KR20210092377A - 전장소자의 방열장치 - Google Patents
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Abstract
사이즈를 최소화하면서도 방열성능이 향상되는 전장소자의 방열장치가 제공된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 전장소자의 방열장치는, 발열소자가 장착된 인쇄회로기판이 배치되고 비진공 상태의 제1 챔버와, 냉매를 분사하는 분사부와 상기 분사부로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급부가 배치되고 진공 상태의 제2 챔버와, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 사이에 배치되는 증발부를 포함하고, 상기 분사부는 상기 냉매 공급부가 공급한 상기 제2 챔버 내의 응축된 냉매를 상기 제2 챔버 내로 분사하고, 상기 증발부는 상기 제1 챔버에서 상기 증발부로 전달되는 현열(sensible heat)과 상기 증발부에서 상기 제2 챔버로 전달되는 잠열(latent heat)을 이용하여 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사하는 상기 냉매를 증발시킨다.
이를 위해, 본 발명에 따른 전장소자의 방열장치는, 발열소자가 장착된 인쇄회로기판이 배치되고 비진공 상태의 제1 챔버와, 냉매를 분사하는 분사부와 상기 분사부로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급부가 배치되고 진공 상태의 제2 챔버와, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 사이에 배치되는 증발부를 포함하고, 상기 분사부는 상기 냉매 공급부가 공급한 상기 제2 챔버 내의 응축된 냉매를 상기 제2 챔버 내로 분사하고, 상기 증발부는 상기 제1 챔버에서 상기 증발부로 전달되는 현열(sensible heat)과 상기 증발부에서 상기 제2 챔버로 전달되는 잠열(latent heat)을 이용하여 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사하는 상기 냉매를 증발시킨다.
Description
본 발명은 전장소자의 방열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판에 장착되는 안테나 소자와 같은 열원에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 전장소자의 방열장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술, 예를 들어, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은, 다수의 안테나를 사용하여 데이터 전송용량을 획기적으로 늘리는 기술로서, 송신기에서는 각각의 송신 안테나를 통해 서로 다른 데이터를 전송하고, 수신기에서는 적절한 신호처리를 통해 송신 데이터들을 구분해 내는 Spatial multiplexing 기법이다.
따라서, 송수신 안테나의 개수를 동시에 증가시킴에 따라 채널 용량이 증가하여 보다 많은 데이터를 전송할 수 있게 한다. 예를 들어 안테나 수를 10개로 증가시키면 현재의 단일 안테나 시스템에 비해 같은 주파수 대역을 사용하여 약 10배의 채널 용량을 확보하게 된다.
4G LTE-advanced에서는 8개의 안테나까지 사용하고 있으며, 현재 pre-5G 단계에서 64 또는 128개의 안테나를 장착한 제품이 개발되고 있고, 5G에서는 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 기지국 장비가 사용될 것으로 예상되며, 이를 Massive MIMO 기술이라고 한다. 현재의 Cell 운영이 2-Dimension인데 반해 Massive MIMO 기술이 도입되면 3D-Beamforming이 가능해지므로 FD-MIMO(Full Dimension)라고도 부른다.
Massive MIMO 기술에서는 ANT의 숫자가 늘어나면서 이에 따른 transmitter와 Filter의 숫자도 함께 증가한다. 그럼에도 설치장소의 리스비용이나 공간적인 제약으로 인해, RF 부품(Antenna/Filter/Power Amplifier/Transceiver etc.)을 작고 가벼우며, 값싸게 만드는 것이 Massive MIMO는 Coverage 확장을 위해서는 고출력이 필요한데, 이러한 고출력으로 인한 소모전력과 발열량은 무게 및 사이즈를 줄이는데 부정적인 요인으로 작용한다.
특히, RF 소자들과 디지털 소자들이 구현된 모듈들이 적층 구조로 결합된 MIMO 안테나를 한정된 공간에 설치 시, 설치용이성이나 공간 활용성을 극대화하기 위해 MIMO 안테나를 구성하는 복수의 레이어에 대한 컴팩트화 및 소형화 설계의 필요성이 대두되고, 이 경우 복수의 레이어에 실장된 통신부품에서 발생하는 열에 대한 새로운 방열 구조에 관한 설계가 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0118979(2019.10.21. 공개일)(이하, '종래 기술'이라 함)에는 MIMO 안테나를 구성하는 복수의 레이어에 대한 컴팩트화 및 소형화 설계를 위한 방열 구조가 적용된 '다중 입출력 안테나 장치'가 개시되어 있다.
상기 종래 기술은 방열 핀이 돌출되게 구비된 방열 본체와, 상기 방열 본체에 설치된 다수의 단위 방열체를 포함한다. 상기 다수의 단위 방열체는 일단부가 안테나 기판의 발열소자에 접촉되도록 구비되어 있고, 타단부에는 상기 발열소자로부터 전도된 열을 외부로 방열시키는 다수의 서브 방열 핀이 구비되어 있다.
그런데, 상기 종래 기술은 상기 발열소자의 열을 방열하기 위한 구조가, 외부 공기와 열교환을 통한 공랭식 방열 구조인 기구적인 구조로만 되어 있기 때문에, 신속한 방열이 어려울 뿐만 아니라, 신속한 방열을 위해서는 보다 더 많은 기구적인 방열 구조가 필요하게 되므로 사이즈가 커지는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 사이즈를 최소화하면서도 방열성능이 향상되는 전장소자의 방열장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 발열소자가 배치된 공간에 냉매를 분사하고, 상기 분사된 냉매를 신속하게 증발시켜서, 상기 발열소자에서 발생된 열을 신속하게 방열할 수 있는 전장소자의 방열장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전장소자의 방열장치는 제1 챔버, 제2 챔버 및 증발부로 구성된다. 상기 제1 챔버에는 인쇄회로기판이 배치된다. 상기 인쇄회로기판에는 발열소자가 장착된다. 상기 제1 챔버는 비진공 상태이다. 상기 제2 챔버에는 분사부 및 냉매 공급부가 배치된다. 상기 분사부는 냉매를 분사한다. 상기 냉매 공급부는 상기 분사부로 상기 냉매를 공급한다. 상기 증발부는 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 사이에 배치된다. 상기 분사부는 상기 냉매 공급부가 공급한 상기 제2 챔버 내의 응축된 냉매를 상기 제2 챔버 내로 분사한다. 상기 증발부는 상기 제1 챔버에서 상기 증발부로 전달되는 현열(sensible heat)과 상기 증발부에서 상기 제2 챔버로 전달되는 잠열(latent heat)을 이용하여, 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사한 상기 냉매를 증발시킨다.
상기 증발부는 구획 프레임 및 열교환부재로 구성될 수 있다. 상기 구획 프레임은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버를 구획할 수 있다. 상기 열교환부재는 상기 구획 프레임에 결합되어 상기 제2 챔버 내에 배치될 수 있다. 상기 열교환부재는 상기 현열 및 상기 잠열을 이용하여, 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사한 상기 냉매를 증발시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전장소자의 방열장치에는 레이돔 및 방열 커버가 더 구성될 수 있다. 상기 레이돔은 상기 구획 프레임의 일면에 배치될 수 있다. 상기 방열 커버는 상기 구획 프레임의 타면에 배치될 수 있다. 상기 제1 챔버는 상기 구획 프레임 및 상기 레이돔 사이에 형성될 수 있다. 상기 제2 챔버는 상기 구획 프레임 및 상기 방열 커버 사이에 형성될 수 있다.
상기 열교환부재는 바디 및 복수개의 열교환 돌기로 구성될 수 있다. 상기 바디는 판형으로 형성될 수 있다. 상기 바디는 상기 구획 프레임에 배치될 수 있다. 상기 복수개의 열교환 돌기는 상기 바디의 일면에 형성될 수 있다.
