high temperature to low temperature, and the temperature of the sheet changes rapidly along the heat flow. Therefore, when the conductive resistance sheet 60 is opened to the outside, heat transfer through the open place may occur severely.
  • the shield 62 is provided outside the conductive resistance sheet 60. For example, even when the conductive resistance sheet 60 is exposed to either a low temperature space or a high temperature space, the conductive resistance sheet 60 is not preferable because the conductive resistance sheet 60 does not function as a conductive resistance. .
  • the shield 62 may be provided as a porous material in contact with the outer surface of the conductive resistance sheet 60, may be provided as an insulating structure exemplified by a separate gasket placed on the outside of the conductive resistance sheet 60.
  • the vacuum insulator used for the main body 3 may be provided as a corresponding part when the door 1 is closed.
  • the conduction resistance sheet shown in FIG. 14B can be preferably applied to the vacuum insulator provided in the door 1, and the different parts will be described in detail with respect to FIG. 14A, and the same parts will be applied to the same description.
  • the side frame 70 is further provided to the outside of the conductive resistance sheet 60.
  • the side frame 70 may include components for sealing the door and the main body, an exhaust port required for the exhaust process, and a getter port for maintaining the vacuum. This is because the mounting of the parts in the case of the main body may be convenient, but in the case of the door is limited in position.
  • the conductive resistance sheet 60 is hardly placed on the front end portion, that is, the corner side surface portion of the vacuum space portion. This is because the corner edge portion of the door 3 is exposed to the outside unlike the main body.
  • a separate heat insulating part must be configured to insulate the conductive resistance sheet 60. Because there is a disadvantage.
  • 15 is a graph comparing vacuum pressure and gas conductivity.
  • the gas conductivity according to the vacuum pressure is shown as a graph of the real heat transfer coefficient eK according to the size of the gap between the inside of the vacuum space part 50.
  • the gap of the vacuum space portion was measured in three cases of 2.76 mm, 6.5 mm, and 12.5 mm.
  • the gap of the vacuum space portion is defined as follows. When the radiation resistance sheet 32 is in the vacuum space part, the distance between the radiation resistance sheet and an adjacent plate is the distance, and when the radiation resistance sheet is not in the vacuum space part, the first plate member and the first plate are formed. Distance between two plate members.
  • the vacuum pressure was lowered, the point at which the effect of reducing the thermal insulation effect due to gas conduction heat was saturated was about 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Torr.
  • the pressure of 5 x 10 < -3 > Torr can be determined at a point where the effect of reducing gas conduction heat is saturated. Therefore, in order to obtain the best thermal insulation performance without radiation transfer, the vacuum pressure of the vacuum space portion is preferably maintained at 5 ⁇ 10 ⁇ 3 Torr or less.
  • the pressure inside the vacuum space part 50 is maintained in a nearly vacuum state where the gas is very thin in order to reduce radiant heat transfer. Therefore, a considerable magnitude of pressure is applied between the plate members 10 and 20, and a contracting force is applied in a direction in which the distance between them is reduced. The shrinkage force is applied to both sides of the thermoelectric module 40 has been described.
  • thermoelectric module 16 is a cross-sectional view of the reservoir at the portion where the thermoelectric module is placed. A path of heat transfer through the thermoelectric module will be described with reference to FIG. 16.
  • thermoelectric module 40 is disposed at approximately the center point of the outer surface of the thermal diffusion block 41.
  • the inner side of the second plate member 20 is in contact with the outer side of the thermoelectric module 40.
  • the heat sink 83 is placed on the outer surface of the second plate member 20.
  • the vacuum space part 50 is in a vacuum state near zero. Therefore, a large shrinkage force acts between the plate members 10 and 20.
  • the heat diffusion block 41 and the second plate member 20 in contact with the inner and outer sides of the thermoelectric module 40 perform heat transfer by conduction. For this reason, if the contact interfaces are spaced apart from each other, heat conduction is not performed, and since the gap is placed inside the vacuum space part 50, convection does not occur through the gap, and only heat transfer by radiation is performed. This happens. It can be expected that the heat transfer by the radiation will be extremely small. Therefore, it is important to ensure that the contact interface is in perfect contact.
