KR101219359B1 - heat transfer device - Google Patents

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KR101219359B1 KR1020100119123A KR20100119123A KR101219359B1 KR 101219359 B1 KR101219359 B1 KR 101219359B1 KR 1020100119123 A KR1020100119123 A KR 1020100119123A KR 20100119123 A KR20100119123 A KR 20100119123A KR 101219359 B1 KR101219359 B1 KR 101219359B1
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Abstract

본 발명은 넓은 면적에서 발생되는 열을 효과적으로 다른 쪽으로 전달할 수 있도록 된 새로운 구조의 열전달장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열전달장치는 열원에 밀착되는 하부챔버(20)의 내부에 열매체(10)를 저장하여, 열매체(10)에서 발생된 증기가 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 공급된 후 냉각되어 응축되면 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환되도록 구성된다. 따라서, 넓은 면적에서 발생되는 열을 효과적으로 다른 곳으로 전달하여 발산시킬 수 있으므로, 전자제품의 냉각장치 등에 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a heat transfer device of a novel structure that can effectively transfer heat generated in a large area to the other side.
The heat transfer apparatus according to the present invention stores the heat medium 10 in the lower chamber 20 in close contact with the heat source, so that steam generated in the heat medium 10 is supplied to the upper chamber 30 through the supply pipe 40. After the cooling and condensation is configured to circulate to the lower chamber 20 through the return pipe (50). Therefore, since the heat generated in a large area can be effectively transferred to other places to dissipate, there is an advantage that can be effectively used for cooling devices of electronic products.

Description

열전달장치{heat transfer device}Heat transfer device

본 발명은 넓은 면적에서 발생되는 열을 효과적으로 다른 쪽으로 전달할 수 있도록 된 새로운 구조의 열전달장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat transfer device of a novel structure that can effectively transfer heat generated in a large area to the other side.

일반적으로, 일단의 열원에서 발생된 열을 타단으로 전달할 때 사용되는 열전달장치는 전통적으로 가열된 물이나 공기를 순환시켜 열을 전달하도록 된 것을 널리 사용하여 왔는데, 최근들어, 열전달속도와 효율이 높은 히트파이프가 개발되어 빠른 속도로 상용화가 되고 있다.In general, the heat transfer device used to transfer heat generated from one heat source to the other end has been widely used to transfer heat by circulating heated water or air. In recent years, the heat transfer speed and efficiency are high. Heat pipes have been developed and are rapidly commercialized.

상기 히트파이프는 도 1에 도시한 바와 같이, 구리와 같이 열전도성이 뛰어난 금속관체(1)의 내부에 증류수나 알코올 등을 포함한 열매체(2)를 주입하여 구성된 것으로, 일단이 상향되도록 수직이나 수평으로 설치된다. 따라서, 장치 하단부에 열을 가하면, 내부의 열매체(2)가 증발되면서 금속관체(1)의 내부를 빠르게 순환하여, 금속관체(1)의 타단으로 열을 빠르게 전달할 수 있다.As shown in FIG. 1, the heat pipe is formed by injecting a heat medium 2 including distilled water or alcohol into a metal tube 1 having excellent thermal conductivity, such as copper, and vertically or horizontally so that one end is upward. Is installed. Therefore, when heat is applied to the lower end of the device, the inner heat medium (2) is evaporated while rapidly circulating the inside of the metal tube (1), it is possible to quickly transfer heat to the other end of the metal tube (1).

이러한 히트파이프는 펌프를 이용하지 않으면서도 열을 신속하게 전달할 수 있고 효율이 매우 높아 점차 사용범위가 증가되고 있다.These heat pipes can quickly transfer heat without using a pump, and their efficiency is very high, so the range of use is gradually increasing.

한편, 최근들어, 전자제품의 성능과 집적도가 향상되어 감에 따라 전자제품및 기계의 각 부분을 효과적으로 냉각하는 것이 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 특히, 히트파이프의 경우 소음이 거의 없고 열전달 속도가 매우 빠르므로, 히트 파이프를 이용하여 전자제품등을 냉각시키는 방법이 연구되고 있으며 대단히 많은 실용화가 되어 있는 상태이다. 그러나, 히트파이프가 효과적으로 기능을 하기 위해서는 방열부의 지속적인 방열유지가 되어야 하지만 포화증기의 체류가 시간의 경과에 따라 원활치 못해 결국 효율 저하를 초래하게 되어 히트파이프 본래의 목적을 실현하기 어려운 상태를 만들게된다. On the other hand, in recent years, as the performance and the degree of integration of electronic products are improved, the biggest problem is to effectively cool each part of electronic products and machines. In particular, since heat pipes have little noise and heat transfer speed is very fast, a method of cooling electronic products using heat pipes has been studied and has been very practically used. However, in order for the heat pipe to function effectively, continuous heat dissipation should be maintained. However, the saturated steam stays unstable over time, resulting in a decrease in efficiency, which makes it difficult to achieve the heat pipe's original purpose. .

