KR20160039368A - 냉각장치 및 이를 이용한 열교환기 - Google Patents

Abstract

냉각장치 및 이를 이용한 열교환기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치는, 발열체로부터 열을 전도받는 열전도부; 열전도부에 결합되며, 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부를 형성하는 하우징; 및 냉각수 수용부에 내재되며, 열전도부를 냉각하도록 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부에 공급하고, 냉각수가 냉각수 수용부의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛을 포함한다.

Description

냉각장치 및 이를 이용한 열교환기{COOLING APPARATUS AND HEAT EXCHANGER USING THE SAME}

본 발명은, 냉각장치 및 이를 이용한 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각효율 및 열교환효율을 향상시키는 냉각장치 및 이를 이용한 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터나 각종 전자제어장치의 핵심부품으로 사용되는 중앙처리장치(CPU), 전력소자, LED 조명 등은 안정적인 동작을 위해 그 표면에 냉각장치 또는 방열장치를 접합시켜 온도를 낮춤으로써 안정적인 동작을 꾀하고 있다.

특히, CPU 제조기술이 발달함에 따라 CPU의 최고 발열온도가 다소 낮아지기는 했지만, CPU의 연산용량 및 처리속도가 증가됨에 따라 최근 개발된 쿼드코어의 경우에 표면온도가 100℃ 이상까지 상승되어 다운되는 경우가 빈번히 발생되고 있다.

따라서 현재까지도 CPU를 냉각시키기 위한 냉각장치에 대한 개발이 지속적으로 진행되고 있는 실정이다.

종래 기술에 따른 CPU 냉각장치는 CPU의 표면에 금속블록을 접착제나 압착수단으로 단순 부착시켜 방열판을 설치하거나, 부가적으로 방열판의 표면에 냉각팬(cooling fan)을 설치하거나, CPU의 표면에 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용한 열전모듈(Thermo-module)을 부착시켜 CPU를 냉각하는 등 다양한 장치들이 제안되었다.

상기한 금속블록으로 형성된 방열판의 경우 융점이 낮아 성형이 용이하고 또한 단가가 낮은 알루미늄으로 압출 성형하거나 다이캐스팅으로 성형하여 주조함이 대부분이어서 제작 및 설치비용이 저렴하다는 장점이 있으나, 알루미늄과 같이 열전도율이 낮은 재질을 사용하므로 열용량이 적어 방열효과가 떨어지며 방열판의 내외부간 열전도 차이도 미미하므로 방열효율이 낮은 단점이 있다.

또한, 방열판의 표면에 냉각팬을 설치한 경우, 방열판 자체의 열전도율이 낮아 큰 효과를 기대할 수 없는 단점이 있다.

한편, 복수 개의 방열핀을 갖는 블록을 열전도율이 비교적 높은 구리를 이용하여 단일체의 방열블록으로 형성하는 경우도 있으나, 구리의 융점은 알루미늄보다 훨씬 높은 1,000℃ 이상으로 매우 높은 편이므로 알루미늄처럼 압출이나 주조가 용이하지 않고 제작비용이 많이 소요되어 경제성이 낮은 문제점이 있다.

또한, 열전모듈을 사용하는 경우 냉각효율은 매우 높으나 고가이며 소비전력이 높아 노트북 컴퓨터와 같이 저소비전력(절전)이 요구되는 휴대용 컴퓨터 등에는 적용하기 부적절한 문제점이 있으며, 심한 온도차로 인한 결로(結露)현상이 발생되므로 CPU 및 열전모듈의 표면에 이슬이 맺혀 주변회로에 전기적 이상을 초래할 수 있으므로 설치가 까다로운 문제점도 있다.

따라서 최근 들어서는 냉각수를 이용하여 CPU를 냉각시키는 수냉식 냉각장치가 개발되고 있다.

그러나, 종래의 수냉식 냉각장치는 CPU에 가까운 측의 내벽을 통해 CPU의 열을 전달받으므로, 냉각수 중 CPU에 가까운 측의 내벽을 타고 흐르는 냉각수만이 CPU의 열을 전달받고 반대측 내벽을 타고 흐르는 냉각수는 CPU의 열을 전달받지 못해 냉각성능 개선에 한계가 있었다.

즉, 냉각수 전체가 열교환 매체로 활용되지 못하고 CPU에 가까운 측을 지나는 냉각수만이 열교환 매체로 활용되므로, 냉각수 활용성이 매우 낮은 단점이 있다.

따라서, 냉각수를 이용하여 CPU를 냉각하되 냉각효율을 향상시킬 수 있는 연구가 필요하다.

대한민국 공개특허 제10-2004-0047719호(가부시끼가이샤 도시바) 2004.06.05 공개

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 냉각수를 이용하여 냉각효율 및 열교환효율을 향상시킬 수 있는 냉각장치 및 이를 이용한 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 발열체로부터 열을 전도받는 열전도부; 상기 열전도부에 결합되며, 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부를 형성하는 하우징; 및 상기 냉각수 수용부에 내재되며, 상기 열전도부를 냉각하도록 상기 냉각수의 난류강도를 증가시켜 상기 열전도부에 공급하고, 상기 냉각수가 상기 냉각수 수용부의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛을 포함하는 냉각장치가 제공될 수 있다.

상기 냉각수는, 상기 임펠러유닛의 중심부에서 상기 열전도부 방향으로 공급되고 상기 임펠러유닛의 외면과 상기 냉각수 수용부의 내면 사이에서 상기 냉각수 수용부의 높이방향으로 이동되어 순환할 수 있다.

상기 냉각수 수용부는, 상기 임펠러유닛의 외면과 사이에 상기 냉각수의 유로를 형성하도록 내면에 높이방향으로 길게 형성된 복수의 홈부를 포함할 수 있다.

상기 냉각수 수용부는, 상기 임펠러유닛이 삽입되어 안착되도록 내면에 마련된 임펠러 안착부를 포함할 수 있다.

상기 임펠러유닛은, 상기 냉각수 수용부에 내재되어 회전하는 임펠러; 상기 임펠러 안착부에 삽입되어 안착된 케이싱; 상기 케이싱을 관통하여 상기 임펠러의 중심부에 결합되며, 상기 임펠러와 함께 회전하면서 상기 냉각수를 상기 임펠러의 중심부에서 상기 열전도부 방향으로 공급하는 냉각수 공급부; 및 상기 케이싱의 내부에 배치되며, 상기 냉각수 공급부를 회전시켜 상기 임펠러를 회전시키는 임펠러 구동부를 포함할 수 있다.

상기 냉각수 공급부는, 일단부가 상기 임펠러 구동부에 결합되고 타단부가 상기 임펠러의 중심부에 결합되어 상기 임펠러와 함께 회전되며, 상기 냉각수가 내부를 관통하는 중공형상의 냉각수 공급배관을 포함할 수 있다.

상기 임펠러유닛은, 상기 케이싱에 결합되고 상기 냉각수 공급배관의 외면을 감싸도록 배치되어 상기 냉각수 공급배관의 외면을 접촉지지하는 베어링부재를 더 포함하며, 상기 베어링부재의 내면에 접촉되는 상기 냉각수 공급배관의 외면에는 나사산이 형성될 수 있다.

상기 냉각수 수용부는 상기 하우징의 중심부에 형성되며, 상기 하우징의 외면에는 상기 열전도부에 의해 가열된 상기 냉각수를 냉각하도록 핀부재가 방사형으로 복수 개 설치될 수 있다.

상기 열전도부가 결합되는 상기 하우징의 일면에 대향되는 상기 하우징의 타면에 착탈가능하게 결합되어 상기 복수의 핀부재를 냉각하는 냉각팬을 더 포함할 수 있다.

상기 열전도부는, 상기 하우징에 결합되는 플레이트; 상기 임펠러유닛에 대향되는 상기 플레이트의 일면에 형성된 오목홈부; 및 상기 오목홈부의 바닥면에 형성된 복수의 요철을 포함할 수 있다.

