WO2013081275A1 - 차량용 방열장치 - Google Patents

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WO2013081275A1
WO2013081275A1 PCT/KR2012/006803 KR2012006803W WO2013081275A1 WO 2013081275 A1 WO2013081275 A1 WO 2013081275A1 KR 2012006803 W KR2012006803 W KR 2012006803W WO 2013081275 A1 WO2013081275 A1 WO 2013081275A1
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heat
vehicle
transfer member
heat dissipation
heat transfer
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PCT/KR2012/006803
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Inventor
이상철
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아이스파이프 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P9/00—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
    • F01P9/06—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00 by use of refrigerating apparatus, e.g. of compressor or absorber type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00

Definitions

  • the present invention relates to a heat radiation device for a vehicle.
  • a conventional heat radiator using a radiator has a problem that not only increases its volume but also requires an additional device such as a heat radiating fan to be applied to a power engine of a high-powered vehicle. That is, in order to operate the heat radiating fan, a component such as a motor must be additionally installed, which causes a problem of difficulty in maintenance.
  • the present invention provides a heat dissipation device for a vehicle having high heat dissipation performance and not restricting an installation space of a power engine.
  • a heat dissipating device for dissipating heat generated by a power engine of a vehicle, the heat transfer member disposed adjacent to the power engine to absorb heat generated by the power engine, and transfer the absorbed heat.
  • a heat pipe loop formed in a tubular shape and including a heat absorbing part for injecting a working fluid into the heat transfer member, the heat pipe part dissipating heat absorbed by the heat absorbing part,
  • the heat dissipation unit is provided on a vehicle heat dissipation device, characterized in that disposed on the air flow path formed when the vehicle is running.
  • the heat transfer member may be formed in the form of pipes arranged side by side, and the heat pipe loop may be formed in a helical structure, and wound around the heat transfer members arranged side by side.
  • the heat transfer member and the heat pipe loop may be disposed under the vehicle so as to be exposed to the air flow passing through the lower part of the vehicle when the vehicle is driven.
  • the air inlet and the air outlet may be formed in the front and rear portions of the lower cover, respectively.
  • the heat transfer member may include a cooling fluid tube circulating a fluid therein to absorb heat generated from the power engine.
  • the heat transfer member may include a wick type heat pipe having a wick formed on an inner wall thereof and into which a working fluid is injected.
  • the power engine of the vehicle may include at least one of an engine, a turbine, a motor, a transmission, and a power converter.
  • the installation of the heat dissipation device may not limit the installation space of the power engine, it is possible to minimize the weight increase of the vehicle.
  • FIG. 1 is a view showing a heat radiation device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the installation structure of the vehicle heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a heat pipe loop in a vehicle heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view for explaining the lower cover of the heat dissipation device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a vehicle heat dissipation device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view for explaining the installation structure of the vehicle heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle heat dissipation device is a heat dissipation device for dissipating heat generated in the power engine 5 of the vehicle 1, the heat transfer member 10 and It includes a heat pipe loop 20 and the heat pipe loop 20 is characterized in that disposed on the air flow path formed when the vehicle 1 travels to radiate heat.
  • the heat transfer member 10 is a portion that absorbs heat generated from the power engine 5 and transfers the heat to the heat pipe loop 20 to be described later.
  • the heat transfer member 10 of the present embodiment is disposed adjacent to the power engine 5 to absorb heat generated by the power engine 5, and is coupled to the heat pipe loop 20 to allow heat transfer. The heat may be transferred to the heat pipe loop 20.
  • a part of the heat transfer member 10 may be disposed directly on the air flow path to perform heat dissipation.
  • the vehicle 1 of the present embodiment is a vehicle using an engine as a power engine 5, and the heat transfer member 10 circulates a fluid therein to absorb heat generated from the engine.
  • a cooling fluid tube is used.
  • a water jacket is formed in the engine block, and the water jacket is connected to the cooling fluid pipe so that the coolant can be circulated.
  • a coolant pump may be further installed to smoothly circulate the coolant.
  • cooling fluid pipe of the present embodiment is arranged in a structure that is circulated along the circumference of the vehicle 1 in the lower portion of the vehicle 1, so that the air flow flowing along the lower portion of the vehicle 1 when the vehicle 1 runs Can be placed on the path.
  • the engine is presented as an example of the power engine 5, but the power engine 5 is not limited to the engine and includes a turbine and a motor installed in the vehicle 1.
