KR200364239Y1 - 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하단면에 열전소자가 부착된 알루미늄 냉각판을 노트북컴퓨터(이하 노트북)의 바닥면에 밀착하여 사용함으로써 노트북의 발열면을 냉각시켜 노트북컴퓨터의 성능저하 및 주요부품의 수명단축을 방지하도록 하는 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 고안은 알루미늄 냉각판의 하단면의 중앙에 이격용 쿨링블럭(열전소자의 냉기를 냉각판으로 전달시킴)을 결합시키고, 쿨링블럭의 하단면에 열전소자의 냉각면을 결합하고, 열전소자의 반대면(발열면)에 쿨링팬이 결합된 히트싱크를 부착하여 열전소자의 발열면을 냉각시킴으로써 열전소자의 냉각면에 접한 알루미늄 냉각판을 지속적으로 냉각시켜 냉각판에 접한 노트북의 발열부(바닥면)를 냉각시킬 수 있는 것이다.

Description

열전소자를 이용한 노트북 방열받침대{Notebook Cooler with Thermoelectric Semiconductor}

본 고안은 노트북 사용시 발생되는 뜨거운 열을 열전소자와 히트싱크 및 쿨링팬이 장착된 알루미늄 냉각판을 노트북의 바닥면에 밀착시켜 사용함으로써 빠르고 지속적으로 냉각시킬 수 있도록 고안된 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터의 내부는, 빠른 연산을 위한 CPU와 그래픽카드 및 전원공급장치 등으로 인해 많은 열이 발생되며, 이 열을 방출하기 위해 히트싱크 및 쿨링팬이 다수 장착되어 있다. 특히, 노트북은 소형으로 집적된 장치들로 인해 데스크탑 PC 보다 더 많은 열이 발생되어 연산오류나 시스템정지 등의 심각한 문제가 발생되기도 한다. 따라서 특별한 방열장치가 필요하나 공간적 제약과 비용 등의 문제로 방열장치의 적용이 어려운 것이 현실이다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 다수의 방열장치들이 개발되어 일부 노트북 사용자들이 효과를 얻고 있으나, 대부분은 단순히 알루미늄의 냉각성질을 이용하거나 강제통풍 방식의 장치들이 대부분이다. 이와 같은 장치들은 상온 이하로의 냉각이 어렵고 장시간 사용시 오히려, 발열되는 단점을 가지므로 성능이 우수한 방열장치의 개발이 시급한 시점이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 노트북 방열장치가 가지는 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열전소자의 냉각특성을 이용하여 노트북 냉각효율을 한층 더 높일 수 있는 노트북 방열장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 본 고안은 노트북(01)이 재치된 알루미늄 냉각판(10)의 하면에 열전소자(20)의 냉각면과 결합된 쿨링블럭(21)을 부착시키고, 열전소자(20)의 발열면에는 히트싱크(30)를 부착시켜 발열면을 빠르게 냉각시킨다. 이때 히트싱크(30)의 방열효과를 높이기 위하여 히트싱크(30)의 하측에는 쿨링팬(40)을 장착하여 외기를 히트싱크(30)로 불어넣어 방열홀(52)로 방출하도록 하도록 하며, 상기한 냉각판(10)을 일정한 각도로 지지하여 노트북(01)을 재치함으로써 사용자의 편리를 제공하기 위한 케이스(50)로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 노트북을 재치시킨 사용상태도이다.

도 2는 본 고안의 작동원리도이다.

도 3은 본 고안의 분해사시도이다.

도 4는 본 고안의 노트북이 재치된 측면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

01: 노트북 10: 냉각판

20: 열전소자 21: 쿨링블럭

30: 히트싱크 31: 단열패드

40: 쿨링팬 51: 흡기구

52: 방열홀 60: 스위치

본 고안은 노트북의 발열된 바닥면을 열전소자를 이용하여 냉각시켜, 노트북의 발열로 인한 성능저하 및 수명단축을 막고, 노트북 사용의 편리를 위해 일정한 각을 제공하기 위한 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대를 상세하게 설명한다.

도 1은 노트북(01)이 재치되어 사용되고 있는 상태를 도시한 사용상태도이다.

