KR101513402B1 - Heat radiating apparatus using ion wind - Google Patents

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KR101513402B1
KR101513402B1 KR1020140144027A KR20140144027A KR101513402B1 KR 101513402 B1 KR101513402 B1 KR 101513402B1 KR 1020140144027 A KR1020140144027 A KR 1020140144027A KR 20140144027 A KR20140144027 A KR 20140144027A KR 101513402 B1 KR101513402 B1 KR 101513402B1
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KR1020140144027A
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고한서
백수홍
신동호
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

A heat radiating apparatus using ion wind is provided to generate ion wind using a heat sink as an electrode, to easily make a device smaller, and to remove the ozone generated while ion wind is being generated, by comprising: a plurality of heat sink distant from each other, electrically grounded and having a heat radiating plate in the shape of a flat plate and a radiating fin protruding from the heat radiating plate; a fixing unit with a through tube whose edge and the radiating fin are connected with each other; and a wire electrode installed at the through tube that generates ion wind in between the heat sink and itself by receiving a high voltage, wherein the bottom of the edge has a groove and the radiating fin comprises a first fin inserted into the groove and a second fin having a lower height than that of the first fin.

Description

이온풍을 이용하는 방열장치{HEAT RADIATING APPARATUS USING ION WIND}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat radiating apparatus using ion wind,

본 발명은 이온풍을 이용하는 방열장치로서, 보다 상세하게는, 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시키며, 이온풍 발생시 발생하는 오존을 제거할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipating device using an ion wind, and more particularly, to a heat dissipating device using an ion wind capable of generating an ion wind by using the heat sink itself as an electrode and removing ozone generated when an ion wind is generated .

일반적으로, 전자장비는 동작 중 많은 열을 발생하며, 발생된 열은 전자장비의 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 전자장비에는 방열장치가 필수적이다. Generally, electronic equipment generates a lot of heat during operation, and the generated heat acts as a factor that deteriorates the performance of electronic equipment. Therefore, a heat dissipating device is essential for electronic equipment.

전자장비의 소형화 추세와 더불어 초소형 전자소자의 집적밀도가 갈수록 높아지고 있으나, 점점 소형화되고 용량이 커지면서 열 집적도가 증가하여 전자기기로부터 발생되는 열이 많으며, 이 열을 외부로 충분히 배출하지 않는다면 전자제품의 성능과 수명이 낮아지고 열로 인한 변형으로 인해 고장의 원인이 된다. 이에 따라, 냉각장치 역시 소형화 및 성능 향상이 요구된다.In addition to the miniaturization of electronic equipment, the density of microelectronic devices is getting higher and higher. However, as the miniaturization and capacity increase and the heat density increases, the heat generated from electronic devices is large. It degrades performance and life span, and it causes malfunction due to heat deformation. As a result, the cooling apparatus is also required to be miniaturized and improved in performance.

종래의 전자장비의 발열소자에 부착된 방열구조체를 냉각하기 위해서 히트 싱크(heat sink)를 통한 자연대류를 이용하거나, 송풍팬을 이용하여 냉각하였다. 이 중, 히트싱크를 이용하는 경우 부피와 면적을 증가시켜야 하므로 전자기기를 소형화시키기 어려운 문제점이 있다. 또한, 송풍팬을 이용하여 방열하는 경우 공기를 강제적으로 유동시키기 때문에, 그로 인하여 생기는 이물질이 회전체에 충돌하여 회전체가 마모됨으로써 수명이 단축되고, 진동 및 소음이 발생하며 기계적 구조상 소형화가 어려운 문제점이 있다.In order to cool the heat dissipating structure attached to the heat generating element of the conventional electronic equipment, natural convection through a heat sink is used, or it is cooled by using a blowing fan. Among them, when the heat sink is used, the volume and area of the heat sink must be increased, which makes it difficult to miniaturize the electronic device. In addition, since air is forcibly flowed in the case of heat dissipation using a blowing fan, foreign substances generated by the blowing fan collide against the rotating body to worn the rotating body, shortening the service life, causing vibration and noise, .

히트 싱크 또는 송풍팬에 의한 방열의 문제점을 해결하기 위하여, 이온풍을 이용하는 방열장치가 제시되었다. 이온풍은 탐침이나 가는 와이어 같은 전극에 높은 전압을 가하여 코로나 방전을 일으켜 공기를 이온화시킨 뒤, 강한 전기장으로 이동시킬 때 주위의 공기가 함께 움직이며 발생하는 바람을 말한다.In order to solve the problem of heat dissipation by a heat sink or a blower fan, a heat dissipating device using an ion wind has been proposed. Ion wind refers to the wind generated by moving the surrounding air when moving a strong electric field after ionizing the air by causing a corona discharge by applying a high voltage to an electrode such as a probe or a thin wire.

