JP2017152614A - Liquid cooling type cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液冷型冷却装置技術に関する。 The present invention relates to a liquid cooling type cooling apparatus technology.
従来、電子機器において狭小空間に冷却手段を設ける場合、空冷型のヒートシンク等がよく利用されている。ノートPC等の電子機器は、小型化や薄型化に伴い、発熱密度が高くなっている。そのため、電子機器の冷却手段には、より高い冷却性能が求められている。 Conventionally, when a cooling means is provided in a small space in an electronic device, an air-cooled heat sink or the like is often used. Electronic devices such as notebook PCs have a high heat generation density as they become smaller and thinner. Therefore, higher cooling performance is required for the cooling means of electronic devices.
電子機器の冷却手段として、液冷型冷却装置が挙げられる。液冷型冷却装置は、水冷及び空冷の組合せによって、比較的高い冷却性能を実現できる。液冷型冷却装置は、構成要素として、受熱部、ポンプ、タンク、放熱部、ファン、及びそれらの構成要素間を接続する配管、等がある。 A liquid cooling type cooling apparatus is mentioned as a cooling means of an electronic device. The liquid cooling type cooling device can realize relatively high cooling performance by a combination of water cooling and air cooling. The liquid cooling type cooling device includes, as components, a heat receiving unit, a pump, a tank, a heat radiating unit, a fan, and a pipe that connects these components.
液冷型冷却装置に関する先行技術例としては、特開2006−207881号公報(特許文献1)が挙げられる。特許文献1には、冷却性能向上及び小型化を実現する旨の冷却装置が記載されている。この冷却装置は、ファンの2つの側面に2つの放熱器が配置されている。そして、1つの放熱器と受熱部との間を接続する配管の途中には、ファンの一部の側面に近接及び一体の形で、タンクが設けられている。
JP, 2006-207881, A (patent documents 1) is mentioned as a prior art example about a liquid cooling type cooling device.
従来の液冷型冷却装置は、配管やタンクを含む構成要素の配置のために、装置全体の体積が比較的大きくなる。そのため、従来の液冷型冷却装置は、例えばノートPCのような、実装可能空間が限られる電子機器に実装する場合に、実装が難しい。即ち、その実装可能空間内に液冷型冷却装置を収めることが難しい。電子機器に液冷型冷却装置を実装できる場合でも、電子機器と液冷型冷却装置とを含むシステム全体での体積が大きくなってしまう。即ち、その電子機器は、薄型化や小型化を実現しにくくなってしまう。 The conventional liquid cooling type cooling apparatus has a relatively large volume due to the arrangement of components including pipes and tanks. For this reason, the conventional liquid cooling type cooling device is difficult to mount when mounted on an electronic device such as a notebook PC in which the mountable space is limited. That is, it is difficult to store the liquid cooling type cooling device in the mountable space. Even when the liquid cooling type cooling device can be mounted on the electronic device, the volume of the entire system including the electronic device and the liquid cooling type cooling device is increased. That is, it is difficult to reduce the thickness and size of the electronic device.
特に、ノートPC等の電子機器の場合、概略的に平板形状を有し、冷却手段を設けるための実装可能空間も、概略的に平板形状である。そのため、従来では、その実装可能空間にヒートシンク等を実装している。しかし、それだけでは、放熱能力、冷却効率が不足している。その電子機器では、CPUの演算をフルパワーで行う場合、冷却性能不足から、部品上限温度を超える可能性がある。そのため、その電子機器では、CPUの能力を抑えて使用する必要があり、性能を最大限に利用することはできない。 In particular, in the case of an electronic device such as a notebook PC, it has a generally flat plate shape, and the mountable space for providing the cooling means is also generally flat plate shape. Therefore, conventionally, a heat sink or the like is mounted in the mountable space. However, the heat dissipation capacity and cooling efficiency are insufficient. In the electronic device, when the CPU operation is performed at full power, the component upper limit temperature may be exceeded due to insufficient cooling performance. Therefore, it is necessary for the electronic device to use the CPU with reduced capacity, and the performance cannot be utilized to the maximum.
上記のように、従来の液冷型冷却装置は、小型化や薄型化の観点では改善余地がある。ノートPC等の電子機器に液冷型冷却装置を実装する場合に、高い冷却性能を実現すると共に、システム全体の体積や厚さが小さくなるように、小型化や薄型化の高密度実装を実現したい。 As described above, the conventional liquid cooling type cooling device has room for improvement in terms of miniaturization and thinning. When mounting a liquid-cooled cooling system on an electronic device such as a notebook PC, it achieves high cooling performance and high-density mounting that is smaller and thinner so that the volume and thickness of the entire system are reduced. Want to.
本発明の目的は、液冷型冷却装置に関して、高い冷却性能や高密度実装を実現できる技術を提供することである。 The objective of this invention is providing the technique which can implement | achieve high cooling performance and high-density mounting regarding a liquid cooling type cooling device.
本発明のうち代表的な実施の形態は、液冷型冷却装置であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。 A typical embodiment of the present invention is a liquid cooling type cooling apparatus having the following configuration.
一実施の形態の液冷型冷却装置は、受熱部と、ポンプと、平板形状の放熱モジュールと、前記受熱部、前記ポンプ、及び前記放熱モジュールの間を接続して冷却液が流れる経路を構成する配管部と、を備え、前記放熱モジュールは、ファンと、前記ファンの周りに配置されている複数の放熱器を含む放熱部と、前記複数の放熱器の間に配置されているタンク部と、を有する。 The liquid cooling type cooling device according to one embodiment includes a heat receiving part, a pump, a flat plate heat radiation module, and a path through which the coolant flows by connecting the heat receiving part, the pump, and the heat radiation module. A pipe part, and the heat radiation module includes a fan, a heat radiation part including a plurality of heat radiators disposed around the fan, and a tank part disposed between the plurality of heat radiators. Have.
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、液冷型冷却装置に関して、高い冷却性能や小型化の実装を実現できる。 According to the representative embodiment of the present invention, high cooling performance and downsizing can be realized for the liquid cooling type cooling device.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、各図で、説明上の方向として、(X,Y,Z)を示す。X方向及びY方向は、水平面を構成する交差する2つの方向とし、Z方向は、鉛直方向とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. In each figure, (X, Y, Z) is shown as a direction for explanation. The X direction and the Y direction are two intersecting directions constituting the horizontal plane, and the Z direction is a vertical direction.
[比較例]
前述の課題等を補足説明する。そのために、実施の形態に対する比較例として、従来一般的である液冷型冷却装置の構成について説明する。液冷型冷却装置は、冷却対象であるPC等の電子機器に実装され、電子機器と液冷型冷却装置とを含むシステムを構成する。
[Comparative example]
A supplementary explanation will be given of the above-mentioned problems. Therefore, as a comparative example with respect to the embodiment, a configuration of a conventional liquid cooling type cooling device will be described. The liquid cooling type cooling device is mounted on an electronic device such as a PC to be cooled, and constitutes a system including the electronic device and the liquid cooling type cooling device.
図15は、比較例の液冷型冷却装置の構成を示す。比較例の液冷型冷却装置は、構成要素として、受熱部91、ポンプ92、タンク93、放熱部94、ファン95、及び配管96{96a,96b,96c,96d}を有する。
FIG. 15 shows a configuration of a liquid cooling type cooling device of a comparative example. The liquid cooling type cooling device of the comparative example includes a
受熱部91は、電子機器の発熱部に取り付けられて熱交換を行う部分である。受熱部91は、配管96aにより、ポンプ92と接続されている。方向901は、配管96a内を冷却液が流れる方向を示す。
The
ポンプ92は、配管96を含む経路に、冷却液として、冷媒である液体を循環させる。ポンプ92は、配管96bにより、タンク93と接続されている。
The
タンク93は、経路内における冷却液の揮発による減少に備えるために、冷却液を蓄積する部分である。タンク93は、配管96cにより、放熱部94と接続されている。
The
放熱部94は、ラジエータ等であり、冷却液が流れる管部や、管部に接するフィン等を含み、冷却液の熱を外部に放熱する熱交換を行う部分である。図15の放熱部94の場合、矩形の平板形状を有し、その主平面に複数のフィンが設けられている。放熱部94は、配管96dにより、受熱部91と接続されている。方向902は、配管96d内を冷却液が流れる方向を示す。
The
ファン95は、放熱部94に隣接して配置されており、吸気及び排気により、放熱部94の放熱を促進する。図15のファン95は、矩形の平板形状を有し、放熱部94の矩形の主平面に対して重ね合わせるように配置されている。図15のファン95は、軸流ファンであり、Y方向で吸気及び排気を行う。
The
配管96は、構成要素間を接続し、冷却液が循環して流れる経路を構成する要素である。配管96は、例えば金属による配管、または高分子材料によるチューブ等で構成される。配管96は、ゴムやプラスチック等の高分子材料によるチューブで構成される場合、フレキシブル性を有する。その配管96は、電子機器を含むシステムの空間に応じて経路の折り曲げ等が可能であるため、よく利用されている。
The
ただし、高分子材料で構成される配管96は、一般に、ある程度の液体透過性を持つ。即ち、長期間においては、配管96自体や、配管96と他の構成要素との接続部分等から、冷却液が外部へ揮発する。これにより、経路内に存在する冷却液の量が、最初の状態から長期間経過後の状態への変化において、減少する。
However, the
そのため、経路内に最初から冷却液の量を多めに供給しておくために、経路の途中にタンク93が設けられている。タンク93は、言い換えると、冷却液蓄積部である。タンク93は、冷却液を蓄積するために、ある程度以上の容積を持つ。電子機器を含むシステム内では、タンク93及びそれに接続される配管96{96b,96c}を配置する必要がある。そのため、液冷型冷却装置及びシステム全体の体積が比較的大きくなってしまう。電子機器に液冷型冷却装置を高密度実装したシステムを構成したい場合に、タンク93や配管96等が妨げとなってしまう。
For this reason, a
(実施の形態1)
図1〜図8を用いて、本発明の実施の形態1の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態1の液冷型冷却装置は、冷却対象であるノートPC等の電子機器に実装され、電子機器と液冷型冷却装置とを含むシステムを構成する。
(Embodiment 1)
The liquid cooling type cooling apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid cooling type cooling device of the first embodiment is mounted on an electronic device such as a notebook PC to be cooled, and constitutes a system including the electronic device and the liquid cooling type cooling device.
