KR101272346B1 - 히트파이프가 장착된 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트파이프가 장착된 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 히트파이프를 이용하여 발열체에서 발생된 열을 보다 신속하게 전달시켜 냉각시킬 수 있는 히트파이프가 장착된 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명의 히트파이프가 장착된 냉각장치는, 히트파이프와; 일면에 발열체가 장착되고, 상기 히트파이프를 감싸고 있는 히트싱크로 이루어지되, 상기 히트파이프는, 내부에 작동유체가 충진된 중공형상의 관체와; 상기 관체의 내부에 배치되는 막대 형상의 윅(wick)으로 이루어지고, 상기 히트싱크는, 금속회로기판으로 이루어져 일면에 상기 발열체가 전기적으로 결합된 하부부재와; 상기 히트파이프의 반대방향으로 방열핀이 형성되고, 상기 하부부재와 결합하는 상부부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

히트파이프가 장착된 냉각장치 { COOLING SYSTEM HAVING HEAT PIPE }
본 발명은 히트파이프가 장착된 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 히트파이프를 이용하여 발열체에서 발생된 열을 보다 신속하게 전달시켜 냉각시킬 수 있는 히트파이프가 장착된 냉각장치에 관한 것이다.
고출력 LED를 이용한 LED조명 제품에는 투광등과 LED가로등이 주를 이루고 있으며 일부는 실내 조명 제품들이 판매되고 있다.
LED가로등은 고출력 광원을 얻기 위하여 다량의 LED를 사용해야 하며 다량의 LED효율은 열로 변환되어 광효율 저하는 물론이고 접합온도의 상승으로 수명을 저하시킨다.
때문에 고효율 히트싱크를 이용하여 LED가로등이나 보안등의 열 저항을 줄여 LED소자의 성능과 신뢰성을 향상시킬 필요가 절실하다.
보통 LED모듈의 열전달 경로는 LED패키지내에서 열전달, LED패키지에서 PCB로, PCB에서 히트싱크로, 히트싱크에서 외부로 대류 열전달시키는 단계를 거치게 된다.
최근에는 열전도율이 동(Cu)의 30배 이상 빠른 히트파이프를 이용하여 효과적으로 외부에 열전달을 하는 기술이 개발되고 있다.
일반적으로 히트파이프는 고온에서 저온으로의 열 교환ㆍ수송 능력이 우수하기 때문에, 전자ㆍ통신장비 및 산업기계 등에서 열교환 및 수송용 열소자로 사용되어져 오고 있다.
특히, 전자ㆍ통신장비 및 컴퓨터 등의 칩 설계 및 제조기술의 발달로 선폭의 축소와 부피의 감소로 인하여 단위 부피 또는 단위 면적당 발열량이 증가되는 추세에 있다.
히트파이프는 공기냉각을 이용한 히트싱크/팬 방식보다 열처리 성능이 우수하기 때문에 이러한 장치의 냉각소자로 많이 사용되고 있고 발열량 증가에 따라 더욱 적용사례가 증가할 것으로 예측되어 진다.
이러한 히트파이프가 장착된 냉각장치는, LED모듈과 같은 발열체가 히트파이프의 일단에 장착된 히트싱크에 결합되어, LED모듈에서 발생되는 열을 히트파이프의 타단으로 신속하여 이동시켜 냉각시키는 구조로 되어 있다.
그러나, 종래의 히트파이프가 장착된 냉각장치는, LED모듈과 같은 발열체에 전기를 공급하기 위한 회로기판을 히트싱크와 별개로 제작하여 이를 상호 결합시키는 구조로 되어 있었다.
이 경우, 회로기판과 히트싱크의 접착이 완벽하지 않아 조금의 공기층이라도 생기면 열전달 효율이 현저하게 떨어지는 단점이 있다.
