KR20090122793A - 열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북컴퓨터 - Google Patents

열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북컴퓨터 Download PDF

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Abstract

곡선형 열사이펀을 이용하여 노트북 컴퓨터의 발열부로부터 흡열된 열을 무소음 및 무동력으로 방열시킬 수 있는 열사이펀을 이용한 에너지 절약 및 환경친화적 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터가 제공된다. 열사이펀을 이용한 외장형 방열기는, 증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용하는 곡선형 열사이펀; 곡선형 열사이펀의 증발부를 감싸도록 형성되며, 열교환 대상물의 발열부와 접촉하여 발열부로부터 흡열된 열에 의해 곡선형 열사이펀 내의 작동유체를 증발시키는 증발부 하우징; 곡선형 열사이펀의 단열부를 감싸도록 형성되며, 곡선형 열사이펀 외부로의 열 출입을 차단하는 단열부 하우징; 및 곡선형 열사이펀의 응축부와 접촉하여, 응축부에서 발산되는 열의 확산을 촉진하는 방열핀을 포함한다. 곡선형 열사이펀의 증발부는 수평 방향으로 평탄하게 형성되고, 곡선형 열사이펀의 응측부는 수직 방향으로 형성되며, 곡선형 열사이펀의 단열부는 증발부 및 응축부 사이를 곡선형으로 연결한다.
방열기, 열사이펀, 곡선형, 노트북, 외장형, 방열핀, 냉각

Description

열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터 {Exterior-type apparatus for heat spreading using thermosyphon, and notebook computer having the same}
본 발명은 외장형 방열기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 곡선형 열사이펀, 흡열부 그리고 방열핀을 이용하여 노트북 컴퓨터 등의 발열부를 무소음 및 무동력으로 냉각시킬 수 있는 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터 내부의 발열을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 노트북 컴퓨터(10)의 본체 내부는 본체케이스(11), 메인 보드(12), CPU(13), VGA 칩(14), PCMCIA 보드(15), HDD(16), CD-ROM(17) 및 배터리(18) 등이 설치된다.
이와 같은 구성을 가지는 노트북 컴퓨터(10)의 본체 내부는 많은 부품이 좁은 공간에 설치되기 때문에 각종 부품에서 발생하는 열을 외부로 방출해야 한다.
최근 노트북 컴퓨터의 크기는 점점 더 작아지는 추세에 따라, 특히 CPU(13)는 여타의 부품 온도에 비해 CPU(13)의 온도가 상당히 높아지는 CPU(13)의 고온화 (일명 '핫스팟(hot-spot)'이라 함) 문제가 발생되고 있다. 이때, 노트북 컴퓨터(10)의 CPU(13) 허용표면온도(limit case temperature)의 한계는 대략적으로 85℃ 정도이며, 이보다 낮은 온도를 유지하기 위해 CPU(13)의 열을 효율적으로 방열해야할 필요성이 있다.
이에 따라, 노트북 컴퓨터용 방열판으로서, 알루미늄 방열판 방식 또는 알루미늄 방열판과 방열팬을 혼합한 열전달 방식이 사용되고 있고, 노트북 컴퓨터의 외부(바닥) 발열부에 장착하여 노트북 컴퓨터의 열을 배출하는 외장형 방열 장치가 출시되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 노트북 컴퓨터 외부 장착용 방열모듈을 예시하는 도면으로서, 도 2의 a)는 평면도이고, 도 2의 b)는 배면도이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 노트북 컴퓨터 외부 장착용 방열모듈은 방열판(20), 방열핀(21), 방열팬(22) 및 전원 연결부(23)를 포함하며, 알루미늄 소재의 방열판(20)이 노트북 컴퓨터 발열부 하부에 배치되고, 방열팬(22)이 방열판 내부에 내장된다. 예를 들면, 12V의 전원이 전원 연결부(23)를 통해 내장된 방열팬(22)을 구동함으로써 냉각 효율을 향상시키게 된다.