따라서, 대용량 방열을 필요로 하는 곳이나 자연상태에서 완전한 방열을 이루기 위한 방법등 넓은 면에서 열이 발생되는 열을 효과적으로 다른쪽으로 전달할 수 있도록 된 새로운 구조의 열전달장치가 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a heat transfer device having a new structure that can efficiently transfer heat generated from a large area such as a place requiring a large amount of heat dissipation or a method for achieving complete heat dissipation in a natural state.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 넓은 면에서 발생되는 열을 효과적으로 전달할 수 있도록 된 새로운 구조의 열전달장치를 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat transfer device having a new structure that can effectively transfer heat generated from a wide surface.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 열매체(10)가 저장되며 열원에 밀착되는 하부챔버(20)와, 상기 하부챔버(20)의 상부에 배치된 상부챔버(30)와, 양단이 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)에 연결된 공급관(40)과 리턴관(50)을 포함하며, 상기 하부챔버(20) 내부의 열매체(10)가 열원에 의해 가열되어 증발되면 증발된 열매체(10)의 증기가 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 상승된 후 응축되어 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환되는 것을 특징으로 하는 열전달장치게 제공된다.The present invention for achieving the above object, the heat medium 10 is stored therein and the lower chamber 20 in close contact with the heat source, the upper chamber 30 disposed on the upper portion of the lower chamber 20, both ends And a supply pipe 40 and a return pipe 50 connected to the lower chamber 20 and the upper chamber 30, and evaporate when the heat medium 10 inside the lower chamber 20 is heated and evaporated by a heat source. The steam of the heat medium 10 is raised to the upper chamber 30 through the supply pipe 40, and then condensed and circulated to the lower chamber 20 through the return pipe 50 is provided to the heat transfer device.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상부챔버(30)에서 공급관(40)과 리턴관(40)의 배치는 상기 공급관(40)은 상단이 리턴관(50)의 상단에 비해 상측으로 높게 연장되어 상부챔버(30)에서 응축된 열매체(10)가 공급관(40)을 통해 역류하는 것을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the arrangement of the supply pipe 40 and the return pipe 40 in the upper chamber 30 is the supply pipe 40 is the upper end is higher than the upper end of the return pipe 50 is extended Provided is a heat transfer device, characterized in that the heat medium 10 condensed in the chamber 30 can be prevented from flowing back through the supply pipe 40.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 공급관(40)은 상기 상부챔버(30)의 하부면을 관통하여 상단이 상부챔버(30)의 내부 상측면에 근접되도록 상향연장되며, 상기 리턴관(50)은 상단면이 상부챔버(30)의 내부 바닥면과 평면을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the present invention, the supply pipe 40 extends upwardly so as to penetrate the lower surface of the upper chamber 30 so that the upper end is close to the inner upper surface of the upper chamber 30, the return tube 50 ) Is provided with a heat transfer device, characterized in that the top surface is in plane with the inner bottom surface of the upper chamber (30).

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 하부챔버(20)에서 공급관(40)과 리턴관(50)의 배치는 상기 리턴관(50)의 하단은 상기 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)에 잠기도록 하부챔버(20)의 내부 하측으로 길게 연장되고, 상기 공급관(40)의 하단은 상기 열매체(10)의 수면으로부터 상측으로 이격되어, 열매체(10)의 증기가 리턴관(50)을 통해 상부챔버(30)로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the arrangement of the supply pipe 40 and the return pipe 50 in the lower chamber 20, the lower end of the return pipe 50 is in the heat medium 10 stored in the lower chamber 20 It extends in the lower side of the lower chamber 20 to be submerged, and the lower end of the supply pipe 40 is spaced apart from the water surface of the heat medium 10 to the upper side, the vapor of the heat medium 10 through the return pipe 50 Provided is a heat transfer device, characterized in that it is possible to prevent backflow into the upper chamber (30).

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 공급관(40)은 상기 리턴관(50)에 비해지름이 작은 관체로 구성된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the supply pipe 40 is provided with a heat transfer device, characterized in that consisting of a tube body of smaller diameter than the return pipe (50).

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 공급관(40)과 상기 리턴관(50)은 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)의 사이에 복수개가 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the supply pipe 40 and the return pipe 50 is provided with a heat transfer device characterized in that a plurality of the connection between the lower chamber 20 and the upper chamber 30 is configured do.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 공급관(40)의 내부단면적의 총합은 상기 리턴관(50)의 내부단면적보다 크게 구성되어, 열매체(10)의 증기가 공급관(40)을 통과할 때 발생되는 유체저항을 줄일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the sum of the internal cross-sectional area of the supply pipe 40 is configured to be larger than the internal cross-sectional area of the return pipe 50, generated when the steam of the heat medium 10 passes through the supply pipe 40 Provided is a heat transfer device characterized in that it is possible to reduce the fluid resistance.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 하부챔버(20)의 바닥면에는 상기 리턴관(50)의 하단 둘레부를 감싸는 격벽(60)이 구비되어, 상기 격벽(60)에 의해 형성된 저장부(61)에 열매체(10)가 저장되어 하부챔버(20)가 기울어지게 배치되더라도 하부챔버(20)의 하단이 항상 열매체(10)에 잠기도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the bottom surface of the lower chamber 20 is provided with a partition wall 60 surrounding the lower circumference of the return pipe 50, the storage unit 61 formed by the partition wall 60 The heat transfer device 10 is stored in the heating chamber 10 so that even if the lower chamber 20 is inclined, the lower end of the lower chamber 20 is always provided with a heat transfer device.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 하부챔버(20)의 내부에는 다공성물질(21)이 삽입되며, 상기 리턴관(50)의 중간부에는 체크밸브(51)가 구비된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the porous material 21 is inserted into the lower chamber 20, the heat transfer, characterized in that the check valve 51 is provided in the middle of the return pipe (50) An apparatus is provided.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 공급관(40) 또는 리턴관(50)은 금속 또는 합성수지 재질의 블록에 상하면을 관통하는 복수개의 통공을 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 열전달장치가 제공된다.
According to another feature of the invention, the supply pipe 40 or the return pipe 50 is provided with a heat transfer device, characterized in that formed by forming a plurality of through-holes through the upper and lower surfaces in a block of metal or synthetic resin material.

