KR101029173B1 - 열교환장치 - Google Patents
열교환장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101029173B1 KR101029173B1 KR1020057001279A KR20057001279A KR101029173B1 KR 101029173 B1 KR101029173 B1 KR 101029173B1 KR 1020057001279 A KR1020057001279 A KR 1020057001279A KR 20057001279 A KR20057001279 A KR 20057001279A KR 101029173 B1 KR101029173 B1 KR 101029173B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- heat exchanger
- plate
- flow
- flow direction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
- H05K7/20154—Heat dissipaters coupled to components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/908—Fluid jets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
본 발명은 다수의 규칙적인 채널(4)을 갖는 기판(1), 상기 기판(1)의 상면(3)으로부터 도출한 복부판(12)을 포함하는 열교환장치에 관한 것으로 복부판의 최대높이(RH)는 흐름방향(10) 내의 채널(4)의 길이 DL 에 반과 일치한다. 액체흐름을 생성하기 위한 장치는 공기흐름이 기판(1)의 양면(2,3)이 흐름에 의해 교차되도록 하여야 한다. 상기 복부판(12)은 난류존(TL)을 생성하기 위한 흐름방해로서 이용되고 흐름방향(10)에 수직으로 구비된다.
기판, 유체, 복부판, 열교환장치, 채널
Description
본 발명은 청구항1의 전제부에 따른 열교환장치에 관한 것이다.
상기와 같은 열교환장치는 DE 39 29 004 Al에 개시되어 있다. 상기 열교환장치는 흐름방향에 수직인 비드(Beads) 또는 복부판(腹部板, Web)과 같은 구조인 프로파일의 내측과 외측에 구비된 이중 플레이트를 갖는 구조이다. 상기 복부판은 흐름방향으로 일정 간격(PL)을 두고 차례로 구비되고 상기 복부판의 높이는 상기 간격(PL) 보다 낮다. 상기 복부판은 흐름매체 내에서 난류(Turbulence)를 일으켜 열전달을 개선한다.
DE 38 22 890Al 는 블로어(Blower)와 다수의 냉각요소를 갖는 냉각구조를 기재하고 있으며, 상기 냉각구조의 블로어와 냉각요소 사이에는 장형 냉각 복부판과 갭개구부가 포함된다. 두 개의 인접한 냉각요소의 냉각 복부판은 흐름 방향에서 하나의 냉각요소의 냉각 복부판이 인접한 냉각요소의 갭개구부를 덮도록 서로 오프셋된다.
DE 198 13 119 는 프로파일 플레이트를 갖는 난류 열-추출장치를 기재하고 있다. 상기 프로파일은 압력방향(pressure gradient)의 종축 방향으로부터 동일한 각으로 서로 경사진 구조이다. 상기 프로파일은 열교환기 성능을 개선하는 난류 흐름을 발생하기 위한 것이다.
상기와 같은 열교환장치들은 마이크로프로세서 또는 칩과 같은 전자부품을 냉각하기 위해 이용된다. 능동 및 수동 냉각유닛 사이에서 일반적으로 차이점이 있다. 능동 냉각유닛에서 팬 또는 송풍관과 같은 보조 조립부품(subassemblies)은 유체흐름을 돕도록 열방출을 위해 이용되거나 열방출을 가능하게 하도록 한다. 유체흐름은 열원과 커플되고 열원으로부터 열을 흡수하는 냉각장치를 통해 흐름을 발생시킨다. 일반적으로 알려진 냉각장치는 리브 또는 컬럼구조를 갖으며 표면에 부분적으로 거친 구조를 갖는다. 냉각장치 주위를 흐르거나 관통하는 유체는 열을 흡수한다. 공기는 주로 프로세서의 냉각을 위해 유체로서 이용된다. 공기는 열전도를 냉각시키기에 부족하기 때문에, 냉각장치는 열-흡입 표면에 비례하여 큰 열-출력표면을 갖도록 상대적으로 크게 설계된다. 이러한 목적을 갖는 종래 기술들이 많이 제안되었고 아직 공개되지 않은 독일 특허출원번호 100 41 829는 열-출력표면이 열흡입표면 보다 크게 구비되었고 유동적으로 연결되게 채널형태 및 주름형태의 구조로 이루어진다.
채널을 관통하는 기판을 갖는 냉각장치는 DE 196 19 060 AL 및 EP 0 308 576 A2로 알려져 있다. 이러한 경우의 채널들은 사각형 또는 원형이 될 수 있다.
