KR100646136B1 - 컴퓨터 수냉식 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 확장 카드에 응용되는 수냉식 냉각 장치에 관한 것으로서, 냉각 재킷, 순환 펌프 및 방열판으로 구성된다. 본원 발명에서는 입수구와 출수구를 구비하고, 내부에는 입수구와 출수구가 물이 흐를 수 있는 수로가 형성되고, 상부에는 상기 수로의 일부가 노출되는 원형의 오목 홈을 구비하는 냉각재킷, 원형의 오목 홈에 삽입되며, 상면이 없는 속이 빈 원기둥 형상으로 구비되며, 상기 원기둥 형상의 하부면에는 상기 수로에 노출되는 물을 순환시키는 임펠러가 구비되는 임펠러부와, 임펠러부의 상기 원기둥 형상의 내주면을 따라 소정의 두께를 가지면서 밀착 구비되는 환형의 영구 자석과, 영구 자석의 내주면으로 둘러 싸이는 내부 공간으로 삽입되는 오목부를 구비하는 엎어진 중절 모자 형태로 구비되며, 상기 냉각재킷의 상면부의 물이 외부로 빠져 나가지 않도록 방수 결합 되는 커버판과, 커버판의 오목부에 수납되는 적어도 한 쌍의 코일을 구비하는 모터부와, 냉각재킷으로부터 가열된 물을 받은 후 이를 냉각시키는 방열판 및 방열판과 상기 냉각재킷의 입수구와 출수구를 연결하는 연결관을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수냉식 냉각 장치가 제공된다.

수냉식 냉각 장치

Description

컴퓨터 수냉식 냉각 장치{WATER COOLER FOR COMPUTER}

도 1은 본 발명에 따른 수냉식 냉각 장치의 일 실시예의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 수냉식 냉각 장치를 컴퓨터 확장 카드 위에 설치한 상태도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각 재킷과 순환 펌프의 입체분해도이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉각 재킷과 순환 펌프를 조립한 조립도이다.

도 5은 도 4의 절단면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각장치를 컴퓨터 내부에 설치한 사시도를 나타내는 참고도이다.

**** 도면의 주요 부분에 대한 설명 *****

3: 냉각 장치 31: 냉각 재킷

311: 입수구 312: 배출구

313: 배수구 32: 순환 펌프

321: 임펠러부 322: 영구자석

323: 커버판 324: 모터부

33: 방열판 4: 확장 카드

5: 카드 슬롯 R1, R2: 코일

본 발명은 컴퓨터(computer)의 확장 카드(card)에 응용되는 수냉식 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 냉각 재킷의 높이를 줄임으로써 확장 카드를 설치하는 빈 슬롯에 간단히 설치할 수 있는 수냉식 냉각 장치에 관한 것이다.

컴퓨터 내부에 장착되는 칩으로부터 발생하는 열을 처리하는 열처리 기술은 전통적으로 냉각팬을 사용한 공냉식 냉각 방식이 사용되나, 최근에는 소음 등의 문제를 해결하기 위하여 수냉식 냉각 방식이 적용되기 시작하고 있다.

종래 컴퓨터 내부 칩으로부터 발생되는 열을 수냉식으로 냉각시키기 위한 수냉식 냉각 장치는 칩 상부에 장착되는 워터 재킷, 워터 재킷으로부터 뜨거워진 물을 식혀 주는 라지에이터 및 라지에이터와 워터 재킷 사이의 물을 교환해 주시기 위한 펌프로 구성된다. 하지만 종래의 수냉식 냉각 장치는 부피가 크고, 동시에 냉각 재킷과 라지에이터 및 펌프은 분리식 설계를 채용되므로, 요즘 주로 사용되는 컴팩트한 케이스를 구비하는 컴퓨터 내부에는 쉽게 설치할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각 펌프와 냉각 재킷을 소형화하여 일체화시킴으로써 컴퓨터(computer) 확장 카드(card) 및 중앙 처리 장치에 용이하게 적용할 수 있는 수냉식의 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 컴퓨터 확장 카드에 적용할 수 있는 수냉식 냉각 장치를 제공하고, 그 중에 순환 펌프가 직접적인 접촉없이 자력으로 임펠러를 자력을 이용하여 구동하는 수냉식 냉각 장치를 제공함을 목적으로 한다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수냉식 냉각 장치의 일 실시예의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수냉식 냉각 장치를 컴퓨터 확장 카드 위에 설치한 상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각 재킷과 순환 펌프의 입체분해도이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉각 재킷과 순환 펌프를 조립한 조립도이고, 도 5는 도 4의 절단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명은 컴퓨터 확장 카드 및/또는 중앙처리 장치에 삽입 및/또는 장착되는 수냉식의 냉각 장치로서, 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1 내지 도 5에서는 확장 슬롯에 끼워지는 보드 상의 칩에 발생되는 열을 냉각시키기 위한 수냉식 냉각 장치만을 도시하 였으나 확장 슬롯이 아닌 메이보드 등에 구비되는 칩으로부터 발생되는 열을 식히기 위한 수냉식 냉각 장치로도 사용할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 냉각 장치(3)는 컴퓨터의 확장 카드(4)의 칩(도면에는 미도시) 위에 설치된다. 냉각 장치는 알루미늄 재질로 성형된 냉각 재킷(31)과 냉각 재킷과 일체로 형성되는 순환 펌프(32)와 알루미늄 재질의 방열판(33)으로 구성된다.

