KR102413829B1 - 전기소자 냉각용 열교환기 - Google Patents

전기소자 냉각용 열교환기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 냉각수의 유로를 구성하는 냉각 플레이트와, 전기소자를 적층하면서 연결 블록을 통해 기계적으로 조립함으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 냉각 플레이트 및 전기소자 사이에 압착력을 높여 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 전기소자 냉각용 열교환기에 관한 것이다.

Description

전기소자 냉각용 열교환기{heat exchanger for cooling electric element}
본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 냉각수의 유로를 구성하는 냉각 플레이트와, 전기소자를 적층하면서 연결 블록을 통해 기계적으로 조립함으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 냉각 플레이트 및 전기소자 사이에 압착력을 높여 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 전기소자 냉각용 열교환기에 관한 것이다.
최근 환경 문제 대책의 일환으로서, 모터의 구동력을 이용하는 하이브리드 차량, 연료전지 차량, 전기 차량 등의 발전이 더욱 더 주목받고 있다. 상술한 바와 같은 차량은 일반적으로, 구동용 배터리(예를 들면, 300V의 전압)로부터 공급되는 전력을 모터에 원하는 상태로 공급되도록 조절하는 PCU(파워제어유닛)가 함께 장착된다.
PCU는 인버터, 평활 콘덴서 및 컨버터 등의 전기소자들을 포함한다. 상기 전기소자들은 전력(electricity)의 공급 되면서 열을 발생하기 때문에, 반드시 별도의 냉각수단이 필요하다.
이와 관련된 기술로, 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치)에는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 인버터가 개시된 바 있으며, 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)에는 반도체 소자의 하측 면에 접하도록 설치되며, 내부에 유체가 흐르면서 열교환 하도록 형성되는 히트싱크가 개시된 바 있다.
이러한 단면 냉각방식의 경우, 냉각성능에 한계가 있어 이를 개선하기 위해 고안된 것이 양면 냉각방식인데, 양면 냉각방식은 열교환기 사이 공사이에 소자가 삽입되는 구조이기 때문에 열교환기의 전기소자 삽입 간격이 전기소자 높이보다 높아야 하는 동시에, 열교환기의 열전달 성능 증대를 위해서는 소자와 열교환기가 잘 압착되어야 한다는 조건이 모두 만족되는 것이 좋다.
도 1에 도시된 바와 같은 양면 냉각 방식의 열교환기는 전기소자(10)의 양측 면에 위치하며 내부에 열교환매체가 유동되도록 형성되는 튜브(20)와, 상기 튜브의 양단에 결합되며 열교환매체가 유입 또는 배출되는 탱크(30)를 포함하여 형성될 수 있는데, 상기 열교환기는 브레이징 결합되어 전기소자의 삽입 공간이 고정된 이후, 전기소자를 삽입해야 하므로 전기소자의 삽입 작업이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 상기 열교환기는 전기소자 삽입이 용이하도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 넓게 하면, 소자와 튜브가 압착되지 않아 열교환 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서 전기소자의 삽입이 용이하며, 소자와 열교환기의 압착이 잘 이루어질 수 있는 전기소자 냉각용 열교환기의 개발이 필요하다.
