KR20220108996A - Cooling device using loop type heat pipe - Google Patents

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이주현
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Abstract

The present invention relates to a cooling device using a loop type heat pipe, which is disposed to be adjacent to a heating element to be cooled and dissipates heat through a process in which working fluid vaporizes from a liquid phase to a gas phase and absorbs heat from the heating element, to efficiently cool the heating element.

Description

루프 히트파이프를 이용한 냉각장치{COOLING DEVICE USING LOOP TYPE HEAT PIPE}Cooling device using roof heat pipe {COOLING DEVICE USING LOOP TYPE HEAT PIPE}

본 발명은 냉각대상 발열체에 인접하게 배치되어 발열체를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device using a loop heat pipe disposed adjacent to a heating element to be cooled and capable of efficiently cooling the heating element.

일반적으로, 집적회로(IC)와 같은 전자소자는 작동 시 많은 열을 발생시킨다. 이때 발생하는 열을 효율적으로 방열하지 않는 경우 열에 의해 집적회로가 오작동될 수 있으며, 이에 따라 집적회로를 포함하는 전자장치의 오작동을 유발할 수 있다.In general, an electronic device such as an integrated circuit (IC) generates a lot of heat during operation. In this case, if the generated heat is not efficiently dissipated, the integrated circuit may malfunction due to the heat, which may cause a malfunction of the electronic device including the integrated circuit.

특히, CPU, GPU, AP, LED 등이 장착되는 전자기기는 고도화 및 고집적화에 따라 면적대비 발생하는 열이 지속적으로 증가할 수 있으며, 이러한 전자기기의 냉각에 대한 중요성이 대두되고 있다.In particular, electronic devices equipped with CPUs, GPUs, APs, LEDs, etc. may continuously increase heat generated relative to the area according to the advancement and high integration, and the importance of cooling these electronic devices is emerging.

이에 따라 전자기기 내 주요 소자에서 발생하는 열을 넓은 영역으로 빠르게 확산시키기 위한 냉각장치에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for the development of a cooling device for rapidly spreading the heat generated by the main elements in the electronic device to a wide area.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0102297호(공개일: 2008.11.24.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0102297 (published on: November 24, 2008)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 냉각대상 발열체에 인접하게 배치되어 작동유체가 액상에서 기상으로 기화되면서 발열체의 열을 흡수하는 과정을 통해 방열을 수행함으로써, 발열체를 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 한 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and is disposed adjacent to a heating element to be cooled to perform heat dissipation through a process of absorbing the heat of the heating element while the working fluid is vaporized from a liquid to a gaseous phase, thereby efficiently cooling the heating element. An object of the present invention is to provide a cooling device using a single loop heat pipe.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 냉각장치는, 냉각대상 발열체와 인접하게 배치되며, 내부에 수용공간이 마련되고, 유입구와 배출구가 구비되는 본체부; 상기 수용공간의 내부 상측에 액상과 기상의 작동유체가 수납될 수 있도록 마련되는 작동유체저장실; 상기 수용공간의 내부 하측에 상기 액상의 작동유체가 통과할 수 있는 다공질 분리판을 매개로 상기 작동유체저장실과 구획 형성되며, 상기 발열체의 열을 흡수한 상기 액상의 작동유체가 증발하면서 발생되는 기상의 작동유체가 수납되는 열흡수실; 및 상기 열흡수실에서 발생한 기상의 작동유체가 상기 배출구를 통해 제1이송관을 따라 이동됨과 동시에 액상의 작동유체로 상변화되면서 열을 방출시켜주며, 상기 상변화된 액상의 작동유체가 상기 유입구를 통해 상기 작동유체저장실 내에 수납될 수 있도록 제2이송관을 매개로 연결되는 방열부;를 포함하되, 상기 열흡수실 내에는 상기 발열체의 열을 방사상으로 확산시켜줌과 아울러, 상기 발생하는 기상의 작동유체를 상기 배출구 측으로 가이드해주는 복수의 가이드부재;가 구비될 수 있다.A cooling device according to the present invention for realizing the above object includes: a body portion disposed adjacent to a cooling target heating element, a receiving space provided therein, and an inlet and an outlet provided; a working fluid storage chamber provided so as to accommodate liquid and gaseous working fluids in an upper inner portion of the accommodating space; A gas phase generated as the working fluid storage chamber and the working fluid storage chamber are partitioned through a porous separation plate through which the liquid working fluid can pass at the lower inner side of the receiving space, and the liquid working fluid that has absorbed the heat of the heating element evaporates a heat absorption chamber in which the working fluid is accommodated; and the gaseous working fluid generated in the heat absorption chamber moves along the first transfer pipe through the outlet and at the same time phase changes into a liquid working fluid to release heat, and the phase-changed working fluid in the liquid phase moves through the inlet. a heat dissipation unit connected via a second transfer pipe to be accommodated in the working fluid storage chamber through the heat dissipation chamber; A plurality of guide members for guiding the fluid toward the outlet; may be provided.

