KR102089628B1 - heat exchanger for cooling electric element - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 다단으로 적층된 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉하도록 형성되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger for cooling an electric element and an assembly for heat exchanger for cooling an electric element. In addition, it is easy to insert the electric element in more detail, and both sides of the multi-layered electric element and the tube through which the cooling water flows are related to each other. It is formed to be contacted to improve the cooling performance, and relates to a heat exchanger for cooling an electric element and a heat exchanger assembly for cooling an electric element.

Description

전기소자 냉각용 열교환기{heat exchanger for cooling electric element}Heat exchanger for cooling electric element

본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 다단으로 적층된 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉하도록 형성되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat exchanger for cooling an electric element and an assembly for heat exchanger for cooling an electric element. In addition, it is easy to insert the electric element in more detail, and both sides of the multi-layered electric element and the tube through which the cooling water flows are related to each other. It is formed to be contacted to improve the cooling performance, and relates to a heat exchanger for cooling an electric element and a heat exchanger assembly for cooling an electric element.

최근 환경 문제 대책의 일환으로서, 모터의 구동력을 이용하는 하이브리드 차량, 연료전지 차량, 전기 차량 등의 발전이 더욱 더 주목받고 있다. 상술한 바와 같은 차량은 일반적으로, 구동용 배터리(예를 들면, 300V의 전압)로부터 공급되는 전력을 모터에 원하는 상태로 공급되도록 조절하는 PCU(파워제어유닛)가 함께 장착된다.Recently, as a part of countermeasures against environmental problems, power generation of hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and electric vehicles using a driving force of a motor has attracted more attention. The vehicle as described above is generally equipped with a PCU (Power Control Unit) that regulates power supplied from a driving battery (for example, a voltage of 300 V) to a motor in a desired state.

PCU는 인버터, 평활 콘덴서 및 컨버터 등의 전기소자들을 포함한다. 상기 전기소자들은 전력(electricity)의 공급 되면서 열을 발생하기 때문에, 반드시 별도의 냉각수단이 필요하다.The PCU includes electric elements such as an inverter, a smoothing capacitor, and a converter. Since the electric elements generate heat while being supplied with electricity, a separate cooling means is necessary.

이와 관련된 기술로, 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치)에는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 인버터가 개시된 바 있으며, 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)에는 반도체 소자의 하측면에 접하도록 설치되며, 내부에 유체가 흐르면서 열교환하도록 형성되는 히트싱크가 개시된 바 있다.As a related art, Japanese Patent Publication No. 2001-245478 (Publication Date 2001.09.07, Name: Inverter Cooling Device) discloses an inverter in which semiconductor devices such as IGBTs and semiconductor modules incorporating diodes are used. Publication No. 2008-294283 (published on 2008.12.04, name: semiconductor device) has been disclosed to be installed in contact with the lower surface of the semiconductor element, a heat sink formed to heat exchange while the fluid flows therein.

이러한 단면 냉각방식의 경우, 냉각성능에 한계가 있어 이를 개선하기 위해 고안된 것이 양면 냉각방식인데, 양면 냉각방식은 열교환기 사이 공간에 소자가 삽입되는 구조이기 때문에 열교환기의 전기소자 삽입 간격이 전기소자 높이보다 높아야 하는 동시에, 열교환기의 열전달 성능 증대를 위해서는 소자와 열교환기가 잘 압착되어야 한다는 조건이 모두 만족되는 것이 좋다.In the case of such a single-sided cooling method, there is a limitation in cooling performance, and a double-sided cooling method is designed to improve this. Since the double-sided cooling method is a structure in which elements are inserted in the space between the heat exchangers, the spacing between the electrical elements in the heat exchanger is an electric element. At the same time, it must be higher than the height, and in order to increase the heat transfer performance of the heat exchanger, it is preferable that both the element and the heat exchanger must be compressed well.

도 1에 도시된 바와 같은 양면 냉각 방식의 열교환기는 전기소자(10)의 양측면에 위치하며 내부에 열교환매체가 유동되도록 형성되는 튜브(20)와, 상기 튜브의 양단에 결합되며 열교환매체가 유입 또는 배출되는 탱크(30)를 포함하여 형성될 수 있는데, 상기 열교환기는 브레이징 결합되어 전기소자의 삽입 공간이 고정된 이후, 전기소자를 삽입해야 하므로 전기소자의 삽입 작업이 어렵다는 단점이 있다.Heat exchanger of the double-sided cooling method as shown in Figure 1 is located on both sides of the electrical element 10 and the tube 20 is formed to flow the heat exchange medium therein, coupled to both ends of the tube and the heat exchange medium is introduced or It can be formed by including the discharge tank 30, the heat exchanger has a disadvantage that it is difficult to insert the electrical element, since the insertion space of the electrical element is fixed after the brazing is coupled, the electrical element must be inserted.

또한, 상기 열교환기는 전기소자 삽입이 용이하도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 넓게 하면, 소자와 튜브가 압착되지 않아 열교환 효율이 저하된다는 문제점이 있다.In addition, the heat exchanger has a problem in that, when the space between the tubes is widened to facilitate the insertion of the electric element, the heat exchange efficiency is lowered because the element and the tube are not compressed.

