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KR100886951B1 - 열전소자를 구비한 냉각장치 - Google Patents

열전소자를 구비한 냉각장치 Download PDF

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KR100886951B1
KR100886951B1 KR1020070069962A KR20070069962A KR100886951B1 KR 100886951 B1 KR100886951 B1 KR 100886951B1 KR 1020070069962 A KR1020070069962 A KR 1020070069962A KR 20070069962 A KR20070069962 A KR 20070069962A KR 100886951 B1 KR100886951 B1 KR 100886951B1
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coolant
cooling
thermoelectric element
housing
cooling device
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김인수
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 열전소자를 구비한 냉각장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전자장치 또는 기계장치 등에서 발생하는 열을 흡수하기 위하여 순환하는 냉각액을 냉각시키기 위한 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명의 냉각장치는 장치에서 발생하는 열을 흡수하기 위하여 상기 장치의 내부를 순환하는 냉각액을 냉각시키기 위한 냉각장치에 있어서, 상기 냉각액의 흐름을 일정한 방향으로 유지시키는 펌프; 상기 장치의 냉각액 배출구와 연결되고 상기 냉각액의 이동통로를 복수로 구성한 하우징과 상기 하우징에 부착되고 상기 냉각액을 냉각시키기 위한 열전소자를 포함하는 냉각장치; 및 상기 냉각액을 저장하는 냉각액저장탱크를 포함하되, 상기 냉각액 이동통로는 냉각액 배출구와 연결되고 하나의 관으로 형성되며 적어도 하나 이상의 냉각액 분기점을 갖는 유입부와 상기 냉각액 분기점과 연결되며 다단의 복수의 분기점을 포함하는 복수의 관으로 형성되는 분기부와 상기 분기부와 연결되며 하나의 관으로 형성되는 통합부로 이루어짐에 그 그 기술적 특징이 있다.
냉각장치, 열전소자, 펌프, 냉각액

Description

열전소자를 구비한 냉각장치{Cooling apparatus having thermoelectric module}
본 발명은 열전소자를 구비한 냉각장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전자장치 또는 기계장치 등에서 발생하는 열을 흡수하기 위하여 순환하는 냉각액을 냉각시키기 위한 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 자기장을 이용한 자기장 치료기는 코일에 펄스전류를 인가하여 자기장을 발생시키고, 발생된 자기장에 의한 전류가 인체조직 내에 유도되어 환부를 자극하여 치료하는 장치이다. 이러한 자기장 치료기는 자기장 발생을 위해 코일을 구비하며, 코일에 수천 A정도의 전류를 짧은 시간(50~300㎲)에 흘려보내 코일 주변에 원하는 강도의 자기장을 발생시킨다.
도 1은 종래의 자기장 치료기의 회로(100)를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전원측에 연결된 대용량 캐패시터(Capacitor)에 충전된 에 너지
Figure 112007050744922-pat00001
는 스위칭 소자에 의해 펄스전류(I)가 자기장 유도 코일
Figure 112007050744922-pat00002
에 흐른다. 이때, 자기장의 세기를 높이기 위해서는 전원측의 캐패시턴스(C)나 전압(V)을 높이면 된다.
따라서 캐패시터스(C)나 전압(V)을 높임으로 인해, 코일에 대전류(I)가 흐르게 되면 에너지(WL)로부터 코일에 자기장이 유도될 뿐만 아니라 WL의 일부 에너지는 Joule법칙
Figure 112007050744922-pat00003
에 의해 코일에서 열로 소모된다.
또한, 이렇게 계속 발생되는 열은 코일의 인덕턴스(L)를 증가시킬 뿐만 아니라, 코일의 내부저항(R)도 증가시켜, 결과적으로 코일에는 Joule법칙에 의해 더욱더 많은 열이 발생하게 된다.
따라서, 이러한 열을 효과적으로 냉각시키지 못하면 코일이 과열되어 인덕턴스 값이 변하게 될 뿐만 아니라, 코일을 감싸는 코일케이스가 과열되는 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점들은 환자에게 위험할 뿐만 아니라 자기장 치료기의 오작동의 원인이 되어 자기치료를 지속적으로 수행할 수 없게 된다.
