KR20180055991A

KR20180055991A - 냉난방 장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20180055991A
Application number: KR1020160153276A
Authority: KR
Inventors: 권택율; 이성안
Original assignee: 리빙케어소재기술(주)
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-05-28

Abstract

본 발명은 냉난방 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관, 일면이 상기 제1각관의 외측 다각면들 각각에 접촉되게 설치되는 복수개의 열전소자, 상기 제1각관을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 상기 복수개의 열전소자의 외면에 설치되는 다각형상의 제2각관, 상기 제1각관과 상기 열전소자 및 상기 제2각관을 둘러싸도록 상기 제2각관에 설치되는 방열핀을 포함하여 이루어지며, 상기 구성을 통해 열전소자에 발생된 열이나 냉기를 금속판이나 금속관을 통해 외부공간으로 전달하여 냉난방이 이루어지는 냉난방 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

냉난방 장치 및 그 제조방법{Heating And Cooling Devices and manufacturing method thereof}

본 발명은 냉난방 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 열전소자에 발생된 열이나 냉기를 금속판이나 금속관을 통해 외부공간으로 전달하여 냉난방이 이루어지는 냉난방 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

온도, 습도 등을 인위적으로 조절하면서 열을 이용해 일정한 공간의 온도를 쾌적한 체감온도로 유지하는 일반적인 냉난방 장치는, 온도를 인위적으로 조절하기 위해 크게 열을 발생시키는 과정, 발생된 열을 필요한 장소에 수송하는 과정, 그리고 운반된 열을 소비하는 과정을 행한다.

이러한 원리를 이용한 대부분의 냉난방장치는 라디에이터 등과 같은 냉난방 기기로 공급되는 온수 또는 냉수의 온도와 실내온도와의 온도차에 의해 열전달이 이루어지면서 쾌적한 실내온도가 유지되도록 구성된다.

특히, 복사형(자연대류) 라디에이터는 기계통풍력을 갖지 않고, 주위에 얇은 금속판으로 된 핀(fin)을 많이 붙 인 도관(導管)과 주위 공기와의 온도차에 의한 자연대류, 도관과 주벽면의 온도차에 의한 복사열로 각각 실내공 기, 주벽면의 온도를 낮추거나 높이는 기능을 제공한다. 이때, 냉수 및 온수는 핀의 내부를 통하여 냉각 및 가 열한다.

종래의 복사형 라디에이터는 열매체가 정체되어 있는 상태에서 가열되거나 냉각되므로, 열매체의 전체 온도분포를 일정하게 유지하는 것이 어려워 열손실이 많은 문제가 있었고, 열매체가 자연전도나 자연대류에 의해 이동됨 에 따라, 가열에서 실제 난방이 이루어지는 데까지 오랜 시간이 소요되는 단점이 있다.

반면, 서로 다른 N형과 P형으로 구성된 모듈에 직류전류를 흘려주면 펠티어 효과에 의하여 소자의 양단에 나타나는 흡,발열 현상을 이용하여 온도를 제어하는 고체 냉각 방식을 일으키는 열전반도체소자는, 냉매 순환 냉각방식과는 달리 기계적인 작동부분이 필요 없어 환경문제를 야기시키지 않는 냉각방법이다.

한국등록실용 제20-0222644호에 게재된 바와 같이, 열전반도체소자의 서로 다른 N, P형에 직류전류를 가해주면 네가티브(-)로 대전된 금속과 반도체의 접점에서는 주위로부터 열에너지를 흡수한 전자가 열전반도체소자 내부로 이동하여 흡열이 일어나며, 포지티브(+)로 대전된 접점에서는 전자의 열에너지 방출에 의해서 발열이 일어나게 되는데 이를 펠티어(Peltier)효과라고 한다. 따라서 이 펠티어효과를 이용한 열전반도체소자는 전류의 크기와 방향에 의하여 흡열과 발열의 양과 방향조절이 가능하고, 기계적으로 작동하는 부분이 없어 설치위치나 방향이 그 동작에 영향을 미치지 않는다는 장점 때문에 냉각이나 가열장치를 만드는데 널리 사용되고 있다.