따라서 전기소자의 삽입이 용이하며, 소자와 열교환기의 압착이 잘 이루어질 수 있는 전기소자 냉각용 열교환기의 개발이 필요하다.
Therefore, it is necessary to develop a heat exchanger for cooling an electric element, which can be easily inserted into an electric element, and can be easily compressed between the element and the heat exchanger.

선행특허 1 : 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치)Prior Patent 1: Japanese Patent Publication No. 2001-245478 (Publication date 2001.09.07, Name: Inverter cooling device) 선행특허 2 : 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)Prior Patent 2: Japanese Patent Publication No. 2008-294283 (published on 2008.12.04, name: semiconductor device)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2열로 배치되어 길이방향으로 연장 형성되며, 적어도 두 지점 이상에서 서로 반대 방향으로 벤딩되어 다단으로 적층 형성되고, 내부에 열교환매체가 유동되는 튜브를 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 다단으로 적층된 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉할 수 있어 냉각성능 및 조립성이 향상된 전기소자 냉각용 열교환기를 제공하는 것이다.
The present invention has been devised to solve the problems as described above, and the object of the present invention is to be arranged in two rows to extend in the longitudinal direction, and bend in opposite directions from at least two points to form a multi-layer stack, and The heat exchange medium is formed by including a tube through which the flow of the electrical element is facilitated, and both sides of the multi-layered electrical element and the tube through which the coolant flows can contact each other, thereby improving cooling performance and assembly. It is to provide a heat exchanger for cooling an electric element.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 전기소자를 냉각하기 위한 열교환기에 있어서, 2열로 배치되어 길이방향으로 연장 형성되며, 적어도 두 지점 이상에서 서로 반대 방향으로 벤딩되어 다단으로 적층 형성되고, 내부에 열교환매체가 유동되는 튜브; 상기 튜브의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되는 제1헤더탱크; 상기 튜브의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되는 제2헤더탱크; 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프 및 배출되는 출구파이프; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 좀 더 상세하게는 다단으로 적층 형성되는 상기 튜브(100)의 마주보는 면 사이에 전기소자(2)가 삽입되어, 상기 전기소자(2)의 양측면과 상기 튜브(100)가 접하도록 형성되되, 다단의 상기 튜브(100) 중 적어도 어느 하나 이상의 튜브(100) 상측면과 하측면이 모두 전기소자(2)와 접하며, 상기 튜브(100)는 벤딩된 사이에 전기소자(2)가 삽입된 후, 전기소자(2)와 밀착되도록 서로 간의 거리가 좁혀질 때, 벤딩되는 지점에서의 피로도를 최소화하기 위해 상기 전기소자(2)가 안착되는 지점의 상기 튜브(100) 사이의 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성될 수 있도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger for cooling an electric element of the present invention is a heat exchanger for cooling an electric element, and is arranged in two rows to extend in a longitudinal direction, and is bent in opposite directions from at least two points to be stacked in multiple stages and heat exchanged therein. A tube through which the medium flows; A first header tank fixedly coupled to one end in the longitudinal direction of the tube; A second header tank fixedly coupled to the other end in the longitudinal direction of the tube; An inlet pipe which is formed in the first header tank or the second header tank, into which the heat exchange medium flows, and an outlet pipe through which the heat exchange medium flows; It characterized in that it is formed, including. More specifically, the electrical element 2 is inserted between the opposing surfaces of the tube 100, which is formed in multiple stages, so that both sides of the electrical element 2 and the tube 100 are in contact with each other. At least one or more of the tube 100 of the multi-stage tube 100, both the upper side and the lower side contact the electrical element 2, and the tube 100 is inserted after the electrical element 2 is inserted between the bent. , When the distance between each other is narrowed so as to be in close contact with the electrical element (2), to minimize the fatigue at the point of bending, the point of bending than the gap between the tubes (100) of the point where the electrical element (2) is seated It is characterized in that the point to be bent so as to be formed higher in height includes a round portion 110 protruding outward.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기는 다단으로 적층 형성되는 상기 튜브 사이에 전기소자가 삽입되어, 상기 전기소자의 양측면과 상기 튜브가 접하도록 형성되되, 다단의 상기 튜브 중 적어도 어느 하나 이상의 튜브 상ㆍ하측면이 모두 상기 전기소자와 접할 수 있다.In addition, the heat exchanger for cooling the electric element is inserted between the tubes formed in multiple stages, so that both sides of the electric element and the tube are in contact with each other. All of the lower side may contact the electrical element.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기는 상기 제1헤더탱크에 상기 입구파이프 및 출구파이프가 형성될 수 있다.In addition, the heat exchanger for cooling the electric element may be formed in the inlet pipe and the outlet pipe in the first header tank.