이를 해결하기 위해 본 출원인이 출원한 특허 제2007-54860호에서는 코일을 동관으로 구성하였고, 응축기 및 압축기를 이용하여 냉각액을 냉각시켰다.
도 2는 종래의 자기장 치료기의 냉각장치를 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 자기장 치료기의 냉각장치는 코일(200), 펌프(210), 냉각액저장탱크(220), 응축기(230), 온도센서(240), 제어부(250) 및 압축기(260) 등으로 구성된다.
코일(200)은 전류를 공급받아 자기장을 생성하는 특성을 가지고 있으며, 이러한 코일(200)에서 발생하는 자기장을 이용하여 환자를 치료할 수 있다. 또한 코일(200)은 자기장과 함께 열도 발생한다. 따라서 코일(200)은 내부에 냉각액을 순환시킬 수 있는 관 형태로 제작함이 바람직하다.
또한 코일(200)은 내식성이 크고, 열이나 전기의 전도율이 좋으며, 기계적 성질이 우수한 동관으로 제작하고, 그 모양은 안쪽에서 원을 그리며 나오는 팬케이크형으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
또한 동관으로 이루어진 코일(200)은 팬케이크형이 아니더라도 자기장을 효율적으로 발생시킬 수 있는 어떤 모양에도 적용이 가능하다.
펌프(210)는 냉각액저장탱크(220)로부터 냉각액을 추출하여 코일(200)의 내부로 주입하고 순환시키는 역할을 한다.
냉각액저장탱크(220)는 저온의 액체 냉각액을 저장한다. 또한 냉각액저장탱크(220)는 코일(200)의 내부를 순환한 액체상태의 냉각액도 저장한다.
상기 냉각액은 코일(200)의 부식을 막기 위해 실리콘 오일 또는 변압기 오일 등의 상용화된 냉매오일을 사용한다.
응축기(condenser)(230)는 냉각액저장탱크(220)와 연동되며, 공냉식으로 냉각액을 저온의 상태로 유지시킨다.
온도센서(240)는 냉각액저장탱크(220)와 응축기(230) 사이에서 자기장 발생 코일(200)로부터 순환되어 돌아온 냉각액의 이동 통로에 설치되어, 냉각액의 온도 를 측정한다.
제어부(250)는 온도센서(240)에 의해 측정된 냉각액의 온도를 추출하며, 최초 설정된 냉각액의 온도가 초과하게 되면 응축기(230)의 팬을 동작시킨다. 일반적으로 냉각액의 온도가 43도가 넘어가게 되면, 임피던스가 커지게 되어 기기의 이상이 발생하게 되며, 자기장의 발생 효율도 떨어지게 된다. 따라서 제어부(250)의 냉각액 설정 온도는 43도 이하로 하는 것이 가장 바람직하다.
또한 제어부(250)는 코일(200)의 외부에 설치된 온도센서(미도시)의 온도를 추출하여, 냉각액 이동 통로의 온도센서(240)의 온도와 비교하여 펌프의 작동 유무를 파악할 수 있다.
압축기(compressor)(260)는 온도센서(240)에서 냉각액의 온도가 설정된 온도를 초과하게 되는 경우, 제어부(250)에 의해 동작된다. 그리고 압축기(260)는 응축기(230)와 연동되며, 냉매가스를 이용하여 냉각액의 온도를 저온의 상태로 유지시킨다. 상기 냉매가스는 환경오염을 고려하여, HFC(Hydro-Fluoro-Carbon), HCFC(Hydro-Chloro-Fluoro-Carbon), PFC(Per-Fluoro-Carbon) 등이 사용된다.
도 2에 도시된 종래의 냉각장치는 코일(200)을 동관으로 제작하여, 코일(200)의 내부에 냉각액을 순환시켜 코일(200)에서 발생하는 열을 흡수하였지만, 상기 냉각액의 냉각을 위하여 응축기(230) 및 압축기(260) 등의 부품을 구비하여야 하므로 구조가 복잡하며 부피가 증가하게 되는 단점이 있다.
그리고 도 3은 종래의 열전소자(300)의 발열부를 냉각시키기 의한 수냉식 냉각장치의 사시도이다.
