KR101347316B1

KR101347316B1 - 칠러 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101347316B1
Application number: KR1020110050575A
Authority: KR
Inventors: 최훈
Original assignee: (주)퓨리셈
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: KR20120132018A

Abstract

본 발명은 쿨블록이 적층된 복수 개의 열전소자를 방열판에 고정시키고 이들 각 쿨블록을 단일 열교환기 표면에 밀착고정시키기 전에 지그에 고정시켜 동일높이로 가공한 후 열교환기에 밀착고정시켜 각 쿨블록들과 열교환기 사이에 발생할 수 있는 미세한 조립공차를 제거하여 냉각효율을 높일 수 있도록 하고, 또한 방열판 내부에 정지액체를 충전하고 이 정지액체에 냉각수가 순환하는 안내관을 수장시켜 냉각수에 의해 냉각된 정지액체가 열전소자에서 방열된 열을 빨리 냉각시켜 냉각효율을 더욱 높일 수 있는 칠러 및 그의 제조방법에 관한 것으로,
칠러 제조방법은 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 복수 개의 열전소자(23)를 면접촉 상태로 배치하는 단계; 상기 배치된 각 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 탑재하는 단계; 상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 상기 방열판(22)에 고정시키는 단계; 상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 각 쿨블록(24)들을 동일 높이로 가공하는 단계; 및 상기 가공된 쿨블록(24)들이 장착된 방열판(22)을 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정할 수 있도록 상기 쿨블록(24)들을 열교환기(21) 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계;를 포함한다.

Description

칠러 및 그의 제조방법{Chiller, and Manufacturing method of the chiller}

본 발명은 복수 개의 열전소자를 이용하여 냉각대상물을 냉각시키는 칠러(Chiller)에 관한 것으로, 특히 쿨블록이 적층된 복수 개의 열전소자를 방열판에 고정시키고 이들 각 쿨블록을 단일 열교환기 표면에 밀착고정시키기 전에 지그에 고정시켜 동일높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 열교환기 표면에 밀착고정시켜 각 쿨블록들과 열교환기의 접촉면 사이에 발생할 수 있는 미세한 조립공차를 제거하여 냉각효율을 높일 수 있도록 하고, 또한 방열판 내부에 정지액체를 충전하고 이 정지액체에 냉각수가 순환하는 안내관을 수장시켜 냉각수에 의해 냉각된 정지액체가 열전소자에서 방열된 열을 저온상태로 냉각시켜 냉각효율을 더욱 높일 수 있는 칠러 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

냉각장치는 열교환매체(작동유체, 냉매, 또는 액체 등)를 일정한 싸이클로 순환시키고, 상기 열교환매체가 싸이클의 유로상에 설치된 열교환기를 통과할 때 냉각대상물과 열교환을 수행하여 그 냉각대상물을 냉각시키게 된다.

더 구체적으로, 프레온가스를 열교환매체로 사용하는 냉각장치는 널리 알려진 바와 같이 프레온가스를 압축기에서 고온,고압으로 압축시켜 응축기로 보내고, 응축기는 고온,고압의 프레온가스를 방열시켜 액체상태로 만들어 팽창밸브로 보내며, 팽창밸브는 액상의 프레온의 압력을 낮추어 기체상태로 만들어 증발기로 보내고, 증발기는 기체상태의 프레온가스를 외기에 노출시켜 증발시키게 된다. 따라서 프레온가스는 증발기에서 증발되면서 냉각대상물(실내공기)의 열을 빼앗아 냉각시키게 된다.

액체를 열교환매체로 사용하는 냉각장치는 도 1과 같이 액체가 칠러(1)를 통과할 수 있도록 냉각싸이클을 구성하여, 이 액체가 칠러(1)를 통과하면서 저온상태로 냉각된 후 냉각싸이클의 유로상을 흐르면서 이 유로상에 설치된 냉각대상물(S)을 냉각시키게 된다.

이와 같은 칠러(1)는 냉각대상물(S)을 직접 냉각시키는 열교환매체의 온도를 낮추기 위해 냉각싸이클 경로에 반드시 열교환기가 설치되는데, 냉각효율은 상기 열교환기의 열교환 성능, 즉 열교환매체의 온도를 낮추는 성능에 따라 결정된다.

도 2는 액체를 열교환매체로 사용하는 종래 칠러(10)를 보인 것으로, 열교환기(11) 양외측면에 수냉식 방열판(12)이 밀착고정된다. 상기 방열판(12)과 밀착되는 부분인 열교환기(11) 양 외측면에는 전원공급에 의해 상기 열교환기(11)를 냉각시키고 상기 열교환기(11)를 냉각시킬 때 발생하는 열을 상기 방열판(12)에 방열시키는 복수 개의 열전소자(13)가 밀착고정된다.

상기 열교환기(11)는 내부 저장실(11a)에 저장되어 순환된 열교환매체가 열전소자(13)에 의해 냉각된 후 펌프(미도시)에 의해 작업파이프(11b)를 지나면서 이 작업파이프(11b)상에 설치된 냉각대상물(S)을 냉각시킨 다음 다시 저장실(11a)로 공급되어 냉각된 후 작업파이프(11b)로 이송되어 냉각대상물(S)을 지속적으로 냉각시키게 된다.

상기 방열판(12)은 열전소자(13)가 열교환기(11)를 냉각시킬 때 발생하는 열을 전달받아 수냉식으로 방열 냉각시키는 것으로, 외부에서 냉각된 상태로 펌프(미도시)의 압송에 의해 수납실(12a)과 파이프(12b)를 반복적으로 순환하는 냉각수가 열전소자(13)의 방열면 또는 이 열전소자(13)의 방열면에 의해 가열된 방열판(12)의 몸체 자체를 냉각시키게 된다.

이와 같이 구성된 종래 칠러(10)는 도 2와 같이 열교환기(11)와 방열판(12) 사이에 복수 개의 열전소자(13)가 면접촉 상태로 조립되는데, 이들 각각의 단위 열전소자(13)는 얇은 박판의 형태로 구성되고 그 내부에 많은 전극들이 조립되어 있으므로 박판의 두께가 전체적으로 균일하지 못하여 도 3과 같이 미세 공차가 발생하게 된다.

그러므로, 복수 개의 단위 열전소자(13)들을 열교환기(11)와 방열판(12) 사이에 면접촉 상태로 조립하게 되면, 이 중에서 두꺼운 일부 열전소자(13)는 양측면이 열교환기(11)와 방열판(12)에 과도하게 밀착되고, 얇은 두께를 가진 열전소자(13)는 밀착력이 약하여 긴밀하게 접촉하지 못할 뿐만 아니라, 도 3과 같이 하나의 열전소자(13)의 경우도 자체가 경사지게 형성되면 두꺼운 부분은 과도하게 밀착되고 얇은 부분은 접촉되지 않는 문제가 발생하게 된다.

이러한 현상은 결국 복수 개의 열전소자(13)들의 두께가 서로 다르거나 또는 하나의 열전소자(13)라도 평탄도가 불량하여, 그들 양측면이 열교환기(11)와 방열판(12)에 긴밀하게 접촉하지 못하여 냉각효율을 저하시키는 원인이 되었다.

