KR100492706B1 - Cooling means of server - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서버의 냉각구조에 관한 것이며, 상세하게는 중대형 컴퓨터에 속하는 서버(Server) 내부의 온도를 일정 이하로 저하시켜 서버의 기능이 정상적으로 이루어지게 하기 위한 서버의 냉각구조에 관한 것으로서, 서버 내부의 온도를 일정 이하로 신속하게 저하시킴과 아울러 내부 온도가 균일하게 유지되도록 한 것이다.The present invention relates to a cooling structure of a server, and more particularly, to a cooling structure of a server for lowering a temperature inside a server belonging to a medium-large computer to a predetermined level or less so that a function of a server is normally performed. The temperature is rapidly lowered below a certain level and the internal temperature is kept uniform.
이를 위해 본 발명은, 서버 본체(1)와, 상기 서버 본체(1)의 하드디스크(3) 후방에 설치된 팬(5)과, 상기 팬(5)의 후방측에 설치됨과 아울러 메인보드(9) 상에 설치된 시피유로 구성된 중대형 컴퓨터인 서버를 냉각시키기 위해 상기 메인보드(9)의 시피유(17) 상부에 안착되어 고정되는 증발부(20)와, 상기 증발부(20) 일측 및 타측에 연결됨과 아울러 서버 본체(1)에 고정되는 파이프(30)와, 상기 파이프(30)의 특정 지점에 형성되어 냉매싸이클을 형성함과 아울러 메인보드(9)의 후방인 환기그릴(15) 전방에 고정되는 응축부(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 서버의 냉각구조에 있어서, 상기 증발부(20)는 다공질 금속(Porous Metal)으로 형성되되, 상기 증발부(20) 내측에는 방사형으로 다수개의 증발기체 이동홈(22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 서버의 냉각구조를 제공한다.To this end, the present invention, the server main body 1, the fan 5 installed in the rear of the hard disk (3) of the server main body 1, and is installed on the rear side of the fan 5 and the main board (9) The evaporator 20 is seated and fixed on the sippy oil 17 of the main board 9 to cool the server, which is a medium-large computer composed of sippy oil, and is connected to one side and the other side of the evaporator 20. In addition, the pipe 30 fixed to the server main body 1, and formed at a specific point of the pipe 30 to form a refrigerant cycle, and fixed to the front of the ventilation grill 15, which is the rear of the main board (9) In the cooling structure of the server, characterized in that consisting of the condensation unit 40, the evaporator 20 is formed of a porous metal (Porous Metal), inside the evaporator 20 a plurality of evaporation gas radially The cooling structure of the server, characterized in that the moving groove 22 is formed The.
Description
본 발명은 서버의 냉각구조에 관한 것이며, 상세하게는 중대형 컴퓨터에 속하는 서버(Server) 내부의 온도를 일정 이하로 저하시켜 서버의 기능이 정상적으로 이루어지게 하기 위한 서버의 냉각구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling structure of a server, and more particularly, to a cooling structure of a server for lowering a temperature inside a server belonging to a medium-large computer to a predetermined level or less so that a function of a server is normally performed.
일반적으로 알려진 바와 같이 서버는 컴퓨터와 컴퓨터를 연결(네트워킹 구축)시키는 역할을 함과 아울러 적정 이상의 저장 공간이 갖추어지는 것으로서, 상기 서버는 각각의 컴퓨터가 접속하여 필요한 데이터를 저장시킴과 아울러 필요 데이터를 빼낼수 있도록 하기 위하여 항상 온(ON)되어 있는 것이다.As is generally known, a server plays a role of connecting a computer to a computer (building a network) and has more than enough storage space. The server connects each computer to store necessary data and provides necessary data. It is always ON to be able to pull it out.
