KR20140002347A - 냉각 장치 - Google Patents

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KR20140002347A
KR20140002347A KR1020120070785A KR20120070785A KR20140002347A KR 20140002347 A KR20140002347 A KR 20140002347A KR 1020120070785 A KR1020120070785 A KR 1020120070785A KR 20120070785 A KR20120070785 A KR 20120070785A KR 20140002347 A KR20140002347 A KR 20140002347A
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cooling
fluid
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오규환
채준석
손영호
곽영훈
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따르면, 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장되는 몸체, 상기 몸체 내부에 상기 몸체의 길이 방향으로 형성되어 제1 유체가 통과하며, 상기 몸체의 길이 방향의 일측에 상기 제1 유체가 유입되는 유입구 및 타측에 상기 제1 유체가 배출되는 배출구를 포함하는 제1 냉각부 및 상기 제1 냉각부와 교차하는 형태로 상기 제1 냉각부 내부에 형성되며, 제2 유체가 통과하는 제2 냉각부를 포함하는 냉각 장치가 제공된다.

Description

냉각 장치{COOLING APPARATUS}
본 발명은 냉각 장치에 관한 것이다.
전 세계적으로 에너지 사용량이 증가함에 따라, 제한된 에너지의 효율적인 사용에 지대한 관심을 갖기 시작했다.
전력 모듈의 확대 적용에 따라 시장의 요구는 더욱더 다기능 소형화되고 있으며, 이에 따른 전자 부품의 발열 문제는 모듈 전체의 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래하고 있다.
따라서, 전력 모듈의 효율 증가와 고 신뢰성 확보를 위해서는 상기와 같은 발열 문제를 해결할 수 있는 구조가 필요하다. 이와 같은 발열 문제를 해결하기 위해서 전력 모듈의 일면에 전력 모듈을 냉각하기 위한 냉각 수단을 형성할 수 있다.(미국등록특허 제 6344686호)
본 발명의 일 측면은 전력 모듈의 냉각 효과를 향상시킬 수 있는 냉각 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 측면은 온도 차이에 의한 휨 현상을 개선할 수 있는 냉각 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장되는 몸체, 상기 몸체 내부에 상기 몸체의 길이 방향으로 형성되어 제1 유체가 통과하며, 상기 몸체의 길이 방향의 일측에 상기 제1 유체가 유입되는 유입구 및 타측에 상기 제1 유체가 배출되는 배출구를 포함하는 제1 냉각부 및 상기 제1 냉각부와 교차하는 형태로 상기 제1 냉각부 내부에 형성되며, 제2 유체가 통과하는 제2 냉각부를 포함하는 냉각 장치가 제공된다.
상기 제2 냉각부는 원형으로 형성될 수 있다.
상기 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이 방향의 지름이 상기 몸체의 높이 방향의 지름보다 큰 타원형으로 형성될 수 있다.
상기 제2 냉각부는 다각형으로 형성될 수 있다.
상기 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이방향으로 갈수록 높이가 감소하도록 형성될 수 있다.
상기 제2 냉각부는 유선형으로 형성될 수 있다.
상기 제1 냉각부 내부에 형성되며, 상기 제2 냉각부 상부 및 하부 중 적어도 하나에 형성되는 제3 냉각부를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 냉각부는 상기 제2 냉각부로부터 돌출되는 다수개의 기둥 형태로 형성될 수 있다.
상기 제2 냉각부는 다수개가 될 수 있다.
상기 다수개의 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이 방향으로 상호 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 다수개의 제2 냉각부는 상기 이격 간격이 동일하도록 형성될 수 있다.
