KR102092830B1 - 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 및 그 하우징을 이용한 방열방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 및 그 하우징을 이용한 방열방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 전자장치가 구비되며 상기 전자장치에 의한 내부열을 방열하기 위한 전자장치용 하우징에 있어서, 내부에 전자장치가 설치되고, 밀폐구조를 갖는 본체; 상기 본체 내의 공기를 순환시키는 기구부; 각각의 일측끝단부가 상기 기구부 측에 설치되며, 타측끝단부는 상기 본체 외부에 위치되고 내부에 냉각유체가 구비되는 복수의 히트파이프; 및 상기 히트파이프의 타측끝단부 측에 위치되고 상기 본체 외면에 설치되어 상기 냉각유체의 열을 외부로 방출시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징에 관한 것이다.

Description

밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 및 그 하우징을 이용한 방열방법{Structure of a lightweight waterproof plastic housing with a heat dissipating device for internal heat discharge in a confined space}

본 발명은 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 및 그 하우징을 이용한 방열방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 장치를 실외 환경 및 얕은 수중 환경으로부터 보호하는 경량의 플라스틱 하우징(외함)을 설계함에 있어, 방수를 위해 완전 밀폐된 공간에서 전자 장치에서 발생하는 열을 외부로 전달하여 방열하는 구조를 갖는 하우징 구조에 관한 것이다.

전자 장치 또는 전력 장치는 구동될 때 열이 발생한다. 이를 하우징(외함) 내에 넣게 되면 발생한 열의 누적으로 인해 전자/전력 장치가 구동되지 않거나 파손될 위험이 있다. 그러므로 적정한 온도를 유지하도록 하우징 내부 공간을 냉각하거나 열을 외부로 배출하기 위한 여러 방법이 제시되고 있다.

선행 특허문헌 1로서 히트파이프를 구비한 전력전자 기기용 밀폐형 외함(공개특허 10-2016-0139094)이 기재되어 있다. 도 1은 선행 특허문헌 1에 따른 전력전자 기기용 밀폐형 외함을 나타낸 구성도이다. 선행 특허문헌 1은 전력전자 기기용 외함에 관한 것으로, 외함 내부의 다수의 기기 수용공간에 장착된 기기의 발열소자에 히트싱크를 부착하고 이에 연결된 히트파이프를 통해 측면의 방열핀으로 열을 이동시키고, 외함 개방구에 장착된 외부 공기 흡입팬과 배출팬의 동작을 통해 공랭하는 방법이 기술되고 있다.

또한, 선행 특허문헌 2로서 완전 밀폐형 난연, 단열 및 냉각성능이 우수한 랙 구조(등록특허 10-189118)이 기재되어 있다. 도 2는 선행 특허문헌 2에 따른 랙 구조물의 정면도를 도시한 것이다. 선행 특허문헌 2는 완전 밀폐형 난연 및 냉각성능이 우수한 랙 구조물에 관한 것으로, 밀폐된 랙 구조물(외함) 내부로 냉각에어(또는 냉각액)를 외부에서 지속적으로 공급하여 내부를 냉각하는 방법이 기술되고 있다.

그리고 선행 특허문헌 3으로서 밀폐형 방열 케이스가 구비된 전자 장치(등록특허 10-1036212)가 기재되어 있다. 도 3은 선행 특허문헌 3에 따른 밀폐형 방열 케이스를 가지는 전자 장치의 분해 사시도를 도시한 것이다. 선행 특허문헌 3은 케이스 내부의 여러 전자 장치의 발열을 열전도시트 등이 흡수하여 내부에 설치된 방열핀 등에 전달하고, 케이스 전방부 및 후방부에서 공기 유입/유출구를 통해 내부 공기를 순환시키는 공랭의 방법이 기술되고 있다.

