KR20060130129A

KR20060130129A - 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20060130129A
Application number: KR1020067014716A
Authority: KR
Inventors: 람프라사드 소갈
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-12-18
Also published as: WO2005071748A1; JP2007519249A; US20090021909A1; CN1910751A; EP1709683A1

Abstract

적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 방법이 개시되며, 움직임 가능한 펌핑 요소(4)는 상기 디바이스로부터 및/또는 상기 디바이스로 유체를 펌핑하며, 상기 펌핑 요소(4)의 움직임은 열에 의해 유도된다. 상기 디바이스로부터 및/또는 상기 디바이스로 유체를 전달하기 위한 적어도 하나의 움직임 가능한 펌핑 요소(4)를 포함하는 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 시스템이 또한 개시되며, 상기 펌핑 요소(4)는 열에 의해 움직임 가능하다.

냉각 시스템, 펌핑 요소, 유체, 전자 디바이스, 유체 압축 챔버

Description

적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 방법 및 시스템{Method and system for cooling at least one electronic device}

본 발명은 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 시스템에 관한 것이다.

전자 디바이스를 냉각시키는 방법 및 시스템은 유럽 특허 출원서 EP-A 1 020 911로부터 공지되어 있다. 상기 공지된 방법 및 시스템에 있어서, 케이스는 전자 디바이스의 방열기(heat sink)상에 장착된다. 진동판은 공기가 전자 디바이스의 방열기를 냉각시키는 것과 같이 그 케이스를 통해 공기를 움직이도록 하기 위해 그 케이스 내에 위치된다. 진동판은 전자석에 의해 구동된다.

상기 공지된 방법은 그것이 비교적 큰 양의 에너지를 요구한다는 결함을 갖는다. 더욱이, 전자 디바이스에 의해 생성되는 열이 소모된다. 상기 공지된 방법 및 시스템에 있어서, 진동판은 전자석을 사용하여 모션에 따라 세팅된다. 결과적인 전자석 방사는 전자 디바이스의 기능을 방해할 수 있다. 더욱이, 상기 공지된 방법에 의해 제공되는 바에 따른 냉각의 양은 비교적 적다.

본 발명의 목적은 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키기 위한 대안적인 방법, 특히 보다 양호한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 효율적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따라, 이러한 목적은 청구항 1에 규정된 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따라, 움직임 가능한 펌핑 요소는 상기 전자 디바이스로/디바이스로부터 유체를 펌핑하고, 상기 펌핑 요소의 움직임은 열에 의해 유도된다. 유체는 디바이스가 냉각되는 결과를 통해 상기 전자 디바이스로부터 열을 제거할 수 있다. 상기 펌핑 요소의 움직임이 열에 의해 유도되기 때문에, 유체의 효율적인 펌핑이 달성될 수 있다.

볼 발명에 따른 방법의 양호한 실시예에 있어서, 펌핑 요소를 움직이도록 하는 열은 적어도 상기 전자 디바이스에 의해 생성되는 열을 포함한다.

그러한 경우에 있어서, 전자 디바이스는 상기 유체를 펌핑하는데 적어도 부분적으로 포함될 수 있다. 특히, 사용 동안 상기 디바이스는 열을 생성하며, 그 열은 상기 디바이스로부터 그리고/또는 그 디바이스로 상기 유체를 펌핑하는 펌핑 요소의 움직임에 따라 사용된다. 결과적으로, 전자 디바이스에 의해 생성된 열은 소모되지 않는다. 예를 들어, 상기 유체는 상기 디바이스로부터 펌핑 요소로 열을 간단히 전달할 수 있다. 게다가, 하나 이상의 개별적 히터들은 상기 펌핑 요소를 움직이도록 하기 위해 열의 적어도 일부를 제공하도록 사용될 수 있다. 열 파이프는 또한 상기 열을 전달하도록 사용될 수 있다.

본 발명의 목적은 또한 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키기 위한 대안적인 시스템, 특히 보다 양호한 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명은 적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 효율적인 시스템을 제공하는 것을 목표로 하고 있다.

