KR100404317B1 - 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅을 구비하는 히트파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발생열을 효과적으로 소산시켜 시스템의 성능저하 및 수명감소를 방지하는 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프에 관한 것이다.

이를 위해 스크린 윅을 구성하는 선재가 직조식이 아닌 편조식으로 제작되어 길이 방향 및 반경 방향으로 신축성을 가지는 것을 특징으로 하는 스크린윅이 제공된다. 또한 블록내부에 홈이 파여진 상·하판으로 구성된 판형블록의 어느 하나의 판에 스크린 윅을 설치하고, 상기 상하 판형블록을 밀착시킨 것을 특징으로 하는 히트파이프가 제공된다.

Description

마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅을 구비하는 히트파이프{Heat pipe having screen wick of a cylinder shape with diamond lattice}

본 발명은 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발생열을 효과적으로 소산시켜 시스템의 성능저하 및 수명감소를 방지하는 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프에 관한 것이다.

최근에 정보통신부문 및 전자산업 전분야에 걸쳐 부품 및 시스템의 고밀도화 패키징 추세는 일반적인 현상이 되었으며, 이에 따른 시스템의 열소산 및 냉각문제는 날로 심각해지고 있다. 따라서 발생열을 효과적으로 소산시킴으로서 시스템의 성능저하 및 수명감소 등의 문제점을 방지하는 것은 매우 중요하다. 전자장비의 발열량을 외부로 수송하기 위한 냉각기술로 기존의 냉각핀, 냉각핀 및 팬에 의한 방식 또는 액침냉각 등이 이용되어져 왔다. 그러나 종래의 냉각방식으로는 현재의 발생열량 및 요구되는 소음문제를 해결하기에 역부족이다. 따라서 새로운 냉각방식으로 현재 히트파이프를 많이 이용하는 추세에 있다. 히트파이프는 열수송량이 뛰어나고, 소음이 없고 외부동력도 필요없는 특징을 갖고 있다. 히트파이프의 열수송능력은 크기, 구조 및 여러가지 물리적 인자들에 의해 영향을 받을 수 있으며, 그 중 윅(wick)의 종류(형태) 및 구조는 중요한 인자중의 하나이다. 현재 일반적으로 이용되고 있는 윅의 종류에는 미세분말 소결윅(sintered wick), 직관형의 소선윅(fine fiber wick), 그루브윅(groove wick), 스크린윅(screen wick) 등이 있으며, 적용대상 분야에 따라 사용되는 윅은 각기 다르다.

종래의 스크린 윅은 평판형으로 직조하여 제작하였으며, 이를 관의 내부에 설치할 때는 2~3겹 말아서 삽입하게 된다. 그러나 이러한 방법은 벽과의 밀착성이 다소 떨어지는 문제점이 있고, 이를 개선하기 위해 맨드릴(mandrill)을 이용하기도 한다.

한편, 파이프가 아닌 2개의 판 사이에 윅을 설치하는 경우에는 더더욱 윅과 벽면과의 밀착이 어려우며 맨드릴 등의 공구 사용도 불가능하다. 히트파이프에서 윅이 벽면에 효과적으로 밀착이 되지 못하면 벽면을 통한 전도 열저항이 커져 열전달률의 감소를 가져오게 된다. 따라서 전열 벽면과의 밀착이 양호하고 설치가 간단하며, 스크린 윅의 사용이 효율적인 히트파이프대상에서 윅 설치와 관련된 어려움 들을 해결할 수 있는 윅의 개발이 필요하다.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프는 윅의 설치가 간단하고, 윅을 효과적으로 파이프 벽면에 밀착시킬 수 있으며, 생산성이 양호한 스크린 윅이 적용된 히트파이프를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 마름모 격자를 갖는 편조식 원통형 스크린 윅이 설치된 히트파이프 사시도 및 윅의 부분 상세도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 2겹으로 된 스크린 윅의 구조 및 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 2개의 판형 블록내에 윅이 설치되어 히트파이프를 구성한 것을 도시한 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

120 : 조밀도가 큰 스크린 윅

121 : 조밀도가 작은 스크린 윅

상기한 목적을 위해 본 발명에 따른 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프는, 스크린 윅을 구성하는 선재가 직조식이 아닌 편조식으로 제작되어 길이 방향 및 반경 방향으로 신축성을 가지는 것을 특징으로 하는 스크린 윅이 제공된다.

