KR200493516Y1 - 서브랙용 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 서브랙용 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서브랙의하우징의 바닥면으로 유입된 차가운 공기를 상측방향으로 흐르게 하여 발열부를 냉각시키고, 하우징의 상부측에서 후방으로 뜨거운 공기를 수평으로 흐르게 하여 다시 외부로 배출시키는 서브랙용 냉각 장치에 관한 것이다. 이를 위해 복수의 발열 모듈이 슬롯 삽입 배치되며, 하부 프레임에는 외부의 쿨 에어를 유입하는 쿨 에어 유입 슬롯이 형성되며, 상부 프레임에는 핫 에어를 배출하는 핫 에어 배출 슬롯이 형성되며, 발열 모듈의 냉각을 위한 냉각구역이 복수로 분할 구획되는 서브랙 하우징, 발열 모듈이 냉각구역의 각각의 슬롯에 배치됨으로써 하부 프레임의 바닥면으로부터 유입된 쿨 에어에 의해 냉각되며, 냉각에 의해 핫 에어가 생성되는 발열 모듈부, 발열 모듈부의 상부측에 배치됨으로써 상부측으로 유동한 핫 에어가 핫 에어 배출 슬롯을 통해 유입되어 수평방향으로 유동되는 에어 베플부, 및 에어 베플부의 하부에 배치되면서 발열 모듈부의 후방에 분할 구획됨으로써 에어 베플부를 통해 유입된 핫 에어를 외부로 배출하는 핫 에어 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브랙용 냉각 장치가 개시된다.

Description

서브랙용 냉각 장치{Cooling apparatus for rack}

본 고안은 서브랙용 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서브랙의하우징의 바닥면으로 유입된 차가운 공기를 상측방향으로 흐르게 하여 발열부를 냉각시키고, 하우징의 상부측에서 후방으로 뜨거운 공기를 수평으로 흐르게 하여 다시 외부로 배출시킴에 따라 백플레인 방식의 서브랙 시스템 냉각 시 냉각부위 높이를 최소화한 효율적인 서브랙용 냉각 장치에 관한 것이다.

종래의 선등록특허인 KR 10-0934419(발명의 명칭 : 서브랙용 냉각팬 유니트)에는 서브랙의 슬롯에 삽입 설치되는 프레임과, 상기 프레임의 전면에 형성되어 서브랙에 고정되는 전면판과, 상기 프레임에 설치되는 냉각팬으로 이루어져 상기 서브랙에 설치된 유니트를 냉각시키는 서브랙용 냉각팬 유니트에 있어서, 상기 냉각팬 유니트는 여러 개의 냉각팬으로 구성되어, 상기 유니트와 평행하도록 좌측 또는 우측에 근접하여 설치되되, 설정온도에 따라 냉각팬의 갯수가 조절되도록 하는 발명이 개시되어 있다. 그러나 선등록특허는 서브랙을 냉각시키기 위해 냉각효과를 높이기 위해 온도감지센서가 필요하고, 설정온도에 따라 냉각팬의 갯수를 조정함으로써 냉각구조 및 제어가 복잡한 문제점이 있다.

KR 10-0934419(발명의 명칭 : 서브랙용 냉각팬 유니트)

