KR20090075118A - 컴퓨터의 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

컴퓨터의 외부로부터 컴퓨터의 냉각 모듈 안으로 공기를 유입하는 단계; 상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 냉각시키고 상기 냉각 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계; 상기 냉각 공기의 일부가 상기 냉각 모듈 내에서 상기 컴퓨터 내부의 발열부로부터 전도된 열을 강제 냉각시키는 단계; 및 상기 냉각 공기의 나머지가 상기 냉각 모듈로부터 컴퓨터의 내부로 토출되어 컴퓨터의 내부를 냉각시키는 단계를 포함하는, 컴퓨터의 냉각 방법이 개시된다. 이와 같은 냉각 방법을 사용함으로써 데스크탑 컴퓨터 내에서 저소음 냉각을 달성할 수 있다.

냉각, 소음, 시로코팬, 방열핀

Description

컴퓨터의 냉각 방법{A cooling method for a computer}

본 발명은 컴퓨터 냉각 방법에 관한 것으로, 특히 컴퓨터의 본체 내부에 설치되는 중앙 처리 장치(CPU) 혹은 그래픽 장치 등의 주변 전자 장치를 저소음으로 냉각시키기 위한 컴퓨터 냉각 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉각 방법은 데스크탑 컴퓨터용 냉각 방법으로 사용될 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

최근들어, 컴퓨터와 같은 전자 장치들은 성능이 우수하면서도 크기가 작도록 슬림화되어가는 추세이다. 이와 같은 추세는 노트북 컴퓨터와 같이 사용자들이 휴대하기 용이한 제품 뿐 아니라 데스크탑 컴퓨터와 같이 일 위치에 고정적으로 설치하여 사용하는 전자 장치의 경우에도 적용되고 있다.

이와 같은 전자 장치들을 소형화 및 슬림화하기 위해서는 컴퓨터의 내부에서 사용되는 중앙 처리 장치(CPU) 및 주변 전자 장치의 소형화, 고속화 및 대용량화가 필수적이다. 이와 같이 소형화되어진 CPU와 같은 전자 부품들은 상대적으로 그 용량에 있어서는 대용량화되기 때문에 발열량이 극도로 증가하게 된다.

이러한 발열체로서의 전자 부품들의 과열을 방지하기 위하여 일반적으로 전 자 장치의 내부에는 발열체를 냉각시키기 위한 냉각 수단이 설치된다.

그러나, 전자 제품들이 슬림화됨에 따라 전자 제품 내부의 공간이 더욱 고밀도화되기 때문에, 이러한 공간적 제약으로 인하여 상기 냉각 수단에 의한 냉각 유체의 흐름이 원활하게 이루어지지 아니하였으며, 또한 발열체로부터 발생된 열을 방출시키는데 어려움이 따랐다.

또한 CPU의 경우 여타의 부품이 작동시 갖는 온도에 비하여 상대적으로 작동시 매우 높은 온도를 갖기 때문에 CPU를 보다 효과적으로 방열시키기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있는 실정이다.

근래에는, 컴퓨터의 CPU와 같은 발열부를 냉각시키기 위하여 다수의 방열핀을 CPU상에 설치하고 상기 방열핀을 냉각하기 위한 축류팬을 방열핀 상에 위치시킴으로써 컴퓨터의 발열부를 냉각하는 방법이 주로 사용되고 있다.

이와 같은 방식에서는 축류팬이 방열핀 위에 배치되도록 형성되며 냉각 모듈이 CPU 상에 위치되므로, CPU냉각을 수행할 때 냉각팬으로부터 유입되는 공기의 이동 방향이 하측으로 형성되었다.

이와 같은 경우 CPU 상에 설치된 냉각팬의 부피가 크기 때문에 전체적으로, 컴퓨터의 부피가 커질 수밖에 없었으며, CPU만을 집중적으로 냉각시키므로 다른 발열체에 대한 냉각 효율이 떨어질 수밖에 없었다.

이와 같은 냉각 효율이 떨어지는 경우, 컴퓨터의 작동시 소음이 많이 발생하기 때문에, 최근의 데스크탑 컴퓨터의 소형화 및 슬림화 경향에 적합하지 않은 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉각시 저소음을 달성할 수 있는 컴퓨터용 냉각 방법을 제공하고자 한다.

