KR20150071844A - 컴퓨터용 수냉식 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치는, 컴퓨터 케이스의 내부에 구비된 메인 보드에 장착되는 중앙처리장치부를 냉각시키는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 있어서, 중앙처리장치의 상부에 배치되도록 메인 보드에 고정되며, 외부로부터 유입되는 냉각수를 이용하여 상기 중앙처리장치를 냉각시키는 냉각부와, 컴퓨터 케이스의 내부에 설치되며, 상기 컴퓨터 케이스 내 여러 위치의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서로 이루어진 온도 측정부와, 상기 온도 측정부로부터 전송 받은 상기 적어도 하나의 온도 센서의 온도 측정 결과를 통해 상기 냉각부를 제어하는 제어부 및 상기 온도 측정부로부터 전송 받은 온도 측정 결과를 포함하는 컴퓨터 상태 정보를 출력하거나, 사용자로부터 상기 냉각부와 상기 온도 측정부를 조작하는 제어 명령을 입력 받는 사용자 조작부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

컴퓨터용 수냉식 냉각장치{Water-cooled type cooling apparatus for computers}

본 발명은 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 간단한 구조로 중앙처리장치부를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터(Computer)는 전자 정보를 연산, 저장, 교환하는 전자 매체로서 현대 사회에서는 개인 또는 기업이 필수적으로 갖추어야 하는 전자 제품으로 변화되고 있다.

최근 들어 컴퓨터의 성능을 높이기 위해 컴퓨터에 사용되는 칩의 집적도를 높이고, 클럭 속도를 고속화하여 고성능의 프로세서를 출시하는 추세에 있다. 그러나, 클럭 속도를 고속화함으로써 중앙처리장치(Central processing unit, CPU) 및 기타 주변 칩(Chip)에서 발생하는 열이 증가할 수 밖에 없다. 특히, 동일한 크기의 칩에 기존보다 수십 내지 수천 배의 처리 용량 및 속도를 갖도록 제조하기 위해서는 더욱 많은 미세 회로가 실장되어야 하므로 같은 시간내에 처리 용량이 증가되면서 어쩔 수 없이 중앙처리장치에서의 발열량이 증가되게 되었고, 이로 인해 중앙처리장치에서 발생한 과도한 열에 의한 컴퓨터 시스템의 오동작과 시스템이 다운되는 현상이 잦아지고 있다. 따라서, 컴퓨터의 중앙처리장치를 냉각시키기 위한 냉각장치에 대한 관심이 증가하고 있다.

