(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2012년09월11일
(11) 등록번호 10-1181511
(24) 등록일자 2012년09월04일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H05K 7/20 (2006.01) F28D 15/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-0023070
(22) 출원일자 2012년03월06일
심사청구일자 2012년03월06일
(56) 선행기술조사문헌
JP2001010595 A
JP11139398 A
JP2001074320 A
(73) 특허권자
이하송
경기도 고양시 일산동구 숲속마을1로 55 숲속마
을2단지아파트 209동 1403호
(72) 발명자
이하송
경기도 고양시 일산동구 숲속마을1로 55 숲속마
을2단지아파트 209동 1403호
(74) 대리인
송한천
전체 청구항 수 : 총 4 항 심사관 : 민병조
(54) 발명의 명칭 항공기 내장 전자부품 냉각장치
(57) 요 약
본 발명은 항공기에 내장되는 전자부품을 항공기에 사용되는 연료 및 냉각액, 오일과 같은 액체의 열전달매체
를 이용하여 냉각시킴으로써 공간을 차지하는 부품을 없애 장치를 소형화 하고 장치의 설치위치나 공간제약을
받지 않으며, 요구되는 냉각용량을 적게 하여 장치의 설계용량을 작게 하고 다양한 운전부하에 따라 최적의 냉
각성능을 발휘하게 하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명은 냉매를 압축시키는 압축기(20), 압축된 냉매의 열을 방출하여 냉매를 응축시키는 응축기(21), 응축
된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(22), 상기 팽창된 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 빼앗는 증발기(23)를 포함
하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치에 있어서, 항공기 연료탱크(30)의 연료를 냉각매체로 하여 상기 냉매압
축기(20)로부터 공급되는 냉매를 응축기(21)에서 응축하도록 하기 위하여 상기 연료탱크(30)와 응축기(21) 사
이에 연결된 연료순환통로(31), 상기 연료순환통로(31) 상에 설치되어 연료를 연료탱크(30)와 응축기(21) 사이
에서 순환시키는 연료펌프(32), 냉각대상인 전자부품(1)이 장착되는 것으로서 냉각액유로(33a)가 내부에 형성
되어 있는 냉각패널(33), 상기 증발기(23)와 냉각패널(33) 사이에 연결되어 있는 냉각액순환통로(34), 그리고
상기 냉각액순환통로(34) 상에 설치되어 있으며 냉각액을 순환시키는 냉각액펌프(35)를 포함한다.
대 표 도 - 도2
등록특허 10-1181511
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특허청구의 범위
청구항 1
냉매를 압축시키는 냉매압축기(20), 압축된 냉매의 열을 방출하여 냉매를 응축시키는 응축기(21), 응축된 냉
매를 팽창시키는 팽창밸브(22), 상기 팽창된 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 빼앗는 증발기(23)를 포함하는
항공기 내장 전자부품 냉각장치에 있어서,
항공기 연료탱크(30)의 연료를 냉각매체로 하여 상기 냉매압축기(20)로부터 공급되는 냉매를 응축기(21)에서
응축하도록 하기 위하여 상기 연료탱크(30)와 응축기(21) 사이에 연결된 연료순환통로(31),
상기 연료순환통로(31) 상에 설치되어 연료를 연료탱크(30)와 응축기(21) 사이에서 순환시키는 연료펌프(32),
냉각대상인 전자부품(1)이 장착되는 것으로서 냉각액유로(33a)가 내부에 형성되어 있는 냉각패널(33),
상기 증발기(23)와 냉각패널(33) 사이에 연결되어 있는 냉각액순환통로(34), 그리고
상기 냉각액순환통로(34) 상에 설치되어 있으며 냉각액을 순환시키는 냉각액펌프(35)를 포함하는 것을 특징으
로 하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 냉각액이 부동액, 오일, 냉매 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항공기
내장 전자부품 냉각장치.