본 발명에 따른 열전달장치는 열원에 밀착되는 하부챔버(20)의 내부에 열매체(10)를 저장하여, 열매체(10)에서 발생된 증기가 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 공급된 후 냉각되어 응축되면 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환되도록 구성된다. 따라서, 넓은 면적에서 발생되는 열을 효과적으로 다른 곳으로 전달하여 발산시킬 수 있으므로, 전자제품 및 기계제품등의 냉각장치 등에 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
The heat transfer apparatus according to the present invention stores the heat medium 10 in the lower chamber 20 in close contact with the heat source, so that steam generated in the heat medium 10 is supplied to the upper chamber 30 through the supply pipe 40. After the cooling and condensation is configured to circulate to the lower chamber 20 through the return pipe (50). Therefore, since heat generated in a large area can be effectively transferred to other places and dissipated, there is an advantage that it can be effectively used in cooling devices such as electronic products and mechanical products.

도 1은 일반적인 히트파이프를 도시한 참고도,
도 2는 본 발명에 따른 열전달장치를 도시한 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 열전달장치의 변형예를 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 열전달장치의 제3 실시예를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 열전달장치의 제4 실시예를 도시한 측단면도이다.1 is a reference diagram showing a typical heat pipe,
Figure 2 is a side cross-sectional view showing a heat transfer apparatus according to the present invention,
Figure 3 is a side cross-sectional view showing a modification of the heat transfer device according to the present invention.
4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the heat transfer apparatus according to the present invention;
5 is a side sectional view showing a fourth embodiment of the heat transfer apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 열전달장치를 도시한 것으로, 기계장치 등에서 넓은 면적을 갖는 열원(3)의 상면에 밀착되어 열원에서 발생되는 열을 다른 곳으로 전달하여 발산시키는 냉각장치의 기능을 하는 것을 예시한 것이다.Figure 2 shows a heat transfer device according to the present invention, which is in close contact with the upper surface of the heat source (3) having a large area in a mechanical device, such as to function as a cooling device for transmitting and dissipating heat generated from the heat source to another place It is illustrated.

이에따르면, 상기 열전달장치는 내부에 열매체(10)가 저장되며 열원(3)의 상면에 밀착되는 하부챔버(20)와, 상기 하부챔버(20)의 상부에 배치된 상부챔버(30)와, 양단이 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)에 연결된 공급관(40)과 리턴관(50)으로 구성된다.Accordingly, the heat transfer device includes a lower chamber 20 having a heat medium 10 stored therein and being in close contact with an upper surface of the heat source 3, an upper chamber 30 disposed above the lower chamber 20, Both ends are composed of a supply pipe 40 and a return pipe 50 connected to the lower chamber 20 and the upper chamber 30.

상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)는 구리와 같이 열전달율이 높은 금속재질의 열원의 모양과 동일한 챔버형으로 구성된다. 이때, 상기 하부챔버(20)는 열원(3)의 상면에 밀착되어 열원(3)에서 발생된 열을 내부의 열매체(10)로 전달하여 열매체(10)가 증발되도록 하는 증발기의 기능을 한다. 그리고, 상기 상부챔버(30)는 상기 공급관(40)을 통해 내부로 유입된 열매체(10) 증기의 열을 외부로 발산시켜 증기를 냉각, 응축시키는 응축기의 기능을 한다. 상부챔버(30)는 외부에 방열핀과 그 외에 홴, 열전대, 바열기구 등을 부착하는 것으로 형성된다.The lower chamber 20 and the upper chamber 30 are configured in the same chamber shape as the shape of a heat source made of metal having high heat transfer rate such as copper. At this time, the lower chamber 20 is in close contact with the upper surface of the heat source (3) to transfer the heat generated from the heat source (3) to the internal heat medium (10) to function as an evaporator to evaporate the heat medium (10). The upper chamber 30 functions as a condenser for cooling and condensing the steam by dissipating the heat of the heat medium 10 vapor introduced into the interior through the supply pipe 40 to the outside. The upper chamber 30 is formed by attaching a heat radiation fin and other fins, a thermocouple, a bar heater, and the like to the outside.