DE 92 14 061 U1는 표면 영역을 증가하는 리브와 주름을 포함하는 열흡입표면을 갖는 냉각장치를 개시한다.
능동 열-교환장치에 있어서 한 가지 문제는 장치의 접하는 면적에 따라 유체흐름을 발생하기 위한 장치에서 전력을 필요로 한다는 것이다. 효과적인 열전달을 위해 상대적으로 높은 전력소모가 이루어지고 팬과 같은 장비를 구비할 공간이 필요하다. 또한 열출력표면으로부터 유체까지의 열의 유용한 전달은, 열출력표면이 유체흐름에 상대적으로 높은 흐름 저항을 가질 때 일어난다는 것이다. 그러나 이러한 경우 강력한 팬을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 낮은 흐름저항을 갖으며 높은 열교환수행을 실행할 수 있는 열교환장치를 제공하는 것이다. 상기 열교환장치는 작은 공간에 설치되고 유체인 공기의 우수한 열전달을 수행해야 한다.
이러한 문제는 독립항 제1항에 기재된 특징을 구비하면 해결될 수 있을 것이다. 본 발명의 바람직한 구조와 정교함은 종속항으로부터 유추될 수 있을 것이다.
본 발명은 기본적으로 유체의 흐름방향과 수직으로 구비된 낮은 높이의 복부판이 기판의 표면으로부터 돌기되어 구비되고 기판을 통과하는 채널이 구비되는 것이다.
유체와 기판 사이의 열전달은 기판의 표면에서 직접적으로 박막의 제한층에서 일어난다. 열전달을 증가하기 위해 유체는, 유체저항의 증가없이 유체와 기판 사이의 열전달을 하는 경우에, 표면의 기하학적인 특징에 의해 발생되는 난류의 방향이다. 난류를 발생하기 위해 미세한 장애물(micro-obstacle)로서 규칙적으로 구비된 복부판과 기판을 통해 연장하는 규칙적으로 구비된 채널이 제공된다. 상기 기판은 박막인 것이 효과적이고 냉각될 목적물(Object)의 뜨거운 표면 상부에 약간의 거리를 두고 구비된다. 난류는 규칙적으로 구비된 미세한 장애물에서 형성되고, 기본적으로 상기 미세한 장애물의 유입측 흐름에서 채널의 영역의 미세한 장애물과의 충돌로 발생한다. 한편 일종의 역굴뚝 효과(a kind of inverse chimney effect)가 발생한다. 즉 유입유체의 한 부분이 목적물의 뜨거운 또는 차가운 표면에 직접적으로 또는 근접한 부분으로 채널을 통해 플레이트 상부로부터 이격되며, 부가적으로 유체와 열의 커플링이 일어나는 것이다.
상기 기판은 흐름방향으로 다수의 채널과 복부판을 갖는 것이 필요하다. 바람직하게 흐름방향으로 연속적으로 구비된 세 개의 채널과 복부판이면 충분하다. 이것은, 연구에서 열전달이 제2 및 제3 채널의 영역 내에서 최대임을 보여주고 있기 때문이다. 상기 유체는 상기 영역에서 최대한 열을 흡수하고 유체의 팽창으로 인한 효과를 갖고 가열된 유체에 의한 열의 제거를 진행하는 것을 확인할 수 있다.
상기 기판은 간극재(spacer)가 구비될 수 있고 냉각되는 목적물의 뜨거운 표면에서 용접, 접착, 땜질 등에 의해 구비될 수 있다. 상기 간극재는 기판 종방향(흐름방향)으로 형성됨과 동시에 횡방향으로 일정 간격을 두고 다수 개 형성되는 것이 바람직하고 상기 다수의 간극재가 목적물과 결합하면서 목적물과 바닥면 사이에 유체용 채널이 형성된다.
상기 기판과 냉각되는 표면 또는 가열되는 표면 사이의 결합은 열전도 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 기판은 알루미늄, 구리 또는 그와 같은 열전도성 재료로 구성될 수 있다. 상기 기판은 또한 실리콘과 같은 재료로 만들어 질 수 있고 열전도성 층으로 코팅될 수 있다. 상기 기판의 기본 재료는 반드시 열전도성을 갖는 것을 요하지는 않는다.
