KR101504291B1 - 냉각장치 - Google Patents

Abstract

발열부에 결합되는 접촉결합부와; 접촉결합부의 일면에 마련되며, 다수의 냉각유로를 가지되, 서로 다른 단면적을 가지는 냉각부와; 냉각유로의 입구로 공급될 냉각수가 모이는 공동부와, 냉각수 유입구를 가지며, 냉각부의 일측에 결합되는 냉각수 공급커버와; 냉각유로의 출구를 통해 나오는 냉각수가 모이는 공동부와, 냉각수 배출구를 가지며, 냉각부의 타측에 결합되는 냉각수 배출커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치가 개시된다.

냉각장치, 유로, 발열부, 유속

Description

냉각장치{A cooling apparatus}

본 발명은 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자제품이나 동력을 이용한 장치 등에는 많은 부품이 있으며, 그 중에서는 다른 부품에 비해서 많은 열을 발생하는 발열부품들이 있다.

상기와 같이 많은 열을 발생하는 소위 발명부품들은 그 발생되는 열을 일정 온도 이하로 냉각시키지 않을 경우, 제품의 치명적인 손상을 가져다주게 된다.

이와 같이 전자장치의 발열부품을 열로부터 보호하기 위해서 다양한 종류의 냉각장치가 채용되고 있다.

일예로서, 전자제품 등의 CPU 등에서는 많은 열이 발생하게 되므로, 상기 CPU 등에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해서, 히트싱크 등을 CPU에 접촉되게 설치하거나, 또는 냉각 팬을 설치하여 냉각시키는 것일 일반적이다.

이와 같이 전자장치 등에서는 공냉식을 이용하는 것이 일반적이다.

또한, 자동차나 대형 구동장치 등에서는 발열부의 크기가 크기 때문에, 공냉식보다는 수냉식 냉각장치를 이용하는 것이 일반적이다. 통상의 공냉식 냉각장치는, 발열부를 경유하도록 냉각유로를 형성하고, 그 냉각유로를 통해서 냉 각수를 흘려보내는 것이 일반적이다.

그런데, 상기와 같은 일반적인 공냉식 및 수냉식 냉각장치의 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 하나의 발열부품이나 발열부에서도 열이 집중적으로 많이 발생되는 부분이 있고, 따라서 동일한 발열부라도 각각의 위치마다 발열온도가 다르게 된다. 그러나 상기와 같은 일반적인 공냉식 및 수냉식 냉각장치는 하나의 발열부를 단순히 전체적으로 냉각시키도록 구성된 것이므로, 발열온도가 각기 다른 위치에 대응하여 차별화되게 냉각시킬 수 없게 된다.

따라서, 발열부의 온도 편차가 발생하게 됨으로써, 결국 부품 등의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 발열부의 발열온도에 대응하여 냉각온도를 차별화시킬 수 있는 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각장치는, 발열부에 결합되는 접촉결합부와; 상기 접촉결합부의 일면에 마련되며, 다수의 냉각유로를 가지되, 서로 다른 단면적을 가지는 냉각부와; 상기 냉각유로의 입구로 공급될 냉각수가 모이는 공동부와, 냉각수 유입구를 가지며, 상기 냉각부의 일측에 결합되는 냉각수 공급커버와; 상기 냉각유로의 출구를 통해 나오는 냉각수가 모이는 공동부와, 냉각수 배출구를 가지며, 상기 냉각부의 타측에 결합되는 냉각수 배출커버;를 포함하고, 상기 각각의 냉각유로에서의 냉각수의 유량을 서로 다르게 하여 발열부의 위치마다 발열 밀도가 다른 경우에도 발열부 전체적으로 특정한 온도 이상으로 올라가지 않도록 각 냉각유로 별로 냉각 능력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각부는, 상기 각 냉각유로의 길이가 상호 다르게 형성되며, 상기 냉각수 공급커버 및 배출커버는 상기 냉각부의 일측 및 타측의 형상에 대응되어 결합되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉각부는, 알루미늄 합금재질로 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 냉각수 공급커버와 배출커버는 상기 냉각부와 용접 또는 브레이징(brazing)으로 결합되는 것이 좋다.