  • the power engine 5 includes not only energy generating devices but also various types of necessary devices for powering the vehicle 1 such as transmissions and power converters for transmitting or converting energy. That is, the heat dissipation device for a vehicle according to the present embodiment may be applied to a component that generates a lot of heat as a device for providing power to the vehicle 1.
  • heat transfer member 10 various heat transfer members such as a weak heat pipe may be used as the heat transfer member 10.
  • the weak heat pipe includes a closed pipe into which the working fluid is injected, a wick in which the working fluid moves on the inner wall of the pipe, and a vapor moving space in which the working fluid vaporized in the pipe moves.
  • the working fluid vaporized in the heat transfer portion is moved to the heat transfer unit for transferring heat to the outside through the steam moving space.
  • the vaporized working fluid moved to the heat transfer unit is condensed to transfer heat of vaporization to the heat transfer unit, and the condensed working fluid is returned to its original position through the wick. This results in a heat transfer cycle that quickly transfers heat from the location where it has absorbed heat.
  • the weak heat pipe having the heat transfer structure has a relatively large diameter pipe compared to the heat pipe loop 20 described later, and a lot of working fluid is injected therein. Accordingly, through the process of vaporizing and condensing a large number of working fluids at a time, a large amount of heat can be quickly transferred to the heat transfer unit. Therefore, the weak heat pipe has an advantage of rapidly transferring heat from the power engine 5 to the heat pipe loop 20 so that heat generated from the power engine 5 does not accumulate, thereby improving heat dissipation efficiency.
  • the heat pipe loop 20 is a portion that radiates heat transferred from the heat transfer member 10, and is heat-coupled to the heat transfer member 10.
  • the heat pipe loop 20 of the present embodiment is a structure in which a working fluid is injected into the tubular pipe can quickly dissipate a large amount of heat.
  • FIG 3 is a view showing a heat pipe loop in a vehicle heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.
  • the heat pipe loop 20 consists of a vibrating tubular heat pipe into which the working fluid 26 is injected.
  • the tubular heat pipe is formed in a loop structure, and the vibrating tubular heat pipe has a predetermined ratio of the working fluid 26 and the bubbles 27 inside the tubular pipe 25.
  • the vibrating tubular heat pipe After being injected into the interior of the tubule 25 has a structure that is sealed from the outside. Accordingly, the vibrating tubular heat pipe has a heat transfer cycle for transporting a large amount of heat in latent form by volume expansion and condensation of the bubbles 27 and the working fluid 26. Therefore, heat dissipation performance of the heat pipe loop 20 may be maximized.
  • the heat pipe loop 20 may include a capillary made of a metal material such as copper and aluminum having high thermal conductivity. Accordingly, while conducting heat at a high speed, the volume change of the bubbles injected therein can be rapidly induced.
  • the communication structure of the heat pipe loop 20 may be both an open loop and a close loop.
  • all or part of the heat pipe loops 20 may communicate with neighboring heat pipe loops 20.
  • the plurality of heat pipe loops 20 may have an overall open loop shape or a closed loop shape as required by design. As shown in FIG. 2, in this embodiment, a plurality of heat pipe loops 20 each having independent closed loops are wound and coupled to the heat transfer member 10.
  • the heat pipe loop 20 of the present embodiment is coupled to the heat transfer member 10, the heat absorbing portion 20a for receiving heat and the heat dissipating portion 20b for dissipating the heat absorbed from the heat absorbing portion 20a. It may be formed in a spiral structure to form a repeatedly. That is, the heat pipe loop 20 has a spiral structure that repeatedly reciprocates a portion coupled to the heat transfer member 10 and a portion falling from the heat transfer member 10. Accordingly, the air can freely move and absorb heat through the space between the spirals of the heat pipe loop 20. In addition, since the heat pipe loop 20 has a helical structure, the surface area required for heat dissipation in a limited space can be secured to the maximum.
  • both ends of the heat pipe loop 20 having a spiral structure become the heat absorbing portion 20a and are wound up. It can be combined with the heat transfer member 10 in a structure.
  • the center of the heat pipe loop 20 may be a heat radiating portion 20b spaced apart from the heat absorbing portion 20a to perform heat radiating.
  • the heat pipe loop 20 is not limited to a spiral loop shape, and may be coupled in various forms depending on the shape and type of the heat transfer member 10.