이러한 이온풍을 이용한 냉각은 기존의 송풍팬과 달리 모터로 구동되는 요소가 존재하지 않아 고신뢰성, 저소음, 저전력, 소형화 등 여러장점을 지닌다. 종래의 이온풍 냉각장치는 금속의 방열구조체 주위에 일정한 간격으로 떨어진 금속전극을 위치시켜 이온풍을 불어주는 형태로 되어 있다. 이온풍을 발생시키기 위해 한 쌍의 전극이 요구되는데, 이러한 경우 장치의 소형화에 한계가 있는 문제점이 발생한다.Unlike a conventional blower fan, the cooling using the ion wind has many advantages such as high reliability, low noise, low power, and miniaturization because there is no motor driven element. In the conventional ion wind cooling apparatus, a metal electrode spaced at regular intervals around a heat dissipation structure of a metal is positioned to blow ion wind. A pair of electrodes is required in order to generate an ion wind. In such a case, there arises a problem that there is a limit in miniaturization of the apparatus.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시켜 장치의 소형화 할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a heat dissipating device using an ion wind capable of generating an ion wind by using the heat sink itself as an electrode, thereby miniaturizing the apparatus.

또한, 이온풍 발생시 생성되는 오존을 기준치 이하로 배출할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a heat dissipating device using an ion wind capable of discharging ozone generated when an ion wind is generated below a reference value.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 평판 형태로 마련되는 방열판과, 복수 개로 마련되어 상호 이격되며 상기 방열판으로부터 돌출 형성되는 방열핀을 포함하며, 전기적으로 접지되는 히트 싱크; 관통공이 형성되며, 테두리부와 상기 방열핀이 상호 연결되는 고정부; 상기 관통공에 설치되며, 고전압을 인가받아 상기 히트 싱크와의 사이에서 이온풍을 발생시키는 와이어 전극;을 포함하며, 상기 테두리부의 하면에는 홈이 형성되며, 상기 방열핀은, 상기 홈에 끼워지는 제1핀과, 상기 제1핀보다 낮은 높이를 갖는 제2핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용하는 방열장치에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat sink comprising: a heat sink provided in a plate shape; a plurality of heat sinks spaced apart from each other and protruding from the heat sink; A fixing part formed with a through hole and the rim and the radiating fin mutually connected; And a wire electrode which is installed in the through hole and generates a high voltage between the heat sink and the heat sink to generate an ion wind, and a groove is formed on the lower surface of the rim, 1 < / RTI > pin and a second fin having a height lower than the first fin.

여기서, 상기 와이어 전극은 복수 개가 형성되어 병렬로 설치되며, 상기 복수 개의 와이어 전극을 상호 연결하며 고전압을 인가받는 전선 연결부;를 더 포함하는 것이 바람직하다. The wire electrode may further include a plurality of wire electrodes formed in parallel to each other and connected to each other to receive the high voltage.

여기서, 상기 테두리부의 측면에는 삽입공이 설치되며, 상기 와이어 전극은 상기 삽입공을 관통하여 설치되는 것이 바람직하다. Here, an insertion hole may be provided on a side surface of the rim, and the wire electrode may be installed through the insertion hole.

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여기서, 상기 삽입공은 상기 제2핀 상방에 위치하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the insertion hole is located above the second pin.

여기서, 상기 제1핀은 가변적인 높이를 갖도록 마련되는 것이 바람직하다. Here, the first fin is preferably provided to have a variable height.

여기서, 이온풍 생성시 발생되는 오존을 제거하는 오존 제거 필터를 더 포함하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable to further include an ozone removing filter for removing ozone generated when the ion wind is generated.

여기서, 상기 오존 제거 필터는 이산화망간 소재로 마련되며 메쉬 형태로 형성되는 것이 바람직하다. Here, the ozone removing filter may be formed of a manganese dioxide material and may be formed in a mesh shape.

본 발명에 따르면, 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시킴으로써, 방열성능을 향상함과 동시에 소형화시 할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a heat dissipating device using an ion wind capable of improving heat dissipation performance and miniaturizing by generating an ion wind by using the heat sink itself as an electrode.

또한, 이온풍을 사용함으로써 소비전력을 절감시킬 수 있으며, 모터와 같은 장치를 구비하지 않음으로써 소음 발생이 방지되며 내구성이 향상된다.In addition, by using the ion wind, power consumption can be reduced, and noise is prevented from being generated and durability is improved by not providing a device such as a motor.

또한, 이온풍 발생시 생성되는 오존을 오존 제거 필터를 통하여 제거함으로써, 기준치 이하로 오존을 배출할 수 있다.Further, by removing ozone generated when the ion wind is generated through the ozone removal filter, ozone can be discharged below the reference value.