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본 발명의 실시예에 따른 냉각장치에 따르면, 다수의 냉각유로를 가지면서, 각각의 냉각유로에서의 냉각수 유속을 다르게 함으로써, 냉각효율을 냉각유로마다 다르게 제어할 수 있게 된다.

따라서, 부위마다 발열 온도가 다른 전자부품과 같은 발열부에 본 발명의 냉각장치를 설치할 경우, 서로 다른 발열온도에 대응되게 서로 다른 냉각효율로 냉각시킴으로써, 발열부의 전체적인 온도를 균일하게 제어할 수 있게 되고, 따라서 발열부의 온도편차로 인한 고장이나 수명단축을 억제할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치는 발열부에 결합되는 접촉결합부(10)와, 상기 접촉결합부(10)의 일면(전면)에 마련되며 다수의 냉각유로(21a,21b,21n)를 가지는 냉각부(20)와, 상기 냉각유로(21a,21b,21n)의 입구(우측)에 결합되는 냉각수 공급커버(30)와, 냉각유로(21a,21b,21n)의 출구(좌측)에 결합되는 냉각수 배출커버(40)를 구비한다.

상기 접촉결합부(10)는 전자장치나 동력장치 등의 발열부에 결합되는 부분으로서, 그 접촉결합부(10)는 소정 넓이를 가지는 플레이트형상으로 형성된다.

상기 냉각부(20)는 상기 접촉결합부(10)의 전면에 돌출되게 마련되며, 다수의 냉각유로(21a,21b,21n)를 가진다. 상기 냉각유로(21a,21b,21n)는 좌우 방향으로 나란하게 다수 마련되되, 그 단면적은 서로 다르게 형성된다. 그리고 각각의 냉각유로(21a,21b,21n) 내부에는 냉각효율을 높이기 위해서 냉각핀(22a, 22b, 22n)이 소정 형상으로 형성된다. 상기 냉각핀(22a, 22b, 22n)은 접촉결합부(10)의 전면으로부터 돌출되게 마련됨으로써, 냉각효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 냉각부(20)는 상기 냉각유로(21a,21b,21n)의 입구 및 출구의 단면적이 전체적으로 하향경사지게 형성되고, 냉각부(20)의 상단은 하단에 비해서 그 좌우폭이 작게 형성된다. 따라서 냉각부(20)는 그 정면에서 바라보는 평면형상이 사다리꼴 형상을 갖게 된다.

상기 구성을 갖는 냉각부(20)는 알루미늄 등의 재질로 압출공정에 의해 제조될 수 있다.

상기 냉각수 공급커버(30)는 냉각유로(21a,21b,21n)로 공급될 냉각수가 모이는 공동부(31)와, 냉각수 유입구(32)를 가진다. 이 냉각수 공급커버(30)의 상기 냉각유로(21a,21b,21n)의 입구에 결합되며, 그 결합되는 결합면(30a)은 하향 경사지게 형성되되, 상기 냉각부(20)의 우측면에 대응되게 형성된다.

따라서, 상기 냉각수 공급커버(30)의 y축 방향으로의 폭은 x축 방향으로 갈수록 점진적으로 작아진다. 상기 결합면(30a)은 기울기 함수 f(x)에 의해 결정되며, 상기 결합면(30a)에 대응되는 냉각부(20)의 냉각유로(21a,21b,21n) 입구면(20a)에 대응되는 기울기로 형성된다.

상기 냉각수 유입구(32)는 공급커버(30)의 상부에 마련되어 냉각수 순환경로(50)에 연결된다. 상기 냉각수 순환경로(50)에는 냉각수 공급펌프(60)가 설치된다.