또한, 종래 칠러(10)는 도 4와 같이 방열판(12)의 수납실(12a) 내부에 저온의 냉각수와 접촉면적을 넓혀 이 냉각수 온도를 방열판(12) 본체에 빨리 전달하면서 냉각수를 난류상태로 유도하는 냉각판(12c)이 수납되는데, 이 냉각판(12c)은 그 양단부가 방열판(12)의 몸체와 커버(12d)에 브레이징 접합된다. 상기 방열판(12)과 냉각판(12c)은 비중이 가볍고 열전달이 우수한 알루미늄 소재를 사용하고 있다.

그러나, 칠러(10)가 산업시설에 설치되어 사용되므로 그에 사용된 냉각수로는 보통 빌딩에 설치된 냉각탑에 사용된 물을 이용하게 되는데, 냉각탑의 냉각수는 각종 불순물과 함께 부식성질이 강하여 방열판(12)을 구성하는 알루미늄 소재를 단시간에 부식시키는 문제가 있었다.

따라서 방열판(12)의 몸체와 커버(12d)에 브레이징 접합되어 커버(12d)를 방열판(12) 몸체에 고정시키는 냉각판(12c)의 접합부분이 부식현상에 의해 떨어져 방열판(12) 몸체에서 커버(12d)가 분리되는 문제가 있었다.

이와 같이 냉각판(12c)이 분리되면 커버(12d)는 냉각수가 펌프에 의해 수납실(12a)로 압송되는 압력에 의해 도 4와 같이 볼록하게 변형되고, 이에 따라 상기 커버(12d)에 면접촉 상태로 고정된 얇은 두께의 열전소자(13)는 파손되어 방열판(12)의 수명이 약 1년 정도에 지나지 않아 자주 교체하는 번거로움이 있고, 이에 따른 유지관리 및 보수비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 5와 같이 방열판(12) 내부에 비교적 부식에 강한 동재질로 구성된 안내관(15)을 사용하여 이 안내관(15)을 통해 냉각수가 순환되게 하였다. 그러나 동재질의 안내관(15)과 알루미늄 재질의 방열판(12)은 용접이 되지 않기 때문에 저장실(11a) 바닥면에 배관용 홈(14)을 형성하여 안내관(15)을 배관하였는데, 상기 홈(14) 가공이 까다로워 제조원가가 상승하고 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

더 큰 문제점은 냉각수가 안내관(15) 내부에 수용되어 흐르게 되므로 방열판(12)과 직접 접촉하지 못하여 방열효과가 저하되는 심각한 문제가 있어 상용화되지 못하였다.

또한, 종래 칠러는 양측 방열판 사이에 열전소자가 조립되는데, 이 열전소자는 두께가 아주 얇기 때문에 양측 방열판 사이 간격이 너무 좁게 된다. 따라서 열전소자의 냉각면과 방열면의 사이가 너무 가까워 냉각면 주변의 공기와 방열면 주변 공기가 서로 열교환을 수행하여 냉각면의 온도가 상승하여 냉각효율이 저하되는 현상이 발생하고, 또한 냉각면 주변 공기가 쉽게 응결되어 열저항 및 절연저항을 일으켜 냉각효율을 더욱 낮추는 원인으로 작용하였다.

열전소자를 이용한 칠러는 부피가 작은 복수 개의 열전소자를 이용하기 때문에 대형 또는 소형제작이 가능한 장점은 있고, 특히 열전소자의 방열면 온도가 낮으면 낮을수록 냉각면의 온도가 비례해서 낮아지게 되므로 냉각효율을 높이기 위해서는 반드시 열전소자의 방열면을 효율적으로 냉각시키는 것이 필요하나, 종래의 칠러들은 열전소자의 방열면 냉각효율이 나쁘기 때문에 목적하는 낮은 온도를 요구하는 장치에서는 사용하지 못하였다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 칠러의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 복수 개의 열전소자에 탑재된 상태로 열전소자와 함께 방열판에 고정된 쿨블록들을 열교환기에 밀착 고정시키기 전에 지그에 고정한 후 동일한 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 다음 열교환기에 긴밀하게 밀착 고정함으로써 쿨블록들과 열교환기 사이에 발생될 수 있는 미세한 조립공차를 제거하여 냉각효율을 높일 수 있는 칠러 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 방열판 내부에 정지액체를 충전하고 파이프와 연결되고 냉각수가 흐르는 안내관을 이 정지액체에 수장시킴으로써, 외부에서 냉각된 냉각수가 안내관을 순환하면서 정지액체를 냉각시키고 냉각된 정지액체는 그와 접촉하는 방열판의 하우징과 커버를 급속히 냉각시키게 되므로, 결국 방열판에 밀착 고정된 열전소자의 방열면을 저온상태로 낮추게 하여 냉각효율을 높일 수 있는 칠러 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칠러의 제조방법은,

방열판 일측면 또는 양측면에 복수 개의 열전소자를 면접촉 상태로 배치하는 단계;

상기 배치된 각 열전소자 상부에 쿨블록을 탑재하는 단계;

상기 쿨블록이 노출되게 쿨블록과 열전소자를 상기 방열판에 고정시키는 단계;

상기 방열판을 지그에 고정한 후 노출된 각 쿨블록들을 동일 높이로 가공하는 단계; 및

상기 가공된 쿨블록들이 장착된 방열판을 열교환기 일측면 또는 양측면에 고정할 수 있도록 상기 쿨블록들을 열교환기 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계;를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칠러는 저장실이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프가 연결되는 열교환기;

상기 열교환기 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기를 냉각시키는 방열판;

상기 방열판 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자; 및

상기 열교환기와 열전소자 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록;을 포함하고,

조립공정에서, 열전소자와 쿨블록이 적층식으로 탑재고정된 상기 방열판을 지그에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록들을 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록들을 상기 열교환기 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 칠러는 복수 개의 열전소자가 각각 두께가 다르더라도 그 상부에 열전달이 우수한 쿨블록이 면접촉되어 방열판에 체결고정되고, 이 방열판을 지그에 고정한 상태에서 각 쿨블록들을 동일한 높이로 가공하게 되므로 결국 평탄도가 일치되어 동일한 높이로 수평을 유지하는 쿨블록이 열교환기 표면에 긴밀하게 면접촉 되므로 쿨블록들과 열교환기 사이에 발생할 수 있는 조립오차를 제거하여 냉각효율을 높일 수 있는 장점을 가진다.

