KR200307398Y1 - 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 컴퓨터의 중앙처리장치에서 발생되는 열을 소음 및 진동이 없이 신속하고 정확하게 외부로 방출할 수 있는 방열장치를 제공한다. 그 방열장치는 컴퓨터 중앙처리장치에서 발생되는 열을 흡수하기 위해 중앙처리장치의 상부면에 부착되고, 내부에 삽입홈이 형성되는 흡열블록; 흡열블록에서 흡수한 열을 흡수하여 전달하기 위해 일단부가 흡열블록의 수용홈에 삽입되는 히트파이프; 흡열블록을 차폐하기 위해 흡열블록에 해제 가능하게 고정되는 커버; 및 히트파이프로 전달되는 열을 외부로 방출하기 위해, 히트파이프의 단부에 설치되며, 컴퓨터 본체의 케이스에 고정되는 방열부로 구성된다.

Description

컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치{Device for radiating heat in CPU in computer}

본 고안은 컴퓨터 중앙처리장치용 방열장치에 관한 것으로서, 소음과 진동이 최소화되고, 반영구적으로 사용할 수 있으며, 제조비가 저렴한 컴퓨터 중앙처리장치용 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 대부분의 사무소 및 가정에는 컴퓨터를 구비하고 있어 유용하게 사용하고 있다. 컴퓨터는 통상적으로 휴대 가능성을 기준으로 볼 때 고정 설치하여 사용하는 데스크탑 컴퓨터와 휴대가 가능한 랩탑 컴퓨터로 구분되고 있다. 이 중에서 데스크탑 컴퓨터는 다양한 부품이 내장되는 컴퓨터 본체와, 그 본체에서 실행되는 다양한 결과를 표시하기 위한 모니터와, 본체에 다양한 입력을 행하기 위한 키보드 및/또는 마우스로 구성되어 있다.

이 같은 구성요소들 중 본체는 도 1에 도시된 바와 같은 케이스(1)를 구비하며, 그 케이스 내에 다양한 부품들이 내장되어 이루어져 있다. 한편, 본체에는 다양한 구성부품 특히, 중앙처리장치에서는 그 것의 작동시 필수적으로 열이 발생된다. 그러나, 컴퓨터의 핵심부품인 중앙처리장치는 열에 의한 동작특성이 민감하여 처리속도가 저하되거나 시스템이 다운되거나 또는 중앙처리장치 자체에 치명적인 손상이 초래되는 경우가 있다. 또한, 최근에는 컴퓨터의 성능이 향상됨에 따라 중앙처리장치의 성능의 향상이 요구되며, 이에 상응하게 고온의 열이 발생되고 있다.

이에 따라, 대부분의 컴퓨터 본체에는 그 본체는 물론 중앙처리장치에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위해 방열장치가 구비되어 있다.

예컨대, 가장 일반적인 방열장치로서 도1에 도시된 방열팬(1)이 있다. 이 방열팬(1)은 모터에 의해 구동되며, 컴퓨터 본체의 케이스(2)의 후방패널(3)의 대체로 상부에 설치되어 있다. 이에 따라, 컴퓨터의 작동 중 중앙처리장치 및 본체의 각각의 부품에서 발생되는 열을 외부로 송풍시켜 방출시키고 있다.

그러나, 이와 같은 방열팬에 의한 방열방식은 작동시 소음이 발생되어 정숙한 작업환경에 악영향을 초래하며, 방열팬의 작동시 부가적인 열이 발생되고, 고장이 초래될 수 있으며, 방열팬이 설치된 부분에만 방열효과가 집중되어 특히 중앙처리장치의 냉각을 달성할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 중앙처리장치에서 발생되는 열을 집중적이고 효과적으로 방출시키기위해 중앙처리장치용 방열장치가 실용신안등록 제20-0208004호에 개시되어 있다. 이 고안에 의하면, 컴퓨터 본체의 케이스에 방열판을 외부로 노출되도록 설치하고, 그 케이스의 내부에 내장되는 중앙처리장치와 전원장치에 방열판을 각각 장착시키며, 방열판과 중앙처리장치의 방열판 및 전원장치의 방열판을 전열매체로 연결시키고, 방열판의 외면에 전자파 흡수 차단물질이 도포되어 이루어진다.

