KR102064529B1 - 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전자부품 냉각장치는 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치로서, 높이차를 가진 제 1 마루와 제 1 골이 길이 방향으로 연속 배치된 제 1 콜루게이트 플레이트와, 상기 제 1 골에 최근접 거리를 가진 제 2 마루와 상기 제 1 마루에 최이격 거리를 가진 제 2 골이 길이 방향으로 연속 배치된 제 2 콜루게이트 플레이트 및, 상기 제 1,2 콜루게이트 사이의 길이 방향을 따라 형성된 에어 채널을 구비하여, 상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트가 복수 개로 높이 방향을 따라 순차적으로 적층된 적어도 하나의 냉각 타워; 상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트의 일 측을 관통하여 높이 방향으로 연장된 히트 파이프; 상기 히트 파이프에 연결된 상태에서 저면에 전자부품이 위치하는 전열 블록;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR ELECTRONIC COMPONENTS WITH CORRUGATED PLATE LAYERED COOLING TOWER}

본 발명은 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치로서, 보다 상세하게 설명하면 콜루게이트 플레이트를 다양한 변형 구조로 적층하여 최소의 공간에서 최대의 방열 면적을 확보하여 냉각 효율을 증대시킬 수 있는 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적회로는 트랜지스터나 다이오드 및 각종 저항이나 콘덴서 등과 같은 많은 회로부품이 1개의 기판 위에서 분리할 수 없는 형태로 결합 및 구성되어 있는 초소형 회로를 말하는 것으로서, 최근에 들어서는 컴퓨터와 단말기기 뿐만 아니라 TV, 음향기기, 전자통신장비를 포함하여 제어계측 장비 등과 같은 각종 전자기기의 부품에 널리 적용되고 있으며 그 집적율 또한 고밀도로 제작되는 추세에 있다.

이로 인하여, 컴퓨터용 CPU와 같은 각종 전자부품들로부터 발생되는 전기적 발열밀도 또한 회로의 집적율에 동반하여 크게 증가하고 있는데, 이와 같이 각종 전자부품들의 자체 발열량이 증가하게 되면 집적회로를 이루는 반도체의 온도 역시 상승하게 됨으로서, 시스템의 성능저하 및 장치의 고장이나 수명단축 등을 유발시키는 주요한 원인이 된다.

이와 같이 각종 전자부품으로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 방열판과 근접하는 위치에 방열팬을 설치하는 냉각방식이 보편적으로 사용되고 있다. 하지만 방열판에 의한 방열 작용만으로는 냉각 효율이 떨어지며, 방열팬이 상대적으로 대형화됨으로서 소음 및 냉각공간의 부족 등과 같은 많은 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 히트파이프를 이용한 냉각기술이 전자부품의 냉각에 적용되고 있다.

그 예로, 전자부품 냉각장치와 관련된 선행기술로서, 한국 등록 실용 신안 제 20-0284564호(발명의 명칭: 열흡수블럭과 히트파이프 조립체)는 히트파이프를 구비한 냉각장치로서, 컴퓨터의 중앙처리장치에서 발생되는 열을 방출해주는 전자부품 냉각장치에 관한 것이다.

상기 선행기술은, 양단이 관통되게 삽입공이 형성됨과 아울러 상기 삽입공의 인접면에 삽입공을 따라 비드가 형성되는 열흡수블럭과, 상기 열흡수블럭의 삽입공에 삽입됨과 아울러 상기 비드의 가압/변형에 의해 압착고정되는 히트파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 열흡수블럭과 히트파이프 조립체를 제시하고 있다.

상기 선행기술은, 히트파이프를 사용하여 컴퓨터의 CPU에서 발생되는 열을 빠르게 방출할 수 있다는 장점이 있지만, 고도로 집적된 반도체 부품들에서 발생된 열을 식힐 때 한계가 따른다.

