KR102154102B1

KR102154102B1 - 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치

Info

Publication number: KR102154102B1
Application number: KR1020200098334A
Authority: KR
Inventors: 강정호; 이승재
Original assignee: 지스타기어(주)
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2020-09-09

Abstract

본 발명은 냉각수 저장장치가 냉각수를 저장하는 기능을 가질 뿐만 아니라, 냉각수를 효율적으로 냉각하는 기능을 가질 수 있도록 한 것으로, 냉각수가 저장되는 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치에 있어서 : 상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태의 제1원통 장착부가 형성되는 각기둥 형태의 베이스 부재 ; 상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 상기 제1원통 장착부에 삽입되면서 결합되는 하부 수직 원통체 ; 상기 하부 수직 원통체의 상단부가 삽입되면서 결합되기 위하여 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태의 제2원통 장착부가 형성되며, 상면 중앙부에 하부로 오목한 사각통 형태의 방열핀 부재 장착홈이 형성되며, 상기 방열핀 부재 장착홈의 수평방향 양측은 개방되어 외기가 상기 방열핀 부재 장착홈으로 유동가능한 외기 통기구멍을 형성하며, 상하방향으로 연장되되 하단이 상기 제2원통 장착부와 연통되는 냉각수 유동로가 형성되는 각기둥 형태의 제1중간 결합대 ; 상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태로 형성되며 상기 냉각수 유동로와 직접적 또는 간접적으로 연통되는 제3원통 장착부가 형성되며 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태로 형성되되 상기 제3원통 장착부와 연통되는 냉각컵 장착홈이 형성되는 각기둥 형태의 제2중간 결합대 ; 상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 상기 제3원통 장착부에 삽입되면서 결합되는 상부 수직 원통체 ; 상기 상부 수직 원통체의 개방된 상부를 덮는 수직 원통체 커버 ; 금속 재질로서 상부가 개방된 컵 형태이며 상기 냉각컵 장착부에 장착되어 냉각수와 접촉되는 냉각컵 ; 상기 방열핀 부재 장착홈에 장착되는 방열핀 부재 ; 상기 냉각컵과 상기 방열핀 사이에 장착되어 상기 냉각컵을 냉각하면서 상기 방열핀 부재로 열을 방출하는 펠티어 소자 ; 상기 외기 통기구멍을 통하여 외기를 상기 방열핀 부재 장착홈에 공급하기 위하여 상기 제1중간 결합대에 장착되는 송풍팬 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치 {WATER STORAGE DEVICE FOR CPU COOLING}

본 발명은 컴퓨터 중앙처리장치(CPU) 또는 GPU를 수냉식을 냉각하기 위한 냉각수를 저장하기 위한 냉각수 저장장치에 관한 것이다.

최근의 컴퓨터 중앙처리장치(CPU) 또는 GPU(Graphic Processing Unit)(이하에서는 CPU와 GPU를 통합하여 컴퓨터 중앙처리장치 또는 CPU라 칭한다.)의 데이터의 처리속도는 매우 빨라졌으나 그에 따라 수반되는 열의 양도 그에 비례해서 높아졌다. 일반적으로 CPU는 상온에 가까울수록 최적의 동작성능을 보여주며 지나치게 온도가 높아질 경우에는 처리속도의 감소 및 처리결과의 오류는 물론이고 심한 경우 컴퓨터의 기능이 정지하여 작업중이던 데이터를 잃을 수 있으며 이러한 현상이 지속되면 고가의 CPU가 고장나거나 파손되는 결과까지 낳을 수 있다.

이러한 위험을 해소하기 위해 지금까지는 CPU의 방열판과 쿨링팬으로 이루어진 공랭식 쿨러세트를 부착해서 쿨링팬을 고속으로 회전시켜 CPU의 온도를 하강시키는 방법을 사용해 왔는데 이러한 공랭식 방법은 최근의 매우 빠른 속도의 CPU들의 온도를 식혀주기 위해서 더욱더 크고 빠른 속도로 동작하는 공랭식 쿨러세트가 필요하게 되었다.

