KR101397086B1

KR101397086B1 - Cooling apparatus for rack

Info

Publication number: KR101397086B1
Application number: KR1020130100619A
Authority: KR
Inventors: 김재민; 김재현; 이상신; 박규성; 박근배
Original assignee: 주식회사 썬닉스
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2014-05-19

Abstract

An air cooler for a rack device according to the present invention cools a power supply module which is installed in the rack device by being optimized in an air flow in a solar manufacturing process, an LED manufacturing apparatus, an LCD manufacturing apparatus, and a semiconductor manufacturing apparatus to which a high voltage is applied.

Description

[0001] COOLING APPARATUS FOR RACK [0002]

본 발명은 랙장치를 위한 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 랙장치에 설치되어 랙에 설치된 각 전기장치에 냉기를 공급할 수 있는 랙장치를 위한 냉각장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling apparatus for a rack apparatus, and more particularly, to a cooling apparatus for a rack apparatus capable of supplying cool air to each electric apparatus installed in the rack.

통상적으로, 파워 서플라이는 각종 전기 기기에 전원을 공급하는 수단으로서, UPS(Uninterruptible Power Supply), SMPS(Switching Mode Power Supply) 등이 있다. 특히, 상기 SMPS는 일반적인 리니어 방식의 파워 서플라이에 비해 효율이 높고, 내구성이 강하며, 소형/경량화에 유리하므로, 유무선 통신, 컴퓨터, 의료 기기 및 기타 산업 분야 등에 널리 활용되고 있다.Generally, a power supply is a means for supplying power to various electric devices, such as an uninterruptible power supply (UPS), a switching mode power supply (SMPS), and the like. In particular, the SMPS is widely used for wired / wireless communication, computers, medical instruments, and other industrial fields because it is more efficient than a general linear type power supply, is strong in durability, and is advantageous in size and weight.

한편, 파워 서플라이의 방열 구조는 크게 방열핀 또는 방열판만 있는 패시브 히트싱크(Passive heatsink) 구조와, 방열핀 또는 방열판 이외에 방열팬이 설치된 액티브 히트싱크(Active heatsink) 구조로 구분된다. Meanwhile, the power supply structure of the power supply includes a passive heatsink structure having only a heat dissipation fin or a heat dissipation plate, and an active heat sink structure having a heat dissipation fan in addition to a heat dissipation fin or a heat dissipation plate.

상기 액티브 히트싱크 구조는 패시브 히트싱크에 비해 방열 효과는 우수하지만, 방열팬이 차지하는 공간으로 인해 소형화에 한계를 가지고 있고, 상기 SMPS와 같이 소형의 파워 서플라이에는 패시브 히트싱크 구조를 주로 적용한다.The active heat sink structure has a heat dissipation effect superior to that of a passive heat sink. However, the active heat sink structure has a limitation in downsizing due to a space occupied by the heat dissipation fan, and a passive heat sink structure is mainly applied to a small power supply such as the SMPS.

여기서 한국 등록실용신안 20-0261263에는 열전소자를 이용하여 컴퓨터 내부를 냉각시키는 구조를 제시되어 있고, 종래 열전소자를 이용하여 냉각을 실시하는 경우, 냉각면이 아닌 발열면에서 발생된 열을 효과적으로 배기시키지 못하는 문제점이 있다. Here, Korean Utility Model No. 20-0261263 discloses a structure for cooling the interior of a computer using a thermoelectric element. In the case where cooling is performed using a conventional thermoelectric element, heat generated from the heat surface, not the cooling surface, There is a problem that can not be done.

한편, 반도체, LCD 또는 LED의 제조 장치에 사용되는 파워서플라이는 냉각공간이 협소한 랙장치에 슬라이드 형태로 삽입되어 설치되고, 협소한 공간으로 인해 효과적인 냉각이 이루어지기 어려운 문제점이 있다. On the other hand, a power supply used in a semiconductor, LCD, or LED manufacturing apparatus is inserted in a slidable manner in a rack device having a narrow cooling space, and it is difficult to effectively cool the device due to a narrow space.

특히, 반도체, LCD 또는 LED의 제조를 위한 장치에는 공정의 특성 상 10kV 이상의 고전압이 사용되고, 고전압이 인가되는 랙장치에 설치된 파워서플라이에서는 소량의 습기 또는 응축수만으로도 쇼트가 발생되기 때문에, 오직 공기를 통해서만 냉각을 실시해야 하는 어려움이 있다.
Particularly, in a device for manufacturing semiconductor, LCD or LED, high voltage of 10 kV or more is used due to the characteristics of the process. In a power supply installed in a rack apparatus to which a high voltage is applied, short circuit is generated by only a small amount of moisture or condensed water. There is a difficulty in performing cooling.

한국 등록실용신안 20-0261263Korean Registered Utility Model 20-0261263

본 발명은 랙장치에 설치되어 랙에 설치된 각 전기장치에 냉기를 공급할 수 있는 랙장치를 제공하는데 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a rack device which is installed in a rack device and can supply cool air to each electric device installed in the rack.