알루미늄으로 만든 방열판(20)의 냉각 효율이 낮기 때문에, 방열 효율을 높이기 위하여 방열팬(22)을 부착하여 방열판(20)과 노트북 컴퓨터를 냉각시키게 된다. 하지만, 이러한 방열팬(22)을 부착하는 경우, 방열팬(22) 작동을 위한 동력이 필요하고, 방열팬(22) 작동에 따른 소음이 발생하는 문제점이 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 노트북 컴퓨터 내부 장착용 방열모듈을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 노트북 컴퓨터 내부 장착용 방열모듈(30)은 프레임(31)에 의해 그 골격이 형성된다. 프레임(31)의 일측에는 체결보스(32)가 형성되어 있고, 체결보스(32)는 프레임(31)을 메인기판 등에 체결하기 위한 것이다. 프레임(31)의 일측에는 방열팬 조립체(33)가 설치되고, 방열팬 조립체(33)는 열을 방출하기 위한 기류를 형성한다. 프레임(31)에는 방열핀(35)이 구비되며, 방열핀(35)은 방열팬 조립체(33)에 의해 형성되는 기류와의 접촉 면적을 상대적으로 크게 하여 열을 배출한다. 프레임(31) 상에는 방열판(36)이 설치되고, 방열판(36)은 프레임(31)의 일면 전체를 차폐하도록 형성된다. 방열판(36)에는 통공(37)이 천공되어 방열팬 조립체(33) 내로 공기가 유동될 수 있다.
방열판(36)의 일측에서 타측으로는 히트파이프(34)가 길게 연장된다. 히트파이프(34)는 본체 내부에서 발생된 열을 전달받아 방열핀(35)으로 전달되게 하는 역할을 한다. 히트파이프(34)의 내부에는 소정의 유체가 구비되어 순환하면서 열전달을 수행할 수 있다.
따라서 전술한 구성을 갖는 종래기술에 따른 방열모듈(30)에서 프레임(31)으로 전달된 열은 방열판(36)과 히트파이프(34)를 통해 전달된다. 특히, 히트파이프(34)를 통해서는 방열핀(35)으로 열이 전달되며, 방열핀(35)으로 전달된 열은 방열팬 조립체(33)에 의해 형성되는 기류로 전달된다. 즉, 방열팬 조립체(33)가 구동되면, 통공(37) 및 그 반대쪽 등을 통해 방열팬 조립체(33)로 전달된 공기가 방열핀(35)을 통과하면서 방열핀(35)에서 열 교환된다. 방열핀(35)을 통과하면서 열을 전달받은 기류는 방열구를 통해 본체의 외부로 배출된다.
종래 기술에 따르면, 노트북 컴퓨터 내부 장착용 방열모듈(도 3 참조)의 경우에도 방열팬 작동을 위한 동력이 필요하고, 방열팬 작동에 따른 소음이 발생하는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 곡선형 열사이펀을 이용하여 무소음 및 무동력으로 냉각시킬 수 있는, 열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 곡선형 열사이펀과 방열핀을 사용하여 신속한 열을 제거함으로써 장시간 컴퓨터 사용으로 인한 컴퓨터의 성능 저하 및 발열 부품의 기능 저하를 방지할 수 있는, 열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 노트북 컴퓨터의 고온 발열 부위를 국소 방열시킬 수 있는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기는, 증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서, 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용하는 곡선형 열사 이펀; 상기 곡선형 열사이펀의 증발부를 감싸도록 형성되며, 열교환 대상물의 발열부와 접촉하여 상기 발열부로부터 흡열된 열에 의해 상기 곡선형 열사이펀 내의 작동유체를 증발시키는 증발부 하우징; 상기 곡선형 열사이펀의 단열부를 감싸도록 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀 외부로의 열 출입을 차단하는 단열부 하우징; 및 상기 곡선형 열사이펀의 응축부와 접촉하여, 상기 응축부에서 발산되는 열의 확산을 촉진하는 방열핀을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 곡선형 열사이펀의 증발부는 수평 방향으로 평탄하게 형성되고, 상기 곡선형 열사이펀의 응측부는 수직 방향으로 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀의 단열부는 상기 증발부 및 응축부 사이를 곡선형으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 증발부 하우징, 단열부 하우징 및 방열핀 각각은 상기 곡선형 열사이펀이 통과하는 적어도 하나 이상의 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 곡선형 열사이펀은 상기 열교환 대상물의 발열부와 각각 접촉하도록 소정 간격 이격된 복수개가 배치되며, 상기 복수개의 곡선형 열사이펀은 상기 관통공을 따라 각각 삽입되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 방열핀은 상기 곡선형 열사이펀의 응축부와 각각 접촉하도록 소정 간격 이격되어 일렬로 복수개가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 곡선형 열사이펀을 보호하는 보호케이스로서, 상기 증발부 하우징, 단열부 하우징 및 방열핀이 탑재되는 방열기 케이스를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터는, 서로 힌지 결합하는 본체와 디스플레이부를 포함하며, 상기 