KR102209932B1 - 전자기기 시스템용 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기기 시스템용 방열장치를 개시한다. 본 발명에 따른 전자기기 시스템용 방열장치는 전자기기 시스템의 부품들을 외부로부터 보호하는 적어도 하나의 케이스, 상기 케이스의 표면에 형성되는 적어도 하나의 개구부 및 상기 개구부를 통한 외부 공기의 유입 및 상기 전자기기 시스템의 열을 상기 외부 공기에 실어 형성한 내부 공기의 배출을 위한 내부 유로가 구비되는 히트 싱크를 포함한다.

Description

전자기기 시스템용 방열장치{Thermal radiation apparatus for electronic equipment system}

본 발명은 전자기기 시스템용 방열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기기 시스템에서 발생한 열을 외부로 배출하는 전자기기 시스템용 방열장치에 관한 것이다.

카메라는 인물, 배경, 그리고 사물 등을 촬영하기 위해 촬영시에만 전원을 키는 용도로 사용된다.

한편, 카메라의 다른 용도인 범죄의 예방과 도난, 교통정보 내지는 교통사고 등과 같은 사고나 사건을 기록하기 위해 미리 지정된 위치에 설치되는 감시카메라로 사용될 경우 항상 전원이 켜진 상태로 24시간 구동되는 것이 보편적이다.

이와 같이, 감시카메라의 전원이 켜져 구동 시간이 길어지면 감시카메라의 작동에 따른 열이 발생하고, 감시카메라의 시스템을 지속적으로 유지하기 위해서는 발생한 열을 제거하기 위한 방열 설계가 요구된다.

종래의 감시카메라용 방열 설계는 히트 싱크 또는 팬을 이용하는 방식이 대부분이다. 히트 싱크의 체적이나 면적을 확대해서 외부 공기와의 접촉 면적을 늘리거나 감시카메라가 장착되는 면에 별도의 메탈 브라켓을 설치하여 내부의 열을 외부로 제거하는 경우, 감시카메라의 디자인 또는 시스템 크기의 제약조건을 고려할 때 히크 싱크의 체적이나 면적을 확대해서 방열 효율을 개선하는 것이 용이하지 않다.

또한, 감시카메라가 장착되는 면에 별도의 메탈 브라켓을 설치하는 경우, 감시카메라가 설치된 환경에 따라 방열의 수준이 천차만별로 다르고 일정 수준 이상으로 방열 품질을 보증할 수 없다는 단점이 있다.

팬을 사용하게 되면 소음이 발생하고 자체 소음으로 인한 영상 녹화시의 노이즈로 작용할 뿐만 아니라, 팬의 수명이 통상의 전자부품 수명(10년)에 비해 매우 짧기 때문에 잦은 교체나 수리, 노후에 따른 진동 소음이 더 커지고, 별도의 소비 전력이 소모되는 단점도 있다.

그리고, 감시카메라의 케이스에 벤트(vent)를 형성하여 내부의 고온 공기를 배출하는 것도 가능하나, 형성된 벤트(vent)를 통해 유해한 먼지, 수분, 이물질 등이 시스템 내부로 유입되어 보드나 칩의 부식이 가속화되고, 렌즈로 먼지나 수분이 부착되면 영상의 질이 떨어지는 문제를 야기한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0013271 (2014.02.05)

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자기기 시스템의 내부로 외부 공기(먼지, 습기를 포함하는 이물질을 포함)가 유입되지는 않으나 전자기기 시스템에서 발생한 열이 외부 공기에 실려 외부로 방출되도록 하는 내부 유로를 히트 싱크와 연계된 구조로 형성하는 전자기기 시스템용 방열장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 전자기기 시스템용 방열장치는 전자기기 시스템의 부품들을 외부로부터 보호하는 적어도 하나의 케이스, 상기 케이스의 표면에 형성되는 적어도 하나의 개구부 및 상기 개구부를 통한 외부 공기의 유입 및 상기 전자기기 시스템의 열을 상기 외부 공기에 실어 배출을 위한 내부 유로가 구비되는 히트 싱크를 포함한다.