또한, 종래의 히트파이프는 소형화가 곤란하거나 제조 공정이 까다롭고, 공정상 제조 단가가 상승하여 대중화를 이루는데 어려움이 있고, 다량의 열을 이송하는데 문제점이 있다.
또한, 히트파이프 내부에 충진되어 있는 작동유체에 탄소나노튜브를 혼합하여 사용하는 경우도 있는데, 이 경우 효율은 좋으나, 그 분산 과정이 난이도가 높고 비용도 높은 뿐만 아니라 고온가열이 반복되는 과정이 계속되면 분산되었던 나노튜브는 열전달을 방해하는 파울링 현상으로 뭉쳐지는 현상이 나타나게 되어, 본래의 기능을 상실하기 때문에 이루고자 하는 효율 향상이 반감되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 발열체가 장착되는 회로기판과 히트싱크를 일체형으로 제작하여 열전달 효율을 향상시키고, 윅에 탄소나노튜브를 코팅하여 히트파이프의 열전달 및 방열효과를 증대시킬 수 있는 히트파이프가 장착된 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 히트파이프가 장착된 냉각장치는, 히트파이프와; 일면에 발열체가 장착되고, 상기 히트파이프를 감싸고 있는 히트싱크로 이루어지되, 상기 히트파이프는, 내부에 작동유체가 충진된 중공형상의 관체와; 상기 관체의 내부에 배치되는 막대 형상의 윅(wick)으로 이루어지고, 상기 히트싱크는, 금속회로기판으로 이루어져 일면에 상기 발열체가 전기적으로 결합된 하부부재와; 상기 히트파이프의 반대방향으로 방열핀이 형성되고, 상기 하부부재와 결합하는 상부부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 하부부재와 상부부재는 상기 히트파이프를 사이에 두고 상기 히트파이프의 일단에 장착되고, 상기 히트싱크는 상기 히트파이프의 타단에 장착되는 다수개의 방열판을 더 포함하여 이루어진다.
상기 하부부재에는 상기 히트파이프의 일단의 하부가 안착되는 하부안착홈이 형성되어 있고, 상기 상부부재에는 상기 히트파이프의 일단의 상부가 안착되는 상부안착홈이 형성되며, 상기 방열핀은 상기 히트파이프의 일단을 중심으로 방사형으로 형성되고, 상기 방열판은 상기 히트파이프의 길이방향의 수직방향으로 다수개가 이격장착된다.
상기 히트파이프는 일직선형으로 형성되되, 상기 히트파이프의 타단은 일단보다 높게 위치한다.
또한, 상기 하부부재와 상부부재는 일체로 이루어지고, 상기 관체는 상기 히트싱크의 길이방향으로 형성된 홀에 의해 형성될 수도 있다.
또한, 상기 상부부재는 상기 하부부재의 상부에 배치되고, 상기 방열핀은 상기 하부부재와 상부부재의 적층방향의 수직방향으로 돌출 형성되며, 상기 히트파이프는 상기 상부부재의 내부에 상하방향으로 장착되도록 할 수도 있다.
상기 발열체는 LED패키지로 이루어져 상기 하부부재에 장착된다.
상기 윅에는 탄소나노튜브가 코팅되어 있다.
상기 윅은, 압축된 다공천연섬유와; 상기 다공천연섬유의 외주면을 감싸는 부직포로 이루어지고, 상기 다공천연섬유와 부직포에는 상기 탄소나노튜브가 함유되어 코팅된다.
상기 윅의 직경은 상기 관체의 내경보다 작고 상기 관체의 내부에서 유동가능하게 배치되어, 상기 윅은 중력에 의해 상기 관체의 하부에 배치된다.