일반적으로 열전반도체소자(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 열전쌍이 직렬로 다수 연결되어 있는 열전쌍부를 가지고 있으며, 이 열전쌍부의 중앙에는 N형의 반도체(12)와 P형의 반도체(14)로 구성되어 직렬로 다수를 연결 모듈로 만든 것이며, 반도체(12, 14)의 일,타측면에 동팁(동판)(16)이 설치되고, 동팁(16)의 타측면에 납땜가능한 은, 구리 페이스트 등의 전극(18)이 설치되고, 전극(18)의 타측면에 절연체인 세라믹(20)이 설치된다.

한국등록실용 제20-0222644호 한국등록특허 제10-1599976호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 열전소자를 통한 냉난방을 실시하며, 열전소자에 금속관이나 판을 설치하여 열방출이 보다 효과적으로 이루어지는 냉난방 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.

또한, 열전소자를 용이하게 설치하는 냉난방 장치의 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉난방 장치는, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관; 일면이 상기 제1각관의 외측 다각면들 각각에 접촉되게 설치되는 복수개의 열전소자; 상기 제1각관을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 상기 복수개의 열전소자의 외면에 설치되는 다각형상의 제2각관; 상기 제1각관과 상기 열전소자 및 상기 제2각관을 둘러싸도록 상기 제2각관에 설치되는 방열핀;을 포함하여 이루어진다.

또 다른 본발명의 냉난방 장치의 제조방법은, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관의 외측 다각면에 접촉되도록 복수개의 열전소자를 상기 외측 다각면 각각에 설치하는 단계; 다각형상의 제2각관에 열을 가해 팽창시켜 내경을 늘리는 단계; 상기 제1각관을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 상기 제2각관을 상기 복수개의 열전소자의 외면에 근접하게 설치하는 단계; 상기 제2각관의 온도가 내려가면서 수축하여 내경이 줄어들게 해 상기 제2각관의 내면이 상기 복수개의 열전소자 타면에 접촉하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제1각관에 상기 열전소자를 설치하기 전에, 상기 제1각관의 외측 다각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계; 상기 제2각관을 상기 열전소자에 근접하게 설치하기 전에, 상기 제2각관의 내측 다각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 냉난방 장치는, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 관; 일면이 상기 관의 외면에 접촉되는 열전소자; 상기 열전소자의 타면에 설치되는 금속판; 상기 관과 상기 열전소자 및 상기 금속판을 둘러싸도록 상기 금속판에 설치되는 방열핀;을 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 냉난방 장치는, 상기 관은 적어도 외면의 일부가 평면부로 이루어지고, 상기 열전소자의 일면은 상기 평면부에 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 냉난방 장치의 제조방법은, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 관의 외면 일측과 타측에 제1열전소자와 제2열전소자가 각각 접촉되게 설치하는 단계; 상기 제1열전소자의 타면과 상기 제2열전소자의 타면에 제1금속판과 제2금속판을 각각 부착하는 단계; 상기 관과 상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자와 상기 제1금속판 및 상기 제2금속판을 둘러싸도록 상기 제1금속판과 상기 제2금속판에 방열핀을 설치하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 냉난방 장치의 제조방법은, 상기 관에 상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자를 설치하기 전에, 상기 관의 외면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계; 상기 제1금속판과 상기 제2금속판을 상기 열전소자에 설치하기 전에, 상기 제1금속판의 일면과 상기 제2금속판의 일면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 냉난방 장치 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 냉난방 장치는 열전소자의 열 또는 냉기가 열전소자와 접촉된 제2각관이나 금속판과 방열핀을 통해 외측 공간으로 전달되므로 효율이 좋다.

또한, 본 발명은 열전소자의 열 또는 냉기가 열 전달이 잘되는 재질로 형성된 관을 통해 외측공간으로 전달되므로 효율이 좋다.

또한, 본 발명의 제1실시 예는 제1각관과 제2각관 사이에 접촉되는 열전소자의 설치가 용이하다.

또한, 본 발명은 냉각수나 공기 등을 외부로 흘려 열기를 배출시키는 방식이기 때문에 냉난방 제품의 설치 및 A/S등을 소비자가 직접 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 열전반도체소자의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예가 도시된 단면도 및 평면도.
도 3는 본 발명의 제1실시 예에 적용되는 방열핀의 삼각도.
도 4는 본 발명의 제2실시 예가 도시된 단면도 및 평면도.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 적용되는 방열핀의 삼각도.
도 6은 도 4가 복수개 연결된 평면도.
도 7은 본 발명의 제2실시 예가 히트파이프에 적용된 평면도.
도 8은 본 발명을 적용할 수 있는 냉온풍기의 실시 예.
도 9는 본 발명을 적용할 수 있는 냉온풍기의 또 다른 실시 예.

