KR20210099247A - 사이클론 현상을 이용한 방열 장치 및 방법 - Google Patents

사이클론 현상을 이용한 방열 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

사이클론(cyclone) 현상을 이용한 방열 장치는, 하나 이상의 발열 부품이 수용된 케이싱(casing); 및 상기 케이싱 내부에 위치하며, 외부 공기를 상기 발열 부품에 공급하기 위한 하나 이상의 사이클론 모듈을 포함한다. 이때, 상기 사이클론 모듈은, 원뿔 형상의 몸체를 포함하여, 상기 몸체 내부로 유입된 공기가 사이클론 현상에 의하여 상기 몸체 내부를 선회하는 동안 외부 공기에 포함된 불순물을 포집하도록 구성된다. 상기 사이클론 현상을 이용한 방열 장치는, 흡입된 외부 공기에서 사이클론 현상을 이용하여 먼지 등 불순물을 걸러내고 신선한 공기만을 발열 부품에 공급하도록 구성되어, 키오스크(KIOSK) 장치 내부의 발열원 등에 대한 방열을 수행할 수 있으며, 먼지 제거를 위한 필터를 필요로 하지 않으므로 필터의 구비 및 유지 보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Description

사이클론 현상을 이용한 방열 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HEAT DISSIPATION USING CYCLON PHENOMENON}
실시예들은 사이클론(cyclone) 현상을 이용한 방열 장치 및 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 외부에서 흡입한 공기로부터 사이클론 현상을 이용하여 먼지 등 불순물을 걸러내고 신선한 공기를 발열 부품에 공급함으로써, 별도의 필터가 없이도 외기의 먼지를 차단하면서 회로 부품과 같은 발열원에 대한 냉각 및 방열을 수행하는 장치 관련 기술에 대한 것이다.
키오스크(KIOSK) 장치는 주로 개방된 장소에서 무인화되어 운영되는 컴퓨터화된 자동화 기기를 지칭하는 것으로서, 키오스크 장치는 사용자에게 정보를 표시하기 위하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 전계발광 디스플레이(Organic Electro Luminescence Display), 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT) 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등과 같은 표시 수단을 내장하고 있는 것이 일반적이다.
이러한 키오스크 장치의 심각한 문제 중 하나가 방열 문제이다. 종래의 키오스크 장치들은 환기 구멍 및 팬(fan) 등을 이용하여 방열 문제를 해결하고자 하고 있으나, 이 경우 사용 기간에 따라 환기 시 유입된 먼지가 장치 내부에 쌓임으로써, 방열 성능이 저하되고 전기적인 단락이나 합선이 발생하는 등에 따른 위험에 노출되는 문제가 발생한다.
먼지 문제를 해결하기 위해서는, 청소 등을 포함한 잦은 유지 보수를 시행하거나, 또는 필터를 이용하여 먼지 유입을 차단하는 방법을 사용할 수 있다. 그러나, 잦은 유지 보수를 시행하는 것은 장치의 운용 주체에게 불편과 부담이 되고, 또한 필터라는 추가 부품을 사용하는 것은 제품 비용의 상승으로 이어지므로 고객에게 부담을 주는 문제가 있다.