도 2는 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대의 작동원리를 도시한 것이고, 도 3은 노트북 방열받침대의 구성물을 분해하여 도시한 분해사시도로서, 본 고안의 구성은 노트북(01)의 바닥면과 밀접하여 노트북 바닥면의 열을 냉각시키는 냉각판(10)과, 상기 냉각판(10)의 하단면에 부착되어 열전소자(20)의 냉각을 전달하는 쿨링블럭(21)과, 상기 쿨링블럭(21)의 하단면에 부착되어 입력전원에 의해 냉각작용을 하는 열전소자(20)와, 상기 열전소자(20)의 발열면에 부착되어 열을 방출하는 히트싱크(30)와, 뜨거워진 상기의 히트싱크(30)에 부착되어 강제송풍하여 열을 방출함으로써 히트싱크(30)를 냉각시키는 쿨링팬(40)과, 상기의 쿨링팬(40) 하부에 형성된 흡기구(51)와, 히트싱크(30)에서 가열된 공기를 배출하기 위한 좌우측의 방열홀(52)과, 가열된 히트싱크(30)와 냉각된 냉각판(10)과의 열전달을 차단하는 단열패드(31)와, 열전소자(20)와 쿨링팬(40)으로 전원을 공급하는 전원부(61)와, 전원공급을 제어하는 스위치(60)와, 노트북(01)을 재치하는 냉각판(10)을 일정한 각도로 지지하기 위한 케이스(50)로 구성되어 있다.

상기 구성물을 구성함에 있어서 알루미늄 재질의 냉각판(10)과 쿨링블럭(21)과 열전소자(20)와 히트싱크(30)는 방열접착제 혹은 방열콤파운드 등을 사용하여 고르게 밀착시킴으로써 각 상호간의 열전달 효율을 높여 냉각판(10)을 상온 이하의 온도로 냉각할 수 있으며, 일정한 온도를 유지하게 된다.

상기한 냉각판(10)은 열전도성이 우수한 알루미늄 재질로 원재료를 구하기 쉽고, 가격이 싸며, 기계적 가공성이 우수한 성질을 가진다.

상기 열전소자(20)는 전원부(61)를 통하여 전원을 인가받아 일측면은 냉각(최대 -30℃)작용이, 다른 일측면은 발열(최대 150℃)작용이 일어난다.

이때, 상기 열전소자(20)의 냉각효율을 높이기 위한 일정한 전력이 필요하므로, 전원부(61)는 교류를 직류로 변환하는 AC/DC컨버터를 사용하여 DC 10V∼20V의 전압과 3A∼5A의 전류량을 공급하여 30W∼60W의 냉각에 적정한 전력을 얻을 수 있다.

이는 과도한 전력이 공급되어, 열전소자(20) 발열면의 과열로 인한 냉각면 가열현상으로 발생할 수 있는 냉각효율 저하를 막기 위함이다.

또한, 전원공급의 편리함을 위하여 노트북의 USB전원(5V /500mA)을 사용할경우, USB 포트의 초과 전압사용으로 인한 컴퓨터의 오류가 발생할 수 있으며, 냉각효과가 미약하여 노트북의 발열면을 지속적으로 냉각시키기 어렵다.

상기한 쿨링블럭(21)은 열전소자(20)의 냉각면의 냉기를 축적하여 냉각판(10)으로 전달하면서 열전소자(20)와 냉각판(21)과의 이격역할을 한다.

상기 쿨링블럭(21)은 열전도성이 우수한 알루미늄이나 구리를 사용할 수 있으며, 정방형이나 장방형의 형상을 취할 수 있다.

상기한 열전소자(20)의 발열면은 최대 150℃의 온도로 가열될 수 있으므로 히트싱크(30)를 통한 빠른 방열이 필요하다. 이 때, 열전소자(20)의 발열면을 빠르게 냉각시키면 냉각면의 효율이 높아지므로 히트싱크(30)는 표면적이 넓은 미세구조를 형성하고 쿨링팬(40)에 의해 흡기구(51)로 흡입된 공기를 히트싱크(30)의 방향으로 송풍하여, 케이스(50)의 양측면에 형성된 방열홀(52)로 방출함으로써 히트싱크(30)를 냉각시킨다.

상기한 쿨링팬(40)은 가열되지 않은 외기를 흡기구(51)를 통해 흡입하여 강하게 히트싱크(30)로 불어 방열홀(52)로 배출하므로 자연대류에 의한 히트싱크(30)의 방열보다 그 효과가 훨씬 우수하다.

상기한 히트싱크(30)의 방열과정에서 발생한 가열된 공기는 케이스(50)에 형성된 차단막(53)에 의해 케이스(50) 내부로의 유통이 차단되어 방열홀(52)로 빠르게 배출되게 한다.

