냉각 DSLR History (4)
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히트파이프 & 착탈식 쿨링유닛……………………………06. 03. 20
히트파이프 쿨러를 착탈식으로 변경하도록 디자인 하였습니다.
이전 모델에서 가장 부담스러웠던 것은 단장하지 못한 모습의 히트싱크와 휀등 카메라 외부의 쿨러인데 이것을 단정하게 처리하기 위해서 아무래도 펠티어소자를 카메라 안에 위치시키는 것은 무리가 있다고 판단했습니다.카메라 밖으로 TEC를 꺼낼 경우 열전달경로가 길어져서 냉각효율이 낮아 질 것이 걱정이 되긴 했지만 테스트 해 보니 그래도 25도이상 냉각이 가능하였습니다.
Cold finger가 길어지면서 여기에 매달려있는 CMOS의 광축정렬이 새로운 문제로 등장했습니다. 일단 미러박스의 3점 지지점에 밀폐챔버를 광축과 직교하도록 정열하고 이 밀폐챔버의 Housing에 핀으로 고정하여 CMOS를 정열시키기로 하였습니다. 밀폐챔버는 펠티어의 고온부에서 열전도되도록 하여 펠티어에서 가장 먼 끝단의 온도까지 상온에 가까이 되도록하여 밀폐챔버의 표면에 결로 발생을 막도록 계획했는데 Cold finger와 핀으로 연결되면서 열전도가 생겨서 냉각효율저하와 또 챔버의 온도를 낮게 만드는 불리함이 있기는 하지만 일단 진행하기로 하였습니다.
In this design only cold finger and airtight chamber makes up a body with a camera. And peltier and heatpipe cooler and the connector that works as a bridge to deliver heat is working as a removal external cooling unit. I used the CPU cooler distributed in the market place.(refer to left picture)
Prices are USD $9.0 and efficiencyis pretty good and most of all it’s shape is very neat. I made few holes at the bottom of the heatpipe to assemble with connector and I cut offed the wings at the bottom and made a neat cube.
이 디자인에서는 콜드핑거와 밀폐챔버만 카메라와 한 몸을 이루고 있고 펠티어와 히트파이프쿨러 그리고 열전달 다리 역할을 겸하고 있는 연결 커넥터가 착탈식 외부 외부쿨링유닛이 됩니다.
히트파이프쿨러는 시중에 유통되고 있는 CPU쿨러중에서 적당한 제품을 찾아내었습니다.(좌측사진 참조)
가격도 8000원에 효율도 상당히 우수하고 무엇보다도 모양이 많이 단정한게 좋았습니다. 히트파이프 바닥에 커넥터와 조립하기 위해 나사구멍 몇 개 만들고 바닥의 양쪽 날개를 잘라내어 깔끔한 육면체로 만들었습니다.
펠티어소자와 맞닿는 콜드핑거 표면은 래핑처리하고 Airtight chamber Base와의 경계는 실리콘코킹으로 처리하여 공기의 유통을 차단하였습니다.
일단 CMOS의 온도는 상온대비 -20도이상 떨어지고 노출시간 내내 그리고 사진 촬영을 쉬고 있는 동안에도 CMOS의 온도는 +0.5~-0.5도 범위에서 안정적으로 온도가 유지되었습니다.
남겨진 숙제들:
1. UV/IR필터와 챔버하우징에도 결로는 생기지 않았지만 상온이 26도일때 최 끝단 챔버표면의 온도가 17도, 챔버커버플레이트의 최저온부가 12도, CMOS가 5도의 온도를 나타내었습니다. 콜드핑거를 핀으로 하우징에 고정한 것을 다른 방법으로 바꿔야 할 것 같습니다. 콜드핑거와 밀폐챔버 하우징 사이에 열교환을 차단할 새로운 대책이 필요하네요.
2. 펠티어가 위치하는 곳이 작은 공간이 형성되는데 여기를 공기유통을 100% 차단시킬 수 없는 구조이다보니 펠티어의 저온부에 이슬맺힘 현상이 발생합니다.
3.카메라에 메달려있는 히트파이프 쿨러의 무게가 작지 않다보니 모멘트가 작용하고 있어 무게의 언밸런스가 사용시 약간 부담이 됩니다.
4.쿨러를 착탈식으로 할 수 있어서 평상시 분리한 상태로 컴팩트한 카메라의 모양은 마음에 드는데 조립과정이 간단치 않아서 이의 개선이 필요한 상황입니다.