KR20190131395A

KR20190131395A - 냉각 장치

Info

Publication number: KR20190131395A
Application number: KR1020180056208A
Authority: KR
Inventors: 여지원
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2019-11-26
Also published as: KR102512814B1

Abstract

본 발명은 작동유체를 냉각시키는 응축부, 상기 작동유체가 이동하여 열교환을 하는 증발부, 상기 응축부로부터 상기 증발부로 상기 작동유체가 이동하는 제1 배관 및 상기 증발부로부터 기화된 상기 작동유체가 상기 응축부로 이동하는 제2 배관을 포함하며, 상기 증발부는 구획벽을 통해 제1 이동공간과 제2 이동공간으로 나눠지며, 상기 구획벽의 하부 영역에는 상기 제1 이동공간과 상기 제2 이동공간을 연결하는 제1 이동통로가 형성되고, 상기 제1 이동공간을 통해 유입되는 상기 작동유체는 상기 제1 이동통로 통해 상기 제2 이동공간으로 이동하여 열교환을 일으키는 냉각장치를 제공한다.

Description

냉각 장치{Cooling device}

실시예는 냉각 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기계 장치에 사용되는 센서, 제어기 등의 국부적인 발열을 냉각시키기 위한 냉각 장치에 관한 것이다.

최근 환경 문제 대책의 일환으로서, 모터의 구동력을 이용하는 하이브리드 차량, 연료전지 차량, 전기 차량 등의 발전이 더욱 더 주목받고 있다.

상술한 바와 같은 차량은 일반적으로, HSG 제어를 위한 전자소자와, 모터 제어를 위한 전자소자가 필수로 구비되며, 이러한 전자소자들은 구동을 위하여 전력(electricity) 공급 시 가열되기 때문에, 반드시 별도의 냉각수단이 필요하다.

이와 관련된 기술로, 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치)에는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 인버터가 개시된 바 있으며, 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)에는 반도체 소자의 하측면에 접하도록 설치되며, 내부에 유체가 흐르면서 열교환하도록 형성되는 히트싱크가 개시된 바 있다.

도 1을 참조하면, 종래에는 차량의 엔진 룸에 구비된 각각의 전자소자(e)를 냉각시키기 위하여, 배관 라인(l)을 통하여 냉매를 이송 후 냉매와 전자소자(e)를 열교환 시켰던 것이다.

그러나, 이러한 종래의 전자소자 냉각 방식은 냉매를 각각의 전자소자(e)로 이송하기 위한 배관 라인(l)과, 냉매가 배관 라인(l)을 따라 이동하기 위한 동력을 생산하는 펌프(p)가 필요하므로, 엔진 룸의 구조를 복잡하게 만들 뿐만 아니라, 펌프를 구동시키기 위한 추가 동력이 필요한 문제점이 있다.

또한, 최근 자율주행이 각광을 받으면서 그에 필요한 센서, 영상처리 장치 측 전자소자의 열이 추가로 발생하게 되었다. 이 열에 대한 냉각방식으로 기존의 위와 같은 방식을 채택할 경우, 배관 라인이 길어질 뿐만 아니라, 내부 공간적 상황은 더 열악해 질 수 있으며, PC의 전자소자 냉각 방식으로 양산되고 있는 히트 파이프(Heat pipe)를 적용할 경우, 소재의 부식 문제가 제기 될 수 있기 때문에, 내구성을 가져야 하는 차량에 적합하지 않은 문제점이 있다.

따라서, 이러한 종래의 냉각 장치가 가지는 단점을 해소할 수 있는 새로운 냉각 장치의 필요성이 대두되고 있다.