상기 열교환부재는 바디 및 복수개의 열교환 홈으로 구성될 수 있다. 상기 바디는 판형으로 형성될 수 있다. 상기 바디는 상기 구획 프레임에 배치될 수 있다. 상기 복수개의 열교환 홈은 상기 바디의 일면에 형성될 수 있다.
상기 구획 프레임에는 바디 삽입홈이 형성될 수 있다. 상기 바디 삽입홈에는 상기 바디가 삽입될 수 있다.
상기 열교환부재는 다공분말 소결체로 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 적어도 하나 이상의 인쇄회로기판으로 구성될 수 있다. 상기 열교환부재는 상기 인쇄회로기판 하나당 적어도 하나 이상의 열교환부재가 배치될 수 있다.
상기 열교환 돌기는 다각형 단면을 가지는 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 열교환 돌기는 원형 단면을 가지는 바 형상으로 형성될 수 있다.
상기 열교환 홈은 상기 바디 내부로 음각 형태의 다각형 단면을 가지는 바 형상으로 형성될 수 있다.
상기 열교환 홈은 상기 바디 내부로 음각 형태의 원형 단면을 가지는 바 형상으로 형성될 수 있다.
상기 구획 프레임의 타면과 대응하는 상기 방열 커버의 외측면에는 복수개의 방열 핀이 돌출 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전장소자의 방열장치에는 응축부가 더 구성될 수 있다. 상기 응축부는 상기 방열 커버의 외측에 배치될 수 있다. 상기 응축부는 관형으로 형성될 수 있다. 상기 응축부는 상기 제2 챔버 내의 증발된 냉매를 응축하여 상기 냉매 공급부로 공급할 수 있다.
상기 응축부는 벨로우즈 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전장소자의 방열장치에는 마운팅 브래킷이 더 구성될 수 있다. 상기 마운팅 브래킷에는 상기 응축부가 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 마운팅 브래킷은 상기 방열 커버의 외측에 배치될 수 있다.
상기 방열 커버의 상부에는 유출부가 돌출 형성될 수 있다. 상기 유출부에는 상기 제2 챔버 내의 증발된 상기 냉매가 유출될 수 있다. 상기 방열 커버의 하부에는 유입부가 돌출 형성될 수 있다. 상기 유입부에는 상기 응축부에서 응축된 냉매가 상기 제2 챔버로 유입될 수 있다. 상기 응축부는 상기 유출부 및 상기 유입부를 연결할 수 있다.
본 발명에 따른 전장소자의 방열장치에는 진공계 및 압력계가 더 구성될 수 있다. 상기 진공계는 상기 레이돔의 내부를 진공상태로 만들 수 있다. 상기 압력계는 상기 레이돔의 내부의 압력을 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 전장소자의 방열장치에는 진공계 및 압력계가 더 구성될 수 있다. 상기 진공계는 상기 제2 챔버 내부를 진공상태로 만들 수 있다. 상기 압력계는 상기 제2 챔버 내부의 압력을 측정할 수 있다.
상기 분사부, 상기 냉매 공급부, 상기 진공계 및 상기 압력계는 상기 구획 프레임에 설치될 수 있다.
상기 발열소자는 안테나 소자 및 무선신호처리부(RU; Radio Unit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 안테나 소자는 무선신호를 송수신할 수 있다. 상기 무선신호처리부는 상기 무선신호를 처리할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 전장소자의 방열장치는, 분사부는 냉매 공급부가 공급한 상기 제2 챔버 내의 응축된 냉매를 진공 상태의 제2 챔버 내로 분사하고, 증발부는 제1 챔버에서 상기 증발부로 전달되는 현열과 상기 증발부에서 상기 제2 챔버로 전달되는 잠열을 이용하여, 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사하는 상기 냉매를 증발시키게 되므로, 상기 제1 챔버 내에 배치된 인쇄회로기판에 장착된 발열소자에서 발생된 열을 상기 냉매의 상변화를 통해 신속하게 방열시킬 수 있는 효과가 있고, 기구적인 공랭식 방열 구조를 많이 설치할 필요가 없게 되므로 사이즈가 작아지는 효과도 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 배면 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 측면 절개사시도,
도 5는 도 2에 도시된 증발부를 나타내는 배면도,
도 6은 도 5의 상부를 나타내는 사시도,
도 7은 도 5의 하부를 나타내는 사시도,
도 8은 도 5에 도시된 구획 프레임의 배면에서 열교환부재를 제거한 상태를 나타내는 도면,
도 9는 도 8에 도시된 펌프 전선 체결부의 상세 구성을 나타내는 절개 사시도,
도 10은 도 5에 도시된 열교환부재의 일 실시예를 나타내는 사시도,
도 11은 도 5에 도시된 열교환부재의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 12는 도 1의 배면도,
도 13은 도 1의 상면도,
도 14는 도 1의 저면도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 측면 절개사시도,
도 5는 도 2에 도시된 증발부를 나타내는 배면도,
도 6은 도 5의 상부를 나타내는 사시도,
도 7은 도 5의 하부를 나타내는 사시도,
도 8은 도 5에 도시된 구획 프레임의 배면에서 열교환부재를 제거한 상태를 나타내는 도면,
도 9는 도 8에 도시된 펌프 전선 체결부의 상세 구성을 나타내는 절개 사시도,
도 10은 도 5에 도시된 열교환부재의 일 실시예를 나타내는 사시도,
도 11은 도 5에 도시된 열교환부재의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 12는 도 1의 배면도,
도 13은 도 1의 상면도,
도 14는 도 1의 저면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 배면 사시도, 도 2는 도 1의 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 측면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치를 나타내는 측면 절개사시도, 도 5는 도 2에 도시된 증발부를 나타내는 배면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는, 제1 챔버(C1), 제2 챔버(C2) 및 증발부(100)를 포함할 수 있다.
제1 챔버(C1)에는 인쇄회로기판(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로기판에는 발열소자(미도시)가 장착될 수 있다. 제1 챔버(C1)는 비진공 상태일 수 있다.
제2 챔버(C2)에는 분사부(30) 및 냉매 공급부(40)가 배치될 수 있다. 분사부(30)는 냉매를 분사할 수 있다. 냉매 공급부(40)는 분사부(30)로 상기 냉매를 공급할 수 있다.
증발부(100)는 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2) 사이에 배치될 수 있다. 분사부(30)는 냉매 공급부(40)가 공급한 제2 챔버(C2) 내의 응축된 냉매를 제2 챔버(C2) 내로 분사할 수 있다. 증발부(100)는 제1 챔버(C1)에서 증발부(100)로 전달되는 현열(sensible heat)과 증발부(100)에서 제2 챔버(C2)로 전달되는 잠열(latent heat)을 이용하여, 분사부(30)가 제2 챔버(C2) 내로 분사한 상기 냉매를 증발시킬 수 있다.
증발부(100)는 구획 프레임(70) 및 열교환부재(50)로 구성될 수 있다. 구획 프레임(70)은 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)를 구획할 수 있다. 열교환부재(50)는 구획 프레임(70)에 결합되어 제2 챔버(C2) 내에 배치될 수 있다. 열교환부재(50)는 상기 현열 및 상기 잠열을 이용하여, 분사부(30)가 제2 챔버(C2) 내로 분사한 상기 냉매를 증발시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는 레이돔(10) 및 방열 커버(20)를 더 포함할 수 있다. 레이돔(10)은 구획 프레임(70)의 일면에 배치될 수 있다. 방열 커버(20)는 구획 프레임(70)의 타면에 배치될 수 있다. 제1 챔버(C1)는 구획 프레임(70) 및 레이돔(10) 사이에 형성될 수 있다. 제2 챔버(C2)는 구획 프레임(70) 및 방열 커버(20) 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 구획 프레임(70)의 일면은 도면상 구획 프레임(70)의 전면일 수 있고, 구획 프레임(70)의 타면은 도면상 구획 프레임(70)의 후면일 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치에 포함되는 모든 구성의, 일면은 도면상 전면일 수 있고, 타면은 도면상 후면일 수 있다.