상기한 종래의 서버는 도 1에 도시한 바와 같이, 서버 본체(1)와, 상기 서버 본체(1)의 전방부에 설치됨과 아울러 적정 데이터가 저장되는 하드디스크(3)와, 상기 하드디스크(3)의 후방측에 위치되어 후측방향으로 공기를 송풍하는 팬(5)과, 상기 팬(5)의 후방측에 위치한 시피유(CPU)(미도시)에 탑재되어 시피유의 열을 흡수하는 히트싱크(7)와, 상기 시피유가 고정된 메인보드(9)상에 결합되는 카드부(11) 및 메모리부(13)와, 상기 메인보드(9)의 후방측에 형성되어 내부의 공기가 토출되게 하는 환기그릴(15)로 구성된 것이다.As shown in FIG. 1, the conventional server includes a server main body 1, a hard disk 3 installed at the front of the server main body 1 and storing appropriate data, and a hard disk ( 3) a fan 5 located at the rear side of the fan 5 to blow air in the rearward direction, and a heat sink mounted on a CPU (not shown) located at the rear side of the fan 5 to absorb heat of the sipe oil. (7) and the card portion 11 and the memory portion 13 coupled to the main body 9 to which the sipe oil is fixed, and formed on the rear side of the main board 9 to discharge the air therein. It is composed of a ventilation grille (15).
상기한 상태에서 서버 본체를 온(ON)시키면 시피유가 점차적으로 히팅되는 것으로서, 상기 시피유의 온도가 상승되면 히트싱크(7)가 시피유의 열을 방열시키는 것이다. 상기 히트싱크(7)는 시피유의 열을 빼앗아 공기중으로 발산시키는 것으로서, 상기 히트싱크(7)의 열이 공기중으로 발산될 때 팬(5)의 이송력에 의해서 히트싱크(7) 주변의 히팅된 공기가 서버 본체(1)의 후방측인 환기그릴(15)로 향하게 되는 것이다.When the server main body is turned on in the above state, the sipe oil is gradually heated. When the temperature of the sipe oil rises, the heat sink 7 dissipates the heat of the sipe oil. The heat sink 7 dissipates the heat of the sipe oil and dissipates it into the air. When the heat of the heat sink 7 is dissipated into the air, the heat sink 7 is heated around the heat sink 7 by the transfer force of the fan 5. Air is directed to the ventilation grille 15, which is the rear side of the server main body 1.
상기와 같이 히트싱크(7)에 의해서 시피유의 열을 열교환시키는 것이나, 상기 시피유의 온도가 지속적으로 상승되는 경우에는 히트싱크(7)의 크기를 크게하지 않으면 그 효과가 현저하게 이루어지지 않는 것이고, 상기 히트싱크(7)의 크기를 크게하지 않는 대신 팬(5)의 용량을 크게하면 소음의 문제성이 발생하기 때문에 서버를 열교환시키는데 크나큰 문제점이 대두되고 있는 실정이다.As described above, the heat exchange of heat of the sheath oil by the heat sink 7, or when the temperature of the sheath oil is continuously raised, the effect is not remarkable unless the size of the heat sink 7 is increased. Instead of increasing the size of the heat sink 7, increasing the capacity of the fan 5 causes a problem of noise, which causes a great problem of heat exchange of the server.
본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 서버 내부의 온도를 일정 이하로 신속하게 저하시킴과 아울러 내부 온도가 균일하게 유지되도록 한 서버의 냉각구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to provide a cooling structure of a server in which the above problems are corrected and the temperature inside the server is rapidly lowered below a certain level and the internal temperature is kept uniform.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 서버 본체와, 상기 서버 본체의 하드디스크 후방에 설치된 팬과, 상기 팬의 후방측에 설치됨과 아울러 메인보드 상에 설치된 시피유로 구성된 중대형 컴퓨터인 서버를 냉각시키기 위해 상기 메인보드의 시피유 상부에 안착되어 고정되는 증발부와, 상기 증발부 일측 및 타측에 연결됨과 아울러 서버 본체에 고정되는 파이프와, 상기 파이프의 특정 지점에 형성되어 냉매싸이클을 형성함과 아울러 메인보드의 후방인 환기그릴 전방에 고정되는 응축부로 이루어진 것을 특징으로 하는 서버의 냉각구조에 있어서,상기 증발부(20)는 다공질 금속(Porous Metal)으로 형성되되, 상기 증발부 내측에는 방사형으로 다수개의 증발기체 이동홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the server main body, a fan installed in the rear of the hard disk of the server main body, and installed in the rear side of the fan and the medium medium computer consisting of the sipe oil installed on the motherboard to cool the server The evaporator is fixed to the upper part of the main body of the main body of the main body, the pipe is connected to one side and the other side of the evaporator and fixed to the server body, and formed at a specific point of the pipe to form a refrigerant cycle and In the cooling structure of the server, characterized in that the condensation unit is fixed to the front of the ventilation grille, the evaporator 20 is formed of a porous metal, a plurality of evaporation gas radially inside the evaporator. A moving groove is formed.