[液冷型冷却装置]
図1は、実施の形態1の液冷型冷却装置の構成を示す。実施の形態1の液冷型冷却装置は、受熱部1、ポンプ2、放熱モジュール8、及び配管6{6a,6b,6c}を有する。放熱モジュール8は、ファン5と、一体部7とを含む。一体部7は、タンク3と、放熱部40とを含む。放熱部40は、複数の放熱器4として、放熱器4A及び放熱器4Bの2つの放熱器4を含む。
[Liquid cooling type cooling system]
FIG. 1 shows the configuration of the liquid cooling type cooling apparatus of the first embodiment. The liquid cooling type cooling device of the first embodiment includes a
図1のように、実施の形態1の液冷型冷却装置は、薄型の概略的に平板形状の放熱モジュール8を有する。放熱モジュール8では、ファン5の周りに複数の放熱器4が配置され、それらの角部にタンク3が配置されている。放熱モジュール8の一体部7は、放熱部40とタンク3とを一体化した部分である。これにより、実施の形態1の液冷型冷却装置は、従来の液冷型冷却装置、例えば比較例よりも、全体の体積及び厚さが小さく、電子機器に対する高密度実装を実現できる。実施の形態1の液冷型冷却装置は、経路の途中に、比較例のような独立したタンク93及びそれを接続するための配管96が不要となっており、その分、全体の体積が削減されている。
As shown in FIG. 1, the liquid cooling type cooling apparatus of the first embodiment includes a thin, generally flat plate-like
受熱部1は、電子機器のCPU等の発熱部に取り付けられ、発熱部から熱を受けて発熱部との間で熱交換を行う部分であり、ジャケット等と呼ばれる。図1では、受熱部1の下面が、発熱部の上面に対して近接するように取り付けられる。受熱部1内には冷却液が流れる空間がある。受熱部1は、配管6aにより、ポンプ2と接続されている。受熱部1の側面の一部には、配管6aの一方端が接続されており、他の一部には、配管6cの一方端が接続されている。方向101は、配管6a内を冷却液が流れる方向を示す。方向102は、配管6c内を冷却液が流れる方向を示す。
The
ポンプ2は、配管6を含む経路に、冷却液として、冷媒である液体を循環させる。ポンプ2は、配管6bにより、放熱モジュール8の放熱器4Aと接続されている。ポンプ2の上面の一部に、配管6aの他方端が接続されており、他の一部に、配管6bの一方端が接続されている。
The
放熱モジュール8において、ファン5、放熱部40、及びタンク3は、Z方向で一定の厚さを持つ平板形状の領域内に収まるように、X−Y平面で並列に配置されている。放熱モジュール8のZ方向の厚さは、例えば12mm程度である。放熱モジュール8では、経路としては、配管6bから、放熱器4A、タンク3、放熱器4Bの順で、配管6cへ接続されている。
In the
ファン5は、吸気及び排気により、放熱部4での放熱を促進する。ファン5は、ブロワファンであり、Z方向で上側または下側の少なくとも一方から吸気を行い、基本的にX−Y平面の全方向で排気を行う。ファン5からの排気は、放熱部40の放熱器4内を経由して外部へ流出する。ファン5は、Z方向から見た平面視で概略的に矩形の平板形状を有する。
The
放熱部40の複数の放熱器4は、X−Y平面でファン5の周りに隣接して配置されている。実施の形態1では、ファン5のX方向及びY方向の2つの側面に近接した領域に、放熱部40の2つの放熱器4が配置されている。放熱器4Aは、ファン5のX方向の一方の側面に近接した領域に配置されている。放熱器4Bは、ファン5のY方向の一方の側面に近接した領域に配置されている。ファン5の側面のうち、他の2つの側面には、放熱器4が配置されていない。
The plurality of
放熱部40において、放熱器4である放熱器4A及び放熱器4Bは、ラジエータであり、冷却液の熱を外部に放熱する熱交換を行う部分である。放熱器4は、Z方向の平面視で長方形の平板形状を有する。放熱器4AはY方向に長く、放熱器4BはX方向に長い。放熱器4は、後述するが、筐体の内部に、冷却液が流れる管部や、管部に接するフィン等を含んでいる。
In the
タンク3は、経路内の冷却液の揮発等による減少に備えて最初から多めに冷却液を供給しておくために、冷却液を蓄積する機能を有する部分であり、冷却液蓄積部である。タンク3は、冷却液を蓄積するために、所定の容積を持つ。タンク3は、放熱器4Aと放熱器4Bとの間の角部に配置されている。タンク3は、放熱器4Aと放熱器4Bとを物理的に接続している。タンク3は、経路の一部を構成している。角部は、X−Y平面でのファン5に対する角部であり、放熱モジュール8及び一体部7における角部である。タンク3は、Z方向の平面視で正方形である平板形状を有する。
The
配管6は、受熱部1等の構成要素間を接続し、冷却液が循環して流れる経路を構成する要素である。配管6は、ゴムやプラスチック等の高分子材料によるチューブ等で構成され、フレキシブル性を有する。配管6は、電子機器の実装可能空間内で、適宜に折り曲げ等がされて配置される。
The
なお、変形例として、配管6としては、剛性を持ちフレキシブル性を持たない金属材料による配管を使用してもよい。また、配管6としては、金属材料部品と高分子材料部品との組合せで構成されるものを使用してもよい。例えば、ポンプ2等の構成要素との接続箇所における冷却液漏れ防止性能を重視する場合に、その接続箇所に金属材料部品による配管を使用してもよい。
As a modification, the
[冷却液の経路]
冷却液は、冷媒として水あるいは他の物質を含む所定の液体であり、冷却特性の他に腐食防止等の特性を持つ不凍液である。
[Cooling liquid path]
The cooling liquid is a predetermined liquid containing water or other substances as a refrigerant, and is an antifreeze liquid having characteristics such as corrosion prevention in addition to cooling characteristics.