본체 내에서 열을 발생하는 발열부를 구비한 노트북 컴퓨터; 및 상기 노트북 컴퓨터의 발열부로부터 전달되는 열을 곡선형 열사이펀을 이용하여 방열하는 외장형 방열기를 포함하되, 상기 외장형 방열기는, 증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서, 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용하는 곡선형 열사이펀; 상기 곡선형 열사이펀의 증발부를 감싸도록 형성되며, 상기 노트북 컴퓨터의 발열부와 접촉하여 상기 발열부로부터 전달된 열에 의해 상기 곡선형 열사이펀 내의 작동유체를 증발시키는 증발부 하우징; 상기 곡선형 열사이펀의 단열부를 감싸도록 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀 외부로의 열 출입을 차단하는 단열부 하우징; 및 상기 곡선형 열사이펀의 응축부와 접촉하여, 상기 응축부에서 발산되는 열의 확산을 촉진하는 방열핀을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 외장형 방열기는 상기 노트북 컴퓨터를 거치하는 노트북 받침대 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 무동력 및 무소음으로 구현함으로써 기존의 노트북 방열판에서 방열팬(fan) 사용으로 인한 소음 문제와 동력 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노트북 컴퓨터의 국소적인 고온 발열 부위의 열을 신속하 게 제거함으로써 노트북 컴퓨터의 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노트북 컴퓨터의 고온 발열 부위의 국소 방열이 가능하기 때문에 외장형 방열기를 소형화 및 경량화할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 실시예로서, 노트북 컴퓨터 외부에 국소적으로 접촉하여 컴퓨터 내부에서 전달된 컴퓨터 외부 고온 플레이트 부분의 열을 제거할 수 있도록 곡선형 열사이펀을 이용한 외장형 방열기 및 이를 구비한 노트북 컴퓨터가 제공된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기(100)는, 방열기 케이스(110), 곡선형 열사이펀(Thermosyphon: 120), 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150)을 포함한다.
곡선형 열사이펀(120)은 증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서, 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용하고 있다. 이 러한 곡선형 열사이펀(120)의 구체적인 동작 원리는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
증발부 하우징(130)은 상기 곡선형 열사이펀(120)의 증발부를 감싸도록 형성되며, 열교환 대상물, 예를 들면, 노트북 컴퓨터의 발열부와 접촉하여 상기 발열부로부터 흡열된 열에 의해 상기 곡선형 열사이펀(120) 내의 작동유체를 증발시킨다.
단열부 하우징(140)은 상기 곡선형 열사이펀(120)의 단열부를 감싸도록 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀(120) 외부로의 열 출입을 차단한다.
방열핀(150)은 상기 곡선형 열사이펀(120)의 응축부와 접촉하여, 상기 응축부에서 발산되는 열의 확산을 촉진한다.
방열기 케이스(110)는 상기 곡선형 열사이펀(120)을 보호하는 보호케이스로서, 상기 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150)이 탑재된다.
상기 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150) 각각은 상기 곡선형 열사이펀(120)이 통과하는 적어도 하나 이상의 관통공이 형성된다. 상기 곡선형 열사이펀(120)은 상기 열교환 대상물의 발열부와 각각 접촉하도록 소정 간격 이격된 복수개가 배치되며, 상기 복수개의 곡선형 열사이펀은 상기 관통공을 따라 각각 삽입된다.
또한, 상기 방열핀(150)은 상기 곡선형 열사이펀(120)의 응축부와 각각 접촉하도록 소정 간격 이격되어 일렬로 복수개가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 외장형 방열기(100)는 곡선형 열사이펀(120)의 증발부에서 노트북 컴퓨터 발열부의 열을 흡수하여 곡선형 열사이펀(120)의 응축부로 신속히 열을 전달하고, 전달된 열을 방열핀(150)을 채용하여 신속히 제거함으로써, 노트북 컴퓨터의 성능 저하를 방지할 수 있고, 노트북 컴퓨터 부품이 가열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 외장형 방열기(100)는 이러한 방열 또는 냉각 동작을 무소음 및 무동력으로 구현함으로써, 에너지를 절감할 수 있는 환경친화적 방열기라고 할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 열사이펀의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 열사이펀(120)은, 증발부(121), 단열부(122) 및 응축부(123)를 포함하며, 상기 곡선형 열사이펀(120) 내의 작동유체는 액체 상태의 작동유체(124) 및 기체 상태의 작동유체(125)가 2상 변화한다.
