KR20100126959A - 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터 - Google Patents

병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스를 외부로부터 밀폐하되 크기와 형상이 서로 다른 다수의 방열핀 조립체를 병렬형으로 설치하고 발열부품으로부터 발생되는 열을 다수의 방열핀 조립체에 각각 전도하는 히트파이프를 포함하여 케이스 내부에 분진이 유입되는 것이 방지된 상태에서 발열부품의 냉각이 가능한 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터를 제공한다.
본 발명은 하나 이상의 발열부품이 실장되며, 발열부품의 상면에 밀착되도록 고정된 히트싱크를 포함한 인쇄회로기판, 상면에 종방향 또는 횡방향의 방열핀이 일정 간격 이격 배치되되서로 병렬로 배치되는 제1 및 제2방열핀 조립체, 발열부품 및 제1 및 제2방열핀 조립체를 열적으로 연결하는 히트파이프, 인쇄회로기판을 내부에 수용하되 제1 및 제2방열핀 조립체가 안착되는 상부 케이스와, 상부 케이스의 좌우 측부에 각각 조립되는 가이드 프레임을 포함하는 케이스, 가이드 프레임의 상단에 착탈식으로 조립되어 제1 및 제2방열핀 조립체를 둘러싸는 안전커버 및 상기 안전커버와 제1 및 제2방열핀 조립체 사이에 조립되는 서브 안전커버를 포함하는 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터를 개시한다.
이에 따라, 발열부품의 구동열 발생 정도 또는 중요도에 따라 다수의 병렬형 방열핀 조립체를 다양한 크기와 모양으로 형성하여 적용 가능함으로써 종래의 방열 구조에 비해 냉각 성능이 우수하고 열원에 따라 다수의 방열핀 조립체를 이용하는 만큼 방열 성능의 향상으로 인해 방열 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.
발열부품, 방열핀 조립체, 산업용 컴퓨터, 히트싱크, 히트파이프

Description

병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터{NATURAL　COOLING TYPE INDUSTRIAL COMPUTER USING MULTIPLE HEAT PIN ASSEMBLY}
본 발명은 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스를 외부로부터 밀폐하되 크기와 형상이 서로 다른 다수의 방열핀 조립체를 병렬형으로 설치하고 발열부품으로부터 발생되는 열을 다수의 방열핀 조립체에 각각 전도하는 히트파이프를 포함하여 케이스 내부에 분진이 유입되는 것이 방지된 상태에서 발열부품의 냉각이 가능한 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터에 관한 것이다.
일반적인 산업용 컴퓨터는 중앙처리장치(CPU), 그래픽카드 및 파워서플라이 등의 발열부품을 냉각하기 위한 냉각장치를 포함한다. 특히, 산업용 컴퓨터는 산업현장의 자동화 기기들을 제어 및 감시해야 하기 때문에 24시간 365일 동안 높은 가용성이 요구된다. 통상적인 산업용 컴퓨터의 냉각 방식으로는 다수의 냉각팬을 이용한 강제 냉각 방식과 열전달장치를 이용한 자연 냉각 방식으로 나누어 볼 수 있다.
상술한 종래 냉각팬을 이용한 강제 냉각 구조에서는 주로 강제 대류 방식으 로 발열부품을 냉각하며, 케이스에 외부로 관통하는 다량의 공기 입출구를 형성해야 하기 때문에 먼지가 많은 산업 현장에 사용 시 케이스 내부로 먼지가 다량으로 유입되는 문제점이 있다. 냉각팬의 회전에 의한 공기 유입으로 내부에 먼지가 쌓이게 되면 산업용 컴퓨터의 성능이 저하될 수 있으며, 먼지로 인한 냉각팬 고장으로 산업용 컴퓨터의 방열 시스템에 문제가 생길 수 있다.