본 발명에 따라 이러한 목적은 청구항 12에 규정된 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 시스템은 유체를 전달하는 적어도 하나의 움직임 가능한 펌핑 요소를 포함하고, 상기 펌핑 요소는 열에 의해 움직임 가능하다. 결과적으로, 상기 시스템은 예를 들어 냉각될 디바이스에 의해 생성되는 열의 일부를 사용하여 비교적 효율적으로 동작할 수 있다. 게다가, 펌핑 요소의 움직임은 어떠한 또는 실질적으로 어떠한 전자기적 방사 없이 달성될 수 있고, 이것은 그러한 방사로 인한 상기 전자 디바이스의 동작의 방해를 예방한다.

펌핑 요소는 예를 들어 열에 의해 유도되는 압력이 상승하는 영향 하에서 펌핑 움직임을 수행하도록 구성될 수 있다. 게다가, 펌핑 요소는 그 펌핑 요소의 온도가 변할 때 펌핑 움직임을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러한 온도 변화는 상기 열에 의해 초래될 수 있다. 그 결과를 위해, 펌핑 요소는 열에 민감한 재료, 고온의 팽창 계수를 갖는 재료, 바이 메탈(bi-metal) 등을 포함하고/하거나 그 재료에 연결될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징에 따라, 전자 디바이스는 청구항 12 내지 31 중 어느 한 항에 규정된 바에 따라 시스템에 제공 및/또는 연결되며, 상기 전자 디바이스는 특히 계산 수단, 컴퓨터, 서버 등의 일부이다.

상기 시스템은 효율적으로 그러한 전자 디바이스를 냉각시킬 수 있고, 그것의 동작을 방해하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명은 추가로 자기 테이프 또는 디스크 드라이브, 광학 테이프 또는 디스크 드라이브, TV 세트, 모니터, 컴퓨터, 서버 등과 같은 전자 제품 또는 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 본 발명에 따른 시스템에 제공된다.

본 발명의 추가적인 유리한 실시예들이 종속 청구항들에서 규정된다. 특허청구범위 내에 규정된 독특한 특징들의 다양한 조합들은 선택적이다.

본 발명은 이제부터 첨부된 도면들에 도시된 실시예들을 참조로 하여 예로써 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 개략도.

도 2는 펌핑 요소가 제 1 위치 내에 있는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 개략도.

도 3은 펌핑 요소가 제 2 위치 내에 있는 도 2와 유사한 도면.

도 1은 전자 디바이스(1)를 냉각시키는 시스템을 도시하고 있다. 전자 디바이스(1)는 예를 들어 반도체 디바이스, 하나 이상의 증폭 부분들을 포함하는 디바이스, 마이크로 전자 디바이스, 집적 회로, 칩, 고전류 구성요소, 저항기, 및/또는 동작 동안 가열할 수 있는 어떠한 다른 전자 또는 전기 디바이스일 수 있다. 상기 시스템은 전자 제품(50)의 일부이다.

전자 디바이스(1)는 집열 챔버(heat collection chamber)(2) 상에 장착된다. 집열 챔버(2)는 예를 들어 하나 이상의 액체들 및/또는 가스들을 포함하는 적절한 열 전달 유체로 채워진다. 유리한 실시예에 있어서, 그 유체는 공기이거나 공기를 포함하며, 그 이유는 공기가 사용에 있어서 저렴하며 안전하기 때문이다. 대안적으로, 상기 유체는 예를 들어 CFC들, HCFC들, 또는 유사한 냉각 물질들과 같은 하나 이상의 냉매들을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(1)는 집열 챔버(2) 내 유체 및 디바이스(1) 사이의 열 전달 계수가 비교적 높은 방식으로 장착되는 것이 바람직하다. 방열기, 열 교환기, 및/또는 높은 열 전도성을 갖는 재료는 예를 들어 집열 챔버(2)의 내용물 및 전자 디바이스(1) 사이에 제공될 수 있다. 게다가, 전자 디바이스는 집열 챔버(2) 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다.

사용 동안, 전자 디바이스(1)는 열을 생성하고, 그것은 집열 챔버(2) 내 유체에 의해 적어도 부분적으로 수집된다. 그에 포함된 열뿐만 아니라 유체도 집열 챔버(2)에 유체 공급 라인(23)을 통해 유체가 보충되는 동안, 펌핑 챔버(3)를 향해 이끄는 방전 라인(21)을 통해 집열 챔버(2)로부터 제거된다.

