KR20100003922U - 냉각장치용 방열구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉각장치용 방열구조에 관한 것으로서, 발열체와 접촉하는 발열체 접촉부와, 상기 발열체 접촉부의 상단에 다수개의 방열봉을 입설하여 형성한 냉각장치의 둘레부에 다수개의 방열판을 더 구성하여, 상기 냉각장치의 냉각탱크부와 방열봉에 의해 방열효과가 이루어짐은 물론, 상기 방열판에 의해 외부공기와의 접촉면적이 크게 작용되어 냉각팬과 같은 구성없이도 방열효과가 뛰어나도록 할 뿐만 아니라, 냉각탱크부와 방열봉의 중공된 내부에 냉매체를 더 수용하여 방열효과가 크게 상승되도록 한 냉각장치용 방열구조를 제공하고자 한다.

이를 위해 본 고안은, 컴퓨터의 CPU나 LED를 이용한 조명등, 경광등의 내부 발열체에 접촉되어 발열체로부터 발산되는 열을 방열시키는 냉각장치에 있어서, 하면에 발열체의 상면과 면접촉하는 발열체 접촉부(11)가 일체로 형성되고 내부가 중공형성된 냉각탱크부(10)와; 상기 냉각탱크부(10)의 중공된 내부와 연통되도록 내부가 중공형성되며 상기 냉각탱크부(10)의 상단에 균등간격으로 다수개 입설되는 방열봉(20)으로 구성되되, 상기 방열봉(20)의 둘레부에 상기 방열봉(20)의 둘레면이 내측으로 끼워지는 다수개의 알루미늄 방열판(30)이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

방열구조, 냉각장치, 방열판

Description

냉각장치용 방열구조{RADIATION MEMBER STRUCTURE FOR COOLING DEVICE}

본 고안은 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)나 LED 조명등의 내부에서 발산되는 열을 방열하는 냉각장치용 방열구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부가 중공형성된 냉각탱크부의 상단에 이 냉각탱크부의 중공된 내부와 연통되고 내부가 중공형성된 다수개의 방열봉을 균등간격으로 입설하여 구성된 냉각장치에 있어서, 상기 냉각장치를 구성하는 방열봉의 둘레에 다수개의 방열판을 더 구성하여 별도의 냉각팬 없이도 방열효과가 크게 향상되도록 할 뿐만 아니라, 다수개의 방열봉과 냉각탱크부의 내부에 냉매체를 더 수용하여 방열효과가 극대화될 수 있도록 한 냉각장치용 방열구조에 관한 것이다.

일반적으로, 컴퓨터의 중앙처리장치인 CPU나, LED 조명등, LED 경광등, LED 발광등, LED신호등의 내부에는 많은 열이 발산되고 있으며, 이러한 열은 내부에 구성되는 CPU나 기판 등에 영향을 끼치게 되어 잦은 고장률을 발생하고 있다.

따라서, 발산되는 열을 방열하기 위한 냉각장치가 추가적으로 설치되고 있는바, 이러한 냉각장치는, 컴퓨터의 CPU 등 발열체에 장착되는 접촉판에 히트파이프를 용접결합하고, 이 히트파이프에 다수의 방열핀이 소정 간격으로 빗살처럼 용접 결합되어 구성된다.

상기 히트파이프는 밀봉된 금속파이프로 이루어지는 컨테이너 내부에 메틸알콜, 아세톤, 물(증류수) 등의 작동유체를 내재시키고 컨테이너 내벽에는 작동유체의 귀환로가 되기 위한 윅이 형성된다. 상기 윅은 대체로 얇은 금속망사를 부착한 메쉬 스크린(Mesh Screen)형, 컨테이너의 내벽에 미세한 홈을 형성한 그루브(Groove)형, 컨테이너의 내벽에 금속분말을 일정 두께로 피복 소결한 소결(Sinter)형, 또는 상기 세 가지 방법을 혼합한 형태 등이 이용되고 있다.

