KR100868517B1 - Cooling unit, cooling apparatus for heating element and electronic device having the same - Google Patents

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강상우
김서영
황규대
지태호
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한국과학기술연구원
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Abstract

An electronic device having a cooling unit, and a cooler for heating element are provided to radiate heat rapidly by minimizing contact and conduct heat resistance. A housing makes an inflow or an outflow of refrigerant. A refrigerant flowing part(120) formed on a surface of a housing having a opened plane surrounds one side of a heating element, and supplies space for flowing the refrigerant. A refrigerant inlet portion(130) is connected to the one side of the housing to be connected in the refrigerant flowing part, and guides the refrigerant flowed in to the refrigerant flowing part. A cooling unit includes the refrigerant outlet part which is connected to the single-side of the housing to be connected in the refrigerant flowing part, and guides the refrigerant flowed out from the refrigerant flowing part.

Description

냉각 유닛, 발열체 냉각 장치 및 그를 구비하는 전자 장치{COOLING UNIT, COOLING APPARATUS FOR HEATING ELEMENT AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}COOLING UNIT, COOLING APPARATUS FOR HEATING ELEMENT AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체의 냉각을 위한 냉각 유닛의 분해 사시도이고,1 is an exploded perspective view of a cooling unit for cooling a heating element according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 냉각 장치의 일 부분을 절단한 냉각 유닛의 사시도이며,FIG. 2 is a perspective view of a cooling unit cut away from a portion of the cooling device of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열체 냉각 장치를 설명하기 블록도이고,3 is a block diagram illustrating a heating element cooling device according to another embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열체 냉각 장치를 설명하기 위한 블록도이며,4 is a block diagram for explaining a heating element cooling apparatus according to another embodiment of the present invention,

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 정면도 및 측면도이다.5 and 6 are front and side views of an electronic device according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 냉각 유닛 110: 하우징100: cooling unit 110: housing

120: 냉매 유동부 200,300: 냉각 장치120: refrigerant flow unit 200, 300: cooling device

210: 펌핑부 220: 냉각부210: pumping unit 220: cooling unit

230,330: 냉매 저장부 240,340: 유량조절부230,330: refrigerant storage unit 240,340: flow control unit

250,350: 배관부 320: 응축부250, 350: piping 320: condensation

본 발명은 발열체에 부착되며 냉매가 순환되는 냉각 유닛 및 그를 구비한 냉각 장치 그리고 상기 냉각 장치를 채용하는 전자 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling unit attached to a heating element, through which a refrigerant is circulated, a cooling device having the same, and an electronic device employing the cooling device.

일반적으로 전자장치는 각종 전자부품들이 전기적으로 제어되어 소정의 기능을 수행하는 장치이다. 최근에는 전자장치에 여러 기능들이 복합적으로 집적되면서도 사이즈 면에서의 소형화는 가속화되고 있는 추세이다. In general, an electronic device is a device in which various electronic components are electrically controlled to perform a predetermined function. Recently, miniaturization in terms of size is accelerating, despite the fact that various functions are integrated in an electronic device.

상기 전자장치의 소형화로 인하여 열 유속의 증가뿐만 아니라 전자장치의 복합성에 따른 다중(복수의) 고 발열 칩의 장착으로 인하여, 이들을 냉각할 수 있는 냉각장치의 필요성도 대두 되고 있다. Due to the miniaturization of the electronic device, not only the heat flux is increased, but also due to the mounting of multiple (plural) high heat chips according to the complexity of the electronic device, a necessity for a cooling device capable of cooling them is emerging.

더구나, 최신 전자기술의 집합체라고 할 수 있는 인간형 로봇 내부에는 중앙처리장치(CPU), 디지털신호처리장치(DSP, Digital Signal Processor) 칩, 구동 모터와 같이 복수의 발열체가 산재하게 된다. In addition, a plurality of heating elements, such as a central processing unit (CPU), a digital signal processor (DSP) chip, and a driving motor, are scattered inside the humanoid robot, which is a collection of the latest electronic technologies.

상기 발열체들의 방열을 위하여 히트파이프 등과 같은 냉각 장치를 사용하게 되는 경우에, 상기 히트파이프는 발열체인 전자 부품들의 표면에 부착되어야 한다.When a cooling device such as a heat pipe is used for heat dissipation of the heat generating elements, the heat pipe should be attached to the surface of electronic components that are heat generating elements.