본 실시예에 있어서, 유체는 다이아프램(diaphragm)의 형태로 움직임 가능한 펌핑 요소(4)에 의해 집열 챔버(2)로부터 그리고 그 집열 챔버(2)로 펌핑된다. 이러한 결과를 위해, 다이아프램(4)은 유체 압축 챔버(13)의 벽의 움직임 가능한 부분을 형성하므로, 상기 다이아프램(4)의 제 1 측면은 상기 압축 챔버(13)에 인접한다. 압축 챔버(13)는 제 1 밸브(15)를 포함하는 유체 배기구(14)를 통해 제공된다. 유체 배기구(14)는 공급 라인(23)을 통해 상기 집열 챔버(2)에 접속된다. 상기 제 1 밸브(15)는 유체가 압축 챔버(13)로부터 배기구(14)를 통해 공급 라인(23)으로 흐르도록 허용하는 한 방향 밸브이다. 압축 챔버(13)는 추가로 제 2 밸브(1)가 제공되는 유체 후미(16)를 포함한다. 상기 제 2 밸브(17)는 또한 유체가 리턴 라인(22)으로부터 압축 챔버(13)로 흐르도록 허용하는 한 방향 밸브이다.

압축 챔버(13)는 압축 챔버(13)의 내용물을 냉각시키도록 구성되는 냉각 수단(5)을 제공받는다. 본 실시예에 있어서, 압축 챔버(13)의 냉각 수단은 주변 공기를 확장하는 냉각 리브들(cooling ribs)(5)을 제공받는 열 교환기를 포함한다. 결과적으로, 열은 유체의 냉각을 결과로 나타내는 그것의 주위로 압축 챔버(13)의 내용물로부터 전달될 수 있다. 압축 챔버(13)의 내부 벽들은 재료를 열 흡수하는 단계 및/또는 압축 챔버(13)의 내용물의 냉각을 향상시키도록 코딩하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

집열 챔버(2)로 향하는 공급 라인(23)을 통해 압축 챔버(13)로부터 흐르는 유체는 예를 들어 적절한 팽창 수단을 제공하여 추가적으로 냉각되는 것이 바람직하다. 이러한 결과를 위해, 배기구 밸브(15)는 압축 챔버(13) 내에서 압축되는 유체가 배기구 밸브(15)에 의해 제어되는 방식으로 팽창 및 냉각되는 것과 같이, 그것을 통해 흐르는 유체의 양을 제어하도록 구성되는 팽창 밸브일 수 있다. 그러한 팽창 밸브는 또한 공급 라인(23)에서 다운스트림으로 위치될 수 있다. 확장형 유체를 사용하는 그러한 냉각 메카니즘의 원리들은 본 기술분야에 공지되어 있다.

사용 동안, 상기 유체는 상기 후미(16)를 통해 압축 챔버(13)로 공급된다. 압축 챔버에서, 그 유체는 냉각 리브들(5)을 통해 열 전달을 사용하여 냉각된다. 게다가, 사용 동안, 다이아프램(4)은 제 1 위치에서 제 2 위치로 팽창하여, 인접 압축 챔버(13)에서 유체를 압축한다. 도 1에서, 파선(4')이 제 2 위치를 표현하는 반면에, 다이아프램의 제 1 위치는 실선(4)에 의해 표현된다. 압축된 유체는 추가로 냉각 리브들(5)에 의해 냉각될 수 있다. 상기 펌핑 다이아프램(4)의 팽창은 또한 상기 유체의 펌핑을 이끌어 낸다. 압축된 유체는 배기구(14)를 통해 압축 챔버(13)로부터 공급 라인(23)으로 흐른다. 압축된 유체는 예를 들어 상기 유체의 추가적인 냉각을 일으키는 제 1 밸브(15)에 의해 공급 라인(23) 내 및/또는 그 공급 라인(23)으로 팽창되는 것이 바람직하다. 결과적으로 냉각된 유체는 공급 라인(23)으로부터 집열 챔버(2)로 흐르므로, 유체는 전자 디바이스(1)에 대한 냉각을 제공할 수 있다.