  • the contracting force between the plate members 10 and 20 due to the vacuum pressure of the vacuum space part 50 is the surface contact between the thermoelectric module 40 and the thermal diffusion block 41, the thermoelectric module 40 and the second.
  • the surface contact of the plate member 20 may be promoted to improve the performance of heat conduction.
  • Thermal conduction can be further enhanced via thermal interface modules 42b, 42c and 42d.
  • the metal material illustrated by indium or lead can be used. Accordingly, the influence of outgassing in the vacuum space part 50 may be minimized.
  • a heat grease may be used for the thermal interface module 42a used for the contact surface of the heat sink 83 and the second plate member 20. This is because the contact surface is outside the vacuum space 50, so there is no effect of outgassing.
  • the fastening of the thermal diffusion block 41 and the first plate member 10 is preferably secured by using a bolt and a nut.
  • the nut 96 is fastened to the first plate member 10 by welding or the like.
  • the heat diffusion block 41 is provided with a hole in which the head is formed to be large so that the nut 96 is placed on the head. Thereafter, the bolt 95 is fastened to penetrate the hole and the nut 96.
  • the place where the bolt 95 and the nut 96 are fastened to each other may be provided at about 4 to 6 locations in the entire heat diffusion block 41.
  • a thermal interface module 42a made of metal may be inserted into a contact surface of the thermal diffusion block 41 and the first plate member 10.
  • the quality of the contact surface between each member determines the thermal conductivity performance. Therefore, the heat sink 83 and the second plate member 20 are preferably fastened by using a bolt and a nut to secure a strong fastening force.
  • the nut 96 is fastened to the second plate member 20 by welding or the like.
  • the heat sink 83 is provided with a hole in which the head is formed to be large so that the nut 96 is placed on the head. Thereafter, the bolt 95 is fastened to penetrate the hole and the nut 96.
  • the place where the bolt 95 and the nut 96 are fastened to each other may be provided in about 6 to 10 places in the whole of the heat sink 83.
  • a liquid phase thermal interface module using heat grease may be inserted into a contact surface of the heat sink 83 and the second plate member 20.
  • thermoelectric module 19 is an enlarged view of a contact surface of a thermoelectric module and a second plate member.
  • the second plate member 20 is provided in a thin plate, and the thermoelectric module 40 is provided in ceramic.
  • the second plate member 20 is in line contact with the thermoelectric module 40 at the edge portion of the thermoelectric module 40.
  • the central portion of the second plate and the thermoelectric module 40 may be spaced apart from each other. This may occur in various aspects by adjusting the spacing of the bars 31 provided on the supporting unit 35. In other words, the distance between the edge portion and the bar may be greater than that of the edge portion. In this case, heat conduction performance is inferior.
  • indium or lead may be used as the thermal interface module 42b.
  • the indium has a low melting point of 156 degrees Celsius. Therefore, by applying the vacuum degree of the vacuum space unit 50 to a set value, and then heating the thermal interface module 42b to which indium is applied, the second plate and the thermoelectric module ( 40) can fill in the areas that can be spaced apart from each other. In this case, the fall of thermal conductivity performance can be prevented.
  • the lead has a melting point of 327 degrees Celsius, but it is soft. Therefore, when the vacuum degree of the vacuum space part 50 is applied to the set value and deformation occurs in the second plate member 20, the thermal interface module 42b to which lead is applied is formed at the center of the thermoelectric module 40. 2 plate and the thermoelectric module 40 may fill a portion that can be spaced apart from each other. Also in this case, the fall of thermal conductivity performance can be prevented.
  • thermoelectric module 40 may also be improved by providing the same configuration as that of the contact surface.
  • thermoelectric module 20 and 21 a configuration for applying power to the thermoelectric module will be described.