상기 작동유체의 양은 상기 윅이 최대로 흡수할 수 있는 양의 100 ~ 110%임이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 히트파이프가 장착된 냉각장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
히트싱크를 이루는 하부부재를 금속회로기판으로 제작하여 여기에 발열체를 전기적으로 연결되도록 직접 결합시킴으로써, 발열체가 전기적으로 장착되는 회로기판과 히트싱크를 일체형으로 할 수 있어 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 히트파이프를 이루는 윅에 탄소나노튜브를 코팅하여 히트파이프의 열전달 및 방열효과를 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 평면도,
도 4는 도 1의 A-A선을 취하여 본 단면도,
도 5는 도 1의 B-B선을 취하여 본 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프와 종래 열전달재료의 열전도율을 비교한 비교도면,
도 7은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치가 가로등에 장착된 예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예2에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 사시도,
도 9는 도 8의 C-C선을 취하여 본 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예3에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 사시도,
도 11은 도 10에서 D-D선을 취하여 본 단면도,
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 평면도이고, 도 4는 도 1의 A-A선을 취하여 본 단면도이며, 도 5는 도 1의 B-B선을 취하여 본 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프와 종래 열전달재료의 열전도율을 비교한 비교도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예1에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치가 가로등에 장착된 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 히트파이프가 장착된 냉각장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 히트파이프(100)와, 히트싱크(200)로 이루어진다.
상기 히트파이프(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 관체(110)와, 윅(120)으로 이루어진다.
상기 관체(110)는 중공형상으로 형성되어 길이방향으로의 일단과 타단이 폐쇄되어 있고, 상기 히트싱크(200)와 접하고 있으며, 내부에는 작동유체가 충진되어 있다.
상기 윅(120)은 상기 관체(110)의 내부에 삽입 배치되며, 외부는 균일한 모세관 구조를 가지고 있고 내부는 흡입력이 강력한 구조를 가지도록 구성되어, 빠른 열 이송력과 응축된 작동유체가 빠르게 귀환하도록 한다.
이러한 상기 윅(120)에는 탄소나노튜브(130)가 코팅되어 있다.
자세하게는, 상기 윅(120)은 도 4에 도시된 바와 같이, 다공천연섬유(121)와 부직포(122)로 이루어진다.
상기 다공천연섬유(121)는 압축된 상태의 원기둥 형상으로 형성되어 강력한 흡입력을 가지고 있다.
상기 부직포(122)는 상기 다공천연섬유(121)의 외주면을 감싸고 있으며, 균일한 모세관 구조를 가지고 있다.
위와 같은 상기 다공천연섬유(121)와 부직포(122)에 의해 상기 윅(120)은 흡입력이 강하고, 균일한 모세관 구조를 가지게 되어, 작동유체를 많이 머금으면서 빠르게 귀환시킬 수 있다.
종래에는 상기 윅(120)의 소재를 금속을 사용하였기 때문에, 작동유체의 흡입력이 높지 못했다.
상기 탄소나노튜브(130)는 상기 다공천연섬유(121) 및 부직포(122)에 함유되어 코팅됨으로써, 상기 윅(120)의 열전도 및 방열효과를 보다 높이는 역할을 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 히트파이프(100)는 상기 윅(120)에 탄소나노튜브(130)가 코팅되어 있어서, 알루미늄 및 구리뿐만 아니라 종래의 히트파이프(100)보다 열전도율이 월등히 높음을 알 수가 있다.
상기 윅(120)에 코팅되는 상기 탄소나노튜브(130)는 10~20 나노미터이고, 0.2~0.5% 탄소나노튜브(130)를 물에 분산한 상태에서 상기 다공천연섬유(121)와 부직포(122)로 이루어진 구조체를 수차례 침수했다가 건조하는 과정을 거쳐 내외부에 코팅을 한다.
이러한 코팅공정을 마치면, 윅(120)의 전부분에 상기 탄소나노튜브(130)가 코팅되어 복합구조의 기능인 모세관 작용과 흡수작용이 기존 사용하는 윅(120)보다 월등한 성능을 가지도록 할 수 있다.
