KR200307396Y1 - 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 방열 장치에 관한 것으로써, 특히 컴퓨터에 사용되는 중앙처리장치를 방열하기 위하여 기류의 효과를 최대한 활용할 수 있도록 한 구조를 제공하여 냉각 효율이 극대화된 중앙처리장치의 방열 장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 CPU(100)의 상면에 밀착되는 판상의 히트 블록(210)과; 상기 히트 블록(210)의 양측면으로부터 돌출된 상태로 상향 절곡된 적어도 하나 이상의 히트 파이프(220)와; 상기 각 히트 파이프(220)가 관통되어 장착되도록 다수의 관통공(231a,232a)을 가지는 판상의 냉각핀(231b,232b)이 다수 적층되어 이루어진 한 쌍의 히트 싱크(231,232); 그리고, 상기 각 히트 싱크(231,232) 사이에 장착된 냉각팬(300):을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치를 제공한다.

Description

컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치{CPU COOLER}

본 고안은 냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 컴퓨터에 사용되는 중앙처리장치의 열이 원활히 방출될 수 있도록 하는 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터는 산업이 발달함에 따라 많은 양의 정보를 빠른 시간 내에 처리하기 위해 개발된 장치이다.

이와 같은 컴퓨터는 정보화 사회의 발전과 더불어 보다 많은 양의 정보를 보다 빠른 시간내에 처리할 수 있도록 개발되고 있다.

최근, 상기한 컴퓨터의 데이터 연산 처리를 수행하는 중앙처리장치(CPU)는 상기한 요구에 최대한 만족 시킬 수 있도록 점차 고성능화 되고 있는 추세에 있다.

그러나, 상기와 같은 CPU는 그 동작 과정에서 다량의 열이 발생되는데, 이로 인해 상기 CPU의 과열이 이루어져 그 성능이 저하된다는 문제점을 가지게 되었다.

이에 따라 최근에는 도시한 도 1과 같이 상기 CPU를 강제로 방열시키는 냉각 장치를 상기 CPU에 장착함으로써 상기 CPU의 과열을 최대한 저감할 수 있도록 하였다.

이 때, 상기 냉각 장치는 CPU(10)의 상면에 접착되어 바닥판(21) 및 다수의 방열핀(22)을 포함하여 형성된 방열판(20)과, 상기 방열판(20)의 상면에 고정되는 냉각팬(30)과, 상기 냉각팬(30)을 상기 방열판(20)에 고정시키는 서포트 패널(40)을 포함하여 구성된다.

상기에서 방열판(20)은 방열 면적이 보다 넓게 형성되도록 함으로써 보다 원활한 방열이 이루어지도록 하게된다.

따라서, 상기 CPU(10)의 동작으로 인해 발생되는 열은 상기 방열판(20)으로 전도되고, 상기 방열판(20)으로 전도된 열은 상기 냉각팬(30)의 구동에 의해 방출되어 상기 CPU(10)의 냉각이 수행된다.

하지만, 점차적인 정보화 기술의 발달로 인해 보다 고성능의 CPU가 개발되고있기 때문에 상기 CPU로부터 발생되는 열은 점차 많아 지고 있음을 고려한다면 기존의 냉각 장치에 따른 구조로는 상기한 CPU의 원활한 방열이 어렵다.

즉, 종래의 기술에 따른 냉각 장치는 상기 냉각팬(30)에 의해 강제 순환되는 공기가 방열판(20)의 각 방열핀(22) 사이를 통해 유입된 후 상기 각 방열핀(22)과 열교환 되도록 하였으나, 상기 각 방열핀(22)의 상단과 냉각팬(30) 사이의 공간으로 유입되는 공기의 양이 더 많았고, 이로 인해 상기 공기가 각 방열핀(22)과 열교환하지 못한 상태로 배출되었기 때문에 원활한 방열이 이루어지지 못하였던 것이다.