압축 챔버(13) 내 유체의 압축 동안, 제 2 밸브(17)가 폐쇄되는 것이 바람직하므로, 어떠한 압축된 유체도 리턴 라인(22)으로 역류할 수 없다. 제 2 밸브(17)는 압축 챔버(13)에서 상승하는 압력으로 인해 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 게다가, 밸브 제어 수단은 제 2 밸브(17)를 제어하도록 제공될 수 있다. 이러한 결과를 위해, 제 2 밸브(17)는 예를 들어 전기적 또는 전자적으로 제어가능한 밸브일 수 있다.

상기 밸브 제어 수단은 예를 들어 적절한 전자기기, 마이크로컨트롤러, 컴퓨터, 기계적 수단 등 일 수 있다. 더욱이, 그러한 밸브 제어 수단은 압축 챔버(13)에서 상승하는 압력 및/또는 다이아프램의 움직임을 검출하기 위해 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 상기 밸브 제어 수단은 또한 바람직한 밸브 제어를 위해 펌핑 요소(4)와 함께 협력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 밸브 제어 수단 은 펌핑 요소(4)에 기계적, 전기적, 전자적 등으로 연결될 수 있다. 그러한 밸브 제어 수단은 도면들에 도시되지 않는다.

추가로, 제 1 밸브(15)는 유체가 공급 라인(23)으로 흐르도록 허용하는 압축 챔버(13)에서 유체의 압축 후 및/또는 압축 동안, 실질적으로 개방되는 것이 바람직하다. 제 1 밸브(15)의 동작들은 제 2 밸브(17)의 상기 기술된 동작들과 유사한 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 밸브(15)는 압축 챔버 내 압력에 따른 상승으로 인해 개방될 수 있고/있거나, 적절한 밸브 제어 수단에 의해 제어될 수 있다.

다이아프램(4)의 팽창 후에, 다이아프램(4)은 제 1 위치에 역으로 수축한다. 실질적으로 동일한 시간에서, 어떠한 유체도 공급 라인(23)으로부터 압축 챔버(13)로 역으로 흐르지 않도록 제 1 밸브(15)를 폐쇄하는 것이 바람직하다. 동일한 시간에서, 제 2 밸브(17)는 유체의 새로운 양이 유체 후미(16)를 통해 압축 챔버(13)로 진입할 수 있도록 개방되는 것이 바람직하다. 또한 이러한 경우에, 제 1 및 제 2 밸브의 움직임은 압력에 의해 유도될 수 있고/있거나, 그러한 움직임은 밸브 제어 수단에 의해 일어날 수 있다.

도 1에 도시된 실시예는 상기 디바이스(1)로부터 유체를 펌핑하는 펌핑 챔버(3)를 포함한다. 특히, 펌핑 챔버(3)는 유체 방전 라인(21)을 통해 집열 챔버(2)에 접속된다. 제 3 한 방향 밸브(7)는 방전 라인(21)의 배기구(6)에서 제공된다. 이러한 한 방향 밸브(7)는 유체가 집열 챔버(2)로부터 펌핑 챔버(3)로 흐르도록 허용하기 위해 구성된다.

추가로, 상기 펌핑 챔버(3)는 상기 유체 리턴 라인(22)에 의해 압축 챔 버(13)와 유체 접속을 나타낼 수 있다. 이러한 결과를 위해, 리턴 라인(22)의 후미(10)는 유체가 압축 챔버(13)를 향해 펌핑 챔버(3)로부터 흐르도록 구성되는 제 4 한 방향 밸브(11)를 포함한다.

본 발명에 따라, 상기 다이아프램(4)의 움직임은 열에 의해 유도된다. 본 실시예에 있어서, 다이아프램(4)의 움직임을 위한 열은 적어도 상기 전자 디바이스(1)에 의해 생성되는 열을 포함한다. 이것은 단순히 집열 챔버(2)로부터 다이아프램(4)으로 유체를 공급하여 달성된다. 상기 시스템은 또한 다이아프램(4)을 움직이도록 하기 위해 열의 일부를 제공하도록 개별적 히터(8)를 포함한다. 상기 히터(8)는 상기 펌핑 챔버(3)의 내용물을 가열하도록 구성된다. 히터(8)는 히터 제어 및/또는 전력 공급(9)에 의해 제어된다. 히터(8)는 예를 들어 하나 이상의 가열 배선들 및/또는 저항들과 같은 전기 가열 수단을 포함할 수 있다.