그리고, 압축된 상기 다공천연섬유(121)의 외주면에 상기 부직포(122)를 감쌈으로써, 탄력이 우수해져 상기 윅(120)을 지지하기 위한 별도의 지지봉이 불필요하고, 상기 다공천연섬유(121)는 내열성 및 내화학성을 가지고 있어 어떠한 조건의 온도와 작동유체에도 아무런 문제없이 사용할 수 있다.
위와 같이, 상기 윅(120)에 탄소나노튜브(130)을 코팅하여 형성함으로써, 작동유체에 탄소나노튜브(130)를 분산하여 사용했던 종래기술보다, 사용하는 번거로움과 난이도를 없애고, 시간이 지나면 작동유체에서 파울링 작용에 의하여 효율이 반감되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한 균일한 모세관 압력과 강력한 흡수력을 가진 윅(120)에 탄소나노튜브(130)를 코팅함으로써, 열전도 속도를 기존의 히트파이프(100)보다 40%이상 향상시켰으며, 열효율을 30%이상 상승시켜 에너지가 절감되게 하였다.
한편, 상기 윅(120)의 직경은 상기 관체(110)의 내경보다 작고 상기 관체(110)의 내부에서 유동가능하게 배치되어, 상기 윅(120)은 자유상태에서 중력에 의해 항상 상기 관체(110)의 하부에 배치된다.
즉, 상기 윅(120)은 상기 관체(110)의 내부에 고정결합되어 있지 않고 유동가능하게 배치되어 있어, 항상 상기 관체(110)의 하부에 배치되게 된다.
그리고, 상기 관체(110) 내부에 있는 상기 작동유체의 양은 상기 윅(120)이 최대로 흡수할 수 있는 양의 100~110%로 충진되어 있도록 한다.
상기 작동유체의 양이 상기 윅(120)이 최대로 흡수할 수 있는 양보다 적을 경우에는, 상기 윅(120)이 건조되는 문제점과 상기 관체(110)의 증발부가 응축부보다 높게 배치된 경우 작동유체가 증발부에 거의 없어지는 문제점이 있다.
또한, 상기 작동유체의 양이 상기 윅(120)이 최대로 흡수할 수 있는 양보다 매우 많을 경우에는 상기 작동유체가 열전달에 장애물로 작용하여 열전달의 효과가 저하된다.
따라서, 본 발명과 같이 상기 작동유체의 양은 상기 윅(120)이 최대로 흡수할 수 있는 양의 100 ~ 110%로 충진되도록 한다.
위와 같이 상기 작동유체의 양을 충진함으로써, 상기 작동유체는 거의 모두가 상기 윅(120)에 흡수된 상태로 존재하게 된다.
위와 같은 상기 히트파이프(100)는 일직선형으로 형성되어 있고, 상기 방열판(230)이 장착된 상기 히트파이프(100)의 타단이 상기 히트싱크(200)가 장착된 일단보다 높게 위치하도록 함이 바람직하다.
상기 히트싱크(200)는 일면에 발열체(211)가 장착되고, 상기 히트파이프(100)를 감싸고 있다.
이러한, 상기 히트싱크(200)는 하부부재(210)와, 상부부재(220)와, 방열판(230)으로 이루어진다.
상기 하부부재(210)는 금속회로기판으로 이루어져 상기 히트파이프(100)의 하부에 배치되고, 하면에 상기 발열체(211)가 전기적으로 결합되어 있다.
상기 상부부재(220)는 상기 히트파이프(100)의 상부에 배치되어 상기 히트파이프(100)의 길이방향으로의 일단을 사이에 두고 상기 하부부재(210)와 결합하여 상기 하부부재(210)와 함께 상기 히트파이프(100)의 일단을 감싼다.
상기 상부부재(220)에는 상기 하부부재(210)가 배치된 방향의 반대방향인 상부에 다수개의 방열핀(221)이 형성되어 있고, 상기 방열핀(221)은 상기 히트파이프(100)의 일단을 중심으로 방사형으로 형성되어 있다.
