KR20190132902A - Cooling device with mechanical deformation using phase change - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cooling device with a mechanical deformation using phase change, to increase heat transfer efficiency. According to the present invention, the cooling device with a mechanical deformation using phase change comprises: a base installed to receive heat transferred from a heat source; a hollow cylinder fixed and installed to receive the heat transferred from the base; a fixed fin fixed and installed in the fixed cylinder to receive the heat transferred from the fixed cylinder; a piston air-tightly or water-tightly closing the inner part of the fixed cylinder in a direction perpendicular to the axial direction and inserted to be slid in the axial direction to form a reception room for receiving a phase change material; and an elastic member applying elastic restoration force to the piston toward the base. Accordingly, when the temperature of the heat transferred from the heat source is low, the phase of the phase change material is changed in a volume decrease direction and the piston is operated to be returned to a retreat position of a base side by the elastic restoration force of the elastic member. When the temperature of the heat transferred from the heat source is high, the phase of the phase change material is changed in a volume increase direction and the piston is operated to resist the elastic restoration force of the elastic member to move from the retreat position to a forward position in an opposite direction to the base.

Description

상변화 기구변형 냉각장치 {COOLING DEVICE WITH MECHANICAL DEFORMATION USING PHASE CHANGE}Phase change mechanism deformation chiller {COOLING DEVICE WITH MECHANICAL DEFORMATION USING PHASE CHANGE}

본 발명은, 상변화 기구변형 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 내부에 구비된 상변화물질의 수축 팽창에 따라 기구적으로 형태가 변형되는 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a phase change mechanism deformation cooling apparatus, and more particularly, to a cooling apparatus that is mechanically deformed in accordance with the shrinkage expansion of the phase change material provided therein.

일반적으로 냉각장치는, 대상기기의 온도를 냉각시키는 장치이다. 대상기기는 반도체 등의 전기전자 소자와 태양광 발전패널, 전기모터 뿐 아니라, 내연기관 엔진, 에어컨 실외기 등을 포함할 수 있다. 온도의 냉각은, 현재온도의 저하 뿐 아니라, 현재온도의 유지나 현재온도의 상승 억제 내지는 상승률 저하나 유지를 포함하는 개념이다.Generally, a cooling device is a device which cools the temperature of a target apparatus. The target device may include not only an electric and electronic device such as a semiconductor, a solar power panel and an electric motor, but also an internal combustion engine engine and an air conditioner outdoor unit. The cooling of the temperature is a concept including not only the present temperature drop but also the maintenance of the present temperature, the suppression of the increase in the present temperature, or the decrease of the rate of increase or maintenance.

일반적으로 냉각장치는, 방열기기, 예컨대 방열판 형태로 제공될 수 있고, 이는 방열핀(FIN)을 포함할 수 있다. 방열핀은, 열원으로부터 흡수한 열이 방산될 수 있는 표면적을 크게 한 기구이다. 방열기기는, 열전도성이 우수한 재질로 이루어진다. 이러한 재질로서는, 금, 은, 백금, 구리나 알루미늄과 같은 금속 또는 이들의 합금, 열전도성 실리콘과 같은 합성재 등이 이용될 수 있다. 그리고 방열기기 전체가 이들 재질로 이루어져도 좋고, 그 표면만 이들 재질로 코팅되어도 실용적인 효과가 있는 경우가 있다. 예컨대 알루미늄 코팅의 경우, 열전도도가 167 W/m.K인 AL6061 또는 열전도도가 218 W/m.K인 AL6101을 이용할 수 있다.In general, the cooling device may be provided in the form of a heat sink, for example, a heat sink, which may include a heat radiation fin (FIN). The heat radiation fin is a mechanism in which the surface area where heat absorbed from the heat source can be dissipated is increased. The radiator is made of a material having excellent thermal conductivity. As such a material, gold, silver, platinum, metals such as copper or aluminum or alloys thereof, synthetic materials such as thermally conductive silicon, and the like can be used. The whole radiator may be made of these materials, and even if only its surface is coated with these materials, there may be a practical effect. For example, in the case of aluminum coating, AL6061 having a thermal conductivity of 167 W / m.K or AL6101 having a thermal conductivity of 218 W / m.K can be used.

방열기기나 방열판, 방열핀 등은, 선, 면, 입체 형상으로 형성될 수 있고, 예컨대 벌집(honeycomb)형상으로 형성되어도 좋다. 방열핀은, 열원에 열적으로 접촉하여 열을 흡수하는 베이스에 직접적으로, 또는 기둥 등의 중간 전열(傳熱; 열전달)부재를 경유하여 간접적으로 장착된다.The heat dissipation device, the heat dissipation plate, the heat dissipation fin, or the like may be formed in a line, plane, or three-dimensional shape, and may be formed in, for example, a honeycomb shape. The heat radiating fins are mounted directly to a base that thermally contacts the heat source and absorbs heat, or indirectly via an intermediate heat transfer member such as a pillar.

한편, 상변화물질(PCM; Phase change Material)을 함유한 방열판이 알려져 있다. 이는 상변화물질이 열을 흡수하는 잠열(Latent Heat)을 이용한다. 따라서, 열원으로부터의 열이 베이스를 거쳐 흡수되면, 이 열이 기둥 등을 거쳐 직접 방열핀을 통해 대기로 방산될 뿐 아니라, 이 열이 기둥 등의 내부에 구비된 수용공간에 수용된 상변화물질의 상변화에 잠열로서 이용되면서 흡수되므로, 열의 처리효과가 증대된다.On the other hand, a heat sink containing a phase change material (PCM) is known. This uses latent heat, which the phase change material absorbs heat from. Therefore, when heat from the heat source is absorbed through the base, the heat is not only dissipated to the atmosphere through the heat radiation fins directly through the column or the like, but also the phase change material phase contained in the accommodating space provided inside the column or the like. Since it is absorbed while being used as latent heat for change, the effect of heat treatment is increased.

여기서, 상변화물질은 이 수용공간에 가능한 한 꽉 채워져서 수용될 필요가 있다. 예컨대 공기층이 형성되면, 이 수용공간을 에워싸는 구조물로부터 상변화물질로 열전달이 제대로 이루어지지 않아, 방열성능의 저하가 우려된다.Here, the phase change material needs to be accommodated as tightly as possible in this accommodation space. For example, when the air layer is formed, heat transfer from the structure surrounding the accommodation space to the phase change material is not performed properly, which may cause deterioration of the heat radiation performance.

하지만, 상변화물질은, 상변화에 의해 상이 변화되면, 체적이 변화된다. 예컨대, 상변화물질이 흡열에 의해 고체에서 액체로 상변화되면, 대개 약 10~15%의 체척이 증가되고, 액체에서 기체로 상변화되면, 수배 내지 수십배로 체적이 증가된다. 따라서, 이 수용공간이 고정된 내부공간을 가지면, 상변화물질의 누설이 우려된다. 그러므로 이 수용공간에는, 신축성이 요구된다.However, in a phase change material, when a phase changes by phase change, a volume changes. For example, when the phase change material phase changes from solid to liquid by endotherm, the volume of about 10-15% is usually increased, and when the phase change material is changed from liquid to gas, the volume increases several times to several tens of times. Therefore, if this accommodation space has a fixed internal space, leakage of phase change material is feared. Therefore, elasticity is required for this accommodation space.