상기 열매체(10)는 상기 하부챔버(20)에 저장되는 열매체(10)는 상온에서는 액체상태를 유지하고, 열원의 온도가 방열에 필요한 정도의 온도에서 기화되는 액체로 구성된다. 이러한 열매체(10)는 종래의 히트파이프에 사용되는 열매체(10)와 동일한 것으로, 히트파이프용 열매체(10)는 특성에 따라 끓는점이 서로 다른 다양한 종류가 개발되어 요구되는 특성에 따라 적절한 것으로 선택하여 사용할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.The heat medium 10 is a heat medium 10 is stored in the lower chamber 20 is a liquid at room temperature and is composed of a liquid that is vaporized at a temperature necessary for heat dissipation. The heat medium 10 is the same as the heat medium 10 used in the conventional heat pipe, the heat medium for heat pipe 10 is selected according to the characteristics required to develop a variety of different boiling points according to the characteristics Since it can be used, detailed description is omitted.

상기 공급관(40)은 상기 공급관(40)은 지름이 작은 관체로 구성되어 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)의 사이에 복수개가 연결되며, 상기 리턴관(50)은 지름이 큰 1개 이상의 관체로 구성된다. 이때, 상기 공급관(40)의 내부단면적의 총합은 상기 리턴관(50)의 내부단면적보다 크게 구성되어, 열매체(10)의 액체가 공급관(40)을 통과할 때 유체저항이 발생되지 않도록 한다.The supply pipe 40 is the supply pipe 40 is composed of a small diameter of the tubular body is connected between a plurality of the lower chamber 20 and the upper chamber 30, the return pipe 50 is a large diameter 1 It consists of two or more bodies. At this time, the total of the internal cross-sectional area of the supply pipe 40 is configured to be larger than the internal cross-sectional area of the return pipe 50, so that the fluid resistance does not occur when the liquid of the heat medium 10 passes through the supply pipe (40).

또한, 상기 공급관(40)의 상단은 리턴관(50)의 상단에 비해 상측으로 높게 연장된다. 즉, 상기 공급관(40)과 리턴관(50)의 상단은 상기 상부챔버(30)의 하부면에 형성된 관통공에 수밀하게 용접결합되는 한편, 상기 공급관(40)의 상단은 상부챔버(30)의 내부 상측면에 근접되도록 상향연장되며, 상기 리턴관(50)의 상단면이 상부챔버(30)의 내부 바닥면과 평면을 이루도록 구성된다.In addition, the upper end of the supply pipe 40 extends higher than the upper end of the return pipe 50. That is, the upper ends of the supply pipe 40 and the return pipe 50 are hermetically welded to the through holes formed in the lower surface of the upper chamber 30, while the upper end of the supply pipe 40 is the upper chamber 30. It is extended upward to be close to the inner upper side of the, the top surface of the return pipe 50 is configured to form a plane with the inner bottom surface of the upper chamber (30).

또한, 상기 리턴관(50)의 하단은 상기 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)에 잠기도록 하부챔버(20)의 내부 하측으로 길게 연장되고 상기 공급관(40)의 하단은 상기 열매체(10)의 수면으로부터 상측으로 이격된다. 이를 위해, 상기 리턴관(50)과 공급관(40)의 하단은 상기 하부챔버(20)의 상부면에 형성된 관통공에 수밀하게 용접결합되는 한편, 공급관(40)의 하단은 상기 하부챔버(20)의 내부 바닥면에 근접되도록 하측으로 길게 연장되고, 상기 공급관(40)의 하단은 상기 하부챔버(20)의 내부 상측면과 평면을 이루도록 구성된다. 또한, 상기 열매체(10)는 수면이 상기 리턴관(50)의 하단과 공급관(40)의 하단 사이의 높이를 유지하도록 구성된다.
In addition, the lower end of the return pipe 50 extends in the lower side of the lower chamber 20 to be immersed in the heat medium 10 stored in the lower chamber 20 and the lower end of the supply pipe 40 is the heat medium 10 ) Spaced apart from the surface of the water. To this end, the lower ends of the return pipe 50 and the supply pipe 40 are hermetically welded to the through holes formed in the upper surface of the lower chamber 20, while the lower end of the supply pipe 40 is the lower chamber 20. It extends downward to close to the inner bottom surface of the), the lower end of the supply pipe 40 is configured to form a plane with the inner upper surface of the lower chamber (20). In addition, the heat medium 10 is configured so that the water surface maintains a height between the lower end of the return pipe 50 and the lower end of the supply pipe 40.

이와같이 구성된 열전달장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the heat transfer device configured as described above are as follows.

우선, 열전달장치의 하부챔버(20)를 발열체(3) 상면에 밀착 고정한다. 이때, 열원의 상면과 하부챔버(20)의 하부면 사이에는 열전도오일이나 접촉이 원활하게 할 수 있는 재질을 삽입하여 열전도율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.First, the lower chamber 20 of the heat transfer apparatus is closely fixed to the upper surface of the heat generator 3. In this case, it is preferable to insert a material capable of smoothly contacting the heat conductive oil or the heat between the upper surface of the heat source and the lower surface of the lower chamber 20 to increase the thermal conductivity.