이때, 상기 히트싱크(30)와 냉각판(10) 사이에는 중앙부에 열전소자(20)와 쿨링블럭(21)이 삽입될 수 있는 구멍을 형성시킨 단열패드(31)를 부착하여, 히트싱크(30)에서 방생한 열이 냉각판(10)으로 전달되지 못하게 차단함으로써 냉각판(10)의 냉기를 지속적으로 유지할 수 있으며, 열전소자(20)와 접하는 냉각판(10)의 하측면에 발생할 수 있는 결로현상을 막는다.

도 4는 본 고안의 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대에 있어서, 노트북(01)을 재치하여 사용중인 상태를 측면에서 도시한 것으로, 테이블(02)의 바닥면으로부터 7˚내외의 일정한 각도(70)를 형성시킴으로써, 사용자가 손목의 부담을 줄이고 보다 편하게 노트북(01)을 사용할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 본 고안의 작용은 노트북(01)이 재치된 알루미늄 냉각판(10)의 하면에 열전소자(20)의 냉각면과 결합된 쿨링블럭(21)을 부착시키고, 열전소자(20)에 전원을 인가하면 냉각면이 빠르게 냉각되어 쿨링블럭(21)을 통해 냉각판(10)을 냉각시킴으로써, 발열된 노트북의 바닥면이 냉각된다.

이때, 열전소자(20)의 발열면은 고온으로 발열하므로 히트싱크(30)를 통해 열을 분산시키고, 히트싱크(30)의 하부에 쿨리팬(40)을 두어 가열된 공기를 배출하여 열전소자(20)의 발열면을 냉각시킨다.

결국, 냉각된 냉각판(10)은 노트북(01)의 발열면을 냉각시키게 되므로 노트북(01) 내부의 온도가 내려가며, 더 이상의 온도상승을 막을 수 있다.

본 고안은 과열된 노트북컴퓨터의 바닥면을 열전소자를 이용하여 상온 이하로 냉각시킴으로써 과열로 인한 노트북의 성능저하를 방지하고 시스템정지와 같은 치명적인 오류를 예방할 수 있으며, 하드디스크 및 배터리와 같은 주요 부품의 수명단축을 방지할 수 있다.

동시 발열과 냉각작용을 하는 열전소자의 발열부는 히트싱크와 쿨링팬에 의해 빠르게 냉각이 되므로 열전소자의 성능을 더욱 높일 수 있다.

그리고, 열전소자와 냉각판 사이에 단열패드를 형성함으로써 냉각판의 저면에 발생할 수 있는 결로현상을 막을 수 있다.

또한 사용자가 노트북컴퓨터를 사용할 때 키보드의 조작을 편하게 할 수 있는 각도를 제공하여 손목의 피로를 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 노트북(01)의 바닥면과 밀접하여 노트북 바닥면의 열을 냉각시키는 냉각판(10)과, 상기 냉각판(10)의 하단면에 부착되어 열전소자(20)의 냉각을 전달하는 쿨링블럭(21)과, 상기 쿨링블럭(21)의 하단면에 부착되어 입력전원에 의해 냉각작용을 하는 열전소자(20)와, 상기 열전소자(20)의 발열면에 부착되어 열을 방출하는 히트싱크(30)와, 뜨거워진 상기의 히트싱크(30)에 결합되어 강제송풍하여 열을 방출함으로써 히트싱크(30)를 냉각시키는 쿨링팬(40)과, 가열된 히트싱크(30)와 냉각된 냉각판(10)과의 열전달을 차단하는 단열패드(31)와, 열전소자(20)와 쿨링팬(40)으로 전원을 공급하는 전원부(61)와, 전원공급을 제어하는 스위치(60)와, 상기 냉각판(10)을 일정한 각도로 지지하기 위한 케이스(50)로 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 전원부(61)는 교류를 직류로 변환하여 열전소자(20)와 쿨링팬(40)으로 전원을 공급하는 AC/DC컨버터로 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대.
3. 제 1항에 있어서, 상기한 케이스(50)는 히트싱크(30)에서 가열된 공기의 유통을 차단하여 방열홀(52)로 유도하는 차단막(53)과, 상기 히트싱크(30)로 외기를 공급하기 위한 바닥면의 흡기구(51)와, 상기 히트싱크(30)의 방열에서 발생한 가열된 공기를 배출하기 위한 측면의 방열홀(52)과, 사용자의 편리성을 위해 노트북(01)을 일정한 각도로 재치할 수 있도록 각(70)이 형성되어진 케이스(50)를 구성함을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 노트북 방열받침대.