한편, 종래 히트파이프를 이용한 자연 냉각 방식의 방열 구조는 히트파이프의 일단을 발열부품에 연결하고 타단을 케이스 외부에 별도로 설치된 방열핀 조립체에 연결하는 구조로 냉각팬을 이용한 냉각 방식의 문제점을 해결하고 있다. 그러나 종래의 자연 냉각 방식의 방열 구조는 통상적으로 하나의 일체형 방열핀 조립체를 사용하기 때문에, 방열핀 조립체에 형성된 방열핀의 두께, 방열핀의 면적, 방열핀 사이의 간격, 방열핀의 개수 등의 설계 변형만이 가능하기 때문에 냉각 성능을 향상시키는데 한계가 있었다. 즉, 열원의 발열량에 따라 방열핀 조립체의 열 함축용량만큼 모든 열을 축척 후 열을 방출시키는 냉각 구조를 가지기 때문에 외부로 노출된 방열핀이 효율적인 열 방출을 하지 못하므로 보다 많은 방열 면적이 요구되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 방열 구조는 방열핀 조립체에다수의 히트파이프가 연결된 경우 히트파이프와 열적으로 접촉된 부분 마다 방열핀의 온도분포가 서로 상이하여 전체적으로 방열이 효율적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 방열구조에 따르면 랙 마운트 타입, 박스 타입 및 데스크탑 타입 등 산업용 컴퓨터의 종류에 따라 다양한 방열핀을 사용해야 하므로 구조적으로 활용이 제한적이기 때문에 방열핀의 설계를 위한 비용 부담의 문제점이 있으며, 주 로 방열핀이 외부로 노출된 상태로 설치되기 때문에 사용자의 손이 방열핀의 고온에 닿을 경우 다칠 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히 케이스를 외부로부터 밀폐하되 크기와 형상이 서로 다른 다수의 방열핀 조립체를 병렬형으로 설치하고 발열부품으로부터 발생되는 열을 다수의 방열핀 조립체에 각각 전도하는 히트파이프를 포함하여 케이스 내부에 분진이 유입되는 것이 방지된 상태에서 발열부품의 냉각이 가능한 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터는 하나 이상의 발열부품(111, 211)이 실장되며, 상기 발열부품(111, 211)의 상면에 밀착되도록 고정된 히트싱크(113)를 포함한 인쇄회로기판(110, 210),
하면에는 체결부재를 매개로 케이스(120)와 일체로 조립되는 다수의 체결공(131a, 132a)이 형성되고, 상면에는 종방향 또는 횡방향의 방열핀(131b, 132b)이 일정 간격 이격 배치되되, 서로 병렬로 배치되는 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132),
일측(140a)이 상기 발열부품(111, 112) 또는 상기 히트싱크(113)에 고정되고 타측(140b)이 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)에 각각 고정되어 상기 발열부품(111, 112) 및 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)를 열적으로 연결하는 히트파이프(140),
상기 인쇄회로기판(110, 210)을 내부에 수용하되, 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)가 안착되되 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)에 의해 밀폐되는 다수의 개구된 윈도우(w1)를 갖는 바닥부(121a) 및 상기 바닥부(121a)의 좌우 측변으로부터 각각 돌출 형성된 날개부(121b, 121c)를 갖는 상부 케이스(121)와, 상기 상부 케이스(121)의 좌우 측부에 각각 조립되되 상기 바닥부(121a)를 감싸는 제1면(122a)과 상기 제1면(122a)으로부터 절곡 형성되어 상기 상부 케이스(121)의 날개부(121b, 121c)를 감싸는 제2면(122b)을 갖는 가이드 프레임(122)을 포함하는 케이스(120),
상기 상부 케이스(121)의 바닥부(121a)에 대향하는 전면부(161) 및 상기 전면부(161)의 양측변으로부터 각각 절곡되되 상기 가이드 프레임(122)의 상단에 착탈식으로 조립되는 측면부(162)로 이루어져 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)를 둘러싸는 안전커버(160) 및
