KR100934124B1 - 분진 방지 및 진동에 강한 산업용 컴퓨터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분진 방지 및 진동에 강한 산업용 컴퓨터에 관한 것으로서 케이스를 밀폐하도록 케이스 외면에 방열핀 조립체를 설치하고, 발열부품과 방열핀 사이를 연통하는 순환파이프 또는 발열부품과 방열핀 사이의 열을 전도하는 히트파이프를 포함하여 분진이 발생되는 것이 방지된 상태에서 방열이 이루어지는 가능한 산업용 컴퓨터를 제공한다.
본 발명은 순차적으로 적층된 발열부품, 히트싱크 및 냉각팬을 포함한 인쇄회로기판, 내부에 인쇄회로기판이 설치되며 상부에는 하나 이상의 통공이 형성되고 하부에는 개구된 윈도우가 형성된 측면부를 갖는 케이스, 내면에는 내부방열핀이 상하 간에 지그재그 형태로 배열되고 외면에는 외부방열핀이 일정 간격으로 이격 형성된 방열면과, 방열면을 둘러싸도록 케이스에 결합되어 케이스와의 사이에 밀폐공간을 제공하는 측면부를 갖는 방열핀 조립체 및 냉각팬과 케이스 사이를 연통하는 순환파이프를 포함하는 산업용 컴퓨터를 개시한다.
이에 따라, 본 발명은 산업 현장에서 발생되는 먼지의 유입이 차단되고 냉각팬에 의한 케이스 내부의 분진 발생이 방지되는 효과가 있다.
방열핀, 방진, 산업용 컴퓨터, 순환파이프, 진동, 케이스, 히트파이프

Description

분진 방지 및 진동에 강한 산업용 컴퓨터{DUST FREE AND　ANTI-VIBRATION INDUSTRIAL COMPUTER}
본 발명은 분진 방지 및 진동에 강한 산업용 컴퓨터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스를 외부로부터 밀폐하며 케이스 외면에 방열핀 조립체를 설치하고 발열부품과 방열핀 사이를 연통하는 순환파이프 또는 발열부품과 방열핀 사이의 열을 전도하는 히트파이프를 포함하여 케이스 내부에 분진이 발생되는 것이 방지된 상태에서 발열부품의 냉각이 가능한 산업용 컴퓨터에 관한 것이다.
일반적인 산업용 컴퓨터는 중앙처리장치(CPU), 그래픽카드 및 파워서플라이 등의 발열부품을 냉각하기 위한 냉각장치를 포함한다. 통상적인 산업용 컴퓨터의 냉각장치는 크게 냉각팬을 이용한 방열 구조와 히트파이프를 이용한 방열 구조를 포함한다.
상술한 종래 냉각팬을 이용한 방열 구조는 주로 강제 대류 방식으로 발열부품을 냉각하며, 케이스에 외부로 관통하는 다량의 공기 입출구를 형성해야 하기 때문에 먼지가 많은 산업 현장에 사용 시 케이스 내부로 먼지 다량으로 유입되는 문제점이 있다. 따라서, 냉각팬의 회전에 의해 케이스 내부에 분진이 발생되므로 냉 각팬이 고장을 일으키거나 내부 부품에 먼지가 쌓여 전기적 성능이 저하되는 등의 문제점을 일으킬 수 있다.