이 경우 상기 배출구는, 상기 열흡수실의 일측에 치우치게 배치될 수 있다.In this case, the outlet may be disposed to be biased toward one side of the heat absorption chamber.

또한 상기 가이드부재는, 상기 열흡수실의 내부 바닥면에 상기 발열체를 중심으로 방사상으로 배치되어 마련되는 복수의 제1유로; 및 상기 열흡수실의 내부 테두리를 따라 상기 복수의 제1유로와 연통되게 형성되며, 상기 제1유로를 따라 방사상으로 유동되는 기상의 작동유체를 상기 배출구 측으로 가이드해주는 제2유로;를 포함할 수 있다.In addition, the guide member may include: a plurality of first flow passages disposed on an inner bottom surface of the heat absorption chamber in a radial direction with respect to the heating element; and a second flow path formed in communication with the plurality of first flow paths along the inner edge of the heat absorption chamber and guiding a gaseous working fluid radially flowing along the first flow path toward the outlet. have.

또한 상기 복수의 가이드부재 중 적어도 하나는, 상기 배출구를 향하도록 굴곡 형성되는 것을 포함할 수 있다.In addition, at least one of the plurality of guide members may include a curved shape toward the outlet.

또한 상기 복수의 가이드부재 중 적어도 하나는, 상기 제1유로 간에 상기 기상의 작동유체가 유동될 수 있도록 연통구;를 포함할 수 있다.Also, at least one of the plurality of guide members may include a communication hole so that the gaseous working fluid flows between the first flow passages.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치는, 발열체에 인접하게 배치되어 작동유체를 액상에서 기상으로 상변화시키면서 발열체의 열을 흡수하고, 열을 이송하여 이격 배치된 방열부에서 방열을 수행함으로써 발열체를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.A cooling device using a loop heat pipe according to the present invention having the above configuration is a heat dissipation unit disposed adjacent to a heating element to absorb the heat of the heating element while changing the working fluid from liquid to gaseous phase, and to transfer heat and spaced apart There is an advantage in that the heating element can be efficiently cooled by performing heat dissipation in the

특히, 복수의 제1유로가 방사상으로 형성되는 가이드부재를 통해 발열체의 집중열원을 분산시키는 효과와 열을 전달하는 두 가지 효과를 가질 수 있다.In particular, it is possible to have two effects: an effect of dispersing the concentrated heat source of the heating element through the guide member in which the plurality of first flow paths are radially formed, and an effect of transferring heat.

도 1은 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치의 전체사시도,
도 2는 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치의 내부구성을 보여주는 부분절개 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치의 측단면도,
도 4는 도 3의 I-I'선 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치의 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 열흡수실 내에 가이드부재가 배치된 상태를 보여주는 평면도이다.
1 is an overall perspective view of a cooling device using a loop heat pipe according to the present invention;
2 is a partially cut-away perspective view showing the internal configuration of a cooling device using a loop heat pipe according to the present invention;
3 is a side cross-sectional view of a cooling device using a loop heat pipe according to the present invention;
4 is a cross-sectional view taken along line II' of FIG. 3;
5 is an exploded perspective view of a cooling device using a loop heat pipe according to the present invention;
6 is a plan view showing a state in which the guide member is disposed in the heat absorption chamber according to the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Here, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are marked with the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings.

