KR20000010952U

KR20000010952U - Heat radiator for heat exchange

Info

Publication number: KR20000010952U
Application number: KR2019980023422U
Authority: KR
Inventors: 김재헌
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1998-11-28
Filing date: 1998-11-28
Publication date: 2000-06-26

Abstract

본 고안은 열교환용 방열기를 개시한다.The present invention discloses a heat exchanger for heat exchange.

종래의 방열기는 방열핀과 접촉하는 기류의 흐름량을 직접 조절하는 것이 불가능하여 발열체의 냉각속도를 조절하기가 어려운 문제점이 있었다.The conventional radiator has a problem that it is difficult to directly control the flow rate of the air flow in contact with the radiator fin, it is difficult to control the cooling rate of the heating element.

본 고안은, 일측면에 공기 유입구가 마련되고, 발열체와 접촉하는 면의 반대면에는 팬이 설치된 공기 배출구가 마련된 케이스와; 공기 유입구와 공기 배출구가 케이스 내부를 통해 소정 경로로써 연결되도록 케이스 내부를 구획하는 내벽으로; 이루어진 방열기를 제공함으로써, 팬의 회전에 의해 방열기 내부로 유입된 외부공기가 그 내부에서 순환하면서 열교환된 후, 배출되는 과정에 의해 방열기의 열교환 성능이 향상되게 하였다. 따라서, 본 고안에 의하면, 부품의 과열을 방지하고 안정적인 동작환경을 구현할 수 있는 효과가 있다.The present invention, the air inlet is provided on one side, the case on which the air outlet is provided on the opposite side of the surface in contact with the heating element is provided; An inner wall partitioning the inside of the case such that the air inlet and the air outlet are connected by a predetermined path through the inside of the case; By providing a radiator made up, the heat exchange performance of the radiator is improved by the process of being discharged after heat exchange while the outside air introduced into the radiator by the rotation of the fan circulates therein. Therefore, according to the present invention, there is an effect that can prevent overheating of the parts and implement a stable operating environment.

Description

Heat radiator for heat exchange

본 고안은 열교환용 방열기에 관한 것으로, 열교환 효율을 높이고 더 나아가서는 방열량의 조절까지 가능하게 한 방열기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger for heat exchange, and relates to a heat radiator to increase the heat exchange efficiency and furthermore, to adjust the amount of heat radiation.

히트 싱크(Heat sink)로도 일컬어지는 방열기는 전자 부품이나 소자에서 열을 흡수하여 외부로 방산시키는 냉각용 방열기를 말하는 것으로서, 발열체의 열을 효과적으로 분산시켜 발열체의 온도상승을 억제하기 위해 사용되며, 그 재질은 열전도성(Themal conductivity)이 우수한 알루미늄 등으로 이루어지는 것이 일반적이다.A radiator, also called a heat sink, refers to a cooling radiator that absorbs heat from an electronic component or element and dissipates it to the outside. The radiator is used to effectively dissipate heat from a heating element and suppress a rise in temperature of the heating element. The material is generally made of aluminum and the like having excellent thermal conductivity.

도 1과 도 2는 종래의 방열기를 도시한 것으로, 도 1에서는 자연 대류방식을 이용한 냉각방식을, 도 2에서는 강제 대류방식을 이용한 냉각방식을 각각 나타내고 있다.1 and 2 show a conventional radiator, and FIG. 1 shows a cooling method using a natural convection method, and FIG. 2 shows a cooling method using a forced convection method.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 방열기(3)는 발열체(2)에 밀착되는 베이스 플레이트(4)의 일측면에 균일한 두께를 가지는 다수개의 방열핀(5)이 일정한 간격으로 수직 배열됨으로써 공기와의 마찰 면적을 넓힌 형태를 이루고 있다. 여기서, 베이스 플레이트(4)는 발열체(2)로부터 열부하를 전달받게 되고, 이 베이스 플레이트(4)와 일체로 형성된 방열핀(5)에 의해 공기와 접촉하여 열을 발산시키게 된다.As shown in the drawing, the conventional radiator 3 has a plurality of heat dissipation fins 5 having a uniform thickness on one side of the base plate 4 which is in close contact with the heat generating element 2, and is vertically arranged at regular intervals, so that The friction area is widened. Here, the base plate 4 receives heat load from the heat generating element 2, and the heat dissipation fins 5 integrally formed with the base plate 4 are in contact with the air to dissipate heat.

