KR100631050B1 - 평판형 히트 파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판형 히트 파이프에 관한 것으로, 내부에 소정의 관통홀이 형성된 평판형상을 가지며, 상기 관통홀의 내측면에 길이방향 연장된 다수의 홈이 형성되고, 내부가 진공상태로 유지된 상태에서 작동 유체로 인한 액체-증기 간의 상변화에 의해 내부의 열이 외부로 방출되며, 상기 다수의 홈에서 발생되는 모세관력에 의해 상기 작동 유체가 유동됨으로써, 간단한 공정으로 제조되면서도 뛰어난 모세관력을 얻을 수 있으며, 뛰어난 냉각 효과를 얻을 수 있다.

평판형 히트 파이프, 모세관력, 작동 유체, 열, 냉각, 홈

Description

평판형 히트 파이프{Flat plate type heat pipe}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***

100,200,300,400,500 : 몸체부, 105,205,305,405,505 : 관통홀,

110,210,310,410,510 : 홈, 115,215,315,415,515 : 모서리부,

120,220,320,420,520 : 분리막

본 발명은 평판형 히트 파이프(heat pipe)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 소정의 관통홀이 형성된 평판형상을 가지며, 관통홀의 내측면에 적어도 하나 이상의 모서리부를 갖는 다수의 홈을 형성하여 모서리부에서 발생되는 모세관력에 의해 액상의 작동 유체가 유동되도록 함으로써, 전열 성능을 보다 향상시킬 수 있으며, 간단한 공정으로 제작하여 생산성을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 소형 및 박막 구조의 전자장비에 다양하게 적용할 수 있도록 한 평판형 미세 히트 파이프에 관한 것이다.

일반적으로, 전자장비에 실장(packaging)되는 칩 및 시스템은 반도체 제조 기술이 발달됨에 따라 점차 고집적화 및 소형화되고 있다. 이러한 추세에 따라 전자장비에 포함된 부품들의 발열밀도가 크게 증가하기 때문에, 이를 효과적으로 소산시키기 위한 냉각방식이 요구된다. 특히, 전자장비의 소형화와 더불어 박막화가 이루어지기 때문에 적용되는 냉각장치의 크기도 매우 미소해져야 한다.

상기 미소해진 전자장비에 적용할 수 있는 종래의 냉각장치로 히트 씽크(Heat Sink), 팬(Fan) 및 직경이 3mm급 이상의 원형 단면을 갖는 소형 히트 파이프 등을 들 수 있다.

상기 히트 씽크는 크기 및 두께를 자유롭게 제작할 수 있기 때문에 그 동안 냉각수단의 기본적인 형태로써 널리 사용되어져 왔다. 그러나, 매우 미소한 크기가 요구되는 경우, 전열면적의 감소에 따라 열소산률이 상대적으로 작아지는 문제점이 발생된다.

상기 팬은 미소한 크기로 제작하는 데 한계가 있고, 신뢰성이 상대적으로 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

상기 직경이 3mm 이상의 원형 구조의 단면을 갖는 소형 히트 파이프는 박막구조에 적합하게 압착시켜 사용할 수도 있다. 그러나, 상기 원형 구조의 단면을 갖는 소형 히트 파이프는 당초 단면이 원형으로 설계되었기 때문에 소형 및 박막 구조의 전자장비에 알맞도록 압착시킬 경우 윅(wick)의 구조변경 등으로 인해 전열 성능이 크게 감소한다.

따라서, 소형 및 박막 구조의 전자장비에 적합한 직경인 약 3mm 이하의 미세 히트파이프 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내부에 소정의 관통홀이 형성된 평판형상을 가지며, 관통홀의 내측면에 적어도 하나 이상의 모서리부를 갖는 다수의 홈을 형성하여 모서리부에서 발생되는 모세관력에 의해 액상의 작동 유체가 유동되도록 함으로써, 전열 성능을 보다 향상시킬 수 있으며, 간단한 공정으로 제작하여 생산성을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 소형 및 박막 구조의 전자장비에 다양하게 적용할 수 있도록 한 평판형 히트 파이프를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 내부에 소정의 관통홀이 형성된 평판형상을 가지며, 상기 관통홀의 내측면에 길이방향으로 연장된 적어도 하나 이상의 날카로운 모서리부를 갖는 다수의 홈이 형성되고, 내부가 진공상태로 유지된 상태에서 작동 유체로 인한 액체-증기 간의 상변화에 의해 내부의 열이 외부로 방출되며, 상기 다수의 홈의 날카로운 모서리부에서 발생되는 모세관력에 의해 상기 작동 유체가 유동되되, 상기 다수의 홈은 '

', '∨', '

', '

', '

' 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판형 미세 히트파이프를 제공하는 것이다.