또한, 제1핀이 높이 변경이 가능하도록 함으로써, 와이어 전극과 제2핀 사이의 간격을 환경에 따라 적절히 변경할 수 있다.Further, by making the height of the first pin changeable, the interval between the wire electrode and the second pin can be appropriately changed according to the environment.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치의 개략적인 사시도이며,
도 2는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 분해 사시도이며,
도 3은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 고정부 및 와이어 전극을 도시한 도면이며,
도 4는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 고정부의 저면 사시도이며,
도 5는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 이온 제거 필터를 도시한 도면이며,
도 6은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 이온풍의 방향을 도시한 도면이며,
도 7은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 실험 데이터이며,
도 8은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 다른 실험 데이터이며,
도 9는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 또다른 실험 데이터이며,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치의 히트 싱크의 측면도이며,
도 11은 도 10의 이온풍을 이용하는 방열장치의 제1핀의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a heat dissipating device using an ion wind according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 is an exploded perspective view of the heat dissipating device using the ion wind shown in Fig. 1,
Fig. 3 is a view showing a fixed portion and a wire electrode of the heat dissipating device using the ion wind of Fig. 1,
Fig. 4 is a bottom perspective view of the fixing part of the heat dissipating device using the ion wind shown in Fig. 1,
Fig. 5 is a view showing an ion removing filter of a heat dissipating device using the ion wind of Fig. 1,
Fig. 6 is a view showing the direction of the ion wind of the heat dissipating device using the ion wind of Fig. 1,
Fig. 7 is experimental data of a heat dissipating device using the ion wind of Fig. 1,
FIG. 8 is another experimental data of the heat dissipating device using the ion wind of FIG. 1,
9 is another experimental data of the heat dissipating device using the ion wind of FIG. 1,
10 is a side view of a heat sink of a heat dissipating device using an ion wind according to a second embodiment of the present invention,
11 is a schematic perspective view of a first fin of the heat dissipating device using the ion wind of FIG.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a heat dissipating device using an ion wind according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제1실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치는 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시키며, 이온풍 발생시 발생하는 오존을 제거할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치에 관한 것이다.The heat dissipating device using the ion wind according to the first embodiment of the present invention is related to a heat dissipating device that generates an ion wind using the heat sink itself as an electrode and uses an ion wind capable of removing ozone generated when an ion wind is generated .

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 분해 사시도이다.FIG. 1 is a schematic perspective view of a heat dissipating device using an ion wind according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of a heat dissipating device using the ion wind of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치(100)는, 히트 싱크(110)와, 히트 싱크(110)의 제1핀(112a)에 연결되는 고정부(120)와, 고정부(120)에 설치되는 와이어 전극(130)과, 와이어 전극(130)을 연결하는 전선 연결부(140)와, 오존 제거 필터(150) 및 케이스(160)를 포함한다.1 and 2, a heat dissipating device 100 using an ion wind according to a first embodiment of the present invention includes a heat sink 110 and a first heat sink 110 connected to the first fin 112a of the heat sink 110 A wire connecting portion 140 connecting the wire electrode 130 to the wire electrode 130 and an ozone removing filter 150 and a case 160. The wire connecting portion 140 connects the wire electrode 130 to the fixing portion 120, .

히트 싱크(Heat Sink)(110)는 와이어 전극(130) 과의 사이에서 이온풍을 발생시키기 위한 구성으로서, 방열판(111) 방열핀(112)을 포함한다.The heat sink 110 includes a heat radiating fin 112 for generating an ion wind between the heat sink 110 and the wire electrode 130.

방열판(111)은 복수 개의 방열핀(112)을 지지하기 위한 구성으로서, 평판 형으로 마련된다. 방열핀(112)은 방열판(111)의 일면으로부터 소정길이 돌출되며, 복수 개로 마련되어 상호 소정간격 이격된다.The heat radiating plate 111 is configured to support a plurality of radiating fins 112 and is provided in a flat plate shape. The radiating fins 112 protrude from one surface of the heat radiating plate 111 by a predetermined length and are spaced apart from each other by a predetermined distance.

한편, 방열핀(112)은 제1핀(112a)과 제2핀(112b)을 포함한다. 제1핀(112a)은 복수 개로 마련되어 상호 소정간격 이격되며, 양 끝에 배치되는 제1핀(112a)은 고정부(120)의 테두리 하면에 형성되는 홈(122)에 끼워져 고정부(120)와 연결된다. 제1핀(112a) 사이에는 복수 개의 제2핀(112b)가 배치된다. 제2핀(112b)은 제1핀(112a)의 높이보다 낮은 높이로 마련되며, 복수 개가 제1핀(112a) 사이에 배치된다. Meanwhile, the radiating fin 112 includes a first fin 112a and a second fin 112b. A plurality of first pins 112a are spaced apart from each other by a predetermined distance and first pins 112a disposed at both ends of the first pins 112a are inserted into grooves 122 formed on the bottom surface of the fixing portion 120, . A plurality of second pins 112b are disposed between the first pins 112a. The second pin 112b is provided at a height lower than the height of the first pin 112a, and a plurality of the second pin 112b are disposed between the first pins 112a.

와이어 전극(130)이 설치되는 고정부(120)는 제1핀(112a)에 결합되며, 제2핀(112b)은 제1핀(112a) 보다 낮은 높이를 가지므로, 와이어 전극(130)과 제2핀(112b) 사이에는 소정의 이격거리가 형성된다. 이때, 와이어 전극(130)과 제2핀(112b) 사이의 이격거리가 이온풍을 이용한 방열성능에 많은 영향을 미치므로, 제1핀(112a)과 제2핀(112b)의 높이는 이를 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.Since the fixing portion 120 where the wire electrode 130 is installed is coupled to the first fin 112a and the second pin 112b has a lower height than the first fin 112a, A predetermined distance is formed between the second pins 112b. Since the distance between the wire electrode 130 and the second fin 112b greatly affects the heat radiation performance using the ion wind, the height of the first fin 112a and the second fin 112b is taken into account .