그러나 CPU의 속도가 대략 100MHz 를 넘어서는 시점부터 사용해왔던 이러한 쿨링팬과 방열판으로 이루어진 공랭식 쿨러세트는 지금까지 가장 많이 사용하는 쿨링수단이였지만 최근에는 다음과 같은 문제점을 수반한다.

첫째, CPU의 온도를 낮추기 위해서 더욱더 높은 성능의 쿨링팬세트가 필요하게 되었고 높은 성능을 위해서는 빠르게 회전하는 팬을 사용해야 하며, 회전하는 물체의 특성상 회전속도에 비례하는 소음을 유발하며, 사용자는 그에 비례하는 스트레스를 받게 된다. 즉, 고성능일수록 사용자에게 더 큰 스트레스를 제공하게 된다.

둘째, 제아무리 빠르게 회전하는 높은 성능의 공랭식 쿨링팬이라 할지라도 결국은 케이스 내부의 공기가 순환하는 것이다. 물론 외부의 공기가 유입되기는 하지만 차폐되어 있는 컴퓨터 케이스의 특성상 외부에서 유입되는 공기의 양은 미미하다. 따라서, 처음에는 좋은 결과를 얻었던 냉각효과는 컴퓨터를 장시간 사용하면서 CPU 및 각종 주변기기로 인해 케이스 내부의 온도가 상승하면서 시간이 지날 수록 그 효율은 떨어져서 지속적인 냉각효과를 누리기가 어려워지고, 최근의 CPU의 급격한 성능 향상으로 인하여 공랭식 쿨러세트의 성능의 한계에 부딪히고 있는 실정이다.

셋째, CPU는 상온에서 최적의 성능을 발휘할 수 있는데, 기존의 공랭식 쿨러세트는 기온이 높은 여름에도, 기온이 낮은 겨울에도 공랭식 쿨링팬은 항상 같은 속도로 같은 성능을 발휘하면서 같은 소음을 유발하게 되고, 어는점 이하의 온도에서 갑작스러운 CPU 작업호출이 있을시에 CPU는 갑자기 열을 발휘해서, 때때로 CPU표면에 갑작스러운 온도차이로 인해 이슬이 맺혀 CPU파손의 원인이 되기도 한다.

이와 같은 종래의 공랭식 쿨링 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 수냉식 쿨링 시스템이 등장하게 되었다.

일반적으로 물은 공기에 비해서 비열이 높아 온도를 올리려면 공기보다 더 많은 열에너지가 필요하다. 즉, 쉽게 데워지지 않는 성질을 가지고 있으며 최하 온도는 섭씨 0도 최고온도는 섭씨 100도를 넘지 않는다.

이러한 물의 특성을 이용해서 CPU를 냉각시키는 장치가 컴퓨터 중앙처리장치용 수냉식 냉각장치이다.

이러한 수냉식 냉각장치는 공랭식 쿨러세트에 비해서 CPU의 온도를 낮춰주는 성능이 탁월할 뿐만 아니라 위에서 설명한대로 섭씨 0도보다 낮아지지 않으며 섭씨 100도보다 높아지지 않는다. 또한 워터탱크내에 저장된 상온의 물이 수로가 내장된 CPU워터재킷을 통과하면서 CPU의 온도를 낮춰주고, CPU로 인해 뜨거워진 물은 다량의 물이 저장된 워터탱크로 들어가고 워터탱크에 있는 상온의 물은 2000RPM 정도의 저속으로 회전하여 소음이 거의 나지 않는 쿨링팬이 설치된 라지에이터를 통과하면서 상온 이하로 식혀주며, 이 물은 다시 CPU워터재킷으로 유입되어 CPU의 온도를 낮춰주는 작업을 순환하게 된다.

이와 같은 수냉식 냉각장치의 일 부품으로서 냉각수 저장장치(워터탱크)가 이용된다.