선행특허 1 : 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치) 선행특허 2 : 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수의 유로를 구성하는 제1 및 제2냉각 플레이트와, 전기소자를 적층하면서 연결 블록을 통해 기계적으로 조립함으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 제1 및 제2냉각 플레이트와 전기소자 사이에 압착력을 높여 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 전기소자 냉각용 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 내부에 냉각수가 유동되며, 서로 교번되어 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120); 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)의 양단에 연결되어 냉각수가 유입되는 입구파이프(210) 및 배출되는 출구파이프(220); 및 상기 입구파이프(210) 및 출구파이프(220)와 연통되며, 다수개 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120) 사이에 연결되어 적층 방향으로 연결 유로를 형성하는 연결 블록(400); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120) 사이에 다수개의 전기소자(2)가 삽입되어 냉각되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1냉각 플레이트(110)의 길이방향으로 일단 일부 영역이 돌출 형성된 제1-1돌출부(111) 및 타단 일부 영역이 돌출 형성된 제1-2돌출부(112)를 포함하며, 상기 제2냉각 플레이트(120)의 길이방향으로 일단 일부 영역이 돌출 형성된 제2-1돌출부(121) 및 타단 일부 영역이 돌출 형성된 제2-2돌출부(122)를 포함하되, 상기 제1-1돌출부(111)와 제2-1돌출부(121), 상기 제1-2돌출부(112)와 제2-2돌출부(122)가 높이방향으로 중첩되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 입구파이프(210)와 연통되는 유입통로(311), 상기 유입통로(311)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제1냉각 플레이트(110)로 유동되도록 상기 유입통로(311)에서 분지되는 제1유입로(312)와, 상기 유입통로(311)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제2냉각 플레이트(120)로 유동되도록 상기 유입통로(311)에서 분지되는 제2유입로(313)를 포함하여 형성되는 입구 블록(310); 및 상기 출구파이프(220)와 연통되는 유출통로(321), 상기 제1냉각 플레이트(110)를 통과한 냉각수가 상기 유출통로(321)로 배출되도록 상기 유출통로(321)에서 분지되는 제1유출로(322)와, 상기 제2냉각 플레이트(120)를 통과한 냉각수가 상기 유출통로(321)로 배출되도록 상기 유출통로(321)에서 분지되는 제2유출로(323)를 포함하여 형성되는 출구 블록(320); 을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 입구 블록(310)의 제1유입로(312)와 상기 제1-1돌출부(111) 사이에 연결되는 제1-1연결파이프(331); 상기 입구 블록(310)의 제2유입로(313)와 상기 제2-1돌출부(121) 사이에 연결되는 제2-1연결파이프(332); 상기 제1-1연결파이프(331) 및 제2-1연결파이프(332)가 삽입되며, 상기 입구 블록(310)을 지지하는 제1플랜지(330); 상기 출구 블록(320)의 제1유출로(322)와 상기 제1-2돌출부(112) 사이에 연결되는 제1-2연결파이프(341); 상기 출구 블록(320)의 제2유출로(323)와 상기 제2-2돌출부(122) 사이에 연결되는 제2-2연결파이프(342); 및 상기 제1-2연결파이프(341) 및 제2-2연결파이프(342)가 삽입되며, 상기 출구 블록(320)을 지지하는 제2플랜지(340); 을 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1냉각 플레이트(110)와, 상기 제1-1연결파이프(331) 및 제1-2 연결파이프를 연결하고, 상기 제2냉각 플레이트(120)와, 상기 제2-1연결파이프(332) 및 제2-2연결파이프(342)를 연결하는 커넥터(350)를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결 블록(400)은 상기 입구 블록(310) 및 출구 블록(320)과 연결된 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 접하여 결합되며, 상기 제1유입로(312), 제2유입로(313), 제1유출로(322) 또는 제2유출로(323)와 연통되는 제1연통로(411)를 포함하여 형성되는 상부 연결 블록(410); 상기 상부 연결 블록(410)이 연결된 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 교번되어 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 접하여 결합되며, 상기 제1연통로(411)와 연통되는 제2연통로(421)를 포함하여 형성되는 하부 연결 블록(420); 및 상기 상부 연결 블록(410) 및 하부 연결 블록(420)이 결합되는 부분에 결합되어 냉각수 누설을 방지하는 실링부재(430); 을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결 블록(400)의 높이는 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120) 중 어느 하나의 높이, 및 전기소자(2) 2개 높이의 합과 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는 이너핀(inner fin)이 삽입되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는 직선 형태 또는 일부 영역이 절곡된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 냉각수의 유로를 구성하는 제1 및 제2냉각 플레이트와, 전기소자를 적층하면서 연결 블록을 통해 기계적으로 조립함으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 제1 및 제2냉각 플레이트와 전기소자 사이에 압착력을 높여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
다시 설명하면, 기존의 양면 냉각 방식의 열교환기에서 전기소자가 쉽게 삽입될 수 있도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 넓게 하면 전기소자와 튜브가 압착되기가 어렵고, 반대로 전기소자와 튜브가 압착되도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 좁게 하면 전기소자가 삽입되기 어려웠던 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 먼저 제1 및 제2냉각 플레이트들을 각각 브레이징한 후, 연결 블록을 통해 전기소자와 제1 및 제2냉각 플레이트를 조립하면서 적층 방향으로 힘이 가해져 서로 밀착됨으로써, 냉각 성능 향상은 물론, 조립성도 크게 개선될 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각이 필요한 전기소자 개수가 많아지면 적층되는 제1냉각 플레이트 및 제2냉각 플레이트의 수를 증가시키면 되므로, 다수의 전기소자 냉각에 용이하며, 적용 범위를 확장시킬 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 제1냉각 플레이트 및 제2냉각 플레이트에 이너핀을 삽입하고, 냉각수 유로를 병렬로 구성함으로써, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명은 냉각수의 입ㆍ출구를 동일 방향으로 구성할 수 있어, 유로 구성이 간단하고, 차량 내 차지하는 공간을 최소화하여 주변 부품 배치가 용이하도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 전기소자 냉각장치의 일예를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기에서 입구 블록을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기에서 연결 블록을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기에서 냉각수의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 크게 제1냉각 플레이트(110), 제2냉각 플레이트(120), 입구파이프(210), 출구파이프(220) 및 연결 블록(400)을 포함하여 형성된다.