(특허문헌 1) 특허문헌 1) 국내공개 특허공보 제2017-0079177호(명칭: 전자소자 냉각용 열교환기, 공개일: 2017.07.10)

실시예는 열을 발생시키는 부재에 직접 부착되어 펌프 없이 순환하는 냉매 냉각 방식을 이용하는 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 증발부의 구성을 다층구조로 분리하여 열흡수 효과를 증대시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는, 작동유체를 냉각시키는 응축부; 상기 작동유체가 이동하여 열교환을 하는 증발부; 상기 응축부로부터 상기 증발부로 상기 작동유체가 이동하는 제1 배관; 및 상기 증발부로부터 상기 작동유체가 기화되어 상기 응축부로 이동하는 제2 배관을 포함하며, 상기 증발부는 구획벽을 통해 제1 이동공간과 제2 이동공간으로 나눠지며, 상기 구획벽의 일 영역에는 상기 제1 이동공간과 상기 제2 이동공간을 연결하는 제1 이동통로가 형성되고, 상기 제1 이동공간을 통해 유입되는 상기 작동유체는 상기 제1 이동통로 통해 상기 제2 이동공간으로 이동하여 열교환을 일으키는 냉각장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 제1 이동통로는 상기 구획벽의 하부에 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 증발부는 상기 구획벽을 통해 제1 이동공간과 제2 이동공간으로 구획되는 본체부, 상기 제1 이동공간을 밀폐하는 제1 외벽, 및 상기 제2 이동공간을 밀폐하는 제2 외벽을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 이동공간의 상기 구획벽에는 복수의 돌기가 형성되어 열교환면적을 증대시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 이동공간을 밀폐하는 상기 제2 외벽에는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌기는 상기 제2 외벽과 면접촉을 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌기는 상기 구획벽과 수직으로 돌출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌기는 사각기둥형상을 구비할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 이동공간의 상부에는 제2 이동통로가 구비되며, 상기 제2 이동통로는 상기 제1 이동공간과 구획부에 의해 차단될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 이동공간의 제1 내벽의 상측에는 내측으로 함입되는 유입부가 배치되며, 상기 유입부는 상기 제1 배관과 연결되어 상기 작동유체가 유입될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 이동공간의 상기 제1 내벽과 마주보는 상기 제2 내벽 상측에는 상기 제2 이동통로와 상기 제1 이동공간을 연결하는 제3 이동통로가 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 이동공간에는 상기 제1 이동통로를 통해 유입되는 기포를 제3 이동통로로 가이드하는 가이드부가 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 가이드부는 상기 제1 내벽 및 상기 제2 내벽과 이격되며, 경사를 가지도록 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 가이드부는 상기 구획벽과 곡면으로 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관은 상기 제1 외벽에 함께 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 배관은 상기 응축부의 하부에 연결되며, 상기 제2 배관은 상기 응축부의 상부에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획부의 일영역에는 돌출턱이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 복수의 돌기는 서로 다른 높이를 가질 수 있다.

바람직하게는, 상기 복수의 돌기는 상기 제1 이동통로에서 상기 제2 이동통로의 방향으로 비율적으로 돌기의 높이가 낮아지는 냉각장치.

실시예에 따르면, 전자소자의 일측에 부착되어 전자소자의 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 작동 유체의 부족으로 인한 dry-out을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전열면의 비등 효과로 냉각되지 못하고 초과되는 열량을 전도를 통해 다른 층에 전달하여 냉각 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전열면(후면)으로 유입되기 전에 전면을 거쳐가기 때문에, 작동유체가 균일하게 흐를 수 있을 뿐만 아니라, 전도를 통한 열전달로 작동유체의 과냉도를 줄일 수 있어 냉각 효과를 증대할 수 있다.