일단부가 상기 발열체에 접촉되고 타단부가 상기 열전도부에 접촉되어, 상기 발열체로부터 열을 상기 열전도부로 전달하는 적어도 하나 이상의 히트파이프를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 유체가 흐르는 제1 파이프; 상기 제1 파이프의 내부에 배치되며, 상기 제1 유체와 다른 온도를 갖는 제2 유체가 유입되는 제2 파이프; 상기 제1 파이프의 내부에 배치되고 상기 제2 파이프와 연통되며, 상기 제2 유체가 유출되는 제3 파이프; 및 상기 제1 파이프의 내부에 배치되고 상기 제2 파이프와 상기 제3 파이프를 연통되게 상호 연결하며, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 상호 열교환되게 하는 열교환유닛을 포함하며, 상기 열교환유닛은, 상기 제2 파이프 및 상기 제3 파이프의 일단부에 각각 연결되어 상호 결합되며, 상기 제2 유체가 수용되는 제2 유체 수용부를 형성하는 제1 하우징 및 제2 하우징; 상기 제1 하우징 및 제2 하우징의 외면에 각각 설치된 복수의 핀부재; 및 상기 제2 유체 수용부에 내재되며, 상기 제2 유체의 난류강도를 증가시키고 상기 제2 유체가 상기 제2 파이프와 상기 제3 파이프를 따라 흐르게 하는 임펠러유닛을 포함하는 열교환기가 제공될 수 있다.

상기 임펠러유닛은, 상기 제2 유체 수용부에 내재되어 회전하는 임펠러; 상기 제2 유체 수용부에 삽입되어 안착된 케이싱; 상기 케이싱을 관통하여 상기 임펠러의 중심부에 결합되고 상기 임펠러와 함께 회전하며, 상기 제2 유체가 내부를 관통하는 중공형상의 제2 유체 배관; 상기 케이싱의 내부에 배치되고, 상기 제2 유체 배관을 회전시켜 상기 임펠러를 회전시키는 임펠러 구동부; 및 상기 케이싱에 결합되고 상기 제2 유체 배관의 외면을 감싸도록 배치되어 상기 제2 유체 배관의 외면을 접촉지지하는 베어링부재를 포함하며, 상기 베어링부재의 내면에 접촉되는 상기 제2 유체 배관의 외면에는 나사산이 형성될 수 있다.

상기 제2 유체 수용부는, 상기 임펠러유닛의 외면과 사이에 상기 제2 유체의 유로를 형성하도록 내면에 높이방향으로 길게 형성된 복수의 홈부를 포함할 수 있다.

상기 임펠러에 대향되는 상기 제1 하우징 또는 상기 제2 하우징 중 어느 하나의 일면에는 오목홈부가 형성되며, 상기 오목홈부의 바닥면에는 복수의 요철이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 냉각장치는, 임펠러유닛으로 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부에 냉각수를 공급함으로써 발열체에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 냉각수 수용부의 내부에서 냉각수를 순환시키므로 별도의 냉각수 공급장치를 생략할 수 있어 제작비용을 절감할 수 있다.

또한, 임펠러유닛의 중심부에서 열전도부의 오목홈부로 공급된 냉각수가 임펠러유닛에 의해 오목홈부의 바닥면 중심부에서 내측면 방향으로 선회하면서 흐르는 동안 오목홈부의 바닥면에 형성된 복수의 요철에 의해 난류강도가 더욱 증가되므로, 발열체에 대한 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 측면에 따른 열교환기는, 임펠러유닛으로 유체의 난류강도를 증가시켜 열교환효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 7은 도 5의 B-B 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 11은 도 9의 C-C 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 15는 도 13의 D-D 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 19는 도 17의 E-E 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이다.
도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.
도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이다.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 분해사시도이다.
도 23은 도 21의 F-F 단면도로써, 제2 유체의 흐름을 나타내는 확대도이다.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 제1 하우징을 나타내는 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 실시예에서 발열체는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU), 마이크로 프로세서, 라디에이터(radiator), 조명장치(COB 형 LED, laser 조명 등), IBGT 등의 전력소자, 전기모터(SERVO 모터, BLDC 모터 등) 등의 발열부재를 포함한다.

이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제1 실시예에서 발열체는 설명의 편의를 위해 CPU를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치(100)는, 발열체(10)인 CPU로부터 열을 전도받는 열전도부(200)와, 열전도부(200)에 결합되며 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400)를 형성하는 하우징(300)과, 냉각수 수용부(400)에 내재되며 열전도부(200)를 냉각하도록 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부(200)에 공급하고 냉각수가 냉각수 수용부(400)의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛(500)과, 열전도부(200)가 결합되는 하우징(300)의 일면에 대향되는 하우징(300)의 타면에 착탈가능하게 결합되어 하우징(300)의 외면에 설치된 복수의 핀부재(310)를 냉각하는 냉각팬(600)을 포함한다.

본 실시예에 따른 열전도부(200)는 발열체(10)인 CPU에 직접 또는 간접으로 접촉되며, CPU(10)에서 열을 전도받는다. 여기서, 열전도부(200)는 구리, 알루미늄, AlN(질화알루미늄) 등 열전도율이 우수한 열전도성 부재로 제조될 수 있다.

그리고, 도 4를 참조하면, 열전도부(200)는 CPU(10)에 직접 또는 간접으로 접촉되고 하우징(300)에 결합되는 플레이트(210)와, 임펠러유닛(500)에 대향되는 플레이트(210)의 일면에 형성된 오목홈부(230)와, 오목홈부(230)의 바닥면에 형성된 요철(250)을 포함한다.

본 실시예에서 CPU(10)에서 발생된 열은 열전도부(200)에 전도되고, 열전도부(200)에 공급된 냉각수에 의해 냉각된다. 그러므로, CPU(10)에서 열전도부(200)를 따라 전도되는 열량은 열전도부(200)의 두께가 얇고 열전도부(200)의 CPU(10)에 접촉되는 면에서의 온도와 열전도부(200)의 냉각수에 접촉되는 면에서의 온도의 차이가 클수록 증가된다.

따라서, 본 실시예에서는 열전도부(200)의 두께를 얇게하기 위해 플레이트(210)의 일면에 오목홈부(230)를 형성한다.

또한, 본 실시예에서는 오목홈부(230)의 바닥면에 복수의 요철(250)을 형성한다.

이처럼, 오목홈부(230)의 바닥면에 복수의 요철(250)을 형성함으로써, 냉각수가 접촉되는 표면적을 증대시킬 수 있으며 또한 후술할 임펠러유닛(500)에 의해 냉각수가 오목홈부(230)의 내부에서 선회하는 동안 냉각수의 난류강도를 증대시킬 수 있어 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 하우징(300)은 일면에는 열전도부(200)가 결합되며, 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400)가 형성된다.

즉, 하우징(300)은 중심부에 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400)가 형성되도록, 중공형상으로 형성된다.

또한, 본 실시예에서는 냉각수 수용부(400)의 내부에 임펠러유닛(500)이 내재되게 설치되므로, 냉각수 수용부(400)는 임펠러유닛(500)이 삽입되어 안착되도록 내면에 임펠러 안착부(430)가 마련된다.

임펠러 안착부(430)은 냉각수 수용부(400)의 내면을 절곡하여 형성하며, 절곡된 영역에 임펠러유닛(500)이 안착된다.

한편, 본 실시예에서 냉각수는 임펠러유닛(500)의 중심부에서 열전도부(200) 방향으로 공급되어 열전도부(200)를 냉각하며, 열전도부(200)를 냉각하는 동안 가열된 냉각수는 임펠러유닛(500)의 외면과 냉각수 수용부(400)의 내면 사이에서 냉각수 수용부(400)의 높이방향으로 이동된다. 즉, 본 실시예에서 냉각수는 임펠러유닛(500)에 의해 냉각수 수용부(400)의 내부에서 순환된다.

따라서, 본 실시예에서는 냉각수가 냉각수 수용부(400)의 내면과 임펠러유닛(500)의 외면 사이에서 이동될 수 있도록, 냉각수 수용부(400)의 내면에 높이방향으로 길게 형성된 복수의 홈부(410)를 형성한다. 여기서, 복수의 홈부(410)는 냉각수가 흐르는 유로를 형성한다.