그리고, 발열체를 작동시키면 발열체에서 발생된 열이 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)로 전달되고 이에따라 열매체(10)가 가열되어 기화된다. 이때, 상기 리턴관(50)의 하단은 상기 열매체(10)에 잠겨 하단의 입구가 막혀 있으므로, 열매체(10)가 증발되어 발생된 증기는 상기 공급관(40)의 하단으로 유입된 후 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 공급되어 열원(3)의 열을 상부챔버(30)로 전달한다.Then, when the heating element is operated, heat generated in the heating element is transferred to the heat medium 10 stored in the lower chamber 20, whereby the heat medium 10 is heated and vaporized. At this time, since the lower end of the return pipe 50 is locked to the heat medium 10 and the inlet of the lower end is blocked, the steam generated by evaporation of the heat medium 10 flows into the lower end of the supply pipe 40 and then the supply pipe 40. It is supplied to the upper chamber 30 through) to transfer the heat of the heat source (3) to the upper chamber (30).

그리고, 상부챔버(30)로 유입된 증기는 상부챔버(30)를 통해 외부로 열을 발산하여 냉각, 응축된 후 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 리턴하며, 이러한 과정을 지속적으로 반복하여, 발열체(3)를 냉각시키는 냉각기의 기능을 한다.
In addition, the steam introduced into the upper chamber 30 dissipates heat to the outside through the upper chamber 30 to be cooled and condensed, and then returns to the lower chamber 20 through the return pipe 50. Repeatedly, it functions as a cooler for cooling the heat generator 3.

이와같이 구성된 열전달장치는 열원에 밀착되는 하부챔버(20)의 내부에 열매체(10)를 저장하여, 열매체(10)에서 발생된 증기가 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 공급된 후 냉각되어 응축되면 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환되도록 구성된다. 따라서, 발생되는 넓은 면적에서 발생되는 열을 효과적으로 다른 곳으로 전달하여 발산시킬 수 있으므로, 발열체의 냉각장치 등에 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. The heat transfer device configured as described above stores the heat medium 10 inside the lower chamber 20 that is in close contact with the heat source, so that steam generated in the heat medium 10 is supplied to the upper chamber 30 through the supply pipe 40, and then cooled. When condensed, it is configured to circulate to the lower chamber 20 through the return pipe (50). Therefore, since the heat generated in a large area to be generated can be effectively transferred to other places to dissipate, there is an advantage that can be effectively used for the cooling device of the heating element.

또한, 상기 공급관(40)은 상단이 리턴관(50)의 상단에 비해 상측으로 높게 연장되므로 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 유입되어 응축된 열매체(10)가 공급관(40)을 통해 역류되지 않고 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환되도록 구성되고, 상기 리턴관(50)의 하단은 상기 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)에 잠기도록 하부챔버(20)의 내부 하측으로 길게 연장되어 열매체(10)가 리턴관(50)의 하부를 막는 밸브의 기능을 하여 열매체(10)가 증발되어 발생된 증기가 리턴관(50)을 통해 상승되는 것을 방지하도록 구성된다. 따라서, 열매체(10)가 공급관(40)과 리턴관(50)을 통해 일방향으로 순환되도록 하므로써, 하부챔버(20)에 가해진 열이 상부챔버(30)로 효과적으로 전달될 수 있도록 구성된다.In addition, since the upper end of the supply pipe 40 extends higher than the upper end of the return pipe 50, the heat medium 10 introduced into the upper chamber 30 through the supply pipe 40 condenses the supply pipe 40. It is configured to be circulated to the lower chamber 20 through the return pipe 50 without being flowed back through, the lower end of the return tube 50 is locked to the heat medium 10 stored in the lower chamber 20 Elongate downwardly inward to prevent the heating medium 10 from evaporating as the heating medium 10 evaporates through the return pipe 50 by acting as a valve to block the lower portion of the return pipe 50. It is composed. Therefore, the heat medium 10 is configured to be circulated in one direction through the supply pipe 40 and the return pipe 50, so that heat applied to the lower chamber 20 can be effectively transmitted to the upper chamber 30.

특히, 상기 공급관(40)은 상기 상부챔버(30)의 하부면을 관통하여 상부챔버(30)의 내부 상측면에 근접되도록 상향연장되며, 상기 리턴관(50)은 상단이 상부챔버(30)의 내부 바닥면과 같은 높이를 갖도록 구성되므로, 상기 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 유입되어 응축된 열매체(10)가 상부챔버(30)에 남지 않고 최대한 빨리 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환될 수 있는 장점이 있다.In particular, the supply pipe 40 extends upwardly to penetrate the lower surface of the upper chamber 30 to approach the inner upper surface of the upper chamber 30, and the return tube 50 has an upper end of the upper chamber 30. Since it is configured to have the same height as the inner bottom surface of the, through the supply pipe 40 and the condensed heat medium 10 is introduced into the upper chamber 30, the return tube 50 as soon as possible without remaining in the upper chamber 30 There is an advantage that can be circulated to the lower chamber 20 through.