방열판(33)에서 냉각된 물은 확장 카드(4)의 칩 위의 냉각 재킷(31)의 입수 구(311)에 입수됨으로써 냉각 재킷(31)의 내부 밀폐 순환 수도에서 칩으로부터 발산되는 열을 흡수한다. 또 냉각 재킷(31)의 입수구(311)로 입수된 물은 순환 펌프(32)의 회전력에 의해 수로를 따라 움직이면서 확장 카드(4)의 칩으로부터 발산된 열을 빼앗아 이를 배출구(313)까지 배출한다. 배출구(313)으로부터 배출된 물은 방열판(33)으로 순환되어 열교환을 실시한다.

냉각 재킷(31)의 상부에는 배출구(313)와 연결되도록 형성되는 원형 홈(312)이 형성되며, 원형 홈(312)에 순환 펌프(32)가 설치된다.

순환 펌프(32)의 임펠러부(321)는 아랫 부분에 임페러를 구비하고, 배출구(313)와 연결되는 원형 홈(312)에 일치되도록 형성한다. 임펠러부(321)는 도 3에 도시된 바와 같이 상부면이 없는 내부가 비어 있는 원기둥 형상으로 구비되며, 상기 원기둥의 내부 원주를 따라 밀착하여 구비되는 환형의 영구자석(322)이 설치된다. 커버판(323)은 워터 재킷(31)으로부터 물이 외부로 빠져 나오지 못하도록 워터 재킷(31)과 방수 결합하는 부품이다. 커버판(323)은 중앙부에는 상부에서 볼 때 아래 방향으로 사출 성형되는 오목한 원형 홈부가 구비되도록 하여 상부쪽에서는 모터부(324)를 수납하는 공간으로 사용되고, 아래쪽에서는 영구자석(322) 및 임펠러부(321)가 수납되도록 한다. 또한 커버판(323)의 외주면을 넓게 형성한 후 냉각 재킷(31)의 상면과 O형 링을 이용하여 결합한다. 커버판(323)은 도 3에 도시된 바와 같이 엎어놓은 중절 모양으로 구비된다.

커버판(323)의 오목한 원형 홈부의 가운데 부분에는 상부쪽으로 돌출 형성되는 베어링 수납부(325)가 형성된다. 베어링 수납부(325)에는 내부가 빈 원기둥 형상의 세라믹 베어링(328)이 삽입된다. 임펠러부(321)의 중앙부와 베어링 수납부(325)에는 세라믹 샤프트(327)가 삽입되도록 한다. 이때 삽입되는 임펠러의 길이를 적절히 형성하여 임펠러부(321)는 커버판(323)과 약간의 간격을 유지하면서 베어링(328)과 샤프트(327)가 마찰되면서 모터부(324)의 동력을 이용하여 회전할 수 있도록 한다.

모터부(324)에는 적어도 한 쌍의 코일(R1, R2)가 구비되면서 교류 전원이 인가되도록 한다. 모터부(324)의 한 쌍의 코일(R1, R2)과 영구 자석(322)의 결합력에 의하여 임펠러부(321)는 커버판(323)과 결합된 상태를 유지하게 된다.

임펠러(321)와 커버판(323)은 약간의 간격을 두고 서로 이격되어 설치되므로, 임펠러(321)는 커버판(323)과의 마찰없이 세라믹 베어링(328)과 샤프트(327)에 의해 적은 마찰을 유지하면서 회전하게 된다. 또한, 커버판(323)은 냉각재킷(31)의 상부에 "O" 링(329) 등으로 결합되어 외부로 물이 유실되지 않도록 방수 결합된다.