또한, 본 실시예에서 복수의 홈부(410)를 따라 냉각수 수용부(400)의 상부영역으로 이동된 가열된 냉각수는 다시 열전도부(200) 방향으로 공급되어 열전도부(200)를 냉각하는 데 사용되므로, 냉각수는 냉각수 수용부(400)의 상부영역에서 냉각되어야 한다.

상기와 같이, 열전도부(200)에 의해 가열된 냉각수를 냉각하기 위해 하우징(300)의 외면에는 방사형으로 복수 개의 핀부재(310)가 설치된다.

또한, 복수의 핀부재(310)에 의한 냉각수의 냉각효율을 향상시키기 위해, 하우징(300)의 타면에 착탈가능하게 복수의 핀부재(310)를 냉각하는 냉각팬(cooling fan,600)이 설치된다.

여기서, 하우징(300)과 핀부재(310)는 열전도부(200)에 의해 가열된 냉각수를 냉각하도록 구리, 알루미늄 등 열전도율이 우수한 열전도성부재로 제조될 수 있다.

한편, 냉각수 수용부(400)에 냉각수를 보충하거나 냉각수 수용부(400)에서 냉각수를 제거하기 위해 냉각수 수용부(400)에 대응되는 하우징(300)의 타면에 착탈가능하게 커버부(650)를 더 설치할 수 있다.

그리고, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 임펠러유닛(500)은, 냉각수 수용부(400)에 내재되어 냉각수를 냉각수 수용부(400)의 내부에서 순환하게 하고, 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부(200)에 대한 냉각효율을 향상시키는 역할을 한다.

임펠러유닛(500)은, 임펠러 안착부(430)에 삽입되어 안착된 케이싱(530)과, 냉각수 수용부(400)에 내재되어 회전하는 임펠러(510)와, 케이싱(530)을 관통하여 임펠러(510)의 중심부에 결합되며 임펠러(510)와 함께 회전하면서 냉각수를 임펠러(510)의 중심부에서 열전도부(200) 방향으로 공급하는 냉각수 공급부(550)와, 케이싱(530)의 내부에 배치되고 냉각수 공급부(550)를 회전시켜 임펠러(510)를 회전시키는 임펠러 구동부(570)를 포함한다.

케이싱(530)은 임펠러 안착부(430)에 안착된 상태에서 임펠러(510)를 지지하는 역할을 한다.

임펠러(510)는 케이싱(530)과 열전도부(200) 사이에 배치되어 회전함에 따라 냉각수를 선회시키고 냉가수를 열전도부(200) 방향으로 공급하는 역할을 한다. 임펠러(510)의 회전에 의해 냉각수의 난류강도가 증가되므로 열전도부(200)에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 임펠러(510)는 냉각수를 냉각수 수용부(400)의 내부에서 순환시키는 역할을 한다.

본 실시예에서 냉각수는 임펠러(510)의 중심부에서 열전도부(200) 방향으로 공급된다.

구체적으로 냉각수는 임펠러(510)의 중심부에 결합된 냉각수 공급부(550)를 통해 임펠러(510)의 중심부에서 열전도부(200) 방향으로 공급된다.

냉각수 공급부(550)는, 케이싱(530)을 관통하며 일단부가 임펠러 구동부(570)에 결합되고 타단부가 임펠러(510)의 중심부에 결합되어 임펠러(510)와 함께 회전되며 냉각수가 내부를 관통하는 중공형상의 냉각수 공급배관(551)을 포함한다.

냉각수 공급배관(551)은 냉각수를 열전도부(200)에 공급하는 역할과 동시에 임펠러(510)의 회전축 역할을 한다.

냉각수는 냉각수 수용부(400)의 상부영역에서 냉각수 공급배관(551)을 통해 열전도부(200)에 형성된 오목홈부(230)의 바닥면 중심부에 공급되고, 임펠러(510)에 의해 오목홈부(230)의 내측면 방향으로 유동된다.

이는, 열전도부(200)의 중심부가 CPU(10)에 접촉되는 경우에, 열전도부(200)의 중심부, 즉 오목홈부(230)의 중심부가 가장 고온으로 가열되므로, 새롭게 공급되는 냉각수가 오목홈부(230)의 중심부로 가장 먼저 공급되어 오목홈부(230)의 중심부를 집중적으로 냉각하여 냉각효율을 향상시키기 위함이다.

한편, 오목홈부(230)의 바닥면 중심부에 공급된 냉각수가 보다 고르고 원활하게 오목홈부(230)의 내측면 방향으로 유동될 수 있도록, 임펠러(510)는 냉각수 공급배관(551)을 중심으로 방사형으로 배열된 복수의 블레이드를 포함한다.

임펠러(510)의 회전 시 복수의 블레이드가 오목홈부(230)의 내부에서 냉각수에 원심력을 가하게 되므로 오목홈부(230)의 내부에 수용된 냉각수는 원심력에 의해 오목홈부(230)의 내측면방향으로 유동됨과 동시에 오목홈부(230)의 내측면을 따라 선회한다.

오목홈부(230)의 내측면을 따라 선회하는 냉각수는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 냉각수 수용부(400)의 내면에 형성된 복수의 홈부를 통해 냉각수 수용부(400)의 상부영역으로 이동되고, 냉각수 수용부(400)의 상부영역에서 냉각된 냉각수는 다시 냉각수 공급배관(551)을 통해 열전도부(200)로 순환된다.

임펠러 구동부(570)는, 케이싱(530)의 내부에 배치되어 냉각수 공급배관(551)과 함께 임펠러(510)를 회전시키는 역할을 한다.

임펠러 구동부(570)는 케이싱(530)의 내부에 장착되는 마그네트를 포함하는 브러시리스(brushless) 모터로 적용됨이 바람직하다. 이와 같은 브러시리스 모터는 널리 상용화되어 있는 부품이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 임펠러(510)는 냉각수 공급배관(551)을 회전축으로 회전하므로, 임펠러유닛(500)은 케이싱(530)에 결합되어 냉각수 공급배관(551)의 외면을 접촉지지하는 베어링부재(590)를 더 포함한다.

베어링부재(590)는 케이싱(530)에 결합되고 냉각수 공급배관(551)의 외면을 감싸도록 배치되어 냉각수 공급배관(551)의 외면을 접촉지지한다.

그리고, 냉각수 공급배관(551)이 베어링부재(590)의 외면에 접촉되어 회전되므로, 본 실시예에서는 냉각수 공급배관(551)의 외면에 나사산(553)을 형성하여 냉각수 공급배관(551)과 베어링부재(590) 사이의 마찰을 감소시킨다.

또한, 냉각수가 냉각수 공급배관(551)의 외면에 형성된 나사골을 통해 열전도부(200) 방향으로 공급될 수 있도록 하여 냉각수가 베어링부재(590)와 냉각수 공급배관(551) 사이의 윤활제 역할을 하도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 냉각수 수용부(400)에 수용된 냉각수는 임펠러(510)의 회전축을 구성하는 냉각수 공급배관(551)을 통해 열전도부(200)의 중심부로 공급된다.

이는 CPU(10)에서 전도되는 열에 의해 열전도부(200)의 중심부가 가장 고온으로 가열되므로 열전도부(200)의 중심부를 집중적으로 냉각하여 냉각효율을 향상시키기 위함이다.

또한, 임펠러(510)의 회전 시 베어링부재(590)와 냉각수 공급배관(551) 간의 마찰을 감소시키기 위해 베어링부재(590)의 내면과 접촉되는 냉각수 공급배관(551)의 외면에 형성된 나사산(553)의 나사골을 통해 냉각수가 열전도부(200) 방향으로 공급된다.

그리고, CPU(10)에서 전도되는 열량을 증가시키기 위해 열전도부(200)에 오목홈부(230)를 형성하여 CPU(10)에서 전도되는 열의 전도경로를 짧게 한다.

그리고, 열전도부(200)로 공급된 냉각수는 임펠러(510)의 회전에 의해 열전도부(200)의 오목홈부(230)에서 선회하면서 CPU(10)에서 전도된 열을 냉각한다.

