KR100574090B1 - 컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치 - Google Patents

Abstract

컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치가 개시된다. 컴퓨터 시스템은 컴퓨터 장치를 구비하며 컴퓨터 장치는 하우징을 구비한다. 냉각 공기 공급 장치는 컴퓨터 시스템의 하우징에 연결된 케이싱을 구비한다. 케이싱은 공기를 수용하는 흡입 구멍과 공기를 배출시키는 배출 구멍을 가진다. 냉각 공기 공급 장치는 히트 파이프내의 냉매를 냉각시키기 우한 열전기 냉각기, 열전기 냉각기에 이해서 냉각된 냉매를 유출 구멍으로 전달하도록 케이싱의 내측에 설치된 히트 파이프를 구비한다. 히트 파이프의 일 단부에 설치된 제 1 팬은 히트 파이프에 의해서 냉각된 공기를 컴퓨터 시스템의 하우징으로 유출 구멍을 통하여 전달한다.

Description

컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치{Cool air-supplying device for a computer system}

도 1은 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터 시스템의 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터 시스템의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터 시스템의 평면도.

도 4는 도 3에서 4-4' 선을 따른 노트북 컴퓨터 시스템의 단면도.

도 5 및, 도 6 은 도 1 의 냉각 공기 공급 장치의 냉각 모듈에 대한 분해 사시도.

도 7 은 본 발명에 따른 태블릿 컴퓨터 시스템의 정면 분해 사시도.

도 8 은 도 7 에 도시된 태블릿 컴퓨터 시스템의 배면 분해 사시도.

도 9 는 도 7 에 도시된 태블릿 컴퓨터 시스템의 사시도.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

8. 노트북 컴퓨터 시스템 10. 노트북 컴퓨터 장치

12. 하우징 14. 흡입 구멍

16. 냉각 공기 공급 장치 18. 케이싱

20. 흡입 구멍 22. 배출 구멍

24. 냉각 모듈 26. 히트 파이프

본 발명은 컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전기 냉각기(thermoelectric cooler)를 사용하여 공기를 냉각시키는 냉각 공기 공급 장치에 관한 것이다.

정보 기술의 급속한 발전과 함께, 컴퓨터 시스템들은 현대화된 많은 회사에 중요한 역할을 하고 있으며 실질적으로 모든 산업에서 널리 사용된다. 데이터 저장 밀도의 증가, 작동 속도의 향상 및, 제조 비용의 감소에 기인하여, 휴대용 컴퓨터의 제조는 컴퓨터 산업에서 주된 사업이 되었다.

휴대용 컴퓨터를 설계할 때, 원치 않는 열을 방산시키는 것은 고려해야하는 가장 중요한 문제들중의 하나이다. 일반적으로, 대부분의 열의 원천은 중앙 처리 장치(CPU) 이다. 그러한 이유로, 휴대용 컴퓨터에서의 열 방산 시스템은 주로 CPU에서 발생된 열을 방출하도록 설계된다. 시스템 성능에서의 향상과 함께, CPU 의 작동 속도를 증가시키는 것은 PC 구성부들과 컴퓨터 시스템의 온도를 증가시킨다. 불량하게 설계된 열 방산 시스템은 컴퓨터를 높은 온도에서 불안정하게 하며 물리적인 상해를 사용자들에게 입힐 수도 있다.

다양한 휴대용 컴퓨터와 이동 통신 장치에서는 많은 열 방산 방법이 사용된다. 그러나, 이러한 선행의 해법들은 CPU 속도에서의 증가와 관련 구성부에서 초래되는 항상 증가하는 열을 방산시키는데 사용될 수 없다. 많은 새로운 열적 기술이 이러한 문제를 시도하고 해결하기 위하여 제안되었다. 예를 들면, 히타치는 전통적인 팬에 기초한 공기 냉각 방법 대신에 물로 냉각되는 시스템을 노트북에 적용하였다. 그러나, 여전히 물 냉각 시스템에는 많은 문제점들이 존재하는데, 이는 무게, 크기, 물 파이프의 신뢰성, 누수의 위험성등을 포함한다. 단독으로 사용된 종래의 공기 냉각 방법은 보다 나은 열적 해법을 제공하기에 실질적인 것이 아니고 그리고 완전하게 새로운 열적 해법을 적용하는 것이 문제이기 때문에, 부가적인 열 방산 장치와 조합된 공기 냉각 시스템이 최상의 선택이다.