본 발명의 일측면은 케이스(12); 상기 케이스(12) 중 하나에 설치된 냉각모듈(50); 상기 케이스(12) 중 나머지에 설치된 적어도 하나의 랙모듈(30)을 포함하고, 상기 냉각모듈(50)은 상기 케이스(12)의 전면에 설치되고 다수개의 흡입홀(51)이 형성된 전면패널(52) 및 상기 케이스(12)의 후면에 설치되고, 상기 랙모듈(30)에 냉각된 공기를 공급하도록 복수개의 토출구(53)가 형성된 후면패널(54)을 포함하는 냉각하우징(55); 상기 토출구(53) 및 랙모듈(30)을 연결시키는 덕트(56); 상기 냉각하우징(55) 내부에 설치되고 인가된 전원에 의해 냉기를 발생시키는 냉각유닛을 포함하는 랙장치를 위한 냉각장치를 제공한다. One aspect of the present invention is a semiconductor device comprising: a case; A cooling module (50) installed in one of the cases (12); And at least one rack module 30 installed in the rest of the case 12. The cooling module 50 is installed on the front surface of the case 12 and includes a plurality of suction holes 51, A cooling housing 55 installed on a rear surface of the case 12 and including a rear panel 54 having a plurality of ejection openings 53 for supplying cooled air to the rack module 30; A duct 56 connecting the discharge port 53 and the rack module 30; And a cooling unit installed in the cooling housing (55) and generating cool air by an applied power source.

상기 냉각유닛(60)은 인가된 전원에 의해 일측면에서는 냉각이 이루어지고 타측면에서는 히팅이 이루어지는 열전소자(62); 상기 열전소자(62)에 의해 냉각된 냉기를 상기 토출구(53)로 송풍시키는 터보팬(20)을 포함할 수 있다. The cooling unit 60 includes a thermoelectric element 62 cooled on one side and heated on the other side by an applied power source; And a turbo fan (20) for blowing cool air cooled by the thermoelectric element (62) to the discharge port (53).

상기 터보팬(20) 및 복수개의 토출구(53)를 연결시키는 디퓨저(65)를 더 포함할 수 있다. And a diffuser 65 connecting the turbo fan 20 and the plurality of discharge ports 53.

상기 열전소자(62)에 설치되어 유동되는 공기와의 열교환을 향상시키는 냉각핀(63)을 더 포함하고, 상기 냉각핀(63)의 공기의 유동방향과 평행하게 배치될 수 있다.
And a cooling fin 63 installed on the thermoelectric element 62 to improve heat exchange with air to be flowed and may be disposed in parallel to the flow direction of the air of the cooling fin 63.

본 발명에 따른 랙장치를 위한 냉각장치는 고전압이 인가되는 반도체 제조장치, LCD 제조장치, LED 제조장치, solar 제조공정에 공기의 흐름에 최적화되어 랙장치 내부에 설치된 랙모듈을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다. The cooling apparatus for a rack apparatus according to the present invention is a system for efficiently cooling a rack module installed in a rack apparatus by optimizing the flow of air in a semiconductor manufacturing apparatus to which a high voltage is applied, a LCD manufacturing apparatus, an LED manufacturing apparatus, It is effective.

또한, 본 발명에 따른 랙장치를 위한 냉각장치는 외부공기가 흡입되어 각 랙모듈로 토출되는 과정에서 열손실을 최소화시키는 효과가 있다.
In addition, the cooling apparatus for a rack apparatus according to the present invention has an effect of minimizing heat loss in the process of sucking outside air and discharging it to each rack module.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 랙장치의 사시도
도 2는 도 1의 배면측 사시도
도 3은 도 1에 도시된 냉각모듈의 측단면도
도 4는 도 1에 도시된 냉각모듈의 평단면도
도 5는 도 3에 도시된 터보팬의 평단면도
도 6은 본 발명의 2 실시예에 따른 냉각모듈이 도시된 평단면도
도 7은 본 발명의 3 실시예에 따른 냉각모듈이 도시된 평단면도1 is a perspective view of a rack apparatus according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a rear perspective view of Fig.
Figure 3 is a side cross-sectional view of the cooling module shown in Figure 1;
Figure 4 is a top view of the cooling module shown in Figure 1
5 is a plan view of the turbo fan shown in Fig. 3
6 is a cross-sectional view of the cooling module according to the second embodiment of the present invention,
7 is a cross-sectional view of the cooling module according to the third embodiment of the present invention,

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Even if the terms are the same, it is to be noted that when the portions to be displayed differ, the reference signs do not coincide.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, etc. in this specification may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 랙장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배면측 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 냉각모듈의 측단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 냉각모듈의 평단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 터보팬의 평단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a rack apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a rear side perspective view of FIG. 1, FIG. 3 is a side sectional view of the cooling module shown in FIG. 1, Fig. 5 is a plan view of the turbo fan shown in Fig. 3. Fig.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 랙장치(10)는 반도체, LED 또는 LCD 제조공정에 설치되고, 설치공간을 최소화시키기 위해서 내부에 다수개의 장치가 집적되어 적층된다. As shown in the figure, the rack apparatus 10 according to the present embodiment is installed in a semiconductor, LED, or LCD manufacturing process, and a plurality of devices are stacked and stacked in order to minimize installation space.

