JPWO2019043835A1 - Electronic device - Google Patents
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Abstract
[課題]液相冷媒と気相冷媒の間で相変化する冷媒を用い、複数の発熱体が鉛直方向に沿って回路基板上に取り付けられている場合であっても、鉛直方向の上方側の発熱体をより効率よく冷却することができる電子装置を提供すること。[解決手段]容器100は、液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒COOを封入するためのものである。回路基板200は、主面201が鉛直方向Gに沿って延在するように、容器100内に設けられている。複数の発熱体300は、液相冷媒に浸されるように、鉛直方向Gに沿って回路基板200上に取り付けられている。複数の整流板400は、熱伝導性部材により形成され、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。複数の整流板400は、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。PROBLEM TO BE SOLVED: To use a refrigerant whose phase changes between a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant, and even when a plurality of heating elements are mounted on a circuit board along the vertical direction, the upper side in the vertical direction. To provide an electronic device capable of cooling a heating element more efficiently. A container 100 is for enclosing a refrigerant COO that undergoes a phase change between a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant. The circuit board 200 is provided in the container 100 so that the main surface 201 extends along the vertical direction G. The plurality of heating elements 300 are mounted on the circuit board 200 along the vertical direction G so as to be immersed in the liquid phase refrigerant. The plurality of straightening vanes 400 are formed of a heat conductive member and are arranged so as to overlap each other along the vertical direction G with a gap. The plurality of straightening vanes 400 are provided so as to extend toward the surface side of the inner surface of the container 100 facing the main surface 201 of the circuit board 200.
Description
本発明は、電子装置に関し、例えば、発熱体を冷却する電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device, for example, an electronic device for cooling a heating element.
近年、粉塵等が存在する環境(たとえば、屋外(とくに沿岸地域)や工場)に設置される電子機器(たとえば、携帯電話機の基地局等の通信機器や、サーバー)には、粉塵が機器内に浸入することを防ぐために、密閉構造が採用される傾向がある。密閉構造が採用された電子機器では、機器内部に熱がこもりやすく、発熱体の冷却を効率よく行うことが課題となっている。 In recent years, in electronic devices (for example, communication devices such as mobile phone base stations and servers) installed in environments where dust and the like exist (for example, outdoors (especially coastal areas) and factories), dust is contained in the devices. Sealed structures tend to be adopted to prevent infiltration. In electronic devices that employ a closed structure, heat tends to be trapped inside the device, and it is an issue to efficiently cool the heating element.
発熱体の冷却技術として、誘電性冷却液を用いて発熱体を冷却できる電子装置が、知られている(たとえば、特許文献1)。 As a technique for cooling a heating element, an electronic device capable of cooling the heating element using a dielectric coolant is known (for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の電子装置は、容器と熱交換器の間で誘電性冷却液を循環させて、容器内の発熱体(稼働部品)を冷却する。熱交換器は、容器の外部に設けられている。発熱体は回路基板(マザーボード)上に実装されている。誘電性冷却液が容器内に溜められている。また、発熱体が実装された回路基板が、容器内の誘電性冷却液に浸かっている。誘電性冷却液は、ポンプの動力によって、容器内および熱交換器の間で循環している。 The electronic device described in Patent Document 1 circulates a dielectric coolant between a container and a heat exchanger to cool a heating element (operating component) in the container. The heat exchanger is provided on the outside of the container. The heating element is mounted on a circuit board (motherboard). Dielectric coolant is stored in the container. Further, the circuit board on which the heating element is mounted is immersed in the dielectric coolant in the container. The dielectric coolant is circulated in the vessel and between the heat exchangers by the power of the pump.
特許文献1に記載の電子装置は、次のように動作する。まず、発熱体の熱は、当該発熱体の近傍の誘電性冷却液によって吸熱される。発熱体の熱を吸熱した誘電性冷却液は、ポンプの動力によって、熱交換器に供給される。熱交換器は、誘電性冷却液により吸熱された発熱体の熱を受け取り、外気へ放熱する。誘電性冷却液は、熱交換器により冷却され、再び容器内の発熱体へ供給される。このように、特許文献1に記載の電子装置では、容器と熱交換器の間で誘電性冷却液を循環させて、容器内の発熱体を冷却している。 The electronic device described in Patent Document 1 operates as follows. First, the heat of the heating element is endothermic by the dielectric coolant in the vicinity of the heating element. The dielectric coolant that has absorbed the heat of the heating element is supplied to the heat exchanger by the power of the pump. The heat exchanger receives the heat of the heating element absorbed by the dielectric coolant and dissipates it to the outside air. The dielectric coolant is cooled by the heat exchanger and supplied again to the heating element in the container. As described above, in the electronic device described in Patent Document 1, the dielectric coolant is circulated between the container and the heat exchanger to cool the heating element in the container.