이는 열전소자의 두께와 상관없이 쿨블록을 동일한 높이로 정밀가공하여 수평을 맞추게 되므로 종래 문제점, 즉 각 열전소자 간에 수평이 일치하지 않아 발생되는 여러 가지 문제점을 일거에 해소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 칠러는 방열판의 수납실 내부에 정지액체를 충전하고, 파이프와 연결되어 냉각수가 순환하는 동재질의 안내관을 정지액체에 수장시키게 되므로, 외부에서 냉각되어 안내관을 순환하는 냉각수가 정지액체를 냉각시키고 정지액체는 그와 접촉하는 방열판 자체를 냉각시키게 되므로 방열판과 이 방열판에 고정된 열전소자 방열면이 저온상태로 냉각되므로 냉각효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 칠러는 안내관을 냉각수에 잘 부식되지 않은 구리 재질을 사용함으로써 수명을 연장시킬 수 있어 방열판의 잦은 교체에 따른 번거로움을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 잦은 교체에 따른 보수 및 유지비용을 절감할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 칠러 사용상태를 나타내는 개념도
도 2는 종래 발명에 따른 칠러의 단면도
도 3은 두께가 다른 열전소자를 과장해서 보인 개념도
도 4는 종래 방열판이 부식되어 커버가 볼록하게 변형됨을 보인 단면도
도 5는 종래 발명에 따른 다른 실시예 방열판의 정면도 및 평면도
도 6은 본 발명에 따른 열전소자, 쿨블록, 및 덮개의 분해 사시도
도 7은 도 6의 조립 단면도
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예 방열판 분해 사시도
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예 방열판 정단면도 및 평면도
도 10은 본 발명에 따른 칠러의 열전소자 조립상태를 보인 사시도
도 11은 본 발명에 따른 칠러의 쿨블록 가공상태를 보인 사시도
도 12는 도 11의 정단면도
도 13은 본 발명에 따른 칠러의 열교환기 및 방열판의 분해 사시도
도 14는 본 발명에 따른 칠러의 조립 사시도
도 15는 본 발명에 따른 단열재가 충전되기 전 상태의 칠러 정단면도
도 16은 본 발명에 따른 단열재가 충전된 상태의 칠러 정단면도
도 17은 본 발명의 다른 실시예 따른 방열판의 커버가 개방된 상태의 평면도
도 18은 도 16의 칠러 일부를 확대한 도면
도 19는 본 발명에 따른 케이스의 조립상태를 확대한 도면
도 20은 본 발명에 따른 방열판에 보조 방열판이 장착된 상태의 평면도
도 21은 본 발명에 따른 보조방열수단을 또 다른 냉각시스템으로 냉각시키는 것을 보인 도면
도 22는 본 발명에 따른 방열판 내부를 보인 실제품 사진
도 23은 본 발명에 따른 안내관의 실제품 사진

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 칠러의 구성을 상세히 설명한다.

상기 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 칠러(20)의 일 실시예는 액상의 열교환매체가 내부 저장실(21a)을 순환할 수 있도록 작업파이프(21b)와 연결되는 열교환기(21), 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되고 외부에서 냉각된 냉각수를 순환시켜 상기 열교환기(21)를 수냉식으로 냉각시키는 방열판(22), 상기 열교환기(21)와 방열판(22) 사이에 복수 개가 면접촉 상태로 밀착조립되어 열교환기(21)가 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 열교환기(21)를 순환하는 열교환매체를 냉각시키고 이 열교환매체를 냉각시킬 때 발생하는 열을 상기 방열판(22)으로 방열시키는 열전소자(23), 상기 각 열전소자(23)와 열교환기(21) 사이에 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기(21)에 전달하는 쿨블록(24)을 포함한다.

상기 열교환기(21)는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 이 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 순환할 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결된다. 따라서 냉각대상물(S)을 냉각시키는 열교환매체가 상기 저장실(21a)과 작업파이프(21b)를 순환하면서 열전소자(23)에 의해 냉각되어 그 경로상에 설치된 냉각대상물(S)을 냉각시키게 된다.

이러한 열교환기(21)는 저장실(21a)이 커버(21b)로 폐쇄되는데, 상기 커버(21b)는 보울트(B)로 체결고정되고, 열교환기(21)와 커버(21b) 사이에는 수밀을 유지할 수 있도록 실링부재(21c)가 조립된다.

상기 열교환기(21)의 일측면 또는 양측면에는 상기 방열판(22)에 고정된 복수 개의 쿨블록(24)들이 보울트(B)에 의해 밀접하게 면접촉된 상태로 체결고정된다. 상기 보울트(B)는 열교환기(21) 내부에서 쿨블록(24)에 체결되는 것이 바람직하다.

상기 열교환기(21)는 열전소자(23)의 냉각면에 의해 급속히 냉각될 수 있도록 열전도율이 우수하고, 가벼우면서도 비용이 저렴하고 구입이 용이한 알루미늄을 사용하는 것이 좋다.

상기 방열판(22)은 열전소자(23)의 방열면(가열면)과 면접촉하여 이 방열면에서 발생하는 열을 냉각시켜 열전소자(23)가 높은 냉각성능을 발휘할 수 있도록 하는 것이다. 이미 설명한 바와 같이 방열판(22)이 열전소자(23)를 효율적으로 냉각시키는 만큼 열전소자(23)의 냉각효율이 높아지게 된다.

상기 방열판(22)은 여러 가지 형태의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 공지의 공랭식의 것을 사용할 수 있고, 또한 수냉식의 것을 사용할 수 있다.

공랭식 방열판은 널리 알려진 공지의 것이기에 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 도면에서와 같이 수냉식 방열판(22)을 설명한다.

상기 수냉식 방열판(22)의 일 실시예는 냉각수를 수납할 수 있도록 수납실(22a)이 형성되고, 상기 수납실(22a)은 커버(22b)에 의해 수밀가능하게 밀폐된다. 상기 커버(22b)는 하우징(22f)에 체결된 보울트(B)에 의해 체결고정된다.

상기 방열판(22)의 수납실(22a)과 연통된 입,출구에는 냉각수가 순환할 수 있도록 파이프(22c)가 연결된다. 따라서 냉각수가 수납실(22a)과 파이프(22c)를 흐르면서 외부에서 냉각된 후 다시 수납실(22a)로 유입됨을 반복 순환하게 된다.

상기 방열판(22)의 다른 실시예는 도 8, 도 9, 도 17, 도 22 내도 도 23과 같이 수납실(22a)에 정지액체(22d)를 충전하고, 이 정지액체(22d)에 냉각수가 흐르는 안내관(22e)을 수장시키는 것이 특징이다.

다시 말해, 상기 실시예의 방열판(22)은 내부에 수납실(22a)이 형성되고, 이 수납실(22a)과 연통되게 형성된 입,출구는 냉각수가 순환하는 파이프(22c)와 수밀가능하게 연결되어 냉각수가 순환할 수 있도록 하며, 상기 수납실(22a)은 커버(22b)에 의해 수밀가능하게 폐쇄되는 하우징(22f); 상기 수납실(22a)에 충전되어 정지된 냉각수 기능을 하는 정지액체(22d); 및 상기 파이프(22c)를 통해 하우징(22f)의 수납실(22a)로 공급된 냉각수가 정지액체(22d)를 통과할 수 있도록 상기 정지액체(22d)에 수장되고 양단부가 하우징(22f)의 입,출구에 수밀가능하게 장착되는 안내관(22e);을 포함한다.

상기 실시예의 방열판(22)은 하우징(22f)과 커버(22b)가 열전달이 우수한 알루미늄 소재로 구성되어 열전소자(23)에서 발생하는 열을 냉각수에 전달하고, 이와 동시에 수납실(22a)에 담수된 정지액체(22d)가 열전소자(23)의 열을 냉각수에 전달하게 된다. 더욱이 냉각수가 흐르는 파이프(22c)와 연결된 상기 안내관(22e)이 정지액체(22d)에 수장되고, 또한 상기 안내관(22e)에 조립된 복수 개의 냉각판(22g)도 정지액체(22d)에 수장된다.

그러므로, 상기 안내관(22e)은 정지액체(22d)와 넓은 면적으로 접촉되므로, 저온의 냉각수가 고온의 정지액체(22d)와 활발한 열교환을 수행하여 정지액체(22d)를 효율적으로 냉각시키고, 상기 정지액체(22d)는 하우징(22f)과 커버(22b)를 냉각시키게 되므로 열전소자(23)의 냉각성능이 종래보다 현저히 향상된다. 이러한 본 발명의 방열판(22)의 종래의 것과 대비된다 하겠다.