한편, 상술한 종래 히트파이프를 이용한 방열 구조는 히트파이트의 일단을 발열부품에 연결하고 타단을 케이스 외부에 별도로 설치된 방열핀에 연결하는 구조로 이루어지나, 이러한 방열핀 연결 구조는 랙 마운트 타입, 박스 타입 및 데스크탑 타입 등 산업용 컴퓨터의 종류에 따라 다양한 표준 크기를 지원해야 하므로 구조적으로 활용이 제한적인 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 케이스를 외부로부터 밀폐하고 케이스 외면에 방열핀 조립체를 설치하고 발열부품과 방열핀을 연통하는 순환파이프 또는 발열부품과 방열핀 사이의 열을 전도하는 히트파이프를 포함하여 케이스 내부에 분진이 발생되는 것이 방지된 상태에서 발열부품의 냉각이 가능한 산업용 컴퓨터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 케이스를 외부로부터 밀폐하고 케이스와 방열핀을 일체로 형성하여 랙 마운트 타입, 박스 타입 및 데스크탑 타입 등 다양한 타입에 적용이 용이한 산업용 컴퓨터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 산업용 컴퓨터는 하나 이상의 발열부품(111, 211)이 실장되며, 상기 발열부품(111, 211)의 상면에 밀착되도록 고정된 히트싱크(112, 212) 및 상기 히트싱크(112, 212)의 상부에 체결되는 냉각팬(113, 213)을 포함한 인쇄회로기판(110, 210), 내부에 상기 인쇄회로기판(110, 210)이 설치되며, 상부에는 하나 이상의 통공(121, 221)이 형성되고 하부에는 다수의 개구된 윈도우(122, 222)가 서로 인접하도록 형성된 측면부(120a, 220a)를 포함한 케이스(120, 220), 내면에는 횡방향으로 형성된 내부방열핀(131a, 231a)이 상하 간에 지그재그 형태로 배열되고 외면에는 종방향의 외부방열핀(131b, 231b)이 일정 간격으로 이격 형성된 사각 형상의 방열면(131, 231)과, 상기 방열면(131, 231)을 둘러싸되 단부에는 상기 통공(121, 221) 및 상기 윈도우(122, 222)의 외주연에 형성된 체결구(123)에 내삽되는 체결돌기(132a)가 형성되어 상기 케이스(120, 220)의 통공(121, 221) 및 윈도우(122, 222)를 밀폐하여 상기 케이스(120, 220)와의 사이에 밀폐공간(SA)을 제공하는 측면부(132, 232)를 갖는 방열핀 조립체(130, 230) 및 일단은 상기 냉각팬(113, 213)의 외주프레임(113a)에 착탈식으로 결합되고 타단은 상기 케이스(120, 220)의 통공(121, 221) 외주연에 장착되어 상기 냉각팬(113, 213)과 상기 방열핀 조립체(130, 230)에 의한 밀폐공간(SA)을 연통시키는 순환파이프(140, 240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 히트싱크(212)와 상기 냉각팬(213) 사이에 설치되는 제1전열부재(261)와, 상기 방열면(231)의 상부에 설치되는 제2전열부재(262)와, 상기 제1전열부재(261) 및 상기 제2전열부재(262)를 열적으로 연결하는 전도성파이프(263)로 이루어지는 히트파이프(260)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2전열부재(262) 및 상기 방열면(232) 사이에는 판상의 히트플레이트(270)가 더 개재될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 방열면(131, 231)의 외부방열핀(131b, 231b)을 감싸도록 상기 방열핀 조립체(130, 230)에 착탈식으로 결합되는 안전커버(150, 250)를 더 포함하며, 상기 안전커버(150)는 상기 방열면(131)에 대향하는 전면부(151) 및 상기 전면부(151)의 양측변으로부터 각각 절곡되어 상기 방열핀 조립체(130)의 좌우 측면부(132)에 각각 체결되는 날개부(152)를 포함할 수 있다.
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본 발명에 의한 산업용 컴퓨터는 케이스가 방열핀 조립체에 의해 완전히 밀폐된 상태를 이루며 냉각팬이 순환파이프에 의해 보호되므로 산업 현장에서 발생되는 먼지의 유입을 차단할 수 있으며 냉각팬에 의한 케이스 내부의 분진 발생을 방지함으로써 방진 효율이 향상된 효과가 있다.