상기 내부 유로는 상기 외부 공기의 유입을 위한 제1 통로와 상기 내부 공기의 배출을 위한 제2 통로로 구분하는 격벽을 더 포함할 수 있다.

상기 내부 유로는 공기 이동을 유도하는 적어도 하나의 팬을 더 포함할 수 있다.

상기 개구부는 상기 케이스의 표면 중 서로 떨어져 위치하는 제1 개구부 및 제2 개구부로 구분되며, 상기 제1 개구부에 상기 내부 유로의 공기 입구가 연결되고, 상기 제2 개구부에 상기 내부 유로의 공기 출구가 연결될 수 있다.

상기 히트 싱크가 적어도 2개로 구분되는 경우, 적어도 2개로 구분된 히트 싱크 사이에 상기 내부 유로를 형성하는 구조로 조립될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 전자기기 시스템의 내부로 외부 공기(먼지, 습기를 포함하는 이물질을 포함)가 유입되지는 않으나 전자기기 시스템에서 발생한 열이 외부 공기에 실려 외부로 방출되도록 하는 내부 유로를 히트 싱크와 연계된 구조로 형성하는 전자기기 시스템용 방열장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 전자기기 시스템용 방열장치와 전자기기 시스템 간의 관계를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 방열장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방열장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 내부 유로의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방열장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 히트 싱크를 분해한 분해도이다.
그리고, 도 8은 본 발명의 전자기기 시스템용 방열장치와 감시 카메라 간의 결합 구조를 일실시 예로 나타내는 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전자기기 시스템용 방열장치와 전자기기 시스템 간의 관계를 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 전자기기 시스템용 방열장치(100)는 전자기기 시스템(200)에서 발생한 열을 외부로 배출하는 구조를 갖는다. 여기서, 전자기기 시스템(200)은 시스템 작동에 의해 열을 발생하고, 시스템 효율을 위해 발생한 열을 외부로 방출하여야 하는 다양한 전자기기들을 일컫는 것이다. 일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 전자기기 시스템(200)은 감시카메라가 될 수 있으며, 이하부터는 보다 구체적인 설명을 위해 전자기기 시스템(200)을 감시카메라인 것으로 예를 들어 설명한다.

이 경우, 전자기기 시스템용 방열장치(100)는 감시카메라(200)의 상측에 위치하여 감시카메라(200)에서 발생한 열을 전달받고, 전달받은 열을 내부 유로를 통해 외부로 이동시키는 역할을 한다.

여기서, 전자기기 시스템용 방열장치(100)는 감시카메라(200)에서 발생한 내부 열입자를 효율적으로 전달받기 위해, 감시카메라(200)의 내부 시스템이 개방된 상태로 감시카메라(200)로 결합하는 것이 바람직하다.

더 나아가, 위에서 언급된 내부 유로는 외부 공기가 유입된 후 원활히 유입된 외부 공기가 배출되는 구조로 구비되고, 감시 카메라(200)에서 발생한 열 또한 유입받아 내부 유로를 통과하는 외부 공기에 실어 온도 상승한 외부 공기인 내부 공기를 형성한 후 형성된 내부 공기를 외부로 배출하는 구조로 구비된다.

즉, 내부 유로는 외부 공기의 유입, 감시 카메라(200)에서 발생한 열의 유입 및 내부 공기의 배출을 적어도 수행할 수 있는 구조여야 한다.

이를 위해, 내부 유로는 외부 공기의 유입 및 내부 공기의 배출을 출입구가 방열장치(100)의 케이스 표면에 형성되며, 상기 출입구를 잇는 통로에서 감시 카메라(200)의 열을 유입 받는다.

상기 출입구를 잇는 내부 유로의 통로부분으로 감시 카메라(200)의 열이 효율적으로 유입되도록 하기 위해서는, 내부 유로의 통로부분을 열전달이 잘되는 금속으로 구비되는 것만으로는 부족하고, 감시 카메라(200)의 열을 방출하는 히트 싱크와 내부 유로의 통로 부분을 상호 연계하는 구조로 구비하는 것이 바람직하다.