또한, 상기 제1헤더탱크는 1열의 튜브와 연결되는 부분인 제1-1헤더탱크와, 2열의 튜브가 연결되는 부분인 제1-2헤더탱크가 서로 분리되어 형성되며, 상기 제1-1헤더탱크 및 제1-2헤더탱크 중 어느 하나에는 입구파이프가 형성되고, 나머지 하나에 출구파이프가 형성될 수 있다.In addition, the first header tank is formed by separating the first-first header tank, which is the part connected to the tube of the first row, and the first-second header tank, which is the part where the tube of the second row is connected, and the first-first header. An inlet pipe may be formed in one of the header tank and the 1-2 header tank, and an outlet pipe may be formed in the other.

또한, 상기 제1헤더탱크는 1열의 튜브와 연결되는 부분과, 2열의 튜브가 연결되는 부분 사이에 배플이 구비되어 서로 분리되어 형성되며, 분리된 영역 중 하나에는 입구파이프가 형성되고, 나머지 하나에 출구파이프가 형성될 수 있다.In addition, the first header tank is formed to be separated from each other by providing a baffle between a portion connected to a tube in the first row and a portion connected to a tube in the second row, an inlet pipe is formed in one of the separated regions, and the other one In the outlet pipe may be formed.

또한, 상기 튜브는 상기 전기소자가 안착되는 지점의 상기 튜브 사이 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성되도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부를 포함할 수 있다.In addition, the tube may include a round portion where the bending point protrudes outward so that the height of the bending point is formed higher than the space between the tubes at the point where the electric element is seated.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기는 상기 튜브 사이가 너비방향으로 일정거리 이격되어 형성된 튜브 갭(gap)을 포함하되, 상기 튜브 갭이 상기 전기소자의 너비방향으로 일측에 돌출되어 형성된 소자고정부의 길이보다 적어도 2배 이상 길게 형성될 수 있다.In addition, the heat exchanger for cooling the electric element includes a tube gap formed by a predetermined distance between the tubes in the width direction, wherein the tube gap is formed by protruding on one side in the width direction of the electric element. It may be formed at least two times longer than the length.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체는 상기 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자가 조립되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger assembly for cooling an electric element of the present invention is characterized in that the heat exchanger for cooling the electric element and the electric element are assembled.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체는 상기 튜브가 두 지점에서 벤딩될 경우, 상기 전기소자가 2열 2단으로 배치될 수 있다.In addition, in the heat exchanger assembly for cooling the electric element, when the tube is bent at two points, the electric element may be arranged in two rows and two stages.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체는 이웃한 상기 튜브가 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자의 소자고정부가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자의 커넥터가 배치될 수 있다.
In addition, in the heat exchanger assembly for cooling the electric element, the element fixing portion of the electric element may be disposed in an inner space formed by the adjacent tubes spaced apart from each other, and a connector of the electric element may be disposed in the outer space.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉할 수 있어 집적회로 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다는 큰 장점이 있다.The heat exchanger for cooling an electric device of the present invention has a great advantage that both sides of the electric device and a tube through which cooling water flows can contact each other, thereby effectively cooling heat generated in the integrated circuit device.

아울러, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 전기소자의 높이방향으로 양측면과 접하도록 적어도 두 지점 이상에서 서로 반대 방향으로 벤딩되어 다단으로 적층 형성되는 튜브를 포함하여 형성됨으로써, 다단으로 적층된 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉할 수 있어 냉각성능 및 조립성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger for cooling an electric element of the present invention is formed by including a tube that is bent in opposite directions from each other at least two points or more to form a multi-layer stack so as to contact both sides in a height direction of the electric element. Since both sides of the tube and the tube through which the cooling water flows can contact each other, there is an advantage that cooling performance and assembly performance can be improved.

다시 말해, 기존의 양면 냉각 방식의 열교환기에서 전기소자가 쉽게 삽입될 수 있도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 넓게 하면 전기소자와 튜브가 압착되기가 어렵고, 반대로 전기소자와 튜브가 압착되도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 좁게 하면 전기소자가 삽입되기 어려웠던 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전기소자를 좁은 틈새로 끼워 넣는 공정 없이 벤딩된 튜브 사이 공간에 전기소자가 배치되도록 한 다음, 튜브 및 전기소자가 서로 압착되도록 함으로써, 냉각성능과 조립성을 동시에 향상시킬 수 있다.In other words, in a conventional double-sided cooling type heat exchanger, if the gap between the tubes is widened so that the electrical elements can be easily inserted, it is difficult for the electrical elements and the tubes to be compressed. In order to solve the problem that it was difficult to insert the electric element when the gap was narrowed, the present invention allows the electric element to be disposed in the space between the bent tubes without the process of inserting the electric element into the narrow gap, and then the tube and the electric element are pressed together. By making it possible, the cooling performance and the assembling performance can be improved at the same time.

이때, 본 발명은 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부를 포함하여 형성됨으로써, 두께가 약 4~5mm정도인 얇은 전기소자의 양면에 접하도록 튜브를 벤딩하는 과정에서 튜브의 손상을 방지할 수 있다.At this time, the present invention can be prevented from damage to the tube in the process of bending the tube to be in contact with both sides of a thin electric device having a thickness of about 4 to 5 mm by forming a round portion where the bending point protrudes outward. .