또한, 히트파이프 및 히트파이프와 방열면 사이에 개재된 히트플레이트를 더 포함하여 밀폐된 케이스 내부에서 발열부품의 구동열을 보다 빠르게 냉각시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 방열면을 포함하는 밀폐형 케이스를 구비하여 랙 마운트 타입, 박스 타입 및 데스크탑 타입 등 다양한 타입에 적용이 용이하며, 케이스가 외부로부터 밀폐되므로 먼지 등의 유입이 거의 없고, 냉각팬을 사용하지 않고도 방열이 가능한 구조로 이루어지므로 케이스 내부의 방진 효율이 보다 향상된 효과가 있다.
이하에서 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 분진 방지 및 진동에 강한 산업용 컴퓨터에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터에 대해서 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터를 나타낸 부분분리사시도가 도시되어 있고, 도2에는 도 1의 산업용 컴퓨터 중 방열핀 조립체를 나타낸 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 도 1의 산업용 컴퓨터를 A-A' 선에 따라 자른 단면도가 개략적으로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터 중 순환파이프와 냉각팬을 나타낸 부분분리사시도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(1)는 하나 이상의 발열부품(111)이 실장된 다수의 인쇄회로기판(110)과, 인쇄회로기판(110)을 내부에 내장하는 케이스(120)와, 케이스(120)에 설치되는 방열핀 조립체(130)와, 발열부품(111)과 방열핀 조립체(130)를 연통시키는 순환파이프(140) 및 방열핀 조립체(130)를 감싸는 안전커버(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 다수의 인쇄회로기판(110)은 산업용 컴퓨터(1)를 구동하는 주요 부품들이 실장된 상태로 하술할 케이스(120) 내부에 조립되는 것으로, 인쇄회로기판(110) 상에는 중앙처리장치(CPU), 그래픽카드 및 파워서플라이 등 적어도 하나 이상의 발열부품(111)이 실장된다. 발열부품(111)은 구동하는 동안 비교적 높은 열을 방출하기 때문에 상면에 히트싱크(112)와 냉각팬(113)을 차례로 적층하여 발열부품(111)의 구동열이 방출되도록 한다. 히트싱크(112)는 발열부품(111)의 상면에 밀착 고정되며, 냉각팬(113)은 하술할 순환파이프(140)와 연통하여 발열부품(111) 의 구동열을 방열핀 조립체(130)를 통해 냉각시킨다.
상기 케이스(120)는 내부에 인쇄회로기판(110)을 설치 및 수용하며, 측면부(120a)에 하술할 방열핀 조립체(130)가 설치되어 발열부품(111)의 구동열이 외부로 방출되도록 한다. 또한, 케이스(120)는 방열핀 조립체(130)에 의해 외부로부터 완전히 밀폐될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 케이스(120)의 측면부(120a)는 상부에 하나 이상의 통공(121)이 형성되며 하부에 다수의 개구된 윈도우(122)가 서로 인접하도록 형성된다. 통공(121)은 하술할 순환파이프(140)를 통해 구동열을 배출하기 위한 것으로, 그 크기 및 개수는 체결되는 순환파이프(140)에 대응하여 이루어질 수 있다. 또한, 다수의 윈도우(122)는 방열핀 조립체(130)로부터 냉각된 공기를 케이스(120) 내부로 순환시키기 위하여 형성된다. 한편, 케이스(120)의 측면부(120a) 중 통공(121) 및 다수의 윈도우(122) 외주연에는 적어도 하나 이상의 체결구(123)가 형성될 수 있다. 체결구(123)에는 하술할 방열핀 조립체(130)가 조립되며, 이에 따라 케이스(120)가 외부로부터 밀폐될 수 있다.