ここで、特許文献1に記載の電子装置では、複数の発熱体が鉛直方向に沿って回路基板上に取り付けられている。また、複数のピン形状のフィンが複数の発熱体の各々の上に取り付けられている。この複数のフィンは、発熱体自体から直接的に発熱体の熱を受け取り、誘電性冷却液へ発熱体の熱を伝達する。なお、特許文献1に記載の電子装置で用いられている誘電性冷却液は、液相状態の冷媒(液相冷媒)と気相状態の冷媒(気相冷媒)の間で相変化しない冷媒が用いられている。このため、液相冷媒が発熱体の熱により相変化することにより生じる気相冷媒が、発熱体やフィンに付着することはなかった。 Here, in the electronic device described in Patent Document 1, a plurality of heating elements are mounted on the circuit board along the vertical direction. Also, a plurality of pin-shaped fins are mounted on each of the plurality of heating elements. The plurality of fins receive the heat of the heating element directly from the heating element itself and transfer the heat of the heating element to the dielectric coolant. The dielectric coolant used in the electronic device described in Patent Document 1 is a refrigerant that does not change phase between a liquid phase refrigerant (liquid phase refrigerant) and a gas phase refrigerant (gas phase refrigerant). It is used. Therefore, the vapor-phase refrigerant generated by the phase change of the liquid-phase refrigerant due to the heat of the heating element did not adhere to the heating element or the fins.
しかしながら、液相冷媒と気相冷媒の間で相変化する冷媒を特許文献1に記載の電子装置に適用した場合、各発熱体の熱によって液相冷媒が沸騰することにより、気相冷媒が各発熱体周辺で発生する。気相冷媒は、複数の発熱体の各々の近傍から、容器内に溜められた液相冷媒中を鉛直方向の上方へ流れる。このため、鉛直方向の上方側の発熱体およびフィンの表面には、当該鉛直方向の上方側の発熱体およびフィンの表面で生じた気相冷媒に加えて、鉛直方向の下方側の発熱体およびフィンの表面で生じた気相冷媒が、付着する。 However, when a refrigerant that undergoes a phase change between the liquid phase refrigerant and the gas phase refrigerant is applied to the electronic device described in Patent Document 1, the liquid phase refrigerant boils due to the heat of each heating element, so that the vapor phase refrigerant becomes each. It occurs around the heating element. The vapor-phase refrigerant flows upward in the vertical direction in the liquid-phase refrigerant stored in the container from the vicinity of each of the plurality of heating elements. Therefore, on the surface of the heating element and the fin on the upper side in the vertical direction, in addition to the vapor-phase refrigerant generated on the surface of the heating element and the fin on the upper side in the vertical direction, the heating element on the lower side in the vertical direction and the surface of the fin. The vapor-phase refrigerant generated on the surface of the fin adheres.
とくに、フィンがピン形状であるため、鉛直方向の下方側の発熱体およびフィンの表面で生じた気相冷媒の気泡は、鉛直方向の上方側の発熱体上のピン形状のフィンの間を通りながら、当該鉛直方向の上方側の発熱体上のフィンの全面に亘り、付着する。発熱体およびフィンの表面を覆う気相冷媒の気泡量が多いほど、発熱体およびフィンの表面と液相冷媒との接触面積が小さくなり、電子装置の冷却効率は低下する。 In particular, since the fins are pin-shaped, air bubbles in the heating element on the lower side in the vertical direction and the vapor-phase refrigerant generated on the surface of the fins pass between the pin-shaped fins on the heating element on the upper side in the vertical direction. However, it adheres to the entire surface of the fins on the heating element on the upper side in the vertical direction. As the amount of bubbles in the vapor-phase refrigerant covering the surfaces of the heating element and fins increases, the contact area between the surfaces of the heating element and fins and the liquid-phase refrigerant decreases, and the cooling efficiency of the electronic device decreases.
