KR20010041932A

KR20010041932A - 컴퓨터의 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20010041932A
Application number: KR1020007010241A
Authority: KR
Inventors: 이목형; 이광순; 천기완
Original assignee: 이목형; 이광순; 천기완
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2001-05-25
Also published as: AU2857799A; EP1062563A1; JP2002517894A; KR19980019402A; CN1293774A; WO1999047994A1

Abstract

외부로 노출된 전열면을 갖는 컴퓨터는 내부의 장치를 냉각하기 위한 냉각장치를 구비한다. 이 냉각장치는 제1열교환 컨테이너와 제2열교환 컨테이너를 갖는다. 제1열교환 컨테이너는 컴퓨터 내의 소자 또는 장치에 부착되어 열을 전달받는다. 제2열교환 컨테이너는 전열면에 부착되어 열을 전달하며 제1열교환 컨테이너보다 높은 위치에 설치된다. 제1관로 및 제2관로가 제1열교환 컨테이너와 제2열교환 컨테이너를 연결한다. 제1열교환 컨테이너, 제2열교환 컨테이너, 관로에 의해 형성되는 밀폐된 공간이 형성된다. 밀폐 공간에는 냉매가 수용된다. 장치에서 발생한 열은 냉매의 상변화와 흐름을 통해서 냉각된다.

Description

컴퓨터의 냉각 시스템{SYSTEM FOR COOLING DEVICE IN COMPUTER}

최근 PC와 같은 컴퓨터에 내장된 소자나 장치(예를 들면, CPU, 그래픽보드 등)의 처리속도가 매우 빨라졌다. 속도가 빨라질수록 많은 열을 발생시킨다. 여기에서 발생하는 열로 인해 소자나 장치의 온도가 상승한다. 온도 상승은 소자나 장치를 동작하지 않게 하거나 잘못 동작하게 한다.

이러한 소자나 장치를 냉각하기 위해 통상의 냉각장치가 제공된다. CPU의 경우에는, CPU 위에 방열 핀(Fin) 구조를 설치하고, 상기 방열 핀 구조의 끝부분에 냉각 팬(Fan)을 설치하였다. 냉각 팬을 구동하면 각 방열 핀 주위로 공기가 유동하면서 열이 컴퓨터 내의 공기로 전달된다. 한편, 컴퓨터 케이스의 후측에는 냉각 팬(Fan)이 장착된다. 이 팬은 본체 케이스 내부의 공기를 외부로 끌어내며, 주위 공기가 컴퓨터 내로 도입된다. 컴퓨터 내의 열은 공기와 함께 주위로 배출되어 온도 상승이 억제된다.

그러나, 이러한 구조의 냉각장치에서는 팬의 구동에 따른 소음이 발생한다. 이 소음을 최소화하려는 시도가 있으나 만족스럽지 않다. 본체 케이스 내부의 공기를 방출하고 외부공기가 유입되는 동안, 케이스 내에 먼지 또는 습기가 함께 유입될 수 있다. 이러한 습기와 먼지 등은 컴퓨터 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 먼지의 유입을 막으려면 필터 등을 이용하여야 한다. 그렇지만, 필터가 먼지로 막히게 되면 팬의 부하가 커져 소음이 증가하는 등의 문제를 낳는다.

본 발명은 컴퓨터에 내장된 부품 또는 장치(예를 들면, CPU)를 냉각하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 먼지의 유입과 불필요한 소음을 감소시킬 수 있는 구조의 냉각장치에 관한 것이다.