도 1은 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치의 전체사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치의 내부구성을 보여주는 부분절개 사시도이다.1 is an overall perspective view of a cooling device using a loop heat pipe according to the present invention, and FIG. 2 is a partially cut-away perspective view showing an internal configuration of a cooling device using a loop heat pipe according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치(100)는, 본체부(110), 작동유체저장실(120), 열흡수실(130), 방열부(140)를 포함할 수 있다.1 and 2, the cooling device 100 using a loop heat pipe according to a preferred embodiment of the present invention includes a main body 110, a working fluid storage chamber 120, a heat absorption chamber 130, A heat dissipation unit 140 may be included.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The configuration of the present invention will be described in detail as follows.

먼저, 본체부(110)는 냉각장치(100)의 주된 몸체를 이루는 것으로, 내부에 수용공간이 마련될 수 있다. 그리고 본체부(110)의 상부에는 유입구(111)가 구비되고, 본체부(110)의 하부에는 배출구(113)가 구비될 수 있다.First, the main body 110 constitutes the main body of the cooling device 100 , and an accommodation space may be provided therein. In addition, an inlet 111 may be provided at an upper portion of the main body 110 , and an outlet 113 may be provided at a lower portion of the main body 110 .

이 경우 상기 본체부(110)는 스테인리스 스틸 등의 열전도율이 낮은 소재로 형성될 수 있다. 이러한 본체부(110)는 냉각대상 발열체(H)과 일면(본 발명에서는 저면)이 인접하게 배치되어 발열체(H)의 열을 흡수해줄 수 있다. 발열체(H)는 본체부(110)의 저면과 접촉되거나, 또는 소정간격 이격되게 배치될 수 있다.In this case, the body part 110 may be formed of a material having low thermal conductivity, such as stainless steel. The main body 110 may have one surface (a bottom surface in the present invention) disposed adjacent to the cooling target heating element H to absorb the heat of the heating element H. The heating element H may be in contact with the bottom surface of the main body 110 or may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.

도 3 및 도 4를 참조하면, 작동유체저장실(120)은 수용공간의 내부 상측에 마련되는 것으로, 작동유체저장실(120) 내에는 액상(L)과 기상(G)의 작동유체가 수납될 수 있다. 작동유체는 발열체(H)의 온도에 따라 결정될 수 있으며, 주로 상온 작동유체인 메탄올, 에탄올, 아세톤, 증류수 등을 포함할 수 있다.3 and 4, the working fluid storage chamber 120 is provided on the inner upper side of the accommodation space, and the working fluid of the liquid phase (L) and the gas phase (G) can be accommodated in the working fluid storage chamber 120 . have. The working fluid may be determined according to the temperature of the heating element H, and may include methanol, ethanol, acetone, distilled water, and the like, which are mainly room temperature working fluids.

이 경우 상기 작동유체저장실(120)의 내부는 열역학적으로 포화상태를 유지할 수 있다. 따라서 기상(G)의 작동유체와 액상(L)의 작동유체가 공존한 상태로 그 내부에 채워질 수 있다. 구체적으로, 작동유체의 주입량은 일반적인 냉각장치(100)의 운전환경에서 작동유체저장실(120) 체적의 적어도 50% 이상이 액상(L)의 작동유체로 채워질 수 있다. 작동유체저장실(120) 내에서 액상(L)의 작동유체는 밀도차에 의해 기상(G)의 작동유체보다 아래쪽에 상분리되어 배치될 수 있다.In this case, the inside of the working fluid storage chamber 120 may be thermodynamically maintained in a saturated state. Therefore, the working fluid of the gas phase (G) and the working fluid of the liquid phase (L) can be filled in the coexisting state. Specifically, the injection amount of the working fluid may be filled with the working fluid of the liquid (L) at least 50% of the volume of the working fluid storage chamber 120 in a general operating environment of the cooling device 100 . In the working fluid storage chamber 120, the working fluid of the liquid phase (L) may be disposed to be phase-separated below that of the working fluid of the gas phase (G) due to a density difference.

열흡수실(130)은 수용공간의 내부 하측에 다공질 분리판(131)을 매개로 작동유체저장실(120)과 구획 형성되어 마련될 수 있다. 다공질 분리판(131)은 복수의 채널(131a)이 구비되어 작동유체저장실(120)에 수납된 액상(L)의 작동유체가 열흡수실(130) 측으로 통과할 수 있다.The heat absorption chamber 130 may be provided by being partitioned from the working fluid storage chamber 120 through the porous separator 131 on the inner lower side of the accommodating space. The porous separator 131 is provided with a plurality of channels 131a so that the working fluid of the liquid phase L stored in the working fluid storage chamber 120 can pass toward the heat absorption chamber 130 .

