KR200371270Y1 - 관형 열교환 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 관형 열교환 장치에 관한 것으로서, 장비의 내부에 설치되며, 소정 간격으로 다수개의 관통공(12)이 형성되는 제 1 플레이트(10)와, 제 1 플레이트(10)의 각 관통공(12) 마다 덮어씌우며 설치되고, 외부와의 차단을 위하여 중공부의 상단이 막혀있는 외부관(14)과, 제 1 플레이트(10)의 하측에 체결수단(40)으로 하여 이격 설치되며, 소정 간격으로 다수개의 관통공(22)이 형성되는 제 2 플레이트(20)와, 제 2 플레이트(20)의 각 관통공(22)마다 덮어씌워져 연통 설치되며, 상부가 외부관(14)의 내부에 위치되는 내부관(24)을 포함한다. 따라서 열전도율이 빠른 재질의 내부관과 외부관을 2중관의 구조로 하여 다수개 배치함으로써, 2중관의 증대된 접촉면적으로 극대화된 방열 효과는 물론 방수, 방진이 이루어지며, 내부 열량에 따라 발열 면적을 늘리는데 있어서 관의 크기를 조절하는 방법과 관의 수량을 늘리기가 쉬워 설계가 용이하고 기구물의 구조를 단순화 할 수 있으며, 제품의 경량화와 열량 대비 원가 절감에 크게 기여하고 안정적인 시스템 운영에 효과가 있다.

Description

관형 열교환 장치{PIPE TYPE HEAT EXCHANGER}

본 고안은 관형 열교환 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정보 통신장비 및 정밀 제어장비 등의 내부에서 발열소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시키기 위한 관형 열교환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터, 영상표시기기, 음향기기, 정보통신장비, 정밀 제어장비 등과 같은 각종 전자기기에는 각종 발열소자가 구비되며, 이들 발열소자는 작동 중에 자체적으로 많은 열을 발생시키기 때문에 과다한 열에 의한 오작동을 방지함과 아울러 인접한 전자소자에 나쁜 영향을 주지 않도록 방열 장치가 구비되어 있다.

특히, 열을 많이 발생하는 정보통신장비에는 옥외용 통신시스템인 이동통신 중계기의 HPA(High Power Amplifier)와 LPA(Linear Power Amplifier) 및 디지털 처리부 등이 있으며, 이들 부품이 최대의 부하로 동작하여 발생되는 열이 함체 내부의 온도를 상승시킴으로써, 부품 과열 현상으로 인한 부품들의 오동작 및 파손 가능성이 매우 커지게 되는 것이다.

더욱이 이들 부품들은 방수와 방습 및 방진 등의 이유로 밀폐구조를 가지고 있으므로 그 내부의 공기 상승은 부품들의 오동작 및 파손에 치명적이라고 할 수 있는 것이다.

따라서 이들 부품의 정상 작동을 위해서는 내부 공기의 냉각이 우선적으로 이루어져야 하며, 이를 위해서 전열 면적이 매우 얇은 열교환판과 히트싱크 또는 송풍팬을 통한 강제 방열 구조로 통신장비를 냉각하고 있다.

이처럼 통신장비를 안정적으로 운용하기 위해서는 내부의 공기를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 솔루션들이 선행되어야 한다.

더욱이 최근에 이르러 통신 장비의 고용량과 슬립화가 이루어짐에 따라 여러 방열시스템이 제시되고 있으나 그럼에도 불구하고, 장비의 발열량 증가와 정밀화에 따른 방수, 방진의 사양은 더욱 강화되어 더욱 효율적인 방열 구조가 요구되고 있는 추세이다.

특히, 방수 문제는 어떠한 규격보다도 엄격하게 관리되고 강화되는 시점에서 방열 능력과 방수 요건을 만족시킬 수 있는 구조의 개발이 필요하게 되었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 열전도율이 빠른 재질의 내부관과 외부관을 2중관의 구조로 하여 다수개 배치함으로써, 단위 표면적인 확대된 내부관과 외부관을 통하여 정보 통신장비 등의 내부에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 관형 열교환 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 외부와 차단된 상태에서도 효과적인 방열이 이루어짐으로써 정보 통신장비 등에서 요구하는 방수 및 방진의 효과가 만족되는 관형 열교환 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 정보 통신장비 및 정밀 제어장비 등에서 발생하는 열을 방열시키기 위한 관형 열교환 장치에 있어서, 장비의 내부에 설치되며, 소정 간격으로 다수개의 관통공이 형성되는 제 1 플레이트와, 제 1 플레이트의 각 관통공 마다 덮어씌우며 설치되고, 외부와의 차단을 위하여 중공부의 상단이 막혀있는 외부관과, 제 1 플레이트의 하측에 체결수단으로 하여 이격 설치되며, 소정 간격으로 다수개의 관통공이 형성되는 제 2 플레이트와, 제 2 플레이트의 각 관통공 마다 덮어씌워져 연통 설치되며, 상부가 외부관의 내부에 위치되는 내부관을 포함하는 관형 열교환 장치를 제공한다.