히트 싱크와 내부 유로의 통로 부분을 상호 연계하는 구조라 함은 히트 싱크의 일면에 외부 공기의 유입 및 감시 카메라(200)의 열을 외부 공기에 실어 형성한 내부 공기의 배출을 위한 내부 유로를 형성하고, 내부 유로가 형성된 히트 싱크의 일면 상단을 별도의 플레이트로 덮어서 내부 유로의 공기 유입 및 배출을 위한 밀폐 공간을 형성하는 것을 일컫는다.

상기 별도의 플레이트는 열전도율이 낮은 플라스틱과 같은 사출물, 열전도율이 높은 금속 재질의 사출물 또는 상기 내부 유로를 형성하는 또 다른 히트 싱크로 구비 가능하다.

내부 유로는 외부 공기가 유입되어 감시 카메라(200)의 열을 수용한 후 열을 수용한 상태의 공기인 내부 공기가 외부로 배출되는 효율이 높을수록 방열장치(100)의 기능이 우수해지는 것이므로, 이하 내부 유로의 구조를 적어도 두 개의 히트 싱크 사이에 형성되는 것을 위주로 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 전자기기 시스템용 방열장치를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 전자기기 시스템용 방열장치(110)는 히트 싱크(114)를 적어도 둘로 구분하고, 적어도 둘로 구분된 히트 싱크(114)를 상호 대향하는 구조로 구비하는 것이 가능하다.

적어도 둘로 구분된 히트 싱크(114)를 상호 대향하는 구조로 구비하는 것은 적어도 둘로 구분된 히트 싱크(114)의 상호 대향하는 구조를 통해 내부 유로를 형성하고, 히트 싱크(114)로 유입되는 내부 열입자가 내부 유로를 통해 외부로 이동하는 경로를 최소화하기 위함이다.

히트 싱크(114)를 상호 대향하는 구조로 구비함으로써 히트 싱트들 사이에 내부 유로를 형성함에 따라, 감시카메라에서 발생한 열을 히트 싱크(114)로 대류 현상을 통해 전달하고, 히트 싱크(114)로 전달된 내부 열입자가 내부 유로의 일측에서 유입되는 외부 공기와 함께 내부 유로의 타측으로 이동해서 외부로 배출된다.

즉, 적어도 둘로 구분된 히트 싱크(114)를 상호 대향하는 구조로 구비하여 내부 유로를 형성하는 것은 외부의 공기(먼지, 습기를 포함하는 이물질을 포함)의 감시카메라의 내부 시스템으로 유입되는 것을 차단할 수 있고, 감시카메라의 내부 시스템에서 발생한 열은 내부 유로를 통해 외부로 배출할 수 있게 한다.

구체적으로, 전자기기 시스템용 방열장치(110)는 감시카메라와 결합하는 적어도 하나의 케이스(111), 케이스(111)의 일측에 형성되는 적어도 하나의 개구부, 상기 개구부와 연결되며 내부에 적어도 하나의 내부 유로가 형성된 히트 싱크(114)를 포함한다.

일례로, 상기 개구부는 케이스(111)의 일측에 형성되는 제1 개구부(112) 및 케이스(111)의 타측에 형성되는 제2 개구부(113)로 구분될 수 있다.

또한, 히트 싱크(114)는 제1 개구부(112)와 제2 개구부(113)를 연결하는 축의 상하에 적어도 둘로 분할되어 위치해서 제1 개구부(112)와 제2 개구부(113) 사이를 관통하는 내부 유로를 형성하는 구조로 구비 가능하다.

케이스(111)는 히트 싱크(114)를 장착한 영역 중 외부 공기와 맞닿는 부위에 방열 핀을 더 구비해서 히트 싱크(114)로부터 전해지는 내부 열입자를 내부 유로가 아닌 별도 루트를 통해 외부로 방출하는 것도 가능하다.