레이돔(10)은 사각판 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 레이돔(10)의 형상은 상기 사각판 형상에 한정되지는 않고, 원형판 또는 다각형판 형상으로 형성될 수도 있다.
구획 프레임(70)은 레이돔(10)의 형상과 대응되는 형상을 가지되, 전면이 개구된 내부공간을 가질 수 있다. 레이돔(10)은 구획 프레임(70)의 개구된 전면을 덮을 수 있다. 따라서, 구획 프레임(70)의 전면과 레이돔(10) 사이에 제1 챔버(C1)가 형성될 수 있다.
구획 프레임(70)의 전면과 레이돔(10) 사이에 제1 챔버(C1)를 형성하기 위한 구획 프레임(70)의 구조 및 레이돔(10)의 구조는 다양하게 변경실시 될 수 있다. 예를 들어, 레이돔(10)은 후면이 개구된 내부공간을 가지도록 형성될 수 있고, 이 경우 구획 프레임(70)은 레이돔(10)의 개구된 후면을 덮는 판형으로 형성될 수도 있다.
구획 프레임(70) 및 방열 커버(20)는 서로 결합될 수 있다. 구획 프레임(70)은 방열 커버(20)의 전방에 배치될 수 있고, 방열 커버(20)는 구획 프레임(70)의 후방에 배치될 수 있다. 구획 프레임(70)의 테두리에는 제1 플랜지(70A)가 형성될 수 있다. 제1 플랜지(70A)는 구획 프레임(70) 본체의 측면 끝단에서 직교되는 외측방향으로 연장될 수 있다. 방열 커버(20)의 테두리에는 제2 플랜지(20A; 도 12 참조)가 형성될 수 있다. 제2 플랜지(20A)는 방열 커버(20) 본체의 측면 끝단에서 직교되는 외측방향으로 연장될 수 있다. 제1 플랜지(70A) 및 제2 플랜지(20A)는 서로 맞대어진 후 볼트 또는 스크류와 같은 체결부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 다만, 제1 플랜지(70A) 및 제2 플랜지(20A)의 체결방식이 이에 한정되지는 않는다.
방열 커버(20)는 전면이 개구된 내부공간이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 플랜지(70A) 및 제2 플랜지(20A)가 결합되면, 구획 프레임(70)의 후면과 방열 커버(20) 사이에는 제2 챔버(C2)가 형성될 수 있다.
구획 프레임(70)의 후면과 방열 커버(20) 사이에 제2 챔버(C2)를 형성하기 위한 구획 프레임(70)의 구조 및 방열 커버(20)의 구조는 다양하게 변경실시 될 수 있다. 예를 들어, 구획 프레임(70)은 후면이 개구된 내부공간을 가지도록 형성될 수 있고, 이 경우 방열 커버(20)는 구획 프레임(70)의 개구된 후면을 덮는 판형으로 형성될 수도 있다.
상기 인쇄회로기판에는 발열소자(미도시)가 장착될 수 있다. 상기 발열소자는 상기 인쇄회로기판에 장착되어 열을 발생시키는 모든 전장소자를 포함할 수 있다. 상기 발열소자는 인쇄회로기판의 전면 및 후면 중 적어도 하나에 장착될 수 있다.
상기 발열소자는 안테나 소자 및 무선신호처리부(RU; Radio Unit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 안테나 소자는 무선신호를 송수신할 수 있다. 상기 무선신호처리부는 상기 무선신호를 처리할 수 있다. 상기 발열소자가 상기 안테나 소자로 구성되는 경우, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는 기지국을 설치하는 통신사업자의 다중 입출력 안테나 장치가 될 수 있다. 또는, 상기 발열소자가 상기 무선신호처리부로 구성되는 경우, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는 상기 기지국을 만드는 네트워크장비업체의 무선신호처리장치일 수 있다.
구획 프레임(70)은 상기 발열소자에서 발생된 제1 챔버(C1) 내의 열을 열교환부재(50)로 쉽게 전달하기 위해 열전도 성능이 우수한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 구획 프레임(70)은 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
방열 커버(20)는 제2 챔버(C2) 내의 열을 외부로 방열할 수 있다. 방열 커버(20)는 방열 성능이 우수한 방열 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 방열 커버(20)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
방열 커버(20)의 외측면에는 복수개의 방열 핀(23)이 돌출 형성될 수 있다. 복수개의 방열 핀(23)은 구획 프레임(70)의 후면과 대응하는 면인 방열 커버(20)의 후면에 돌출 형성될 수 있다.
복수개의 방열 핀(23)은 제2 챔버(C2) 내의 열을 외부 공기와 열교환시킬 수 있다. 또한, 복수개의 방열 핀(23)은 증발부(50)에서 증발된 제2 챔버(C2) 내의 냉매를 응축시키는 기능도 할 수 있다.
상기 복수개의 방열 핀(23)은 복수개의 제1 방열 핀(23A) 및 복수개의 제2 방열 핀(23B)으로 구성될 수 있다. 상기 복수개의 제1 방열 핀(23A)은 방열 커버(20)의 외측면인 후면 중앙을 기준으로 일측에 배치될 수 있다. 상기 복수개의 제2 방열 핀(23B)은 방열 커버(20)의 외측면인 후면 중앙을 기준으로 타측에 배치될 수 있다.
복수개의 제1 방열 핀(23A)은 방열 커버(20)의 후면 일측에서 방열 커버(20)의 후면 중앙으로 갈수록 높이가 높게 경사져서 형성될 수 있다. 복수개의 제2 방열 핀(23B)은 방열 커버(20)의 후면 타측에서 방열 커버(20)의 후면 중앙으로 갈수록 높이가 높게 경사져서 형성될 수 있다.
물론, 방열핀(23)은 좌측, 우측 구분이 되지 않은 일체형으로 형성될 수도 있고, 여러 단으로 구분될 수도 있다. 또한, 방열핀(23)의 방향이 중앙으로 갈수록 높이가 높게 형성될 수도 있고, 수평하게 형성될 수도 있으며, 수직하게 형성될 수도 있다.
분사부(30)는 제2 챔버(C2)의 내부로 냉매를 분사할 수 있다. 냉매 공급부(40)는 분사부(30)로 상기 냉매를 공급할 수 있다. 분사부(30)는 냉매 공급부(40)로부터 공급된 냉매를 제2 챔버(C2)의 내부로 분사할 수 있다. 분사부(30) 및 냉매 공급부(40)에 대해서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 자세하게 후술하기로 한다.
한편, 구획 프레임(70)의 상면에는, 제2 챔버(C2) 내부를 진공상태로 만드는 진공계(1)와, 제2 챔버(C2) 내부의 압력을 측정하는 압력계(2)가 설치될 수 있다.
진공계(1) 및 압력계(2)는 좌우방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 진공계(1)는 압력계(2)보다 좌측에 배치될 수 있고, 압력계(2)는 진공계(1)보다 우측에 배치될 수 있다. 또는, 진공계(1)는 압력계(2)보다 우측에 배치될 수도 있고, 압력계(2)는 진공계(1)보다 좌측에 배치될 수도 있다.
인쇄회로기판에는 진공계(1)를 제어하는 제어부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 제어부는 압력계(2)가 측정한 제2 챔버(C2)의 압력에 따라 후술할 펌프(41)를 제어할 수 있다.