すなわち、気相冷媒の気泡が発熱体またはフィンの表面に付着していない場合、発熱体の熱は、発熱体またはフィンの表面から、直接的に液相冷媒に伝達される。これに対して、気相冷媒の気泡が発熱体またはフィンの表面に付着している場合、発熱体の熱は、発熱体またはフィンの表面から、気相冷媒の気泡に伝達されるが、直接的に液相冷媒に伝達されない。このように、気相冷媒の気泡が発熱体またはフィンの表面に付着している場合の方が、気相冷媒の気泡が発熱体またはフィンの表面に付着していない場合の方より、電子装置の冷却効率は低下する。 That is, when the bubbles of the vapor phase refrigerant are not attached to the surface of the heating element or fin, the heat of the heating element is directly transferred from the surface of the heating element or fin to the liquid phase refrigerant. On the other hand, when the bubbles of the vapor phase refrigerant are attached to the surface of the heating element or fin, the heat of the heating element is transferred from the surface of the heating element or fin to the bubbles of the vapor phase refrigerant, but directly. It is not transmitted to the liquid phase refrigerant. As described above, the case where the bubbles of the vapor-phase refrigerant are attached to the surface of the heating element or the fin is more than the case where the bubbles of the vapor-phase refrigerant are not attached to the surface of the heating element or the fin. Cooling efficiency is reduced.
したがって、鉛直方向の下方側の発熱体およびフィンの表面で生じた気相冷媒がさらに付着することによって、鉛直方向の上方側の発熱体を十分に冷却することができないという問題が生じた。 Therefore, there is a problem that the heating element on the upper side in the vertical direction cannot be sufficiently cooled due to the further adhesion of the heating element on the lower side in the vertical direction and the vapor-phase refrigerant generated on the surface of the fins.
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液相冷媒と気相冷媒の間で相変化する冷媒を用い、複数の発熱体が鉛直方向に沿って回路基板上に取り付けられている場合であっても、鉛直方向の上方側の発熱体をより効率よく冷却することができる電子装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to use a refrigerant whose phase changes between a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant, and a plurality of heating elements are arranged along the vertical direction. An object of the present invention is to provide an electronic device capable of more efficiently cooling a heating element on the upper side in the vertical direction even when it is mounted on a circuit board.
本発明の電子装置は、液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒を封入するための容器と、主面が鉛直方向に沿って延在するように、前記容器内に設けられる回路基板と、前記液相冷媒に浸されるように、鉛直方向に沿って前記回路基板上に取り付けられた複数の発熱体と、熱伝導性部材により形成され、鉛直方向に沿って互いに間隙を介して重なるように並べられ、前記容器の内面のうちで前記回路基板の前記主面と向かい合う面側に向けて延在するように設けられ、前記複数の発熱体の少なくとも1つに取り付けられる複数の整流板とを備えている。 The electronic device of the present invention includes a container for encapsulating a refrigerant that undergoes a phase change between a liquid phase refrigerant and a vapor phase refrigerant, and a circuit provided in the container so that the main surface extends along the vertical direction. It is formed by a substrate, a plurality of heating elements mounted on the circuit substrate along the vertical direction so as to be immersed in the liquid phase refrigerant, and a heat conductive member, and is formed through a gap along the vertical direction. A plurality of inner surfaces of the container, which are provided so as to extend toward the surface side of the circuit board facing the main surface and attached to at least one of the plurality of heating elements. It is equipped with a rectifying plate.
本発明にかかる電子装置によれば、液相冷媒と気相冷媒の間で相変化する冷媒を用い、複数の発熱体が鉛直方向に沿って回路基板上に取り付けられている場合であっても、鉛直方向の上方側の発熱体をより効率よく冷却することができる。 According to the electronic device according to the present invention, even when a plurality of heating elements are mounted on the circuit board along the vertical direction by using a refrigerant whose phase changes between the liquid phase refrigerant and the gas phase refrigerant. , The heating element on the upper side in the vertical direction can be cooled more efficiently.