도 3을 참조하여 종래의 수냉식 냉각장치의 구조를 살펴보면, 열전소자(300)의 냉각부(310)측으로 냉각기(미도시)가 형성되고, 발열부(320)측으로는 급수체구부(350)와 배수체구부(360)가 형성되고 급수체구부(350)와 배수체구부(360)를 연통하는 냉각수로(340)가 내부에 형성된 수냉킷트(330)가 형성되어 열전소자(300)의 발열부(320)와 접하며, 수냉킷트(330)에 공급되는 냉각수는 순환펌프(미도시)와 연결호스(370)에 의하여 순환된다.
하지만 상기의 경우 수냉킷트(330) 내부에 형성된 냉각수로(340)의 구조는 열전도율의 한계에 따라 신속하게 열전소자(300)의 발열부를 냉각시킬 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 열전소자가 구비된 냉각장치에서 열전소자를 이용하여 냉각액을 냉각시킴으로써 구조가 간단하며 소형화할 수 있는 냉각장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 냉각액 이동 통로를 복수로 구성함으로써 냉각효율을 높이며 냉각액의 흐름을 원활하게 하는 냉각장치를 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 냉각액 이동 통로의 개수에 따라 직경을 변환시킴으로써 냉각효율을 극대화할 수 있는 냉각장치를 제공함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 장치에서 발생하는 열을 흡수하기 위하여 상기 장치의 내부를 순환하는 냉각액을 냉각시키기 위한 냉각장치에 있어서, 상기 냉각액의 흐름을 일정한 방향으로 유지시키는 펌프; 상기 장치의 냉각액 배출구와 연결되고 상기 냉각액의 이동통로를 복수로 구성한 하우징과 상기 하우징에 부착되고 상기 냉각액을 냉각시키기 위한 열전소자를 포함하는 냉각장치; 및 상기 냉각액을 저장하는 냉각액저장탱크를 포함하되, 상기 냉각액 이동통로는 냉각액 배출구와 연결되고 하나의 관으로 형성되며 적어도 하나 이상의 냉각액 분기점을 갖는 유입부와 상기 냉각액 분기점과 연결되며 다단의 복수의 분기점을 포함하는 복수의 관으로 형성되는 분기부와 상기 분기부와 연결되며 하나의 관으로 형성되는 통합부로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 냉각장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 하우징은 제1 및 제2 하우징으로 구성되고, 상기 제1 또는 제2 하우징의 일측면에는 적어도 하나 이상의 상기 열전소자가 부착되며, 상기 제1 및 제2 하우징은 대칭으로 결합되어 상기 이동통로를 형성함이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 열전소자를 구비한 냉각장치는 상기 열전소자에 전원을 공급하는 전원부; 상기 냉각액의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 온도를 추출하여 상기 전원부를 제어하는 제어부를 더 포함함이 바람직하다.
삭제
따라서, 본 발명의 열전소자를 구비한 냉각장치는 열전소자를 이용함으로써 구조가 간단한 장점이 있고, 부피를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열전소자가 부착된 냉각장치의 냉각액 이동 통로를 복수로 구성함으로써 냉각 효율을 높이며 냉각액의 흐름을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 냉각액 이동 통로의 개수가 증가함에 따라 점차적으로 직경을 줄여 냉각액을 고르게 분산시킬 수 있으며, 냉각 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미 로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치를 구비한 자기장 치료기의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 냉각장치를 구비한 자기장 치료기는 코일(400), 펌프(410), 냉각액저장탱크(420), 냉각장치(430), 전원부(440), 온도센서(450) 및 제어부(460) 등으로 구성된다.
코일(400)은 전류를 공급받아 자기장을 생성하는 특성을 가지고 있으며, 이러한 코일(400)에서 발생하는 자기장을 이용하여 환자를 치료할 수 있다. 또한 코일(400)은 자기장과 함께 열도 발생한다. 따라서 코일(400)은 내부에 냉각액을 순환시킬 수 있는 관 형태로 제작함이 바람직하다.
