KR20190006160A

KR20190006160A - 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치

Info

Publication number: KR20190006160A
Application number: KR1020180049533A
Authority: KR
Inventors: 원-텅 왕; 팅-즈 구
Original assignee: 정훙 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-04-30
Publication date: 2019-01-17
Also published as: MX2018005587A; PH12018000121B1; EP3399626A1; CN108808957A; TWI622255B; TW201843912A; CA3003817A1; PH12018000121A1; KR102015999B1; AU2018202761A1; US10809020B2; CA3003817C; AU2018202761B2; RU2687480C1; JP2018191502A; US20180320998A1

Abstract

유로를 구비한 액냉식 냉각 장치는, 표면에 긴 형상의 오목홈이 오목하게 설치되어 있고, 상기 오목홈의 적어도 일부 홈벽에 난류 구조가 설치되어 있으며, 상기 난류 구조는 상기 오목홈의 축방향을 따라 소정의 길이로 연신되는 베이스; 상기 베이스를 커버하면서 상기 오목홈을 덮어 액체가 통과할 수 있는 유로를 형성하되, 상기 난류 구조가 상기 유로를 완전히 폐쇄하지 않는 유로를 형성하는 커버체를 포함하며, 상기 베이스 및 상기 커버체 중 하나에 액체 유입구 및 액체 배출구가 설치되어 있으며, 상기 액체 유입구는 상기 유로의 일단에 연통되며, 상기 액체 배출구는 상기 유로의 타단에 연통된다.

Description

유로를 구비한 액냉식 냉각 장치{LIQUID-COOLED COOLING DEVICE WITH CHANNEL}

본 발명은 유로를 이용하여 액체 냉각 효과를 제공하는 기술에 관한 것으로, 특히 유로 내부에 난류 구조를 설치하여 냉각 효과를 증가시키는 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치에 관한 것이다.

종래의 유로를 사용하여 액체 냉각 효과를 제공하는 기술로서, 예를 들면 대만 특허 제200826435호에는 모터 또는 구동 스핀들의 제조 원가 및 기술을 낮춘 냉각 시스템 구조가 공개되었으며, 해당 출원은 모터 또는 구동 스핀들에 냉각튜브를 둘러싸게 설치하여, 냉매를 유입 및 순환시켜 냉각 효과에 도달하였다. 또한, 대만 특허 제I487251호에는 하우징에 방열 내부 유로를 구비한 전동기를 공개하였으며, 해당 출원은 모터 하우징의 벽에 유로를 삽입하는 기술을 공개하였으며, 주로 냉매를 상기 유로에 유입시켜 냉각 효과에 도달하였다.

상기 내용으로부터 알 수 있듯이, 현재 알려진 액냉식 냉각 장치는 모두 유로의 설치에만 초점을 맞추고 있지, 유로 내부의 구조에 대한 추가적인 설계를 통해 냉각 효과를 향상시키는 것이 전혀 없다.

본 발명의 주요 목적은 유로 내의 난류 구조를 통해 냉매의 유동을 변화시키는 효과에 도달하여, 냉매가 더욱 많은 열을 흡수할 수 있도록 하여, 냉매의 순환 유동에 의해 열을 방출시켜, 더욱 좋은 냉각 효과에 도달하는 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유로 내의 난류 구조를 통해 냉매와 접촉하는 면적을 증가시켜, 열이 냉매에 의해 더욱 쉽게 흡수될 수 있도록 하여, 냉매의 순환 유동에 의해 열을 방출시켜, 더욱 좋은 냉각 효과에 도달하는 유로를 구비한 액냉식 냉각장치를 제공하는 것이다.

상기 목적에 도달하기 위해, 본 발명은, 표면에 긴 형상의 오목홈이 오목하게 설치되어 있고, 상기 오목홈의 적어도 일부 홈벽에 난류 구조가 설치되어 있으며, 상기 난류 구조는 상기 오목홈의 축방향을 따라 소정의 길이로 연신되는 베이스; 상기 베이스를 커버하면서 상기 오목홈을 덮어 액체가 통과할 수 있는 유로를 형성하되, 상기 난류 구조가 상기 유로를 완전히 폐쇄하지 않는 유로를 형성하는 커버체를 포함하며, 상기 베이스 및 상기 커버체 중 하나에 액체 유입구 및 액체 배출구가 설치되어 있으며, 상기 액체 유입구는 상기 유로의 일단에 연통되며, 상기 액체 배출구는 상기 유로의 타단에 연통되는 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치를 제공한다.