한편, 열교환부재(50)는 구획 프레임(70)의 후면에 결합될 수 있다. 열교환부재(50)는 분사부(30)가 분사한 제2 챔버(C2) 내의 냉매를 상기 발열소자가 발생한 열과 열교환시켜 증발시킬 수 있다. 즉, 열교환부재(50)는 상기 발열소자에서 발생된 제1 챔버(C1) 내에서 구획 프레임(70)으로 전달된 상기 현열에 의해 가열될 수 있고, 분사부(30)가 분사한 냉매는 상기 가열된 열교환부재(50)에 흡착되어 상기 잠열에 의해 증발할 수 있다.
열교환부재(50)는 복수개의 열교환부재(50)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 복수개의 열교환부재(50)는 복수개의 제1 열교환부재(50A), 복수개의 제2 열교환부재(50B), 복수개의 제3 열교환부재(50C), 복수개의 제4 열교환부재(50D), 복수개의 제5 열교환부재(50E), 복수개의 제6 열교환부재(50F) 및 복수개의 제7 열교환부재(50G)를 포함할 수 있다.
복수개의 열교환부재(50)는 상하 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 복수개의 제1 열교환부재(50A), 복수개의 제2 열교환부재(50B), 복수개의 제3 열교환부재(50C), 복수개의 제4 열교환부재(50D), 복수개의 제5 열교환부재(50E), 복수개의 제6 열교환부재(50F) 및 복수개의 제7 열교환부재(50G)는 상하 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
복수개의 제1 열교환부재(50A), 복수개의 제2 열교환부재(50B), 복수개의 제3 열교환부재(50C), 복수개의 제4 열교환부재(50D), 복수개의 제5 열교환부재(50E), 복수개의 제6 열교환부재(50F) 및 복수개의 제7 열교환부재(50G) 각각은 5개의 열교환부재(50)를 포함할 수 있다.
복수개의 제1 열교환부재(50A)는 열교환부재(50) 중 가장 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제1 열교환부재(50A)는 복수개의 제2 열교환부재(50B)보다 상측에 배치될 수 있다.
복수개의 제2 열교환부재(50B)는 복수개의 제1 열교환부재(50A)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제2 열교환부재(50B)는 복수개의 제3 열교환부재(50C)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제2 열교환부재(50B)는 복수개의 제1 열교환부재(50A) 및 복수개의 제3 열교환부재(50C) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제3 열교환부재(50C)는 복수개의 제2 열교환부재(50B)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제3 열교환부재(50C)는 복수개의 제4 열교환부재(50D)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제3 열교환부재(50C)는 복수개의 제2 열교환부재(50B) 및 복수개의 제4 열교환부재(50D) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제4 열교환부재(50D)는 복수개의 제3 열교환부재(50C)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제4 열교환부재(50D)는 복수개의 제5 열교환부재(50E)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제4 열교환부재(50D)는 복수개의 제3 열교환부재(50C) 및 복수개의 제5 열교환부재(50E) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제5 열교환부재(50E)는 복수개의 제4 열교환부재(50D)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제5 열교환부재(50E)는 복수개의 제6 열교환부재(50F)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제5 열교환부재(50E)는 복수개의 제4 열교환부재(50D) 및 복수개의 제6 열교환부재(50F) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제6 열교환부재(50F)는 복수개의 제5 열교환부재(50E)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제6 열교환부재(50F)는 복수개의 제7 열교환부재(50G)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제6 열교환부재(50F)는 복수개의 제5 열교환부재(50E) 및 복수개의 제7 열교환부재(50G) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제7 열교환부재(50G)는 열교환부재(50) 중 가장 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제7 열교환부재(50G)는 복수개의 제6 열교환부재(50F)보다 하측에 배치될 수 있다.
열교환부재(50)는 상하방향으로 7행으로 배열될 수 있고, 좌우방향으로 5열로 배열되어서, 전체적으로 7행5열로 배열될 수 있다. 따라서, 열교환부재(50)의 전체 개수는 35개가 되나, 열교환부재(50)가 배열되는 행렬의 개수에 따라 열교환부재(50)는 다양한 개수로 구비될 수 있다.
열교환부재(50)의 자세한 구조에 대해서는 도 10 및 도 11을 참조하여 자세하게 후술하기로 하고, 먼저 분사부(30) 및 냉매 공급부(40)의 자세한 구조에 대해 먼저 설명하기로 한다.
도 6은 도 5의 상부를 나타내는 사시도, 도 7은 도 5의 하부를 나타내는 사시도, 도 8은 도 5에 도시된 구획 프레임의 배면에서 열교환부재를 제거한 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 분사부(30)는 제2 챔버(C2)의 내부로 냉매를 분사하기 위한 복수개의 분사구(미도시)가 형성될 수 있다. 분사부(30)는 구획 프레임(70)에 설치될 수 있다.
분사부(30)가 분사한 냉매가 열교환부재(50)에 쉽게 흡착될 수 있도록 하기 위해, 분사부(30)는 열교환부재(50)보다 상측에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 분사부(30)는 제2 챔버(C2) 내에서 구획 프레임(70)의 최상부에 배치될 수 있다. 이 경우, 분사부(30)에 형성된 상기 복수개의 분사구는 분사부(30)의 하측에 형성되는 것이 바람직하다.
분사부(30)는 좌우방향으로 긴 관으로 형성될 수 있다. 분사부(30)에 형성된 복수개의 분사구는 분사부(30)의 길이를 따라 서로 이격된 복수개의 분사구로 형성될 수 있다.
또한, 분사부(30)는 열교환부재(50)와 대향 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 복수개의 분사구는 분사부(30) 중 상기 열교환부재(50)를 향하는 부분에 형성될 수 있다.
상기 복수개의 분사구가 동일한 압력으로 상기 냉매를 분사할 수 있도록 하기 위해, 상기 복수개의 분사구는 냉매 공급부(40)로부터 멀어질수록 직경이 작게 형성될 수 있다.
분사부(30)는 냉매 공급부(40)로부터 공급된 냉매를 상기 복수개의 분사구를 통해 스프레이할 수도 있고, 무화상태의 냉매로 분사할 수도 있다.
냉매 공급부(40)는 분사부(30)가 분사한 냉매가 열교환부재(50)에서 증발된 후, 응축된 냉매를 분사부(30)로 공급할 수 있다. 열교환부재(50)에서 증발된 냉매는 응축되어 제2 챔버(C2) 내의 하측에 가라앉을 수 있다. 따라서, 냉매 공급부(40)는 제2 챔버(C2) 내의 하측에 가라앉은 냉매를 분사부(30)로 공급하기 위해서는, 제2 챔버(C2) 내의 하측에 배치되는 것이 바람직하다.
냉매 공급부(40)는, 제2 챔버(C2) 내의 하부에 설치된 펌프(41)와, 펌프(41)에서 펌핑되는 응축된 냉매를 분사부(30)로 공급하는 이송관(42)을 포함할 수 있다.
펌프(41)는 BLDC(BrushLess Direct Current) 모터를 포함할 수 있다. 펌프(41)는 제2 챔버(C2) 내의 하부 중 좌우방향으로 중앙부근에 배치될 수 있다.
이송관(42)은 펌프(41)의 냉매 배출구와 분사부(30)의 냉매 유입구를 연결할 수 있다. 즉, 이송관(42)의 일단은 펌프(41)의 냉매 배출구에 연결될 수 있고, 이송관(42)의 타단은 분사부(30)의 일단에 형성된 냉매 유입구에 연결될 수 있다.
분사부(30)는, 좌우방향으로 곧게 형성되고 길이를 따라 서로 이격된 복수개의 분사구가 형성된 수평부와, 상기 수평부에서 절곡되어 하측으로 연장되고 구획 프레임(70)의 일측에 수직으로 배치되는 제1 수직부를 포함할 수 있다.
