KR100638897B1 - 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 회로소자와 접촉하여 열을 전달하는 히트 파이프(heat pipe)와, 상기 히트 파이프를 통하여 열이 모이는 히트 싱크(heat sink)와, 상기 히트 싱크에 모여진 열이 열사이펀(thermosyphon)을 통하여 배출되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 모니터 장치가 구비된 냉장고에 있어서, 회로부에서 발생되는 열의 배출을 위하여 별도의 전력소모가 필요 없으며 종래의 방열을 위하여 사용되던 팬(fan)이 작동되면서 발생하는 소음도 없앨 수 있다. 또한 회로의 신뢰도 및 안정성을 기하는 데에도 효과가 있다.
모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치, 히트 파이프, 히트 싱크, 열사이펀

Description

모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치{A protection against heat apparatus of monitor refrigerator}
도1은 모니터 장치를 구비한 냉장고의 사시도.
도2는 모니터 장착부의 측단면도.
도 3은 냉장고에 구비되는 모니터 장치의 조립도.
도 4는 회로부를 표현한 사시도.
도 5는 회로부의 일부분을 확대한 확대 측면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 냉장고 11:도어 13:모니터 장착부
20:열사이펀 관통부 25:열사이펀 증발부 32:LCD
33:LCD커버 34:이엠아이쉴드커버 35:모니터케이스
101:히트 싱크 102:히트 파이프 103:회로부
104:히트 브릿지 105:접촉부 108:회로소자접촉부
110:열사이펀
본 발명은 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치에 관한 것으로, 보다 상세히 모니터 장치를 탑재한 냉장고에서 상기 모니터에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.
주지하는 바와 같이 냉장고는 냉각사이클을 이용하여 고내에 냉기를 발산함으로써 음식물 또는 요리재료를 신선하게 보관하기 위한 장치로서, 최근에는 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위하여 다양한 기능성을 갖는 냉장고들이 개발되고 있다.
특히, 종래의 전자제품이 한가지 기능만을 가지고 있었던 반면, 최근의 전자제품은 제품 본래의 기능을 넘어서서 여러 가지 전자제품으로 활용가능한 다기능 전자제품화가 이루어지고 있다.
하나의 예로서 최근에는 모니터 장치를 구비한 냉장고가 사용되고 있다. 상기 모니터장치는 얇고 무게가 가벼운 액정 표시장치로 구현된다. 상기 액정표시장치는 디스플레이패널을 구비하여 도어 전면에 설치된 것으로, 이를 통해 저장식품의 양이나 종류 등 냉장고의 상태정보를 표시하는 것은 물론이며 TV 시청, 인터넷 홈 쇼핑, 메모기능, 화상 체팅 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
그러나, 이러한 종래 냉장고에서는 모니터장치가 도어 전면에 붙박이 타입으로 고정되어 있어서, 상기 모니터 장치로 부터 발생되는 열의 외부 배출이 쉽지 않았다,
종래에는 소형 팬을 이용하여 회로부에서 발생하는 열을 외부로 방출하였다. 보다 상세히 상기 팬을 회로부의 일측면에 설치하여 모니터장치와 도어상의 단열재 사이로 방열하였다.
하지만 상기 팬이 장착되어 열을 방출할 수 있는 틈이 협소하여 그 효율이 현저히 떨어졌으며, 상기와 같은 이유로 회로의 신뢰도 및 안정성에도 문제가 발생될 수 있었다. 또한 상기 팬으로 부터 발생하는 소음의 크기도 커 사용자들에게 많은 불편을 끼쳤으며 또한 상기 소형 팬을 작동시키는 데에는 불필요한 전력이 소모 되었다. 더 나아가서, 토출식 팬을 사용하여 회로부의 열을 방열하는 경우에는 상기 열이 모니터 장치의 상측부를 통하여 직접 외부로 배출되었다. 이 때문에 소비자의 안면부위로 뜨거운 열이 배출되고 이로인하여 소비자가 불쾌감을 느낄 수 있는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 텔레비전 시청이 가능한 냉장고에서 발생되는 열의 방열시 상기 냉장고의 구조상 제약을 극복하기 위해 히트 파이프와 열사이펀을 이용하여 종래의 방열 시스템과는 상이한 방법으로 방열할 수 있는 방열구조를 제공하는 데 있다.