  • the spiral heat pipe loop 20 is connected to the cooling fluid pipes arranged side by side on both sides of the vehicle 1. It can be wound and combined. Accordingly, the central portion of the heat pipe loop 20 is exposed to the air flow flowing along the lower portion of the vehicle 1 when the vehicle 1 travels, thereby effectively dissipating heat. That is, since the air passing through the lower part of the vehicle 1 has a path that passes through the heat dissipation part 20b of the heat pipe loop 20 as it is, the periphery of the heat dissipation part 20b causes the air to flow continuously without stagnation. Thus, the heat pipe loop 20 can effectively radiate heat.
  • the lower cover 30 may be further provided to protect the heat transfer member 10 and the heat pipe loop 20 and form an efficient air flow.
  • FIG. 4 is a view for explaining the lower cover of the vehicle heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.
  • the lower cover 30 of the present embodiment is formed in the form of covering the lower portion of the vehicle 1 to cover the heat transfer member 10 and the heat pipe loop 20, the external impact and contamination The heat transfer member 10 and the heat pipe loop 20 are protected from this.
  • an air inlet 32 through which air is introduced is formed in the front part of the lower cover 30 based on the traveling direction of the vehicle 1, and an air outlet 34 through which air is discharged is formed in the rear part.
  • the lower cover 30 also serves to guide the outside air to the heat transfer member 10 and the heat pipe loop 20 disposed between the air inlet 32 and the air outlet 34.
  • the vehicle heat dissipation device of the present embodiment effectively exposes the heat pipe loop 20 having high heat dissipation performance to the air flow formed when the vehicle 1 travels, thereby obtaining a high heat dissipation effect suitable for a high power power engine. .
  • high heat dissipation performance is achieved without using an additional device such as a fan, it is possible to minimize the cost and time required for maintenance of the heat dissipation device.
  • the lightweight heat pipe loop 20 is used as the heat dissipation member, the weight increase of the vehicle 1 due to the installation of the heat dissipation device can be minimized.
  • the heat dissipation device is installed in a space other than the engine room, there is an advantage of not restricting the installation space of the power engine 5.

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Abstract

차량용 방열장치가 개시된다. 차량의 동력기관에서 발생된 열을 방열시키는 방열장치로서, 동력기관에 인접 배치되어 동력기관에서 발생된 열을 흡열하며 흡수된 열을 이송하는 열이송 부재 및 세관형으로 형성되어 작동유체가 주입되며 열이송 부재에 열전달 가능하게 결합되는 흡열부와 흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한 히트파이프 루프를 포함하며, 히트파이프 루프의 방열부는 차량의 주행 시에 형성되는 공기유동 경로 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치는, 차량의 주행 시에 형성되는 공기 유동만을 이용하여 고출력 동력기관에 적합한 높은 방열 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 방열장치
본 발명은 차량용 방열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차와 같은 차량은 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 과정에서 많은 열을 발생시킨다. 이에 따라, 차량에는 엔진과 같은 동력기관에서 발생하는 열을 방열할 수 있도록 방열장치가 필요하다. 특히, 차량이 지속적으로 고출력화되는 반면에 엔진룸의 공간은 줄어드는 추세이므로, 동력기관의 방열을 위하여 높은 효율을 가지는 방열장치에 대한 필요성이 증대되고 있다.
또한, 종래의 라디에이터를 이용한 방열장치는 고출력화되는 차량의 동력기관에 적용되려면 그 부피가 커질 뿐만 아니라, 방열팬 등의 부가적인 장치를 필요로 하는 문제가 있다. 즉, 방열팬을 동작시키기 위해서는 모터 등의 부품이 추가적으로 설치되어야 하고, 이로 인하여 유지보수가 어려워지는 문제가 발생한다.
본 발명은 높은 방열성능을 가지면서도 동력기관의 설치공간을 제약하지 않는 차량용 방열장치를 제공하는 것이다.
또한, 팬 등의 부가적 장치를 사용하지 않고도 높은 방열성능 가지는 차량용 방열장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 동력기관에서 발생된 열을 방열시키는 방열장치로서, 상기 동력기관에 인접 배치되어 상기 동력기관에서 발생된 열을 흡열하며, 흡수된 열을 이송하는 열이송 부재 및 세관형으로 형성되어 작동유체가 주입되며, 열이송 부재에 열전달 가능하게 결합되는 흡열부와 상기 흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한 히트파이프 루프를 포함하며, 상기 히트파이프 루프의 방열부는, 상기 차량의 주행 시에 형성되는 공기유동 경로 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치가 제공된다.
상기 열이송 부재는 나란하게 배열된 파이프의 형태로 형성되어 있으며, 상기 히트파이프 루프는 나선형 구조로 형성되며, 나란하게 배열된 열이송 부재에 권취될 수 있다.
