KR20030003982A - 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치에 관한 것이다.

중앙처리장치의 상면에 접촉되는 방열판베이스와; 상기 방열판베이스의 중앙부에 마련되어 그 내부의 밀폐공간에서 순환되는 작동유체가 연속적으로 액체에서 증기로 상변화를 일으킬 때 동반되는 잠열을 이용하여 열을 전달시키는 히트파이프 및; 상기 히트파이프의 외주면에 마련되어 열방출량을 증대시키는 다수개의 방열핀으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 열전도율이 높은 히트파이프를 채용함에 따라 열방출수단의 전체사이즈를 줄일 수 있음은 물론 송풍팬을 제거시키는 구조도 가능하게 되어 전자제품의 소형화/포터블화에 대응할 수 있는 이점을 갖게 된다.

Description

컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치{Cooling Apparatus for Central Processing Unit of Computer}

본 발명은 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치에 관한 것으로서, 특히, 밀폐공간에서 순환되는 작동유체가 연속적으로 액체에서 증기로 상변화를 일으킬 때 동반되는 잠열을 이용하여 열을 전달시키는 히트파이프를 채용하여 그 냉각효율을 향상시키는 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터는 전기에 의해 작동하므로 그 내부에 장착된 발열소자들에 의해 많은 열을 발생시킨다.

이러한 열은 컴퓨터 자체에서 외부로 방출하기 위한 별도의 장치가 구비되어 있으나, 컴퓨터의 핵심부품인 중앙처리장치는 열에 의해 동작특성이 민감하여 처리속도가 떨어지거나 시스템이 다운되거나 또는 중앙처리장치 자체에 치명적인 손상이 발생할 수 있기 때문에 별도의 냉각장치를 장착하여 중앙처리장치 자체의 방출열과 주변열을 방출시켜주는 것이 요구된다.

이러한 종래의 중앙처리장치 냉각장치는 도 1에 도시된 바와 같이 중앙처리장치(1)의 상부면에 방열판(3)을 고정하고, 상기 방열판(3)의 상부에 중앙처리장치(1)로부터 전도 받은 방열판(3)의 열을 외부로 강제 발산시키는 송풍팬(5)을 고정하여 사용하고 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 냉각장치는 본래의 방열기능과 송풍기능을 발휘하기 위하여 항상 각각 일정한 공간의 높이를 차지하고 있게 되며, 그 결과 방열판(3)을 구성하는 방열판(3)의 높이는 제한을 받을 수밖에 없는 구조이며, 따라서, 중앙처리장치의 냉각효율을 극대화시킬 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 방열판의 구조를 열 방출 효율이 뛰어난 히트파이트를 채용함에 따라 방열판의 크기를 축소시키면서도 냉각효율을 향상시킬 수 있는 구조를 구현시킴에 따라 제품의 소형화 포터블화에 부응할 수 있는 컴퓨터 중앙처리장치용냉각장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치는 중앙처리장치의 상면에 접촉되는 방열판베이스;

상기 방열판베이스의 중앙부에 마련되어 그 내부의 밀폐공간에서 순환되는 작동유체가 연속적으로 액체에서 증기로 상변화를 일으킬 때 동반되는 잠열을 이용하여 열을 전달시키는 히트파이프 및;

상기 히트파이프의 외주면에 마련되어 열방출량을 증대시키는 다수개의 방열핀으로 구성된다.

또한, 상술한 구성에 상기 히트파이프 및 방열핀의 상측에는 방출되는 열을 강제 송풍시키는 송풍기를 추가로 설치하여 구성된다.

도 1은 종래의 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치의 구성을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치의 구성을 도시한 도면,

도 3은 상기 도 2의 A-A′를 따라 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 중앙처리장치100 : 열방출수단

110 : 방열판베이스120 : 히트파이프

121 : 히트파이프몸체123 : 위크

125 : 작동유체130 : 방열핀

이하, 첨부도면 도 2 및 도 3을 참조로 하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치의 구성을 도시한 사시도로서, 도면에 도시된 바와 같이 중앙처리장치(11)의 상면에 상기 중앙처리장치(11)가 동작되는 동안 발생되는 열을 방출시키는 열방출수단(100)이 구성된다.

상기 열방출수단(100)은 중앙처리장치(11)의 상면에 접촉되는 방열판베이스(110)와, 상기 방열판베이스(110)의 중앙부에 마련되어 그 내부의 밀폐공간에서 순환되는 작동유체가 연속적으로 액체에서 증기로 상변화를 일으킬 때동반되는 잠열을 이용하여 열을 전달시키는 히트파이프(120)와, 상기 히트파이프(120)의 외주면에 마련되어 열방출량을 증대시키는 다수개의 방열핀(130)으로 구성된다.