상기 방열핀 조립체(130)는 하술할 순환파이프(140)를 통해 케이스(120) 외부로 배출되는 공기를 냉각시킨다. 즉, 방열핀 조립체(130)는 대략 사각 형상으로 이루어지는 방열면(131)과 방열면(131)을 둘러싸는 측면부(132)를 포함한다. 방열면(131)은 내면과 외면에 각각 형성된 내부방열핀(131a)과 외부방열핀(131b)을 포함한다. 내부방열핀(131a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 핀이 횡방향으로 일정 간격으로 이격 형성되며 각각의 내부방열핀(131a)은 상하간에 지그재그 형태로 배열된다. 따라서, 발열부품(111)의 구동열로 인하여 데워진 공기가 방열핀 조 립체(130)의 내부방열핀(131a)의 상부에서 하부로 천천히 순환하면서 냉각될 수 있다. 또한, 외부방열핀(131b)은 다수의 핀이 종방향으로 일정 간격 이격 형성되어 방열핀 조립체(130) 내부의 열을 외부로 배출하도록 이루어진다. 방열핀 조립체(130)의 측면부(132)는 방열면(131)을 감싸고 단부에 형성된 체결돌기(132a)가 케이스(120)의 체결구(123)에 내삽되도록 이루어져 방열핀 조립체(130)가 케이스(120)에 착탈식으로 조립 가능하도록 이루어진다. 따라서, 방열핀 조립체(130)와 케이스(120)의 측면부(120a) 사이에는 밀폐공간(SA)이 제공되어 발열부품(111)의 구동열로 인해 데워진 공기가 밀폐공간(SA)을 통과하면서 냉각될 수 있다. 이와 같은 방열핀 조립체(130)는 알루미늄 또는 이에 등가하는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 내장용 가동핀(130b) 및 외장용 연결핀(130a)의 크기 및 핀 사이의 간격은 발열부품(111)으로 인한 케이스(120) 내부의 발열량에 따라 선정될 수 있으므로, 본 발명에서 이를 한정하지는 않는다.
상기 순환파이프(140)는 냉각팬(113)으로 인한 케이스(120) 내부의 분진 발생을 억제한 상태로 발열부품(111)의 구동열을 배출시킨다. 보다 상세하게 설명하면, 순환파이프(140)는 일단(140a)이 냉각팬(113)의 상부에 장착되며 타단(140b)이 케이스(120)의 통공(121) 외주연에 장착된다. 순환파이프(140)의 일단(140a)에는 다수의 체결돌기(141)가 형성되며, 체결돌기(141)는 냉각팬(113)의 외주프레임(113a)에 형성된 체결구(113b)에 착탈식으로 결합되어 순환파이프(140)와 냉각팬(113)이 조립되도록 한다. 그러나, 본 발명에서 순환파이프(140)와 냉각팬(113)의 조립 방식을 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 순환파이프(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각팬(113)과 방열핀 조립체(130)에 의한 밀폐공간(SA)을 연통시켜, 발열부품(111)에 의한 구동열을 갖는 공기가 케이스(120) 외부의 밀폐공간(SA)을 대류하여 냉각되도록 안내하며, 냉각팬(113)을 외부로부터 차폐하여 분진이 냉각팬으로 유입되지 않도록 돕는다. 한편, 순환파이프(140)는 냉각팬(113)과 통공(121) 사이에 자유롭게 설치 가능하도록 쉽게 구부러지는 연성의 수지로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 순환파이프(140)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 안전커버(150)는 방열면(131)의 외부방열핀(131b)을 감싸도록 방열핀 조립체(130)에 착탈식으로 결합된다. 즉, 안전커버(150)는 방열면(131)에 대향하는 전면부(151) 및 전면부(151)의 양측변으로부터 각각 절곡되어 방열핀 조립체(130)의 좌우 측면부(132)에 각각 체결되는 날개부(152, 153)로 이루어질 수 있다. 날개부(152)에는 방열핀 조립체(130)의 좌우 측면부(132)에 형성된 체결돌기(132b)에 대응하는 적어도 하나 이상의 체결구(154)가 형성되어, 안전커버(150)가 방열핀 조립체(130)에 용이하게 체결되도록 이루어질 수 있다. 안전커버(150)는 외부방열핀(131b)으로 인하여 손이 다치는 등의 안전사고를 예방한다.