이를 통해, 유로 내의 난류 구조에 의해 냉매의 유동을 변화시키고, 냉매와 접촉하는 면적을 증가시켜, 더욱 좋은 냉각 효과에 도달한다.

도1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 조립 사시도이다.
도2는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 분해도이다.
도3은 도1의 3-3의 절단선에 따른 단면도이다.
도4는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 동작 개략도이다.
도5는 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 일부 소자의 사시도이며, 베이스 구조를 나타낸다.
도6은 본 발명의 제3 바람직한 실시예의 일부 소자의 사시도이며, 베이스 구조를 나타낸다.

본 발명의 기술 특징을 상세하게 설명하기 위해, 이하 바람직한 실시예와 도면을 결합하여 상세하게 설명한다.

도1~도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 의해 제공되는 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치(10)는, 주로 베이스(11) 및 커버체(21)로 구성되며, 그 중, 상기 베이스(11)는 제1 실시예에서 공작기계의 구동 스핀들을 예로 하며, 표면에 긴 형상의 오목홈(12)이 오목하게 설치되어 있고, 상기 오목홈(12)은 저벽(底壁, 121) 및 2개의 측벽(122)을 구비하며 상기 베이스(11)의 표면을 따라 s형으로 왕복되며 만곡된 형태로 설치되며, 상기 베이스(11)의 축심에 평행하는 복수의 세로 구간(12S) 및 상기 구동 스핀들의 축심에 수직되는 복수의 가로 구간(12T)을 이루며, 상기 복수의 세로 구간(12S)의 오목홈(12)에 모두 난류 구조(14)가 설치되어, 상기 오목홈(12)은 복수의 일부 홈벽(즉, 저벽(121))에 모두 상기 난류 구조(14)가 설치되도록 하며, 상기 난류 구조(14)는 상기 오목홈(12)의 축방향을 따라 연신된다. 또한, 상기 난류 구조(14)는 상기 저벽(121)에 설치된다.

상기 커버체(21)는 상기 베이스(11)를 커버하면서 상기 오목홈(12)을 덮어 액체가 통과할 수 있는 유로(C)를 형성하며, 상기 복수의 난류 구조(14)는 상기 유로(3)을 완전히 폐쇄하지 않고, 상기 유로(C)는 냉매(99, 도4에 도시)가 흐르게 할 수 있다. 실제로 실시함에 있어서, 상기 복수의 난류 구조(14)와 상기 커버체(21) 사이가 소정의 거리만큼 이격시켜 공간(S)를 형성하며, 냉매(99)는 상기 유로(C)를 흐를 때, 상기 복수의 난류 구조(14)의 옆 및 상기 공간(S)을 지나면서 통과한다. 이 공간(S)은 냉매(99)가 막히지 않고 바로 통과할 수 있도록 하며, 이 공간(s)이 설치되지 않을 경우, 냉매(99)가 상기 유로(c)을 흐르면서 상기 복수의 난류 구조(14)를 지날 때, 비교적 큰 저항력을 받게 되어, 상기 복수의 난류 구조(14)의 옆으로만 천천히 통과할 수 있다.

상기 베이스(11)에 액체 유입구(16) 및 액체 배출구(18)가 설치되어 있으며, 상기 액체 유입구(16)는 상기 유로(C)의 일단에 연통되며, 상기 액체 배출구(18)는 상기 유로(C)의 타단에 연통된다. 다른 방법에서, 상기 액체 유입구(16) 및 상기 액체 배출구(18)는 상기 커버체(21)에 설치될 수도 있으며, 마찬가지로 상기 유로(C)의 양단과 연통될 수 있다. 제 1실시예에서는 상기 베이스(11)에 설치된 것만 예로 하였다. 냉매(99)는 상기 액체 유입구(16)를 통해 유입되고, 유로(C)을 통과한 후 상기 액체 배출구(18)를 통해 배출된다.

본 실시예에서, 각 상기 난류 구조(14)는 복수의 핀(141)으로 이루어지며, 상기 베이스(11)와 일체로 성형되며, 공작기계를 통해 가공할 수 있으며, 상기 베이스(11)에 오목홈(12)을 절삭할 때 상기 핀(141)들을 직접 절삭하여, 상기 핀(141)들이 상기 베이스(11)에 일체로 성형되도록 하며, 상기 복수의 핀(141)의 상단과 상기 커버체(21) 사이에 상기 공간(S)을 형성한다. 그밖에, 상기 복수의 핀(141)은 긴 형상을 이루면서 상기 오목홈(121)의 축방향을 따라 연신되며, 상기 오목홈(12)의 축방향에 평행하며, 상기 복수의 핀(141)은 서로 평행하고 소정의 간격으로 이격된다. 상기 복수의 핀(141)은 상기 오목홈(121)의 각 세로 구간(12S)에 각각 위치하므로, 여러 개의 구간으로 서로 분리된 형태를 이루며, 서로 인접한 두 구간의 복수의 핀(141)은 상기 오목홈(12)의 상기 가로 구간(12T)에 의해 서로 분리된다.