따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 최소의 공간에서 최대의 방열면적을 확보할 수 있는 신규하고 진보한 냉각 수단을 구비한 전자부품 냉각장치를 개발할 필요성이 대두되는 현실이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 굴곡진 콜루게이트 플레이트를 엇갈리게 적층하여 발열면적을 최대한으로 확보함과 동시에 공기 유동을 안정화 시켜 발열 효율을 증대시키는 기능을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 콜루게이트 플레이트 사이에 더 넓은 공기층을 확보할 수 있는 함입부와 돌출부를 구비하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 콜루게이트 플레이트가 적층될 때 접촉되지 않도록 공간을 확보할 수 있는 융기부를 구비하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 열을 사방으로 방사시킬 수 있도록 융기부에 라운딩 절곡 파트를 구비하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치는, 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치로서, 높이차를 가진 제 1 마루와 제 1 골이 길이 방향으로 연속 배치된 제 1 콜루게이트 플레이트와, 상기 제 1 골에 최근접 거리를 가진 제 2 마루와 상기 제 1 마루에 최이격 거리를 가진 제 2 골이 길이 방향으로 연속 배치된 제 2 콜루게이트 플레이트 및, 상기 제 1,2 콜루게이트 사이의 길이 방향을 따라 형성된 에어 채널을 구비하여, 상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트가 복수 개로 높이 방향을 따라 순차적으로 적층된 적어도 하나의 냉각 타워; 상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트의 일 측을 관통하여 높이 방향으로 연장된 히트 파이프; 상기 히트 파이프에 연결된 상태에서 저면에 전자부품이 위치하는 전열 블록;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 콜루게이트 플레이트의 평면 형상은, 최대 폭을 가지는 제 1 돌출부와 최소 폭을 가지는 제 1 함입부가 길이 방향으로 라운딩 처리되어 연속 배치되고, 상기 제 2 콜루게이트 플레이트의 평면 형상은, 최대 폭을 가지는 제 2 돌출부와 최소 폭을 가지는 제 2 함입부가 길이 방향으로 라운딩 처리되어 연속 배치되되, 상기 제 1 돌출부는 상기 제 2 함입부와, 상기 제 1 함입부는 상기 제 2 돌출부의 대응 부위에 위치되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 제 1 돌출부는, 상기 제 1 마루의 위치에 배치되고, 상기 제 1 함입부는, 상기 제 1 골에 배치되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 제 1 함입부는, 상기 제 1 골 중에서 1차 제 1 골로부터 2번째에 이격 위치한 3차 제 1 골까지 폭이 좁아지도록 라운딩 함입되되, 상기 1차 제 1 골에서 1번째에 이격 위치한 2차 제 1 골에서 최소 폭을 가지고, 상기 2 돌출부는, 상기 제 1 함입부의 대응 부위에 위치된 것으로, 상기 제 2 마루 중에서 1차 제 2 마루로부터 2번째에 이격 위치한 3차 제 2 마루까지 폭이 넓어지도록 라운딩 돌출되되, 상기 1차 제 2 마루에서 1번째에 이격 위치한 2차 제 2 마루에서 최대 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치에 의하면,

1) 굴곡진 콜루게이트 플레이트를 적층함으로써, 발열면적을 최대한으로 확보하고 공기 유동을 안정화 시켜 발열 효율을 증대시킬 수 있고,

2) 함입부와 돌출부를 구비함으로써, 콜루게이트 플레이트 사이에 더 큰 공기층을 형성할 수 있어서 냉각 속도가 빨라질 수 있으며,

3) 융기부를 구비함으로써, 콜루게이트 플레이트를 적층할 때 서로 접촉되는 것을 방지하고 열을 사방으로 방사하여 효율적으로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라,

4) 라운딩 절곡 파트를 구비함으로써, 히트 파이프의 열을 사방으로 방사시켜 방열 효과가 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 전자부품 냉각장치의 기본 실시예에 대한 개략적인 전체 구조를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 대한 본 발명의 전자부품 냉각장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 제 1,2 콜루게이트 플레이트의 제 1 추가 실시예에 대한 적층구조를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 전자부품 냉각장치의 제 2 추가 실시예인 상측 부위를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 함입부와 제 2 돌출부의 변형 실시예를 도시한 사시도.
도 6(a)은 본 발명의 에어 채널의 변형 실시예를 나타낸 확대 단면도이고, 도 6(b)은 에어 채널에 형성된 평탄 파트를 나타낸 확대 단면도.
도 7(a)은 본 발명의 전자부품 냉각장치에 융기부가 형성된 것을 도시한 단면도이고, 도 7(b)은 융기 편을 도시한 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 전자부품 냉각장치의 기본 실시예에 대한 개략적인 전체 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 대한 본 발명의 전자부품 냉각장치의 정면도이다.

도 1을 보아 알 수 있듯이 본 발명의 전자부품 냉각장치는 냉각 타워(100), 히트 파이프(140), 전열 블록(150)을 구비하는 것을 기본으로 하는데, 추가적으로 팬을 구비하는 것도 가능하다.

냉각 타워(100)는 복수 개의 제 1 콜루게이트 플레이트(110)와 제 2 콜루게이트 플레이트(120)의 적층 구조로 이루어진다. 다시 설명하면, 제 1 콜루게이트 플레이트(110)와 제 2 콜루게이트 플레이트(120)는 규칙적인 구조로 적층되어 한 쌍으로 기능하는데, 이 때, 냉각 타워(100)는 복수 개의 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 쌍이 높이 방향으로 적층되어 형성된다.

제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)는 일정한 간격으로 굴곡진 판의 형상으로 이루어지며, 골과 마루가 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 반복되는 형상을 가진다. 이와 같이 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 굴곡진 판으로 이루어지면, 판이 편평할 때보다 공기와 닿는 표면적이 넓어져서 열을 더 빨리 식힐 수 있다.

