KR19990041020U - 전자기기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

전자기기 냉각장치를 개시한다. 개시된 전자기기 냉각장치는 전자기기의 발열부에서 발생되는 열을 방열하기 위한 전자기기 냉각장치에 있어서, 유체가 저장된 유체 저장탱크; 상기 유체 저장탱크의 일측 및 타측에 각각 연결되어 유체의 유출입이 가능하도록 구비된 파이프; 상기 발열부의 상면에 부착되어 상기 유체 저장탱크로부터 유출된 유체가 통과되는 흡열판; 및 상기 흡열판의 일측에 설치되어 상기 흡열판을 통과한 유체를 방열가능하도록 마련된 방열판;을 구비하는 전자기기 냉각장치가 제공됨으로써, 유체 저장탱크의 설치로 유체의 중력을 이용하여 유체 저장탱크로부터 흡열판을 통해 방열판으로 유체를 순환시킴으로써, 생산 비용의 절감과, 냉각의 효율화를 증진시키는 점에 그 장점이 있다.

Description

전자기기 냉각장치

본 고안은 유체의 중력을 이용하여 흡열판을 통해 방열판으로 유체를 자연순환시키는 전자기기 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기에는 컴퓨터, TV, VCR, TV프로젝터, 파워유니트, 영사기, 슬라이더, 오버헤드프로젝터, 냉장고, 팩시밀리 등이 있다. 이와 같은 전자기기들은 사용함에 따라 내부에 설치된 부품에서 열이 발생되며, 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 전자기기에는 냉각장치가 설치된다.

컴퓨터를 예를 들어 설명하면, 일반적으로 컴퓨터는 전기에 의해 작동하므로 그 내부에 장착된 각종 발열소자들에 의해 많은 열이 발생하게 된다. 이러한 열은 컴퓨터 자체에서 외부로 방출하기 위한 별도의 장치가 구비되어 있으나, 컴퓨터의 핵심부품인 중앙처리장치(CPU)는 열에 의한 동작 특성이 민감하여 처리속도가 떨어지거나, 시스템이 다운되거나, 또는 CPU 자체에 치명적인 손상이 발생할 수 있기 때문에 별도의 냉각장치를 장착하여 CPU 자체의 방출열과 주변열을 방출시켜주는 것이 요구된다. 따라서, 이러한 CPU(2)를 냉각시키기 위하여 수냉식 냉각장치를 이용한다.

도 1은 종래의 전자기기 냉각장치가 설치된 컴퓨터의 요부를 나타내 보인 개략적 단면도이다.

종래의 전자기기 냉각장치가 설치된 컴퓨터는 도 1에 도시된 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터의 베이스 프레임(미도시)에 주기판(1) 및 유체 순환수단(5)이 설치되어 있으며, 주기판(3) 위에는 CPU(2)가 설치되어 있다.

CPU(2)의 상면에는 CPU(2)에서 발생하는 열을 흡열가능하도록 흡열판(3)이 부착되고, 흡열판(3)에 파이프(7)로 연결되어 유체의 순환에 의한 방열이 가능하도록 방열판(4)이 구비된다. 흡열판(3)의 내부 도관 및 방열판(4)의 내부 도관에 주입된 유체를 순환시키는 유체 순환수단(5)을 포함하여 구성된다.

또한, 유체 순환수단(5)은 유체가 흡열판(3) 내부의 도관에 유출되도록 유출 파이프(6)에 연결되고, 방열판(4) 내부의 도관에서 유체 순환수단(5)으로 유입되도록 유입 파이프(8)에 연결된다.

이로써, 주기판(1)에 설치된 CPU(2)에서 발생하는 열은 CPU(2)의 상면에 부착된 흡열판(3)에 열전도된다. 흡열판(3)에 전도된 열은 유체 순환수단(5)에서 유출 파이프(6)를 통해 흡열판(3) 내부의 도관으로 공급된 유체를 고온으로 상승시켜 방열판(4)과 연결된 파이프(7)를 통해 방열판(4)으로 보내진다. 이 때, 고온의 유체는 상대적 저온의 방열판(4)을 지나면서 저온으로 냉각되고, 냉각된 저온의 유체는 유입 파이프(8)를 통해 다시 유체 순환수단(5)으로 복귀된다.

그러나, 유체가 흡열판 및 방열판에 순환되도록 별도의 유체 순환수단 즉, 유압펌프 등의 동력 장치가 필요하게 되어 전자기기 시스템의 소음 및 진동, 그리고, 생산원가가 상승하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 유체의 밀도차 및 중력을 이용하여 유체를 자연순환시킬 수 있고, 그 구조가 간단한 전자기기 냉각장치를 제공하는 점에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 전자기기 냉각장치가 설치된 컴퓨터의 요부를 나타내 보인 개략적 단면도,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치가 설치된 컴퓨터의 요부를 나타내 보인 개략적 단면도,

도 3는 본 고안의 다른 실시예에 따른 전자기기 냉각장치가 설치된 컴퓨터의 요부를 나타내 보인 개략적 단면도,

그리고, 도 4는 도 2의 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,21... 주기판 2,22... 중앙처리장치(CPU)