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본 발명은 도 2 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 일정 크기로 형성됨과 아울러 적정량의 데어터가 저장되는 서버 본체(1)와, 상기 서버 본체(1)의 하드디스크(3) 후방에 설치되어 서버 본체(1) 내부의 열을 이송시키는 팬(5)과, 상기 팬(5)의 후방측에 설치됨과 아울러 메인보드(9) 상에 설치되어 각종 데이터를 연산 및 제어하는 시피유(발열체)(17)와, 상기 메인보드(9)에 설치되는 카드부(11) 및 메모리부(13)로 구성된 중대형 컴퓨터인 서버에 있어서, 상기 메인보드(9)의 시피유(17) 상부에 안착되어 고정됨과 아울러 적정량의 작동유체가 충진되는 증발부(20)와, 상기 증발부(20) 일측 및 타측에 연결됨과 아울러 서버 본체(1)의 소정 공간에 불규칙적으로 고정되는 파이프(30)와, 상기 파이프(30)의 특정 지점에 한개의 회로가 형성되게 연결되어 냉매싸이클을 형성함과 아울러 메인보드(9)의 후방인 환기그릴(15) 전방에 고정되는 응축부(40)로 이루어진 것이다.2 to 8, the server body 1 is formed in a predetermined size and a proper amount of data is stored, and is installed at the rear of the hard disk 3 of the server body 1, and the server A fan 5 for transferring heat inside the main body 1 and a sipe oil (heating element) 17 installed on the rear side of the fan 5 and installed on the main board 9 to calculate and control various data (17). In the server, which is a medium-large computer composed of a card unit 11 and a memory unit 13 installed on the main board 9, the main body 9 is fixed to the upper part of the sippy oil 17 of the main board 9. An evaporator 20 in which an appropriate amount of working fluid is filled, a pipe 30 connected to one side and the other side of the evaporator 20 and irregularly fixed in a predetermined space of the server main body 1, and the pipe 30 A circuit is connected to form a specific point of In addition, it is made of a condensation unit 40 is fixed to the front of the ventilation grille 15 that is the rear of the main board (9).
상기 증발부(20)는 다공질 금속(Porous Metal)으로 형성된 것으로서, 상기 증발부(20)는 주위의 열을 흡수하여 내부에 충진된 작동유체가 순환되게 하는 것이고, 상기 작동유체의 이동은 작동유체의 토출 압력에 의해 이동되는 것이며, 상기 작동유체가 이동할 때 중력(G)에 영향을 받지 않고 이동되는 것이다. 상기 작동유체는 다공질 금속 내부에 방사형으로 형성된 다수개의 증발기체 이동홈(22)으로 위치되어 파이프(30)를 통해 이동하는 것으로서, 상기 파이프(30)의 직경(내경)(D)은 2 ㎜보다 작게 형성함으로써 증기(V) 및 액체(L)가 파이프(30)를 통해 일정 압력 및 속도로 이동되는 것이다.The evaporator 20 is formed of a porous metal, and the evaporator 20 absorbs the surrounding heat to circulate the working fluid filled therein, and the movement of the working fluid is the working fluid. It is moved by the discharge pressure of the, and is moved without being affected by the gravity (G) when the working fluid moves. The working fluid is located in a plurality of evaporative gas moving grooves 22 formed radially inside the porous metal to move through the pipe 30, and the diameter (inner diameter) D of the pipe 30 is greater than 2 mm. By forming small, the vapor (V) and the liquid (L) are moved at a constant pressure and speed through the pipe (30).