또한, 실용신안공개 제1999-0041019호에 개시된 컴퓨터 중앙처리장치의 냉각장치에 의하면, 본체 케이스에 설치되는 중앙처리장치의 상면에 설치되어 그 중앙처리장치에서 발생하는 열을 흡수하는 흡열판과, 하우징 내부의 일측면에 설치되는 방열수단과, 흡열판에서 고온의 유체가 방열수단으로 유입 및 유출되도록 높이차를 두고 방열수단의 상하부에 연결되는 파이프로 구성되어 있다.

그러나, 이와 같은 중앙처리장치용 방열장치는 중앙처리장치에서 발생되는 열을 집중적으로 방열시킬 수 있는 효과는 제공되지만, 이 같은 고안들은 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 컴퓨터 케이스의 외관을 복잡하게 변형시킴으로 인해 제조비가 증가되는 문제점이 있다.

한편, 최근에는 히트파이프를 이용하는 방식이 제안되고 있는 바, 그 하나의 예에 따르면, 히트파이프를 확관하는 경우로서, 열흡수부와 방열부를 밀봉되지 않은 히트파이프로 연결하고, 조립 최후단계에서 적정량의 작동유체 충진 및 충진기압을 조절한 후 밀봉하고 조립을 완성하여 이루어지는 경우가 있으나, 이 같은 방열장치는 소량생산은 가능하지만 생산수량에 비해 설비비가 상대적으로 과도하게 투자됨으로 인해 실제적으로 생산성 및 경제성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 히트파이프를 확관하지 않는 경우로서, 히트파이프를 확관하는 경우보다는 대량생산이 비교적 용이하지만 상대적으로 히트파이프와 방열부간의 밀착도가 현저히 저하되는 관계로 납땜 등과 같은 접착공정을 필요로 하는 바, 이때 밀집하게 조립된 방열부의 각각의 핀사이에 납을 채워 조립하는데 과도한 시간이 요구되어 결국 생산성 및 경제성이 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 고안의 목적은 중앙처리장치에서 발생되는 열을 소음 및 진동을 최소화하고 반영구적으로 사용할 수 있는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 대량생산이 가능하고 적용성이 향상되는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 컴퓨터의 중앙처리장치의 방열장치를 보여주는 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치를 보여주는 사시도.

도 3a 및 3b도는 도 2의 방열장치에 적용되는 흡열블록을 보여주는 확대 사시도 및 단면도.

도 4는 도 2의 방열장치에 적용되는 히트파이프 중 흡열블록에 설치되는 부분을 보여주는 부분 확대도.

도 5는 도 2의 방열장치에 적용되는 블록덮개의 횡단면도.

도 6은 도 2의 방열장치에 적용되는 클립을 보여주는 사시도.

도 7a는 도 2의 방열장치에 적용되는 방열부를 구성하는 각각의 핀의 정면도, 7b는 배면도.

도 8은 도 도 7a 내지 7b의 핀에 도 2의 히트파이프가 결합된 상태를 보여주는 부분확대사시도.

도 9는 히트파이프를 지지 및 고정시키기 위한 덕트 와 클램프를 보여주는 사시도.

도 10은 본 고안에 따른 방열장치가 적용된 상태를 보여주는 부분 절취사시도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 흡열블록 20: 히트커버

30: 커버 32: 체결공

34: 걸림쇠 40: 클립

50: 방열부 52: 핀

54: 장착공 54a: 관통홈

56: 지지편 60: 덕트

62: 고정홈 64: 클램프

이 같은 목적들은, 컴퓨터의 본체의 케이스에 내장된 중앙처리장치에서 발생되는 열을 방출하기 위한 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치에 있어서, 컴퓨터 중앙처리장치에서 발생되는 열을 흡수하기 위해 중앙처리장치의 상부면에 부착되고, 내부에 삽입홈이 형성되는 흡열블록; 흡열블록에서 흡수한 열을 흡수하여 전달하기 위해 일단부가 흡열블록의 수용홈에 삽입되는 히트파이프; 흡열블록을 차폐하기 위해 상기 흡열블록에 해제 가능하게 고정되는 커버; 및 히트파이프로 전달되는 열을 외부로 방출하기 위해, 히트파이프의 단부에 설치되며, 컴퓨터 본체의 케이스에 고정되는 방열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치에의해 달성될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에 따르면, 본 고안에 따른 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치는 중앙처리장치(C)에서 발생되는 열을 실제적으로 흡수하기 위해 그 중앙처리장치의 상부면에 부착되는 흡열블록(10)을 구비한다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 흡열블록(10)은 장방형으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 불과하며, 흡열블록의 형상은 다양한 모양으로 형성될 수 있는 중앙처리장치의 형상에 상응하게 형성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 흡열블록(10)의 대체로 중앙에는 후술되는 커버가 분리 가능하게 고정될 수 있도록 고정공(12)이 형성된다.

특히, 흡열블록(10)의 내부에는 후술되는 히트파이프의 일부 또는 단부가 내설되는 삽입홈(12)이 구비되는 것이 바람직하다. 이 삽입홈(12)은 히트파이프의 열전달량을 증대시킬 수 있도록 파형, W자형, N형 등과 같이 다양한 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일부가 흡열블록(10)의 삽입홈(12)에 삽입되는 히트파이프(heat pipe)(20)는 그 파이프의 전체 체적중 열원에 접촉하는 면이 많을수록 열전달 효율이 높다는 이론에 따라 다양한 형상 또는 모양으로 벤딩(bending)가공되는 것이 바람직하다. 이와 같은 벤딩공정에 의해, 예컨대 W 또는 Z자 등과 같은 형상으로 가공할 수 있어 한 개의 히트파이프만으로도 소정의 열전달 효율을 달성할 수 있는 것이다.

흡열블록(10)에는 그것을 차폐하기 위한 커버(30)가 구비된다. 그 커버(30)의 중앙에는 흡열블록(10)에 분리 가능하게 고정될 수 있도록 흡열블록(10)의 중앙에 형성된 고정공(12)에 연통되는 체결공(32)이 천공된다. 이에 따라, 볼트(B)에 의해 흡열블록(10)에 커버(30)가 분리 가능하게 고정되는 것이다.

특히, 커버(30)는 판형구조로 형성되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 그 주변에는 후술되는 클립을 고정할 수 있도록 동일한 길이 및 형태의 걸림쇠(34)가 요철방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 주변에 동일형태의 걸림쇠(34)가 형성됨으로 인해 발열부와 냉각장치를 고정할 클립이 이탈되지 않고 견고하게 장착될 수 있으며, 또한 냉각장치의 장착위치 또는 방향이 변경되어도 고정이 가능한 것이다. 선택적으로, 커버의 사이즈는 중앙처리장치의 전체 넓이를 초과하지 않도록 설정되는 것이 바람직하다.

도 6에 도시된 바와 같이, 커버(30)의 주변에 형성된 걸림쇠(34)에는 클립(40)이 해제 가능하게 장착된다. 클립(40)은 구리 또는 동으로 형성되며 약 0.5 내지 2mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

도 7a 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 전술된 히트파이프(20)의 단부에는 그 히트파이프로부터 전달되는 대기방출방식으로 열을 외부 또는 컴퓨터의 케이스를 통해 외부로 배출시키기 위한 방열부(50)가 구비된다. 방열부(50)는 다수의 핀(52)으로 형성되는 것이 바람직하다. 핀의 개수 및 그 크기는 중앙처리장치의 용량 또는 사이즈에 따라 적정하게 설정되는 것이 바람직하다.

각각의 핀(52)은 히트파이프(20)가 관통하여 고정되며 각각 적층되어 결합되는 하나 이상의 장착공(54)이 천공된다. 각각의 장착공(54)은 히트파이프(20)의 외경과 동일 내지는 유사하게 설정되는 것이 바람직하다. 특히, 각각의 장착공(54)에는 그 장착공을 관통하는 히트파이프(20)를 안정적으로 고정 유지시키거나 견고한 밀착을 위해 실납(22)을 관통시키기 위한 관통홈(54a)이 타공 형성되는 것이 바람직하다.

각각의 핀(52)의 양측단에는 지지편(56)이 일체로 절곡 형성되는 것이 바람직하다. 각각의 지지편(56)은 이웃하는 핀(52)을 상호간 안정적이고 용이하게 적층시킴은 물론, 각각의 핀(52) 사이를 통과하는 기류가 옆으로 누출되거나 새지 않고 일정한 방향을 유지할 수 있도록 기류가이드 역할을 한다. 물론, 각각의 지지편(56)은 각각 적층되는 핀(52)을 소정의 간격으로 일정하게 유지하는 역할을 한다. 그 지지편(56)의 모양은 절곡 형태에 따라 ㄱ자형 또는 ㄷ자형으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 핀(52)의 장착공(54)에는 그 고정공에 삽입 관통되는 히트파이프(20)와의 접촉면적으로 증대시키기 위해 돌출부위를 형성할 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 히트파이프(20)를 다양한 굴곡형태로 컴퓨터 본체의 케이스에 고정 유지시킬 수 있도록 유연성을 갖는 덕트(60)가 제공된다. 이 덕트의 외측중앙부에는 고정홈(62)이 전체 둘레에 형성된다. 이 고정홈(62)에는 그 덕트(60)를 다른 부품 또는 컴퓨터 본체에 고정될 수 있도록 클램프(64)가 고정되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 덕트(60)가 제공됨으로써, 자유로운 굴곡 또는 유연성이 부족한 히트파이프를 냉각장치에 장착하는 경우 그 것이 장착될 본체의 내부구조에 따라길이와 굴곡정도를 다르게 가공해야 하는 단점을 회피할 수 있는 것이다. 또한, 유연성을 갖는 덕트를 구비함으로써, 다양한 형태의 본체에 자유롭게 기류를 통과시킬 수 있는 굴절 가능한 기류통로를 형성해 줄 수 있으며, 방열장치를 보다 다양한 환경에서 사용할 수 있는 것이다. 또한, 덕트(60)는 방열부(50)의 싱크 몸체와 동일한 형태의 흡입구를 구비하고 있어 이를 방열부에 밀착할 수 있으며, 맞은편에는 기류가 본체의 외부로 통과하는 부품의 접촉부위와 동일한 형태의 배출구를 구비하고 있어 각각의 흡입구와 배출구는 클램프 또는 나사를 이용해 상대부품의 밀착부와 결합할 수 있는 것이다.

이하, 전술된 바와 같이 구성된 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치의 작용 및 그 효과에 대해 상세히 설명한다.

예컨대, 컴퓨터 본체의 작동 중 중앙처리장치와 같이 컴퓨터의 구성부품들에서 발생하는 열은 중앙처리장치(C)의 상부면에 부착되는 흡열블록(10)에 의해 흡수된다.

이와 같이 흡열블록에 의해 흡수된 열은 그 흡열블록(10)에 내장된 일부의 히트파이프(20)의 일부로 전달된다. 이때, 히트파이프(20)는 다양한 모양으로 굴곡 또는 벤딩되어 있어 다량의 열을 전달받을 수 있다.

히트파이프(20)의 굴곡부에 전달된 열은 그 히트파이프(20)의 몸체를 통해 그 단부를 향해 전달된다. 이와 같이 전달되는 열은 히트파이프(20)의 단부에 설치되고 또한 컴퓨터 본체의 케이스에 고정되거나 설치되는 방열부(50)로 전달된다.

방열부(50)로 전달된 열은 각각의 핀(52)사이를 통과하는 기류에 의해 외부로 방출되거나 또는 컴퓨터 케이스를 통해 외부로 방출된다. 이때, 각각의 핀(52)은 그것의 양측단에 일체로 절곡형성된 각각의 지지편(56)에 의해 일정한 간격으로 이격 유지되어 있으므로 열의 이동이 신속하고 정확하게 이루어지는 것이다. 또한, 각각의 핀(52)의 장착공(54)에 형성된 돌출부가 히트파이프(20)와의 접촉면적을 증대시킴으로써, 핀으로의 열전달 및 방출이 더 신속하게 행해질 수 있는 것이다.

물론, 히트파이프(20)는 유연성을 갖는 덕트(60) 및 클램프(64)에 의해 컴퓨터 본체의 케이스내에 적정부위에 자유롭게 설치됨으로써, 중앙처리장치에서 발생되는 열을 신속하고 안정적으로 방열시켜 냉각시킬 수 있는 것이다.

