KR101159703B1

KR101159703B1 - 탈부착식 전자 부품 냉각기

Info

Publication number: KR101159703B1
Application number: KR1020100052381A
Authority: KR
Inventors: 윤종성; 우용건; 윤정상; 서동섭; 민경민; 윤린
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2012-06-26
Also published as: KR20110132824A

Abstract

본 발명은 냉각 용량과 공간에 따라 핀의 탈,부착이 자유로운 히트 파이프를 적용함으로써 냉각효과의 극대화 및 극소화를 조절할 수 있어 적절한 냉각량 부여가 가능하도록 한 탈부착식 전자 부품 냉각기에 관한 것이다.
본 발명은 발열체(C)에 장착되어 열을 냉각시키는 것으로, 일정 간격으로 배치되는 다수의 기둥부재(2); 상기 기둥부재(2)를 연결하도록 결합되며 일정 간격을 갖도록 이격 적층되는 다수의 방열핀(4); 상기 기둥부재(2)에 부착되어 공기를 흡입 및 배출하는 방열휀(6); 상기 기둥부재(2)에 결합된 히트파이프(100); 상기 히트파이프(100)의 하부가 결합되며 상기 발열체(C)에 접촉되는 플레이트(5)를 포함하며, 상기 방열핀(4)의 수량을 조절하여 방열 능력을 설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

탈부착식 전자 부품 냉각기{COOLER FOR ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 탈부착식 전자 부품 냉각기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각 용량과 공간에 따라 방열핀의 수량을 조절할 수 있어 냉각량의 조절이 가능한 탈부착식 전자 부품 냉각기에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터는 데스크톱과 노트북으로 구분되는데, 기술의 발달로 인해 점차 고사양으로 발전하고 있고, 아울러 점점 더 작아지는 추세에 있다.

컴퓨터의 내부에는 씨피유, 그래픽카드와 같이 발열이 심한 부품이 있으며, 사양이 높아질수록 발열량이 많아지므로 이에 대한 방열 수단이 필요하다.

가장 적합한 방열 수단으로는 부품에 직접 장착되어 열을 외부로 방출시키는 방열휀이 사용되고 있다.

상기 방열휀은 케이스 내에 장착된 프로펠러로 구성되며, 특히 부품에 직접 접촉 설치된 핀(fin)에 장착된다.

상기 핀은 열전달성이 우수한 다수의 얇은 금속판이 일정한 간격으로 배열됨으로써 열을 전달 받아 핀 사이의 공간에 열이 집중되도록 한 후 상기 방열휀의 작동에 의해 흡입되어 배출되도록 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉각 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 냉각 장치는 CPU(10')의 상면에 접착되어 바닥판(21') 및 다수의 방열핀(22')을 포함하여 형성된 방열판(20')과, 상기 방열판(20')의 상면에 고정되는 냉각팬(30')과, 상기 냉각팬(30')을 상기 방열판(20')에 고정시키는 서포트 패널(40')을 포함하여 구성된다.

상기에서 방열판(20')은 방열 면적이 보다 넓게 형성되도록 함으로써 보다 원활한 방열이 이루어지도록 하게 된다.

따라서, 상기 CPU(10')의 동작으로 인해 발생되는 열은 상기 방열판(20')으로 전도되고, 상기 방열판(20')으로 전도된 열은 상기 냉각팬(30')의 구동에 의해 방출되어 상기 CPU(10')의 냉각이 수행된다.

그러나 종래 기술은 방열면적의 변화를 위한 핀의 탈부착이 불가능하므로 냉각용량에 따라 방열능력을 조절할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 방열핀의 수량, 형상, 크기를 자유로이 조절할 수 있어 필요한 방열능력에 맞출 수 있도록 하고, 또한 냉각능력을 갖는 히트파이프를 방열핀 및 기둥에 열전달이 가능하도록 연결함으로써 열전달율을 증대시켜 방열효율이 향상될 수 있도록 한 탈부착식 전자 부품 냉각기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 탈부착식 전자 부품 냉각기는, 일정 간격으로 배치되고 히트파이프를 삽입한 다수의 기둥부재; 상기 기둥부재를 연결하도록 결합되며 일정 간격의 틈새로 이격되어 적층되는 다수의 방열핀; 상기 기둥부재에 부착되어 공기를 흡입 및 배출하는 방열휀을 포함하되, 상기 방열핀의 설치 수량을 자유로이 조절함으로써 방열능력을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 방열핀의 수량, 형상, 크기를 자유로이 조절할 수 있어 필요한 방열능력에 적합하게 설정할 수 있으므로 최적의 방열 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한 히트파이프와 기둥부재의 결합에 의해 열전달율을 증대시켜 방열효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉각 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기를 나타낸 결합사시도.
도 4는 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기에 적용되는 '기둥부재'의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기에 적용되는 '방열핀'의 여러가지 실시 예를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기를 나타낸 분해사시도, 도 3은 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기를 나타낸 결합사시도, 도 4는 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기에 적용되는 '기둥부재'의 다른 실시예를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기에 적용되는 '방열핀'의 여러가지 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 탈부착식 전자 부품 냉각기(A)는, 발열체(C)에 장착되어 열을 냉각시키는 것으로, 일정 간격으로 배치되는 다수의 기둥부재(2); 상기 기둥부재(2)를 연결하도록 결합되며 일정 간격을 갖도록 이격 적층되는 다수의 방열핀(4); 상기 기둥부재(2)에 부착되어 공기를 흡입 및 배출하는 방열휀(6)을 포함한다.