청구항 3
제1항에 있어서, 상기 연료순환통로(31) 상에 설치되어 있는 솔레노이드밸브(41), 상기 냉매압축기(20)의 유
출구와 응축기(21)의 유입구 사이의 냉매압력을 측정하는 압력계(42), 상기 압력계(42)에서 측정된 냉매압력
을 근거로 솔레노이드밸브(41)의 개폐를 제어하는 제어기(43)를 포함하는 응축압력제어 유니트(40)를 구비한
것을 특징으로 하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치.
청구항 4
제1항에 있어서, 상기 팽창밸브(22)는 전자팽창밸브이고, 상기 냉각액순환통로(34)에 설치되어 냉각액의 온도
를 측정하는 온도센서(36), 그리고 상기 온도센서(36)에서 측정된 냉각액온도를 근거로 팽창밸브(22)의 개도
를 제어하는 제어기(22a)를 구비한 것을 특징으로 하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 전자광학(EO)카메라, 적외선(IR)카메라, 레이더 등과 같이 항공기에 내장되는 전자부품의 정상적[0001]
인 작동을 유지하기 위한 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 항공기에 사용되는 연료 및 냉각액,
오일과 같은 액체의 열전달매체를 이용하여 전자부품을 냉각시킴으로써 공간을 차지하는 부품을 없애 장치를
소형화 하고 장치의 설치위치나 공간제약을 받지 않으며, 요구되는 냉각용량을 적게 하여 장치의 설계용량을
작게 하고 다양한 운전부하에 따라 최적의 냉각성능을 발휘하게 하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치에 관한
것이다.
배 경 기 술
종래의 항공기 내장 전자부품의 냉각장치로서 외기 직접도입방식이 있다. 이 냉각방식은 항공기가 높은 고도[0002]
로 비행할 때, 상대적으로 온도가 낮은 외기를 직접 도입하는 방식이다. 하지만, 이 방식은 외기공기를 여과
시키고 제습시켜야 하는데, 이를 위한 여과 및 제습장치가 상대적으로 큰 공간을 차지하기 때문에 항공기의
소형화 설계가 필요한 경우에는 사용되지 않는다.
등록특허 10-1181511
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따라서 이러한 외기 직접도입방식을 대신하여 통상의 냉각장치가 사용되고 있다. [0003]
상기 종래의 냉각장치는 도 1에 도시된 바와 같이 냉매를 압축시키는 냉매압축기(10), 압축된 냉매의 열을 방[0004]
출하여 냉매를 응축시키는 응축기(11), 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(12), 상기 팽창된 냉매를 증발시
키면서 주위의 열을 빼앗는 증발기(13), 그리고 전자부품이 설치되어 있는 냉각대상공간(16)의 공기를 순환시
키기 위한 송풍기(14)를 포함하고 있다.
상기 응축기(11)와 증발기(13)는 핀튜브방식을 사용하고 있고 팽창밸브(12)로서 모세관을 이용하고 있다.[0005]
증발기(13)와 송풍기(14)는 열교환덕트(15) 내부에 장치되어 있으며, 열교환덕트(15)와 냉각대상 전자부품이[0006]
위치하는 냉각대상공간(16) 사이에는 공기를 열교환덕트(15)의 내부로 흡입하는 공기흡입덕트(15a)와, 열교환
덕트(15)에서 냉각된 공기를 냉각대상공간(16)으로 유출하는 공기유출덕트(15b)가 연결되어 있다.
상기와 같은 종래의 냉각장치는 상기 응축기(11)가 냉각매체로서 송풍기(11a)를 작동시켜 외기를 도입하여 내[0007]
부의 열을 외부로 방출하는 방식이기 때문에 송풍기(11a)와 공기이송용 덕트의 장착공간이 필요하다.