냉각수 저장장치(워터탱크)에 관련된 종래의 기술로서 대한민국 등록특허 제10-1950901호 "컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치"(2019. 2.15. 등록), 대한민국 공개특허 제10-2018-0107483호 "컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치"(2018.10. 2. 공개) 등이 제안된 바 있다.

종래의 냉각수 저장장치(워터탱크)는 단순히 물을 저장할 뿐이며, 저장된 물을 냉각하는 기능을 가지고 있지 않다.

즉 종래의 냉각수 저장장치는, 저장된 물을 쿨링팬이 설치된 라지에이터로 보내서 물의 온도를 낮추도록 하였다.

이와 같이 종래의 냉각수 저장장치(워터탱크)가 단순히 물(냉각수)를 저장하는 기능을 가질 뿐이며 물을 냉각하는 기능을 가지지 않는 것은 냉각수 저장장치의 형태적 특성에 기인한다.

냉각수 저장장치의 수직 원통체는 통상 폴리카보네이트 내지 아크릴 등으로 제작되기 때문에, 수직 원통체의 측면에 냉각장치를 설치할 경우 수밀 성능을 담보하기 어렵다.

또한 수직 원통체의 상부에 마련되는 수직 원통체 커버에 냉각장치를 설치할 수 있지만, 이 경우 수직 원통체 전체에 냉각수가 가득차지 않고, 수직 원통체 상단부는 공기가 모이는 영역이 형성되므로, 냉각장치는 공기 영역을 지난 후 냉각수와 접촉될 수 밖에 없다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1950901호 "컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치"(2019. 2.15. 등록) 대한민국 공개특허 제10-2018-0107483호 "컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치"(2018.10. 2. 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉각수 저장장치가 냉각수를 저장하는 기능을 가질 뿐만 아니라, 냉각수를 효율적으로 냉각하는 기능을 가질 수 있는 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치를 제공하고자 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 냉각수가 저장되는 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치에 있어서 : 상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태의 제1원통 장착부가 형성되는 각기둥 형태의 베이스 부재 ; 상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 상기 제1원통 장착부에 삽입되면서 결합되는 하부 수직 원통체 ; 상기 하부 수직 원통체의 상단부가 삽입되면서 결합되기 위하여 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태의 제2원통 장착부가 형성되며, 상면 중앙부에 하부로 오목한 사각통 형태의 방열핀 부재 장착홈이 형성되며, 상기 방열핀 부재 장착홈의 수평방향 양측은 개방되어 외기가 상기 방열핀 부재 장착홈으로 유동가능한 외기 통기구멍을 형성하며, 상하방향으로 연장되되 하단이 상기 제2원통 장착부와 연통되는 냉각수 유동로가 형성되는 각기둥 형태의 제1중간 결합대 ; 상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태로 형성되며 상기 냉각수 유동로와 직접적 또는 간접적으로 연통되는 제3원통 장착부가 형성되며 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태로 형성되되 상기 제3원통 장착부와 연통되는 냉각컵 장착홈이 형성되는 각기둥 형태의 제2중간 결합대 ; 상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 상기 제3원통 장착부에 삽입되면서 결합되는 상부 수직 원통체 ; 상기 상부 수직 원통체의 개방된 상부를 덮는 수직 원통체 커버 ; 금속 재질로서 상부가 개방된 컵 형태이며 상기 냉각컵 장착부에 장착되어 냉각수와 접촉되는 냉각컵 ; 상기 방열핀 부재 장착홈에 장착되는 방열핀 부재 ; 상기 냉각컵과 상기 방열핀 사이에 장착되어 상기 냉각컵을 냉각하면서 상기 방열핀 부재로 열을 방출하는 펠티어 소자 ; 상기 외기 통기구멍을 통하여 외기를 상기 방열핀 부재 장착홈에 공급하기 위하여 상기 제1중간 결합대에 장착되는 송풍팬 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 냉각컵 장착부의 직경은 상기 제3원통 장착부의 직경보다 크며, 상기 냉각컵에는 상기 냉각수 유동로에 대응하는 냉각수용 관통구가 형성되어 상기 냉각컵 장착부가 상기 냉각수 유동로와 직접적으로 연통되며, 상기 제3원통 장착부는 상기 냉각컵 장착부를 매개로 간접적으로 상기 냉각수 유동로와 연통되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명은, 냉각수 저장장치가 냉각수를 저장하는 기능을 가질 뿐만 아니라, 냉각수를 냉각하는 기능을 가질 수 있다.