상기 다수개의 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이 방향의 일측에서 타측으로 갈수록 상기 이격 간격이 점점 감소하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 안되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각 장치는 전력 소자를 냉각하는 제1 유체와 제1 유체를 냉각하는 제2 유체를 포함할 수 있는 구조를 가짐으로써 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각 장치는 제1 유체의 유입구와 배출구에서의 온도 차이를 감소 시킴으로써, 온도 차이에 따른 냉각 장치의 휨 현상을 개선할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각 장치는 제2 냉각부에 의해서, 제1 유체가 통과할 수 있는 면적이 좁아 짐에 따라, 제1 유체의 속도가 증가하며, 이에 따라 국부적으로 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하면, 냉각 장치(100)는 몸체(110), 제1 냉각부(120) 및 제2 냉각부(130)를 포함할 수 있다.
냉각 장치(100)는 전력 모듈의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 냉각 장치(100)는 전력 모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 냉각 장치(100)는 제1 냉각부(120) 내부에 1개의 원통형 형태의 제2 냉각부(130)가 형성되는 구조를 포함할 수 있다.
몸체(110)의 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장될 수 있다. 또한, 몸체(110)의 내부에는 유체가 통과하는 제1 냉각부(120) 및 제2 냉각부(130)가 형성될 수 있다. 몸체(110)는 전력 모듈에서 발생하는 열을 유체로 전달할 수 있다. 몸체(110)는 효율적인 열 전달을 위해서 플라스틱 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 소재는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크로니트리/스티렌/부타디엔 3원 공중합체 수지(ABS 수지), 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프타레이트 수지 등이 될 수 있다. 금속 소재는 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 스테인리스 합금 등이 될 수 있다.
제1 냉각부(120)는 몸체(110)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 제1 냉각부(120)는 몸체(110)의 길이 방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제1 냉각부(120)가 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 냉각부(120)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 냉각부(120)는 몸체(110)를 관통하는 형태라면, 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제1 냉각부(120)는 제1 유체가 통과할 수 있다. 제1 냉각부(120)의 일측은 제1 유체가 유입되는 유입구(121)가 될 수 있다. 또한, 제2 냉각부(130)의 타측은 제2 유체가 배출되는 배출구(122)가 될 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(120)의 유입구(121)에서 배출구(122)로 통과하면서 몸체(110) 상부에 형성된 전력 모듈을 냉각할 수 있다. 즉, 제1 유체는 제1 냉각부(120)를 통과하면서 전력 모듈로부터 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(120)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제1 유체는 제1 냉각부(120)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 제1 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
제2 냉각부(130)는 제1 냉각부(120) 내부에 형성될 수 있다. 제2 냉각부(130)는 제1 냉각부(120)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 냉각부(130)는 제1 냉각부(120)와 교차되도록 형성될 수 있다. 제2 냉각부(130)는 원통형으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 제2 냉각부(130)는 몸체(110)의 길이 방향의 지름이 높이 방향의 지름보다 크게 형성된 타원형의 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 제2 냉각부(130)의 형태는 도 1에 도시된 타원형으로 한정되지 않으며, 당업자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제2 냉각부(130)는 제2 유체가 통과할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(130)를 통과하면서 제1 냉각부(120)를 통과하는 제1 유체를 냉각할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(130)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제2 유체는 제2 냉각부(130)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 2 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2를 참조하면, 냉각 장치(200)는 몸체(210), 제1 냉각부(220) 및 제2 냉각부(230)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 냉각 장치(200)는 제1 냉각부(220) 내부에 1개의 다각형 형태의 제2 냉각부(230)가 형성되는 구조를 포함할 수 있다.
몸체(210)의 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장될 수 있다. 또한, 몸체(210)의 내부에는 유체가 통과하는 제1 냉각부(220) 및 제2 냉각부(230)가 형성될 수 있다. 몸체(210)는 전력 모듈에서 발생하는 열을 유체로 전달할 수 있다. 몸체(210)는 효율적인 열 전달을 위해서 플라스틱 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 소재는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크로니트리/스티렌/부타디엔 3원 공중합체 수지(ABS 수지), 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프타레이트 수지 등이 될 수 있다. 금속 소재는 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 스테인리스 합금 등이 될 수 있다.