열사이펀(Thermosyphon: 120)이란 중력이 작용하는 곳에서 2상 변화(Two Phase Flow)하는 것을 말하며, 이때, 2상 변화란 보통 액체에서 기체로 바뀌는 현상을 말한다. 열사이펀(120)은 응축부(123)에서 응축된 작동유체(125)가 중력의 힘으로 가열부, 즉 증발부(121)로 귀환하기 때문에, 반드시 증발부(121)가 응축부(123)의 밑에 위치하여야 한다는 제약을 받으며, 열 이동은 대류에 의해서 작용한다.
구체적으로, 열사이펀(120)은 일정한 진공도를 유지한 밀폐된 용기 내에 비교적 휘발성이 높은 상변화 물질을 충진시킨 구조로 되어 있다. 열사이펀(120)이 열원으로부터 증발부(121)에 열을 받으면 액체 상태의 작동유체(124)가 증발되어 기체 상태의 작동유체(125)로 변화되고, 열사이폰(120) 내의 증발부(121) 압력이 높아짐으로써 기체 상태의 작동유체(125)는 압력이 낮은 응축부(123)로 이동하게 되고, 기체 상태의 작동유체(125)는 증기 형태로 증발잠열을 저온 측으로 이동하게 된다. 이후, 저온 측에 도달한 기체 상태의 작동유체(125)는 응축되어 액체 상태의 작동유체(124)로 변화되면서 응축잠열을 방출하고, 응축된 액체 상태의 작동유체(124)는 다시 고온 측으로 환원되는 작용을 반복 순환하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 열사이펀(120)은 곡선형으로 설계함으로써, 곡선의 하단 부분인 증발부(121)가 노트북 발열부와 접촉이 용이하게 하고, 또한, 곡선의 상단부분인 응축부(123)가 수직에 가깝게 형성됨으로써 응축된 액체상태의 작동유체(124)의 중력에 의한 증발부(121)로 용이하게 이동하게 된다. 또한, 응축부(123)에서 기체 상태의 작동유체(125)의 냉각을 촉진하기 위하여 방열핀(150)을 사용하여 열을 확산시키게 된다.
구체적으로, 증발부(121)는 열교환 대상물, 예를 들면, 노트북 컴퓨터의 발열부와 접촉하도록 평탄하게 형성되며, 상기 액체 상태의 작동유체(124)가 증발되는 부분이다.
응축부(123)는 상기 기체 상태의 작동유체(125)가 응축하여 잠열을 발산하도록 수직 방향으로 형성된다.
단열부(122)는 외부로의 열 출입을 차단하도록 상기 증발부(121) 및 응측부(123) 사이에 곡선형으로 연결되는 부분이다.
상기 곡선형 열사이펀의 증발부(120)는 수평 방향으로 평탄하게 형성되고, 상기 곡선형 열사이펀의 응측부(123)는 수직 방향으로 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀의 단열부(122)는 상기 증발부(121) 및 응축부(123) 사이를 곡선형으로 연결하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 곡선형 열사이펀(120)이 작동할 수 있는 작동유체, 그리고 응축부(123)에서 열 소멸을 위한 방열핀(150)의 개수, 크기, 배치 등은 임의로 달라질 수 있다는 점은 당업자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 측면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 3개의 곡선형 열사이펀(120a~120c) 및 4개의 방열핀(150a~150d)이 방열기 케이스(110) 상에 배치될 수 있다. 이때, 3개의 곡선형 열사이펀(120a~120c)은 각각 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 4개의 방열핀(150a~150d)에 각각 형성된 관통공에 삽입되어 설치된다. 즉, 상기 외장형 방열기(100)의 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150) 각각은 적어도 하나 이상의 관통공이 형성되어 있고, 상기 곡선형 열사이펀(120)이 삽입되어 통과하게 된다. 상기 관통공은 상기 곡선형 열사이펀(120)의 수에 대응하도록 형성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 증발부 하우징(130)은 예를 들면, 노트북 컴퓨터의 발열 부가 그 상부에 배치되도록 수평 방향으로 평탄하게 형성된다. 또한, 상기 단열부 하우징(140)은 곡선형으로 형성되며, 4개의 방열핀(150a~150d)은 서로 높이가 다르게 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 분해조립도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기(100)는 방열기 케이스(110), 곡선형 열사이펀(120a~120c), 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150a~150d)을 포함하며, 곡선형 열사이펀(120a~120c)의 수에 따라 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150a~150d) 각각에 형성되는 관통공(131, 141, 151)의 수가 달라질 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 곡선형 열사이펀(120a~120c)의 수가 3개인 경우, 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150a~150d) 각각에 형성되는 관통공(131, 141, 151)의 수는 3개가 형성된다.