상기 냉각수 유입구(32)로 유입된 냉각수는 공동부(31)에서 모인 상태에서 상기 각각의 냉각유로(21a,21b,21n)로 공급된다. 이때 각각의 냉각유로(21a,21b,21n)를 통과하는 냉각수의 이동속도(V1, V2, Vn)는 서로 다르게 된다. 따라서 각각의 냉각유로(21a,21b,21n)에서의 냉각효율은 냉각수의 이동속도에 비례하여 증가하게 된다. 이와 같이 각각의 냉각유로(21a,21b,21n)에서의 냉각수 이동속도(V1, V2, Vn)는 각각의 냉각유로(21a,21b,21n)의 높이(h1, h2, hn)를 서로 다르게 구성함으로써, 그 단면적을 서로 다르게 하여 가능하게 된다.

이와 같이 상기 냉각유로(21a,21b,21n)의 입구면(20a)을 경사지게 형성하고, 냉각유로(21a,21b,21n)의 단면적을 다르게 구성함으로써, 각각의 냉각유로(21a,21b,21n)에 대응되는 위치에서의 냉각효율을 서로 다르게 할 수 있게 된다. 따라서 하나의 발열부에 상기 접촉결합부(10)를 결합하여 설치하더라도, 발열부의 발열온도가 위치마다 서로 다른 경우라도 전체적으로 동일한 온도를 유지하도록 냉각시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 냉각수 배출커버(40)는 우측의 냉각수 공급커버(30)와 서로 좌우 대칭을 이루도록 냉각부(20)의 좌측의 출구면(20b)에 결합된다. 이 냉각수 배출커버(40)는 냉각수 공급커버(30)에 대칭되는 형상을 가지며, 냉각유로(21a,21b,21n)에서 배출되는 냉각수가 모이는 공동부(41)와, 공동부(41)로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(42)를 가진다. 상기 냉각수 배출구(42)는 상기 순환경로(50)에 연결된다.

여기서, 상기 냉각부(20)의 출구면(20b)과 상기 냉각수 배출커버(40)의 결합면(40a)도 서로 기울기 함수 f(x)에 의해 결정되며, 서로 동일한 기울기로 형성된다.

상기 구성을 가지는 냉각수 공급커버(30)와 냉각수 배출커버(40)는 금속재질로 주물 가공하여 제작될 수 있으며, 상기 냉각부(20)와는 용접 또는 납땜(brazing;브레이징) 등의 방법에 의해 결합 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 평면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 분리 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10..접촉 결합부 20..냉각부

21a,21b,21n..냉각유로 30..냉각수 공급커버

40..냉각수 배출커버 50..냉각수 순환경로

Claims (4)

1. 발열부에 결합되는 접촉결합부와;

   상기 접촉결합부의 일면에 마련되며, 다수의 냉각유로를 가지되, 서로 다른 단면적을 가지는 냉각부와;

   상기 냉각유로의 입구로 공급될 냉각수가 모이는 공동부와, 냉각수 유입구를 가지며, 상기 냉각부의 일측에 결합되는 냉각수 공급커버와;

   상기 냉각유로의 출구를 통해 나오는 냉각수가 모이는 공동부와, 냉각수 배출구를 가지며, 상기 냉각부의 타측에 결합되는 냉각수 배출커버;를 포함하고,

   상기 각각의 냉각유로에서의 냉각수의 유량을 서로 다르게 하여 발열부의 위치마다 발열 밀도가 다른 경우에도 발열부 전체적으로 특정한 온도 이상으로 올라가지 않도록 각 냉각유로 별로 냉각 능력을 제어할 수 있으며,

   상기 냉각부는 상기 각 냉각유로의 길이가 상호 다르게 형성되며,

   상기 냉각수 공급커버 및 배출커버는 상기 냉각부의 일측 및 타측의 형상에 대응되어 결합되는 형상으로 형성되고,

   상기 냉각부는 알루미늄 합금재질로 형성되며,

   상기 냉각수 공급커버와 배출커버는 상기 냉각부와 용접 또는 브레이징(brazing)으로 결합되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
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