따라서, 상기 발열체로부터 발산되는 열이 상기 접촉판에 접촉에 의해 외부로 발산되면 상기 접촉판에 용접된 다수의 방열핀을 통한 열교환에 의해 방열되도록 하고 있다.

또한, 히트파이프의 내부에 내재되는 작동유체에 의해 방열효과가 상승되도록 하고 있다.

그러나, 이러한 종래 냉각장치는 외부의 공기와 접촉되어 열교환이 이루어지는 방열수단인 방열핀이 핀형상으로 이루어져 있음에 따라, 외부의 공기와의 접촉에 의한 열교환이 제대로 이루어지지 않아 방열효과가 떨어지게 되고 이에 따라 별도의 냉각팬을 추가적으로 더 구성하고 있는 실정이다.

예를 들면, 도 1의 가), 나) 다)에 도시된 바와 같이 3가지 종류의 방열핀이 사용되고 있는 바, 가)에 도시된 방열핀은, 베이스(BS) 상측에 일정간격과 형상으로 방열날개(HW)가 형성된 형태이지만, 표면적의 한계때문에 상호 방열날개(HW)의 간격을 좁혀서 방열시킬 때, 도시한지 않은 냉각팬용량의 한계로 인해 방열량을 크 게 하지 못하는 문제가 있었다.

또한, 나)에 도시한 방열판(EH)은 베이스(BS) 상부의 방열날개(HW)를 방사형으로 형성하여 방열량을 크게하도록 하였으나, 상기 방사형 방열날개(HW)는 상면("a" 표시부위)에만 냉각풍이 접촉, 냉각되고, 하면("b" 표시부위)에는 거의 냉각이 이루어지지 않아 냉각효과가 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 상술한 방열판(EH)들은 상기한 냉각팬(미도시)의 냉각풍이 양측면(SD)으로만 배출되도록 하여 바람의 저항, 즉, 역풍이 발생하며 방열량이 줄어드는 문제도 있다.

또한, 다)에 도시한 것은 상기한 바와 같이 바람의 저항을 줄이도록 하는 목적으로 방열날개(HW)의 수량을 적게 형성하여 베이스(BS)의 상부에 직접 냉각풍이 접촉하도록 하며 급속히 냉각시키도록 하는 것이지만, 방열면적이 줄어들고, 그에 따른 방열량, 즉, 냉각효율이 떨어지는 문제가 있었다.

한편, 종래 안출된 기술을 살펴보면, 공개특허 제 10-2002-0024038호인 CPU냉각장치용 방열판구조가 안출된 바 있으며, 이는 공개된 공보의 청구범위에 기재된 바와 같이 개인용 컴퓨터(P.C)의 중앙처리장치(CPU)를 냉각하도록 하는 냉각시스템의 방열판에 있어서, 열전소자에 하측이 면접하는 4각형상의 베이스와, 상기 베이스의 상측에 다수가 수직으로 형성되고, 단면상으로 적어도 1열이상의 돌기가 형성된 방열날개와, 상기 각각의 방열날개 길이방향에 소정의 간격으로 형성되어 열풍의 배출이 용이하도록 하는 절개부로 구성되어 있다.

따라서, 방열날개 양면에 수평으로 다수개 형성된 돌기에 의해 방열면적을 크게함으로써 방열량을 증대시키고, 돌기가 다수 형성되되, 냉각풍이 상기 방열날개에 고르게 접촉하도록 하여 냉각효율을 높일 수 있으며, 방열날개 사이 소정간격에 절개부를 형성하여 상기한 냉각풍을 4방향으로 배출되도록 하여 바람의 저항을 줄이도록 함과 동시에 빠른 시간안에 방열이 이루어지는 효과를 기대하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술의 방열판의 경우 역시, 외부와 접촉하는 방열날개가 판형상으로 형성되어 있기 때문에, 외부와의 접촉이 원활하게 이루어지지 않아 방열효과가 크게 상승되지는 못하고 있는 실정이다.