종래에 하기 특허문헌과 같이, 상변화에 의한 체적의 증감에 따라 수용공간의 체적이 증감되는 기술이 알려져 있다. 이 기술은, '하부 면의 적어도 일부가 열원과 접촉하여 열원으로부터 발생하는 열을 상 변화 물질에 전달하는 베이스 판 (10), 베이스 판의 외 측 가장 자리로부터 내부 방향으로 소정의 간격으로 이격된 베이스 판의 상부에 형성되고 그 내부 공간에 상 변화 물질을 수용하는 상 변화 물질 수용 케이스(20), 및 몸체의 내 측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면과 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 결합되고 상부에 다수개의 방열핀이 형성된 방열 케이스(30)를 포함하는 방열판(100)으로서, 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점과 상기 측면 지점의 하측 사선 방향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점이 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판'을 개시하고 있다.Conventionally, as in the following patent document, a technique is known in which the volume of the accommodation space increases or decreases with the increase or decrease of the volume due to a phase change. This technique is characterized in that 'the base plate 10 at least a portion of the bottom surface is in contact with the heat source and transfers heat generated from the heat source to the phase change material, spaced at a predetermined interval inward from the outer edge of the base plate. The phase change material accommodating case 20 formed on the base plate and accommodating the phase change material in the inner space thereof, and the inner side of the body can slide in the up and down directions with the outer side of the phase change material accommodating case. A heat dissipation plate 100 including a heat dissipation case 30 coupled to and formed with a plurality of heat dissipation fins thereon, the base plate of which at least two side points of the heat dissipation case body are symmetrical to each other and the base plate opposite to the lower diagonal direction of the side points. Disclosed is a variable volume heat sink, characterized in that the upper surface points are connected by elastic members having tensile properties.

이 특허문헌의 방열판은, 상변화물질이 수용되는 공간을, 상하방향으로 슬라이딩되는 수용케이스와 방열케이스에 의해 형성하고, 수용케이스와 결합된 베이스판과 방열케이스 사이를 인장형 탄성부재로 연결한 것이다. 따라서, 흡열에 의해 상변화물질의 체적이 증가되면, 탄성부재의 탄성력에 항거하여 수용케이스와 방열케이스가 이격되는 방향으로 상대이동하여 상변화물질의 수용공간이 증가되고, 방열에 의해 상변화물질의 체적이 감소되면, 탄성부재의 탄성력에 의해 수용케이스와 방열케이스가 접근되는 방향으로 상대이동하여 상변화물질의 수용공간이 감소되도록 작용한다. 이로써 상변화물질의 누설이 방지된다.The heat dissipation plate of this patent document is formed by an accommodating case and a heat dissipation case which slide up and down in a space in which a phase change material is accommodated, and is connected between the base plate and the heat dissipation case coupled with the accommodating case with a tensile elastic member. will be. Therefore, when the volume of the phase change material is increased by the endotherm, the receiving space of the phase change material is increased by moving relative to the space between the accommodating case and the heat dissipation case in response to the elastic force of the elastic member. When the volume of is reduced, it moves relative to the direction in which the accommodating case and the heat dissipation case approach by the elastic force of the elastic member acts to reduce the receiving space of the phase change material. This prevents the leakage of phase change material.

등록특허 10-0946406호 공보Publication No. 10-0946406

상기 특허문헌의 기술은, 수용케이스와 방열케이스가 수밀하게 끼워진 채로 서로 상하방향으로 접근 이격 가능하게 구성되어 있다. 그런데, 열원의 대상기기에 베이스판이 접촉 설치되어 있으므로 베이스판이 고정되어 있고, 이 베이스판에 수용케이스가 고정 설치되어 있다. 따라서, 고정부는 베이스판과 수용케이스이고, 가동부는 방열케이스임을 알 수 있다. 그리고 이 방열케이스에, 열을 대기로 방사시키는 방열핀이 구비되어 있다.The technique of the said patent document is comprised so that access space is mutually accessible in the up-down direction, with the accommodating case and the heat dissipation case being tightly fitted. By the way, since the base plate is in contact with the target device of the heat source, the base plate is fixed, and the housing case is fixed to the base plate. Accordingly, it can be seen that the fixing part is the base plate and the accommodating case, and the movable part is the heat dissipation case. The heat dissipation case is provided with heat dissipation fins for radiating heat to the atmosphere.

그런데, 열은 베이스판을 통해 수용케이스에 전달되고, 이 열은 방열케이스로 전달된 후 방열핀을 통해 대기로 방사되도록 되어 있지만, 수용케이스와 방열케이스는 서로 상하방향으로 슬라이딩 상대이동되도록 되어 있고, 이들 사이에는 O링 등의 밀봉링이 개재되어 있다. 따라서 수용케이스로부터 방열케이스로 열이 원활하게 전달되지 못하는 열전달의 차단현상이 발생되어, 열이 방열핀을 통해 대기로 방사되지 못하거나 효율이 저하되게 된다.By the way, the heat is transferred to the housing case through the base plate, the heat is transmitted to the heat radiation case and then radiated to the atmosphere through the heat radiation fins, but the storage case and the heat radiation case is sliding relative to each other in the vertical direction, Between these, sealing rings, such as an O ring, are interposed. Therefore, a heat transfer blockage phenomenon occurs in which heat cannot be smoothly transferred from the accommodating case to the heat dissipation case, and heat is not radiated to the atmosphere through the heat dissipation fin or the efficiency is deteriorated.

그리고 방열핀이 고정 형태로 구비되어 있으므로, 설계된 열용량을 초과하는 열을 처리할 수가 없다는 문제가 있다.And since the heat radiation fin is provided in a fixed form, there is a problem that it can not handle heat exceeding the designed heat capacity.

본 발명은, 이러한 종래기술의 문제를 해소하기 위한 것으로서, 상변화물질을 수용하는 수용실의 내부공간의 체적이 상변화에 따라 가변되는 구조에 있어서, 열원으로부터 열을 전달받도록 설치되는 베이스로부터의 열이 베이스에 고정 설치된 고정실린더에 고정 설치된 고정 방열핀(고정핀)에 전달됨으로써 열전달의 차단현상이 방지되어 열전달 효율이 향상되는 상변화 기구변형 냉각장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve this problem of the prior art, in a structure in which the volume of the internal space of the chamber containing the phase change material is changed in accordance with the phase change, from the base installed to receive heat from the heat source It is intended to provide a phase change mechanism deformation cooling apparatus in which heat is transferred to a fixed heat radiation fin (fixed fin) fixed to a fixed cylinder installed on a base, thereby preventing heat transfer blocking and improving heat transfer efficiency.

또한, 본 발명은, 열원으로부터의 열에 의해 팽창 수축되는 상변화물질의 체적변화에 따라 위치가 변화되는 가변부(피스톤) 및 탄성부재에 의해 추가적인 가동 방열핀(가동핀)이 슬라이딩 접촉부(전열변형부)에 의해 열전달을 유지하면서 대기 측으로 돌출 및 복귀되도록 구성되어, 열원으로부터의 열이 저온일 때는 탄성부재의 탄성복원력에 의해 가동핀이 후퇴위치(원위치)로 복귀되어 가동핀의 대기 노출이 최소화되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는 가동핀이 상기 후퇴위치로부터 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 전진위치로 돌출되어 대기 노출이 최대화되어, 열부하에 따라 방열핀의 대기 노출 정도가 조절되는 상변화 기구변형 냉각장치를 제공하고자 하는 것이다.In addition, the present invention is an additional movable heat dissipation fin (moving fin) by the variable portion (piston) and the elastic member is changed in position according to the volume change of the phase change material that is expanded and contracted by the heat from the heat source (heat transfer deformation portion) It is configured to protrude and return to the atmosphere while maintaining heat transfer.When the heat from the heat source is low temperature, the movable pin is returned to the retracted position (home position) by the elastic restoring force of the elastic member to minimize the atmospheric exposure of the movable pin. When the heat from the heat source is high, the movable pin protrudes from the retracted position to the forward position in response to the elastic restoring force of the elastic member to maximize the atmospheric exposure, so that the degree of atmospheric exposure of the heat radiating fin is adjusted according to the heat load. It is to provide a cooling device.

