流路模块以及包括其的电力设备的制作方法

本发明涉及流路模块以及包括其的电力设备，更详细而言，涉及一种能够通过形成用于冷却的流体的流路来提高冷却效率的结构的流路模块以及包括其的电力设备。

背景技术：

1、电力设备是指能够通过与外部的电源或负载通电来接收或传递电力的任意设备。电力设备包括逆变器、电容器以及用于控制它们的pcb等，由此能够与负载相匹配地处理所接收的电力并传递。

2、随着电力设备运转，设置于电力设备的各种构成要素产生热。在各个构成要素过热的情况下，存在由于热而受损的可能性。在此情况下，存在各个构成要素和电力设备的运转可靠性下降的隐患。进一步，在过热状态持续的情况下，还存在发生火灾等安全事故的危险。

3、因此，目前使用的电力设备设置有散热器(heat sink)。散热器可以位于与产生大量的热的装置邻近的位置，并构成为接收所产生的热并散热。作为一例，可以设置有以传导(conduction)的形态接收热并以对流(conviction)的形态散热的翅片(fin)形态的散热器。

4、但是，传统的电力设备构成为，仅能够冷却散热器能够接触并结合的构成要素。即，难以冷却散热器无法直接接触、结合的pcb等构件。

5、另外，随着电力设备的复杂化和集成化，具有复数个pcb等的情形正在逐渐增加。在此情况下，在复数个pcb之间形成的空间也可能产生热。但是，对于设置散热器而言，所述空间狭小，因此难以进行有效的冷却。

6、韩国授权专利文献第10-0998213号公开了一种pcb冷却装置。具体而言，公开了一种由形状记忆合金构成的散热板与接触到pcb的半导体元件直接接触和分离，由此能够使pcb散热的pcb冷却装置。

7、但是，所述现有文献公开的pcb冷却装置以与pcb相似的板状设置，因此，难以有助于设置有pcb和pcb冷却装置的装置的小型化。进一步，所述现有文献公开的pcb冷却装置将形状记忆合金作为材料，因此存在制作成本上升，制作工艺变得复杂的隐患。

8、韩国公开专利文献第10-2021-0002271号公开了一种pcb冷却装置。具体而言，公开了一种能够通过向pcb喷射用于冷却的冷却水来冷却pcb的pcb冷却装置。

9、但是，所述现有文献公开的pcb冷却装置是水冷式(water cooling)而不是空冷式(air cooling)。因此，为了应用所述现有文献的技术，需要用于对pcb进行防水处理的额外的工艺。

10、进一步，所述现有文献公开的pcb冷却装置需要用于供应冷却水和使冷却水循环的额外的冷却水箱和配管构件。因此，所述现有文献难以实现电力设备的结构的简化和小型化。

11、韩国授权专利文献第10-0998213号(2010.12.03)

12、韩国公开专利文献第10-2021-0002271号(2021.01.07)。

技术实现思路

1、所要解决的问题

2、本发明为了解决如上所述的问题而提出，其目的在于，提供一种能够有效地冷却构成要素的结构的流路模块以及包括其的电力设备。

3、本发明另一目的是，提供一种能够使用于冷却的流体无法流动到的死角区域最小化的结构的流路模块以及包括其的电力设备。

4、本发明另一目的是，提供一种用于冷却的流体能够顺畅地流动的结构的流路模块以及包括其的电力设备。

5、本发明另一目的是，提供一种即便没有额外的流体供应源也能够有效地冷却构成要素的结构的流路模块以及包括其的电力设备。

6、本发明另一目的是，提供一种能够提高设计自由度和配置自由度的结构的流路模块以及包括其的电力设备。

7、本发明的目的不限定于以上提及到的目的，本领域的技术人员能够通过以下的记载明确理解未被提及到的其他目的。

8、解决问题的技术方案

9、根据本发明的一方面，提供一种流路模块，所述流路模块包括：流路分割构件，与罩体的空间连通，在所述空间流动的流体流入到所述流路分割构件；管道构件，与所述流路分割构件结合，与所述流路分割构件连通，所述流体在所述管道构件流动；以及涡流形成构件，与所述管道构件结合，与所述管道构件连通，所述流体在所述涡流形成构件流动；所述涡流形成构件包括涡流凸起，所述涡流凸起在所述涡流形成构件的延伸方向的端部的内表面形成，并构成为使所述流体形成涡流(vortex)并吐出。