상기 복부판을 갖는 기판과 채널은 선택적으로 밀링과 같은 종래의 기계공정에 의해 생산되거나 실리콘 경우에서와 같이 표면 코팅처리 또는 에칭에 의하거나 알루미늄 플레이트로부터 펀칭하는 종래의 기계공정으로 생산될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 가이드 플레이트는 냉각되거나 가열되는 목적물 표면과 기판 사이의 채널로 유체의 흐름을 유지하는 기판의 유입 또는 유출 단부에 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 박막 플레이트는 상기 기판의 복부판과 일치하는 복부판을 갖는 갖거나 기판과 마주하는 면에 거칠게 구비되고 상부에 근접한 채널 형태로 기판 상부에 구비될 수 있다. 상기 플레이트는 상부 커버로서 사용할 수 있고 유체의 흐름을 개선하고 유출단의 마지막 부분이다.
본 발명에 따르는 열교환장치는 서로 모듈, 각각의 다양한 모듈구조로서 조합된다.
일반적으로 열교환장치의 내부에서 유체흐름방향은 기판의 바닥과 상부면에 접하는 방향이다. 각각의 모듈에 대한 유체흐름은 기판의 바닥과 상부면에 수직이며 유입유체의 방향을 변화하도록 수단을 갖는다.
도1은 본 발명에 의한 열교환장치의 부분사시도를 도시한 것이고,
도2는 본 발명에 의한 열교환장치의 평면도를 도시한 것이고,
도3은 도2의 A-A 선을 따른 열교환장치의 단면도를 도시한 것이고,
도4는 본 발명에 의한 열분배의 다이어그램을 도시한 것이고,
도5는 본 발명에 의한 열교환장치를 따라 유체흐름의 다이어그램을 도시한 것이고,
도6은 본 발명에 의한 열교환장치의 구조로서 모듈로 확장될 수 있는 것을 도시한 것이고,
도7은 종축방향에서의 열교환장치의 또 다른 구조를 도시한 것이고,
도8은 기판 방향으로 종축 유체흐름을 갖는 본 발명에 의한 열교환장치의 구조를 도시한 것이고,
도9는 도8의 장치와 유사한 사시도로서 중앙에 메트리얼 코어가 있지 않고 중앙에 팬이 구비되는 것을 도시한 것이고,
도10a 내지 도10c는 정면도, 평면도 및 단면도의 구조를 도시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도1은 본 발명에 의한 열교환장치의 부분사시도를 도시한 것이다. 바닥면(2)과 상면(3)을 갖는 기판(1)은 기판을 관통해 연장하는 다수의 규칙적인 채널(4)을 구비한다. 상기 채널은 긴에지부(5)와 교차에지부(6)를 갖는다. 상기 기판(1)은 교환될 열을 갖는 목적물(11)의 표면과 마주하는 간극재(7)에 의해 고정된다. 상기 간극재(7)는 상기 기판의 전체길이 보다 길게 연장한다. 상기 간극재(7)는 서로 평행하게 구비되고 채널(4)을 형성한다. 상기 기판의 길이를 따라 구비되는 부가적인 채널(8)은 기판(1), 목적물(11) 및 간극재(7) 사이에 생성된다.
상기 유닛(9)은 채널(8)을 통하는 유입방향이 되는 화살표(10) 방향으로 흐르는 유체를 생성하는 블로어(blower)가 될 수 있고 바닥면(2)과 기판(1)의 표면(3)을 따라 구비되며, 채널(4)을 통하는 일부분이 될 수 있고 다른 위치에서 양 방향, 즉 상방에서 하방까지 그리고 하방에서 상방까지의 일부분이 될 수 있다.
상기 유닛(9)은 채널(8)을 통하는 유입방향이 되는 화살표(10) 방향으로 흐르는 유체를 생성하는 블로어(blower)가 될 수 있고 바닥면(2)과 기판(1)의 표면(3)을 따라 구비되며, 채널(4)을 통하는 일부분이 될 수 있고 다른 위치에서 양 방향, 즉 상방에서 하방까지 그리고 하방에서 상방까지의 일부분이 될 수 있다.
유입방향(10) 내에서 채널(4)의 상방향으로의 흐름에서, 유입방향(10)에 수직인 복부판(12.1,12.2)이 제공된다; 도5에서 알 수 있는 바와 같이 복부판들은 보다 나은 열전달을 제공하는 난류를 생성한다. 다른 한편으로 복부판(12.1,12.2)은, 복부판들이 흐름저항을 약간 올릴 정도로 높이가 낮고 "미세한 장애물(micro-obstacle)"이 될 수 있다.