  • thermoelectric module 20 is an exploded perspective view illustrating a disassembled portion of a thermoelectric module.
  • the supporting unit 30 is provided with at least two radiation resistance sheets 32 fitted to the support plate 35 at predetermined intervals.
  • the radiation resistance sheet 32 may be supported at predetermined intervals on the bar 31 connecting the support plate 35.
  • a spacer may be placed between each of the radiation resistance sheets 32.
  • the spacers may be placed between the radiation resistance sheets to prevent contact of the radiation resistance sheets.
  • thermoelectric module 40 is placed, the supporting unit 30 is not provided, and the thermoelectric module 40 and the thermal diffusion block 41 may be in direct contact with the plate members 10 and 20.
  • a pair of wires 213 may extend from the power supply hole 22 to the thermoelectric module 40.
  • the pair of wires 213 may be provided in a stripped state as much as possible to reduce outgassing.
  • the pair of wires 213 may be provided with a protruding coating 214 made of a resin material in order to prevent short circuits between each other when bending and to prevent contact between each component placed inside the vacuum space part.
  • a protruding sheath 214 By means of the protruding sheath 214, adjacent parts, for example a pair of wires, can be provided at predetermined intervals. In this case, a portion in which the protruding coating 214 is not provided, that is, a portion in which only a conductive wire made of copper is provided may be bent to provide a predetermined bending portion.
  • the protruding coating 214 may use a material having a small outgassing, such as a material for providing the supporting unit 30.
  • a material for providing the supporting unit 30 For example, polycarbonate (PC), glass fiber PC, low outgassing PC, poly phenylene sulfide (PPS), and liquid-crystal polymer (LCP) may be used. More preferably, PPS made of the same material as the supporting unit may be used.
  • the coating may be provided as a whole when the coating is made of polycarbonate (PC), glass fiber PC, low outgassing PC, poly phenylene sulfide (PPS), and liquid-crystal polymer (LCP).
  • general wire coating uses a plastic vinyl chloride resin, it can be used in the form of the protruding coating 214 which does not cover the entire conductor.
  • a predetermined area may be cut out of the entire area of the radiation resistance sheet 32.
  • the radiation resistance sheet 32 may be cut on the path through which the wire 213 passes to provide the wire guide part 324.
  • the wire guide part 324 may be cut together with the thermoelectric module raising part 322 on which the thermal conductive mule 40 is placed.
  • Exhaust is made through the exhaust port 21 to make the vacuum space 50 into a vacuum.
  • the exhaust port 21 may generate a strong flow rate at the beginning of the air discharge process.
  • the position corresponding to the exhaust port 21 in the radiation resistance sheet 32 is cut to provide the exhaust port laying portion 323. can do.
  • the exhaust port laying portion 323 may be cut along with the wire guide portion 324.
  • 21 is a view for explaining the operation of the sealing terminal to block the power hole.
  • the sealing terminal 71 includes, for example, a cylindrical sealing frame 74.
  • the shape of the sealing frame 74 may be provided in a shape similar to the shape of the power hole (22).
  • Two power terminals 72 may pass through the center of the sealing frame 74.
  • the gap between the power supply terminal 72 and the sealing frame 74 may be sealed with an encapsulant 73.
  • the encapsulant 73 may be made of glass.
  • the power terminal 72 may enter the power hole 22 so that one end of the power terminal 72 may be connected to the wire 213.
  • the other end of the power terminal 72 may be connected to an external power source.
  • the sealing frame 74 may cover the power supply hole 22 to weld the sealing frame 74 and the second plate member 20 to seal the gap between the members.
  • the space between the vacuum space unit 50 is 10 mm
  • the internal capacity of the reservoir is 11. liter
  • the thermal charge 40 uses N49 of LG Innotek, and applies 50 W of power to the inside of the reservoir. I put 500cc of drink in it.
  • thermoelectric module 40 By switching the direction of the current supplied to the thermoelectric module 40 it can be easily expected that the reservoir 200 can also be used as a warmer.