또한, 상기 공급관(40)은 지름이 작은 복수개의 관체로 구성되고, 상기 리턴관(50)은 상기 공급관(40)에 비해 지름이 큰 관체로 구성되어, 공급관(40)을 넓은 면적으로 분산설치하여 열매체(10)가 증발되어 발생된 증기가 신속하게 상부챔버(30)로 공급될 수 있도록 구성된다. 특히, 상기 공급관(40)의 내부단면적의 총합은 상기 리턴관(50)의 내부단면적보다 크게 구성되므로, 증기가 통과하는 공급관(40)의 공간을 충분히 확보하여 증기가 공급관(40)을 통과할 때 과도한 유체저항이 작용되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the supply pipe 40 is composed of a plurality of small diameter pipe, the return pipe 50 is composed of a larger diameter than the supply pipe 40, distributing the supply pipe 40 in a large area The heat medium 10 is evaporated so that the generated steam can be supplied to the upper chamber 30 quickly. In particular, since the total of the internal cross-sectional area of the supply pipe 40 is larger than the internal cross-sectional area of the return pipe 50, a sufficient space of the supply pipe 40 through which the steam passes may allow the steam to pass through the supply pipe 40. When there is an advantage that can prevent the excessive fluid resistance is applied.

본 실시예의 경우, 상기 상부챔버(30)는 단순히 사각형의 통형상으로 구성된 것을 예시하였으나, 필요에 따라 상기 상부챔버(30)에 냉각효율을 높이기 위한 방열핀이나 냉각팬, 열전대(펠티어효과), 방열기구, 방열재료 등이 구비될 수 있다.In the present embodiment, the upper chamber 30 is simply configured as a rectangular cylindrical shape, but as necessary, the upper chamber 30 to increase the cooling efficiency of the heat radiation fin or cooling fan, thermocouple (Peltier effect), room Hot air balloon, heat dissipating material and the like may be provided.

또한, 본 발명에 따른 열전도기구는 열원(3)에 결합되어 열을 방출하는 냉각장치로 사용되는 것을 예시하였으나, 이러한 열전달장치는 냉각장치 이외에, 보일러나 기타 난방기구의 열교환기 등으로 활용하는 것도 가능하다. 이때 상기 하부챔버(20)에 저장되는 열매체(10)는 열원의 온도에 따라 적절히 선택된다.
In addition, the heat conduction mechanism according to the present invention has been illustrated as being used as a cooling device that emits heat by being coupled to the heat source (3), but such a heat transfer device may be utilized as a heat exchanger of a boiler or other heating device in addition to the cooling device. It is possible. At this time, the heat medium 10 stored in the lower chamber 20 is appropriately selected according to the temperature of the heat source.

도 3은 본 발명에 따른 변형예를 도시한 것으로, 상기 하부챔버(20)의 바닥면에는 상기 리턴관(50)의 하단 둘레부를 감싸는 격벽(60)이 구비된다. 상기 격벽(60)은 원통형으로 구성되며 상단의 높이가 리턴관(50)의 하단에 비해 높게 구성되어 리턴관(50)이 하단 둘레부에 열매체(10)가 저장되는 저장부(61)를 형성한다.Figure 3 shows a modification according to the present invention, the bottom surface of the lower chamber 20 is provided with a partition wall 60 surrounding the lower periphery of the return pipe (50). The partition wall 60 is formed in a cylindrical shape and the height of the upper end is higher than the lower end of the return pipe 50 so that the return pipe 50 forms a storage unit 61 in which the heat medium 10 is stored at the lower periphery. do.

따라서, 하부챔버(20)가 기울어지게 배치되더라도 상기 저장부(61)에 저장된 열매체(10)에 의해 항상 리턴관(50)의 하단이 잠기게 된다.Therefore, even if the lower chamber 20 is inclined, the lower end of the return pipe 50 is always locked by the heat medium 10 stored in the storage 61.

즉, 전술한 제1 실시예의 경우, 하부챔버(20)가 기울어지게 배치될 경우, 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)가 일측으로 쏠려 리턴관(50)의 하단이 외부로 노출되고 이에따라 열매체(10)의 증기가 리턴관(50)을 역류하는 일이 발생될 수 있으나, 본 발명에 따르면, 하부챔버(20)가 기울어지더라도 리턴관(50)의 하단이 항상 열매체(10)에 잠기게 되어 열매체(10)의 증기가 리턴관(50)을 통해 역류하는 것을 방지할 수 있다.That is, in the case of the first embodiment described above, when the lower chamber 20 is inclined, the heat medium 10 stored in the lower chamber 20 is directed to one side so that the lower end of the return tube 50 is exposed to the outside and accordingly Although steam of the heat medium 10 may flow back to the return pipe 50, according to the present invention, even if the lower chamber 20 is inclined, the bottom of the return pipe 50 is always in the heat medium 10. It is locked so that the steam of the heat medium 10 can be prevented from flowing back through the return pipe 50.