또한, 선행 특허문헌 4로서, 전자 부품 방열 모듈 및 이에 사용되는 방열절연액(등록특허 10-1434952)이 기재되어 있다. 도 4는 선행 특허문헌 4에 따른 전자 부품 방열 모듈의 단면도를 도시한 것이다. 선행 특허문헌 4는 액체 밀폐구조를 구비한 하우징으로, 히트싱크가 부착된 하우징 내부의 발열체의 열을 냉각시키는 방열 절연액으로 실리콘계 오일을 사용하고 있으며, 오일에 열전도를 더 높이기 위한 자성체 입자를 혼합하였을 때 유체 순환을 위해 기계적인 팬이 아닌 토로이달 코일 등의 전자식 교반기를 사용하여 대류시키는 방법이 기술되고 있다.

그리고 하우징(외함) 내부에 장착된 전자 장치/기기에서 발생하는 열을 해소하기 위해서, 냉각 액체 또는 기체를 이용하여 내부 공간을 냉각시키는 방법이 있다. 이 방법은 발열량이 큰 전자 장치/기기에 대해 효과적이나 내부 공간에서의 온도 차가 크게 발생하면서 수분 응결로 인한 전자 장치/기기 손상 등의 문제가 발생할 수 있고, 지속적으로 냉각 매질을 공급하는 부가적인 장치가 필요하다.

또 다른 방법으로는 내부의 열을 외부로 전달시키는 방법이 있으며, 발열 소자에서 직접적으로 열을 흡수하는 히트싱크 또는 히트파이프를 통해 방열판으로 열을 이동시키고 외부 공기를 유입 및 순환시키는 방식 또는 내부에 유체를 채워 순환시키는 방식이 있다. 그러나 방수 구조를 위해 완전 밀폐가 필요한 경우에는 외부 공기 유입/유출구가 필요한 방식은 사용이 어렵고, 유체를 채우는 방식은 전자 장치에 부착된 냉각 팬 등 기계적 장치의 동작에 영향을 주게 되어 고장 등이 발생할 수 있으며, 하우징 내부로의 전자 장치의 접근성과 유지보수성이 떨어지고, 유체의 무게로 인해 무거워진다.

한국공개특허 10-2016-0139094 한국등록특허 10-189118 한국등록특허 10-1036212 한국등록특허 10-1434952

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 완전 방수가 가능한 밀폐 구조의 하우징이 적용되며, 하우징 본체 재질을 플라스틱으로 하여 경량화하고 하우징 내부에 유체를 사용하지 않고, 하우징 내부 열 해소를 위해 부가적인 장치를 필요로 하는 냉각식이 아닌 하우징 외부로의 열 전달 방식을 적용하게 됨으로써, 습도가 높고 변화 범위가 다양한 실외 환경과 얕은 수중 환경에서 사용이 가능하고, 휴대하여 사용이 가능하도록 경량이고, 휴대하여 사용이 가능하도록 발열을 위해 사용하는 추가 전력을 최소화할 수 있는, 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 외부 공기 유입 및 유출 없이 내부 열을 하우징 외부로 전달하여 방열함으로써 내부 온도를 유지할 수 있고, 이로 인해 하우징의 완전 밀폐가 가능한 방수 구조를 갖도록 함으로써 우천 시의 실외 환경이나 얕은 수중 환경에서 사용할 수 있는, 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 내부에 전자장치가 구비되며 상기 전자장치에 의한 내부열을 방열하기 위한 전자장치용 하우징에 있어서, 내부에 전자장치가 설치되고, 밀폐구조를 갖는 본체; 상기 본체 내의 공기를 순환시키는 기구부; 각각의 일측끝단부가 상기 기구부 측에 설치되며, 타측끝단부는 상기 본체 외부에 위치되고 내부에 냉각유체가 구비되는 복수의 히트파이프; 및 상기 히트파이프의 타측끝단부 측에 위치되고 상기 본체 외면에 설치되어 상기 냉각유체의 열을 외부로 방출시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징으로서 달성될 수 있다.