도2의 평면도로부터 기판(1)이 흐름방향에서 차례로 채널(4)의 3개의 열을 포함하고 흐름방향에서 차례대로 구비된 3개의 복부판(12.1,12.2,12.3)을 포함하는 것을 알 수 있고 흐름방향(10) 내에서 각각의 채널의 열 전면에 구비되는 것을 알 수 있다. 상기 복부판(12)은 기판(1)의 폭(B) 보다 길게 연장되어 형성되는 것는 것이 바람직하다. 한편 간극재는 기판 종방향(흐름방향)으로 형성됨과 동시에 횡방향으로 일정 간격을 두고 다수 개 형성되는 것이 바람직하고 상기 다수의 간극재가 목적물과 결합하면서 목적물과 바닥면 사이에 유체용 채널이 형성된다.
도3의 단면도를 참조하면 상부로부터 간격 AP만큼 떨어진 커버플레이트(13)는 기판(1) 상부에 구비될 수 있으며 기판의 상면(3)과 마주할 수 있다. 기판(1)의 상면(3)과 마주하는 커버플레이트(13)의 측면은 난류를 발생하도록 동작하는 복부판(14)을 갖는다. 상기 복부판을 대신하여 거친 기판(1)과 마주하는 커버플레이트(13)의 표면이 복부판을 대신할 수 있다. 상기 간격 AP는 복부판(12)의 높이 RH의 두배정도 될 수 있다.
바람직한 실시예에서 기판은 흐름방향(10) 내에서 16.5 mm의 길이 L 를 갖고 흐름방향(10)에 수직으로 58 mm의 폭 B 를 갖는다. 채널(4)은 흐름방향으로 길이 4 mm 의 길이 DL 을 갖고 수직으로 폭 2mm 를 갖는다. 흐름방향(10)에서 측정된 복부판(12)의 길이 SL은 0.3mm 이다; 기판의 두께 D는 1 mm 이다. 공간 KH, 즉 기판(1)과 냉각되는 목적물(11) 사이에서 채널(8)의 높이는 2mm 이다. 실시예에서 복부판(12)의 높이는 0.3mm 이고 채널(4)의 길이 DL의 반정도가 되도록 한다. 이러한 구조를 가지고 ca 20W의 냉각파워는 5m/sec 의 유속의 유입과 냉각되는 목적물의 340K 온도 동안에 이루어진다.
또한 열교환장치를 구비하고 적어도 2개의 요소에 의한 표면영역의 확장은 평평한 평면과 비교되는 개선된 열전달 동안 이루어질 수 있으며 이것은 채널(4)의 내측벽과 복부판(12)의 외측표면이 열전달동안 표면에서 동작하기 때문이다.
도2 및 도3에서 알 수 있는 바와 같이 가이드 플레이트(15)는 흐름방향으로 기판(1)에 선행되어 구비된다; 여기서 상기 플레이트는 주름진 구조로 기판의 상부와 바닥면을 따라 유체 흐름이 이루어질 수 있도록 한다.
도4는 채널(4)의 영역과 등온선 t1-t9 에 의한 복부판(12)내의 기판에 온도분배를 도시한 것으로 복부판의 효과를 도시하기 위하여 유체방향(10) 내의 제3 채널 내에 복부판은 구비되지 않는다. 인접한 등온선 t1-t9 사이의 온도차는 약 4K 이고 최고온은 약 342K 이고 최저온도 t9는 약 308K 이다. 등온선이 매우 가까운 영역에서 가장 큰 온도기울기가 나타나고 가장 큰 열전달이 존재한다. 이것은 도4에서 복부판 영역 및 채널(4)의 상부 흐름의 기판 에지에서 나타난다. 상기 두 개의 영역 및 기판의 바닥면에서 난류 흐름이 나타나고 가장 큰 열전달을 일으킨다.
상기 열전달은 흐름방향으로 제1 두 개의 채널의 영역에서 가장 효율이 좋고 흐름방향(10)에서 감소하는 것을 알 수 있고, 이것은 상기 흐름이 상기 기판을 넘어 통과하는 동안 온도가 올라가기 때문이다.
상기 열전달은 흐름방향으로 제1 두 개의 채널의 영역에서 가장 효율이 좋고 흐름방향(10)에서 감소하는 것을 알 수 있고, 이것은 상기 흐름이 상기 기판을 넘어 통과하는 동안 온도가 올라가기 때문이다.
도5는 기판을 따라 흐르는 유체의 흐름을 도시한 것이다. 하부방향 흐름요소는 흐름방향 내에서 복부판 후면에 존재하는 것을 알 수 있고 가열된 공기의 팽창으로 인해 흐름의 가속이 일어나는 것을 알 수 있다.