제1 냉각부(220)는 몸체(210)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 제1 냉각부(220)는 몸체(210)의 길이 방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제1 냉각부(220)가 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 냉각부(220)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 냉각부(220)는 몸체(210)를 관통하는 형태라면, 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제1 냉각부(220)는 제1 유체가 통과할 수 있다. 제1 냉각부(220)의 일측은 제1 유체가 유입되는 유입구(221)가 될 수 있다. 또한, 제2 냉각부(230)의 타측은 제2 유체가 배출되는 배출구(222)가 될 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(220)의 유입구(221)에서 배출구(222)로 통과하면서 몸체(210) 상부에 형성된 전력 모듈을 냉각할 수 있다. 즉, 제1 유체는 제1 냉각부(220)를 통과하면서 전력 모듈로부터 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(220)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제1 유체는 제1 냉각부(220)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 제1 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
제2 냉각부(230)는 제1 냉각부(220) 내부에 형성될 수 있다. 제2 냉각부(230)는 제1 냉각부(220)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 냉각부(230)는 제1 냉각부(220)와 교차되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 냉각부(230)는 오각형과 같은 다각형으로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바에 따르면, 제2 냉각부(230)는 제1 냉각부(220)의 유입구(221)에 가까운 좌측을 사각형 형태로 형성할 수 있다. 또한, 제2 냉각부(230)는 제1 냉각부(220)의 배출구(222)에 가까운 우측을 삼각형의 형태로 형성할 수 있다. 이와 같이 제2 냉각부(230)의 우측을 점점 직경이 감소하는 모양으로 형성함으로써, 제1 유체가 제2 냉각부(230) 외곽을 따라 흐를 때 제1 유체의 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제2 냉각부(230)는 제2 유체가 통과할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(230)를 통과하면서 제1 냉각부(220)를 통과하는 제1 유체를 냉각할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(230)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제2 유체는 제2 냉각부(230)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 2 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 냉각 장치(300)는 몸체(310), 제1 냉각부(320) 및 제2 냉각부(330)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 냉각 장치(300)는 제1 냉각부(320) 내부에 1개의 유선형 형태의 제2 냉각부(330)가 형성되는 구조를 포함할 수 있다.
몸체(310)의 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장될 수 있다. 또한, 몸체(310)의 내부에는 유체가 통과하는 제1 냉각부(320) 및 제2 냉각부(330)가 형성될 수 있다. 몸체(310)는 전력 모듈에서 발생하는 열을 유체로 전달할 수 있다. 몸체(310)는 효율적인 열 전달을 위해서 플라스틱 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 소재는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크로니트리/스티렌/부타디엔 3원 공중합체 수지(ABS 수지), 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프타레이트 수지 등이 될 수 있다. 금속 소재는 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 스테인리스 합금 등이 될 수 있다.
제1 냉각부(320)는 몸체(310)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 제1 냉각부(320)는 몸체(310)의 길이 방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제1 냉각부(320)가 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 냉각부(320)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 냉각부(320)는 몸체(310)를 관통하는 형태라면, 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제1 냉각부(320)는 제1 유체가 통과할 수 있다. 제1 냉각부(320)의 일측은 제1 유체가 유입되는 유입구(321)가 될 수 있다. 또한, 제2 냉각부(330)의 타측은 제2 유체가 배출되는 배출구(322)가 될 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(320)의 유입구(321)에서 배출구(322)로 통과하면서 몸체(310) 상부에 형성된 전력 모듈을 냉각할 수 있다. 즉, 제1 유체는 제1 냉각부(320)를 통과하면서 전력 모듈로부터 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(320)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제1 유체는 제1 냉각부(320)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 제1 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
제2 냉각부(330)는 제1 냉각부(320) 내부에 형성될 수 있다. 제2 냉각부(330)는 제1 냉각부(320)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 냉각부(330)는 제1 냉각부(320)와 교차되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 냉각부(330)는 유선형으로 형성될 수 있다. 즉, 제2 냉각부(330)는 제1 냉각부(320)의 유입구(321)에 가까운 좌측을 곡선 형태로 형성할 수 있다. 또한, 제2 냉각부(330)는 제1 냉각부(320)의 배출구(322)에 가까운 우측을 점점 갈수록 뾰족한 형태로 형성할 수 있다. 이와 같이 제2 냉각부(330)를 유선형으로 형성함으로써, 제1 유체와의 저항을 최소화할 수 있다. 또한, 제2 냉각부(330)를 유선형으로 형성함으로써, 제1 유체가 제2 냉각부(330) 외곽을 따라 흐를 때 제1 유체의 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제2 냉각부(330)는 제2 유체가 통과할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(330)를 통과하면서 제1 냉각부(320)를 통과하는 제1 유체를 냉각할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(330)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제2 유체는 제2 냉각부(330)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 2 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 냉각 장치(400)는 몸체(410), 제1 냉각부(420), 제2 냉각부(430) 및 제3 냉각부(440)를 포함할 수 있다.