그리고 본체는 밀폐구조를 가져 방수가능하며, 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 기구부는, 전자장치에 의해 가열된 공기가 상기 본체 일측으로 유입되는 공기유입로와, 상기 공기유입로 측으로 유입된 공기를 상기 본체 타측으로 배출되도록 유도하는 공기흐름통로와, 상기 공기유입로 측에 구비되어 상기 공기를 상기 공기유입로 측으로 유입시켜 상기 공기를 순환시키는 크로스 플로우 팬을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 냉각부는 복수의 히트파이프 타측 끝단부 각각이 삽입되는 몸체와, 상기 몸체 내에 구비되어 상기 히트파이프 내의 냉각유체 열을 외부로 방출시키는 냉각팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 몸체는 방수가능하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 기구부에는 복수의 상기 히트파이프 일측끝단부 각각이 내부에 삽입되도록 복수의 히트파이프 관통구를 갖고, 상기 본체 일측면에는 복수의 상기 히트파이프 일측 끝단부 각각이 내부에 삽입되도록 복수의 히트파이프 설치구를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 크로스 플로우 팬의 구동에 의해 전자장치에 의해 가열된 공기가 상기 기구부의 공기유입로 측으로 유입되어 공기흐름통로를 통해 토출되면서 순환되고, 상기 기구부로 유입된 열은 상기 히트파이프 내의 냉각 유체에 전달되어 냉각되고, 증발된 상기 냉각유체의 열은 상기 히트파이프 타측 끝단부의 냉각부를 통해 외부로 방출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 하우징 내의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 및 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 하우징 내의 온도가 설정된 온도범위 이하로 유지되도록 상기 크로스 플로우 팬과 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법에 있어서, 크로스 플로우 팬의 구동에 의해 전자장치에 의해 가열된 공기가 순환되는 단계; 상기 기구부의 공기유입로로 상기 가열된 공기가 유입되고, 일측 끝단부가 상기 기구부 일측에 삽입된 히트파이프 내의 냉각유체가 공기 열을 흡수하여 증발되고, 공기가 냉각되는 단계; 및 냉각된 공기는 기구부의 공기흐름통로를 통해 토출되어 순환되며, 증발된 상기 냉각유체의 열은 히트파이프 타측끝단부의 냉각부에 의해 외부로 방출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 하우징의 본체는 밀폐구조를 가져 방수가능하며, 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 냉각부는 복수의 히트파이프 타측 끝단부 각각이 삽입되는 몸체와, 상기 몸체 내에 구비되어 상기 히트파이프 내의 냉각유체 열을 외부로 방출시키는 냉각팬을 포함하여 구성되며, 상기 몸체는 방수가능하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 온도센서가 상기 하우징 내의 온도를 실시간으로 측정하는 단계; 및상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 하우징 내의 온도가 설정된 온도범위 이하로 유지되도록 상기 크로스 플로우 팬과 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 구조에 따르면, 완전 방수가 가능한 밀폐 구조의 하우징이 적용되며, 하우징 본체 재질을 플라스틱으로 하여 경량화하고 하우징 내부에 유체를 사용하지 않고, 하우징 내부 열 해소를 위해 부가적인 장치를 필요로 하는 냉각식이 아닌 하우징 외부로의 열 전달 방식을 적용하게 됨으로써, 습도가 높고 변화 범위가 다양한 실외 환경과 얕은 수중 환경에서 사용이 가능하고, 휴대하여 사용이 가능하도록 경량이고, 휴대하여 사용이 가능하도록 발열을 위해 사용하는 추가 전력을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징 구조에 따르면, 외부 공기 유입 및 유출 없이 내부 열을 하우징 외부로 전달하여 방열함으로써 내부 온도를 유지할 수 있고, 이로 인해 하우징의 완전 밀폐가 가능한 방수 구조를 갖도록 함으로써 우천 시의 실외 환경이나 얕은 수중 환경에서 사용할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 선행 특허문헌 1에 따른 전력전자 기기용 밀폐형 외함을 나타낸 구성도,
도 2는 선행 특허문헌 2에 따른 랙 구조물의 정면도,
도 3은 선행 특허문헌 3에 따른 밀폐형 방열 케이스를 가지는 전자 장치의 분해 사시도,
도 4는 선행 특허문헌 4에 따른 전자 부품 방열 모듈의 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징의 투시 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징의 정면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 블록도,
도 8은 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법의 흐름도,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 전자장치용 하우징의 사진을 나타낸 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징(100)의 투시 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징(100)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부(60)의 블록도를 도시한 것이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 내부에 전자장치가 구비되며, 이러한 전자장치에 의한 내부열을 방열하기 위한 전자장치용 하우징(100)에 대한 것으로 전체적으로, 본체(10)와, 기구부(20)와, 복수의 히트파이프(40) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.