또한, 종래의 기술에 따른 냉각 장치는 냉각팬(30)이 외부로 노출된 상태이기 때문에 먼지 등과 같은 각종 이물질에 의해 잦은 고장이 발생되었던 문제점 역시 가진다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉각 장치의 전반적인 구조를 달리하여 방열 효율이 보다 우수하도록 함으로써 고성능의 CPU에 적합한 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 냉각팬이 외부 환경으로부터 보호될 수 있도록 하여 먼지의 유입을 최소화함으로써 상기 냉각팬의 손상이 방지될 수 있도록 하고, 상기 냉각팬으로부터 발생되는 소음의 외부 배출이 방지될 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

도 1 은 종래 일반적인 CPU 냉각 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도

도 2 는 본 고안에 따른 CPU 냉각 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도

도 3 은 본 고안에 따른 CPU 냉각 장치의 장착 상태를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 4 는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100. CPU 210. 히트 블록

220. 히트 파이프 231. 제1히트 싱크

232. 제2히트 싱크 240. 덕트

300. 냉각팬

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, CPU의 상면에 밀착되는 판상의 히트 블록과; 상기 히트 블록의 양측면으로부터 돌출된 상태로 상향 절곡된 적어도 하나 이상의 히트 파이프와; 상기 각 히트 파이프가 관통되어 장착되도록 다수의 관통공을 가지는 판상의 냉각핀이 다수 적층되어 이루어진 한 쌍의 히트 싱크; 그리고, 상기 각 히트 싱크 사이에 장착된 냉각팬:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치가 제공된다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 고안 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치에 따른 실시예를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 도시한 도 1과 같이 본 고안의 냉각 장치는 크게 히트 블록(heat block)(210)과, 다수의 히트 파이프(heat pipe)(220)와, 한 쌍의 히트 싱크(heat sink)(231,232)와, 냉각팬(300)을 포함하여 구성되며, 상기 각 구성을 감싸는 덕트(240)가 더 포함되어 구성된다.

상기 히트 블록(210)은 중앙처리장치(CPU)(100)의 상면에 밀착 고정되며, 임의의 두께를 가지는 판으로 형성된다.

이 때, 상기 히트 블록(210)은 그 양측면을 관통하는 적어도 하나 이상의 관통공(이하, “제1관통공”이라 한다)(211)을 가지며, 상기 각 제1관통공(211)에는 상기 각 히트 파이프(220)가 관통 장착된다.

이러한 히트 블록(210)은, 상기 CPU(100)에서 발생된 열을 전도받아 상기 각 히트 파이프(220)로 전달하는 역할을 수행하며, 상기 CPU(100)와는 접착제나 그 이외의 결합 구조에 의해 밀착 고정된다.

그리고, 상기 히트 파이프(220)는 상기 히트 블록(210)을 관통하여 상기 히트 블록(210)의 양측면으로 그 양단이 돌출되고, 상기 돌출된 양단은 상향 절곡되어 전체적으로 “U”형을 이루도록 형성된다.

이 때, 상기 히트 파이프(220)의 중앙측은 상기 히트 블록(210)의 내부에 위치된 상태로써 상기 히트 블록(210)으로부터 열을 전도받고, 이렇게 전도받은 열을 그 양단에 장착된 각 히트 싱크(231,232)로 전달하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 각 히트 싱크(231,232)는 다수의 관통공(이하, “제2관통공”이라 한다)(231a,232a)을 가지는 판상의 냉각핀(231b,232b)이 다수 적층되어 이루어지며, 상기 각 히트 파이프(220)가 상기 제2관통공(231a,232a)을 통해 관통 결합되도록 장착된다.

이 때, 상기 각 냉각핀(231b,232b)은 서로 밀착되도록 적층될 수 있고, 상호간이 소정의 간격을 가지도록 적층될 수도 있는데, 공기의 유동이 가능하도록 미세하나마 간격이 있도록 적층함이 보다 바람직하다.