  • thermoelectric module in the vacuum insulator. Furthermore, it is possible to provide a storage suitable for a vehicle. Therefore, the needs of consumers can be further enhanced, and industrial applications are greatly expected.

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Abstract

본 발명에는, 제 3 공간에 놓이는 열확산블럭; 상기 열확산블럭과 접하여 열교환하고 상기 제 3 공간에 놓이는 열전모듈; 및 상기 열전모듈과 열교환하고, 상기 제 1 공간 또는 제 2 공간에 놓이는 히트싱크가 포함되는 진공단열체가 개시된다. 본 발명에 따르면 높은 단열성능 및 열전달성능을 얻을 수 있다.

Description

진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량
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.
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.
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.
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.
상기 열전현상은 제벡효과와 펠티에효과로 나눌 수 있다.
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.
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.
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. 상기 인용문헌 39-45 단락에는 열전도도가 낮은 물질로서 폴리스티렌을 예시한다.
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.
본 발명은, 열전모듈의 열전달 성능을 크게 하는 것을 목적으로 하는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 충분한 단열성능을 얻을 수 있는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 높은 단열성능을 장기간 안정되게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량를 제공한다.
본 발명은 진동이 있는 상태에서도 진공을 이용하는 저장고의 기능이 안정적으로 수행될 수 있는 것을 목적으로 하는 진공단열체, 저장고, 차량용 저장고, 및 차량를 제공한다.
본 발명은 공간 내외부 간의 높은 열전달 성능을 얻기 위하여, 열전달블럭과 열전모듈이 면접하여 제공된다. 상기 열전달블럭과 상기 열전모듈은 진공공간의 내부에서 서로 면접할 수 있다. 열전달성능을 높이기 위하여, 단열공간의 외부에는 히트싱크가 제공된다.
본 발명은 높은 단열성능을 얻기 위하여, 단열공간을 고 진공공간으로 조성하고, 그 내부에는 단열벽의 수축을 방지하는 서포팅유닛이 삽입된다.
본 발명은 단열성능이 장시간 안정적으로 유지되도록 하기 위하여, 플레이트 부재의 일면에 너트가 체결되고, 상기 열확산블럭 등의 부품은 상기 너트와 체결되는 볼트에 의해서 고정이 되도록 한다.
본 발명은 고 진공공간의 내부에서 열전달성능의 향상을 위하여, 상기 열전모듈 및 상기 열확산블럭 들의 접촉면에는 열 인터페이스 모듈이 개입된다. 상기 열 인터페이스 모듈은 열전달성능을 더욱 향상시키기 위하여, 금속을 재질로 하고, 상기 금속은 인듐 또는 납으로 제공될 수 있다.
본 발명은 외부로 부터 가하여지는 충격에 의해서도 단열공간 내부의 전원도입시에 단락 등의 문제가 발생함이 없도록 하기 위하여, 단열공간의 내부에 놓이는 부품이 전선과 닿지 않도록 부품이 절개되어 제공되는 와이어 안내부가 제공될 수 있다.
본 발명은, 제품의 생산과정에서 공기유동에 의한 단락 등의 문제를 방지할 수 있도록 하기 위하여, 열전모듈이 놓이는 부분과 배기포트가 놓이는 부분은 서로 일체로 제공되어 전원의 누설을 막고, 저장고가 안정적으로 동작되도록 할 수 있다.
본 발명은, 상기 고 진공공간의 내부에 도입되는 도선의 아웃게싱으로 인한 진공손상을 막고 도선의 단락을 막고 도선의 베딩을 허용하기 위하여 상기 도선의 외부를 적어도 일부만을 피복하도록 할 수 있다.
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.