冷却液の経路としては以下である。経路は、受熱部1から、配管6a、ポンプ2、配管6b、放熱器4A、タンク3、放熱器4B、配管6cといった順序で受熱部1に戻る経路である。
The coolant path is as follows. The path is a path that returns from the
受熱部1での熱交換により加熱された冷却液は、配管6aを通じてポンプ2へ流れ、ポンプ2の作用によってポンプ2から配管6bを通じて放熱器4A内へ流入する。放熱器4Aに流入した冷却液は、放熱器4A内の管部を流れて冷却されながら、タンク3内へ流入する。タンク3内へ流入した冷却液は、放熱器4Bへ流入する。放熱器4B内へ流入した冷却液は、放熱器4B内の管部を流れて冷却されながら、放熱器4Bから流出する。流出した冷却液は、配管6cを通じて受熱部1へと戻る。
The coolant heated by the heat exchange in the
実施の形態1で、冷却液の経路の設計の基本方針は以下である。タンク3は放熱モジュール8内に統合されて設けられており、比較例のような独立したタンク93は存在しない。また比較例のタンク93の両側の配管96{96b,96c}は、実施の形態1では、1本の配管6bに統合されている。実施の形態1のタンク3の両側は、配管6ではなく、放熱器4となっている。放熱モジュール8では、2つの放熱器4の間にタンク3があり、タンク3の後に放熱器4Bを経由させるようにしている。これにより、放熱器4Bで冷却された冷却液が、受熱部1へ供給される。実施の形態1では、従来の液冷型冷却装置に比べて、部品数が少なく、配管による接続箇所が少なく、配管の総長が短縮されている。
In the first embodiment, the basic policy for designing the coolant path is as follows. The
[実装構成例]
図2は、図1の実施の形態1の液冷型冷却装置の実装構成例として、電子機器に高密度実装してシステムを構成する場合の液冷型冷却装置の構成を示す。空間10は、液冷型冷却装置の全体を含んだ、概略的に平板形状の空間である。実装対象の電子機器が、ノートPC等のように薄型であり、実装可能空間が、このような平板形状の空間10である。実施の形態1の液冷型冷却装置は、この空間10に高密度実装が可能である。実施の形態1の液冷型冷却装置及びそれを実装する電子機器は、薄型を実現できる。液冷型冷却装置と電子機器とを含むシステム全体の体積が比較的小さい。
[Example of configuration]
FIG. 2 shows a configuration of the liquid cooling type cooling apparatus in the case where the system is configured by mounting the electronic apparatus at high density as an example of the mounting configuration of the liquid cooling type cooling apparatus of the first embodiment shown in FIG. The
図2の実装構成例では、空間10において、Z方向で一定の厚さ内に構成要素が収まっている。Z方向から平面視した場合の主平面であるX−Y平面において、例えばY方向の一方の半分の領域に、放熱モジュール8及び配管6cが収まっている。Y方向の他方の半分の領域に、受熱部1、配管6a、ポンプ2、及び配管6bが収まっている。Y方向の他方の半分の領域において、X方向で一方側の領域には受熱部1が配置されており、X方向で他方側の領域にはポンプ2が配置されている。図2では、ポンプ2としては、Z方向の厚さがなるべく薄いタイプのものを適用している。配管6aは、折り曲げられた形で配置されている。配管6bは、短い長さで直線の形で配置されている。配管6cは、直線の形で配置されている。配管6の総長が最低限となるように構成要素が配置されている。
In the mounting configuration example of FIG. 2, the components are contained within a certain thickness in the Z direction in the
液冷型冷却装置の実装構成例としては、電子機器の構成に合わせて、図1の構成に基づいて各種の変形例が可能である。受熱部1、ポンプ2、及び放熱モジュール8の配置位置関係等は変更可能である。放熱器4と配管6との接続口の位置や、配管6の長さや形状等は変更可能である。
As a mounting configuration example of the liquid cooling type cooling device, various modifications can be made based on the configuration of FIG. 1 according to the configuration of the electronic device. The arrangement positional relationship of the
[放熱モジュール(1)]
図3は、図1の実施の形態1の液冷型冷却装置のうちの、放熱モジュール8の構成を示す斜視図である。ファン5は、軸部51において、Z方向で上側または下側の少なくとも一方から吸気する。吸気によるエアは、軸部51から、X−Y平面での全方向、ファン5の側面へ向けて排気される。ファン5の排気の方向は、方向301及び方向302を含む。方向301の排気は、軸部51からX方向の一方への排気であり、ファン5の第1側面及び放熱器4Aを経由する。方向302の排気は、軸部51からY方向の一方への排気であり、ファン5の第2側面及び放熱器4Bを経由する。ファン5の4つの側面のうち、X方向の一方の第1側面及びY方向の一方の第2側面は、排気が可能なように開口となっている。ファン5の4つの側面のうち、X方向の他方の第3側面及びY方向の他方の第4側面は、排気が出ないように、閉じた側面となっている。
[Heat dissipation module (1)]
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the
放熱器4AのY方向の一方端には、流入部41Aを有し、流入部41Aの接続口42Aに、配管6bの他方端が接続されている。放熱器4AのY方向の他方端の側面には、タンク3の一方の側面が接合されている。放熱器4BのX方向の一方端には、流出部41Bを有し、流出部41Bの接続口42Bに、配管6cの他方端が接続されている。放熱器4BのX方向の他方端の側面には、タンク3の他方の側面が接合されている。
One end of the
放熱器4において、ファン5の側面と近接する側面は、排気を通過させるために開口となっている。放熱器4Aの側面は、ファン5の第1側面と近接している。放熱器4Bの側面は、ファン5の第2側面と近接している。
In the
放熱器4A及び放熱器4Bは、同様の形状を有する部品であり、配置の向きが異なっている。放熱器4Aは、第1放熱器であり、Y方向に長く延在する長方体として配置されている。放熱器4Bは、第2放熱器であり、X方向に長く延在する長方体として配置されている。放熱器4Aは、冷却液が流入する側であるため、流入部41Aが設けられている。放熱器4Bは、冷却液が流出する側であるため、流出部41Bが設けられている。
The
放熱器4Aの筐体のY方向の一方端の側面には、流入部41Aが接合されており、他方端の側面には、タンク3の一方の側面が接合されている。放熱器4Bの筐体のX方向の一方端の側面には、流出部41Bが接合されており、他方端の側面には、タンク3の他方の側面が接合されている。
An
流入部41Aは、配管6bからの冷却液を、放熱器4Aの筐体内の管部に流入させる部分である。流入部41Aの接続口42Aは、Y方向に向く位置に設けられている。流出部41Bは、放熱器4Bの筐体内の管部からの冷却液を、配管6cへ流出させる部分である。流出部41Bの接続口42Bは、X方向に向く位置に設けられている。
The
接続口42Aと配管6bとの接続、及び、接続口42Bと配管6cとの接続を含め、各構成要素と配管6との接続箇所では、当然ながら、冷却液漏れが極力発生しないように封止等による接続がされる。
Naturally, at the connection point between each component and the
なお、図3の放熱モジュール8の構成では、放熱器4Bの流出部41Bの接続口42Bは、X方向の向きで設けられている。それに対し、図2の放熱モジュール8の実装構成例では、高密度実装を考慮して、放熱器4Bの流出部41Bの接続口42Bは、Y方向の向きで設けられている場合を示している。このように、接続口の位置等は、実装に応じて適宜変更可能である。
3, the
[放熱モジュール(2)]
図4は、実施の形態1の液冷型冷却装置の説明のために、領域等の定義を示す平面図である。図4では、X−Y平面において、放熱モジュール8のファン5に対応する領域を中心に置き、その周りにある領域を示す。なお、これらの領域は、Z方向では一定の厚さを持つとする。
[Heat dissipation module (2)]
FIG. 4 is a plan view showing definitions of regions and the like for the explanation of the liquid cooling type cooling apparatus of the first embodiment. In FIG. 4, in the XY plane, the area | region corresponding to the
ファン5の平面視での外形をここでは正方形としている。ファン5の軸部51からの全方向の排気を矢印で示す。ファン5の外形における4つの側面において、X方向の一方の側面を第1側面、他方の側面を第3側面とし、Y方向の一方の側面を第2側面、他方の側面を第4側面とする。
The external shape of the
ファン5の周りに、矩形の枠形状の領域を有する。この枠形状の領域は、4つの辺領域と、4つの角部とを有する。この枠形状の領域において、ファン5の第1側面に近接した領域を、第1辺領域とする。同様に、第2側面に近接した領域を第2辺領域、第3側面に近接した領域を第3辺領域、第4側面に近接した領域を第4辺領域とする。第1辺領域及びそれに対向する第3辺領域は、Y方向に長い側面を持つ長方形の領域である。第2辺領域及びそれに対向する第4辺領域は、X方向に長い側面を持つ長方形の領域である。
A rectangular frame-shaped area is provided around the
第1辺領域と第2辺領域との間、ファン5の領域に対して斜め右上の位置に、第1角部を有する。第2辺領域と第3辺領域との間、ファン5の領域に対して斜め右下の位置に、第2角部を有する。第3辺領域と第4辺領域との間、ファン5の領域に対して斜め左下の位置に、第3角部を有する。第4辺領域と第1辺領域との間、ファン5の領域に対して斜め左上の位置に、第4角部を有する。
Between the first side region and the second side region, a first corner is provided at a position obliquely upper right with respect to the
第1辺領域は、第1角部を介して、Y方向から90度でX方向へ折れ曲がり、第2辺領域に接続されている。第2辺領域は、第2角部を介して、X方向から90度でY方向へ折れ曲がり、第3辺領域に接続されている。第3辺領域は、第3角部を介して、X方向から90度でY方向へ折れ曲がり、第4辺領域に接続されている。 The first side region is bent in the X direction at 90 degrees from the Y direction via the first corner, and is connected to the second side region. The second side region is bent in the Y direction at 90 degrees from the X direction via the second corner, and is connected to the third side region. The third side region is bent in the Y direction at 90 degrees from the X direction via the third corner, and is connected to the fourth side region.