본 발명의 위와 같은 목적 효과 구성을 명확히 하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각장치를 갖는 컴퓨터의 구조를 도시한 측단면도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치를 나타낸 사시도이고,

도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절단한 단면도이고,

도 4는 도 2의 B-B선을 따라 절단한 단면도이고,

도 5는 도 4의 E-E선을 따라 절단한 단면도이고,

도 6은 도 2의 화살표 C방향에서 본 사시도이고,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열교환 컨테이너의 확대 단면도이고,

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2열교환 컨테이너와 열전도판의 사시도이고,

도 9는 도 8의 F-F선을 따라 절단한 확대 단면도이고,

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열교환 컨테이너의 사시도이며,

도 11은 도 10의 G-G선을 따라 절단한 단면도이고,

도 12는 컴퓨터의 파워서플라이에 내장된 열전도판의 사시도이다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 소음이 적으며, 기계적인 고장 가능성이 낮고 별도의 전력소모가 필요 없는 냉각장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본체 케이스 내부가 외부 공기의 영향을 덜 받도록 구성된 냉각장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은 외부에 노출된 전열면을 갖는 컴퓨터 내부의 장치로부터 발생하는 열을 전달하기 위한 냉각 시스템에 있어서,

상기 장치에 연결되어 장치로부터 열을 전달받는 제1열교환 컨테이너와;

상기 전열면에 연결되어 전열면에 열을 전달하며, 상기 제1열교환 컨테이너보다 높은 위치에 설치되는 제2열교환 컨테이너와;

상기 제1열교환 컨테이너와 상기 제2열교환 컨테이너를 연결하는 제1관로 및 제2관로를 구비하며,

상기 제1열교환 컨테이너, 제2열교환 컨테이너, 상기 관로에 의해 밀폐된 공간이 형성되며, 상기 밀폐 공간에는 냉매가 수용되고;

상기 냉매의 상변화와 유동에 의해 상기 장치의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 외부로 노출된 전열면과, 내장된 열발생 장치와, 상기 장치에서 발생하는 열을 상기 열교환면을 통하여 컴퓨터의 외부로 전달하기 위한 냉각 시스템이 구비된 컴퓨터로서,

상기 냉각 시스템은,

상기 장치에 연결되어 열을 전달받는 제1열교환 컨테이너와;

상기 전열면에 연결되어 전열면으로 열을 전달하되 상기 제1열교환 컨테이너보다 높은 위치에 위치하는 제2열교환 컨테이너와;

상기 제1열교환 컨테이너와 상기 제2열교환 컨테이너를 연결하는 제1관로 및 제2관로를 구비하되,

상기 제1열교환 컨테이너, 제2열교환 컨테이너, 상기 관로는 밀폐된 공간을 형성하며, 상기 밀폐 공간에는 냉매가 수용되고, 상기 냉매의 상변화와 유동에 의해 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 제공된다.

컴퓨터에는 파워서플라이와 전열면이 구비된다. 파워서플라이는 발열소자와, 상기 발열소자가 부착되고 상기 전열면과 연결된 전열판을 구비한다.

컴퓨터에는 하드디스크드라이브가 구비되는데, 하드디스크드라이브는 기구부와 상기 기구부 아래에 위치한 회로부와 상기 회로부의 적어도 일부를 덮는 전열판을 구비한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 컴퓨터 특히, PC의 CPU를 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 열을 발생시키는 컴퓨터의 다른 장치(예를 들면 IC, 디스크드라이브, 제어카드, 소자 등)의 냉각에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 컴퓨터 본체는 케이스(1) 내 메인보드(2) 상에 CPU(3)가 설치된다. 이 CPU(3)로부터 발생되는 열을 흡수하도록 CPU(3)의 상측에 제1열교환 컨테이너(4)가 부착된다. 제1열교환 컨테이너(4)의 형상은 적어도 일면이 CPU(3)의 상측면과 동일한 형상을 가지는 것이 바람직하다.

PC의 케이스(1)의 적절한 위치에 제2열교환 컨테이너(6)가 부착된다. 제2열교환 컨테이너(6)는 제1열교환 컨테이너(4)보다 높은 위치에 부착된다. 도 1에서는 컴퓨터의 뒤쪽에 부착하는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 컨테이너(6)는 열을 컴퓨터 외부로 효과적으로 방사하기 적절한 위치라면 어느 곳에나 설치할 수 있다. 컨테이너(6)는 컴퓨터 외부 또는 주위로 열을 전달할 수 있는 전열면에 연결되어 있다.

