KR20050019350A - Ｃｐｕ 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터용 CPU 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팬 스크롤 벽면에 보조 냉각핀을 형성하여 열 전달 면적을 늘리도록 한 CPU 냉각장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 CPU 냉각장치는 CPU에서 발생된 열을 방열 면적이 큰 냉각 핀으로 이동시켜 팬 모터를 통한 강제대류로 냉각시키는 CPU 냉각장치에 있어서,

상기 팬 모터가 장착되도록 한 하우징의 팬 스크롤부 내벽에 적어도 하나의 보조 냉각핀을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 팬 스크롤부의 내벽에 다수의 보조 냉각핀을 추가로 형성함으로써, 방열면적을 키워 제한된 공간에서 최대의 열전달 효율이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

그리고, 방열면적 증가에 따른 냉각 효율 향상으로 기기의 수명이 늘어나는 효과가 있다.

또한, 팬 스크롤부의 사출 시, 보조 냉각핀을 일체로 형성함으로써, 보조 냉각핀 설치에 따른 작업공정이 손쉽게 이루어지는 효과가 있다.

Description

ＣＰＵ 냉각장치{CPU Cooling Module}

본 발명은 컴퓨터용 CPU 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팬 스크롤 벽면에 보조 냉각핀을 형성하여 열 전달 면적을 늘리도록 한 CPU 냉각장치에 관한 것이다.

최근 들어, 노트북 등과 같은 소형 포터블 컴퓨터들은 점차, 성능이 우수하면서도, 두께가 얇고, 가벼워지는 추세에 있다.

이러한 전자제품들의 소형화 및 박형화를 위해서는 컴퓨터 내부에 사용되는 CPU(Central Processing Unit) 및 주변 전자장치의 소형화 및 고속화, 대용량화가 불가피하다.

이처럼, 소형화되어진 CPU 등과 같은 전자부품들의 용량은 상대적으로 대용량화되어짐에 따라서 발열량은 극도로 증가하게 된다.

이러한 발열체로서의 전자부품들의 과열을 방지하기 위해서는 보다 빠르고 효과적인 냉각수단이 갖추어져야한다. 허나, 전자제품들이 점점 더 박형화 되어짐에 따라서 내부의 공간은 더욱 고밀도화 되어질 수밖에 없고, 이러한 공간적 제약으로 냉각유체(공기)의 흐름이 원활히 이루어지지 못해 전자 칩으로부터 발열되는 열을 방출시키는데 어려움이 따르게 된다.

특히, 상기 CPU는 여타의 부품이 갖는 온도에 비하여 상대적으로 상당히 높기 때문에 CPU의 고온화에 따른 문제는 심각하다. 즉, 상기 CPU의 고온화는 결과적으로 클럭(clock) 속도의 저하 및 오작동 그리고 고장 발생율이 급격하게 증가되는 원인이 된다.

이러한, CPU를 냉각시키기 위한 방법으로 도 1에서 보여지는 바와 같이 CPU에서 발생된 열을 방열 면적이 큰 냉각 핀으로 이동시켜 팬 모터를 통한 강제대류로 냉각시키는 방법이 사용되고 있다.

도 1은 종래의 CPU 냉각장치의 구조를 보인 평면도이고, 도 2는 도 1의 B-B'선 단면도이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 종래의 CPU 냉각장치의 구성은 냉각핀(30), 팬 모터(10), 하우징(20)으로 구성된다.

상기 냉각핀(30)은 CPU 등과 같은 발열체에 접촉되어 열을 전도시키는 역할을 하는 것으로서, 열전도율이 우수한 재질을 이용한다.

그리고, 상기 팬 모터(10)는 상기 냉각핀(30)에 냉각유체를 공급할 수 있도록 강제대류를 일으키게 되는데, 수직축 방향에서 끌어들인 냉각유체를 수평방향으로 이송하는 원심형 팬 모터가 일반적으로 사용된다.