한편, 히트 싱크(110) 즉, 방열판(111)과 방열핀(112)는 접지 상태로 마련된다. 이온풍을 형성하기 위해서는 코로나 방전을 일으키기 위한 방전전극과 유도전극 두 가지의 전극이 필요하다. Meanwhile, the heat sink 110, that is, the heat radiating plate 111 and the radiating fin 112 are provided in a grounded state. In order to form an ion wind, two electrodes, a discharge electrode and an induction electrode, are required to generate a corona discharge.

종래의 경우 히트 싱크(110)에 방전전극과 유도전극을 모두 설치하여 이온풍을 발생시키게 되나, 이는 장치의 소형화에 한계를 미치게 된다. 이에 따라, 본 발명은 히트 싱크(110) 자체를 전기적으로 접지시키며, 유도전극을 접지된 히트 싱크(110)로 이용한다. 별도의 유도전극을 설치하지 않게 되므로 유도전극을 설치하기 위한 공간의 제약이 없으며, 이로 인해 용이하게 장치의 소형화가 가능하다.Conventionally, both the discharge electrode and the induction electrode are provided in the heat sink 110 to generate ion wind, but this limits the miniaturization of the apparatus. Accordingly, the present invention electrically grounds the heat sink 110 itself, and uses the induction electrode as the grounded heat sink 110. Since no separate induction electrode is provided, there is no restriction on the space for installing the induction electrode, which makes it possible to easily miniaturize the device.

도 3은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 고정부 및 와이어 전극을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 고정부(120)는 와이어 전극(130)이 설치되며, 와이어 전극(130)과 제2핀(112b) 사이의 거리를 유지하기 위한 구성이다. 고정부(120)는 사각형의 테두리부로 마련되며 중앙부에 관통공이 형성된다.Fig. 3 is a view showing a fixed portion and a wire electrode of the heat dissipating device using the ion wind shown in Fig. 1; 3, the fixing portion 120 is provided with a wire electrode 130 and is configured to maintain a distance between the wire electrode 130 and the second fin 112b. The fixing part 120 is provided with a rectangular rim and a through hole is formed at the center.

고정부(120)의 양 측면에는 와이어 전극(130)이 삽입되는 삽입공(121)이 형성된다. 삽입공(121)의 위치는 와이어 전극(130)이 제1핀(112a) 사이에 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 와이어 전극(130)의 길이방향과 방열핀(112)의 길이방향이 나란하도록 형성되는 것이 바람직하다.Insertion holes 121 into which the wire electrodes 130 are inserted are formed on both sides of the fixing part 120. The insertion hole 121 is preferably formed such that the wire electrode 130 is disposed between the first pins 112a. Further, it is preferable that the longitudinal direction of the wire electrode 130 and the longitudinal direction of the radiating fin 112 are formed to be parallel to each other.

도 4는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 고정부의 저면 사시도이다. 도 4를 참조하면, 한편, 고정부(120)의 하면에는 제1핀(112a)가 삽입되어 상호 결합될 수 있도록 홈(122)이 형성된다. 제1핀(112a)가 홈(122)에 끼워짐으로써 고정부(120)가 고정되며, 이에 따라 와이어 전극(130)과 제2핀(112b) 사이의 거리가 일정하게 유지된다.Fig. 4 is a bottom perspective view of the fixing part of the heat dissipating device using the ion wind shown in Fig. 1; Fig. Referring to FIG. 4, a groove 122 is formed on the lower surface of the fixing part 120 so that the first pin 112a can be inserted and coupled with each other. The fixing portion 120 is fixed by fitting the first pin 112a into the groove 122 so that the distance between the wire electrode 130 and the second pin 112b is kept constant.

와이어 전극(130)은 이온풍이 생성되도록 코로나 방전을 발생시키기 위한 구성으로서 세선(細線) 와이어로 형성된다. 본 실시예에서 와이어 전극(130)은 4개의 제1핀(112a) 사이에 배치되도록 3개로 마련되며, 각각 삽입공(121)에 삽입된 뒤 상호 병렬연결된다.The wire electrode 130 is formed as a fine line wire as a structure for generating a corona discharge so as to generate an ion wind. In this embodiment, three wire electrodes 130 are provided to be disposed between the four first pins 112a, and inserted into the insertion holes 121 and connected to each other in parallel.

와이어 전극(130)에 고전압이 인가되면 높은 강도의 전기장이 형성되며, 전기장의 전위차가 특정치를 넘는 경우에는 코로나 방전영역이 형성됨으로써 이온풍이 발생된다. 한편, 와이어 전극(130)은 세선으로 마련됨으로써 설치 공간에 제약을 받지 않아 장치의 소형화가 용이하다.When a high voltage is applied to the wire electrode 130, a high strength electric field is formed. When the potential difference of the electric field exceeds a specified value, a corona discharge region is formed to generate ion wind. On the other hand, since the wire electrode 130 is formed as a fine wire, the installation space is not limited and the device can be easily miniaturized.