그러나, 상기와 같은 부착 방식에 의하여, 두 물체 간의 표면 접촉이 완전하지 못하여 접촉 열 저항이 발생하게 된다. 또한, 열이 발열체에 부착된 히트파이프 등의 냉각 장치의 일 면을 통해 전도되는 과정에서 전도 열 저항 역시 발생하게 된다. However, due to the attachment method as described above, the surface contact between the two objects is not complete, resulting in contact thermal resistance. In addition, conduction thermal resistance is also generated while heat is conducted through one surface of a cooling device such as a heat pipe attached to the heating element.

이러한 접촉 및 전도 열 저항은 냉각 장치의 냉각 성능을 제약하는 요인이 되고 있어 이의 해결이 필요한 실정이다.This contact and conduction thermal resistance is a factor that limits the cooling performance of the cooling device is a situation that needs to be solved.

상기와 같은 필요성을 감안하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명은 접촉 및 전도 열저항을 최소화하여 발열체의 신속한 방열을 가능하게 하는 냉각 유닛을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a cooling unit which enables rapid heat dissipation of a heating element by minimizing contact and conduction thermal resistance.

본 발명은 또한 상기와 같은 냉각 유닛을 채택하여 방열 기능이 접촉 및 전도 열저항에 의해 저해되는 것을 최소화할 수 있는 냉각 장치 또는 이를 구비하는 전자 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a cooling device or an electronic device having the same, by employing the cooling unit as described above and minimizing the heat dissipation function from being inhibited by contact and conduction thermal resistance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 유닛은 냉매의 유입 또는 유출이 가능한 하우징과, 상기 하우징에 일 측이 개구된 형태로 형성되어 상기 유입된 냉매가 유동하기 위한 공간을 제공하며 상기 일 측은 발열체에 의해 감싸지는 냉매 유동부와, 상기 냉매 유동부에 연통되게 상기 하우징의 일면에 연결되어, 상기 냉매 유동부로 유입되는 냉매를 안내하는 냉매 유입부, 및 상기 냉매 유동부에 연통되게 상기 하우징의 일면에 연결되어 상기 냉매 유동부로부터 유출되는 냉매를 안내하는 냉매 유출부를 포함한다.In order to achieve the above object, the cooling unit according to an embodiment of the present invention is formed in the housing which is capable of inflow or outflow of the refrigerant, the one side is opened in the housing for the flow of the introduced refrigerant Provides a space and the one side is a refrigerant flow portion wrapped by a heating element, connected to one surface of the housing in communication with the refrigerant flow portion, the refrigerant inlet portion for guiding the refrigerant flowing into the refrigerant flow portion, and the refrigerant flow It is connected to one side of the housing in communication with the eastern portion comprises a refrigerant outlet for guiding the refrigerant flowing out of the refrigerant flow.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발열체 냉각 장치는 냉매를 펌핑하는 펌핑부와, 상기 펌핑부에 연통되게 연결되어 상기 펌핑되어 유입되는 냉매가 발열체와 열교환하도록 수용하는 위의 냉각 유닛과, 상기 냉각 유닛과 연통되게 연결되어 상기 열교환에 의해 승온되어 유출되는 냉매를 냉각하여 상기 펌핑부로 공급하는 냉각부를 포함한다.The heating element cooling apparatus according to another embodiment of the present invention is a pumping unit for pumping a refrigerant, the cooling unit is connected in communication with the pumping unit for receiving the pumped inflow refrigerant to heat exchange with the heating element, and the cooling unit And a cooling unit connected in communication with the cooling unit and cooling the refrigerant flowing out by being heated by the heat exchanger to be supplied to the pumping unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열체 냉각 장치는 유입되는 액체 상태의 냉매가 발열체와 열교환 하도록 수용하는 위의 냉각 유닛과, 상기 냉각 유닛과 연통되게 연결되어 상기 열교환에 의해 기화되어 유출되는 기체 상태의 냉매를 응축하여 상기 냉각 유닛에 공급하는 응축부를 포함한다.The heating element cooling device according to another embodiment of the present invention is a cooling unit for receiving the refrigerant in the liquid state flowing in the heat exchanger, and a gas state that is connected in communication with the cooling unit is vaporized by the heat exchange and outflow Condensation unit for condensing the refrigerant of the supply unit to the cooling unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치는 발열체를 구비하는 본체와, 위의 발열체 냉각 장치를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 발열체 냉각 장치는 상기 발열체와 열교환 하여 상기 발열체에서 발생하는 열을 냉각시킨다.An electronic device according to still another embodiment of the present invention includes a main body including a heating element, and the heating element cooling device. Here, the heating element cooling device cools heat generated by the heating element by heat exchange with the heating element.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열체의 냉각을 위한 냉각 유닛과 발열체 냉각 장치 및 그를 구비하는 전자 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a cooling unit, a heating element cooling device, and an electronic device including the same for cooling a heating element according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 시시예에 따른 발열체의 냉각을 위한 냉각 유닛(100)의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 냉각 장치(100)의 일 부분을 절단한 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of a cooling unit 100 for cooling a heating element according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a portion of the cooling device 100 of FIG. 1.