따라서, 경사지게 배치된 열원에도 설치하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
Therefore, there is an advantage that can be installed and used in a heat source disposed inclined.

도 4는 본 발명에 따른 제3 실시예를 도시한 것으로, 상기 하부챔버(20)의 내부에는 다공성물질(21)이 삽입되며, 상기 리턴관(50)의 중간부에는 체크밸브(51)가 구비된다. 상기 다공성물질(21)은 열에 강한 합성수지 등으로 구성되어, 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)가 유동되지 않도록 한다.Figure 4 shows a third embodiment according to the present invention, the porous material 21 is inserted into the lower chamber 20, the check valve 51 in the middle of the return pipe (50) It is provided. The porous material 21 is composed of a heat-resistant synthetic resin, such that the heat medium 10 stored in the lower chamber 20 does not flow.

따라서, 열전달장치가 기울어지도록 설치되더라도, 원활히 증기가 순환되어 하부챔버(20)에 가해진 열을 상부챔버(30)로 전달하여 외부로 배출할 수 있는 장점이 있다.
Therefore, even if the heat transfer device is installed to be inclined, the steam is circulated smoothly and there is an advantage that the heat applied to the lower chamber 20 can be transferred to the upper chamber 30 and discharged to the outside.

도 5는 본 발명에 따른 제4 실시예를 도시한 것으로, 상기 공급관(40)과 리턴관(50)은 금속 또는 합성수지 재질의 블록에 상하면을 관통하는 복수개의 통공을 형성하여 구성된다. 이때, 상기 블록은 엔지니어링 플라스틱 또는 테프론을 압출하여 상기 통공이 일체로 형성되도록 구성되며, 상기 통공의 지름과 상하단의 높이를 서로 달리하여 각 통공이 공급관(40) 또는 리턴관(50)의 기능을 하도록 구성된다.Figure 5 shows a fourth embodiment according to the present invention, the supply pipe 40 and the return pipe 50 is formed by forming a plurality of through-holes through the upper and lower surfaces in a block of metal or synthetic resin material. At this time, the block is formed so that the through-hole is integrally formed by extruding engineering plastic or Teflon, and the through-hole by varying the diameter of the through-hole and the height of the upper and lower ends, the function of the supply pipe 40 or the return pipe 50 It is configured to.

이와같이 구성된 열전달장치는 공급관(40)과 리턴관(50)의 하나의 블록에 일체로 형성할 수 있어서, 여러개의 공급관(40)과 리턴관(50)을 하부챔버(20)와 상부챔버(30)에 연결할 필요가 없어서 제작이 용이하며, 공급관(40)과 리턴관(50)을 각기 별도로 구성할 때에 비해 강도가 높은 장점이 있다.The heat transfer device configured as described above may be integrally formed in one block of the supply pipe 40 and the return pipe 50, and thus, the plurality of supply pipes 40 and the return pipe 50 may be provided in the lower chamber 20 and the upper chamber 30. There is no need to connect to the) is easy to manufacture, there is an advantage that the strength is high compared to when the supply pipe 40 and the return pipe 50 are configured separately.

본 실시예의 경우, 상기 블록은 엔지니어링 플라스틱으로 제작된 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 일반 플라스틱 또는 금속재로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예의 경우, 하나의 블록에 상하단의 높이와 지름이 서로 다른 다수개의 통공을 형성하여, 하나의 블록에 공급관(40)과 리턴관(50)이 동시에 형성되도록 하였으나, 공급관(40)과 리턴관(50)이 형성되는 블록을 서로 별도로 나누어 제작하는 것도 가능하다.
In the case of the present embodiment, the block is made of an engineering plastic, but if necessary, it is also possible to comprise a general plastic or metal material. In addition, in the present embodiment, a plurality of through holes having different heights and diameters of upper and lower ends are formed in one block, so that the supply pipe 40 and the return pipe 50 are simultaneously formed in one block, but the supply pipe 40 It is also possible to produce a block in which the return pipe 50 is formed separately from each other.

10. 열매체 20. 하부챔버
30. 상부챔버 40. 공급관
50. 리턴관 60. 격벽10. Heat medium 20. Lower chamber
30. Upper chamber 40. Supply pipe
50. Return pipe 60. Bulkhead

Claims (10)