와이어 전극(130)은 음극과 양극 모두로 가능하나, 음극인 경우의 코로나 방전이 양극에 의한 코로나 방전에 비하여 오존 발생농도가 증가하며 효율이 낮으므로 양극인 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The wire electrode 130 may be formed of both a cathode and a cathode. However, since the corona discharge in the case of a cathode is lower than that of a corona discharge caused by an anode, the concentration of ozone increases and the efficiency is low. .

전선 연결부(140)는 와이어 전극(130)을 병렬연결하기 위한 구성이다. 복수 개의 와이어 전극(130)을 상호 병렬연결하며, 고전압 인가부로부터 고전압을 인가받아 와이어 전극(130)에 공급한다. 전선 연결부(140)에 의하여 와이어 전극(130)은 상호 병렬연결되며, 동일한 전압을 인가할 수 있어 에너지 효율을 극대화할 수 있다.The wire connecting portion 140 is a structure for connecting the wire electrodes 130 in parallel. A plurality of wire electrodes 130 are connected in parallel to each other, and a high voltage is applied from a high voltage application part to supply the wire electrodes 130. The wire electrodes 130 are connected in parallel to each other by the wire connection unit 140, and the same voltage can be applied to maximize the energy efficiency.

도 5는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 이온 제거 필터를 도시한 도면이다. 이온 제거 필터(150)는 이온풍 생생시 부산물로 발생하는 오존(O3)을 제거하기 위한 구성이다. 코로나 방전에 에 의한 전기에너지가 공기에 가해지면, 산소 분자(O2)가 산소 원자(O)로 분해되며, 산소 원자가 주변의 산소분자와 결합하여 오존이 생성된다. 유해한 오존을 기준치 이하로 배출하는 것이 요구되며, 이에 따라 이온 제거 필터(150)가 설치된다.Fig. 5 is a view showing an ion removing filter of a heat dissipating device using the ion wind of Fig. 1; The ion removal filter 150 is configured to remove ozone (O 3 ) generated as a by-product when the ion wind is generated. When electrical energy due to the corona discharge is applied to the air, the oxygen molecule (O 2 ) is decomposed into oxygen atoms (O), and oxygen atoms combine with surrounding oxygen molecules to generate ozone. It is required to discharge the harmful ozone to a level lower than the reference value, and thus the ion removing filter 150 is installed.

이온 제거 필터(150)는 이산화망간(MnO2) 소재로 마련되며 메쉬(mesh) 형상으로 마련된다. 메쉬형상으로 마련됨에 따라 이온풍의 유동에는 큰 영향을 미치지 않는다.The ion removal filter 150 is made of manganese dioxide (MnO 2 ) and is provided in a mesh shape. It does not have a great influence on the flow of the ion wind.

한편, 오존은 다음과 같은 반응에 의하여 제거된다.On the other hand, ozone is removed by the following reaction.

Figure 112014101363621-pat00001
Figure 112014101363621-pat00001

한편, 본 실시예에서 이온 제거 필터(150)는 케이스(160)의 측면에 설치되는 것으로 하였으나, 반드시 케이스(160)가 마련되어야 하는 것은 아니므로, 이러한 배치는 달리 설정될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the ion removing filter 150 is installed on the side of the case 160, but the case 160 is not necessarily provided, so that this arrangement can be set differently.

케이스(160)는 히트싱크(110), 고정부(120), 와이어 전극(130) 등을 수용하기 위한 구성이다. LED 등의 발열소자는 케이스(160)에 설치되거나, 케이스(160)가 없는 경우에는 히트싱크(110)에 부착됨으로써 방열된다.
The case 160 is configured to receive the heat sink 110, the fixing unit 120, the wire electrode 130, and the like. A heat generating element such as an LED may be installed in the case 160, or in the absence of the case 160, it may be attached to the heat sink 110 to dissipate heat.

지금부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the heat dissipating device using the ion wind according to the first embodiment of the present invention will be described.

와이어 전극(130)에 고전압 인가부로부터 전선 연결부를 통하여 고전압이 공급되면, 복수 개가 병렬연결된 와이어 전극(130)에 동일한 전압이 인가되며, 높은 강도의 전기장이 형성된다. 이 전기장의 전위차가 특정치를 넘는 경우에는 와이어 전극 주위에 코로나 방전 영역이 형성된다. 코로나 방전 영역 내의 전자는 빠른 속도로 가속되어 공기분자들과 충돌하여 공기분자들을 양이온과 전자로 분리시킨다. 이러한 과정을 통하여, 와이어 전극(130) 주위에는 코로나 방전이라는 양이온과 전자의 빽빽한 구름이 형성된다.When a high voltage is applied to the wire electrode 130 from the high voltage application portion through the wire connection portion, the same voltage is applied to the plurality of wire electrodes 130 connected in parallel, and a high strength electric field is formed. When the potential difference of the electric field exceeds a specified value, a corona discharge region is formed around the wire electrode. The electrons in the corona discharge region accelerate at high speed and collide with the air molecules, separating the air molecules into positive ions and electrons. Through this process, a dense cloud of positive ions and electrons called a corona discharge is formed around the wire electrode 130.