상기 증발부(20)의 다공질 금속은 순환되어온 작동유체가 실시간적으로 흡수되게 하는 것이며, 상기 다공질 금속 내부로 흡수된 작동유체는 방사형으로 형성된 다수개의 증발기체 이동홈(22)으로 안내되어 파이프(30)로 토출되는 것이다. 상기 증발부(20)에서 파이프(30)로 토출된 작동유체(증기)는 응축부(40)로 이동하여 외부로 열을 발산하는 것이고, 상기 응축부(40)에서 변환된 작동유체(액체)는 파이프(30)를 통해 이동하여 증발부(20)로 복귀하는 것이며, 상기 파이프(30)를 통해 복귀할 때 증기(V) 및 액체(L)로 나뉘어진 상태(각각의 층이 순서적(증기층(V), 액체층(L), 증기층(V), 액체층(L) 등으로 이루어짐)로 이동되는 것이다.The porous metal of the evaporator 20 allows the circulating working fluid to be absorbed in real time, and the working fluid absorbed into the porous metal is guided to a plurality of evaporating gas moving grooves 22 formed in a radial manner to provide a pipe ( 30) is discharged. The working fluid (steam) discharged from the evaporator 20 to the pipe 30 is moved to the condenser 40 to dissipate heat to the outside, and the working fluid (liquid) converted in the condenser 40 Is a state of moving through the pipe 30 and returning to the evaporator 20, and divided into steam (V) and liquid (L) when returning through the pipe (30). The vapor layer (V), the liquid layer (L), the vapor layer (V), the liquid layer (L)).
상기한 응축부(40)는 서버 본체에 고정된 상태에서 효과적인 열방출이 이루어질 수 있도록 냉각핀(42))이 고정되는 것으로서, 상기 냉각핀(42)은 응축부(40)의 열발산이 신속하게 이루어지게 하는 것이다. 상기 응축부(40)는 도 4에 도시한 바와 같이 메인보드(9)의 전방인 환기그릴(15) 측부로 위치시킴과 아울러 파이프(30)를 연결하여 사용할 수도 있는 것이다.The condenser 40 is fixed to the cooling fin 42 so that effective heat dissipation can be achieved in a fixed state to the server body, and the cooling fin 42 has a rapid heat dissipation of the condenser 40. To make it happen. The condensation unit 40 may be positioned at the side of the ventilation grille 15, which is the front of the main board 9, as shown in FIG.
상기한 증발부(20)와 파이프(30) 및 응축부(40)는 일반적인 히트 파이프보다 성능이 향상된 것으로서, 상기 일반적인 히트 파이프는 증발부보다 응축부를 높은 위치에 설치하여 중력에 의해서 순환되도록 하는 것이나, 상술한 증발부(20)와 파이프(30) 및 응축부(40)는 그 구조를 달리함에 따라 중력에 관계없이 장거리 전송이 가능하게 됨과 아울러 성능이 향상되는 것이다.The evaporator 20, the pipe 30 and the condensation unit 40 is improved in performance than the general heat pipe, the general heat pipe is installed in a higher position than the evaporator to be circulated by gravity or As the evaporator 20, the pipe 30, and the condenser 40 are different in structure, the above-described evaporator 20 and the pipe 30 and the condenser 40 enable long-distance transmission regardless of gravity and also improve performance.