따라서 본 발명에서는 냉각 효과를 향상시킬 수 있도록 굴곡진 판으로 이루어진 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)를 구비한다.

우선 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)를 구체적으로 설명하기 이전에 '방향'에 대한 용어를 정의하기로 한다. 본 발명에서는 3차원 입체 공간을 기준으로 X축을 길이 방향, Y 축을 높이 방향, Z축을 폭 방향이라 하며 도 2와 같은 정면도에서는 주로 길이와 높이 방향에 대한 설명이 이루어지고 다른 도면인 평면도에서는 주로 폭과 길이 방향에 대한 설명이 이루어진다.

제 1 콜루게이트 플레이트(110)는 제 1 마루(112)와 제 1 골(111)이 길이 방향(X축 방향)을 따라 번갈아가며 반복되는 형상을 가진다. 여기서 제 1 마루(112)는 제 1 콜루게이트 플레이트(110)를 정면으로 보았을 때 가장 높은 부분을 의미하며, 제 1 골(111)은 가장 낮은 부분을 의미한다.

제 2 콜루게이트 플레이트(120)는 제 1 콜루게이트 플레이트(110)와 동일하게 마루와 골이 반복되는 형상을 가지며, 제 2 마루(122)와 제 2 골(121)이 규칙적으로 반복되는 구조로 이루어진다.

이러한 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)는 높이 방향(Y축 방향)을 따라 교대로 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 여기서 제 1 콜루게이트 플레이트(110)는 제 2 콜루게이트 플레이트(120) 위에 적층되는데, 반대로 위치하는 것도 가능하다. 즉, 제 1,2 콜루게이트(110,120)는 높이 방향을 따라 반복적으로 적층된 구조를 가진다는 의미이다. 이러한 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)는 서로 접촉되지 않도록 적층되어 사이에 공간을 가진다. 이와 같이 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 사이에 형성되는 공간을 에어 채널(130)이라고 한다. 에어 채널(130)은 공기가 통과할 수 있는 구조로 이루어져 열기를 밖으로 빼주는 기능을 수행한다.

만일, 제 1 콜루게이트 플레이트(110)와 제 2 콜루게이트 플레이트(120)의 이격거리가 일정하게 적층되면, 즉, 제 1 골(111)과 제 2 골(121), 제 1 마루(112)와 제 2 마루(122)의 위치가 대응되면 공기가 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 사이를 통과할 때 공기의 이동방향이 계속 변화하게 된다. 다시 말해, 공기가 제 1 골(111)과 제 2 골(121) 사이를 이동하다가 제 1 마루(112)와 제 2 마루(122) 사이를 지나가게 되면 공기의 이동방향이 갑자기 변하게 되고, 이러한 현상은 골과 마루를 번갈아 지나갈 때마다 발생한다. 이와 같이 공기의 이동방향이 계속 바뀌면 공기의 흐름이 방해를 받아 유동이 불안정해지는 문제가 있다.

이러한 문제를 보완하기 위해, 본 발명에서는 제 1 골(111)과 제 2 마루(122), 제 1 마루(112)와 제 2 골(121)의 위치가 대응되도록 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 적층되는 구조를 적용한다. 다시 말해, 제 1 마루(112)와 제 2 골(121)의 이격거리가 가장 길고 제 1 골(111)과 제 2 마루(122)의 이격거리가 가장 짧도록 제 1 콜루게이트 플레이트(110)를 제 2 콜루게이트 플레이트(120)의 위에 적층시킨다. 여기서 에어 채널(130)은 일직선의 통로를 포함하여 형성되어 공기가 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 사이를 일직선 방향으로 통과할 수 있도록 하여 공기 유동을 안정화시킬 수 있다.

또한, 제 1 골(111)과 제 2 마루(122)의 이격거리가 넓어져 상대적으로 제 1 콜루게이트 플레이트(110)와 제 2 콜루게이트 플레이트(120) 사이 공간의 체적이 커지게 된다. 이 때, 공기가 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 사이 공간에 모이게 되고, 비열이 큰 공기의 특성에 의하여 냉각이 원활하게 일어난다. 다시 설명하면, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 사이 공간의 체적이 커져 더 많은 공기가 한 공간 안에 존재하게 되고, 냉각된 공기가 모여 열을 쉽게 방출하는 것이 가능하다.

히트 파이프(140)는 내부에 중공이 형성된 관의 형태로, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)를 관통하는 구조로 이루어져 열을 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)로 발산하는 역할을 수행한다.

전열 블록(150)은 히트 파이프(140)와 연결되는 것으로서, CPU와 같은 전자부품의 열을 전달 받는 기능을 수행한다. 다시 말해, 전열 블록(150)의 저면에는 전자부품이 맞닿아 있어, 전열 블록(150)이 전자부품에서 발생하는 열을 히트 파이프(140)로 전달해 준다.