이 경우 다공질 분리판(131) 저면과 열흡수실(130)의 바닥면은 서로 평행하게 형성될 수 있다. 이러한 열흡수실(130)과 다공질 분리판(131)의 구조에 의해 평판형의 발열체(H)와 본체부(110) 저면의 접촉면적이 넓어지게 되고, 열흡수실(130)과 다공질 분리판(131)으로 열전달이 효율적으로 이루어질 수 있다.In this case, the bottom surface of the porous separator 131 and the bottom surface of the heat absorption chamber 130 may be formed parallel to each other. Due to the structure of the heat absorption chamber 130 and the porous separator 131 , the contact area between the flat heating element H and the bottom surface of the main body 110 is widened, and the heat absorption chamber 130 and the porous separator are widened. (131), heat transfer can be made efficiently.

이러한 열흡수실(130)은 발열체(H)의 열을 흡수한 액상(L)의 작동유체가 증발하면서 발생되는 기상(G)의 작동유체가 수납될 수 있다. 발생된 기상(G)의 작동유체는 열흡수실(130) 내에서 유동될 수 있다.The heat absorption chamber 130 may contain the working fluid of the gas phase (G) generated while the working fluid of the liquid phase (L) that has absorbed the heat of the heating element (H) is evaporated. The generated gaseous (G) working fluid may flow in the heat absorption chamber (130).

좀 더 구체적으로, 상기 다공질 분리판(131)의 채널(131a)은 복수의 미세공(Pore) 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 다공질 분리판(131)은 다공질의 금속판, 세라믹판 또는 폴리머판으로 이루어질 수 있다.More specifically, the channel 131a of the porous separator 131 may be formed in the form of a plurality of micropores. In this case, the porous separator 131 may be formed of a porous metal plate, a ceramic plate, or a polymer plate.

이러한 다공질 분리판(131)은 각각 작동유체저장실(120)과 열흡수실(130)로 노출된 양측면에서 적절한 포화온도차가 발생되도록 유연한 두께 및 낮은 열전도도를 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 그리고 채널(131a)은 적절한 모세관 압력차를 발생시키기 위해 10㎛ 이하의 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 작동유체저장실(120) 내의 다량의 액상(L) 작동유체는 채널(131a)의 흡착력이나 중력에 의해 다공질 분리판(131)에 흡착된 상태에서 모세관 압력에 의해 열흡수실(130)로 신속하게 이동될 수 있다. 또한, 액상(L) 작동유체는 열흡수실(130)로 이동되는 중에 발열체(H)로부터 열을 전달 받아서 기상(G)으로 상변화가 될 수 있다.The porous separator 131 may be made of a material having a flexible thickness and low thermal conductivity so that an appropriate saturation temperature difference is generated on both sides exposed to the working fluid storage chamber 120 and the heat absorption chamber 130 , respectively. In addition, the channel 131a may be formed to have a size of 10 μm or less in order to generate an appropriate capillary pressure difference. Therefore, a large amount of the liquid (L) working fluid in the working fluid storage chamber 120 is adsorbed to the porous separator 131 by the adsorption force or gravity of the channel 131a to the heat absorption chamber 130 by capillary pressure. can be moved quickly. In addition, the liquid (L) working fluid may receive heat from the heating element (H) while being moved to the heat absorption chamber (130) to be phase-changed into the gaseous (G).