임펠러(510)에 의해 오목홈부(230)에 수용된 냉각수는 더욱 잘 혼합되므로 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있으며, 또한 임펠러(510)의 회전에 의해 냉각수의 난류강도가 증가되므로 열전도부(200)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 오목홈부(230)의 바닥면에 형성된 복수의 요철(250)에 의해 냉각수의 난류강도가 더욱 증가되어 열전도부(200)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 냉각수는 열전도부(200)를 냉각하는 동안 가열되는데, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400)의 내면에 형성된 복수의 홈부를 통해 냉각수 수용부(400)의 상부영역으로 이동된다.

그리고, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400)의 상부영역에서 하우징(300)에 설치된 복수의 핀부재(310) 및 하우징(300)에 설치된 냉각팬(600)에 의해 냉각된 후 다시 냉각수 공급배관(551)을 통해 열전도부(200)로 순환된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각장치(100)를 이용하여 CPU(10)를 냉각함으로써, CPU(10)의 안정적인 동작 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제2 실시예에서 발열체는 설명의 편의를 위해 라디에이터(radiator)를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 7은 도 5의 B-B 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치(100a)는, 발열체(10a)인 라디에이터로부터 열을 전도받는 열전도부(200a)와, 열전도부(200a)에 결합되며 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400a)를 형성하는 하우징(300a)과, 냉각수 수용부(400a)에 내재되며 열전도부(200a)를 냉각하도록 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부(200a)에 공급하고 냉각수가 냉각수 수용부(400a)의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛(500a)과, 열전도부(200a)가 결합되는 하우징(300a)의 일면에 대향되는 하우징(300a)의 타면에 착탈가능하게 결합되어 하우징(300a)의 외면에 설치된 복수의 핀부재(310a)를 냉각하는 냉각팬(600a)을 포함한다.

본 실시예에 따른 열전도부(200a)는 발열체(10a)인 라디에이터에 직접 또는 간접으로 접촉되며, 라디에이터(10a)에서 열을 전도받는다. 여기서, 열전도부(200a)는 구리, 알루미늄 등 열전도율이 우수한 열전도성 부재로 제조될 수 있다.

참고로, 본 실시예에서 라디에이터(10a)는 일측에서 유입된 고온의 유체가 열전도부(200a)에 접촉된 후 냉각되어 저온의 유체로 유출되는 구조이다.

도 8을 참조하면, 열전도부(200a)는 라디에이터(10a)에 직접 또는 간접으로 접촉되고 하우징(300a)에 결합되는 플레이트(210a)와, 임펠러유닛(500a)에 대향되는 플레이트(210a)의 일면에 형성된 오목홈부(230a)와, 오목홈부(230a)의 바닥면에 형성된 요철(250a)을 포함한다.

본 실시예에서 라디에이터(10a)에 유입된 고온의 유체가 갖는 열은 열전도부(200a)에 전도되며, 열전도부(200a)에 공급된 냉각수에 의해 냉각된다. 이하 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전도부(200a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도부(200)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각수 수용부(400a)를 형성하는 하우징(300a)과, 임펠러유닛(500a) 및 냉각팬(600a)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(300)과, 임펠러유닛(500) 및 냉각팬(600)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치(100a)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 7을 참조하면, 냉각수 수용부(400a)에 수용된 냉각수는 임펠러(510a)의 회전축을 구성하는 냉각수 공급배관(551a)을 통해 열전도부(200a)의 중심부로 공급된다.

이는 라디에이터(10a)에 유입된 고온의 유체에 의해 열전도부(200a)의 중심부가 가장 고온으로 가열되므로 열전도부(200a)의 중심부를 집중적으로 냉각하여 냉각효율을 향상시키기 위함이다.

또한, 임펠러(510a)의 회전 시 베어링부재(590a)와 냉각수 공급배관(551a) 간의 마찰을 감소시키기 위해 베어링부재(590a)의 내면과 접촉되는 냉각수 공급배관(551a)의 외면에 형성된 나사산(553a)의 나사골을 통해 냉각수가 열전도부(200a) 방향으로 공급된다.

그리고, 라디에이터(10a)에서 전도되는 열량을 증가시키기 위해 열전도부(200a)에 오목홈부(230a)를 형성하여 라디에이터(10a)에서 전도되는 열의 전도경로를 짧게 한다.

그리고, 열전도부(200a)로 공급된 냉각수는 임펠러(510a)의 회전에 의해 열전도부(200a)의 오목홈부(230a)에서 선회하면서 라디에이터(10a)에서 전도된 열을 냉각한다.

임펠러(510a)에 의해 오목홈부(230a)에 수용된 냉각수는 더욱 잘 혼합되므로 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있으며, 또한 임펠러(510a)의 회전에 의해 냉각수의 난류강도가 증가되므로 열전도부(200a)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 오목홈부(230a)의 바닥면에 형성된 복수의 요철(250a)에 의해 냉각수의 난류강도가 더욱 증가되어 열전도부(200a)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 냉각수는 열전도부(200a)를 냉각하는 동안 가열되는데, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400a)의 내면에 형성된 복수의 홈부를 통해 냉각수 수용부(400a)의 상부영역으로 이동된다.

그리고, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400a)의 상부영역에서 하우징(300a)에 설치된 복수의 핀부재(310a) 및 하우징(300a)에 설치된 냉각팬(600a)에 의해 냉각된 후 다시 냉각수 공급배관(551a)을 통해 열전도부(200a)로 순환된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각장치(100a)를 이용하여 라디에이터(10a)를 냉각함으로써, 라디에이터(10a)의 소형화 및 전력효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제3 실시예에서 발열체는 설명의 편의를 위해 COB형 LED 조명장치를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 11는 도 9의 C-C 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이고, 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치(100b)는, 발열체(10b)인 LED 조명장치로부터 열을 전도받는 열전도부(200b)와, 열전도부(200b)에 결합되며 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400b)를 형성하는 하우징(300b)과, 냉각수 수용부(400b)에 내재되며 열전도부(200b)를 냉각하도록 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부(200b)에 공급하고 냉각수가 냉각수 수용부(400b)의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛(500b)을 포함한다.

본 실시예에 따른 열전도부(200b)는 발열체(10b)인 LED 조명장치에 직접 또는 간접으로 접촉되며, LED 조명장치(10b)에서 열을 전도받는다. 여기서, 열전도부(200b)는 구리, 알루미늄, AlN(질화알루미늄) 등 열전도율이 우수한 열전도성 부재로 제조될 수 있다.

도 12를 참조하면, 열전도부(200b)는 LED 조명장치(10b)에 직접 또는 간접으로 접촉되고 하우징(300b)에 결합되는 플레이트(210b)와, 임펠러유닛(500b)에 대향되는 플레이트(210b)의 일면에 형성된 오목홈부(230b)와, 오목홈부(230b)의 바닥면에 형성된 요철(250b)을 포함한다.

또한, 도 10 및 도 11을 참조하면, 열전도부(200b)의 하면에 LED 조명장치(10b)의 발광부(11b)가 일체로 설치되고, LED 조명장치(10b)의 커버(13b)가 발광부(11b)를 사이에 두고 열전도부(200b)의 하면에 결합될 수 있다.

본 실시예에서 LED 조명장치(10b)가 동작되는 동안 발생되는 열은 열전도부(200b)에 전도되며, 열전도부(200b)에 공급된 냉각수에 의해 냉각된다. 이하 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전도부(200b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도부(200)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각수 수용부(400b)를 형성하는 하우징(300b)과, 임펠러유닛(500b)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(300)과, 임펠러유닛(500)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치(100b)는 열전도부(200b)가 결합되는 하우징(300b)의 일면에 대향되는 하우징(300b)의 타면에 착탈가능하게 결합되어 하우징(300b)의 외면에 설치된 복수의 핀부재(310b)를 냉각하는 냉각팬(미도시)을 포함할 수 있다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각팬(미도시)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각팬(600)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치(100b)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 11을 참조하면, 냉각수 수용부(400b)에 수용된 냉각수는 임펠러(510b)의 회전축을 구성하는 냉각수 공급배관(551b)을 통해 열전도부(200b)의 중심부로 공급된다.