도1 내지 도5에 도시된 각각의 열교환장치는 모듈(14)이며 이하에서 설명하기로 한다. 도6은 쌍으로 서로 마주하는 네 개의 모듈(14.1-14.4)을 가지는 바람직한 실시예를 도시한 것으로, 실시예에서 복부판(12)은 나란하게 구비되는 한 쌍 및 두 쌍(14.1,14.2 및 14.3,14.4)과 마주한다. 각각의 모듈은 간극재(15.1,15.2 및 15.3)에 의해 구비되고 측면 간극재(15.2과15.3)를 갖는 사각의 하우징을 형성하는 커버플레이트(16.1 및 16.2)에 의한 컴팩트한 구조 유닛 내에서 함께 고정된다. 상기 구조유닛은, 열교환기 유체가 통과하고 채널(4,8)을 통과하는 와이드 샤프트(17.1,17.2)를 형성한다. 상기 간극재(15.1,15.2 및 15.3)는 열적으로 각각의 모듈과 결합하기 위해 열전도성 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 수평으로 흐르는 공기와 같은 유체는 커버플레이트(16.2,16.2)에 평행하고 상기 커버플레이트는 냉가될 목적물과 열적으로 접촉하는 것 중에 하나이다. 상기 구조유닛은 적층하여 모듈구조로 커질 수 있으며 서로 적층되거나 나란한 구조가 될 수 있다.
도7은 도6과 대비되는 바람직한 실시예이며, 실시예에 의하면 다수의 모듈이 종방향으로 적층된다. 다수의 모듈 중 상부 세 개의 모듈(14.1-14.3)이 부분적으로 도시되고 하부 두 개의 하부 모듈(14.4와 14.5)이 도시된다. 열은 커버플레이트(16.1)을 통해 측면으로부터 방사된다. 상기 모듈(14.2와 14.3)과 같은 각각의 모듈은 기판의 후면측(18.2,18.3)에 직접 접촉되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 구조에서 다수의 샤프트(17.1...17.3)가 형성되고, 또 다른 샤프트가 흐름과 수직으로 마주치며, 예를 들면 도7의 도면과 수직으로 된다.
도8은 하우징 내의 다수 모듈(14.1-14.6)의 다른 변형예를 도시한 것으로 각 모듈의 흐름방향(10)에 대해 수직으로 공급되는 유입공기를 갖는다(화살표 19); 이러한 결과는 각 모듈 내의 가이드 플레이트(20)를 흐르게 하고 각 모듈 내에서 적절한 방향변화 때문이다. 유출은 양면(화살표 10)에서 일어나며, 이것은 각각의 모듈이 종축의 분리벽(21)에 의해 서로 분리되기 때문이며, 이 때 유입공기(19)는 나뉘어진다. 상기 각각의 모듈은 모듈 내측 흐름상태를 한정하도록 수직 분리벽(22)에 의해 서로 분리될 수 있다. 열은 가이드 플레이트(20)와 마주하는 측면에 방사되며 화살표 Q에 의해 지시된다. 바람직한 실시예는 모든 영역(폭, 길이 및 높이)에서 임의로 확장될 수 있다. 상기 흐름은 호스 또는 파이프를 통해 원격팬으로 이루어질 수 있다.
도9와 도10은 도8의 변형된 실시예이고 메트리얼 코어(23)가 도시된다. 상기 코어에는 팬이 중앙에 구비될 수 있다. 각 모듈의 개구부(24)는 전체가 환형으로 형성되고 팬의 외형에 구비된다.
도10a로부터 알 수 있는 바와 같이 다수의 모듈은 다른 모듈과 나란하게 구비된다. 여기서 각 구조 형태은 임의로 확장될 수 있다.
도10c의 단면도로부터 다수의 모듈이 구조유닛과 일체화될 수 있고 이 때 유입(화살표 19)은 유출(화살표 10)과 수직이고 가이드 플레이트(25.1,25.2)가 구비된다; 상기 가이드 플레이트는 한편으로 흐름의 방향을 변화하고 다른 방향의 흐름경로로 각각의 흐름을 분배한다.
일반적으로 본 발명에 의한 열교환 장치의 잇점은 종래기술과 대비하여 유체흐름비를 현저하게 감소하여 동일한 냉각전원을 만들어 내거나 동일한 흐름비에서 보다 우수한 냉각전원을 만들어 낸다. 따라서 본 발명에 의하면 팬에 의한 전력이 감소되고, 잡음이 감소되고, 하중이 감소되고, 부피가 소형화되고, 설치 공간이 좁고 운용비용이 적게 소요되는 장점이 있다.
결론적으로 본 발명은 채널과 복부판을 갖는 기판이 일반적인 목적의 열교환기로 이용될 수 있다.