또한 외기의 온도변화에 따라 응축부하의 변화가 심하기 때문에 냉각장치의 성능변화가 크다. 즉 응축압력이[0008]
높게 되면, 냉매압축기(10)에서의 부하가 증가하기 때문에 냉각장치 내부에서의 냉매 순환량이 줄어들어 냉각
성능이 감소하게 되며, 응축압력이 과도하게 낮게 되면, 팽창밸브(12) 입구에서의 압력이 감소하여 또한 냉매
순환량이 줄어들게 된다. 따라서 냉각장치의 적절한 성능을 발휘하기 위해서는 응축압력을 일정하게 유지하는
수단이 구비되어야 할 필요가 있다.
또한 종래의 냉각장치는 전자부품이 장착되어 있는 냉각대상공간(16)으로 냉기를 순환시켜 냉각시키는 방식이[0009]
므로 넓은 공간 전체를 냉각시켜야 하며, 그에 따라 상대적으로 냉각장치의 부하가 증가하는 문제를 가지고
있다, 즉 냉각장치의 용량과 그 설치공간이 모두 증가한다.
또한, 증발기용 송풍기(14)는 굴곡진 이송라인의 저항을 극복하고 원하는 송풍량을 제공해야 하기 때문에, 상[0010]
대적으로 고압으로 설계되어야 하며 송풍기(14)의 용량 및 체적도 증가한다. 그리고 종래 냉각 장치에서는 증
발기(13)와 응축기(11)를 모두 공기를 매체로 하는 핀튜브방식의 열교환기를 사용했기 때문에 그 설치공간이
상대적으로 커야 한다. 왜냐하면 공기자체는 비열이 작으므로 상대적으로 많은 풍량과 전열면적이 필요하기
때문이다.
또한 종래의 냉각장치에서는 팽창밸브(12)로서 일정한 개도와 길이를 가진 모세관을 사용하고 있다. 이러한[0011]
모세관은 장치의 부하에 대응하여 냉매 순환량을 적절하게 조절하지 못하기 때문에 다양한 부하에 대응하여
최적의 냉각성능을 발휘하지 못하는 문제점을 안고 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 종래 냉각장치에 장[0012]
착되어 있는 송풍기와 덕트장치를 제거함으로써 장치의 소형화를 달성하며, 공기를 열전달 매체로 하는 대신
에 연료와 냉각액을 사용함으로써 열교환기의 체적을 감소시키며, 응축압력의 제어를 통해 냉각장치의 성능을
일정하게 유지하며, 다양한 운전부하에 대응하여 냉매순환량을 제어하여 최적의 냉각장치 성능을 발휘하도록
하며, 냉각대상인 전자부품에 직접 접촉하는 국부적인 냉각을 통해 냉각장치의 용량 및 설치공간의 감소를 달
성하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적을 달성하기 위한 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 냉매를 압축시키는 압축기, 압축된 냉매의 열을[0013]
방출하여 냉매를 응축시키는 응축기, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창된 냉매를 증발시키면서
주위의 열을 빼앗는 증발기를 포함하는 항공기 내장 전자부품 냉각장치에 있어서, 항공기 연료탱크의 연료를
냉각매체로 하여 상기 냉매압축기로부터 공급되는 냉매를 응축기에서 응축하도록 하기 위하여 상기 연료탱크
와 응축기 사이에 연결된 연료순환통로, 상기 연료순환통로 상에 설치되어 연료를 연료탱크와 응축기 사이에
서 순환시키는 연료펌프, 냉각대상인 전자부품이 장착되는 것으로서 냉각액유로가 내부에 형성되어 있는 냉각
패널, 상기 증발기와 냉각패널 사이에 연결되어 있는 냉각액순환통로, 그리고 상기 냉각액순환통로 상에 설치
되어 있으며 냉각액을 순환시키는 냉각액펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 또한 상기 냉각액이 부동액, 오일, 냉매 중에서 선택되는[0014]
어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 또한 상기 연료순환통로 상에 설치되어 있는 솔레노이드밸[0015]
브, 상기 냉매압축기 유출구와 응축기의 유입구 사이의 냉매압력을 측정하는 압력계, 상기 압력계에서 측정된
냉매압력을 근거로 솔레노이드밸브의 개폐를 제어하는 제어기를 포함하는 응축압력제어 유니트를 구비한 것을
특징으로 한다.