여기서 상기 랙장치(10)에 설치되는 장비는 플라즈마를 발생시키기 위한 RF 제너레이터 등을 예로 들 수 있고, 상기 RF 제너레이터에는 10kV 이상의 고전압이 인가된다.The equipment installed in the rack apparatus 10 may be a RF generator for generating plasma, and a high voltage of 10 kV or more may be applied to the RF generator.

상기 랙장치(10)는 케이스(12)와, 상기 케이스(12) 중 하나에 설치된 냉각모듈(50)과, 상기 케이스(12) 중 나머지에 설치된 랙모듈(30)을 포함한다.The rack apparatus 10 includes a case 12, a cooling module 50 installed in one of the cases 12, and a rack module 30 installed in the rest of the case 12.

상기 랙모듈(30)을 반도체, LED 또는 LCD 제조공정에 사용되는 장치로서 사용 중 열이 발생되는 장치이다. The rack module 30 is a device for generating heat during use as a device used in a semiconductor, LED, or LCD manufacturing process.

일반적으로 열원을 냉각시키기 위해서는 냉매를 직접 공급한 후 열교환을 통해 냉각시키는 방법이 가장 효과적이지만, 반도체, LED 또는 LCD 제조공정 등에서는 냉매를 직접 공급하여 냉각을 실시하게 되면 온도차에 의해 응축수가 발생되어 공정상의 불량원인이 될 뿐만 아니라 응축수로 인해 누전이 발생되기도 한다. Generally, it is most effective to cool the heat source by directly supplying the refrigerant and then cooling it by heat exchange. However, when the coolant is directly supplied to the semiconductor, LED or LCD manufacturing process, the condensed water is generated due to the temperature difference Not only is it a cause of process failure, but also short-circuit is caused by condensed water.

그래서 반도체, LED 또는 LCD 제조공정에서는 공기를 통해서만 냉각을 실시해야하지만, 외부에서 냉각된 공기는 유동 중에 열손실이 발생되어 효과적으로 랙모듈(30)을 냉각시키지 못한다. Therefore, in the semiconductor, LED, or LCD manufacturing process, it is necessary to perform cooling only through the air, but the externally cooled air does not effectively cool the rack module 30 due to heat loss during the flow.

상기 냉각모듈(50)은 열이 발생되는 랙모듈(30)과 같은 랙장치(10)에 설치되어 냉각된 공기를 각 랙모듈(30)에 공급함으로써 열손실을 최소화시키고, 각 랙모듈(30)을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다. The cooling module 50 is installed in the rack device 10 such as the rack module 30 where the heat is generated and supplies the cooled air to each rack module 30 to minimize heat loss, ) Can be effectively cooled.

상기 냉각모듈(50)은 상기 케이스(12)의 전면에 설치되고 다수개의 흡입홀(51)이 형성된 전면패널(52)과, 상기 케이스(12)의 후면에 설치되고, 각 랙모듈(30)에 냉각공기를 공급하도록 복수개의 토출구(53)가 형성된 후면패널(54)을 포함하는 냉각하우징(55)과, 상기 토출구(53) 및 랙모듈(30)을 연결시키는 덕트(56)와, 상기 냉각하우징(55) 내부에 설치되고 인가된 전원에 의해 냉기를 발생시키는 냉각유닛을 포함한다. The cooling module 50 includes a front panel 52 mounted on a front surface of the case 12 and having a plurality of suction holes 51 formed therein, A cooling housing 55 including a rear panel 54 formed with a plurality of discharge openings 53 for supplying cooling air to the discharge port 53 and the rack module 30, a duct 56 connecting the discharge port 53 and the rack module 30, And a cooling unit installed inside the cooling housing 55 and generating cool air by an applied power source.

본 실시예에 따른 상기 냉각유닛(60)은 인가된 전원에 의해 일측면에서는 냉각이 이루어지고 타측면에서는 히팅이 이루어지는 열전소자(62)와, 상기 열전소자(62)에 의해 냉각된 냉기를 상기 토출구(53)로 송풍시키는 터보팬(20)과, 상기 터보팬(20) 및 복수개의 토출구(53)를 연결시키는 디퓨저(65)를 포함한다. The cooling unit 60 according to the present embodiment includes a thermoelectric element 62 which is cooled on one side by the applied power source and which performs heating on the other side and a cool air cooled by the thermoelectric element 62, And a diffuser 65 connecting the turbo fan 20 and the plurality of discharge ports 53. The turbo fan 20 includes a turbo fan 20 for blowing air to the discharge port 53,