상기 안전커버(160)와 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132) 사이에 조립되되, 상기 전면부(161)에 대향하는 제1면(171)과 상기 제1면(171)으로부터 절곡 형성되어 상기 안전커버(160)의 측면부(162)에 조립되는 제2면(172)으로 이루어져 상기 안전커버(160)와의 사이에서 공기순환 통로를 제공하는 서브 안전커 버(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발열부품(111, 112) 또는 상기 히트싱크(113)의 상면에 고정되는 제1전열부재(151) 및 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)의 하면에 각각 일체로 고정되는 제2 및 제3전열부재(152, 153)를 더 포함하며, 상기 제1 전열부재(151) 및 상기 제2 및 제3전열부재(152, 153)에는 각각 상기 히트파이프(140)가 관통되는 관통구(150a)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)의 하면에는 상기 히트파이프(140)의 삽입을 안내하는 가이드홈(131c, 132c)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 케이스(120)는 상기 가이드 프레임(122)의 하단에 각각 조립되는 제1 및 제2측부 케이스(124, 125) 및 상기 바닥부(121a)의 전후 측부에 각각 조립되는 제3 및 제4측부 케이스(126, 127)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 히트파이프(140)는 상기 발열부품(111, 112) 중 어느 하나의 발열부품(111)과 상기 제1방열핀 조립체(131) 사이에 열적으로 연결되는 제1히트파이프(141), 상기 어느 하나의 발열부품(111)과 상기 제2방열핀 조립체(132) 사이에 열적으로 연결되는 제2히트파이프(142) 및 상기 발열부품(111, 112) 중 다른 하나의 발열부품(112)과 상기 제1방열핀 조립체(131) 또는 상기 제2방열핀 조립체(132) 중 어느 하나에 열적으로 연결되는 제3히트파이프(143)로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴 퓨터는 발열부품의 구동열 발생 정도 또는 중요도에 따라 다수의 병렬형 방열핀 조립체를 다양한 크기와 모양으로 형성하여 적용 가능함으로써 종래의 방열 구조에 비해 냉각 성능이 우수하고 열원에 따라 다수의 방열핀 조립체를 이용하는 만큼 방열 성능의 향상으로 인해 방열 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 방열핀 조립체가 상부 케이스의 일면에 부분적으로 설치되므로 방열핀 조립체의 면적이 감소되기 때문에 제작이 용이해지며, 케이스의 일면에 방열핀이 전체적으로 설치되는 종래의 방열 구조에 비해 보다 가볍고 경제적인 산업용 컴퓨터를 제공 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 안전커버가 방열핀 조립체의 외주연을 감싸도록 이루어지므로 사용자의 손이 방열핀 조립체와 직접 닿는 것을 방지하여 방열핀 조립체의 고온 접촉에 따른 안전사고를 예방할 수 있고, 안전커버와 서브 안전커버 사이에 제공되는 공기순환 통로를 통해 방열핀 조립체의 열을 자연냉각시킴으로써 방열효율이 보다 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 히트파이프와 다수 개로 이루어진 방열핀 조립체를 통해 케이스의 내부가 외부와 열적으로 연통되는 방열 구조를 채용할 수 있고, 외부로부터의 먼지 유입 또는 냉각팬으로 인한 분진 발생을 방지한 상태에서 발열부품의 방열이 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자연냉각 방식의 