그리고, 상기 하우징(20)은 상기 팬 모터(10)가 장착되는 팬 스크롤부(21)와 상기 팬 모터(10)로부터 냉각유체가 송출되는 유로이자, 냉각핀(30)이 설치되도록 한 냉각핀 설치부(23)로 구성된다.

상기 팬 스크롤부(21)는 유입된 공기의 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 보조장치로서의 역할을 하는데, 팬 모터(10)에 의해서 유입된 유체가 에너지 손실을 최소화하면서 방출되도록 설계되고 있다.

그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 CPU 냉각장치에서는 공간상의 제약으로 인해 냉각 핀(30)을 통한 방열면적 확보에 한계가 있는 것이다.

이러한, 방열면적의 한계는 앞으로 노트북 등이 지속적으로 소형화되고 대용량화되어질수록 더욱 큰 문제로 자리잡게 될 것은 너무도 자명한 사실이다.

따라서, 노트북과 같이 한정된 공간을 갖는 내부구조에서 최소한의 면적으로 보다 많은 열 전달을 통한 냉각을 할 수 있도록 하는 냉각장치의 제안이 시급히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 팬 스크롤부의 내벽에 다수의 보조 냉각핀을 추가로 형성함으로써, 제한된 공간에서 최대의 열전달 효율을 갖도록 하는 CPU 냉각장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CPU 냉각장치는 CPU에서 발생된 열을 방열 면적이 큰 냉각 핀으로 이동시켜 팬 모터를 통한 강제대류로 냉각시키는 CPU 냉각장치에 있어서,

상기 팬 모터가 장착되도록 한 하우징의 팬 스크롤부 내벽에 적어도 하나의 보조 냉각핀을 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조 냉각핀은 냉각유체의 유동방향과 일치되도록 팬 스크롤부 내벽에 수평방향으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조 냉각핀은 팬 스크롤부 내벽과 일체로 사출되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조 냉각핀의 형성높이는 팬 스크롤부 내벽으로부터 팬 모터의 날개 선단까지의 거리 대비 1/3지점까지 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조 냉각핀은 팬 스크롤부를 평면위치에서 보았을 때, 적어도, 2개 이상의 구간으로 분할되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 CPU 냉각장치의 구조를 보인 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도이다.

동 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CPU 냉각장치는 CPU에서 발생된 열을 냉각 핀(130)으로 전도시켜 팬 모터(110)에 의해 강제대류시킴으로써, 냉각하는 구성으로 이루어진다. 이때, 상기 팬 모터(110)와 냉각핀(130)은 하우징(120) 위에 설치된다.

상기 냉각핀(130)은 CPU 등과 같은 발열체에 접촉되어 열을 전도시키는 역할을 하는 것으로서, 열전도율이 우수한 재질을 이용하고, 상기 팬 모터(110)는 상기 냉각핀(130)에 냉각유체를 공급할 수 있도록 강제대류를 일으키게 되는데, 수직축 방향에서 끌어들인 냉각유체를 수평방향으로 이송하는 원심형 팬 모터가 일반적으로 사용된다.

그리고, 상기 하우징(120)은 상기 팬 모터(110)가 장착되는 팬 스크롤부(121)와 상기 팬 모터(110)로부터 냉각유체가 송출되는 유로이자, 냉각핀(130)이 설치되도록 한 냉각핀 설치부(123)로 구성된다.

이때, 상기 팬 모터(110)가 장착되도록 한 하우징(120)의 팬 스크롤부(121) 내벽에는 보조 냉각핀(140)을 형성시키도록 한다.

상기 보조 냉각핀(140)은 적어도 하나이상이 형성되도록 하고, 냉각유체의 유동방향과 일치되도록 팬 스크롤부(121) 내벽에 수평방향으로 형성시켜 공기의 흐름에 최대한 방해가 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조 냉각핀(140)은 팬 스크롤부(121) 내벽과 일체로 사출되도록 하는데, 이로 인해 별도의 제조공정 및 조립공정없이 손쉽게 보조 냉각핀(140)을 형성할 수 있게 된다.