도면에 도시되지 않았지만, 냉각 타워(100)에는 추가적으로 팬이 장착될 수 있다. 이러한 팬은 냉각 타워(100)에 장착되어 에어 채널(130)의 전면에 골고루 공기를 유동시킬 수 있다.

더 나아가, 냉각 타워(100)는 하나로 형성될 수도 있지만 복수 개로 형성되어 히트 파이프(130)로 연결되는 것도 가능하다.

이로써, 굴곡진 콜루게이트 플레이트를 제 1 골(111)과 제 2 골(121)이 엇갈리게 적층하여 발열 면적을 최대한으로 확보함과 동시에 공기 유동을 안정화 시켜 발열 효율을 증대시키는 기능을 제공한다.

추가적으로, 본 발명은 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 효율적인 열전달 구조를 제공하기 위해 도 3 이하의 추가 실시예를 제공하는바, 첨부된 도면을 참조로 하나씩 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1,2 콜루게이트 플레이트의 제 1 추가 실시예에 대한 적층구조를 나타낸 평면도이다.

도 3에서 보아 알 수 있듯이, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)를 위에서 바라보았을 때, 즉 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 평면 형상은 제 1,2 돌출부(161,171)와 제 1,2 함입부(162,172)가 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 길이 방향을 따라 연속적으로 배치되어 굴곡진 구조를 가진다. 이와 같은 구조 역시 높이 방향을 따라 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 교대로 적층되어 있다.

제 1,2 돌출부(161,171)와 제 1,2 함입부(162,172)는 골과 마루와 같은 개념을 가진다. 다시 말해, 폭 방향(도 1 기준에서 Z축 방향)을 기준으로 제 1,2 돌출부(161,171)는 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 각각에서 최대 폭을 가지는 부위이고, 제 1,2 함입부(162,172)는 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 각각에서 최소 폭을 가지는 부위를 의미한다. 여기서 제 1 돌출부(161)와 제 1 함입부(162)는 제 1 콜루게이트 플레이트(110)에 형성되며, 제 2 돌출부(171)와 제 2 함입부(172)는 제 2 콜루게이트 플레이트(120)에 형성된다.

더불어, 제 1,2 돌출부(161,171)와 제 1,2 함입부(162,172)는 라운딩 처리되는데, 만일, 제 1,2 돌출부(161,171)와 제 1,2 함입부(162,172)가 라운딩 처리되지 않고 뾰족한 형상을 가지면 사용자가 냉각장치를 설치할 때 다칠 우려가 있을 뿐만 아니라, 전자제품의 패키지 내부에 수용될 때 조립이 용이하지 않기 때문에 이를 방지하도록 챔퍼 처리, 즉 라운딩 처리한다.

이 때, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 다양한 구조로 적층될 수 있는데, 만일, 제 1 돌출부(161)와 제 2 돌출부(171), 제 1 함입부(162)와 제 2 함입부(172)가 서로 대응되는 위치에 적층되면, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 방열 면적과 에어 채널(130)의 체적이 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 면적에 비례하게 되어 최소한의 공기층을 확보하는 것과 다를바 없다.

따라서, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 동일한 크기 대비 최대의 방열 효율을 내기 위해, 본 발명에서는 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)를 제 1 돌출부(161)와 제 2 함입부(172), 제 1 함입부(162)와 제 2 돌출부(171)의 위치가 대응되도록 적층시킨다. 이러한 구조로 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)를 적층하면 에어 채널(130)의 체적이 커지게 된다. 다시 말해, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 각각의 함입부와 돌출부가 엇갈린 형태로 적층되어 더 넓은 공기층을 확보할 수 있다.

이와 같은 구조로 최대한의 공기층을 확보할 수 있어서 공기를 빠르게 방열하여 냉각효율을 증대시키는 기능을 제공한다.

도 4는 본 발명의 전자부품 냉각장치의 제 2 추가 실시예인 상측 부위를 도시한 사시도이다.

도 4에 따른 실시예는 돌출부/함입부와 마루/골의 배열 위치를 한정한 것으로서, 도 4를 보아 알 수 있듯이 제 1 돌출부(161)와 제 1 함입부(162)는 제 1 마루(112)와 제 1 골(111)에 대응되는 위치에 형성된다.

제 1 돌출부(161)와 제 1 함입부(162)는 제 1 콜루게이트 플레이트(110)에 형성되는 것으로서, 특정한 위치에 한정되지 않으나 본 발명에서는 냉각 효율을 증대시키기 위해 제 1 돌출부(161)는 제 1 마루(112), 제 1 함입부(162)는 제 1 골(111)에 위치시킨다. 만일, 제 1 돌출부(161)와 제 1 함입부(162)가 제 1 골(111)과 제 1 마루(112) 사이에 위치하면 제 1 콜루게이트 플레이트(110)가 경사진 부분에 형성되어 공기층을 제대로 확보하지 못하여 냉각 효율이 떨어진다.