따라서, 그 설치 및 작용을 살펴보면, PCB(1)에 장착된 IC칩 등의 발열체(2) 상면에 베이스 플레이트(4)의 하면이 밀착됨으로써 그로부터 열을 전달받게 되고, 베이스 플레이트(4)의 상면에 균일하게 배열된 방열핀(5)이 공기와 접촉하면서 열교환되어 대기로 열을 발산시키게 됨에 따라, 발열체(2)를 냉각시키게 된다.Therefore, the installation and operation thereof, the lower surface of the base plate 4 is in close contact with the upper surface of the heating element 2, such as the IC chip mounted on the PCB 1 receives heat from it, the upper surface of the base plate 4 The heat radiating fins 5 uniformly arranged in the heat exchanger are in contact with air to dissipate heat into the atmosphere, thereby cooling the heat generator 2.

이와 같은 방열기(3)는 밀폐된 공간에서 냉각방식에 따라 도 1에서와 같은 자연 대류방식과, 도 2에서와 같은 강제 순환방식으로 사용할 수 있는데, 도 1과 같은 자연 대류방식에서는 방열핀(5)과의 열교환에 의해 가열된 공기가 상승하고, 위쪽의 찬 공기는 하강하는 온도차이에 의한 점진적인 열교환이 이루어지고, 도 2에 도시된 바와 같은 강제 순환방식에서는 팬(6)의 회전에 의해 방열핀(5) 주변 공기의 흐름을 발달시켜 가열된 공기를 공간으로 방출하거나 또는 외부 공간으로 강제적으로 배출시킨다.Such a radiator (3) can be used as a natural convection method as shown in Figure 1 and a forced circulation method as shown in Figure 2 according to the cooling method in an enclosed space, the heat radiation fin (5) in the natural convection method as shown in FIG. Heated air rises by heat exchange with, and cold air on the upper side gradually heat exchanges due to the falling temperature difference, and in the forced circulation method as shown in FIG. 2, the heat radiation fin ( 5) Develop a flow of ambient air to discharge heated air into the space or to force it out of the outside space.

따라서, 도 2에 도시된 강제 순환방식이 냉각효과 면에서는 보다 효율적이기는 하지만, 이와 같은 경우에 있어서도 방열핀(5)과 접촉하는 기류의 흐름량을 직접 조절하는 것이 불가능하므로, 발열체(2)의 냉각속도를 조절하기가 어려운 문제점이 있었다.Therefore, although the forced circulation method shown in FIG. 2 is more efficient in terms of cooling effect, even in such a case, it is impossible to directly adjust the flow rate of the airflow in contact with the heat radiating fins 5, so that the cooling rate of the heating element 2 is reduced. There was a problem that was difficult to control.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 방열기 표면과 접촉하여 열교환 작용하는 공기의 흐름량을 조절할 수 있게 한 방열기를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to provide a radiator that can adjust the flow rate of the air heat exchange action in contact with the radiator surface.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 일측면에 공기 유입구가 마련되고, 발열체와 접촉하는 면의 반대면에는 팬이 설치된 공기 배출구가 마련된 케이스와; 공기 유입구와 공기 배출구가 케이스 내부를 통해 소정 경로로써 연결되도록, 케이스 내부를 구획하는 내벽으로; 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the air inlet is provided on one side, the case provided with an air outlet is provided on the opposite side of the surface in contact with the heating element; An inner wall partitioning the inside of the case such that the air inlet and the air outlet are connected by a predetermined path through the inside of the case; Characterized in that made.

이와 같은 본 고안에 의하면, 방열기 자체에 장착된 팬이 회전하면서 방열기 내부로 외부공기를 유입시키게 되고, 이 외부공기는 방열기 내부를 순환하면서 열교환된 후, 배출구를 통해 방열기 외부로 배출된다. 따라서, 팬의 작동시간 또는 회전속도를 조정하여 방열기 내부로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있게 됨으로써, 방열기의 열 발산량을 조절할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, the fan mounted on the radiator itself rotates to introduce external air into the radiator, and the external air is circulated through the radiator and then heat exchanged, and then discharged to the outside of the radiator through the discharge port. Therefore, it is possible to control the amount of air introduced into the radiator by adjusting the operating time or the rotational speed of the fan, it is possible to adjust the heat dissipation amount of the radiator.