모터부(324)에 전원을 넣을 경우, 해당 코일 RI, R 2의 극성을 절환하여 영구자석(322)을 회전시킴으로써, 임펠러부(321)가 구동된다. 배출구(313)에 있는 물은 임펠러(321)의 회전력에서 배출구(313)로 배출된 후, 방열판(33)에 순환되어 열교환을 실시한다.

도 5에 도시된 절단면도에는 임펠러의 중앙부에 구비되는 샤프트(327)와 샤프트의 주위에 구비되는 베어링(328)의 구조를 보여 준다. 베어링(328)은 속이 빈 원통 형상을 절단한 형상으로 구비되며 세라믹재로 형성하는 것이 바람직하다. 샤프트(327)는 단차가 있는 형상으로 구비되도록 하며 세라믹재로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 영구자석 외주면을 따라서 철제링(326)을 개재시켜 영구자석의 자력이 상실되는 것을 방지한다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 냉각 재킷(31)의 입수구(311)을 조금 낮은 위치에 설치하고 배출구(313)을 조금 높은 위치에 설치할 경우 방열판(33)에서 냉각되는 물은 입수구(311)로부터 들어 가고, 냉각 재킷부(31)의 밀폐 수도를 따라서 칩의 열을 흡수하고, 또 배출구(313)까지 순환되어, 순환 펌프(32)에 의해 배출구(313)까지 자연스럽게 배출되도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 방열판의 또 다른 실시예의 설치 사례의 참고도이다. 설치의 편리성 등을 생각하여, 해당 방열판(33)을 확장 카드(4)의 이웃하는 비어 있는 카드(5) 슬롯에 설치하여 꽂아 넣을 수 있게 된다.

이렇게 해서, 비어 있는 슬롯에 방열판(33)을 설치하므로 방열판(33)도 최고인 냉각 기능을 살릴 수 있다.

본 발명에 의한 수냉식 냉각 장치는 냉각 재킷과 순환 펌프를 일체형으로 구성하여 컴팩트한 구성을 제시함으로써 카드 슬롯 사이와 같은 좁은 설치 공간에서도 용이하게 설치가 가능하도록 하였다.

특히 순환 펌프가 냉각 재킷의 외부로 돌출되지 않도록 구성하여 높이를 현격히 줄일 수 있으므로 별도의 설치공간이 필요하지 않아 슬림 피씨 케이스 등에도 용이하게 적용할 수 있게 되었다.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해 되어져야 한다.

Claims (3)

1. 컴퓨터 내부에 설치되는 수냉식의 냉각 장치로서,

   입수구와 출수구를 구비하고, 내부에는 입수구와 출수구가 물이 흐를 수 있는 수로가 형성되고, 상부에는 상기 수로의 일부가 노출되는 원형의 오목 홈을 구비하는 냉각재킷;

   상기 원형의 오목 홈에 삽입되며, 상면이 없는 속이 빈 원기둥 형상으로 구비되며, 상기 원기둥 형상의 하부면에는 상기 수로에 노출되는 물을 순환시키는 임펠러가 구비되는 임펠러부;

   상기 임펠러부의 상기 원기둥 형상의 내주면을 따라 소정의 두께를 가지면서 밀착 구비되는 환형의 영구 자석;

   상기 영구 자석의 내주면으로 둘러 싸이는 내부 공간에 삽입되는 오목부를 구비하는 엎어진 중절 모자 형태로 구비되며, 상기 냉각재킷의 상면부의 물이 외부로 빠져 나가지 않도록 방수 결합 되는 커버판;

   상기 커버판의 오목부에 수납되는 적어도 한 쌍의 코일을 구비하는 모터부;

   상기 냉각재킷으로부터 가열된 물을 받은 후 이를 냉각시키는 방열판 및

   상기 방열판과 상기 냉각재킷의 입수구와 출수구를 연결하는 연결관을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수냉식 냉각 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 커버판과 상기 냉각재킷 사이에 "O" 링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수냉식 냉각 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 커버판의 중앙 아랫면에 삽입되는 원통 형상의 베어링과 상기 베어링 사이와 상기 임펠러부 중앙부에 설치되는 샤프트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수냉식 냉각 장치.

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