전자기기용 냉각기의 냉각장치(Cooling device for freezer of electronic machineries)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
H05K 7/20
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2005-0043068
2005년05월11일
(21) 출원번호 10-2003-0077830
(22) 출원일자 2003년11월05일
(71) 출원인 신한시스템산업 주식회사
인천광역시 남동구 고잔동 697-2
(72) 발명자 조중필
경기도시흥시대야동569-1우성아파트205동1407호
강행원
경기도안양시만안구안양동421-23(6통8반)
(74) 대리인 김원식
심사청구 : 있음
(54) 전자기기용 냉각기의 냉각장치
요약
본 발명은 각종 통신기기용 랙과 전자기기에 사용되는 냉각기에 관한 것으로, 히트파이프(1)에 방열판(2)을 체결하여 고정
하되 방열판(2)자체를 일측은 수개의 방열용 판체(3)를 구성하고, 타측에는 반원형의 체결홈(4)이 형성된 체결부(5)를 형
성하여 체결홈(4)에 히트파이프(1)가 삽입 체결되게 하며, 그 체결부에 다른 방열판(2')을 덮고 고정볼트를 체결하여 고정
하여서 된 것이다.
이상과 같이 본 발명은 구조가 간단하여 제작이 용이하고 히트파이프와 방열판의 체결부가 면접촉방식으로 구성되어 있기
때문에 히트파이프에 있는 열기가 빠르고 쉽게 방열판으로 이동하여 냉각됨으로서, 냉각효율을 극대화 시킬 수가 있는 유
용한 발명인 것이다.
대표도
도 1
색인어
랙본체, 히트파이프, 방열판,
명세서
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명 냉각장치의 분리 사시도
도 2 는 본 발명 냉각장치의 결합상태를 보인 사시도
도 3 은 본 발명 냉각장치의 결합상태를 보인 단면도
도 4 는 본 발명 냉각기의 설치상태를 보인 개략 평면도
도 5 는 본 발명 냉각장치의 설치상태를보인 개략 측 단면도
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1. 히트파이프 2. 2'. 방열판 3. 판체
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4. 체결홈 5. 체결부
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 각종 통신기기용 랙과 전자기기에 사용되는 냉각기에 관한 것으로, 기기의 내부에서 열이 제일 많이 발생하는
부분에 보조냉각기를 설치함으로서 랙의 내부온도를 일정하게 유지하여 각종 전자 기기가 고열에 의하여 다운되는 것을
방지하고, 제품의 수명을 연장시킴과 동시에 소형의 냉각장치로서 최대의 효과를 얻음과 냉각의 효율을 최대로 할 수 있도
록 하는데 그 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적으로 히트싱크에 의하여 전달과는 열을 방열판이 완벽하게 열을 최대한 빨리 흡수하여 냉각시킬 수 있
도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.
일반적으로 각종 통신기기용 랙에서는 내부에 설치되는 각종 전자기기들이 가동될 경우 이 전자기기들로 인하여 열이 발
생하게 되고, 이와 같이 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 냉각장치가 설치되고 있는 바, 종래에 일반적으로 사용되어온
냉각장치는 방열판을 이용하는 방법과 휀을 이용하는 방법이 주종을 이루고 있는 추세이다.
전자의 방열판을 이용한 방법은 발열체의 부착 위치에 따라 온도차가 크게 나는 단점이 있으며, 이로 인하여 부품을 냉각
시키는 냉각속도가 느려 작업시간이 오래 걸림으로서 부품에 무리한 온도를 유지함으로서 부품의 수명을 단축시키게 되는
요인이 되었다.
또한 종래의 방열판은 알루미늄으로 되어 있기 때문에 방열판에 부착된 부품이 가열되었을 경우 방열판이 이 온도를 흡수
하여 냉각시켜야 하나 방열판 자체가 알루미늄으로 구성되어 있기 때문에 열 전달이 느려 냉각속도가 늦고 시간이 오래 걸
리는 문제점이 있었다.