상기 안내관(22e)은 열전달이 우수하면서 냉각수에 잘 부식되지 않는 동재질로 이루어지고, 상기 안내관(22e) 외부에는 정지액체(22d)와 접촉면적을 넓힐 수 있도록 복수 개의 냉각판(22g)이 끼움고정된다.

상기 냉각판(22g)은 박판형상을 가지며 알루미늄재질로 구성되고, 그 양단부가 수납실(22a) 내벽에 접합된다. 이를 위해 냉각판(22g)의 양단부는 접합을 용이하게 할 수 있도록 절곡편(22g-1)이 절곡된다. 따라서 냉각판(22g)의 절곡편(22g-1)이 수납실(22a) 바닥과 커버(22b)에 접합되므로 커버(22b)는 하우징(22f)과 일체로 고정된다.

여기서, 상기 냉각판(22g)은 냉각수와 접촉하지 않고 정지액체(22d)에 수장되므로 종래 냉각수에 의해 부식되는 현상을 방지하게 되므로 종래와 같이 하우징(22f)에서 커버(22b)가 분리되는 현상이 발생하지 않게 된다.

상기 안내관(22e)은 여러 가지 형태로 구성할 수 있으며, 본 명세서의 도면에서는 도 8, 도 17, 도 22 내지 도 23과 같이 입구측(22e-1)과 출구측(22e-2) 사이에 복수의 유로관(22e-3)이 형성되게 하여, 외부에서 냉각된 냉각수가 입구측측(22e-1)으로 공급된 후 상기 유로관(22e-3)을 통해 출구측(22e-2)으로 비교적 빠른 속도로 토출되면서 열전소자(23)에 의해 가열된 정지액체(22d)를 냉각시키도록 하였다.

상기 안내관(22e)의 다른 형태는 도 9에 도시된다. 상기 다른 실시예의 안내관(22e)은 단일 유로관(22e-4)이 지그재그식으로 절곡되게 형성하여 내부를 흐르는 냉각수가 수납실(22a)에서 장시간 체류하면서 정지액체(22d)를 충분히 냉각시키도록 하였다.

여기서, 상기 정지액체(22d)는 본 발명에 적용할 수 있는 것은 모두 사용할 수 있고, 바람직하게는 열교환 효율이 좋으면서 결빙되지 않고, 수장된 안내관(22e)을 부식시키지 않은 액체를 사용하는 것이 좋다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 방열판(22)은 상기 열전소자(23)가 안내관(22e)을 수장하고 있는 정지액체(22d)를 냉각시킨다는 것에 큰 특징이 있다. 따라서, 안내관(22e) 전체는 정지액체(22d)에 수장되어 잠기게 되는데, 이는 안내관(22e)이 단순히 열전소자(23)의 냉각면에 접촉되는 것과 냉각효율에 있어 큰 차이가 있다.

다시 말해, 안내관(22e)이 정지액체(22d)에 잠기게 되면 안내관(22e)은 전체 면적이 정지액체(22d)와 접촉하게 된다. 그러므로 외부에서 냉각되어 안내관을 순환하는 냉각수가 정지액체를 냉각시키고 정지액체는 그와 접촉하는 방열판 자체를 냉각시키게 되므로 방열판과 이 방열판 표면에 고정된 열전소자 방열면이 저온상태로 냉각되므로 냉각효율을 높일 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20)의 방열판(22)은 도 20과 같이 정지액체를 별도의 싸이클로 순환시킬 수 있도록 보조방열수단(A)을 더 갖는다. 상기 보조방열수단(A)은 수납실(22a)의 정지액체(22d)가 별도의 싸이클로 순환할 수 있도록 수납실(22a)과 연통되게 보조파이프(A-1)가 연결되고, 이 보조파이프(A-1) 경로상에 보조열교환기(A-2)와 펌프(A-3)가 연결된다. 상기 펌프(A-3)의 압송력에 의해 정지액체(22d)가 보조열교환기(A-2)를 통과하면서 송풍팬(A-4)에 의해 공랭식으로 냉각된다.

상기와 같이 상기 보조방열수단(A)의 보조열교환기(A-2)를 송풍팬(A-4)으로 공랭방식으로 냉각시킬 수 있고, 또한 도 21과 같이 프레온가스를 열교환매체로 사용한 종래 공지의 냉각장치(30)을 이용하여 냉각시킬 수 있다.

상기 냉각장치(30)는 이미 설명한 바와 같이 프레온가스를 압축기(31)에서 고온,고압으로 압축시켜 응축기(32)로 보내고, 응축기(32)는 고온,고압의 프레온가스를 방열시켜 액체상태로 만들어 팽창밸브(33)로 보내며, 팽창밸브(33)는 액상의 프레온의 압력을 낮추어 기체상태로 만들어 증발기(34)로 보내고, 증발기(34)는 기체상태의 프레온가스를 증발시키게 된다. 따라서 증발기에서 증발되는 프레온가스는 외기열을 흡열하여 주변 공기 온도를 낮추어 냉각시키게 되고, 송풍기(35)는 상기 냉각된 주변공기를 보조열교환기(A-2)에 압송하여 보조열교환기(A-2)를 냉각시키게 된다.

상기 보조열교환기(A-2)는 공지의 것으로 다양한 형상으로 제조될 수 있으며, 예컨대 공지의 라디에이터와 같이 두께가 얇은 유로가 지그재그식으로 길게 형성되어 있다. 상기 보조열교환기(A-2)는 정지액체(22d)가 상기 긴 유로를 저속으로 통과할 때 상기 송풍팬(A-4)에 의해 압송된 공기에 의해 냉각된다.

상기와 같이 방열판(22)의 수납실(22a)에 담수형태로 저장된 정지액체(22d)가 보조열교환기(A-2)를 통과하면서 공랭식으로 냉각되면, 안내관(22e)을 흐르는 냉각수에 의해 냉각됨과 동시에 상기와 같이 공랭식으로 더 냉각되므로 칠러(20)의 냉각효율을 더 높일 수 있게 된다.

상기 보조방열수단(A)을 사용하게 되면 정지액체(22d)는 정지되지 않고 유동하는 액체가 될 것이다.

상기 열전소자(23)는 이미 설명한 바와 같이 가볍고 소형으로 제작되어 냉동관련 산업분야에서 널리 사용되고 있는 것으로, 전기를 공급하면 일측면은 차가워져 냉각면이 되고 타측면은 상기 냉각을 도울 수 있도록 열을 방출하는 방열면이 된다.

이러한 열전소자(23)는 냉각면이 쿨블록(24)을 매체로 하여 상기 열교환기(21)에 복수 개가 면접촉 상태로 긴밀하게 밀착고정되고 타측면에는 방열판(22)이 고정된 상태로 사용된다. 따라서 본 발명의 칠러(20)의 냉각효율은 상기 열전소자(23)의 방열면의 온도를 단시간에 최대한 저온상태로 만드는 것에 결정된다.

상기 쿨블록(24)은 상기 각각의 열전소자(23)와 열교환기(21) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기(21)에 전달하는 것이다.

본 발명에서는 상기 쿨블록(24)을 열전소자(23)와 일대일 대응되게 하였으나, 열전소자(23) 복수 개에 하나의 쿨블록(24)을 사용하여 일대일 대응되지 않도록 할 수도 있다.