상기 열전소자(62, thermoelectric element , 熱電素子)는 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있다. 서미스터는 온도에 의해 전기저항이 크게 변화하는 일종의 반도체소자로서, 전기저항이 온도의 상승에 의해 감소되는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor), 온도 상승에 의해 저항이 증가하는 정온도계수 서미스터(PTC:positive temperature coefficient thermistor) 등을 사용한다. 서미스터는 몰리브데넘ㅇ니켈ㅇ코발트ㅇ철 등 산화물을 복수 성분으로 배합하여 이것을 소결해서 만들며, 회로의 안정화와 열ㅇ전력ㅇ빛 검출 등에 사용한다. The thermoelectric element (62, thermoelectric element) is a thermistor, which is a device using a temperature change of electrical resistance, a device using a Hebeck effect, which is a phenomenon in which an electromotive force is generated by a temperature difference, ), Which is a phenomenon that a Peltier effect occurs, and the like. A thermistor is a type of semiconductor device in which the electrical resistance varies greatly with temperature. The NTC thermistor is a type of semiconductor device in which electrical resistance is reduced by an increase in temperature, a positive temperature coefficient thermistor (PTC) positive temperature coefficient thermistor). The thermistor is made by blending molybdenum oxide, nickel oxide, cobalt oxide, and other oxides into a plurality of components, sintering it, and stabilizing the circuit and using it for heat, power, and light detection.

그리고 제베크효과는 2종류 금속의 양끝을 접속하여, 그 양끝 온도를 다르게 하면 기전력이 생기는 현상으로, 열전기쌍을 이용한 온도 측정에 응용한다. The Seebeck effect is a phenomenon in which both ends of two kinds of metals are connected to each other and the temperatures at the two ends are different from each other, resulting in an electromotive force. This is applied to temperature measurement using a thermocouple pair.

그리고 펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트ㅇ텔루륨 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열ㅇ발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열ㅇ발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열ㅇ발열량이 조절되므로, 용량이 적은 냉동기 또는 상온 부근의 정밀한 항온조(恒溫槽) 제작에 응용한다. The Peltier effect is a phenomenon in which two kinds of metal ends are connected to each other and a current is supplied thereto, one terminal is absorbed by the current direction and the other terminal generates heat. If a semiconductor such as bismuth tellurium, which is different from the two kinds of metals, is used, it is possible to obtain a Peltier element having a heat absorbing function with high efficiency. This can be applied to the production of refrigerators with low capacity or precision temperature baths near room temperature because the endothermic heat can be switched according to the current direction and the amount of heat absorption can be controlled according to the amount of current.

여기서 상기 열전소자(62)의 냉각면에는 히트파이프로 이루어진 냉각핀(63)이 형성되고, 상기 냉각핀(63)은 상기 전면패널(52)에서 터보팬(20)측으로 공기가 유동될 수 있도록 배치된다. A cooling fin 63 formed of a heat pipe is formed on the cooling surface of the thermoelectric element 62 and the cooling fin 63 is disposed on the cooling surface of the thermoelectric element 62 so that air can flow from the front panel 52 toward the turbo fan 20. [ .

즉, 상기 냉각핀(63)은 상기 열전소자(62)의 냉각면에 다수개가 형성되고, 상기 각 냉각핀은 흡입홀(51)에서 토출구(53) 방향으로 평행하게 배치되어 공기의 유동 시 상기 냉각핀(63)과 발생되는 저항을 최소화시킨다. That is, a plurality of cooling fins 63 are formed on the cooling surface of the thermoelectric element 62, and the cooling fins are arranged in parallel to the discharge port 53 in the suction hole 51, Thereby minimizing the cooling pin 63 and the resistance generated.

상기 히트파이프는 전열관이라고도 하고, 내부를 배기(排氣)한 파이프로 작은 구멍이 많이 뚫려 있는 안쪽에 휘발성 액체를 가득 넣은 것이다. 이 파이프의 한쪽 끝에 열을 가하면 액체는 증발하여 열에너지를 가지면서 다른 끝으로 이동하고, 파이프의 다른 끝에서 방열하면서 응축된 후 초기 위치로 돌아오는 구조로 되어 있고, 상기 액체의 증발 및 응축과정에서 열을 이동시키게 된다. The heat pipe is also referred to as a heat transfer pipe, and a volatile liquid is filled in the inside where a small hole is drilled with a pipe which exhausts the inside. When heat is applied to one end of the pipe, the liquid evaporates and moves to the other end while having thermal energy, and is condensed while returning to the initial position after radiating heat at the other end of the pipe. In the evaporation and condensation process And the heat is moved.

본체(本體)의 재료는 구리 ㅇ스테인리스강 ㅇ세라믹스 ㅇ텅스텐 등이 사용되고, 안벽은 다공질의 파이버 등이 사용된다. 내부의 휘발성 물질로는 메탄올 ㅇ아세톤 ㅇ물 ㅇ수은 등이 사용된다. The material of the main body is made of copper, stainless steel, ceramics, tungsten, or the like, and the porous wall is made of porous fiber. Methanol, acetone, mercury, etc. are used as internal volatile substances.

그리고 상기 열전소자(62)는 상기 터보팬(20) 및 전면패널(52) 사이에 배치되고, 상하 방향으로 다수개가 적층되어 설치될 수 있다. The thermoelectric elements 62 may be disposed between the turbo fan 20 and the front panel 52 and may be stacked vertically.