또한, 본 발명은, 열원으로부터의 열에 의해 팽창 수축되는 상변화물질의 체적변화에 따라 위치가 변화되는 가변부(피스톤) 및 탄성부재에 의해 가변부에 연동하여 돌출 및 복귀되는 접촉부가 접촉스위치에 접촉 및 분리되도록 구성되어, 열원으로부터의 열이 저온일 때는 탄성부재의 탄성복원력에 의해 접촉부가 후퇴위치로 복귀되어 접촉스위치에 대한 접촉부의 접촉이 해제되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는 접촉부가 상기 후퇴위치로부터 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 전진위치로 돌출되어 접촉스위치에 대한 접촉부의 접촉이 이루어지게 되어, 열부하에 따라 접촉스위치에 대한 접촉부의 접촉 및 해제가 조절되는 상변화 기구변형 냉각장치를 제공하고자 하는 것이다.In addition, the present invention, the contact portion protruding and returning in conjunction with the variable portion by the variable portion (piston) and the elastic member whose position is changed in accordance with the volume change of the phase change material that is expanded and contracted by the heat from the heat source to the contact switch It is configured to be contacted and separated, and when the heat from the heat source is low temperature, the contact portion is returned to the retracted position by the elastic restoring force of the elastic member so that the contact portion is released from the contact switch, and when the heat from the heat source is high temperature, the contact portion The phase change mechanism deformation cooling apparatus which protrudes from the retracted position to the forward position against the elastic restoring force of the elastic member to make contact with the contact switch, and thus the contact and release of the contact part with respect to the contact switch are adjusted according to the heat load. Is to provide.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 상변화 기구변형 냉각장치는, 열원으로부터 열을 전달받도록 설치되는 베이스와, 상기 베이스로부터 열을 전달받도록 고정 설치되고, 상기 베이스에 의해 개구가 폐쇄되도록 설치되는 중공 통 형상의 고정실린더와, 상기 고정실린더로부터 열을 전달받도록 상기 고정실린더에 고정 설치되는 고정핀(fin)과, 상기 고정실린더의 내부를 축방향에 수직인 방향으로 수밀 또는 기밀하게 가로막고 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워져서 상변화물질을 수용하는 수용실을 형성하는 피스톤과, 상기 피스톤에 대해 상기 베이스 방향 쪽으로 탄성복원력을 가하는 탄성부재를 포함하여 이루어지고, 열원으로부터의 열이 저온일 때는, 상변화물질이 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤이 상기 베이스 쪽의 후퇴위치로 복귀되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 피스톤이 상기 후퇴위치로부터 상기 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 상기 베이스 반대방향 쪽의 전진위치로 이동되도록 작동됨을 특징으로 한다.The phase change mechanism modified cooling device of the present invention for achieving the above object includes: a base which is installed to receive transfer heat from the heat source, it is provided fixed to receive transfer heat from the base, the hollow, which is installed such that the opening is closed by the base A cylindrical fixed cylinder , a fixing pin fixed to the fixed cylinder so as to receive heat from the fixed cylinder, and the inside of the fixed cylinder in a direction perpendicular to the axial direction, in a watertight or airtight direction, in an axial direction. A piston which is slidably fitted to form a receiving chamber for accommodating the phase change material, and an elastic member that exerts an elastic restoring force toward the base direction with respect to the piston, when the heat from the heat source is low the phase change material and a volume decrease direction by the elastic restoring force of the elastic member Group the piston is returned to the retracted position of the base side, when the heat of from the heat source temperature, and the phase change material in the phase change to a volume increasing direction by the piston resisting the elastic restoring force of the elastic member from the retracted position And move to a forward position opposite the base.

그리고 여기서, 상기 고정실린더의 상기 베이스 반대측 단부에 형성되는 개구와, 상기 피스톤의 상기 개구를 향하는 측에 구비되어, 상기 개구를 관통하는 돌출봉과, 상기 돌출봉에 고정되어 상기 돌출봉의 이동에 따라 형태나 자세, 위치가 변형되고, 상기 고정실린더로부터 열을 전달받도록 상기 고정실린더에 접촉 설치되는 전열변형부와, 상기 전열변형부로부터 열을 전달받도록 상기 전열변형부에 고정 설치되는 가동핀(fin)을 더 포함하여 이루어지고, 열원으로부터의 열이 저온일 때는, 상변화물질이 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤이 상기 후퇴위치로 복귀됨에 따라 상기 돌출봉에 고정된 상기 전열변형부 및 가동핀이 후퇴위치에 대응되는 형태나 자세, 위치로 변형되어, 상기 가동핀의 대기 노출 및 공기 접촉이 최소화되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 피스톤이 상기 후퇴위치로부터 상기 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 상기 전진위치로 이동됨에 따라 상기 돌출봉에 고정된 상기 전열변형부 및 가동핀이 전진위치에 대응되는 형태나 자세, 위치로 변형되어, 상기 가동핀의 대기 노출 및 공기 접촉이 최대화되어, 열부하에 따라 상기 가동핀의 대기 노출 정도가 조절되도록 작동됨이 바람직하다.And wherein the opening formed in the base opposite end of the holding cylinder, is provided in a side facing the opening of the piston, and protruding rods extending through the opening, is fixed to the protruding rods according to the projecting rod movement Shape, posture, position is deformed, the heat transfer deformation portion is installed in contact with the fixed cylinder to receive heat from the fixed cylinder, and the movable pin fixed to the heat transfer deformation portion to receive heat from the heat transfer deformation (fin When the heat from the heat source is a low temperature , the phase change material is phase-changed in the direction of the volume reduction , and the protrusion rod as the piston is returned to the retracted position by the elastic restoring force of the elastic member is transformed into a shape and position, the position corresponding to each of the electro-thermal deformation and the movable pin is fixed to the retracted position, against the movable pin Exposure and contact with air is minimized, go to when the heat of from the heat source temperature, the phase change and the material is a phase change to a volume increasing direction by which the piston resisting the elastic restoring force of the elastic member from the retracted position the forward position As the heat transfer deformation portion and the movable pin fixed to the protruding rod are deformed into a shape, a posture, and a position corresponding to a forward position , the air exposure and the air contact of the movable pin are maximized, so that the movable pin is It is desirable to operate to control the degree of atmospheric exposure.

그리고 여기서, 상기 피스톤에 의해 진퇴되는 상기 돌출봉의 선단 또는 상기 전열변형부 또는 상기 가동핀에 구비된 접촉부를 더 포함하여 이루어지고, 열원으로부터의 열이 저온일 때는, 상변화물질이 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 접촉부가 후퇴위치로 복귀되어 외부의 접촉스위치에 대한 상기 접촉부의 접촉이 해제되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 접촉부가 상기 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 상기 후퇴위치로부터 전진위치로 돌출되어, 외부의 접촉스위치에 대한 상기 접촉부의 접촉이 형성되어, 열부하에 따라 외부의 접촉스위치에 대한 상기 접촉부의 접촉 및 해제가 조절되도록 작동됨이 바람직하다.And the contact portion provided at the tip end of the protruding rod or the heat transfer deformation portion or the movable pin, which is advanced and retracted by the piston, and when the heat from the heat source is low temperature , the phase change material moves in the volume reduction direction . Phase change, the contact portion is returned to the retracted position by the elastic restoring force of the elastic member to release the contact of the contact portion with respect to the external contact switch, when the heat from the heat source is a high temperature , the phase change material is the volume increase direction Phase contact with the contact portion protrudes from the retracted position to the forward position in response to the elastic restoring force of the elastic member to form a contact of the contact portion with respect to an external contact switch, Preferably, the contact and release of the contact are operated to be controlled.