[放熱モジュール(3)]
図5は、図3の放熱モジュール8の主平面として、Z方向から平面視した場合のX−Y平面での構成を模式的に示す。ファン5のX方向である方向301の排気は、開口である第1側面から出て、第1辺領域にある放熱器4Aの一方の開口の側面へ流入する。その排気は、放熱器4A内の管部43A及びフィンを空冷するように経由して、放熱器4Aの他方の開口の側面から外部へ流出する。ファン5のY方向である方向302の排気は、開口である第2側面から出て、第2辺領域にある放熱器4Bの一方の開口の側面へ流入する。その排気は、放熱器4B内の管部43B及びフィンを空冷するように経由して、放熱器4Bの他方の開口の側面から外部へ流出する。
[Heat dissipation module (3)]
FIG. 5 schematically shows a configuration on the XY plane when viewed from the Z direction as the main plane of the
一方、ファン5の4つの側面において、放熱器4が存在しない方の2つの側面である第3側面及び第4側面は、壁部52で遮られている。それらの2つの側面に対する、方向303及び方向304を含む方向への排気は、壁部52によって方向が変わるように制御される。その制御された排気は、開口である2つの側面である第1側面の方向301及び第2側面の方向302への排気として変換される。
On the other hand, on the four side surfaces of the
なお、ファン5の構成は上記構成に限られない。変形例の液冷型冷却装置としては、ファン5の4つの側面を全て開口の側面としてもよい。
The configuration of the
冷却液は、方向311で示すように、放熱器4Aの流入部41Aの接続口42Aから流入し、放熱器4Aの管部43A内を流れて、タンク3内に流入する。冷却液は、タンク3内から、放熱器4Bの管部43B内に入り、管部43B内を流れて、放熱器4Bの流出部41Bの接続口42Bから、方向312で示すように、流出する。なお、図5では、流出部41Bの接続口42Bは、図2に対応させて、Y方向に向く位置に設ける場合を示している。
As shown in the
[一体部]
図6は、図3の放熱モジュール8のうちファン5を除いた部分である一体部7の構成を示す斜視図である。なお、図6では、タンク3について、内部が見えるように、外形の一部を取り除いた状態を示す。放熱器4A、タンク3、及び放熱器4Bを含む部分を、放熱器4とタンク3とを一体化した部品である放熱器タンク一体部品という意味で、一体部7と称している。
[Integral part]
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of the
一体部7は、平面視によるX−Y平面において、第1形状として以下のような形状を有する。一体部7の第1形状は、ファン5の周りの領域において、図4の第1辺領域、第1角部、及び第2辺領域を含む領域の形状である。言い換えると、一体部7の第1形状は、90度で1回折れ曲がるL字形状である。
The
放熱器4AのZ方向の上面及び下面は、閉じた筐体であるサイドプレートとなっている。放熱器4Aの筐体内に、Y方向に延在する管部43Aが配置されている。管部43Aは、X−Y平面での概略的に平板形状を持つ偏平管である。放熱器4AのY方向の一方端の側面では、管部43Aの一方端が貫通して、流入部41Aの側面に出ている。放熱器4AのY方向の他方端の側面では、管部43Aの他方端が貫通して、タンク3の一方の側面に出ている。言い換えれば、タンク3のY方向を向いた一方の側面には、管部43Aの他方の開口端部を有する。
The upper surface and the lower surface in the Z direction of the
同様に、放熱器4BのZ方向の上面及び下面は、閉じた筐体であるサイドプレートとなっている。放熱器4Bの筐体内に、X方向に延在する管部43Bが配置されている。管部43Bは、X−Y平面での概略的に平板形状を持つ偏平管である。放熱器4BのX方向の一方端の側面では、管部43Bの一方端が貫通して、流出部41Bの側面に出ている。放熱器4BのX方向の他方端の側面では、管部43Bの他方端が貫通して、タンク3の他方の側面に出ている。言い換えれば、タンク3のX方向を向いた他方の側面には、管部43Bの他方の開口端部を有する。
Similarly, the upper surface and the lower surface in the Z direction of the
管部43A及び管部43Bは、Z方向では、放熱器4及びタンク3の中心位置に配置されている。なお、管部43A及び管部43BのZ方向の配置位置は、これに限らず適用可能である。例えば、管部43A及び管部43BのZ方向の配置位置は、中心位置よりも下の位置としてもよい。この位置は、冷却液の量等を考慮して適宜設計される。
The
放熱器4Aの筐体内において、管部43Aに対し、Z方向の上側及び下側には、それぞれ、フィン44Aが配置されている。フィン44Aは、側面であるX方向から見て波形状を有し、Y方向において複数の波部を有する。フィン44Aは、例えば、平板を波形状に加工することにより構成できる。これにより、フィン44Aは、空冷効率を高めるのための表面積を有する。放熱器4Bにも同様の構成のフィン44Bを有する。フィン44A及びフィン44Bは、この構成に限らず適用可能である。例えば、放熱器4の筐体または管部の面に複数の突起部が設けられた構成等でもよい。
In the casing of the
一体部7は、殆どの部分が、製造方法として一体成形等によって1つの部品として構成される。放熱器4Aの筐体、流入部41A、管部43A、及びフィン44Aは、一体成形によって1つの部品として構成可能である。同様に、放熱器4Bの筐体、流出部41B、管部43B、及びフィン44Bは、一体成形によって1つの部品として構成可能である。更に、放熱器4A、放熱器4B、及びタンク3等は、一体成形によって1つの部品である一体部7として構成可能である。一体部7は、例えばアルミニウム等の金属を用いた一体成形によって構成可能である。
Most part of the
放熱器4とタンク3との接合部分や、放熱器4Aと流入部41Aとの接合部分等は、一体成形の製造方法を用いる場合、冷却液漏れ防止効果が高い。
The joint portion between the
タンク3内は、殆ど長方体の空間であり、冷却液を蓄積可能な充分な容積を持つ空間となっている。タンク3内は、少なくとも、Z方向の中心位置よりも上の位置まで、冷却液が蓄積されている。タンク3内は、冷却液がある空間部分と、その上のエアがある空間部分とを含んでいてもよい。
The inside of the
タンク3は、放熱器4Aと放熱器4Bとの間に配置されているため、ファン5及び放熱器4での冷却の影響を受けて、タンク3でも冷却液が冷却される作用がある程度以上生じる。即ち、タンク3にも、ある程度の放熱機能を有する。一体部7の構成により、冷却性能の向上に寄与する。
Since the
[放熱器]
図7及び図8は、図3の放熱モジュール8のうち、放熱部40を構成する放熱器4の構成を示す。図7では、特に、図2の実装構成例に対応した放熱器4Bの構成を示す。図7では、放熱器4Bの流出部41B側を見た場合の斜視図を示す。図7では、流出部41Bの接続口42Bは、流出部41Bの側面でY方向に向いた位置に設けられている。図8は、図7の放熱器4Bの開口の側面の構成として、X−Z平面の構成を示す。
[Heatsink]
7 and 8 show the configuration of the
放熱器4は、筐体45、流入部または流出部41、接続口42、管部43、フィン44を有する。図7では、放熱器4Bは、筐体45B、流出部41B、接続口42B、管部43B、フィン44Bを有する。
The
図示しないが、放熱器4Aの物理的な構成は、放熱器4Bの構成と同様であるため、説明を省略する。放熱器4Aは、筐体45A、流入部41A、接続口42A、管部43A、フィン44Aを有する。
Although not shown, the physical configuration of the
筐体45Bは、Z方向の上面及び下面であるサイドプレートと、X方向の両方の側面とを含み、Y方向の両方の側面は開口となっている。筐体45B内には、Z方向の中心位置に、偏平管である管部43BがX方向に延在するように配置されている。筐体45B内には、管部43BのZ方向の上側及び下側に、フィン44Bが配置されている。X方向の両方の側面では、管部43Bの両方の端部が貫通するように出ている。
The
筐体45Bの一方端の側面には、流出部41Bが接合されている。流出部41Bは、長方体形状を有し、Y方向及びZ方向のサイズは、筐体45Bと同じである。流出部41Bは、1つの側面に接続口42Bが設けられている。流出部41Bの筐体45Bと接合される側面には、Z方向の中心位置に、管部43Bの一方の開口端部が設けられている。
An
流出部41B内は、冷却液が存在可能な空間になっている。タンク3から管部43B内に流入した冷却液は、管部43B内をX方向に流れて、流出部41B内に流入し、接続口42Bを通じて配管6cへ流出する。管部43Bは、Z方向の上側及び下側で、方向302の排気が流れるので、熱交換により放熱が促進され、冷却液が冷却される。また、管部43Bは、Z方向の上面及び下面でそれぞれフィン44Bと接しているため、熱伝導により放熱が促進される。
The inside of the
管部43A及び管部43Bとして用いる偏平管は、断面が円形の管に比べて、冷却性能を高くしやすい。また、偏平管とフィン44との接続、即ち物理的な接合または接触も容易である。なお、管部43としては、偏平管に限らず適用可能であり、変形例としては、断面が円形の管を適用してもよい。また、その場合、放熱器4の筐体内に複数の管が配置されてもよい。
The flat tubes used as the
放熱器4であるラジエータの放熱性能に関する一般的な特性について補足すると以下である。放熱器4に流入する冷媒の温度をT1とし、放熱器4の周囲温度をT2とする。温度T1と温度T2との温度差をΔT(ΔT=|T2−T1|)とする。温度差ΔTが大きいほど、放熱性能、冷却効率が高い。
It supplements about the general characteristic regarding the thermal radiation performance of the radiator which is the
[効果等]
上記のように、実施の形態1の液冷型冷却装置により、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。ノートPC等の電子機器に、実施の形態1の液冷型冷却装置を実装してシステムを構成する場合に、高い冷却性能と共に、全体の体積が小さくなるように薄型の高密度実装が実現できる。その電子機器は、薄型を実現できると共に、CPU等の能力を十分に発揮できる。実施の形態1の液冷型冷却装置は、特にZ方向の厚さを薄くできるので、ノートPC等の電子機器に実装する場合に好適である。
[Effects]
As described above, the liquid cooling type cooling device of the first embodiment can realize high cooling performance, downsizing and thinning of the device, and high-density mounting on an electronic device. When the system is configured by mounting the liquid cooling type cooling device of the first embodiment on an electronic device such as a notebook PC, it is possible to realize a thin and high-density mounting so as to reduce the overall volume with high cooling performance. . The electronic device can realize a thin shape and can sufficiently exhibit the capability of a CPU or the like. The liquid cooling type cooling apparatus according to the first embodiment is particularly suitable for mounting on an electronic device such as a notebook PC because the thickness in the Z direction can be reduced.