또한, 블록내부에 홈이 파여진 상·하판으로 구성된 판형블록의 어느 하나의 판에 스크린 윅을 설치하고, 상기 상하 판형블록을 밀착시킨 것을 특징으로 하는 히트파이프가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅과 적용된 히트파이프에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 마름모 격자를 갖는 편조식 원통형 스크린 윅이 설치된 히트파이프 사시도 및 윅의 부분 상세도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 윅(120)은 종래의 직조식 제작이 아닌 편조식으로 짜여진 구조를 갖는다. 윅(120)의 선재들은 비교적 촘촘하게 한 가닥씩 땋아서 만들어지고, 각 선재들은 서로 분리되어 있으며 선재들 사이에 유격이 존재하여 전체적인 윅(120)의 신축이 가능하고, 윅(120)의 단면은 원형이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 2겹으로 된 스크린 윅의 구조 및 단면도이다. 도 2를 참조하면, 열 수송율을 향상시키기 위해 윅을 두 겹 으로 설치한 구조를 나타낸 것으로 여러 겹의 외측에는 밀도가 조밀한 윅(120)을, 내측에는 외측의 윅보다 직경이 작고 비교적 밀도가 성긴 윅(121)을 설치하게 된다. 상기윅(120)은 원형 단면을 갖는 일반적인 히트파이프(100)에 적용될 수 있으며, 윅(120)은 별도의 부가적인 장치없이 간단하게 파이프 내에 밀어 넣어 설치가 가능하다. 이때 윅(120)은 제작단계에서 이미 원통형상으로 성형이 되어 편조되기 때문에 히트파이프(100) 내에 삽입되면 효과적으로 벽면에 원래 모양 그대로 밀착이 될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 2개의 판형 블록내에 윅이 설치되어 히트파이프를 구성한 것을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예인 판형 히트파이프로서, 도 3에서 볼 수 있듯이 판형 히트파이프는 두 개로 분리된 상판과 하판에 홈을 파서 형성된 상·하 판형 블록(210, 220) 및 그 사이에 삽입되는 상기 윅(120)으로 구성된다. 먼저, 아래 판형 블록(220)에 윅(120)을 설치하고, 이어서 또 다른 판형 블록(210)을 덧씌운 뒤 이를 용접 등의 방법에 의해 접합을 시켜 히트파이프의 외관을 만들게 된다. 작동유체는 별도로 설치해 둔 주입관(도시되지 않음)을 통해 차후 주입하게 된다. 판형 히트파이프의 경우 기존 직조식 스크린 윅을 말아서 설치하는 방법으로는 효과적으로 블록내부의 홈에 윅(120)을 설치할 수 없어 열전달 성능 및 생산성 측면에서 불리하다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 이 발명에 따른 윅을 이용하면, 벽면 밀착이 우수하고, 설치가 간단하며, 윅의 설치가 곤란한 히트파이프 적용대상에 손쉽게 설치가 가능하여 기존의 윅 설치 및 사용과 관련한 어려움들을 해결할 수 있다.

Claims (7)

1. 원통 형상의 내부 공간을 갖는 하우징 부재와,

   상기 하우징 부재의 원통 형상의 내부 공간 내에 배치되며, 절단면이 없는 원통 형상을 갖고, 선형 재료를 마름모 격자 구조를 갖도록 한가닥씩 편조식으로 번갈아 땋아서 이루어진 스크린 윅

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅을 구비하는 히트파이프.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 하우징 부재는 반원 형상의 단면을 갖는 1개 이상의 홈을 구비하는 제1 판형 부재와, 각각 상기 제1 판형 부재의 홈과 대응하는 위치에 배치되고 반원 형상의 단면을 갖는 1개 이상의 홈을 구비하는 제2 판형 부재를 포함하며, 상기 제1 판형 부재의 홈과 상기 제2 판형 부재의 홈에 의하여 상기 스크린 윅이 그 내부에 배치되는 원통 형상의 내부 공간이 형성되고, 상기 스크린 윅은 상기 원통 형상의 내부 공간의 직경보다 큰 직경을 갖고 상기 원통 형상의 내부 공간의 길이보다 짧은 길이를 갖도록 형성됨으로써 상기 스크린 윅이 상기 원통 형상의 내부 공간의 내벽에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅을 구비하는 히트파이프.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 스크린 윅에 한가닥의 선재를 땋아서 이루어진 편조식 구조를 갖는 스크린 윅을 1개 이상 중첩하여 사용하는 것을 특징으로 하는 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅을 구비하는 히트파이프.
5. 청구항 4에 있어서,

   내측에 배치된 상기 스크린 윅은 메쉬의 조밀도가 상대적으로 작고, 외측에 배치된 상기 스크린 윅은 메쉬의 조밀도가 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 마름모 격자 구조의 원통형 스크린 윅을 구비하는 히트파이프.
6. 삭제
7. 삭제