본 발명에 의하면, 상변화물질을 수용하는 수용실의 내부공간의 체적이 상변화에 따라 가변되는 구조에 있어서, 열원으로부터 열을 전달받도록 설치되는 베이스로부터의 열이 베이스에 고정 설치된 고정실린더에 고정 설치된 고정 방열핀(고정핀)에 전달됨으로써 열전달의 차단현상이 방지되어 열전달 효율이 향상되는 상변화 기구변형 냉각장치가 제공된다. 가동부는 피스톤에 한정되고, 고정핀이 고정부에 설치되어 있으므로, 확실한 열전달에 의해 고정핀에 의한 냉각효과가 확보된다.According to the present invention, in the structure in which the volume of the inner space of the chamber containing the phase change material is changed according to the phase change, the heat from the base installed to receive heat from the heat source is fixed to the fixed cylinder fixed to the base. Provided is a phase change mechanism deformation cooling apparatus which is prevented from blocking heat transfer by being transferred to a fixed heat radiation fin (fixed fin) installed to improve heat transfer efficiency. Since the movable part is limited to the piston and the fixing pin is provided on the fixing part, the cooling effect by the fixing pin is secured by reliable heat transfer.

또한, 본 발명에 의하면, 열원으로부터의 열에 의해 팽창 수축되는 상변화물질의 체적변화에 따라 위치가 변화되는 가변부(피스톤) 및 탄성부재에 의해 추가적인 가동 방열핀(가동핀)이 슬라이딩 접촉부(전열변형부)에 의해 열전달을 유지하면서 대기 측으로 돌출 및 복귀되도록 구성되어, 열원으로부터의 열이 저온일 때는 탄성부재의 탄성복원력에 의해 가동핀이 후퇴위치(원위치)로 복귀되어 가동핀의 대기 노출이 최소화되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는 가동핀이 상기 후퇴위치로부터 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 전진위치로 돌출되어 대기 노출이 최대화되어, 열부하에 따라 방열핀의 대기 노출 정도가 조절되는 상변화 기구변형 냉각장치가 제공된다. 열원에 따라 고정핀에 더하여 가동핀의 진퇴가 자동으로 작동되므로, 일정하고 확실한 냉각효과가 기대된다.Further, according to the present invention, an additional movable heat dissipation fin (moving pin) is slid by the variable portion (piston) and the elastic member whose position is changed in accordance with the volume change of the phase change material which is expanded and contracted by heat from the heat source. Is configured to protrude and return to the atmosphere while maintaining heat transfer, and when the heat from the heat source is low, the movable pin is returned to the retracted position (home position) by the elastic restoring force of the elastic member to minimize the air exposure of the movable pin. When the heat from the heat source is a high temperature, the movable pin protrudes from the retracted position to the forward position against the elastic restoring force of the elastic member, thereby maximizing atmospheric exposure, so that the degree of atmospheric exposure of the heat radiating fin is adjusted according to the heat load. A variant chiller is provided. Depending on the heat source, moving of the movable pin in addition to the fixed pin is automatically activated, so that a constant and certain cooling effect is expected.

또한, 본 발명에 의하면, 열원으로부터의 열에 의해 팽창 수축되는 상변화물질의 체적변화에 따라 위치가 변화되는 가변부(피스톤) 및 탄성부재에 의해 가변부에 연동하여 돌출 및 복귀되는 접촉부가 접촉스위치에 접촉 및 분리되도록 구성되어, 열원으로부터의 열이 저온일 때는 탄성부재의 탄성복원력에 의해 접촉부가 후퇴위치로 복귀되어 접촉스위치에 대한 접촉부의 접촉이 해제되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는 접촉부가 상기 후퇴위치로부터 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 전진위치로 돌출되어 접촉스위치에 대한 접촉부의 접촉이 이루어지게 되어, 열부하에 따라 접촉스위치에 대한 접촉부의 접촉 및 해제가 조절되는 상변화 기구변형 냉각장치가 제공된다. In addition, according to the present invention, the contact switch which protrudes and returns in conjunction with the variable portion by the variable portion (piston) and the elastic member whose position is changed in accordance with the volume change of the phase change material that is expanded and contracted by heat from the heat source The contact portion is returned to the retracted position by the elastic restoring force of the elastic member when the heat from the heat source is low temperature, thereby releasing the contact of the contact portion with the contact switch, and the contact portion when the heat from the heat source is high temperature. Is projected to the forward position against the elastic restoring force of the elastic member from the retracted position to make contact with the contact switch is made, the phase change mechanism deformation cooling to adjust the contact and release of the contact portion to the contact switch according to the heat load An apparatus is provided.

도 1a 및 도 1b는 각각, 본 발명의 일실시예에 따른 상변화 기구변형 냉각장치의 사시도 및 상면도이다.
도 2는, 도 1의 상변화 기구변형 냉각장치의 분해사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각, 도 1의 상변화 기구변형 냉각장치의 수축시 및 팽창시의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각, 도 1의 상변화 기구변형 냉각장치의 수축시 및 팽창시의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각, 도 1의 상변화 기구변형 냉각장치의 수축시 및 팽창시의 A-A선을 따른 단면도이다.1A and 1B are respectively a perspective view and a top view of a phase change mechanism deformation cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the phase change mechanism deformation cooling device of FIG. 1.
3A and 3B are perspective views of the phase change mechanism deformation cooling apparatus of FIG. 1 during contraction and expansion, respectively.
4A and 4B are side views of the phase change mechanism deformation cooling apparatus of FIG. 1 upon contraction and expansion, respectively.
5A and 5B are cross-sectional views taken along line AA of the phase change mechanism deformation cooling apparatus of FIG. 1 at the time of contraction and expansion, respectively.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명에 따른 상변화 기구변형 냉각장치에 대해 상세히 설명한다. 다만, 동일구성에 의해 동일기능을 가지는 부재에 대해서는, 도면이 달라지더라도 동일부호를 유지함으로써, 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.Hereinafter, the phase change mechanism deformation cooling apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, with respect to the member having the same function by the same configuration, the detailed description may be omitted by maintaining the same reference numeral even if the drawings are different.

또한, 어떤 부재의 전후, 좌우, 상하에 다른 부재가 배치되거나 연결되는 관계는, 그 중간에 별도 부재가 삽입되는 경우를 포함한다. 반대로, 어떤 부재가 다른 부재의 '바로' 전후, 좌우, 상하에 있다고 할 때에는, 중간에 별도 부재가 없는 것을 뜻한다. 그리고 어떤 부분이 다른 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the relationship that another member is arrange | positioned or connected in front, back, left, and right of a certain member includes the case where a separate member is inserted in the middle. On the contrary, when a member is said to be right, left, right, up and down in front of another member, it means that there is no separate member in the middle. And when a part is said to "include" other components, unless otherwise stated, it means that other components may be included, but may further include other components.

그리고 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은, 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다. 또한, 명세서에 기재된 '유닛', '수단', '부', '부재' 등의 용어는, 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.The names of the configurations are classified into first, second, and the like in order to distinguish them in the same relationship, and are not necessarily limited to the order. In addition, the terms "unit", "means", "parts", "members", and the like described in the specification mean a unit of a comprehensive configuration that performs at least one function or operation.

그리고 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는, 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 층 및 영역 등의 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께 등은 과장하여 확대 또는 축소하여 나타낸 경우가 있다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings, in order to clearly express various parts and areas such as layers and areas. The thickness and the like may be exaggerated and enlarged or reduced.