이와 같이, 본체부(110)의 수용공간을 작동유체저장실(120)과 열흡수실(130)로 구분하는 다공질 분리판(131)은 작동유체저장실(120) 내 액상(L)의 작동유체를 열흡수실(130)로 공급하는 한편, 열흡수실(130) 내 기상(G)의 작동유체가 작동유체저장실(120) 측으로 이동하는 것을 차단한다. 즉 다공질의 분리판(131)은 작동유체저장실(120)과 열흡수실(130) 사이에서 작동유체저장실(120)로부터 액상(L)의 작동유체만을 선택적으로 열흡수실(130)로 이동시킬 수 있다. 따라서, 증발된 기상(G)의 작동유체가 열흡수실(130)의 배출구(113)를 통해 배출됨과 동시에 작동유체저장실(120) 내 액상(L)의 작동유체는 다공질 분리판(131)을 통해 열흡수실(130)로 공급될 수 있으며, 이에 따라 연속적인 작동유체의 순환이 이루어질 수 있게 된다.In this way, the porous separating plate 131 that divides the receiving space of the main body 110 into the working fluid storage chamber 120 and the heat absorption chamber 130 stores the working fluid of the liquid (L) in the working fluid storage chamber 120 . While supplying to the heat absorption chamber 130, the working fluid of the gas phase (G) in the heat absorption chamber 130 is blocked from moving toward the working fluid storage chamber (120). That is, the porous separating plate 131 selectively moves only the working fluid of the liquid phase (L) from the working fluid storage chamber 120 to the heat absorption chamber 130 between the working fluid storage chamber 120 and the heat absorption chamber 130 . can Therefore, the working fluid of the vapor phase (G) evaporated is discharged through the outlet 113 of the heat absorption chamber 130, and at the same time, the working fluid of the liquid phase (L) in the working fluid storage chamber 120 forms the porous separator plate 131. It may be supplied to the heat absorption chamber 130 through the heat absorption chamber 130, and thus the continuous circulation of the working fluid can be achieved.

이 경우 상기 배출구(113)는 열흡수실(130)에서 발생한 기상(G)의 작동유체가 후술할 방열부(140)로 공급되는 부분으로, 이러한 배출구(113)는 열흡수실(130)의 바닥면 일측에 치우치게 배치될 수 있다. 즉 본체부(110)의 저면 중심부에 발열체(H)가 배치됨에 따라 배출구(113)는 발열체(H)가 배치되지 않는 부분에 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the outlet 113 is a portion in which the working fluid of the gas phase (G) generated in the heat absorption chamber 130 is supplied to the heat dissipation unit 140 to be described later. It may be disposed to be biased toward one side of the bottom surface. That is, as the heating element H is disposed in the center of the bottom surface of the main body 110 , the outlet 113 is preferably formed in a portion where the heating element H is not disposed.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열흡수실(130) 내에는 발열체(H)의 열을 방사상으로 확산시켜줌과 아울러, 발생하는 기상(G)의 작동유체를 배출구(113) 측으로 가이드해주는 복수의 가이드부재(133)가 구비될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 5, the heat of the heating element (H) is diffused radially in the heat absorption chamber 130, and the working fluid of the generated gaseous phase (G) is guided toward the outlet 113 side. A plurality of guide members 133 may be provided.

도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 가이드부재(133)는 열흡수실(130)의 내부 바닥면에 발열체(H)를 중심으로 방사상으로 배치되어 마련되는 복수의 제1유로(133a)와, 상기 열흡수실(130)의 내부 테두리를 따라 복수의 제1유로(133a)와 연통되게 형성되며 제1유로(133a)를 따라 방사상으로 유동되는 기상(G)의 작동유체를 배출구(113) 측으로 가이드해주는 제2유로(133b)를 포함할 수 있다.6 , the guide member 133 includes a plurality of first flow paths 133a disposed radially around the heating element H on the inner bottom surface of the heat absorption chamber 130 and provided; The working fluid of the gas phase (G) formed in communication with the plurality of first flow passages 133a along the inner edge of the heat absorption chamber 130 and flowing radially along the first flow passage 133a is directed toward the outlet 113. A second flow path 133b for guiding may be included.

즉 상기 열흡수실(130)에서는 발열체(H)의 면적이 작은 경우 발열체(H)를 방사상으로 배치되는 가이드부재(133)의 중심부에 위치시킬 수 있다. 이에 따라 가이드부재(133) 중심부의 집중열원으로부터 방사상으로 형성된 제1유로(133a)를 따라 열이 효율적으로 확산될 수 있다. 이렇게 확산되는 열에 의해 액상(L)의 작동유체가 기상(G)의 작동유체로 바뀌게 된 후 제2유로(133b)를 따라 배출구(113)를 통해 배출될 수 있다.That is, in the heat absorption chamber 130 , when the area of the heating element H is small, the heating element H may be positioned at the center of the radially disposed guide member 133 . Accordingly, heat may be efficiently diffused along the first flow path 133a radially formed from the concentrated heat source at the center of the guide member 133 . After the working fluid of the liquid phase (L) is changed to the working fluid of the gas phase (G) by the heat diffused in this way, it may be discharged through the outlet 113 along the second flow path 133b.