따라서, 본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 서브랙의 하우징의 하부면으로부터 외부의 차가운 공기를 유입받고 하우징의 상부면으로 공기를 배출함으로써 공기 유입 슬릿 또는 공기 유입 홀의 면적이 종래에 비해 대폭 커지고, 하우징의 바닥면으로부터 유입되는 외부 공기를 서브랙의 적층에 의해서도 효과적으로 유입시키기 위해 경사부를 두어 외부공기 유입공간이 마련되도록 하는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 서브 랙의 전면의 에어를 인입하여 서브 랙의 후면으로 배출 할 경우에는 에어 인입구의 면적이 너무 작아 내부의 열을 충분히 배출하지 못하는 경우가 발생한 문제점을 해결하기 위해 서브 랙의 하부에서 에어를 인입하여 서브 랙의 상부로 배출하도록 공기 흐름을 변경함으로써 여러 단이 쌓여져 있는 서브 랙 시스템에서도 원활한 에어의 흐름으로 인해 전체 시스템을 효율적으로 냉각시키는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 고안의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 고안의 목적은, 복수의 발열 모듈이 슬롯 삽입 배치되며, 하부 프레임에는 외부의 쿨 에어를 유입하는 쿨 에어 유입 슬롯이 형성되며, 상부 프레임에는 핫 에어를 배출하는 핫 에어 배출 슬롯이 형성되며, 발열 모듈의 냉각을 위한 냉각구역이 복수로 분할 구획되는 서브랙 하우징, 발열 모듈이 냉각구역의 각각의 슬롯에 배치됨으로써 하부 프레임의 바닥면으로부터 유입된 쿨 에어에 의해 냉각되며, 냉각에 의해 핫 에어가 생성되는 발열 모듈부, 발열 모듈부의 상부측에 배치됨으로써 상부측으로 유동한 핫 에어가 핫 에어 배출 슬롯을 통해 유입되어 수평방향으로 유동되는 에어 베플부, 및 에어 베플부의 하부에 배치되면서 발열 모듈부의 후방에 분할 구획됨으로써 에어 베플부를 통해 유입된 핫 에어를 외부로 배출하는 핫 에어 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브랙용 냉각 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 쿨 에어 유입 슬릿으로 유입된 쿨 에어는 상측 방향으로 유동하면서 발열 모듈을 냉각시키고, 발열 모듈의 냉각에 의해 생성된 핫 에어는 계속적으로 상측방향으로 유동되어 핫 에어 배출 슬롯을 통해 에어 베플부로 유입되고, 에어 베플부로 유입된 핫 에어는 수평방향으로 유동되어 하측에 배치된 핫 에어 배출부를 통해 외부로 배출된다.

또한, 에어 베플부는 전방영역에서 후방영역으로 갈수록 면적이 작아지도록 상부방향으로 경사짐으로써 유입된 핫 에어가 수평방향으로 후방으로 유동하도록 하는 경사부, 유입된 핫 에어가 수평방향으로 유동하도록 하는 공간이 마련된 핫 에어 유동부, 및 핫 에어를 후방에서 흡기함으로써 핫 에어가 후방으로 수평 유동하도록 하는 흡기 팬을 포함한다.

또한, 에어 베플부의 경사부에 의해 서브랙 하우징의 상부층의 전방영역에 쿨 에어 유입공간이 형성된다.

또한, 청구항 제4항의 구성을 포함하는 제1 서브랙부, 및 제1 서브랙부의 상측에 적층되는 청구항 제4항의 구성을 포함하는 제2 서브랙부를 포함하며, 제1 서브랙부에 마련된 쿨 에어 유입공간을 통과한 외부의 쿨 에어가 제2 서브랙부의 쿨 에어 유입 슬릿으로 유입된다.

전술한 바와 같은 본 고안에 의하면 서브랙의 하우징의 하부면으로부터 외부의 차가운 공기를 유입받고 하우징의 상부면으로 공기를 배출함으로써 공기 유입 슬릿 또는 공기 유입 홀의 면적이 종래에 비해 대폭 커지고, 하우징의 바닥면으로부터 유입되는 외부 공기를 서브랙의 적층에 의해서도 효과적으로 유입시키기 위해 경사부를 두어 외부 공기 유입공간이 형성됨으로써 상부에 적층되는 서브랙에서도 원활하게 외부 공기가 바닥면으로 유입되도록 할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 서브랙 냉각 장치의 평면도이고,
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 서브랙 냉각 장치의 저면도이고,
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 서브랙 냉각 장치의 정면도이고,
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 서브랙 냉각 장치의 측면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 고안의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 고안의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소 및 기능의 설명은 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