実施の形態1では、ファン5、放熱部40、及びタンク3を含む部分を、薄型の平板形状の放熱モジュール8としており、薄型の高密度実装が実現できる。実施の形態1では、放熱モジュール8の一部としてタンク3を設けている。これにより、比較例のように例えばポンプ92と放熱部94とを接続する配管96の途中に独立的にタンク93を設けることが不要である。そのため、実施の形態1では、部品数や配管の総長を低減でき、装置全体の体積を低減でき、コストを低減できる。一体部7により、放熱器4とタンク3との間の配管は不要であり、配管の削減により冷却液の揮発や漏れも低減できる。また、これにより、タンク3に必要な容積の低減にも寄与できる。
In the first embodiment, the portion including the
また、変形例としては、放熱モジュール8のタンク3とは別に、独立的にタンク93を設けた形態としてもよい。その形態の場合、冷却液のために必要な容積を、タンク3とタンク93とで分離できるので、独立的なタンク93の容積を小さくすることができる。
Further, as a modification, a
実施の形態1では、複数の放熱器4の間の角部にタンク3を設けている。これにより、実施の形態1では、比較例に比べ、タンク3の側面にファン5からの排気の一部があたるため、冷却性能を高めることができる。
In the first embodiment, the
[先行技術例との比較]
更に、実施の形態1の液冷型冷却装置の特有の効果等について、特許文献1のような先行技術例の冷却装置との比較で、補足説明する。
[Comparison with prior art examples]
Further, the effects unique to the liquid cooling type cooling device of the first embodiment will be supplementarily explained by comparison with the cooling device of the prior art example as in
特許文献1の冷却装置は、放熱器と受熱部及びポンプとの間の配管の途中において、ファンの一側面にタンクが設けられている。特許文献1の冷却装置は、ファンの周りに2つの放熱器を有し、2つの放熱器の間の角部には、配管が配置されているのみである。この角部には、折れ曲がる2本の配管が配置されている。この角部の配管は、冷却液を輸送する機能しかない。即ち、この角部は、デッドスペースになっており、機能的に有効利用されていない。この角部では、冷却液の蓄積や放熱の性能が低い。この角部の分の体積は、実装密度の観点でもデッドスペースである。
In the cooling device of
一方、実施の形態1の液冷型冷却装置では、2つの放熱器4の間の角部に相当する空間にタンク3を設けており、この角部の空間を有効利用している。この角部の空間には、冷却液の蓄積や放熱の性能を持たせている。この角部の分の体積は、薄型の高密度実装の観点でも有効利用されている。
On the other hand, in the liquid cooling type cooling apparatus of the first embodiment, the
特許文献1の冷却装置は、ファンとタンクとが一体化された構成を有する。それに対し、実施の形態1は、一体部7として、放熱器4とタンク3とが一体化された構成を有する。一体部7は、ファンとタンクとが一体化される構成に比べ、形状や構造が簡易であり、製造容易性が高い。
The cooling device of
特許文献1の冷却装置では、受熱部とタンクとが比較的近い位置に配置されている。それに対し、実施の形態1では、受熱部1とタンク3とが、より離れた位置に配置されている。タンク3は、受熱部1の付近の発熱の影響を、より受けにくくなるので、タンク3内の冷却液が加熱されにくい。よって、冷却性能の点でも有利である。
In the cooling device of
特許文献1の冷却装置では、ファンとタンクとが一体で近いため、仮にタンクから冷却液の漏れがある場合、ファンの駆動回路に対して電気的不良を起こす恐れがある。一方、実施の形態1では、いずれも液体を扱う部品である放熱器4とタンク3とを一体化した構成であり、ファン5とタンク3とは分離された部品である。そのため、実施の形態1では、仮にタンク3から冷却液の漏れがある場合でも、ファン5の駆動回路に対して電気的不良等を起こす可能性が低く、即ち、信頼性を高めることができる。
In the cooling device of
特許文献1の冷却装置では、ファンの一部の側面にタンクが一体で配置されている。そのため、そのファンの側面の箇所には、放熱器等の部品を配置することはできない。即ち、多くの放熱器を用いて高い冷却性能を実現したい場合には、特許文献1の構成は不利である。一方、実施の形態1では、ファン5の周りには、放熱部40が配置されており、タンク3は角部に配置されている。ファン5の一部の側面は空いている。後述する他の実施の形態のように、ファン5の周りには、必要な冷却性能に応じて、必要な数や量の放熱器4を配置することができ、自由度が高い。また、それに合わせて、複数のタンク3を配置することもでき、タンク全体の容積、即ち冷却液の蓄積可能量を増やすこともできる。
In the cooling device of
特許文献1の冷却装置では、冷却液の経路は、2つの放熱器、配管、タンク、受熱部及びポンプ、といった順になっている。一方、実施の形態1では、冷却液の経路は、放熱器4A、タンク3、放熱器4B、配管6c、受熱部1といった順序になっている。即ち、前述のように、タンク3の後に放熱器4Bで冷却してから受熱部1へ戻される経路となっている。このように、経路の違いから、実施の形態1では、冷却性能の点で有利である。
In the cooling device of
[変形例]
実施の形態1の変形例として以下が可能である。一体部7は、一体成形の製造方法に限らず、各種の構成が適用可能である。一体部7は、放熱器4A、タンク3、及び放熱器4Bが、それぞれ個別の部品として製造または用意され、それらの部品の接合によって構成されてもよい。また、放熱器4は、筐体45、管部43、フィン44、流入部または流出部41、等の要素が、それぞれ個別の部品として製造または用意され、それらの部品の接合によって構成されてもよい。
[Modification]
The following is possible as a modification of the first embodiment. The
一体部7における放熱器4とタンク3との接合箇所では、流入部または流出部に相当するような別の接合部品を介在させるように設けてもよい。その接合部品は、放熱器4の一部としてもよいし、タンク3の一部としてもよい。各部品の接合箇所は、一体成形に限らず、ねじ止め等の手段を適用してもよい。
At the joint portion between the
(実施の形態2)
図9及び図10を用いて、本発明の実施の形態2の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態2の基本的な構成は、実施の形態1と同様である。以下、実施の形態2における実施の形態1とは異なる構成部分を説明する。実施の形態2は、実施の形態1の放熱モジュール8に関する変形例を示す。
(Embodiment 2)
A liquid cooling type cooling apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, components different from those of the first embodiment in the second embodiment will be described.