상기 하부부재(210)에는 상기 히트파이프(100)의 일단의 하부가 안착되는 하부안착홈(212)이 형성되어 있고, 상기 상부부재(220)에는 상기 히트파이프(100)의 일단의 상부가 안착되는 상부안착홈(222)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 하부부재(210)의 하면에 결합되는 상기 발열체(211)는 금속회로기판으로 이루어진 상기 하부부재(210)와 전기적으로 결합되는 LED패키지로 이루어져 상기 하부부재(210)에 장착된다.
상기 발열체(211)는 LED패키지뿐만 아니라, 열을 발생시키면서 상기 하부부재(210)에 전기적으로 결합되는 반도체칩 등으로 이루어질 수도 있다.
본 실시예에서는 상기 발열체(211)가 LED패키지로 이루어져 있고, 이러한 발열체(211)가 금속회로기판으로 이루어진 상기 하부부재(210)에 전기적으로 통할 수 있도록 결합하여, 도 7에 도시된 바와 같이 가로등에 장착하여 조명장치로 활용된 것을 도시하였다.
위와 같이, 상기 발열체(211)를 상기 히트싱크(200)에 전기적으로 직접 결합시킴으로써, 종래와 같이 발열체(211)를 회로기판에 결합한 후 이를 다시 히트싱크(200)에 결합시키는 것보다 간단하고, 상기 발열체(211)가 장착되는 회로기판이 상기 히트싱크(200)를 이루는 하부부재(210)이기 때문에 회로기판과 히트싱크(200)를 일체로 제작하게 되어 상기 발열체(211)에서 발생되는 열을 상기 히트싱크(200)로 보다 잘 전달할 수 있다.
상기 방열판(230)은 다수개의 판재로 이루어져 상호 이격되어 있고, 상기 히트파이프(100)의 타단에 장착되어 있다.
이러한 상기 방열판(230)은 상기 히트파이프(100)의 길이방향의 수직방향으로 장착되어 있다.
상기 히트싱크(200)는 필요에 따라 상기 방열판(230)없이 상기 하부부재(210)와 상부부재(220)만으로 이루어질 수도 있다.
위와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 히트파이프(100)가 장착된 냉각장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 가로등에 적용하여 활용할 수도 있고, 그에 따른 분야에도 적용하여 활용될 수 있다.
도 7(a)는 히트파이프(100)가 수평으로 배치된 상태를 도시한 것이고, 도 7(b)는 히트파이프(100)가 경사지게 배치된 것을 도시한 것으로써, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 히트파이프(100)의 타단이 일단보다 높게 배치되도록 경사지게 배치함이 바람직하다.
본 발명의 구성을 이루는 상기 히트파이프(100)는 윅(120)이 관체(110) 내부에서 유동할 수 있도록 되어 있고, 윅(120)이 다공천연섬유(121)와 부직포(122)로 이루어지며, 윅(120)의 내외주면에 탄소나노튜브(130)가 함유되어 코팅되어 있기 때문에, 응축부쪽 즉 상기 방열판(230) 쪽이 약간 낮아도 작동이 원활하게 이루어질 수도 있다.
이는 상기 다공천연섬유(121)가 흡입력이 강하고 상기 부직포(122)가 균일한 모세관을 가지고 있기 때문에, 상기 방열판(230) 쪽이 약간 낮아도 작동유체는 상기 다공천연섬유(121)와 부직포(122)로 이루어진 윅(120)에 의해 상기 히트파이프(100)의 일단으로 용이하게 이동할 수 있다.
또한, 상기 윅(120)에는 상기 탄소나노튜브(130)가 코팅되어 있어서, 상기 발열체(211)에서 발생된 열이 상기 탄소나노튜브(130)의 높은 열전도로에 의해 윅(120) 전체를 통해 발열됨으로써, 히트파이프(100)의 열효율을 매우 증대시킬 수 있다.