본 발명에 따르면, 상기 진공공간부의 진공압에 의해서 열전모듈은 볼트체결 등과 같은 별도의 체결작업이 필요없이 상기 진공공간부의 내부에 놓일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 열확산모듈 및 상기 히트싱크는 상기 진공공간부를 통과하는 단일체의 체결이 아닌 각각의 플레이트에만 체결됨으로써 열전도도의 성능 저하가 없이도 신뢰성있는 체결력을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 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.
본 발명에 따르면, 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.
본 발명에 따르면, 상기 금속 재질의 열 인터페이스 모듈이 열전모듈과 플레이트 부재의 사이에 개입됨으로써, 높은 진공압에 의한 플레이트 부재의 변형 시에도 열전도 성능의 저하를 방지할 수 있다.
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.
도 1은 실시예에 따른 차량의 평면도를 나타낸다.
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 하나일 수 있다. 상기 저장고(101)(102)(103)(104)는 냉장 및 온장 중의 적어도 하나 또는 냉온장고의 기능을 수행하도록 할 수 있다.
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.
상기 저장고는 열전모듈을 이용하여 냉장/온장의 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 차량용 저장고의 사시도이다.
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.
상기 피팅부(2)는 본체(3)와 도어(1) 중의 적어도 하나를 차량에 맞추어서 조립시킨다. 따라서, 차량용 저장고(200)와 차량(100)의 조립시에 대응되는 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.
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 한다.
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.
상기 히트싱크(83), 히트파이프(80), 핀(84), 덕트(82), 및 팬(81)은 저장고의 내부환경과는 다른 외부 환경에 놓인다. 따라서, 상기 내부 환경으로부터 신속하게 상기 외부환경으로 열기를 방출하거나 냉기를 방출할 수 있다.
도 3은 도어가 제거된 상태에서 저장고의 상측 사시도이다.
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 기구의 냉기 전달이 더욱 급속하게 수행될 수 있다.
도 4는 홀더와 저장고가 접하는 부분의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 홀더(90)는 서로 면접촉을 할 수 있다. 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 가압체결될 수 있다. 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.
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.
도 5는 저장고의 절단면도이다.
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.
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.
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.
상기 전도저항쉬트(60)는 상기 플레이트 부재 사이의 열전달에 저항하는 열저항유닛의 역할을 수행할 수 있다. 상기 열저항유닛은, 상기 전도저항쉬트를 포함할 수 있고, 상기 플레이트 부재 간의 열전달(여기서, 열전달은 전도, 대류, 및 복사의 형태를 포함할 수 있다)에 저항할 수 있는 유닛을 말한다.
상기 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 장시간 유지되도록 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.
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, 상기 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.
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 이용하는 냉장 효과를 최대화하기 위하여 도어에 진공단열체를 적용할 수 있다.
상기 전원홀(22)에는, 밀봉단자(71)가 용접으로 체결되어 상기 진공공간부(50)의 밀폐를 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.
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.
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.
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 열전도방식으로 열이 신속하게 이동할 수 있도록 하기 위하여, 각 접촉면에는 열 인터페이스 모듈이 개입할 수 있다.
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.
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.
도 8은 열전모듈이 놓이는 저장고의 어느 일면의 개략적인 단면도이다.
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. 상기 열확산블럭(41)은 제 1 플레이트 부재(10)의 넓은 면적으로 열전도를 수행한다. 이에 비하여 상기 열확산블럭(41)은 상기 열전모듈(40)과는 좁은 면적으로 열전도를 수행한다. 이로써 작용을 일으키는 부분으로서 열전모듈(40)의 작용에 대하여, 상기 열확산블럭(41)은 수동적인 열전달부재로서, 열전도에 대한 저항체로서 작용하지 않는다.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 서포팅유닛에 대하여 더 상세하게 설명한다.
도 9는 진공공간부의 내부를 보이는 도면이다.
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.
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 실질적으로 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.
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.
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.