본 발명은 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 회로소자와 접촉하여 열을 전달하는 히트 파이프(heat pipe)와, 상기 히트 파이프를 통하여 열이 모이는 히트 싱크(heat sink)와, 상기 히트 싱크에 모여진 열이 열사이펀(thermosyphon)을 통하여 배출되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 모니터 장치가 구비된 냉장고에 있어서, 회로부에서 발생되는 열의 배출을 위하여 별도의 전력소모가 필요 없으며 종래의 방열을 위하여 사용되던 팬(fan)이 작동되면서 발생하는 소음도 없앨 수 있다. 또한 회로의 신뢰도 및 안정성을 기하는 데에도 효과가 있다.
이하, 본 발명의 사상에 따른 모니터 장착 냉장고를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도1은 모니터 장치를 구비한 냉장고의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 모니터 장치를 구비한 냉장고(10)에는 육면체의 외관을 이루는 케이스와 상기 케이스의 전면부에 위치하여 내부를 개방할 수 있는 도어(11)와 상기 도어(11)의 중앙부에 위치하여 LCD(32)를 장착할 수 있는 텔레비전 장착부(13)와, 상기 텔레비전 장착부의 일측면에 구비되어 열이 외부로 전달되는 통로역할을하는 열사이펀이 통과하는 열사이펀 관통부(20)가 포함된다.
상기 모니터 장치를 구비한 냉장고의, 모니터의 구성 및 작동을 살펴보면, 텔레비전 신호가 수신되는 냉장고(10)는 텔레비전 신호의 수신 및 텔레비전 시청 제어를 수행하는 텔레비전 수신 제어부가 냉장고의 상측에 장착되고, 상기 텔레비전 수신 제어부와 유선 연결된 디스플레이 수단은 텔레비전 신호를 수신하여 화면에 출력되도록 한다.
이와 같이 구성되는 텔레비전 신호가 수신되는 냉장고는 텔레비전 수신 제어부가 상기 냉장고와 일체로 형성되고, 상기 텔레비전 수신 제어부가 텔레비전 신호를 송출하는 텔레비전 수신안테나와 유선 케이블로 연결되어 있다.
도2는 상기 모니터 장착부의 측단면도이다.
도2를 참조하면, 모니터 장치를 구비한 냉장고에는 상기 냉장고의 전면부에 위치하여, 모니터가 접착되는 모니터 접착부(13)와 상기 모니터 접착부의 후면 일측부에 위치되어 열사이펀(110)이 관통되는 열사이펀 관통부(20)와, 상기 열사이펀 관통부를 통과하여 냉장고의 일측면으로 열을 전달하여 방열시키는 열사이펀(110)과, 상기 열사이펀(110)이 냉장고의 일측면과 맞닿아 방열이 되는 부분인 열사이펀 증발부(25)가 포함된다.
상기와 같은 구성을 가지는 방열장치의 열방출 과정을 살펴보면, 회로부에서 발생한 열은 상기 열사이펀 관통부(20)를 거쳐 열사이펀(110)으로 전달된다. 상기 열사이펀(thermosyphon)은 중력이 작용하는 곳에서 2상변화(two phase flow)를 뜻한다. 상기 2상변화란 보통 액체에서 기체로 바뀌는 현상을 말하는데 열사이펀은 응축부에서 응축된 작동 유체가 중력의 힘으로 가열부로 귀환하므로 반드시 가열부가 응축부의 밑에 위치한다.즉 상기와 같이 열사이펀은 열을 중력과 반대방향으로 대류에 의하여 전달하는 역할을 한다. 이 때문에 열 사이펀(110)이 통과하는 열사이펀 관통부(20)보다 열사이펀 증발부(25)의 위치가 더 높게 형성된다.
도 3은 냉장고에 구비되는 모니터 장치의 조립도이다.
도 3을 참조하면, 모니터 장치에는 가장 전면부에 위치하여 모니터 장치를 보호하고 외관을 미려하게 해주는 디스플레이패널(31)과, 상기 디스플레이 패널(31)의 후면에 조립되어 영상을 표시하는 LCD(32)와 상기 LCD(32)의 강도 보강과 고정을 위하여 부착되는 LCD커버(33)와 상기 LCD커버(33)의 후면에 위치하고 영상신호 및 모니터의 작동을 제어하는 회로부(103)가 포함된다. 상기 회로부(103)에는 여러 종류의 회로 소자 외에도 회로기판의 일측부에 위치하여 회로 소자에서 발생하는 열을 모으는 히트 싱크(heat sink)와 상기 회로 소자에서 발생한 열을 히트 싱크(101)까지 전달해 주는 역할을 하는 히트 파이프(heat pipe)(102)가 포함된다.