본체(10)는 내부에 전자장치가 설치되고, 밀폐구조를 갖도록 구성된다. 즉, 이러한 본체(10)는 밀폐구조를 가져 방수가능하며, 경량 플라스틱으로 구성되어 휴대가 가능하고 습도가 높고 변화 범위가 다양한 실외환경과 얕은 수중환경에서 사용이 가능하다.

또한, 기구부(20)는 본체(10) 내에 구비되어, 내부 공기를 순환시키는 기능을 수행하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 기구부(20)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전자장치에 의해 가열된 공기가 본체(10) 일측으로 유입되는 공기유입로(21)와, 이러한 공기유입로(21)와 연결되어 공기유입로(21) 측으로 유입된 공기를 본체(10) 타측으로 배출되도록 유도하는 공기흐름통로(22)와, 공기유입로(21) 측에 구비되어 공기를 공기유입로(21) 측으로 유입시켜 공기를 순환시키는 크로스 플로우 팬(30)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

또한, 공기유입로(21)는 공기가 공기유입통로(22) 측으로 용이하게 유입될 수 있도록 유입부 측으로 점진적으로 직경이 확대되는 형태로 구성됨이 바람직하다. 따라서 이러한 형태의 기구부(20)를 통해 하우징(100) 내의 공기는 순환되게 된다.

또한, 복수의 히트파이프(40)는, 각각의 일측끝단부(41)가 기구부(20) 측에 관통 설치되며, 타측끝단부(42)는 본체(10) 외부에 위치되게 된다. 또한, 히트파이프(40) 내부에는 냉각유체가 구비되게 된다.

또한, 방열효율을 높이기 위해서는 가느다란 히트파이프(40)를 여러개 사용하여 열이 닿는 표면적을 최대화하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 냉각부(50)는, 히트파이프(40)의 타측끝단부(42) 측에 위치되고 본체(10) 외면에 설치되어 냉각유체의 열을 외부로 방출시키도록 구성된다.

또한, 냉각부(50)는 복수의 히트파이프(40) 타측 끝단부(42) 각각이 삽입되는 몸체(51)와, 몸체(51) 내에 구비되어 히트파이프(40) 내의 냉각유체 열을 외부로 방출시키는 냉각팬(52)을 포함하여 구성된다.

또한, 냉각부(50)의 몸체(51)는 방수가능하도록 구성됨이 바람직하다. 그리고 방열효율을 증대시키기 위해 외부 냉각팬(52)의 공기흐름(CFM : Cubic feet per minute)을 빠르게 함이 바람직하다.