종래의 중앙처리장치 냉각장치는 냉각판을 부착한 중앙처리장치에 냉각팬을 설치하거나, 또는 전원공급장치의 케이스에 냉각팬을 설치한 공랭식 냉각장치가 주로 사용되는데, 근래에 들어 중앙처리장치의 데이터 처리 속도가 비약적으로 향상됨에 따라 중앙처리장치에서 발생하는 열이 증가함과 동시에 데이터 처리 속도의 향상과 함께 소비전력 역시 증가하여 그에 따른 전원공급장치의 발열 또한 증가됨으로써, 보다 효과적인 냉각장치의 개발이 요구되었다. 이와 같은 컴퓨터의 공랭식 냉각장치의 한계를 극복하기 위하여 보다 효과적인 냉각이 가능한 수냉식 냉각장치가 다수 제안되고 있으나, 그 구조가 복잡하고 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 보다 간단한 구조로 중앙처리장치부를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치가 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 컴퓨터 케이스 내 여러 위치에서 측정된 온도를 토대로 냉각부를 제어함으로써, 보다 간단한 구조로 중앙처리장치부를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치는, 컴퓨터 케이스의 내부에 구비된 메인 보드에 장착되는 중앙처리장치부를 냉각시키는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 있어서, 중앙처리장치의 상부에 배치되도록 메인 보드에 고정되며, 외부로부터 유입되는 냉각수를 이용하여 상기 중앙처리장치를 냉각시키는 냉각부와, 컴퓨터 케이스의 내부에 설치되며, 상기 컴퓨터 케이스 내 여러 위치의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서로 이루어진 온도 측정부와, 상기 온도 측정부로부터 전송 받은 상기 적어도 하나의 온도 센서의 온도 측정 결과를 통해 상기 냉각부를 제어하는 제어부 및 상기 온도 측정부로부터 전송 받은 온도 측정 결과를 포함하는 컴퓨터 상태 정보를 출력하거나, 사용자로부터 상기 냉각부와 상기 온도 측정부를 조작하는 제어 명령을 입력 받는 사용자 조작부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 냉각부는, 하부면이 상기 중앙처리장치의 상부면에 맞닿으며, 고정 장치를 통해 상기 메인 보드의 상부면에 고정되는 냉각 몸체와, 상기 냉각 몸체의 일측에 형성된 유입구로부터 상기 냉각 몸체의 일측 또는 타측에 형성된 유출구를 향해 관통하도록 형성된 냉각유로와, 상기 냉각유로 내에 삽입되며, 상기 유입구에 위치하는 냉각수 유입관과 상기 유출구에 위치하는 냉각수 유출관으로 이루어진 냉각수관 및 상기 냉각 몸체의 상부에 형성되며, 상기 냉각 몸체에 전달된 열을 외부로 발산하는 복수의 돌기로 이루어진 방열 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온도 측정부는, 상기 중앙처리장치부의 일측에 설치되며, 상기 중앙처리장치의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 상기 냉각수 유입관에 설치되며, 냉각수의 유입 온도를 측정하는 제2 온도 센서와, 상기 냉각수 유출관에 설치되며, 상기 냉각수의 유출 온도를 측정하는 제3 온도 센서 및 상기 메인 보드의 중앙부에 위치하며, 상기 컴퓨터 케이스의 내부의 온도를 측정하는 제4 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 따르면, 컴퓨터 케이스 내 여러 위치에서 측정된 온도를 토대로 냉각부를 제어함으로써, 보다 간단한 구조로 중앙처리장치부를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 따르면, 냉각부와 온도 측정부의 구조를 단순화함으로써, 종래의 컴퓨터 케이스에 간단히 부착하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 따르면, 사용자 조작부를 통해 컴퓨터 상태 정보를 쉽게 확인할 수 있고 냉각부와 온도 측정부를 용이하게 제어할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에서 냉각부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에서 냉각부의 단면 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에서 냉각부의 단면 구조를 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 컴퓨터용 수냉식 냉각장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치(1)는 냉각부(100), 온도 측정부(200), 제어부(300) 및 사용자 조작부(400)를 포함하여 구성될 수 있으며, 컴퓨터 케이스(C)의 내부에 구비된 메인 보드(M)에 장착되는 중앙처리장치부(10)를 냉각시킬 수 있다.

냉각부(100)는 중앙처리장치부(10)의 상부에 배치되도록 메인 보드(M)에 고정되며, 외부로부터 유입되는 냉각수를 이용하여 중앙처리장치부(10)를 냉각시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치(1)는 팬을 이용하여 공냉식으로 중앙처리장치부(10)를 냉각하는 냉각장치와는 다르게 냉각부(100)의 내부를 순환하는 냉각수에 의해 수냉식으로 냉각하는 장치이다. 냉각부(100)의 구조에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.

온도 측정부(200)는 컴퓨터 케이스(C)의 내부에 설치되며, 컴퓨터 케이스(C) 내 여러 위치의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서로 이루어질 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 측정부(200)는 중앙처리장치부(10)의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(210)와, 냉각수의 유입 온도를 측정하는 제2 온도 센서(220)와, 냉각수의 유출 온도를 측정하는 제3 온도 센서(230) 및 컴퓨터 케이스(C)의 내부의 온도를 측정하는 제4 온도 센서(240)로 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 제1 온도 센서(210)는 중앙처리장치부(10)의 일측에 설치되고, 제2 온도 센서(220)는 냉각수 유입관(131)에 설치되며, 제3 온도 센서(230)는 냉각수 유출관(132)에 설치되고, 제4 온도 센서(240)는 메인 보드(M)의 중앙부에 위치할 수 있다.