실시함에 있어서, 상기 복수의 핀(141)과 상기 2개의 측벽(122) 사이의 거리는 두 핀(141) 사이의 거리보다 크다. 이러한 설계는 냉매(99)가 통과할 때, 상기 2개의 측벽(122)과 핀(141) 사이의 틈새를 쉽게 통과할 수 있도록 한다.

이상, 제1 실시예의 구조에 대해 설명하였으며, 이하 제1 실시예의 동작 상태에 대해 설명한다.

작동하기 전에, 먼저 냉매(99)를 제공하는 입수관(미도시)을 상기 액체 유입구(16)에 연결하고, 출수관(미도시)을 상기 액체 배출구(18)에 연결하며, 냉매(99)를 주입하여 상기 유로(C)에 냉매(99)가 가득 차도록 한다. 이에 따라, 상기 냉매(99)를 구동시키면, 상기 입수관를 통해 상기 유로(C)에 유입되고, 상기 출수관를 통해 배출된다. 입수관과 출수관 및 순환장치를 외부 연결하는 것은 잘 알려져 직접 이해할 수 있는 기술이므로, 도면으로 도시하지 않았다.

도4에 도시한 바와 같이, 작동 시 냉매(99)를 구동시켜 지속적으로 상기 액체 유입구(16)를 통해 상기 유로(C)에 유입되어, 상기 각 난류 구조(14)를 흐르도록 한다. 이어서, 냉매(99)가 상기 난류 구조(14)를 흐르는 과정에 대해 설명한다. 냉매(99)는 상기 난류 구조(14)를 흐를 때, 상측의 공간(S)도 흐르고, 상기 복수의 핀(141) 사이도 흐른다. 상기 복수의 핀(141)은 상기 베이스(11)에 설치되므로, 상기 베이스(11)의 열을 그 표면에 전달하여 상기 냉매(99)가 흡수하도록 하고, 또한 상기 복수의 핀(141) 사이의 공간 단면적이 작아, 상기 난류 구조(14)를 흐르는 냉매(9) 유속이 느리므로, 상기 복수의 핀(141) 상의 열을 효과적으로 흡수할 수 있다. 상기 공간(S)을 흐르는 냉매(99)는 상기 유속이 빠르므로, 아래에 위치한 상기 난류 구조(14) 옆에 있는 냉매(99)의 흐름을 돕는다. 이를 통해, 상기 복수의 핀(141)의 열을 효과적으로 빼앗아갈 수 있으며, 또한 효과적으로 냉매(99)를 흘려서 상기 유로(C)로부터 배출시킬 수 있어, 열을 효과적으로 빼앗아 냉각시키는 효과에 도달한다.

이로부터 알 수 있듯이, 본 제1 실시예는 유로(C) 내의 난류 구조(14)를 통해 냉매(99)의 유동을 변화시키는 효과에 도달하여, 냉매(99)가 더욱 많은 열을 흡수할 수 있도록 하며, 냉매(9)의 순환 유동에 의해 열을 방출시킨다. 또한, 본 제1 실시예는 유로(C) 내의 난류 구조(14)를 통해 냉매(99)와 접촉하는 면적을 증가시켜, 열이 냉매(99)에 의해 더욱 쉽게 흡수될 수 있도록 하여, 냉매(99)의 순환 유동에 의해 열을 방출시킨다. 이를 통해 종래 기술에 비해 더욱 좋은 냉각 효과에 도달할 수 있다.

보충 설명해야 할 점은, 상기 난류 구조(14)의 복수의 핀(141)은 상이한 높이를 가진 형태로 설계될 수 있다. 이처럼 상이한 높이의 설계는 핀(141)과 냉매(99)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으며, 제조자의 요구에 따라 조절할 수 있다. 이러한 구조는 도3을 통해 직접 이해할 수 있으므로, 도면에 도시하지 않겠다.

도5를 참조하면, 본 발명의 제2 바람직한 실시예에서 제공하는 유로를 구비한 액냉식 냉각장치(10')는 주요 구성이 제1 실시예와 동일하며, 차이점은 아래와 같다.