이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

======================= 제1실시 예 =======================

이하에서는 도 2와 도 3을 토대로 본 발명의 제1실시 예를 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 제1실시 예의 냉난방 장치(100)는, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관(110)과, 일면이 제1각관(110)의 외측 다각면들 각각에 접촉되게 설치되는 복수개의 열전소자(130)와, 제1각관(110)을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 복수개의 열전소자(130)의 외면에 설치되는 다각형상의 제2각관(120)과, 제1각관(110)과 열전소자(130) 및 제2각관(120)을 둘러싸도록 제2각관(120)에 설치되는 방열핀(140)을 포함하여 이루어진다.

본 실시 예는 열전소자(130)의 일면으로 열을 방출하는 발열이 일어나고, 열전소자(130)의 타면으로 열을 흡수하는 냉각이 일어나고 있다면, 제1각관(110)에 내에 흐르는 물질은 발열이 일어나는 열전소자(130)의 일면에 의해 온도가 높아지고, 냉난방 장치(100)의 외측공간은 냉각이 일어나는 열전소자(130)의 타면에 의해 온도가 낮아져 냉방효과가 나타난다.

반면, 열전소자(130)의 일면에서 냉각이 일어나고, 타면에서 발열이 일어나게 해 난방효과가 나타나게 할 수도 있다.

이러한 본 실시 예의 냉난방 장치(100)는 열전소자(130)의 열 또는 냉기가 열전소자(130)와 접촉된 제2각관(120)과 방열핀(140)을 통해 외측 공간으로 전달되므로 효율이 좋다.

본 실시 예에서 제1각관(110)과 제2각관(120)은 정팔각형의 각관이며, 축방향으로 단면이 일정하다. 단, 제1각관(110)의 내경 및 외경은 제2각관(120)의 내경 및 외경보다 작다.

또한, 제1각관(110)과 제2각관(120)은 동각관, SUS 각관, AL 각관 등이 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 열전소자(130)의 열 또는 냉기가 열 전달이 잘되는 재질로 형성된 관을 통해 외측공간으로 전달되므로 효율이 좋다.

본 실시 예에서 방열핀(140)은 중앙부가 축방향으로 관통되어 있고, 외경이 제2각관(120)보다 크며, 축방향으로 두께가 얇아 열전달 효과가 발생되는 방열부(142)와, 방열부(142)의 관통된 중앙부에서 돌출되어 일정한 단면을 가지며 제2각관(120)이 삽입 설치되는 삽입부(144)를 포함하여 이루어진다.

삽입부(144)의 축방향 두께가 방열부(142)의 축방향 두께보다 두껍다. 따라서 방열핀(140)은 제2각관(120)에 안정적으로 지지될 수 있다.

삽입부(144)는 정팔각형의 제2각관(120)에 안정적으로 설치되기 위해 제2각관(120)과 동일한 형상의 정팔각형으로 형성되는 것이 바람직하다.

방열핀(140)의 외주면은 원형으로 형성된다.

한편, 제1각관(110)과 열전소자(130), 제2각관(120)과 열전소자(130) 사이의 미세한 공간을 열 전도성을 증가시키는 서멀그리스로 메운다.

----------------------- 제1실시 예의 제조방법 -----------------------

이상과 같은 구성을 갖는 제1실시 예의 냉난방 장치(100)는 아래와 같은 제조방법으로 제조된다.

본 실시 예의 냉난방 장치의 제조방법은, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관(110)의 외측 다각면에 접촉되도록 복수개의 열전소자(130)를 외측 다각면 각각에 설치하는 단계와, 다각형상의 제2각관(120)에 열을 가해 팽창시켜 내경을 늘리는 단계와, 제1각관(110)을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 제2각관(120)을 복수개의 열전소자(130)의 외면에 근접하게 설치하는 단계와, 제2각관(120)의 온도가 내려가면서 수축하여 내경이 줄어들게 해 제2각관(120)의 내면이 복수개의 열전소자(130)의 타면에 접촉하는 단계를 포함하여 이루어진다.