본 고안의 일실시예에 따른 서브랙용 냉각 장치는 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 서브랙 하우징의 내측으로 슬롯 장착되는 각각의 발열 모듈을 냉각시키기 위한 장치이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 일실시예에 따른 서브랙용 냉각 장치에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 서브랙부(100)는 발열 모듈부(110), 에어 베플부(120), 핫 에어 배출부(130)를 각각 포함한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 서브랙부(100)의 상측에 적층 배치되는 제2 서브랙부(200)도 동일한 구성요소를 포함한다. 따라서 본 발명에서는 제1 서브랙부(100)의 구성요소에 대해서만 설명하기로 하고 제2 서브랙부(200)의 구성요소는 제1 서브랙부(100)의 설명에 갈음하기로 한다.

제1 서브랙부(100)는 하우징을 포함한다. 하우징의 바닥면 또는 하부면에는 쿨 에어 유입 슬릿(101)이 형성되어 있어 외부로부터 차가운 공기가 유입될 수 있다. 쿨 에어 유입 슬릿(101)은 도 4에 도시된 바와 같이 하우징의 바닥면 또는 하부면의 전방영역에 일정 면적을 포함하여 슬릿 또는 홀이 복수 열로 형성된다. 여기서 전방영역은 도 4를 참고하면 각각의 발열모듈(110)이 삽입되는 방향을 기준으로 앞 측을 의미한다. 하우징의 상부면에는 도 4에 도시된 바와 같이 핫 에어가 배출될 수 있는 핫 에어 배출 슬릿(102)이 형성된다. 핫 에어 배출 슬릿(102)은 후술하는 제1 냉각공간의 상부영역에 걸쳐 복수 열로 형성되는 것이 바람직하다. 상술한 쿨 에어 유입 슬릿(101)보다 핫 에어 유입 슬릿(102)이 더 많이 형성되는 것이 바람직하다.

하우징은 발열 모듈부(110)가 슬롯 삽입되는 제1 냉각공간과, 제1 냉각공간 상부층에 형성되는 제2 냉각공간과, 제1 냉각공간의 후방 및 제2 냉각공간의 하부층에 형성되는 제3 냉각공간이 각각 구획 형성된다. 제1 냉각공간은 쿨 에어 유입 슬롯(101)으로 유입된 외부의 신선한 공기가 발열 모듈(110)을 냉각시킴으로써 핫 에어로 변한다. 쿨 에어는 쿨 에어 유입 슬롯(101)을 통해 유입되어 제1 냉각공간의 상부층을 향하여 유동하며, 유동하면서 슬롯 장착된 각각의 발열 모듈(110)을 냉각시킨다. 하우징의 상부층을 향하여 유동하는 쿨 에어는 발열 모듈(110)의 냉각에 의해 핫 에어로 변하며, 상부층에 형성된 핫 에어 배출 슬롯(102)을 통해 제2 냉각공간으로 유입된다.

제1 서브랙부(100)는 하우징의 내측으로 슬롯 고정되는 발열 모듈부(110)를 포함한다. 발열 모듈부(110)는 발열 소자가 각각 구비된 제1,2,3 발열 모듈부(111,112,113)를 포함한다. 발열 모듈부의 일예로서 CPU 등을 포함하는 메인 PCB 보드와 입출력유닛을 포함하는 I/O PCB 보드 등을 들 수 있다. 발열 모듈부(110)를 냉각시키지 않으면 CPU 등이 동작을 멈추고 다운될 수 있기 때문에 랙 내부의 발열이 중요하다.