한국등록특허공보 제 10-1441622호
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부에서 흡입한 공기로부터 사이클론(cyclone) 현상을 이용하여 먼지 등 불순물을 걸러내고 신선한 공기를 발열 부품에 공급함으로써, 키오스크(KIOSK) 장치 내부의 회로 부품과 같은 발열원에 대한 냉각 및 방열을 수행할 수 있고, 별도의 필터가 없이도 외기의 먼지를 차단할 수 있는 방열 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론(cyclone) 현상을 이용한 방열 장치는, 하나 이상의 발열 부품이 수용된 케이싱(casing); 및 상기 케이싱 내부에 위치하며, 외부 공기를 상기 발열 부품에 공급하기 위한 하나 이상의 사이클론 모듈을 포함한다. 이때, 상기 사이클론 모듈은, 원뿔 형상의 몸체를 포함하여, 상기 몸체 내부로 유입된 공기가 사이클론 현상에 의하여 상기 몸체 내부를 선회하는 동안 외부 공기에 포함된 불순물을 포집하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 사이클론 모듈은, 상기 원뿔 형상의 측면에 위치하도록 상기 몸체에 형성되며 외부 공기가 상기 몸체 내부로 주입되기 위한 주입구; 상기 원뿔 형상의 바닥면에 위치하도록 상기 몸체에 형성되며 상기 몸체 내부를 선회한 공기가 배출되기 위한 제1 배출구; 및 상기 원뿔 형상의 꼭지점에 위치하도록 상기 몸체에 형성되며 상기 몸체 내에서 포집된 불순물이 배출되기 위한 제2 배출구를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 사이클론 모듈은, 상기 주입구 및 상기 제2 배출구가 상기 케이싱의 외부를 향하며 상기 제1 배출구가 상기 발열 부품을 향하도록 상기 케이싱 내부에 배치된다.
일 실시예에 따른 사이클론 현상을 이용한 방열 장치는, 상기 케이싱의 표면에 위치하며, 외부 공기를 상기 사이클론 모듈에 공급하기 위한 하나 이상의 팬(fan)을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방열 장치는 외부 공기의 불순물을 거르기 위한 필터를 포함하지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사이클론 현상을 이용한 방열 방법은, 하나 이상의 발열 부품, 및 원뿔 형상의 몸체를 포함하는 사이클론 모듈이 수용된 케이싱 내로 외부 공기를 공급하는 단계; 외부 공기를 상기 사이클론 모듈의 상기 몸체 내부로 주입하는 단계; 외부 공기가 사이클론 현상에 의하여 상기 몸체 내부를 선회하는 동안 외부 공기에 포함된 불순물을 포집하는 단계; 및 불순물이 제거된 외부 공기를 상기 발열 부품에 공급하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 케이싱 내로 외부 공기를 공급하는 단계는, 상기 케이싱의 표면에 형성된 팬을 이용하여 외부 공기를 상기 케이싱 내로 유입시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 사이클론(cyclone) 현상을 이용한 방열 장치 및 방법에 의하면, 흡입된 외부 공기에서 사이클론 현상을 이용하여 먼지 등 불순물을 걸러내고 신선한 공기만을 발열 부품에 공급하여 방열을 수행할 수 있다. 본 방열 장치 및 방법은, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 전계발광 디스플레이(Organic Electro Luminescence Display), 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT) 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등의 표시 수단을 구비한 키오스크(KIOSK) 장치 등에 유용하게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 방열 장치 및 방법에서는, 사이클론 현상을 통하여 외부 공기의 먼지 등 불순물들이 포집되고 이를 방열을 위한 공기와 별도의 배출구를 통하여 외부로 배출할 수 있으므로, 종래의 장치와 같이 먼지 제거를 위한 별도의 필터를 필요로 하지 않으며, 따라서 필터의 구비 및 유지 보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 따른 방열 장치 및 방법은, 먼지 및 빗물, 햇빛 등의 외부 환경에 노출되어 있는 실외용 키오스크 장치에 유리하게 적용될 수 있으며, 방수 및/또는 방진 기능이 구비된 키오스크 장치의 구현에 기여할 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 사이클론(cyclone) 현상을 이용한 방열 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 사이클론 현상을 이용한 방열 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 사이클론 현상을 이용한 방열 장치의 저면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 사이클론 현상을 이용한 방열 장치의 사이클론 모듈의 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 사이클론 현상을 이용한 방열 방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
본 명세서에서 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
본 명세서에서 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션(section)들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 "아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90° 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 본 명세서에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 은 일 실시예에 따른 사이클론(cyclone) 현상을 이용한 방열 장치의 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 방열 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 방열 장치의 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 방열 장치는 케이싱(casing)(10)과 상기 케이싱(10) 내부에 위치하는 하나 이상의 사이클론 모듈(20)을 포함한다.