본 발명에 따른 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 또한 상기 팽창밸브가 전자팽창밸브이고, 상기 냉각액순환[0016]
통로에 설치되어 냉각액의 온도를 측정하는 온도센서, 그리고 상기 온도센서에서 측정된 냉각액온도를 근거로
팽창밸브의 개도를 제어하는 제어기를 구비한 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명에 따른 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 종래의 냉각장치에 장착되어 있던 2대의 송풍기와 그에 따[0017]
른 이송용 덕트를 제거하고, 또한, 종래의 공기를 매체로 하는 핀튜브 방식의 열교환기 대신에 비열이 공기보
다 큰 연료와, 부동액, 오일, 냉매 등과 같은 냉각액을 열전달 매체로 사용하기 때문에 증발기와 응축기의 체
적을 작게 할 수 있으므로 장치의 소형화를 달성할 수 있다.
본 발명은 또한 주변 공간을 냉각시키기 위한 냉각대상인 전자부품에 직접 접촉하여 국부적으로 냉각시키고[0018]
냉각공간에서의 외부로의 열손실을 감소시킴으로써 설계용량을 감소시키고 그에 의해서도 장치의 소형화를 달
성할 수 있다.
본 발명은 또한 다양한 운전부하에 대응하여, 응축압력과 냉매 순환량을 적극적으로 제어함으로써, 어떠한 운[0019]
전조건에서도 최적을 냉각성능을 발휘할 수 있다.
본 발명은 또한 종래와 같은 덕트를 장착하지 않고 파이프를 통해서만 연결되는 장치이기 때문에 냉각장치의[0020]
설치위치나 공간상에 제약이 없다.
본 발명은 또한 냉각대상인 전자부품에 냉각패널이 직접 접촉하여 냉각하는 방식이기 때문에, 공기순환방식보[0021]
다 열전달 효율이 뛰어나므로, 동일 냉각용량에서 냉각성능이 향상된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래 항공기 내장 전자부품 냉각장치의 구성도, [0022]
도 2는 본 발명에 따른 항공기 내장 전자부품 냉각장치의 구성도,
도 3a는 본 발명의 냉각장치의 냉각패널에 냉각대상인 전자부품이 장착되어 있는 일 실시예의 상태의 측면도,
도 3b는 본 발명의 냉각장치의 구성부품으로서 냉각대상인 전자부품이 장착되는 일 실시예의 냉각패널의 단면
도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치의 냉매 응축압력에 따른 솔레노이드밸브의 개폐상태를 나타내는
그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치의 증발기 입구의 냉각액온도에 따른 전자팽창밸브 개도의 변화를
나타내는 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.[0023]
본 냉각장치는 항공기에 장착되는 전자부품의 냉각을 위해 개발된 것으로서, 항공기 내부에 탑재되며, 냉각장[0024]
치의 원리는 압축, 응축, 팽창, 증발의 냉매 사이클을 바탕으로 한다. 본 명세서에서 항공기라 함은 통상의
항공기뿐만 아니라 헬리콥터 등 모든 비행체를 의미한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉각장치는 냉매를 압축시키는 압축기(20), 압축된 냉매의 열을 방출하[0025]
여 냉매를 응축시키는 응축기(21), 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(22), 상기 팽창된 냉매를 증발시키면
서 주위의 열을 빼앗는 증발기(23)를 포함한다.