이상과 같은 본 발명은 서버 내부의 온도를 일정 이하로 신속하게 저하시킴과 아울러 내부 온도가 균일하게 유지되도록 하는 것으로서, 서버 본체(1)의 시피유(발열체)(17) 상에 열흡수용 증발부(20)를 설치함과 아울러 상기 증발부(20)에 연결되는 파이프(30)를 서버 본체(1)의 소정 공간에 설치하여 작동유체가 중력에 관계없이 순환되게 하는 것이다. 상기 파이프(30)의 특정 부분인 환기그릴(17) 전방에 응축부(40)를 일체로 형성 및 설치하여 증발부(20)에서 흡수한 열을 외부로 발산하는 것이며, 상기 응축부(40)를 통해서 증발부(20)에서 흡수한 열을 발산함으로써 서버 본체(1)의 시피유(17) 열이 안정적으로 발산되어 환기그릴(15)을 통해 외부로 토출되는 것이다. 상기한 시피유(17) 열은 증발부(20) 및 응축부(40)를 통해 열교환된 후 팬(5)의 압송력에 의해서 외부로 토출되는 것이다. 상기 팬(5)은 열교환이 원활하게 이루어짐에 따라 그 크기를 최소화시킬 수 있게 됨과 아울러 팬(5)의 설치 갯수를 줄일 수 있는 것이다.The present invention as described above is to quickly lower the temperature inside the server to a certain temperature and to maintain the internal temperature uniformly, the heat absorption evaporation unit on the sipe oil (heating element) 17 of the server main body (1) In addition to installing the 20, the pipe 30 connected to the evaporator 20 is installed in a predetermined space of the server main body 1 so that the working fluid is circulated regardless of gravity. The condenser 40 is integrally formed and installed in front of the ventilation grille 17, which is a specific part of the pipe 30, to dissipate heat absorbed by the evaporator 20 to the outside, and the condenser 40 By dissipating the heat absorbed by the evaporator 20 through the sipe oil 17 of the server main body 1 is stably dissipated and is discharged to the outside through the ventilation grille (15). The heat of the sipe oil 17 is heat-exchanged through the evaporator 20 and the condenser 40 and then discharged to the outside by the pressure of the fan (5). The fan 5 is capable of minimizing its size as heat exchange is performed smoothly, and reducing the number of installation of the fan 5.
상기 증발부(20)와 응축부(40)를 연결하는 파이프(30)는 증기(V) 및 액체(L)가 실시간적으로 이동할 수 있도록 직경(내경)(D)이 2 ㎜ 이하로 유지되는 것이며, 상기 증발부(20)는 다공질 금속 재질로 형성됨으로써 증발부(20)로 유입되는 작동유체가 순간적으로 스며들어 증발부(20) 내부의 증발기체 이동홈(22)으로 점차적으로 이동된 후 점차적으로 증기화되는 것이고, 상기 증발기체 이동홈(22)으로 위치된 작동유체는 파이프(30)를 통해 응축부(40)로 이동되어 외부와의 열교환이 이루어지는 것이다.The pipe 30 connecting the evaporator 20 and the condenser 40 has a diameter (D) of 2 mm or less so that the vapor V and the liquid L can move in real time. After the evaporator 20 is formed of a porous metal material, the working fluid flowing into the evaporator 20 is temporarily infiltrated and gradually moved to the evaporation gas moving groove 22 inside the evaporator 20. It is gradually vaporized, the working fluid located in the evaporation gas moving groove 22 is moved to the condensation unit 40 through the pipe 30 to perform heat exchange with the outside.
상기 서버 본체(1)의 메인보드상에 존재하는 시피유(발열체)(17)는 그 온도가 일정 이상으로 발열되는 것으로서, 상기 발열체(17)가 발열될 때 증발부(20)가 실시간적으로 열을 흡수할 수 있어 발열체(17) 부분의 온도 상승을 미연에 방지하는 것이다.The sippy oil (heating element) 17 present on the main board of the server main body 1 generates heat more than a predetermined temperature, and the evaporator 20 heats in real time when the heat generating element 17 is heated. Can be absorbed to prevent the temperature rise of the heating element 17 portion in advance.
상기와 같이 서버 본체(1)의 내부에 증발부(20)와 응축부(40) 및 파이프(30)를 연결하여 설치함으로써 내부 온도의 상승을 저지함과 아울러 균일한 온도 분포를 유지시키는 것이고, 상기 증발부(20) 및 응축부(40)만으로도 온도 흐름을 제어할 수 있어 히트 싱크 사용이 배제되는 것이다.As described above, by connecting the evaporator 20, the condenser 40 and the pipe 30 inside the server main body 1 to prevent an increase in the internal temperature and maintain a uniform temperature distribution, Only the evaporator 20 and the condenser 40 can control the temperature flow, thereby eliminating the use of a heat sink.