한편, 다각형상의 제2각관(120)을 복수개의 열전소자(130)의 외면에 접촉되게 설치할 수도 있지만, 제2각관(120)을 열전소자(130)에 삽입되게 설치할 때 제작 오차에 의해 열전소자(130)에 제2각관(120)이 삽입이 불가능할 수 있으므로, 제2각관(120)과 열전소자(130)가 서로 접촉되지 않고 근접하게 설치되는 것이 바람직하다.

제1실시 예의 냉난방 장치의 제조방법은 제1각관(110)에 열전소자(130)를 설치하기 전에, 제1각관(110)의 외측 다각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

또한, 제1실시 예의 냉난방 장치의 제조방법은 제2각관(120)을 열전소자(130)에 근접하게 설치하기 전에, 제2각관(120)의 내측 다각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계를 더 포함하여 이루어진다. 이 단계는 제1각관(110)의 절연 코팅과 함께 하거나 먼저 해도 된다.

제1각관(110)과 제2각관(120)에 절연 코팅을 하는 이유는, 열전소자(130)와 제1각관(110), 열전소자(130)와 제2각관(120)간에 절연을 위한 것이다. 따라서 일반적인 열전소자의 구성물인 세라믹을 생략하여 비용절감 및 부피감소의 효과가 있다.

열전소자(130)와 제1각관(110), 열전소자(130)와 제2각관(120)간에 절연을 위한 다른 방법으로는 세라믹을 열전소자(130)와 제1각관(110), 열전소자(130)와 제2각관(120) 사이에 설치하는 방법이 있고, 또 다른 방법은 일반적인 열전소자의 구성물인 세라믹을 제거하고 동팁이나 전극에 절연물질을 코팅하는 방법이 있다.

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이하에서는 제1실시 예의 냉난방 장치의 제조방법을 순서대로 설명하도록 한다.

우선, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 내부가 빈 팔각형의 제1각관(110)에 열전소자(130)를 설치하기 전에 제1각관(110)의 외측 팔각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 한다.

이후, 제1각관(110)의 여덟개의 각 외면마다 열전소자(130)가 한 개씩 접촉되도록 설치한다. 이때 제1각관(110)의 각 외면에는 복수개의 열전소자(130)가 서로 연결되며 나란하도록 축방향으로 설치한다.

이후, 제2각관(120)을 준비하고, 제2각관(120)의 내측 팔각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 한다.

이후, 제2각관(120)을 제1각관(110)을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 제1각관(110)의 외면에 설치된 복수개의 열전소자(130)의 외면에 근접하게 설치한다. 이때 설치오차 또는 제작오차에 따라 제2각관(120)과 열전소자(130)가 서로 접촉될 수도 있다.

다각형상의 제2각관(120)에 열을 가하여 팽창하면 제2각관(120)의 내경이 늘어난다.

이때, 제1각관(110)을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 제2각관(120)을 복수개의 열전소자(130)의 외면에 근접하게 설치한다. 즉 열전 소자(130)의 외부에 제2각관(120)을 삽입한다.

이후, 제2각관(120)의 온도가 내려가면서 수축하면 제2각관(120)의 내경이 줄어들게 되므로, 제2각관(120)의 내면이 복수개의 열전소자(130)의 타면과 접촉하게 되어 제2각관(120)과 열전소자(130)간에 연절달이 원활하게 이루어진다.

이와 같이 본 발명의 제1실시 예는 제1각관과 제2각관 사이에 접촉되는 열전소자의 설치가 용이하다.

이후, 팔각형의 삽입부(144)를 갖는 방열핀(140)이 제2각관(120)의 외면을 둘러싸면서 접촉하도록 방열핀(140)의 삽입부(144)에 제2각관(120)을 삽입하여 냉난방 장치(100)를 완성한다.

이와 같이 구성된 제1실시 예의 냉난방 장치(100)는 제1각관(110)의 외면에 축방향으로 복수개의 열전소자(130)가 설치되고, 한 개의 제2각관(120)이 복수개의 열전소자(130)를 전부 덮도록 설치되며, 제1각관(110)의 양측은 제2각관(120)보다 튀어나와 있고, 복수개의 방열핀(140)은 제2각관(120) 전체에 걸쳐 축방향으로 설치되어 있다.