본 실시예에서 와이어 전극(130)은 오존의 발생을 낮추며 효율을 향상시키기 위하여 양극으로 설정한다. 도 6은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 이온풍의 방향을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 코로나 방전 영역내의 양이온은 양극인 와이어 전극(130)으로부터 멀어지면서 접지상태로 마련되는 히트싱크(110) 측으로 이동하면서 이온풍을 발생시키게 된다. 한편, 전자는 양극인 와이어 전극(130) 측으로 이동하게 된다.In the present embodiment, the wire electrode 130 is set to be an anode in order to lower the generation of ozone and to improve the efficiency. 6 is a view showing the direction of the ion wind of the heat dissipating device using the ion wind of FIG. 6, positive ions in the corona discharge region move away from the wire electrode 130, which is an anode, toward the heat sink 110, which is provided in a grounded state, to generate ion wind. On the other hand, the electrons move toward the wire electrode 130, which is an anode.

이온풍 생성시 발생되는 오존은 이온 제거 필터(150)를 통과하면서 상술한 반응을 통하여 일부가 제거되며, 기준치 이하의 농도로 외부로 배출된다.The ozone generated in the ion wind generation is partially removed through the above-described reaction while passing through the ion removing filter 150, and is discharged to the outside at a concentration lower than the reference value.

도 7은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 실험 데이터이며, 도 8은 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 다른 실험 데이터이며, 도 9는 도 1의 이온풍을 이용하는 방열장치의 또다른 실험 데이터이다.FIG. 7 shows experimental data of a heat dissipating device using the ion wind of FIG. 1, FIG. 8 is another experimental data of the heat dissipating device using the ion wind of FIG. 1, Experimental data.

도 7은 인가되는 전압의 크기에 따른 이온풍의 유속을 측정한 실험 데이터이다. 이온 제거 필터(150)가 있는 경우와 없는 경우를 측정하였으며, 요구되는 유속에 따라 적절한 전압을 인가하여 사용할 수 있다.FIG. 7 is experimental data for measuring the flow velocity of the ion wind according to the magnitude of the applied voltage. The presence or absence of the ion removal filter 150 is measured, and an appropriate voltage may be applied according to the required flow rate.

도 8은 오존 제거 필터(150)의 유무에 따른 배출되는 오존의 농도를 측정한 실험 데이터이다. 오존 제거 필터(150)를 사용하지 않는 경우에는 기준치 이상의 농도(0.12ppm)가 발생되나, 오존 제거 필터(150)를 사용하는 경우에는 기준치 이하의 농도(0.06ppm)가 배출되므로 오존 제거 효율이 우수함을 알 수 있다.8 is experimental data on the concentration of ozone discharged according to the presence or absence of the ozone removal filter 150. When the ozone removing filter 150 is not used, the concentration (0.12 ppm) above the reference value is generated. However, when the ozone removing filter 150 is used, the concentration lower than the reference value (0.06 ppm) .

도 9는 발열소자로서 LED를 사용한 경우 LED의 온도를 측정한 실험 데이터이다. 이온풍이 없는 경우에는 온도는 약 90℃ 까지 상승하였으나, 이온풍을 통하여 방열한 경우에는 약 50℃를 유지하였으며, 오존 제거 필터(150)를 사용한 경우에도 이온풍의 유동에 큰 영향을 미치지 않음으로써 약 60℃를 유지하여 안정적인 온도 분포를 유지함을 알 수 있다.FIG. 9 is experimental data for measuring the temperature of an LED when an LED is used as a heat generating element. In the absence of ionic wind, the temperature rose to about 90 ° C. However, when heated through the ion wind, the temperature was maintained at about 50 ° C. Even when the ozonization filter 150 was used, And the temperature is maintained at 60 ° C to maintain a stable temperature distribution.

따라서, 본 실시예에 의하면, 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시킴으로써 장치의 소형화가 매우 유용하며, 이온풍 발생시 발생하는 오존을 제거할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치가 제공된다.
Therefore, according to this embodiment, it is possible to miniaturize the apparatus by generating ion wind using the heat sink itself as an electrode, and a heat dissipating device using an ion wind capable of removing ozone generated when an ion wind is generated is provided.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치에 대하여 설명한다.Next, a heat dissipating device using an ion wind according to a second embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제2실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치는 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시키되, 와이어 전극과 히트싱크의 방열핀 간의 간격을 임의로 변경하여 사용환경에 따른 효율저하를 방지하며, 이온풍 발생시 발생하는 오존을 제거할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치에 관한 것이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치는 제1실시예와 방열핀의 구성에서 차이점이 있다.In the heat dissipating device using the ion wind according to the second embodiment of the present invention, the ion wind is generated by using the heat sink itself as an electrode, and the interval between the wire electrode and the heat sink of the heat sink is arbitrarily changed, The present invention relates to a heat dissipating device using an ion wind capable of removing ozone generated when an ion wind is generated. The heat dissipating device using the ion wind according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in the configuration of the heat dissipating fin.