다시 말해, 복수의 제1유로(133a)가 방사상으로 형성되는 가이드부재(133)를 통해 발열체(H)의 집중열원을 분산시키는 효과와 열을 전달하는 두 가지 효과를 가질 수 있다.In other words, it is possible to have two effects: an effect of dispersing the concentrated heat source of the heating element H through the guide member 133 in which the plurality of first flow paths 133a are radially formed, and an effect of transferring heat.

이 경우 상기 가이드부재(133)는 다공질 분리판(131)의 저면과 면접될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 가이드부재(133)는 다공질 분리판(131)의 저면과 소정간격 이격되게 형성될 수 있다(도 3 참조).In this case, the guide member 133 may face the bottom surface of the porous separator 131, but is not limited thereto, and the guide member 133 may be formed to be spaced apart from the bottom surface of the porous separator 131 by a predetermined distance. (See Fig. 3).

다른 실시예로, 상기 복수의 가이드부재(133) 중 적어도 하나는 배출구(113)를 향하도록 굴곡 형성(미도시)될 수 있다. 이에 따라 기상(G)의 작동유체가 가이드부재(133)를 따라 배출구(113) 측으로 보다 원활하게 배출될 수 있다.In another embodiment, at least one of the plurality of guide members 133 may be bent (not shown) to face the outlet 113 . Accordingly, the working fluid of the gas phase (G) may be more smoothly discharged toward the outlet 113 along the guide member 133 .

또 다른 실시예로, 상기 복수의 가이드부재(133)에는 제1유로(133a) 간에 기상(G)의 작동유체가 유동될 수 있도록 연통구(미도시)를 포함할 수 있다. 각각의 가이드부재(133)에 형성된 연통구는 지그재그로 배치될 수 있다. 이에 따라 제1유로(133a) 내 기상(G)의 작동유체가 상호간에 유동되면서 난류를 형성할 수 있다. 난류가 형성됨에 따라 열전달이 활발해질 수 있다. 이에 따라 액상(L)의 작동유체가 기상(G)의 작동유체로 기화되는 것을 촉진시킬 수 있으며, 결국 냉각장치(100)를 이용한 발열체(H)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.In another embodiment, the plurality of guide members 133 may include a communication port (not shown) so that the working fluid of the gas phase G flows between the first flow paths 133a. The communication holes formed in each guide member 133 may be arranged in a zigzag manner. Accordingly, the working fluid of the gas phase G in the first flow path 133a may form a turbulent flow while mutually flowing. As turbulence is formed, heat transfer may be active. Accordingly, it is possible to promote the vaporization of the working fluid of the liquid phase (L) into the working fluid of the gas phase (G), and consequently, it is possible to improve the cooling efficiency of the heating element (H) using the cooling device (100).

다시 도 3을 참조하면, 상기 방열부(140)는 열흡수실(130)에서 발생한 기상(G)의 작동유체가 배출구(113)를 통해 제1이송관(141)을 따라 이동됨과 동시에 액상(L)의 작동유체로 상변화되면서 열을 방출시켜줄 수 있다. 그리고 상기 방열부(140)는 제2이송관(143)을 매개로 본체부(110)의 유입구(111)와 연결될 수 있다. 이에 따라 방열부(140)에서 상변화된 액상(L)의 작동유체는 유입구(111)와 연결된 제2이송관(143)을 통해 작동유체저장실(120) 내에 다시 수납될 수 있다.Referring back to FIG. 3 , the heat dissipation unit 140 moves along the first transfer pipe 141 through the discharge port 113 while the working fluid of the gas phase (G) generated in the heat absorption chamber 130 moves along the liquid phase ( It can release heat as the phase changes to the working fluid of L). In addition, the heat dissipation unit 140 may be connected to the inlet 111 of the body unit 110 via the second transfer pipe 143 . Accordingly, the working fluid of the liquid phase L changed in the heat dissipation unit 140 may be received again in the working fluid storage chamber 120 through the second transfer pipe 143 connected to the inlet 111 .