상기 유체흐름은 냉각되거나 가열되는 목적물과 기판을 이동시켜 발생될 수 있고 상기 목적물에는 기판이 구비된다. 예를 들어 기판은 자동차 또는 배와 같은 수송수단에 구비될 수 있고 상기 수송수단이 움직이는 것과 같이 유체흐름을 발생할 수 있다.
이하의 일반적 규칙이 채널(4,8)의 영역과 복부판(12) 그리고 간극재(7)에서 제안될 수 있다;
흐름방향(10)에서의 복부판(12)에 이어지는 난류존 TL의 길이는 복부판(12)의 높이 RH 에 의존한다. 흐름방향 내에서 채널의 길이 DL은 복부판 높이의 적어도 두 배가 될 수 있다. 또한 간극재(7)의 길이 KH, 즉 냉각되는 기판(1)과 목적물(11) 사이의 공간은 복부판의 길이 SL과 적어도 동일하거나 복부판의 길이 SL 보다 커야한다. 상기 복부판의 높이는 흐름방향(10)에서 인접한 복부판의 간격 보다 낮아야 한다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
Claims (14)
- 바닥면(2)과 상부면(3)을 포함하는 기판(1)과; 상기 기판(1)의 바닥면(2)과 상면(3)에 접하는 흐름방향(10)으로 유체흐름을 발생하기 위한 유닛(9); 및 상기 기판(1)의 상부면(3)으로부터 돌기됨과 동시에 상기 흐름방향(10)에 대하여 수직을 이루며 일정 간격(PL)으로 형성되고 상기 간격(PL) 보다 낮은 높이로 형성된 복부판(12);을 포함하여 형성된 열교환장치에 있어서,상기 기판(1)은, 바닥면(2)에 종방향으로 형성됨과 동시에 횡방향으로 일정 간격을 두고 다수 개 형성되는 간극재(7)를 포함하고 상기 간극재(7)는 바닥면과 유체용 채널(4)을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 복부판(12)은 기판(1)의 폭(B) 보다 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 복부판(12)은 채널(4)의 상부에 직접 맞닿게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 채널(4)은, 상면이 흐름방향(10)으로 길게 형성된 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 간극재(7)의 높이(KH)는 복부판(12)의 높이(RH) 보다 높은 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 간극재(7)의 높이(KH)는 흐름방향(10)의 채널 길이(DL) 보다 낮고, 5mm 보다 작은 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 간극재(7)는 기판(1)의 종방향 길이 보다 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 간극재(7)는 열전도성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 기판(1)은 금속 또는 열전도성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 기판(1)의 유입측에는 가이드 플레이트(15)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 기판(1)은 상부면(3)에 커버플레이트(13)를 구비하고, 상기 상부면(3)과 커버플레이트(13)의 간격(AP)은 복부판(12) 높이의 2배인 것을 특징으로 열교환장치.
- 제11항에 있어서,상기 커버플레이트(13)의 측면은 복부판(14, micro-obstacle)을 포함하고, 상기 복부판(14)은 기판(1)의 복부판(12)과 대응하는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 열교환장치는 모듈로 구비될 수 있으며 냉각이 필요한 목적물(Object)의 상부 또는 하부에 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
- 제1항에 있어서,상기 열교환장치는 유체흐름(19)의 방향을 변화하도록 가이드 플레이트(20,25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10233736.5 | 2002-07-24 | ||
DE10233736A DE10233736B3 (de) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | Wärmetauschervorrichtung |
PCT/EP2003/008182 WO2004011867A1 (de) | 2002-07-24 | 2003-07-24 | Wärmetauschervorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050021562A KR20050021562A (ko) | 2005-03-07 |
KR101029173B1 true KR101029173B1 (ko) | 2011-04-12 |
Family
ID=30774931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020057001279A KR101029173B1 (ko) | 2002-07-24 | 2003-07-24 | 열교환장치 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7458416B2 (ko) |
EP (1) | EP1525427B1 (ko) |
JP (1) | JP4303679B2 (ko) |
KR (1) | KR101029173B1 (ko) |
AT (1) | ATE474199T1 (ko) |
AU (1) | AU2003253316A1 (ko) |
DE (2) | DE10233736B3 (ko) |
WO (1) | WO2004011867A1 (ko) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10233736B3 (de) | 2002-07-24 | 2004-04-15 | N F T Nanofiltertechnik Gmbh | Wärmetauschervorrichtung |
DE20316334U1 (de) | 2003-10-22 | 2004-03-11 | Nft Nanofiltertechnik Gmbh | Wärmetauschervorrichtung |
DE102004030675A1 (de) * | 2004-06-24 | 2005-11-10 | Nft Nanofiltertechnik Gmbh | Kühleinrichtung für elektronische Bauelemente |
US7472741B2 (en) * | 2005-02-09 | 2009-01-06 | Raytheon Company | Foil slot impingement cooler with effective light-trap cavities |
DE102006011794B3 (de) * | 2006-03-15 | 2007-09-13 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher |
DE102006018709B3 (de) | 2006-04-20 | 2007-10-11 | Nft Nanofiltertechnik Gmbh | Wärmetauscher |