또한 코일(400)은 내식성이 크고, 열이나 전기의 전도율이 좋으며, 기계적 성질이 우수한 동관으로 제작하고, 그 모양은 안쪽에서 원을 그리며 나오는 팬케이 크형으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
또한 동관으로 이루어진 코일(400)은 팬케이크형이 아니더라도 자기장을 효율적으로 발생시킬 수 있는 어떤 모양에도 적용이 가능하다.
펌프(410)는 냉각액저장탱크(420)로부터 냉각액을 추출하여 코일(200)의 내부로 주입하고 순환시키는 역할을 한다.
냉각액저장탱크(420)는 저온의 액체 냉각액을 저장한다. 또한 냉각액저장탱크(420)는 코일(400)의 내부를 순환한 액체상태의 냉각액도 저장한다.
상기 냉각액은 코일(400)의 부식을 막기 위해 실리콘 오일 또는 변압기 오일 등의 상용화된 냉매오일을 사용한다.
즉, 냉각액저장탱크(420)에 저장되어 있는 냉각액은 펌프(410)에 의해 코일(400)의 내부를 순환하면서 코일(400)에서 발생하는 열을 흡수한다.
냉각장치(430)는 이러한 코일(400)을 순환하여 나온 냉각액을 냉각시키는 장치이다. 냉각장치(430)는 전원부(440)로부터 공급되는 전원, 즉 전류의 양에 따라 냉각성능이 조절되는 특성을 가지고 있다.
여기서 냉각장치(430)를 통과한 냉각액은 온도가 강하되며, 순환하여 냉각액저장탱크(420)로 이동한다. 냉각액이 저장되는 냉각액저장탱크(420)는 단열 기능이 있는 재료로 제작하여 주변 환경에 의해 온도 변화가 없도록 하여 냉각액의 온도를 저온의 상태로 유지시킨다.
전원부(440)는 냉각장치(430)에 전원을 공급하여 냉각장치를 작동시킨다.
온도센서(450)는 코일(400)에서 발생하는 열을 흡수한 냉각액의 온도를 측정 하기 위하여 설치하며, 그 위치는 코일(400)과 냉각장치(430) 사이에 설치하는 것이 바람직하다.
제어부(460)는 온도센서(450)에 의해 측정된 냉각액의 온도를 추출하여 전원부(440)를 제어한다. 제어부(460)는 추출한 온도가 최초 설정된 온도를 초과하게 되면 냉각장치(430)에 공급하는 전류의 양을 늘려 냉각성능을 향상시키고, 일정 온도 이하로 내려가게 되면 다시 전류의 양을 줄여 냉각액의 온도를 일정하게 유지시킨다.
또한, 도 4에 도시된 코일(400), 펌프(410), 냉각액저장탱크(420) 및 냉각장치(430)를 연결하는 관은 냉각액의 순환을 용이하게 할 수 있는 수단으로, 이음성과 경제성이 뛰어나고, 내 화학성이 우수하며, 녹이 슬지 않는 플라스틱 관인 PVC관 또는 금속관을 이용함이 바람직하다.
또한, 코일(400)과 냉각장치(430)를 연결하는 관은 냉각액의 온도가 높으므로 금속관을 이용함이 바람직하다.
도 4에 도시된 자기장 치료기의 냉각장치는 동관 또는 Litz wire로 이루어진 코일(400)에 고전압, 고전류가 인가되면, 자기장이 발생함과 동시에 열이 발생한다. 이때, 코일(400)에는 전류가 흐르지만 코일의 내부 또는 외부에는 냉각액이 순환하게 된다. 상기 냉각액은 냉각액저장탱크(420)에 저장되어 있고, 펌프(410)에 의해서 순환된다.