그리고, 상기 보조 냉각핀(140)의 형성높이는 팬 스크롤부(121) 내벽으로부터 팬 모터(110)의 날개(111) 선단까지의 거리 대비 1/3지점까지 형성함으로써, 최적의 냉각효율을 유지시키도록 한다.

또한, 상기 보조 냉각핀(140)은 팬 스크롤부(121)를 평면위치에서 보았을 때, 적어도, 2개 이상의 구간으로 분할되도록 형성한다.

이는, 도 6의 (a)에서와 같이 팬 스크롤부(121)를 따라 보조 냉각핀(140)을 분할없이 형성하게 되면, 공기 유동방향으로 상당히 긴 보조 냉각핀(140)이 형성되어 열경계층이 증가하게 되어 결국 열 전달 효과가 떨어지게 되는데, 도 6의 (b)에서와 같이 보조 냉각핀(140)을 부분적으로 끊어주게 되면, 열경계층(Thermal Boundary Layer)의 성장을 억제시킬 수 있게 되는 것이다.

여기서, 열경계층에 대해 설명하면, 보조 냉각핀(140) 근처의 뜨거워진 공기층을 차가운 냉각유체가 통과하는 과정에서 둘 사이에 막이 형성되어 열교환이 원활하게 이루어지지 못하는 현상을 의미한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 냉각핀(130)만을 통하여 방열하는 기존의 냉각장치와는 달리, 팬 스크롤부(121) 내벽에 보조 냉각핀(140)을 추가 형성시킴으로써, 전체 방열면적을 증각시킬 수 있게 되고, 이로 인해 열전달 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.

이는, 기구적으로 제한된 공간에서 열 성능을 크게 개선시킨 것으로서, 노트북 등에서의 사용 시 큰 효과가 있다.

본 발명은 팬 스크롤부의 내벽에 다수의 보조 냉각핀을 추가로 형성함으로써, 방열면적을 키워 제한된 공간에서 최대의 열전달 효율이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

그리고, 방열면적 증가에 따른 냉각 효율 향상으로 기기의 수명이 늘어나는 효과가 있다.

또한, 팬 스크롤부의 사출 시, 보조 냉각핀을 일체로 형성함으로써, 보조 냉각핀 설치에 따른 작업공정이 손쉽게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 CPU 냉각장치의 구조를 보인 평면도.

도 2는 도 1의 B-B'선 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 CPU 냉각장치의 구조를 보인 평면도.

도 4는 도 3의 A-A'선 단면도.

도 5는 본 발명의 보조 냉각핀과 유동흐름을 보인 개략도.

도 6은 본 발명의 보조 냉각핀과 열경계층 성장의 관계를 보인 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110: 팬 모터 111: 팬 모터 날개

120: 하우징 121: 팬 스크롤부

123: 냉각핀 설치부 130: 냉각 핀

140: 보조 냉각핀

Claims (5)

1. CPU에서 발생된 열을 방열 면적이 큰 냉각 핀으로 이동시켜 팬 모터를 통한 강제대류로 냉각시키는 CPU 냉각장치에 있어서,

   상기 팬 모터가 장착되도록 한 하우징의 팬 스크롤부 내벽에 적어도 하나 이상의 보조 냉각핀을 형성하는 것을 특징으로 하는 CPU 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 냉각핀은 냉각유체의 유동방향과 일치되도록 팬 스크롤부 내벽에 수평방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 CPU 냉각장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 냉각핀은 팬 스크롤부 내벽과 일체로 사출되는 것을 특징으로 하는 CPU 냉각장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 냉각핀의 형성높이는 팬 스크롤부 내벽으로부터 팬 모터의 날개 선단까지의 거리 대비 1/3지점까지 형성하는 것을 특징으로 하는 CPU 냉각장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 냉각핀은 팬 스크롤부를 평면위치에서 보았을 때, 적어도, 2개 이상의 구간으로 분할되어 형성되는 것을 특징으로 하는 CPU 냉각장치.