상기 차량의 주행 시에 상기 차량의 하부를 지나는 공기 유동에 노출되도록, 상기 열이송 부재 및 히트파이프 루프는 상기 차량의 하부에 배치될 수 있다.
상기 열이송 부재 및 상기 히트파이프 루프를 커버하는 하부 덮개를 더 포함하고, 상기 하부덮개의 전방부 및 후방부에는 각각 공기 유입구 및 공기 배출구가 형성될 수 있다.
상기 열이송 부재는, 내부에 유체를 순환시켜 상기 동력기관에서 발생된 열을 흡수하는 냉각 유체관을 포함할 수 있다.
상기 열이송 부재는, 내벽에 위크(wick)가 형성되어 있으며 작동유체가 주입되는 위크형의 히트파이프를 포함할 수 있다.
상기 차량의 동력기관은 엔진, 터빈, 모터, 변속기 및 전력변환기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량의 주행 시에 형성되는 공기 유동만을 이용하여 고출력 동력기관에 적합한 높은 방열 효과를 얻을 수 있다.
또한, 방열장치를 설치하여도 동력기관의 설치공간을 제약하지 않을 수 있으며, 차량의 무게 증가를 최소화할 수 있다.
또한, 팬 등의 부가적 장치를 사용하지 않고도 높은 방열성능 달성함으로써, 방열장치의 유지보수에 필요한 비용 및 시간을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치의 설치구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치에서 히트파이프 루프를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치의 하부 덮개를 설명하는 도면.
<부호의 설명>
1: 차량
5: 동력기관
10: 열이송 부재
20: 히트파이프 루프
20a: 흡열부
20b: 방열부
30: 하부 덮개
32: 공기 유입구
34: 공기 배출구
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치의 설치구조를 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치는 차량(1)의 동력기관(5)에서 발생된 열을 방열시키는 방열장치로서, 열이송 부재(10) 및 히트파이프 루프(20)를 포함하고 히트파이프 루프(20)가 차량(1)의 주행 시에 형성되는 공기유동 경로 상에 배치되어 방열하는 것을 특징으로 한다.
열이송 부재(10)는 동력기관(5)에서 발생된 열을 흡수하여 후술할 히트파이프 루프(20)로 전달하는 부분이다. 이를 위해, 본 실시예의 열이송 부재(10)는 동력기관(5)에 인접하게 배치되어 동력기관(5)에서 발생된 열을 흡열하고, 히트파이프 루프(20)와 열전달이 가능하게 결합되어 흡수된 열을 히트파이프 루프(20)로 전달할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 열이송 부재(10)의 일부는 직접 공기 유동 경로 상에 배치되어 방열을 수행할 수도 있다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 차량(1)은 엔진을 동력기관(5)으로 이용하는 자동차이며, 열이송 부재(10)로는 내부에 유체를 순환시켜 엔진에서 발생된 열을 흡수하는 냉각 유체관이 사용된다. 구체적으로, 엔진 블록에는 워터 재킷(water jacket)이 형성되며, 워터 재킷은 냉각 유체관과 연결되어 냉각수가 순환될 수 있다. 이 때, 냉각수의 순환을 원할하게 하기 위하여 냉각수 펌프가 추가로 설치될 수 있다.
또한, 본 실시예의 냉각 유체관은 차량(1)의 하부에 차량(1)의 둘레를 따라 순환되는 구조로 배치되어서, 차량(1)의 주행 시에 차량(1)의 하부를 따라 흐르는 공기유동 경로 상에 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 동력기관(5)의 예로서 엔진을 제시하였으나, 동력기관(5)이 엔진으로 한정되지는 않으며 차량(1)에 설치되는 터빈 및 모터 등을 포함한다. 더불어, 동력기관(5)은 에너지 발생시키는 장치뿐만 아니라 에너지를 전달하거나 변환시키는 변속기 및 전력변환기와 같이 차량(1)에 동력을 제공하는 필요한 다양한 형태의 장치를 포함한다. 즉, 차량(1)에 동력을 제공하는 장치로서 많은 열을 발생시키는 부품에는 본 실시예에 따른 차량용 방열장치가 적용될 수 있다.
또한, 열이송 부재(10)로는 냉각 유체관 이외에도 위크형 히트파이프와 같은 다양한 열전달 부재가 사용될 수 있다.