상기의 과정을 통해, 코일(400)에서 발생하는 열은 냉각액에 흡수된다. 이에 냉각액의 온도는 상승하게 되어 냉각이 필요하게 된다. 따라서, 코일(400)의 냉각 액 배출부분에 냉각장치(430)를 설치하여 냉각액을 냉각시켜서 온도를 낮추게 된다. 여기서 냉각장치(430)는 전원부(440)로부터 전원을 공급받아서 작동되며, 공급되는 전원, 즉 전류의 양에 따라 냉각 성능이 달라진다. 이에 제어부(460)는 코일(400)과 냉각장치(430) 사이에 설치된 온도센서(450)로부터 온도를 추출하여 전원부(440)를 제어함으로써 냉각장치(430)의 냉각 성능을 조절한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 펌프(410), 냉각액저장탱크(420) 및 냉각장치(430)로 구성된 냉각장치는 자기장 치료기뿐만 아니라 냉각액을 이용한 수냉식 냉각장치를 필요로 하는 전자장치 또는 기계장치 등에 적용이 가능하다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치(500)의 구성도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치(500)의 단면도이고, 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치(500)의 측면도이다.
여기서 도 5b는 도 5a에 도시된 냉각장치(500)를 A-A`의 점선 방향으로 자른 단면도이고, 도 5c는 도 5a의 냉각장치(500)를 우측에서 바라본 측면도이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 냉각장치(500)는 열전소자(510), 하우징(미도시), 냉각액 이동 통로(미도시), 급수체결부(570), 배수체결부(580) 및 연결호스(590) 등으로 구성된다.
여기서 상기 하우징은 제1 하우징(520) 및 제2 하우징(530)으로 구성되고, 제1 및 제2 하우징(520, 530)의 결합으로 인해 생성되는 냉각액의 이동통로는 유입부, 분기부 및 통합부의 3부분으로 나눌 수 있다.
여기서 유입부는 제1 이동통로(540)로 구성되고, 분기부는 제2 이동통 로(550)로 구성되며, 통합부는 제3 이동통로(560)로 구성된다.
냉각장치(500)의 열전소자(510)는 제1 하우징(520) 또는 제2 하우징(530)에 부착되며 전류를 공급받아 냉각액을 냉각시키는 역할을 한다. 열전소자(510)는 제1 하우징(520) 또는 제2 하우징(530)의 크기 또는 모양에 따라 하나 또는 복수개로 구성하며, 냉각액의 제1, 제2 및 제3 이동통로(540, 550, 560)의 위치와 대응되도록 설치한다.
여기서 열전소자(510)는 냉각을 위한 장치에 일반적으로 사용되고, 한 면은 냉각이 되고 반대쪽 면은 발열이 일어나도록 한 장치로써 열과 전기의 교환시스템으로 소음이 없고 냉각 효율이 좋은 장점이 있다.
또한, 열전소자(510)는 N형 반도체소자와 P형 반도체 소자들로 이루어져 이들 양단에 직류 전원을 공급하게 되면, 전류의 방향에 따라 한쪽 단자에서는 열을 흡수(냉각)하고 다른쪽 단자에서는 열을 발산(발열)하는 펠티어 효과(Peltier effect)가 발생하여 원하는 부위를 냉각 또는 가온시키는 데 활용되는 소자로 전류의 크기와 방향에 따라 흡열과 발열의 양과 방향을 조절 가능하게 된다.
또한, 도시되지는 않았지만 열전소자(510)의 발열판에는 발열장치(미도시)가 부착된다. 열전소자(510)에 사용되는 상기 발열장치는 공냉식, 수냉식 또는 복합식(공냉+수냉) 등이 있는데 본 발명에서의 열전소자(510)의 발열판에 부착되는 상기 발열장치는 부피가 작고 성능이 뛰어난 복합식 발열장치를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 냉각장치(500)의 하우징을 구성하는 제1 하우징(520) 및 제2 하우 징(530)은 서로 대칭되며, 결합되어 제1, 제2 및 제3 이동통로(540, 550, 560)를 형성한다. 제1 하우징(520) 및 제2 하우징(530)은 도 4에 도시된 바와 같이 각 모서리와 긴 면의 중심에 결합공을 형성하여 결합한다.
제1 및 제2 하우징(520, 530)은 열전도율이 좋고 성형이 용이한 알루미늄을 사용하여 제작하는 것이 바람직하며, 구리 등의 다른 재료를 사용하여도 무방하다.
유입부를 구성하는 제1 이동통로(540)는 전자장치나 기계장치에서 배출되는 냉각액이 이동하는 연결호스(590)와 연결되며 하나의 관으로 형성된다. 또한 제1 이동통로(540)는 적어도 하나 이상의 분기점을 포함한다.