본 도면들을 참조하면, 냉각 유닛(100)은 하우징(110)과 냉매 유동부(120)를 포함한다.Referring to the drawings, the cooling unit 100 includes a housing 110 and the refrigerant flow portion 120.

상기 하우징(110)은 발열체(H)의 일 면의 면적과 대략적을 유사한 면적을 가지는 몸체를 가진다. 여기서, 발열체(H)는 CPU, DSP 등과 같은 전자 부품이거나 전기 모터 등으로서 열을 발생시키며, 전자 장치를 구성하게 요소들이다.The housing 110 has a body having an area that is approximately similar to that of one surface of the heating element (H). Here, the heating element (H) is an electronic component such as a CPU, a DSP, or the like, generates heat as an electric motor, or the like, and constitutes an electronic device.

상기 하우징(110)은 금속 재질 또는 비금속 재질 등 어떤 재질 이여도 무방하다. 금속 재질로서는 구리, 알루미늄 등을 채용할 수 있을 것이다. 또한, 비금속 재질로서 하우징(110)을 형성하고자 하는 경우에는, 예를 들어 PC(polycarbonate), 아크릴, 플라스틱 등을 사용할 수 있다.The housing 110 may be any material such as a metal material or a non-metal material. Copper, aluminum, or the like may be employed as the metal material. In addition, when the housing 110 is to be formed as a non-metal material, for example, PC (polycarbonate), acrylic, plastic, or the like may be used.

하우징(110)의 일 측은 외부와 연통되게 개구된 형태, 다시 말해서 리세스된 형태(recessed)를 취하게 된다. 상기 리세스된 부분은 냉매 유동부(120)라 칭해질 수 있다. 냉매 유동부(120)는 하우징(110)의 외벽부(111)에 의해 감싸진다.One side of the housing 110 may take an open shape, that is, a recessed shape, in communication with the outside. The recessed portion may be referred to as a refrigerant flow unit 120. The coolant flow part 120 is surrounded by the outer wall part 111 of the housing 110.

여기서, 냉매 유동부(120)를 한정하는 하우징(110)의 내벽 부분에 돌출 또는 리세스된(recessed) 형태로 유로를 형성한다면, 냉매의 유동 자체를 촉진할 수 있어서, 열전달 효율을 높일 수 있게 된다.Here, if the flow path is formed in the inner wall portion of the housing 110 defining the refrigerant flow portion 120 to protrude or recessed, the flow of the refrigerant itself may be promoted, so that the heat transfer efficiency may be increased. do.

냉매 유동부(120)로의 냉매의 유입을 안내하기 위하여, 하우징(110)에는 냉매 유입부(130)가 연결된다. 또한, 냉매 유동부(120)에서 유동한 냉매가 외부로 유출되기 위하여, 냉매 유동부(120)와 연통 되는 냉매 유출부(140) 역시 하우징(110)과 연결된다.
냉매 유출부(140)는 냉매 유입부(130)가 연결되는 하우징(110)의 일면과 동일면에 연결된다.In order to guide the inflow of the coolant into the coolant flow unit 120, the coolant inlet 130 is connected to the housing 110. In addition, in order for the refrigerant flowing in the refrigerant flow unit 120 to flow out, the refrigerant outlet 140 communicating with the refrigerant flow unit 120 is also connected to the housing 110.
The coolant outlet 140 is connected to the same surface as one surface of the housing 110 to which the coolant inlet 130 is connected.

냉매 유동부(120)의 개방된 부분은 발열체(H)의 일 면에 의해 감싸지게 된다. 이러한 결합을 용이하게 하기 위하여, 외벽부(111)는 발열체(H)의 외주를 감쌀 수 있는 사이즈를 가질 수 있다. 나아가, 외벽부(111)의 발열체(H)와 닿는 면에 접착제 등을 도포하여 하우징(110)과 발열체(H)를 결합하는 방안도 채용될 수 있다.The open part of the refrigerant flow part 120 is surrounded by one surface of the heating element (H). In order to facilitate such coupling, the outer wall portion 111 may have a size that can wrap the outer circumference of the heating element (H). In addition, a method of bonding the housing 110 and the heating element H by applying an adhesive or the like to the surface of the outer wall 111 that contacts the heating element H may be employed.