상기 쿨블록(24)은 열전달이 우수한 알루미늄 소재로 구성되는 것이 좋으며, 도 7과 같이 일단부가 후술하는 덮개(25)에 노출되게 조립되는데, 이 노출부분이 열교환기(21)와 면접촉되는 접촉부(24a)가 된다. 상기 접촉부(24a)에는 보울트(B)로 체결될 수 있도록 나사공(24b)이 형성된다. 상기 쿨블록(24)의 타단부에는 후술하는 탄성부재(28)가 지지될 수 있도록 지지편(24c)이 돌출된다.

상기 복수 개의 쿨블록(24)들은 본 발명의 칠러(20) 제작공정에서 그가 면접촉하는 열교환기(21)의 표면과 접촉오차를 줄이기 위해 가공과정을 거치게 되는데, 쿨블록(24)이 종래에도 사용된 공지의 구성요소이긴 하나, 본 발명의 칠러 제조과정에서 복수 개가 일체로 가공되어 평탄도를 일치시키는 것은 본 발명의 핵심적인 요부라 할 수 있고, 이는 공지의 칠러와 대비된다 하겠다.

즉, 도 10과 같이 상기 방열판(22)상에 복수 개의 열전소자(23)와 쿨블록(24)을 탑재고정한 상태에서 도 11 내지 도 12와 같이 상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 공작기계(M)를 이용하여 방열판(22) 상부에 노출된 각 쿨블록(24)들을 동일한 높이로 가공하여 평탄도를 일치시키고, 이후 도 13 내지 도 19와 같이 상기 가공된 쿨블록(24)들을 열교환기(21) 표면에 체결고정한다.

이와 같이 동일한 평탄도로 가공된 쿨블록(24)들은 이후 미리 가공된 열교환기(21) 표면에 오차없이 정밀하게 밀착 고정되므로 종래 열전소자(23)의 두께 차이에서 발생하는 제반 문제점을 일거에 해소할 수 있게 된다.

다음의 표1은 도 4와 같이 종래 칠러(10)에 사용된 2개의 단위열전소자(13)의 표면 4곳의 평탄도를 측정한 것이고, 표2는 도 11 내지 도 12와 같이 본 발명에 사용된 2개의 쿨블록(24)을 공작기계로 가공한 후 쿨블록(24) 표면 4곳의 평탄도를 측정한 것이다.

종래 열전소자	높이에 따른 평탄도(mm)
열전소자1 표면 4곳	36.3715 36.3732 36.3740 36.3795
열전소자2 표면 4곳	36.3280 36.3785 36.4177 36.3653

본 발명 쿨블록	높이에 따른 평탄도(mm)
쿨블록1 표면 4곳	36.2852 36.2845 36.2848 36.2857
쿨블록2 표면 4곳	36.2848 36.2843 36.2855 36.2855

상기 표에서 확인할 수 있는 바와 같이 종래 칠러(10)에 사용된 2개의 열전소자(13)의 표면 평탄도 오차는 소수점 첫째 자리부터 발생하지만, 본 발명의 쿨블록(24)의 표면 평탄도 오차는 소수점 둘째 자리까지 일치될 뿐만 아니라 셋째 자리의 경우도 4,5가 위치하여 그 오차가 종래에 비해 현저히 감소한다는 것을 확인할 수 있습니다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20)는 상기 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정시키는 덮개(25)를 더 포함한다.

상기 덮개(25)는 도 6 내지 도 7에 도시된다. 이 덮개(25)는 쿨블록(24)의 접촉면 조립공차를 줄이기 위해 쿨블록(24)의 접촉면을 가공할 때 쿨블록(24)을 방열판(22)에 고정시키기 위한 것이다. 이러한 덮개(25)는 상기 도면에서와 같이 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 각각 열교환기(21)와 방열판(22)에 밀착될 수 있게 관통된 형상으로 구성되고, 일단부에는 방열판(22)에 체결고정될 수 있도록 고정편(25a)이 돌출되고, 상기 고정편(25a)의 바닥면에는 열전소자(23)의 리드선(23a)을 수용할 수 있도록 슬롯(25b)이 관통된다. 상기 덮개(25)의 타단부에는 쿨블록(24)의 지지편(24c)이 걸려 정지될 수 있도록 걸림턱(25c)이 형성되고, 상기 걸림턱(25c) 내측면에는 후술하는 탄성부재(28)를 수용하는 수용홈(25d)이 형성된다.

상기 덮개(25)는 열전소자(23)와 쿨블록(24)을 감싸 수용하게 되므로 외부와의 열전달을 차단할 수 있도록 합성수지재를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20)는 상기 각 열전소자(23)를 내부에 수용하여 보호할 수 있도록 상기 열전소자(23)와 방열판(22)에 고정되는 케이스(26)를 더 포함한다.

상기 케이스(26)는 제조공정에서 먼저 방열판(22)에 접착제로 부착된 다음 쿨블록(24)을 가공할 때 이 쿨블록(24)들과 함께 동일한 높이로 가공되고, 이 후 도 18 내지 도 19와 같이 열교환기(21)의 테두리에 접착제로 부착된다. 이와 같이 케이스(26)가 방열판(22)과 열교환기(21)에 고정되면, 그 내부 공간은 밀폐되므로 외부의 공기가 케이스(26) 내부 공간으로 침투하지 못하게 된다.

그러나 내부 공간에 미리 존재한 공기는 수증기를 포함하고 있으므로 열전소자(23)가 구동하면 양측면 온도차에 의해 쿨블록(24) 부분에 수증기가 응결되는 문제가 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 케이스(26)를 접착하는 접착제는 열이 가해지면 경화되는 접착제, 즉 에폭시와 같은 열경화성 접착제를 사용한다.

즉, 제조과정에서, 방열판(22)과 열교환기(21) 사이에 열경화성 접착제를 발라 케이스(26)를 접착한 다음 열경화성 접착제를 경화시키기 위해 건조실에서 열을 가하면 접착제는 액체상태에서 점차 경화되고, 이 과정에서 케이스(26) 내부 공간에 저장된 공기 대부분은 가열되면서 경화 중인 접착제를 통과하여 외부로 증발된다. 따라서 케이스(26) 내부에 남아 있는 공기는 건공기가 되어 습기를 함유하지 않게 되므로, 열전소자(23)가 구동할 때 양측면에 발생된 온도차가 발생하더라도 습기가 발생하지 않는다.

그러므로, 종래 칠러에서 발생하는 있는 가장 큰 문제점인 습도로 인해 발생하는 절연파괴현상을 근본적으로 차단할 수 있고 또한 습기로 인해 발생되는 열저항 및 절연저항을 해결할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20)는 상기 케이스(26) 내부 공간에 충전되는 단열부재(27)를 더 포함한다. 상기 단열부재(27)는 케이스(26) 내부 공간에 충전되는데, 열전소자(23)와 쿨블록(24)들이 차지하는 이외의 공간에 충전되어 케이스(26) 내부에 최대한 공기를 제거하고, 또한 열전소자(23) 및 쿨블록(24)이 외부 공기와 열교환되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

상기 단열부재(27)는 제조과정에서 케이스(26) 일측면을 열교환기(21)에 부착하기 전에 방열판(22)에 미리 접착 고정된 케이스(26) 내부에 충전한 다음 케이스(26)의 일측면을 열교환기(21)에 접착고정하여 케이스(26) 내부에 밀폐되게 충전한다.