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態における電子装置1000の構成について説明する。図1Aは、電子装置1000の構成を透過して示す透過側面図である。図1Bは、電子装置1000の構成を透過して示す透過正面図であって、図1Aの矢視AAの方向で電子装置1000を透過して視た構成を示す図である。なお、図1Aおよび図1Bには、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。電子装置1000は、たとえば、通信装置や、サーバーなどの電子機器に用いることができる。<First Embodiment>
The configuration of the
図1Aおよび図1Bに示されるように、電子装置1000は、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300a、300bと、複数の整流板400a〜400eとを備えている。なお、以下の説明では、発熱体300a、300bを区別する必要がない場合、発熱体300a、300bの総称として、発熱体300と示す。また、整流板400a〜400eを区別する必要がない場合、整流板400a〜400eの総称として、整流板400と示す。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1Aおよび図1Bに示されるように、容器100は、箱状に形成されている。容器100の内部は、空洞になっている。容器100は、後で詳述する冷媒(Coolant:以下、COOと称する。)を封入するために準備される。容器100の材料には、熱伝導性部材(たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金やステンレス鋼)が用いられる。なお、容器100には、蓋が設けられる。この蓋は、容器100の一面(たとえば、鉛直方向Gの上方側の面)を構成する板であって、取り外し可能になっている。ここでは、蓋と容器100本体が組み合わさることにより、容器100が完成するものとする。蓋は、たとえば、ネジ止めなどにより、容器100本体に固定される。このとき、蓋と容器100本体の間には、ゴム状のパッキン等が介在される。これにより、蓋と容器100本体の間から、冷媒COOが漏れることを抑止できる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
容器100は、冷媒COOを封入する。この冷媒COOには、液相状態の冷媒(液相冷媒(Liquid-Phase Coolant:以下、LP−COOと称する。))と気相状態の冷媒(気相冷媒(Gas-Phase Coolant:以下、GP−COOと称する。))の間で相変化する冷媒が用いられている。冷媒COOは、容器100内に密閉された状態で閉じこめられる。このため、容器100に液相冷媒LP−COOを注入した後に真空排気することにより、容器100の内部を常に冷媒の飽和蒸気圧に維持する。
The
図1Aおよび図1Bには、容器100に封入されている気相冷媒GP−COOと液相冷媒LP−COOを示す。液相冷媒LP−COOの液面上部に形成される気相空間に気相冷媒GP−COOが位置する。また、気泡の気相冷媒GP−COOが、液相冷媒LP−COOが後述の発熱体300の熱により気相冷媒GP−COOに相変化することによって、発熱体300の周辺に発生じる。冷媒COOは、容器100内の全ての液相冷媒LP−COOと全ての気相冷媒GP−COOを含む。
1A and 1B show the gas phase refrigerant GP-COO and the liquid phase refrigerant LP-COO enclosed in the
冷媒COOには、低沸点の冷媒として、例えば、ハイドロフルオロカーボン(HFC:Hydro Fluorocarbon)やハイドロフルオロエーテル(HFE:Hydro Fluoroether)などを用いることができる。 As the refrigerant COO, for example, hydrofluorocarbon (HFC: Hydro Fluorocarbon), hydrofluoroether (HFE: Hydro Fluoroether), or the like can be used as a low boiling point refrigerant.
図1Aおよび図1Bに示されるように、回路基板200は、板状に形成されている。回路基板200は、主面201が鉛直方向Gに沿って延在するように、容器100内に設けられている。なお、回路基板200は、保持部材(不図示)により、容器100内に固定される。保持部材には、たとえば、ネジやボルトやナット等を用いることができる。回路基板200上には、複数の発熱体300が取り付けられている。回路基板200は、少なくとも発熱体300が液相冷媒LP−COOに浸たされるように、容器100内に設けられている。これにより、発熱体300を液相冷媒LP−COOで冷却することができる。なお、より好ましくは、回路基板200略全体が液相冷媒LP−COOに浸たされるように、回路基板200を容器100内に設けるとよい。これにより、回路基板200全体を液相冷媒LP−COOで冷却することができる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
回路基板200は、たとえば、プリント配線基板である。プリント配線基板は、複数の絶縁体の基板および導体配線が積層されて構成されている。また、プリント配線基板の表面および裏面には、電子部品を実装するための導電性のパッドが形成されている。電子部品は、はんだ付けにより、パッドに固定される。絶縁体の基板の材料には、たとえば、ガラスエポキシ樹脂が用いられる。導体配線やパッドは、たとえば銅箔により形成されている。
The
複数の発熱体300は、液相冷媒LP−COOに浸されるように、鉛直方向Gに沿って回路基板200上に取り付けられている。なお、発熱体300は、稼働すると熱を発する電子部品であって、たとえば中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)や集積回路(Multi-chip Module:MCM)などである。発熱体300は、電子装置1000の主たる冷却対象である。発熱体300は、はんだ付け等により、回路基板200に固定される。
The plurality of heating elements 300 are mounted on the
複数の整流板400a〜400eは、複数の発熱体300a、300bの少なくとも1つに取り付けられる。図1Aおよび図1Bでは、複数の整流板400a〜400eは、複数の発熱体300aおよび300bの双方に取り付けられる。
The plurality of straightening
