KR101267015B1

KR101267015B1 - 전기전자 장비용 냉각 장치

Info

Publication number: KR101267015B1
Application number: KR1020110110013A
Authority: KR
Inventors: 주원택
Original assignee: 히트텍(주)
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-30
Also published as: KR20130045661A

Abstract

본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 산업용 전기·전자 제어 장치 등의 전기전자 장비에 설치되는 냉각 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 병렬로 배열되며 배열 방향을 따라 서로 교대로 위치하는 다수의 제1 통로와 다수의 제2 통로가 형성된 방열판 구조체를 구비하는 열교환기; 상기 제1 통로를 통한 공기 유동을 발생시키는 외기 송풍 팬; 상기 제2 통로를 통한 공기 유동을 발생시키는 내기 송풍 팬; 및 내부에 상기 열교환기, 상기 외기 송풍 팬 및 상기 내기 송풍 팬이 수납되는 하우징을 포함하며, 상기 방열판 구조체는 상기 배열 방향을 따라 연결된 단위 판 부재를 구비하며, 상기 단위 판 부재에는 상기 제1 통로가 형성되며, 인접한 두 단위 판 부재 사이에는 상기 제2 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치가 제공된다.

Description

전기전자 장비용 냉각 장치 {COOLER FOR ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 산업용 전기·전자 제어 장치 등의 전기전자 장비에 설치되는 냉각 장치에 관한 것이다.

산업용 전기·전자 제어 장치 등의 전기전자 장비에 사용되는 각종 전기전자 부품들은 작동시에 많은 열을 발산한다. 이때 발산되는 열은 장비의 내부 온도를 높여서 장비의 성능을 저하시키므로, 장비 내의 온도를 적정 수준으로 유지하기 위한 냉각 장치가 필수적이다.

종래의 전기전자 장비용 냉각 장치로서 공개실용신안공보 제1999-014199호(통신장비용 열교환기)에 개시된 바와 같이 외부 공기를 순환시키는 외부 팬, 내부 공기를 순환시키는 내부 팬, 판재를 반복 절곡하여 다수의 외부 공기 통로와 다수의 내부 공기 통로가 번갈아 형성되는 열교환기의 구성이 제안된 바 있다. 하지만, 이러한 종래의 구성으로는 냉각 성능에 한계가 있어서 개선이 요구된다.

본 발명의 목적은 전기전자 장비용 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각 성능이 개선된 전기전자 장비용 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제작이 용이한 구조를 갖는 전기전자 장비용 냉각 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 병렬로 배열되며 배열 방향을 따라 서로 교대로 위치하는 다수의 제1 통로와 다수의 제2 통로가 형성된 방열판 구조체를 구비하는 열교환기; 상기 제1 통로를 통한 공기 유동을 발생시키는 외기 송풍 팬; 상기 제2 통로를 통한 공기 유동을 발생시키는 내기 송풍 팬; 및 내부에 상기 열교환기, 상기 외기 송풍 팬 및 상기 내기 송풍 팬이 수납되는 하우징을 포함하며, 상기 방열판 구조체는 상기 배열 방향을 따라 연결된 단위 판 부재를 구비하며, 상기 단위 판 부재에는 상기 제1 통로가 형성되며, 인접한 두 단위 판 부재 사이에는 상기 제2 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치가 제공된다.

성기 단위 판 부재는 상기 제1 통로의 방향을 따라 연장된 제1 판부와, 상기 제1 판부의 양 측으로부터 연장되어 그 사이에 상기 제1 통로가 형성되는 제2, 제3 판부와, 상기 제2 판부와 상기 제3 판부의 끝단으로부터 서로 벌어지는 방향으로 연장된 제4, 제5 판부와, 상기 제5 판부의 끝단으로부터 상기 제1 판부 쪽으로 상기 제3 판부와 평행하게 연장되는 제6 판부를 구비할 수 있다.