방열구조로 케이스와 방열핀 조립체를 매개로 하여 외부로부터 완전한 밀폐 공간을 형성할 수 있으므로 산업 현장의 먼지 등으로 인한 기능 저하와 부품의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하에서 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터에 대해서 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터를 나타낸 부분 분리사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터를 다른 각도에서 바라본 부분 조립사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터 중 방열핀 조립체를 저면에서 바라본 사시도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터(100)는 하나 이상의 발열부품(111, 112)이 실장된 다수의 인쇄회로기판(110)과, 인쇄회로기판(110)을 내부에 수용하는 케이스(120)와, 케이스(120)에 설치되는 방열핀 조립체(130)와, 발열부 품(111, 112)과 방열핀 조립체(130)를 열적으로 연결시키는 히트파이프(140), 발열부품(111)과 히트파이프(140) 또는 방열핀 조립체(130)와 히트파이프(140) 사이에 각각 연결되는 전열부재(150) 및 방열핀 조립체(130)를 감싸는 안전커버(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 인쇄회로기판(110)은 산업용 컴퓨터(100)를 구동하는 주요 부품들이 실장된 상태로 하술할 케이스(120) 내부에 조립된다. 인쇄회로기판(110) 상에는 중앙처리장치(CPU), 그래픽카드 및 파워서플라이 등 적어도 하나 이상의 발열부품(111, 112)이 실장된다. 발열부품(111, 112)은 구동하는 동안에 비교적 높은 열을 방출하기 때문에 필요에 따라 상면에 히트싱크(113)를 설치하여 구동열을 식힐 수 있도록 이루어진다. 또한, 본 발명에 따르면 발열부품(111, 112)은 하술할 히트파이프(140)를 매개로 하여 방열핀 조립체(130)와 열적으로 연결되며, 이에 따라 발열부품(111, 112)의 구동열이 방열핀 조립체(130)를 통해 외부로 방출된다.
상기 케이스(120)는 내부에 인쇄회로기판(110)을 설치 및 수용하도록 이루어지며 하술할 방열핀 조립체(130)와의 조립을 통해 외부로부터 내부 공간이 완전히 밀폐되는 구조로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 케이스(120)는 상부 케이스(121), 가이드 프레임(122), 제1 내지 제4 측부 케이스(124 내지 127) 및 하부 케이스(128)를 포함한다. 먼저, 상부 케이스(121)는 다수의 개구된 윈도우(w1)를 갖는 바닥부(121a)와 바닥부(121a)의 좌우 측부에 각각 돌출 형성된 날개부(121b, 121c)로 이루어진다. 바닥부(121a)에는 하술할 방열핀 조립체(130)가 안착 되며 이를 위해 바닥부(121a)는 용기 형태로 이루어질 수 있다. 상부 케이 스(121)의 윈도우(w1)는 방열핀 조립체(130)로부터 밀폐되어 외부의 이물질이 케이스(120) 내부로 유입되는 것이 방지될 수 있다. 가이드 프레임(122)은 상부 케이스(121)와 제1 및 제2측부 케이스(124, 125)의 조립을 위한 것으로, 바닥부(121a)를 감싸는 제1면(122a)과 제1면(122a)으로부터 절곡 형성되어 상부 케이스(121)의 날개부(121b, 121c)를 각각 감싸는 제2면(122b)을 포함한다. 한편, 제1 및 제2측부 케이스(124, 125)는 가이드 프레임(122)의 하단에 각각 조립되고, 제3 및 제4측부 케이스(126, 127)는 바닥부(121a)의 전후 측부에 각각 조립된다. 즉, 케이스(120)는 상부 케이스(121), 제1 내지 제4 측부 케이스(124 내지 127) 및 하부 케이스(128)과 방열핀 조립체(130)와의 사이에서 밀폐 공간을 형성하도록 이루어진다.