또한, 기체가 빠져나갈 수 있는 공간을 구비하여 전열면적에 기포 누적으로 인한 성능 저하를 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래에 차량의 엔진 룸에 구비된 각각의 전자소자를 냉각시키기 위한 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 전방사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 후방사시도이고,
도 4는 본 발명의 구성요소인 증발부를 후방에서 바라본 분해사시도이고,
도 5는 도 4의 구성인 본체부의 후면을 바라본 도면이고,
도 6은 본 발명의 구성요소인 증발부를 전방에서 바라본 분해사시도이고,
도 7은 도 6의 구성요소인 본체부의 전면을 바라본 도면이고,
도 8은 본 발명의 구성요소인 증발부의 일실시예를 바라본 분해사시도이고,
도 9는 도 8의 구성요소인 본체부의 전면을 바라본 도면이고,
도 10은 본 발명에서 작동유체의 냉각흐름을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 10은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 전방사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 후방사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치(1)는 응축부(100), 증발부(200), 제1 배관(110) 및 제2 배관(120)을 포함할 수 있다.

응축부(100)는 작동유체를 냉각하여 증발부(200)로 공급할 수 있다. 응축부(100)는 증발부(200)에서 열교환이 되어 기화된 작동유체를 냉각하여 증발부(200)로 공급할 수 있다. 응축부(100)의 냉각방법은 제한이 없으며, 자연냉각 또는 강제냉각 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

증발부(200)는 응축부(100)로부터 작동유체를 공급받으며, 작동유체는 증발부(200) 내부를 순환할 수 있다. 증발부(200)는 전기장치에 사용되는 반도체 장치, 다이오드, 트랜지스터, 저항 및 콘덴서 등의 열을 발생하는 전자소자와 접촉할 수 있다. 이러한 전자소자는 일반적으로 온도가 일정온도 이상 높아질 경우, 성능이 저하되거나 작동이 되지 않는 문제점이 존재한다.

본 발명의 증발부(200)는 전자소자와 연결되어 열교환을 하여 전자소자의 성능저하를 방지하며, 전자소자의 발열로 인해 작동유체는 비등하여 기체상태로 변환하게 된다.

증발부(200)는 열교환을 용이하게 하도록 금속 재질로 구비될 수 있다. 일실시예로, 증발부(200)는 알루미늄이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 열전도도가 높은 다양한 재질이 사용될 수 있다.

또한, 증발부(200)는 제1 외벽(230), 제2 외벽(240) 및 제1 외벽(230)과 제2 외벽(240) 사이에 배치되는 본체부(210)를 포함하는 복수의 층상구조로 구비될 수 있다. 복수의 층상구조는 제작상의 편의를 위한 것으로 층의 수나 연결구조는 제한되지 않는다. 증발부(200)의 구조는 아래에서 다시 설명하도록 한다.

제1 배관(110)은 응축부(100)로부터 증발부(200)로 작동유체가 이동될 수 있다. 제1 배관(110)의 형상은 제한이 없으며, 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다. 일실시예로, 제1 배관(110)은 응축부(100)의 하부에 연결되어 중력에 의해 증발부(200)로 공급될 수 있다.

제2 배관(120)은 증발부(200)에서 기화된 작동유체가 응축부(100)로 이동될 수 있다. 제2 배관(120)은 응축부(100)의 상부에 연결될 수 있다. 기화된 작동유체는 응축부(100)의 상부로 유입되어 냉각되며, 액화된 작동유체는 중력에 의해 자동적으로 아래측에 위치하는 제1 배관(110)을 향해 이동할 수 있다.

제1 배관(110)과 제2 배관(120)은 제1 외벽(230) 또는 제2 외벽(240) 중 어느 일측에 함께 연결될 수 있다. 이는 냉각장치(1)가 전자소자와 연결을 용이하도록 하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 구성요소인 증발부(200)를 후방에서 바라본 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 구성인 본체부(210)의 후면을 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 구성요소인 증발부(200)를 전방에서 바라본 분해사시도이고, 도 7은 도 6의 구성요소인 본체부(210)의 전면을 바라본 도면이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 증발부(200)는 구획벽(211)을 통해 작동유체가 이동하는 제1 이동공간(212)과 제2 이동공간(213)으로 구획되는 본체부(210), 제1 이동공간(212)의 전면에 연결되어 제1 이동공간(212)을 밀폐하는 제1 외벽(230) 및 제2 이동공간(213)의 전면에 연결되어 제2 이동공간(213)을 밀폐하는 제2 외벽(240)을 포함할 수 있다.