이러한 구성에 의하면, 냉매 유동부(120) 내에서 유동하는 냉매는 다른 매개체를 거치지 않고 발열체(H)의 일 면과 직접 접촉하여 열교환을 할 수 있게 된다. 그 결과로, 매개체를 사용할 때 발생하는 접촉 열 저항 및 전도 열 저항을 거의 완전하게 제거 또는 최소화하여 발열체(H)의 신속한 방열을 도모할 수 있게 된다. 또한, 발열체(H)는 신속한 방열에 의해 열적 영향으로 오작동하지 않고 안정적으로 작동할 수 있다. According to this configuration, the refrigerant flowing in the refrigerant flow unit 120 can directly exchange heat with one surface of the heating element H without passing through another medium. As a result, the contact heat resistance and conduction heat resistance generated when using the medium can be almost completely eliminated or minimized, thereby enabling rapid heat dissipation of the heating element (H). In addition, the heating element (H) can operate stably without malfunction due to thermal effects by rapid heat dissipation.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열체 냉각 장치(200)를 설명하기 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a heating element cooling device 200 according to another embodiment of the present invention.

도 3(및 도 2)을 참조하면, 상기 냉각 장치(200)는 펌핑부(210)와, 냉각 유닛(100), 및 냉각부(220)를 포함한다. 여기서, 냉각 유닛(100)은 앞서 설명한 바와 같다.Referring to FIG. 3 (and FIG. 2), the cooling device 200 includes a pumping unit 210, a cooling unit 100, and a cooling unit 220. Here, the cooling unit 100 is as described above.

펌핑부(210)는 냉매를 펌핑하는, 예를 들어 펌프(pump)로서, 배관부(250), 구체적으로는 유입 튜브(251)를 통해 냉각 유닛(100)에 연통 된다. 유입 튜브(251)는 냉매 유입부(130, 도 1)를 통해 냉각 유닛(100)과 연결될 수 있다.The pumping unit 210 is a pump for pumping the refrigerant, for example, a pump, and is connected to the cooling unit 100 through the pipe unit 250, specifically, the inlet tube 251. The inflow tube 251 may be connected to the cooling unit 100 through the refrigerant inlet 130 (FIG. 1).

펌핑부(210)에 의해 냉각 유닛(100)으로 유입되는 냉매는 냉매 유동부(120)에서 발열체(H)와 직접 접촉하도록 유동하여 열교환을 하게 된다. 이때, 냉매는 누출되어도 전기적으로 안전한 유전성(dielectric) 액체일 수 있다.The refrigerant flowing into the cooling unit 100 by the pumping unit 210 flows in direct contact with the heating element H in the refrigerant flow unit 120 to perform heat exchange. In this case, the refrigerant may be a dielectric liquid that is electrically safe even if leaked.

냉각 유닛(100)에서의 열교환에 의해 승온된 냉매는 유출 튜브(252)를 통해 냉각부(220)로 이동하게 된다. 유출 튜브(252)는 냉매 유출부(140)와 연결될 수 있다. 유입 및 유출 튜브(251 및 252)는 유연성이 좋은 튜브일 수 있다.The refrigerant heated by the heat exchange in the cooling unit 100 is moved to the cooling unit 220 through the outflow tube 252. The outlet tube 252 may be connected to the refrigerant outlet 140. Inlet and outlet tubes 251 and 252 may be flexible tubes.

승온된 냉매가 유입되는 냉각부(220)는 상기 냉매를 냉각하여 냉각 유닛(100)에 제공되기 전의 상태로 만든다. 이를 위하여 냉각부(220)는 핀 튜브 타입의 열교환기(221) 및 냉각팬(222)의 조합과 같은 형태로 구성될 수 있다. 이 경우 냉각팬(222)은 주위의 공기를 강제 순환시켜 열교환기(221)의 내부를 흐르는 냉매를 적정 온도까지 냉각시킨다.The cooling unit 220 into which the heated refrigerant flows in cools the refrigerant to make it before it is provided to the cooling unit 100. For this purpose, the cooling unit 220 may be configured in the form of a combination of a fin tube type heat exchanger 221 and a cooling fan 222. In this case, the cooling fan 222 forcibly circulates the surrounding air to cool the refrigerant flowing in the heat exchanger 221 to an appropriate temperature.