이러한 문제를 보완하기 위해 본 발명에서 제 1 돌출부(161)는 제 1 마루(112)의 위치, 제 1 함입부(162)는 제 1 골(111)의 위치에 배치된다. 앞서 설명하였듯이, 제 1 돌출부(161)는 제 1 콜루게이트 플레이트(110)에서 가장 폭이 넓은 부위이고 제 1 마루(112)는 제 1 콜루게이트 플레이트(110)에서 가장 높이 길이가 긴 부위를 의미한다. 이러한 제 1 돌출부(161)와 제 1 마루(112)가 상호 대응되는 위치에 형성되면 폭 방향, 높이 방향 양쪽으로 가장 튀어나온 부분이 서로 연동되어 에어 채널(130)의 체적이 최대가 된다. 다시 말해, 최대의 공기층을 확보하는 것이 가능하다.

이로써, 열의 발산 방향 및 면적을 최대한으로 확보하여 냉각 효율을 증대시키는 기능을 제공한다.

도 5는 본 발명의 제 1 함입부와 제 2 돌출부의 변형 실시예를 도시한 사시도이다.

도 3 및 도 5를 보아 알 수 있듯이, 제 1 함입부(162)와 세 개의 골과 그 사이의 2개의 마루가 하나의 세트로 이루어지고 제 2 돌출부(171)는 세 개의 마루와 그 사이의 2개의 골이 하나의 세트로 이루어져, 이 세트들이 서로 대응되는 상하 위치에서 길이 방향을 따라 반복 형성된다.

구체적으로, 제 1 함입부(162)는 일 측 시작점에서 타 측 종료점까지 3개의 제 1 골(111)을 가지는데, 3개의 제 1 골(111)을 순차적으로 1차 제 1 골(201)(함입 시작점에 위치), 2차 제 1 골(202)(제 1 함입부의 길이 방향을 기준으로 중앙에 위치), 3차 제 1 골(203)(함입 종료점에 위치)이라 정의한다. 이때 제 1 함입부(162)의 함입 구조는 1차 제 1 골(201)에서부터 3차 제 1 골(203)까지 라운딩지게 함입된 형상을 취하는데 이 때 2차 제 1 골(202)에서 최소 폭을 가지도록 함입된 형상을 가진다. 다시 말해, 2차 제 1 골(202)이 제 1 함입부(162) 내의 3개의 제 1 골 중에서 가장 많이 함입된 부위(평면 형상을 기준으로 최소 폭을 가진 부위)라 할 수 있다.

제 2 돌출부(171)는 제 1 함입부(162)와 대응되는 위치에 형성되는 것으로서, 제 1 함입부(162)와 대칭적인 구조를 가진다. 다시 말해, 제 2 돌출부(171)는 일 측 시작점에서 타 측 종료점까지 3개의 제 2 마루(122)를 가지는바 이 때 3개의 제 2 마루(122)를 순차적으로 1차 제 2 마루(211)(돌출 시작점에 위치), 2차 제 2 마루(212)(제 2 돌출부의 길이 방향을 기준으로 중앙에 위치), 3차 제 2 마루(213)(돌출 종료점에 위치)라고 명명한다. 이러한 1차 제 2 마루(211), 2차 제 2 마루(212), 3차 제 2 마루(213) 상에는 각각 1차 제 1 골(201), 2차 제 1 골(202), 3차 제 1 골(203)이 위치한다. 여기서 제 2 돌출부(171)의 돌출 구조는 1차 제 2 마루(211)에서부터 3차 제 2 마루(213)까지 라운딩 돌출된 형상을 취하는데, 이때 2차 제 2 마루(212)에서 최대 폭을 가지도록 돌출된 형상을 가진다. 다시 말해, 2차 제 2 마루(212)가 제 2 돌출부(171) 내의 3개의 제 2 마루(122) 중에서 가장 많이 돌출된 부위(평면 형상을 기준으로 최대 폭을 가진 부위)라 할 수 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 1차 제 1 골(201), 2차 제 1 골(202), 3차 제 1 골(203) 사이의 공간의 공기층을 확보하여 공기의 발열 면적이 넓어져 발열 효율과 속도가 향상될 수 있다는 기본적인 기능을 제공하는데 이는 3개의 제 2 마루(122) 역시 같은 원리라 할 것이다. 특히, 함입부 및 돌출부가 1개 단위가 아니라 3개의 골과 마루를 하나의 세트로 구비함에 따라 돌출과 함입 패턴이 너무 잦게 반복되지 않아 공기의 흐름이 불필요한 수준으로 변하지 않도록 하면서도 일 방향(에어 터널의 길이 방향)으로 데워진 공기 전달을 충분히 촉진할 수 있는 특성을 발휘할 수 있다.