10、此时，可以提供一种流路模块，其中，所述涡流形成构件包括：涡流主体，沿着一方向延伸形成，所述涡流主体的延伸方向的一端部与所述管道构件结合；以及涡流臂，沿着另一方向延伸形成，所述涡流臂的延伸方向的一端部与所述涡流形成构件结合，所述涡流臂的延伸方向的另一端部开放形成并吐出所述流体。

11、另外，可以提供一种流路模块，其中，所述涡流形成构件包括：第一涡流中空，在所述涡流主体的内部沿着所述一方向贯穿形成，与所述管道构件的内部连通；以及第二涡流中空，在所述涡流臂的内部沿着所述另一方向贯穿形成，与所述第一涡流中空和外部分别连通。

12、此时，可以提供一种流路模块，其中，所述流体被分支为：在所述第一涡流中空沿着所述一方向流动的一部分；以及从所述第一涡流中空通过所述第二涡流中空向外部流出的另一部分。

13、另外，可以提供一种流路模块，其中，所述涡流臂形成有复数个，复数个所述涡流臂在彼此不同的位置与所述涡流主体的外周结合。

14、另外，可以提供一种流路模块，其中，所述涡流凸起从所述涡流臂的所述另一端部的内表面朝径向内侧凸出形成。

15、此时，可以提供一种流路模块，其中，所述涡流凸起设置有复数个，复数个所述涡流凸起沿着所述涡流臂的所述内表面的内周彼此隔开配置。

16、另外，可以提供一种流路模块，其中，所述涡流形成构件沿着一方向延伸而形成，所述管道构件相对于所述一方向以规定的角度倾斜延伸而形成。

17、此时，可以提供一种流路模块，其中，所述管道构件的延伸方向的一端部与所述涡流形成构件结合并连通，所述管道构件的延伸方向的另一端部与所述流路分割构件结合并连通。

18、另外，可以提供一种流路模块，其中，所述管道构件由柔性(flexible)材料形成。

19、此时，可以提供一种流路模块，其中，所述流路分割构件包括：分割主体，与所述管道构件结合；以及分割空间，形成于所述分割主体的内部，开放形成以供所述流体流入到所述分割空间。

20、另外，可以提供一种流路模块，其中，所述分割主体包括：第一分割面，包围所述分割空间的一部分；第二分割面，与所述第一分割面形成规定的角度而延伸，包围所述分割空间的另一部分；以及第三分割面和第四分割面，与所述第一分割面和所述第二分割面分别连续，配置为隔着所述分割空间而彼此面向；所述管道构件倾斜相当于所述第二分割面延伸的所述规定的角度而延伸。

21、此时，可以提供一种流路模块，其中，所述流路分割构件和所述管道构件配置为隔着配置在所述罩体的所述空间的支撑板而彼此面向，所述流路分割构件与所述支撑板的一侧结合，所述管道构件与所述支撑板的另一侧结合，在所述支撑板的内部贯穿形成有与所述流路分割构件和所述管道构件分别连通的支撑通孔。

22、另外，根据本发明一方面，提供一种电力设备，其中，包括：罩体，在所述罩体的内部形成有与外部连通的罩体空间部；通电部，容纳于所述罩体空间部，与外部通电；以及流路模块，构成为与所述通电部结合，形成冷却所述通电部的流体的流路；所述通电部包括配置为彼此隔开而层叠的复数个基板，所述流路模块包括：流路分割构件，与所述罩体空间部连通，在所述罩体空间部流动的流体流入到所述流路分割构件；管道构件，与复数个所述基板中的任意一个基板和所述流路分割构件结合，与所述流路分割构件连通，所述流体在所述管道构件流动；以及涡流形成构件，与复数个所述基板中的所述任意一个基板和位于与所述任意一个基板相邻的位置的另一个基板结合，与所述管道构件连通，所述流体在所述涡流形成构件流动；所述涡流形成构件包括涡流凸起，所述涡流凸起在所述涡流形成构件的延伸方向的端部的内表面形成，并构成为使所述流体形成涡流(vortex)并吐出。