다른 실시예로는, 케이스(26) 양측면을 방열판(22)과 열교환기(21)에 접착한 상태에서 케이스(26) 측면에 주입구(26a)를 관통시켜 이 주입구(26a)를 통해 액상의 단열부재(27)를 고압으로 주입한 후 이 주입구(26a)를 폐쇄하면 케이스(26) 내부 빈 공간에 가득 충전되어 공기를 제거할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20)는 상기 덮개(25)와 쿨블록(24) 사이에 끼워져 상기 쿨블록(24)이 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 탄성을 제공하는 탄성부재(28)를 더 포함한다.

상기 탄성부재(28)는 도 7과 같이 쿨블록(24)을 열전소자(23)에 밀착시켜, 열전소자(23) 양측면이 쿨블록(24)과 방열판(22)에 긴밀히 밀착되게 하여 열전소자(23)의 냉각열이 열전소자(23)에 가열면이 방열판(22)에 원활하게 전달되게 하여 결국 냉각효율을 높일 수 있도록 하는 것이다. 이러한 탄성부재(28)는 코일스프링을 사용하는 것이 좋으며, 상기 덮개(25)의 수용홈(25d)에 안착된다.

다음은 상기와 같이 구성된 칠러(20)의 조립단계를 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 칠러 제조방법 일 실시예는 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 복수 개의 열전소자(23)를 면접촉 상태로 배치하는 단계;

상기 배치된 각 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 탑재하는 단계;

상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 상기 방열판(22)에 고정시키는 단계;

상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 각 쿨블록(24)들을 동일 높이로 가공하는 단계; 및

상기 가공된 쿨블록(24)들이 장착된 방열판(22)을 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정할 수 있도록 상기 쿨블록(24)들을 열교환기(21) 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 각 단계들은 칠러 제조시 문제가 없다면 순서가 바뀌어도 되고, 또한 일부의 단계들은 동시에 진행될 수도 있다.

상기 방열판(22)에 열전소자(23)를 배치하는 단계는 복수 개의 열전소자(23)를 방열판(22) 일측 또는 양측 표면에 일정한 간격으로 배치한다. 열전소자(23)의 배치 간격은 열전소자(23)의 성능에 의해 결정되므로 열전소자(23)의 불필요한 사용을 위해 너무 조밀하게 배치하지 않도록 하고, 또는 냉각효율의 저하를 방지하기 위해 열전소자(23)를 너무 멀리 배치하지 않게 한다.

따라서 상기 열전소자(23)의 배치 간격은 실험을 통해 결정될 수 있다. 열전소자(23)가 배치되는 상기 방열판(22)은 알루미늄소재로 구성되므로 열전소자(23)가 밀접하게 접촉 고정될 수 있도록 제조시 가공하여 그 표면을 정밀하게 하는 것이 바람직하다.

상기 배치된 각 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 탑재하는 단계는 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 일대일 대응되게 탑재하거나, 두 개 또는 그 이상의 열전소자(23)에 하나의 쿨블록(24)을 탑재할 수도 있다. 바람직하게는 정밀성을 감안하여 일대일 대응되게 탑재하는 것이 좋다.

상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 상기 방열판(22)에 고정시키는 단계는 여러 가지 실시예 형태로 만들 수 있으며, 본 발명에서는 덮개(25)를 사용한다.

즉, 상기 열전소자(23)와 그 상부에 탑재된 쿨블록(24)을 덮개(25)로 씌워 방열판(22)에 고정하는 단계는 쿨블록(24)의 접촉부(24a)가 덮개(25) 외부로 노출되게 하여야 한다. 이는 각 열전소자(23) 상부에 탑재된 쿨블록(24)의 면적이 열전소자(23)보다 넓고, 또한 열전소자(23)의 기울기, 즉 평탄도에 따라 쿨블록(24)이 수평 또는 경사지게 탑재되므로, 각 쿨블록(24)들의 노출된 접촉부(24a)를 공작기계(M) 등으로 동일한 높이로 가공하여 평탄도를 일정하게 하여야 하기 때문에 접촉부(24a)를 노출시켜야 한다. 만약 쿨블록(24)의 접촉부(24a)가 노출되지 않으면 덮개(25)와 쿨블록(24)의 접촉부(24a)를 함께 가공하여 평탄도를 일치시켜야 한다.

그리고, 상기 덮개(25)는 열전소자(23)와 쿨블록(24)을 내부에 수용한 상태에서 이들을 방열판(22)에 일단 고정할 수 있도록 고정편(25a)을 방열판(22)에 보울트(B)로 체결한다.

상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 각 쿨블록(24)들을 동일 높이로 가공하는 단계는 종래 칠러(20) 제조분야에서 찾아볼 수 없는 기술로서 본 발명의 중요한 특징 중의 하나이다.

즉, 본 발명은 칠러(20) 제조과정에서 방열판(22)과 이에 조립되는 열전소자(23), 쿨블록(24), 및 덮개(25)는 하나로 조립된 어셈블리 형태를 갖춘다. 이러한 어셈블리 형태는 상기 쿨블록(24)의 접촉부(24a)를 가공하기 위한 것이다.

따라서, 상기 어셈블리를 공작기계(M)의 지그(G)에 고정하면 각 쿨블록(24)의 접촉부(24a)가 노출되므로, 이들 접촉부(24a)를 공작기계(M)를 이용하여 동일한 높이에서 평탄도를 일치시킨다. 이와 같이 쿨블록(24)들이 동일한 높이에서 평탄도가 일치되면, 이후 상기 쿨블록(24)들을 열교환기(21)에 면접촉 상태로 밀접하게 조립한다. 상기 쿨블록(24)들의 조립은 도면에서와 같이 열교환기(21)의 커버(21b)를 관통한 보울트(B)를 쿨블록(24)들의 나사공(24b)에 체결하여 간단히 완료할 수 있다.

다음은 상기 가공된 쿨블록(24)들을 열교환기(21) 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계를 설명한다. 가공된 쿨블록(24)의 접촉부(24a)들을 열교환기(21)의 일측면 또는 양측면에 밀착시킨 후 고정하게 되는데, 도 18 내지 도 19에서는 열교환기(21) 양측면에 쿨블록(24)이 면접촉 상태로 고정됨을 보이고 있다.

즉, 열교환기(21)의 저장실(21a) 내부에서 쿨블록(24)의 나사공(24b)에 보울트(B)를 체결하여 쿨블록(24)을 열교환기(21) 일측면에 체결 고정하고, 상기 열교환기(21)의 커버(21b)에 보울트(B)를 체결하여 쿨블록(24)을 면접촉 상태로 체결 고정한다. 이후, 상기 커버(21b)를 열교환기(21)에 조립하여 저장실(21a)을 수밀가능하게 밀폐하여 조립을 완료한다.

이와 같이 열교환기(21) 양측면에 방열판(22)이 고정되면, 열교환기(21)의 저장실(21a)에 작업파이프(21b)를 연결하여 이를 냉각대상물(S)까지 연장한 후 저장실(21a)과 작업파이프(21b) 내부에 열교환매체를 주입하고, 또한 양측 방열판(22)의 수납실(22a)에 파이프(22c)를 연결한 후 그 내부에 냉각수를 공급한다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20) 제조방법은 내부에 상기 각 열전소자(23)를 수용하여 보호할 수 있도록 케이스(26)를 상기 방열판(22)에 고정하는 단계를 더 포함한다.