제2열교환 컨테이너(6)의 외측면에는 대기에 대한 전열면의 방열면적을 넓게 하기 위한 방열 핀 구조물(61)이 부착된다. 핀 구조물(61)은 다수의 핀(Fin)을 구비한다. 핀 구조물은 (도시하지 않은) 전열 플레이트를 더 구비할 수도 있다. 전열 플레이트는 컨테이너(6)에 부착된다. 전열 플레이트와 핀(Fin)은 일체로 제조된다. 도1에는 케이스에 구멍이 형성되어 있고, 그 구멍을 통하여 제2열교환 컨테이너(6)가 외부로 노출되는 것으로 도시되어 있다. 이와는 달리, 다른 실시예에서는 제2열교환 컨테이너가 외부로 노출되지 않도록 케이스 안쪽 면에 부착될 수도 있다. 이 때에는 제2열교환 컨테이너가 부착된 면의 바깥쪽 면에 핀구조물을 설치한다. 즉, 제2열교환 컨테이너와 핀구조물 사이에는 케이스 벽이 개재되어 있는 구조이다. 케이스는 전열이 잘되는 금속재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 때, 도 8에 도시한 것처럼 핀구조물은 제2열교환 컨테이너보다 더 넓은 면적에 걸쳐 설치될 수도 있다.

물론, 케이스에 핀구조물이 설치되지 않는 구조일 수도 있다. 이 때에는 케이스의 외측면이 열을 주위로 방출하는 전열면으로서 기능한다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 및 제2열교환 컨테이너 (4,6) 사이에는 제1관로(7)와 제2관로(8)로 서로 연결되고 연통된다. 제1열교환 컨테이너(4)는 일측벽에 제1관로(7) 및 제2관로(8)가 연결된다. 제2열교환 컨테이너(6)의 하측벽에 상기 제1관로(7) 및 제2관로(8)가 연결된다. 상기 제1열교환 컨테이너(4)로 흡수된 열은 컴퓨터 본체 케이스(1) 외측으로 제2열교환 컨테이너(6)를 거쳐 컴퓨터 케이스(1)의 외부로 방열된다.

관로(7,8)는 알루미늄이나 동으로 이루어진 금속관으로 이루어질 수 있다. 후술하는 바와 같이, HCFC-123의 냉매를 사용할 때, 금속관을 이용하여 우수한 냉각성능을 유지할 수 있다는 것을 발견하였다.

한편, 컴퓨터의 내부 구조 상, 금속관을 사용할 경우 단락 등의 전기적인 문제가 생길 수도 있다. 고밀도의 플라스틱 수지의 관으로 관로(7,8)를 형성할 수도 있다. 플라스틱 수지는 냉매에 의해 융해되지 않아야 하고, 냉매가 투과하지 못하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 통상, 에어컨이나 냉장고의 냉매 관으로 사용하는 플라스틱 수지의 관을 사용할 수도 있다.

한편, 도 1 및 도 12를 참조하면, 파워서플라이(5)가 컴퓨터의 뒤쪽 케이스(1)에 부착되어 있다. 파워서플라이(5) 내에는 예를 들면, 변압기(Transformer)(P1)나 정전압 IC(P2)와 같은 여러 발열소자들이 있다. 이들 발열소자(P1, P2)는 열전도 플레이트(52)에 부착되고 결국은 컴퓨터 외부로 노출된 방열 핀구조물(52)에 연결된다. 이러한 구조에 의해, 파워서플라이(5)를 냉각하기 위해 설치된 종래의 팬이 필요없다.

다른 실시예에서는 파워 서플라이를 비교적 낮은 위치에 설치할 수도 있다. 이 실시예에서는 발열 소자를 열전도 플레이트에 부착한다. 제1열교환 컨테이너가 이 플레이트에 부착된다. 이와는 달리, 이 장치는 제1열교환 컨테이너에 직접 부착될 수도 있다.