본체부(210)는 구획벽(211)을 통해 작동유체가 이동할 수 있는 제1 이동공간(212)과 제2 이동공간(213)을 구획될 수 있으며, 구획벽(211)의 하부에는 제1 이동공간(212)과 제2 이동공간(213)을 연결하는 제1 이동통로(214)가 형성될 수 있다.

제1 이동공간(212)으로 유입되는 작동유체는 중력에 의해 아래로 하강하게 되며, 하강된 작동유체는 제1 이동통로(214)를 통해 제2 이동공간(213)으로 이동할 수 있다. 제2 이동공간(213)으로 이동한 작동유체는 제2 외벽(240)과 연결되는 전자소자와 열교환을 하여 기화되어 응축기로 이동할 수 있다.

일실시예로, 제1 이동공간(212)은 구획벽(211)과 구획벽(211)의 양측에 배치되는 제1 내벽(210b)과 제2 내벽(210c)을 통해 형성될 수 있으며, 제1 이동통로(214)는 구획벽(211) 하부에 가로방향으로 세장형으로 형성될 수 있다. 제1 내벽(210b)의 상측에는 내측으로 함입되는 유입부(210a)가 배치되며, 유입부(210a)는 응축부(100)로부터 공급되는 작동유체가 유입될 수 있다.

세장형으로 마련되는 제1 이동통로(214)는 유입부(210a)를 통해 공급되는 작동유체가 제2 이동공간(213) 전체로 공급될 수 있도록 한다. 이러한 제1 이동통로(214)는 제2 이동공간(213)에서 작동유체가 가열되는 경우 일측으로 치우치는 공급이 아닌 전체적으로 작동유체를 공급하여 냉각효율을 증대할 수 있다.

제2 이동공간(213)은 구획벽(211)을 통해 구획되며, 구획벽(211)의 상부에는 제2 이동통로(216)가 형성되고, 구획벽(211)의 하부에는 제1 이동공간(212)과 연결되는 제1 이동통로(214)가 형성될 수 있다.

제2 이동통로(216)는 제2 이동공간(213)으로 유입된 작동유체가 가열되어 비등되며, 기화된 작동유체가 이동할 수 있다.

제2 이동통로(216)의 일측에는 제2 내벽(210c)보다 내측으로 합입된 유출부(216a)가 형성되며, 제2 이동통로(216)로 이동된 작동유체는 유출부(216a)를 통해 빠져나가 응축부(100)로 이동할 수 있다.

제2 이동통로(216)는 구획벽(211)을 관통하나, 제1 이동공간(212)에 구비되는 구획부(219)에 의해 제1 이동공간(212)과는 차단될 수 있다. 이는 기체가 유입부(210a)로 들어가는 것을 방지하기 위함이다.

구획부(219)의 일영역에는 제1 이동공간(212)과 제2 이동통로(216)를 연결하는 제3 이동통로(217)가 형성될 수 있다. 일실시예로, 제3 이동통로(217)는 제1 이동공간(212)의 제2 내벽(210c)의 상측에 배치될 수 있다. 제3 이동통로(217)는 제1 이동공간(212)에서 발생되는 기포나 제2 이동공간(213)에서 발생된 기포가 제1 이동통로(214)를 넘어들어오는 경우, 이를 다시 제2 이동통로(216)로 이동시킬 수 있다.

구획부(219)는 작동유체의 가열로 발생된 기포가 유입부(210a)로 들어가는 것으로 방지하기 위해 경사를 가지도록 배치될 수 있으며, 구획부(219)의 일 영역에는 돌출턱(219a)이 형성되어 기포가 유입부(210a)로 들어가는 것으로 차단할 수 있다.

또한, 제2 이동통로(216)는 유입부(210a)보다 상측에 배치될 수 있다. 이는 제2 이동공간(213)에서 기화되어 상승하는 기체가 유입부(210a)로 흘러들어가지 않도록 하기 위함이다.