케이싱(10)은 그 내부에 하나 이상의 발열 부품(1-3)이 수용되기 위한 공간을 구비한 장치의 외피에 해당하는 것으로서, 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 케이싱(10)은 키오스크(KIOSK) 장치의 몸체를 지칭하는 것일 수도 있다. 즉, 일 실시예에 방열 장치는 케이싱(10) 내부에 수용되는 부품들과 함께 키오스크 장치를 구성한다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 실시예들에 따른 방열 장치가 적용되는 장치는 키오스크 형태에 한정되는 것은 아니다.
케이싱(10) 내부에 수용되는 발열 부품(1-3)은 방열 장치가 적용된 장치의 종류와 용도에 따라 다양할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서 발열 부품(1-3)은 디스플레이부(1), 회로부(2) 및 전원부(3)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(1)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 전계발광 디스플레이(Organic Electro Luminescence Display), 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT) 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등의 표시 수단을 포함할 수 있다. 회로부(2)는 전술한 표시 수단을 구동하기 위한 구동 회로를 포함할 수 있으며, 전원부(3)는 회로부(2) 및 디스플레이부(1)의 동작을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 회로를 포함할 수 있다.
그러나, 도 1 내지 도 3에 도시된 발열 부품(1-3)의 종류와 크기, 개수 및 배치 등은 예시적인 것으로서, 사이클론 모듈(20)을 이용한 방열이 수행되는 대상 부품을 개념적으로 나타내는 것일 뿐, 실시예들에 따른 방열 장치가 적용되는 키오스크 장치 등의 실제 형태를 나타내는 것이 아니라는 점이 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 것이다.
사이클론 모듈(20)은 케이싱(10) 내에 하나 또는 복수 개가 구비되며, 외부로부터 케이싱(10) 내로 유입된 공기가 사이클론 모듈(20) 내로 주입되도록 배치된다. 예컨대, 일 실시예에서 방열 장치는 케이싱(10)의 일 표면에 위치하는 하나 또는 복수 개의 팬(fan)(30)을 포함하며, 사이클론 모듈(20)은 상기 팬(30)에 상응하는 위치에 배치되어, 팬(30)을 통해 유입된 외기가 사이클론 모듈(20) 내로 주입되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 팬(30)과 사이클론 모듈(20)은 복수 개가 1:1로 매칭되어 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
사이클론 모듈(20)은 외부로부터 케이싱(10) 내부로 유입된 공기에서 먼지 등의 불순물을 제거하고 신선한 공기를 발열 부품(1-3)에 공급하는 기능을 한다. 이상의 동작은, 원뿔 형상의 몸체를 가지는 사이클론 모듈(20) 내에서 사이클론 현상에 의하여 공기가 선회하는 동안 원심력에 의하여 공기와 불순물이 분리되고 먼지와 같이 크기와 밀도가 상대적으로 큰 입자가 원뿔 형상의 내벽에 모이는 원리를 이용하여 수행된다. 사이클론 모듈(20)의 구체적인 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 후술한다.
사이클론 모듈(20)을 이용하여 먼지 등이 제거된 공기는 사이클론 모듈(20)의 배출구를 통해 발열 부품(1-3)에 공급되어, 발열 부품(1-3)에 의해 발생되는 열을 흡수한 후 케이싱(10)의 하나 이상의 배출구(101)를 통하여 외부로 배출된다. 즉, 케이싱(10) 내에는 팬(30)으로부터 사이클론 모듈(20)을 거쳐 발열 부품(1-3)을 통과한 후 하나 이상의 배출구(101)를 향하는 공기 흐름이 형성된다. 이러한 공기 흐름이 발열 부품(1-3)들의 외부 및 각각의 발열 부품(1-3) 사이를 통과하는 동안 데워짐으로써, 발열 부품(1-3)의 열을 외부로 배출하는 방열 기능이 실현될 수 있다.