상기와 같이 열 전달이 느림으로 방열의 효과가 낮음으로서 방열판의 냉각효과를 높이기 위하여 방열판의 크기를 큰 것이
나 온도한계치가 높은 것을 사용함으로서 기기의 내부를 불필요하게 방열판이 차지하게 되어 기기 자체의 크기가 불필요
하게 크게 제작되는 문제점이 있었다.
한편 후자의 휀을 이용한 방법은 방열판이 설치되어 있는 부분에 휀을 설치하여 공기를 순환시킴으로서 냉각의 효율을 최
대로 하고자 하였으나 이 방법은 단순히 방열판을 설치하여 놓은 것보다는 효율이 좋으나 이 또한 방열판을 이용한 냉각
방법이기 때문에 근본적인 문제점을 해결할 수가 없었던 것이다.
한편 종래에 일반적으로 사용되어온 방열체는 발열체의 부착위치에 따라 내부의 온도차가 크게 발생하게 되는 단점이 있
으며, 이를 해소하기 위하여 히트파이프(heat pipe)를 내부에 직선으로 설치하거나, 혹은 외부에 직선으로 설치하여 열을
분산시키는 효과를 추구함으로서 냉각의 효율을 극대화하고자 하였다.
그러나 상기와 같은 방법은 히트파이프를 내외부에 부착할 경우 방열체의 특성에 따라 냉각 능력의 한계가 도출되었고, 외
부 노출 휀방식은 히트파이프의 특성상 상단에 융착부가 위치하여 기기의 상부에 상당한 공간이 필요함으로서 제품의 디
자인이 미려하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전자기기용 냉각기의 냉각방법 및 그 장치(2002년 특허 출원 제
74792호)를 출원하였는 바, 상기의 발명에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
통신기기용 랙의 내부에 열이 제일 많이 발생하는 위치의 후미에 설치된 방열판를 가열하는 단계:
방열판에 체결되어 있는 히트파이프가 가열되는 단계:
열이 히트파이프의 전체로 전도되는 단계:
히트파이프의 끝부분에 다단식으로 설치되어 있는 보조방열판에 의하여 열이 방출되어 냉각되는 단계:
히트파이프에 있는 열 매체가 냉각되어 대류현상에 의하여 방열판에 이르게 되면 다시 방열판에 의하여 가열된 다음 순환
하여 보조방열판에 의하여 냉각되는 단계를 반복 순환하게 되는 방법과:
통신기기용 랙의 후면에 방열판을 설치하여서 된 것에 있어서, 통신기기용 랙 본체에서 열이 제일 많이 발생하는 부분의
후면에 방열판을 고정 설치하되, 방열판은 내판과 외판으로 분리되게 구성하되 내판과 외판사이에 반원형의 체결홈을 형
성하여 히트파이프가 삽입되어 고정될 수 있게 하며, 이 방열판에 설치되는 히트파이프를 후면으로 노출되게 고정 설치하
되 히트파이프의 일측에 수개의 보조방열판을 다단식으로 고정 설치하여서 된 구성과:
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히트파이프를 다각형의 로프형으로 연결하되 일측에 수개의 보조방열판을 다단식의 억지끼워맞춤방식으로 체결하여 고정
하여서 된 것과: 보조방열판의 전후 양측벽에 돌출부를 형성하여 일 방향으로 절곡시킴으로써 간격유지용 절곡편이 되도
록 하여서 된 구성과:
히트파이프를 'ㄴ' 형으로 구성하되 그 끝부분에 보조방열판을 체결하여서 된 구성과:
히트파이프를 발열부위의 발열량에 따라 방열판의 상부나 하부 또는 상, 하부에 그 수를 조절하여 부착할 수 있도록 한 구
성으로 이루어진 것이다.
