KR101912414B1 - 액랭식 저항 장치 - Google Patents

Abstract

액랭식 저항장치 (1)는 액체 유입부(4), 액체 유출부(5) 및 상기 액체 유입부(4)와 상기 액체 유출부(5) 사이에 액체 흐름 경로(6)를 갖는 공동을 갖는 블록(3)을 포함하고, 상기 공동은 서로 평행하는 주 평면을 갖는 평탄 저항기(2)를 지지하는 열 전도성의 전기적 절연 평탄층(7)에 의해 닫힌 개방측을 가지며, 상기 장치는 상기 블록(3)에 단단하게 체결 가능하고, 상기 평탄층(7) 상의 상기 저항기(2)를 차단하기 위해 상기 저항기(2) 쪽을 향하는 전기적 절연 차단 플레이트를 더 포함하고, 상기 공동은 상기 저항기(2)에 대해 상기 평탄층(7)에 힘을 가하도록 구성된 탄성 가압수단을 수용한다.

Description

액랭식 저항 장치 {LIQUID-COOLED RESISTOR DEVICE}

본 발명은 액랭식 저항 장치에 관한 것이다.

종래 기술로부터 알려진 액랭식 저항장치는 발전기 역할을 할 수 있는 인버터 구동 전기 모터를 이용하는 장치의 재생 브레이킹을 포함하는, 넓고 다양한 응용에 이용될 수 있다.

독일 특허DE 3933956는 두 개의 액랭식, 전기적 절연된 블록들 사이에 장착된 평탄 저항기를 갖는, 전기 자동차용 액랭식 저항장치를 개시한다. 저항은 두 개의 블록들 사이에 견고한 연결에 의해 단순히 적절한 위치에 유지된다. 영국 특허GB2478547는 액랭식의 전기적 절연된 블록과 차단 플레이트 또는추가 액랭식 블록 사이에 배치되는 평탄저항기를 갖는, 전기 자동차용 액랭식 브레이크 저항장치를 개시한다. 저항은 주 평면에 확장을 제안하는 저항을 마지막에 부분적으로 둘러 싸는 안내수단뿐만 아니라, 블록과 차단 플레이트 사이, 또는 두 개의 블록 사이의 견고한 연결에 의해 적절한 위치에 유지된다.

종래 장치들의 단점들 중 하나는 저항기-블록 또는 저항기-절연층 인터페이스에서 열접촉 저항은 열전달의 효율 및 유효성을 제한한다는 것이다. 더욱이, 냉각수에 비해 블록의 저열용량은 저항으로부터 열 발산의 전반적인 비율을 제한한다.

그리고, 인버터 구동 전기모터를 제동하기 위한 장치용으로, 수반되는 높은 에너지 발산 요구를 관리하기 위해 비교적 큰 저항기와 액랭식 블록이 요구되고, 이는 실제로 장치를 크고 무겁게 만들 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 제안된 기술적 작업은 언급한 종래 기술의 기술적 결점들을 극복하는 액랭식 저항장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 작업의 범위 내에서, 본 발명의 목적은 저항기로부터 열 발산의 효율 및 유효성이 개선된 액랭식 저항장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소형이며 경량인 액랭식 저항장치를 제공하는 것이다.

마지막으로 말하지만 본 발명의 가장 중요한 목적은 안전하고 경제적인 액랭식 저항장치를 제공하는 것이다.

이러한 그리고 그 밖의 목적들뿐만 아니라 기술적 작업은 청구항 제1항에 따른 액랭식 저항장치에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

저항기에 대해 열 전도성의 전기적 절연 평탄층에 힘을 가하는 탄성 가압수단의 이용은 저항기와 평탄층 사이의 열전달 개선을 보장한다.

그리고, 평탄층과 공동에서 탄성 가압수단의 배치에 의한 블록의 공동 폐쇄는 층에서 액체로의 열전달을 개선한다. 전반적인 열 전달 효율과 유효성 개선은 본 발명의 장치를 언급한 종래 기술 보다 더 작고 가볍게 한다.

더욱이, 탄성 가압수단의 이용은 저항기의 평면에 수직 방향으로 장치의 단단함을 증가시켜, 실질적으로 자동차 및 차량의 진동 주기보다 높다. 그러므로, 장치는 사용 중 진동과 충격에 더 잘 견딜 수 있다.

본 발명의 다른 특징들은 뒤이은 청구항들에서 더 정의된다. 그리고, 본 발명의 특징 및 장점들은 첨부된 한정되지 않은 도면들에서 예시된 바람직하나 배타적이지 않는 액랭식 저항장치의 실시예 설명으로부터 더 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 저항기로부터 열 발산의 효율 및 유효성이 개선된 액랭식 저항장치가 제공된다.