상기 언급한 과제의 해결책은, 컴퓨터의 외부로부터 컴퓨터의 냉각 모듈 안으로 공기를 유입하는 단계; 상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 냉각시키고 상기 냉각 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계; 상기 냉각 공기의 일부가 상기 냉각 모듈 내에서 상기 컴퓨터 내부의 발열부로부터 전도된 열을 강제 냉각시키는 단계; 및 상기 냉각 공기의 나머지가 상기 냉각 모듈로부터 컴퓨터의 내부로 토출되어 컴퓨터의 내부를 냉각시키는 단계를 포함하는, 컴퓨터의 냉각 방법에 의하여 달성된다.

이 때, 상기 팬은 시로코팬인 것이 바람직하다.

이 때, 상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계는, 컴퓨터의 내부로부터 냉각 모듈 안으로 공기가 유입되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 열을 강제 냉각 시키는 단계 후, 강제 냉각된 공기가 컴퓨터의 외부로 직접 토출되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 강제 냉각시키는 단계는 발열부와 열적으로 연결된 다수의 방열핀에 상기 냉각 공기의 일부를 통과시킴으로서 이루어질 수 있다. .

상기와 같은 방법을 사용하여 저소음으로 컴퓨터 내부의 냉각을 달성하는 것이 가능하다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1는 본원 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하고 있는 냉각 모듈의 사시도이며, 도 2는 도 1에서 상측판을 제거한 상태의 냉각 모듈의 내부를 도시한 도면이다. 도 3는 냉각 모듈의 저면도이다. 도 4은 본원 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하고 있는 컴퓨터의 내부 사시도이다.

도 1 내지 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법은 일 실시예로서, 소정의 구성을 갖도록 구성된 냉각 모듈로 구현될 수 있다. 이하에서는 우선 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하는 냉각 모듈에 대하여 설명한다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 냉각 모듈(10)은 냉각 모듈(10)의 외형을 형성하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내에 설치되어 하우징(100) 내로 유입되는 공기를 가속시킴으로 써 공기를 냉각시키고 냉각된 공기를 이송하는 팬(200), 및 상기 냉각 모듈(10)이 설치되는 컴퓨터 내부의 발열부의 열을 냉각하기 위하여 냉각 모듈(10) 내에 설치되는 방열핀(300)으로 구성된다.

하우징(100)은 하우징(100)의 상측 커버를 형성하는 상판부(110)와, 상기 상판부(110)의 모서리부로부터 하측으로 연장하여 측면을 이루는 측판부(120), 및 냉각 모듈(10)의 바닥면을 형성하는 바닥부(130)로 구성된다.

상기 상판부(110)는, 일측면은 원호형 모서리부를 갖도록 형성되고, 타측면은 직사각형 모서리부를 갖도록 형성된다.

이 때, 상기 원호형 모서리부 내측에는 개구가 형성되어 하우징(100)의 내측으로 공기가 유입되는 상측 공기유입구(112)를 형성한다. 한편, 직사각형 모서리부를 갖는 타측면에는 토출구(160)가 위치된다.

도 1 및 도 2를 참조하면 상기 하우징(100)의 상측 공기유입구(112) 하측에는 팬(200)이 위치된다.

이 때, 상기 팬(200)은 컴퓨터의 외부로부터 내측으로 유입된 공기의 흐름을 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송할 수 있도록 형성된다. 이를 위하여 본 발명에 따른 일 실시예에서는 시로코 팬을 사용하였다.

상기 시로코 팬은 상측으로부터 유입하는 공기를 측방향으로 이송시킬 수 있도록 형성된다. 또한 상기 시로코 팬은 그 높이가 종래에 데스크탑 컴퓨터에 사용되던 축류팬에 비하여 낮게 형성될 수 있으며, 축방향으로 유입된 공기를 방사방향으로 이송시킬 수 있다.

따라서, 컴퓨터 본체의 커버에 인접하게 설치하더라도 시로코팬이 설치된 냉각 모듈 자체의 높이를 낮게 형성할 수 있고, 또한, 컴퓨터 내측으로 유입되는 공기의 방향을 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시킬 수 있다.

이에 따라 시로코팬이 설치된 본원 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 냉각 모듈은 전체적으로 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에서는 냉각 모듈의 내부에 설치되는 팬으로서, 시로코팬을 이용하였으나, 만일 종래 축류팬으로 유입되는 공기량과 동일한 공기량을 통과시켜 가속시킬 수 있으며, 낮은 자체 높이를 가지며, 컴퓨터 내부에 장착되되 유입되는 공기를 컴퓨터 본체에 나란한 방향으로 유출시킬 수 있는 팬이라면, 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에서 사용된 바와 같은 시로코팬 이외의 다른 팬도 사용가능할 것이다.