이상과 같이 본 발명은 서버 본체의 메인보드상에 설치된 시피유(발열체)에 증발부를 설치함과 아울러 증발부 일측 및 타측에 한개의 회로가 형성되게 파이프를 설치하고, 상기 파이프의 특정 지점인 환기그릴 전방에 응축부를 형성 및 연결하는 것으로서, 상기 증발부 및 응축부가 중력에 관계없이 작동유체를 순환시킴으로써 원활한 열교환이 이루어지는 것이고, 상기 열교환이 원활하게 이루어짐에 따라 서버 본체 내부의 열을 안정적으로 발산시킴과 아울러 내부의 온도 분포가 균일하게 이루어지는 것이다.As described above, the present invention installs a pipe such that one circuit is formed on one side and the other side of the evaporator while installing an evaporator on a sipe oil (heating element) installed on the main board of the server main body, and a ventilation grill which is a specific point of the pipe. Forming and connecting the condensation unit at the front, the evaporator and the condensation unit circulates the working fluid irrespective of gravity to perform a smooth heat exchange, and the heat exchange smoothly dissipates heat inside the server body and In addition, the temperature distribution inside is made uniform.
그리고 증발부를 다공질 금속으로 형성함으로써 작동유체의 흡수가 순간적으로 이루어지는 것이고, 상기 증발부 내측에 증발기체 이동홈을 형성함으로써 작동유체의 이동이 안정적으로 이루어지는 것이며, 파이프의 직경(내경)을 2 ㎜ 이하로 형성함으로써 증기 및 액체의 이송이 중력에 관계없이 일정한 압력 및 속도로 이동되는 것이다.Then, the evaporator is formed of porous metal to absorb the working fluid in an instant, and the working fluid is stably moved by forming the evaporation gas moving groove inside the evaporator, and the diameter (inner diameter) of the pipe is 2 mm or less. By forming a furnace, the transport of vapor and liquid is moved at a constant pressure and speed regardless of gravity.
또한 응축부에 냉각핀을 설치함으로써 순간적인 열발산이 이루어지는 것이다.In addition, instantaneous heat dissipation is achieved by installing cooling fins in the condensation unit.
그리고 증발부와 파이프 및 응축부를 통해 열교환이 신속하게 이루어짐에 따라 팬의 설치 갯수를 최소화시킬 수 있게 됨과 아울러 팬의 크기를 최소화시킬 수 있으며, 팬의 크기 등이 최소화됨에 따라 전체적인 높이를 줄일 수 있는 것이다.As the heat exchange is rapidly performed through the evaporator, the pipe, and the condenser, the number of fans can be minimized and the size of the fan can be minimized, and the overall height can be reduced as the size of the fan is minimized. will be.
도 1은 종래의 것의 서버 내부를 나타낸 개략도,1 is a schematic diagram showing the inside of the server of the conventional one,
도 2는 본 발명의 실시예의 서버 내부를 나타낸 개략도,2 is a schematic diagram showing the inside of the server of the embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예의 서버 내부를 나타낸 평명도,3 is a flat view showing the inside of the server of the embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 실시예의 서버 내부의 다른 상태를 나타낸 요부도,4 is a principal view showing another state inside the server of the embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예의 요부를 나타낸 요부도,5 is a main part showing main parts of an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예의 증발부를 나타낸 측단면도,6 is a side cross-sectional view showing an evaporation unit according to the embodiment of the present invention;
도 7은 도 5의 A-A선 단면도,7 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 8은 도 5의 A-A선에 따른 다른 상태를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing another state along the line A-A of FIG.
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>
1: 서버 본체 5: 팬1: server body 5: fan
15: 환기그릴 17: 시피유(발열체)15: ventilation grille 17: sipe oil (heating element)
20: 증발부 22: 증발기체 이동홈20: evaporator 22: evaporation gas moving groove
30: 파이프 40: 응축부30: pipe 40: condensation unit
42: 냉각핀42: cooling fin
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