특히 본 발명은, 냉각수 저장장치의 수직 원통체를 하부 수직 원통체와 상부 수직 원통체로 나누고, 하부 수직 원통체와 상부 수직 원통체 사이에 냉각컵, 펠티어 소자, 방열핀 부재 등이 장착되도록 하여 냉각컵의 전면적이 냉각수에 직접 접촉하도록 하여 냉각수를 효율적으로 냉각할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치의 사시도,
도 2는 도 1의 분리 사시도,
도 3은 도 1의 평면도,
도 4는 도 3의 A-A 기준 주요부 개념 단면도,
도 5는 도 3의 B-B 기준 주요부 개념 단면도,
도 6은 도 5의 주요부의 분리 단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 평면도이며, 도 4는 도 3의 A-A 기준 주요부 개념 단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B 기준 주요부 개념 단면도이며, 도 6은 도 5의 주요부의 분리 단면도이다.

본 냉각수 저장장치(100)는 크게 베이스 부재(130), 제1중간 결합대(110), 제2중간 결합대(120), 냉각컵(140), 방열핀 부재(150), 펠티어 소자(160), 송풍팬(170), 워터펌프(180), 하부 수직 원통체(210), 상부 수직 원통체(220), 수직 원통체 커버(230) 등으로 이루어진다.

베이스 부재(130)는 각기둥(본 실시예는 사각기둥) 형태로서, 상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태의 제1원통 장착부(131)가 형성된다.

베이스 부재(130)의 상부에 하부 수직 원통체(210)가 마련된다.

하부 수직 원통체(210)는 상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 제1원통 장착부(131)에 삽입되면서 결합된다.

하부 수직 원통체(210)의 상단부에 제1중간 결합대(110)가 결합된다.

제1중간 결합대(110)는 각기둥(본 실시예는 사각기둥) 형태이다.

제1중간 결합대(110)에는 제2원통 장착부(111), 방열핀 부재 장착홈(112), 외기 통기구멍(113), 냉각수 유동로(114)가 형성된다.

제1중간 결합대(110)의 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태의 제2원통 장착부(111)가 형성된다.

이와 같은 제2원통 장착부(111)에 하부 수직 원통체(210)의 상단부가 삽입되면서 결합된다.

제1중간 결합대(110)의 상면 중앙부에는 하부로 오목한 사각통 형태의 방열핀 부재 장착홈(112)이 형성된다.

아울러 방열핀 부재 장착홈(112)의 수평방향 양측은 개방되어 외기가 방열핀 부재 장착홈(112)으로 유동가능한 외기 통기구멍(113)을 형성한다.

냉각수 유동로(114)는 하단이 제2원통 장착부(111)와 연통되면서 상하방향으로 연장되는 형태이다.

제1중간 결합대(110)에 제2중간 결합대(120)가 결합된다.

제1중간 결합대(110)와 제2중간 결합대(120)는 결합볼트(123)에 의하여 서로 결합된다.

제2중간 결합대(120)는, 제1중간 결합대(110)와 마찬가지로 각기둥(본 실시예는 사각기둥) 형태이다.

제2중간 결합대(120)에는 제3원통 장착부(121)와 냉각컵 장착부(122)가 형성된다.

제3원통 장착부(121)는 제2중간 결합대(120)의 상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태로 형성된다.

제3원통 장착부(121)는 제1중간 결합대(110)의 냉각수 유동로(114)와 직접적 또는 간접적으로 연통된다. 따라서 냉각수가 제3원통 장착부(121)와 제2원통 장착부(111) 사이를 유동할 수 있다.