부가적인 열 방산 장치를 삽입하는 것은 열 방산을 위한 충분한 공간을 필요로 하고 증가된 무게, 크기 및, 전력의 소모를 야기한다. 이것은 얇아지고 가벼워지는 이동 장치의 발전중인 경향에 반하는 것이다. 이동 장치의 외측에 있는 열 방산 장치는 이러한 제한을 회피할 수 있으며 요구되는 열 방산을 달성할 수 있다. 대만 특허 번호 432274 호는 이동 장치에 독킹(docking)되는 열 방산 장치를 개시하며 컴퓨터 시스템으로부터의 열을 열 방산 장치로 열 전도에 의해서 전달하는 열적 패드를 구비하여, 열이 방산된다. 그러나 이러한 종래 기술은 접촉 불량의 문제, 패드 재료와 구조적인 문제, 그리고 재료의 피로 문제를 포함한다. 더욱이, 대만 특허 번호 493857 은 노트북으로부터 열을 방출시키기 위한 몇 개의 팬을 구비한 열 방산 장치를 개시한다. 그러나 이러한 선행 기술은 고온의 구성 요소가 아닌 저부 케이스를 직접적으로 냉각시키도록 저부 케이스로부터 공기를 흡입하는 것에 제한되며, 이것은 비효율적인 냉각 디자인에 이르게 되며, 소음이 생기는 경향이 있어서 사용자의 불쾌감이 따른다.

따라서 청구된 발명의 목적은 상기 언급된 문제를 해결하도록 컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치를 제공하는 것이다.

청구된 발명에 따르면, 컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치가 개시된다. 컴퓨터 시스템은 컴퓨터 장치를 구비하고, 컴퓨터 장치는 하우징을 구비한다. 냉각 공기 공급 장치는 컴퓨터 시스템의 하우징에 연결된 케이싱을 구비하고 케이싱은 공기를 수용하기 위한 흡입 구멍과 공기를 배출하기 위한 배출 구멍을 가진다. 냉각 공기 공급 장치는 또한 히트 파이프내의 냉매를 냉각시키기 위한 열전기 냉각기와, 열전기 냉각기에 의해서 냉각된 냉매를 배출 구멍으로 전달하도록 케이싱의 내측에 설치된 히트 파이프와, 히트 파이프에 의해서 냉각된 공기를 컴퓨터 시스템의 하우징으로 배출 구멍을 통하여 전달하도록 히트 파이프의 일 단부에 설치된 제 1 팬을 더 구비한다.

청구된 발명의 장점은 냉각 공기 공급 장치가 전체적으로 컴퓨터 시스템으로부터 보다 많은 열을 방산시킬 수 있으며 컴퓨터 시스템으로부터 분리될 수 있다는 것이다. 사용자는 가정이나 또는 사무실에서 냉각 공기 공급 장치가 부착된 컴퓨터를 사용할 수 있으며 통행시에는 냉각 공기 공급 장치를 분리할 수 있다. 현재의 디자인은 비 접촉의 열적 해법이기 때문에, 선행 기술이 가지는 결함을 가지지 않는다.

청구된 발명의 상기 목적 및, 다른 목적들은 바람직한 구현예에 대한 다음의 상세한 설명을 읽은 후에 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진자들에게 의심의 여지 없이 명백할 것이며, 바람직한 구현예는 다양한 도면으로 도시된다.

도 1, 도 2, 도 3 및, 도 4를 참조하기로 한다. 도 1 은 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터 시스템(8)의 분해 사시도이다. 도 2 는 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터 시스템(8)의 사시도이다. 도 3 은 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터 시스템의 평면도이다. 도 4 는 도 3에서 선 4-4'를 따른 노트북 컴퓨터 시스템(8)의 단면도이다. 도 1 에 있어서, 노트북 컴퓨터 시스템(8)은 노트북 컴퓨터 장치(10)를 구비하며, 노트북 컴퓨터 장치(10)는 하우징(12)을 구비한다. 제 1 흡기 구멍(14)은 하우징(12)상에 설치되며 하우징(12)에 대한 공기 흡입을 위해 사용된다. 노트북 컴퓨터 시스템(8)은 노트북 컴퓨터 장치(10)의 아래에 설치된 냉각 공기 공급 장치(16)를 구비한다. 냉각 공기 공급 장치(16)는 노트북 컴퓨터 장치(10)의 상이한 제 1 의 흡입 구멍(14)의 위치에 따라서 상이한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들면, 냉각 공기 공급 장치(16)는 노트북 컴퓨터 장치(10)의 배면 또는 측면상에 위치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 대한 다음의 설명은 노트북 컴퓨터 장치(10)의 하우징(12) 아래에 설치되어 있는 냉각 공기 공급 장치(16)에 기초한다. 냉각 공기 공급 장치(16)는 공기 흡입을 위한 제 2 의 흡입 구멍(20)과, 노트북 컴퓨터 장치(10)의 하우징(12)내로 제 1 의 흡입 구멍(14)을 통하여 공기를 배출시키도록 케이싱(18)의 상부에 설치된 배출 구멍(22)을 가진 케이싱(18)을 구비한다. 차가운 공기를 냉각 공기 공급 장치(16)로부터 노트북 컴퓨터 장치(10)의 하우징(12)내로 유입시키기 위한 제 1 의 흡입 구멍(14)은 냉각 공기 공급 장치(16) 의 배출 구멍(22)에 대향된다. 공기 흡입은 냉각 공기 공급 장치(16)의 제 2 흡입 구멍(20)으로부터 이루어지며 공기는 배출 구멍(22)을 통해서 배출된다. 공기의 대류는 냉각 공기 공급 장치(16)가 열을 방산시키는 것을 돕는다. 냉각 공기 공급 장치(16)는 제 2 흡입 구멍(20)을 통해서 수용된 공기를 냉각시키고 배출 구멍(22)을 통해서 공기를 배출시키도록 냉각 모듈(24)을 더 구비한다. 냉각 공기 공급 장치(16)는 외부 공기의 흡입, 공기의 냉각 및, 냉각된 공기를 노트북 컴퓨터 장치(10)내로 배출시킬 수 있어서 냉각 공기의 강제 대류에 의한 보다 낳은 열 방산을 달성한다.