[放熱モジュール(1)]
図9は、実施の形態2の液冷型冷却装置の放熱モジュール8の構成を示す斜視図である。実施の形態2の放熱モジュール8は、実施の形態1よりも放熱器4及びタンク3の数を増やした構成を有する。実施の形態2の放熱モジュール8は、ファン5の周りに、放熱部40及びタンク部30を有する。放熱部40を構成する3つの放熱器4として、放熱器4A、放熱器4B及び放熱器4Cを有する。タンク30部を構成する2つのタンクとして、タンク3A及びタンク3Bを有する。それぞれの放熱器4とタンク3は交互に配置されている。実施の形態2の他の構成要素については、実施の形態1と同様である。
[Heat dissipation module (1)]
FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the
一体部7は、X−Y平面で、第2形状として、以下を有する。一体部7の第2形状は、ファン5の周りの矩形の枠形状の領域において、90度で2回折れ曲がる形状、言い換えると、矩形の一辺を取り除いた三辺を持つ形状である。一体部7は、放熱器4A、タンク3A、放熱器4B、タンク3B、放熱器4Cの順で接続及び配置されている。
The
ファン5の第1側面に近接した第1辺領域には、第1放熱器である放熱器4Aが配置されている。Y方向に延在する第1辺領域から、第1角部を介して、90度で折れ曲がり、X方向に延在する第2辺領域に接続される。ファン5の第2側面に近接した第2辺領域には、第2放熱器である放熱器4Bが配置されている。第1辺領域と第2辺領域との間の第1角部には、第1タンクであるタンク3Aが配置されている。
A
第2辺領域から、第2角部を介して、90度で折れ曲がり、Y方向に延在する第3辺領域に接続されている。ファン5の第3側面に近接した第3辺領域には、第3放熱器である放熱器4Cが配置されている。第2辺領域と第3辺領域との間の第2角部には、第2タンクであるタンク3Bが配置されている。
From the second side region, it is bent at 90 degrees via the second corner, and is connected to the third side region extending in the Y direction. A
放熱器4Aの一方端の側面には流入部41Aを有し、流入部41Aは接続口42Aを有する。方向311に示すように、接続口42Aから冷却液が流入する。放熱器4Cの一方端の側面には流出部41Cを有し、流出部41Cは接続口42Cを有する。方向312に示すように、接続口42Cから冷却液が流出する。接続口42Cには配管6cが接続されている。放熱器4Bの一方端の側面は、タンク3BのX方向の一方の側面と接合されている。タンク3BのY方向の他方の側面は、放熱器4Cの他方端の側面と接合されている。
The side surface of one end of the
[放熱モジュール(2)]
図10は、図9の放熱モジュール8の主平面としてX−Y平面の構成を示す。冷却液は、放熱器4A、タンク3A、放熱器4Bを経由して、タンク3B内に流入する。冷却液は、タンク3B内から、放熱器4Cの管部43C内に流入する。冷却液は、放熱器4Cの管部43C内を流れて冷却されながら、流出部41C内に流入する。冷却液は、流出部41Cの接続口42Cから配管6cへ流出する。
[Heat dissipation module (2)]
FIG. 10 shows the configuration of the XY plane as the main plane of the
ファン5の第4側面に対しては、放熱器4等が配置されていない。ファン5の第4側面には、壁部52が設けられており、排気が出ないように閉じられている。ファン5の軸部51からの方向304への排気は、壁部52で遮られて方向が制御され、X方向に対応する方向301や方向303への排気へ変換される。
The
X−Y平面でのファン5の排気の方向として、方向301、方向302、方向303を含む。方向303は、方向301の反対方向である、X方向の他方への排気である。方向303の排気は、ファン5の開口の第3側面を出て、放熱器4Cの一方の開口の側面に流入する。その排気は、放熱器4C内の管部43C及びフィン44Cを冷却しながら経由して、放熱器4Cの他方の開口の側面から外へ流出する。
The exhaust direction of the
[効果等]
上記のように、実施の形態2の液冷型冷却装置により、実施の形態1と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態2では、実施の形態1よりも多くの放熱器4を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却性能をより高めることができる。実施の形態2では、実施の形態1よりも多くのタンク3を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却液の蓄積可能量をより多くすることができる。なお、実装体積の増加は、X−Y平面の方向の面積の増加に抑えられるので、電子機器の実装可能空間の面積に応じて無理なく増加可能である。
[Effects]
As described above, the liquid cooling type cooling device according to the second embodiment can achieve high cooling performance, downsizing and thinning of the device, and high-density mounting on an electronic device as in the first embodiment. it can. Since the second embodiment has
(実施の形態3)
図11を用いて、本発明の実施の形態3の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態3の基本的な構成は、実施の形態1と同様である。以下、実施の形態3における実施の形態1とは異なる構成部分を説明する。実施の形態3は、実施の形態1の放熱モジュール8に関する変形例を示す。
(Embodiment 3)
The liquid cooling type cooling apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, components different from the first embodiment in the third embodiment will be described.
[放熱モジュール]
図11は、実施の形態3の液冷型冷却装置の放熱モジュール8の主平面としてX−Y平面の構成を示す。実施の形態3の放熱モジュール8は、放熱器4及びタンク3の数を、実施の形態2よりも更に増やした構成を有する。実施の形態3の放熱モジュール8は、ファン5の周りに、放熱部40及びタンク部30を有する。放熱部40を構成する4つの放熱器4として、放熱器4A、放熱器4B、放熱器4C、及び放熱器4Dを有する。タンク部30を構成する3つのタンクとして、タンク3A、タンク3B、タンク3Cを有する。
[Heat dissipation module]
FIG. 11 shows the configuration of the XY plane as the main plane of the
一体部7は、X−Y平面で、第3形状として、以下を有する。一体部7の第3形状は、ファン5の周りの矩形の枠形状の領域において、90度で3回折れ曲がる形状、言い換えると、矩形の四辺を持つ形状である。一体部7は、放熱器4A、タンク3A、放熱器4B、タンク3B、放熱器4C、タンク3C、放熱器4Dの順で接続及び配置されている。
The
一体部7における放熱器4A、タンク3A、放熱器4B、タンク3Bまでの構成は、実施の形態2と同様である。Y方向に延在する第3辺領域から、第3角部を介して、90度で折れ曲がり、X方向に延在する第4辺領域に接続される。ファン5の第4側面に近接した第4辺領域には、第4放熱器である放熱器4Dが配置されている。第3辺領域と第4辺領域との間の第3角部には、第3タンクであるタンク3Cが配置されている。
The structure from the
放熱器4Cの他方端の側面には、タンク3CのY方向の一方の側面が接合されている。タンク3CのX方向の他方の側面には、放熱器4Dの他方端の側面が接合されている。放熱器4Dの一方端の側面には流出部41Dを有し、流出部41Dは接続口42Dを有する。方向312に示すように、接続口42Dから冷却液が流出する。接続口42Dには配管6cが接続されている。図11では、流出部41Dの一側面に、Y方向を向いた位置に接続口42Dが設けられている。
One side surface of the tank 3C in the Y direction is joined to the side surface of the other end of the
なお、図11の構成では、第1辺領域内に流入部41Aを収めており、第4辺領域内に流出部41Dを収めているが、第4角部に構成要素が配置されてもよい。
In the configuration of FIG. 11, the
冷却液は、放熱器4A、タンク3A、放熱器4B、タンク3B、放熱器4Cを経由して、タンク3C内に流入する。冷却液は、タンク3C内から、放熱器4Dの管部43D内に流入する。冷却液は、放熱器4Dの管部43D内を流れて冷却されながら、流出部41D内に流入する。冷却液は、流出部41Dの接続口42Dから配管6cへ流出する。
The coolant flows into the tank 3C via the
ファン5の4つの側面に対して、全てに放熱器4が配置されている。ファン5の4つの側面は、開口となっている。ファン5の軸部51からの排気の方向として方向304を含む。方向304は、方向302の反対方向である、Y方向の他方への排気である。方向304の排気は、ファン5の開口の第4側面を出て、放熱器4Dの一方の開口の側面に流入する。その排気は、放熱器4D内の管部43D及びフィン44Dを冷却しながら経由して、放熱器4Dの他方の開口の側面から外へ流出する。
The
[効果等]
上記のように、実施の形態3の液冷型冷却装置により、実施の形態1と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態3では、実施の形態2よりも更に多くの放熱器4を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却性能をより高めることができる。実施の形態3では、実施の形態2よりも更に多くのタンク3を有するので、実装体積が増える代わりに、冷却液の蓄積可能量をより多くすることができる。
[Effects]
As described above, the liquid cooling type cooling device according to the third embodiment can achieve high cooling performance, downsizing and thinning of the device, and high-density mounting on an electronic device as in the first embodiment. it can. In the third embodiment, since
実施の形態1〜3の変形例として以下も可能である。タンク3は、平面視で矩形の形状に限らず適用可能である。タンク3は、平面視で、ファン5から遠い方の側面に、直線や曲線によるテーパ形状を有してもよい。また、タンク3は、平面視で、三角形でもよいし、四分円の扇形状でもよい。
The following are also possible as modifications of the first to third embodiments. The
一体部7の形状は、矩形の枠のうちの複数辺を持つ形状に限らず、六角形等の多角形の枠のうちの複数辺を持つ形状でもよい。
The shape of the
変形例として、一体部7について、以下のような構成としてもよい。1つの放熱器4と1つのタンク3とを接合した部品を、1つのユニット部品として製造または用意する。必要な冷却性能に応じて、複数のユニット部品を用意して、それらを接合することにより、例えば実施の形態2あるいは実施の形態3の一体部7を構成する。この場合、同じユニット部品に基づいて、複数の種類の実装構成を比較的容易に実現できる。
As a modification, the
(実施の形態4)
図12を用いて、本発明の実施の形態4の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態4の基本的な構成は、実施の形態1と同様である。以下、実施の形態4における実施の形態1とは異なる構成部分を説明する。実施の形態4は、実施の形態1の放熱モジュール8に関する変形例を示す。
(Embodiment 4)
A liquid cooling type cooling apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, components different from those in the first embodiment in the fourth embodiment will be described.