한편,상기 모니터 장치에는 상기 회로부(103)의 후면에 위치하여 전자파를 차단하는 동시에 열사이펀(110)이 통과하는 통로 역할을 하는 EMI Shield(34)와 상기 EMI Shield의 후부에 조립되는 모니터 케이스(35)가 포함된다.
도 4는 회로부를 표현한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 회로부에는 회로부 위에서 다량의 열을 방출하는 발열부(100)와 상기 발열부(100)의 상측면에 위치하여 발열부에서 발생한 열을 상향으로 전달하는 역할을 하는 히트 브릿지(heat bridge)(104)와 상기 히트 브릿지(104)의 상측면에 부착되어 열을 전달하는 히트 파이프(102)와 상기 다수의 히트 파이프로 부터 전달되는 열이 모이는 히트 싱크(101)와 상기 히트 싱크에 모인 열을 외부로 방출시키기 위한 통로역할을 하는 접촉부(105)와 상기 접촉부의 상측면에 연결되어 냉장고의 일측면으로 열을 발출하는 다리역할을 하는 열사이펀(110)이 포함된다.
상기 도 4의 회로부에서 발생한 열이 방열되는 과정을 살펴보면, 상기 회로부의 회로 소자 중 일부분에 히트 브릿지(104)가 설치된다. 좀더 상세히, 상기 회로부의 모든 회로 소자가 다량의 열을 방출하는 것은 아니므로 상기 회로 소자 중 타소자에 비하여 특히 다량의 열을 방출하는 소자를 판별하여 상기 소자의 상측면에 히트 브릿지(104)를 설치한다. 상기 히트 브릿지에는 열 전도성이 높은 물질이 사용되며, 히트 파이프(102)와 회로 소자를 연결하여 열의 원활한 진행을 도모하는데 사용된다. 히트 브릿지(104)를 통과하여 열은 히트 파이프(102)를 거쳐 히트 싱크(101)에 모이게 된다. 상기 히트 파이프는 열역학 제 2법칙에 의하여 고온부에서 저온부로 열이 이동하는 통로 역할을 하게 되며 다만, 열 전도율이 높은 물질이 사용되어 회로 소자에서 발생한 열이 좀 더 빠르고 원활하게 히트 싱크(101)로 전달될 수 있다. 상기 히트 싱크로 모인 열은 상기 히트 싱크의 상측부에 연결된 접촉부(105)를 통해 열사이펀(110)으로 전달된다. 상기 접촉부(105)는 히트 브릿지(104)와 유사한 역할을 하며, 히트싱크에 모인 열을 열사이펀(110)으로 전달하는 역할을 하게 된다. 접촉부(105)를 통하여 열사이펀(110)으로 전달된 열은 접촉부의 상측부에 연결된 열 사이펀을 통하여 냉장고 일측면으로 방축되게 된다. 상기에서 살펴본 바와 같이 열사이펀은 열을 중력과 반대방향으로 전달하는 성질을 기지고 있어, 열사이펀은 접촉부(105)의 상방으로 위치하게 된다.
한편, 상기 히트 파이프(102)로 부터 히트 싱크(101)로 열이 전달되는 것은 열역학 제 2법칙에 의한 고온부에서 저온부로 열이 이동하는 성질에 의한 것이다. 즉 상기 히트 싱크(101)는 항상 발열부보다 저온의 상태를 유지해야만 정상적인 열의 흐름을 유지될 수 있다. 따라서 히트 파이프(102)를 통하여 히트싱크(101)로 전달되는 열량 보다 열사이펀(110)을 이용하여 히트싱크(101)에서 외부로 유출되는 열량이 더 커야만 한다. 다시 말하면, 히트 파이프보다 열사이펀이 단위시간당 처 리할 수 있는 열량이 클 때 상기 시스템은 유지될 수 있다.
도 5는 회로부의 일부분을 확대한 확대 측면도이다.