DE102006020502B4 (de) * | 2006-04-22 | 2008-05-08 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Kühlgerät |
DE102006020499B4 (de) * | 2006-04-22 | 2008-05-08 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Kühlgerät |
DE102006020503B4 (de) * | 2006-04-22 | 2008-05-08 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Anordnung von Wärmetauscherelementen |
DE102006034487B4 (de) * | 2006-07-20 | 2008-05-08 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher |
DE202008003516U1 (de) | 2008-03-12 | 2008-07-03 | Nft Nanofiltertechnik Gmbh | Kühlgerät für elektronische Bauelemente |
DE102008013850B8 (de) * | 2008-03-12 | 2010-02-11 | Nft Nanofiltertechnik Gmbh | Klimatisierungseinrichtung für in einem Schaltschrank angeordnete elektronische Bauelemente und Anordnung zur Klimatisierung eines Schaltschrankes |
US20090321046A1 (en) * | 2008-06-30 | 2009-12-31 | Alcatel-Lucent Technologies Inc. | Flow diverters to enhance heat sink performance |
WO2010021358A1 (ja) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換隔壁 |
US8826901B2 (en) * | 2010-01-20 | 2014-09-09 | Carrier Corporation | Primary heat exchanger design for condensing gas furnace |
DE102010050519A1 (de) | 2010-11-08 | 2012-05-10 | Nft Nanofiltertechnik Gmbh | Wärmetauscher |
JP5455962B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2014-03-26 | 三菱重工業株式会社 | 冷却構造の製造方法 |
CN103249275A (zh) * | 2012-02-07 | 2013-08-14 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 散热*** |
US10766097B2 (en) * | 2017-04-13 | 2020-09-08 | Raytheon Company | Integration of ultrasonic additive manufactured thermal structures in brazements |
WO2019141513A1 (de) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Linde Aktiengesellschaft | Verwirbelungsvorrichtung für einen plattenwärmeübertrager und plattenwärmeübertrager |
KR102429267B1 (ko) * | 2021-02-04 | 2022-08-03 | 하민호 | 폐수용 열교환장치 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07280483A (ja) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Showa Alum Corp | 放熱器 |
KR0168462B1 (ko) * | 1992-05-28 | 1999-04-15 | 세끼사와 다까시 | 발열체를 냉각하기 위한 히트싱크 및 그 응용 |
JPH11186762A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Fujikura Ltd | ヒートシンク用カバー |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4851965A (en) * | 1987-03-09 | 1989-07-25 | Unisys Corporation | Directed air management system for cooling multiple heat sinks |
US4859805A (en) | 1987-09-19 | 1989-08-22 | Nippon Cmk Corp. | Printed wiring board |
DE3822890A1 (de) * | 1988-03-15 | 1989-09-28 | Siemens Ag | Kuehlanordnung fuer einen optischen zeichengenerator |
US5077601A (en) * | 1988-09-09 | 1991-12-31 | Hitachi, Ltd. | Cooling system for cooling an electronic device and heat radiation fin for use in the cooling system |
DE3929004A1 (de) * | 1989-09-01 | 1991-03-07 | Behr Gmbh & Co | Waermetaeuscher |
JP2544497B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1996-10-16 | 株式会社日立製作所 | コンピュ―タ冷却装置 |
US5428503A (en) * | 1992-03-24 | 1995-06-27 | Hitachi, Ltd. | Jet cooling apparatus for cooling electronic equipment and computer having the same mounted thereon |
JPH0824222B2 (ja) * | 1992-04-10 | 1996-03-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | エア・ミキサ冷却板を備えた冷却装置 |
DE9214061U1 (de) * | 1992-10-17 | 1992-12-24 | Ets Claude Kremer S.a.r.l., Vianden | Kühlkörper |
JP3236137B2 (ja) * | 1993-07-30 | 2001-12-10 | 富士通株式会社 | 半導体素子冷却装置 |
FR2718836B1 (fr) * | 1994-04-15 | 1996-05-24 | Maurice Grenier | Echangeur de chaleur perfectionné à plaques brasées. |
US5576932A (en) * | 1995-08-31 | 1996-11-19 | At&T Global Information Solutions Company | Method and apparatus for cooling a heat source |