냉각컵 장착부(122)는 제2중간 결합대(120)의 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태로 형성되며, 제3원통 장착부(121)와 연통되는 형태로 형성된다.

본 실시예에서 냉각컵 장착부(122)의 직경은 제3원통 장착부(121)의 직경보다 크다.

냉각컵 장착부(122)에는 냉각컵(140)이 장착된다.

냉각컵(140)은 알루미늄 등의 금속 재질로서 상부가 개방된 컵 형태이다.

냉각컵(140)에는 냉각수 유동로(114)에 대응하는 냉각수용 관통구(141)가 형성되어 있다.

이에 의하여 본 실시예는 냉각컵 장착부(122)가 냉각수 유동로(114)와 직접적으로 연통되며, 또한 제3원통 장착부(121)는 냉각컵 장착부(122)를 매개로 간접적으로 냉각수 유동로(114)와 연통된다.

이와 같은 구조는 냉각컵(140)의 크기를 최대화할 수 있기 때문에 냉각컵(140)과 냉각수의 접촉 면적을 최대화할 수 있다.

냉각컵 장착부(122)에는 냉각컵용 패킹(142)이 마련되어 냉각컵(140)의 장착으로 인한 누설을 방지하고 있다.

한편 제1중간 결합대(110)의 방열핀 부재 장착홈(112)에는 방열핀 부재(150)가 장착되며, 방열핀 부재(150)와 냉각컵(140) 사이에는 펠티어 소자(160)가 장착된다.

또한 제1중간 결합대(110)에는 송풍팬(170)이 결합되어, 외기 통기구멍(113)을 통하여 외기를 방열핀 부재 장착홈(112)에 공급한다.

본 실시예에는 방열핀 부재 장착홈(112)의 양측에 형성된 외기 통기구멍(113) 각각에 송풍팬(170)이 마련되며, 어느 하나의 송풍팬(170)은 방열핀 부재 장착홈(112)으로 외기를 공급하고, 다른 하나의 송풍팬(170)은 방열핀 부재 장착홈(112)으로부터 공기를 외부로 배출하여, 외기가 방열핀 부재 장착홈(112)을 따라 유동하도록 한다.

펠티어 소자(160)란, 펠티에 효과를 이용한 것으로, 서로 다른 두 금속의 접합부에 흐르는 전류의 인가방향에 따라 한쪽 면에서는 흡열작용을 하고, 반대쪽 면에서는 발열작용을 하며, 전류의 흐름을 그 반대로 하면 흡열과 발열 작용이 반대로 되는 것이다.

보다 구체화하면 2종의 서로 다른 금속을 결합시키거나 또는 n형 반도체와 p형 반도체를 상호 접합시켜서 이루어진 펠티에 소자를 이용하는 것으로, 펠티에 소자에 직류전류를 가하면 양 금속표면에서 흡열반응과 방열반응이 일어나는 특성을 이용한 것으로서, 펠티어 소자(160)의 흡열부위는 냉각컵(140)의 바닥면의 하면과 접촉되어 냉각컵(140)을 냉각시킬 수 있으며, 펠티어 소자(160)의 방열 부위는 방열핀 부재(150)와 접촉되어 발열 작용을 하게 된다.

펠티어 소자(160)란 전류에 의해 열의 흡수 또는 발생이 생기는 현상인 펠티어 효과를 이용한 것으로서, 펠티어 효과(Peltier effect)란 두 종류의 금속을 접속하여 전류가 흐를 때 두 금속의 접합부에서 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상으로서 펠티어가 발견한 열전현상(熱電現象)이다. 이것은 이종(異種)인 금속에서는 금속 내의 전자의 퍼텐셜에너지에 차가 있기 때문에 퍼텐셜에너지가 낮은 상태에 있는 금속으로부터 높은 상태에 있는 금속으로 전자를 운반하는 데는, 외부로부터 에너지를 얻어야 할 필요가 있으므로 접점에서 열에너지를 빼앗기고, 반대의 경우에는 열에너지가 방출되게 되는 것이다.