상기 방열핀(130)은 상기 히트파이프(120)의 외주면에 방사상으로 형성된다.

상기 방열판베이스(110)에는 상기 중앙처리장치(11)의 상면에 고정시킬 수 있도록 일측에 체결홀과 같은 고정부를 마련하고 체결스크루 등에 의해 고정하도록 구성함이 바람직하다.

상기 히트파이프(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 양단이 폐쇄된 금속재의 파이프구조물로 이루어지고, 그 내부공간을 진공화 시킨 히트파이프몸체(121)와, 상기 히트파이프몸체(121)의 내주면을 따라 배치된 위크(Wick)(123)와, 상기 히트파이프몸체(121)의 내부 공간에 적정 비율로 수용시킨 작동유체(125)로 구성된다.

상기 위크(123)는 상기 히트파이프몸체(121)와는 다른 재질로 모세관작용을 일으킬 수 있도록 가공한 다공성 구조물을 히트파이프몸체(121) 내면에 부착하는 방법으로 구성되어 있는 바, 이러한 다공성 구조물 형태의 위크(123)는 히트파이프(120)에서 요구되는 모세관작용을 일으키도록 미세 가공된 것이다.

상기 작동유체(125)로는 물, 알코올, 암모니아 등이 사용된다.

도 3에서 “E”표시부는 증발부, “I”는 단열부, “C”는 응축부를 나타낸다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치의 동작원리에 대해서 설명한다.

먼저, 중앙처리장치(11)가 동작되면서 발생되는 고온의 열이 히트파이프(120)의 증발부(E)에 가해지면 그 열은 열전도에 의해 히트파이프몸체(121)를 통해 내부의 작동유체(125)로 전달된다.

상기와 같이 열이 작동유체(125)로 전달되면, 평형상태에 있던 액체-기체 경계면에서 증발이 일어나면서 증발부(E)내의 밀도와 압력이 증가하여 압력구배가 유발되며, 이에 의해 증기는 단열부(I)를 거쳐 응축부(C)쪽으로 이동하게 된다.

상기 증발부(E)에서 이동된 증기의 온도가 응축부(C)에서의 액체 및 히팅파이프몸체(121)의 상부측 온도보다 높은 상태에 있으므로 증기는 열을 방출 한 후 액체상태로 응축된다. 응축된 액체는 위크(123)의 모세작용에 의해 이 위크(123)를 따라 증발부(E)로 귀환되어 지고 귀환된 액체는 다시 위의 과정을 반복하여 작동유체(125)의 반복적인 상변화 순환에 의해 높은 효율의 열전달이 이루어지게 되어 중앙처리장치(11)에서 발생되는 열을 효과적으로 식혀주게 되는 것이다.

이와 같이 히트파이프(120)에 의해 열을 방출시키는 구조는 단순히 다수의 방열핀이 형성된 종래의 방열판에 의한 구조에 비하면 그 열방출량이 2~3배가 되므로 종래에 비해 열방출수단(100)의 크기를 줄일 수 있게 된다.

상기의 구조에서 그 냉각효율을 더욱더 증대시킬 경우에는 뜨거운 기운을 강제로 불어내는 송풍팬(140)을 추가로 구비함으로써 가능하게 된다.

상기와 같이 송풍팬(140)을 추가시키는 구조일 경우에는 물론 방열핀(130)등의 부분에 상기 송풍팬(140)케이스를 고정시킬 수 있는 고정부를 마련함이 바람직할 것이다.

상기 송풍팬(140)은 도 2 및 도 3에서 점선으로 도시하였다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치에 의하면, 열전도율이 높은 히트파이프를 채용함에 따라 열방출수단의 전체사이즈를 줄일 수 있음은 물론 송풍팬을 제거시키는 구조도 가능하게 되어 전자제품의 소형화/포터블화에 대응할 수 있는 이점을 갖게 된다.

Claims (2)

1. 중앙처리장치의 상면에 접촉되는 방열판베이스;

   상기 방열판베이스의 중앙부에 마련되어 그 내부의 밀폐공간에서 순환되는 작동유체가 연속적으로 액체에서 증기로 상변화를 일으킬 때 동반되는 잠열을 이용하여 열을 전달시키는 히트파이프 및;

   상기 히트파이프의 외주면에 마련되어 열방출량을 증대시키는 다수개의 방열핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 히트파이프 및 방열핀의 상측에는 방출되는 열을 강제 송풍시키는 송풍기를 추가로 설치하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치용 냉각장치.