명확하게 도시된 바와 같이, 다이아프램(4)은 상기 펌핑 챔버(3)로부터 상기 압축 챔버(13)를 분리한다. 다이아프램(4)은 펌핑 챔버(3)로부터 압축 챔버(13)를 분리하는 벽의 일부 또는 벽일 수 있다. 상기 펌핑 다이아프램(4)의 제 2 측면은 펌핑 챔버(3)와 인접한다. 다이아프램(4)은 열에 의한 절연 재료를 포함하여, 실질적으로 펌핑 챔버(3)로부터 다이아프램(4)을 통해 압축 챔버(13)로 열이 전혀 흐르지 않거나 거의 흐르지 않는 것이 바람직하다.

사용 동안, 집열 챔버(2) 내 유체의 압력뿐만 아니라 온도가 상승한다. 이것은 집열 챔버(2)에서 전자 디바이스(1)에 의해 생성되는 열을 발전시킨 결과이다. 그에 따라, 제 3 밸브(7)는 예를 들어 집열 챔버(2) 내 상기 압력 상승 및/또는 상 기 밸브 제어 수단에 의해 개방된다. 대략 동일한 시간에서, 제 4 밸브(11)는 폐쇄되고/되거나 폐쇄된 위치에서 유지된다. 그 후에, 가열된 유체는 집열 챔버(2)로부터 펌핑 챔버(3)로 흐르고, 펌핑 챔버(3)에서 압력 상승을 결과로 나타낸다.

펌핑 챔버(3) 내 압력은 제 3 밸브(7)가 폐쇄된 동안 개별적 히터(8)의 활성화에 의해 추가로 상승되는 것이 바람직하다. 양호한 실시예에 있어서, 히터(8)는 펌핑 챔버(3) 내 순간적으로 짧은 압력 펄스를 제공하도록 열 펄스를 생성한다. 히터(8)의 동작 동안, 제 3 밸브(7) 및 제 4 밸브(11) 모두 폐쇄되는 것이 바람직하다. 펌핑 챔버(3) 내 전체적 압력 상승 때문에, 다이아프램(4)은 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로 팽창되고, 상기 기술된 바와 같이 압축 챔버(13)의 내용물의 상기 압축을 결과로 나타낸다.

제 2 위치로 다이아프램(4)의 열에 의해 유도된 움직임 후에, 압축 챔버(13) 내 압력은 감소한다. 이것은 그 중에서도 특히 유체가 압축 챔버(13)로부터 집열 챔버(2)로 흐르도록 허용하여 달성되며, 상기 기술된 바와 같이 전자 디바이스(1)의 상기 냉각을 나타낸다.

계속해서, 적어도 제 2 밸브(17) 및 제 4 밸브(11)가 개방하거나 개방되어, 유체는 펌핑 챔버(3)로부터 리턴 라인(22)을 통해 압축 챔버(13)로 흐를 수 있다. 결과적으로, 펌핑 챔버(3) 내 압력이 감소하며, 다이아프램(4)은 그것의 제 1 위치로 리턴한다. 대략 동일한 시간에서, 상기 제 1 밸브(15)가 폐쇄하거나 폐쇄되어, 공급 라인(23)으로부터 압축 챔버(13)로 유체의 바람직하지 않은 리턴 흐름을 예방하는 것이 바람직하다. 펌핑 사이클은 그에 따라 다시 한번 시작될 수 있다.

상기 시스템은 예를 들어 제 2 위치에서 제 1 위치로 다이아프램을 리턴하는 스프링 수단을 포함할 수 있다. 그러한 스프링 수단은 예를 들어 개별적 수단일 수 있고/있거나 다이아프램은 특히 탄력있는 다이아프램(4)을 사용하여 그러한 수단을 포함할 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 위치 사이의 다이아프램(4)의 움직임은 특히 열과 관련된 압력 변화들로 인해 단지 열에 의해 유도될 수 있다.