한편, 사이클론 모듈(20)에 의하여 포집된 먼지 등 불순물은 케이싱(10)에서 하나 이상의 배출구(101)와 다른 쪽 표면에 형성된 다른 하나 이상의 배출구(102)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 방열 장치는 종래와 같이 케이싱(10)에 별도의 먼지 필터 등을 구비할 필요가 없는 이점이 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 사이클론 현상을 이용한 방열 장치의 사이클론 모듈의 사시도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 2 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 방열 장치의 사이클론 모듈에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 방열 장치의 사이클론 모듈(20)은 원뿔 형상으로 되어 있으며 플라스틱, 금속, 또는 다른 적당한 재질로 이루어진 몸체(200)를 포함한다. 몸체(200)의 형상은 그 내부 공간에서 공기가 선회하는 사이클론 현상이 발생할 수 있도록 결정되며, 몸체(200)의 원뿔 형상의 길이(L)와 바닥면 직경(D) 등은 사이클론 현상이 발생되도록 결정될 수 있다.
원뿔 형상의 몸체(200)의 측면에는 외부 공기가 주입되는 주입구(201)가 형성된다. 또한, 원뿔 형상의 몸체(200)의 바닥면에는 사이클론 모듈(20)로부터 공기가 배출되기 위한 제1 배출구(202)가 형성되며, 원뿔 형상의 몸체(200)의 중심 상단(즉, 꼭지점)을 포함하는 영역에는 몸체(200) 내에서 발생한 사이클론 현상을 통하여 포집된 먼지 등 불순물이 배출되기 위한 제2 배출구(203)가 형성된다.
사이클론 현상은 일반적으로 기체 속에 현탁해 있는 고체입자 또는 액적(液滴)의 분리나, 기체 속에 현탁해 있는 고체입자의 입도(粒度) 또는 비중의 차에 의한 분리, 유체 속에 현탁해 있는 고체입자 또는 다른 종류의 액적의 분리, 또는 액체 속에 현탁해 있는 고체입자의 입도 또는 비중의 차에 의한 분리 등에 사용된다. 본 발명의 실시예들에 따른 방열 장치는 이러한 사이클론 현상을 장치 내부에 방열을 위해 유입되는 공기에서 먼지 등 불순물을 제거하기 위한 목적으로 이용하도록 구성된다.
주입구(201)를 통하여 원뿔 형상의 몸체(200)의 측벽에 접선 방향을 따라 공기가 공급되면, 몸체(200) 내부에 하강선회와류가 생겨 매체인 공기 내에 함유되어 있는 상대적으로 크기와 밀도가 큰 입자(먼지 등)는 원심력에 의해서 선회하면서 원뿔 형상 몸체(200)의 내측벽에 모이고, 언더플로우 노즐(underflow nozzle)로도 지칭되는 원뿔 형상의 꼭지점 쪽의 제2 배출구(203)로 배출된다. 한편, 상대적으로 크기와 밀도가 작은 공기 입자는 원뿔 형상 몸체(200)의 중심부에 모여 상승선회와류를 형성하고, 이 상승선회와류는 원뿔의 바닥면에 위치하며 오버플로우 파인더(overflow finder)로도 지칭되는 제1 배출구(202)로 배출된다.
이상의 원리에 의하여, 외부로부터 팬(30)을 통하여 유입된 공기가 주입구(201)를 통해 몸체(200) 내부에 유입되면, 사이클론 현상을 통하여 먼지 등이 제거된 공기가 제1 배출구(202)를 통해 발열 부품(1-3)에 공급된다. 한편, 먼지 등 불순물은 제2 배출구(203)를 통해 몸체(200)로부터 배출되고 이후 케이싱(10)의 배출구(1020를 통해 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에서, 주입구(201)의 직경(W1), 제1 배출구(202)의 직경(W2), 제2 배출구(203)의 직경(W3), 몸체(200)의 길이(L)와 바닥면 직경(D), 및 원뿔 형상의 몸체(200)의 중심선과 내측벽이 이루는 각도(θ) 등은 사이클론 현상을 통하여 먼지 등을 포집하기에 적절한 수치로 결정될 수 있다. 예컨대, 케이싱(10)의 팬(30)이 일정한 속도로 동작하는 것으로 가정하면, 몸체(200)의 바닥면 직경(D)과 주입구(201)의 직경(W1)에 의하여 몸체(200) 내부로 유입되는 공기의 몸체(200) 측벽에 접선 방향으로의 속도가 결정된다. 또한, 사이클론 현상을 통해 발생하는 선회와류의 속도는 전술한 공기의 몸체(200) 측벽에 접선 방향으로의 속도와 함께 몸체(200)의 길이(L) 및 원뿔의 내측벽의 각도(θ) 등에 의해 영향을 받는다. 또한, 방열 부품(1-3)으로 배출되는 공기의 속도는 제1 배출구(202)의 직경(W2) 및/또는 제2 배출구(203)의 직경(W3)에 의하여 영향을 받는다.