図1Aおよび図1Bに示されるように、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。また、複数の整流板400a〜400eの各々は、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。より具体的には、複数の整流板400a〜400eの各々は、回路基板200の主面201に対して垂直方向における回路基板200の主面201および各整流板400a〜400bの間の距離が鉛直方向Gの上方へ向かうにつれて徐々に大きくなるように、発熱体300に取り付けられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the plurality of straightening
このとき、整流板400の回路基板200側の端部が、発熱体300の主面に、たとえば接着剤により固定される。なお、整流板400は、たとえば、発熱体300に設けられた溝(不図示)に挿入されることにより、発熱体300上に固定されてもよい。さらに整流板400に引っ掛け爪を設け、この引っ掛け爪を用いて整流板400を発熱体300に固定してもよい。
At this time, the end portion of the straightening
整流板400は、熱伝導性部材により形成されている。整流板400の材料には、例えば、金属材料(たとえば、アルミニウムや、アルミニウム合金や、ステンレス鋼)が、用いられる。
The straightening
つぎに、電子装置1000の製造方法について、説明する。
Next, a method of manufacturing the
まず、発熱体300a、300bが取り付けられた回路基板200を準備する。そして、複数の整流板400を発熱体300a、300bに固定する。
First, the
つぎに、回路基板200を容器100内に保持部材(不図示)によって固定する。主面201が鉛直方向Gに対して平行になるように、回路基板200を容器100内に固定する。このとき、整流板400と、容器100の内壁との間には、所定の間隙(たとえば、数mm以上)が設けられていることが好ましい。そして、容器100内に冷媒COOを充填する。
Next, the
電子装置1000の容器100内に冷媒COOを充填する方法については、次の通りである。まず、容器100の蓋を開けた状態で、容器100内に冷媒COOを注入する。蓋を容器100本体に固定する。蓋には、開口穴が形成されている。この開口穴を介して、真空ポンプ(不図示)などを用いて、容器100内から空気を排除する。そして、開口穴を閉じる。このようにして、容器100内に冷媒COOを密閉する。これにより、容器100内の圧力は冷媒COOの飽和蒸気圧と等しくなり、容器100内に密閉された冷媒COOの沸点が室温近傍となる。
The method of filling the
以上の通り、電子装置1000の製造方法について、説明した。
As described above, the manufacturing method of the
つぎに、電子装置1000の動作について、説明する。
Next, the operation of the
電子装置1000を起動すると、発熱体300が動作を開始する。これにより、発熱体300が発熱する。発熱体300が発熱すると、発熱体300の熱は整流板400および液相冷媒LP−COOに伝達される。また、容器100内の液相冷媒LP−COOが、発熱体300または整流板400の表面で、発熱体300の熱によって沸騰し、気相冷媒GP−COOに相変化する。このようにして、発熱体300または整流板400の表面の周辺では、潜熱交換が行われ、図1Aに示されるように、気相冷媒GP−COOの気泡が発生する。なお、図1Bには、図面表示の便宜上、気相冷媒GP−COOの気泡を示していない。この相変化により生じる気化熱(潜熱)によって、発熱体300で生じる熱を放熱する。これにより、発熱体300が冷却される。
When the
気相冷媒GP−COOは、液相冷媒LP−COO内を各整流板400に沿って鉛直方向Gの上方側へ向かい、液相冷媒LP−COOの液面上を抜けて、さらに鉛直方向Gの上方へ向かう。そして、発熱体300の熱によって沸騰された気相冷媒GP−COOは、容器100の内壁面と接触することにより冷却されると、再び液相冷媒LP−COOに相変化する。この液相冷媒LP−COOは、容器100内を鉛直方向Gの下方へ下降し、容器100の鉛直方向Gの下方側に溜まり、発熱体300の冷却に再び用いられる。
The gas-phase refrigerant GP-COO passes through the liquid-phase refrigerant LP-COO toward the upper side in the vertical direction G along each rectifying
ここで、図1Aおよび図1Bに示されるように、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。また、複数の整流板400a〜400eの各々は、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。
Here, as shown in FIGS. 1A and 1B, the plurality of straightening
したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aに向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the gas phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
なお、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡も、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。
The bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
以上、電子装置1000の動作について、説明した。
The operation of the
前述の通り、本発明の第1の実施の形態における電子装置1000は、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300と、複数の整流板400とを備えている。容器100は、液相冷媒LP−COOおよび気相冷媒GP−COOの間で相変化する冷媒COOを封入するためのものである。回路基板200は、主面201が鉛直方向Gに沿って延在するように、容器100内に設けられている。複数の発熱体300は、液相冷媒LP−COOに浸されるように、鉛直方向Gに沿って回路基板200上に取り付けられている。複数の整流板400は、熱伝導性部材により形成されている。また、複数の整流板400は、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。また、複数の整流板400は、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。さらに、複数の整流板400は、複数の発熱体300の少なくとも1つに取り付けられる。
As described above, the