상기 방열판 구조체의 인접한 두 단위 판 부재는 하나의 단위 판 부재의 제2 판부와 다른 하나의 단위 판 부재의 제6 판부가 서로 접하며, 하나의 단위 판 부재의 제4 판부와 다른 하나의 단위 판 부재의 제5 판부가 서로 접할 수 있다.

상기 제4 판부의 폭은 상기 제5 판부의 폭보다 크지 않을 수 있다.

상기 제1 통로 및 제2 통로에는 방열핀이 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 방열핀은 코루게이트핀형일 수 있다.

상기 하우징의 내부에는 상기 열교환기의 상기 통로 방향 양단과 각각 접하는 제1 분리판과 제2 분리판이 구비되며, 상기 제1 분리판에는 상기 제2 통로와 연결되는 다수의 내기용 구멍이 마련되고, 상기 제2 분리판에는 상기 제1 통로와 연결되는 다수의 외기용 구멍이 마련될 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 내기가 통과하는 다수의 제1 통로와 외기가 통과하는 다수의 제2 통로가 교대로 배치되도록 형성된 방열판 구조체의 각 통로에 다수의 방열핀이 구비되므로 개선된 냉각 성능을 제공하게 된다.

또한, 방열판 구조체가 다수의 단위 판 부재가 연속적으로 연결되어서 형성되므로 제작이 용이하며, 다양한 크기의 냉각 장치에 적용이 용이해진다.

그리고 단위 판 부재가 다른 단위 판 부재와 연결이 용이한 구조를 가지므로 열교환기의 제작이 더욱 쉬워진다.

도 1은 전기전자 장비에 설치된 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치의 내부가 보이도록 외부 하우징을 절단하여 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉각 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열교환기의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 열교환기의 단위 판 부재의 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 전기전자 장비에 설치된 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치의 내부가 보이도록 외부 하우징을 절단하여 도시한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 냉각 장치의 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 냉각 장치(100)는 하우징(110)과, 내기 송풍 팬(120)과, 외기 송풍 팬(130)과, 열교환기(140)를 포함한다. 냉각 장치(100)는 전기전자 장비(E)에 설치되어서 전기전자 장비(E)의 내부 온도 상승을 억제한다.

하우징(110)은 제1 벽부(111)와, 제2 벽부(112)와, 측벽부(113)를 구비한다. 하우징(110)의 내부에는 열교환기 수납 공간(110a)과, 열교환기 수납 공간(110a)의 위에 위치하는 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)과, 열교환기 수납 공간(110a)의 아래에 위치하는 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)이 마련된다.

제1 벽부(111)는 전기전자 장비(E)의 내부와 면한다. 제1 벽부(111)에는 열교환기 수납 공간(110a)의 하부와 통하는 다수의 제1 내기용 구멍(111a)과, 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)과 통하는 제2 내기용 구멍(111b)이 마련된다.

제2 벽부(112)는 제1 벽부(111)과 대향하며 전기전자 장치(E)의 외부와 면한다. 제2 벽부(112)에는 열교환기 수납 공간(110a)의 상부와 통하는 다수의 제1 외기용 구멍(112a)과, 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)과 통하는 제2 외기용 구멍(112b)이 마련된다.

측벽부(113)은 제1 벽부(111)의 가장자리와 제2 벽부(112)의 가장자리를 연결한다. 측벽부(113)는 제1 벽부(111)와 일체로 형성되며, 제2 벽부(112)는 측벽부(113)에 분리가능하게 결합될 수 있다.

하우징(110)의 내부에는 열교환기 수납 공간(110a)과 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)을 분리하는 제1 분리판(118)과, 열교환기 수납 공간(110b)과 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)을 분리하는 제2 분리판(119)이 구비된다. 제1 분리판(118)에는 다수의 제3 내기용 구멍(118a)이 마련된다. 제2 분리판(119)에는 다수의 제3 외기용 구멍(119a)이 마련된다.