상기 터보팬(20)은 상기 냉각하우징(55)에 고정되고, 흡입구(28a)(28b) 및 토출구(27)가 형성된 팬하우징(28)과, 상기 팬하우징(28) 내부에 배치되어 회전되는 팬(24)과, 상기 팬하우징(28)에 설치되어 상기 팬(24)을 구동시키는 모터(23)를 포함하여 구성된다. The turbo fan 20 is fixed to the cooling housing 55 and includes a fan housing 28 having intake ports 28a and 28b and a discharge port 27 and rotatably disposed in the fan housing 28 A fan 24 and a motor 23 installed in the fan housing 28 to drive the fan 24. [

여기서 상기 터보팬(20)은 상기 팬하우징(28)의 양 측면으로부터 공기를 흡입한 후, 상기 팬하우징(28)의 내부에서 원심력을 통해 가압한 후 상기 팬토출구(27)로 토출시키며, 상기 팬(24)은 시코로팬(sirocco fan)이다. The turbo fan 20 sucks air from both sides of the fan housing 28 and pressurizes the fan housing 28 through a centrifugal force in the fan housing 28 and discharges the air to the fan discharge port 27, The fan 24 is a sirocco fan.

상기 팬하우징(28)은 상기 냉각하우징(55)에 고정되고, 상기 팬(24)의 회전에 의한 진동이 상기 냉각하우징(55) 및 랙장치로 전달되는 것을 저감시키기 위한 완충부재(29)가 설치되며, 상기 완충부재(29)는 본 실시예에서 고무패드이다. The fan housing 28 is fixed to the cooling housing 55 and has a cushioning member 29 for reducing vibrations caused by rotation of the fan 24 to the cooling housing 55 and the rack unit And the buffer member 29 is a rubber pad in this embodiment.

한편, 상기 본 실시예에서 상기 모터(23)는 비엘디씨 모터(Brushless DC Motor: 이하 'BLDC 모터' 라 함)가 사용되고, 서포터(26)를 통해 상기 팬하우징(28)에 고정된다. In the present embodiment, a brushless DC motor (BLDC motor) is used as the motor 23 and is fixed to the fan housing 28 through a supporter 26.

상기 팬하우징(28)은 좌/우 측에 각각 흡입구(28a)(28b)가 형성되고, 상기 흡입구(28a)(28b) 중 어느 한 쪽에 상기 모터(23)가 설치된다. The fan housing 28 is provided with suction ports 28a and 28b on its left and right sides and the motor 23 is installed on one of the suction ports 28a and 28b.

여기서 상기 팬하우징(28)의 상기 흡입구(28a)(28b)는 각각 내측으로 오목하게 쉬라우드가 형성된다. Here, the suction ports 28a and 28b of the fan housing 28 are each formed with a shroud inwardly concave.

상기 모터(23)는 상기 팬(24)에 연결되는 샤프트(21)와, 상기 샤프트(21)에 연결되는 로터(22)와, 상기 로터(22)의 내측에 위치되되 상기 로터(22)와 소정 간격 이격되어 설치되는 스테이터(25)와, 상기 스테이터(25)를 상기 팬하우징(28)에 고정시키는 서포터(26)를 포함하여 구성된다. The motor 23 includes a shaft 21 connected to the fan 24, a rotor 22 connected to the shaft 21, a rotor 22 disposed inside the rotor 22, And a supporter 26 for fixing the stator 25 to the fan housing 28. The stator 25 is fixed to the fan housing 28 at predetermined intervals.

상기 샤프트(21)는 상기 로터(72)와 체결고정되어 상기 팬(24)의 중심에 위치된다. The shaft 21 is fixed to the rotor 72 and positioned at the center of the fan 24.

여기서 상기 모터(23)는 입력되는 전류에 의해 선형적인 제어가 가능하고, 제어부(미도시)에 의해 제어되어 송풍량을 조절할 수 있다. Here, the motor 23 can be linearly controlled by an input current, and can be controlled by a control unit (not shown) to adjust the blowing amount.

상기 디퓨저(65)는 상기 팬하우징(28)의 팬토출구(27)와 냉각모듈(50)의 토출구(53)를 연결시키기 위한 것으로, 상기 디퓨저(65)를 통해 상기 팬하우징(28)에 의해 가압된 공기가 복수개의 토출구(53)에 공급된다. The diffuser 65 connects the fan outlet 27 of the fan housing 28 with the outlet 53 of the cooling module 50 and is connected to the fan housing 28 through the diffuser 65 So that the pressurized air is supplied to the plurality of discharge ports 53.

상기 디퓨저(65)는 유체가 가진 운동에너지를 압력에너지로 변환시키기 위해 단면적이 점진적으로 넓어지도록 형성된 유로이고, 당업자에게 일반적인 구조인바 상세한 설명을 생략한다. The diffuser 65 is a flow path formed so that the cross-sectional area of the diffuser 65 is gradually widened so as to convert the kinetic energy of the fluid into pressure energy, and a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에서는 상기 디퓨저(65)를 통해 하나의 터보팬(20)에서 토출된 공기가 복수개의 토출구(53)로 안내된다. In this embodiment, the air discharged from one turbo fan 20 through the diffuser 65 is guided to the plurality of discharge ports 53.

특히 본 실시예에서는 도시되지 않았으나, 상기 각 토출구(53)에는 각각 댐퍼(미도시)가 설치되어 상기 덕트(56)를 개폐시킬 수 있다.
Although not shown in this embodiment, a damper (not shown) may be installed in each of the discharge ports 53 to open and close the duct 56.