이송관(42)은, 펌프(41)의 냉매 배출구에서 구획 프레임(70)의 일측으로 연장되되 상측으로 경사지게 연장되는 경사부와, 상기 경사부에서 상측으로 곧게 연장되어 구획 프레임(70)의 일측에 수직으로 배치되고 상단은 분사부(30)의 제1 수직부 하단에 연결되는 제2 수직부를 포함할 수 있다.
한편, 구획 프레임(70)의 후면에는 방열 커버(20)의 내부공간 테두리를 실링하는 실러(71)가 배치될 수 있다. 실러(71)는 방열 커버(20)의 내부공간 테두리와, 구획 프레임(70)의 후면 사이를 실링할 수 있다.
또한, 펌프(41)에는 펌프(41)을 구동시키는 전원이 입력되는 전선이 포함되는데, 펌프(41)의 전선은 펌프(41)를 제어하는 상기 제어부가 구비된 인쇄회로기판과 연결되어야 한다. 이를 위해, 펌프(41)의 전선은 구획 프레임(70)에 설치된 펌프 전선 체결부(45)에 의해 구획 프레임(70)에 설치되어 제1 챔버(C1) 내에 배치된 인쇄회로기판의 상기 제어부와 연결될 수 있다.
상기 펌프 전선 체결부(45)에 대해 도 9를 참조하여 아래에서 자세하게 설명하기로 한다.
도 9는 도 8에 도시된 펌프 전선 체결부의 상세 구성을 나타내는 절개 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 펌프 전선 체결부(45)는 이너 체결부재(45A) 및 아우터 체결부재(45B)를 포함할 수 있다. 펌프(41)의 전선은 이너 체결부재(45A)의 내부를 전후로 관통하여 인쇄회로기판과 연결될 수 있다.
구획 프레임(70)의 후면에는 아우터 체결부재(45B)가 삽입되는 체결홈이 형성될 수 있다. 상기 체결홈의 내주면에는 톱니모양으로 형성된 복수개의 제1 체결돌기가 형성될 수 있다. 또한, 아우터 체결부재(45B)의 외주면에는 상기 복수개의 제1 체결돌기와 체결되는 톱니모양으로 형성된 복수개의 제2 체결돌기가 형성될 수 있다. 이너 체결부재(45A)는 아우터 체결부재(45B)의 중심을 전후로 관통할 수 있다. 또한, 이너 체결부재(45A)는 상기 체결홈의 전방 격벽을 관통할 수 있다. 아우터 체결부재(45B)의 내주면에는 톱니모양으로 형성된 복수개의 제3 체결돌기가 형성될 수 있다. 또한, 이너 체결부재(45A)의 외주면에는 상기 복수개의 제3 체결돌기와 체결되는 톱니모양으로 형성된 복수개의 제4 체결돌기가 형성될 수 있다.
상기 복수개의 제1 체결돌기 및 상기 복수개의 제2 체결돌기는 볼트의 체결방식과 동일하게 체결될 수 있도록 나선형으로 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 상기 복수개의 제3 체결돌기 및 상기 복수개의 제4 체결돌기도 볼트의 체결방식과 동일하게 체결될 수 있도록 나선형으로 형성될 수도 있다.
도 10은 도 5에 도시된 열교환부재의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 열교환부재(50)는 열전도율이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 열교환부재(50)는 구리 재질로 형성될 수 있다.
열교환부재(50)는 바디(51) 및 복수개의 열교환 돌기(52)로 구성될 수 있다. 다만, 열교환부재(50)는 복수개의 열교환 돌기(52) 대신에 복수개의 열교환 홈(미도시)을 포함할 수도 있다.
바디(51)는 판형으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 바디(51)는 사각판 형상으로 형성되나, 바디(51)는 원형판 또는 다각형 판 형상으로 형성될 수도 있다.
바디(51)는 구획 프레임(70)의 후면에 결합될 수 있다.
복수개의 열교환 돌기(52)는 바디(51)의 일면에 돌출 형성될 수 있다. 즉, 복수개의 열교환 돌기(52)는 바디(51)의 후면에 후방을 향해 돌출 형성될 수 있다.
열교환 돌기(52)는 사각형 단면을 가지는 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 열교환 돌기(52)는, 원형 단면을 가지는 바 형상으로 형성될 수도 있고, 다각형 단면을 가지는 바(bar) 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 바디(51)의 후면에 열교환 돌기(52) 대신에 상기 열교환 홈이 형성되는 경우에는, 상기 열교환 홈은 상기 바디 내부로 음각 형태의 다각형 단면을 가지는 바 형상으로 형성될 수도 있고, 상기 열교환 홈은 상기 바디 내부로 음각 형태의 원형 단면을 가지는 바 형상으로 형성될 수도 있다.
열교환부재(50)는 복수개의 열교환 돌기(52)를 포함하기 때문에, 열교환부재(50)의 전체적인 표면이 넓어지게 된다. 따라서, 분사부(30)가 분사한 냉매는 열교환부재(50)에 다량 흡착될 수 있기 때문에, 열교환부재(50)는 분사부(30)가 분사한 냉매를 신속하게 증발시킬 수 있다.
구획 프레임(70)의 제2 챔버(C2)와 대향면인 후면에는 바디(51)가 삽입되는 바디 삽입홈(75)이 형성될 수 있다. 바디 삽입홈(75)은 바디(51)의 형상과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 바디(51)는 사각판형으로 형성되기 때문에, 바디 삽입홈(75)은 사각판형으로 형성된다.
바디 삽입홈(75)은, 열교환부재(50)의 개수와 동일한 개수로 형성될 수 있고, 열교환부재(50)의 위치와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
즉, 바디 삽입홈(75)은, 복수개의 제1 바디 삽입홈(75A)과, 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B), 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C), 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D), 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E), 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F) 및 복수개의 제7 바디 삽입홈(75G)을 포함할 수 있다.
복수개의 제1 바디 삽입홈(75A)과, 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B), 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C), 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D), 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E), 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F) 및 복수개의 제7 바디 삽입홈(75G) 각각은 상하로 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
복수개의 제1 바디 삽입홈(75A)에는 복수개의 제1 열교환부재(50A) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제1 바디 삽입홈(75A)은 바디 삽입홈(75) 중 가장 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제1 바디 삽입홈(75A)은 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B)보다 상측에 배치될 수 있다.
복수개의 제2 바디 삽입홈(75B)에는 복수개의 제2 열교환부재(50B) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제2 바디 삽입홈(75B)은 복수개의 제1 바디 삽입홈(75A)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B)은 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B)은 복수개의 제1 바디 삽입홈(75A) 및 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제3 바디 삽입홈(75C)에는 복수개의 제3 열교환부재(50C) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제3 바디 삽입홈(75C)은 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C)은 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C)은 복수개의 제2 바디 삽입홈(75B) 및 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제4 바디 삽입홈(75D)에는 복수개의 제4 열교환부재(50D) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제4 바디 삽입홈(75D)은 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D)은 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D)은 복수개의 제3 바디 삽입홈(75C) 및 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제5 바디 삽입홈(75E)에는 복수개의 제5 열교환부재(50E) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제5 바디 삽입홈(75E)은 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E)은 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E)은 복수개의 제4 바디 삽입홈(75D) 및 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제6 바디 삽입홈(75F)에는 복수개의 제6 열교환부재(50F) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제6 바디 삽입홈(75F)은 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E)보다 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F)은 복수개의 제7 바디 삽입홈(75G)보다 상측에 배치될 수 있다. 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F)은 복수개의 제5 바디 삽입홈(75E) 및 복수개의 제7 바디 삽입홈(75G) 사이에 배치될 수 있다.
복수개의 제7 바디 삽입홈(75G)에는 복수개의 제7 열교환부재(50G) 각각에 형성된 바디(51)가 삽입될 수 있다.