23、此时，可以提供一种电力设备，其中，所述涡流形成构件包括：第一涡流形成构件，与复数个所述基板中彼此相邻的任意一对基板结合；以及第二涡流形成构件，与复数个所述基板中彼此相邻的另一对基板结合，与所述第一涡流形成构件连通；复数个所述基板包括：第一基板，位于最下侧，所述第一基板的下侧与所述管道构件结合，所述第一基板的上侧与所述第一涡流形成构件结合；第二基板，在所述第一基板的上侧与所述第一基板隔开配置，所述第二基板的下侧与所述第一涡流形成构件结合，所述第二基板的上侧与所述第二涡流形成构件结合；以及第三基板，在所述第二基板的上侧与所述第二基板隔开配置，所述第三基板的下侧与所述第二涡流形成构件结合。

24、另外，可以提供一种电力设备，其中，在所述第一基板的内部贯穿形成有第一基板通孔，在所述第二基板的内部贯穿形成有第二基板通孔，在所述第三基板的内部贯穿形成有第三基板通孔，所述管道构件与所述第一基板通孔连通，所述第一涡流形成构件与所述第一基板通孔以及所述第二基板通孔连通，所述第二涡流形成构件与所述第二基板通孔连通。

25、此时，可以提供一种电力设备，其中，流入到所述第一涡流形成构件的所述流体的一部分被吐出到作为形成在所述第一基板和所述第二基板之间的空间的第一流动空间，而剩余的部分向所述第二涡流形成构件流动，流入到所述第二涡流形成构件的所述流体的一部分被吐出到作为形成在所述第二基板和所述第三基板之间的空间的第二流动空间，而剩余的部分被吐出到作为形成在所述第三基板的上侧的空间的第三流动空间。

26、另外，可以提供一种电力设备，其中，所述涡流形成构件包括：涡流主体，沿着复数个所述基板层叠的方向延伸而形成，在所述涡流主体的内部沿着所述涡流主体的延伸方向贯穿形成有第一涡流中空；以及涡流臂，沿与所述涡流主体不同的方向延伸而形成，在所述涡流臂的内部沿着所述涡流臂的延伸方向贯穿形成有与所述第一涡流中空以及所述流动空间分别连通的第二涡流中空。

27、此时，可以提供一种电力设备，其中，所述涡流凸起位于与所述涡流臂的包围所述第二涡流中空的内表面的端部邻近的位置。

28、另外，可以提供一种电力设备，其中，所述罩体包括送风部，所述送风部与所述罩体的一面结合，并提供使外部的流体向所述罩体空间部流动的移送力，所述流路分割构件配置于通过所述移送力流入到所述罩体空间部的流体流动的流路上，以使所流入的所述流体中的一部分朝所述流路分割构件流动。

29、发明效果

30、根据所述构成，本发明实施例的流路模块以及包括其的电力设备能够有效地冷却构成要素。

31、容纳于罩体的内部的构成要素能够被流入到罩体空间部的外部的流体冷却。外部的流体在罩体空间部流动，并通过与所容纳的构成要素进行热交换来冷却构成要素。

32、在流路模块设置有与罩体空间部连通的流路分割构件。流入到罩体空间部的流体能够被分割，而被分割的一部分在流路分割构件流动。

33、流路分割构件包括倾斜延伸而形成的分割面。流入到流路分割构件的流体能够沿着所述分割面流动并朝管道构件和涡流形成构件流动。管道构件和涡流形成构件分别与流路分割构件连通。