이하 본 실시예에 따른 냉각모듈의 작동과정을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the operation of the cooling module according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

먼저, 열전소자(62)에 전원이 인가되어 냉각핀(63)이 냉각되고, 냉각모듈(50)의 모터(23)가 작동되면, 상기 흡입홀(51)을 통해 외부공기가 흡입된 후 상기 냉각핀(63)과 열교환된다.First, when power is applied to the thermoelectric element 62 to cool the cooling pin 63 and the motor 23 of the cooling module 50 is operated, external air is sucked through the suction hole 51, And is heat-exchanged with the cooling fin (63).

그리고 상기 냉각핀(63)과 열교환되어 냉각된 공기는 터보팬(20)의 흡입구(28a)(28b)를 통해 팬하우징(28) 내부로 흡입된 후, 팬(24) 및 팬하우징(28)에 의해 가압되고, 가압된 공기는 팬하우징(28)의 팬토출구(27)를 통해 토출된다.The air cooled and heat-exchanged with the cooling fin 63 is sucked into the fan housing 28 through the intake ports 28a and 28b of the turbo fan 20 and then flows into the fan 24 and the fan housing 28, And the pressurized air is discharged through the fan discharge port 27 of the fan housing 28. [

여기서 상기 전면패널(52)에서 흡입된 공기는 터보팬(20)으로 흡입되는 과정에서, 상기 냉각핀(63)과 열교환되어 냉각되고, 상기 냉각핀(63)이 공기의 유동방향과 평행하게 배치되어 공기저항을 최소화시킨다. Here, the air sucked in the front panel 52 is cooled by heat exchange with the cooling fin 63 in the process of being sucked into the turbo fan 20, and the cooling fin 63 is disposed in parallel with the air flowing direction Thereby minimizing air resistance.

그리고 터보팬(20)은 흡입된 공기를 팬하우징(28)의 형상을 통해 가압시켜 상기 팬토출구(27)로 토출시킨다.The turbo fan 20 pressurizes the sucked air through the shape of the fan housing 28 and discharges the compressed air to the fan discharge port 27.

그리고 상기 팬토출구(27)와 연결된 디퓨저(65)를 통해 냉각모듈(50)의 토출구(53)에 냉각된 공기를 토출시키고, 상기 토출구(53)와 연결된 덕트(56)를 통해 각 랙모듈(30)에 냉각된 공기를 공급할 수 있다.The cooling air is discharged to the discharge port 53 of the cooling module 50 through the diffuser 65 connected to the fan discharge port 27 and is discharged through the duct 56 connected to the discharge port 53, 30 can be supplied with cooled air.

이후 상기 랙모듈(30)에 공급된 냉기는 상기 랙모듈(30) 내부를 통과하면서 랙모듈(30) 내부에 배치된 발열원을 냉각시킨 후, 랙모듈(30) 외부로 배출된다. The cool air supplied to the rack module 30 passes through the inside of the rack module 30 to cool the heat source disposed inside the rack module 30 and then is discharged to the outside of the rack module 30. [

여기서 상기 냉각모듈(50)은 복수개의 랙모듈(30)에 지속적으로 냉각된 공기를 공급할 수 있고, 이를 통해 상기 랙모듈(30)에서 발생되는 열기를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.Here, the cooling module 50 can continuously supply cooled air to the plurality of rack modules 30, thereby effectively cooling the heat generated in the rack modules 30.

특히 상기 냉각모듈(50)은 랙장치에 설치되어 덕트(56)의 길이를 최소화할 수 있기 때문에, 냉각된 공기의 유동과정에서 발생되는 열손실을 최소화시킬 수 있고, 상기 랙모듈(30)에서 급격한 온도상승이 발생되더라도 냉각된 공기의 유동거리가 짧아서 신속하게 냉기를 공급할 수 있는 효과가 있다.
Particularly, since the cooling module 50 is installed in the rack unit to minimize the length of the duct 56, it is possible to minimize the heat loss generated during the flow of the cooled air, Even if a sudden temperature rise occurs, the flow distance of the cooled air is short and the cool air can be supplied quickly.

도 6은 본 발명의 2 실시예에 따른 냉각모듈이 도시된 평단면도이다. 6 is a top cross-sectional view of a cooling module according to two embodiments of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각모듈(150)은 각 토출구(53) 마다 터보팬(20)이 설치되고, 흡입된 공기를 냉각시키기 위해 냉동사이클에 의한 냉각유닛으로서 압축기(151), 응축기(152), 캐필러리튜브(미도시), 및 증발기(153)가 설치된다. As shown in the figure, the cooling module 150 according to the present embodiment is provided with a turbo fan 20 for each of the discharge ports 53, and includes a compressor 151 as a cooling unit by a refrigeration cycle for cooling the sucked air, A condenser 152, a capillary tube (not shown), and an evaporator 153 are installed.