제2 냉각공간은 에어 베플부(120)가 배치된다. 에어 베플부(120)는 상술한 발열 모듈부(110)의 상부에 배치된다. 제1 냉각공간의 핫 에어 배출 슬릿(102)을 통해 배출된 핫 에어가 에어 배플부(120)로 유입되기 위해서는 에어 베플부(120)의 하부면은 핫 에어가 유입되도록 슬릿 또는 홈을 갖는 것이 바람직하다. 에어 베플부(120)는 경사부(121), 핫 에어 유동부(122), 흡기 팬(123)을 포함한다. 경사부(121)는 도 4에 도시된 바와 같이 후방으로 갈수록 핫 에어 유동부(122)의 면적이 작아지도록 상부방향으로 경사지게 형성된다. 경사부(121)가 형성됨으로써 하우징의 상부영역에 쿨 에어 유입공간(140)이 마련된다. 쿨 에어 유입공간(140)은 후술하는 바와 같이 서브랙이 적층될 때 상부에 장착되는 서브랙에 외부 공기가 바닥면으로 유입되도록 하기 위함으로써 종래에 비해 공기 유입 면적이 넓어질 수 있고 층간 간섭을 최대한 없앨 수 있는 특징적인 구조이다. 하우징의 바닥면에서 상부면을 향하여 흐르던 에어는 경사부(121)와 에어 베플부(120)의 상부면에 부딪히면서 핫 에어 유동부(122)를 따라 후방으로 수평하게 흐른다. 핫 에어 유동부(122)는 후방으로 수평하게 에어가 흐르도록 하는 에어 유동로이다. 에어 베플부(120)의 후방에는 복수의 흡기 팬(123)이 배치되어 핫 에어 유동부(122)를 따라 흐르는 핫 에어를 흡기한다. 흡기된 핫 에어는 다시 제3 냉각공간으로 배출된다. 흡기 팬(123)은 핫 에어의 유동방향과 수직되면서 나란하게 복수로 배치됨으로써 핫 에어 유동부(122)를 흐르는 핫 에어를 원활하게 흡기할 수 있다.

제3 냉각공간은 에어 베플부(120)의 하부에 배치되면서 동시에 발열 모듈부(110)의 후방에 구획 형성되며, 제3 냉각공간에는 핫 에어 배출부(130)가 배치된다. 흡기 팬(123)으로부터 수직 하방으로 배출된 핫 에어는 핫 에어 배출부(130)를 통해 후방으로 배출되어 최종적으로 외부로 핫 에어가 배출된다.

상술한 바와 같이 외부로부터 유입된 공기의 흐름을 설명하면, 하우징의 바닥면을 통해 유입된 쿨 에어는 상측 방향을 향하여 소정 각도를 가지면서 흐르고, 발열 모듈을 냉각시켜 핫 에어로 변한다. 발열 모듈의 냉각에 의해 쿨 에어가 핫 에어로 변하고, 핫 에어는 상측 방향에 구비된 에어 베플부(220)로 유입된다. 유입된 핫 에어는 에어 베플부(120)의 내측에서 후방으로 수평하게 흐르며, 흡기 팬(123)에 의해 흡기된 핫 에어는 다시 하방으로 제3 냉각공간으로 배출되어 최종적으로 외부로 배출된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안의 제1 서브랙부(100)의 상부에는 제2 서브랙부(200)가 적층될 수 있으며, 동일한 원리로 제2 서브랙부의 상부에 계속적으로 제3,4,….,n 서브랙부가 적층될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 제1 서브랙부(100)에는 경사부(121)에 의해 쿨 에어 유입공간(140)이 형성되기 때문에 제2 서브랙부(200)의 하우징의 바닥면을 통해 외부의 신선한 에어가 유입될 수 있는 구조적 장점이 있다. 즉, 제1 서브랙부(100)의 쿨 에어 유입공간(140)을 통과한 외부의 신선한 공기는 제2 서브랙부(200)의 쿨 에어 유입 슬릿(201)을 지나 제2 서브랙부(200)의 제1 냉각공간으로 유입될 수 있다. 이하 제1 냉각공간에 유입된 쿨 에어는 상술한 바와 같은 원리로 핫 에어로 변하여 다시 외부로 배출된다.

본 고안을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소 및 기능의 설명은 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 고안의 구성요소는 본 고안의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.

상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.