상기 케이스(26)는 그 내부에 밀폐되게 수용된 열전소자(23) 및 쿨블록(24)을 외부공기와 차단하여 종래 칠러에서 발생하는 습도로 인해 발생하는 절연파괴현상을 근본적으로 차단할 수 있고 또한 열저항 및 전열저항을 해결함으로 칠러(20)의 냉각효율을 높일 수 있도록 하는 것이다.

이러한 케이스(26)는 이미 설명한 바와 같이 제조단계에서 먼저 일측면이 방열판(22)에 접착제 또는 다른 고정수단으로 고정된 다음 쿨블록(24)을 공작기계(M)로 가공할 때 타측면이 쿨블록(24)들과 함께 동일한 높이로 가공되고, 이후 상기 타측면이 열교환기(21)에 접착 고정되어 그 내부 공간에 수용된 열전소자(23)와 쿨블록(24)을 폐쇄시키게 된다.

한편, 본 발명에 따른 칠러(20) 제조방법은 상기와 같이 케이스(26)를 열교환기(21)와 방열판(22) 사이에 고정한 후 상기 케이스(26) 내부에 액체형 단열부재(27)를 충전할 수 있도록 케이스(26) 측면에 주입구(26a)를 관통하고, 단열부재(27)를 충전한 다음에 상기 주입구(26a)를 밀폐시키는 단계를 더 포함한다.

상기 주입구(26a)는 케이스(26)가 합성수지재로 구성됨을 감안하여 드릴이나 펀치 등으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 드릴을 사용하는 것이 좋다. 상기 주입구(26a)의 크기는 단열부재(27)를 공급하는 노즐(미도시)의 직경에 따라 선택적으로 조절할 수 있다. 상기 주입구(26a)의 밀폐는 여러 방법이 제시될 수 있으며, 일 실시예로 접착제를 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 칠러의 제조방법은 상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 탄성부재(28)가 내장된 덮개(25)로 씌워 상기 탄성부재(28)가 쿨블록(24)을 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 상기 덮개(25)를 방열판(22)에 고정하여 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 단계를 더 포함한다.

상기 탄성부재(28)의 기능은 이미 설명하였으므로 중복을 피하기 위해 더 이상 자세한 설명은 생략한다.

20 : 칠러 21 : 열교환기
22 : 방열판 23 : 열전소자
24 : 쿨블록 25 : 덮개
26 : 케이스 27 : 단열부재
28 : 탄성부재