한편, 본 발명은 도시하지는 않았으나, 케이스(120) 내부에는 하드디스크 드라이브(HDD) 장치가 포함되는데, 하드디스크 드라이브 장치는 산업 현장의 진동에 의해 손상되기 쉬우므로 별도의 브라켓(미도시)를 통해 케이스(120)에 안전하게 고정된 상태로 이용된다. 하드디스크 드라이브 장치와 케이스(120)는 브라켓에 나사 등의 고정부재(미도시)를 채용하여 고정되며, 고정부재와 브라켓 사이에는 고무 등과 같은 탄성부재(미도시)를 개재하여 탄성부재가 외부의 진동을 흡수하도록 함으 로써 하드디스크 드라이브 장치에 진동이 발생되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 방진 성능 및 내진동성이 높은 산업용 컴퓨터(1)를 제공할 수 있게 된다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(1)의 방열 구조에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(1)의 방열 구조를 설명하기 위한 단면도가 도시되어 있다.
상술한 산업용 컴퓨터(1)의 방열은, 도 5에 도시된 바와 같이, 순환파이프(140)를 통해 구동열을 케이스(120) 외부로 방출하는 단계(a)와, 방열핀 조립체(130)를 통해 공기를 냉각시키는 단계(b)와, 케이스(120)로 내부로 냉각된 공기가 다시 유입되어 발열부품(111)이 냉각되는 단계(c)를 포함한다.
먼저, 발열부품(111)에서 발생되는 구동열은 히트싱크(112)와 냉각팬(113)을 통해 일차적으로 냉각되며, 구동열을 포함한 케이스(120) 내부의 공기는 순환파이프(140)와 통공(121)을 거쳐 케이스(120)와 방열핀 조립체(130) 사이의 밀폐공간(SA)으로 배출된다. 배출된 공기는 방열핀 조립체(130)의 내부방열핀(131a) 사이를 순환하면서 냉각되어 다시 케이스(120)의 측면부(120a) 하부에 형성된 윈도우(122)를 통해 케이스(120) 내부로 유입된다. 방열핀 조립체(130)는 외부방열핀(131b)을 통해 순환파이프(140)로부터 배출된 공기에 전도된 열을 외부로 방출한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 산업용 컴퓨터(1)의 방열 구조는 케이스(120)가 방열핀 조립체(130)에 의해 완전히 밀폐된 상태에서 이루어지므로 산업 현장에서 발생되는 분진에 강한 구조를 갖는다. 또한, 케이스(120) 내부의 냉각팬(113)이 순환파이프(140)에 의해 보호되므로 팬의 회전에 따른 케이스(120) 내부의 분진 발생으로 인한 고장이 방지되는 산업용 컴퓨터(1)를 제공할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터에 대해서 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터로써 도 3의 일 실시예에 대응하는 부분을 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(2)는 발열부품(211)이 실장된 다수의 인쇄회로기판(210)과, 인쇄회로기판(210)을 내부에 내장하는 케이스(220)와, 케이스(220)에 설치되는 방열핀 조립체(230)와, 발열부품(211)과 방열핀 조립체(230)를 연통시키는 순환파이프(240), 방열핀 조립체(230)를 감싸는 안전커버(250) 및 발열부품(211)과 방열핀 조립체(230)를 열적으로 연결시키는 히트파이프(260) 및 히트파이프(260)와 방열핀 조립체(230) 사이에 개재된 히트플레이트(270)를 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 히트파이프(260) 및 히트플레이트(270)를 제외한 다른 부분은 도 1 내지 도 5의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 도 1 내지 도 5의 산업용 컴퓨터(1)와 다른 점을 위주로 설명하기로 한다.