상기 진공공간부(50)를 통한 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 간의 열복사를 줄이는 복사저항쉬트(32)에 대하여 설명한다. 상기 복사저항쉬트(32)는 상기 열저항유닛에 포함될 수 있다. 상기 열저항유닛은 플레이트 부재로 제공되는 진공 상태의 공간이 포함될 수 있다. 상기 열저항유닛에는, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간 사이의 열전달을 막는 부재가 모두 또는 일부가 포함되는 구성을 지칭할 수 있다.
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.
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.
도 10은 상기 서포팅유닛의 재작에 사용되는 각 수지에 대하여 검토한 결과를 설명하는 도표이다.
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.
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.
상기 진공공간부의 내부에 사용이 가능할 것으로 예상되는 수지의 재질에 대하여 다양한 연구를 수행하여 최적의 재질을 알아내었다. 이하에서는 수행된 각 연구활동의 결과물을 도면을 참조하여 설명한다.
도 11은 수지의 진공유지능력을 실험한 결과이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 분석결과, PPS가 상기 서포팅유닛의 재질로서 우수한 것을 다시 한번 확인할 수 있었다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 15는 진공압과 가스전도도(gas conductivity)를 비교하는 그래프이다.
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.
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.
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.
도 16은 열전모듈이 놓이는 부분에서 저장고의 단면도이다. 도 16을 참조하여 열전모듈을 통과하는 열전달의 경로에 대하여 설명한다.
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.
이미 살펴 본 바와 같이, 상기 진공공간부(50)는 거의 영에 가까운 진공상태이다. 따라서, 상기 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 열전달을 수행한다. 이때문에, 접촉계면이 서로 이격되어 갭이 발생하면 열전도가 수행되지 못할 뿐만 아니라, 상기 진공공간부(50)의 내부에 놓이게 되므로 상기 갭을 통한 대류작용이 발생하지 못하고, 복사에 의한 열전달만이 일어난다. 상기 복사에 의한 열전달은 극히 작아질 것임을 예상할 수 있을 것이다. 그러므로 상기 접촉계면이 완벽하게 접촉하도록 하는 것이 중요하다.
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.
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.
다른 경우로서, 상기 히트싱크(83)와 제 2 플레이트 부재(20)의 접촉면에 사용되는 열 인터페이스 모듈(42a)은, 히트 그리스(heat grease)를 사용할 수 있다. 이는 그 접촉면이 상기 진공공간부(50)의 외부이므로 아웃게싱의 영향이 없기 때문이다.
도 17은 열확산블럭과 제 1 플레이트 부재의 체결을 설명하는 도면이다.
이미 설명한 바와 같이 각 부재 간의 접촉면의 품질이 열전도 성능을 결정하는 일 요인이다. 따라서 상기 열확산블럭(41)과 상기 제 1 플레이트 부재(10)의 체결은 볼트와 너트를 이용하여 강한 체결력을 확보하는 것이 바람직하다.
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.
도 18은 상기 제 2 플레이트 부재와 상기 히트싱크의 체결을 설명하는 도면이다.
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.
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.
도 19는 열전모듈과 제 2 플레이트 부재의 접촉면을 확대하는 도면이다.
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 다양한 양상으로 발생할 수 있다. 다시 말하면, 상기 에지부와 바와의 간격이 멀어지는 경우에는 서로 이격되는 정도가 더 커질 수 있다. 이 경우에는 열전도 성능이 떨어진다.
이 문제를 해소하기 위하여 상기 열 인터페이스 모듈(42b)로는 인듐이나 납을 사용할 수 있다.
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.
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 경우에도 열전도 성능의 저하를 방지할 수 있다.
상기 열확산블럭(41)과 상기 열전모듈(40)의 접촉면에도 마찬가지의 구성으로 제공하여 접촉면에 대한 열전도 성능의 향상을 얻을 수 있을 것이다.
도 20 및 도 21을 참조하여, 열전모듈의 전원인가를 위한 구성에 대하여 설명한다.
도 20은 열전모듈의 주변부를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
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. 도시하지는 않지만, 상기 스페이서는 상기 복사저항쉬트 사이에 놓여서 복사저항쉬트의 접촉을 방지할 수 있다.