분기부를 구성하는 제2 이동통로(550)는 제1 이동통로(540)의 분기점과 연결되는 복수의 관으로 형성된다.
여기서 제2 이동통로(550)의 개수 및 직경은 제1 이동통로(540)의 분기점의 개수에 의해 결정된다. 이에 제2 이동통로(550)는 최초 냉각액의 유입량을 모두 수용할 수 있어야하며, 제1 이동통로(540)의 분기점의 개수는 가능한 많도록 한다. 따라서 제2 이동통로(540)는 제1 및 제2 하우징(520, 530)과의 접촉 면적이 넓어지므로 열전소자(510)에 의한 냉각 성능이 극대화된다.
통합부를 구성하는 제3 이동통로(560)는 복수의 제2 이동통로(550)와 연결되는 하나의 관으로 형성되며 냉각액저장탱크와 연결되는 연결호스(590)와 연결된다.
제1, 제2 및 제3 이동통로(540, 550, 560)는 서로 연결된 구조이며, 냉각액은 제1 이동통로(540)로 유입되어 분기점에서 복수의 제2 이동통로(550)로 고르게 분기된다. 그리고나서 제2 이동통로(550)를 통과한 냉각액은 하부에서 통합되어 하 나의 관으로 형성된 제3 이동통로(560)를 통해 상기 냉각액저장탱크를 연결하는 연결호스(590)로 이동하게 된다.
또한, 냉각장치(500)는 냉각액이 유입되는 부분에 급수체결부(570)를 설치하여 자기장 치료기와 같은 전자장치 또는 기계장치의 연결호스(590)와 연결을 용이하게 하며, 냉각액이 배출되는 부분에 배수체결부(580)를 설치하여 상기 냉각액 저장 탱크와의 연결을 용이하게 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각장치(600)를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 냉각장치(600)는 도 5a에 도시된 냉각장치(500)와 구성이 동일하다.
하지만 도 6에 도시된 냉각액의 이동통로(미도시)는 통로의 개수가 많아질수록 점차 직경이 줄어드는 구조로 제작함으로써 냉각액이 냉각장치(600)에 유입되었을 때 좌우로 고르게 분배된다.
상기 냉각액의 이동통로는 유입부, 분기부 및 통합부로 구성되며, 유입부는 제1 이동통로(620)로 구성되고, 분기부는 제2, 제3 및 제4 이동통로(630, 640, 650)로 구성되며, 통합부는 제5 이동통로(660)로 구성된다.
유입부를 구성하는 제1 이동통로(620)는 전자장치나 기계장치에서 배출되는 냉각액이 이동하는 연결호스(670)와 연결되며 하나의 관으로 형성된다. 또한 제1 이동통로(620)는 냉각액 분기점을 포함한다.
분기부를 구성하는 제2 이동통로(630)는 제1 이동통로(620)의 분기점과 연결되는 두 개의 관으로 구성하고 시간당 냉각액의 흐름양은 제1 이동통로(620)에서와 동일하도록 하여 제2 이동통로(630)의 직경을 결정한다. 또한 복수의 제2 이동통로(630)는 2개의 분기점을 포함한다.
분기부를 구성하는 제3 이동통로(640)는 두 갈래로 나눠진 냉각액이 통과하는 제2 이동통로(630)의 분기점과 연결되는 4개의 관으로 구성한다. 여기서 제3 이동통로(640)의 직경은 제2 이동통로(630)보다 작게 제작하되, 시간당 냉각액의 흐름양은 제2 이동통로(630)와 동일하도록 하여 냉각액의 흐름을 원할하도록 제작한다. 또한 복수의 제3 이동통로(640)는 4개의 분기점을 포함한다.
분기부를 구성하는 제4 이동통로(650)는 네 갈래로 나눠진 냉각액이 통과하는 제3 이동통로(640)와 연결되는 8개의 관으로 구성한다. 여기서 제4 이동통로(650)의 직경은 제3 이동통로(640)보타 작게 제작하되, 시간당 냉각액의 흐름양은 제3 이동통로(640)와 동일하도록 하여 냉각액의 흐름을 원할하도록 제작한다.