본 실시예에서 각 토출구(53)마다 각각 터보팬(20)이 배치되어, 팬토출구(27)가 각 토출구(53)에 하나씩 연결된다. In this embodiment, the turbo fan 20 is disposed for each of the discharge ports 53, and the fan discharge ports 27 are connected to the respective discharge ports 53 one by one.

그래서 각 랙모듈(30)의 온도변화에 따라 각 터보팬(20)을 개별적으로 구동시킬 수 있고, 이를 통해 각 랙모듈(30)의 온도변화에 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.Therefore, each turbo fan 20 can be driven individually according to the temperature change of each rack module 30, and it is possible to actively cope with the temperature change of each rack module 30 through this.

더불어 본 실시예에서는 흡입된 공기를 냉각시키기 위해 냉매의 압축-팽창-증발 과정을 통해 냉매를 냉각시키는 냉동사이클이 구성되고, 이를 위해 상기 압축기(151), 응축기(152), 캐필러리튜브, 및 증발기(153)가 구비된다. In addition, in the present embodiment, a refrigeration cycle for cooling the refrigerant through the compression-expansion-evaporation process of the refrigerant to cool the sucked air is constituted. To this end, the compressor 151, the condenser 152, the capillary tube, And an evaporator 153 are provided.

상기 응축기(152)는 증발된 냉매를 응축시키기 위한 구성으로서 응축과정에서 방열이 발생되고, 상기 압축기(152)는 응축된 냉매를 압축시키기 위한 구성이며, 상기 캐필러리튜브는 응축된 냉매를 미세한 액체입자로 변환시키기 위한 구성이고, 상기 증발기(153)는 미세한 액체입자를 증발시켜 주변의 공기를 냉각시키기 위한 구성이다.The condenser 152 is configured to condense the evaporated refrigerant and generates heat in the condensing process. The compressor 152 is configured to compress the condensed refrigerant, and the capillary tube is configured to condense the condensed refrigerant into a fine And the evaporator 153 is configured to evaporate fine liquid particles to cool the surrounding air.

상기 압축기(151), 응축기(152), 캐필러리튜브(미도시), 및 증발기(153)를 통한 냉동사이클의 작동원리는 당업자에게 일반적인 기술인 바 상세한 설명을 생략한다. The operation principle of the refrigeration cycle through the compressor 151, the condenser 152, the capillary tube (not shown), and the evaporator 153 is a general technique to those skilled in the art and will not be described in detail.

다만, 상기 응축기(151)는 전면패널(52) 측에 배치되어 흡입홀(51)을 통해 흡입된 외부 공기와 열교환되도록 하고, 증발기(153)는 응축기(151) 및 터보팬(20) 사이에 배치되어 상기 터보팬(20)에 흡입되기 직전에 공기를 냉각시켜 냉각된 공기의 유동거리가 최소화되게 한다. The condenser 151 is arranged on the front panel 52 side to exchange heat with the outside air sucked through the suction hole 51 and the evaporator 153 is disposed between the condenser 151 and the turbo fan 20 And the air is cooled immediately before being sucked into the turbo fan 20 so that the flow distance of the cooled air is minimized.

즉, 상기 응축기(151)와 열교환된 공기는 상기 증발기(153)와 다시 열교환되어 냉각되고, 냉각된 공기가 각 터보팬(20)에 흡입되게 배치시킨다.That is, the air exchanged with the condenser 151 is further heat-exchanged with the evaporator 153 to be cooled, and the cooled air is sucked into the respective turbo fan 20.

그리고 상기 압축기(152)는 상기 응축기(151) 및 증발기(153) 사이에 배치되고, 공기가 응축기(151) 및 증발기(153)로 유동되는 과정에서 상기 압축기(152)를 냉각시키도록 구성된다. The compressor 152 is disposed between the condenser 151 and the evaporator 153 and is configured to cool the compressor 152 as air flows to the condenser 151 and the evaporator 153.

그래서 상기 전면패널(52)을 통해 흡입된 공기는 상기 응축기(151) 및 압축기(152)를 통과하면서 열교환되면서 온도가 상승되지만, 상기 증발기(153)와 열교환되어 낮은 온도로 냉각되고, 냉각된 공기가 터보팬(20)으로 흡입되어 각 랙모듈(30)에 공급된다. Thus, the air sucked through the front panel 52 passes through the condenser 151 and the compressor 152 and is heat-exchanged to increase the temperature. However, the heat is exchanged with the evaporator 153 to be cooled to a low temperature, Is sucked into the turbo fan (20) and supplied to each rack module (30).

여기서 상기 냉각모듈(150)에 설치된 냉동사이클에 의한 냉각유닛은 랙장치 내부에서 냉동사이클에 의한 응축-압축-팽창-증발의 과정을 거쳐 증발기(153) 주변의 공기를 냉각시킬 수 있기 때문에, 냉매관을 케이스(12) 외부와 연결하지 않아도 된다. Here, the cooling unit by the refrigeration cycle provided in the cooling module 150 can cool the air around the evaporator 153 through the process of condensation-compression-expansion-evaporation by the refrigeration cycle inside the rack unit, It is not necessary to connect the pipe to the outside of the case 12.