도 1은 종래의 열교환용 방열기를 이용한 냉각방식으로서, 자연 대류방식을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a natural convection method as a cooling method using a conventional heat exchanger,

도 2는 강제 대류방식을 나타낸 사시도,2 is a perspective view showing a forced convection method,

도 3은 본 고안에 따른 열교환용 방열기를 나타낸 사시도,Figure 3 is a perspective view showing a heat sink for heat exchange according to the present invention,

도 4a, 도 4b는 본 고안에 따른 방열기 내부에서의 기류의 흐름을 나타낸 사시도.Figure 4a, Figure 4b is a perspective view showing the flow of airflow inside the radiator according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 ; PCB기판 2 ; 발열체One ; PCB substrate 2; Heating element

10 ; 방열기(Heat sink) 11; 케이스(Case)10; Heat sink 11; Case

12 ; 공기 유입구 13 ; 공기 배출구12; Air inlet 13; Air outlet

14 ; 팬(Fan) 15 ; 내벽14; Fan 15; inside wall

이와 같은 본 고안의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 후술하는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.Such a characteristic configuration and the effect according to the present invention will become more apparent through the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings to be described later.

도 3은 본 고안에 따른 열교환용 방열기를 나타낸 것이다.Figure 3 shows a heat sink for heat exchange according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 방열기(10)는 공기 유입구(12)와 공기 배출구(13)를 가지는 육면체 형태의 케이스(11)를 가지며, 케이스(11)의 하면이 PCB기판(1)에 장착된 발열체(2) 윗면에 부착된다.As shown, the heat sink 10 according to the present invention has a case 11 of a hexahedral shape having an air inlet 12 and an air outlet 13, the lower surface of the case 11 to the PCB substrate (1) It is attached to the upper surface of the mounted heating element (2).

케이스(11)의 일측면에는 공기 유입구(12)가 마련되며, 발열체(2)와 접촉되는 하면의 반대측, 즉 상면에는 공기 배출구(13)가 마련된다. 이 공기 배출구(13)에는 모터(도시되지 않음)에 의해 정 역 회전하는 팬(14)이 장착된다.An air inlet 12 is provided at one side of the case 11, and an air outlet 13 is provided at an opposite side of the lower surface of the case 11, which is in contact with the heating element 2. The air outlet 13 is equipped with a fan 14 which rotates forward and backward by a motor (not shown).

한편, 케이스(11)의 내부는 공기 유입구(12)와 공기 배출구(13)를 소정의 경로로써 연결하는 공기 순환로가 내벽(15)에 의해 형성되는데, 이는 공기 유입구(12)를 통해 유입된 외부공기가 케이스(11) 내부에서 원활하게 순환할 수 있도록 기류의 방향 전환 각도를 최소화시키는 형태를 이루도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the inside of the case 11 has an air circulation path connecting the air inlet 12 and the air outlet 13 by a predetermined path is formed by the inner wall 15, which is the outside introduced through the air inlet 12 It is preferable to form a shape that minimizes the direction change angle of the air flow so that air can circulate smoothly inside the case 11.

PCB기판(1)에 장착되는 발열체(2)는 사각형태를 이루는 것이 일반적이고 이에 따라 방열기(10)의 외양도 사각형태를 이루게 되므로, 본 고안에서 케이스(11) 내부의 공기 순환로는 상술한 조건을 만족시키기 위한 나선 또는 소용돌이 형상을 지니게된다.Since the heating element 2 mounted on the PCB substrate 1 generally has a rectangular shape and accordingly, the appearance of the radiator 10 also has a rectangular shape, the air circulation path inside the case 11 in the present invention is the condition described above. It has a spiral or swirl shape to satisfy it.