다만, 시로코팬의 경우에는 수직 방향으로 입사되는 공기량이 종래의 축류팬과 동일하면서도 수평방향으로 공기의 흐름 방향을 바꾸기 때문에 시로코팬이 설치된 경우 축류팬과 비교할 때 동일한 냉각 성능을 갖더라도 전체적으로 낮은 높이를 달성할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예의 냉각 모듈 내에 사용되는 팬의 일 실시예로서 사용되었다.

이와 같이 낮은 높이를 갖도록 냉각 모듈이 형성됨으로써 본 발명에 따른 냉각 모듈이 데스크탑 컴퓨터에 설치되었을 때, 데스크탑 컴퓨터의 슬림화 및 경량화 룰 촉진할 수 있다.

상기 시로코 팬(200)은 냉각 모듈의 바닥부(130)에 장착된다.

또한, 냉각 모듈(10)이 장착되는 데스크탑 컴퓨터의 내부 온도에 따라 자동적으로 속도가 제어될 수 있도록 도시되지 아니한 컴퓨터 내의 제어 장치 및 구동원과 전기적으로 연결된다.

상기 시로코팬(200)의 측부에는 다수의 방열핀(300)이 시로코 팬(200)으로부터 이송된 공기가 지나가는 방향에 수직한 방향으로 배열되도록 형성된다.

이 때, 상기 시코로 팬(200)으로부터 이송된 공기는 다수의 방열핀(300)을 지나 토출구를 통하여 배출되도록 형성된다. 이와 같은 다수의 방열핀(300)은 높은 열 전도율을 갖는 소재를 사용하여 제작되는 것이 바람직하다.

한편, 도 1을 참조하면 상기 시로코 팬(200)이 위치된 원호형 모서리부의 측판부(120) 일측에는 제 1 보조 개구(140)가 형성되며 또한 측판부의 타 일측에는 제 2 보조 개구(150)가 형성된다.

상기 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)는 상측 공기 유입구(112)를 통하여 유입된 공기가 시로코 팬(200)에 의하여 시로코팬의 회동 방향에 대하여 방사 방향으로 진행 방향을 바꾼 상태에서 냉각 모듈(10) 내의 방열핀(300)을 지나 토출구(160)로 토출되지 않고, 냉각 모듈(10)의 외부로 토출될 수 있는 개구를 형성한다.

이 때 상기 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)는 냉각 모듈(10)이 설치되는 데스크탑 컴퓨터의 내부에 위치되는 주변 발열 장치, 예를 들어, 하드 디스크 드라 이브(HDD) 혹은 광학 디스크 드라이브(ODD)와 같은 장치에 인접하게 위치되어, 상기 주변 발열 장치로 팬(200)에 의하여 냉각된 공기를 직접 분사시킨다.

이와 같이 방열핀(300)을 거쳐 토출되지 않고 직접 주변 발열 장치로 냉각된 공기가 분사됨으로써 본원 발명에 따른 냉각 모듈(10)의 주위에 위치되는 발열 장치들은 자연 대류에 의하여 발열 장치의 냉각이 달성될 수 있다.

이 때, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)의 넓이는 방열핀이 설치되는 토출구의 넓이에 비하여 작게 형성되는 것이 바람직하다. 만일 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)의 넓이가 지나치게 넓어지게 되면, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)로 배출되는 공기량이 많아지게 되고, 그 결과 방열핀(300)이 설치된 토출구(160)로 토출되는 공기량이 적어지게 되어 오히려 컴퓨터 전체의 냉각 효율이 저하될 수도 있다.

한편, 도 1을 참조하면 상기 방열핀(300)의 하측에는 방열핀(300)과 열교환가능하게 연결된 제 1 히트 파이프(410) 및 제 2 히트 파이프(420)가 방열핀의 측면으로부터 외측으로 연장되도록 형성된다.

상기 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)는 하나의 냉각 모듈(10)을 통하여 다수개의 발열 부품, 예를 들어, 대표적인 발열 부품인 CPU 혹은 그래픽 카드 등과 같은 발열 부품들을 동시에 냉각하기 위하여 구성된 것이다. 이와 같은 히트 파이프의 크기, 길이 및 연장 방향은 컴퓨터의 본체 내부에 위치되는 냉각 모듈과 상기 발열 부품들의 위치 및 발열량 등에 따라 변경될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 히트 파이프(420)는 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구 현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)에 위치고정되도록 형성된다.