또한, 소형이며 경량인 액랭식 저항장치가 제공된다.

또한, 안전하고 경제적인 액랭식 저항장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분해도이다.

상기 도면을 참조하면, 액랭식 저항장치(일반적으로 부호 1로 표시함)은 저항기(2), 바람직하게는 전기적 저항물질의 평평한 그리드의 형태를 포함한다. 상기 저항기(2)의 전원 회로로의 전기적 연결은 저항기(2)의 일부 또는 연결된 단자에 의해 이루어진다.

저항기(2)는 주 평면들이 서로 평행하도록 배치된 열 전도성의, 전기적 절연 평탄층(7) 상에 놓인다. 평탄층(7)은 바람직하게 질화알루미늄 세라믹으로 만들어지고 견고한 시트를 포함한다.

바람직하게 전기 및 열 절연 물질로 만들어진, 특히 바람직하게 성형된 열경화성 플라스틱으로 만들어진 적어도 하나의 블록(3)이 제공된다. 평행하게 배치되고 상기 블록의 폭 열할을 하는 액체 유입부(4) 및 액체 유출부(5)가 마련된다. 블록은 유입부(4)와 유출부(5) 사이에 액체 흐름 경로(6)이 마련된 공동을 더 갖는다. 유리하게, 공동이 열 전도성의, 전기적 절연 평탄층(7)에 의해 폐쇄될 수 있는 개방측을 갖도록, 저항기(2)를 향하는 방향의 블록(6)에 아랑곳하지 않고 기계로 만들어질 수 있다.

바람직하게, 공동은 상기 평탄층(7)이 놓이는 주변 쇼울더를 갖는다. 이러한 방식으로, 액체 흐름 경로(6)는 폐쇄되고, 액체는 저항기(2)와 접촉할 수 없다.

바람직하게, 흐름 경로(6)는 에너지 발산을 최대화하기 위하여 저항기(2)의 최대 영역과 동일한 공간(footprint)을 커버한다. 유리하게, 냉각을 위해 이용되는 액체는 물일 수 있고, 바람직하게 흐름 경로를 통하여 거센 흐름을 유지하도록 충분히 높은 흐름 속도로 흐름 경로(6)에 도입된다.

바람직하게, 공동 내에서 액체 흐름 경로(6)를 정의하는 분리벽의 꼭대기들은 상기 꼭대기를 넘어 액체가 약간 우회하는 것이 가능하도록 평탄층(7)으로부터 이격된다. 이는 열전달과 장치의 무결성을 약화시킬 수 있는 뜨거운 지점들을 차례로 피하면서, 평탄층(7) 상의 건조 영역을 방지한다.

차단 플레이트와 평탄층(7) 사이에서 차단되는 저항기(2)를 갖는, 블록(3)에 단단하게 체결가능한 전기적 절연된 차단 플레이트가 마련된다. 바람직하게, 차단 플레이트는 도 1에 도시한 바와 같이, 추가 블록(3)과 저항기(2) 사이에 배치되는 추가 열 전도성 전기적 절연층(7)을 갖는 추가 블록(3)을 포함한다. 바람직하게, 두 개의 블록(3)들은 체결 리벳(9)을 통하여 서로 단단하게 체결 가능하다.

탄성 가압수단은 블록(3)과 열 전도성의 전기적 절연 평탄층(7) 사이에 배치되어, 상기 평탄층(7)이 저항기(2)에 대해 힘을 받게 한다. 특히, 탄성 가압수단은 블록(3)의 공동에 수용된다. 바람직하게, 탄성 가압수단은 평탄층(7)과 저항기(2) 간의 접촉 영역에서 거의 균일한 접촉 압력으로 저항기(2)에 대해 평탄층(7)에 힘을 가하도록 구성된다. 장치의 일실시예로, 탄성 수단은 블록(3)의 내부 액체 흐름 경로(6)에 배치되는 복수의 스프링들(8)을 포함한다. 바람직하게, 스프링(8) 각각은 내부 액체 흐름 경로(6)에 수직인 축으로 배치된다. 바람직하게, 스프링(8)은 스테인리스스틸로 만들어진다.