또한, 방열핀(150a~150d)의 수는 4개인 것으로 도시되었지만, 이에 국한되지 않고 방열핀(150a~150d)의 수가 임의로 변경될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
실질적으로, 곡선형 열사이펀(120a~120c)은 상기 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150a~150d) 각각에 형성된 관통공(131, 141, 151)을 따라 조립된 후에 상기 방열기 케이스(110) 상에 고정되는데, 도시되지 않았지만, 별도의 고정수단, 예를 들면, 나사 등과 결합하여 고정될 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터(200)는 서로 힌지 결합하는 본체와 디스플레이부를 포함하며, 상기 본체 내에는 열을 발생하는 발열부가 포함된다.
노트북 컴퓨터(200)는 상기 발열부로부터 전달되는 열을 곡선형 열사이펀을 이용하여 방열하는 외장형 방열기(100) 상에 배치되어 사용되는데, 구체적으로, 증발부 하우징(130) 상에 배치된다.
외장형 방열기(100)는, 방열기 케이스(110), 곡선형 열사이펀(120), 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150)을 포함하며, 전술한 바와 같이, 상기 곡선형 열사이펀(120)은 증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서, 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용한다. 이때, 상기 곡선형 열사이펀(120)의 증발부는 수평 방향으로 평탄하게 형성되고, 상기 곡선형 열사이펀의 응측부는 수직 방향으로 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀의 단열부는 상기 증발부 및 응축부 사이를 곡선형으로 연결한다.
상기 외장형 방열기(100)의 증발부 하우징(130), 단열부 하우징(140) 및 방열핀(150) 각각은 적어도 하나 이상의 관통공이 형성되어 있고, 상기 곡선형 열사이펀(120)이 통과하게 된다. 상기 관통공은 상기 곡선형 열사이펀(120)의 수에 대응하도록 형성된다.
또한, 상기 외장형 방열기(100)는 상기 노트북 컴퓨터(200)를 거치하는 노트 북 받침대 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 노트북 컴퓨터(200)를 상기 외장형 방열기(100) 상에 거치한 후, 별도의 키보드 및 마우스를 노트북 컴퓨터(200)에 연결하여 데스크탑 컴퓨터처럼 사용할 수 있다.
결국, 노트북 컴퓨터(200) 밑면의 고온 부분(히트스프레드 부분)에 국소적으로 본 발명의 실시예에 따른 외장형 방열기(100)의 열사이펀 증발부를 위치시키고, 증발부에서 액체 상태의 작동유체를 기체 상태의 작동유체로 변화시키며, 기체 상태의 작동유체에 포함된 잠열을 열사이펀 응축부에서 방열핀을 사용하여 제거함으로써, 신속한 냉각을 달성할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기가 노트북 컴퓨터에 적용된 것으로 설명하고 있으나, 반드시 노트북 컴퓨터에만 한정되어 사용되는 것은 아니며, 랩톱 컴퓨터 또는 다양한 모바일 기기에 적용될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터 내부의 발열을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 노트북 컴퓨터 외부 장착용 방열모듈을 예시하는 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 노트북 컴퓨터 내부 장착용 방열모듈을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 열사이펀의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기의 분해조립도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터를 나타내는 도면이다.