<기본구성 - 고정부에 직접 체결된 고정핀><Basic Configuration-Fixing Pin Directly Attached to Fixing Part>

본 발명의 일실시예에 따른 상변화 기구변형 냉각장치는, 내부에 구비된 상변화물질의 수축 팽창에 따라 기구적으로 형태가 변형되는 냉각장치로서, 도 1 내지 도 5와 같이, 베이스(1)와, 고정실린더(2)와, 고정핀(fin)(5)과, 피스톤(3)과, 탄성부재(4)를 포함하여 이루어진다. The phase change mechanism modified cooling system in accordance with one embodiment of the present invention, as the phase cooling that the shape mechanically in accordance with the expansion and contraction of the change material deformation device having on the inside, as shown in Figs. 1-5, the base (1 ) , A fixed cylinder (2) , a fixed pin (5) , a piston (3) , and an elastic member (4) .

상기 베이스(1)는, 열원(미도시)으로부터 열을 전달받도록 설치되는 부재이다. 냉각장치는, 대상기기의 온도를 냉각시키는 장치이고, 상기 열원은, 대상기기인 반도체 등의 전기전자 소자와 태양광 발전패널, 전기모터 뿐 아니라, 내연기관 엔진, 에어컨 실외기 등을 포함하는 기기로부터 포착될 수 있다. 상기 베이스(1) 는, 그 자체가 열원에 직접 연결되어도 좋고, 중간에 별개 부재, 예컨대 별도의 전열크림이나 전열판, 히트싱크 등을 개재하여 열원에 연결되어도 좋다.The base 1 is a member provided to receive heat from a heat source (not shown). The cooling device is a device that cools the temperature of a target device, and the heat source is a device including not only an electric and electronic device such as a semiconductor, a solar power panel, an electric motor, but also an internal combustion engine engine, an air conditioner outdoor unit, and the like. Can be captured. The base 1 may be directly connected to the heat source itself, or may be connected to the heat source through a separate member such as a separate heat cream, a heat transfer plate, a heat sink, or the like.

상기 고정실린더(2)는, 상기 베이스(1)로부터 열을 전달받도록 고정 설치되고, 상기 베이스(1)에 의해 개구가 폐쇄되도록 설치되는 중공 통 형상의 실린더이다. 상기 고정실린더(2)는, 개구가 상기 베이스(1)에 의해 밀폐되면서, 후술하는 피스톤(3)과 탄성부재(4)를 수용하면서, 상변화물질을 위한 가변형 수용실이 형성될 공간을 제공한다.The fixed cylinder 2 is a hollow cylinder-shaped cylinder which is fixedly installed to receive heat from the base 1 and is installed so that the opening is closed by the base 1. The fixed cylinder (2), while the opening is closed by the base (1), while accommodating the piston (3) and the elastic member 4 to be described later, provides a space in which a variable receiving chamber for the phase change material is to be formed do.

상기 고정핀(fin)(5)은, 상기 고정실린더(2)로부터 열을 전달받도록 상기 고정실린더(2)에 고정 설치되는 방열핀이다. 상기 베이스(1)에 인가된 열은, 상기 고정실린더(2)를 통해 상기 고정핀(5)에 전달되고, 상기 고정핀(5)으로부터 대기로 방출된다.The fixing fin 5 is a heat dissipation fin that is fixed to the fixing cylinder 2 so as to receive heat from the fixing cylinder 2. Heat applied to the base 1 is transferred to the fixing pin 5 through the fixing cylinder 2 and is discharged from the fixing pin 5 to the atmosphere.

상기 피스톤(3)은, 상기 고정실린더(2)의 내부를 축방향에 수직인 방향으로 수밀 또는 기밀하게 가로막고 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워져서 상변화물질을 수용하는 수용실(9)을 형성하는 부재이다. 상기 피스톤(3)은, 수밀성 또는 기밀성을 가지는 슬라이딩을 위해, 소정 두께를 가지는 납작한 원반형으로 이루어진다. 상기 피스톤(3)에 의해 상기 고정실린더(2)의 내부공간은 2개로 구획되고, 그 중 상기 베이스(1) 쪽의 공간은 상기 수용실(9)이 되고, 상기 베이스(1) 반대쪽의 공간은 후술하는 탄성부재(4)가 수용되는 공간이 된다.The piston (3) is formed in the receiving chamber (9) for accommodating the phase change material by being fitted in a watertight or airtight direction in the direction perpendicular to the axial direction and slidably fitted in the axial direction to the interior of the fixed cylinder (2) It is absent. The piston 3 is made of a flat disk having a predetermined thickness for sliding with watertightness or airtightness. The internal space of the fixed cylinder (2) is divided into two by the piston (3), of which the space on the side of the base (1) becomes the storage chamber (9), the space on the opposite side of the base (1) Is a space in which the elastic member 4 described later is accommodated.

상기 탄성부재(4)는, 상기 피스톤(3)에 대해 상기 베이스 방향 쪽으로 탄성복원력을 가하는 부재이다. 상기 탄성부재(4)로서, 스프링, 고무, 실리콘 등의 탄성을 가지는 소재나 부재가 이용될 수 있다.The elastic member 4 is a member that exerts an elastic restoring force on the piston 3 toward the base. As the elastic member 4, a material or member having elasticity such as spring, rubber, silicone, or the like may be used.

여기서, 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)은 모두, 서로 고정 연결되어 있으므로, 고정적이고 일정하고 확실한 열전달의 경로가 된다. 따라서, 냉각처리 성능에 균일성이 확보된다.Here, since the base 1, the fixed cylinder 2, and the fixed pin 5 are all fixedly connected to each other, the base 1, the fixed cylinder 2 and the fixed pin 5 are fixed, constant and reliable heat transfer path. Therefore, uniformity is ensured in the cooling treatment performance.

그리고 이들을 위한 재질로서, 열전도성이 우수할 뿐 아니라, 접촉 유지성이 우수한 재질, 예컨대 금, 은, 백금, 구리나 알루미늄과 같은 금속 또는 이들의 합금, 열전도성 실리콘과 같은 합성재 등이 이용될 수 있다. 그리고 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5) 전체가 이런 재질로 이루어져도 좋고, 그 표면만 이들 재질로 코팅되어도 실용적인 효과가 있는 경우가 있다. 예컨대 알루미늄 코팅의 경우, 열전도도가 167 W/m.K인 AL6061 또는 열전도도가 218 W/m.K인 AL6101을 이용할 수 있다.And as a material for these, not only excellent thermal conductivity, but also excellent contact retention, for example, metals such as gold, silver, platinum, copper or aluminum or alloys thereof, synthetic materials such as thermally conductive silicon, and the like can be used. have. And the base 1, the fixed cylinder (2), the fixing pin (5) as a whole may be made of such a material, even if only the surface is coated with these materials there is a practical effect. For example, in the case of aluminum coating, AL6061 having a thermal conductivity of 167 W / m.K or AL6101 having a thermal conductivity of 218 W / m.K can be used.