특히, 본 발명은 튜브 양단에 결합 고정되는 헤더탱크 중 하나를 분리형으로 형성하거나, 2열의 튜브 사이 공간에 배플이 구비되도록 하고, 나머지 헤더탱크를 일체형으로 형성할 경우, 입ㆍ출구파이프를 동일 방향으로 구성할 수 있어 유로구성이 간단해지며, 차량 내 차지하는 공간이 축소될 수 있어 주변 부품 배치가 용이하도록 할 수 있다는 장점이 있다.Particularly, in the present invention, when one of the header tanks fixedly coupled to both ends of the tube is formed as a separate type, or a baffle is provided in a space between two rows of tubes, and the remaining header tanks are integrally formed, the inlet and outlet pipes are in the same direction. It has the advantage that it can be configured to simplify the flow path configuration, and the space occupied in the vehicle can be reduced, thereby facilitating the placement of peripheral parts.

또한, 헤더탱크를 분리형으로 형성하는 경우에는 1열씩 소자를 조립할 수 있어 열교환기 변형가능성이 낮아지고, 조립이 더욱 편리하다는 장점이 있다.
In addition, when the header tank is formed as a separate type, it is possible to assemble elements one row at a time, thus reducing the possibility of heat exchanger deformation and assembling is more convenient.

도 1은 종래의 전기소자 냉각장치의 일예를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 전기소자 냉각용 열교환기의 튜브가 벤딩되기 전 상태를 나타낸 사시도.
도 4는 도 2의 전기소자 냉각용 열교환기에서의 열교환매체 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 전기소자 냉각용 열교환기를 나타낸 사시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기 조립체를 나타낸 사시도, 분해사시도 및 측면도.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 전기소자 냉각용 열교환기 조립체를 나타낸 측면도.1 is a side view showing an example of a conventional electric device cooling device.
2 is a perspective view showing a heat exchanger for cooling an electric element according to the present invention.
4 is a perspective view showing a state before the tube of the heat exchanger for cooling the electric element of FIG. 3 is bent.
4 is a flow chart of a heat exchange medium in the heat exchanger for cooling the electric element of FIG. 2;
5 is a perspective view showing another heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
6 to 8 is a perspective view, an exploded perspective view and a side view showing a heat exchanger assembly for cooling an electric device according to the present invention.
9 is a side view showing another heat exchanger assembly for cooling an electric device according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the heat exchanger for cooling the electric element and the heat exchanger assembly for cooling the electric element of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 전기소자(2)의 양측면과 접하여 형성되는 양면 냉각 방식의 전기소자 냉각용 열교환기(1)에 관한 것으로, 크게, 튜브(100), 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)를 포함하여 형성된다.The present invention relates to a heat exchanger (1) for cooling an electric element of a double-sided cooling method formed in contact with both sides of the electric element (2), largely, the tube 100, the first header tank 210 and the second header tank It is formed, including 220.

여기서, 전자소자는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 자동차용 인버터, 모터구동 인버터, 에어컨 인버터 중 어느 하나일 수 있으며. 본 발명은 이를 냉각하기 위한 전기소자 냉각용 열교환기(1)에 관한 것이다.Here, the electronic device may be any one of an automotive inverter, a motor-driven inverter, and an air conditioner inverter in which a semiconductor module such as an IGBT and a semiconductor module incorporating a diode are used. The present invention relates to a heat exchanger (1) for cooling an electric element for cooling it.

상기 튜브(100)는 길이방향으로 연장 형성되며, 내부에 열교환매체가 유동되는 것으로 도 3과 같이 형성될 수 있다.The tube 100 is formed to extend in the longitudinal direction, it may be formed as shown in Figure 3 as a heat exchange medium flows therein.

상기 튜브(100) 내부에 유동되는 열교환매체는 에틸렌 글리콜계의 부동액이 혼입되는 물이나, 물, 암모니아 등의 자연냉매 또는 R134a 등의 Fron계 냉매, 알코올계 냉매, 아세톤 등의 케톤계 등의 냉매일 수 있다.The heat exchange medium flowing inside the tube 100 is water in which ethylene glycol-based antifreeze is mixed, natural refrigerants such as water, ammonia, or Fron-based refrigerants such as R134a, alcohol-based refrigerants, and ketone-based refrigerants such as acetone. Can be

상기 튜브(100)는 내부에 길이방향으로 다수개의 격벽이 압출된 방식으로 제조된 튜브(100)일 수도 있고, 접어서 제조되거나, welded 방식으로 제조된 튜브(100)일 수도 있다.The tube 100 may be a tube 100 manufactured by a method in which a plurality of partition walls are extruded in the longitudinal direction therein, or may be a tube 100 manufactured by folding or manufactured by a welded method.

특히, 상기 튜브(100)는 서로 일정 간격 이격되어 2열로 배치되며, 적어도 두 지점 이상에서 서로 반대 방향으로 벤딩되어 다단으로 적층 형성됨으로써, 지그재그 형태를 갖게 된다.Particularly, the tubes 100 are arranged in two rows spaced apart from each other at regular intervals, and bent in opposite directions from each other at least two points to be stacked in multiple stages to form a zigzag shape.