제2 이동공간(213)을 형성하는 구획벽(211) 또는 제2 외벽(240) 중 어느 하나에는 제2 이동공간(213)을 향하도록 복수의 돌기(215)가 형성될 수 있다. 복수의 돌기(215)는 제2 외벽(240)에 접촉하는 전자소자에서 발생되는 열을 작동유체로 전달시 열전달 효율을 증대하는 것을 목적으로 한다. 도면에서는 돌기(215)가 구획벽(211)에서 돌출되는 것으로 나타나고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제2 외벽(240)에서 제2 이동공간(213)을 향하도록 돌출되는 구조로 배치될 수 있다.

구획벽(211)은 제1 이동공간(212)과 제2 이동공간(213)을 구획하며, 제2 이동공간(213)에서 가열된 작동유체는 구획벽(211)을 통해 제1 이동공간(212)에 위치하는 작동유체로 열을 전달하게 된다.

이는 비등을 통해 열량이 높아진 제2 이동공간(213)의 작동유체가 구획벽(211)을 통해 제1 이동공간(212)에 존재하는 작동유체로 열을 전달하기 때문에 제2 이동공간(213)에서는 열확산이 발생하며, 제1 이동공간(212)의 작동유체는 과냉도를 줄일 수 있어 증발부(200)의 성능을 향상시킬 수 있다.

돌기(215)는 제2 외벽(240)과 면접촉을 할 수 있다. 이는 제2 외벽(240)과 접촉하는 전자소자의 열을 작동유체로 전달하는 효율을 증대할 수 있다.

돌기(215)는 구획벽(211)으로부터 수직으로 돌출될 수 있다. 일실시예로, 돌기(215)는 사각기둥의 형상으로 마련될 수 있다. 사각기둥 형상의 돌기(215)는 상면이 제2 외벽(240)과 접촉하여 전자소자에서 발생하는 열을 돌기(215)로 전달하며, 사각기둥의 측벽은 작동유체로 열을 전달할 수 있다.

구획벽(211)에 수직으로 돌출되는 구조를 구비하는 돌기(215)로 인해 그 부분에서 작동유체의 표면장력이 생기게 되며, 용이하게 머무를 수 있게 된다.

또한, 수직으로 형성되는 측벽은 구획벽(211)과 접촉하는 영역에서 비등을 통해 기포가 발생되며, 수직으로 연결되는 측벽에 발생된 기포는 측벽으로부터 이탈이 용이하게 된다.

또한, 복수의 돌기(215)는 기포의 자유도를 증대시켜 기체 유동에 따른 dry-out을 늦출 수 있다.

또한, 복수의 돌기(215)는 서로 다른 높이를 구비할 수 있다. 일실시예로, 복수의 돌기(215)는 제1 이동통로(214)에서 제2 이동통로(216)의 방향으로 비율적으로 돌기(215)의 높이가 낮아질 수 있으며, 이는 작동유체의 액막에 의한 냉각 혹은 커진 기포들의 유동을 용이하게 하여 성능을 높일 수 있다.

복수로 마련되는 돌기(215)는 일정간격을 배열되어 작동기체를 전체적으로 고르게 가열할 수 있다. 이를 통해 전자소자로부터 전달되는 열에 의한 부등가열을 방지할 수 있다.

제1 외벽(230)은 제1 이동공간(212)의 전면에 결합하여 제1 이동공간(212)을 밀폐할 수 있다. 제1 외벽(230)에는 제1 연결홀(231)과 제2 연결홀(232)이 형성될 수 있다.

제1 연결홀(231)은 제1 이동공간(212)에 배치되는 유입부(210a)의 전면에 배치되어 제1 배관(110)의 일측 단부가 연결될 수 있다. 제1 연결홀(231)을 통해 유입되는 액상의 작동유체는 제1 이동공간(212)으로 이동할 수 있다.