상기 히트파이프(260)는 발열부품(211)으로부터 발생된 구동열을 방열핀 조 립체(230)에 열적으로 전달하기 위한 것으로, 제1전열부재(261), 제2전열부재(262) 및 전도성파이프(263)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제1전열부재(261)는 히트싱크(212)와 냉각팬(213) 사이에 설치되며, 제2전열부재(262)는 방열핀 조립체(230) 중 방열면(231)의 상단에 설치된다. 이때, 전도성파이프(263)는 제1전열부재(261) 및 제2전열부재(262)를 열적으로 연결시키며, 제1전열부재(261) 및 제2전열부재(262)는 각각 히트싱크(212) 및 방열면(231)과 면접촉되도록 설치된다. 또한, 제2전열부재(262)는 하술할 히트플레이트(270)와 면접촉하도록 설치 가능하다. 도시하지는 않았으나, 제1전열부재(261) 및 제2전열부재(262)는 볼트 등의 체결부재를 매개로 히트싱크(212) 및 방열핀 조립체(130)에 각각 조립될 수 있다. 히트파이프(260)는 열전도성이 강한 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 또는 이에 등가하는 재질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 이때, 케이스(220)는 통공(221)의 상부에 형성된 개구부(223)를 통해 전도성파이프(263)를 노출시켜 전도성파이프(263)가 제2전열부재(262)에 연결되도록 할 수 있다.
상기 히트플레이트(270)는 판상의 열전도성 전도성 부재로 이루어지며 제2전열부재(262) 및 상기 방열면(232) 사이에 개재되도록 형성된다. 히트플레이트(270)는 제2전연부재(262)를 통해 전도된 열이 방열핀 조립체(230)에 빠르게 확산되도록 돕는 역할을 한다.
상술한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 산업용 컴퓨터(2)는 히트파이프(260)를 포함하여 밀폐된 케이스(220) 내부에서의 발열부품(211)의 구동열이 보 다 빠르게 냉각되도록 하고, 판상의 히트플레이트(270)를 통해 방열면(232)과의 접촉면적을 넓힘으로써 열전도를 이용한 방열효율이 향상되도록 돕는다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터에 대해 설명하기로 한다.
도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터를 나타낸 분리사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터 중 케이스와 발열부품 간의 열적 연결 구조를 나타낸 부분결합사시도가 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(3)는 하나 이상의 발열부품(311)이 실장된 인쇄회로기판(310)과, 인쇄회로기판(310)을 내부에 내장하며 적어도 일면이 방열면(321)으로 이루어진 밀폐형 케이스(320)와, 방열면(321)에 부착되는 히트플레이트(330)와, 발열부품(311) 및 히트플레이트(330)를 열적으로 연결하는 히트파이프(340) 및 방열면(321)을 감싸는 안전커버(350)를 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 산업용 컴퓨터(3)는 랙 마운트 타입, 박스 타입 및 데스크탑 타입 등 다양한 타입에 적용될 수 있는 표준 형태의 방열 구조를 갖도록 이루어진다.
먼저, 인쇄회로기판(310)은 산업용 컴퓨터(3)를 구동하는 주요 부품들이 실장된 상태로 밀폐형 케이스(320) 내부에 조립되는 것으로, 중앙처리장치(CPU), 그래픽카드 및 파워서플라이 등 적어도 하나 이상의 발열부품(311)이 실장된다. 발열 부품(311)의 상면에는 발열부품(311)의 구동열을 냉각시키기 위한 히트싱크(312)가 밀착된 상태로 적층된다. 히트싱크(312)의 상면에는 하술할 히트파이프(340)가 연결되어 구동열을 케이스(320) 외부로 방출하도록 이루어진다.