도 5 및, 도 6을 참조하기로 한다. 도 5 및, 도 6 은 냉각 공기 공급 장치 안의 냉각 모듈의 분해 사시도이다. 냉각 모듈(24)은 냉매를 냉각시키는 열전기 냉각기(28)와 열전기 냉각기(28)에 의해서 냉각된 냉매를 배출 구멍(22)으로 전달하는 2 개의 히트 파이프를 구비한다. 열전기 냉각기(28)의 차가운 단부는 히트 파이프(26)의 제 1 단부(P₁)에 연결된다. 냉각 모듈(24)은 히트 파이프(26)에 의해 냉각된 공기를 노트북 컴퓨터 장치(10)의 하우징(12)내로 배출 구멍(22)을 통하여 전달하도록 히트 파이프(26)의 제 2 단부(P₂)에 설치된 제 1 의 팬(30)을 구비한다. 또한 열 방산 면적을 증가시키도록 복수개의 핀(fin, 34)을 가진 히트 싱크(heat sink, 32)가 구비된다. 히트 싱크(32)는 열전기 냉각기(28)의 고온 단부로부터의 열을 방산시키도록 열전기 냉각기(28)의 고온 단부에 연결된다. 제 2 팬(36)은 공기를 강제하여 열전기 냉각기(28)를 냉각시키도록 히트 싱크(32)상에 설치된다.

냉각 공기 공급 장치(16)의 작동 원리는 다음과 같다. 열전기 냉각기(28)에 의해 발생된 열을 냉각시키도록 제 2 의 팬(36)을 사용하고, 제 1 팬(30)의 둘레의 공기를 냉각시키기 위하여 열전기 냉각기(28)에 의해 냉각된 냉매를 히트 파이프(26)의 제 1 단부(P₁)로부터 제 2 단부(P₂)로 전달하며, 제 1 의 팬(30)을 사용하여 케이싱(18)의 상부에 있는 배출 구멍(22)을 통하여 냉각된 공기를 하우징(12)의 저부에 있는 제 1 흡입 구멍(14)을 통해 노트북 컴퓨터 장치(10)내로 배출시킨다. 냉각 공기 공급 장치(16)로부터 노트북 컴퓨터 장치(10)의 하우징(12) 안으로 공기를 유입시키는, 도 1 의 제 1 흡입 구멍(14)은, 냉각된 공기의 강제된 대류로써 최상의 열 방산을 달성하기 위하여, 냉각 공기 공급 장치(16)의 배출 구멍(22)에 대향된다.