복수개의 제7 바디 삽입홈(75G)은 바디 삽입홈(75) 중 가장 하측에 배치될 수 있다. 복수개의 제7 바디 삽입홈(75G)은 복수개의 제6 바디 삽입홈(75F)보다 하측에 배치될 수 있다.
도 11은 도 5에 도시된 열교환부재의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11을 참조하면, 열교환부재(500)는 바디(510) 및 복수개의 열교환 돌기(520)를 포함할 수 있다.
열교환부재(500)는 다공분말 소결체로 형성될 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이 표면이 매끈한 열교환부재(50)의 표면에 구리 분말로 다공체를 형성하여 소결처리함으로써, 도 11과 같은 다공체 구조의 열교환부재(500)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 열교환부재(500)가 다공분말 소결체로 형성되게 되면, 열교환부재(500)의 표면적이 넓어질 뿐만 아니라, 다공 구조로 인해 표면장력이 높아져서 분사부(30)가 분사한 냉매를 쉽게 흡착할 수 있게 되므로, 상기 흡착된 냉매의 증발 효율을 상승시킬 수 있다.
한편, 앞에서는 열교환부재(50)가 증발시킨 냉매를 응축시키기 위해, 방열 커버(20)의 후면에 복수개의 방열 핀(23)이 형성되었다. 다만, 열교환부재(50)가 증발시킨 냉매를 응축시키기 위한 응축 구조는 복수개의 방열 핀(23)으로 한정되지는 않는다. 즉, 복수개의 방열 핀(23) 대신에 아래에서 설명할 응축부(60)가 포함될 수도 있고, 복수개의 방열 핀(23)과 더불어 응축부(60)가 포함될 수도 있다. 아래에서는 응축부(60)에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
도 12는 도 1의 배면도, 도 13은 도 1의 상면도, 도 14는 도 1의 저면도이다.
도 1 및 도 2와, 도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는 응축부(60)를 더 포함할 수 있다.
응축부(60)는 방열 커버(60)의 외측에 배치될 수 있다. 응축부(60)는 방열 커버(60)의 후면에 배치될 수 있다. 응축부(60)는 제2 챔버(C2) 내의 증발된 냉매를 응축하여 냉매 공급부(40)로 공급할 수 있다. 즉, 응축부(60)는 제2 챔버(C2) 내의 증발된 냉매를 응축하여 펌프(41)로 공급할 수 있다.
응축부(60)는 관 형상으로 형성될 수 있다. 제2 챔버(C2) 내에서 증발된 냉매는 응축부(60) 내로 유입된 후, 응축부(60)를 통과하면서 응축되어 펌프(41)로 공급될 수 있다.
응축부(60)는 벨로우즈 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 응축부(60)는 복수개의 주름을 가지게 되므로, 외부 공기와 접촉되는 표면적이 넓어지게 되어서, 응축 성능이 향상될 수 있다.
방열 커버(20)의 상부에는 유출부(28)가 돌출 형성될 수 있고, 방열 커버(20)의 하부에는 유입부(29)가 돌출 형성될 수 있다. 유출부(28)에는 제2 챔버(C2) 내의 증발된 상기 냉매가 유출될 수 있다. 유입부(29)에는 응축부(60)에서 응축된 냉매가 제2 챔버(C2) 내로 유입될 수 있다.
제2 챔버(C2) 내에서 증발된 냉매는 기체 상태가 되기 때문에 제2 챔버(C2) 내에서 상측으로 이동하게 되고, 제2 챔버(C2) 내의 응축된 냉매는 액체 상태이기때문에 제2 챔버(C2) 내에서 하측으로 이동하게 된다. 따라서, 기체 상태의 증발된 냉매가 제2 챔버(C2) 내에서 쉽게 유출될 수 있도록 함과 아울러, 액체 상태의 응축된 냉매가 펌프(41)로 쉽게 유입될 수 있도록 하기 위해, 유출부(28)는 방열 커버(20)의 상부에 위치하는 것이 바람직하고, 유입부(29)는 방열 커버(20)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
응축부(60)는 유출부(28) 및 유입부(29)를 연결할 수 있다. 즉, 응축부(60)의 상단은 유출부(28)에 연결될 수 있고, 응축부(60)의 하단은 유입부(29)에 연결될 수 있다. 응축부(60)의 상단은 유출부(28)의 하단에 용접되어 결합될 수 있고, 응축부(60)의 하단은 유입부(29)의 상단에 용접되어 결합될 수 있다. 물론, 응축부(60)의 상단은 유출부(28)에 용접되지 않고 볼트체결 또는 기계결합될 수도 있다. 또한, 응축부(60)의 하단도 유입부(29)의 상단에 용되지 않고 볼트체결 또는 기계결합될 수도 있다. 응축부(60)가 유출부(28) 및 유입부(29)를 연결하기 때문에, 유출부(28)를 통해 유출되는 제2 챔버(C2) 내의 증발된 냉매는, 응축부(60)를 통과하면서 응축된 후, 유입부(29)를 통해 펌프(41)로 공급될 수 있다. 응축부(60)는 스테인리스 재질로 형성될 수 있다.
유출부(28)는 방열 커버(20)의 후면 상부에 돌출 형성될 수 있고, 유입부(29)는 방열 커버(20)의 후면 하부에 돌출 형성될 수 있다. 유출부(28)는 방열 커버(20)와 별도의 구조물로 형성되어서, 방열 커버(20)의 후면 상부에 형성된 홀과 연통되도록 체결부재를 통해 방열 커버(12)의 후면 상부에 설치될 수 있다. 마찬가지로, 유입부(29)는 방열 커버(20)와 별도의 구조물로 형성되어서, 방열 커버(20)의 후면 하부에 형성된 홀과 연통되도록 체결부재를 통해 방열 커버(12)의 후면 상부에 설치될 수 있다. 물론, 유출부(28) 및 유입부(29)는 방열 커버(20)의 후면에 체결부재를 통해 체결되지 않고 용접될 수도 있다.
유출부(28) 및 유입부(29)는 방열 커버(20)와 동일한 재질인 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 물론, 유출부(28) 및 유입부(29)는 구리 재질로 형성될 수도 있겠으나, 유출부(28) 및 유입부(29)가 구리 재질로 형성되게 되면, 스테인리스 재질로 형성된 응축부(60)와 용접이 잘 안되게 되므로, 유출부(28) 및 유입부(29)는 스테인리스 재질인 응축부(60)와 용접이 잘되고, 방열 커버(20)로부터 열전도도 잘되는 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
유출부(28)는 후방으로 돌출되다가 하측으로 절곡된 형상으로 형성될 수 있고, 유입부(29)는 후방으로 돌출되다가 상측으로 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
응축부(60), 유출부(28) 및 유입부(29) 각각은 복수개로 형성될 수 있다. 응축부(60), 유출부(28) 및 유입부(29) 각각은 서로 동일한 개수로 형성될 수 있다. 응축부(60), 유출부(28) 및 유입부(29) 각각은 좌우방향으로 서로 이격된 복수개로 형성될 수 있다. 방열 커버(20)의 후면에서 바라볼 시, 응축부(60), 유출부(28) 및 유입부(29)는 일직선 상에 배치될 수 있다.
본 실시예에서 응축부(60)는 6개의 응축부(60)로 구성된다. 다만, 응축부(60)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수개의 응축부(60)는 제1 응축부(60A), 제2 응축부(60B), 제3 응축부(60C), 제4 응축부(60D), 제5 응축부(60E) 및 제6 응축부(60F)를 포함할 수 있다.
제1 응축부(60A), 제2 응축부(60B), 제3 응축부(60C), 제4 응축부(60D), 제5 응축부(60E) 및 제6 응축부(60F)는 좌우 방향으로 서로 이격될 수 있다. 물론, 또한, 복수개의 응축부(60)는 좌우방향으로 서로 이격되어 배치되는 것에 한정되지 않고, 전후방향으로 복수개가 겹쳐서 배치될 수도 있다.