제2 연결홀(232)은 제2 이동공간(213)의 제2 이동통로(216)에 배치되는 유출부(216a)의 전면에 배치될 수 있다. 제2 연결홀(232)은 작동유체가 제1 이동공간(212)에서 제2 이동공간(213)으로 이동하는 경우, 전자소자의 열을 받아 비등이 일어나게 되며, 기화된 작동유체가 이동하는 통로의 역할을 할 수 있다. 제2 연결홀(232)을 통해 유입되는 기상의 작동유체는 제2 배관(120)에 의해 응축부(100)로 이동할 수 있다.

제2 외벽(240)은 제2 이동공간(213)의 전면에 결합하여 제2 이동공간(213)을 밀폐할 수 있다. 제2 외벽(240)은 전자소자와 접촉하여 열을 작동유체로 전달하며, 제2 외벽(240)의 형상은 접촉하는 전자소자의 형상과 밀착되도록 다앙하게 변형실시될 수 있다.

도 8은 본 발명의 구성요소인 증발부(200)의 일실시예를 바라본 분해사시도이고, 도 9는 도 8의 구성요소인 본체부(210)의 전면을 바라본 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 구성요소인 증발부(200)의 일실시예는 가이드부(218)를 포함할 수 있다.

가이드부(218)는 제1 이동공간(212)에 경사를 가지도록 배치되어 제1 이동통로(214)를 통해 유입되는 기포를 제3 이동통로(217)로 가이드할 수 있다. 가이드부(218)는 제1 내벽(210b) 및 제2 내벽(210c)과 이격되도록 배치될 수 있다. 이는 제1 내벽(210b)과 가이드부(218)의 일측 단부의 이격통로를 통해 제1 이동공간(212) 내부로 작동유체를 공급하기 위함이다. 또한, 제2 내벽(210c)과 가이드부(218)의 타측 단부의 이격 통로는 제1 이동통로(214)로 유입되는 작동유체의 기포를 유출부(216a)로 이동시킬 수 있다.

일실시예로, 가이드부(218)는 돌출된 막대형상을 구비할 수 있으며, 가이드부(218)는 구획벽(211)과 곡면으로 연결될 수 있다. 이는 가이드부(218)에서 작동유체가 기화되는 것을 방지하기 위함이다. 곡면의 형상에는 제한이 없으며, 다양한 형태로 연결 가능하다.

도 10은 본 발명에서 작동유체의 냉각흐름을 나타내는 도면이다. 도 10의 (a)는 증발부(200)의 제1 이동공간(212)에서 바라본 작동유체의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 증발부(200)의 측면에서 바라본 작동유체의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 10의 (c)는 증발부(200)의 제2 이동공간(213)에서 바라본 작동유체의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 유입부(210a)를 통해서 유입되는 작동유체는 제1 이동공간(212)에서 하방으로 이동하여 제1 이동통로(214)를 통해 제2 이동통로(216)로 이동하게 된다.

제2 이동공간(213)으로 유입되는 작동유체는 하부에서부터 가열되기 시작하여 상부로 이동하게 되며, 이동과정에서 비등을 통해 기화되어 상승하게 된다. 상승된 기체는 제2 이동통로(216)에서 유출부(216a)로 이동하여 제2 배관(120)을 타고 응축부(100)로 이동하면서 열교환이 발생된다.

또한, 제2 이동공간(213)에서 제1 이동통로(214)를 통해 제1 이동공간(212)으로 유입되는 기포는 가이드부(218)를 통해 유출부(216a)로 이동하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 냉각장치
100 : 응축부 110 : 제1 배관
120 : 제2 배관 200 : 증발부
210 : 본체부 210a : 유입부
210b : 제1 내벽 210c : 제2 내벽
211 : 구획벽 212 : 제1 이동공간
213 : 제2 이동공간 214 : 제1 이동통로
215 : 돌기 216 : 제2 이동통로
216a : 유출부 217 : 제3 이동통로
218 : 가이드부 219 : 구획부
219a : 돌출턱 230 : 제1 외벽
231 : 제1 연결홀 232 : 제2 연결홀
240 : 제2 외벽