상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는 내부에 냉각수가 유동되는 것으로, 서로 교번되어 적층된다.
이때, 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는 각각 독립적으로 브레이징된 상태로 조립되며, 필요에 따라 냉각 효율이 더 향상될 수 있도록 내부에 이너핀(inner fin)이 삽입될 수 있다.
상기 입구파이프(210)는 상기 제1냉각 플레이트 및 제2냉각 플레이트의 길이방향으로 일측에 결합되어 냉각수가 유입되며, 상기 출구파이프(220)는 상기 제1냉각 플레이트 및 제2냉각 플레이트의 길이방향으로 타측에 결합되어 냉각수가 배출된다.
상기 연결 블록(400)은 상기 입구파이프(210) 및 출구파이프(220)와 연통되며, 다수개 적층되는 제1냉각 플레이트 또는 제2냉각 플레이트 사이에 연결되어 적층 방향으로 연결 유로를 형성하게 된다.
전체적인 구조를 간략히 설명하자면, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)가 서로 교번되어 적층되며, 그 중 다수개 적층되는 플레이트 사이에 연결 블록(400)이 연결되어 적층 방향으로 연결 유로를 형성하게 된다.
또한, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 길이방향으로 일측이 입구파이프(210)와 연결되고, 타측이 출구파이프(220)와 연결됨에 따라, 상기 입구파이프(210)를 통해 유입된 냉각수가 연결 블록(400)을 통해 적층방향으로 형성된 연결 유로를 따라 유동된 다음, 각각의 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120) 내에서 길이방향으로 타측으로 유동되어 최종적으로 상기 출구파이프(220)를 통해 외부로 배출된다.
이때, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120) 사이에 다수개의 전기소자(2)가 삽입되며, 상기 연결 블록(400)을 통해 전기소자(2)와 제1 및 제2냉각 플레이트를 조립하면서 적층 방향으로 힘이 가해져 서로 밀착된다.
상기 전기소자(2)는 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120) 사이에 삽입되되, 동일 평면 내에서 길이방향으로 일정 간격 이격되어 다수개 배치될 수 있다.
좀 더 상세히 설명하자면, 상기 제1냉각 플레이트(110)는 길이방향으로 일측 단부 일부 영역이 돌출 형성된 제1-1돌출부(111)와, 타측 단부 일부 영역이 돌출 형성된 제1-2돌출부(112)를 포함한다.
또한, 상기 제2냉각 플레이트(120)는 길이방향으로 일측 단부 일부 영역이 돌출 형성된 제2-1돌출부(121)와, 타측 단부 일부 영역이 돌출 형성된 제2-2돌출부(122)를 포함한다.