제1 응축부(60A)는 응축부(60) 중에서 가장 우측에 배치될 수 있다. 제1 응축부(60A)는 제2 응축부(60B)의 우측에 배치될 수 있다.
제2 응축부(60B)는 제1 응축부(60A)의 좌측에 배치될 수 있다. 제2 응축부(60B)는 제3 응축부(60C)의 우측에 배치될 수 있다. 제2 응축부(60B)는 제1 응축부(60A) 및 제2 응축부(60C) 사이에 배치될 수 있다.
제3 응축부(60C)는 제2 응축부(60B)의 좌측에 배치될 수 있다. 제3 응축부(60C)는 제4 응축부(60D)의 우측에 배치될 수 있다. 제3 응축부(60C)는 제2 응축부(60B) 및 제4 응축부(60D) 사이에 배치될 수 있다.
제4 응축부(60D)는 제3 응축부(60C)의 좌측에 배치될 수 있다. 제4 응축부(60D)는 제5 응축부(60E)의 우측에 배치될 수 있다. 제4 응축부(60D)는 제3 응축부(60C) 및 제5 응축부(60E) 사이에 배치될 수 있다.
제5 응축부(60E)는 제4 응축부(60D)의 좌측에 배치될 수 있다. 제5 응축부(60E)는 제6 응축부(60F)의 우측에 배치될 수 있다. 제5 응축부(60E)는 제4 응축부(60D) 및 제6 응축부(60F) 사이에 배치될 수 있다.
제6 응축부(60F)는 응축부(60) 중에서 가장 좌측에 배치될 수 있다. 제6 응축부(60F)는 제5 응축부(60E)의 좌측에 배치될 수 있다.
유출부(28)는 제1 유출부(28A), 제2 유출부(28B), 제3 유출부(28C), 제4 유출부(28D), 제5 유출부(28E) 및 제6 유출부(28F)를 포함할 수 있다.
제1 유출부(28A)에는 제1 응축부(60A)의 상단이 연결될 수 있다.
제1 유출부(28A)는 유출부(28) 중에서 가장 우측에 배치될 수 있다. 제1 유출부(28A)는 제2 유출부(28B)의 우측에 배치될 수 있다.
제2 유출부(28B)에는 제2 응축부(60B)의 상단이 연결될 수 있다.
제2 유출부(28B)는 제1 유출부(28A)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제2 유출부(28B)는 제3 유출부(28C)보다 우측에 배치될 수 있다. 제2 유출부(28B)는 제1 유출부(28A) 및 제3 유출부(28C) 사이에 배치될 수 있다.
제3 유출부(28C)에는 제3 응축부(60C)의 상단이 연결될 수 있다.
제3 유출부(28C)는 제2 유출부(28B)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제3 유출부(28C)는 제4 유출부(28D)보다 우측에 배치될 수 있다. 제3 유출부(28C)는 제2 유출부(28B) 및 제4 유출부(28D) 사이에 배치될 수 있다.
제4 유출부(28D)에는 제4 응축부(60D)의 상단이 연결될 수 있다.
제4 유출부(28D)는 제3 유출부(28C)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제4 유출부(28D)는 제5 유출부(28E)보다 우측에 배치될 수 있다. 제4 유출부(28D)는 제3 유출부(28C) 및 제5 유출부(28E) 사이에 배치될 수 있다.
제5 유출부(28E)에는 제5 응축부(60E)의 상단이 연결될 수 있다.
제5 유출부(28E)는 제4 유출부(28D)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제5 유출부(28E)는 제6 유출부(28F)보다 우측에 배치될 수 있다. 제5 유출부(28E)는 제4 유출부(28D) 및 제6 유출부(28F) 사이에 배치될 수 있다.
제6 유출부(28F)에는 제6 응축부(60F)의 상단이 연결될 수 있다.
제6 유출부(28F)는 유출부(28) 중에서 가장 좌측에 배치될 수 있다. 제6 유출부(28F)는 제5 유출부(28E)보다 좌측에 배치될 수 있다.
유입부(29)는 제1 유입부(29A), 제2 유입부(29B), 제3 유입부(29C), 제4 유입부(29D), 제5 유입부(29E) 및 제6 유입부(29F)를 포함할 수 있다.
제1 유입부(29A)에는 제1 응축부(60A)의 하단이 연결될 수 있다.
제1 유입부(29A)는 유입부(29) 중에서 가장 우측에 배치될 수 있다. 제1 유입부(29A)는 제2 유입부(29B)보다 우측에 배치될 수 있다.
제2 유입부(29B)에는 제2 응축부(60B)의 하단이 연결될 수 있다.
제2 유입부(29B)는 제1 유입부(29A)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제2 유입부(29B)는 제3 유입부(29C)보다 우측에 배치될 수 있다. 제2 유입부(29B)는 제1 유입부(29A) 및 제3 유입부(29C) 사이에 배치될 수 있다.
제3 유입부(29C)에는 제3 응축부(60C)의 하단이 연결될 수 있다.
제3 유입부(29C)는 제2 유입부(29B)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제3 유입부(29C)는 제4 유입부(29D)보다 우측에 배치될 수 있다. 제3 유입부(29C)는 제2 유입부(29B) 및 제4 유입부(29D) 사이에 배치될 수 있다.
제4 유입부(29D)에는 제4 응축부(60D)의 하단이 연결될 수 있다.
제4 유입부(29D)는 제3 유입부(29C)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제4 유입부(29D)는 제5 유입부(29E)보다 우측에 배치될 수 있다. 제4 유입부(29D)는 제3 유입부(29C) 및 제5 유입부(29E) 사이에 배치될 수 있다.
제5 유입부(29E)에는 제5 응축부(60E)의 하단이 연결될 수 있다.
제5 유입부(29E)는 제4 유입부(29D)보다 좌측에 배치될 수 있다. 제5 유입부(29E)는 제6 유입부(29F)보다 우측에 배치될 수 있다. 제5 유입부(29E)는 제4 유입부(29D) 및 제6 유입부(29F) 사이에 배치될 수 있다.
제6 유입부(29F)에는 제6 응축부(60F)의 하단이 연결될 수 있다.
제6 유입부(29F)는 유입부(29) 중에서 가장 좌측에 배치될 수 있다. 제6 유입부(29F)는 제5 유입부(29E)보다 좌측에 배치될 수 있다.
한편, 방열 커버(20)의 외측에는 마운팅 브래킷(80)이 설치될 수 있다. 마운팅 브래킷(80)은 방열 커버(20)의 후면에 결합되어 응축부(60)를 지지할 수 있다. 응축부(60)가 벨로우즈 형상으로 형성되는 경우, 제2 챔버(C2) 내에서 기화된 냉매가 유출부(28)를 통해 응축부(60) 내로 유입되면, 냉매의 압력에 의해 응축부(60)는 꿀렁거리면서 일측으로 휘어질 수 있다. 이를 방지하기 위해, 마운팅 브래킷(80)은 응축부(60)를 지지할 수 있다.
마운팅 브래킷(80)에는 응축부(60)가 상하로 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다. 마운팅 브래킷(80)은 상하 방향으로 서로 이격된 복수개의 마운팅 브래킷(80)을 포함할 수 있다.
복수개의 마운팅 브래킷(80)은 제1 마운팅 브래킷(80A), 제2 마운팅 브래킷(80B) 및 제3 마운팅 브래킷(80C)를 포함할 수 있다.
제1 마운팅 브래킷(80A)은 마운팅 브래킷(80) 중 가장 상측에 배치될 수 있다. 제1 마운팅 브래킷(80A)은 제2 마운팅 브래킷(80B)보다 상측에 배치될 수 있다.