다이아프램(4)의 열에 의해 유도된 움직임 때문에, 유체는 상기 적어도 하나의 디바이스(1) 및 상기 유체 냉각 수단(5) 사이에서 계산된다. 유체는 집열 챔버(2) 및 펌핑 챔버(3)로부터 압축 챔버(13)로, 그리고 집열 챔버(2)로 역으로 흐린다. 상기 다이아프램 움직임은 예를 들어 펌핑 챔버(2)에서 열 펄스들을 적용하여 달성될 수 있는 맥동(pulsating) 또는 진동 움직임에 따르는 것이 바람직하다. 그러한 맥동 움직임은 또한 적절한 밸브 제어를 제공하여 달성될 수 있다. 특히, 밸브들(15, 17, 7, 11)은 유체가 실질적으로 단지 상기 챔버들(2, 3, 13) 사이에서 기술된 방향에 따라서만 흐리는 방식과 같이 서로와 관련하여 제어되는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3에 개략적으로 도시된 제 2 실시예에 있어서, 전자 디바이스(1)는 집열기(102)에 부착된다. 집열기(102)는 열 파이프로 형성된다. 열 파이프(102)는 펌핑 다이아프램(4)을 가열하기 위해 특히 열 전도에 의해 전자 디바이스(1)로부터 펌핑 다이아프램(4)으로 열을 전달하도록 구성된다.

제 2 실시예에 있어서, 펌핑 다이아프램(4)은 그것의 온도가 변할 때 펌핑 움직임을 수행하도록 구성된다. 펌핑 다이아프램(4)은 예를 들어 하나 이상의 열에 민감한 재료들, 고온 팽창 계수들을 갖는 재료들, 바이 메탈 등을 포함하고/하거나 그에 연결될 수 있다.

제 1 실시예에서와 마찬가지로, 제 2 실시예의 펌핑 다이아프램(4)의 제 1 측면은 압축 챔버(13)에 인접한다. 그러나, 제 2 실시예에서 펌핑 다이아프램(4)의 제 2 측면은 상기 열 파이프(102)의 반대 부분을 연장한다. 특히, 다이아프램(4)의 제 2 측면은 다이아프램(4)이 제 1 위치 내에 있을 때 열 파이프(102)에 접촉하는 열 전도판(103)을 제공받으며, 도 2를 참조한다. 다이아프램(4)은 그 다이아프램의 온도 상승으로 인해 도 3에 도시된 제 2 위치로 팽창하도록 구성된다. 이러한 제 2 위치에서, 열 전도판(103)은 열 파이프(102)로부터 떨어져 있다.

제 2 실시예에서 압축 챔버(13)는 제 1 실시예에서 압축 챔버(13)와 실질적으로 유사하게 구성된다. 제 2 실시예에서, 압축 챔버(13)에 접속되는 공급 라인(23')은 냉각 유체를 통해 디바이스(1)를 냉각시키기 위해 전자 디바이스(1)를 향해 연장한다. 공급 라인(23')은 상기 냉각 유체를 추가로 냉각시키기 위해 바람직한 팽창 밸브인 한 방향 밸브(15)를 포함한다. 압축 챔버(13)는 유체, 예를 들어 주변 공기를 통해 압축 챔버(13)를 보충하기 위해 한 방향 밸브(17)를 갖는 후미(16')를 포함한다.

제 2 실시예의 사용 동안, 열은 전자 디바이스(1)에 의해 생성된다. 열의 일부는 열 파이프(102)에 의해 흡수되므로, 그것의 온도가 상승한다. 다이아프램(4)이 제 1 위치 내에 있을 때, 열 파이프(102)는 또한 다이아프램(4)의 열 전도판(103)으로 생성된 열의 일부를 전달하며, 다이아프램(4)의 온도 상승을 결과로 나타낸다. 그 후에, 다이아프램(4)은 도 3에 도시된 그것의 제 2 위치로 팽창하거나 움직인다. 다이아프램(4)의 확장으로 인해, 유체는 압축 챔버(13) 내에서 압축된다. 압축 챔버(13)의 냉각 리브들(5)에 의해 냉각된 압축된 유체는 그에 따라 팽창 밸브(15)를 통해 팽창되는 것이 바람직하며, 유체의 추가적인 냉각을 일으킨다. 그 후에, 냉각된 유체는 디바이스(1)를 냉각시키기 위해 전자 디바이스(1)로 공급 라인(23')을 통해 흐른다.