このように、複数の整流板400は、複数の発熱体300の少なくとも1つに取り付けられ、熱伝導性部材により形成されている。これにより、複数の整流板400は、発熱体300の熱を受熱し、これを液相冷媒LP−COOへ伝達することができる。また、複数の整流板400は、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられ、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。
As described above, the plurality of straightening
したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aに向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the gas phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
このため、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300および整流板400の表面に付着することによって、発熱体300および整流板400の表面と液相冷媒LP−COOとの接触面積が小さくなることを抑制できる。この結果、発熱体300を効率よく冷却することができる。
Therefore, the bubbles of the vapor phase refrigerant GP-COO adhere to the surfaces of the heating element 300 and the rectifying
以上の通り、本実施形態にかかる電子装置1000によれば、液相冷媒LP−COOと気相冷媒GP−COOの間で相変化する冷媒COOを用い、複数の発熱体300が鉛直方向Gに沿って回路基板200上に取り付けられている場合であっても、鉛直方向Gの上方側の発熱体300をより効率よく冷却することができる。
As described above, according to the
ここで、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着している場合と、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着していない場合について、対比しながら、発熱体300の熱の冷却効率を説明する。
Here, when the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO are attached to the surface of the heating element 300 or the rectifying
気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着していない場合、発熱体300の熱は、発熱体300または整流板400の表面から、直接的に液相冷媒LP−COOに伝達される。このとき、発熱体300または整流板400の表面では、液相冷媒LP−COOが発熱体300の熱によって気相冷媒GP−COOに相変化することにより、潜熱交換が行われる。
When the bubbles of the vapor phase refrigerant GP-COO are not attached to the surface of the heating element 300 or the rectifying
これに対して、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着している場合、発熱体300の熱の大半は、発熱体300または整流板400から、気相冷媒GP−COOの気泡までしか伝わらない。このとき、発熱体またはフィンの表面では、これらの表面に付着する気相冷媒の気泡が発熱体の熱を受熱することにより、顕熱交換が行われる。発熱体300の熱が気相冷媒GP−COOの気泡に伝わると、気相冷媒GP−COOの気泡が膨張する。気相冷媒GP−COOの気泡の浮力は当該気泡の表面張力よりも大きいので、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面から離脱する。そして、直ぐに、別の気相冷媒GP−COOの気泡が、気相冷媒GP−COOの気泡が離脱した場所に付着する。このとき、気相冷媒GP−COOの同じ気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着する時間は短く、順次新しい気泡に入れ替わる。このため、発熱体300の熱の僅かしか、気相冷媒GP−COOの気泡を介して、液相冷媒LP−COOに伝達されない。
On the other hand, when bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO are attached to the surface of the heating element 300 or the rectifying
また、気相冷媒GP−COOの温度変化(顕熱)による対流熱伝達係数は、液相冷媒LP−COOから気相冷媒GP−COOへの相変化(潜熱)による蒸発熱伝達係数よりも小さい。このため、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着している場合の方が、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着していない場合の方より、発熱体300の冷却効率は低下する。
Further, the convection heat transfer coefficient due to the temperature change (sensible heat) of the gas phase refrigerant GP-COO is smaller than the evaporation heat transfer coefficient due to the phase change (latent heat) from the liquid phase refrigerant LP-COO to the gas phase refrigerant GP-COO. .. Therefore, when the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO are attached to the surface of the heating element 300 or the rectifying
したがって、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着することを抑制することによって、発熱体300の熱をより効率よく冷却することができる。
Therefore, the heat of the heating element 300 can be cooled more efficiently by suppressing the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO from adhering to the surface of the heating element 300 or the rectifying