하우징(110) 내부의 열교환기 수납 공간(110a)에는 열교환기(140)가 수납되며, 하우징(110) 내부의 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)에는 내기 송풍 팬(120)이 수납되고, 하우징(110) 내부의 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)에는 외기 송풍 팬(130)이 수납된다.

내기 송풍 팬(120)은 하우징(110) 내부의 상부에 위치하는 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)에 수납된다. 내기 송풍 팬(120)은 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)의 공기를 하우징(110)에 형성된 제2 내기용 구멍(111b)을 통해 배출한다. 내기 송풍 팬(120)에 의해 전기전자 장비(E) 내부의 공기가 냉각 장치(100)를 거쳐 순환한다. 본 실시예에서는 내기 송풍 팬(120)이 냉각 장치(100) 외부로 공기를 배출하는 방향으로 작동하는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 내기 송풍 팬(120)은 냉각 장치(100) 외부의 공기를 흡입하는 방향으로 작동할 수도 있다.

외기 송풍 팬(130)은 하우징(110) 내부의 하부에 위치하는 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)에 수납된다. 외기 송풍 팬(130)은 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)의 공기를 하우징(110)에 형성된 제2 외기용 구멍(112b)을 통해 배출한다. 외기 송풍 팬(130)에 의해 전기전자 장치(E) 외부의 공기가 냉각 장치(100)를 거쳐 순환한다. 본 실시예에서는 외기 송풍 팬(130)이 냉각 장치(100) 외부로 공기를 배출하는 방향으로 작동하는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 외기 송풍 팬(130)은 냉각 장치(100) 외부의 공기를 흡입하는 방향을 작동할 수도 있다.

도 3에는 도 2에 도시된 열교환기의 사시도가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 열교환기(140)는 방열판 구조체(141)와, 다수의 방열핀(145)을 구비한다. 열교환기(140)는 상대적으로 온도가 낮은 전기전자 장비(E)의 외부 공기와 상대적으로 온도가 높은 전기전자 장비(E)의 내부 공기 사이에 열교환이 원활히 일어나도록 한다.

방열판 구조체(141)는 연속으로 연결된 다수의 단위 판 부재(142)를 구비한다. 도 4에는 단위 판 부재(142)가 확대되어 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 단위 판 부재(142)는 좁고 길게 통로 방향을 따라 도면 상에서 상하로 연장된 제1 판부(142a)와, 제1 판부(142a)의 양측으로부터 각각 서로 마주보며 연장되는 제2, 제3 판부(142b, 142c)와, 제2 판부(142b)의 끝단으로부터 바깥쪽으로 벌어지는 방향으로 꺾여서 연장된 제4 판부(142d)와, 제3 판부(143c)의 끝단으로부터 바깥쪽으로 벌어지는 방향으로 꺾여서 연장된 제5 판부(142e)와, 제5 판부(142e)의 끝단으로부터 제1 판부(142a) 쪽으로 꺾여서 연장된 제6 판부(142f)를 구비한다. 제2 판부(142b)와 제3 판부(142c)와 제6 판부(142f)는 서로 평행하다. 제1 판부(142a)와 제4 판부(142d)와 제5 판부(142e)는 서로 평행하다. 단위 판 부재(142)는 AL3003 소재의 판재를 이용하여 제작될 수 있다. 제5 판부(142e)의 폭은 제4 판부(142d)의 폭보다 좁지 않게 형성된다. 이는 두 단위 판 부재(142)가 인접하여 연결되었을 때, 제4 판부(142d)가 제5 판부(142e)를 넘어가지 않도록 하기 위함이다.