Claims

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방열판(22) 일측면 또는 양측면에 복수 개의 열전소자(23)를 면접촉 상태로 배치하는 단계;
상기 배치된 각 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 탑재하는 단계;
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 덮개(25)로 씌우고, 이 덮개(25)를 상기 방열판(22)에 고정하여 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 단계;
케이스(26) 내부에 상기 각 열전소자(23)를 수용하여 보호할 수 있도록 케이스(26)를 상기 방열판(22)에 고정하는 단계;
상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 쿨블록(24)들 및 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시키는 단계;
상기 가공된 쿨블록(24)들이 장착된 방열판(22)을 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정할 수 있도록 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 열교환기(21) 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계; 및
상기 케이스(26) 측면에 주입구(26a)를 관통하고, 이 주입구(26a)를 통해 케이스(26) 내부에 단열부재(27)를 충전시켜 내부 공기를 외부로 토출시킨 후 주입구(26a)를 밀폐시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
방열판(22) 일측면 또는 양측면에 복수 개의 열전소자(23)를 면접촉 상태로 배치하는 단계;
상기 배치된 각 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 탑재하는 단계;
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 탄성부재(28)가 내장된 덮개(25)로 씌워 상기 탄성부재(28)가 쿨블록(24)을 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 상기 덮개(25)를 방열판(22)에 고정하여 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 단계;
케이스(26) 내부에 상기 각 열전소자(23)를 수용하여 보호할 수 있도록 케이스(26)를 상기 방열판(22)에 고정하는 단계;
상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 쿨블록(24)들 및 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시키는 단계;
상기 가공된 쿨블록(24)들이 장착된 방열판(22)을 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정할 수 있도록 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 열교환기(21) 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계; 및
상기 케이스(26) 측면에 주입구(26a)를 관통하고, 이 주입구(26a) 통해 케이스(26) 내부에 단열부재(27)를 충전시켜 내부 공기를 외부로 토출시킨 후 주입구(26a)를 밀폐시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
방열판(22) 일측면 또는 양측면에 복수 개의 열전소자(23)를 면접촉 상태로 배치하는 단계;
상기 배치된 각 열전소자(23) 상부에 쿨블록(24)을 탑재하는 단계;
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 탄성부재(28)가 내장된 덮개(25)로 씌워 상기 탄성부재(28)가 쿨블록(24)을 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 상기 덮개(25)를 방열판(22)에 고정하여 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 단계;
케이스(26) 내부에 상기 각 열전소자(23)를 수용하여 보호할 수 있도록 케이스(26)를 상기 방열판(22)에 고정하는 단계;
상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 쿨블록(24)들 및 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시키는 단계;
상기 케이스(26) 내부 빈 공간에 단열재를 충전하는 단계; 및
상기 가공된 쿨블록(24)들이 장착된 방열판(22)을 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정할 수 있도록 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 열교환기(21) 외측면에 면접촉 상태로 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
제 4 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방열판(22)은 공랭식 방열판(22), 또는 수밀가능하게 밀폐된 수납실(22a)의 입,출구에 냉각수가 순환하는 파이프가 연결되어 냉각수가 파이프를 흐르면서 냉각된 후 다시 수납실(22a)로 유입됨을 반복 순환하는 수냉식 방열판(22) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방열판(22)은 내부에 수납실(22a)이 형성되고, 이 수납실(22a)과 연통되게 형성된 입,출구는 파이프와 수밀가능하게 연결되어 냉각수가 순환할 수 있도록 하며, 상기 수납실(22a)은 커버에 의해 수밀가능하게 폐쇄되는 하우징(22f);
상기 수납실(22a)에 충전되어 정지된 냉각수 기능을 하는 정지액체(22d); 및
상기 파이프를 통해 하우징(22f)의 수납실(22a)로 공급된 냉각수가 정지액체(22d)를 통과할 수 있도록 상기 정지액체(22d)에 수장되고 양단부가 하우징(22f)의 입,출구에 수밀가능하게 장착되는 안내관(22e);을 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
제 8항에 있어서, 상기 방열판(22)은 안내관(22e)이 동재질로 이루어지고, 상기 안내관(22e)에 복수 개의 냉각판(22g)이 끼움고정되며, 상기 냉각판(22g)은 양단부가 수납실(22a) 내벽에 접합되는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기(21)는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 흐르면서 냉각대상물(S)을 냉각시키는 작업파이프(21b)가 연결되어 열교환매체가 상기 저장실(21a)과 작업파이프(21b)를 반복 순환하며, 상기 저장실(21a)의 양외측면에 상기 쿨블록(24)들이 체결고정되는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스(26)의 양측면은 상기 방열판(22) 및 열교환기(21)에 접착제로 고정되는 것을 특징으로 하는 칠러 제조방법.
제 4항 내지 제 6항 중, 어느 한 항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23); 및
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24);을 포함하고,
조립공정에서, 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정된 상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들을 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들을 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23);
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24); 및
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정되어 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 덮개(25);를 포함하고,
조립공정에서, 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정된 상기 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들을 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들을 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23);
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24);
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정되어 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 덮개(25); 및
상기 각 열전소자(23)를 내부에 수용하여 보호할 수 있도록 상기 방열판(22)에 고정되는 케이스(26);를 포함하고,
조립공정에서, 상기 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정되고, 케이스(26)가 고정되는 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23);
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24);
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정되어 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 덮개(25);
상기 각 열전소자(23)를 내부에 수용하여 보호할 수 있도록 상기 방열판(22)에 고정되는 케이스(26); 및
상기 케이스(26) 내부 빈 공간에 충전되는 단열부재(27);를 포함하고,
조립공정에서, 상기 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정되고, 케이스(26)가 고정되는 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23);
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24);
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정되어 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 덮개(25);
상기 덮개(25)와 쿨블록(24) 사이에 끼워져 상기 쿨블록(24)이 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 탄성을 제공하는 탄성부재(28);
상기 각 열전소자(23)를 내부에 수용하여 보호할 수 있도록 상기 방열판(22)에 고정되는 케이스(26); 및
상기 케이스(26) 내부 빈 공간에 충전되는 단열부재(27);를 포함하고,
조립공정에서, 상기 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정되고, 케이스(26)가 고정되는 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23);
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24);
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정되어 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 덮개(25);
상기 덮개(25)와 쿨블록(24) 사이에 끼워져 상기 쿨블록(24)이 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 탄성을 제공하는 탄성부재(28);
상기 각 열전소자(23)를 내부에 수용하여 보호할 수 있도록 상기 방열판(22)에 고정되는 케이스(26);
상기 케이스(26) 내부 빈 공간에 충전되는 단열부재(27); 및
수납실(22a)의 정지액체(22d)가 순환할 수 있도록 수납실(22a)과 연통되게 보조파이프(A-1)가 연결되고, 상기 보조파이프(A-1) 경로상에 보조열교환기(A-2)와 펌프(A-3)가 연결되며, 상기 보조열교환기(A-2)는 송풍팬(A-4)에 의해 공랭식으로 냉각되는 보조방열수단(A);을 포함하고,
조립공정에서, 상기 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정되고, 케이스(26)가 고정되는 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 상기 칠러는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 반복 순환하면서 냉각대상물(S)을 냉각시킬 수 있도록 작업파이프(21b)가 연결되는 열교환기(21);
상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 고정되어 열교환기(21)를 냉각시키는 방열판(22);
상기 방열판(22) 일측면 또는 양측면에 배치되어 전원이 공급되면 일측면이 냉각되어 열교환기(21)를 냉각시키고, 타측면이 방열면이 되어 상기 방열판(22)에 의해 냉각되는 복수 개의 열전소자(23);
상기 열교환기(21)와 열전소자(23) 사이에 면접촉 상태로 조립되어 열전소자(23)의 냉각열을 열교환기에 전달하는 쿨블록(24);
상기 쿨블록(24)이 노출되게 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 씌워 상기 방열판(22)에 고정되어 쿨블록(24)과 열전소자(23)를 고정시키는 덮개(25);
상기 덮개(25)와 쿨블록(24) 사이에 끼워져 상기 쿨블록(24)이 열전소자(23)에 밀착시킬 수 있도록 탄성을 제공하는 탄성부재(28);
상기 각 열전소자(23)를 내부에 수용하여 보호할 수 있도록 상기 방열판(22)에 고정되는 케이스(26);
상기 케이스(26) 내부 빈 공간에 충전되는 단열부재(27);
수납실(22a)의 정지액체(22d)가 순환할 수 있도록 수납실(22a)과 연통되게 보조파이프(A-1)가 연결되고, 상기 보조파이프(A-1) 경로상에 보조열교환기(A-2)와 펌프(A-3)가 연결되며, 상기 보조열교환기(A-2)는 송풍팬(A-4)에 의해 공랭식으로 냉각되는 보조방열수단(A); 및
열교환매체인 프레온가스가 압축기(31), 응축기(32), 팽창밸브(33) 및 증발기(34)를 순환하면서 외부 공기를 냉각시키고, 냉각된 외부공기를 송풍기(35)가 상기 보조열교환기(A-2)에 압송하는 냉각장치;를 포함하고,
조립공정에서, 상기 열전소자(23)와 쿨블록(24)이 적층식으로 탑재고정되고, 케이스(26)가 고정되는 방열판(22)을 지그(G)에 고정한 후 노출된 상기 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 동일 높이로 가공하여 평탄도를 일치시킨 후 상기 가공된 쿨블록(24)들과 케이스(26)를 상기 열교환기(21) 일측면 또는 양측면에 면접촉 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 방열판(22)은 공랭식 방열판(22), 또는 수밀가능하게 밀폐된 수납실(22a)의 입,출구에 냉각수가 순환하는 파이프가 연결되어 냉각수가 파이프를 흐르면서 냉각된 후 다시 수납실(22a)로 유입됨을 반복 순환하는 수냉식 방열판(22) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 방열판(22)은 내부에 수납실(22a)이 형성되고, 이 수납실(22a)과 연통되게 형성된 입,출구는 파이프와 수밀가능하게 연결되어 냉각수가 순환할 수 있도록 하며, 상기 수납실(22a)은 커버에 의해 수밀가능하게 폐쇄되는 하우징(22f);
상기 수납실(22a)에 충전되어 정지된 냉각수 기능을 하는 정지액체(22d); 및
상기 파이프를 통해 하우징(22f)의 수납실(22a)로 공급된 냉각수가 정지액체(22d)를 통과할 수 있도록 상기 정지액체(22d)에 수장되고 양단부가 하우징(22f)의 입,출구에 수밀가능하게 장착되는 안내관(22e);을 포함하는 수냉식 방열판(22)인 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 열교환기(21)는 저장실(21a)이 수밀가능하게 밀폐되고, 저장실(21a)과 연통된 입,출구에는 열교환매체가 흐르면서 냉각대상물(S)을 냉각시키는 작업파이프(21b)가 연결되어 열교환매체가 상기 저장실(21a)과 작업파이프(21b)를 반복 순환하며, 상기 저장실(21a)의 양외측면에 상기 쿨블록(24)들이 체결고정되는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 12항에 있어서, 케이스(26)의 양측면은 방열판(22) 및 열교환기(21)에 접착제로 고정되는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 21항에 있어서, 상기 안내관(22e)의 재질은 동재질로 이루어지고, 상기 안내관(22e)에 복수 개의 냉각판(22g)이 부착되며, 상기 냉각판(22g)은 양단부가 수납실(22a) 내벽에 접합고정되는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 21항에 있어서, 상기 방열판(22)은 수납실(22a)의 정지액체(22d)가 순환할 수 있도록 수납실(22a)과 연통되게 보조파이프(A-1)가 연결되고, 이 보조파이프(A-1) 경로상에 보조열교환기(A-2)와 펌프(A-3)가 연결되는 보조방열수단(A)이 더 설치되어, 상기 펌프(A-3)의 압송력에 의해 정지액체(22d)가 보조열교환기(A-2)를 통과하면서 송풍팬(A-4)에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 칠러.