본 발명은 또한 항공기 연료탱크(30)의 연료를 냉각매체로 하여 상기 냉매압축기(20)로부터 공급되는 냉매를[0026]
등록특허 10-1181511
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응축기(21)에서 응축하도록 하기 위하여 상기 연료탱크(30)와 응축기(21) 사이에 연결된 연료순환통로(31),
상기 연료순환통로(31) 상에 설치되어 연료를 순환시키는 연료펌프(32), 냉각대상인 전자부품(1)이 장착되는
것으로서 냉각액유로(33a)가 내부에 형성되어 있는 냉각패널(33), 상기 증발기(23)와 냉각패널(33) 사이에 연
결되어 있는 냉각액순환통로(34), 상기 냉각액순환통로(34) 상에 설치되어 있으며 냉각액을 순환시키는 냉각
액펌프(35)를 구비하고 있다.
상기 응축기(21)와 증발기(23)는 액체와 액체 사이의 열교환이 이루어지는 열교환기로서, 쉘 튜브 방식, 판형[0027]
방식 등 다양한 형태의 열교환기를 이용할 수 있다. 응축기(21)와 증발기(23)가 예를 들어 쉘 튜브 방식인 경
우에 대하여 설명한다. 응축기(21)의 튜브는 저온 연료가 흐르고, 셀 내부에는 냉매가 흐른다. 증발기(23)의
튜브는 냉매가 흐르고 셀 내부에는 냉각액이 흐른다.
냉각액은 부동액, 오일, 냉매 중에서 선택되는 어느 하나를 이용할 수 있고, 그 외에 다른 액체를 이용할 수[0028]
도 있다.
상기 응축기(21)에서의 냉각매체로서 항공기 엔진의 연소에 사용되는 연료를 이용하며, 증발기(23)에서는 냉[0029]
각액을 냉각하고, 냉각된 냉각액은 냉각액펌프(35)에 의하여 전자부품(1)에 직접 접촉하는 냉각패널(33)로 순
환되어 국부적인 냉각작용을 하게 된다.
도 3a는 냉각패널(33)에 냉각대상인 전자부품(1)이 장착되어 있는 일 실시예의 상태를 나타내는 것으로서, 다[0030]
른 형태로 냉각패널(33)에 전자부품(1)을 부착할 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 연료순환통로(31) 상에 설치되어 있는 솔레노이드밸브(41), 상기 냉매압축기(20)의 유출[0031]
구와 응축기(21)의 유입구 사이의 냉매압력을 측정하는 압력계(42), 상기 압력계(42)에서 측정된 냉매압력을
근거로 솔레노이드밸브(41)의 개폐를 제어하는 제어기(43)를 포함하는 응축압력제어 유니트(40)를 구비하고
있다.
본 발명의 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 또한 상기 팽창밸브(22)는 전자팽창밸브를 사용하고 있으며, 상[0032]
기 냉각액순환통로(34)에 설치되어 냉각액의 온도를 측정하는 온도센서(36), 그리고 상기 온도센서(36)에서
측정된 냉각액온도를 근거로 팽창밸브(22)의 개도를 제어하는 제어기(22a)를 구비하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 항공기 내장 전자부품 냉각장치는 다음과 같이 작용한다.[0033]
냉매압축기(20)에서 냉매가스가 압축되어 고온고압의 냉매가스의 상태로 응축기(21)로 이송된다. 응축기(21)[0034]
에서 고온고압의 냉매가스는 항공기 내부에 탑재되어 있는 연료탱크(30)로부터 순환되는 저온 연료와 열교환
을 통하여 상대적으로 저온고압의 냉매액으로 변한다.
이 때, 응축된 냉매는 셀의 바닥에 고이면서 팽창밸브(22)로 이송되며, 잉여 냉매액은 쉘 바닥에 저장되게 된[0035]
다. 방열매체로서 정압비열이 공기보다 상대적으로 큰 연료를 사용하기 때문에 열교환기 전열면적을 감소시킬
수 있으며 그에 따라 응축기(21)의 체적을 감소시킬 수 있는 것이다.