상기 방열핀 조립체(130)는 케이스(120)를 외부로부터 밀폐시키며, 하술할 히트파이프(140)를 매개로 발열부품(111, 112)으로부터 발생되는 구동열을 냉각시키는 역할을 한다. 보다 상세하게 설명하면, 방열핀 조립체(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(121)의 일측에 안착되는 제1방열핀 조립체(131) 및 제1방열핀 조립체(131)와 병렬로 배치되도록 상부 케이스(121)의 타측에 안착되는 제2방열핀 조립체(132)로 이루어질 수 있다. 제1방열핀 조립체(131)와 제2방열핀 조립체(132)는 각각, 연결되는 발열부품(111, 112)의 열원에 따라 서로 다른 크기와 모양으로 이루어질 수 있으며, 발열부품(111, 112)의 열원에 따라 서로의 크기 비율이 1:1, 1:2로 이루어질 수도 있으나 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 또한, 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)는 각각, 나사 등과 같은 체결부재(미도시)를 매개로 상부 케이스(121)와 일체로 조립되기 위해 형성된 다수의 체결공(131a, 132a)을 하면에 포함한다. 제1방열핀 조립체(131)의 상면에는 종방향의 방열핀(131b)이 일정 간격 이격 배치되며, 제2방열핀 조립체(132)의 상면에는 횡방향의 방열핀(132b)이 일정 간격 이격 배치되도록 이루어진다. 이에 따라 방열핀 조립체(130)는 상면에 형성된 방열핀(131b, 132b)을 통해 발열부품(111, 112)의 구동열을 냉각할 수 있다. 또한, 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)의 하면에는 전열부재(150)가 일체로 조립되며, 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132) 중 전열부재(150)의 외주연에는 히트파이프(140)의 삽입을 안내하는 가이드홈(131c, 132c)이 각각 형성될 수 있다. 본 발명에서는 상부 케이스(121)에 두 개의 방열핀 조립체(130)가 설치된 것으로 되어 있으나, 필요에 따라 세 개 또는 그 이상의 방열핀 조립체(130)가 케이스(120) 중 어느 일면에 더 설치될 수도 있으며 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)는 방열 성능이 우수한 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 그에 등가하는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따르면, 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)는, 다수의 히트파이프(140)를 통해 전달된 열을 방열핀(131b, 132b)을 통해 발열부품의 열원에 따라 각각 분산시켜 냉각 가능하며, 케이스(120)의 일면에 전체적으로 형성되는 종래의 방열부재와는 달리 상부 케이스(121)의 일면에 부분적으로 설치되기 때문에 보다 경량화된 산업용 컴퓨터(100)를 제공할 수 있다.
상기 히트파이프(140)는 발열부품(111, 112)과 방열핀 조립체(130)를 열적으로 연결하기 위한 것으로, 발열부품(111, 112) 또는 히트싱크(113)에 고정되는 일측(140a)과 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)에 각각 고정되는 타측(140b)을 포 함하여 이루어질 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 히트파이프(140)는 발열부품(111, 112) 또는 히트싱크(113) 및 방열핀 조립체(130)에 각각 면 접촉되는 전열부재(150)를 매개로 고정된다. 히트파이프(140)는 어느 하나의 발열부품(111)과 제1방열핀 조립체(131) 사이를 열적으로 연결하는 제1히트파이프(141), 어느 하나의 발열부품(111)과 제2방열핀 조립체(132) 사이를 열적으로 연결하는 제2히트파이프(142) 및 다른 하나의 발열부품(112)과 제2방열핀 조립체(132) 사이를 열적으로 연결하는 제3히트파이프(143)로 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명은 비교적 구동열이 많이 발생되는 발열부품(111)에는 제1 및 제2히트파이프(141, 142)를 동시에 연결하여 다수의 방열핀 조립체(130)를 통해 구동열을 냉각시키고, 상대적으로 구동열이 적게 발생되는 발열부품(112)에는 제3히트파이프(143) 하나만을 연결하여 구동열을 효율적으로 냉각할 수 있다. 히트파이프(140)는 하술할 전열부재(150)를 매개로 발열부품(111, 112)과 방열핀 조립체(130) 사이에 연결될 수 있다. 히트파이프(140)는 열전도성이 강한 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 또는 이에 등가하는 재질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 전열부재(150)는 발열부품(111, 112)과 방열핀 조립체(130)에 각각 면 접촉되도록 설치되어 히트파이프(140)를 고정시킨다. 보다 상세하게 설명하면, 전열부재(150)는 발열부품(111, 112) 또는 이에 적층된 히트싱크(113)에 면접촉되도록 설치되는 제1전열부재(151)와 방열핀 조립체(130)의 하면에 각각 면접촉되도록 일체로 설치되는 제2 및 제3전열부재(152, 153)을 포함한다. 이러한 전열부재(150)는 히트파이프(140)가 관통될 수 있도록 중심부에 적어도 하나 이상 설치된 관통 구(150a)를 포함한다.