이는 LED 조명장치(10b)에서 전도되는 열에 의해 특히 열전도부(200b)의 중심부가 가장 고온으로 가열되므로 열전도부(200b)의 중심부를 집중적으로 냉각하여 냉각효율을 향상시키기 위함이다.

또한, 임펠러(510b)의 회전 시 베어링부재(590b)와 냉각수 공급배관(551b) 간의 마찰을 감소시키기 위해 베어링부재(590b)의 내면과 접촉되는 냉각수 공급배관(551b)의 외면에 형성된 나사산(553b)의 나사골을 통해 냉각수가 열전도부(200b) 방향으로 공급된다.

그리고, LED 조명장치(10b)에서 전도되는 열량을 증가시키기 위해 열전도부(200b)에 오목홈부(230b)를 형성하여 LED 조명장치(10b)에서 전도되는 열의 전도경로를 짧게 한다.

그리고, 열전도부(200b)로 공급된 냉각수는 임펠러(510b)의 회전에 의해 열전도부(200b)의 오목홈부(230b)에서 선회하면서 LED 조명장치(10b)에서 전도된 열을 냉각한다.

임펠러(510b)에 의해 오목홈부(230b)에 수용된 냉각수는 더욱 잘 혼합되므로 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있으며, 또한 임펠러(510b)의 회전에 의해 냉각수의 난류강도가 증가되므로 열전도부(200b)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 오목홈부(230b)의 바닥면에 형성된 복수의 요철(250b)에 의해 냉각수의 난류강도가 더욱 증가되어 열전도부(200b)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 냉각수는 열전도부(200b)를 냉각하는 동안 가열되는데, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400b)의 내면에 형성된 복수의 홈부(410b)를 통해 냉각수 수용부(400b)의 상부영역으로 이동된다.

그리고, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400b)의 상부영역에서 하우징(300b)에 설치된 복수의 핀부재(310b) 및 하우징(300b)에 설치된 냉각팬(600b)에 의해 냉각된 후 다시 냉각수 공급배관(551b)을 통해 열전도부(200b)로 순환된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각장치(100b)를 이용하여 LED 조명장치(10b)를 냉각함으로써, LED 조명장치(10b)의 전력효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제4 실시예에서 발열체는 설명의 편의를 위해 IBGT 등의 전력소자를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 15는 도 13의 D-D 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이고, 도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.

도 13 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치(100c)는, 발열체(10c)인 전력소자로부터 열을 전도받는 열전도부(200c)와, 열전도부(200c)에 결합되며 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400c)를 형성하는 하우징(300c)과, 냉각수 수용부(400c)에 내재되며 열전도부(200c)를 냉각하도록 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부(200c)에 공급하고 냉각수가 냉각수 수용부(400c)의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛(500c)과, 열전도부(200c)가 결합되는 하우징(300c)의 일면에 대향되는 하우징(300c)의 타면에 착탈가능하게 결합되어 하우징(300c)의 외면에 설치된 복수의 핀부재(310c)를 냉각하는 냉각팬(600c)을 포함한다.

본 실시예에 따른 열전도부(200c)는 발열체(10c)인 IBGT 등의 전력소자에 직접 또는 간접으로 접촉되며, IBGT 등의 전력소자(10c)에서 열을 전도받는다. 여기서, 열전도부(200c)는 구리, 알루미늄, AlN(질화알루미늄) 등 열전도율이 우수한 열전도성 부재로 제조될 수 있다.

도 16을 참조하면, 열전도부(200c)는 IBGT 등의 전력소자(10c)에 직접 또는 간접으로 접촉되고 하우징(300c)에 결합되는 플레이트(210c)와, 임펠러유닛(500c)에 대향되는 플레이트(210c)의 일면에 형성된 오목홈부(230c)와, 오목홈부(230c)의 바닥면에 형성된 요철(250c)을 포함한다.

또한, 도 14 및 도 15를 참조하면, 열전도부(200c)의 상면에 IBGT 등의 전력소자(10c)가 일체로 설치될 수 있다.

본 실시예에서 IBGT 등의 전력소자(10c)가 동작되는 동안 발생되는 열은 열전도부(200c)에 전도되며, 열전도부(200c)에 공급된 냉각수에 의해 냉각된다. 이하 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전도부(200c)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도부(200)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각수 수용부(400c)를 형성하는 하우징(300c)과, 임펠러유닛(500c) 및 냉각팬(600c)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(300)과, 임펠러유닛(500) 및 냉각팬(600)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치(100c)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 15를 참조하면, 냉각수 수용부(400c)에 수용된 냉각수는 임펠러(510c)의 회전축을 구성하는 냉각수 공급배관(551c)을 통해 열전도부(200c)의 중심부로 공급된다.

이는 전력소자(10c)에서 전도되는 열에 의해 특히 열전도부(200c)의 중심부가 가장 고온으로 가열되므로 열전도부(200c)의 중심부를 집중적으로 냉각하여 냉각효율을 향상시키기 위함이다.

또한, 임펠러(510c)의 회전 시 베어링부재(590c)와 냉각수 공급배관(551c) 간의 마찰을 감소시키기 위해 베어링부재(590c)의 내면과 접촉되는 냉각수 공급배관(551c)의 외면에 형성된 나사산(553c)의 나사골을 통해 냉각수가 열전도부(200c) 방향으로 공급된다.

그리고, 전력소자(10c)에서 전도되는 열량을 증가시키기 위해 열전도부(200c)에 오목홈부(230c)를 형성하여 전력소자(10c)에서 전도되는 열의 전도경로를 짧게 한다.

그리고, 열전도부(200c)로 공급된 냉각수는 임펠러(510c)의 회전에 의해 열전도부(200c)의 오목홈부(230c)에서 선회하면서 전력소자(10c)에서 전도된 열을 냉각한다.

임펠러(510c)에 의해 오목홈부(230c)에 수용된 냉각수는 더욱 잘 혼합되므로 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있으며, 또한 임펠러(510c)의 회전에 의해 냉각수의 난류강도가 증가되므로 열전도부(200c)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 오목홈부(230c)의 바닥면에 형성된 복수의 요철(250c)에 의해 냉각수의 난류강도가 더욱 증가되어 열전도부(200c)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 냉각수는 열전도부(200c)를 냉각하는 동안 가열되는데, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400c)의 내면에 형성된 복수의 홈부(410c)를 통해 냉각수 수용부(400c)의 상부영역으로 이동된다.

그리고, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400c)의 상부영역에서 하우징(300c)에 설치된 복수의 핀부재(310c) 및 하우징(300c)에 설치된 냉각팬(600c)에 의해 냉각된 후 다시 냉각수 공급배관(551c)을 통해 열전도부(200c)로 순환된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각장치(100c)를 이용하여 전력소자(10c)를 냉각함으로써, 전력소자(10c)의 소형화 및 전력효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제5 실시예에서 발열체는 설명의 편의를 위해 SERVO 모터, BLDC 모터 등의 전기모터를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 19는 도 17의 E-E 단면도로써, 냉각수의 흐름을 나타내는 확대도이고, 도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 열전도부를 나타내는 사시도이다.

도 17 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치(100d)는, 발열체(10d)인 전기모터로부터 열을 전도받는 열전도부(200d)와, 열전도부(200d)에 결합되며 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부(400d)를 형성하는 하우징(300d)과, 냉각수 수용부(400d)에 내재되며 열전도부(200d)를 냉각하도록 냉각수의 난류강도를 증가시켜 열전도부(200d)에 공급하고 냉각수가 냉각수 수용부(400d)의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛(500d)과, 열전도부(200d)가 결합되는 하우징(300d)의 일면에 대향되는 하우징(300d)의 타면에 착탈가능하게 결합되어 하우징(300d)의 외면에 설치된 복수의 핀부재(310d)를 냉각하는 냉각팬(600d)을 포함한다.

본 실시예에 따른 열전도부(200d)는 발열체(10d)인 SERVO 모터, BLDC 모터 등의 전기모터에 직접 또는 간접으로 접촉되며, 전기모터(10d)에서 열을 전도받는다. 여기서, 열전도부(200d)는 구리, 알루미늄 등 열전도율이 우수한 열전도성 부재로 제조될 수 있다.