냉각 장치(400)는 전력 모듈의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 냉각 장치(400)는 전력 모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 것이다.
몸체(410)의 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장될 수 있다. 또한, 몸체(410)의 내부에는 유체가 통과하는 제1 냉각부(420) 및 제2 냉각부(430)가 형성될 수 있다. 몸체(410)는 전력 모듈에서 발생하는 열을 유체로 전달할 수 있다. 몸체(410)는 효율적인 열 전달을 위해서 플라스틱 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 소재는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크로니트리/스티렌/부타디엔 3원 공중합체 수지(ABS 수지), 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프타레이트 수지 등이 될 수 있다. 금속 소재는 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 스테인리스 합금 등이 될 수 있다.
제1 냉각부(420)는 몸체(410)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 제1 냉각부(420)는 몸체(410)의 길이 방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제1 냉각부(420)가 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 냉각부(420)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 냉각부(420)는 몸체(410)를 관통하는 형태라면, 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제1 냉각부(420)는 제1 유체가 통과할 수 있다. 제1 냉각부(420)의 일측은 제1 유체가 유입되는 유입구(421)가 될 수 있다. 또한, 제2 냉각부(430)의 타측은 제2 유체가 배출되는 배출구(422)가 될 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(420)의 유입구(421)에서 배출구(422)로 통과하면서 몸체(410) 상부에 형성된 전력 모듈을 냉각할 수 있다. 즉, 제1 유체는 제1 냉각부(420)를 통과하면서 전력 모듈로부터 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(420)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제1 유체는 제1 냉각부(420)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 제1 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
제2 냉각부(430)는 제1 냉각부(420) 내부에 형성될 수 있다. 제2 냉각부(430)는 제1 냉각부(420)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 냉각부(430)는 제1 냉각부(420)와 교차되도록 형성될 수 있다. 제2 냉각부(430)는 원통형으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 제2 냉각부(430)는 몸체(410)의 길이 방향의 지름이 높이 방향의 지름보다 크게 형성된 타원형의 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 제2 냉각부(430)의 형태는 도 1에 도시된 타원형으로 한정되지 않으며, 당업자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제2 냉각부(430)는 제2 유체가 통과할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(430)를 통과하면서 제1 냉각부(420)를 통과하는 제1 유체를 냉각할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(430)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제2 유체는 제2 냉각부(430)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 2 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
제3 냉각부(440)는 제1 냉각부(420) 내부에 형성될 수 있다. 또한, 제3 냉각부(440)는 제2 냉각부(430)의 상면에 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 냉각부(440)는 제2 냉각부(430)의 상면으로부터 돌출된 다수개의 기둥 형태로 형성될 수 있다. 도 4에는 제3 냉각부(440)가 다수개의 사각형 기둥으로 도시되었지만, 제3 냉각부(440)의 형태는 이에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제3 냉각부(440)는 통과하는 제1 유체의 열을 제2 냉각부(430)로 전달할 수 있다. 이와 같은 제3 냉각부(440)에 의해서 제1 유체가 효율적으로 냉각될 수 있다. 도 4에는 제3 냉각부(440)가 제2 냉각부(430)의 상면에 형성된 것이 도시되어 있다. 그러나, 제3 냉각부(440)는 제2 냉각부(430)의 하면에 형성되거나, 상면과 하면에 동시에 형성될 수 있다. 제3 냉각부(440)는 효율적인 열 전달을 위해서 플라스틱 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 소재는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크로니트리/스티렌/부타디엔 3원 공중합체 수지(ABS 수지), 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프타레이트 수지 등이 될 수 있다. 금속 소재는 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 스테인리스 합금 등이 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각 장치를 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 냉각 장치(500)는 몸체(510), 제1 냉각부(520) 및 제2 냉각부(530)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 냉각 장치(500)는 제1 냉각부(520) 내부에 다수개의 제2 냉각부(530)가 형성되는 구조를 포함할 수 있다.