상기 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)가 위치된 바닥부의 하측부에는 발열 부품들의 열을 효율적으로 냉각하기 위한 접촉부가 마련된다.(도 3 참조)

한편, 도 1을 참조하면, 앞서 설명한 시로코팬(200)과, 방열핀(300) 및 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)가 설치되는 바닥부(130)는 외주부에 나사 결합홀(134) 및 바닥부 고정홀(136)을 갖추고 있다.

상기 나사 결합홀(134)은 예를 들어 나사와 같은 고정 부재를 관통시켜 냉각 모듈(10)이 메인 보드 상에 결합하도록 형성된다.

상기 바닥부 고정홀(136)은 냉각 모듈(10) 하우징(100)을 메인 보드 상에 설치하기 위하여 도시되지 않은 고정 부재가 결합되도록 형성된다.

이 때 상기 나사 결합홀(134) 및 바닥부 고정홀(136)에 결합되는 나사와 같은 고정부재에는 스프링과 같은 탄성부재가 부가적으로 설치됨으로써 냉각 모듈(10) 내에서 시로코팬(200)이 작동할 때 발생하는 진동이 메인 보드 상에 전달되지 않도록 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)의 저면을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면 냉각 모듈(10) 바닥부(130)의 저면에는 냉각 모듈(10)이 컴퓨터의 내부에 설치되었을 때, 발열부와 열적으로 접촉하기 위한 하나 이상의 접촉부(430, 440, 450)가 형성될 수 있다.

이와 같은 접촉부(430,440,450)들은 발열부로부터 열을 잘 흡수하고, 발열부에 밀착할 수 있도록 형성된다. 본 실시예에서는 각각 CPU(central processing unit)(50), GMCH(Graphics and Memory Controller Hub)(51) 및 GPU(Graphics Processing Unit)(52)와 각각 연결되는 제 1 발열 부재 접촉부(430), 제 2 발열부재 접촉부(440) 및 제 3 발열 부재 접촉부(450)가 바닥부(130)의 저면에 위치되도록 형성하였다.

컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 본 실시예에서는 상기 제 1 및 제 2 발열 부재 접촉부(430, 440)의 상측은 앞서 설명한 제1 및 제 2 히트 파이프(420)에 각각 열적으로 연결되도록 형성된다. 상기 제 3 발열 부재 접촉부(450)의 상측면은 방열핀에 직접 접촉하도록 형성된다. 상기 발열 부재 접촉부들은 냉각하고자 하는 발열 부재의 위치 및 갯수에 따라서 위치 및 수량이 변경될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 3을 참조하면, 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)에는 하측 공기 유입구(132)가 형성된다. 이는 바닥부(130) 하측으로부터 공기를 냉각 모듈의 내측으로 유입할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이와 같은 하측 공기 유입구(132)는 상측 공기유입구(112)에 대응하는 위치에 형성된다.

하측 공기 유입구(132)의 중앙부(133) 상에 시로코 팬(200)이 설치되며 상기 중앙부(133)로부터 시로코 팬(200)을 작동하기 위한 제어부 및 구동원과 시로코팬(200)을 연결하기 위한 연결선(210)이 시로코팬(200) 내부로부터 외부로 연장되어 배치된다.

이상과 같은 구성으로 구성되는 냉각 모듈이 포함되는 데스크탑 컴퓨터가 도 4에 도시되어 있다.

본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)은 데스크탑 컴퓨터 본체를 둘러싸는 하우징을 형성하는 케이스(1)의 내부에 설치된 메인 보드(40) 상에 고정적으로 설치된다.

이 때, 상기 컴퓨터 본체 내부에 설치되는 구성요소는 주로 메인 보드(40) 상에 고정적으로 설치된다. 예를 들어, 메인 보드 상에는 반도체 소자로 구성되는 CPU(50), GMCH(51) 및 GPU(52)와 같은 발열 부재가 장착된다.

또한 메인 보드(40) 상에는 광학 디스크 드라이브(ODD)(20) 및 하드 디스크 드라이브(HDD)(30)가 도시되지 않은 나사와 같은 고정 부재를 이용하여 탈착가능하게 설치된다.