또한 윅(120)의 제조단가를 획기적으로 50%이상 감소시켜 누구나 쉽게 사용하는데 부담이 없고, 응용제품의 체적을 줄일 수 있는 만큼 원재료의 원가절감이 되어 경제적 이익을 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예2에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 사시도이고, 도 9는 도 8의 C-C선을 취하여 본 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예2의 히트파이프가 장착된 냉각장치는, 히트파이프(100)와 히트싱크(200)로 이루어진다.
실시예2에서 상기 히트싱크(200)는 실시예1의 히트싱크(200)와 달리 일체형으로 이루어져 있다.
즉, 실시예1에서는 히트싱크(200)가 하부부재(210)와 상부부재(220)가 상호 결합하여 이루어져 있는데, 실시예2에서는 하부부재(220)와 상부부재(220)가 일체로 이루어져 히트싱크(200)를 형성한다.
그리고, 상기 히트파이프(100)를 형성하는 관체(110)는 별도로 제작되어 장착되지 않고, 상기 히트싱크(200)에 길이방향으로 형성된 홀에 의해 형성된다.
즉, 상기 히트싱크(200)의 내부에 길이방향으로 길게 홀을 형성함으로써 이것이 상기 관체(110)가 된다.
이때, 상기 관체(110)를 형성하는 홀은 내부에 윅(120)을 삽입하도록 하기 위해 일단이 개방되어 있고 타단이 폐쇄되어 있으며, 상기 윅(120)을 삽입한 상태에서는 별도의 덮개(140)를 이용하여 홀의 일단을 폐쇄하도록 한다.
한편, 상기 하부부재(210)의 하면에는 상기 발열체(211)가 장착된 별도의 회로기판이 장착될 수도 있다.
그 외 다른 사항은 실시예1과 동일 유사한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 실시예3에 따른 히트파이프가 장착된 냉각장치의 사시도이고, 도 11은 도 10에서 D-D선을 취하여 본 단면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 실시예3의 히트파이프가 장착된 냉각장치는, 히트파이프(100)와 히트싱크(200)로 이루어진다.
상기 히트싱크(200)는 하부부재(210)와 상부부재(220)로 이루어진다.
상기 하부부재(210)의 하면에는 발열체(211)가 장착되어 있다.
이때, 상기 하부부재(210)의 하면에는 상기 발열체(211)가 장착된 별도의 회로기판이 장착될 수도 있다.
그리고, 상기 상부부재(220)는 상기 하부부재(210)의 상부에 결합되고, 방열핀(221)은 상기 상부부재(220)의 외주면에서 상기 하부부재(210)와 상부부재(220)의 적층방향의 수직방향으로 돌출 형성되어 있다.
상기 히트파이프(100)는 상기 상부부재(220)의 내부에서 상기 상부부재(220)와 하부부재(210)가 적층된 방향인 상하방향으로 장착된다.
이러한 상기 히트파이프(100)는 관체(110)와 윅(120)으로 이루어지고, 상기 관체(110)는 실시예1과 같이 별도로 제작되어 상기 상부부재(220)의 내부에 상방향으로 장착될 수도 있고, 실시예2와 같이 상부부재(220)에 상방향으로 홀을 형성하여 그것이 관체(110)가 될 수도 있다.
도 11에서는 상기 관체(110)를 별도로 제작하여 이를 장착한 것이 도시되어 있다.
상기 히트파이프(100)의 하단은 상기 발열체(211)가 장착된 하부부재(210)와 접하게 된다.