특히, 상기 제1-1돌출부(111)와 제2-1돌출부(121), 상기 제1-2돌출부(112)와 제2-2돌출부(122)가 높이방향으로 중첩되지 않도록 형성되어 후술되는 입구 블록(310) 및 출구 블록(320)과 수직하게 연결될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 입구파이프(210)와 연결되는 입구 블록(310)과, 출구파이프(220)와 연결되는 출구 블록(320)과, 상기 입구 블록(310)에 연결되는 제1-1연결파이프(331) 및 제2-1연결파이프(332)와, 상기 출구 블록(320)에 연결되는 제1-2연결파이프(341) 및 제2-2연결파이프(342)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
먼저, 상기 입구 블록(310)은 상기 입구파이프(210)와 연통되는 유입통로(311), 상기 유입통로(311)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제1냉각 플레이트로 유동되도록 상기 유입통로(311)에서 분지되는 제1유입로(312)와, 상기 유입통로(311)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제2냉각 플레이트로 유동되도록 상기 유입통로(311)에서 분지되는 제2유입로(313)가 내부에 관통되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1유입로(312) 및 제2유입로(313)는 수평 방향으로 형성된 상기 유입통로(311)와 수직하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 출구 블록(320)은 상기 출구파이프(220)와 연통되는 유출통로(321), 상기 제1냉각 플레이트롤 통과한 냉각수가 상기 유출통로(321)로 배출되도록 상기 유출통로(321)에서 분지되는 제1유출로(322)와, 상기 제2냉각 플레이트를 통과한 냉각수가 상기 유출통로(321)로 배출되도록 상기 유출통로(321)에서 분지되는 제2유출로(323)가 내부에 관통되어 형성될 수 있다. 상기 입구 블록(310)과 마찬가지로, 상기 제1유출로(322)와 제2유출로(323)는 수평방향으로 형성된 상기 유출통로(321)와 수직하게 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 제1-1연결파이프(331)는 상기 입구 블록(310)의 제1유입로(312)와 상기 제1-1돌출부(111)가 수직 방향으로 연결되도록 형성되며, 상기 제2-1연결파이프(332)는 상기 입구 블록(310)의 제2유입로(313)와 상기 제2-1돌출부(121)가 수직 방향으로 연결되도록 형성된다.
이때, 상기 입구 블록(310)의 하측에는 상기 제1-1연결파이프(331) 및 제2-1연결파이프(332)가 삽입되도록 형성되며 상기 입구 블록(310)을 지지하는 제1플랜지(330)가 결합될 수 있다.
다음으로, 상기 제1-2연결파이프(341)는 상기 출구 블록(320)의 제1유출로(322)와 상기 제1-2돌출부(112)가 수직 방향으로 연결되도록 형성되며, 상기 제2-2연결파이프(342)는 상기 출구 블록(320)의 제2유출로(323)와 제2-2돌출부(122)가 수직 방향으로 연결되도록 형성된다.
이때, 상기 출구 블록(320)의 하측에는 상기 제1-2연결파이프(341) 및 제2-2연결파이프(342)가 삽입되도록 형성되며 상기 출구 블록(320)을 지지하는 제2플랜지(340)가 결합될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1냉각 플레이트(110)와, 상기 제1-1연결파이프(331) 및 제1-2연결파이프(341)를 연결하고, 상기 제2냉각 플레이트(120)와, 상기 제2-1연결파이프(332) 및 제2-2연결파이프(342)를 연결하는 커넥터(350)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 커넥터(350)는 냉각수가 유입 또는 배출될 수 있도록 상기 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120) 상에 형성된 홀에 브레이징 결합될 수 있으며, 이 상태에서 상기 커넥터(350)에 제1-1연결파이프(331), 제1-2연결파이프(341), 제2-1연결파이프(332) 및 제2-2연결파이프(342)가 끼워져 결합되도록 형성될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결 블록(400)은 상부 연결 블록(410)과, 하부 연결 블록(420) 및 실링부재(430)로 이루어질 수 있다.
상기 상부 연결 블록(410)은 상기 입구 블록(310) 및 출구 블록(320)과 연결된 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 접하여 결합되며, 상기 제1유입로(312), 제2유입로(313), 제1유출로(322) 또는 제2유출로(323)와 연통되는 제1연통로(411)를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 연결 블록(420)은 상기 상부 연결 블록(410)이 연결된 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 교번되어 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 접하여 결합되며, 상기 제1연통로(411)와 연통되는 제2연통로(421)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 실링부재(430)는 냉각수 누설을 방지할 수 있도록 상기 상부 연결 블록(410) 및 하부 연결 블록(420)이 결합되는 부분에 결합되며, 이는 오링(O-ring)일 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서 좌측에 연결된 연결 블록(400)을 기준으로 설명하면, 상기 상부 연결 블록(410)은 상기 입구 블록(310)과 연결된 상기 제1냉각 플레이트(110)의 하측 면에 결합되며, 상기 제1연통로(411)는 상기 제1유입로(312)와 연통되고, 상기 하부 연결 블록(420)은 최하측에 적층된 상기 제1냉각 플레이트(110)의 상측 면에 결합된다.