여기서, 상기 관통홀 내에 복수개의 유로가 형성되도록 분리막이 더 형성됨이 바람직하다.

삭제

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 납작한 평판형상의 몸체부(100)로 이루어진다.

이러한 평판형상의 몸체부(100)는 압출 공정(extrusion process)을 이용하여 제작된 파이프 형태의 금속판으로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 몸체부(100)의 내부에는 외부로부터 주입된 작동 유체가 이송되 도록 소정의 관통홀(105)이 형성되어 있다.

상기 관통홀(105)의 내측면에는 상기 관통홀(105)과 동일한 길이방향으로 연장된 다수의 '

'형상의 홈(110)이 형성되어 있다.

이러한 '

'형상의 홈(110)의 하부측에 형성된 모서리부(115)에 의해 모세관력이 발생되어 액상의 작동 유체가 유동된다.

추가적으로, 상기 관통홀(105)의 내부에는 복수개의 유로를 형성하기 위해 복수개의 분리막(120)이 형성될 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 액상의 작동 유체가 응축부(condenser section)에서 증발부(evaporator section)쪽으로 유동(귀환)하기 위한 통로 역할을 하는 종래의 윅(wick)을 사용하지 않고서도 상기 각 '

'형상의 홈(110)의 모서리부(115)에서 발생되는 모세관력에 의해 액상의 작동 유체가 유동하도록 구성되어 있다. 즉, 상기 각 '

'형상의 홈(110)의 모서리부(115)는 종래의 윅 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 내부를 진공 상태로 유지된 상태에서 주입된 액상의 작동 유체로 인한 액체-증기 간의 상변화에 의해 내부의 열을 외부로 방출시킨다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발 명의 제1 실시예와 마찬가지로 납작한 평판형상의 몸체부(200)로 이루어진다.

상기 몸체부(200)의 내부에는 외부로부터 주입된 작동 유체가 이송되도록 소정의 관통홀(205)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀(205)의 내측면에는 상기 관통홀(205)과 동일한 길이방향으로 연장된 다수의 '∨'형상의 홈(210)이 형성되어 있다.

이러한 '∨'형상의 홈(210)의 하부측에 형성된 모서리부(215)에 의해 모세관력이 발생되어 액상의 작동 유체가 유동된다.

추가적으로, 상기 관통홀(205)의 내부에는 복수개의 유로를 형성하기 위해 복수개의 분리막(220)이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 작용 및 효과를 가지므로, 이에 상세한 설명은 본 발명의 제1 실시예를 참조하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 마찬가지로 납작한 평판형상의 몸체부(300)로 이루어진다.

상기 몸체부(300)의 내부에는 외부로부터 주입된 작동 유체가 이송되도록 소정의 관통홀(305)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀(305)의 내측면에는 상기 관통홀(305)과 동일한 길이방향으로 연장된 상부 폭이 하부 폭보다 작은 형상 즉, '

'형상의 홈(310)이 다수개 형성되어 있다.

이러한 '

'형상의 홈(310)의 하부측에 형성된 모서리부(315)에 의해 모세 관력이 발생되어 액상의 작동 유체가 유동된다.

추가적으로, 상기 관통홀(305)의 내부에는 복수개의 유로를 형성하기 위해 복수개의 분리막(320)이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 작용 및 효과를 가지므로, 이에 상세한 설명은 본 발명의 제1 실시예를 참조하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 마찬가지로 납작한 평판형상의 몸체부(400)로 이루어진다.