======================= 제2실시 예 =======================

이하에서는 도 4 내지 도 6을 토대로 본 발명의 제2실시 예의 냉난방 장치(200)를 설명하도록 한다. 도 4와 도 6은 수냉식 냉난방 장치(200)이다.

제2실시 예의 냉난방 장치(200)는, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 관(210)과, 일면이 관(210)의 외면에 접촉되는 열전소자(230)와, 열전소자(230)의 타면에 설치되는 금속판(220)과, 관(210)과 열전소자(230) 및 금속판(220)을 둘러싸도록 금속판(220)에 설치되는 방열핀(240)을 포함하여 이루어진다.

본 실시 예는 열전소자(230)의 일면으로 열을 방출하는 발열이 일어나고, 열전소자(230)의 타면으로 열을 흡수하는 냉각이 일어나고 있다면, 관(210) 내에 흐르는 물질은 발열이 일어나는 열전소자(230)의 일면에 의해 온도가 높아지고, 냉난방 장치(200)의 외측공간은 냉각이 일어나는 열전소자(230)의 타면에 의해 온도가 낮아져 냉방효과가 나타난다.

반면, 열전소자(230)의 일면에서 냉각이 일어나고, 타면에서 발열이 일어나게 해 난방효과가 나타나게 할 수도 있다.

이러한 본 실시 예의 냉난방 장치(200)는 열전소자(230)의 열 또는 냉기가 열전소자(230)와 접촉된 금속판(220) 및 방열핀(240)을 통해 외측 공간으로 전달되므로 효율이 좋다.

본 실시 예에서 관(210)은 적어도 외면의 일부가 평면부(216)로 이루어지고, 열전소자(230)의 일면은 평면부(216)에 접촉되는 것을 특징으로 한다. 보다 자세하게 관(210)은 원형 관(212)과, 원형 관(212)의 형상이 변형되어 평면부(216)와 곡면부(218)로 이루어진 열전소자 부착관(214)을 포함하여 이루어진다.

본 실시 예에서 관(210)은 양측에 원형 관(212)이 있고, 양측 원형 관(212) 사이에 열전소자 부착관(214)이 위치된다.

이와 같이 이루어진 관(210)을 복수개 연결하여 사용할 때는, 도 6처럼 원형 관(212)의 끝단에 'U'자 형 관(U)을 이어 다른 관(210)끼리 연결하여 사용한다.

열전소자 부착관(214)은 서로 마주보는 평면부(216)와, 평면부(216)의 양단에 연결되어 서로 마주보는 평면부(216)를 연결하는 곡면부(218)로 이루어진다. 따라서 양측의 곡면부(218)는 양단의 폭이 원형 관(212)의 외경보다 크고, 서로 마주보는 평면부(216)간에 폭은 원형 관(212)의 외경보다 작다. 보다 자세하게는 평면부(216)간에 폭은 원형 관(212)의 외경의 절반정도다.

열전소자 부착관(214)의 중심은 원형 관(212)의 중심과 일치한다.

열전소자 부착관(214)과 원형 관(212)은 경사면으로 연결된다. 따라서 도 4의 중앙 도면처럼 상측 또는 하측에서 볼 때, 원형 관(212)에서 열전소자 부착관(214)으로 갈수록 외측으로 경사지며, 도 4의 하측 도면처럼 측면에서 볼 때, 원형 관(212)에서 열전소자 부착관(214)으로 갈수록 내측으로 경사지게 형성된다.

또한, 관(210)은 제1실시 예의 각관(110, 120)처럼 동관이나 SUS관 등, 열전달율이 좋은 재질로 형성될 수 있다. 따라서 본 실시 예의 발명은 열전소자(230)의 열 또는 냉기가 열 전달이 잘되는 재질로 형성된 관(210)을 통해 전달되므로 효율이 좋다.

한편, 제2실시 예의 방열핀(240)은 중앙부가 관통되어 있고, 관(210)보다 외부공간과의 접촉면적이 넓고, 축방향 두께가 얇아 방열효과가 나타나는 방열부(242)와, 방열부(242)의 중앙부에서 축방향으로 돌출되어 일정한 단면을 가지며 금속판(220)이 삽입되는 삽입부(244)를 포함하여 이루어진다.

방열부(242)는 외형이 관통된 중앙부처럼 사각형으로 형성된다.

방열핀(240)의 외형은 정사각형이다.