위크형 히트파이프는, 작동유체가 주입되는 밀폐된 파이프와, 파이프 내벽에 작동유체가 이동하는 위크(wick) 및 파이프 내부에서 기화된 작동유체가 이동하는 증기이동공간으로 이루어진다. 구체적인 기능을 살펴보면, 열이 전달된 부분에서 기화된 작동유체가 증기이동공간을 통하여, 외부로 열을 전달하는 전열부로 이동한다. 그리고, 전열부로 이동한 기화된 작동유체는 응축되어 기화열을 전열부로 전달하며, 응축된 작동유체는 위크를 통하여 원위치로 환류된다. 이에 따라, 열을 흡수한 곳에서 전열부로 신속하게 전달하는 열전달 사이클이 이루어진다.
특히, 상기 열전달 구조를 가지는 위크형 히트파이프는, 후술한 히트파이프 루프(20)에 비하여 상대적으로 큰 직경의 관을 가지며 내부에 많은 작동유체가 주입된다. 이에 따라, 한번에 많은 작동유체가 기화 및 응축되는 과정을 통하여, 대량의 열이 전열부로 빠르게 전달될 수 있는 특징을 가진다. 따라서, 위크형 히트파이프는 동력기관(5)에서 발생된 열이 적체되지 않도록, 동력기관(5)의 열을 히트파이프 루프(20)로 신속하게 전달하여 방열효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
히트파이프 루프(20)는 열이송 부재(10)로부터 전달된 열을 방열시키는 부분으로, 열이송 부재(10)에 열전달 가능하게 결합된다. 특히, 본 실시예의 히트파이프 루프(20)는 세관형 파이프에 작동유체가 주입된 구조로서 대량의 열을 빠르게 방열시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치에서 히트파이프 루프를 나타낸 도면이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 히트파이프 루프(20)는 작동유체(26)가 주입되는 진동세관형의 히트파이프로 이루어진다. 구체적으로, 본 실시예의 히트파이프 루프(20)는 세관형 히트파이프가 루프구조로 형성된 것으로서, 진동세관형 히트파이프는 세관(25)의 내부에 작동유체(26)와 기포(27)가 소정 비율로 주입된 후 세관(25)의 내부가 외부로부터 밀폐되는 구조를 가진다. 이에 따라, 진동세관형 히트파이프는 기포(27) 및 작동유체(26)의 부피팽창 및 응축에 의하여 열을 잠열 형태로 대량으로 수송하는 열전달 사이클을 가진다. 따라서, 히트파이프 루프(20)의 방열 성능을 극대화할 수 있다.
여기서, 히트파이프 루프(20)는 열전도도가 높은 구리, 알루미늄 등의 금속 소재로 이루어진 세관을 포함할 수 있다. 이에 따라, 열을 빠른 속도로 전도 받음과 아울러 그 내부에 주입된 기포의 체적변화를 빠르게 유발할 수 있다.
그리고, 히트파이프 루프(20)의 연통구조는 개루프(open loop)와 폐루프(close loop) 모두 가능하다. 또한, 히트파이프 루프(20)가 복수 일 때, 히트파이프 루프(20)의 전부 또는 일부는 이웃하는 히트파이프 루프(20)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 복수의 히트파이프 루프(20)는 설계상 필요에 따라 전체적으로 개루프 또는 폐루프 형상을 가질 수도 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 각각 독립된 폐루프를 가지는 복수의 히트파이프 루프(20)를 열이송 부재(10)에 권취하여 결합시킨다.
또한, 본 실시예의 히트파이프 루프(20)는 열이송 부재(10)에 결합되어 열을 전달받는 흡열부(20a) 및 흡열부(20a)에서 이격되어 흡수된 열을 방출하는 방열부(20b)를 반복적으로 형성하는 나선형 구조로 형성될 수 있다. 즉, 히트파이프 루프(20)는 열이송 부재(10)에 결합된 부분과 열이송 부재(10)로부터 떨어지는 부분을 반복적으로 왕복하는 나선형 구조를 가진다. 이에 따라, 히트파이프 루프(20)의 나선 사이의 공간을 통하여 공기는 자유롭게 이동하면서 열을 흡수할 수 있다. 그리고, 히트파이프 루프(20)가 나선형 구조를 가짐으로써 한정된 공간에서 방열에 필요한 표면적이 최대한 확보될 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 열이송 부재(10)가 파이프 형태로 상호 나란하게 배치된 경우에, 나선형 구조를 가지는 히트파이프 루프(20)의 양단은 흡열부(20a)가 되며 권취하는 구조로 열이송 부재(10)와 결합될 수 있다. 그리고, 히트파이프 루프(20)의 중심부는 흡열부(20a)와 이격되어 방열을 수행하는 방열부(20b)가 될 수 있다. 이 때, 본 실시예에서 히트파이프 루프(20)는 나선형의 루프형태로 한정되지 않으며, 열이송 부재(10)의 형상 및 종류에 따라 다양하게 형태로 변형되어 결합될 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 냉각 유체관은 차량(1) 하부의 둘레를 따라 순환되는 구조로 배치되므로, 차량(1)의 양측에 나란하게 배열된 냉각 유체관에 나선형의 히트파이프 루프(20)가 권취되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 차량(1)의 주행 시에 차량(1)의 하부를 따라 흐르는 공기유동에 히트파이프 루프(20)의 중심부가 노출되어서 효과적으로 방열을 수행할 수 있다. 즉, 차량(1)의 하부를 통과하는 공기는 히트파이프 루프(20)의 방열부(20b)를 그대로 통과하는 경로를 가지므로, 방열부(20b)의 주변은 공기가 정체되지 않고 지속적으로 흐르게 되어서 히트파이프 루프(20)는 효과적으로 방열할 수 있다.