상기 튜브(100)는 두 지점에서 벤딩될 경우, 벤딩되는 지점은 대략 총 길이의 1/3, 2/3 지점이 되어, 각 단의 총 길이가 서로 동일한 것이 바람직하다.When the tube 100 is bent at two points, it is preferable that the bent point is approximately 1/3 of the total length and 2/3 of the total length, so that the total length of each stage is the same.

즉, 상기 튜브(100)는 벤딩되는 지점이 N개라면, 벤딩되는 지점은 총 튜브(100) 길이의 1/(N-1), 2/(N-1)...N/(N-1)인 지점이 될 수 있다.That is, if the tube 100 has N bending points, the bending point is 1 / (N-1), 2 / (N-1) ... N / (N- of the total tube 100 length. It can be a point that is 1).

이에 따라, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 다단으로 적층 형성되는 상기 튜브(100) 사이에 전기소자(2)가 삽입되어, 상기 전기소자(2)의 양측면과 상기 튜브(100)가 접하도록 형성되며, 다단의 상기 튜브(100) 중 적어도 어느 하나 이상의 튜브(100) 상ㆍ하측면이 모두 상기 전기소자(2)와 접하게 된다.Accordingly, in the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention, the electric element 2 is inserted between the tubes 100 formed in multiple stages, and both sides of the electric element 2 and the tube 100 ) Is formed to be in contact, and at least one or more of the tubes 100 and the lower side of the multi-stage tube 100 are in contact with the electrical element 2.

도 2에 도시된 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 높이방향으로 가운데 위치한 튜브(100)가 위ㆍ아래 위치하게 될 전기소자(2)와 접하게 된다.The heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention shown in FIG. 2 comes into contact with the electric element 2 in which the tube 100 located in the center in the height direction will be positioned up and down.

이때, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 튜브(100) 사이가 너비방향으로 일정거리 이격되어 형성된 갭(gap)을 포함하되, 상기 갭이 상기 전기소자(2)의 너비방향으로 일측에 돌출되어 형성된 소자고정부(21)의 길이보다 적어도 2배 이상 길게 형성됨으로써, 이웃하여 배치된 전기소자(2)의 소자고정부(21)끼리 간섭이 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the heat exchanger 1 for cooling the electric element of the present invention includes a gap formed between the tubes 100 spaced apart a predetermined distance in the width direction, wherein the gap is the width direction of the electric element 2 Therefore, it is preferable that at least two times longer than the length of the element fixing portion 21 protruding from one side, so that interference between the element fixing portions 21 of the adjacent electric elements 2 does not occur.

또한, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 튜브(100)가 상기 전기소자(2)의 너비방향으로 양측면에 돌출형성된 핀을 덮지 않도록 상기 튜브(100)의 너비(Tw)는 상기 전기소자(2)의 너비(Cw)보다 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, in the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention, the width Tw of the tube 100 is such that the tube 100 does not cover fins protruding on both sides in the width direction of the electric element 2. It is preferable that it is formed to be smaller than or equal to the width (Cw) of the electrical element (2).

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 전기소자(2)와 조립 시, 벤딩된 상기 튜브(100) 사이에 전기소자(2)가 삽입된 형태를 갖는데, 상기 전기소자(2)의 양측면과 상기 튜브(100)가 밀착되도록 하기 위해 완전히 벤딩된 상태에서 상기 튜브(100) 사이 거리는 불과 4~5mm정도이다.As described above, the heat exchanger 1 for cooling the electric element of the present invention has a form in which the electric element 2 is inserted between the electric element 2 and the bent tube 100 during assembly, wherein the electric element The distance between the tubes 100 is only 4 to 5 mm in a fully bent state so that both sides of the device 2 and the tubes 100 are in close contact.

벤딩된 상기 튜브(100) 사이 거리를 4~5mm정도가 되도록 하기 위해서는 벤딩되는 지점에 가해지는 피로도가 상당할 수밖에 없는데, 이를 최소화하기 위해 상기 튜브(100)는 상기 전기소자(2)가 안착되는 지점의 상기 튜브(100) 사이 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성될 수 있도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함할 수 있다.In order to make the distance between the bent tubes 100 to be about 4 to 5 mm, the fatigue applied to the bending point is inevitable, and in order to minimize this, the tube 100 is seated with the electrical element 2. The bending point may include a round portion 110 protruding outward so that a height of a bending point is formed higher than an interval between the tubes 100 of the point.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 라운드부(110)는 벤딩되는 지점에 형성되며, 단면이 일측 일부영역이 개구된 원 형태로 형성될 수 있다.
As illustrated in FIG. 8, the round part 110 is formed at a bending point, and a cross-section may be formed in a circular shape in which a partial region of one side is opened.

한편, 상기 제1헤더탱크(210)는 튜브(100)의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되고, 상기 제2헤더탱크(220)는 상기 튜브(100)의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정된다.Meanwhile, the first header tank 210 is fixedly coupled to one end in the longitudinal direction of the tube 100, and the second header tank 220 is fixedly coupled to the other end in the longitudinal direction of the tube 100. .