제 2 실시예에서 제 1 밸브(15) 및 제 2 밸브(17)의 동작은 제 1 실시예에서 이러한 밸브들의 동작과 유사할 수 있다. 이러한 밸브들(15, 17)은 예를 들어 압축 챔버(13) 내 압력 변화들에 의해 및/또는 적절한 밸브 제어 수단에 의해 움직일 수 있다. 그러한 밸브 제어 수단은 다이아프램(4)과 협력하도록 구성되는 것이 바람직하므로, 밸브 제어는 다이아프램 움직임들에 의해 유도되어 그 디바이스에 의해 생성된 열에 의해 유도된다.

다이아프램(4)의 팽창 후에, 접촉은 다이아프램(4)의 열 전도판(103) 및 열 파이프(102) 사이에서 손실된다. 결과적으로, 다이아프램(4)은 예를 들어 열 방사, 대류(convection), 및/또는 전도에 의해 안정시킨다. 다이아프램(4)의 온도의 감소 때문에, 열 전도판(103)이 열 파이프(102)와 다시 접촉하는 것과 같이 제 2 위치에서 제 1 위치로 리턴한다. 상기 기술된 펌핑 및 냉각 메카니즘은 그에 따라 다시 한번 시작할 수 있다.

대안적으로, 설명되지 않은 추가적인 히터는 다이아프램(4)을 가열하기 위한 제 2 실시예에 따라 제공될 수 있다. 그러한 추가적인 히터는 예를 들어 디바이 스(1)에 의해 생성된 열의 흐름이 바람직한 제 2 위치로 다이아프램을 움직이도록 하기 위해 충분하지 않을 때 바람직할 수 있다.

본 발명은 디바이스를 냉각시키기 위해 그 디바이스로부터/그 디바이스로 유체의 열에 의해 유도된 펌핑을 제공한다. 펌핑은 자동적인 것이 바람직하다. 게다가, 상기 디바이스에 의해 생성되는 열은 펌핑 수단, 특히 움직임 가능한 펌핑 요소(4) 및 바람직하게는 또한 밸브 수단을 구동하기 위해 유리하게 사용될 수 있으므로, 펌핑은 에너지 효율적이다.

본 발명의 예시적인 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 기술되었을 지라도, 본 발명이 이러한 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 다양한 변경들 또는 수정들은 특허청구범위에 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어나지 않으며 당업자들에 의해 이루어질 수 있다.

움직임 가능한 펌핑 요소(4)는 서로 다른 형태들, 형상들, 및 사이즈들을 가질 수 있고, 다양한 재료들을 포함할 수 있다. 그것은 예를 들어 탄력있고/있거나 탄성 재료들, 하나 이상의 금속들, 합금들, 플라스틱들, 고무 등과 같은 막(membrane), 다이아프램 등을 포함할 수 있다.

추가로, 하나 이상의 움직임 가능한 펌핑 요소들은 상기 유체를 펌핑하기 위해 사용될 수 있고, 이러한 요소들 중 적어도 하나, 바람직하게는 그 이상의 움직임이 열에 의해 유도된다.

상기 시스템은 다양한 형태들 및 사이즈들, 그 중에서도 특히 바람직한 냉각 용량의 양, 그 중에서도 특히 상기 시스템 및 유사한 고려 사항들을 설치하는데 사 용가능한 공간에 의존하는 서로 다른 구성요소들을 가질 수 있다.

더욱이, 상기 시스템의 적어도 일부는 이러한 디바이스를 냉각시키기 위해 전자 디바이스(1) 상에 또는 그에 인접하여 장착되도록 구성될 수 있다.

Claims

적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 방법에 있어서,

움직임 가능한 펌핑 요소(movable pumping element; 4)가 유체를 상기 전자 디바이스로부터 및/또는 상기 전자 디바이스로 펌핑하며, 상기 펌핑 요소(4)의 움직임은 열에 의해 유도되는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 열은 적어도 상기 전자 디바이스에 의해 생성되는 열을 포함하는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 열은 적어도 하나의 히터(8)에 의해 생성되는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소(4)의 움직임은 맥동(pulsating) 및/또는 진동 움직임(vibration movement)인, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