그러나 상기의 발명은 히트파이프에 방열판을 체결할 때 원형으로된 파이프를 판체에 구멍을 뚫은 다음 히트파이프를 체
결하는 구성으로써 히트파이프와 방열판의 접촉면적이 좁기 때문에 열이 잘 전달되지 않음으로써 시간이 오래 걸리게 되
는 문제점이 있었다.
좀더 상세하게 설명하면 전자 기기에서 열을 흡수하는 히트파이프는 원형인데 비하여 열을 방출시키는 방열판은 사각으로
서 히크파이프와 방열판을 체결할 때 방열판의 정 중앙부에 수직으로 관통공을 형성하고 여기에 히크파이프를 관통되게
체결한 구성이기 때문에 열을 전달하는 순서가 히트파이프에서 체결공의 접촉면적을 통하여 방열판으로 전달하게 되는 것
이다.
상기와 같은 방법은 방열판과 히크파이프와의 접촉면적이 좁기 때문에 히트파이프에 있는 열을 빠른 시간 내에 냉각시킬
수가 없는 큰 문제점이 있었던 것이다.
상기와 같이 열이 빠른 속도로 냉각되지 못함으로써 전자기기의 내부 온도가 올라가게 되는 단점이 있으며, 이로 인하여
이로 인하여 전자기기의 수명이 단축되거나 다운되는 등의 문제점이 있었던 것이다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 본 출원인이 출원한 전자기기용 냉각기의 냉각방법 및 그 장치(2002년 특허 출
원 제74792호)의 개량 발명에 관한 것으로, 히트파이프와 방열판을 점 접촉 방식에서 면 접촉 방식으로 되게 하여 냉각속
도를 최대로 한 것이다.
상기와 같이 본 발명은 가열된 히트파이프와 냉각되는 방열판을 면접촉방식으로 구성함으로써 열 전달을 최대한 빠르게
구성하여 내부 발열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한 것으로서, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하
면 다음과 같다.
발명의 구성 및 작용
통신기기용 랙 본체에서 열이 제일 많이 발생하는 부분의 후면에 방열판을 고정 설치하되, 방열판은 내판과 외판으로 분리
되게 구성하되 내판과 외판사이에 반원형의 체결홈을 형성하여 히트파이프가 삽입되어 고정될 수 있게 하며, 이 방열판에
설치되는 히트파이프를 후면으로 노출되게 고정 설치하되 히트파이프의 일측에 수개의 방열판을 다단식으로 고정 설치하
여서 된 것에 있어서, 히트파이프(1)에 방열판(2)을 체결하여 고정하되 방열판(2)자체를 일측은 수개의 방열용 판체(3)를
구성하고, 타측에는 반원형의 체결홈(4)이 형성된 체결부(5)를 형성하여 체결홈(4)에 히트파이프(1)가 삽입 체결되게 하
며, 그 체결부에 다른 방열판(2')을 덮고 고정볼트를 체결하여 고정하여서 된 것이다.
상기와 같이 된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
일측의 방열판(2)의 체결부(5)에 형성되어 있는 체결홈(4)에 히트파이프(1)를 삽입하고, 이 상태에서 그 대응되는 위치에
다른 방열판(2')을 덮은 상태에서 히트파이프에 형성되어 있는 체결공에 고정나사를 체결하여 고정하면 되는 것이다.
상기와 같이 고정된 방열판(2)과 히트파이프(1) 수개를 전자기기의 발열부에 히트파이프의 하단부를 체결하여 고정하면
되는 것이다.
이와 같이 고정된 상태에서 전자기기에 열이 발생할 경우 이 열은 전자기기의 내부에 설치되어 있는 연결판을 가열하게 되
고, 이 열기는 연결판에 설치되어 있는 히트파이프(1)를 가열하면서 히트파이프의 내부에 있는 냉매를 가열하게 된다.
