KR102147324B1 - 수냉식 전력제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수냉식 전력제어장치는, 제1열원이 구비되고, 상부에는 냉각수가 유동되는 유동경로가 형성되며, 상기 유동경로 측으로 상향 돌출되어 냉각수와 접촉되는 제1방열핀을 포함하는 하부하우징 및 제2열원이 구비되고, 상기 유동경로 측으로 하향 돌출되어 냉각수와 접촉되는 제2방열핀을 포함하며, 상기 하부하우징과 결합됨에 따라 상기 하부하우징과의 사이에 방열공간을 형성하는 상부하우징을 포함한다.

Description

수냉식 전력제어장치{Water Cooling Electric Power Control Apparatus}

본 발명은 전력제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수에 의한 방열이 수행되고, 상부하우징 및 하부하우징 모두에 방열핀이 형성되어 가공성 및 방열 성능이 개선된 수냉식 전력제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 등 다양한 기계장치에 전력제어장치가 사용되고 있다. 그리고 상기 전력제어장치는 그 특성 상 고열이 발생하므로 방열을 위한 구조가 필수적으로 구비된다.

또한 전력제어장치의 방열 구조로서는 일반적인 공냉식 방열 구조가 적용되는 경우도 있으나, 방열 효율을 높이기 위해 수냉식 방열 구조가 적용되는 경우도 있다.

도 1은 종래 전력제어장치의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전력제어장치는 상부하우징(10) 및 하부하우징(20)이 체결된 형태를 가지며, 상부하우징(10) 및 하부하우징(20)에는 각각 열원(12, 22)이 구비된다.

그리고 상부하우징(10)과 하부하우징(20)의 사이에는 방열공간(S)이 형성되며, 상기 방열공간(S)에는 냉각수(W)가 유동된다.

이때 종래의 전력제어장치의 경우 하부하우징(20)에 복수의 방열핀(24)이 형성되며, 상기 방열핀(24)은 냉각수(W)에 접촉되어 열원(12, 22)의 방열을 수행하게 된다.

이와 같이 종래의 전력장치는 어느 일측의 하우징에만 방열핀(24)이 형성되므로, 방열핀이 구비되지 않은 다른 일측의 하우징은 방열 성능이 크게 떨어지는 문제가 있다. 따라서 다른 일측의 하우징에 구비된 열원은 지속적인 고열 발생으로 인해 고장이 자주 발생하게 된다.

도 2는 종래 전력제어장치의 요부를 자세히 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 문제점을 개선하고자 방열핀(24)의 개수를 증가시키는 경우, 열전달률은 향상되나 방열핀(24) 간의 거리(d1)가 좁아져 가공성이 크게 떨어지는 문제가 있다.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.

한국등록특허 제10-1285411

본 발명에 따른 수냉식 전력제어장치는 방열 성능을 보다 향상시키기 위한 목적을 가진다.

또한 상기와 같은 조건을 만족시키는 동시에 가공성 역시 개선되도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 수냉식 전력제어장치는, 제1열원이 구비되고, 상부에는 냉각수가 유동되는 유동경로가 형성되며, 상기 유동경로 측으로 상향 돌출되어 냉각수와 접촉되는 제1방열핀을 포함하는 하부하우징 및 제2열원이 구비되고, 상기 유동경로 측으로 하향 돌출되어 냉각수와 접촉되는 제2방열핀을 포함하며, 상기 하부하우징과 결합됨에 따라 상기 하부하우징과의 사이에 방열공간을 형성하는 상부하우징을 포함한다.

그리고 상기 제1방열핀 및 상기 제2방열핀은 복수 개가 형성되며, 상기 제1방열핀 및 상기 제2방열핀은 서로 교대로 형성될 수 있다.

또한 상기 복수의 제1방열핀 중 인접한 제1방열핀 간의 이격 거리는, 상기 복수의 제2방열핀 중 인접한 제2방열핀 간의 이격 거리에 대응되도록 형성될 수 있다.

그리고 상기 제1방열핀은 상기 냉각수의 수면보다 상부로 돌출되도록 형성될 수 있다.

또한 상기 제1방열핀 및 상기 제2방열핀의 높이의 합은 상기 방열공간의 높이보다 길게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 수냉식 전력제어장치는 체결되는 각 하우징 모두에 방열핀이 형성되므로, 어느 일측 하우징의 방열 성능이 떨어지는 현상 없이 방열성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 하나의 하우징에 구비된 방열핀 간의 이격 거리를 증가시킬 수 있어 가공성이 크게 개선될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 전력제어장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래 전력제어장치의 요부를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 전력제어장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 전력제어장치의 요부를 자세히 나타낸 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 수냉식 전력제어장치에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 전력제어장치의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 전력제어장치는 하부하우징(120)과, 상부하우징(110)을 포함한다.

상기 하부하우징(120)은 전력제어장치의 하부를 구성하며, 제1열원(122)이 구비된다. 그리고 상기 제1열원(122)은 기판 등 전력제어장치의 작동 중 열이 발생하는 다양한 구성요소일 수 있다.

또한 하부하우징(120)의 상부에는 냉각수(W)가 유동되는 유동경로가 형성된다. 이때 냉각수(W)의 유동경로는 하부하우징(120) 상에 일체로 형성될 수도 있으나, 워터자켓 등의 형태로 별도로 구비되어 장착된 것일 수도 있음은 물론이다.

그리고 하우하우징(120)에는 상기 냉각수(W)의 유동경로 측으로 상향 돌출된 제1방열핀(124)이 형성된다. 즉 상기 제1방열핀(124)은 상부로 돌출되어 냉각수(W)와 접촉되고, 제1열원(122)에서 발생하는 열을 방열하게 된다.