이 경우 상기 방열부(140)는 기상(G)의 작동유체가 액상(L)의 작동유체로 상변화되는 응축관(미도시)일 수 있다. 응축관은 지그재그 형상으로 굴곡형성된 구조를 가질 수 있다.In this case, the heat dissipation unit 140 may be a condensing pipe (not shown) in which the working fluid of the gas phase (G) is phase-changed into the working fluid of the liquid phase (L). The condensation tube may have a structure bent in a zigzag shape.

또한 상기 제1, 2이송관(141)(143)은 유연한 벨로우즈 튜브(Bellows tube)를 사용할 수 있다. 따라서 열흡수실(130)과 방열부(140)의 위치 변경에 따른 변형이 용이할 수 있다.In addition, the first and second transfer pipes 141 and 143 may use flexible bellows tubes. Accordingly, it may be easily deformed according to a change in the positions of the heat absorption chamber 130 and the heat dissipation unit 140 .

그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 루프 히트파이프를 이용한 냉각장치(100)의 작용에 대하여 설명해보기로 한다.Then, the operation of the cooling device 100 using the loop heat pipe according to the present invention having the above configuration will be described.

먼저, 냉각대상 발열체(H)가 발열되면 발열체(H)와 인접하게 배치된 작동유체저장실(120) 내부에 존재하는 액상(L)의 작동유체가 다공질 분리판(131)을 통해 열흡수실(130)로 이동하게 된다.First, when the heating element to be cooled (H) is heated, the liquid (L) working fluid present in the working fluid storage chamber 120 disposed adjacent to the heating element (H) is transferred to the heat absorption chamber ( 130) will be moved to.

열흡수실(130)로 이동한 액상(L)의 작동유체는 열을 흡수하게 되고, 이에 따라 액상(L)의 작동유체가 기상(G)의 작동유체로 변하게 된다. 이때 기상(G)의 작동유체는 열흡수실(130) 내에 방사상으로 배치된 복수의 가이드부재(133)를 따라 발열체(H)의 열을 방사상으로 확산시켜줌과 아울러, 발생하는 기상(G)의 작동유체를 배출구(113) 측으로 가이드해준다(도 6 참조).The working fluid of the liquid phase (L) moved to the heat absorption chamber 130 absorbs heat, and accordingly, the working fluid of the liquid phase (L) is changed to the working fluid of the gas phase (G). At this time, the working fluid of the gas phase (G) radially diffuses the heat of the heating element (H) along the plurality of guide members 133 radially disposed in the heat absorption chamber 130, as well as the generated gas phase (G). It guides the working fluid toward the outlet 113 (see FIG. 6).

가이드부재(133)를 따라 배출구(113) 측으로 가이드되는 기상(G)의 작동유체는 배출구(113)와 연결된 제1이송관(141)을 따라 방열부(140) 측으로 이동하게 된 후 방열이 수행되어 액상(L)의 작동유체로 액화될 수 있다.The working fluid of the gas phase (G) guided toward the outlet 113 along the guide member 133 moves toward the heat dissipation unit 140 along the first transfer pipe 141 connected to the outlet 113, and then heat dissipation is performed. It can be liquefied into the working fluid of the liquid phase (L).

액상(L)의 작동유체는 제2이송관(143)을 따라 유입구(111)를 통해 작동유체저장실(120)로 다시 유입되며, 이러한 사이클이 반복되면서 발열체(H)가 냉각될 수 있다.The working fluid of the liquid phase (L) flows back into the working fluid storage chamber 120 through the inlet 111 along the second transfer pipe 143 , and as this cycle is repeated, the heating element H may be cooled.

이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific specific embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.