상기 안전커버(160)는 방열핀 조립체(130)의 상면에 형성된 방열핀(131b, 132b)을 감싸도록 케이스(120)에 착탈식으로 조립된다. 즉, 안전커버(160)는 상부 케이스(121)의 바닥부(121a)에 대향하는 전면부(161) 및 전면부(161)의 양측변으로부터 각각 절곡되는 측면부(162)를 포함한다. 이때, 측면부(162)는 가이드 프레임(122)의 상단에 착탈식으로 조립 가능하다. 안전커버(160)는 고온의 방열핀 조립체(130)를 감싸도록 이루어져 사용자의 손이 방열핀 조립체(130)에 직접 닿는 것을 방지하는 역할을 한다. 한편, 안전커버(160)의 전면부(161) 또는 측면부(162)에는 다수의 개구된 윈도우(w2)가 등간격으로 이격 배치되어 방열핀 조립체(130)를 둘러싸는 공간에서 외부의 공기가 순환될 수 있도록 하여 방열핀 조립체(130)를 자연 냉각시킴으로써 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 의하면, 안전커버(160)의 측면부(162)에는 하술할 서브 안전커버(170)가 더 조립되며, 이에 따라 안전커버(160)와 서브 안전커버(170) 사이에 공기순환 통로가 제공되어 방열핀 조립체(130)로부터 방출되는 열을 보다 빨리 식힐 수 있게 된다.
상기 서브 안전커버(170)는 방열핀 조립체(130)의 상부와 안전커버(160) 사이에 조립된다. 즉, 서브 안전커버(170)는 안전커버(160)의 전면부(161)에 대향하는 제1면(171)과 제1면(171)으로부터 절곡 형성되어 안전커버(160)의 측면부(162)에 조립되는 제2면(172)으로 이루어진다. 서브 안전커버(170)는 상술한 바와 같이 안전커버(160)와의 사이에서 공기순환 통로를 제공하여 방열핀 조립체(130)의 열을 공기 순환을 이용하여 자연냉각시킬 수 있다. 서브 안전커버(170)의 제1면(171)에 는 다수의 윈도우(w3)가 등간격으로 이격 배치되도록 형성되어 방열핀 조립체(130)와 공기순환 통로(S)가 연통하도록 이루어진다. 따라서, 방열핀 조립체(130)를 통한 방열이 보다 효율적으로 이루어질 수 있으며, 사용자의 손이 고온 접촉으로 인해 다치는 안전 사고를 예방할 수 있게 된다.