상기와 같은 각 히트 싱크(231,232)는 상기 각 히트 파이프(220)로부터 전도된 열을 전달받아 외부로 방열하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 냉각팬(300)은 상기 한 쌍의 히트 싱크(231,232) 사이에 장착되어 상기 각 히트 싱크(231,232)로부터 방출되는 열을 외부로 강제 배출하는 역할을 수행한다.

이 때, 상기 냉각팬(300)은 어느 한 히트 싱크(이하, “제1히트 싱크”라 한다)(231)가 위치된 방향으로부터 다른 한 히트 싱크(이하, “제2히트 싱크”라 한다)(232)가 위치된 방향으로 송풍력을 제공하도록 장착된다.

즉, 상기 제1히트 싱크(231)를 통과하도록 공기를 강제 흡입하여 상기 제2히트 싱크(232)를 향하여 상기 흡입된 공기가 강제 배출되도록 장착되는 것이다.

이 때, 상기 냉각팬(300)과 상기 각 히트 싱크(231,232)간은 임의의 간격을 가지도록 형성하여 공기의 유동이 보다 원활히 이루어지도록 하여 냉각 효율을 향상시키도록 구성함이 바람직하다.

이에 따라, 본 고안의 실시예에서는 상기 냉각팬(300)과 상기 각 히트 싱크(231,232)간이 서로 소정의 간격을 가지되, 제2히트 싱크(232)와 냉각팬(300) 간의 간격(H1)이 제1히트 싱크(231)와 냉각팬(300) 간의 간격(H2)에 비해 크게 형성함을 제시한다.

예컨대, 상기 제1히트 싱크(231)와 냉각팬(300) 간의 간격(H2)이 대략 5㎜를 이루도록 장착한다면 상기 제2히트 싱크(232)와 냉각팬(300) 간의 간격(H1)은 대략 10㎜를 이루도록 장착하는 것이다.

그리고, 상기 덕트(240)는 상기 각 히트 싱크(231,232) 및 냉각팬(300)을 감싸도록 형성되며, 상기 냉각팬(300)의 송풍력이 제공되는 방향인 양측면은 개구되도록 형성되어 공기의 유동을 필요로 하는 위치로 이루어지도록 안내하는 역할을 수행한다.

물론, 상기한 덕트(240)의 저면인 CPU(100)가 위치되는 측면 역시 개구되도록 형성된다.

이를 통해 알 수 있듯이, 본 고안의 실시예에 따른 냉각 장치는 유동하는 공기와 각 히트 싱크를 이루는 각 냉각핀(231b,232b)과의 접촉이 최대화될 수 있도록 하여 방열 효과를 극대화시킨 구성이다.

이하, 전술한 본 고안의 실시예에 따른 냉각 장치의 구성에 의한 CPU(100)의 방열 과정을 보다 구체적으로 설명하면 후술하는 바와 같다.

우선, CPU(100)의 구동이 이루어지면 냉각팬(300)이 구동되면서 공기를 강제 송풍하게 된다.

이 때, 상기 CPU(100)의 구동에 의해 발생되는 열은 상기 CPU(100)의 상면에 밀착 고정된 히트 블록(210)으로 전도되고, 상기 히터 블록(210)으로 전도된 열은 상기 히터 블록(210)을 관통하여 장착된 각 히트 파이프(220)로 전도된다.

이와 같이 상기 각 히트 파이프(220)로 전달된 열은 상기 각 히트 파이프(220)의 양단으로 전도되어 상기 각 히트 파이프(220)의 양단에 적층 장착된 한 쌍의 히트 싱크(231,232)로 전도되고, 상기 각 히트 싱크(231,232)는 상기 각 히트 파이프(220)로부터 전도받은 열에 의해 발열되면서 상기 열을 방출하게 된다.