내부에 열매체(10)가 저장되며 열원에 밀착되는 하부챔버(20)와, 상기 하부챔버(20)의 상부에 배치된 상부챔버(30)와, 양단이 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)에 연결된 공급관(40)과 리턴관(50)을 포함하며, 상기 하부챔버(20) 내부의 열매체(10)가 열원에 의해 가열되어 증발되면 증발된 열매체(10)의 증기가 공급관(40)을 통해 상부챔버(30)로 상승된 후 응축되어 리턴관(50)을 통해 하부챔버(20)로 순환되고,
상기 리턴관(50)의 하단은 상기 하부챔버(20)에 저장된 열매체(10)에 잠기도록 하부챔버(20)의 내부 하측으로 길게 연장되고, 상기 공급관(40)의 하단은 상기 열매체(10)의 수면으로부터 상측으로 이격되어, 열매체(10)의 증기가 리턴관(50)을 통해 상부챔버(30)로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 열전달장치.The heat medium 10 is stored therein and is in contact with the heat source, the lower chamber 20, the upper chamber 30 disposed on the lower chamber 20, and both ends of the lower chamber 20 and the upper chamber ( And a supply pipe 40 and a return pipe 50 connected to 30, and when the heat medium 10 inside the lower chamber 20 is heated and evaporated by a heat source, the vapor of the evaporated heat medium 10 is supplied to the supply pipe 40. After being raised to the upper chamber 30 through the condensation is circulated to the lower chamber 20 through the return pipe 50,
The lower end of the return pipe 50 extends in the lower side of the lower chamber 20 to be immersed in the heat medium 10 stored in the lower chamber 20, the lower end of the supply pipe 40 is the heat medium 10 Spaced upward from the water surface of the heat transfer device, characterized in that to prevent the vapor of the heat medium (10) flow back to the upper chamber (30) through the return pipe (50). 제 1항에 있어서, 상부챔버(30)에서 공급관(40)과 리턴관(50)의 배치는 상기 공급관(40)은 상단이 리턴관(50)의 상단에 비해 상측으로 높게 연장되어 상부챔버(30)에서 응축된 열매체(10)가 공급관(40)을 통해 역류하는 것을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치.According to claim 1, Arrangement of the supply pipe 40 and the return pipe 50 in the upper chamber 30, the supply pipe 40 is the upper end of the upper chamber is extended higher than the upper end of the return tube 50, the upper chamber ( The heat transfer device, characterized in that the heat medium condensed in 30) to prevent the back flow through the supply pipe (40). 제 2항에 있어서, 상기 공급관(40)은 상기 상부챔버(30)의 하부면을 관통하여 상단이 상부챔버(30)의 내부 상측면에 근접되도록 상향연장되며, 상기 리턴관(50)은 상단면이 상부챔버(30)의 내부 바닥면과 평면을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치.According to claim 2, wherein the supply pipe 40 is extended through the lower surface of the upper chamber 30 so that the upper end is close to the inner upper side of the upper chamber 30, the return tube 50 is the upper end Heat transfer device, characterized in that the surface is made in plane with the inner bottom surface of the upper chamber (30). 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 공급관(40)은 상기 리턴관(50)에 비해지름이 작은 관체로 구성된 것을 특징으로 하는 열전달장치.The heat transfer apparatus according to claim 1, wherein the supply pipe (40) is composed of a tube having a smaller diameter than that of the return pipe (50). 제 1항에 있어서, 상기 공급관(40)과 상기 리턴관(50)은 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)의 사이에 복수개가 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 열전달장치.The heat transfer apparatus according to claim 1, wherein a plurality of supply pipes (40) and the return pipes (50) are connected to each other between the lower chamber (20) and the upper chamber (30). 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 공급관(40)의 내부단면적의 총합은 상기 리턴관(50)의 내부단면적보다 크게 구성되어, 열매체(10)의 증기가 공급관(40)을 통과할 때 발생되는 유체저항을 줄일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치.The method according to claim 5 or 6, wherein the sum of the internal cross-sectional area of the supply pipe (40) is larger than the internal cross-sectional area of the return pipe (50), so that when the steam of the heat medium (10) passes through the supply pipe (40). Heat transfer device, characterized in that to reduce the generated fluid resistance. 제 1항에 있어서, 상기 하부챔버(20)의 바닥면에는 상기 리턴관(50)의 하단 둘레부를 감싸는 격벽(60)이 구비되어, 상기 격벽(60)에 의해 형성된 저장부(61)에 열매체(10)가 저장되어 하부챔버(20)가 기울어지게 배치되더라도 하부챔버(20)의 하단이 항상 열매체(10)에 잠기도록 된 것을 특징으로 하는 열전달장치.The bottom surface of the lower chamber 20 is provided with a partition wall 60 surrounding the lower circumference of the return pipe 50, the heat medium in the storage portion 61 formed by the partition wall 60. Heat storage device, characterized in that the lower chamber (20) is stored so that the lower chamber 20 is always submerged in the heat medium (10) even if the lower chamber (20) is stored inclined. 제 1항에 있어서, 상기 하부챔버(20)의 내부에는 다공성물질(21)이 삽입되며, 상기 리턴관(50)의 중간부에는 체크밸브(51)가 구비된 것을 특징으로 하는 열전달장치.The heat transfer apparatus according to claim 1, wherein a porous material (21) is inserted into the lower chamber (20), and a check valve (51) is provided at an intermediate portion of the return pipe (50). 제 1항에 있어서, 공급관(40) 또는 리턴관(50)은 금속 또는 합성수지 재질의 블록에 상하면을 관통하는 복수개의 통공을 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 열전달장치.The heat transfer apparatus according to claim 1, wherein the supply pipe (40) or the return pipe (50) is formed by forming a plurality of through holes penetrating the upper and lower surfaces in a block of metal or synthetic resin.
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