도 2를 기준으로 설명하면, 상기 제1헤더탱크(210)는 상기 튜브(100)의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되며, 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 형성되어 열교환매체가 유입 및 배출될 수 있다.Referring to FIG. 2, the first header tank 210 is fixedly coupled to one end in the longitudinal direction of the tube 100, and an inlet pipe 310 and an outlet pipe 320 are formed to exchange heat exchange media. It can be introduced and discharged.

이때, 상기 제1헤더탱크(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1헤더탱크(210)는 1열의 튜브(100)와 연결되는 부분인 제1-1헤더탱크(211)와, 2열의 튜브(100)가 연결되는 부분인 제1-2헤더탱크(212)가 서로 분리되어 형성되며, 상기 제1-1헤더탱크(211) 및 제1-2헤더탱크(212) 중 어느 하나에는 입구파이프(310)가 형성되고, 나머지 하나에 출구파이프(320)가 형성될 수 있다.At this time, the first header tank 210, as shown in Figure 2, the first header tank 210 is a part connected to the tube 100 of the first row 1-1 header tank 211, The first and second header tanks 212, which are the parts to which the two rows of tubes 100 are connected, are formed separately from each other, and any one of the first-first header tank 211 and the first-second header tank 212 is formed. The inlet pipe 310 may be formed, and the outlet pipe 320 may be formed on the other one.

이 경우, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 1열씩 소자를 조립할 수 있어 열교환기 변형가능성이 낮아지고, 조립이 더욱 편리하다는 장점이 있다.In this case, the heat exchanger 1 for cooling the electric element of the present invention has the advantage of being capable of assembling elements one row at a time, thus reducing the possibility of heat exchanger deformation and making assembly more convenient.

또 다른 실시예로, 상기 제1헤더탱크(210)는 도 5에 도시된 바와 같이 일체형으로 형성되되, 1열의 튜브(100)와 연결되는 부분과, 2열의 튜브(100)가 연결되는 부분 사이에 배플(400)이 구비되어 서로 분리되어 형성되며, 분리된 영역 중 하나에는 입구파이프(310)가 형성되고, 나머지 하나에 출구파이프(320)가 형성되는 형태일 수도 있다.In another embodiment, the first header tank 210 is formed integrally as shown in FIG. 5, between the part connected to the tube 100 in the first row and the part connected to the tube 100 in the second row. The baffle 400 is provided to be formed separately from each other, and the inlet pipe 310 may be formed in one of the separated regions, and the outlet pipe 320 may be formed in the other.

도 2 및 도 5에 도시된 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 동일한 열교환매체 흐름을 가지며, 1열 튜브(100) 측에 형성된 상기 입구파이프(310)를 통해 유입된 열교환매체가 1열 튜브(100)를 통과하여 상기 제2헤더탱크(220)에 도달한 후, 2열 튜브(100)를 따라 상기 출구파이프(320)를 통해 배출된다.The heat exchanger 1 for cooling the electric elements shown in FIGS. 2 and 5 has the same flow of heat exchange medium, and the heat exchange medium introduced through the inlet pipe 310 formed on the side of the heat exchange tube 100 is a heat exchange medium. After passing through (100) to reach the second header tank 220, it is discharged through the outlet pipe 320 along the two-row tube 100.

이에 따라, 본 발명은 입ㆍ출구파이프(320)를 동일 방향으로 구성할 수 있어 유로구성이 간단해지며, 차량 내 차지하는 공간이 축소될 수 있어 주변 부품 배치가 용이하도록 할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the present invention has an advantage in that the inlet and outlet pipes 320 can be configured in the same direction, thereby simplifying the flow path configuration and reducing the space occupied in the vehicle, thereby facilitating the arrangement of peripheral parts.

또 다른 실시예로, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 도 9처럼 상기 전기소자(2)의 길이방향으로 양단에 위치한 상기 튜브(100) 일부영역이 상기 전기소자(2) 측으로 가압되어 함입 형성된 클립결합부(120)를 더 포함하여 형성될 수도 있다.In another embodiment, in the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention, a portion of the tube 100 located at both ends in the longitudinal direction of the electric element 2 as shown in FIG. 9 is directed to the electric element 2 side. It may be formed by further including a clip engaging portion 120 formed by being pressed and embedded.

이는 상기 전기소자(2)는 압착시키기 위한 구조로, 상기 전기소자(2)가 상기 튜브(100) 사이에 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.This is a structure for compressing the electric element 2, so that the electric element 2 can be stably fixed between the tubes 100.

이외에도, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 전기소자(2)가 상기 튜브(100) 사이에 안정적으로 고정될 수 있도록 상기 튜브(100)가 완전히 벤딩된 다음, 상기 전기소자(2)와 압착되도록 가압하는 별도의 결합부재를 더 포함하여 형성될 수도 있으며, 그 수단과 방법은 얼마든지 다양하게 변경실시가 가능하다.
In addition, in the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention, the tube 100 is completely bent after the electric element 2 is stably fixed between the tubes 100, and then the electric element ( 2) It may be formed by further comprising a separate coupling member for pressing so as to be compressed, the means and methods can be variously implemented in various ways.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)를 나타낸 것으로, 전기소자 냉각용 열교환기(1)의 상기 튜브(100) 사이에 전기소자(2)가 삽입되어 조립됨으로써 형성된다.6 to 9 show the heat exchanger assembly 3 for cooling an electric element according to the present invention, and the electric element 2 is inserted and assembled between the tubes 100 of the heat exchanger 1 for cooling the electric element. It is formed by.