도 1에 도시한 바와 같이, 저항기(2)의 각 측면에 블록(3)이 제공되는 배치에 있어서, 스프링들(8)은 저항기(2)와 각 평탄층들(7) 사이에 긴밀한 접촉을 제공하면서 각 평탄층(7) 면에 걸쳐 분산되는 힘을 제공하도록 구성된다. 저항기(2)와 과열 전도성의 전기적 절연 평탄층(7) 사이에 열전달 개선에 더하여, 블록(3)의 내부 액체 흐름 경로(6)에서 스프링들의 존재는 열 전도성의 전기적 절연 평탄층(7)으로부터 액체로의 열전달을 차례로 개선하는 액체 흐름의 난류를 증가시킨다. 또한, 스프링들은 내부 액체 흐름 경로(6)의 단면을 축소시켜, 액체 흐름의 속도를 증가시킴으로써 액체의 요구되는 체적의 흐름률을 증가시키지 않고 평탄층(7)으로부터 액체로의 열전달을 향상시킨다.

전반적으로, 탄성 가압수단의 존재는 저항기(2)의 열 전달에 있어 200-300% 증가를 제공하므로, 종래보다 장치를 더 작고 가볍게 할 수 있다. 블록(3)에 열경화성 플라스틱을 사용하는 것은 장치의 컴팩트하고 경량의 구조를 돕는다.

선택적으로, 장치는 저항기의 핀들 간에 상호 접촉과 그로 인한 단락을 방지하도록 주 평면상에 저항의 확장을 제한하기 위하여 저항기(2)의 핀들 사이에 배치된 확장 안내수단(미도시)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 확장 안내 수단은 적어도 하나의 운모 종이띠를 포함할 수 있다. 이 적어도 하나의 띠가 갖는 두께는 저항기(2)와 절연층(7) 사이의 접촉을 방해하지 않도록 저항기보다 크지 않는 것이 유리하다. .

고안된 액랭식 저항장치는 발명의 개념 범위 내에서 수 많은 수정과 변경을 허용하고, 모든 구체적 사항들은 기술적으로 등가의 구성요소들에 의해 치환될 수 있다.

실제로, 기술의 필요와 상태에 따라 모든 재료 타입 또는 크기가 이용될 수 있다.

Claims (11)

1. 액랭식 저항장치(1)에 있어서,
   액체 유입부(4), 액체 유출부(5) 및 공동을 갖는 블록(3)을 포함하고,
   상기 공동은 서로 평행하는 주 평면을 갖는 평탄 저항기(2)를 지지하는 열 전도성의 전기적 절연 평탄층(7)에 의해 닫힌 개방측을 가지며,
   상기 액랭식 저항장치(1)는,
   상기 블록(3)에 단단하게 체결 가능하고, 상기 전기적 절연 평탄층(7) 상의 상기 저항기(2)를 차단하기 위해 상기 저항기(2) 쪽을 향하는 전기적 절연 차단 플레이트를 더 포함하고,
   상기 공동은 상기 저항기(2)에 대해 상기 전기적 절연 평탄층(7)에 힘을 가하도록 구성된 탄성 가압수단을 수용하며, 상기 공동은 상기 액체 유입부(4)와 상기 액체 유출부(5) 사이에 액체 흐름 경로(6)를 구비하고,
   상기 탄성 가압수단은 상기 블록(3)의 상기 액체 흐름 경로(6)에 배치되는 복수의 스프링(8)을 포함하고, 상기 스프링(8) 각각은 상기 액체 흐름 경로(6)에 수직인 축으로 배치되며,
   상기 전기적 절연 평탄층(7)은 상기 블록(3)의 쇼울더 주변에 고정되고, 상기 공동 내에서 액체 흐름 경로(6)를 정의하는 분리벽의 꼭대기들은 상기 꼭대기들을 넘어 액체가 약간 우회하는 것이 가능하도록 상기 전기적 절연 평탄층(7)으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 가압수단은 상기 저항기(2)와 상기 전기적 절연 평탄층(7) 사이의 접촉 영역에서 거의 균일한 접촉 압력으로 상기 저항기(2)에 대해 상기 전기적 절연 평탄층(7)에 힘을 가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
3. 제1항에 있어서,
   상기 스프링(8)은 스테인리스스틸로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기적으로 절연된 차단 플레이트는 추가 블록과 상기 저항기(2) 사이에 배치된 추가 열 전도성 전기적 절연 평탄층을 갖는 상기 추가블록과, 상기 추가 블록의 공동 내에 수용되며 상기 저항기(2)에 대해 상기 추가 열 전도성 전기적 절연 평탄층에 힘을 가하도록 구성된 탄성 가압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블록(3)은 전기 및 열 절연 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블록(3)은 열경화성 플라스틱으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열 전도성의 전기적 절연 평탄층(7)은 질화알루미늄 세라믹으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저항기(2)의 핀들 사이에 배치되는 확장 안내 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
9. 제8항에 있어서,
   상기 확장 안내 수단은 적어도 하나의 운모 종이 띠를 포함하는 것을 특징으로 하는 액랭식 저항장치(1).
   
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