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.
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 가능한 아웃게싱을 줄이기 위하여 가급적 피복이 벗겨진 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)에 의해서, 인접하는 부품, 예를 들어, 한 쌍의 와이어가 소정의 간격을 가지고 제공될 수 있다. 이때 돌출 피복(214)이 제공되지 않는 부분, 다시 말하면 예시적으로 구리를 재질로 하는 도선만이 제공되는 부분이 벤딩되어 소정의 벤딩부를 제공할 수 있다.
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, 도선의 전체를 피복하지 않는 상기 돌출피복(214)의 형태로 이용할 수 있다.
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 열전도뮬(40)이 놓이는 열전모듈 높임부(322)와 함께 절개될 수 있다.
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.
도 21은 전원홀을 막는 밀봉단자의 작용을 설명하는 도면이다.
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.
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.
도 22는 실시예에 따른 저장고를 실험한 결과를 보이는 그래프이다.
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.
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.
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.
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.

Claims (17)

  1. 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재;
    상기 제 1 공간과 온도가 다른 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 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 프레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
    상기 제 3 공간을 유지하는 서포팅유닛;
    상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 간의 열전달량을 감소시키기 위한 열저항유닛;
    상기 제 3 공간에 놓이는 열확산블럭;
    상기 열확산블럭과 접하여 열교환하고 상기 제 3 공간에 놓이는 열전모듈; 및
    상기 열전모듈과 열교환하고, 상기 제 1 공간 또는 제 2 공간에 놓이는 히트싱크가 포함되는 진공단열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    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.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 부재의 내면에 체결되는 너트; 및
    상기 열확산블럭을 개입하고 상기 너트와 체결되는 볼트가 포함되는 진공단열체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    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.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전모듈 및 상기 열확산블럭 중 적어도 어느 하나의 양면에는 열 인터페이스 모듈이 개입되는 진공단열체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열 인터페이스 모듈은 금속을 재질로 하는 진공단열체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속은 인듐 또는 납인 진공단열체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전모듈로 전원을 인가하는 와이어가 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 복사저항쉬트에는 상기 와이어가 통과하는 경로 상에서 절개되어 제공되는 와이어 안내부를 포함하는 진공단열체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 와이어 안내부는,
    상기 열전모듈이 놓이는 위치와 대응되는 열전모듈 놓임부, 및 배기포트가 놓이는 위치와 대응되는 배기포트 놓임부와 일체로 형성되는 진공단열체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전모듈로 전원을 인가할 수 있도록 와이어가 포함되고,
    상기 와이어에는,
    내부의 도선; 및
    상기 도선의 외부를 적어도 일부를 피복하는 수지재의 피복이 포함되는 진공단열체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수지재의 재질은, PC(polycarbonate), glass fiber PC, low outgassing PC, PPS(poly phenylene sulfide), 및 LCP(liquid-crystal polymer)를 사용하는 진공단열체.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 피복은 서로 이격되어 상기 도선을 피복하는 돌출 피복인 진공단열체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트 부재에는 게터포트가 더 제공되는 진공단열체.
  14. 저장물을 저장할 수 있는 내부공간을 제공되는 본체; 및
    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 프레이트 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 열전모듈의 제 1 면과 제 2 면 중의 일면에 접하여 열교환하고, 열이 확산될 수 있도록 제 3 면과 제 4 면을 가지는 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.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플레이트 부재에는 게터포트가 더 제공되는 저장고.
  16. 저장물을 저장할 수 있는 내부공간을 제공되는 본체;
    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 프레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
    상기 진공공간부를 유지하는 서포팅유닛;
    상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 간의 열전달량을 감소시키기 위한 열저항유닛;
    상기 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 저장고.
  17. 제 1 항 내지 제 13 항 중의 어느 하나의 진공단열체 또는 제 14 항의 저장고 또는 제 15 항의 저장고 또는 제 16 항의 차량용 저장고가 장착되는 차량.
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