상기 오목홈(12')은 상기 베이스(11')를 따라 나선으로 설치되어 나사 형상을 이루며, 상기 난류 구조(14')는 상기 오목홈(12')의 일단으로부터 타단까지 연속적으로 연신 설치된다.

제2 실시예의 나머지 구조, 동작 방식 및 도달하고자 하는 효과는 모두 제1 실시예와 동일하므로, 다시 설명하지 않는다.

도6을 참조하면, 본 발명의 제3 바람직한 실시예에서 제공하는 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치(10'')는 주요 구성이 제1 실시예와 동일하며, 차이점은 아래와 같다.

상기 베이스(11'')는 공작기계의 구동 스핀들을 예로 하지 않았으며, 평판형의 구조를 예로 들며, 이를 통해 그 하측에 부착되는 열원에 대해 방열 또는 냉각 효과를 제공할 수 있다.

제3 실시예의 나머지 구조, 동작 방식 및 도달하고자 하는 효과도 제1 실시이예와 동일하므로, 다시 설명하지 않는다.

보충 설명해야 할 점은, 상기 제3 실시예에서, 상기 난류 구조는 모두 핀을 예로 들었으나, 기타 난류 구조일 수도 있으며, 예를 들면 복수의 기둥체가 오목홈 저벽으로부터 위로 연신되어 형성되거나, 복수의 볼록점이 저벽으로부터 위로 형성된 구조도 핀과 유사한 효과에 도달할 수 있으며, 단지 방열 면적을 증가시키고 흐름을 원활하게 함에 있어서 모두 핀의 효과에 미치지 못하는 문제가 있을 수 있으나, 이러한 구조 변화는 여전히 본 출원의 난류 구조로 간주되어, 본 출원의 출원전리범위에 포함되어야 한다.

10-유로를 구비한 액냉식 냉각 장치
11-베이스
12-오목홈
121-저벽
122-측벽
12S-세로 구간
12T-가로 구간
14-난류 구조
141-핀
16-액체 유입구
18-액체 배출구
21-커버체
99-냉매
C-유로
S-공간
10'-유로를 구비한 액냉식 냉각 장치
11'-베이스
12'-오목홈
14'-난류 구조
10''-유로를 구비한 액냉식 냉각 장치
11''-베이스

Claims

표면에 긴 형상의 오목홈이 오목하게 설치되어 있고, 상기 오목홈의 적어도 일부 홈벽에 난류 구조가 설치되어 있으며, 상기 난류 구조는 상기 오목홈의 축방향을 따라 소정의 길이로 연신되는, 베이스;
상기 베이스를 커버하면서 상기 오목홈을 덮어 액체가 통과할 수 있는 유로를 형성하되, 상기 난류 구조가 상기 유로를 완전히 폐쇄하지 않는 유로를 형성하는 커버체를 포함하며,
상기 베이스 및 상기 커버체 중 하나에 액체 유입구 및 액체 배출구가 설치되어 있으며, 상기 액체 유입구는 상기 유로의 일단에 연통되며, 상기 액체 배출구는 상기 유로의 타단에 연통되는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 난류 구조와 상기 커버체 사이는 소정의 거리만큼 이격되어 공간을 형성하는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 오목홈은 저벽 및 2개의 측벽을 구비하며, 상기 난류 구조는 상기 저벽에 설치되는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 난류 구조는 상기 베이스와 일체로 성형되는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 난류 구조는 복수의 핀으로 구성되는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제5항에 있어서,
상기 난류 구조의 복수의 핀은 긴 형상을 이루고 상기 오목홈의 축방향을 따라 연신되며, 상기 오목홈의 축방향에 평행하는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제6항에 있어서,
상기 난류 구조의 복수의 핀은 서로 평행하며 소정의 거리만큼 이격되어 있는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제7항에 있어서,
상기 난류 구조의 복수의 핀은 분리되어 여러 개의 구간을 형성하며, 서로 인접한 두 구간의 복수의 핀은 소정의 거리만큼 이격되어 있는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제7항에 있어서,
상기 오목홈은 저벽 및 측벽을 구비하며, 상기 난류 구조는 상기 저벽에 설치되며, 상기 난류 구조와 2개의 측벽 사이의 거리는 2개의 핀 사이의 거리보다 큰, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제7항에 있어서,
상기 난류 구조의 복수의 핀은 상이한 높이를 가지는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 액체 유입구 및 상기 액체 배출구는 상기 베이스에 설치되는, 유로를 구비한 액냉식 냉각 장치.