도 7, 도 8 및, 도 9를 참조하기로 한다. 도 7 은 태블릿 컴퓨터 시스템(tablet computer system, 48)의 정면 분해도이다. 도 8 은 태블릿 컴퓨터 시스템(48)의 배면 분해도이다. 도 9 는 태블릿 컴퓨터 시스템(48)의 사시도이다. 도 7 및, 도 8 에 있어서, 태블릿 컴퓨터 시스템(48)은 태블릿 컴퓨터 장치(50)를 구비하고, 태블릿 컴퓨터 장치(50)는 하우징(52)을 구비한다. 제 1 의 흡입 구멍(54)은 하우징(52)상에 설치되고 공기를 하우징(52) 안으로 수용하도록 사용된다. 태블릿 컴퓨터 장치(50)는 냉각 공기 공급 장치(56)의 위에 위치된다. 이전의 구현예와 유사하게, 냉각 공기 공급 장치(50)는 태블릿 컴퓨터 장치(50)의 제 1 흡입 구멍(54)이 상이한 위치에 있다면 냉각 공기 공급 장치(56)는 상이한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들면, 냉각 공기 공급 장치(56)는 태블릿 컴퓨터 장치(50)의 배면 혹은 측면상에 위치될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 구현예의 다음의 설명은 태블릿 컴퓨터 장치(50)의 하우징(52) 아래에 설치된 냉각 공기 공급 장치(56)에 기초한 것이다. 냉각 공기 공급 장치(56)는 공기 흡입을 위한 제 2 의 흡입 구멍(60)과 공기를 태블릿 컴퓨터 장치(50)의 하우징(52)의 안으로 제 1 의 흡입 구멍(54)을 통하여 배출하기 위한 배출 구멍(62)을 가진 케이싱(58)을 구비한다. 공기를 냉각 공기 공급 장치(56)로부터 태블릿 컴퓨터 장치(50)의 하우징(52)의 안으로 수용하는 제 1 의 흡입 구멍(54)은 냉각 공기 공급 장치(56)의 배출 구멍(52)에 대향한다. 공기의 흡입은 냉각 공기 공급 장치(56)의 제 2 흡입 구멍(60)으로부터 이루어지며 배출 구멍(62)을 통하여 배출된다. 공기의 대류는 냉각 공기 공급 장치(56)가 열을 방산시키는 것을 돕는다. 냉각 공기 공급 장치(56)는 제 2 흡입 구멍(60)을 통해 수용된 공기를 냉각시키고 배출 구멍(62)을 통해 공기를 배출시키는 냉각 모듈(24)을 더 구비한다. 냉각 모듈(24)의 구조 및, 작동 원리는 이전에 설명되고 도 5 및, 도 6 에 도시된 것과 같다.

냉각 공기 공급 장치(56)의 작동 원리는 이전의 구현예와 유사하며 다음과 같다. 열전기 냉각기(28)에 의해 발생된 열을 냉각시키도록 제 2 의 팬(36)을 사용하고, 제 1 팬(30)의 둘레의 공기를 냉각시키기 위하여 열전기 냉각기(28)에 의해 냉각된 냉매를 히트 파이프(26)의 제 1 단부(P₁)로부터 제 2 단부(P₂)로 전달하며, 제 1 의 팬(30)을 사용하여 냉각된 공기를 케이싱(58)의 배출 구멍(62)을 통하여 하우징(52)의 제 1 흡입 구멍(54)으로 그리고 태블릿 컴퓨터 장치(50)의 안으로 배출시킨다. 냉각 공기 공급 장치(56)로부터 태블릿 컴퓨터 장치(50)내로 공기를 유입시키는 도 7 의 제 1 흡입 구멍(54)은 냉각 공기 공급 장치(56)의 배출 구멍(62)에 대향하여 냉각 공기의 강제 대류에 의한 최상의 열 방산을 달성한다.

선행 기술에 대조적으로, 본 발명의 냉각 공기 공급 장치는 열 전도가 단독으로 사용되는 것보다도 전체적으로 컴퓨터 시스템으로부터 보다 많은 열을 방산시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명은 컴퓨터 시스템으로부터 분리될 수 있어서 사용자는 가정이나 사무실에서 냉각 공기 공급 장치가 부착된 컴퓨터를 사용할 수 있으며 통행중에는 냉각 공기 공급 장치를 분리시킬 수 있다.

당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 장치의 다양한 변형 및, 수정이 본 발명의 사상을 유지하면서 이루어질 수 있다는 점이 용이하게 이해될 것이다. 따라서, 상기의 개시된 내용은 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 장치를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 하우징을 가진 컴퓨터 장치를 구비한 컴퓨터 시스템용 냉각 공기 공급 장치로서, 상기 냉각 공기 공급 장치는,

   컴퓨터 장치의 하우징에 연결되고, 공기를 수용하기 위한 흡입 구멍과 공기를 배출시키기 위한 배출 구멍을 구비하며, 배출 구멍이 흡입 구멍에 대향하여 설치되는 케이싱;

   냉매를 냉각시키도록 케이싱의 내측에 설치된 열전기 냉각기;

   열전기 냉각기에 의해서 냉각된 냉매를 배출 구멍으로 전달하도록 케이싱의 내측에 설치된 히트 파이프;

   히트 파이프에 의해서 냉각된 공기를 컴퓨터 시스템의 하우징으로 배출 구멍을 통하여 전달하도록 히트 파이프의 일 단부에 설치된 제 1 의 팬;

   열전기 냉각기의 고온 단부의 열을 방산시키도록 열전기 냉각기의 고온 단부에 연결되고 복수개의 핀들이 설치되어 있는 히트 싱크; 및,

   히트 싱크의 일 단부에 설치된 제 2 의 팬;을 구비하는 냉각 공기 공급 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   컴퓨터 장치는 노트북 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 냉각 공기 공급 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   컴퓨터 장치는 태블릿 PC 인 것을 특징으로 하는 냉각 공기 공급 장치.

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