내부 유로의 상측에 위치한 히트 싱크(114)는 감시 카메라의 내부 시스템에서 발생한 열을 대류 현상을 통해 제공받기 위하여, 감시 카메라의 내부 시스템과 차단된 구조가 아니라 감시 카메라의 내부 시스템과 연결된 공기 유로 구조를 더 갖추는 것이 바람직하다.

예를 들면, 전자기기 시스템용 방열장치(110)의 내부 유로가 위치하는 평 단면의 전체 영역을 모두 히트 싱크(114)가 차지하도록 하는 설계가 아닌 전체 영역 중 일부 영역에만 히트 싱크(114)가 차지하게 하고, 전체 영역 중 나머지 영역은 공기 유로 구조가 위치하게 하는 설계로 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기기 시스템용 방열장치를 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 전자기기 시스템용 방열장치(120)는 내부 유로에서 공기 이동을 유도하는 제1 팬(126)을 더 포함할 수 있다.

제1 팬(126)은 외부 공기(A)가 내부 유로로 유입되는 것을 원활하게 하고, 감시카메라로부터 전달된 내부 열입자와 외부 공기(A)가 융합한 상태인 배출공기를 외부로 배출되는 것을 원활하게 한다.

또한, 제1 팬(126)은 외부 공기(A)를 내부 유로로 유입하는 경우, 케이스(121)의 일측에 형성된 제1 개구부(122) 또는 케이스(121)의 타측에 형성된 제2 개구부(123)를 통해 외부 공기(A)를 유입할 수 있다. 다만, 제1 팬(126)은 외부 공기(A)를 내부 유로로 유입하는 경우 제1 개구부(122) 및 제2 개구부(123) 모두로부터 외부 공기(A)를 유입하는 것이 바람직하다.

제1 팬(126)은 감시카메라의 내부 시스템과 인접하여 대부분의 열을 전달하는 하측의 히트 싱크(124)를 주요 방열 대상으로 하는 경우, 하측의 히트 싱크(124)로부터 제공되는 내부 열입자를 끌어 올리는 구조로 설치될 수 있다.

이와 더불어, 내부 유로를 외부로부터 외부 공기(A)가 유입되는 제1 통로와 감시카메라의 열원에 대해 냉각 처리하여 열 입자를 포함하는 내부 공기(B)가 배출되는 제2 통로로 구분하기 위한 격벽(125)이 내부 유로에 더 구비될 수 있다.

즉, 전술한 격벽(125)은 내부 유로의 중심부에 제1 팬(126)이 위치하는 경우, 제1 팬(126)의 양측에 각각 내부 유로의 축 방향으로 설비될 수 있다.

따라서, 제1 팬(126)이 하측의 히트 싱크(124)로부터 제공되는 내부 열입자를 상측으로 끌어 올리는 방향으로 회전하면, 외부 공기(A)가 제1 개구부(122) 및 제2 개구부(123)를 거쳐 격벽(125)의 아래에 위치한 제1 통로를 통해 제1 팬(126)까지 도달한다.

제1 팬(126)의 동작으로, 상측으로 끌어 올려진 외부 공기(A)는 내부 열 입자를 포함하는 내부 공기(B)가 된다. 이렇게 생성된 내부 공기(B)는 격벽(125)의 위쪽에 위치한 제2 통로를 거쳐 제1 개구부(122) 및 제2 개구부(123)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 굳이 내부 유로에 격벽(125)을 구비하지 않더라도 제1 팬(126)의 동작에 따른 순환 기류 형성에 의해 제1 개구부(122) 및 제2 개구부(123)를 통해 유입된 외부 공기(A)가 열 입자를 포함하는 내부 공기(B)로 변하고, 내부 공기(B)를 제1 개구부(122) 및 제2 개구부(123)를 거쳐 외부로 배출하는 것도 가능하다.

또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 바와 같이 내부 유로를 이중 나선형(Dual Spiral) 구조로 구비함에 따라, 제1 개구부(132)를 통해서는 외부 공기(A)가 유입되고, 제2 개구부(133)를 통해서는 내부 공기(B)가 배출되는 것으로 구비할 수도 있다.