34、涡流形成构件包括涡流凸起，所述涡流凸起形成于所述涡流形成构件的内部和外部连通的部分。流入到涡流形成构件的内部的流体被吐出到外部，并通过涡流凸起形成涡流(vortex)。即，从涡流形成构件吐出流体能够以各种各样的形态流动，并顺畅地与构成要素进行热交换。

35、由此，能够通过从涡流形成构件吐出的流体来有效地冷却电力设备的各个构成要素。

36、另外，根据所述构成，本发明实施例的流路模块以及包括其的电力设备能够使用于冷却的流体无法流动到的死角区域最小化。

37、复数个基板彼此隔开并层叠配置。在复数个基板之间形成有流动空间。涡流形成构件配置于流动空间，流入到涡流形成构件的流体能够被吐出到流动空间。吐出到流动空间的流体能够一边冷却基板和与基板结合的构成要素一边流动。

38、由此，与未设置流路模块的情形相比，用于冷却的流体能够在更宽的空间和各种空间流动。由此，能够使用于冷却的流体无法流动到的死角区域最小化。

39、结果，还能够有效地冷却基板等与散热构件隔开配置的构成要素。

40、另外，根据所述构成，本发明实施例的流路模块以及包括其的电力设备能够使用于冷却的流体顺畅地流动。

41、流路分割构件包括：分割空间，被分割的流体在所述分割空间流动；以及分割面，包围分割空间的一部分，朝管道构件引导被分割的流体。被分割的流体能够沿着分割面流动并朝管道构件流动。

42、在一实施例中，管道构件的内表面可以倾斜延伸。在所述实施例中，管道构件的内表面的倾斜度可以与所述分割面的倾斜度对应地形成。进一步，管道构件的所述内表面可以平滑地延伸而没有额外的凸出部。

43、由此，在罩体空间部流动的流体能够依次经由流路分割构件、管道构件以及涡流形成构件被吐出到流动空间，而没有显著的流动阻力。因此，用于冷却的流体能够顺畅地流动。

44、另外，根据所述构成，本发明实施例的流路模块以及包括其的电力设备即便没有额外的流体供应源也能够有效地冷却构成要素。

45、用于冷却电力设备的构成要素的流体可以通过送风部的运转被施加移送力。如果送风部运转，则滞留在罩体的外部的流体可以流入到罩体空间部。通过送风部施加的移送力，流体能够在罩体空间部持续流动。即，无需用于供应用于冷却的流体的额外的构件。

46、另一方面，流路分割构件配置于在罩体空间部流动的流体的路径上。即，无需用于朝流路分割构件引导流体的额外的装置。如果送风部运转，则流入到罩体空间部的流体的一部分可以流入到流路分割构件并流动，以冷却基板等。

47、因此，在没有额外的供应源和追加动力源的情况下，流体也能够流动并冷却各种构成要素。

48、另外，根据所述构成，本发明实施例的流路模块以及包括其的电力设备能够提高设计自由度和配置自由度。

49、流路模块位于基板之间，并构成为向基板之间的空间吐出流体。流路模块可以与形成在基板之间的微小的空间的尺寸相匹配地以微小的尺寸制作。即，即便设置流路模块，电力设备的尺寸也不会增加。

50、流路模块的涡流形成构件可以设置有复数个。复数个涡流形成构件可以分别位于彼此相邻配置的一对基板之间。当基板的数量增加时，涡流形成构件也可以与基板的数量对应地追加设置。即，可以通过调整涡流形成构件的数量来轻松地增大(scale up)或减小(scaledown)流路模块。

51、另外，流路模块位于形成在基板之间的死空间(dead space)。即，无需为了设置流路模块而提供额外的追加空间。

52、因此，能够提高电力设备内部空间的使用率，能够根据电力设备的容量以各种各样的形态变形。由此，能够提高设计自由度和配置自由度。

53、本发明的效果不限于上述效果，应当理解为包括能够从本发明的详细说明或权利要求书中记载的发明的构成导出的所有的效果。