본 고안은, 종래 냉각장치가 지닌 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발열체와 접촉하는 발열체 접촉부와, 상기 발열체 접촉부의 상단에 다수개의 방열봉을 입설하여 형성한 냉각장치의 둘레부에 다수개의 방열판을 더 구성하여, 상기 냉각장치의 냉각탱크부와 방열봉에 의해 방열효과가 이루어짐은 물론, 상기 방열판에 의해 외부공기와의 접촉면적이 크게 작용되어 냉각팬과 같은 구성 없이도 방열효과가 뛰어나도록 할 뿐만 아니라, 냉각탱크부와 방열봉의 중공된 내부에 냉매체를 더 수용하여 방열효과가 크게 상승되도록 한 냉각장치용 방열구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 고안인 냉각장치용 방열구조는, 컴퓨터의 CPU나 LED를 이용한 조명등, 경광등의 내부 발열체에 접촉되어 발열체로부 터 발산되는 열을 방열시키는 냉각장치에 있어서, 하면에 발열체의 상면과 면접촉하는 발열체 접촉부가 일체로 형성되고 내부가 중공형성된 냉각탱크부와; 상기 냉각탱크부의 중공된 내부와 연통되도록 내부가 중공형성되며 상기 냉각탱크부의 상단에 균등간격으로 다수개 입설되는 방열봉으로 구성되되, 상기 방열봉의 둘레부에 다수개의 알루미늄 방열판이 더 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안인 냉각장치용 방열구조는, 외부공기와 접촉하여 열교환이 전달되는 방열부가 내부가 중공형성된 다수개의 방열봉에 의해 이루어지고, 또한 상기 방열봉의 둘레부에 다수개의 알루미늄 재질의 방열판이 결합되어 있음에 따라 외부공기와의 접촉면적이 최대화될 수 있음으로써, 방열효과가 크게 향상되고, 방열봉과 이 방열봉을 지지하는 냉각탱크부의 내부에 냉매체가 더 수용됨으로써 냉각팬과 같은 별도의 냉각도구 없이 방열효과가 이루어질 수 있어 설치작업성이 크게 향상되고 고른 방열이 이루어져 방열의 상승효과가 기대되며, 특히, 냉각탱크부와 방열봉이 하나의 몸체로 이루어졌기 때문에, 바로 냉매와 함께 기화하여 공기와 직접 접촉하여 방열됨으로써 냉각효과가 매우 크게 상승된다.

이하, 본 고안의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 고안을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2는 본 고안인 냉각장치용 방열구조의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 고안인 냉각장치용 방열구조의 다른 구성을 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 고안인 냉각장치용 방열구조의 또 다른 구성을 나타낸 구성단면도이다.

도시된 바와 같이 본 고안인 냉각장치용 방열구조는, 컴퓨터의 CPU나 LED를 이용한 조명등, 경광등의 내부 발열체에 접촉되어 발열체로부터 발산되는 열을 방열시키는 냉각장치용 방열구조에 관한 것으로서, 하면에 발열체의 상면과 면접촉하는 발열체 접촉부(11)가 일체로 형성되고 내부가 중공형성된 냉각탱크부(10)와, 상기 냉각탱크부(10)의 중공된 내부와 연통되도록 내부가 중공형성되며 상기 냉각탱크부(10)의 상단에 균등간격으로 다수개 입설되는 방열봉(20)으로 구성되되, 상기 방열봉(20)의 둘레부에 상기 방열봉(20)의 둘레면이 내측으로 끼워지는 다수개의 알루미늄 방열판(30)이 더 포함되어 이루어진다.

상기 냉각탱크부(10)와 방열봉(20)의 재질은 동재질로 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 방열봉(20)의 내면에 구리분말이나 카본, 바이오세라믹, 제올라이트 등 다공성 물질이 소결되어 코팅될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안인 냉각장치용 방열구조는, 발열체의 상단에 상기 냉각탱크부(10)의 하단에 형성된 발열체 접촉부(11)가 접촉되어 고정되는 것으로, 상기 발열체에 의해 발열되는 열이 상기 발열체 접촉부(11)에 의해 접촉되어 상기 냉각탱크부(10)에 전달되고, 이와 같이 냉각탱크부(10)에 전달되는 열은 다시 상기 냉각탱크부(10)의 상단에 다수개 균등간격으로 입설형성된 방열봉(20)에 전달 되면서 방열봉(20)의 열교환에 의해 방열효과가 이루어진다.