제1열교환 컨테이너(4)의 내부 구성이 도시된 도 3을 참조하면 제1열교환 컨테이너(4)는 외벽(401)과 내벽(41)을 갖는다. 내벽(41)은 모세관 구조를 갖는다. 이 모세관 구조는 열전도가 잘 일어나도록 전열면적을 넓게 해준다. 모세관 구조를 갖는 내벽(41)은 열전도율이 높은 구리분말을 소결 또는 분말 야금 처리하여 이루어진다. 제1열교환 컨테이너의 크기는 CPU의 위치와 크기에 의해 제약되기 때문에 냉매와 접촉하는 표면적을 넓히는 것이 바람직하다. 이 내벽(41)은 제1열교환 컨테이너(4)의 CPU(3)와 접하는 벽쪽뿐만 아니라, 제1열교환 컨테이너(4)의 외벽의 안쪽 전체 면에 걸쳐 설치되는 것이 바람직하다. 내벽(41)의 모세관에는 액상의 냉매가 스며들어 열전달(열교환)이 양호하게 이루어진다. 내벽(41)은 구리분말을 소결 처리하는 대신 금속 망(MESH) 또는 섬유물질을 이용할 수도 있다.

상기 제1열교환 컨테이너(4)는 흡입구(44)를 갖는다. 흡입구(44)는 제1관로(7)와 연결된다. 이 흡입구(44)보다 높은 위치에 배출구(45)를 갖는다. 배출구(45)는 제2관로(8)와 연결된다.

제1열교환 컨테이너(4)의 외벽(401)은 열전달이 잘 되는 동 또는 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편 컨테이너(4)는 알루미늄이나 동과 같은 금속으로 이루어진 한 쪽 벽과, 나머지 나일론6/6 수지와 같은 플라스틱 수지로 이루어진 커버를 가진 것으로 구성될 수도 있다. 이 경우 금속 벽이 CPU와 접하게 된다.

도 4 또는 도 5에 도시한 바와 같이, 이러한 제2열교환 컨테이너(6)는 전열판(601)과 덮개(602)를 구비한다. 제2열교환 컨테이너(6)의 전열판(601)에는 나란히 배열되는 다수의 핀(62)이 장착된다. 핀은 컨테이너(6) 내측으로 연장된다. 이러한 구조는 열전도가 잘 일어나도록 내부 전열 면적을 넓혀준다. 전열판(601) 외측면에는 대기에 대한 전열면적을 넓게 하기 위해, 나란히 배열되는 다수의 핀을 구비하는 핀구조물(61)이 부착된다. 제2열교환 컨테이너(6)의 전열판(601)과 핀구조(61)는 전열성이 우수한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 덮개(602)는 금속으로 이루어질 수도 있고 나일론과 같은 플라스틱 수지로 이루어질 수도 있다.

상기 제2열교환 컨테이너(6)의 하측벽에는 배출구(63)가 구비되는데, 배출구(63)는 액상의 냉매를 배출하도록 제1관로(7)와 연결된다. 컨테이너(6)는 하측벽에 입구(64)를 구비한다. 제2관로(8)는 입구(64)를 통하여 내측으로 연장되는데 출구(63)의 위치보다 높은 위치까지 연장된다. 그 제2관로(8)의 말단은 제2열교환 컨테이너(6)에 수용되는 액상의 냉매 레벨(L, Level)보다 높은 것이 바람직하다. (도5 참조)

상기 제1열교환 컨테이너(4)와 제2열교환 컨테이너(6)는 완전한 실링이 이루어져 냉매의 누출과 공기의 유입을 방지한다. 컨테이너(4,6)의 벽을 완전히 실링하기 위하여, 필요에 따라 벽이나 커버를 플라스틱 수지재료로 함침할 수도 있다. 플라스틱 수지로 벽을 형성하는 경우 냉매가 투과되지 않는 고밀도(high density) 플라스틱 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 수지재료는 냉매와 화학적 반응이 일어나지 않는 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

또한 관로(7,8)와 컨테이너(4,6)의 연결부도 실링(sealing)이 이루어져 냉매의 누출, 공기의 유입을 방지한다. 도 2 내지 도 5에 도시한 실시예에서는 관로(7,8)가 직접 컨테이너(4,6)의 벽에 부착되는 것으로 도시하였다. 이와는 달리, 밀봉이 유지되는 것이라면, 통상의 관이음(Tube Fitting)을 이용하여 연결할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 냉매로는 인체에 유해하거나 위험하지 않은 것이어야 하며, 냉각장치의 부품들과 화학적 반응이 일어나기 어려운 것이 바람직하다. 그러한, 본 발명의 냉매로는 HCFC-123을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 냉매는 미국 듀폰사의 Suva 123이라는 것을 입수할 수 있다.