냉각부(220)에 의해 냉각된 냉매가 펌핑부(210)에 의해 냉각 유닛(100)으로 공급되기 전에, 상기 냉각된 냉매는 냉매 저장부(230)에 저장될 수 있다. 냉매 저장부(230)는 펌핑부(210)와 냉각 유닛(100) 사이에 그들과 연통 가능하게 배치된다. 냉매 저장부(230)의 외부는 단열처리가 됨으로써, 내부에 저장된 냉매가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. Before the refrigerant cooled by the cooling unit 220 is supplied to the cooling unit 100 by the pumping unit 210, the cooled refrigerant may be stored in the refrigerant storage unit 230. The refrigerant storage unit 230 is disposed in communication with the pumping unit 210 and the cooling unit 100. Since the outside of the refrigerant storage unit 230 is adiabatic, it is preferable to allow the refrigerant stored therein to maintain a constant temperature.

또한, 냉매 저장부(230)와 펌핑부(210) 사이에는 유량조절부(240)가 배치되어, 발열체(H)의 발열량에 따라 냉각 장치(200)를 순환하는 냉매의 유량을 조절할 수 있게 할 수 있다.In addition, a flow rate adjusting unit 240 is disposed between the refrigerant storage unit 230 and the pumping unit 210 to adjust the flow rate of the refrigerant circulating in the cooling device 200 according to the heat generation amount of the heating element H. Can be.

이러한 구성에 의한 냉각 장치(200)는 냉매 유동부(120)의 냉매가 발열체(H)에 직접 접촉하게 됨에 따라, 접촉 열 저항이 최소화되게 한다. 그 결과로, 냉각 장치(200)의 냉각 효율이 접촉 열 저항에 의해 저하되지 않게 된다.The cooling device 200 according to this configuration allows the contact of the refrigerant flow part 120 to be in direct contact with the heating element (H), thereby minimizing the contact thermal resistance. As a result, the cooling efficiency of the cooling device 200 is not lowered by the contact thermal resistance.

이상에서는 냉매의 상이 변하지 않는 단상(single phase) 모드로 작동하는 강제 냉매 순환 방식을 채용한 냉각 장치(200)를 설명하였다. 이하, 도 4를 참조하여서는 이상(two phase) 모드로 작동하는 CPL(Capillary Pumped Loop) 방식을 채용한 냉각 장치(300)를 설명한다.In the above, the cooling apparatus 200 employing the forced refrigerant circulation system operating in the single phase mode in which the refrigerant phase does not change has been described. Hereinafter, referring to FIG. 4, a cooling apparatus 300 employing a capillary pumped loop (CPL) method operating in a two phase mode will be described.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열체 냉각 장치(300)를 설명하기 위한 블록도이다. 4 is a block diagram for explaining a heating element cooling device 300 according to another embodiment of the present invention.

도 4(및 도 2)를 참조하면, 상기 냉각 장치(300)는 냉각 유닛(100)과 응축부(320)를 포함한다. 여기서, 냉각 유닛(100)은 앞서 설명한 바와 같고, 앞선 실시예와 유사한 구성에 대해서는 유사한 참조번호를 부여하고 그에 관한 설명은 앞선 설명으로 갈음한다.Referring to FIG. 4 (and FIG. 2), the cooling device 300 includes a cooling unit 100 and a condensation unit 320. Here, the cooling unit 100 is as described above, and the similar reference numerals for the similar configuration to the previous embodiment and the description thereof will be replaced with the foregoing description.

냉각 유닛(100)에는 유입 튜브(351)를 통해 액체 상태의 냉매가 유입된다. 상기 액체 상태의 냉매는 냉각 유닛(100)에서 발열체(H)로부터 열을 받아 증발하여 기체 상태로 상 변화된다. 이러한 열 교환 과정에서 미세 기공 윅(wick) 또는 유로에 의해 냉매에 모세관 압력 또는 증발 압력이 작용하게 되어 펌핑부 없이도 냉매가 순환된다. The refrigerant in the liquid state flows into the cooling unit 100 through the inflow tube 351. The refrigerant in the liquid state receives heat from the heating element H in the cooling unit 100 and evaporates to change to a gas state. In this heat exchange process, the capillary pressure or the evaporation pressure is applied to the refrigerant by the micro-pore wick or the flow path so that the refrigerant is circulated without the pumping part.