유체는 상기 펌핑 요소(4)의 움직임에 의해 압축되고, 상기 압축된 유체는 냉각되며, 상기 냉각된 유체는 상기 적어도 하나의 디바이스에 전달되는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소는 상기 적어도 하나의 디바이스(1)와 유체 냉각 수단(5) 사이에서 상기 유체를 순환시키는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유체는 공기를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소는 다이아프램(diaphragm)(4)을 포함하는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 유체는 유체 압축 챔버(13)에 공급되고, 상기 다이아프램의 제 1 측면은 상기 압축 챔버(13)에 인접하며, 열은 상기 다이아프램을 상기 압축 챔버(13)로 움직이도록 하기 위해 상기 다이아프램의 제 2 측면에 공급되는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소(4)는 상기 열에 의해 제 1 위치에서 제 2 위치로 팽창되며, 상기 펌핑 요소의 팽창은 상기 유체의 펌핑을 일으키는, 전자 디바이스 냉각 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 열은, 상기 펌핑 요소(4)가 상기 제 1 위치로 수축하도록 상기 팽창 후에 상기 펌핑 요소(4)로부터 제거되는, 전자 디바이스 냉각 방법.
적어도 하나의 전자 디바이스를 냉각시키는 시스템에 있어서,

상기 디바이스로부터 및/또는 상기 디바이스로 유체를 전달하기 위해 적어도 하나의 움직임 가능한 펌핑 요소(4)를 포함하며,

상기 펌핑 요소(4)는 열에 의해 움직임 가능한, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 펌핑 요소는 다이아프램(4), 예를 들어 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 움직임 가능한 팽창 가능 및 수축 가능 다이아프램(4)을 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

상기 유체를 냉각시키기 위한 냉각 수단(5)을 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 냉각 수단은 압축된 유체를 팽창시키기 위한 팽창 수단, 예를 들어 팽창 밸브(15)를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 냉각 수단은 상기 유체에서 주위(environment)로 열을 전달하기 위해 열 교환기(heat exchanger), 특히 냉각 리브(cooling rib)(5)를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

유체를 압축하기 위한 압축 챔버(13)를 포함하며,

상기 펌핑 요소(4)의 제 1 측면은 상기 압축 챔버에 인접하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 17 항에 있어서,

상기 압축 챔버(13)에서 상기 전자 디바이스(1)로 유체를 공급하기 위해 유체 공급기(2, 23)를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디바이스로부터 열을 수집하기 위한 집열기(heat collector; 2, 102)를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 집열기는, 상기 펌핑 요소(4)에 열을 공급하기 위해 상기 펌핑 요소(4)에 접속되거나 접속 가능한 열 파이프(102)를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 집열기는 적어도 집열 챔버(2) 내에 포함되는 유체를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디바이스로부터 유체를 펌핑하기 위한 펌핑 챔버(3)를 포함하며,

상기 펌핑 요소(4)의 제 2 측면은 상기 펌핑 챔버(3)에 인접하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,

상기 펌핑 챔버(3)는 상기 집열 챔버(2)에 유체 접속 가능한, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 17 항 또는 제 22 항에 있어서,

상기 펌핑 챔버(3)는, 예를 들어 한 방향 밸브(11, 17)를 포함하는 유체 접속(22)에 의해 상기 압축 챔버(13)에 유체 접속 가능한, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소(4)를 움직이도록 상기 열의 적어도 일부를 제공하기 위해 적어도 하나의 히터(8)를 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 22 항 또는 제 25 항에 있어서,

상기 히터(8)는 상기 펌핑 챔버(3)의 내용물을 가열하도록 구성된, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유체의 전달을 제어하도록 구성된 밸브 수단(15, 17, 7, 11)을 포함하는, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 27 항에 있어서,

상기 밸브 수단의 적어도 일부는 상기 유체의 전달을 제어하기 위해 상기 펌핑 요소(4)와 협력하도록 구성되며, 상기 협력은 예를 들어 기계적, 전기적, 전자적 등인 것인, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시스템의 적어도 일부는 전자 디바이스를 냉각시키기 위해 상기 전자 디바이스 상에 또는 근처에 장착되도록 구성된, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소(4)는 열 유도된 압력 상승의 영향 하에서 펌핑 움직임을 수행하도록 구성된, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 펌핑 요소는, 상기 펌핑 요소의 온도가 변할 때 펌핑 움직임을 수행하도록 구성된, 전자 디바이스 냉각 시스템.
제 12 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 시스템에 제공 및/또는 연결되는 전자 디바이스로서, 특히 계산 수단, 컴퓨터, 서버 등의 일부인, 전자 디바이스.
제 12 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 시스템이 제공되는 장치.