컨테이너(4 또는 6)에는 냉매 주입용 밸브가 마련된다. 냉매주입과정을 설명하면 먼저 컨테이너(4,6)와 관로(7,8)를 연결하여 밀봉하여 외부와 분리된 내부공간을 형성한다. 냉매 주입용 밸브를 통하여 내부공간의 공기를 빼내고 진공으로 만든다. 그후 냉매를 내부 공간에 밸브를 거쳐 넣는다.

또한 주위의 갑작스런 온도상승으로 인한 상기 제2열교환 컨테이너(6)의 과열을 방지하도록, 도 6에 도시한 바와 같이, 팬(9)이 핀구조물(61) 아래에 마련될 수 있다. 팬(9)은 바이메탈 스위치와 같은 스위치(91)를 가진다. 스위치(91)는 온도에 따라 접점이 온(ON), 오프(OFF)되어 팬(9)을 작동시킨다. 상기 팬(9)은 통상의 컴퓨터 냉각 시스템에 사용되는 팬보다 용량이 작은 것을 사용할 수도 있다. 단순히 핀구조물 둘레를 통과하는 공기 유동만을 일으켜도 열전달 성능을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 도 6과 같은 구조는 먼지 등의 부유물이 많은 환경에서는 매우 유용하다. 부유물이 많은 공기가 컴퓨터 내로 유입되지 않는다는 것을 고려하면, 이는 종래 기술에 비해 유용한 효과를 제공한다.

도 1 및 도 5를 참조하여, 앞에서 설명한 바와 같은 구성에 의한, 냉각장치의 작용을 설명한다. 냉매는 본 발명의 냉각 장치의 컨테이너 내에서 열교환에 의해 액상에서 기상으로, 기상에서 액상으로의 상변화를 한다. 상변화에 의한 냉매 자체 밀도의 변화 및 제1열교환 컨테이너(4)와 제2열교환 컨테이너(6)의 높이 차에 의해 상세히 설명하는 바와 같이, 냉매의 순환이 이루어진다.

CPU(3)에서 열이 발생한다. 열은 제1열교환 컨테이너(4)로 전달된다. 다시 열은 그 컨테이너(4)의 모세관부(41)에서 냉매로 전달되고, 액상의 냉매가 기화한다.

기상의 냉매는 제2관로(8)를 따라 제2열교환 컨테이너(6)로 이동한다. 제2열교환 컨테이너(6)에 흡입된 기상의 냉매는 제2열교환 컨테이너(6)의 전열판(601)과 핀구조물(61)을 통하여 열을 컴퓨터의 외부로 전달한다. 이 과정에서 기상의 냉매는 액상으로 바뀐다. 액화된 냉매는 제2열교환 컨테이너(6)의 내부 하측에 모인다.

최초 냉매를 냉각 장치의 내부공간 내에 주입함에 있어서, 상기한 바와 같은 냉매 순환과정 중 냉매의 레벨(L)이 제2열교환 컨테이너(6)의 절반 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 제2열교환 컨테이너(6)내에서 충분한 전열면적이 확보되지 않을 수도 있다.

액상의 냉매는 제2열교환 컨테이너(6)의 하측, 제1관로(7)를 통하여 자체 중량에 의해 제1열교환 컨테이너(4)로 이동함으로서 순환이 마무리된다. 이 냉매는 CPU(3)의 열에 의해 다시 기화된다.