냉각 유닛(100)에서 배출되는 기체 상태의 냉매는 유출 튜브(352)를 통해서 응축부(320)로 유입된다. 응축부(320)는 응축팬(322)이 외부 공기를 열교환기(321)로 강제 순환시킴에 따라, 열교환기(321) 내부를 흐르는 기체 상태의 냉매를 응축시켜 액체 상태로 상 변화시킨다. 이러한 상 변화 과정에서 발열체(H)로부터 흡수된 열이 외부로 방출된다.The gaseous refrigerant discharged from the cooling unit 100 flows into the condensation unit 320 through the outflow tube 352. As the condenser fan 322 circulates the outside air to the heat exchanger 321, the condensation unit 320 condenses the refrigerant in a gaseous state flowing inside the heat exchanger 321 to change into a liquid state. In this phase change process, the heat absorbed from the heating element (H) is released to the outside.

응축부(320)에서 나오는 액체 상태의 냉매가 냉각 유닛(100)에 공급되는 양을 조절하기 위한 유량조절부(340)로서, 응축부(320)와 냉각 유닛(100) 사이에는 증기(및 액체)의 역류를 방지하는 체크 밸브가 배치될 수 있다. 또한, 응축부(320)를 거친 냉매의 저장을 위한 냉매 저장부(330)는 응축부(320)와 유량조절부(340) 사이에 배치될 수 있다.Flow rate adjusting unit 340 for adjusting the amount of the refrigerant in the liquid state from the condensation unit 320 to the cooling unit 100, the vapor (and liquid between the condensation unit 320 and the cooling unit 100) A check valve can be arranged to prevent backflow of the valve. In addition, the refrigerant storage unit 330 for storing the refrigerant passing through the condensation unit 320 may be disposed between the condensation unit 320 and the flow rate control unit 340.

본 실시예에 따른 냉각 장치(300)는 앞선 냉각 장치(200)에서와 달리 펌핑부(210, 도 3 참조)를 필요로 하지 않는 이점이 있다. 또한, 상 변화에 따른 잠열을 흡수하기에 작은 온도차로 큰 열 부하를 전달시킬 수 있는 이점도 있다.The cooling device 300 according to the present embodiment has an advantage of not requiring a pumping unit 210 (see FIG. 3) unlike the cooling device 200 described above. In addition, there is an advantage that can transfer a large heat load with a small temperature difference to absorb the latent heat due to the phase change.

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 정면도 및 측면도이다.5 and 6 are front and side views of an electronic device according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 상기 전자 장치의 일 예로서 이동 로봇을 예시하고 있으나, 본 발명은 열을 발생시키는 발열체(H, 도 1 참조)로서의 전자 부품을 구비하는 것이라면 어떠한 전자 장치에도 적용 가능하다.In the present embodiment, a mobile robot is illustrated as an example of the electronic device. However, the present invention can be applied to any electronic device as long as the electronic device is provided as a heat generating element H (see FIG. 1) that generates heat.

상기 도면들을 참조하면, 상기 이동 로봇으로는, 2개의 레그부 링크와 2개의 아암부 링크를 구비한 휴머노이드(인간형) 레그식 이동 로봇이 예시되어 있다.Referring to the drawings, as the mobile robot, there is illustrated a humanoid (human) legged mobile robot having two leg linkages and two arm linkages.

도 5를 참조하면, 레그식 이동 로봇(400)은 복수 개, 보다 구체적으로는 2개의 레그부링크(혹은 레그)(410)를 구비하는 동시에, 그 상방에 설치된 상체(기체(基體))(420)를 포함한다. 상체(420)의 상측에는 헤드부(430)가 형성되는 동시에, 상체(420)의 양측에는 2개의 아암부 링크(혹은 아암)(440)가 연결된다. Referring to FIG. 5, the leg-type mobile robot 400 includes a plurality of legs, more specifically, two leg part links (or legs) 410, and an upper body (base) installed thereon ( 420). A head portion 430 is formed on the upper side of the upper body 420, and two arm links (or arms) 440 are connected to both sides of the upper body 420.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상체(420)의 등부에는 격납부(450)가 설치되고, 그 내부에는 전자 제어 유닛 등이 수용될 수 있다. 로봇(400)은, 내부 구조를 보호하기 위한 커버로 피복될 수 있다. 상기 레그(410) 내지 격납부(450)는 본체로서 통칭될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 6, a storage unit 450 is provided at the back of the upper body 420, and an electronic control unit or the like can be accommodated therein. The robot 400 may be covered with a cover for protecting the internal structure. The legs 410 to the storage 450 may be collectively referred to as a main body.