상기 광학 디스크 드라이브(20) 및 하드 디스크 드라이브(30)의 측부에 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)이 인접하게 설치된다.

이 때 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)에 형성된 접촉부들은 광학 디스크 드라이브를 설치하기에 앞서 CPU(50), GMCH(51) 및 GPU(52)와 같은 발열 부재 상에 열전달이 가능하게 접촉하도록 우선 설치된다.

한편, 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈의 상측 공기유입구(112)는 컴퓨터 본체의 커버(2) 상에 형성된 개구(4)에 대응하는 위치에 배치되도록 형성된다.

또한 냉각 모듈(10)의 토출구(160) 중 방열핀(300)이 설치된 측면 토출 구(160)는 컴퓨터 본체 측면에 인접하게 위치된다.

냉각 모듈(10)의 토출구(160)가 인접하게 위치된 컴퓨터 본체의 측면에는 통풍구(3)가 형성되어 있다. 상기 통풍구(3)는 토출구(160)가 인접하게 위치된 컴퓨터 본체의 측면의 반대 측면에도 동일하게 형성될 수 있다.

이와 같이 설치된 냉각 모듈(10)은 팬(200)으로부터 연장된 연결선을 도시되지 아니한 제어부 및 구동원에 연결하여 컴퓨터의 사용 환경 및 작동 상태에 따라 팬의 속도가 조절 가능하게 제어된다.

이에 따라, 냉각 모듈(10) 내의 시로코 팬(200)이 작동할 때, 컴퓨터 외부의 공기가 냉각 모듈(10)의 내부로 유입되도록 형성된다. 도 5에 이와 같이 외부로부터 냉각 모듈(10)로 유입된 공기의 유동 방향을 개략적으로 도시하였다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 냉각 방법을 컴퓨터 내부로 유입된 공기의 흐름을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

우선, 본원 발명에 따른 냉각 방법에서는 컴퓨터의 외부로부터 냉각 공기가 유입된다. 컴퓨터가 설치되는 주변 공기는 일반적으로 실온이므로 컴퓨터가 작동한는 동안의 컴퓨터 내부 온도보다 훨씬 낮은 것이 일반적이다. 따라서, 이와 같은 컴퓨터 외부의 공기를 내부로 유입하여 냉각 공기로 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 컴퓨터의 외부로부터 내부로 공기를 유입하기 위하여 컴퓨터의 커버(2) 일측에는 개구(4)가 형성되어 있다.

이와 같은 개구(4) 바로 하측에는 냉각 모듈(10)의 공기 유입구(112)를 위치시켜 컴퓨터 내측으로 유입된 공기가 직접 냉각 모듈(10) 안으로 유입되도록 한다.

이와 같이 유입된 공기는 시로코 팬(200)의 상측으로 유입된 후, 시로코팬에 의하여 가속되어 보다 냉각된 후, 시로코팬(200)의 방사 방향으로 뻗어 나간다.

이 때, 공기 중 일차적인 주요 흐름은 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송된다. 이 때 컴퓨터 본체와 나란한 방향이란 컴퓨터의 메인 보드(40)가 놓여진 면에 나란하며, 컴퓨터 본체의 커버 하측에 위치된 주변 장치들, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(30) 혹은 광학 디스크 드라이브(20)들이 설치된 방향과 평행한 방향을 의미한다.

그 후, 시로코팬(200)에 의하여 냉각되고 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 진행하는 냉각 공기는 방열핀(300)을 지나게 된다.

이 때 컴퓨터의 내부에서 작동하는 발열부의 열은 전도에 의하여 히트 파이프를 통하여 방열핀으로 전달된다. 상기 방열핀을 지나는 냉각 공기에 의하여 열이 발산됨으로써 발열부, 예를 들어 CPU(central processing unit)(50), GMCH(Graphics and Memory Controller Hub)(51) 및 GPU(Graphics Processing Unit)(52)가 1차 냉각된다.

그 후, 상기 유입된 공기 중 일차적인 주요 흐름은 냉각 모듈(10) 내에서 방열핀(300)을 지나 토출구(160)로 빠져 나간다. 이 때, 토출구(160)를 빠져 나간 공기는 토출구에 인접하게 위치된, 통풍구(3)를 통하여 컴퓨터의 외부로 빠져나간다.

한편, 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈의 측판부(120)에는 방열핀(300)을 지나지 않는 차가운 공기가 2차적으로 냉각 모듈의 외측으로 빠져 나오도록 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)가 형성되 어 있다.