도 6(a)은 본 발명의 에어 채널의 변형 실시예를 나타낸 확대 단면도이고, 도 6(b)은 에어 채널에 형성된 평탄 파트를 나타낸 확대 단면도이다.

2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)는 1,3차 제 1골(201,203)과 1,3차 제 2 마루(231,233)와 서로 다른 이격거리를 가진다. 다시 말해, 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)의 이격거리가 1,3차 제 1 골(201,203)과 1,3차 제 2 마루(211,213)의 이격거리보다 짧다. 이와 같은 구조는 공기가 에어 채널(130)을 통과할 때 병목현상을 발생시킨다. 이러한 병목현상에 의해 공기가 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212) 사이를 통과하기 전에 일시적으로 잔류하게 되고, 공기가 잔류할 때 콜루게이트 플레이트에 의해 공기가 냉각된다. 다시 말해, 공기가 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212) 사이의 에어 채널(130)을 통과하기 전에 일시적으로 머무르는 시간 동안 냉각이 일어나게 된다.

이와 같은 구조로 에어 채널(130)이 형성됨으로써, 공기를 에어 채널(130) 내에 일시적으로 잔류시켜 열의 방출이 효율적으로 일어날 수 있다.

상술한 바와 같이 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)의 이격거리가 가장 짧아 병목현상이 발생하는데, 이에 추가적으로 평탄 파트(240)를 구비하여 외부 충격에 의해 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)가 접촉하는 문제를 방지하면서 이를 지나는 공기가 충분한 함열 역할을 수행하도록 한다.

즉, 평탄 파트(240)는 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)에 각각 형성되며, 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)의 끝단을 일정 길이로 평탄 처리한 것이다.

다시 말해, 공기는 굴곡진 표면을 따라서 더 빠르게 흐르고, 직선의 표면에서는 더 느리게 흐른다. 따라서, 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)의 굴곡진 부분을 평탄 처리하면 공기의 흐름이 느려져 공기가 에어 채널(130) 내에 더 오랜 시간동안 잔류하게 된다. 더불어, 2차 제 1 골(202)과 2차 제 2 마루(212)는 이격거리가 짧아 접촉될 우려가 있는데, 일정 길이를 평탄 처리하여 서로 접촉되는 것을 방지한다.

이로써, 공기가 에어 채널(130) 내에서 잔류하는 동안 콜루게이트 플레이트에 의해 방열이 효과적으로 일어나서 우수한 냉각 성능을 제공한다. 나아가, 평탄 파트(240)를 구비함으로써 상호 접촉을 방지하여 용이하게 제작이 가능하다.

도 7(a)은 본 발명의 전자부품 냉각장치에 융기부가 형성된 것을 도시한 단면도, 도 7(b)은 융기 편을 도시한 사시도이다.

도 7을 보아 알 수 있듯이, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)에는 관통공이 형성되며, 이러한 관통공에는 융기부가 형성된다.

상술한 바와 같이 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)에 히트 파이프(140)를 연결하기 위해서 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)에 관통공이 형성된다. 이 때, 제 1 관통공(310)은 제 1 콜루게이트 플레이트(110), 제 2 관통공(320)은 제 2 콜루게이트 플레이트(120)에 형성되는 관통공을 의미한다. 이러한 제 1,2 관통공(310,320)의 둘레에는 제 1,2 융기부(330,340)가 형성된다. 이러한 제 1,2 융기부(340,440)는 기본적으로 히트 파이프(140)와의 결합 부위 사이에 틈이 발생되는 것을 방지하면서 보다 견고하게 히트 파이트(140)와의 접촉을 유지시키는 역할을 제공한다.

제 1 융기부(330)는 제 1 관통공(310)의 둘레에 형성되는 것으로서, 제 1 골(111)에서 상부로 돌출되어 형성된다. 구체적으로, 제 1 융기부(330)는 제 1 가상 기준선(331)을 기준으로 융기 높이가 결정되는데, 여기서 제 1 가상 기준선(331)이란 제 1 골(111)과 제 1 마루(112)의 중간 위치를 제 1 콜루게이트 플레이트(110)의 길이 방향으로 연결한 선을 의미한다. 이 때, 제 1 융기부(330)는 제 1 가상 기준선(331)을 넘지 않도록 형성된다.

제 2 융기부(340)는 제 1 융기부(330)와 동일한 구조로 형성되는 것으로서, 제 2 관통공(320)의 둘레에 형성된다. 이 때, 제 2 융기부(340)는 제 2 마루(122)에서 하방으로 돌출 형성되며, 제 2 가상 기준선(341)을 기준으로 형성된다. 여기서 제 2 가상 기준선(341)은 제 2 마루(122)와 제 1 골(111)의 중간위치를 제 2 콜루게이트 플레이트(120)의 길이 방향으로 연결한 선을 의미하며, 이 때, 제 2 융기부(340)는 제 2 가상 기준선(341)의 아래로 돌출되지 않도록 형성된다.