방열판 구조체(141)는 다수의 단위 판 부재(142)가 연속적으로 연결되어서 형성된다. 인접한 두 단위 판 부재(142)는 하나의 판 부재(142)의 제5 판부(142e)가 다른 판 부재(142)의 제4 판부(142d)와 접하며, 하나의 판 부재(142)의 제6 판부(142f)가 다른 판 부재(142)의 제2 판부(142b)와 접하게 된다. 이와 같은 방식으로 다수의 판 단위 판 부재(142)가 연속적으로 결합되어서 방열판 구조체(141)를 형성한다. 이와 같이 형성된 방열판 구조체(141)는 각 단위 판 부재(142)의 제2 판부(142b)와 제3 판부(142c)의 사이에 형성된 다수의 제1 통로(143)과, 인접한 두 단위 판 부재(142)의 제3 판부(142c)와 제2 판부(142b) 사이에 형성된 다수의 제2 통로(144)를 구비한다. 즉, 방열판 구조체(141)는 병렬로 배열되며 배열 방향을 따라 서로 교대로 위치하는 다수의 제1 통로(143)와 다수의 제2 통로(144)를 구비한다. 제1 통로(143)와 제2 통로(144)는 다수의 단위 판 부재(142)의 연결 방향을 따라 서로 교대로 위치한다. 방열판 구조체(141)의 제1, 제2 통로(143)의 연장방향 양단은 각각 제1 분리판(118)과 제2 분리판(119)과 접한다. 제1 통로(143)의 상부는 하우징(110)에 형성된 제2 외기용 구멍(112a)과 통하며 제1 통로(143)의 하단은 하우징(110)의 내부에 마련된 제2 분리판(119)에 형성된 제3 외기용 구멍(119a)과 통한다. 제2 통로(144)의 하부는 하우징(110)에 형성된 제2 내기용 구멍(111a)과 통하며 제2 통로(144)의 상단은 하우징(110)의 내부에 마련된 제1 분리판(118)에 형성된 제3 내기용 구멍(118a)과 통한다. 방열판 구조체(141)에서 단위 판 부재(142)에 구비된 제1 판부(142a)는 하우징(110)의 제1 벽부(111)와 접한다. 방열판 구조체(141)에서 단위 판 부재(142)에 구비된 제4 판부(142d)는 하우징(110)의 제2 벽부(112)와 접한다.

방열핀(145)은 코루게이트형으로서, 제1 통로(143) 및 제2 통로(144)의 각각에 다수 개가 삽입 설치되어 열교환기(140)의 열교환 효율을 높인다.

상기와 같은 구조를 갖는 열교환기(140)는 다수의 단위 판 부재(142)와 다수의 방열핀(145)이 조리된 상태에서 브레이징(brazing) 공법에 용접 접합되어 제작될 수 있다.

이제, 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 실시예의 작용을 상세히 설명한다.

전기전자 장비(E) 내부의 공기는 냉각 장치(100)의 제1 내기용 구멍(111a)을 통해 냉각 장치(100) 내로 유입된다. 제1 내기용 구멍(111a)을 통해 냉각 장치(100) 내로 유입된 내부의 공기는 열교환기(140)에 형성된 다수의 제2 통로(144)를 통과한다. 이 과정에서 상대적으로 고온인 내기는 인접하는 제1 통로(143)를 통과하는 상대적으로 저온인 외기와의 열교환이 이루어져 온도가 낮아지게 된다. 제2 통로(144)를 거치면서 온도가 낮아진 내기는 제3 내기용 구멍(118)을 통해 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)으로 유입된다. 내기 송풍 팬 수납 공간(110b)으로 유입된 내기는 내기 송풍 팬(120)에 의해 제2 내기용 구멍(111b)을 통해 전기전자 장비(E) 내부로 배출되어, 전기전자 장비(E) 내부의 온도 상승을 억제하게 된다.