그리고, 냉각팬(300)의 구동에 의해 강제 송풍되는 외부의 공기는 덕트(240)의 개구된 일측면을 통해 상기 덕트(240) 내부로 유입되고, 제1히트 싱크(231)를 통과하면서 상기 제1히트 싱크(231)를 냉각시킨다.

이와 함께, 상기 제1히트 싱크(231)를 냉각시킨 공기는 냉각팬(300)을 통과한 후 상기 냉각팬(300)의 송풍력에 의해 제2히트 싱크(232)로 강제 송풍된다.

따라서, 상기 공기는 상기 제2히트 싱크(232)를 냉각시키면서 상기 제2히트 싱크(232)를 통과하게 되고, 계속해서 상기 덕트(240)의 개구된 타측면을 통해 외부로 배출된다.

상기한 과정에서 덕트(240)는 상기 외부로부터 흡입되는 공기가 각 히트 싱크(231,232) 및 냉각팬(300)을 순차적으로 통과할 수 있도록 기류의 흐름을 일방향으로만 안내함으로써 보다 높은 냉각 효율을 얻을 수 있도록 하게 된다.

이와 함께, 상기 덕트(240)는 상기 냉각팬(300)의 구동에 의해 발생되는 소음의 외부 배출을 방지한다. 특히, 상기 덕트(240)에 의해 외부로부터의 먼지 유입이 방지되기 때문에 상기 냉각팬(300)이 외부 먼지로 인해 손상됨을 미연에 방지할 수 있다.

결국, 전술한 일련의 과정에 의해 CPU(100)의 냉각이 지속적으로 이루어진다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 고안 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치는 공기의 유동이 일방향으로만 이루어지도록 함과 동시에 제1히트 싱크와 냉각팬과 제2히트 싱크를 순차적으로 통과하도록 함으로써 상기 공기에 의한 각 히트 싱크의 냉각 효율을 극대화할 수 있게 되었고, 이로 인해 CPU의 냉각 역시 극대화할 수 있다는 효과를 가진다.

또한, 상기 냉각 장치를 구성하는 덕트에 의해 냉각팬이 외부 먼지로부터 손상됨을 미연에 방지할 수 있다는 효과를 가지며, 상기 냉각팬으로부터 발생되는 구동 소음을 최소화할 수 있다는 효과 역시 가진다.

Claims (6)

1. CPU의 상면에 밀착되는 판상의 히트 블록과;

   상기 히트 블록의 양측면으로부터 돌출된 상태로 상향 절곡된 적어도 하나 이상의 히트 파이프와;

   상기 각 히트 파이프가 관통되어 장착되도록 다수의 관통공을 가지는 판상의 냉각핀이 다수 적층되어 이루어진 한 쌍의 히트 싱크; 그리고,

   상기 각 히트 싱크 사이에 장착된 냉각팬:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 히트 파이프는

   상기 히트 블록을 관통하여 장착되어 그 중앙측은 상기 히트 블록의 내측에 위치되고, 그 양측은 상기 히트 블록의 양측면을 관통하여 상향 돌출되도록 절곡 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   각 히트 싱크를 구성하는 다수의 냉각핀은

   상호 소정 간격을 가지면서 적층되도록 구성됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각팬은

   어느 한 히트 싱크가 위치된 방향으로부터 다른 한 히트 싱크가 위치된 방향으로 송풍력을 제공하도록 장착됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 히트 싱크 및 상기 각 히트 싱크 사이에 장착된 냉각팬을 감싸도록 형성됨과 동시에 상기 냉각팬의 송풍력이 제공되는 방향인 양측면은 개구되도록 형성된 덕트가 더 포함되어 형성됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   공기의 토출이 이루어지는 측에 위치된 어느 한 히트 싱크와 냉각팬 간의 간격은 공기의 흡입이 이루어지는 측에 위치된 다른 한 히트 싱크와 냉각팬 간의 간격에 비해 크게 형성됨을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치.