상기 몸체부(400)의 내부에는 외부로부터 주입된 작동 유체가 이송되도록 소정의 관통홀(405)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀(405)의 내측면에는 상기 관통홀(405)과 동일한 길이방향으로 연장된 다수의 '

'형상의 홈(410)이 형성되어 있다.

이러한 '

'형상의 홈(410)의 하부측에 형성된 뽀족한 모서리부(415)에 의해 모세관력이 발생되어 액상의 작동 유체가 유동된다.

추가적으로, 상기 관통홀(405)의 내부에는 복수개의 유로를 형성하기 위해 복수개의 분리막(420)이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 작용 및 효과를 가지므로, 이에 상세한 설명은 본 발명의 제1 실시예를 참조하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 평판형 히트 파이프를 설명하기 위해 일부 확대한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 마찬가지로 납작한 평판형상의 몸체부(500)로 이루어진다.

상기 몸체부(500)의 내부에는 외부로부터 주입된 작동 유체가 이송되도록 소정의 관통홀(505)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀(505)의 내측면에는 상기 관통홀(505)과 동일한 길이방향으로 연장된 다수의 '

'형상의 홈(510)이 형성되어 있다.

이러한 '

'형상의 홈(510)의 하부측에 형성된 뽀족한 모서리부(515)에 의해 모세관력이 발생되어 액상의 작동 유체가 유동된다.

추가적으로, 상기 관통홀(505)의 내부에는 복수개의 유로를 형성하기 위해 복수개의 분리막(520)이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 작용 및 효과를 가지므로, 이에 상세한 설명은 본 발명의 제1 실시예를 참조하기로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제5 실시예에 따른 평판형 히트 파이프는 직경이 약 3mm 이하로 미세하고 뛰어난 열소산 및 전열성능을 가지므로 소형 및 박막구조의 전자기기 등의 냉각수단으로 효과적으로 사용될 수 있다.

전술한 본 발명에 따른 평판형 히트 파이프에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가 능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

예를 들면, 본 발명의 제1 내지 제5 실시예에 적용된 홈(110 내지 510)의 형상을 각각 '

', '∨', '

', '

' 및 '

'으로 형성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 상기 홈(110 내지 510) 내에 적어도 하나 이상의 모서리부를 갖도록 다양한 형태로 변형할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 평판형 히트 파이프에 따르면, 내부에 소정의 관통홀이 형성된 평판형상을 가지며, 관통홀의 내측면에 적어도 하나 이상의 모서리부를 갖는 다수의 홈을 형성하여 모서리부에서 발생되는 모세관력에 의해 액상의 작동 유체가 유동되도록 함으로써, 내부에 액상의 작동 유체를 유동시키기 위한 별도의 윅을 구비하지 않고서도 히트 파이프 자체의 구조적 변형을 통해 뛰어난 모세관력을 얻을 수 있고, 전열 성능을 보다 향상시킬 수 있으며, 간단한 공정으로 제작하여 생산성을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 소형 및 박막 구조의 전자장비에 다양하게 적용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 하나의 평판형 히트 파이프 내부에 복수개의 분리막을 형성함으로써, 하나의 평판형 히트 파이프로 복수개의 유로를 형성할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 동일한 두께의 종래의 히트 파이프에 비해 내부 증기 유동 공간을 크게 확보할 수 있어 전열 성능 측면에서 매우 유리한 이점이 있다.

Claims (3)

1. 내부에 소정의 관통홀이 형성된 평판형상을 가지며, 상기 관통홀의 내측면에 길이방향으로 연장된 적어도 하나 이상의 날카로운 모서리부를 갖는 다수의 홈이 형성되고, 내부가 진공상태로 유지된 상태에서 작동 유체로 인한 액체-증기 간의 상변화에 의해 내부의 열이 외부로 방출되며, 상기 다수의 홈의 날카로운 모서리부에서 발생되는 모세관력에 의해 상기 작동 유체가 유동되되,

   상기 다수의 홈은 '

   

   ', '∨', '

   

   ', '

   

   ', '

   

   ' 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판형 히트 파이프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 관통홀 내에 복수개의 유로가 형성되도록 분리막이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 평판형 히트 파이프.
3. 삭제

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