상기 본체는 레그(410)나 아암(440) 등을 구동하기 위한 구동 모터 등의 발열체(H, 도 1 참조) 또는 상기 구동 모터 등을 제어하기 위한 부품(CPU, DSP 등)과 같은 발열체(H) 등이 산재하게 된다. 도 6에서는 상기 로봇(400)의 작동 시에 특히 온도가 높아지는 부분, 즉 발열체(H)가 배치된 부분을 발열체(H)와 동일한 기호(H)로서 표시하고 있다.The main body is a heating element (H, see Fig. 1), such as a drive motor for driving the leg 410, arm 440, etc. or a heating element (H, such as a component (CPU, DSP, etc.) for controlling the drive motor, etc. ) Are scattered. In FIG. 6, a portion where the temperature rises, that is, a portion in which the heating element H is disposed, is indicated as the same symbol H as the heating element H.

상기 발열체(H)는 앞서 설명한 냉각 장치(200,300)와의 열교환을 통해 발열하게 된다. 이때, 냉각 장치(200,300)의 냉매 유동부(120)에서 유동하는 냉매가 상 기 발열체(H)의 일 면과 직접 접촉하도록 배치되는 것이 열교환의 관점에서 보다 바람직할 것이다.The heating element H generates heat through heat exchange with the cooling apparatuses 200 and 300 described above. In this case, it may be more preferable from the viewpoint of heat exchange that the refrigerant flowing in the refrigerant flow part 120 of the cooling apparatus 200 or 300 is in direct contact with one surface of the heating element H.

또한, 냉각 장치(200)의 펌핑부(210), 구체적으로 펌프는 로봇(400)에 장착된 직류형 모터를 구동하기 위한 직류전원으로 구동될 수 있다.In addition, the pumping unit 210 of the cooling device 200, specifically, the pump may be driven by a DC power source for driving a DC-type motor mounted on the robot 400.

이와 같이 구성되는 로봇(400), 나아가 전자 장치는 그에 장착된 발열체(H)의 냉각을 위한 냉각 장치(200,300)가 앞서 설명한 냉각 유닛(100)을 채용하여 접촉 열 저항을 최소화하기에, 보다 원활하게 냉각되는 상태에서 작동할 수 있게 된다. 그 결과로, 전자 장치의 작동의 안정성이 보다 개선된다.The robot 400 and the electronic device configured as described above are more smoothly because the cooling devices 200 and 300 for cooling the heating element H mounted thereon employ the cooling unit 100 described above to minimize contact thermal resistance. It can be operated while being cooled down. As a result, the stability of the operation of the electronic device is further improved.

상기와 같은 냉각 유닛, 냉각 장치 및 그를 포함하는 전자 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The cooling unit, the cooling device, and the electronic device including the same are not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 유닛은 발열체와 냉매가 직접 접촉하도록 냉매 유동부를 구성함에 따라, 접촉 열 저항에 의한 냉각 효율의 최하를 최소화할 수 있게 한다.As described above, the cooling unit according to the present invention can minimize the lowest of the cooling efficiency due to the contact thermal resistance by configuring the refrigerant flow portion in direct contact with the heating element and the refrigerant.

또한, 하우징을 비금속 재질로 형성한다면, 냉각 유닛을 전체적으로 경량화할 수 있게 된다.In addition, if the housing is formed of a non-metal material, it is possible to reduce the weight of the cooling unit as a whole.

또한, 본 발명에 따른 냉각 장치는 위와 같은 냉각 유닛을 채용하기에, 냉각 효율을 보다 개선할 수 있게 된다. 나아가, 일 실시예에 따른 냉각 장치는 펌핑부 를 별도로 요구하지 않아 추가적인 경량화를 가능하게 한다. In addition, since the cooling apparatus according to the present invention employs the above cooling unit, the cooling efficiency can be further improved. Furthermore, the cooling device according to an embodiment does not require a pumping unit separately, thereby enabling additional weight reduction.

또한, 본 발명에 따른 전자 장치는 상기 냉각 장치에 의한 신속한 방열의 제약 요소를 최소화하였기에, 냉각의 원활화에 따라 안정적인 작동의 신뢰성을 확보할 수 있게 한다.In addition, since the electronic device according to the present invention minimizes the constraint of rapid heat dissipation by the cooling device, it is possible to secure stable operation reliability according to the smoothing of the cooling.