이러한 제 1,2 융기부(330,340)는 골과 마루의 위치를 달리 하여 돌출 형성될 수도 있지만, 즉, 제 1 융기부(330)는 제 1 골(111)에서 하방으로 돌출되고 제 2 융기부(340)는 제 2 마루(122)에서 상부로 돌출되는 것도 가능하지만, 이 경우 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 상호 적층될 때 서로 맞닿을 우려가 있기 때문에 상술한 바와 같이 형성하는 것이 바람직할 것이다.

더불어, 만일 하방으로 돌출되어 있는 제 1 골(111)에 제 1 융기부(330) 역시 하방으로 형성하면 제 1 골(111)과 제 1 융기부(330) 모두 하방을 향하여 제 1 융기부(330)를 성형(1차적으로 관통공을 관통한 다음 2차적으로 마루와 골을 성형하거나 이와 반대의 방법인 경우 모두 포함)할 때 제 1 골(111)이 필요 이상으로 하방 돌출되어 제 1 콜루게이트 플레이트(110)의 마루와 골 간의 높이가 변형될 우려가 있다.

다시 말해, 제 1 콜루게이트 플레이트(110)(제 2 콜루게이트 플레이트 포함)의 성형 시 일정한 높이를 유지하면서 히트 파이프와의 견고한 접촉 관계를 보장하기 위하여 하방으로 돌출된 제 1 골(111)에는 제 1 융기부(330)가 상부로 돌출되도록 하고, 상부로 돌출된 제 2 마루(122)에는 제 2 융기부(340)가 하방으로 돌출되도록 한다.

이로써, 제 1,2 융기부(330,340)가 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 골과 마루에 일정 높이로 균일하게 돌출 형성되어 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)의 골조가 균일성을 갖도록 한다. 다시 말해, 제 1,2 융기부(330,340)는 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 골조의 높이에 대한 균일성을 제공한다. 더불어, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120)가 상호 적층될 때 골과 마루가 접촉되는 것을 방지할 수 있는 기능을 겸비하는 것이 가능하다.

더 나아가, 제 1,2 융기부(330,340)는 슬릿(350)을 매개로 융기 편(360)으로 분리될 수 있다.

슬릿(350)은 제 1,2 융기부(330,340)에 형성되는 것으로서, 제 1,2 융기부(330,340)를 복수 개의 융기 편(360)으로 분리하는 역할을 수행한다. 이 때, 슬릿(350)은 제 1,2 융기부(330,340)의 둘레 방향을 따라 일정 간격으로 형성되며, 융기부의 높이 방향을 따라 절개된다. 다시 말해, 슬릿(350)은 융기부가 돌출된 방향을 따라 절개된다. 더불어, 슬릿(350)은 적어도 두 개 이상 형성되는데, 만일, 슬릿(350)이 한 개 형성되면 융기부를 분리할 수 없기 때문에 두 개 이상 형성된다. 이 때, 슬릿(350)에 의해 분리된 융기부 각각을 융기 편(360)이라 하는데, 가령, 슬릿(350)이 두 개 형성되면 융기부는 두 개의 융기 편(360)으로 분리되고, 슬릿(350)이 세 개 형성되면 융기부는 세 개의 융기 편(360)으로 분리된다.

이와 같이 슬릿(350)을 형성함으로써, 융기부를 복수 개의 융기 편(360)으로 분리하여 융기 편(360) 사이사이로 열이 방사될 수 있도록 하여 방열 효과가 증대된다.

추가적으로, 융기 편(360)의 끝단에는 라운딩 절곡 파트(370)가 형성될 수 있다.

라운딩 절곡 파트(370)는 융기 편(360)의 단부를 라운딩지도록 절곡시킨 것으로서, 열을 방사하는 기능을 수행한다. 이 때, 융기 편(360)의 끝단은 히트 파이프(140)의 바깥 방향으로 향하도록 절곡되어, 히트 파이프(140)에서 전달받은 열을 융기 편(360)의 라운딩 절곡 파트(370)를 따라 방사한다. 다시 말해, 라운딩 절곡 파트(370)의 절곡된 방향을 따라, 즉, 히트 파이프(140)의 바깥 방향으로 방사되어 융기 편(360)의 상부로만 열이 전달되는 것이 아니라 사방으로 방사된다.