따라서, 사이클론 현상을 통한 먼지 등 불순물의 분리가 최적으로 이루어질 수 있는 선회와류의 속도가 달성되도록 주입구(201)의 직경(W1), 몸체(200)의 길이(L)와 바닥면 직경(D), 및 원뿔의 내측벽의 각도(θ) 등을 결정하고, 또한 발열 부품(1-3)의 방열에 적합한 속도로 공기가 배출되도록 제1 배출구(202)의 직경(W2) 및/또는 제2 배출구(203)의 직경(W3)을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 몸체(200)의 바닥면 직경(D)은 제2 배출구(203)의 직경(W3)의 2 내지 4배의 범위의 값을 가질 수 있다. 예컨대, 몸체(200)의 바닥면 직경(D)은 약 37.5 mm이며, 제2 배출구(203)의 직경(W3)은 약 14.18 mm일 수 있다. 또한, 제2 배출구(203)의 직경(W3)은 제1 배출구(202)의 직경(W2)의 1 내지 1.5 배의 범위의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 배출구(203)의 직경(W3)이 전술한 것과 같이 약 14.18 mm인 경우, 제1 배출구(202)의 직경(W2)은 약 12 mm일 수 있다. 또한 일 실시예에서, 몸체(200)의 길이(L)는 주입구(201)의 직경(W1)의 3 내지 5배의 범위의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 주입구(201)의 직경(W1)은 약 9 mm이며, 몸체(200)의 길이(L)는 약 33.17 mm일 수 있다.
그러나, 이상에 기재한 몸체(200) 및 몸체(200)의 각 부분에 관련된 수치는 예시적인 것으로서, 본 발명의 실시예들의 범위를 한정하지 않는다.
도 5는 일 실시예에 따른 사이클론 현상을 이용한 방열 방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 방열 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 방열 장치의 케이싱(10)의 표면에 구비된 팬(30)을 동작시킴으로써 케이싱(10) 내로 외부 공기가 유입되도록 할 수 있다(S1). 그러나, 다른 실시예에서는 별도의 팬(30)을 구비하지 않고, 바람이나 그 외 자연적인 공기 흐름을 통하여 공기가 케이싱(10) 내를 통과하도록 할 수 있다.
다음으로, 케이싱(10)에 유입된 공기를 케이싱(10) 내에 위치하는 사이클론 모듈(20)의 주입구(201)를 통해 사이클론 모듈(20)의 몸체(200) 내부로 주입할 수 있다(S2). 설명의 편의를 위하여 별개의 단계로 도시되었으나, 케이싱(10) 내로 공기가 유입되는 것과 유입된 공기가 사이클론 모듈(20)의 몸체(200) 내로 주입되는 것은 실질적으로 동일한 하나의 과정으로 이루어질 수 있다.
사이클론 모듈(20)의 원뿔 형상과 주입구(201)의 배치로 인하여, 사이클론 모듈(20)의 몸체(200) 내부로 주입된 공기는 몸체(200) 내부를 선회하는 동안 상승선회와류 및 하강선회와류를 발생시키며, 이를 통하여 공기에 비하여 상대적으로 크기 및 밀도가 큰 먼지 등의 불순물이 원뿔 형상의 몸체(200)의 내측벽에 포집된다(S3).