도 20을 참조하면, 열전도부(200d)는 전기모터(10d)에 직접 또는 간접으로 접촉되고 하우징(300d)에 결합되는 플레이트(210d)와, 임펠러유닛(500d)에 대향되는 플레이트(210d)의 일면에 형성된 오목홈부(230d)와, 오목홈부(230d)의 바닥면에 형성된 요철(250d)을 포함한다.

또한, 도 18 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치는, 일단부가 발열체(10d)인 전기모터에 접촉되고 타단부가 열전도부(200d)에 접촉되어 전기모터(10d)로부터 열을 열전도부(200d)로 전달하는 적어도 하나 이상의 히트파이프(700d)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 히트파이프(700d)는 전기모터(10d) 코어의 외측을 따라 원주방향으로 적어도 하나 이상 배치된다.

히트파이프(700d)는 전기모터(10d)의 동작 중에 발생되는 열을 열전도부(200d)로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 전기모터(10d)에서 발생되는 열은 히트파이프(700d)의 일단부에서 히트파이프(700d)의 타단부로 전달된다.

따라서, 본 실시예에서 히트파이프(700d)의 타단부로 전달된 열은 열전도부(200d)에 전도되며, 열전도부(200d)에 공급된 냉각수에 의해 냉각된다.

이하 본 발명의 제5 실시예에 따른 열전도부(200d)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도부(200)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각수 수용부(400d)를 형성하는 하우징(300d)과, 임펠러유닛(500d) 및 냉각팬(600d)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(300)과, 임펠러유닛(500) 및 냉각팬(600)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치(100d)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 19를 참조하면, 냉각수 수용부(400d)에 수용된 냉각수는 임펠러(510d)의 회전축을 구성하는 냉각수 공급배관(551d)을 통해 열전도부(200d)의 중심부로 공급된다.

이는 히트파이프(700d)를 통해 전기모터(10d)에서 전도되는 열에 의해 열전도부(200d)의 중심부가 가장 고온으로 가열되므로 열전도부(200d)의 중심부를 집중적으로 냉각하여 냉각효율을 향상시키기 위함이다.

또한, 임펠러(510d)의 회전 시 베어링부재(590d)와 냉각수 공급배관(551d) 간의 마찰을 감소시키기 위해 베어링부재(590d)의 내면과 접촉되는 냉각수 공급배관(551d)의 외면에 형성된 나사산(553d)의 나사골을 통해 냉각수가 열전도부(200d) 방향으로 공급된다.

그리고, 히트파이프(700d)를 통해 전도되는 열량을 증가시키기 위해 열전도부(200d)에 오목홈부(230d)를 형성하여 히트파이프(700d)에서 전도되는 열의 전도경로를 짧게 한다.

그리고, 열전도부(200d)로 공급된 냉각수는 임펠러(510d)의 회전에 의해 열전도부(200d)의 오목홈부(230d)에서 선회하면서 히트파이프(700d)에서 전도된 열을 냉각한다.

임펠러(510d)에 의해 오목홈부(230d)에 수용된 냉각수는 더욱 잘 혼합되므로 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있으며, 또한 임펠러(510d)의 회전에 의해 냉각수의 난류강도가 증가되므로 열전도부(200d)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 오목홈부(230d)의 바닥면에 형성된 복수의 요철(250d)에 의해 냉각수의 난류강도가 더욱 증가되어 열전도부(200d)에 전도된 열에 대한 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 냉각수는 열전도부(200d)를 냉각하는 동안 가열되는데, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400d)의 내면에 형성된 복수의 홈부(410d)를 통해 냉각수 수용부(400d)의 상부영역으로 이동된다.

그리고, 가열된 냉각수는 냉각수 수용부(400d)의 상부영역에서 하우징(300d)에 설치된 복수의 핀부재(310d) 및 하우징(300d)에 설치된 냉각팬(600d)에 의해 냉각된 후 다시 냉각수 공급배관(551d)을 통해 열전도부(200d)로 순환된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각장치(100d)를 이용하여 전기모터(10d)를 냉각함으로써, 전기모터(10d)의 코어에 대한 냉각효율을 극대화할 수 있어 전기모터(10d)의 소형화 및 전력효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기에 대하여 설명하기로 한다.

도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 분해사시도이고, 도 23은 도 21의 F-F 단면도로써, 제2 유체의 흐름을 나타내는 확대도이고, 도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 제1 하우징을 나타내는 사시도이다.

도 21 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기는, 제1 유체가 흐르는 제1 파이프(100e)와, 제1 파이프(100e)의 내부에 배치되며 제1 유체와 다른 온도를 갖는 제2 유체가 유입되는 제2 파이프(110e)와, 제1 파이프(100e)의 내부에 배치되고 제2 파이프(110e)와 연통되며 제2 유체가 유출되는 제3 파이프(120e)와, 제1 파이프(100e)의 내부에 배치되고 제2 파이프(110e)와 제3 파이프(120e)를 연통되게 상호 연결하며 제1 유체와 제2 유체가 상호 열교환되게 하는 열교환유닛(200e)을 포함한다.

본 실시예는 제1 파이프(100e)를 따라 흐르는 고온의 제1 유체의 열을 전달받아 제2 파이프(110e) 및 제3 파이프(120e)를 따라 흐르는 저온의 제2 유체를 가열하는 열교환기에 관한 것으로서, 제1 유체와 제2 유체 사이의 열전도율을 향상시켜 열교환을 효율적으로 하기 위해 제2 파이프(110e)와 제3 파이프(120e)를 상호 연결하는 열교환유닛(200e)이 설치된다.

또한, 본 실시예에서는 제1 파이프(100e)에 고온의 제1 유체가 흐르고 제2 파이프(110e) 및 제3 파이프(120e)에 저온의 제2 유체가 흐르도록 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 제1 파이프(100e)에 저온의 제1 유체가 흐르고 제2 파이프(110e) 및 제3 파이프(120e)에 고온의 제2 유체가 흘러 상호 열교환될 수도 있다.

본 실시예에 따른 열교환유닛(200e)은, 제2 파이프(110e) 및 제3 파이프(120e)의 일단부에 각각 연결되어 상호 결합되며 제2 유체가 수용되는 제2 유체 수용부(300e)를 형성하는 제1 하우징(210e) 및 제2 하우징(230e)와, 제1 하우징(210e) 및 제2 하우징(230e)의 외면에 각각 설치된 복수의 제1 핀부재(250e) 및 제2 핀부재(255e)와, 제2 유체 수용부(300e)에 내재되며 제2 유체의 난류강도를 증가시키고 제2 유체가 제2 파이프(110e)와 제3 파이프(120e)를 따라 흐르게 하는 임펠러유닛(270e)을 포함한다.

제1 하우징(210e)은 제1 파이프(100e)의 내부에 배치되고 제2 파이프(110e)의 일단부에 연결되고, 제2 하우징(230e)은 제1 파이프(100e)의 내부에 배치되고 제3 파이프(120e)의 일단부에 연결된다.

상기와 같은 제1 하우징(210e) 및 제2 하우징(230e)이 상호 결합되어 본 실시예에서의 열교환유닛(200e)의 외관을 형성한다.

그리고, 제1 하우징(210e) 및 제2 하우징(230e)은 고온의 제1 유체와 접촉되는 표면적을 증대시켜 열전도율을 향상시키기 위해, 외면에 각각 복수의 제1 핀부재(250e)와 제2 핀부재(255e)가 설치된다.

복수의 제1 핀부재(250e) 및 제2 핀부재(255e)로 전달된 제1 유체의 열은 각각 제1 하우징(210e)과 제2 하우징(230e)을 통해 제2 유체에 전달되고 제2 유체를 가열하는 열원으로 작용한다.

상기와 같이, 제1 유체에서 전도되는 열로 제2 유체를 가열하도록 제1 및 제2 하우징(210e,230e)과 제1 및 제2 핀부재(250e,255e)는 구리, 알루미늄 등 열전도율이 우수한 열전도성 부재로 제조될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제2 하우징(230e)의 중심부에 제2 유체가 수용되는 제2 유체 수용부(300e)가 형성된다.