그리고 본 발명의 일실시예에 의한 상변화 기구변형 냉각장치는, 열원으로부터의 열이 저온일 때는, 열이 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)의 순으로 전달되어 대기에 방출되므로, 상변화물질이 열을 빼앗겨 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재(4)의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤(3)이 상기 베이스(1) 쪽의 후퇴위치로 복귀되고, 한편 열원으로부터의 열이 고온일 때는, 일부 열이 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)의 순으로 전달되어 대기에 방출되더라도 열의 처리가 부족하고, 나머지 열이 상기 베이스(1)로부터 수용실(9) 내의 상변화물질에 가해져서, 상변화에 의해 열에너지가 소비되면서 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 상변화물질의 증가된 체적에 의한 압력에 의해 상기 피스톤(3)이 상기 후퇴위치로부터 상기 탄성부재(3)의 탄성복원력에 항거하여 상기 베이스(1) 반대방향 쪽의 전진위치로 이동되도록 작동된다.And the phase change mechanism deformation cooling apparatus according to an embodiment of the present invention, when the heat from the heat source is low temperature , the heat is transmitted in the order of the base (1), the fixed cylinder (2), the fixed pin (5) Since it is released to the atmosphere, the phase change material is deprived of heat to phase change in the direction of volume reduction , and the piston 3 is returned to the retracted position toward the base 1 by the elastic restoring force of the elastic member 4, On the other hand, when the heat from the heat source is a high temperature , even if some heat is transferred in the order of the base (1), the fixed cylinder (2), the fixing pin (5) and released to the atmosphere, the heat treatment is insufficient, the remaining heat is the base From (1) to the phase change material in the receiving chamber 9, the phase change material is phase-changed in the direction of volume increase while the heat energy is consumed by the phase change, and the pressure due to the increased volume of the phase change material The piston 3 is in the retracted position From operates such that by resisting the elastic restoring force of the elastic member 3 is moved to the base 1 in the direction opposite to the forward position side.

<효과><Effect>

상기 구성의 본 발명의 일실시예에 의한 상변화 기구변형 냉각장치에 의하면, 수용실에 공기층 없이 상변화물질을 채워넣을 수 있다. 따라서, 열전도 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.According to the phase change mechanism deformation cooling apparatus according to an embodiment of the present invention of the above configuration, it is possible to fill the phase change material in the storage chamber without the air layer. Therefore, there is an effect that can maximize the thermal conductivity efficiency.

또한, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화한 경우에도, 그 증가된 체적을 상기 피스톤의 전진에 의해 흡수할 수 있다. 따라서, 수용실로부터 상변화물질의 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, even when the phase change material is phase-changed in the direction of increasing volume, the increased volume can be absorbed by advancing the piston. Therefore, there is an effect that can prevent the leakage of the phase change material from the storage chamber.

또한, 상변화물질이 체적 감소 방향으로 상변화한 경우에도, 그 감소된 체적만큼 상기 피스톤의 후진에 의해 흡수할 수 있다. 따라서, 수용실에 공기층의 생성을 방지할 수 있어서, 열전도 효율을 최대로 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, even when the phase change material phase changes in the volume reduction direction, the reduced volume can be absorbed by the reverse of the piston. Therefore, it is possible to prevent the formation of an air layer in the storage chamber, whereby the heat conduction efficiency can be maintained to the maximum.

또한, 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)은 모두, 서로 고정 연결되어 있으므로, 불완전 열전달 또는 열전달 차단현상이 방지되어, 고정적이고 일정하고 확실한 열전달의 경로가 확보되는 효과가 있다.In addition, since the base 1, the fixed cylinder (2), the fixed pin (5) are all fixedly connected to each other, incomplete heat transfer or heat transfer blocking phenomenon is prevented, the effect of securing a fixed, constant and reliable heat transfer path There is.

<열용량에 따라 방열성을 증감시키는 가동핀><Moving pin to increase or decrease heat dissipation according to heat capacity>

본 발명의 다른 일실시예에 의한 상변화 기구변형 냉각장치는, 개구와, 돌출봉(10)과, 전열(傳熱)변형부(6)와, 가동핀(fin)(7)을 더 포함하여 이루어진다.The phase change mechanism deformation cooling apparatus according to another embodiment of the present invention further includes an opening , a protruding rod 10 , a heat transfer deformation portion 6, and a movable fin 7. It is done by

상기 개구는, 상기 고정실린더(2)의 상기 베이스(1) 반대측 단부에 형성되는 구멍이다. 상기 개구를 통해 상기 피스톤(3)의 베이스(1) 반대측 표면이나 상기 탄성부재(4)가 외부 대기와 접촉하여도 좋다.The opening is a hole formed at an end opposite to the base 1 of the fixed cylinder 2. The surface opposite the base 1 of the piston 3 or the elastic member 4 may contact the outside atmosphere through the opening.

상기 돌출봉(10)은, 상기 피스톤(3)의 상기 개구를 향하는 측에 구비되어, 상기 개구를 관통하는 부재이다. 상기 돌출봉(10)은, 상기 피스톤(3)의 진퇴운동을 상기 고정실린더(2) 외부로 전달한다.The protruding rod 10 is a member provided on the side facing the opening of the piston 3 and penetrating the opening. The protruding rod 10 transmits the forward and backward movement of the piston 3 to the outside of the fixed cylinder 2.

상기 전열변형부(6)는, 상기 돌출봉(10)에 고정되어 상기 돌출봉(10)의 이동에 따라 형태나 자세, 위치가 변형되고, 상기 고정실린더(2)로부터 열을 전달(전열(傳熱))받도록 상기 고정실린더(2)에 접촉 설치되는 부재이다. The heat transfer deformation part 6 is fixed to the protruding rod 10 and is deformed in shape, posture, and position according to the movement of the protruding rod 10, and transfers heat from the fixed cylinder 2. Iii)) is a member installed in contact with the fixed cylinder (2) to receive.

상기 전열변형부(6)는, 도시된 바와 같이, 상기 고정실린더(2)의 외주부에 구비된 상기 고정핀(5)의 사이에 끼워지는 가동실린더의 형태로 구비되어도 좋다. 이로써, 상기 전열변형부(6)는, 상기 고정실린더(2)의 외주부에 끼워진 채 상기 동출봉(10)의 진퇴에 따라 슬라이딩되어 위치가 진퇴 가능하게 된다.The heat transfer deformation portion 6 may be provided in the form of a movable cylinder fitted between the fixing pins 5 provided on the outer circumferential portion of the fixed cylinder 2, as shown. As a result, the heat transfer deformation part 6 is slid in accordance with the advancing and retracting of the drawing rod 10 while being fitted to the outer circumferential part of the fixed cylinder 2, so that the position can be moved forward and backward.

다만, 본 발명은 상기 도시된 예에 한정되는 것이 아니고, 접촉에 의한 전열(傳熱)기능과 돌출봉(10)의 진퇴에 따른 형상변형, 예컨대 형태, 자세, 위치의 변형 기능이 동시에 충족되는 구성이라면, 다양한 변형예가 가능하다.However, the present invention is not limited to the above-described example, and the heat transfer function by contact and the shape deformation according to the retreat of the protruding bar 10, for example, the deformation function of the shape, posture, and position, are simultaneously satisfied. If it is a structure, various modifications are possible.

예컨대, 상기 전열변형부(6)는, 상기 돌출봉(10)의 전진에 따라 가동핀을 펼치고, 상기 돌출봉(10)의 후퇴에 따라 가동핀을 수납하는 식으로, 형태나 자세 변형 가능한 아암(arm)의 형상으로 이루어져도 좋다. 이때, 상기 아암은 상기 고정실린더(2)에 고정된 힌지를 통해 작동되도록 구성되어도 좋다.For example, the heat deformation part 6 is an arm which can be deformed in shape or posture by spreading the movable pin in accordance with the advancement of the protruding rod 10 and accommodating the movable pin in accordance with the retraction of the protruding rod 10. It may be made in the shape of an arm. At this time, the arm may be configured to be operated through a hinge fixed to the fixed cylinder (2).

상기 가동핀(fin)(7)은, 상기 전열변형부(6)로부터 열을 전달받도록 상기 전열변형부(6)에 고정 설치되는 방열핀이다. 상기 가동핀(7)에 의해, 상기 고정핀(5)의 표면적으로 한정된 열용량이 증가될 수 있다.The movable fin 7 is a heat radiation fin that is fixed to the heat deformation part 6 so as to receive heat from the heat deformation part 6. By the movable pin 7, the heat capacity defined by the surface area of the fixing pin 5 can be increased.