Claims

작동유체를 냉각시키는 응축부;
상기 작동유체가 이동하여 열교환을 하는 증발부;
상기 응축부로부터 상기 증발부로 상기 작동유체가 이동하는 제1 배관; 및
상기 증발부로부터 상기 작동유체가 기화되어 상기 응축부로 이동하는 제2 배관을 포함하며,
상기 증발부는 구획벽을 통해 제1 이동공간과 제2 이동공간으로 나눠지며, 상기 구획벽의 일 영역에는 상기 제1 이동공간과 상기 제2 이동공간을 연결하는 제1 이동통로가 형성되고,
상기 제1 이동공간을 통해 유입되는 상기 작동유체는 상기 제1 이동통로 통해 상기 제2 이동공간으로 이동하여 열교환을 일으키는 냉각장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 이동통로는 상기 구획벽의 하부에 형성되는 냉각장치.
제2 항에 있어서,
상기 증발부는
상기 구획벽을 통해 제1 이동공간과 제2 이동공간으로 구획되는 본체부,
상기 제1 이동공간을 밀폐하는 제1 외벽, 및
상기 제2 이동공간을 밀폐하는 제2 외벽,
을 포함하는 냉각장치.
제3 항에 있어서,
상기 제2 이동공간의 상기 구획벽에는 복수의 돌기가 형성되어 열교환면적을 증대시키는 냉각장치.
제3 항에 있어서,
상기 제2 이동공간을 밀폐하는 상기 제2 외벽에는 복수의 돌기가 형성되는 냉각장치.
제4 항에 있어서,
상기 돌기는 상기 제2 외벽과 면접촉을 하는 냉각장치.
제4 항에 있어서,
상기 돌기는 상기 구획벽과 수직으로 돌출되는 냉각장치.
제7 항에 있어서,
상기 돌기는 사각기둥형상을 구비하는 냉각장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 이동공간의 상부에는 제2 이동통로가 구비되며,
상기 제2 이동통로는 상기 제1 이동공간과 구획부에 의해 차단되는 냉각장치.
제9 항에 있어서,
상기 제1 이동공간의 제1 내벽의 상측에는 내측으로 함입되는 유입부가 배치되며,
상기 유입부는 상기 제1 배관과 연결되어 상기 작동유체가 유입되는 냉각장치.
제9 항에 있어서,
상기 제1 이동공간의 상기 제1 내벽과 마주보는 상기 제2 내벽 상측에는 상기 제2 이동통로와 상기 제1 이동공간을 연결하는 제3 이동통로가 배치되는 냉각장치.
제11 항에 있어서,
상기 제1 이동공간에는 상기 제1 이동통로를 통해 유입되는 기포를 제3 이동통로로 가이드하는 가이드부가 배치되는 냉각장치.
제12 항에 있어서,
상기 가이드부는 상기 제1 내벽 및 상기 제2 내벽과 이격되며, 경사를 가지도록 배치되는 냉각장치.
제13 항에 있어서,
상기 가이드부는 상기 구획벽과 곡면으로 연결되는 냉각장치.
제4 항에 있어서,
상기 제1 배관과 상기 제2 배관은 상기 제1 외벽에 함께, 또는 본체부의 측면에 연결되는 냉각장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 배관은 상기 응축부의 하부에 연결되며, 상기 제2 배관은 상기 응축부의 상부에 연결되는 냉각장치.
제9 항에 있어서,
상기 구획부의 일영역에는 돌출턱이 형성되는 냉각장치.
제4 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 복수의 돌기는 서로 다른 높이를 가지는 냉각장치.
제18 항에 있어서,
상기 복수의 돌기는 상기 제1 이동통로에서 상기 제2 이동통로의 방향으로 비율적으로 돌기의 높이가 낮아지는 냉각장치.