이 때, 연료탱크(30) 내부의 연료온도는 외기 온도조건에 의해 결정되어지기 때문에, 응축기(21)로 공급되는[0036]
연료 온도도 일정하지 않게 된다. 따라서 동일 연료유량조건에서 입구연료의 온도가 변화되기 때문에, 연료온
도조건에 의해 응축압력은 변화하게 된다. 즉, 응축기(21)의 응축압력이 외기조건에 의해 변화하게 되는 것이
다.
공급되는 연료의 온도가 과도하게 낮은 경우에는 응축압력이 낮게 형성되어 냉각장치의 냉매 순환량이 감소하[0037]
게 되며 냉각장치의 성능이 감소하게 된다. 반대로 공급되는 연료의 온도가 과도하게 높은 경우에는 응축압력
이 높게 되어 냉매압축기(20)의 소요동력이 증가할 뿐만 아니라, 냉매압축기(20)의 부하 증가에 의해 냉각장
치의 냉매 순환량이 또한 감소하여 냉각장치의 성능이 감소하게 된다. 따라서 시스템의 적절한 성능유지를 위
해서는 응축압력을 일정하게 유지할 필요가 있다.
이를 위하여 본 발명의 냉각장치에는 응축압력제어 유니트(40)가 부착되어있다. 응축압력제어 유니트(40)는[0038]
on/off용 솔레노이드밸브(41), 압력계(42) 및 제어기(43)로 구성되어 있다.
솔레노이드 밸브(41)의 듀티비에 의해 시간당 연료의 공급유량이 제어 된다. 압력계(42)에서 냉매압축기(20)[0039]
의 유출구와 응축기(21)의 유입구사이의 압력을 계측하여, 그 측정값을 제어기(43)로 전송한다. 제어기(43)에
서는 그 측정값을 근거로 하여 솔레노이드밸브(41)의 on/off 조건을 도 4의 알고리즘에 의해 결정한다.
본 발명의 일실시예에 따른 냉각장치는 대체냉매인 HFC-134a를 사용하는 시스템으로서 적정 응축압력은 16[0040]
등록특허 10-1181511
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kgf/cm
2
이다. 즉, 응축압력이 17 kgf/cm
2
이상인 경우에는 솔레노이드밸브(41)를 열고, 15 kgf/cm
2
이하에서는
솔레노이드밸브(41)를 닫는 구조로 되어 있다. 냉각장치의 운전특성에 의해 솔레노이드밸브(41)의 on/off 듀
티비는 결정되어지며, 응축압력은 원하는 압력으로 유지될 수 있다. 솔레노이드밸브(41)는 비례제어를 하는
솔레노이드밸브를 이용하여 도4에서 점선으로 표시한 바와 같이 보다 정밀하게 응축압력을 리니어하게 제어할
수 있다.
응축기(21)에서 응축된 액상의 냉매는 팽창밸브(22)로 이송되어진다. 팽창밸브(22)에서는 액상의 냉매를 단열[0041]
팽창시켜 저온저압의 액가스 혼합물의 형태로 만든다. 이 때, 질량기준으로 가스는 약 30%, 액은 약 70%로 유
지되며, 증발기(23)를 통과해 흐르면서 냉각액과의 열교환을 통해 액상의 냉매는 증발하여 증발기(23) 출구에
서는 기상의 냉매만 남게 된다.
그런데, 팽창밸브(22)를 통과하는 냉매순환량에 의해 냉각액의 냉각정도, 즉 냉각장치의 냉각성능이 결정되어[0042]
진다. 냉각액 펌프(35)의 운전회전수는 일정하기 때문에, 증발기(23)로 공급되는 냉각액 유량은 일정하다.
따라서 증발기(23)로 공급되는 냉각액의 온도가 높게 되면 증발기(23)에서 처리해야 할 부하가 크기 때문에,[0043]
필요 냉매순환량은 증가하게 된다. 증발기(23)로 공급되는 냉각액의 온도가 낮게 되면 증발기에서 처리해야
할 부하가 적기 때문에, 필요 냉매순환량은 감소하게 된다. 즉, 냉각장치의 최적성능을 확보하기 위해서는 증
발기에서의 부하량에 따라 냉매순환량을 적절히 제어할 필요가 있다.