사이클론 현상에 의한 상승선회와류에 의하여, 먼지 등 불순물과 분리된 공기는 원뿔 형상의 몸체(200)의 바닥면 부분에 형성된 제1 배출구(202)를 통해 몸체(200)로부터 배출되어, 케이싱(10) 내부의 발열 부품(1-3)에 공급된다(S4). 공기가 발열 부품(1-3)을 지나는 동안 발열 부품(1-3)에 의해 발생된 열에 의해 가열됨으로써 열기를 흡수하며, 가열된 공기가 케이싱(10)의 배출구(101)를 통해 배출됨으로써 방열 기능이 달성된다(S6).
한편, 사이클론 현상의 하강선회와류에 의하여, 원뿔 형상의 몸체(200)의 내측벽에 포집된 먼지 등 불순물은 원뿔의 중심 상단 꼭지점 부근에 위치하는 제2 배출구(203)를 통하여 몸체(200)로부터 배출되며, 케이싱(10)의 배출구(102)를 통하여 외부로 배출된다(S5). 따라서, 먼지 등을 차단하기 위한 별도의 필터가 케이싱(10)에 구비되어 있지 않더라도, 사이클론 현상을 통하여 공기와 먼지를 분리하고 각각 별도의 방향으로 배출함으로써, 비용이 저렴하고 유지 보수 부담이 적은 장치 구성을 통해 방열을 수행할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 하나 이상의 발열 부품이 수용된 케이싱; 및
    상기 케이싱 내부에 위치하며, 외부 공기를 상기 발열 부품에 공급하기 위한 하나 이상의 사이클론 모듈을 포함하되,
    상기 사이클론 모듈은, 원뿔 형상의 몸체를 포함하여, 상기 몸체 내부로 유입된 공기가 사이클론 현상에 의하여 상기 몸체 내부를 선회하는 동안 외부 공기에 포함된 불순물을 포집하도록 구성된 사이클론 현상을 이용한 방열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이클론 모듈은,
    상기 원뿔 형상의 측면에 위치하도록 상기 몸체에 형성되며 외부 공기가 상기 몸체 내부로 주입되기 위한 주입구;
    상기 원뿔 형상의 바닥면에 위치하도록 상기 몸체에 형성되며 상기 몸체 내부를 선회한 공기가 배출되기 위한 제1 배출구; 및
    상기 원뿔 형상의 꼭지점에 위치하도록 상기 몸체에 형성되며 상기 몸체 내에서 포집된 불순물이 배출되기 위한 제2 배출구를 더 포함하는 사이클론 현상을 이용한 방열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사이클론 모듈은, 상기 주입구 및 상기 제2 배출구가 상기 케이싱의 외부를 향하며 상기 제1 배출구가 상기 발열 부품을 향하도록 상기 케이싱 내부에 배치된 사이클론 현상을 이용한 방열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱의 표면에 위치하며, 외부 공기를 상기 사이클론 모듈에 공급하기 위한 하나 이상의 팬을 더 포함하는 사이클론 현상을 이용한 방열 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방열 장치는 외부 공기의 불순물을 거르기 위한 필터를 포함하지 않는 사이클론 현상을 이용한 방열 장치.
  6. 하나 이상의 발열 부품, 및 원뿔 형상의 몸체를 포함하는 사이클론 모듈이 수용된 케이싱 내로 외부 공기를 공급하는 단계;
    외부 공기를 상기 사이클론 모듈의 상기 몸체 내부로 주입하는 단계;
    외부 공기가 사이클론 현상에 의하여 상기 몸체 내부를 선회하는 동안 외부 공기에 포함된 불순물을 포집하는 단계; 및
    불순물이 제거된 외부 공기를 상기 발열 부품에 공급하는 단계를 포함하는 사이클론 현상을 이용한 방열 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 케이싱 내로 외부 공기를 공급하는 단계는, 상기 케이싱의 표면에 형성된 팬을 이용하여 외부 공기를 상기 케이싱 내로 유입시키는 단계를 포함하는 사이클론 현상을 이용한 방열 방법.
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