따라서, 시로코팬에 의하여 냉각된 공기 중 일부는 방열핀을 통과한 후 토출구로 배출됨으로써 컴퓨터의 외부로 빠져나가는 것이 아니라, 상기 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)를 빠져나가도록 형성된다.

이와 같이, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)를 빠져나간 공기는 컴퓨터의 내부에 설치된 주변 장치들을 자연 냉각함으로써 컴퓨터 내부를 냉각시킨다.

즉, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)를 빠져나간 공기는 인접한 하드 디스크 드라이브(30) 및 광학 디스크 드라이브(20)를 지나 컴퓨터 본체의 측면에 형성된 통풍구(3)를 통하여 외측으로 빠져 나간다.

보다 상세히, 제 1 보조 개구(140)로부터 토출된 공기는 하드 디스크 드라이브(30)와 광학 디스크 드라이브(20) 사이에 형성된 틈을 따라 이동할 수 있으며, 또는 하드 디스크 드라이브(30)의 상측면 혹은 하측면을 지나 이동할 수 있다.

이와 같이 제 1 보조 개구(140)를 빠져나온 공기는 하드 디스크 드라이브(30)의 주변부를 냉각시킴으로써 하드 디스크 드라이브(30)의 온도를 낮추는 역할을 할 수 있다.

한편, 제 2 보조 개구(150)로부터 토출된 공기는 광학 디스크 드라이브(20)의 상측면 혹은 하측면을 지나도록 이동할 수 있으며, 광학 디스크 드라이브(20)의 측면을 따라 이동할 수도 있다.

이와 같이 제 2 보조 개구(150)로부터 토출된 공기는 광학 디스크 드라이브(20)의 주변부를 냉각시킴으로써 광학 디스크 드라이브(20)의 온도를 낮추는 역 할을 한다.

한편, 본 발명의 냉각 방법에서는 컴퓨터 내부의 공기를 냉각 모듈 안으로 유입시킨 후 시로코팬에 의하여 냉각시키고 이를 다시 방열핀을 냉각시키는데 사용하거나, 혹은 컴퓨터 내부로 다시 유입하도록 할 수 있다.

이를 위하여 상기 냉각 모듈(10)에서는 시로코팬(200) 하측에 형성된 하측 공기 유입구(132)를 통하여 컴퓨터 내부의 공기가 냉각 모듈 안으로 유입될 수 있도록 한다. 이와 같이 하측으로부터 유입되는 공기는 앞서 설명한 바와 같이, 상측으로부터 유입되는 공기와 혼합되어 냉각 공기로서 방열핀(300)을 냉각시키거나 다시 컴퓨터의 내부로 유입될 수 있다.

이 때, 하측 공기 유입구(132)의 하측에 기타 발열 소자, 예를 들어 TV카드와 같은 발열 소자를 위치시키면, 시로코 팬(200)이 작동할 때 주변의 공기를 흡입하기 때문에 주변부의 온도가 낮아지게 되므로, 발열 소자의 온도 또한 낮아질 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 방법을 구현하는 냉각 모듈(10)을 포함하는 컴퓨터에 있어서, 컴퓨터의 냉각은, 앞서 설명한 바와 같이, 주요 발열부의 열을 히트 파이프를 통하여 전도를 통해 방열핀(300)에 전달한 후 외부로부터 유입된 냉각 공기에 의하여 냉각시키는 제 1 냉각 방법과, 외부로부터 유입된 후 보조 개구를 통하여 컴퓨터 내부로 유입된 냉각 공기에 의하여 하드 디스크 드라이브(30) 및 광학 디스크 드라이브(20) 등과 같은 컴퓨터 내부에 위치되는 구성요소들을 자연 냉각시키는 제 2 냉각 방법에 의하여 달성된다. 이 와 같은 두가지 서로 다른 냉각 단계를 동시에 수행함으로써 컴퓨터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 냉각 방법에서는 냉각 공기의 흐름 방향이 종래의 공기 흐름 방향인 CPU에 수직한 방향이 아니라 본체와 나란한 방향으로 이루어지므로, 컴퓨터에 설치되는 냉각 모듈의 높이가 낮아질 수 있게 된다.