이때, 상기 연결 블록(400)의 높이는 적층 방향으로 서로 압착되는 것을 고려할 때, 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120) 중 어느 하나의 높이, 및 전기소자(2) 2개 높이의 합과 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는 일부 영역이 절곡된 형태, 즉 도 7에 도시된 것처럼 'U'자 형태로 형성될 수 있다. 이때, 전기소자(2)는 동일 평면 내에 2열로 배치될 수 있다는 장점이 있다.
이 외에 모든 구성은 도 2에 도시된 것과 동일하며, 다만, 절곡되는 영역에 위치한 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120) 사이에 간격이 유지되고 압착력이 유지될 수 있도록 하는 간격유지수단(미도시)이 더 구비될 수도 있다.
도 5를 참고로 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)에서 냉각수의 흐름을 설명하면,
먼저, 상기 입구파이프(210)를 통해 유입된 냉각수는 상기 입구 블록(310)에서 유입통로(311)를 통해 제1유입로(312) 및 제2유입로(313)로 분지되며, 이와 연결된 상기 제1-1연결파이프(331)를 통해 제1냉각 플레이트(110)로 일부가 유동되고, 상기 제2-1연결파이프(332)를 통해 제2냉각 플레이트(120)로 일부가 유동된다.
이때, 2개의 층으로 구성된 제1냉각 플레이트(110) 사이에는 연결 블록(400)이 결합되며, 이를 통해 각 층의 제1냉각 플레이트(110)에도 냉각수가 유동된다.
각 플레이트로 분배된 냉각수는 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)의 길이방향으로 타측으로 유동된 다음, 제1-2연결파이프(341) 및 제2-2연결파이프(342)를 통해 상기 출구 블록(320)과 연결된 출구파이프(220)로 배출된다.
이에 따라, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 냉각수의 유로를 구성하는 제1 및 제2냉각 플레이트(120)와, 전기소자(2)를 적층하면서 연결 블록(400)을 통해 기계적으로 조립함으로써, 전기소자(2)의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 제1 및 제2냉각 플레이트(120)와 전기소자(2) 사이에 압착력을 높여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 냉각이 필요한 전기소자(2) 개수가 많아지면 적층되는 도 6과 같이, 제1냉각 플레이트 및 제2냉각 플레이트의 수를 증가시키면 되므로, 다수의 전기소자(2) 냉각에 용이하며, 적용 범위를 확장시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 전기소자 냉각용 열교환기
2 : 전기소자
110 : 제1냉각 플레이트
111 : 제1-1돌출부 112 : 제1-2돌출부
120 : 제2냉각 플레이트
121 : 제2-1돌출부 122 : 제2-2돌출부
210 : 입구파이프 220 : 출구파이프
310 : 입구 블록
311 : 유입통로 312 : 제1유입로
313 : 제2유입로
320 : 출구 블록
321 : 유출통로 322 : 제1유출로
323 : 제2유출로
330 : 제1플랜지
331 : 제1-1연결파이프 332 : 제2-1연결파이프
340 : 제2플랜지
341 : 제1-2연결파이프 342 : 제2-2연결파이프
350 : 커넥터
400 : 연결 블록
410 : 상부 연결 블록 411 : 제1연통로
420 : 하부 연결 블록 421 : 제2연통로
430 : 실링부재

Claims (10)

  1. 내부에 냉각수가 유동되며, 서로 교번되어 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120);
    상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)의 양단에 연결되어 냉각수가 유입되는 하나의 입구파이프(210) 및 배출되는 하나의 출구파이프(220); 및
    상기 입구파이프(210) 및 출구파이프(220)와 연통되며, 다수개 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120) 사이에 연결되어 적층 방향으로 상기 제1냉각 플레이트(110)의 내부 유로와 상기 제2냉각 플레이트(120)의 내부유로를 서로 연통하는 연결 유로를 형성하는 연결 블록(400); 을 포함하고,
    상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120) 사이에 다수개의 전기소자(2)가 삽입되어 전기소자(2)의 양면이 냉각되며,
    상기 제1냉각 플레이트(110)의 길이방향으로 일단 일부 영역이 돌출 형성된 제1-1돌출부(111) 및 타단 일부 영역이 돌출 형성된 제1-2돌출부(112)를 포함하며,