그리고, 열원으로부터의 열이 저온일 때는, 열이 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)의 순으로 전달되어 처리될 때, 상변화물질이 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재(4)의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤(3)이 상기 후퇴위치로 복귀되고, 이에 따라 상기 돌출봉(10)에 고정된 상기 전열변형부(6) 및 가동핀(7)의 형태, 자세나 위치가 후퇴위치에 대응하도록 변형되어, 상기 가동핀(7)의 대기 노출 및 공기 접촉이 최소화되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는, 일부의 열이 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)의 순으로 전달되어 처리되더라도 나머지 열을 상변화물질이 흡수하여 상변화에 이용함으로써 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 증가된 체적에 의한 압력에 따라 상기 피스톤(3)이 상기 후퇴위치로부터 상기 탄성부재(4)의 탄성복원력에 항거하여 상기 전진위치로 이동되고, 이에 따라 상기 돌출봉(10)에 고정된 상기 전열변형부(6) 및 가동핀(7)의 형상, 자세나 위치가 전진위치에 대응하도록 변형되어, 상기 가동핀(7)의 대기 노출 및 공기 접촉이 최대화됨으로써, 열부하에 따라 상기 가동핀(7)의 대기 노출 정도가 조절되도록 작동된다.And, when the heat from the heat source is a low temperature , when the heat is transferred and processed in the order of the base (1), the fixed cylinder (2), the fixing pin (5), the phase change material is phase-changed in the direction of volume reduction and By the elastic restoring force of the elastic member 4, the piston 3 is returned to the retracted position, and thus the heat transfer deformation portion 6 and the movable pin 7 fixed to the protruding rod 10 are The shape, posture or position is deformed to correspond to the retracted position , so that the air exposure and air contact of the movable pin 7 are minimized, and when the heat from the heat source is high , some heat is fixed to the base 1. Even if it is transferred and processed in the order of the cylinder (2), the fixing pin (5), the phase change material is phase-changed in the direction of volume increase by absorbing the remaining heat to the phase change material, the pressure by the increased volume According to the piston 3 from the retracted position In response to the elastic restoring force of the elastic member 4 is moved to the forward position, thereby the shape, posture or position of the heat transfer deformation portion 6 and the movable pin 7 fixed to the protruding rod 10 is advanced. Deformed to correspond to the position , the air exposure and air contact of the movable pin 7 is maximized, so that the degree of atmospheric exposure of the movable pin 7 is adjusted according to the heat load.

이러한 일실시예에 의하면, 열이 저온일 때는 가동핀(7)의 대기 노출 및 공기 접촉이 최소화되므로, 과냉각에 의한 폐해를 방지할 수 있고, 열이 고온일 때는 가동핀(7)의 대기 노출 및 공기 접촉이 최대화되므로, 냉각성능의 추가 확보가 가능하다는 효과가 있다.According to this embodiment, since the air exposure and the air contact of the movable pin 7 is minimized when the heat is low temperature, it is possible to prevent the damage caused by overcooling, and when the heat is high temperature, the air exposure of the movable pin 7. And since the air contact is maximized, there is an effect that it is possible to further secure the cooling performance.

<열용량에 따른 제어에 이용되는 접촉부><Contact part used for control according to heat capacity>

본 발명의 또다른 일실시예에 의한 상변화 기구변형 냉각장치는, 상기 피스톤(3)에 의해 진퇴되는 상기 돌출봉(10)의 선단 또는 상기 전열변형부(6) 또는 상기 가동핀(7)에 구비된 접촉부(8)를 더 포함하여 이루어진다. 상기 접촉부(8)는, 외부의 접촉스위치(미도시)에 대한 열전달을 차단하는 재질로 이루어질 수 있다.Phase change mechanism deformation cooling apparatus according to another embodiment of the present invention, the front end of the protruding rod 10, the heat transfer deformation portion 6 or the movable pin 7 is advanced by the piston (3) It further comprises a contact portion 8 provided in. The contact part 8 may be made of a material that blocks heat transfer to an external contact switch (not shown).

이 외부의 접촉스위치는, 본 발명의 냉각장치의 접촉부(8)와 대면하는 대상기기의 부위 부근에 설치될 수 있고, 이 접촉스위치의 온/오프 신호는, 예컨대 제어부에 입력되거나, 후속 제어, 예컨대 강제 송풍팬의 가동여부, 고온 알람 여부 등에 이용될 수 있다.This external contact switch can be provided near the site of the target device facing the contact section 8 of the cooling apparatus of the present invention, and the on / off signal of the contact switch is input to, for example, a control unit, or a subsequent control, For example, it can be used whether or not the forced blow fan is operating, whether a high temperature alarm.

그리고 열원으로부터의 열이 저온일 때는, 열이 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)의 순으로 전달되어 대기에 방출되므로, 상변화물질이 열을 빼앗겨 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재(4)의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤이 상기 후퇴위치로 이동됨에 따라 상기 접촉부(8)가 후퇴위치로 복귀되어, 상기 외부의 접촉스위치(미도시)에 대한 상기 접촉부(8)의 접촉이 해제되고, 열원으로부터의 열이 고온일 때는, 일부 열이 상기 베이스(1), 고정실린더(2), 고정핀(5)의 순으로 전달되어 대기에 방출되더라도 열의 처리가 부족하고, 나머지 열이 상기 베이스(1)로부터 수용실(9) 내의 상변화물질에 가해져서, 상변화에 의해 열에너지가 소비되면서 상기 피스톤이 상기 전진위치로 이동됨에 따라 상기 접촉부(8)가 상기 탄성부재(4)의 탄성복원력에 항거하여 상기 후퇴위치로부터 전진위치로 돌출되어, 외부의 접촉스위치(미도시)에 대한 상기 접촉부(8)의 접촉이 형성되어, 열부하에 따라 외부의 접촉스위치(미도시)에 대한 상기 접촉부(8)의 접촉 및 해제가 조절되도록 작동다.When the heat from the heat source is low temperature , heat is transferred to the base 1, the fixed cylinder 2, and the fixed pin 5 in order to be released to the atmosphere, so that the phase change material is deprived of heat and moves in the direction of volume reduction . phase change, and the contact portion of the elastic member 4 in by an elastic restoring force which the piston is that the contact portion (8) as the movement to the retracted position back to the retracted position, the external contact switch (not shown) When the contact of (8) is released and the heat from the heat source is high , even if some heat is transferred in the order of the base 1, the fixed cylinder 2, and the fixed pin 5, and is released to the atmosphere, the heat treatment is performed. And the remaining heat is applied to the phase change material in the receiving chamber 9 from the base 1, so that the contact portion 8 is moved as the piston moves to the forward position while thermal energy is consumed by the phase change. Elastic clothing of the elastic member 4 Is to protest the force projected in the forward position from the retracted position, the contact between the contact portion 8 of the contact switch (not shown) of the external is formed in the contact portion of the external contact switch (not shown) depending on the heat load (8) Operate to adjust the contact and release.

이로써, 열원의 고온, 저온 여부가, 기계기구적 변형으로 변환되고, 이러한 기계기구적 변형이 접촉스위치의 온/오프를 통해, 후속 제어에 이용될 수 있는 효과가 있다.Thereby, whether the high or low temperature of the heat source is converted into mechanical mechanical deformation, and such mechanical mechanical deformation can be used for subsequent control through on / off of the contact switch.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면의 범위 안에서 서로 다른 다양한 형태로 변형하여 구현 실시될 수 있고, 균등한 타 실시예가 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자에게 당연하며, 단지 실시예들은, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은, 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and is embodied by various modifications in various forms within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is to be understood that other embodiments that may be practiced are equivalent, and that this also falls within the scope of the invention, as is obvious to one of ordinary skill in the art, and the embodiments are only provided to make the disclosure of the invention complete and It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, and the invention is defined only by the scope of the claims.