Claims (16)

냉매의 유입 또는 유출이 가능한 하우징;A housing that allows inflow or outflow of refrigerant; 상기 하우징에 일 측이 개구된 형태로 형성되어, 상기 유입된 냉매가 유동하기 위한 공간을 제공하며, 상기 일 측은 발열체에 의해 감싸지는 냉매 유동부;One side of the housing is formed in an open shape, to provide a space for the flow of the introduced refrigerant, the one side is a refrigerant flow portion wrapped by a heating element; 상기 냉매 유동부에 연통되게 상기 하우징의 일면에 연결되어, 상기 냉매 유동부로 유입되는 냉매를 안내하는 냉매 유입부; 및A coolant inlet connected to one surface of the housing so as to communicate with the coolant flow and guide the coolant flowing into the coolant flow; And 상기 냉매 유동부에 연통되게 상기 하우징의 일면에 연결되어, 상기 냉매 유동부로부터 유출되는 냉매를 안내하는 냉매 유출부를 포함하는 냉각 유닛.And a coolant outlet connected to one surface of the housing to communicate with the coolant flow and guide the coolant flowing out of the coolant flow. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은 비금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 유닛.Cooling unit, characterized in that the housing is formed of a non-metal material. 삭제delete 삭제delete 냉매를 펌핑하는 펌핑부;A pumping unit for pumping a refrigerant; 상기 펌핑부에 연통되게 연결되어, 상기 펌핑되어 유입되는 냉매가 발열체와 열교환하도록 수용하는 제1항에 따른 냉각 유닛; 및A cooling unit connected to the pumping unit, the cooling unit according to claim 1 accommodating the pumped and introduced refrigerant to exchange heat with a heating element; And 상기 냉각 유닛과 연통되게 연결되어, 상기 열교환에 의해 승온되어 유출되는 냉매를 냉각하여 상기 펌핑부로 공급하는 냉각부를 포함하는 발열체 냉각 장치.And a cooling unit connected in communication with the cooling unit and cooling the refrigerant that is heated up by the heat exchange to flow out to the pumping unit. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 냉각부와 펌핑부 사이를 연결하여, 상기 냉각부에서 냉각된 냉매를 저장하는 냉매 저장부를 더 포함하는 발열체 냉각 장치.And a refrigerant storage unit connected between the cooling unit and the pumping unit to store the refrigerant cooled in the cooling unit. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 냉매 저장부와 연통되도록 설치되어, 상기 펌핑부로 공급되는 냉매의 유량을 조절하기 위한 유량조절부를 더 포함하는 발열체 냉각 장치. Installed in communication with the refrigerant storage, the heating element cooling device further comprises a flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the refrigerant supplied to the pumping unit. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 냉매는 유전성(dielectric) 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열체 냉각 장치.And the refrigerant comprises a dielectric liquid. 유입되는 액체 상태의 냉매가 발열체와 열교환 하도록 수용하는 제1항에 따 른 냉각 유닛; 및A cooling unit according to claim 1, which receives the refrigerant in the liquid state to exchange heat with the heating element; And 상기 냉각 유닛과 연통되게 연결되어, 상기 열교환에 의해 기화되어 유출되는 기체 상태의 냉매를 응축하여 상기 냉각 유닛에 공급하는 응축부를 포함하는 발열체 냉각 장치.And a condensation unit connected in communication with the cooling unit and condensing the refrigerant in a gaseous state vaporized by the heat exchange and flowing out to the cooling unit. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 응축부와 상기 냉각 유닛 사이를 연결하도록 설치되어, 상기 응축부에서 상기 냉각 유닛으로 공급되는 액체 상태의 냉매의 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함하는 발열체 냉각 장치.And a flow rate control unit installed to connect between the condensation unit and the cooling unit, and controlling a flow rate of the refrigerant in the liquid state supplied from the condensation unit to the cooling unit. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 유량조절부는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열체 냉각 장치.The heating element cooling device, characterized in that the flow control unit comprises a check valve. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 응축부와 유량조절부 사이를 연결하여, 상기 응축부에서 응축된 냉매를 저장하는 냉매 저장부를 더 포함하는 발열체 냉각 장치.And a refrigerant storage unit connected between the condensation unit and the flow rate adjusting unit to store the refrigerant condensed in the condensation unit. 발열체를 구비하는 본체; 및A main body having a heating element; And 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따르는 발열체 냉각 장치로 구성되고,A heating element cooling device according to any one of claims 6 to 13, 상기 발열체 냉각 장치는 상기 발열체와 열교환하여 상기 발열체에서 발생하는 열을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉각 장치를 구비하는 전자 장치.And the heating element cooling device cools heat generated from the heating element by heat exchange with the heating element. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 발열체 냉각 장치의 냉매 유동부의 개구된 부분은 상기 발열체의 일 면에 의해 감싸지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치를 구비하는 전자 장치.And an opened portion of the refrigerant flow portion of the heating element cooling device is disposed to be surrounded by one surface of the heating element. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 전자 장치는 인간형 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치를 구비하는 전자 장치.And the electronic device comprises a humanoid robot.
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