100 : 냉각장치 110 : 본체부
111 : 유입구 113 : 배출구
120 : 작동유체저장실 130 : 열흡수실
131 : 다공질 분리판 131a : 채널
133 : 가이드부재 133a : 제1유로
133b : 제2유로 140 : 방열부
141 : 제1이송관 143 : 제2이송관
G : 기상 H : 발열체
L : 액상
100: cooling device 110: body part
111: inlet 113: outlet
120: working fluid storage room 130: heat absorption room
131: porous separator 131a: channel
133: guide member 133a: first flow path
133b: second flow path 140: heat dissipation part
141: first transfer pipe 143: second transfer pipe
G: gas phase H: heating element
L: liquid

Claims (5)

냉각대상 발열체와 인접하게 배치되며, 내부에 수용공간이 마련되고, 유입구와 배출구가 구비되는 본체부;
상기 수용공간의 내부 상측에 액상과 기상의 작동유체가 수납될 수 있도록 마련되는 작동유체저장실;
상기 수용공간의 내부 하측에 상기 액상의 작동유체가 통과할 수 있는 다공질 분리판을 매개로 상기 작동유체저장실과 구획 형성되며, 상기 발열체의 열을 흡수한 상기 액상의 작동유체가 증발하면서 발생되는 기상의 작동유체가 수납되는 열흡수실; 및
상기 열흡수실에서 발생한 기상의 작동유체가 상기 배출구를 통해 제1이송관을 따라 이동됨과 동시에 액상의 작동유체로 상변화되면서 열을 방출시켜주며, 상기 상변화된 액상의 작동유체가 상기 유입구를 통해 상기 작동유체저장실 내에 수납될 수 있도록 제2이송관을 매개로 연결되는 방열부;를 포함하되,
상기 열흡수실 내에는 상기 발열체의 열을 방사상으로 확산시켜줌과 아울러, 상기 발생하는 기상의 작동유체를 상기 배출구 측으로 가이드해주는 복수의 가이드부재;가 구비된 것을 포함하는 냉각장치.
a body portion disposed adjacent to the cooling target heating element, having an accommodation space therein, and having an inlet and an outlet;
a working fluid storage chamber provided so as to accommodate liquid and gaseous working fluids in an upper inner portion of the accommodating space;
A gas phase generated as the working fluid storage chamber and the working fluid storage chamber are partitioned through a porous separation plate through which the liquid working fluid can pass at the lower inner side of the receiving space, and the liquid working fluid that has absorbed the heat of the heating element evaporates a heat absorption chamber in which the working fluid is accommodated; and
The gaseous working fluid generated in the heat absorption chamber is moved along the first transfer pipe through the outlet and at the same time phase is changed into a liquid working fluid to release heat, and the phase-changed working fluid in the liquid phase is passed through the inlet. A heat dissipation unit connected via a second transfer pipe to be accommodated in the working fluid storage chamber;
and a plurality of guide members for radially diffusing the heat of the heating element and guiding the generated gaseous working fluid toward the outlet in the heat absorption chamber.
제1항에 있어서,
상기 배출구는,
상기 열흡수실의 일측에 치우치게 배치되는 것인 냉각장치.
According to claim 1,
The outlet is
A cooling device that is biased toward one side of the heat absorption chamber.
제1항에 있어서,
상기 가이드부재는,
상기 열흡수실의 내부 바닥면에 상기 발열체를 중심으로 방사상으로 배치되어 마련되는 복수의 제1유로; 및
상기 열흡수실의 내부 테두리를 따라 상기 복수의 제1유로와 연통되게 형성되며, 상기 제1유로를 따라 방사상으로 유동되는 기상의 작동유체를 상기 배출구 측으로 가이드해주는 제2유로;를 포함하는 냉각장치.
According to claim 1,
The guide member,
a plurality of first flow passages disposed on the inner bottom surface of the heat absorption chamber in a radial direction with respect to the heating element; and
A cooling device comprising a; a second flow path formed in communication with the plurality of first flow passages along the inner edge of the heat absorption chamber and guiding a gaseous working fluid radially flowing along the first flow passage toward the outlet. .
제3항에 있어서,
상기 복수의 가이드부재 중 적어도 하나는,
상기 배출구를 향하도록 굴곡 형성되는 것을 포함하는 냉각장치.
4. The method of claim 3,
At least one of the plurality of guide members,
Cooling device comprising a curved shape toward the outlet.
제4항에 있어서,
상기 복수의 가이드부재 중 적어도 하나는,
상기 제1유로 간에 상기 기상의 작동유체가 유동될 수 있도록 연통구;를 포함하는 냉각장치.
5. The method of claim 4,
At least one of the plurality of guide members,
A cooling device including a; communication port to allow the gaseous working fluid to flow between the first flow passages.
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