그리고 기구부(20) 일측면에는 복수의 히트파이프(40) 일측끝단부(41) 각각이 내부에 삽입되도록 복수의 히트파이프 관통구(23)를 갖고, 또한, 본체(10) 일측면에는 복수의 히트파이프(40) 일측 끝단부(41) 각각이 내부에 삽입되도록 복수의 히트파이프(40) 설치구(11)를 갖도록 구성된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징(100)에 따르면, 크로스 플로우 팬(30)의 구동에 의해 전자장치에 의해 가열된 공기가 기구부(20)의 공기유입로(21) 측으로 유입되어 공기흐름통로(22)를 통해 토출되면서 순환되고, 기구부(20)로 유입된 열은 히트파이프 내의 냉각 유체에 전달되어 냉각되고, 증발된 상기 냉각유체의 열은 히트파이프(40) 타측 끝단부(42)의 냉각부(50)를 통해 외부로 방출되게 된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징(100)은, 하우징(100) 내의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서(61)와, 온도센서(61)에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 하우징(100) 내의 온도가 설정된 온도범위 이하로 유지되도록 크로스 플로우 팬(30)과 냉각팬(52)의 구동을 제어하는 제어부(60)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 크로스 플로우 팬(30)의 제어를 통해 공기의 순환속도를 제어하고, 냉각팬(52)의 구동을 제어하여 외부로 방출되는 공기 흐름을 조절하여 하우징(100) 내부가 설정된 온도로 유지되도록 제어할 수 있게 된다.

이하에서는 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징(100)을 이용한 방열방법에 대해 설명하도록 한다. 도 8은 전자장치용 하우징(100)을 이용한 방열방법의 흐름도를 도시한 것이다.

먼저, 크로스 플로우 팬(30)의 구동에 의해 전자장치에 의해 가열된 공기가 순환되게 된다(S1). 즉, 기구부(20)의 공기유입로(21)로 전자장치에 의해 가열된 공기가 유입되고 공기유입로(21)와 연결된 공기흐름통로(22)를 통해 본체(10)의 일측 상부로 유입된 공기가 타측으로 토출되면서 순환되게 된다.

그리고 일측 끝단부(41)가 기구부(20) 일측에 삽입된 히트파이프(40) 내의 냉각유체가 공기 열을 흡수하여 증발되고, 공기는 냉각되게 된다(S2). 즉 히트파이프(40) 내의 냉각유체와 가열된 공기 간에 열교환이 발생되며, 공기는 냉각되어 토출되고, 냉각유체는 증발되게 된다.

그리고 증발된 냉각유체의 열은 히트파이프(40) 타측끝단부(42)의 냉각부(50)의 냉각팬(52)에 의해 외부로 방출되게 된다(S3).

또한, 앞서 언급한 바와 같이, 온도센서(61)는 하우징(100) 내의 온도를 실시간으로 측정하게 되고, 제어부(60)는 온도센서(61)에서 측정된 온도값을 기반으로, 하우징(100) 내의 온도가 설정된 온도범위 이하로 유지되도록 상기 크로스 플로우 팬(30)과 상기 냉각팬(52)의 구동을 제어하게 된다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 전자장치용 하우징(100)의 사진을 나타낸 것이다.

도 9a 내지 도 9c는 실제 크로스 플로우 팬(30)과 기구부(20)는 미설치된 상태에서 다수의 히트파이프(40)가 하우징 본체(10) 내부 벽면을 관통하여 외부의 방수 냉각팬(52) 상부로 이어지도록 설치한 상태의 사진을 도시한 것이다.

방열성능은 외부에 장착된 냉각팬(52)의 효율과 관련이 되며, 이러한 실시예에서는 하우징(100) 내부에 베어본 PC(인텔 i7 CPU장착)를 장착하였을 때, 방열 미실시한 경우, 100도로 PC내부 온도가 올라 약 5분만에 PC가 멈추었으나(하우징(100) 내부 온도 약 40도), 방열 기능을 실행할 경우, 2시간 이상 90도 전후로 PC 내부 온도가 유지되었다(하우징(100) 내부 온도는 약 30도). 또한, 기구부(20), 크로스 플로우 팬(30) 설치와, 냉각팬(52)의 제어를 통해 방열성능은 더욱 효과적일 수 있을 것으로 예상된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:전자장치
10:본체
11:히트파이프 설치구
20:기구부
21:공기유입로
22:공기흐름통로
23:히트파이프 관통구
30:크로스 플로우 팬
40:히트파이프
41:일측 끝단부
42:타측 끝단부
50:냉각부
51:몸체
52:냉각팬
60:제어부
61:온도센서
100:밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징

Claims (12)