도 6과 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는 상기 튜브(100)가 두 지점에서 벤딩될 경우, 상기 전기소자(2)가 2열 2단으로 배치되며, 벤딩되는 횟수에 따라 2열 3단, 2열 4단 등 적층되는 전기소자(2)의 단수를 필요에 따라 조절하여 형성할 수 있다.As shown in FIG. 6, in the heat exchanger assembly 3 for cooling an electric element of the present invention, when the tube 100 is bent at two points, the electric element 2 is arranged in two rows and two stages, and the number of bending times According to this, the number of stages of the electric elements 2 stacked, such as two-row three-stage and two-row four-stage, can be adjusted as necessary.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는 상기 튜브(100)가 2열인 경우, 이웃한 상기 튜브(100)가 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(2)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(2)의 커넥터(22)가 배치됨으로써, 전체적인 모듈 조립 시 전원부 연결이 용이하도록 구성되는 것이 바람직하다.
In the heat exchanger assembly 3 for cooling an electric element of the present invention, when the tube 100 has two rows, the element fixing portion of the electric element 2 in the inner space formed by the adjacent tubes 100 being spaced apart from each other ( 21) is disposed, and the connector 22 of the electric element 2 is disposed in the outer space, so that it is preferably configured to facilitate connection of the power supply when assembling the entire module.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)가 조립되는 과정을 간략히 설명하면, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 벤딩된 상기 튜브(100)가 대략 5~10도 정도 각도를 이루도록 벤딩된 상태에서 상기 전기소자(2)가 상기 튜브(100) 사이에 삽입 고정되도록 한 후, 이격된 간격을 눌러, 상기 전기소자(2) 윗면과 상기 튜브(100)가 압착되도록 하는 방식으로 조립될 수 있다.Briefly explaining the process in which the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention is assembled, the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention has an angle of approximately 5 to 10 degrees when the bent tube 100 is bent. In such a manner that the electrical element 2 is inserted and fixed between the tubes 100 in a bent state to achieve, pressing a spaced apart distance, the upper surface of the electrical element 2 and the tube 100 are crimped. Can be assembled.

이에 따라, 상기 전기소자(2)는 상ㆍ하측면이 모두 상기 튜브(100)와 밀착될 수 있으며, 좁은 틈사이로 전기소자(2)를 어렵게 끼워 넣는 공정 없이도, 상기 열교환기에 조립이 가능하다.Accordingly, the upper and lower sides of the electrical element 2 can be in close contact with the tube 100, and it is possible to assemble the heat exchanger without a process of difficultly fitting the electrical element 2 between narrow gaps.

또한, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 전기소자(2)의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브(100)가 서로 접촉할 수 있어 집적회로 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다는 큰 장점이 있다.
In addition, in the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention, both sides of the electric element 2 and the tube 100 through which the coolant flows can contact each other, so that heat generated in the integrated circuit element can be effectively cooled. It has a big advantage.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, the scope of application is diverse, and anyone who has ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

1 : 전기소자 냉각용 열교환기
2 : 전기소자
21 : 소자고정부 22 : 커넥터
3 : 전기소자 냉각용 열교환기 조립체
100 : 튜브
110 : 라운드부 120 : 클립결합부
210 : 제1헤더탱크
211 : 제1-1헤더탱크 212 : 제1-2헤더탱크
220 : 제2헤더탱크
310 : 입구파이프 320 : 출구파이프
400 : 배플1: Heat exchanger for cooling electric elements
2: Electric element
21: device fixing 22: connector
3: Heat exchanger assembly for cooling the electric element
100: tube
110: round portion 120: clip coupling portion
210: first header tank
211: 1-1 header tank 212: 1-2 header tank
220: second header tank
310: inlet pipe 320: outlet pipe
400: baffle

Claims (10)