[放熱モジュール]
図12は、実施の形態4の液冷型冷却装置の放熱モジュール8の主平面としてX−Y平面の構成を示す。実施の形態4の放熱モジュール8は、実施の形態1に対し、一体部7における主にタンク3の付近の構成が異なる。一体部7は、第1形状と同様に概略的にはL字形状であり、放熱器4A、タンク3D、放熱器4Bを有する。ファン5の第1側面に近接した第1辺領域に放熱器4Aが配置され、第2側面に近接した第2辺領域に放熱器4Bが配置されている。放熱器4Aと放熱器4Bとの間、第1角部には、タンク3Dが配置されている。
[Heat dissipation module]
FIG. 12 shows the configuration of the XY plane as the main plane of the
タンク3Dは、X−Y平面の平面視の形状として、曲面の側面401及び側面402を含む折れ曲がり形状を有する。側面401は、ファン5に近い方の内側の側面であり、四分円の円弧形状の曲面を有する。側面402は、ファン5に遠い方の外側の側面であり、四分円の円弧形状の曲面を有する。側面402は、直角の角に曲面のテーパを設けた形状に相当する。曲面の側面により、冷却液の流れをよりスムーズにできる。
The
タンク3Dの側面401は、ファン5の開口の一側面に近接して配置されている。この側面401は、ファン5からの排気の一部が当たる。ファン5の軸部51からの斜め右上の方向305の排気は、開口の一側面を出て、タンク3Dの側面401に当たり、そこから両隣に分かれ、方向301の排気や方向302の排気へ合流される。これにより、タンク3Dは、冷却液から放熱される作用を生じ、ある程度以上の放熱機能を有する。
A
また、タンク3Dは、実施の形態1のタンク3に比べ、X−Y平面でのサイズが大きく、容積が大きい。タンク3Dは、側面401を設けることに対応させて、X方向及びY方向の辺の長さが、タンク3のX方向及びY方向の辺の長さに比べ、距離1201及び距離1202の分、延長されている。また、その距離1201及び距離1202の分、放熱器4A及び放熱器4Bは、実施の形態1よりも、長辺の長さが短くされている。
In addition, the
[効果等]
上記のように、実施の形態4の液冷型冷却装置により、実施の形態1と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態4では、タンク3Dにより、冷却液の蓄積可能量を増やし、タンク3D内の冷却液から放熱させることができる。
[Effects]
As described above, the liquid cooling type cooling device of the fourth embodiment can achieve high cooling performance, downsizing and thinning of the device, and high-density mounting on electronic equipment, as in the first embodiment. it can. In the fourth embodiment, the
実施の形態4の変形例として以下が可能である。タンク3の側面401及び側面402は、曲面に限らず、X方向及びY方向に対して45度等の斜めの直面を持つ側面としてもよい。また、側面401は、90度で折れ曲がる2つの直面から成る側面でもよい。また、距離1201等を更に拡張して、側面401の面積を更に大きくしてもよい。
The following is possible as a modification of the fourth embodiment. The
(実施の形態5)
図13を用いて、本発明の実施の形態5の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態5の基本的な構成は、実施の形態1と同様である。以下、実施の形態5における実施の形態1とは異なる構成部分を説明する。実施の形態5は、実施の形態1の放熱モジュール8に関する変形例を示す。
(Embodiment 5)
A liquid cooling type cooling apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, components different from those in the first embodiment in the fifth embodiment will be described.
[放熱モジュール]
図13は、実施の形態5の液冷型冷却装置の放熱モジュール8の主平面としてX−Y平面の構成を示す。実施の形態5の放熱モジュール8は、平面視で外枠が円形のファン5の周りの円周領域に、一体部7の放熱部40及びタンク3Eが配置されている。一体部7の形状は、円周領域、言い換えるとリング形状の領域のうち、一部の辺を取り除いた形状である。一体部7は、放熱器4A、タンク3E、放熱器4Bを有し、いずれも概略的に円弧形状を有し、曲面の側面を有する。
[Heat dissipation module]
FIG. 13 shows an XY plane configuration as the main plane of the
放熱器4A及び放熱器4Bは、それぞれ、ファン5の一側面に近接した円周領域に配置されている。放熱器4Aの開口の側面1301は、円弧に対応した曲面の側面となっている。放熱器4Bの開口の側面1302は、円弧に対応した曲面の側面となっている。
Each of the
タンク3Eは、放熱器4Aと放熱器4Bとの間に配置されている。タンク3Eは、ファン5の一側面に近接した円周領域に配置されている。ファン5の一側面に近接したタンク3Eの内側の側面501は、円弧に対応した曲面の側面となっている。
The
ファン5の軸部51からの排気のうち、方向301の排気は、放熱器4Aを経由し、方向302の排気は、放熱器4Bを経由する。方向305の排気は、タンク3Eの側面501に当たり、そこから両隣に分かれ、方向301及び方向302の排気へ合流される。タンク3Eは、側面501に排気が当たるので、ある程度以上の放熱機能を持つ。
Of the exhaust from the
ファン5の側面において、ファン5の周りに放熱器4やタンク3が配置されていない領域に対応した側面では、壁部52が設けられている。ファン5の排気のうち、方向303や方向304のように、壁部52がある方向への排気は、壁部52によって遮られて方向が制御され、放熱器4がある方向301や方向303への排気に変換される。
On the side surface of the
[効果等]
上記のように、実施の形態5の液冷型冷却装置により、実施の形態4等と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態5では、放熱モジュール8の外形を概略的に円形に近付けることができ、ファン5の全方向の排気を利用しやすいので、冷却性能を高めやすい。
[Effects]
As described above, with the liquid cooling type cooling device of the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, high cooling performance, downsizing and thinning of the device, and high-density mounting on an electronic device are realized. Can do. In the fifth embodiment, the outer shape of the
実施の形態5の変形例として以下も可能である。ファン5の周りの円周領域において、放熱器4やタンク3の側面の円周方向の長さを、必要な性能に応じて、増減させた形態でもよい。例えば、放熱器4Aの側面1301及び放熱器4Bの側面1302を図13の状態よりも長くして、一体部7をより円形に近付けた形態でもよい。この形態の場合、放熱器4Aの流入部41Aと放熱器4Bの流出部41Bとがより近くに配置される。また、例えば、タンク3Eの側面501を図13の状態よりも長くした形態でもよい。この形態の場合、タンク3Eの容積を増やし、タンク3Eの放熱機能を高めることができる。
The following is also possible as a modification of the fifth embodiment. In the circumferential region around the
また、ファン5の周りの円周領域において、一体部7として、放熱器4やタンク3の数を更に増やしてもよい。即ち、3つ以上の放熱器4、2つ以上のタンク3が配置されていてもよい。
Further, in the circumferential region around the
(実施の形態6)
図14を用いて、本発明の実施の形態6の液冷型冷却装置について説明する。実施の形態6の基本的な構成は、実施の形態1と同様である。以下、実施の形態6における実施の形態1とは異なる構成部分を説明する。実施の形態6は、実施の形態1の放熱モジュール8に関する変形例を示す。
(Embodiment 6)
The liquid cooling type cooling apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, components different from the first embodiment in the sixth embodiment will be described. The sixth embodiment shows a modified example related to the
[放熱モジュール]
図14は、実施の形態6の液冷型冷却装置の放熱モジュール8の主平面としてX−Y平面の構成を示す。実施の形態6の放熱モジュール8では、一体部7の形状としては、実施の形態2と同様に、90度で2回折れ曲がり、矩形の枠のうちの三辺を持つ形状である。一体部7は、放熱器4A、タンク3F、放熱器4Bを有する。
[Heat dissipation module]
FIG. 14 shows the configuration of the XY plane as the main plane of the
ファン5の周りの矩形の枠形状の領域において、Y方向に延在する第1辺領域に放熱器4Aが配置されており、X方向で第1辺領域とは反対側にある第3辺領域に放熱器4Bが配置されている。そして、放熱器4Aと放熱器4Bとを接続するように、ファン5の第2側面に近接した第2辺領域に、タンク3Fが配置されている。タンク3Fは、第1角部、第2辺領域、及び第2角部にわたる領域に配置され、平面視でX方向に長い長方形の形状を有する。
In the rectangular frame-shaped region around the
放熱器4Aの一方端には流入部41Aを有し、他方端の側面は、タンク3Fの側面1400のX方向の一方の一部に接合されており、その部分に管部43Aの開口端部が設けられている。放熱器4Bの一方端には流出部41Bを有し、他方端の側面は、タンク3Fの側面1400のX方向の他方の一部に接合されており、その部分に管部43Bの開口端部が設けられている。
The
第1角部はタンク3FのX方向の一方端の領域となっており、第2角部はタンク3FのX方向の他方端の領域となっている。冷却液は、放熱器4Aの管部43Aからタンク3FのX方向の一方端の領域に流入し、タンク3F内をX方向で一方から他方へ流れて、タンク3FのX方向の他方端の領域から放熱器4Bの管部43Bに流入する。
The first corner is a region at one end of the
タンク3Fは、実施の形態1のタンク3に比べ、X方向のサイズが大きく、容積が大きい。
The
ファン5の排気のうち、X方向の一方である方向301の排気は放熱器4Aを経由し、X方向の他方である方向303の排気は放熱器4Bを経由する。Y方向の他方である方向304の排気は、壁部52によって遮られて方向が制御され、方向301や方向303の排気へ変換される。また、ファン5のY方向の一方である方向302の排気は、タンク3Fの側面1400に当たる。側面1400に当たった排気は、X方向の両方に分かれて、方向301や方向303の排気へ合流される。タンク3Fは、排気が当たるので、ある程度以上の放熱機能を有する。
Of the exhaust from the
[効果等]
上記のように、実施の形態6の液冷型冷却装置により、実施の形態1と同様に、高い冷却性能や、装置の小型化や薄型化、電子機器への高密度実装を実現することができる。実施の形態6では、タンク3Fにより、冷却液の蓄積可能量を増やし、タンク3F内の冷却液から放熱させることができる。
[Effects]
As described above, the liquid cooling type cooling device according to the sixth embodiment can achieve high cooling performance, downsizing and thinning of the device, and high-density mounting on an electronic device as in the first embodiment. it can. In the sixth embodiment, the
実施の形態6の変形例として以下が可能である。実施の形態6では、第1角部及び第2角部には、タンク3Fの一部が配置されている。これに限らず、第1角部に放熱器4Aの一部が配置されてもよいし、第2角部に放熱器4Bの一部が配置されてもよい。即ち、その分、放熱器4のY方向の長さが延長され、タンク3FのX方向の長さが短縮されてもよい。タンク3Fは、第2辺領域のみに配置されていてもよい。
The following is possible as a modification of the sixth embodiment. In the sixth embodiment, a part of the
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1…受熱部、2…ポンプ、3…タンク、4,4A,4B…放熱器、5…ファン、6…配管、7…一体部、8…放熱モジュール、10…空間、40…放熱部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
受熱部と、
ポンプと、
平板形状の放熱モジュールと、
前記受熱部、前記ポンプ、及び前記放熱モジュールの間を接続して冷却液が流れる経路を構成する配管部と、
を備え、
前記放熱モジュールは、
ファンと、
前記ファンの周りに配置されている複数の放熱器を含む放熱部と、
前記複数の放熱器の間に配置されているタンク部と、
を有する、
液冷型冷却装置。 A liquid cooling type cooling device,
A heat receiving part;
A pump,
A flat plate heat dissipation module;
A pipe part connecting the heat receiving part, the pump, and the heat dissipation module to form a path through which a coolant flows; and
With
The heat dissipation module is
With fans,
A heat dissipating part including a plurality of heat dissipators disposed around the fan;
A tank portion disposed between the plurality of radiators;
Having
Liquid cooling type cooling device.