상기 기둥부재(2)는 다각면의 봉체이며 외면에 끼움홈(202)이 형성되고 중심부에 히트파이프(100)가 결합되는 결합공(204)이 형성된다.

기둥부재(2)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 단면이 사각형으로 형성된다.

또는 도 4에 나타낸 바와 같이 기둥부재(2')는 단면이 육각형으로도 형성될 수 있다.

이외에도 기둥부재의 단면형상은 다양하게 변형 실시될 수 있다.

상기 방열핀(4)은 일정 면적을 갖는 박판상이며 양단부에 상기 끼움홈(202)에 결합되는 돌기(42)가 형성된 것이며, 기둥부재(2)에 결합 및 분리가 용이하도록 한다.

상기 방열핀(4)은 열전달률이 높은 알루미늄, 동 재질이 적당하며, 그 형상은 도 5에 나타낸 바와 같이, 타원형(a), 마름모꼴(b), 직사각형(c)의 형상으로 이루어진다.

상기 끼움홈(202) 및 돌기(42)는 도브테일 형상이 바람직하나 반드시 이에 한정될 필요는 없다.

한편 방열핀(4)들 사이의 간격을 유지하기 위해 이격부재(미도시)가 더 구비될 수도 있다.

즉, 상하로 적층된 다수의 방열핀(4)들 사이의 간격은 이격부재의 크기에 따라 설정된다.

상기 방열휀(6)은 장방형의 케이스(62)와, 상기 케이스(62)의 내부에 회전가능하게 결합된 프로펠러(64)로 구성되며, 상기 케이스(62)가 기둥부재(2)에 결합됨으로써 설치된다.

이때 방열휀(6)과 기둥부재(2)의 결합을 용이하게 하기 위해 연결구(8)가 더 결합된다.

상기 연결구(8)는 일정 길이를 가지며 단면이 삼각형인 부재로써 일면에는 상기 기둥부재(2)의 끼움홈(202)에 결합되는 끼움부(82)가 형성되고, 타면에는 방열휀(6)과 나사결합되도록 나사체결공(84)이 형성된다.

상기 히트파이프(100)는 진공 상태의 관속에 끊는점이 낮은 액체 상태의 작동 유체를 되돌려 보내는 형식이다.

즉 증발부에서 액체가 가열되어 기체 상태로 응축부로 열기를 전달하고 방열핀(4)에서 강재대류방식으로 열을 식혀 다시 액체가 되어 증발부로 돌아가는 형식이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 히트파이프(100)는 상부측은 각 기둥부재(2)에 매립된 후 일정 길이로 돌출되고, 하부측은 플레이트(5)에 매립된다.

각 기둥부재(2)의 상부에 돌출된 히트파이프(100)의 상단에는 덮개(500)가 결합된다.

덮개(500)는 4개의 히트파이프(100)의 상단이 결합되는 홀(550)을 갖는 평판으로써 각 기둥부재(2)의 형상을 견고하게 유지시킬 수 있고, 방열핀(4)들이 밀착될 수 있는 역할을 하게 된다.

상기 플레이트(5)는 일정 두께를 갖는 판상이며, 일측에는 히트파이프(100)를 가열시키도록 발열체(C)에 직접 접촉되는 증발부(미도시)가 형성된다.

즉 상기 증발부는 열이 발생되는 발열체(C)에 접촉되는 부위로써 발열체(C)의 열을 이용하여 히트파이프(100)의 일부분을 가열시키게 된다.

따라서 발열체(C)에 밀착된 플레이트(5)를 통해 열이 히트파이프(100)로 전달되면, 내부의 가열된 유체는 기체 상태로 상부로 이동되고, 상부로 이동된 유체는 방열휀(6)의 구동에 의해 냉각되어, 액상으로 변환된 후 하부의 플레이트(5)에 형성된 증발부(미도시)에 회수된다.

상기 증발부에 회수된 저온의 액체가 플레이트(5)를 통해 발열체(C)의 열을 냉각한다.