히트 싱크(134)로 감시카메라(200)의 열원이 대류 현상을 통해 전해지거나, 히트 싱크(134)에 감시카메라(200)의 PCB가 직접 연결되는 구조로 구비되어 히트 싱크(134)로 감시카메라(200)의 열원이 전달될 수 있다.

여기서, 감시카메라(200)의 열원이 대류 현상을 통해 히트 싱크(134)로 전해지는 경우, 전자기기 시스템용 방열장치(130)는 히트 싱크(134)로 감시카메라(200)의 열원이 전달되는 것을 더 원활히 하기 위한 제2 팬(136)을 더 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자기기 시스템용 방열장치를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6의 히트 싱크를 분해한 분해도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 히트 싱크(144)의 내부를 제1 개구부(142) 및 제2 개구부(143)와 연계하는 형태의 내부 유로로 구비하는 것도 가능하다.

즉, 제1 개구부(142)와 내부 유로로 이어지는 통로 상에 제1 개구부(142)와 인접한 위치에 팬을 구비하고, 팬(145)을 제1 개구부(142)로부터 내부 유로로 외부 공기(A)가 유입되는 방향으로 회전한다.

팬 동작으로 제1 개구부(142)로부터 유입된 외부 공기(A)는 내부 유로를 순환하면서 열 입자를 포함한 내부 공기(B)로 변환된 후, 제1 개구부(142)로부터 지속적으로 유입되는 외부 공기(A)로 인해 열 입자를 포함한 내부 공기(B)가 제2 개구(143)부로 이어지는 통로를 거처 외부로 배출된다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

또한, 본 발명은 전자기기 시스템의 내부로 외부 공기(먼지, 습기를 포함하는 이물질을 포함)가 유입되지는 않으나 전자기기 시스템에서 발생한 열이 외부 공기에 실려 외부로 방출되도록 하는 내부 유로를 히트 싱크와 연계된 구조로 형성하는 전자기기 시스템용 방열장치를 제공하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100, 110, 120, 130, 140: 전자기기 시스템용 방열장치
111, 121, 131, 141: 케이스
112, 122, 132, 142: 제1 개구부
113, 123, 133, 143: 제2 개구부
114, 124, 134, 144: 히트 싱크
200: 감시카메라
125: 격벽
126, 135, 145: 제1 팬
128, 136: 제2 팬

Claims (5)

1. 전자기기 시스템의 부품들을 외부로부터 보호하는 적어도 하나의 케이스;
   상기 케이스의 표면에 형성되는 적어도 하나의 개구부;
   상기 개구부를 통한 외부 공기의 유입 및 상기 전자기기 시스템의 열을 상기 외부 공기에 실어 배출을 위한 내부 유로가 구비되는 히트 싱크; 및
   상기 내부 유로에 설치되어 공기 이동을 유도하는 팬을 포함하되,
   상기 내부 유로는, 상기 외부 공기의 유입을 위한 제1 통로와, 내부 공기의 배출을 위한 제2 통로로 구분하는 격벽을 포함하고,
   상기 격벽의 중심부에는 상기 제1 통로와 상기 제2 통로를 연통하는 연통구가 형성되며,
   상기 팬은 상기 연통구에 배치되어 상기 제1 통로에서 상기 제2 통로로 상기 공기 이동을 유도하는, 전자기기 시스템용 방열장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 케이스의 표면 중 서로 떨어져 위치하는 제1 개구부 및 제2 개구부로 구분되며, 상기 제1 개구부에 상기 내부 유로의 공기 입구가 연결되고, 상기 제2 개구부에 상기 내부 유로의 공기 출구가 연결되는 전자기기 시스템용 방열 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 히트 싱크가 적어도 2개로 구분되는 경우, 적어도 2개로 구분된 히트 싱크 사이에 상기 내부 유로를 형성하는 구조로 조립되는 전자기기 시스템용 방열장치.
   
   
   

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