본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 고안의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 분리 사시도이고,

도 2는 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 결합 단면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 사용 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 20 : 제 1, 2 플레이트 12, 22 : 관통공

14 : 외부관 24 : 내부관

30 : 밀폐부재 40 : 체결수단

100 : 함체 110 : 본체

120 : 루프(roof) 130 : 플린스(plinth)

140, 142 : 송풍팬

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 분리 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 결합 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 사용 상태도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 정보 통신장비 및 정밀 제어장비 등에 설치되어 내부의 열을 방열시킬 수 있는 관형 열교환 장치는, 외부관(14)이 설치되는 제 1 플레이트(10)와, 내부관(24)이 설치되는 제 2 플레이트(20)로 크게 구성된다.

여기서 제 1 플레이트(10)는 사각의 판상에 소정 간격으로 다수개의 관통공(12)들이 형성된다.

그리고 그 관통공(12) 마다에 외부관(14)이 맞대어 덮듯이 설치된다.

외부관(14)은 바람직하게 중공부를 가지는 원통형상으로 설치되나 다른 실시예로 원통상에 일부를 벨로우즈로 형성시킬 수도 있으며, 다각의 형상으로 설치될 수도 있다.

또한, 외부관(14)의 내경은 적어도 관통공(12)의 직경보다는 크거나 동일한 크기로 제작되어지고, 그 상면은 막혀있어서 외부에서의 이물질 침투가 차단되며,내부 열의 흐름을 유도하게 된다.

그리고 제 2 플레이트(20)는, 사각의 판상에 양측면이 직각으로 절곡되어 제 1 플레이트(10)의 하측 설치시 제 1 플레이트(10)의 하면에 접촉된다.

제 2 플레이트(20) 상에도 소정 간격으로 관통공(22)이 다수개 형성되며, 그 관통공(22) 마다에 내부관(24)이 맞대어 덮듯이 설치된다.

여기서 내부관(24)도 바람직하게 중공부를 가지는 원통형상으로 설치되나 다른 실시예로 원통상에 일부를 벨로우즈를 형성시킬 수도 있으며, 다각의 형상으로 설치될 수도 있다.

또한, 내부관(24)은 상, 하면이 개구되어 있으며, 그 내경은 적어도 관통공(22)의 직경보다는 크거나 동일한 크기로 제작되어지고, 하부에서 상부측으로 갈수록 직경이 줄어드는 형상으로 외부관(14)의 내측에 일부 삽입 설치된다.

위의 내, 외부관(24)(14)은 열전도가 우수한 알루미늄 재질이며, 더욱이 부식 방지를 위하여 산화피막을 입혀 재질을 더 단단하고 덜 부식하도록 만드는 '하드 아노다이즈드(Hard Anodized)' 공법으로 제작되어진다.

또, 제 1, 2 플레이트(10)(20) 상에는 관통공(12)(22)에 맞대어 설치되는 내, 외부관(24)(14)의 밀폐를 위하여 관통공(12)(22)을 제외한 면상에 밀폐부재(30)가 도포된다.

바람직한 밀폐부재(30)는 알루미나를 배합한 에폭시로 이루어진다.

그리고 제 1 플레이트(10)의 하측에 제 2 플레이트(20)를 이격 설치하기 위하여 체결수단(40)이 사용되어 진다.

체결수단(40)은, 제 1 플레이트(10)의 모서리 측에 돌출 설치되며, 내측으로 나사산이 형성되는 스테이탭(41)과, 제 1, 2 플레이트(10)(20)의 사이에 설치되어 스테이탭(41)에 체결되는 스테이 볼트(42)와, 스테이볼트(42)에 체결되어 제 2 플레이트(20)를 제 1 플레이트(10)에 고정시키는 볼트(43)로 구성된다.

한편, 위와 같은 관형 열교환 장치는 바람직한 일실시예로 도 3에 도시된 바와 같이 통신장비용 함체에 설치하였다.

내부 시스템을 단열시키고 외부의 파괴 요인으로부터 보호하기 위한 함체(100)는 본체(110)와, 그 본체(110)의 상부로 루프(120), 그리고 하부에 시스템의 케이블을 포설하기 위한 플린스(plinth:130)로 크게 구성되어지며, 여기서는 관형 열교환 장치를 루프(120)에 설치한 것을 도시하였다.

외부관(14)과 내부관(24)이 각각 포함되어 결합된 제 1, 2 플레이트(10)(20) 중 제 1 플레이트(10)를 루프(120)의 바닥면에 밀착 설치시켜 루프(120)와 본체(110)를 격리시키게 된다.

그리고 설치된 외부관(14)의 상측으로 외기의 공기를 유입하여 외부관(14)을 공냉시키기 위한 송풍팬(140)이 루프(120) 내부의 칸막이(121) 상에 설치되고, 내부관(24)의 하측으로는 장비 내부에서 발생되는 열을 내부관(24)으로 유도하는 송풍팬(142)이 본체(110)의 내부에 더 설치되어 있다.