이상, 본 고안의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 고안이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 고안의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 고안과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 고안의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

100 : 제1 서브랙부
101 : 쿨 에어 유입 슬릿
102 : 핫 에어 배출 슬릿
110 : 발열 모듈부(또는 발열 모듈공간)
111 : 제1 발열 모듈부(SMPS)
112 : 제2 발열 모듈부(I/O PCB)
113 : 제3 발열 모듈부(MAIN PCB)
120 : 에어 베플부(에어 유동공간)
121 : 경사부
122 : 핫 에어 유동부
123 : 흡기 팬
130 : 핫 에어 배출부(핫 에어 배출공간)
140 : 쿨 에어 유입공간
200 : 제2 서브랙부
201 : 쿨 에어 유입 슬릿
202 : 핫 에어 배출 슬릿
220 : 에어 베플부
221 : 경사부
222 : 핫 에어 유동부
223 : 흡기 팬
230 : 핫 에어 배출부
240 : 쿨 에어 유입공간

Claims (5)

1. 복수의 발열 모듈이 슬롯 삽입 배치되며, 하부 프레임에는 외부의 쿨 에어를 유입하는 쿨 에어 유입 슬릿이 복수 열로 형성되며, 상부 프레임에는 핫 에어를 배출하는 핫 에어 배출 슬릿이 복수 열로 형성되며, 상기 발열 모듈의 냉각을 위한 냉각구역이 복수로 분할 구획되며, 복수로 적층되는 복수의 서브랙 하우징,
   상기 발열 모듈이 냉각구역의 각각의 슬롯에 배치됨으로써 상기 하부 프레임의 바닥면으로부터 유입된 쿨 에어에 의해 냉각되며, 냉각에 의해 핫 에어가 생성되는 발열 모듈부,
   상기 발열 모듈부의 상부측에 배치되며, 상부측으로 유동한 상기 핫 에어가 상기 핫 에어 배출 슬릿을 통해 유입되어 수평방향으로 유동되도록 상기 핫 에어 배출 슬릿에 대응하는 홈이 하부면에 형성된 에어 베플부, 및
   상기 에어 베플부의 하부에 배치되면서 상기 발열 모듈부의 후방에 분할 구획됨으로써 상기 에어 베플부를 통해 유입된 핫 에어를 외부로 배출하는 핫 에어 배출부를 포함하며,
   상기 쿨 에어 유입 슬릿보다 핫 에어 유입 슬릿이 상대적으로 더 많이 형성되며,
   상기 에어 베플부는,
   유입된 핫 에어가 수평방향으로 유동하도록 하는 공간이 마련된 핫 에어 유동부,
   상기 핫 에어의 유동부의 면적이 작아지도록 상부방향으로 경사짐으로써 유입된 핫 에어가 수평방향으로 후방으로 유동하도록 하는 경사부,
   상기 핫 에어의 유동방향과 나란하게 배치됨에 따라 상기 흡기된 핫 에어를 흡기방향과 수직한 방향으로 상기 핫 에어 배출부로 배출하는 흡기 팬을 포함하며,
   상기 에어 베플부의 경사부에 의해 상기 서브랙 하우징의 상부층의 전방영역에 쿨 에어 유입공간이 형성되며,
   서브랙 하우징의 적층시에 제1 서브랙 하우징에 마련된 쿨 에어 유입공간을 통과한 외부의 쿨 에어가 상기 제1 서브랙 하우징에 적층된 제2 서브랙 하우징의 쿨 에어 유입 슬릿으로 유입되는 것을 특징으로 하는 서브랙용 냉각 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 쿨 에어 유입 슬릿으로 유입된 쿨 에어는 상측 방향으로 유동하면서 상기 발열 모듈을 냉각시키고, 상기 발열 모듈의 냉각에 의해 생성된 핫 에어는 계속적으로 상측방향으로 유동되어 핫 에어 배출 슬릿을 통해 에어 베플부로 유입되고,
   에어 베플부로 유입된 핫 에어는 수평방향으로 유동되어 하측에 배치된 핫 에어 배출부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 서브랙용 냉각 장치.
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