US5563768A (en) * | 1995-08-31 | 1996-10-08 | At&T Global Information Solutions Company | Heat source cooling apparatus and method utilizing mechanism for dividing a flow of cooling fluid |
DE19619060A1 (de) | 1996-05-13 | 1997-11-20 | Austerlitz Electronic Gmbh | Kühlkörper aus Metall für Elektronikmodule |
DE19813119A1 (de) * | 1998-03-25 | 1999-10-07 | Inst Energetik Und Umwelt Ggmb | Turbulenzwärmerückgewinner und Anwendungen desselben |
DE10041829B4 (de) * | 2000-08-25 | 2004-11-04 | N F T Nanofiltertechnik Gmbh | Kühlvorrichtung |
DE10233736B3 (de) | 2002-07-24 | 2004-04-15 | N F T Nanofiltertechnik Gmbh | Wärmetauschervorrichtung |
US6781834B2 (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cooling device with air shower |
JP2005079175A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Toshiba Corp | 放熱装置 |
-
2002
- 2002-07-24 DE DE10233736A patent/DE10233736B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-07-24 EP EP03771098A patent/EP1525427B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-24 WO PCT/EP2003/008182 patent/WO2004011867A1/de active Application Filing
- 2003-07-24 AT AT03771098T patent/ATE474199T1/de active
- 2003-07-24 KR KR1020057001279A patent/KR101029173B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-07-24 JP JP2004523796A patent/JP4303679B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-07-24 AU AU2003253316A patent/AU2003253316A1/en not_active Abandoned
- 2003-07-24 US US10/522,206 patent/US7458416B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-07-24 DE DE50312889T patent/DE50312889D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0168462B1 (ko) * | 1992-05-28 | 1999-04-15 | 세끼사와 다까시 | 발열체를 냉각하기 위한 히트싱크 및 그 응용 |
JPH07280483A (ja) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Showa Alum Corp | 放熱器 |
JPH11186762A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Fujikura Ltd | ヒートシンク用カバー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004011867A1 (de) | 2004-02-05 |
DE50312889D1 (de) | 2010-08-26 |
US7458416B2 (en) | 2008-12-02 |
ATE474199T1 (de) | 2010-07-15 |
JP2005533992A (ja) | 2005-11-10 |
US20050252644A1 (en) | 2005-11-17 |
DE10233736B3 (de) | 2004-04-15 |
KR20050021562A (ko) | 2005-03-07 |
EP1525427B1 (de) | 2010-07-14 |
AU2003253316A1 (en) | 2004-02-16 |
EP1525427A1 (de) | 2005-04-27 |
JP4303679B2 (ja) | 2009-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101029173B1 (ko) | 열교환장치 | |
CA1273007A (en) | Gas heat exchanger and method of making | |
US8537539B2 (en) | Air conditioning systems for computer systems and associated methods | |
US4898234A (en) | Air heat exchanger | |
JPH053141B2 (ko) | ||
WO2008035452A1 (en) | Cooling device for mobile body | |
JP4619387B2 (ja) | 半導体素子の冷却装置 | |
JP4041437B2 (ja) | 半導体素子の冷却装置 | |
KR930020137A (ko) | 열교환기 및 그 제조방법 | |
JPH06291228A (ja) | 電子装置 | |
US7654308B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2010210202A (ja) | 熱交換体 | |
KR20030020563A (ko) | 열교환기용 루버 핀 | |
JP2022060088A (ja) | 冷却装置、および冷却システム | |
JP2004221315A (ja) | 冷却部材 | |
WO2022244628A1 (ja) | ヒートシンク構造 | |
CN215336756U (zh) | 散热组件、散热器和空调室外机 | |
CN214891556U (zh) | 散热组件、散热器和空调室外机 | |
CN216557429U (zh) | 散热器和空调室外机 | |
CN220292441U (zh) | 液冷散热结构及车载充电机 | |
JP2006202800A (ja) | 半導体素子の冷却装置 | |
US20230262947A1 (en) | Systems for a heat exchanger | |
JP2001044521A (ja) | 液冷式熱電変換装置 | |
RU2246675C2 (ru) | Способ интенсификации теплообмена сред и теплообменный аппарат, реализующий способ | |
JPH04313687A (ja) | 熱交換部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140502 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |