KR20040052425A - Cpu cooler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 컴퓨터에 사용되는 중앙처리장치의 열이 원활히 방출될 수 있도록 하는 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device, and more particularly, to a cooling device that can smoothly dissipate heat from a central processing unit used in a computer.
일반적으로 컴퓨터는 산업이 발달함에 따라 많은 양의 정보를 빠른 시간 내에 처리하기 위해 개발된 장치이다.In general, a computer is a device developed to process a large amount of information quickly as the industry develops.
이와 같은 컴퓨터는 정보화 사회의 발전과 더불어 보다 많은 양의 정보를 보다 빠른 시간내에 처리할 수 있도록 개발되고 있다.Such computers are being developed to process a larger amount of information in a faster time with the development of the information society.
최근, 상기한 컴퓨터의 데이터 연산 처리를 수행하는 중앙처리장치(CPU)는 상기한 요구에 최대한 만족 시킬 수 있도록 점차 고성능화 되고 있는 추세에 있다.In recent years, the central processing unit (CPU) performing the data operation processing of the computer has been gradually increasing the performance to satisfy the above requirements as possible.
그러나, 상기와 같은 CPU는 그 동작 과정에서 다량의 열이 발생되는데, 이로 인해 상기 CPU의 과열이 이루어져 그 성능이 저하된다는 문제점을 가지게 되었다.However, the CPU as described above generates a large amount of heat during its operation, which causes a problem that the CPU is overheated and its performance is degraded.
이에 따라 최근에는 도시한 도 1과 같이 상기 CPU를 강제로 방열시키는 냉각 장치를 상기 CPU에 장착함으로써 상기 CPU의 과열을 최대한 저감할 수 있도록 하였다.Accordingly, recently, as shown in FIG. 1, the CPU is equipped with a cooling device for forcibly dissipating the CPU to reduce the overheat of the CPU as much as possible.
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.At this time, the cooling device is bonded to the upper surface of the CPU 10, the heat sink 20 formed to include a bottom plate 21 and a plurality of heat radiation fins 22, and a cooling fan fixed to the upper surface of the heat sink 20 30 and a support panel 40 for fixing the cooling fan 30 to the heat sink 20.
상기에서 방열판(20)은 방열 면적이 보다 넓게 형성되도록 함으로써 보다 원활한 방열이 이루어지도록 하게된다.The heat dissipation plate 20 is to be made more smooth heat dissipation by making the heat dissipation area is wider.
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.Therefore, the heat generated by the operation of the CPU 10 is conducted to the heat sink 20, the heat conducted to the heat sink 20 is discharged by the driving of the cooling fan 30 is the CPU 10 Cooling) is performed.
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.However, considering that the heat generated from the CPU is increasing due to the development of a higher performance CPU due to the development of information technology, the heat dissipation of the CPU is difficult with the structure of the existing cooling device. .
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.That is, the cooling device according to the related art allows the air circulated by the cooling fan 30 to be heat exchanged with each of the heat sink fins 22 after being introduced through each of the heat sink fins 22 of the heat sink 20, Since the amount of air introduced into the space between the top of each of the heat sink fins 22 and the cooling fan 30 was greater, this resulted in a smooth heat dissipation because the air was discharged without heat exchange with the heat sink fins 22. I couldn't support it.
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.In addition, the cooling device according to the prior art also has a problem that frequent failures are caused by various foreign matters such as dust because the cooling fan 30 is exposed to the outside.
본 발명은 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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device suitable for a high performance CPU by changing the overall structure of the cooling device so that the heat dissipation efficiency is better.
또한, 본 발명은 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.In addition, the present invention is to allow the cooling fan to be protected from the external environment to minimize the inflow of dust to prevent damage to the cooling fan, and to prevent the external discharge of noise generated from the cooling fan. There is another purpose.
도 1 은 종래 일반적인 CPU 냉각 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도1 is an exploded perspective view schematically showing a conventional general CPU cooling device
도 2 는 본 발명에 따른 CPU 냉각 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도2 is an exploded perspective view schematically showing a CPU cooling device according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 CPU 냉각 장치의 장착 상태를 개략적으로 나타낸 종단면도3 is a longitudinal sectional view schematically showing a mounting state of a CPU cooling device according to the present invention;
도 4 는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ 단면도4 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 3.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100. CPU 210. 히트 블록CPU 210.Heat Block
220. 히트 파이프 231. 제1히트 싱크220. Heat pipes 231. First heat sink
232. 제2히트 싱크 240. 덕트232. Second heat sink 240. Duct
300. 냉각팬300. Cooling Fan
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 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.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a plate-shaped heat block in close contact with the upper surface of the CPU; At least one heat pipe bent upwardly from the both sides of the heat block; A pair of heat sinks formed by stacking a plurality of plate-shaped cooling fins having a plurality of through holes to penetrate and mount the heat pipes; And, there is provided a cooling device for a central processing unit of a computer, characterized in that it comprises a cooling fan: mounted between each heat sink.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명 컴퓨터의 중앙처리장치용 냉각 장치에 따른 실시예를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the cooling apparatus for a central processing unit of the computer of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 도시한 도 1과 같이 본 발명의 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.First, as shown in FIG. 1, the cooling apparatus of the present invention is largely based on a heat block 210, a plurality of heat pipes 220, and a pair of heat sinks 231 and 232. And a cooling fan 300, the duct 240 surrounding each of the components is further included.
상기 히트 블록(210)은 중앙처리장치(CPU)(100)의 상면에 밀착 고정되며, 임의의 두께를 가지는 판으로 형성된다.The heat block 210 is tightly fixed to the upper surface of the central processing unit (CPU) 100, and is formed of a plate having an arbitrary thickness.
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.At this time, the heat block 210 has at least one through hole (hereinafter referred to as a "first through hole") 211 penetrating both sides thereof, each of the first through hole 211 The heat pipe 220 is mounted through.
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.The heat block 210 receives heat generated by the CPU 100 and transfers the heat to the heat pipes 220. The heat block 210 is bonded to the CPU 100 by an adhesive or other bonding structure. It is tightly fixed.
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.In addition, both ends of the heat pipe 220 protrude through the heat block 210 to both sides of the heat block 210, and the protruded both ends are bent upward to form a “U” shape as a whole. .
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.At this time, the center side of the heat pipe 220 is located inside the heat block 210 to receive heat from the heat block 210, each heat sink mounted at both ends of the heat transferred so It serves to deliver to (231,232).
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.Each of the heat sinks 231 and 232 is formed by stacking a plurality of plate-like cooling fins 231b and 232b having a plurality of through holes (hereinafter referred to as “second through holes”) 231a and 232a. Each heat pipe 220 is mounted to penetrate through the second through holes 231a and 232a.
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.In this case, the cooling fins 231b and 232b may be stacked to be in close contact with each other, and may be stacked to have a predetermined interval therebetween. Do.
상기와 같은 각 히트 싱크(231,232)는 상기 각 히트 파이프(220)로부터 전도된 열을 전달받아 외부로 방열하는 역할을 수행한다.Each of the heat sinks 231 and 232 serves to radiate heat to the outside by receiving heat conducted from the heat pipes 220.
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.The cooling fan 300 is mounted between the pair of heat sinks 231 and 232 to forcibly discharge heat emitted from each of the heat sinks 231 and 232 to the outside.
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.At this time, the cooling fan 300 is another heat sink (hereinafter referred to as "second heat sink") from the direction in which one heat sink (hereinafter referred to as "first heat sink") 231 is located. 232 is mounted to provide blowing force in the direction in which it is located.
즉, 상기 제1히트 싱크(231)를 통과하도록 공기를 강제 흡입하여 상기 제2히트 싱크(232)를 향하여 상기 흡입된 공기가 강제 배출되도록 장착되는 것이다.That is, the suctioned air is forced to pass through the first heat sink 231, and the suctioned air is forcibly discharged toward the second heat sink 232.
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.In this case, the cooling fan 300 and the heat sinks 231 and 232 may be formed to have a predetermined interval so that the flow of air is more smoothly configured to improve the cooling efficiency.
이에 따라, 본 발명의 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.Accordingly, in the exemplary embodiment of the present invention, the cooling fan 300 and each of the heat sinks 231 and 232 have a predetermined interval therebetween, and the interval H1 between the second heat sink 232 and the cooling fan 300. It is suggested that the first heat sink 231 and the cooling fan 300 are formed larger than the distance H2.
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.For example, if the distance H2 between the first heat sink 231 and the cooling fan 300 is approximately 5 mm, the distance H1 between the second heat sink 232 and the cooling fan 300 is approximately. It is to be mounted to form a 10mm.
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.In addition, the duct 240 is formed to surround each of the heat sinks 231 and 232 and the cooling fan 300, and both side surfaces of the cooling fan 300 are formed to be opened to open the flow of air. It serves to guide you to where you need it.
물론, 상기한 덕트(240)의 저면인 CPU(100)가 위치되는 측면 역시 개구되도록 형성된다.Of course, the side where the CPU 100, which is the bottom of the duct 240 is located is also formed to be open.
이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치는 유동하는 공기와 각 히트 싱크를 이루는 각 냉각핀(231b,232b)과의 접촉이 최대화될 수 있도록 하여 방열 효과를 극대화시킨 구성이다.As can be seen through this, the cooling apparatus according to the embodiment of the present invention is configured to maximize the heat dissipation effect by allowing the contact between the flowing air and each of the cooling fins 231b and 232b constituting each heat sink.
이하, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치의 구성에 의한 CPU(100)의 방열 과정을 보다 구체적으로 설명하면 후술하는 바와 같다.Hereinafter, the heat dissipation process of the CPU 100 by the configuration of the cooling apparatus according to the embodiment of the present invention described above will be described in detail.
우선, CPU(100)의 구동이 이루어지면 냉각팬(300)이 구동되면서 공기를 강제 송풍하게 된다.First, when the CPU 100 is driven, air is forcedly blown while the cooling fan 300 is driven.
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.At this time, the heat generated by the driving of the CPU 100 is conducted to the heat block 210 fixed close to the upper surface of the CPU 100, the heat conducted to the heater block 210 is transferred to the heater block. It is conducted to each heat pipe 220 mounted through 210.
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.As such, the heat transferred to each of the heat pipes 220 is conducted to both ends of each of the heat pipes 220 and is conducted to a pair of heat sinks 231 and 232 stacked on both ends of the heat pipes 220. Each of the heat sinks 231 and 232 generates heat by heat conducted from the heat pipes 220.
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.In addition, the outside air forcedly blown by the driving of the cooling fan 300 is introduced into the duct 240 through an open side surface of the duct 240 and passes through the first heat sink 231. The first heat sink 231 is cooled.
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.In addition, the air cooled by the first heat sink 231 is forcedly blown to the second heat sink 232 by the blowing force of the cooling fan 300 after passing through the cooling fan 300.
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.Therefore, the air passes through the second heat sink 232 while cooling the second heat sink 232, and is then discharged to the outside through the other open side surface of the duct 240.
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.In the above process, the duct 240 obtains higher cooling efficiency by guiding the flow of airflow in only one direction so that the air sucked from the outside can pass through the heat sinks 231 and 232 and the cooling fan 300 sequentially. To make it possible.
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.In addition, the duct 240 prevents external discharge of noise generated by the driving of the cooling fan 300. In particular, since the inflow of dust from the outside is prevented by the duct 240, it is possible to prevent the cooling fan 300 from being damaged by external dust.
결국, 전술한 일련의 과정에 의해 CPU(100)의 냉각이 지속적으로 이루어진다.As a result, the CPU 100 is continuously cooled by the above-described series of processes.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명 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.As described above, the cooling device for the central processing unit of the computer of the present invention allows the air to flow in only one direction and simultaneously passes the first heat sink, the cooling fan, and the second heat sink to the air. It is possible to maximize the cooling efficiency of each heat sink by this, thereby having the effect of maximizing the cooling of the CPU.
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.In addition, the duct constituting the cooling device has an effect of preventing the cooling fan from being damaged from external dust in advance, and also has the effect of minimizing driving noise generated from the cooling fan.
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