도 1 및 도 2에서는 중앙처리장치부(10)의 일측, 냉각수 유입관(131), 냉각수 유출관(132), 메인 보드(M)의 중앙부의 4 곳에 온도 센서들을 설치한 예를 들고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고, 온도 센서의 개수, 설치 위치 등은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

제어부(300)는 온도 측정부(200)로부터 전송 받은 적어도 하나의 온도 센서의 온도 측정 결과를 통해 냉각부(100)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 컴퓨터 케이스(C) 내 여러 위치에서 측정된 온도를 토대로 컴퓨터 케이스(C) 내부의 온도 상태는 물론, 냉각수의 온도, 냉각수의 순환 상태 등을 파악하고, 이를 토대로 냉각부(100)를 제어하여 냉각부(100)로 유입되는 냉각수의 온도, 유량, 시간 등을 조절할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치(1)는 컴퓨터 케이스(C) 내 여러 위치에서 측정된 온도를 토대로 냉각부(100)를 제어함으로써, 보다 간단한 구조로 중앙처리장치부(10)에 대한 냉각 효율을 증가시킬 수 있다.

사용자 조작부(400)는 온도 측정부(200)로부터 전송 받은 온도 측정 결과를 포함하는 컴퓨터 상태 정보를 출력하거나, 사용자로부터 냉각부(100)와 온도 측정부(200)를 조작하는 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 사용자 조작부(400)는 중앙처리장치부(10)의 온도는 물론, 컴퓨터 케이스(C)의 내부 온도, 냉각수 유입 온도, 냉각수 유출 온도, 냉각수 순환 상태 등에 대한 다양한 정보를 사용자에게 출력할 수 있다. 또한, 사용자는 사용자 조작부(400)를 통해 냉각부(100)로 유입되는 냉각수의 온도, 유량, 시간 등을 제어하거나 온도 측정부(200)의 측정 정밀도 등을 설정할 수 있다.

비록 자세히 도시되지는 않았으나, 사용자 조작부(400)는 컴퓨터 케이스의 내부 온도 등 컴퓨터 상태 정보를 표시하기 위해 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)와 같은 디스플레이부를 구비할 수 있다. 또한, 사용자 조작부(400)는 사용자로부터 다양한 제어 명령을 입력 받기 위한 키버튼(Key button)이나 터치 스크린(Touch screen)을 구비할 수도 있다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 냉각부(100)의 구조를 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에서 냉각부의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에서 냉각부의 단면 구조를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에서 냉각부의 단면 구조를 나타내는 평면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각부(100)는 냉각 몸체(110), 냉각유로(120), 냉각수관(130) 및 방열 몸체(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

냉각 몸체(110)는 대략 정육면체 형상으로 형성되고, 하부면이 중앙처리장치부(10)의 상부면(보다 정확하게는, 중앙처리장치 소자(CPU 소자)(11)가 내부에 장착된 중앙처리소자 소켓(CPU 소켓)(12)의 상부면)에 맞닿으며, 고정 장치(도시되지 않음)를 통해 메인 보드(M)의 상부면에 고정될 수 있다. 바람직하게는, 냉각 몸체(100)는 열전도율이 좋은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

냉각유로(120)는 냉각 몸체(110)의 일측에 형성된 유입구로부터 냉각 몸체(110)의 일측 또는 타측에 형성된 유출구를 향해 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 냉각유로(120)의 유입구와 유출구는 냉각 몸체(110)의 동일한 측면에 형성될 수도 있고, 다른 측면에 형성될 수도 있다. 본 발명에서는 컴퓨터 케이스(C)의 내부에서 상부 방향을 향하는 냉각 몸체(110)의 일측에 유입구와 유출구가 함께 형성된 예를 들고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