본 발명의 제2실시예에 따른 이온풍을 이용하는 방열장치는 히트 싱크(210)와, 히트 싱크(210)의 제1핀(212a)에 연결되는 고정부(120)와, 고정부(120)에 설치되는 와이어 전극(130)과, 와이어 전극(130)을 연결하는 전선 연결부(140)와, 오존 제거 필터(150) 및 케이스(160)를 포함한다. 고정부(120)와, 와이어 전극(130)과, 전선 연결부(140)와, 오존 제거 필터(150) 및 케이스(160)는 제1실시예와 동일하므로 중복설명은 생략한다.The heat dissipating device using the ion wind according to the second embodiment of the present invention includes a heat sink 210, a fixing part 120 connected to the first fin 212a of the heat sink 210, A wire connecting part 140 connecting the wire electrode 130 to the wire electrode 130 and an ozone removing filter 150 and a case 160. Since the fixing part 120, the wire electrode 130, the wire connecting part 140, the ozone removing filter 150 and the case 160 are the same as those in the first embodiment, a duplicate description will be omitted.

히트 싱크(Heat Sink)(210)는 와이어 전극(130) 과의 사이에서 이온풍을 발생시키기 위한 구성으로서, 방열판(211) 방열핀(212)을 포함한다.The heat sink 210 includes a heat dissipation fin 212 of a heat dissipation plate 211 for generating an ion wind with respect to the wire electrode 130.

방열판(211)은 복수 개의 방열핀(212)을 지지하기 위한 구성으로서, 평판 형으로 마련된다. 방열핀(212)은 방열판(211)의 일면으로부터 소정길이 돌출되며, 복수 개로 마련되어 상호 소정간격 이격된다.The heat radiating plate 211 is provided to support a plurality of radiating fins 212 and is provided in a flat plate shape. The radiating fins 212 are protruded by a predetermined length from one surface of the heat dissipating plate 211 and are spaced apart from each other by a predetermined distance.

방열핀(212)은 제1핀(212a)과 제2핀(212b)을 포함한다.The radiating fin 212 includes a first fin 212a and a second fin 212b.

제1핀(212a)은 복수 개로 마련되어 상호 소정간격 이격되며, 양 끝에 배치되는 제1핀(212a)은 고정부(120)의 테두리 하면에 형성되는 홈(122)에 끼워져 고정부(120)와 연결된다.The first pins 212a disposed at both ends of the first pins 212a are spaced apart from each other by a plurality of the first pins 212a. The first pins 212a are inserted into the grooves 122 formed on the bottom surface of the fixing portion 120, .

한편, 제1핀(212a)는 가변적인 높이를 갖도록 마련된다. 제1핀(212a)은 방열판(211)으로부터 돌출되며 내부에 슬라이드 공이 형성되는 돌출부와, 슬라이드 공 내부에 삽입되어 슬라이드공 내부에서 슬라이딩 이동하는 이동유닛을 포함한다. 이동유닛이 돌출부 내부에서 슬라이딩 이동함에 따라 제1핀(212a)의 높이가 가변적으로 마련된다.Meanwhile, the first fin 212a is provided to have a variable height. The first pin 212a includes a projection protruded from the heat radiating plate 211 and having a slide hole formed therein, and a mobile unit inserted into the slide hole and slidably moving in the slide hole. As the mobile unit slides within the protrusion, the height of the first pin 212a is variably provided.

제1핀(212a) 사이에는 복수 개의 제2핀(212b)가 배치된다. 제2핀(212b)은 제1핀(212a)의 높이보다 낮은 높이로 마련되며, 복수 개가 제2핀(212b) 사이에 배치된다. 와이어 전극(130)이 설치되는 고정부(120)는 제1핀(212a)에 결합되며, 제2핀(212b)은 제1핀(212a) 보다 낮은 높이를 가지므로, 와이어 전극(130)과 제2핀(212b) 사이에는 소정의 이격거리가 형성된다. A plurality of second pins 212b are disposed between the first pins 212a. The second pin 212b is provided at a height lower than the height of the first pin 212a, and a plurality of the second pin 212b are disposed between the second pins 212b. Since the fixing portion 120 where the wire electrode 130 is installed is coupled to the first fin 212a and the second fin 212b has a lower height than the first fin 212a, A predetermined distance is formed between the second pins 212b.

이때, 와이어 전극(130)과 제2핀(212b) 사이의 이격거리가 이온풍을 이용한 방열성능에 많은 영향을 미친다. 본 실시예에서는, 제1핀(212a)이 가변적인 높이를 갖도록 마련됨으로써, 와이어 전극(130)과 제2핀(212b) 사이의 간격을 임의로 설정하여 환경에 따라 방열성능이 최대가 되도록 할 수 있다.At this time, the distance between the wire electrode 130 and the second fin 212b greatly affects the heat radiation performance using the ion wind. In this embodiment, since the first fin 212a is provided to have a variable height, the interval between the wire electrode 130 and the second fin 212b can be arbitrarily set to maximize the heat radiation performance according to the environment have.

