KR20170095625A - 밀폐형 정류기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원공급장치에서 발생한 교류 전원을 직류 전원으로 정류하기 위한 전자부품들을 구비한 정류기로서, 상기 전자부품들이 내장되고, 외부로부터 밀폐된 공간으로 이루어진 정류부; 및 상기 정류부의 하부에 위치하고, 복수의 냉각핀을 갖는 히트 싱크 및 상기 냉각핀을 방열시키는 방열팬을 구비한 방열부를 포함하고, 상기 정류부와 상기 방열부는 상기 히트 싱크에 의해 서로 구획되고, 상기 전자부품들은 상기 히트 싱크 상에 실장되는 것을 특징으로 하여, 장치 전체의 크기를 소형화하고 우수한 냉각 성능을 얻을 수 있다.

Description

밀폐형 정류기{Encapsulated type rectifier}

본 발명은 전기분해장치의 전원공급장치에서 발생한 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류기 밀폐형 정류기에 관한 것이다.

선박에는 선박에 유입되는 선박 평형수, 즉 밸러스트수의 농도를 유지하기 위해 선박 평형수 관리 시스템(BWMS; ballast water management system)이 설치된다. 선박 평형수 관리 시스템은 선박 평형수의 살균을 위한 살균 장치를 구비하여 선박 외부로 배출되는 선박 평형수를 살균 처리한다.

선박 평형수를 살균하기 위한 방법으로는, 오존을 이용하여 살균하는 방법, 마이크로 버블을 이용하여 살균하는 방법, 자외선을 이용하여 살균하는 방법, 전자빔을 이용하여 살균하는 방법, 전기분해를 통해 살균하는 방법 등이 있다.

이 중 전기분해를 이용하여 선박 평형수를 살균하는 방법은, 전기분해장치에 양극판과 음극판을 설치하고, 양극판과 음극판에 전압을 인가하여 음극판에서의 전해 환원 작용과 양극판에서의 산화 환원 작용에 의하여 생성된 산화제, 환원제 및 금속수산화물 등이 처리 대상물 중의 성분과 2차 반응을 일으켜서 금속 이온이 석출되도록 하거나, 각종 유기오염물질 및 무기 오염물질을 분해하거나 불용성 물질로 변환시켜서 응집 처리시키는 방법이다.

이러한 전기분해장치는 일반적으로 다이오드(diode), 트랜스(transe), 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT), 리액터(reactor) 등의 전자부품들을 구비한 정류기를 포함한다. 그리고, 정류기는 부스바를 통해 전기분해장치에 연결된다.

여기서, 전기분해장치에 연결된 정류기는 부품의 특성상 전류량에 비례하여 온도가 상승하게 되고, 이러한 온도 상승은 정류기 부품들의 파손 원인이 될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 정류기에는 보통 냉각 장치가 사용된다.

정류기에 사용되는 냉각 장치는 크게 공랭식과 수냉식으로 나뉜다. 여기서, 대한민국 공개실용신안 제20-2000-0017866호(명칭: 통신전자장비의 정류기 방열 장치)에 정류기의 공랭식 냉각 구조가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제10-2000-0055062호(명칭: 발전기의 정류기 냉각 장치)에 정류기의 수냉식 냉각 구조가 개시되어 있다.

그런데, 종래의 공랭식 냉각 구조는 전자부품들에 직접 공기를 불어서 방열하는 구조로서, 전자부품들이 외부 공기와 접촉하여 부품의 고장이 빈번하고, 설치되는 환경에 따라 먼지가 쌓이기 쉬우며, 주위 온도가 높을 경우 냉각 성능이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 수냉식 냉각 구조는 열교환 장치와 냉각수를 이송하기 위한 부품들이 필요하기 때문에 장치가 대형으로 이루어져야 하고, 배관 누수 우려가 있으며, 정류기 설치 시 냉각수 배관을 함께 설치해야 하므로 설치 및 유지 보수가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 소형화가 가능하고 냉각 성능이 우수한 밀폐형 정류기를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 전원공급장치에서 발생한 교류 전원을 직류 전원으로 정류하기 위한 전자부품들을 구비한 정류기로서, 상기 전자부품들이 내장되고, 외부로부터 밀폐된 공간으로 이루어진 정류부; 및 상기 정류부의 하부에 위치하고, 복수의 냉각핀을 갖는 히트 싱크 및 상기 냉각핀을 방열시키는 방열팬을 구비한 방열부를 포함하고, 상기 정류부와 상기 방열부는 상기 히트 싱크에 의해 서로 구획되고, 상기 전자부품들은 상기 히트 싱크 상에 실장되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 복수의 냉각핀은 서로 일정간격 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 방열팬은 복수 개로 이루어져 상기 복수의 냉각핀들 사이의 공간으로 공기를 공급하도록 상기 냉각핀의 단부측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 방열팬의 외측에는 분리 가능한 보호 커버가 구비되고, 상기 보호 커버는 상기 방열팬과 대면하는 부분에 통풍 그릴을 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 방열팬은 방수 가능한 구조의 방수팬인 것을 특징으로 한다.