냉각수관(130)은 냉각유로(120) 내에 삽입되며, 유입구에 위치하는 냉각수 유입관(131)과 유출구에 위치하는 냉각수 유출관(132)으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 냉각수관(130)은 구리 재질로 이루어진 동파이프를 사용할 수 있다. 도 4 및 도 5에는 냉각유로(120)와 냉각수관(130)이 3 개의 변곡점(變曲點)을 가지는 형상으로 형성된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

방열 몸체(140)는 냉각 몸체(110)의 상부에 형성되며, 냉각 몸체(110)에 전달된 열을 외부로 발산하는 복수의 돌기로 이루어질 수 있다. 방열 몸체(140)에 형성된 복수의 돌기는 대기와 접촉하는 표면적을 증가시킴으로써 열이 발산되는 면적을 증가시킬 수 있는 효과를 가져올 수 있다. 바람직하게는, 방열 몸체(140)는 열전도율이 좋은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 도 3에서는 방열 몸체(140)가 냉각 몸체(110)와 일체로 형성된 예를 도시하고 있으나, 방열 몸체(140)는 냉각 몸체(110)와 별도로 제작되어 조립될 수도 있다.

이상, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 컴퓨터용 수냉식 냉각장치
10: 중앙처리장치부
100: 냉각부 200: 온도 측정부
300: 제어부 400: 사용자 조작부

Claims (3)

1. 컴퓨터 케이스의 내부에 구비된 메인 보드에 장착되는 중앙처리장치부를 냉각시키는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치에 있어서,
   중앙처리장치부의 상부에 배치되도록 메인 보드에 고정되며, 외부로부터 유입되는 냉각수를 이용하여 상기 중앙처리장치부를 냉각시키는 냉각부;
   컴퓨터 케이스의 내부에 설치되며, 상기 컴퓨터 케이스 내 여러 위치의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서로 이루어진 온도 측정부;
   상기 온도 측정부로부터 전송 받은 상기 적어도 하나의 온도 센서의 온도 측정 결과를 통해 상기 냉각부를 제어하는 제어부; 및
   상기 온도 측정부로부터 전송 받은 온도 측정 결과를 포함하는 컴퓨터 상태 정보를 출력하거나, 사용자로부터 상기 냉각부와 상기 온도 측정부를 조작하는 제어 명령을 입력 받는 사용자 조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각부는,
   하부면이 상기 중앙처리장치부의 상부면에 맞닿으며, 고정 장치를 통해 상기 메인 보드의 상부면에 고정되는 냉각 몸체;
   상기 냉각 몸체의 일측에 형성된 유입구로부터 상기 냉각 몸체의 일측 또는 타측에 형성된 유출구를 향해 관통하도록 형성된 냉각유로;
   상기 냉각유로 내에 삽입되며, 상기 유입구에 위치하는 냉각수 유입관과 상기 유출구에 위치하는 냉각수 유출관으로 이루어진 냉각수관; 및
   상기 냉각 몸체의 상부에 형성되며, 상기 냉각 몸체에 전달된 열을 외부로 발산하는 복수의 돌기로 이루어진 방열 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 온도 측정부는,
   상기 중앙처리장치부의 일측에 설치되며, 상기 중앙처리장치부의 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
   상기 냉각수 유입관에 설치되며, 냉각수의 유입 온도를 측정하는 제2 온도 센서;
   상기 냉각수 유출관에 설치되며, 상기 냉각수의 유출 온도를 측정하는 제3 온도 센서; 및
   상기 메인 보드의 중앙부에 위치하며, 상기 컴퓨터 케이스의 내부의 온도를 측정하는 제4 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터용 수냉식 냉각장치.

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