본 발명은, 상변화 기구변형 냉각장치의 산업에 이용될 수 있다.The present invention can be used in the industry of phase change mechanism deformation cooling apparatus.

1: 베이스
2: 고정실린더
3: 피스톤
4: 탄성부재(스프링)
5: 고정핀(방열핀)
6: 가동실린더
7: 가동핀(방열핀)
8: 접촉부
9: 수용실
10: 돌출봉1: base
2: fixed cylinder
3: piston
4: elastic member (spring)
5: retaining pin
6: movable cylinder
7: movable pin
8: contact
9: accommodation room
10: protrusion rod

Claims (3)

열원으로부터 열을 전달받도록 설치되는 베이스와,
상기 베이스로부터 열을 전달받도록 고정 설치되고, 상기 베이스에 의해 개구가 폐쇄되도록 설치되는 중공 통 형상의 고정실린더와,
상기 고정실린더로부터 열을 전달받도록 상기 고정실린더에 고정 설치되는 고정핀(fin)과,
상기 고정실린더의 내부를 축방향에 수직인 방향으로 수밀 또는 기밀하게 가로막고 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워져서 상변화물질을 수용하는 수용실을 형성하는 피스톤과,
상기 피스톤에 대해 상기 베이스 방향 쪽으로 탄성복원력을 가하는 탄성부재와,
상기 고정실린더의 상기 베이스 반대측 단부에 형성되는 개구와,
상기 피스톤의 상기 개구를 향하는 측에 구비되어, 상기 개구를 관통하는 돌출봉과,
상기 돌출봉에 연결되어 상기 돌출봉의 이동에 따라 형태나 자세, 위치가 변형되고, 상기 고정실린더로부터 열을 전달받도록 상기 고정실린더에 접촉 설치되는 전열변형부
를 포함하여 이루어지고,
열원으로부터의 열이 저온일 때는, 상변화물질이 체적 감소 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤이 상기 베이스 쪽의 후퇴위치로 복귀되고, 상기 피스톤이 상기 후퇴위치로 복귀됨에 따라 상기 돌출봉에 연결된 상기 전열변형부가 후퇴위치에 대응되는 형태나 자세, 위치로 변형되고,
열원으로부터의 열이 고온일 때는, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 피스톤이 상기 후퇴위치로부터 상기 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 상기 베이스 반대방향 쪽의 전진위치로 이동되고, 상기 피스톤이 상기 전진위치로 이동됨에 따라 상기 돌출봉에 연결된 상기 전열변형부가 전진위치에 대응되는 형태나 자세, 위치로 변형되어,
열부하에 따라 상기 전열변형부가 조절되도록 작동됨
을 특징으로 하는 상변화 기구변형 냉각장치.A base installed to receive heat from a heat source,
A fixed cylindrical cylinder shape fixed to receive heat from the base and installed to close the opening by the base;
A fixing pin fixed to the fixed cylinder to receive heat from the fixed cylinder;
And piston to form a receiving chamber for receiving the phase change material in the fixed barrier to the interior of the cylinder to a watertight or airtight in a direction perpendicular to the axial direction so possibly fitted sliding in the axial direction,
An elastic member for applying an elastic restoring force toward the base with respect to the piston;
An opening formed at an end opposite the base of the fixed cylinder;
A protruding rod provided on the side of the piston facing the opening and penetrating the opening;
Is connected to the projecting rod, and the shape or posture, position modified according to the projecting rod movement, heat deformation receive transfer heat from said fixed cylinder, which is installed in contact with the fixed cylinder
It is made, including
When the heat from the heat source is low , the phase change material phase changes in the direction of volume reduction , the piston is returned to the retracted position toward the base by the elastic restoring force of the elastic member, and the piston is returned to the retracted position. As the heat transfer deformation portion connected to the protruding rod is deformed into a shape, posture, position corresponding to the retracted position ,
When the heat from the heat source is a high temperature , the phase change material phase changes in the volume increasing direction , and the piston is moved from the retracted position to a forward position opposite to the base against the elastic restoring force of the elastic member, As the piston moves to the forward position, the heat transfer deformation portion connected to the protruding rod is deformed into a shape, posture, and position corresponding to the forward position .
Operated to adjust the heat deflection according to the heat load
Phase change mechanism deformation cooling apparatus characterized by. 청구항 1에 있어서,
상기 전열변형부로부터 열을 전달받도록 상기 전열변형부에 설치되는 가동핀(fin)
을 더 포함하여 이루어지고,
열원으로부터의 열이 저온일 때에, 상기 전열변형부가 후퇴위치에 대응되는 형태나 자세, 위치로 변형됨에 따라, 상기 가동핀의 대기 노출 및 공기 접촉이 축소되고,
열원으로부터의 열이 고온일 때에, 상기 전열변형부가 전진위치에 대응되는 형태나 자세, 위치로 변형됨에 따라, 상기 가동핀의 대기 노출 및 공기 접촉이 확대되어,
열부하에 따라 상기 가동핀의 대기 노출 정도가 조절되도록 작동됨
을 특징으로 하는 상변화 기구변형 냉각장치.The method according to claim 1,
Movable fins (fin) installed in the heat transfer deformation to receive heat from the heat transfer deformation
It is made, including more
When the heat from the heat source is low temperature , as the heat transfer deformation portion is deformed into a shape, posture, and position corresponding to the retracted position , the air exposure and the air contact of the movable pin are reduced.
When the heat from the heat source is high temperature , as the heat transfer deformation portion is deformed into a shape, posture, and position corresponding to the advance position , the air exposure and the air contact of the movable pin are expanded,
Operate to adjust the air exposure level of the movable pin according to the heat load
Phase change mechanism deformation cooling apparatus characterized by. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 피스톤에 의해 진퇴되는 상기 돌출봉의 선단 또는 상기 전열변형부 또는 상기 가동핀에 구비된 접촉부를 더 포함하여 이루어지고,
열원으로부터의 열이 저온일 때는, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 접촉부가 후퇴위치로 복귀되어 외부의 접촉스위치에 대한 상기 접촉부의 접촉이 해제되고,
열원으로부터의 열이 고온일 때는, 상변화물질이 체적 증가 방향으로 상변화하고, 상기 접촉부가 상기 탄성부재의 탄성복원력에 항거하여 상기 후퇴위치로부터 전진위치로 돌출되어, 외부의 접촉스위치에 대한 상기 접촉부의 접촉이 형성되어,
열부하에 따라 외부의 접촉스위치에 대한 상기 접촉부의 접촉 및 해제가 조절되도록 작동됨
을 특징으로 하는 상변화 기구변형 냉각장치.The method according to claim 1 or 2,
It further comprises a contact portion provided on the front end of the protruding rod or the heat transfer deformation portion or the movable pin by the piston,
When the heat from the heat source is low temperature , the phase change material is phase-changed in the direction of increasing the volume , and the contact portion is returned to the retracted position by the elastic restoring force of the elastic member to release the contact of the contact portion with the external contact switch. ,
When the heat from the heat source is a high temperature , the phase change material phase changes in the direction of increasing volume , and the contact portion projects from the retracted position to the forward position in response to the elastic restoring force of the elastic member, so that Contact of the contact is formed ,
Operated to adjust the contact and release of the contact to the external contact switch according to the heat load
Phase change mechanism deformation cooling apparatus characterized by.
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