즉 본 냉각수 저장장치는 펠티어 소자(160)에 의하여 냉각컵(140)을 냉각하며, 냉각컵(140)의 냉각에 의하여 냉각수 저장장치에 저장된 냉각수를 냉각한다.

또한 펠티어 소자(160)의 열 방출에 의하여 방열핀 부재(150)의 온도가 상승하며, 방열핀 부재(150)의 효율적인 방열을 위하여 송풍팬(170)의 가동에 의하여 공냉 방식으로 방열핀 부재(150)를 냉각시킨다.

제2중간 결합대(120)의 상부에 상부 수직 원통체(220)가 마련된다.

상부 수직 원통체(220)는, 상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태이다.

상부 수직 원통체(220)의 하단부는 제2중간 결합대(120)의 제3원통 장착부(121)에 삽입되면서 결합된다.

상부 수직 원통체(220)의 개방된 상부에는 수직 원통체 커버(230)가 결합되어 닫히게 된다.

냉각수가 본 냉각수 저장장치에 저장된다.

냉각수는 하부 수직 원통체(210) 및 냉각수 유동로(114)를 가득 채우게 되며, 상부 수직 원통체(220)의 상단보다 조금 낮은 수위로 상부 수직 원통체(220)를 채우게 된다.

베이스 부재(130)의 하부에 워터펌프(180)가 마련된다.

워터펌프(180)는 크게 전원 공급에 의하여 회전되는 모터부와, 모터부의 모터축에 의하여 회전되어 냉각수를 가압 이송하는 임펠러부로 구분될 수 있다.

워터펌프(180)는 결합볼트(미도시)에 의하여 베이스 부재(130)에 결합된다.

본 실시예에서 워터펌프(180)는 원심펌프의 일종으로서, 임펠러부의 중앙으로 냉각수가 유입되어 임펠러부의 회전에 의하여 냉각수가 가압되어 임펠러부의 방사상 방향 외측으로 이송된다.

베이스 부재(130)에는 워터펌프(180)의 냉각수 유동을 위하여, 하부 수직 원통체(210) 내부의 냉각수를 워터펌프(180)의 임펠러부로 유입시키는 펌프용 유입통로(132)가 형성되어 있으며, 아울러 워터펌프(180)의 임펠러부에서 가압된 냉각수를 외부로 배출시키는 펌프용 배출통로(133)가 형성되어 있다.

즉 본 냉각수 저장장치에 저장되어 있는 냉각수는 펌프용 유입통로(132), 워터펌프(180), 펌프용 배출통로(133)를 지나 CPU, GPU 등과 같이 냉각이 필요한 부위로 공급된다.

아울러 외부로 배출된 냉각수는 냉각 작업을 완료한 후 냉각수 유입구를 통하여 본 냉각수 저장장치로 복귀한다.

냉각수 유입구로서, 베이스 부재(130)에 베이스 부재용 유입구(134)가 형성되거나 수직 원통체 커버(230)에 덮개용 유입구(231)가 형성될 수 있다. 이중 어느 유입구(134, 231)를 선택할 것인지는 얼마든지 선택될 수 있다.

아울러 이용되지 않는 냉각수 유입구는 유입구 마개(미도시)에 의하여 막아둔다.

본 실시예에서 조립되는 각 구성 부품들간에는 냉각수의 누설이 방지하지 않도록 패킹 또는 오링 등이 마련되어야 하며, 이는 통상의 기술자들에게 자명한 것이므로 도면 등에서 생략하였다.

본 실시예는, 베이스 부재(130)의 제1원통 장착부(131)와 하부 수직 원통체(210)의 하단부의 결합, 제1중간 결합대(110)의 제2원통 장착부(111)와 하부 수직 원통체(210)의 상단부의 결합, 제2중간 결합대(120)의 제3원통 장착부(121)와 상부 수직 원통체(220)의 하단부의 결합, 상부 수직 원통체(220)의 상단부와 수직 원통체 커버(230)의 결합에 있어, 나사산 결합 방식을 채택하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 나사산 결합 방식의 경우 대한민국 등록특허 제10-1950901호 "컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치"(2019. 2.15. 등록)에 자세히 설명되어 있으므로 이를 참조하기로 하고 본 명세서에서는 생략한다.