그 외 다른 사항은 실시예1 또는 실시예2와 동일 유사한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명인 히트파이프가 장착된 냉각장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 히트파이프, 110 : 관체, 120 : 윅, 121 : 다공천연섬유, 122 : 부직포, 130 : 탄소나노튜브, 140 : 덮개, 200 : 히트싱크, 210 : 하부부재, 211 : 발열체, 212 : 하부안착홈, 220 : 상부부재, 221 : 방열핀, 222 : 상부안착홈, 230 : 방열판,

Claims (11)

  1. 히트파이프와;
    일면에 발열체가 장착되고, 상기 히트파이프를 감싸고 있는 히트싱크로 이루어지되,
    상기 히트파이프는,
    내부에 작동유체가 충진된 중공형상의 관체와;
    상기 관체의 내부에 배치되는 막대 형상의 윅(wick)으로 이루어지고,
    상기 히트싱크는,
    금속회로기판으로 이루어져 일면에 상기 발열체가 전기적으로 결합되고, 상기 히트파이프의 하부에 배치되는 하부부재와;
    상기 히트파이프의 상부에 배치되어 상기 히트파이프를 사이에 두고 상기 하부부재와 결합하며, 상기 하부부재가 배치된 방향의 반대방향인 상부에 방열핀이 상기 히트파이프의 일단을 중심으로 방사형으로 형성된 상부부재로 이루어지고,
    상기 윅은, 압축되어 강한 흡인력을 갖는 원기둥 형상의 다공천연섬유와 상기 다공천연섬유의 외주면을 감싸며 균일한 모세관 구조를 갖는 부직포로 이루어지고, 탄소나노튜브가 코팅되어 있으며, 직경이 상기 관체의 내경보다 작고 상기 관체의 내부에서 유동가능하게 배치되어 중력에 의해 상기 관체의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부부재와 상부부재는 상기 히트파이프를 사이에 두고 상기 히트파이프의 길이방향으로의 상기 히트파이프의 일단에 장착되고,
    상기 히트싱크는 상기 히트파이프의 길이방향으로의 상기 히트파이프의 타단에 장착되는 다수개의 방열판을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하부부재의 상면에는 상기 히트파이프의 일단의 하부가 안착되는 하부안착홈이 형성되어 있고,
    상기 상부부재의 하면에는 상기 히트파이프의 일단의 상부가 안착되는 상부안착홈이 형성되며,
    상기 방열판은 상기 히트파이프의 길이방향의 수직방향으로 다수개가 이격장착된 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 히트파이프는 일직선형으로 형성되되,
    상기 히트파이프의 타단은 일단보다 높게 위치하는 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부부재와 상부부재는 일체로 이루어지고,
    상기 관체는 상기 히트싱크의 길이방향으로 형성된 홀에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  6. 히트파이프와;
    일면에 발열체가 장착되고, 상기 히트파이프를 감싸고 있는 히트싱크로 이루어지되,
    상기 히트파이프는,
    내부에 작동유체가 충진된 중공형상의 관체와;
    상기 관체의 내부에 배치되는 막대 형상의 윅(wick)으로 이루어지고,
    상기 히트싱크는,
    금속회로기판으로 이루어져 일면에 상기 발열체가 전기적으로 결합되고, 상기 히트파이프의 하부에 배치되는 하부부재와;
    상기 하부부재의 상부에 결합되고 외주면에 방열핀이 형성된 상부부재로 이루어지며,
    상기 방열핀은 상기 하부부재와 상부부재의 적층방향의 수직방향으로 돌출 형성되고,
    상기 히트파이프는 상기 상부부재의 내부에서 상기 상부부재와 하부부재의 적층방향인 상하방향으로 장착되며,
    상기 윅은, 압축되어 강한 흡인력을 갖는 원기둥 형상의 다공천연섬유와 상기 다공천연섬유의 외주면을 감싸며 균일한 모세관 구조를 갖는 부직포로 이루어지고, 탄소나노튜브가 코팅되어 있으며, 직경이 상기 관체의 내경보다 작고 상기 관체의 내부에서 유동가능하게 배치되어 중력에 의해 상기 관체의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는 LED패키지로 이루어져 상기 하부부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동유체의 양은 상기 윅이 최대로 흡수할 수 있는 양의 100 ~ 110%인 것을 특징으로 하는 히트파이프가 장착된 냉각장치.
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