위와 같이, CPU(3)에서 발생한 열은 컴퓨터 외부로 전달된다. 따라서 CPU(3)는 작동하기에 적절한 온도를 유지한다. 유지온도는 핀구조물의 표면적을 달리함으로써 조절될 수 있다. 핀구조물(61)의 표면적은 컴퓨터 주위 온도를 고려하여 결정될 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 제1열교환 컨테이너(4a)는 나란히 배열되도록 CPU(3)와 접하는 제1열교환 컨테이너(4a)의 벽에 설치된 다수의 전열 핀(heat exchange fin)(42)이 형성된다.

상기 전열 핀(42)은 구멍을 구비한다. 각각의 핀 하측에 구멍(43)을 형성하거나, 핀(42) 상단과 컨테이너(4a) 벽 사이에 적당한 간격을 형성해 둔다. 이러한 구조는 냉매의 흐름이 용이하도록 한다. 상기 제1열교환 컨테이너(4a)에는 제1관로(7)와 연결되는 흡입구(44a)가 측벽에 구비된다. 액상의 냉매가 입구(44a)를 통해 흘러 들어온다. 컨테이너(4)는 제2관로(8)와 연결되는 배출구(45a)가 구비된다. 출구(45a)는 CPU와 접하는 벽의 맞은 편 상벽(49)에 형성된다. 기체 냉매가 출구(45a)를 통해 흘러 나간다.

도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 제2열교환 컨테이너(6a)는 전열면적을 넓게 하기 위해 내측 서로 나란히 배열되는 다수의 핀(62a)을 구비한다. 컨테이너(6a)에는 전열판(66a)이 구비되는데, 컨테이너(6a)의 덮개를 지나 연장되도록 넓게 구성된다. 상기 전열판(66a)에는 다수의 핀(fin)이 있는 핀구조물(61a)이 부착된다.

그리고 상기 제2열교환 컨테이너(6a)는 배출구(63a)와 흡입구(64a)를 구비한다. 입구(64a), 출구(63a)의 구성 및 관로(7,8)와 연결되는 구성은 도6의 실시예와 유사하다.

도 10 및 도 11은 또 다른 실시예에 따른 제1열교환 컨테이너(4b)를 도시한다. 컨테이너(4b)는 컴퓨터 내의 상하 방향으로 연장되는 보드에 설치된 CPU(3b)에 부착될 수도 있고, 같이 수평방향으로 연장되는 보드에 설치된 CPU에 부착될 될 수도 있는 것이다. 도 10, 도11에 도시한 제1열교환 컨테이너(4b)는 CPU의 설치 배향에 관계없이 CPU에 부착될 수 있다.

제1열교환 컨테이너(4b)는 도 10에서 도시한 바와 같이 상측 벽에서 제1관로(7) 및 제2관로(8)와 연결된다. 제1열교환 컨테이너(4b)는 냉매 주입용 밸브(46)를 구비한다. 앞에서도 설명한 바와 같이 이 밸브(46)를 통해 냉매를 공급하기 전에 냉각 장치 내부 공간으로부터 공기를 제거하는 것이 바람직하다.

도 11을 참조하면, 제1열교환 컨테이너(4b)는 제2 관로(8)와 연결되는 배출구(44b)를 갖는다. 이 배출구(44b)는 슬리트 형태로 형성된다. 제1 관로(7)는 제1열교환 컨테이너(4b)의 상벽을 지나 컨테이너 내측으로 연장된다. 따라서, 제1 관로(7)의 말단(7b)은 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1열교환 컨테이너(4b)가 서있을 때, 배출구(44b)보다 낮은 위치에 위치한다.

한편, 배출구(44b)는 제1 관로(7)에 비해 한쪽으로 치우쳐 있다. 이러한 구성에 의해, CPU(3)와 접하는 벽(402)이 아래쪽에 오게끔 제1열교환 컨테이너가 눕혀졌을 때에도, 제1 관로(7)의 말단(7b)보다 배출구(44b)가 높은 위치에 위치할 수 있다. 출구(44b)와 제1관로(7)의 이러한 구조는 CPU가 수평이 되더라도 컨테이너(4b)를 적용할 수 있게 해준다.