다음으로 실험 데이터를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터(100)의 냉각 효율에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4a에는 종래 일체형 방열핀으로 이루어진 산업용 컴퓨터(대한민국 특허 출원 제10-2008-134743호)의 45℃ 챔버 방열 시험 결과를 나타낸 도면이 도시되어 있고, 도 4b에는 본 발명의 산업용 컴퓨터(100)를 이용한 45℃ 챔버 방열 시험 결과를 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 종래 산업용 컴퓨터 중 CPU는 45℃ 챔버 방열 시험에서 78.2℃의 온도를 기록하였으나 본 발명의 산업용 컴퓨터(100) 중 CPU는 63.3℃의 온도를 기록하였다. 또한, 종래 산업용 컴퓨터 중 HDD는 45℃ 챔버 방열 시험에서 61.9℃의 온도를 기록하였으나 본 발명의 산업용 컴퓨터(100) 중 HDD는 51.9℃의 온도를 기록하였다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 산업용 컴퓨터(100)는 45℃ 챔버 방열 시험 결과 종래의 일체형 방열핀으로 이루어진 산업용 컴퓨터에 비하여 전체적으로 부품 온도가 10% 절감되는 효과가 있는 것을 확인 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터(100)는 케이스(120)와 방열핀 조립체(130)를 매개로 하여 외부로부터 완전한 밀폐 공간을 형성할 수 있으므로 산업 현장의 먼지 등으로 인한 기능 저하와 부품의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 방열핀 조립체(130)를 통해 발열부품(111, 112)의 구동열을 충분히 냉각시킬 수 있기 때문에 별도의 냉각팬을 설치하지 않아도 되는 이점이 있다. 도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이, 산업용 컴퓨터(100)는 발열부품(111, 112)과 케이스(120)를 밀폐시키는 방열핀 조립체(130) 사이를 열적으로 연결하는 히트파이프(140)를 통해 발열부품(111, 112)의 구동열을 냉각시킨다. 여기서 방열핀 조립체(130)는 상면에 형성된 방열핀(131b, 132b)을 통해 히트파이프(140)에서 전달된 구동열을 외부에 효율적으로 방출시킬 수 있다. 히트파이프(140)는 발열부품(111, 112)에서 발생되는 구동열의 차이 또는 발열부품(111, 112)의 중요성에 따라 하나의 발열부품(111, 112)에 두 개 이상 연결될 수 있으며, 하나의 발열부품(111, 112)에 연결된 각각의 히트파이프(140)는 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)에 각각 하나씩 연결될 수 있다. 따라서, 산업용 컴퓨터(100)는 케이스(120)와 방열핀 조립체(130)에 의해 내부 공간이 밀폐되더라도 히트파이프(140)와 다수 개로 이루어진 방열핀 조립체(130)를 통해 케이스(120)의 내부가 외부와 열적으로 연통되는 방열 구조를 채용할 수 있고, 외부로부터의 먼지 유입 또는 냉각팬으로 인한 분진 발생을 방지한 상태에서 발열부품(111, 112)의 방열이 가능하도록 구성된다.
상술한 본 발명은 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132) 각각이 상부 케이 스(121)의 일면에 부분적으로 설치되며, 열원에 따라 다수의 방열핀 조립체를 이용하는 만큼 방열 성능의 향상으로 인해 종래에 비하여 전체적인 방열핀 조립체(130)의 방열 면적이 감소된다. 따라서, 외부 케이스의 일면에 방열핀 조립체가 일체형으로 설치되는 종래의 방열 구조에 비해 보다 가볍고 경제적이며 방열효율이 향상되는 산업용 컴퓨터(100)를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 안전커버(160)가 방열핀 조립체(130)의 외주연을 감싸도록 이루어지므로 사용자의 손이 방열핀 조립체(130)와 직접 닿는 것을 방지하여 방열핀 조립체(130)의 고온 접촉에 따른 안전사고를 예방할 수 있고, 안전커버(160)와 서브 안전커버(170) 사이에 제공되는 공기순환 통로(S)를 통해 방열핀 조립체(130)의 열을 자연냉각시킴으로써 방열효율이 보다 향상된 산업용 컴퓨터(100)를 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터의 부분 분리사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터를 다른 각도에서 바라본 부분 조립사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 컴퓨터 중 방열핀 조립체를 저면에서 바라본 사시도.
도 4a는 종래 일체형 방열핀으로 이루어진 산업용 컴퓨터의 45℃ 챔버 방열 시험 결과를 나타낸 도면.