추가저그로, 상기 정류부는 상기 히트 싱크의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고, 상기 방열팬은 상기 온도 센서의 측정 온도에 따라 속도가 제어되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 히트 싱크는 표면에 알루미늄이 코팅된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 밀폐형 정류기는 전자부품들이 설치된 정류부를 밀폐형으로 구성하고, 정류부의 전자부품들을 히트 싱크에 실장하며, 방열팬을 이용하여 히트 싱크의 냉각핀들을 방열시킴으로써, 장치 전체의 크기를 소형화시킬 수 있고, 우수한 냉각 성능을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 밀폐형 정류기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 밀폐형 정류기를 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 밀폐형 정류기의 케이스를 제거한 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 밀폐형 정류기의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 밀폐형 정류기(100)는 밸러스트수의 전기분해장치와 같이 대전력 그리고 대용량의 전원공급장치에서 발생하는 교류 전원을 직류 전원으로 정류하기 위한 전자부품들을 구비한 정류기로서, 정류부(110)와 방열부(120)로 이루어진다.

정류부(110)는 전원공급장치(미도시)에서 발생한 교류 전원을 직류 전원으로 정류하기 위한 다수의 전자부품들을 포함한다. 여기서, 전자부품들은 예를 들면, 정류부(110)의 전원을 전기분해장치로 전달하는 다이오드(diode)(111), 전압을 변환하는 트랜스(trance)(112), 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGTB)(113), 리액턴스를 제공하는 리액터(reactor)(114) 등을 포함할 수 있다. 또한, 정류부(110)는 외부로부터 밀폐된 공간으로 이루어지고, 정류부(110)의 밀폐된 공간에 전술한 전자부품들(111 내지 114)이 내장된다.

방열부(120)는 정류부(110)의 하부에 위치한다. 이 방열부(120)는 복수의 냉각핀들(121a)을 갖는 히트 싱크(121) 및 냉각핀들(121a)을 방열시키기 위해 냉각핀들(121a) 쪽으로 바람을 불어주는 방열팬(122)을 포함한다.

여기서, 정류부(110)와 방열부(120)는 히트 싱크(121)에 의해 서로 상하로 구획된다. 그리고, 정류부(110)는 하부의 히트 싱크(121), 상부의 상부 케이스(122), 측면부의 측면 케이스들(123)에 의해 밀폐된 공간으로 구성된다. 도 2에서 미설명부호 123a는 본 발명에 따른 밀폐형 정류기(100)를 설치 위치에 장착하기 위한 설치 브라켓 또는 슬라이딩 브라켓이고, 미설명부호 123b는 방열팬(122)이 설치된 측면 케이스(123)에 장착되는 외측 케이스이다.

또한, 정류부(1ㅂ0)의 내부에서 전술한 전자부품들(111 내지 114)은 히트 싱크(121)의 상면에 실장되어 히트 싱크(121)를 통해 열을 방열시킨다. 따라서, 전자부품들(111 내지 114)로부터 발생하는 정류부(110)의 열은 히트 싱크(121)에 전달되어 히트 싱크(121)로부터 연장된 복수의 냉각핀들(121a)을 통해 외부로 방열된다. 그리고, 냉각핀들(121a) 쪽으로 바람을 제공하는 방열팬(122)에 의해 냉각 성능이 더욱 향상된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 정류기는 수냉식 구조에 사용되는 배관 등의 부품이 필요 없어 장치의 소형화가 가능하다. 그리고, 전자부품들(111 내지 114)이 외부에 노출되지 않기 때문에, 이물질로 인한 전자부품들(111 내지 114)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 밀폐형 정류기는 히트 싱크(121)에 추가적으로 방열팬(122)을 이용하여 강제 공랭식으로 냉각시키기 때문에, 냉각 성능이 우수하다.