상기한 실시예들에 의한 PC의 CPU냉각장치는 CPU(3)로부터 발생되는 열은 제1열교환 컨테이너(4,4a,4b)에서 냉매에 전달되고, 이 냉매는 기화하여 제2열교환 컨테이너(6,6a)로 흘러가며, 컨테이너(6,6a)를 통해 상기 열은 열전도 또는 열방사 등에 의해 외부로 방출된다. 기화된 냉매는 다시 액화되어 제1열교환 컨테이너(4,4a,4b)로 흘러내린다.

따라서 본 발명의 냉각장치는 기계적으로 작동하는 장치가 없어 소음의 발생을 억제한다. 컴퓨터 내로 공기의 유입이 불필요하다. 본 냉각장치는 각종 전자소자, 회로, 디스크드라이브 등에 치명적인 영향을 미치는 먼지 또는 습기의 유입을 배제할 수 있다.

또한 기계적 작동을 배제한 냉각장치가 사용됨으로써 장시간 사용에 따른 장치의 노화 및 고장을 방지할 수 있다. 별도의 전력소모 없이도 냉각장치가 작동하므로 에너지 소비가 줄어든다.

상기 실시예에서는 CPU를 냉각하기 위한 시스템으로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 냉각장치는 다른 장치에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 냉각 장치는 컴퓨터에 장착된 하드디스크드라이브를 냉각하는 데에도 사용할 수 있다. 하드디스크드라이브는 통상 다수 매의 디스크와, 디스크 구동 모터, 헤드 메커니즘 등의 기구부와 회로 보드를 구비한다. 회로 보드에는 열을 발생시키는 소자들이 있으며, 통상 디스크드라이브의 아래쪽에 있다. 본 발명의 냉각장치를 하드디스크드라이브에 적용하기 위해서 하드디스크드라이브는 이들과 회로 기판 아래쪽에 위치하는 전열판을 가진다. 전열판은 전열성이 우수한 금속(예를 들면, 알루미늄과 동)판으로 이루어진다. 상기 판은 하드디스크의 아래쪽 전체를 덮을 수도 있으며, 그 일부만을 덮을 수도 있다. 또한, 상기 전열판은 하드디스크드라이브의 커버를 지나 외측으로 연장될 수도 있다. 상기 전열판에는 제1열교환 컨테이너를 부착한다.

상기 실시예들에서는 서로 연결되는 하나의 제1열교환 컨테이너와 하나의 제2열교환 컨테이너가 연결되는 냉각장치를 설명하였다. 그러나, 냉각장치는 하나의 제2열교환 컨테이너에 여러 소자 또는 장치 (예를 들면, CPU, 그래픽 보드의 소자, 파워서플라이의 소자들, 하드디스크드라이브)에 각각 설치된 다수의 제1열교환 컨테이너들을 연결한 것일 수도 있다. 게다가, 다수의 제2열교환 컨테이너가 구비될 수도 있으며 각각의 소자들에 있는 제1열교환 컨테이너 각각을 대응하는 각각의 제2열교환 컨테이너에 또는 다수의 제2열교환 컨테이너에 연결할 수도 있음을 이해하여야 할 것이다.

이상 본 발명을 예시적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 취지와 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경, 수정, 부가가 있을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

외부에 노출된 전열면을 갖는 컴퓨터 내부의 장치로부터 발생하는 열을 전달하기 위한 냉각 시스템에 있어서,

상기 장치에 연결되어 장치로부터 열을 전달받는 제1열교환 컨테이너와;

상기 전열면에 연결되어 전열면에 열을 전달하며, 상기 제1열교환 컨테이너보다 높은 위치에 설치되는 제2열교환 컨테이너와;

상기 제1열교환 컨테이너와 상기 제2열교환 컨테이너를 연결하는 제1관로 및 제2관로를 구비하며,

상기 제1열교환 컨테이너, 제2열교환 컨테이너, 상기 관로에 의해 밀폐된 공간이 형성되며, 상기 밀폐 공간에는 냉매가 수용되고;