상기 케이스(320)는 내부에 인쇄회로기판(310)을 수용하며, 외부로부터 밀폐되는 밀폐형으로 이루어지되 적어도 일면은 발열부품(311)의 구동열을 외부로 방출 가능한 방열 구조를 포함한다. 보다 상세하게 설명하면, 케이스(320)는 바닥면(321), 바닥면(321)을 둘러싸는 측면부(322) 및 측면부(322)를 밀폐하는 방열면(323)을 갖는다. 바닥면(321)은 대략 사각형의 판상으로 이루어지며, 측면부(322)는 'ㄷ'자 형상의 프레임(322a)과 이에 끼움 결합되며 인쇄회로기판(310)에 전기적으로 연결될 케이블 설치되는 케이블 설치부(322b)를 포함한다. 방열면(323)은 측면부(322)에 착탈식으로 결합되며, 외면에는 일정한 간격으로 이격된 다수의 방열핀(323a)이 종방향으로 형성된다. 본 발명에서, 방열면(323)은 하술할 히트파이프(340)로 인해 발열부품(311)과 열적으로 연결되어 발열부품(311)을 냉각시킬 수 있다. 한편, 본 발명에서 케이스(320)의 형태는 발명의 이해를 돕기 위한 일례이며 다양한 형태로 설계될 수 있음은 물론이다.
상기 히트플레이트(330)는 방열면(323)의 내면에 부착되어 히트파이프(340)로부터 전도된 구동열을 방열면(323)에 확산시키는 역할을 한다. 즉, 히트플레이트(330)는 판상으로 이루어지며, 상면은 방열면(323)에 횡방향으로 길게 밀착되도록 부착되며 하면은 하술할 히트파이프(340)에 연결된다. 히트플레이트(330)는 판상으로 이루어지므로 제2전열부재(342)와 방열면(323) 간에 넓은 접촉 면적을 제공 할 수 있기 때문에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 케이스(320)는 제2전열부재(342)와의 접촉을 고려하지 않고 평면이 아닌 다양한 형태로 응용 설계될 수 있다.
상기 히트파이프(340)는 발열부품(311)으로부터 발생된 구동열을 방열면(323)에 열적으로 전달하기 위한 것으로, 제1전열부재(341), 제2전열부재(342) 및 전도성파이프(343)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제1전열부재(341)는 발열부품(311) 또는 히트싱크(312)의 상면에 밀착되도록 설치되며, 제2전열부재(342)는 히트플레이트(330)의 하면에 밀착되도록 설치된다. 또한, 전도성파이프(343)는 제1전열부재(341) 및 제2전열부재(342)를 열적으로 연결시켜 제1전열부재(341)에 전도된 발열부품(311)의 구동열을 제2전열부재(342)에 전달한다. 제1전열부재(341) 및 제2전열부재(342)는 볼트 등의 체결부재를 매개로 발열부품(311) 또는 히트싱크(312) 및 히트플레이트(330)에 각각 조립될 수 있으며, 밀착되는 대상물과 넓게 접촉이 가능하도록 가능한 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 히트파이프(340)는 열전도성이 강한 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 또는 이에 등가하는 재질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 안전커버(350)는 단면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어진 프레임으로, 방열면(323)으로부터 돌출된 방열핀(323a)을 감싸도록 이루어진다. 즉, 안전커버(350)는 단부에 케이스(320)에 형성된 체결돌기(320a)를 내삽하도록 형성된 체결구(350a)를 매개로 케이스(320)에 착탈식으로 결합될 수 있다. 따라서 안전커버(350)는 방열핀(323a)의 전면 및 좌우면을 감싸도록 이루어져 방열핀(323a)으로 인해 손이 다치는 등의 안전사고를 예방할 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(3)는 방열면(323)을 포함하는 밀폐형 케이스(320)를 구비하여 랙 마운트 타입, 박스 타입 및 데스크탑 타입 등 다양한 타입에 적용이 용이한 방열 구조를 갖는다. 즉, 방열핀(323a)을 케이스(320)에 일체형으로 형성함으로써 종래와 달리 케이스의 변형에 따라 방열판을 교체해야 하는 수고를 줄일 수 있다. 또한, 케이스(320)가 외부로부터 밀폐되므로 먼지 등의 유입이 거의 없고, 냉각팬을 사용하지 않고도 방열이 가능한 구조로 이루어지므로 케이스(320) 내부의 방진 효율이 보다 향상된 산업용 컴퓨터(3)를 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터의 부분분리사시도.