한편, 히트 싱크(210) 즉, 방열판(211)과 방열핀(212)는 접지 상태로 마련된다. 이온풍을 형성하기 위해서는 코로나 방전을 일으키기 위한 방전전극과 유도전극 두 가지의 전극이 필요하다. Meanwhile, the heat sink 210, that is, the heat sink 211 and the heat sink fin 212 are provided in a grounded state. In order to form an ion wind, two electrodes, a discharge electrode and an induction electrode, are required to generate a corona discharge.

종래의 경우 히트 싱크(210)에 방전전극과 유도전극을 모두 설치하여 이온풍을 발생시키게 되나, 이는 장치의 소형화에 한계를 미치게 된다. 이에 따라, 본 발명은 히트 싱크(210) 자체를 전기적으로 접지시키며, 유도전극을 접지된 히트 싱크(210)로 이용한다. 별도의 유도전극을 설치하지 않게 되므로 유도전극을 설치하기 위한 공간의 제약이 없으며, 이로 인해 용이하게 장치의 소형화가 가능하다.Conventionally, both the discharge electrode and the induction electrode are installed in the heat sink 210 to generate the ion wind. However, this limits the miniaturization of the apparatus. Accordingly, the present invention electrically grounds the heat sink 210 itself, and uses the induction electrode as the grounded heat sink 210. Since no separate induction electrode is provided, there is no restriction on the space for installing the induction electrode, which makes it possible to easily miniaturize the device.

따라서, 본 실시예에 의하면, 히트 싱크 자체를 전극으로 이용하여 이온풍을 발생시키되, 와이어 전극과 히트싱크의 방열핀 간의 간격을 임의로 변경하여 사용환경에 따른 효율저하를 방지하며, 이온풍 발생시 발생하는 오존을 제거할 수 있는 이온풍을 이용하는 방열장치가 제공된다.
Therefore, according to the present embodiment, the ion wind is generated by using the heat sink itself as an electrode, and the interval between the wire electrode and the heat dissipating fin of the heat sink is arbitrarily changed to prevent the efficiency from being lowered according to the use environment. A heat dissipating device using an ion wind capable of removing ozone is provided.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 이온풍을 이용하는 방열장치 110 : 히트싱크
120 : 고정부 130 : 와이어 전극
140 : 전선 연결부 150 : 이온 제거 필터
160 : 케이스 210 : 히트싱크100: Heat dissipating device using ion wind 110: Heat sink
120: fixing part 130: wire electrode
140: wire connection part 150: ion removal filter
160: Case 210: Heatsink

Claims (8)

평판 형태로 마련되는 방열판과, 복수 개로 마련되어 상호 이격되며 상기 방열판으로부터 돌출 형성되는 방열핀을 포함하며, 전기적으로 접지되는 히트 싱크;
관통공이 형성되며, 테두리부와 상기 방열핀이 상호 연결되는 고정부;
상기 관통공에 설치되며, 고전압을 인가받아 상기 히트 싱크와의 사이에서 이온풍을 발생시키는 와이어 전극;을 포함하며,
상기 테두리부의 하면에는 홈이 형성되며,
상기 방열핀은,
상기 홈에 끼워지는 제1핀과, 상기 제1핀보다 낮은 높이를 갖는 제2핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용하는 방열장치.A heat sink comprising: a heat sink provided in a flat plate shape, a plurality of heat sink fins spaced from each other and protruding from the heat sink, and electrically grounded;
A fixing part formed with a through hole and the rim and the radiating fin mutually connected;
And a wire electrode which is installed in the through hole and generates an ion wind between the heat sink and a high voltage,
A groove is formed on the lower surface of the rim portion,
The heat-
A first fin that is fitted in the groove, and a second fin which is lower in height than the first fin. 제1항에 있어서,
상기 와이어 전극은 복수 개가 형성되어 병렬로 설치되며,
상기 복수 개의 와이어 전극을 상호 연결하며 고전압을 인가받는 전선 연결부;를 더 포함하는 이온풍을 이용하는 방열장치.The method according to claim 1,
The plurality of wire electrodes are formed in parallel,
And a wire connection part connecting the plurality of wire electrodes to each other and receiving a high voltage. 제2항에 있어서,
상기 테두리부의 측면에는 삽입공이 설치되며,
상기 와이어 전극은 상기 삽입공을 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용하는 방열장치.3. The method of claim 2,
An insertion hole is provided on a side surface of the rim portion,
And the wire electrode is installed through the insertion hole. 제3항에 있어서,
상기 삽입공은 상기 제2핀 상방에 위치하는 이온풍을 이용하는 방열장치.The method of claim 3,
Wherein the insertion hole uses an ion wind located above the second pin. 제4항에 있어서,
상기 제1핀은 가변적인 높이를 갖도록 마련되는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용하는 방열장치.5. The method of claim 4,
Wherein the first fin is provided to have a variable height. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
이온풍 생성시 발생되는 오존을 제거하는 오존 제거 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용하는 방열장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising an ozone removing filter for removing ozone generated during ion wind generation. 제6항에 있어서,
상기 오존 제거 필터는 이산화망간 소재로 마련되며 메쉬 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온풍을 이용하는 방열장치.The method according to claim 6,
Wherein the ozone removing filter is formed of a manganese dioxide material and is formed in a mesh shape. 삭제delete
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