상기 냉매의 상변화에 의해 상기 장치의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 전열면은 컴퓨터 케이스의 외측면인 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제1열교환 컨테이너에는 확장된 전열면적을 갖는 전열 구조물이 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 전열 구조물은 모세관 구조를 갖는 금속부재인 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 전열 구조물은 금속망 또는 섬유인 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 3항에 있어서, 상기 전열 구조물은 컴퓨터의 장치에 부착되는 벽면에 나란히 배열된 다수의 전열 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1부터 6까지의 청구항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1열교환 컨테이너는 상기 장치에 부착되는 금속 벽과 플라스틱 수지로 이루어지는 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1부터 7까지의 청구항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1열교환 컨테이너는 흡입구와 배출구를 구비하되,

제1관로는 그 말단이 상기 제1열교환 컨테이너의 흡입구를 지나 상기 제1열교환 컨테이너의 내측까지 연장되고,

상기 제2관로는 상기 배출구와 연통되며,

상기 배출구는 상기 제1관로의 상기 말단 보다 높은 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1 및 2 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2열교환 컨테이너는 상기 전열면과 연결되는 금속 벽과 플라스틱 수지로 이루어진 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1 및 9 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2열교환 컨테이너에는 확장된 전열면적을 제공하기 위한 전열 구조물이 마련되는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1, 2, 8, 9, 10 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2열교환 컨테이너는 흡입구와 배출구를 구비하며,

제2관로는 일단이 제2열교환 컨테이너의 상기 흡입구를 통하여 연장되며,

제1관로는 배출구와 연통되며,

상기 제2관로의 말단은 상기 배출구보다 높은 위치까지 연장됨을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1 또는 2에 있어서, 확장된 전열면적을 제공하기 위한 전열 구조물을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 전열 구조물 주위로 공기를 이동시키기 위한 송풍장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1, 2, 8, 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1관로 및 제2관로는 금속관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1, 2, 8, 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1관로 및 제2관로는 플라스틱 수지의 관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 냉매는 HCFC-123인 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 냉각되는 소자는 PC의 CPU인 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
청구항 1부터 15까지의 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 냉각되는 장치는 하드디스크드라이브이며, 상기 하드디스크 드라이브는 기구부와, 그 아래에 배치된 회로부와,

상기 회로부의 전체 또는 일부를 덮는 전열판을 구비하되, 상기 제1열교환 컨테이너는 상기 전열판에 부착되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 컴퓨터에는 파워서플라이가 구비되며, 상기 냉각되는 소자는 상기 파워서플라이에 구비되는 소자인 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
외부로 노출된 전열면과, 내장된 열발생 장치와, 상기 장치에서 발생하는 열을 상기 열교환면을 통하여 컴퓨터 외부로 전달하기 위한 냉각 시스템이 구비된 컴퓨터로서,

상기 냉각 시스템은,

상기 장치에 연결되어 열을 전달받는 제1열교환 컨테이너와;

상기 전열면에 연결되어 전열면으로 열을 전달하되 상기 제1열교환 컨테이너보다 높은 위치에 위치하는 제2열교환 컨테이너와;

상기 제1열교환 컨테이너와 상기 제2열교환 컨테이너를 연결하는 제1관로 및 제2관로를 구비하되,

상기 제1열교환 컨테이너, 제2열교환 컨테이너, 상기 관로는 밀폐된 공간을 형성하며, 상기 밀폐 공간에는 냉매가 수용되고, 상기 냉매의 상변화와 유동에 의해 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
청구항 20에 있어서, 발열 소자가 있는 파워 서플라이가 구비되며,

상기 파워서플라이는 파워서플라이의 발열 소자가 부착되고, 상기 전열면과 연결된 전열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
전열면을 갖는 컴퓨터에 사용하기 위한 것으로서 발열 소자가 있는 파워 서플라이에 있어서,

파워서플라이의 발열 소자가 부착되고, 상기 전열면과 연결된 전열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
기구부와 상기 기구부 아래에 배치된 회로부가 구비된 하드디스크 드라이브에 있어서,

상기 회로부의 적어도 일부를 덮는 전열판을 구비한 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브.