상기 상부하우징(110)은 전력제어장치의 상부를 구성하며, 제2열원(112)이 구비된다. 상기 제2열원(112) 역시 제1열원(122)과 마찬가지로 기판 등 전력제어장치의 작동 중 열이 발생하는 다양한 구성요소일 수 있다.

그리고 상부하우징(110)에는 상기 냉각수(W)의 유동경로 측으로 하향 돌출되어 냉각수(W)와 접촉되는 제2방열핀(114)이 형성된다. 즉 상기 제2방열핀(114)은 하부로 돌출되어 냉각수(W)와 접촉되고, 제2열원(112)에서 발생하는 열을 방열하게 된다.

또한 상부하우징(110) 및 상기 하부하우징(120)은 서로 결합됨에 따라 사이에 방열공간(S)을 형성하며, 이에 다라 상기 방열공간(S)에는 냉각수(W), 제1방열핀(124) 및 제2방열핀(114)이 노출된다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 전력제어장치는 상부하우징(110) 및 하부하우징(120) 모두에 방열핀이 형성되며, 이들은 각각 냉각수(W)에 접촉된 상태이므로 각 하우징에 구비된 열원에 대해 효과적으로 방열을 수행할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는, 상기 방열공간(S)에 노출된 구성요소들에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 전력제어장치의 요부를 자세히 나타낸 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상부하우징 및 하부하우징의 사이에 형성된 방열공간(S)에는 제1방열핀(124) 및 제2방열핀(114)이 노출된다.

그리고 본 실시예의 경우, 상기 제1방열핀(124) 및 상기 제2방열핀(114)은 복수 개가 형성된다. 특히 상기 제1방열핀(124) 및 상기 제2방열핀(114)은 서로 교대로 형성되어, 제1방열핀(124) 및 제2방열핀(114) 중 어느 하나는 상대 측의 방열핀 사이에 위치된 형태를 가진다.

이때 상기 복수의 제1방열핀(124) 중 인접한 제1방열핀(124) 간의 이격 거리(d5)는, 상기 복수의 제2방열핀(114) 중 인접한 제2방열핀(114) 간의 이격 거리에 대응되도록 형성된다. 즉 복수의 제1방열핀(124) 간과 복수의 제2방열핀(114) 간은 서로 동일한 거리(d5)로 이격되어 상부하우징 및 하부하우징의 결합 시 서로 간섭되지 않도록 할 수 있다.

다만, 이는 하나의 실시예로서 제1방열핀(124) 및 제2방열핀(114) 간의 거리 및 형태는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 인접한 제1방열핀(124) 간의 거리와 인접한 제2방열핀(114) 간의 거리는 서로 동일하지 않게 형성될 수도 있으며, 제1방열핀(124)과 제2방열핀(114)은 서로 교대로 형성되지 않고 불규칙하게, 또는 다른 패턴에 의해 배열될 수도 있음은 물론이다.

한편 본 실시예에서, 상기 제1방열핀(124)은 상기 냉각수(W)의 수면보다 상부로 돌출되도록 형성된다. 즉 제1방열핀(124)의 높이(d2)는 냉각수(W)의 높이(d6)보다 길게 형성되어 상부로 돌출된 형태를 가지므로, 제1방열핀(124) 자체가 냉각수(W)가 유동되는 유동경로를 형성할 수 있다.

그리고 상기 제1방열핀(124)의 높이(d2) 및 상기 제2방열핀(114)의 높이(d3)의 합은 상기 방열공간(S)의 높이(d4)보다 길게 형성된다. 이에 따라 제2방열핀(114)은 제1방열핀(124)의 상면 높이보다 하향되어 냉각수(W)에 접촉된 상태를 가질 수 있다. 따라서 상부하우징에 구비된 제2열원의 방열을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 수냉식 전력제어장치는 체결되는 상부하우징 및 하부하우징 모두에 방열핀이 형성되므로, 어느 일측 하우징의 방열 성능이 떨어지는 현상 없이 방열성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 어느 일측의 하우징에 구비된 각 방열핀 간의 이격 거리를 종래에 비해 증가시킬 수 있어 가공성이 크게 개선될 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 상부하우징 112: 제2열원
114: 제2방열핀 120: 하부하우징
122: 제1열원 124: 제1방열핀
W: 냉각수 S: 방열공간

Claims (5)

1. 제1열원(122)이 구비되고, 상부에는 냉각수(W)가 유동되는 유동경로가 형성되며, 상기 유동경로 측으로 상향 돌출되어 냉각수(W)와 접촉되는 제1방열핀(124)을 포함하는 하부하우징(120); 및
   제2열원(112)이 구비되고, 상기 유동경로 측으로 하향 돌출되어 냉각수(W)와 접촉되는 제2방열핀(114)을 포함하며, 상기 하부하우징(120)과 결합됨에 따라 상기 하부하우징(120)과의 사이에 방열공간(S)을 형성하는 상부하우징(110);
   을 포함하고,
   상기 제1방열핀(124) 및 상기 제2방열핀(114)은 복수 개가 형성되며,
   상기 제1방열핀(124) 및 상기 제2방열핀(114)은 서로 교대로 형성되고,
   상기 제1방열핀(124)은 상기 냉각수(W)의 수면보다 상부로 돌출되도록 형성되고,
   상기 제1방열핀(124) 및 상기 제2방열핀(114)의 높이의 합은 상기 방열공간(S)의 높이보다 길게 형성된 전력제어장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 제1방열핀(124) 중 인접한 제1방열핀(124) 간의 이격 거리는, 상기 복수의 제2방열핀(114) 중 인접한 제2방열핀(114) 간의 이격 거리에 대응되도록 형성된 전력제어장치.
4. 삭제
5. 삭제

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