여기서, 제2 유체 수용부(300e)는 제2 파이프(110e)와 연통되어 제2 유체가 흐르는 유로를 형성한다.

그리고, 본 실시예에서는 제2 유체 수용부(300e)의 내부에 임펠러유닛(270e)이 내재되게 설치되므로, 제2 유체 수용부(300e)는 임펠러유닛(270e)이 삽입되어 안착되도록 내면에 임펠러 안착부(330e)가 마련된다.

임펠러 안착부(430e)은 제2 유체 수용부(300e)의 내면을 절곡하여 형성하며, 절곡된 영역에 임펠러유닛(270e)이 안착된다.

한편, 본 실시예에서 제2 유체는 제2 파이프(110e)를 따라 공급되고 제2 유체 수용부(300e)에 마련된 임펠러유닛(270e)에 의해 선회된 후, 제3 파이프(120e)를 따라 이동된다.

따라서, 본 실시예에서는 제2 유체가 임펠러유닛(270e)에 의해 선회되어 제2 유체 수용부(300e)의 내면측방향으로 유동되는 경우에, 제2 유체가 제2 유체 수용부(300e)의 내면과 임펠러유닛(270e)의 외면 사이에서 제3 파이프(120e)방향으로 이동될 수 있도록, 제2 유체 수용부(300e)의 내면에 높이방향으로 길게 형성된 복수의 홈부(310e)가 형성된다. 여기서 복수의 홈부(310e)는 제2 유체가 흐르는 유로를 형성한다.

한편, 도 24를 참조하면, 임펠러유닛(270e)에 대향되는 제1 하우징(210e)의 일면에는 오목홈부(211e)가 형성되며, 오목홈부(211e)의 바닥면에는 복수의 요철(213e)이 형성된다.

제1 하우징(210e)의 일면에 오목홈부(211e) 및 요철(213e)을 형성함으로써, 제2 유체가 접촉되는 표면적을 증대시킬 수 있으며, 또한 임펠러유닛(270e)에 의해 제2 유체가 오목홈부(211e)에서 선회하는 동안 제2 유체의 난류강도를 더욱 증대시킬 수 있어 열전도효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는 제1 하우징(210e)의 일면에 오목홈부(211e)를 형성하였으나, 제2 유체 수용부(300e)가 제1 하우징(210e)에 형성되고 제2 유체 수용부(300e)에 임펠러유닛(270e)이 내재되게 설치된 경우에, 오목홈부(211e)는 제2 하우징(230e)의 일면에 형성될 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는 제2 유체 수용부(300e)의 내부에 임펠러유닛(270e)을 설치하여 제1 유체와 제2 유체의 열교환효율을 상승시키며, 또한 임펠러유닛(270e)은 제2 유체가 제2 파이프(110e) 및 제3 파이프(120e)를 따라 흐를 수 있도록 하는 동력을 제공한다.

그리고, 본 실시예에서 임펠러유닛(270e)은, 제2 유체 수용부(300e)에 삽입되어 안착된 케이싱(272e)과, 제2 유체 수용부(300e)에 내재되어 회전하는 임펠러(271e)와, 케이싱(272e)을 관통하여 임펠러(271e)의 중심부에 결합되고 임펠러(271e)와 함께 회전하며 제2 유체가 내부를 관통하는 중공형상의 제2 유체 배관(273e)과, 케이싱(272e)의 내부에 배치되고 제2 유체 배관(273e)을 회전시켜 임펠러(271e)를 회전시키는 임펠러 구동부(275e)와, 케이싱(272e)에 결합되고 제2 유체 배관(273e)의 외면을 감싸도록 배치되어 제2 유체 배관(273e)의 외면을 접촉지지하는 베어링부재(276e)를 포함한다.

케이싱(272e)은 임펠러 안착부(330e)에 안착된 상태에서 임펠러(271e)를 지지하는 역할을 한다.

임펠러(271e)는 케이싱(272e)과 오목홈부(211e) 사이에 배치되어 회전함에 따라 제2 유체를 선회시키고 제2 유체를 제2 파이프(110e)에서 제3 파이프(120e) 방향으로 공급하는 역할을 한다.

임펠러(271e)의 회전에 의해 제2 유체의 난류강도가 증가되므로 제1 유체와 제2 유체간의 열교환효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서 제2 유체는 제2 파이프(110e)에서 제3 파이프(120e) 방향으로 공급된다.

구체적으로 제2 유체는 제2 파이프(110e)에서 임펠러(271e)에 대향되게 공급되고, 임펠러(271e)에 의해 제2 유체 수용부(300e)의 내부에서 선회된 후, 제2 유체 수용부(300e)의 내면과 케이싱(272e)의 외면 사이에 형성된 복수의 홈부(310e)를 따라 제3 파이프(120e)로 공급되고 동시에 임펠러(271e)의 중심부에 결합된 제2 유체 배관(273e)을 관통하여 제3 파이프(120e)로 공급된다.

제2 유체 배관(273e)은 일단부가 케이싱(272e)의 내부에 배치된 임펠러 구동부(275e)에 결합되고 타단부가 케이싱(272e)을 관통하여 임펠러(271e)의 중심부에 결합되며, 임펠러(271e)와 함께 회전된다. 또한, 제2 유체 배관(273e)은 제2 유체가 내부를 관통하여 흐를 수 있도록 중공형상으로 형성된다.

즉, 제2 유체 배관(273e)은 제2 유체를 제3 파이프(120e)로 공급하는 역할과 동시에 임펠러(271e)의 회전축 역할을 한다.

한편, 오목홈부(211e)의 바닥면 중심부로 유입된 제2 유체가 보다 고르고 원활하게 오목홈부(211e)의 내측면 방향으로 유동될 수 있도록, 임펠러(271e)는 제2 유체 배관(273e)을 중심으로 방사형으로 배열된 복수의 블레이드를 포함한다.

임펠러(271e)의 회전 시 복수의 블레이드가 오목홈부(211e)의 내부에서 제2 유체에 원심력을 가하게 되므로 오목홈부(211e)의 내부에 수용된 제2 유체는 원심력에 의해 오목홈부(211e)의 내측면방향으로 유동됨과 동시에 오목홈부(211e)의 내측면을 따라 선회한다.

오목홈부(211e)의 내측면을 따라 선회하는 제2 유체는, 도 23에서 도시한 바와 같이, 제2 유체 수용부(300e)의 내면에 형성된 복수의 홈부(310e)를 통해 제2 유체 수용부(300e)의 상부영역으로 이동되고, 제2 유체 수용부(300e)의 상부영역에서 제3 파이프(120e)를 통해 배출된다.

임펠러 구동부(275e)는 케이싱(272e)의 내부에 배치되어 제2 유체 배관(273e)과 함께 임펠러(271e)를 회전시키는 역할을 하며, 케이싱(272e)의 내부에 장착되는 마그네트를 포함하는 브러시리스(brushless) 모터로 적용됨이 바람직하다. 이와 같은 브러시리스 모터는 널리 상용화되어 있는 부품이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 임펠러(271e)는 제2 유체 배관(273e)을 회전축으로 회전하므로, 베어링부재(276e)는 케이싱(272e)에 결합되어 제2 유체 배관(273e)의 외면을 접촉지지하는 역할을 한다.

그리고, 제2 유체 배관(273e)이 베어링부재(276e)의 외면에 접촉되어 회전되므로, 본 실시예에서는 제2 유체 배관(273e)의 외면에 나사산(274e)을 형성하여 제2 유체 배관(273e)과 베어링부재(276e) 사이의 마찰을 감소시킨다.

또한, 제2 유체가 제2 유체 배관(273e)의 외면에 형성된 나사산(274e)의 나사골을 통해 제3 파이프(120e) 방향으로 공급될 수 있도록 하여 제2 유체가 베어링부재(276e)와 제2 유체 배관(273e) 사이의 윤활제 역할을 하도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 22 및 도 23을 참조하면, 제1 파이프(100e)를 따라 고온의 제1 유체가 유입되고 유출되는 동안 저온의 제2 유체는 제2 파이프(110e)에 유입되고 열교환유닛(200e)을 통해 제1 유체와 열교환한 후 가열된 상태로 제3 파이프(120e)를 따라 유출된다.