    상기 제2냉각 플레이트(120)의 길이방향으로 일단 일부 영역이 돌출 형성된 제2-1돌출부(121) 및 타단 일부 영역이 돌출 형성된 제2-2돌출부(122)를 포함하되,
    상기 제1-1돌출부(111)와 제2-1돌출부(121), 상기 제1-2돌출부(112)와 제2-2돌출부(122)가 높이방향으로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는
    상기 입구파이프(210)와 연통되는 유입통로(311), 상기 유입통로(311)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제1냉각 플레이트(110)로 유동되도록 상기 유입통로(311)에서 분지되는 제1유입로(312)와, 상기 유입통로(311)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제2냉각 플레이트(120)로 유동되도록 상기 유입통로(311)에서 분지되는 제2유입로(313)를 포함하여 형성되는 입구 블록(310); 및
    상기 출구파이프(220)와 연통되는 유출통로(321), 상기 제1냉각 플레이트(110)를 통과한 냉각수가 상기 유출통로(321)로 배출되도록 상기 유출통로(321)에서 분지되는 제1유출로(322)와, 상기 제2냉각 플레이트(120)를 통과한 냉각수가 상기 유출통로(321)로 배출되도록 상기 유출통로(321)에서 분지되는 제2유출로(323)를 포함하여 형성되는 출구 블록(320); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는
    상기 입구 블록(310)의 제1유입로(312)와 상기 제1-1돌출부(111) 사이에 연결되는 제1-1연결파이프(331);
    상기 입구 블록(310)의 제2유입로(313)와 상기 제2-1돌출부(121) 사이에 연결되는 제2-1연결파이프(332);
    상기 제1-1연결파이프(331) 및 제2-1연결파이프(332)가 삽입되며, 상기 입구 블록(310)을 지지하는 제1플랜지(330);
    상기 출구 블록(320)의 제1유출로(322)와 상기 제1-2돌출부(112) 사이에 연결되는 제1-2연결파이프(341);
    상기 출구 블록(320)의 제2유출로(323)와 상기 제2-2돌출부(122) 사이에 연결되는 제2-2연결파이프(342); 및
    상기 제1-2연결파이프(341) 및 제2-2연결파이프(342)가 삽입되며, 상기 출구 블록(320)을 지지하는 제2플랜지(340); 을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는
    상기 제1냉각 플레이트(110)와, 상기 제1-1연결파이프(331) 및 제1-2 연결파이프를 연결하고,
    상기 제2냉각 플레이트(120)와, 상기 제2-1연결파이프(332) 및 제2-2연결파이프(342)를 연결하는 커넥터(350)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 연결 블록(400)은
    상기 입구 블록(310) 및 출구 블록(320)과 연결된 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 접하여 결합되며, 상기 제1유입로(312), 제2유입로(313), 제1유출로(322) 또는 제2유출로(323)와 연통되는 제1연통로(411)를 포함하여 형성되는 상부 연결 블록(410);
    상기 상부 연결 블록(410)이 연결된 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 교번되어 적층되는 제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120)와 접하여 결합되며, 상기 제1연통로(411)와 연통되는 제2연통로(421)를 포함하여 형성되는 하부 연결 블록(420); 및
    상기 상부 연결 블록(410) 및 하부 연결 블록(420)이 결합되는 부분에 결합되어 냉각수 누설을 방지하는 실링부재(430); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 연결 블록(400)의 높이는
    제1냉각 플레이트(110) 또는 제2냉각 플레이트(120) 중 어느 하나의 높이, 및 전기소자(2) 2개 높이의 합과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는
    이너핀(inner fin)이 삽입되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1냉각 플레이트(110) 및 제2냉각 플레이트(120)는
    직선 형태 또는 일부 영역이 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
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