본 발명의 냉각장치에서는 이러한 증발기(23)에서의 부하조건에 따른 냉매 순환량을 적절히 제어하기 위하여[0044]
전자팽창밸브를 사용하였으며, 이를 제어할 제어기(22a)를 장착하였다.
증발기(23)로 공급되는 냉각액의 온도를 온도센서(36)로 계측하여 제어기(22a)로 전송하면, 제어기(22a)에서[0045]
는 계측된 온도값을 근거로 도 5의 알고리즘에 따라 전자팽창밸브의 개도를 결정하게 된다. 전자팽창밸브는
오리피스, 니들밸브 및 스텝모터로 구성되어 있으므로 스텝모터로 공급되는 입력펄스에 따라 니들밸브의 상하
운동에 의해 오리피스 개구부 면적을 조절함으로써, 냉매 순환량을 제어한다. 도 5의 실선은 계단식 제어를
도시하고 하고 있으나 비례제어를 하는 전자팽창밸브를 사용하여 점선으로 나타낸 바와 같이 리니어(linear)
하게 제어할 수 있다.
본 발명의 냉각장치에 사용되는 증발기(23)는 공기를 전열매체로 하지 않고, 정압비열값이 큰 냉각액을 사용[0046]
함으로써, 증발기(23)의 전열면적을 작게 할 수 있으며 그에 따라 증발기(23)의 체적을 감소시킬 수 있다.
증발기(23)에서 냉각된 냉각액은 냉각액펌프(35)를 통해 도 3a에 도시된 바와 같이 전자부품(1)이 부착된 냉[0047]
각패널(33)로 이송된다. 냉각패널(33)은 도 3b에 나타나 있는 바와 같이 냉각액유로(33a)가 형성된 판형의
열교환기이며, 전자부품(1)의 기판에 직접 접촉하여 전자부품(1)에서의 발열을 냉각시킨다. 전자부품(1)과의
열교환에 의해 온도가 상승된 냉각액은 다시 증발기(23)로 이송되어 냉각된다.
본 발명의 냉각장치는 종래와 같이 냉각대상 전자부품(1)이 설치되는 공간전체를 냉각하지 않고, 냉각대상인[0048]
전자부품(1) 자체에 직접 접촉하여 국부적으로 냉각하기 때문에 냉각장치의 용량이 감소할 뿐만 아니라 장치
의 체적도 소형화할 수 있다.
본 발명은 응축기(21)의 냉각매체로서 연료를 사용하기 때문에, 연료탱크(30) 내부의 연료량이 적은 경우에[0049]
냉각장치가 작동하게 되면 연료의 온도상승이 크기 때문에 응축효율이 감소하게 된다. 그러나 이러한 연료부
족의 상황은 항공기의 귀환시에 발생하게 되며, 이때에는 냉각대상 전자부품(1)의 작동이 정지되어 냉각부하
는 거의 없는 상태이기 때문에 큰 문제는 일어나지 않는다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한[0050]
변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에
속함은 당연한 것이다.
부호의 설명
1: (냉각대상) 전자부품 10, 20: 냉매압축기[0051]
11, 21: 응축기 11a: 송풍기
12,22: 팽창밸브 22a: 제어기
13, 23: 증발기 14: 송풍기
등록특허 10-1181511
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15: 열교환덕트 15a: 공기흡입덕트
16: 냉각대상공간
30: 연료탱크 31:연료순환통로
32: 연료펌프 33: 냉각패널
33a: 냉각액유로 34: 냉각액순환통로
35: 냉각액펌프 36: 온도센서
40: 응축압력제어유니트 41: 솔레노이드밸브
42: 압력계 43: 제어기
도면
도면1
등록특허 10-1181511
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도면2
도면3a
등록특허 10-1181511
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도면3b
도면4
등록특허 10-1181511
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도면5
등록특허 10-1181511
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