도 4b는 본 발명의 산업용 컴퓨터를 이용한 45℃ 챔버 방열 시험 결과를 나타낸 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 산업용 컴퓨터 110 : 인쇄회로기판
111, 112 : 발열부품 113 : 히트싱크
120 : 케이스 121 : 상부케이스
122 : 가이드 프레임 130 : 방열핀 조립체
140 : 히트파이프 150 : 전열부재
160 : 안전커버 170 : 서브 안전커버

Claims (5)

  1. 하나 이상의 발열부품(111, 211)이 실장되며, 상기 발열부품(111, 211)의 상면에 밀착되도록 고정된 히트싱크(113)를 포함한 인쇄회로기판(110, 210);
    하면에는 체결부재를 매개로 케이스(120)와 일체로 조립되는 다수의 체결공(131a, 132a)이 형성되고, 상면에는 종방향 또는 횡방향의 방열핀(131b, 132b)이 일정 간격 이격 배치되되, 서로 병렬로 배치되는 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132);
    일측(140a)이 상기 발열부품(111, 112) 또는 상기 히트싱크(113)에 고정되고 타측(140b)이 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)에 각각 고정되어 상기 발열부품(111, 112) 및 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)를 열적으로 연결하는 히트파이프(140);
    상기 인쇄회로기판(110, 210)을 내부에 수용하되, 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)가 안착되되 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)에 의해 밀폐되는 다수의 개구된 윈도우(w1)를 갖는 바닥부(121a) 및 상기 바닥부(121a)의 좌우 측변으로부터 각각 돌출 형성된 날개부(121b, 121c)를 갖는 상부 케이스(121)와, 상기 상부 케이스(121)의 좌우 측부에 각각 조립되되 상기 바닥부(121a)를 감싸는 제1면(122a)과 상기 제1면(122a)으로부터 절곡 형성되어 상기 상부 케이스(121)의 날개부(121b, 121c)를 감싸는 제2면(122b)을 갖는 가이드 프레임(122)을 포함하는 케이스(120);
    상기 상부 케이스(121)의 바닥부(121a)에 대향하는 전면부(161) 및 상기 전면부(161)의 양측변으로부터 각각 절곡되되 상기 가이드 프레임(122)의 상단에 착탈식으로 조립되는 측면부(162)로 이루어져 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)를 둘러싸는 안전커버(160); 및
    상기 안전커버(160)와 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132) 사이에 조립되되, 상기 전면부(161)에 대향하는 제1면(171)과 상기 제1면(171)으로부터 절곡 형성되어 상기 안전커버(160)의 측면부(162)에 조립되는 제2면(172)으로 이루어져 상기 안전커버(160)와의 사이에서 공기순환 통로를 제공하는 서브 안전커버(170)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열부품(111, 112) 또는 상기 히트싱크(113)의 상면에 고정되는 제1전열부재(151) 및 상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)의 하면에 각각 일체로 고정되는 제2 및 제3전열부재(152, 153)를 더 포함하며,
    상기 제1 전열부재(151) 및 상기 제2 및 제3전열부재(152, 153)에는 각각 상기 히트파이프(140)가 관통되는 관통구(150a)가 형성된 것을 특징으로 하는 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2방열핀 조립체(131, 132)의 하면에는 상기 히트파이프(140)의 삽입을 안내하는 가이드홈(131c, 132c)이 형성된 것을 특징으로 하는 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스(120)는,
    상기 가이드 프레임(122)의 하단에 각각 조립되는 제1 및 제2측부 케이스(124, 125) 및 상기 바닥부(121a)의 전후 측부에 각각 조립되는 제3 및 제4측부 케이스(126, 127)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트파이프(140)는,
    상기 발열부품(111, 112) 중 어느 하나의 발열부품(111)과 상기 제1방열핀 조립체(131) 사이에 열적으로 연결되는 제1히트파이프(141), 상기 어느 하나의 발열부품(111)과 상기 제2방열핀 조립체(132) 사이에 열적으로 연결되는 제2히트파이프(142) 및 상기 발열부품(111, 112) 중 다른 하나의 발열부품(112)과 상기 제1방열핀 조립체(131) 또는 상기 제2방열핀 조립체(132) 중 어느 하나에 열적으로 연결되는 제3히트파이프(143)로 이루어진 것을 특징으로 하는 병렬형 방열핀 조립체를 이용한 자연냉각 방식의 산업용 컴퓨터.
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