이와 같은 구조로 융기 편(360)의 끝단을 절곡시킴으로써, 제 1,2 콜루게이트 플레이트(110,120) 사이 공간을 더 확보함과 동시에 열을 사방으로 방사시켜 더 빠르고 효율적인 냉각기능을 제공한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

100: 냉각 타워 110: 제 1 콜루게이트 플레이트
111: 제 1 골 112: 제 1 마루
120: 제 2 콜루게이트 플레이트 121: 제 2 골
122: 제 2 마루 130: 에어 채널
140: 히트 파이프 150: 전열 블록
161: 제 1 돌출부 162: 제 1 함입부
171: 제 2 돌출부 172: 제 2 함입부
201: 1차 제 1 골 202: 2차 제 1 골
203: 3차 제 1 골 211: 1차 제 2 마루
212: 2차 제 2 마루 213: 3차 제 2 마루
240: 평탄 파트 310: 제 1 관통공
320: 제 2 관통공 330: 제 1 융기부
331: 제 1 가상 기준선 340: 제 2 융기부
341: 제 2 가상 기준선 350: 슬릿
360: 융기 편 370: 라운딩 절곡 파트

Claims (9)

1. 콜루게이트 플레이트 적층식 냉각 타워를 구비한 전자부품 냉각장치로서,
   높이차를 가진 제 1 마루와 제 1 골이 길이 방향으로 연속 배치된 제 1 콜루게이트 플레이트와, 상기 제 1 골에 최근접 거리를 가진 제 2 마루와 상기 제 1 마루에 최이격 거리를 가진 제 2 골이 길이 방향으로 연속 배치된 제 2 콜루게이트 플레이트 및, 상기 제 1,2 콜루게이트 사이의 길이 방향을 따라 형성된 에어 채널을 구비하여, 상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트가 복수 개로 높이 방향을 따라 순차적으로 적층된 적어도 하나의 냉각 타워;
   상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트의 일 측을 관통하여 높이 방향으로 연장된 히트 파이프;
   상기 히트 파이프에 연결된 상태에서 저면에 전자부품이 위치하는 전열 블록;을 포함하되,
   상기 제 1 콜루게이트 플레이트의 평면 형상은, 최대 폭을 가지는 제 1 돌출부와 최소 폭을 가지는 제 1 함입부가 길이 방향으로 라운딩 처리되어 연속 배치되고,
   상기 제 2 콜루게이트 플레이트의 평면 형상은, 최대 폭을 가지는 제 2 돌출부와 최소 폭을 가지는 제 2 함입부가 길이 방향으로 라운딩 처리되어 연속 배치되되,
   상기 제 1 돌출부는 상기 제 2 함입부와, 상기 제 1 함입부는 상기 제 2 돌출부의 대응 부위에 위치되고,
   상기 제 1 함입부는, 3개의 상기 제 1 골을 포함하는 것으로,
   상기 제 1 골 중에서 함입 시작점에 위치한 1차 제 1 골로부터 함입 종료점에 위치한 3차 제 1 골까지 폭이 좁아지도록 라운딩 함입되되, 상기 1차 제 1 골 및 3차 제 1 골 사이에 위치한 2차 제 1 골에서 최소 폭을 가지고,
   상기 제 2 돌출부는, 3개의 상기 제 2 마루를 포함하는 것으로,
   상기 제 2 마루 중에서 돌출 시작점에 위치한 1차 제 2 마루로부터 돌출 종료점에 위치한 3차 제 2 마루까지 폭이 넓어지도록 라운딩 돌출되되, 상기 1차 제 2 마루 및 3차 제 2 마루 사이에 위치한 2차 제 2 마루에서 최대 폭을 가지는 것을 특징으로 하는, 전자부품 냉각장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 에어 채널은,
   상기 1,3차 제 1 골과 상기 1,3차 제 2 마루 각각의 이격거리보다 상기 2차 제 1 골과 상기 2차 제 2 마루의 이격거리가 더 짧은 것을 특징으로 하는, 전자부품 냉각장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 2차 제 1 골과 상기 2차 제 2 마루는,
   첨단 부위가 일정 길이로 평탄 처리된 평탄 파트를 구비한 것을 특징으로 하는, 전자부품 냉각장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1,2 콜루게이트 플레이트는, 상기 히트 파이프가 지나는 제 1,2 관통공이 각각 형성되되,
   제 1 관통공의 둘레에는,
   상기 제 1 골에서 제 1 마루와 제 1 골의 중간 위치를 길이 방향으로 연결한 제 1 가상 기준선의 하부 위치까지 돌출된 제 1 융기부가 형성되고,
   상기 제 2 관통공의 둘레에는,
   제 2 마루에서 제 2 마루와 제 1 골의 중간 위치를 길이 방향으로 연결한 제 2 가상 기준선의 상부 위치까지 돌출된 제 2 융기부가 형성된 것을 특징으로 하는, 전자부품 냉각장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제 1,2 융기부는,
   둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 돌출 방향으로 절개된 적어도 2개의 슬릿을 매개로 적어도 2개의 융기 편으로 분리되는 것을 특징으로 하는, 전자부품 냉각장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 융기 편의 단부는,
   라운딩지도록 절곡된 라운딩 절곡 파트를 구비한 것을 특징으로 하는, 전자부품 냉각장치.

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