따라서, 공기 배출구(13)의 팬(14)이 회전하면 그 회전방향에 따라 케이스(11) 내부의 공기를 공기 배출구(13)를 통해 케이스(11) 외부로 배출시키거나, 또는 케이스(11) 외부의 공기를 공기 유입구(12)를 통해 케이스(11) 내부로 유입시키게 되는데, 이는 실질적으로 공기의 순환 경로는 동일하며 공기의 흐름 방향만이 반대로 되는 것이다.Therefore, when the fan 14 of the air outlet 13 rotates, the air inside the case 11 is discharged to the outside of the case 11 through the air outlet 13 or the case 11 according to the rotation direction thereof. The outside air is introduced into the case 11 through the air inlet 12, which is substantially the same as the circulation path of the air and the air flow direction is reversed.

도 4a 및 도 4b에서는 방열기(10) 내부에서의 기류의 흐름경로를 나타낸 것으로, 이를 통해 방열기(10)의 열교환 작용을 설명하면 다음과 같다.4A and 4B illustrate the flow paths of the airflow inside the radiator 10. The heat exchange effect of the radiator 10 will be described as follows.

도 4a에 도시된 바와 같이, 케이스(11) 상부에 위치된 공기 배출구(13)의 팬(14)이 회전하면, 방열기(10) 내부의 공기를 외부로 배출시키게 되면서 방열기(10) 내부와 방열기(10) 외부와의 기압차이에 의해 주변의 공기가 공기 유입구(12)를 통해 방열기(10) 내부로 유입된다. 유입된 공기는 내벽(15)에 의해 형성된 이동로를 따라 방열기(10) 내부를 순환하면서 열교환된 뒤, 케이스(11) 상부의 공기 배출구(13)를 통해 방열기(10) 외부로 배출된다. 팬(14)이 회전하는 동안은 동일한 과정이 계속적으로 반복되므로, 이러한 과정을 통해 발열체(2)를 냉각시키게 된다.As shown in FIG. 4A, when the fan 14 of the air outlet 13 located above the case 11 rotates, the air inside the radiator 10 is discharged to the outside while the inside of the radiator 10 and the radiator are rotated. (10) Due to the difference in air pressure from the outside, the surrounding air is introduced into the radiator 10 through the air inlet 12. The introduced air is heat exchanged while circulating inside the radiator 10 along the moving path formed by the inner wall 15, and then is discharged to the outside of the radiator 10 through the air outlet 13 in the upper part of the case 11. Since the same process is continuously repeated while the fan 14 is rotating, the heating element 2 is cooled through this process.

한편, 팬(14)이 역회전 하는 경우를 나타낸 도 4b에서는, 공기 배출구(13) 주변의 공기를 방열기(10) 내부로 유입시키게 되고, 유입된 공기는 동일한 경로로써 방열기(10) 내부를 순환하면서 열교환된 뒤, 케이스(11) 측면의 공기 유입구(12)를 통해 방열기(10) 외부로 배출된다.Meanwhile, in FIG. 4B, in which the fan 14 rotates in reverse, air around the air outlet 13 is introduced into the radiator 10, and the introduced air circulates inside the radiator 10 through the same path. While being heat exchanged while being discharged to the outside of the radiator 10 through the air inlet 12 of the side of the case (11).

따라서, 본 고안에 의한 방열기(10)는 내부를 순환하는 공기에 의해 균일한 냉각이 가능할 뿐만 아니라, 팬(14)의 작동시간 또는 회전속도의 조절에 의해 방열기(10) 내부로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있게 되므로, 방열기(10)의 열 발산량을 조절할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the radiator 10 according to the present invention is not only capable of uniform cooling by air circulating therein, but also by the control of the operating time or the rotational speed of the fan 14. Since the amount can be adjusted, there is an advantage that can adjust the amount of heat dissipation of the radiator (10).

위에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 방열기의 열교환 성능을 향상시켜 부품의 과열을 방지하고, 안정적인 동작환경을 구현할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to improve the heat exchange performance of the radiator to prevent overheating of parts and to implement a stable operating environment.

Claims

In the radiator to dissipate heat conducted from the heating element to cool it,

A case 11 having an air inlet 12 at one side thereof, and an air outlet 13 at which a fan 14 rotating forward and backward is provided on an opposite side of the surface in contact with the heating element 2;

An inner wall 15 partitioning the inside of the case 11 in a spiral or vortex shape so that the air inlet 12 and the air outlet 13 are connected by a predetermined path through the inside of the case 11; Heat exchanger, characterized in that made.