전기전자 장비(E) 외부의 공기는 냉각 장치(100)의 제1 외기용 구멍(112a)을 통해 냉각 장치(100) 내로 유입된다. 제1 외기용 구멍(112a)을 통해 냉각 장치(100) 내로 유입된 내부의 공기는 열교환기(140)에 형성된 다수의 제1 통로(143)를 통과한다. 이 과정에서 상대적으로 저온인 외기는 인접하는 제2 통로(144)를 통과하는 상대적으로 고온인 내기와의 열교환이 이루어져 온도가 높아지게 된다. 제1 통로(143)를 거치면서 온도가 높아진 외기는 제3 외기용 구멍(119a)을 통해 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)으로 유입된다. 외기 송풍 팬 수납 공간(110c)으로 유입된 외기는 외기 송풍 팬(130)에 의해 제2 외기용 구멍(112b)을 통해 전기전자 장비(E) 외부로 배출된다.

이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 냉각 장치 110 : 하우징
110a : 열교환기 수납 공간 110b : 내기 송풍 팬 수납 공간
110c : 외기 송풍 팬 수납 공간 111 : 제1 벽부
111a : 제1 내기용 구멍 111b : 제2 내기용 구멍
112 : 제2 벽부 112a : 제1 외기용 구멍
112b : 제2 외기용 구멍 113 : 측벽부
118 : 제1 분리판 118a : 제3 내기용 구멍
119 : 제2 분리판 119a : 제3 외기용 구멍
120 : 내기 송풍 팬 130 : 외기 송풍 팬
140 : 열교환기 141 : 방열판 구조체
142 : 단위 판 부재 142a : 제1 판부
142b : 제2 판부 142c : 제3 판부
142d : 제4 판부 142e : 제5 판부
142f : 제6 판부 143 : 제1 통로
144 : 제2 통로 145 : 방열핀

Claims

병렬로 배열되며 배열 방향을 따라 서로 교대로 위치하는 다수의 제1 통로와 다수의 제2 통로가 형성된 방열판 구조체를 구비하는 열교환기;
상기 제1 통로를 통한 공기 유동을 발생시키는 외기 송풍 팬;
상기 제2 통로를 통한 공기 유동을 발생시키는 내기 송풍 팬; 및
내부에 상기 열교환기, 상기 외기 송풍 팬 및 상기 내기 송풍 팬이 수납되는 하우징을 포함하며,
상기 방열판 구조체는 상기 배열 방향을 따라 연결된 단위 판 부재를 구비하며, 상기 단위 판 부재에는 상기 제1 통로가 형성되며, 인접한 두 단위 판 부재 사이에는 상기 제2 통로가 형성되고,
상기 단위 판 부재는 상기 제1 통로의 방향을 따라 연장된 제1 판부와, 상기 제1 판부의 양측으로부터 연장되어 그 사이에 상기 제1 통로가 형성되는 제2, 제3 판부와, 상기 제2 판부와 상기 제3 판부의 끝단으로부터 서로 벌어지는 방향으로 연장된 제4, 제5 판부와, 상기 제5 판부의 끝단으로부터 상기 제1 판부 쪽으로 상기 제3 판부와 평행하게 연장되는 제6 판부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 방열판 구조체의 인접한 두 단위 판 부재는 하나의 단위 판 부재의 제2 판부와 다른 하나의 단위 판 부재의 제6 판부가 서로 접하며, 하나의 단위 판 부재의 제4 판부와 다른 하나의 단위 판 부재의 제5 판부가 서로 접하는 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제4 판부의 폭은 상기 제5 판부의 폭보다 크지 않을 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 통로 및 제2 통로에는 방열핀이 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 방열핀은 코루게이트핀형인 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 내부에는 상기 열교환기의 상기 통로 방향 양단과 각각 접하는 제1 분리판과 제2 분리판이 구비되며,
상기 제1 분
리판에는 상기 제2 통로와 연결되는 다수의 내기용 구멍이 마련되고, 상기 제2 분리판에는 상기 제1 통로와 연결되는 다수의 외기용 구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 전기전자 장비용 냉각 장치.