前記受熱部、前記ポンプ、前記放熱モジュール、及び前記配管部を含む全体が平板形状の空間内に配置されている、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The entirety including the heat receiving part, the pump, the heat dissipation module, and the pipe part is arranged in a flat space.
Liquid cooling type cooling device.
前記ファンは、排気が通過する第1側面、第2側面を有し、
前記複数の放熱器として、第1放熱器、第2放熱器を有し、
前記第1放熱器は、前記第1側面に近接した第1辺領域に配置されており、
前記第2放熱器は、前記第2側面に近接した第2辺領域に配置されており、
前記タンク部は、前記第1放熱器と前記第2放熱器との間の領域に配置されており、
前記第1放熱器内の管部と、前記タンク部内の空間と、前記第2放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The fan has a first side and a second side through which exhaust passes,
As the plurality of radiators, a first radiator, a second radiator,
The first radiator is disposed in a first side region adjacent to the first side surface;
The second radiator is disposed in a second side region adjacent to the second side surface;
The tank portion is disposed in a region between the first radiator and the second radiator,
The pipe part in the first radiator, the space in the tank part, and the pipe part in the second radiator are connected as the path,
Liquid cooling type cooling device.
前記ファンは、排気が通過する第1側面、第2側面、第3側面を有し、
前記複数の放熱器として、第1放熱器、第2放熱器、第3放熱器を有し、
前記タンク部として、第1タンク、第2タンクを有し、
前記第1放熱器は、前記第1側面に近接した第1辺領域に配置されており、
前記第2放熱器は、前記第2側面に近接した第2辺領域に配置されており、
前記第3放熱器は、前記第3側面に近接した第3辺領域に配置されており、
前記第1タンクは、前記第1放熱器と前記第2放熱器との間の領域に配置されており、
前記第2タンクは、前記第2放熱器と前記第3放熱器との間の領域に配置されており、
前記第1放熱器内の管部と、前記第1タンク内の空間と、前記第2放熱器内の管部と、前記第2タンク内の空間と、前記第3放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The fan has a first side, a second side, and a third side through which exhaust passes,
As the plurality of radiators, a first radiator, a second radiator, a third radiator,
As said tank part, it has the 1st tank and the 2nd tank,
The first radiator is disposed in a first side region adjacent to the first side surface;
The second radiator is disposed in a second side region adjacent to the second side surface;
The third radiator is disposed in a third side region adjacent to the third side surface;
The first tank is disposed in a region between the first radiator and the second radiator,
The second tank is disposed in a region between the second radiator and the third radiator,
A pipe section in the first radiator, a space in the first tank, a pipe section in the second radiator, a space in the second tank, and a pipe section in the third radiator. Is connected as the path,
Liquid cooling type cooling device.
前記ファンは、排気が通過する第1側面、第2側面、第3側面、第4側面を有し、
前記複数の放熱器として、第1放熱器、第2放熱器、第3放熱器、第4放熱器を有し、
前記タンク部として、第1タンク、第2タンク、第3タンクを有し、
前記第1放熱器は、前記第1側面に近接した第1辺領域に配置されており、
前記第2放熱器は、前記第2側面に近接した第2辺領域に配置されており、
前記第3放熱器は、前記第3側面に近接した第3辺領域に配置されており、
前記第4放熱器は、前記第4側面に近接した第4辺領域に配置されており、
前記第1タンクは、前記第1放熱器と前記第2放熱器との間の領域に配置されており、
前記第2タンクは、前記第2放熱器と前記第3放熱器との間の領域に配置されており、
前記第3タンクは、前記第3放熱器と前記第4放熱器との間の領域に配置されており、
前記第1放熱器内の管部と、前記第1タンク内の空間と、前記第2放熱器内の管部と、前記第2タンク内の空間と、前記第3放熱器内の管部と、前記第3タンク内の空間と、前記第4放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The fan has a first side, a second side, a third side, and a fourth side through which exhaust passes,
As the plurality of radiators, a first radiator, a second radiator, a third radiator, a fourth radiator,
As said tank part, it has a 1st tank, a 2nd tank, and a 3rd tank,
The first radiator is disposed in a first side region adjacent to the first side surface;
The second radiator is disposed in a second side region adjacent to the second side surface;
The third radiator is disposed in a third side region adjacent to the third side surface;
The fourth radiator is disposed in a fourth side region adjacent to the fourth side surface,
The first tank is disposed in a region between the first radiator and the second radiator,
The second tank is disposed in a region between the second radiator and the third radiator,
The third tank is disposed in a region between the third radiator and the fourth radiator,
A pipe section in the first radiator, a space in the first tank, a pipe section in the second radiator, a space in the second tank, and a pipe section in the third radiator. The space in the third tank and the pipe part in the fourth radiator are connected as the path.
Liquid cooling type cooling device.
前記タンク部は、前記ファンの排気の一部が当たる側面を有する、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The tank portion has a side surface against which a part of the exhaust of the fan hits.
Liquid cooling type cooling device.
前記ファンは、平面視で外形が円形であって、曲面の側面を有し、
前記放熱部及び前記タンク部は、前記曲面の側面に近接した円周領域に配置されている、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The fan has a circular outer shape in plan view, and has a curved side surface,
The heat dissipating part and the tank part are arranged in a circumferential region close to the side surface of the curved surface,
Liquid cooling type cooling device.
前記ファンは、排気が通過する第1側面、第2側面、第3側面を有し、
前記複数の放熱器として、第1放熱器、第2放熱器を有し、
前記第1放熱器は、前記第1側面に近接した第1辺領域に配置されており、
前記第2放熱器は、前記第1辺領域に対向した位置にある、前記第3側面に近接した第3辺領域に配置されており、
前記タンク部は、前記第1辺領域と前記第3辺領域との間の領域として、前記第2側面に近接した第2辺領域に配置されており、
前記第1放熱器内の管部と、前記タンク部内の空間と、前記第2放熱器内の管部とが、前記経路として接続されている、
液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
The fan has a first side, a second side, and a third side through which exhaust passes,
As the plurality of radiators, a first radiator, a second radiator,
The first radiator is disposed in a first side region adjacent to the first side surface;
The second radiator is disposed in a third side region adjacent to the third side surface at a position facing the first side region,
The tank portion is disposed in a second side region close to the second side surface as a region between the first side region and the third side region,
The pipe part in the first radiator, the space in the tank part, and the pipe part in the second radiator are connected as the path,
Liquid cooling type cooling device.
前記複数の放熱器における各々の放熱器は、
前記ファンの排気が通過する側面と、
管部として偏平管と、
前記偏平管に接するフィンと、
を有する、液冷型冷却装置。 In the liquid cooling type cooling device according to claim 1,
Each radiator in the plurality of radiators is
A side surface through which the exhaust of the fan passes,
A flat tube as the tube,
A fin in contact with the flat tube;
A liquid cooling type cooling device.
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