이러한 히트파이프(100)의 열 순환에 의해 냉각이 수행된다.

한편 다시 발열체(C)의 열은 플레이트(5) 및 히트파이프(100), 기둥부재(24), 방열핀(4)을 통해 전달된 후 방열휀(6)의 구동에 의해 냉각된다.

상기 발열체(C)는 통상 컴퓨터의 씨피유(CPU)를 의미하나 그외에 열을 발생시키는 부품도 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 결합 및 작용에 대해 설명한다.

먼저 다수의 기둥부재(2)를 적정한 간격으로 배치시켜 특정 형상을 이루도록 한다.

이러한 형상은 기둥부재(2)의 단면 형상에 따라 결정되는데, 예를 들어 단면이 사각형인 기둥부재(2)는 4개(설명의 편의상 제1 내지 제4기둥부재(21~24)로 구분하기로 함.)를 배치하여 사변형의 모서리에 위치되도록 한다.

이후 제1 내지 제4기둥부재(21~24)의 결합공으로 히트파이프(100)를 각각 결합시키고, 측면의 끼움홈(202)에 방열핀(4)의 돌기(42)를 끼워 결합시키되, 상하로 적층되는 다수의 방열핀(4)은 상호 크로스되게 설치된다.

즉, 최상부에 방열핀(4)은 제1 및 제3기둥부재(21,23)에 양단부가 결합되고, 그 하부의 방열핀(4)은 제2 및 제4기둥부재(22,24)에 양단부가 결합된다.

이러한 방식으로 다수의 방열핀(4)들을 교차 결합방식을 취하면서 배치시키며, 상하에 적층된 방열핀(4)들 사이에는 이격부재가 결합되어 적절한 이격거리가 유지되도록 한다.

방열핀(4)의 갯수는 필요한 만큼 조정할 수 있으므로 냉각능력을 적절하게 조절할 수 있다.

이후 제1 및 제4기둥부재(21,24)의 비어있는 끼움홈(202)에 연결구(8)를 결합하고, 이렇게 결합된 2개의 연결구(8)의 나사체결공(84)에 방열휀(6)의 케이스(62)에 형성된 나사공(66)을 일치시킨 후 나사(미도시)를 체결시킴으로써 조립이 완료된다.

이후 제1 및 제4기둥부재(21,24)의 상부에 4개의 구멍을 갖는 덮개(미도시)가 장착된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 ; 기둥부재 4 ; 방열핀
6 : 방열휀 8 : 연결구
21~24 ; 제1~제4기둥부재 42 ; 돌기

Claims

발열체(C)에 장착되어 열을 냉각시키는 것으로,
일정 간격으로 배치되는 다수의 기둥부재(2);
상기 기둥부재(2)를 연결하도록 결합되며 일정 간격을 갖도록 이격 적층되는 다수의 방열핀(4);
상기 기둥부재(2)에 부착되어 공기를 흡입 및 배출하는 방열휀(6);
상기 기둥부재(2)에 결합된 히트파이프(100);
상기 히트파이프(100)의 하부가 결합되며 상기 발열체(C)에 접촉되는 플레이트(5)를 포함하며,
상기 방열핀(4)의 수량을 조절하여 방열 능력을 설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 1항에 있어서,
상기 방열핀(4)은 기둥부재(2)와 도브테일 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 2항에 있어서,
상기 기둥부재(2)는
다각면의 봉체이며 외면에는 상기 방열핀(4)이 결합되도록 끼움홈(202)이 형성되고, 중심부에 상기 히트파이프(100)가 결합되는 결합공(204)이 형성된 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 3항에 있어서,
상기 방열핀(4)은
일정 면적을 갖는 박판상이며, 양단부에 상기 끼움홈(202)에 결합되는 돌기(42)가 형성된 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 1항에 있어서,
상기 방열핀(4)은 알루미늄 또는 동 재질이며, 형상은 타원형, 마름모꼴, 직사각형 중 택일된 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 1항에 있어서,
상기 기둥부재(2)는 단면이 사각형 또는 육각형인 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 1항에 있어서,
상기 방열휀(6)과 기둥부재(2)를 연결하는 연결구(8)가 더 포함되며,
상기 연결구(8)는
일면에는 상기 기둥부재(2)의 끼움홈(202)에 결합되는 끼움부(82)가 형성되고, 타면에는 방열휀(6)과 나사결합되도록 나사체결공(84)이 형성된 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.
제 1항에 있어서,
상기 히트파이프(100)는 상단이 상기 기둥부재(2)의 상부로 돌출되고, 상기 돌출된 히트파이프(100)의 상단에 덮개(500)가 결합된 것을 특징으로 하는 탈부착식 전자 부품 냉각기.