1. 내부에 전자장치가 구비되며 상기 전자장치에 의한 내부열을 방열하기 위한 전자장치용 하우징에 있어서,
   내부에 전자장치가 설치되고, 밀폐구조를 갖는 본체;
   상기 본체 내의 공기를 순환시키는 기구부;
   각각의 일측끝단부가 상기 기구부 측에 설치되며, 타측끝단부는 상기 본체 외부에 위치되고 내부에 냉각유체가 구비되는 복수의 히트파이프; 및
   상기 히트파이프의 타측끝단부 측에 위치되고 상기 본체 외면에 설치되어 상기 냉각유체의 열을 외부로 방출시키는 냉각부;를 포함하고,
   상기 기구부는, 상기 전자장치에 의해 가열된 공기가 상기 본체 일측으로 유입되고 유입부 측으로 점진적으로 직경이 확대되는 형태를 가진 공기유입로와, 상기 공기유입로 측으로 유입된 공기를 상기 본체 타측으로 배출되도록 유도하는 공기흐름통로와, 상기 공기유입로 측에 구비되어 상기 공기를 상기 공기유입로 측으로 유입시켜 상기 공기를 순환시키는 크로스 플로우 팬을 포함하며,
   상기 냉각부는 복수의 히트파이프 타측 끝단부 각각이 삽입되는 몸체와, 상기 몸체 내에 구비되어 상기 히트파이프 내 냉각유체의 열을 외부로 방출시키는 냉각팬을 포함하고,
   상기 기구부에는 복수의 상기 히트파이프 일측끝단부 각각이 내부에 삽입되도록 복수의 히트파이프 관통구를 갖고, 상기 본체 일측면에는 복수의 상기 히트파이프 일측 끝단부 각각이 내부에 삽입되도록 복수의 히트파이프 설치구를 가지며,
   상기 크로스 플로우 팬의 구동에 의해 전자장치에 의해 가열된 공기가 상기 기구부의 공기유입로 측으로 유입되어 공기흐름통로를 통해 토출되면서 순환되고, 상기 기구부로 유입된 공기의 열은 상기 히트파이프 내의 냉각 유체에 전달되어 냉각되면서 냉각유체를 증발시키고, 증발된 상기 냉각유체의 열은 상기 히트파이프 타측 끝단부의 냉각부를 통해 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체는 밀폐구조를 가져 방수가능하며, 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제2항에 있어서,
   상기 하우징 내의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 및
   상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 하우징 내의 온도가 설정된 온도범위 이하로 유지되도록 상기 크로스 플로우 팬과 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징.
9. 제1항, 제2항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 밀폐공간에서 내부열 배출을 위한 방열장치를 구비한 방수 가능 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법에 있어서,
   크로스 플로우 팬의 구동에 의해 전자장치에 의해 가열된 공기가 순환되는 단계;
   상기 기구부의 공기유입로로 상기 가열된 공기가 유입되고, 일측 끝단부가 상기 기구부 일측에 삽입된 히트파이프 내의 냉각유체가 공기 열을 흡수하여 증발되고, 공기가 냉각되는 단계; 및
   냉각된 공기는 기구부의 공기흐름통로를 통해 토출되어 순환되며, 증발된 상기 냉각유체의 열은 히트파이프 타측끝단부의 냉각부에 의해 외부로 방출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 본체는 밀폐구조를 가져 방수가능하며, 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 냉각부는 복수의 히트파이프 타측 끝단부 각각이 삽입되는 몸체와, 상기 몸체 내에 구비되어 상기 히트파이프 내 냉각유체의 열을 외부로 방출시키는 냉각팬을 포함하여 구성되며, 상기 몸체는 밀폐되어 방수가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법.
12. 제11항에 있어서,
    온도센서가 상기 하우징 내의 온도를 실시간으로 측정하는 단계; 및
    제어부가 상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로, 상기 하우징 내의 온도가 설정된 온도범위 이하로 유지되도록 상기 크로스 플로우 팬과 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치용 하우징을 이용한 방열방법.

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