도 5를 참조하면, 회로부에는, 회로부 위에서 다량의 열을 방출하는 발열부(100)와, 상기 발열부의 상측면에 위치하여 발열부에서 발생한 열을 상향으로 전달하는 역할을 하는 히트 브릿지(104)와, 상기 히트 브릿지의 상측면에 부착되어 회로기판과 평행한 방향으로 열을 전달하는 히트 파이프(102)와, 상기 히트 브릿지에서 히트 파이프를 통하여 전달된 열이 모이는 히트 싱크(101)와, 상기 히트 싱크와 열사이펀 사이에 위치하고 히트 싱크에 모인 열을 열사이펀을 통하여 외부로 방출시키기 위한 통로역할을 하는 접촉부(105)와, 상기 접촉부의 상측면에 연결되어 냉장고의 일측면으로 열을 발출하는 다리역할을 하는 열사이펀(110)이 포함된다.
상기 회로소자 접촉부(108)에는 열손실을 최소화하고 발열부와 히트 브릿지를 단단히 고정시킬 수 있는 재질을 사용되며 알루미늄 에폭시나 전도성 테잎 등이 사용될 수 있다. 비단 이에 한정되지 않고 당업자에 자명한 범위 내에서 열전도성이 뛰어난 재질이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
히트 브릿지(104)나 히트 파이프(102) 역시 발열부에서 발생한 열을 효과적으로 히트 싱크로 모으기 위하여 열전도도가 높은 구리나 은을 사용하는 것이 바람직하며, 이 외에도 전도성이 높은 물질이 이용될 수 있다.
또한 상기 히트 브릿지(104), 접촉부(105),히트 파이프(102), 히트 싱크(101) 및/또는 열사이펀(110)은 발열부나 히트 싱크의 크기 또는 형태에 따라 적정한 형태나 모양으로 제작이 가능하다, 보다 상세히, 발열부에서 발생하는 열량의 크기나, 회로소자의 크기, 회로소자의 재질에 따라 정해지는 필요한 방열량에 의하여 크기나 형태가 정해진다. 즉 원형이나 사각형등의 단면 외에도 두께나 넓이 등도 상황에 바람직하도록 조절할 수 있다.
한편, 상기 히트 싱크와 히트 파이프가 회로 기판 상에 두개 이상 포함되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치를 제안할 수 있다. 상기 모니터의 회로부상 다수의 발열부가 회로부 위에 존재하는 경우나 방열의 효율을 높이고자 할 때 히트 싱크나 히트 파이프의 수를 늘려 방열 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 방열장치는 냉장고에 부착되는 모니터 외에도 일반 텔레비전이나 컴퓨터 등 방열이 필요한 모든 전자기기에 응용될 수 있음을 밝혀둔다.
본 발명의 사상에 따르면, 모니터 장 치가 구비된 냉장고에 있어서, 회로부에서 발생되는 열의 배출을 위하여 별도의 전력소모가 필요 없으며 종 래의 방열을 위하여 사용되던 팬이 작동되면서 발생하는 소음도 없앨 수 있다. 또한 회로의 신뢰도 및 안정 성을 기하는 데에도 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 냉장고의 소정위치에 형성되는 모니터 장착부;
    상기 모니터 장착부에 선택적으로 장착되는 모니터;
    발열하는 여러 종류의 회로소자가 형성되는 회로부;
    상기 회로소자와 각각 연결되어 열을 전달하는 히트 파이프;
    상기 히트 파이프를 통하여 열이 모이는 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크에 모여진 열이 열사이펀을 통하여 배출되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회로소자와 상기 히트 파이프 사이에, 열 전도성이 높은 히트 브릿지가 연결되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 히트 싱크, 히트 파이프 및/또는 열사이펀이 열 전도성이 높은 접촉부에 의하여 연결되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 히트 파이프에 비하여 단위시간당 방출할 수 있는 열량이 큰 열사이펀이 포함되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 히트 싱크와 히트 파이프가 회로 기판 위에 하나 이상 포함되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 열사이펀은 상기 접촉부에 연결되어 중력의 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 회로 소자에서 발생한 열이 열사이펀을 통하여 냉장고의 일측면으로 방열되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터 장착부가 냉장고의 도어에 형성되는 모니터 장치를 구비한 냉장고의 방열장치.
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