* 도면부호의 간단한 설명 *
100: 외장형 방열기 200: 노트북 컴퓨터
110: 방열기 케이스 120, 120a~120c: 곡선형 열사이펀
130: 증발부 하우징 140: 단열부 하우징
150, 150a~150d: 방열핀 121: 증발부
122: 단열부 123: 응축부
124: 액체 상태의 작동유체 125: 기체 상태의 작동유체
131, 141, 151: 관통공

Claims (12)

  1. 증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서, 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용하는 곡선형 열사이펀;
    상기 곡선형 열사이펀의 증발부를 감싸도록 형성되며, 열교환 대상물의 발열부와 접촉하여 상기 발열부로부터 흡열된 열에 의해 상기 곡선형 열사이펀 내의 작동유체를 증발시키는 증발부 하우징;
    상기 곡선형 열사이펀의 단열부를 감싸도록 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀 외부로의 열 출입을 차단하는 단열부 하우징; 및
    상기 곡선형 열사이펀의 응축부와 접촉하여, 상기 응축부에서 발산되는 열의 확산을 촉진하는 방열핀
    을 포함하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡선형 열사이펀의 증발부는 수평 방향으로 평탄하게 형성되고, 상기 곡선형 열사이펀의 응측부는 수직 방향으로 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀의 단열부는 상기 증발부 및 응축부 사이를 곡선형으로 연결하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증발부 하우징, 단열부 하우징 및 방열핀 각각은 상기 곡선형 열사이펀이 통과하는 적어도 하나 이상의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 곡선형 열사이펀은 상기 열교환 대상물의 발열부와 각각 접촉하도록 소정 간격 이격된 복수개가 배치되며, 상기 복수개의 곡선형 열사이펀은 상기 관통공을 따라 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방열핀은 상기 곡선형 열사이펀의 응축부와 각각 접촉하도록 소정 간격 이격되어 일렬로 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 곡선형 열사이펀을 보호하는 보호케이스로서, 상기 증발부 하우징, 단열부 하우징 및 방열핀이 탑재되는 방열기 케이스를 추가로 포함하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 곡선형 열사이펀은,
    상기 밀폐용기 내에 구비되며, 액체 상태와 기체 상태로 2상 변화하는 작동유체;
    상기 열교환 대상물과 접촉하도록 평탄하게 형성되며, 상기 작동유체가 증발되는 증발부;
    상기 작동유체가 응축하여 잠열을 발산하도록 수직 방향으로 형성된 응축부; 및
    외부로의 열 출입을 차단하도록 상기 증발부 및 응측부 사이에 곡선형으로 연결되는 단열부
    를 포함하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기.
  8. 서로 힌지 결합하는 본체와 디스플레이부를 포함하며, 상기 본체 내에서 열을 발생하는 발열부를 구비한 노트북 컴퓨터; 및
    상기 노트북 컴퓨터의 발열부로부터 전달되는 열을 곡선형 열사이펀을 이용하여 방열하는 외장형 방열기
    를 포함하되, 상기 외장형 방열기는,
    증발부, 단열부 및 응측부로 이루어진 곡선형 밀폐용기로서, 그 내부에 순환적으로 증발 및 응축되는 작동유체를 수용하는 곡선형 열사이펀;
    상기 곡선형 열사이펀의 증발부를 감싸도록 형성되며, 상기 노트북 컴퓨터의 발열부와 접촉하여 상기 발열부로부터 전달된 열에 의해 상기 곡선형 열사이펀 내의 작동유체를 증발시키는 증발부 하우징;
    상기 곡선형 열사이펀의 단열부를 감싸도록 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀 외부로의 열 출입을 차단하는 단열부 하우징; 및
    상기 곡선형 열사이펀의 응축부와 접촉하여, 상기 응축부에서 발산되는 열의 확산을 촉진하는 방열핀
    를 포함하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 곡선형 열사이펀의 증발부는 수평 방향으로 평탄하게 형성되고, 상기 곡선형 열사이펀의 응측부는 수직 방향으로 형성되며, 상기 곡선형 열사이펀의 단열부는 상기 증발부 및 응축부 사이를 곡선형으로 연결하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외장형 방열기의 증발부 하우징, 단열부 하우징 및 방열핀 각각은 상기 곡선형 열사이펀이 통과하는 적어도 하나 이상의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 외장형 방열기는 상기 곡선형 열사이펀을 보호하는 보호케이스로서, 상기 증발부 하우징, 단열부 하우징 및 방열핀이 탑재되는 방열기 케이스를 추가로 포함하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 외장형 방열기는 상기 노트북 컴퓨터를 거치하는 노트북 받침대 역할을 하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 이용한 외장형 방열기를 구비한 노트북 컴퓨터.
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