몸체(510)의 상부 또는 하부에 전력 모듈(600)이 실장될 수 있다. 또한, 몸체(510)의 내부에는 유체가 통과하는 제1 냉각부(520) 및 제2 냉각부(530)가 형성될 수 있다. 몸체(510)는 전력 모듈(600)에서 발생하는 열을 유체로 전달할 수 있다. 몸체(510)는 효율적인 열 전달을 위해서 플라스틱 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 소재는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크로니트리/스티렌/부타디엔 3원 공중합체 수지(ABS 수지), 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프타레이트 수지 등이 될 수 있다. 금속 소재는 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 스테인리스 합금 등이 될 수 있다.
제1 냉각부(520)는 몸체(510)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 제1 냉각부(520)는 몸체(510)의 길이 방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제1 냉각부(520)가 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 냉각부(520)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 냉각부(520)는 몸체(510)를 관통하는 형태라면, 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 제1 냉각부(520)는 제1 유체가 통과할 수 있다. 제1 냉각부(520)의 일측은 제1 유체가 유입되는 유입구(521)가 될 수 있다. 또한, 제2 냉각부(530)의 타측은 제2 유체가 배출되는 배출구(522)가 될 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(520)의 유입구(521)에서 배출구(522)로 통과하면서 몸체(510) 상부에 형성된 전력 모듈(600)을 냉각할 수 있다. 즉, 제1 유체는 제1 냉각부(520)를 통과하면서 전력 모듈(600)로부터 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 제1 유체는 제1 냉각부(520)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제1 유체는 제1 냉각부(520)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 제1 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
제2 냉각부(530)는 제1 냉각부(520) 내부에 형성될 수 있다. 제2 냉각부(530)는 제1 냉각부(520)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 냉각부(530)는 제1 냉각부(520)와 교차되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 냉각부(530)는 다수개가 형성될 수 있다. 다수개의 제2 냉각부(530)는 몸체(510)의 길이 방향으로 나열되도록 형성될 수 있다. 도 5에서는 다수개의 제2 냉각부(530)의 형태를 유선형으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 다수개의 제2 냉각부(530)의 형태는 타원형 또는 다각형 등과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제2 냉각부(530)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 도4의 제3 냉각부(440)가 형성될 수 있다. 또한, 다수개의 제2 냉각부(530)는 제1 냉각부(520)의 유입구(521)에서 배출구(522) 방향으로 갈수록 상호 이격 간격이 줄어들도록 형성될 수 있다. 제1 유체가 제1 냉각부(520)의 유입구(521)에서 배출구(522) 방향으로 이동할수록 온도가 증가할 수 있다. 이에 따라 제1 유체의 냉각 효율 향상시키기 위해서 제1 냉각부(520)의 유입구(521)에서 배출구(522) 방향으로 갈수록 제2 냉각부(530) 간의 이격 간격이 점점 감소하도록 배치할 수 있다. 이와 같은 다수개의 제2 냉각부(530)간의 이격 간격은 통상의 기술자에 의해서 용이하게 변경될 수 있다. 즉, 다수개의 제2 냉각부(530)는 상호 이격 간격은 점점 감소하도록 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 점점 증가하도록 형성될 수 있다. 