이에 따라, 컴퓨터의 케이스에 내장되는 중앙처리장치에서 발생되는 열을 최소한의 히트파이프를 이용하여 효과적이고 신속하게 방출시켜 냉각시킬 수 있는 것이다.

그리고, 종래의 공랭식 냉각장치에 비해 현저하게 소음을 감소시킬 수 있고, 진동이 없고 반영구적이며, 컴퓨터의 크기 및 형태에 무관하게 설치할 수 있다.

또한, 유연성이 우수한 덕트를 이용할 수 있어 종래의 히트파이프를 이용한 방열장치에 비해 장착의 자유도가 우수하며, 덕트에 의한 방출기류의 방향이 컴퓨터 전원공급장치의 공기배출구 또는 공기흡입구를 공기배출구로 이용하여 컴퓨터 외부로 방출함으로써, 컴퓨터의 본체의 내부온도를 적정하게 유지할 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 고안에 따른 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치에 의하면, 컴퓨터의 중앙처리장치에서 발생되는 열을 소음 및 진동이 없이 신속하고 정확하게 외부로 방출할 수 있어 신뢰성 및 제품성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 구조가 간단하고, 제조비가 저렴하며, 대량생산이 가능하고, 적용성이 향상되는 장점이 있다.

이상에서 본 고안에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 실용신안등록청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (11)

1. 컴퓨터의 본체의 케이스에 내장된 중앙처리장치에서 발생되는 열을 방출하기 위한 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치에 있어서,

   상기 컴퓨터 중앙처리장치에서 발생되는 열을 흡수하기 위해 상기 중앙처리장치의 상부면에 부착되고, 내부에 삽입홈이 형성되는 흡열블록;

   상기 흡열블록에서 흡수한 열을 흡수하여 전달하기 위해 일단부가 상기 흡열블록의 수용홈에 삽입되는 히트파이프;

   상기 흡열블록을 차폐하기 위해 상기 흡열블록에 해제 가능하게 고정되는 커버; 및

   상기 히트파이프로 전달되는 열을 외부로 방출하기 위해, 상기 히트파이프의 단부에 설치되며, 상기 컴퓨터 본체의 케이스에 고정되는 방열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 흡열블록에 흡수된 열의 히트파이프로의 열전달율을 증대시키기 위해, 상기 흡열블록에 형성된 삽입홈은 굴곡을 이루며, 상기 히트파이프의 단부는 상기 삽입홈에 상응하게 굴곡 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 블록의 중앙에는 고정공이 형성되며, 상기 커버의 중앙에는 상기 흡열블록의 중앙에 형성된 고정공에 연통하며 볼트에 의해 고정되는 체결공이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치의 방열장치.
4. 제 1항에 있어서, 커버는 판형구조로 형성되며, 상기 커버의 주변에는 동일한 길이 및 형태의 걸림쇠가 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 중앙처리장치의 방열장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 커버의 주변에 형성된 걸림쇠에는 클립이 해제 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 방열부는 상호 일정간격으로 적층되며, 상기 히트파이프의 타단이 각각 관통 고정되는 다수의 핀(fin)을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 각각의 핀은 상기 히트파이프가 관통하여 고정되는 고정공이 천공되고; 상기 각각의 핀의 양측단에는 이웃하는 핀을 상호 이격시키고 각각의 핀의 사이를 통과하는 기류가 일정한 방향을 유지할 수 있도록 기류가이드역할을 하는 지지편이 일체로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 각각의 핀의 고정공에는 상기 히트파이프와의 접촉면적으로 증대시키기 위한 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 각각의 고정공에는 관통하는 히트파이프를 밀착 고정시키기 위해 실납을 관통시키기 위한 관통홈이 타공 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
10. 제 1항에 있어서, 상기 히트파이프를 컴퓨터 본체의 케이스에 굴곡형태로 고정 유지시킬 수 있는 유연성 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 덕트의 외측중앙부에는 고정홈이 전체 둘레를 따라 형성되며, 상기 고정홈에는 상기 덕트를 다른 부품 또는 컴퓨터 본체에 고정시킬 수 있도록 클램프가 제공되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 방열장치.