전기소자(2)를 냉각하기 위한 열교환기에 있어서,
2열로 배치되어 길이방향으로 연장 형성되며, 적어도 두 지점 이상에서 서로 반대 방향으로 벤딩(bending)되어 다단으로 적층 형성되고, 내부에 열교환매체가 유동되는 튜브(100);
상기 튜브(100)의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되는 제1헤더탱크(210);
상기 튜브(100)의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되는 제2헤더탱크(220);
상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310) 및 배출되는 출구파이프(320);를 포함하되,
다단으로 적층 형성되는 상기 튜브(100)의 마주보는 면 사이에 전기소자(2)가 삽입되어, 상기 전기소자(2)의 양측면과 상기 튜브(100)가 접하도록 형성되되, 다단의 상기 튜브(100) 중 적어도 어느 하나 이상의 튜브(100) 상측면과 하측면이 모두 전기소자(2)와 접하며,
상기 튜브(100)는
벤딩된 사이에 전기소자(2)가 삽입된 후, 전기소자(2)와 밀착되도록 서로 간의 거리가 좁혀질 때, 벤딩되는 지점에서의 피로도를 최소화하기 위해 상기 전기소자(2)가 안착되는 지점의 상기 튜브(100) 사이의 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성될 수 있도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
In the heat exchanger for cooling the electrical element (2),
A tube 100 arranged in two rows and extending in the longitudinal direction, bending at least two points in opposite directions to form a multi-layer stack, and a heat exchange medium flowing therein;
A first header tank 210 coupled and fixed to one end in the longitudinal direction of the tube 100;
A second header tank 220 coupled to and fixed to the other end in the longitudinal direction of the tube 100;
It is formed in the first header tank 210 or the second header tank 220, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 is discharged heat exchange medium is introduced;
The electrical element 2 is inserted between the opposing surfaces of the tube 100, which is formed in multiple layers, so that both sides of the electrical element 2 and the tube 100 are in contact with each other. 100) at least any one of the tube 100, the upper side and the lower side both contact the electrical element (2),
The tube 100 is
After the electric element 2 is inserted between the bent, when the distance between each other is narrowed so as to be in close contact with the electric element 2, the point at which the electric element 2 is seated to minimize fatigue at the bending point Heat exchanger for cooling the electric element, characterized in that it comprises a round portion 110 is formed to protrude to the outside so that the height of the bending point higher than the gap between the tube 100 of.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는
상기 제1헤더탱크(210)에 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
According to claim 1,
The heat exchanger for cooling the electric element (1)
Heat exchanger for cooling the electric element, characterized in that the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 is formed in the first header tank 210.
제 3항에 있어서,
상기 제1헤더탱크(210)는
1열의 튜브(100)와 연결되는 부분인 제1-1헤더탱크(211)와, 2열의 튜브(100)가 연결되는 부분인 제1-2헤더탱크(212)가 서로 분리되어 형성되며,
상기 제1-1헤더탱크(211) 및 제1-2헤더탱크(212) 중 어느 하나에는 입구파이프(310)가 형성되고, 나머지 하나에 출구파이프(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
According to claim 3,
The first header tank 210 is
The first-first header tank 211, which is a part connected to the tube 100 of the first row, and the first-second header tank 212, which is the part to which the tube 100 of the second row is connected, are formed separately from each other,
An electrical device characterized in that an inlet pipe 310 is formed in one of the first-first header tank 211 and a second-second header tank 212, and an outlet pipe 320 is formed in the other one. Cooling heat exchanger.
제 3항에 있어서,
상기 제1헤더탱크(210)는
1열의 튜브(100)와 연결되는 부분과, 2열의 튜브(100)가 연결되는 부분 사이에 배플(400)이 구비되어 서로 분리되어 형성되며,
분리된 영역 중 하나에는 입구파이프(310)가 형성되고, 나머지 하나에 출구파이프(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
According to claim 3,
The first header tank 210 is
The part connected to the tube 100 of the first row and the part connected to the tube 100 of the second row are provided with a baffle 400 to be separated from each other,
Heat exchanger for cooling the electric element, characterized in that the inlet pipe 310 is formed in one of the separated regions, and the outlet pipe 320 is formed in the other.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는
상기 튜브(100) 사이가 너비방향으로 일정거리 이격되어 형성된 튜브(100) 갭(gap)을 포함하되, 상기 튜브(100) 갭이 상기 전기소자(2)의 너비방향으로 일측에 돌출되어 형성된 소자고정부(21)의 길이보다 적어도 2배 이상 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
According to claim 1,
The heat exchanger for cooling the electric element (1)
An element formed by protruding one side of the tube 100 in the width direction of the electrical element 2, wherein the tube 100 is formed with a gap between the tubes 100 formed at a predetermined distance in the width direction. Heat exchanger for cooling the electric element, characterized in that formed at least two times longer than the length of the fixing portion (21).
제 1항, 제 3항 내지 제 5항, 제 7항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 전기소자 냉각용 열교환기(1) 및 전기소자(2)가 조립되는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.
The heat exchanger assembly for cooling an electric element according to any one of claims 1, 3 to 5, and 7, wherein the heat exchanger (1) for cooling the electric element and the electric element (2) are assembled.
제 8항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는
상기 튜브(100)가 두 지점에서 벤딩될 경우, 상기 전기소자(2)가 2열 2단으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.
The method of claim 8,
The heat exchanger assembly for cooling the electric element (3)
When the tube 100 is bent at two points, the electric element 2 heat exchanger assembly for cooling the electric element, characterized in that arranged in two rows and two stages.
제 8항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는
이웃한 상기 튜브(100)가 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(2)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(2)의 커넥터(22)가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.The method of claim 8,
The heat exchanger assembly for cooling the electric element (3)
The adjacent tube 100 is spaced apart from each other, the element fixing portion 21 of the electric element 2 is disposed in the inner space, and the connector 22 of the electric element 2 is disposed in the outer space. Heat exchanger assembly for cooling the electric device characterized in that.
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