제2 마운팅 브래킷(80B)은 제1 마운팅 브래킷(80A)의 하측에 배치될 수 있다. 제2 마운팅 브래킷(80B)은 제3 마운팅 브래킷(80C)보다 상측에 배치될 수 있다. 제2 마운팅 브래킷(80B)은 제1 마운팅 브래킷(80A) 및 제3 마운팅 브래킷(80C) 사이에 배치될 수 있다.
제3 마운팅 브래킷(80C)은 마운팅 브래킷(80) 중 가장 하측에 배치될 수 있다. 제3 마운팅 브래킷(80C)은 제2 마운팅 브래킷(80B)보다 하측에 배치될 수 있다.
제1 마운팅 브래킷(80A), 제2 마운팅 브래킷(80B) 및 제3 마운팅 브래킷(80C) 각각은 두 개의 부재가 서로 용접되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 두 개의 부재 중, 어느 하나는 상기 관통홀의 일부를 형성할 수 있고, 다른 하나는 상기 관통홀의 나머지부를 형성할 수 있다. 상기 어느 하나를 먼저 방열 커버(20)의 후면에 결합한 후, 상기 관통홀의 일부에 응축부(60)를 삽입하고, 상기 다른 하나를 상기 어느 하나에 용접함으로써, 상기 관통홀의 일부와 상기 관통홀의 나머지가 응축부(60)의 둘레를 감싸게 될 수 있다. 물론, 상기 두 개의 부재는 서로 용접되는 것에 한정되지 않고, 볼트체결 또는 기계 결합될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는, 냉매 공급부(40)가 제2 챔버(C2) 내의 응축된 냉매를 분사부(30)로 공급하고, 분사부(30)는 냉매 공급부(40)로부터 공급된 냉매를 제2 챔버(C2) 내로 분사하며, 증발부(100)의 열교환부재(50)는 분사부(30)가 분사한 냉매를 증발시킨다.
이와 같이 제2 챔버(C2) 내에서 증발된 냉매는 복수개의 방열 핀(23) 및/또는 응축부(60)에서 응축된 후 냉매 공급부(40)의 펌프(41)로 이동될 수 있고, 냉매 공급부(40)는 응축된 냉매를 다시 분사부(30)로 공급할 수 있다.
이와 같은 과정을 반복하여 상기 발열소자에서 발생된 열을 신속하게 방열할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전장소자의 방열장치는, 분사부(30)는 냉매 공급부(40)가 공급한 제2 챔버(C2) 내의 응축된 냉매를 진공 상태의 제2 챔버(C2) 내로 분사하고, 증발부(100)는 제1 챔버(C1)에서 증발부(100)로 전달되는 현열과 증발부(100)에서 제2 챔버(C2)로 전달되는 잠열을 이용하여, 분사부(30)가 제2 챔버(C2) 내로 분사하는 상기 냉매를 증발시키게 되므로, 제1 챔버(C1) 내에 배치된 인쇄회로기판에 장착된 발열소자에서 발생된 열을 상기 냉매의 상변화를 통해 신속하게 방열시킬 수 있고, 기구적인 공랭식 방열 구조를 많이 설치할 필요가 없게 되므로 사이즈가 작아질 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 진공계
2 : 압력계
10 : 레이돔 20 : 방열 커버
28 : 유출부 29 : 유입부
30 : 분사부 40 : 냉매 공급부
50, 500 : 열교환부재 51, 510 : 바디
52, 520 : 열교환 돌기 60 : 응축부
70 : 구획 프레임 75 : 바디 삽입홈
80 : 마운팅 브래킷 100 : 증발부
C1 : 제1 챔버 C2 : 제2 챔버
10 : 레이돔 20 : 방열 커버
28 : 유출부 29 : 유입부
30 : 분사부 40 : 냉매 공급부
50, 500 : 열교환부재 51, 510 : 바디
52, 520 : 열교환 돌기 60 : 응축부
70 : 구획 프레임 75 : 바디 삽입홈
80 : 마운팅 브래킷 100 : 증발부
C1 : 제1 챔버 C2 : 제2 챔버
Claims (19)
- 발열소자가 장착된 인쇄회로기판이 배치되고, 비진공 상태의 제1 챔버;
냉매를 분사하는 분사부와 상기 분사부로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급부가 배치되고, 진공 상태의 제2 챔버; 및
상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 사이에 배치되는 증발부;를 포함하고,
상기 분사부는 상기 냉매 공급부가 공급한 상기 제2 챔버 내의 응축된 냉매를 상기 제2 챔버 내로 분사하고,
상기 증발부는 상기 제1 챔버에서 상기 증발부로 전달되는 현열(sensible heat)과 상기 증발부에서 상기 제2 챔버로 전달되는 잠열(latent heat)을 이용하여, 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사한 상기 냉매를 증발시키는 전장소자의 방열장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 증발부는,
상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버를 구획하는 구획 프레임; 및
상기 구획 프레임에 결합되어 상기 제2 챔버 내에 배치되고, 상기 현열 및 상기 잠열을 이용하여, 상기 분사부가 상기 제2 챔버 내로 분사한 상기 냉매를 증발시키는 열교환부재;를 포함하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 구획 프레임의 일면에 배치되는 레이돔; 및
상기 구획 프레임의 타면에 배치되는 방열 커버;를 더 포함하고,
상기 제1 챔버는 상기 구획 프레임 및 상기 레이돔 사이에 형성되고,
상기 제2 챔버는 상기 구획 프레임 및 상기 방열 커버 사이에 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 열교환부재는,
상기 구획 프레임에 배치되는 판형의 바디; 및
상기 바디의 일면에 형성되는 복수개의 열교환 돌기를 포함하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 열교환부재는,
상기 구획 프레임에 배치되는 판형의 바디; 및
상기 바디의 일면에 형성되는 복수개의 열교환 홈을 포함하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 구획 프레임에는 상기 바디가 삽입되는 바디 삽입홈이 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 열교환부재는 다공분말 소결체로 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 적어도 하나 이상의 인쇄회로기판을 포함하고,
상기 열교환부재는 상기 인쇄회로기판 하나당 적어도 하나 이상의 열교환부재가 배치되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 열교환 돌기는 다각형 단면을 가지는 바(bar) 형상으로 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 열교환 돌기는 원형 단면을 가지는 바 형상으로 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 열교환 홈은 상기 바디 내부로 음각 형태의 다각형 단면을 가지는 바 형상으로 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 열교환 홈은 상기 바디 내부로 음각 형태의 원형 단면을 가지는 바 형상으로 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 구획 프레임의 타면과 대응하는 상기 방열 커버의 외측면에는 복수개의 방열 핀이 돌출 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 방열 커버의 외측에 배치되고, 상기 제2 챔버 내의 증발된 냉매를 응축하여 상기 냉매 공급부로 공급하는 관형의 응축부;를 더 포함하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 응축부는 벨로우즈 형상으로 형성되는 전장소자의 방열장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 응축부가 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 방열 커버의 외측에 배치되는 마운팅 브래킷을 더 포함하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 방열 커버의 상부에는 상기 제2 챔버 내의 증발된 상기 냉매가 유출되는 유출부가 돌출 형성되고,
상기 방열 커버의 하부에는 상기 응축부에서 응축된 냉매가 상기 제2 챔버로 유입되는 유입부가 돌출 형성되며,
상기 응축부는 상기 유출부 및 상기 유입부를 연결하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제2 챔버 내부를 진공상태로 만드는 진공계와,
상기 제2 챔버 내부의 압력을 측정하는 압력계를 더 포함하는 전장소자의 방열장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 발열소자는, 무선신호를 송수신하는 안테나 소자와, 상기 무선신호를 처리하는 무선신호처리부(RU; Radio Unit) 중, 적어도 하나를 포함하는 전장소자의 방열장치.
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