또한, 다수개의 제2 냉각부(530)는 상호 이격 간격이 동일하도록 형성될 수 있다. 제2 냉각부(530)는 제2 유체가 통과할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(530)를 통과하면서 제1 냉각부(520)를 통과하는 제1 유체를 냉각할 수 있다. 제2 유체는 제2 냉각부(530)를 통과하는 공기와 같은 기체가 될 수 있다. 또한, 제2 유체는 제2 냉각부(530)를 통과하는 냉각수와 같은 액체가 될 수 있다. 또한 2 유체는 기액 혼합 유체 또는 초임계 유체 등이 될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각 장치는 전력 소자를 냉각하는 제1 유체와 제1 유체를 냉각하는 제2 유체를 포함할 수 있는 구조를 가짐으로써 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. 제1 유체는 전력 모듈의 발열을 흡수함에 따라 제1 냉각부를 통과하여 배출구 쪽으로 갈수록 온도가 상승할 수 있다. 따라서 제1 유체는 제1 냉각부의 유입구에서의 온도와 배출구에서의 온도 차이가 있다. 제2 유체는 제1 냉각부의 유입구와 배출구 중간에서 제1 유체를 냉각시킬 수 있다. 즉, 제2 유체에 의해서 제1 유체의 유입구와 배출구에서의 온도 차이를 감소시킬 수 있다. 이와 같이 제1 유체의 유입구와 배출구에서의 온도 차이를 감소시켜, 온도 차이에 따른 냉각 장치의 휨 현상을 개선할 수 있다.
또한, 냉각 장치는 제2 냉각부에 의해서, 제2 냉각부가 형성된 부분은 제1 유체가 통과할 수 있는 제1 냉각부의 면적이 좁아지는 구조를 포함할 수 있다. 제1 유체가 통과할 수 있는 면적이 좁아 짐에 따라, 제1 유체의 속도가 증가하며, 이에 따라 국부적으로 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 냉각 장치
110, 210, 310, 410, 510: 몸체
120, 220, 320, 420, 520: 제1 냉각부
121, 221, 321, 421, 521: 유입구
122, 222, 322, 422, 522: 배출구
130, 230, 330, 430, 520: 제2 냉각부
440: 제3 냉각부
600: 전력 모듈

Claims (12)

  1. 상부 또는 하부에 전력 모듈이 실장되는 몸체;
    상기 몸체 내부에 상기 몸체의 길이 방향으로 형성되어 제1 유체가 통과하며, 상기 몸체의 길이 방향의 일측에 상기 제1 유체가 유입되는 유입구 및 타측에 상기 제1 유체가 배출되는 배출구를 포함하는 제1 냉각부; 및
    상기 제1 냉각부와 교차하는 형태로 상기 제1 냉각부 내부에 형성되며, 제2 유체가 통과하는 제2 냉각부;
    를 포함하는 냉각 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 냉각부는 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이 방향의 지름이 상기 몸체의 높이 방향의 지름보다 큰 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 냉각부는 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이방향으로 갈수록 높이가 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 냉각부는 유선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 냉각부 내부에 형성되며, 상기 제2 냉각부 상부 및 하부 중 적어도 하나에 형성되는 제3 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제3 냉각부는 상기 제2 냉각부로부터 돌출되는 다수개의 기둥 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 냉각부는 다수개인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다수개의 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이 방향으로 상호 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 다수개의 제2 냉각부는 상기 이격 간격이 동일하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 다수개의 제2 냉각부는 상기 몸체의 길이 방향의 일측에서 타측으로 갈수록 상기 이격 간격이 점점 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
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