이에 따라 컴퓨터 내에 설치되는 냉각 모듈(10)의 높이가 대체적으로 광학디스크 드라이브(20) 혹은 하드 디스크 드라이브(30)에 비하여 높지 않게 형성될 수 있으므로, 그 높이 차이가 데스크탑 컴퓨터의 슬림화를 도모할 수 있게 한다.

또한, 제 2 냉각을 위하여는 냉각 모듈(10)과 하드 디스크 드라이브(30) 및 광학 디스크 드라이브(20)의 거리가 가까울수록 냉각 공기가 빨리 접할 수 있으므로, 구성요소 간의 거리를 짧게 함으로써 컴퓨터의 전체적인 크기를 소형화할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 냉각 방법을 사용함으로써 이와 같이 냉각 성능이 좋아지게 됨에 따라, 냉각 온도에 따라 제어되도록 구성되는 시로코 팬의 작동 속도가 평균적으로 낮아질 수 있다.

이와 같이 냉각 모듈 내에서 작동하는 팬의 작동 속도가 낮아지게 되면, 팬에 의하여 발생하는 소음이 작아질 수 있게 된다.

즉, 컴퓨터에서 발생하는 소음의 대부분은 냉각팬이 작동하는 동안에 냉각팬의 운동에 의하여 발생되는 것이기 때문에, 냉각 성능이 향상됨에 따라 팬의 작동 속도가 줄어들게 됨으로서 컴퓨터에서 발생하는 소음이 매우 작아질 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각 방법을 사용함으로써 냉각 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 컴퓨터 내부에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈이 장착된 컴퓨터의 냉각 효과 및 이에 따른 소음 저감 효과는 다음의 실험예를 통하여 더욱 명확히 뒷바침될 수 있다.

I. 실험예

1. 시스템 사양

1-1)Main board: EVT

1) CPU: 2.16Ghz(Merom, Core Duo, TDP: 35W, Tjmax: 100.0℃)

2) Northbridge: Mobile 945GT(TDP: 7.5W, Tcmax: 105.0℃)

3)Southbridge: ICH7(TDP:2.0W, Tcmax: 99.0℃)

4)Memory :SO-DIM(TDP: 5.0W, Tcmax: 95.0℃)

5) FET: Tch 150.0℃

6)Pooer choke Coil: 125℃

1-2)HDD: 3.5"SATA 200G(TDP:10.0W Tamax: 60℃(operating) 70℃(non-ooperating))

1-3) ODD: Mobile ODD(TDP: 5.5W Tamax: 50℃(operating) 65℃(non-ooperating))

1-4) TV Tuner: Tuner : Tcmax:100.0 ℃

Decoder: Tcmax: 90.0℃

Demodulator: Tcmax: 100.0℃

1-5) MXM card(Uniwill사): GPU ((TDP:15.2W Tjmax: 105.0℃)

1-6) Heat Module: Fan-3,000RPM(w/fan control)

2. Thermal test condition

2-1) Chamber : 35℃

2-2) CPU: TAT Load 100%

2-3) Graphic: 3D-Mark 05(Bench mark running)

2-4) HDD/ODD QA-Win32+(Random seek running (reading))

2-5) TV tunner: Live On

3. Acoustic test condition

3-1) Acoustic room: Back ground noise-18.4dB

3-2) idle: windows 바탕 화면 30분 후 측정

3-3) Max: CPU Load 100%로 30분 후 측정

3-4) 3D Mark(2005): Running 상태 30분 후 측정

이상과 같은 실험 조건에서, 시로코팬의 제어는 CPU 온도가 45℃ 이하에서는 시로코팬의 최대 속도(3000RPM)의 40%인 1200RPM으로 구동되며, 45℃ 이상에서는 선형적으로 회전 속도가 증가하며, CPU가 75℃ 이상이 되는 경우에는 시로코팬의 속도가 최대 속도인 3000RPM에서 구동되도록 제어하였다.

이와 같은 팬의 속도 제어와 관련한 구동 방식은 본 발명에 따른 냉각 방법의 일 실시예를 구현하기 위한 냉각 모듈을 사용하여 냉각되는 컴퓨터 내의 냉각 성능에 따라 저감된 소음 성능을 달성할 수 있도록 발명자에 의하여 설정된 것이며, 이와 같은 설정치는 시스템의 성능 사양 및 실험 조건에 따라 조절될 수 있다.

Ⅱ. 실험 결과

상기와 같은 조건으로 실험한 결과에 따른 실험 데이타는 다음과 같다.