제2 유체는 제2 파이프(110e)를 따라 흐르는 동안 고온의 제1 유체로부터 복수의 제1 핀부재(250e) 및 제1 하우징(210e)을 통해 전달된 열에 의해 가열된다.

그리고, 제2 유체는 임펠러(271e)에 대향되는 제1 하우징(210e)의 일면에 형성된 오목홈부(211e)에서 임펠러(271e)에 의해 선회되어 난류강도가 증가된다.

또한, 본 실시예에서는 오목홈부(211e)에 복수의 요철(213e)이 형성되므로 제2 유체가 오목홈부(211e)에서 선회함에 따라 난류강도가 더욱 증가된다.

이처럼, 임펠러(271e) 및 복수의 요철(213e)에 의해 난류강도가 증가된 제2 유체는 제2 유체 수용부(300e)의 내면에 형성된 홈부(310e)와, 제2 유체 배관(273e) 및 제2 유체 배관(273e)의 외면에 형성된 나사산(274e)의 나사골을 통해 제2 유체 수용부(300e)의 상부영역으로 이동된다.

이처럼, 난류강도가 증가된 제2 유체는 제2 유체 수용부(300e)에서 고온의 제1 유체로부터 복수의 제2 핀부재(255e) 및 제2 하우징(230e)을 통해 전달된 열과 효율적으로 열교환을 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기를 이용하여 폐열을 회수하는 등의 열교환효율을 극대화할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10,10a,10b,10c,10d: 발열체 200,200a,200b,200c,200d: 열전도부
300,300a,300b,300c,300d: 하우징 400,400a,400b,400c,400d: 냉각수 수용부 200,200a,200b,200c,200d: 임펠러유닛 200,200a,200b,200c,200d: 냉각팬
100e: 제1 파이프 110e: 제2 파이프
120e: 제3 파이프 200e: 열교환유닛
270e: 임펠러유닛 300e: 제2 유체 수용부

Claims (15)

1. 발열체로부터 열을 전도받는 열전도부;
   상기 열전도부에 결합되며, 냉각수가 수용되는 냉각수 수용부를 형성하는 하우징; 및
   상기 냉각수 수용부에 내재되며, 상기 열전도부를 냉각하도록 상기 냉각수의 난류강도를 증가시켜 상기 열전도부에 공급하고, 상기 냉각수가 상기 냉각수 수용부의 내부에서 순환되게 하는 임펠러유닛을 포함하는 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각수는,
   상기 임펠러유닛의 중심부에서 상기 열전도부 방향으로 공급되고 상기 임펠러유닛의 외면과 상기 냉각수 수용부의 내면 사이에서 상기 냉각수 수용부의 높이방향으로 이동되어 순환하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 냉각수 수용부는,
   상기 임펠러유닛의 외면과 사이에 상기 냉각수의 유로를 형성하도록 내면에 높이방향으로 길게 형성된 복수의 홈부를 포함하는 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉각수 수용부는,
   상기 임펠러유닛이 삽입되어 안착되도록 내면에 마련된 임펠러 안착부를 포함하는 냉각장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 임펠러유닛은,
   상기 냉각수 수용부에 내재되어 회전하는 임펠러;
   상기 임펠러 안착부에 삽입되어 안착된 케이싱;
   상기 케이싱을 관통하여 상기 임펠러의 중심부에 결합되며, 상기 임펠러와 함께 회전하면서 상기 냉각수를 상기 임펠러의 중심부에서 상기 열전도부 방향으로 공급하는 냉각수 공급부; 및
   상기 케이싱의 내부에 배치되며, 상기 냉각수 공급부를 회전시켜 상기 임펠러를 회전시키는 임펠러 구동부를 포함하는 냉각장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 냉각수 공급부는,
   일단부가 상기 임펠러 구동부에 결합되고 타단부가 상기 임펠러의 중심부에 결합되어 상기 임펠러와 함께 회전되며, 상기 냉각수가 내부를 관통하는 중공형상의 냉각수 공급배관을 포함하는 냉각장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 임펠러유닛은,
   상기 케이싱에 결합되고 상기 냉각수 공급배관의 외면을 감싸도록 배치되어 상기 냉각수 공급배관의 외면을 접촉지지하는 베어링부재를 더 포함하며,
   상기 베어링부재의 내면에 접촉되는 상기 냉각수 공급배관의 외면에는 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 냉각수 수용부는 상기 하우징의 중심부에 형성되며,
   상기 하우징의 외면에는 상기 열전도부에 의해 가열된 상기 냉각수를 냉각하도록 핀부재가 방사형으로 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 열전도부가 결합되는 상기 하우징의 일면에 대향되는 상기 하우징의 타면에 착탈가능하게 결합되어 상기 복수의 핀부재를 냉각하는 냉각팬을 더 포함하는 냉각장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 열전도부는,
    상기 하우징에 결합되는 플레이트;
    상기 임펠러유닛에 대향되는 상기 플레이트의 일면에 형성된 오목홈부; 및
    상기 오목홈부의 바닥면에 형성된 복수의 요철을 포함하는 냉각장치.
11. 제1항에 있어서,
    일단부가 상기 발열체에 접촉되고 타단부가 상기 열전도부에 접촉되어, 상기 발열체로부터 열을 상기 열전도부로 전달하는 적어도 하나 이상의 히트파이프를 더 포함하는 냉각장치.
12. 제1 유체가 흐르는 제1 파이프;
    상기 제1 파이프의 내부에 배치되며, 상기 제1 유체와 다른 온도를 갖는 제2 유체가 유입되는 제2 파이프;
    상기 제1 파이프의 내부에 배치되고 상기 제2 파이프와 연통되며, 상기 제2 유체가 유출되는 제3 파이프; 및
    상기 제1 파이프의 내부에 배치되고 상기 제2 파이프와 상기 제3 파이프를 연통되게 상호 연결하며, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 상호 열교환되게 하는 열교환유닛을 포함하며,
    상기 열교환유닛은,
    상기 제2 파이프 및 상기 제3 파이프의 일단부에 각각 연결되어 상호 결합되며, 상기 제2 유체가 수용되는 제2 유체 수용부를 형성하는 제1 하우징 및 제2 하우징;
    상기 제1 하우징 및 제2 하우징의 외면에 각각 설치된 복수의 핀부재; 및
    상기 제2 유체 수용부에 내재되며, 상기 제2 유체의 난류강도를 증가시키고 상기 제2 유체가 상기 제2 파이프와 상기 제3 파이프를 따라 흐르게 하는 임펠러유닛을 포함하는 열교환기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 임펠러유닛은,
    상기 제2 유체 수용부에 내재되어 회전하는 임펠러;
    상기 제2 유체 수용부에 삽입되어 안착된 케이싱;
    상기 케이싱을 관통하여 상기 임펠러의 중심부에 결합되고 상기 임펠러와 함께 회전하며, 상기 제2 유체가 내부를 관통하는 중공형상의 제2 유체 배관;
    상기 케이싱의 내부에 배치되고, 상기 제2 유체 배관을 회전시켜 상기 임펠러를 회전시키는 임펠러 구동부; 및
    상기 케이싱에 결합되고 상기 제2 유체 배관의 외면을 감싸도록 배치되어 상기 제2 유체 배관의 외면을 접촉지지하는 베어링부재를 포함하며,
    상기 베어링부재의 내면에 접촉되는 상기 제2 유체 배관의 외면에는 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 유체 수용부는,
    상기 임펠러유닛의 외면과 사이에 상기 제2 유체의 유로를 형성하도록 내면에 높이방향으로 길게 형성된 복수의 홈부를 포함하는 열교환기.
15. 제13항에 있어서,
    상기 임펠러에 대향되는 상기 제1 하우징 또는 상기 제2 하우징 중 어느 하나의 일면에는 오목홈부가 형성되며,
    상기 오목홈부의 바닥면에는 복수의 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.

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