이 때, 열이송 부재(10) 및 히트파이프 루프(20)를 보호하고 효율적인 공기흐름을 형성하도록 하부 덮개(30)가 추가로 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 방열장치의 하부 덮개를 설명하는 도면이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 하부 덮개(30)는 열이송 부재(10) 및 히트파이프 루프(20)를 커버하도록 차량(1)의 하부를 덮는 형태로 형성되어서, 외부의 충격 및 오염으로부터 열이송 부재(10) 및 히트파이프 루프(20)를 보호한다.
또한, 차량(1)의 진행방향을 기준으로 하부 덮개(30)의 전방부에는 공기가 유입되는 공기 유입구(32)가 형성되어 있으며, 후방부에는 공기가 배출되는 공기 배출구(34)가 형성되어 있다. 이에 따라, 하부 덮개(30)는 공기 유입구(32)와 공기 배출구(34) 사이에 배치된 열이송 부재(10) 및 히트파이프 루프(20)로 외부의 공기를 안내하는 역할도 수행한다.
따라서, 본 실시예의 차량용 방열장치는 높은 방열성능을 가지는 히트파이프 루프(20)를 차량(1)의 주행 시에 형성되는 공기 유동에 효과적으로 노출시켜서, 고출력 동력기관에 적합한 높은 방열 효과를 얻을 수 있다. 더불어, 팬 등의 부가적 장치를 사용하지 않고도 높은 방열성능 달성하므로, 방열장치의 유지보수에 필요한 비용 및 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 방열부재로 경량의 히트파이프 루프(20)를 이용하므로 방열장치의 설치로 인한 차량(1)의 무게 증가를 최소화할 수 있다. 그리고, 엔진룸이 아닌 다른 공간에 방열장치가 설치됨으로써, 동력기관(5)의 설치공간을 제약하지 않는 장점도 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

Claims (7)

  1. 차량의 동력기관에서 발생된 열을 방열시키는 방열장치로서,
    상기 동력기관에 인접 배치되어 상기 동력기관에서 발생된 열을 흡열하며, 흡수된 열을 이송하는 열이송 부재; 및
    세관형으로 형성되어 작동유체가 주입되며, 상기 열이송 부재에 열전달 가능하게 결합되는 흡열부와 상기 흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한 히트파이프 루프를 포함하며,
    상기 히트파이프 루프의 방열부는, 상기 차량의 주행 시에 형성되는 공기유동 경로 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열이송 부재는 나란하게 배열된 파이프의 형태로 형성되어 있으며,
    상기 히트파이프 루프는 나선형 구조로 형성되며, 나란하게 배열된 열이송 부재에 권취된 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 주행 시에 상기 차량의 하부를 지나는 공기 유동에 노출되도록, 상기 열이송 부재 및 히트파이프 루프는 상기 차량의 하부에 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열이송 부재 및 상기 히트파이프 루프를 커버하는 하부 덮개를 더 포함하고,
    상기 하부덮개의 전방부 및 후방부에는 각각 공기 유입구 및 공기 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열이송 부재는,
    내부에 유체를 순환시켜 상기 동력기관에서 발생된 열을 흡수하는 냉각 유체관을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열이송 부재는,
    내벽에 위크(wick)가 형성되어 있으며 작동유체가 주입되는 위크형의 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량의 동력기관은 엔진, 터빈, 모터, 변속기 및 전력변환기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 방열장치.
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