한편 대한민국 공개특허 제10-2018-0107483호 "컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치"(2018.10. 2. 공개)에는 압입식으로 원통체와 베이스 부재를 결합하는 방식이 설명되어 있으며, 이와 같은 결합 방식 또한 본 발명에 적용될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 제1중간 결합대
111 : 제2원통 장착부 112 : 방열핀 부재 장착홈
113 : 외기 통기구멍 114 : 냉각수 유동로
120 : 제2중간 결합대
121 : 제3원통 장착부 122 : 냉각컵 장착부
123 : 결합볼트
130 : 베이스 부재
131 : 제1원통 장착부 132 : 펌프용 유입통로
133 : 펌프용 배출통로 134 : 베이스 부재용 유입구
140 : 냉각컵
141 : 냉각수용 관통구 142 : 냉각컵용 패킹
150 : 방열핀 부재
160 : 펠티어 소자
170 : 송풍팬
180 : 워터펌프
210 : 하부 수직 원통체
220 : 상부 수직 원통체
230 : 수직 원통체 커버 231 : 덮개용 유입구

Claims

냉각수가 저장되는 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치에 있어서 :
상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태의 제1원통 장착부가 형성되는 각기둥 형태의 베이스 부재 ;
상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 상기 제1원통 장착부에 삽입되면서 결합되는 하부 수직 원통체 ;
상기 하부 수직 원통체의 상단부가 삽입되면서 결합되기 위하여 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태의 제2원통 장착부가 형성되며, 상면 중앙부에 하부로 오목한 사각통 형태의 방열핀 부재 장착홈이 형성되며, 상기 방열핀 부재 장착홈의 수평방향 양측은 개방되어 외기가 상기 방열핀 부재 장착홈으로 유동가능한 외기 통기구멍을 형성하며, 상하방향으로 연장되되 하단이 상기 제2원통 장착부와 연통되는 냉각수 유동로가 형성되는 각기둥 형태의 제1중간 결합대 ;
상면 중앙부에 하부로 오목한 원통 형태로 형성되며 상기 냉각수 유동로와 직접적 또는 간접적으로 연통되는 제3원통 장착부가 형성되며 하면 중앙부에 상부로 오목한 원통 형태로 형성되되 상기 제3원통 장착부와 연통되는 냉각컵 장착홈이 형성되는 각기둥 형태의 제2중간 결합대 ;
상부 및 하부가 개방되며 수직하게 배치된 원통 형태로서 하단부가 상기 제3원통 장착부에 삽입되면서 결합되는 상부 수직 원통체 ;
상기 상부 수직 원통체의 개방된 상부를 덮는 수직 원통체 커버 ;
금속 재질로서 상부가 개방된 컵 형태이며 냉각컵 장착부에 장착되어 냉각수와 접촉되는 냉각컵 ;
상기 방열핀 부재 장착홈에 장착되는 방열핀 부재 ;
상기 냉각컵과 상기 방열핀 사이에 장착되어 상기 냉각컵을 냉각하면서 상기 방열핀 부재로 열을 방출하는 펠티어 소자 ;
상기 외기 통기구멍을 통하여 외기를 상기 방열핀 부재 장착홈에 공급하기 위하여 상기 제1중간 결합대에 장착되는 송풍팬 ;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각컵 장착부의 직경은 상기 제3원통 장착부의 직경보다 크며, 상기 냉각컵에는 상기 냉각수 유동로에 대응하는 냉각수용 관통구가 형성되어 상기 냉각컵 장착부가 상기 냉각수 유동로와 직접적으로 연통되며, 상기 제3원통 장착부는 상기 냉각컵 장착부를 매개로 간접적으로 상기 냉각수 유동로와 연통되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 중앙처리장치의 수냉식 냉각용 냉각수 저장장치.