3,23... 흡열판 4,28... 방열판

5... 유체 순환수단 6,7,8,26,27,29... 파이프

24,24a... 유체 저장탱크 25,25a... 유체

30... 유량 제어밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따르면, 전자기기의 발열부에서 발생되는 열을 방열하기 위한 전자기기 냉각장치에 있어서, 유체가 저장된 유체 저장탱크; 상기 유체 저장탱크의 상하부측에 높이차를 두고 각각 연결되어 유체의 유출입이 가능하도록 구비된 파이프; 상기 발열부의 상면에 부착되어 상기 유체 저장탱크의 하부측 파이프를 통해 유출된 유체가 유체 경로를 따라 통과되는 흡열판; 및 상기 흡열판의 일측에 설치되고, 상기 흡열판을 통과한 유체가 상기 파이프를 통해 유입되어 방열 가능하도록 상기 유체 저장탱크의 상부측 파이프와 연결된 방열판;을 구비하는 전자기기 냉각장치가 제공된다. 바람직하게는, 상기 유체 저장탱크는 상기 유체 저장탱크 내의 유압에 의한 표면적 증가와 수축 및 이완 변형에 의한 압력조절이 가능하도록 구비되며, 상기 흡열판 및 방열판의 상측에 마련된다. 또한, 상기 유체 저장탱크와 연결되는 파이프의 일측에 설치되어 유량 조절이 가능한 유량 제어밸브가 더 마련된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른면, 유체를 순환시키기 위한 외부 동력장치를 설치하지 않고, 유체의 밀도차 및 중력을 이용하여 유체 저장탱크로부터 흡열판을 통해 방열판으로 유체를 순환시킴으로써, 그 구조를 간단하게 한 점에 그 특징이 있다. 이러한 특징을 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 전자기기 냉각장치를 상세하게 설명한다.

본 고안에 따른 전자기기 냉각장치는 열이 발생되는 어떠한 전자기기 예컨대 컴퓨터, TV, VCR , TV프로젝터, 파워유니트, 영사기, 슬라이더, 오버헤드프로젝터, 냉장고, 팩시밀리 등에 사용 가능하다.

본 고안의 전자기기 냉각장치는 퍼스널 컴퓨터에 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치가 설치된 컴퓨터의 요부를 나타내 보인 개략적 단면도이고, 도 4는 도 2의 블록도이다. 여기서, 앞서 도시된 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 2 및 도 4에도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치는, 컴퓨터 하우징의 내부에 주기판(21)이 설치되고, 주기판(21)의 일측 상부에 CPU(22)가 설치된다. 주기판(21) 및 후술되는 흡열판(23)과 방열판(28)의 상측에 유체(25)가 저장된 유체 저장탱크(24)가 설치되고, 상기 유체 저장탱크(24)의 상하부측에 높이 차이를 두고 각각 연결되어 유체(25)의 유입 및 유출이 가능하도록 유출입 파이프(26,29)가 구비된다.

또한, 유압을 가진 유체(25)가 저장된 유체 저장탱크(24)로부터 유체 저장탱크(24)의 하측에 연결된 유출 파이프(26)를 통해 유출된 유체(25)가 통과되도록 흡열판(23)이 CPU(22)의 상면에 부착된다.

흡열판(23)의 일측에 흡열판(23)을 통과한 고온의 유체(25)를 저온으로 냉각가능하도록 흡열판(23)과 파이프(27)로 연결된 방열판(28)이 설치된다. 방열판(28)에서 냉각된 유체(25)가 유체 저장탱크(24)로 유입되어 복귀하도록 방열판(28)과 유체 저장탱크(24)의 상측에 연결된 유입 파이프(29)가 마련된다.

또한, 유체 저장탱크(24)와 연결되는 적어도 하나의 파이프(26,29)의 일측에 유체(25)의 유량을 조절하도록 유량 제어밸브(30)가 더 마련될 수 있다.

이와 같은 구조를 가진 본 고안의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 동작을 상세하게 설명한다.

컴퓨터 본체 내부의 바닥면에 부착된 주기판(21) 위의 CPU(22)에서 발생하는 열은 주기판(21)의 CPU(22) 상면에 부착된 흡열판(23)으로 열전도된다.

열전도된 흡열판(23) 내부의 도관(미도시)으로 CPU(22)의 흡열판(23) 및 방열판(28) 상측의 유체 저장탱크(24) 내에 저장된 상대적 저온의 유체(25)가 유체(25)의 중력에 의한 유압에 의해 흡열판(23)과 연결된 유출 파이프(26)를 통해 유출된다.

흡열판(23)에 유입되어 소정의 유체 경로를 따라 통과된 유체(25)는 흡열판(23)의 열을 다시 전달받아 고온으로 상승하게 된다. 즉, 유체 저장탱크(24) 내의 유체(25)는 흡열판(23) 및 방열판(28)의 상측에 설치되어 있기 때문에 유체(25)의 중력에 의해 유출되어 유출 파이프(26)를 통해 흡열판(23)에 유입된다.