히트파이프(1)에서 가열된 냉매는 대류형상에 의하여 히트파이프()의 내부에서 상측으로 올라가게 되고, 이와 동시에 히
트파이프(1)에 체결되어 있는 방열판(2)부위를 통과하면서 냉각되어 있는 방열판(2)이 열을 흡수하게 됨으로서 냉매가 냉
각되는 것이다.
상기와 같이 방열판(2)이 가열되면 방열판(2)은 전자기기의 외부에 설치되어 있는 휀을 이용한 공기나 자연의 공기를 방열
판(2) 방향으로 불어 통과되면서 방열판을 냉각시게 되는 것이다.
좀더 상세하게 설명하면 히트파이프(1)가 가열되면서 내부의 가열된 냉매가 상승하게 되고, 이와 동시에 히트파이프(1)가
방열판(2)과 면 접촉 방식으로 이루어져 있기 때문에 방열판(2)이 냉매의 열을 흡수하게 되므로 냉매가 냉각하게 되며, 방
열판(2)은 방열판(2)에 형성되어 있는 냉각판에 의하여 흡수된 열을 외부의 바람에 의하여 접하게됨으로서 열기를 외부로
방출시키게 되는 것이다.
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한편 열기를 빼앗겨 냉각된 냉매는 다시 대류형상에 의하여 하단으로 내려가게 되며, 다시 가열된 다음 상측으로 상승하여
상기의 순서를 반복하게 되는 것이다.
상기와 같이 히트파이프(1)에서 가열된 냉매가 상측으로 이동하면서 히트파이프(1)에 체결되어 있는 방열판(2)이 넓은 면
적으로 체결되어 있음으로써, 냉매의 열기가 방열판(2)으로 이동하기가 쉬움으로 냉각효율을 최대로 할 수가 있는 것이다.
발명의 효과
이상과 같이 본 발명은 가열된 히트파이프와 냉각되는 방열판을 면접촉방식으로 구성함으로써 열 전달을 최대한 빠르게
구성하여 내부 발열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한 것으로서, 구조가 간단하여 제작이 용이하고 히트파이프와 방열
판의 체결부가 면접촉방식으로 구성되어 있기 때문에 히트파이프에 있는 열기가 빠르고 쉽게 방열판으로 이동하여 냉각됨
으로서, 냉각효율을 극대화 시킬 수가 있는 유용한 발명인 것이다.
상기에서는 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의
범위에 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
통신기기용 랙 본체에서 열이 제일 많이 발생하는 부분의 후면에 방열판을 고정 설치하되, 방열판은 내판과 외판으로 분리
되게 구성하되 내판과 외판사이에 반원형의 체결홈을 형성하여 히트파이프가 삽입되어 고정될 수 있게 하며, 이 방열판에
설치되는 히트파이프를 후면으로 노출되게 고정 설치하되 히트파이프의 일측에 수개의 방열판을 다단식으로 고정 설치하
여서 된 것에 있어서, 히트파이프(1)에 방열판(2)을 체결하여 고정하되 방열판(2)자체를 일측은 수개의 방열용 판체(3)를
구성하고, 타측에는 반원형의 체결홈(4)이 형성된 체결부(5)를 형성하여 체결홈(4)에 히트파이프(1)가 삽입 체결되게 하
며, 그 체결부에 다른 방열판(2')을 덮고 고정볼트를 체결하여 고정하여서 된 것을 특징으로 하는 전자기기용 냉각기의 냉
각장치.
청구항 2.
제 1 항에 있어서, 히트파이프와 방열판을 면접촉방식으로 구성하여 서된 것을 특징으로 하는 전자기기용 냉각기의 냉각
장치.
청구항 3.
제 1 항에 있어서, 방열판을 2개 1조로 구성하되 각각의 체결면에 히트파이프가 체결되는 체결홈을 형성하여서 된 것을 특
징으로 하는 전자기기용 냉각기의 냉각장치.
도면
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도면4
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