도 2는 도 1의 산업용 컴퓨터 중 방열핀 조립체의 사시도.
도 3은 도 1의 산업용 컴퓨터를 A-A' 선에 따라 자른 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터 중 순환파이프와 냉각팬의 부분분리사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터의 방열 구조를 설명하는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터로써 도 3에 대응하는 부분을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터의 분리사시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산업용 컴퓨터 중 케이스와 발열부품 간의 열적 연결 구조를 나타낸 부분결합사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1, 2, 3 : 산업용 컴퓨터 110, 210, 310 : 인쇄회로기판
111, 211, 311 : 발열부품 112, 212, 312 : 히트싱크
113, 213 : 냉각팬 120, 220, 320 : 케이스
130, 230 : 방열핀 조립체 270, 330 : 히트플레이트
260, 340 : 히트파이프 150, 250, 350 : 안전커버

Claims (6)

  1. 하나 이상의 발열부품(111, 211)이 실장되며, 상기 발열부품(111, 211)의 상면에 밀착되도록 고정된 히트싱크(112, 212) 및 상기 히트싱크(112, 212)의 상부에 체결되는 냉각팬(113, 213)을 포함한 인쇄회로기판(110, 210);
    내부에 상기 인쇄회로기판(110, 210)이 설치되며, 상부에는 하나 이상의 통공(121, 221)이 형성되고 하부에는 다수의 개구된 윈도우(122, 222)가 서로 인접하도록 형성된 측면부(120a, 220a)를 포함한 케이스(120, 220);
    내면에는 횡방향으로 형성된 내부방열핀(131a, 231a)이 상하 간에 지그재그 형태로 배열되고, 외면에는 종방향의 외부방열핀(131b, 231b)이 일정 간격으로 이격 형성된 사각 형상의 방열면(131, 231)과, 상기 방열면(131, 231)을 둘러싸되 단부에는 상기 통공(121, 221) 및 상기 윈도우(122, 222)의 외주연에 형성된 체결구(123)에 내삽되는 체결돌기(132a)가 형성되어 상기 케이스(120, 220)의 통공(121, 221) 및 윈도우(122, 222)를 밀폐하여 상기 케이스(120, 220)와의 사이에 밀폐공간(SA)을 제공하는 측면부(132, 232)를 갖는 방열핀 조립체(130, 230); 및
    일단은 상기 냉각팬(113, 213)의 외주프레임(113a)에 착탈식으로 결합되고 타단은 상기 케이스(120, 220)의 통공(121, 221) 외주연에 장착되어 상기 냉각팬(113, 213)과 상기 방열핀 조립체(130, 230)에 의한 밀폐공간(SA)을 연통시키는 순환파이프(140, 240);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 컴퓨터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트싱크(212)와 상기 냉각팬(213) 사이에 설치되는 제1전열부재(261)와, 상기 방열면(231)의 상부에 설치되는 제2전열부재(262)와, 상기 제1전열부재(261) 및 상기 제2전열부재(262)를 열적으로 연결하는 전도성파이프(263)로 이루어지는 히트파이프(260)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 산업용 컴퓨터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2전열부재(262) 및 상기 방열면(231) 사이에는 판상의 히트플레이트(270)가 더 개재된 것을 특징으로 하는 산업용 컴퓨터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열면(131, 231)의 외부방열핀(131b, 231b)을 감싸도록 상기 방열핀 조립체(130, 230)에 착탈식으로 결합되는 안전커버(150, 250)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 컴퓨터.
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