흡열판(23)을 통과한 고온의 유체(25)는 상대적 저온의 방열판(28) 내부에 형성된 소정의 유체 경로를 따라 대류현상에 의해 방열판(28) 내부를 흐르게 된다. 이것은 고온의 유체(25)와 상대적 저온의 방열판(28)의 온도차로 인한 유체(25)의 밀도차 및 유량 자체의 중력에 의해 방열판(28)의 내부를 순환하게 되면서 상대적 저온의 방열판(28)에 고온의 유체(25)가 전도되어 고온의 유체(25)는 저온의 유체(25)로 냉각된다.

방열판(28)을 통과한 저온의 유체(25)는 유체 저장탱크(24)와 연결된 유입 파이프(29)를 통해 다시 유체 저장탱크(24)로 유입되어 복귀하게 된다. 이러한 저온의 유체(25)는 다시 상술한 바와 같은 자연 순환을 반복하여 CPU(22)에서 발생하는 열을 외부로 방열하게 된다.

이와 같은 유체(25)의 순환은 유체 저장탱크(24)에 연결되어 유체(25)가 유출입되는 적어도 하나의 유입 및 유출 파이프(26,29) 일측에 유량 제어밸브(30)가 더 마련되어 CPU(22)의 발열량에 따른 유체(25)의 유량을 조절하여 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 다른 유형의 실시예에 따른 특징부만을 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 따른 전자기기 냉각장치는, 자연순환을 위한 유체(25a)가 저장된 유체 저장탱크(24a)에 있어서, 수축 이완 가능하도록주름진 유체 저장탱크(24a)를 구비한다. 주름진 유체 저장탱크(24a)는 유체 저장탱크(24a) 내의 유압에 의한 수축 및 이완 변형으로 압력의 조절이 가능하고, 유체 저장탱크(24a)의 표면적이 증가됨으로써, 저장된 유체(25a)의 표면적이 증가되는 특징이 있다.

이러한 유체 저장탱크(24a)는, 저장된 유체(25a)의 중력에 의한 유압에 의해 이완변형 되고, 유체 저장탱크(24a) 내의 유체(25a)가 유체 저장탱크(24a)의 하측에 연결된 유출 파이프(26)를 통해 흡열판(23)으로 유출된다.

그러면, 유체 저장탱크(24a)는 유체(25a)가 유출된 압력만큼 수축변형되어 흡열판(23) 및 방열판(18)의 유체 경로를 통과한 유체(25a)를 이러한 압력에 의해 유체 저장탱크(24a)의 상측에 연결된 유입 파이프(29)를 통해 다시 유체 저장탱크(24a)로 유입시켜 복귀되도록 한다.

또한, 이러한 유체 저장탱크(24a)가 수축 및 이완 가능하도록 주름지게 구비됨으로써, 유체(25a)가 저장된 유체 저장탱크(24a)의 표면적이 증가하여 저장된 유체(25a)의 냉각 효과가 더 증진된다. 바람직하게는, 유체 저장탱크(24a)와 연결되는 적어도 하나의 파이프(26,29)의 일측에 유체(25a)의 유량이 조절되도록 유량 제어밸브(30)가 더 마련된다.

이와 같은 전자기기 냉각장치는 종래와는 달리, 별도의 유체 순환수단 즉, 유압펌프 등의 고가의 동력장치를 사용하지 않고 유압을 가지는 유체 저장탱크의 설치로 유체의 밀도차 및 중력을 이용하여 유체 저장탱크로부터 흡열판을 통해 방열판으로 유체를 자연 순환시킴으로써, 전자기기에서 자체적으로 발생하는 열에 의해 각 장치의 수명을 단축시키거나, 작동이 중지되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 고안에 따른 전자기기 냉각장치는 유체의 밀도차 및 중력을 이용하여 유체를 자연 순환시킴으로써, 그 구조가 간단한 점에 그 장점이 있다.

Claims (4)

1. 전자기기의 발열부에서 발생되는 열을 방열하기 위한 전자기기 냉각장치에 있어서,

   유체가 저장된 유체 저장탱크;

   상기 유체 저장탱크의 상하부측에 높이차를 두고 각각 연결되어 유체의 유출입이 가능하도록 구비된 파이프;

   상기 발열부의 상면에 부착되어 상기 유체 저장탱크의 하부측 파이프를 통해 유출된 유체가 유체 경로를 따라 통과되는 흡열판; 및

   상기 흡열판의 일측에 설치되고, 상기 흡열판을 통과한 유체가 상기 파이프를 통해 유입되어 방열 가능하도록 상기 유체 저장탱크의 상부측 파이프와 연결된 방열판;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유체 저장탱크는 상기 유체 저장탱크 내의 유압에 의한 표면적 증가와 수축 및 이완 변형에 의한 압력조절이 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유체 저장탱크는 상기 흡열판 및 방열판의 상측에 마련된 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 유체 저장탱크와 연결되는 파이프의 일측에 설치되어 유량 조절이 가능한 유량 제어밸브가 더 마련된 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.