루프(120)의 전면에는 흡입구(122)가 후면에는 배기구(124)가 형성된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 관형 열교환 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

다시 도 3을 참고하면 먼저, 본체(110)의 내부에서 발생되는 고온의 공기가 루프(120)측으로 상승되어지며, 상승된 내부 공기는 송풍팬(142)의 강제 작용에 의하여 각 내부관(24)의 내부로 유입되어진다.

그리고 개구된 내부관(24)의 상단을 빠져나온 내부 공기는 외부관(14)의 내측면으로 접촉되면서 냉각되어 본체(110)에 미도시된 배출구를 통하여 배출이 이루어진다.

한편, 루프(120)의 찬 외부 공기가 흡입구(122)를 통하여 유입되며, 송풍팬(140)에 의하여 외부관(14)의 외측면을 지나가도록 강제 유동시켜 루프(120)의 배기구(124)로 배출된다.

따라서 외부관(14)은 외부의 찬 공기와 접촉되어 일정의 저온 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 외부관(14)의 내측을 흐르는 내부 공기를 보다 효율적으로 방열시킬 수 있게 된다.

그리고 외부관(14)을 고정하는 제 1 플레이트(10)가 외부와 내부를 완벽하게 분리 차단시켜 방수 및 방진이 가능하다.

이처럼 열전도가 빠른 알루미늄재의 내, 외부관(24)(14)을 사용하였으며, 내부의 더운 공기가 내부관(24)을 관통하고 외기에 의하여 냉각되어 있는 외부관(14)의 내측면에 접촉됨으로써, 열교환 효율이 극대화되고, 제 1 플레이트(10)로부터 루프(120)와 본체(110)가 완벽하게 차단되어 방수 및 방진이 가능하다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일실시 예를 단지 예시한 것으로 본 고안의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 관형 열교환 장치는, 열전도율이 빠른 재질의 내부관과 외부관을 2중관의 구조로 하여 다수개 배치함으로써, 2중관의 증대된 접촉면적으로 극대화된 방열 효과는 물론 방수, 방진이 이루어지며, 내부 열량에 따라 발열 면적을 늘리는데 있어서 관의 크기를 조절하는 방법과 관의 수량을 늘리기가 쉬워 설계가 용이하고 기구물의 구조를 단순화 할 수 있으며, 제품의 경량화와 열량 대비 원가 절감에 크게 기여하고 안정적인 시스템 운영에 효과가 있다.

Claims (10)

1. 정보 통신장비 및 정밀 제어장비 등에서 발생하는 열을 방열시키기 위한 관형 열교환 장치에 있어서,

   상기 장비의 내부에 설치되며, 소정 간격으로 다수개의 관통공이 형성되는 제 1 플레이트와,

   상기 제 1 플레이트의 각 관통공 마다 덮어씌우며 설치되고, 외부와의 차단을 위하여 중공부의 상단이 막혀있는 외부관과,

   상기 제 1 플레이트의 하측에 체결수단으로 하여 이격 설치되며, 소정 간격으로 다수개의 관통공이 형성되는 제 2 플레이트와,

   상기 제 2 플레이트의 각 관통공 마다 덮어씌워져 연통 설치되며, 상부가 상기 외부관의 내부에 위치되는 내부관,

   을 포함하는 관형 열교환 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 플레이트의 관통공에 덮어씌워져 설치되는 상기 외부관의 밀폐를 위하여 상기 제 1 플레이트 상에 밀폐부재가 도포되는 것을 특징으로 하는 관형 열교환 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 플레이트의 관통공에 덮어씌워져 설치되는 상기 내부관의 밀폐를 위하여 상기 제 2 플레이트 상에 밀폐부재가 도포되는 것을 특징으로 하는 관형 열교환 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 밀폐부재는 알루미나를 배합한 에폭시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 관형 열교환 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부관은 하부에서 상부측으로 갈수록 직경이 줄어드는 형상으로 상기 외부관의 내측에 일부 삽입 설치되는 관형 열교환 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부관의 상측으로 외기의 공기를 유입할 수 있는 송풍팬이 더 설치되어, 외기의 유입 공기가 상기 외부관을 공냉시킨 후 배출되는 것을 특징으로 하는 관형 열교환 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부관의 하측으로 송풍팬이 더 설치되어 상기 장비에서 발생되는 열이 상기 내부관을 빠져나와서 상기 외부관의 내측면에 접촉되면서 방열 배출되는 것을특징으로 하는 관형 열교환 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결수단은,

   상기 제 1 플레이트 상에 설치되는 스테이탭과,

   상기 제 1, 2 플레이트의 사이에 설치되어 상기 스테이탭에 체결되는 스테이 볼트와,

   상기 스테이볼트에 체결되어 상기 제 2 플레이트를 상기 제 1 플레이트에 고정시키는 볼트로,

   구성되는 관형 열교환 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부관의 일부가 벨로우즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 열교환 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 내부관의 일부가 벨로우즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 열교환 장치.