통합부를 구성하는 제5 이동통로(660)는 복수의 제4 이동통로(650)를 흐르는 냉각액이 통합되는 하나의 관으로 형성되며 냉각액저장탱크를 연결하는 연결호스(670)와 연결된다.
제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 이동통로(620, 630, 640, 650, 660)는 서로 연결된 구조이며, 냉각액은 제1 이동통로(620)로 유입되어 2개의 관으로 구성된 제2 이동통로(630)로 고르게 분배된다. 그리고나서 제2 이동통로(630)를 통과한 냉각액은 4개의 관으로 구성된 제3 이동통로(640)로 이동한다. 네 갈래로 나눠진 냉각액은 다시 8개의 관으로 구성된 제4 이동통로(650)로 이동한다. 이렇게 하여 냉각액은 여덟 갈래로 나눠지게 되며, 냉각장치(600)의 하우징과의 접촉 면적이 넓어지므로 열전소자(610)에 의한 냉각효을이 좋아진다.
열전소자(610)에 의하여 냉각된 여덟 갈래의 냉각액은 다시 하나의 관으로 구성된 제5 이동통로(660)로 이동하여 상기 냉각액저장탱크를 연결하는 연결호스(670)로 이동하게 된다.
도 6에 도시된 냉각액이 분기부의 분기점은 유입부에 해당하는 제1 이동통로(620)의 직경과 열전소자(610)의 개수, 냉각장치(600)의 하우징의 크기 등을 고려하여 더 많은 수의 분기점 또는 더 적은 수의 분기점을 포함할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 냉각액을 순환시킴으로써 열을 흡수하는 방식의 수냉식 냉각장치를 필요로 하는 자기장 치료기, 자동차, 냉장고, 컴퓨터 쿨러 등의 전자장치 또는 기계장치 등에 사용이 가능하다.
도 1은 종래의 자기장 치료기의 회로를 나타낸 도면,
도 2는 종래의 자기장 치료기의 냉각장치를 나타낸 구성도,
도 3은 종래의 열전소자의 발열부를 냉각시키기 의한 수냉식 냉각장치의 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치를 구비한 자기장 치료기의 구성도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치의 구성도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치의 단면도,
도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치의 측면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각장치의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500, 600 : 냉각장치 510, 610 : 열전소자
520 : 제1 하우징 530 : 제2 하우징
540, 620 : 제1 이동통로 550, 630 : 제2 이동통로
560, 640 : 제3 이동통로 570 : 급수체결부
580 : 배수체결부 590, 670 : 연결호스
650 : 제4 이동통로 660 : 제5 이동통로

Claims (5)

  1. 장치에서 발생하는 열을 흡수하기 위하여 상기 장치의 내부를 순환하는 냉각액을 냉각시키기 위한 냉각장치에 있어서,
    상기 냉각액의 흐름을 일정한 방향으로 유지시키는 펌프;
    상기 장치의 냉각액 배출구와 연결되고 상기 냉각액의 이동통로를 복수로 구성한 하우징과 상기 하우징에 부착되고 상기 냉각액을 냉각시키기 위한 열전소자를 포함하는 냉각장치; 및
    상기 냉각액을 저장하는 냉각액저장탱크
    를 포함하되, 상기 냉각액 이동통로는 냉각액 배출구와 연결되고 하나의 관으로 형성되며 적어도 하나 이상의 냉각액 분기점을 갖는 유입부와 상기 냉각액 분기점과 연결되며 다단의 복수의 분기점을 포함하는 복수의 관으로 형성되는 분기부와 상기 분기부와 연결되며 하나의 관으로 형성되는 통합부로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 냉각장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 제1 및 제2 하우징으로 구성되고, 상기 제1 또는 제2 하우징의 일측면에는 적어도 하나 이상의 상기 열전소자가 부착되며, 상기 제1 및 제2 하우징은 대칭으로 결합되어 상기 이동통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 냉각장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 열전소자에 전원을 공급하는 전원부;
    상기 냉각액의 온도를 측정하는 온도센서; 및
    상기 온도센서로부터 온도를 추출하여 상기 전원부를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 냉각장치.
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