1. 온도 테스트 결과

	SPEC	CPU Load(100%)	3D Mark 05	HDD (QA+win32)	ODD (QA+win32)
1.CPU	100	73	66	57	57
2. GMCH	105	64.8	64.7	58	58.6
3. ICH	99	61	60.3	58	58.4
4. ODD(Ta)	55	48.3	48.9	48.8	50.3
5. HDD(Ta)	60	48.6	46.2	47.5	45.8
6. Memory(Ta)	125	52.1	59.9	52.	54.4

<단위: ℃>

상기와 같은 조건으로 실험한 결과 본 발명에 따른 냉각 방법을 구현하는 냉각 모듈을 장착한 컴퓨터는, 컴퓨터의 구동시 컴퓨터 내에서 작동하는 기본적인 발열부의 구동 온도가 발열부가 가진 최대 구동 가능 온도 이하에서 작동하였다.

2. 소음 테스트 결과

1) Acoustic room back ground: 18.4dB

2-1) idle 상태: Fan speed: 2000RPM

Acoustic noise: 24.0dB

2-2) 3D mark: Fan speed: 2500RPM

Acoustic noise: 28.3dB

2-3) Max: Fan speed: 2770RPM

Acoustic noise: 30.7dB

이와 같은 소음 발생 결과를 종래의 축류팬을 사용하여 냉각하는 데스크탑 컴퓨터에서 발생하는 구동시 소음과 비교하면 다음과 같다.

	본원 발명	종래 기술
idle Mode	24dB	27dB
Max mode	30.0dB	37.9dB
3DMark	28.3dB	33.2dB
주위환경	23.0	23.2

상기 표에서 알수 있는 바와 같이 종래의 축류팬을 사용하여 냉각하는 방식의 데스크탑 컴퓨터에서 발생하는 소음과 본원 발명에 따른 냉각 방법을 구현하는 일 실시예에 따른 냉각 모듈을 장착한 컴퓨터에서 발생되는 소음은, 종래 기술과 비교할 때, idle Mode 에서 3dB, 즉 대략 2배 정도 본원 발명에 따른 냉각 방법을 사용하는 컴퓨터의 소음이 적게 발생하였다.

또한 Max Mode에서는 대략 8dB정도의 차이를 나타내었는 바, 본원 발명에 따른 냉각 방법을 사용하는 컴퓨터가 종래 기슬에 따른 냉각 방법을 사용하는 컴퓨터 와 비교할 때, 약 6배 이상의 소음 저감 효과가 있는 것으로 확인되었다.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 사용함으로써 데스크탑 컴퓨터의 냉각 효율을 증대시킬 수 있으며, 소음을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위하여 사용되는 냉각 모듈의 사시도이며,

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위하여 사용되는 냉각 모듈의 상판부를 제거한 상태의 내부 사시도이며,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위하여 사용되는 냉각 모듈의 저면도이며,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 장치의 사시도이고,

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 냉각 방법에 따라 구현되는 컴퓨터 내의 냉각 유체의 이동 상태를 도시한 개략도이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1 케이스 10 냉각 모듈

20 ODD 30 HDD

40 메인 보드 100 하우징

200 시로코팬 300 방열핀

410 제 1 히트 파이프 420 제 2 히트 파이프

Claims (5)

1. 컴퓨터의 외부로부터 컴퓨터의 냉각 모듈 안으로 공기를 유입하는 단계;

   상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 냉각시키고 상기 냉각 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계;

   상기 냉각 공기의 일부가 상기 냉각 모듈 내에서 상기 컴퓨터 내부의 발열부로부터 전도된 열을 강제 냉각시키는 단계; 및

   상기 냉각 공기의 나머지가 상기 냉각 모듈로부터 컴퓨터의 내부로 토출되어 컴퓨터의 내부를 냉각시키는 단계를 포함하는, 컴퓨터의 냉각 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 팬은 시로코팬인, 컴퓨터의 냉각 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계 이전에, 컴퓨터의 내부로부터 냉각 모듈 안으로 공기가 유입되도록 하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터의 냉각 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 열을 강제 냉각 시키는 단계 후, 강제 냉각된 공기가 컴퓨터의 외부로 직접 토출되는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터의 냉각 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 강제 냉각시키는 단계는 발열부와 열적으로 연결된 다수의 방열핀에 상기 냉각 공기의 일부를 통과시킴으로서 이루어지는, 컴퓨터의 냉각 방법.

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