즉, 냉매관을 외부와 연결하지 않고도, 랙장치 내부에서 냉매를 통해 냉기를 생성시킬 수 있고, 생성된 냉기를 각 랙모듈(30)에 최단거리로 공급하여 열손실을 최소화시킬 수 있다. That is, it is possible to generate cold air through the coolant in the rack device without connecting the coolant pipe to the outside, and to supply the generated cool air to each rack module 30 at the shortest distance to minimize the heat loss.

또한, 흡입홀(51)을 통해 공기가 흡입된 후 토출구(53)로 토출되는 과정에서 응축기(151) 및 압축기(152)가 각각 냉각되도록 유로를 구성하여, 응축기(151) 및 압축기(152)를 냉각시키기 위한 별도의 장치 구성이 요구되지 않는다. The condenser 151 and the compressor 152 constitute a flow path so that the condenser 151 and the compressor 152 are respectively cooled in the process of sucking air through the suction hole 51 and discharging the air to the discharge port 53, There is no need for a separate device configuration for cooling the heat exchanger.

이하 나머지 구성은 상기 1 실시예와 동일하게 때문에 상세한 설명을 생략한다.
The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment, so a detailed description will be omitted.

도 7은 본 발명의 3 실시예에 따른 냉각모듈이 도시된 평단면도이다. 7 is a top cross-sectional view illustrating a cooling module according to a third embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각모듈은 상기 2 실시예와 달리, 각 터보팬(20)의 흡입구(28a)(28b)에 각각 증발기(153)가 설치된다. As shown in the figure, in the cooling module according to the present embodiment, the evaporator 153 is installed in each of the intake ports 28a and 28b of the respective turbo fan 20, unlike the second embodiment.

그래서 상기 터보팬(20)에 공기가 흡입되기 직전에 공기가 냉각된 후 바로 팬하우징(28) 내부로 흡입되도록 구성되기 때문에, 냉각된 공기의 열손실을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, since the air is sucked into the fan housing 28 immediately after the air is cooled just before the air is sucked into the turbo fan 20, the heat loss of the cooled air can be minimized.

또한 상기 팬하우징(28)의 팬토출구(27) 및 토출구(53)를 연결시키는 연결덕트(57)가 더 배치되고, 상기 연결덕트(57)는 상기 팬토출구(27)에서 토출구(53) 측으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성된다. And a connection duct 57 for connecting the fan discharge port 27 and the discharge port 53 of the fan housing 28 is further disposed and the connection duct 57 is connected from the fan discharge port 27 to the discharge port 53 side So that the cross-sectional area becomes smaller.

여기서 상기 연결덕트(57)를 통해 상기 덕트(56)에 공급되는 공기의 압력을 증가시킬 수 있다. Here, the pressure of the air supplied to the duct 56 through the connecting duct 57 can be increased.

이하 나머지 구성은 상기 2 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.The rest of the configuration is the same as in the second embodiment, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

10 : 랙장치 20 : 터보팬
24 : 팬 27 : 팬토출구
28 : 팬하우징 30 : 랙모듈
50 : 냉각모듈 51 : 흡입홀
52 : 전면패널 53 : 토출구
54 : 후면패널 55 : 냉각하우징
56 : 덕트 60 : 냉각유닛
62 : 열전소자 63 : 냉각핀10: rack device 20: turbo fan
24: fan 27: fan outlet
28: Fan housing 30: Rack module
50: cooling module 51: suction hole
52: front panel 53: outlet
54: rear panel 55: cooling housing
56: duct 60: cooling unit
62: thermoelectric element 63: cooling pin

Claims

A case 12; One cooling module (50) installed in one of the cases (12); And at least one rack module (30) installed in the rest of the case (12)
The cooling module (50)
A cooling housing 55 provided in the case 12 and having a plurality of suction holes 51 and a plurality of discharge openings 53;
A duct 56 connecting the discharge port 53 and the rack module 30; And
And a cooling unit installed in the cooling housing (55) and generating cool air by an applied power source,
The cooling unit includes a turbo fan (20) for blowing the cool air to the discharge port (53)
The turbo fan (20)
A fan housing (28) fixed to the cooling housing (55) and having inlet ports (28a, 28b) and a fan outlet port (27);
A fan 24 disposed within the fan housing 28 and rotated;
A motor 23 installed in the fan housing 28 to drive the fan 24; And
A buffer member 29 fixed to the cooling housing 55 to reduce transmission of vibration due to rotation of the fan 24 to the cooling housing 55;
And a cooling device for the rack device.

The method according to claim 1,
Wherein the cooling unit comprises a thermoelectric element (62) that is cooled on one side by an applied power source and heating on the other side.

The method according to claim 1,
The cooling unit further includes a diffuser (65) connecting the fan discharge port (27) to the discharge port (57)
The motor (23)
A shaft 21 connected to the fan 24;
A rotor 22 connected to the shaft 21;
A stator (25) located inside the rotor (22) and spaced apart from the rotor (22) by a predetermined distance; And
A supporter (26) for fixing the stator (25) to the fan housing (28);
And a cooling device for the rack device.

The method of claim 3,
Wherein the turbo fan (20) is provided for each of the ejection openings (53), and the fan ejection openings (27) are connected to the respective ejection openings (53) one by one.