이와 같이 본 고안인 냉각장치용 방열구조는, 상기 냉각탱크부(10)와 방열봉(20)이 하나의 몸체로 이루어졌기 때문에, 바로 냉매와 함께 기화하여 공기와 직접 접촉하여 방열됨으로써 냉각효과가 매우 크게 상승된다.

특히, 본 고안인 냉각장치용 방열구조는, 외부의 공기와 접촉되어 열교환되는 상기 방열봉(20)의 형상이 봉형상으로 이루어져 있음으로써 외부의 공기와의 접촉면적이 고르게 이루어질 수 있어 방열봉(20)에 의한 방열효과가 크게 향상된다.

따라서, 종래 핀이나 판 형상으로 이루어진 방열판에 비해 열교환 효과가 매우 크게 작용할 수 있어 방열효과가 크게 향상될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 방열봉(20)의 둘레부에 다수개의 알루미늄 재질의 방열판(30)들이 더 결합되어 있음에 따라 방열효과가 극대화될 수 있는 것으로, 이와 같이 방열판(30)이 더 결합되면 외부와의 공기에 대한 접촉면적이 더욱 크게 작용되어 열교환효율이 크게 상승될 수 있어 방열효과가 향상된다.

상기 내부가 중공형성된 냉각탱크부(10)와 방열봉(20)의 내부에는 냉매체(40)가 더 수용될 수 있으며, 냉매체(40)로는 물이나 알콜, 냉매 등의 휘발성 물질로 이루어질 수 있는 것으로, 발열체와 직접적으로 접촉되는 냉각탱크부(10)의 내부에 냉매체(40)가 수용되어 있음으로써 열전도율이 빠르게 이루어져 방열효과가 크게 향상된다.

이에 따라 별도의 냉각팬과 같은 냉각도구 없이도 방열효과가 크게 향상될 수 있어 좁은 공간의 냉각장치를 설치함에 있어서 공간활용성을 크게 향상시킬 수 있다.

상기 방열봉(20)은 상기 냉각탱크부(10)의 하면에 균등간격으로 다수개 더 형성될 수 있는 것으로, 방열봉(20)이 상기 냉각탱크부(10)의 상면과 하면에 각각 구성되어 있음으로써 방열효과는 더욱 증대된다.

본 고안은 도시하고 설명한 것 이외에도 다양하게 변형실시가 가능한 것으로, 본 고안의 목적범위를 일탈하지 않는 한 변형되는 실시예들은 모두 본 고안의 권리범위에 포함되어 해석되어야 한다.

도 1은 종래 냉각장치용 방열판을 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 고안인 냉각장치용 방열구조의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 3은 본 고안인 냉각장치용 방열구조의 다른 구성을 나타낸 구성도이다.

도 4는 본 고안인 냉각장치용 방열구조의 또 다른 구성을 나타낸 구성단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 냉각탱크부 11 : 발열체 접촉부

20 : 방열봉 30 : 방열판

40 : 냉매체

Claims (1)

1. 컴퓨터의 CPU나 LED를 이용한 조명등, 경광등의 내부 발열체에 접촉되어 발열체로부터 발산되는 열을 방열시키는 냉각장치에 있어서,

   하면에 발열체의 상면과 면접촉하는 발열체 접촉부(11)가 일체로 형성되고 내부가 중공형성된 냉각탱크부(10)와; 상기 냉각탱크부(10)의 중공된 내부와 연통되도록 내부가 중공형성되며 상기 냉각탱크부(10)의 상단에 균등간격으로 다수개 입설되는 방열봉(20)으로 구성되되,

   상기 방열봉(20)의 둘레부에 상기 방열봉(20)의 둘레면이 내측으로 끼워지는 다수개의 방열판(30)이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각장치용 방열구조.

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