삽입부(244)는 방열핀(240)의 상하측, 즉 금속판(220)과 접촉되는 부분만 돌출 형성된다. 즉도 5에 도시된 바와 같이 방열핀(240)을 측면에서 보면 삽입부(244)는 상측과 하측으로만 구성되어 있다. 보다 자세하게 삽입부(244)는 상측에서 보면 좌우양단의 길이가 긴 직사각형이며 상측과 하측의 형상이 동일하다. 또한, 삽입부(244)의 축방향 두께가 방열부(242)의 축방향 두께보다 두꺼우므로 방열핀(240)은 금속판(220)에 안정적으로 지지될 수 있다.

방열핀(240)은 중앙부부터 상하단간에 거리가 중앙부부터 좌우단간에 거리보다 길다. 즉 방열부(242)의 상하측 면적이 좌우측 면적보다 넓다. 따라서 금속판(220)과 접촉되는 삽입부(244)와 연결된 방열부(242)의 상하측으로 열이 전달되고, 전달된 열이 외측공간으로 전달되기 쉽다.

한편, 관(210)과 열전소자(230), 금속판(220)과 열전소자(230) 사이의 미세한 공간을 열 전도성을 증가시키는 서멀그리스로 메운다.

----------------------- 제2실시 예의 제조방법 -----------------------

이상의 설명과 같이 구성된 제2실시 예의 냉난방 장치(200)는 아래와 같은 제조방법으로 제조된다.

제2실시 예의 냉난방 장치(200)는, 냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 관(210)의 외면 일측과 타측에 제1열전소자(230a)와 제2열전소자(230b)가 각각 접촉되게 설치하는 단계와, 제1열전소자(230a)의 타면과 제2열전소자(230b)의 타면에 제1금속판(220a)과 제2금속판(220b)을 각각 부착하는 단계와, 관(210)과 열전소자(230)와 제1금속판(220a) 및 제2금속판(220b)을 둘러싸도록 제1금속판(220a)과 제2금속판(220b)에 방열핀(240)을 설치하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 냉난방 장치(200)는 관(210)에 제1열전소자(230a)와 제2열전소자(230b)를 설치하기 전에, 관(210)의 외면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

또한, 냉난방 장치(200)는 제1금속판(220a)과 제2금속판(220b)을 열전소자(230)에 설치하기 전에, 제1금속판(220a)의 일면과 제2금속판(220b)의 일면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계를 더 포함하여 이루어진다. 이 단계는 관(210)에 절연 코팅 단계와 함께 하거나 먼저 해도 된다.

관(210)과 금속판(220)에 세라믹, 절연 코팅을 하는 이유는, 열전소자(230)와 관(210), 열전소자(230)와 금속판(220)간에 절연을 위한 것이다. 따라서 본 실시 예에서는 관(210) 중에서 열전소자(230)가 접촉되는 평면부(216)에만 코팅을 해도 된다.

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이하에서는 제2실시 예의 냉난방 장치의 제조방법을 순서대로 설명하도록 한다.

우선, 내부에 냉각수가 흐르는 열전소자(230)를 설치하기 전에 관(210) 중 평면부(216)에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 한다.

이후, 평면부(216)의 일측 외면과 타측 외면 각각에 복수개의 제1열전소자(230a)와 복수개의 제2열전소자(230b) 각각을 관(210)의 축방향으로 나란히 설치한다. 즉 복수개의 제1열전소자(230a)는 제1열전소자(230a)끼리 나란하고, 복수개의 제2열전소자(230b)는 제2열전소자(230b)끼리 나란하며, 제1열전소자(230a)와 제2열전소자(230b)는 서로 나란하게 설치한다.

이후, 제1금속판(220a)과 제2금속판(220b)을 준비하고 제1금속판(220a)의 일면과 제2금속판(220b)의 일면 각각에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 한다.

이후, 제1열전소자(230a)의 타면에 제1금속판(220a)을, 제2열전소자(230b)의 타면에 제2금속판(220b)을 설치한다.

이후, 관(210)과 제1열전소자(230a)와 제2열전소자(230b)와 제1금속판(220a) 및 제2금속판(220b)을 둘러싸며 제1금속판(220a)과 제2금속판(220b)에 지지되도록 방열핀(240)을 관(210)의 축방향으로 복수개 설치한다.