여기서, 히트 싱크(121)는 표면에 열전도율이 높은 알루미늄이 코팅되는 것이 바람직하다. 알루미늄이 코팅된 히트 싱크(121)에 의해, 전자부품들(111 내지 114)의 열은 히트 싱크(121)를 통해 방열부(120)로 원활하게 전달될 수 있다.

도 3을 참조하면, 히트 싱크(121)에 구비된 복수의 냉각핀들(121a)은 서로 일정간격 이격되어 나란하게 배치된다. 그리고, 방열팬(122)은 복수 개로 이루어져 히트 싱크(121)의 단부측, 즉 냉각핀(121a)의 단부측에 설치된다. 이 방열팬들(122)은 서로 이격되어 배열된 냉각핀들(121a) 사이의 공간으로 공기를 공급하여 히트 싱크(121)를 통해 냉각핀들(121a)에 전달된 전자부품들(111 내지 114)의 열을 외부로 방열시킨다.

한편, 도 1 및 2를 참조하면, 방열팬(122)의 외측에는 측면 케이스(123)에 분리 가능하게 설치되는 보호 커버(123c)가 구비된다. 이 보호 커버(123c)는 나사 등의 체결 수단에 의해 측면 케이스(123)에 체결되고, 방열팬(122)과 대면하는 부분에 통풍 그릴(123d)을 구비한다. 이러한 보호 커버(123c)의 구성에 의해, 방열팬(122)의 수명이 다하거나 방열팬(122)의 고장으로 인해 방열팬(122)의 수리 또는 교체가 필요할 때, 측면 케이스(123)로부터 보호 커버(123c) 만을 분리하여 방열팬(122)을 수리 또는 교체할 수 있다.

바람직하게는, 전술한 방열팬(122)은 방수 가능한 구조로 형성된 방수팬인 것이 바람직하다. 그리고, 이 방수 구조의 방열팬(122)은 정류부(110)의 전원장치와 방수 케이블(미도시)을 통해 연결된다. 따라서, 외부로 노출되어 있는 방열팬(122)에 빗물 등의 수분이 침투하여도 방수 구조의 방열팬(122)은 전혀 영향을 받지 않고 작동할 수 있다.

추가적으로, 정류부(110)는 히트 싱크(121)의 온도를 측정하는 온도 센서(115)를 포함한다. 그리고, 방열팬(122)은 콘트롤러(미도시)에 제어에 의해 그 속도가 제어되고, 콘트롤러는 온도 센서(115)의 측정 온도에 따라 방열팬(122)의 속도를 제어한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 정류기는 전자부품들(111 내지 114)이 설치된 정류부(110)를 밀폐형으로 구성하고, 정류부(110)의 전자부품들(111 내지 114)을 히트 싱크(121)에 실장하며, 방열팬(122)을 이용하여 히트 싱크(121)의 냉각핀들(121a)을 방열시킴으로써, 장치 전체의 크기를 소형화시킬 수 있고, 우수한 냉각 성능을 얻을 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 전원공급장치에서 발생한 교류 전원을 직류 전원으로 정류하기 위한 전자부품들을 구비한 정류기로서,
   상기 전자부품들이 내장되고, 외부로부터 밀폐된 공간으로 이루어진 정류부; 및
   상기 정류부의 하부에 위치하고, 복수의 냉각핀을 갖는 히트 싱크 및 상기 냉각핀을 방열시키는 방열팬을 구비한 방열부를 포함하고,
   상기 정류부와 상기 방열부는 상기 히트 싱크에 의해 서로 구획되고, 상기 전자부품들은 상기 히트 싱크 상에 실장되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 정류기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 냉각핀은 서로 일정간격 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 방열팬은 복수 개로 이루어져 상기 복수의 냉각핀들 사이의 공간으로 공기를 공급하도록 상기 냉각핀의 단부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 정류기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 방열팬의 외측에는 분리 가능한 보호 커버가 구비되고, 상기 보호 커버는 상기 방열팬과 대면하는 부분에 통풍 그릴을 구비한 것을 특징으로 하는 밀폐형 정류기.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방열팬은 방수 가능한 구조인 것을 특징으로 하는 밀폐형 정류기.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정류부는 상기 히트 싱크의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고, 상기 방열팬은 상기 온도 센서의 측정 온도에 따라 속도가 제어되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 정류기.
   
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 히트 싱크는 표면에 알루미늄이 코팅된 것을 특징으로 하는 밀폐형 정류기.

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