이와 같이 구성된 제2실시 예의 냉난방 장치(200)는 관(210)의 축방향으로 복수개의 열전소자(230)가 설치되고, 복수개의 열전소자(230)를 전부 덮는 형상으로 한 개의 금속판(220)이 설치되며, 복수개의 방열핀(240)이 금속판(220) 전체에 걸쳐 서로 나란하게 관(210)의 축방향으로 설치된다.

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한편, 제2실시 예에서 관(210)은 원형관이지만 사각관이 적용될 수도 있다. 관(210)이 사각형일 경우 방열핀(240)에 대응되는 형상이 되므로 방열핀(240)이 사각관에 보다 안정적으로 지지될 수 있다.

한편, 본 발명의 냉난방 장치(200)는 도 7에 도시된 바와 같은 공냉식인 히트파이프에 적용하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 냉난방 장치(200)는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같은 냉온풍기(A1, A2)에 적용하여 사용할 수도 있다. 도 8의 냉온풍기(A1)는 원형이며, 도 9의 냉온풍기(A2)는 사각형이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있다.

** 주요 부호에 대한 설명 **
100 : 냉난방 장치(1실시예) 110 : 제1각관
120 : 제2각관 130 : 열전소자(1실시예)
140 : 방열핀(1실시예) 142 : 방열부(1실시예)
144 : 삽입부(1실시예) 200 : 냉난방 장치(2실시예)
210 : 관 212 : 원형 관
214 : 열전소자 부착관 216 : 평면부
218 : 곡면부 220 : 금속판(2실시예)
230 : 열전소자(2실시예) 240 : 방열핀

Claims

냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관;
일면이 상기 제1각관의 외측 다각면들 각각에 접촉되게 설치되는 복수개의 열전소자;
상기 제1각관을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 상기 복수개의 열전소자의 외면에 설치되는 다각형상의 제2각관;
상기 제1각관과 상기 열전소자 및 상기 제2각관을 둘러싸도록 상기 제2각관에 설치되는 방열핀;을 포함하여 이루어지는 냉난방 장치.
냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 다각형상의 제1각관의 외측 다각면에 접촉되도록 복수개의 열전소자를 상기 외측 다각면 각각에 설치하는 단계;
다각형상의 제2각관에 열을 가해 팽창시켜 내경을 늘리는 단계;
상기 제1각관을 일정 간격 이격된 채 둘러싸도록 상기 제2각관을 상기 복수개의 열전소자의 외면에 근접하게 설치하는 단계;
상기 제2각관의 온도가 내려가면서 수축하여 내경이 줄어들게 해 상기 제2각관의 내면이 상기 복수개의 열전소자 타면에 접촉하는 단계;를 포함하여 이루어지는 냉난방 장치의 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제1각관에 상기 열전소자를 설치하기 전에, 상기 제1각관의 외측 다각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계;
상기 제2각관을 상기 열전소자에 근접하게 설치하기 전에, 상기 제2각관의 내측 다각면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 냉난방 장치의 제조방법.
냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 관;
일면이 상기 관의 외면에 접촉되는 열전소자;
상기 열전소자의 타면에 설치되는 금속판;
상기 관과 상기 열전소자 및 상기 금속판을 둘러싸도록 상기 금속판에 설치되는 방열핀;을 포함하여 이루어지는 냉난방 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 관은 적어도 외면의 일부가 평면부로 이루어지고,
상기 열전소자의 일면은 상기 평면부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 냉난방 장치.
냉각수나 냉매 또는 기체가 흐를 수 있도록 형성된 관의 외면 일측과 타측에 제1열전소자와 제2열전소자가 각각 접촉되게 설치하는 단계;
상기 제1열전소자의 타면과 상기 제2열전소자의 타면에 제1금속판과 제2금속판을 각각 부착하는 단계;
상기 관과 상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자와 상기 제1금속판 및 상기 제2금속판을 둘러싸도록 상기 제1금속판과 상기 제2금속판에 방열핀을 설치하는 단계;를 포함하여 이루어지는 냉난방 장치의 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 관에 상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자를 설치하기 전에, 상기 관의 외면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계;
상기 제1금속판과 상기 제2금속판을 상기 열전소자에 설치하기 전에, 상기 제1금속판의 일면과 상기 제2금속판의 일면에 세라믹 코팅 또는 절연 코팅을 하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 냉난방 장치의 제조방법.