以上、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着していない場合と、気相冷媒GP−COOの気泡が発熱体300または整流板400の表面に付着していない場合について、対比しながら、発熱体300の熱の冷却効率を説明した。
As described above, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO are not attached to the surface of the heating element 300 or the rectifying
また、本発明の第1の実施の形態における電子装置1000において、複数の整流板400の各々は、回路基板200の主面201に対して垂直方向における回路基板200の主面201および各整流板400の間の距離が鉛直方向Gの上方へ向かうにつれて徐々に大きくなるように、発熱体300に取り付けられている。
Further, in the
これにより、気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方に向かいながら、回路基板200の主面201から離れる方向へ向かう。このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することをより確実に抑制することができる。
As a result, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO move upward in the vertical direction G and away from the
<第1の実施の形態の電子装置の第1の変形例>
本発明の第1の実施の形態における電子装置1000の第1の変形例である電子装置1000Aの構成について説明する。図2Aは、電子装置1000Aの構成を透過して示す透過側面図である。図2Bは、電子装置1000Aの構成を透過して示す透過正面図であって、図2Aの矢視BAの方向で電子装置1000Aを透過して視た構成を示す図である。<First modification of the electronic device of the first embodiment>
The configuration of the
図2Aおよび図2Bに示されるように、電子装置1000Aは、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300a、300bと、複数の整流板400a〜400eとを備えている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
ここで、電子装置1000Aと電子装置1000を比較する。電子装置1000Aは、複数の放熱フィン500を有する点で、電子装置1000と相違する。
Here, the
図2Aおよび図2Bに示されるように、複数の放熱フィン500は、容器100の上板(図2A、図2Bにて紙面上側の板)の外側に取り付けられている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the plurality of
なお、複数の放熱フィン500は、容器100と一体であってもよいし、別体であってもよい。複数の放熱フィン500の材料は、たとえば、金属材料(たとえば、アルミニウムや、アルミニウム合金や、ステンレス鋼)が用いられる。
The plurality of
このように、複数の放熱フィン500を容器100の外面に取り付けることにより、容器100が受熱する発熱体300の熱をより効率よく外気へ放熱することができる。
By attaching the plurality of
とくに、気相冷媒GP−COOの気泡は、整流板400に沿って流れた後、整流板400の先端部を越えると、鉛直方向Gの上方に向かう。したがって、整流板400が、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面に近接していない場合、気相冷媒GP−COOの気泡の多くは、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面よりも、上板(図2A、図2Bにて紙面上側の板)の内面に衝突する。
In particular, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO flow along the straightening
ゆえに、整流板400が、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面に近接していない場合、容器100の上板(図2A、図2Bにて紙面上側の板)の外側に複数の放熱フィン500を取り付けることによって、容器100が受熱する発熱体300の熱をより効率よく外気へ放熱することができる。
Therefore, when the straightening
なお、整流板400が、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面に近接している場合とは、たとえば、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面と整流板400の先端部との間の距離が数mm〜数cm以内の場合をいう。
When the straightening
<第1の実施の形態の電子装置の第2の変形例>
本発明の第1の実施の形態における電子装置1000の第2の変形例である電子装置1000Bの構成について説明する。図3Aは、電子装置1000Bの構成を透過して示す透過側面図である。図3Bは、電子装置1000Bの構成を示す側面図であって、図3Aの矢視CAの方向で電子装置1000Bの外観を視た構成を示す図である。<Second variant of the electronic device of the first embodiment>
The configuration of the
図3Aおよび図3Bに示されるように、電子装置1000Bは、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300a、300bと、複数の整流板400a〜400eとを備えている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
ここで、電子装置1000Bと電子装置1000を比較する。電子装置1000Bは、複数の放熱フィン600を有する点で、電子装置1000と相違する。
Here, the
図3Aおよび図3Bに示されるように、複数の放熱フィン600は、容器100の側面のうち、回路基板200の主面210と向かい合う板の外側に取り付けられている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the plurality of
なお、複数の放熱フィン600は、容器100と一体であってもよいし、別体であってもよい。複数の放熱フィン600の材料は、たとえば、金属材料(たとえば、アルミニウムや、アルミニウム合金や、ステンレス鋼)が用いられる。
The plurality of
このように、複数の放熱フィン600を容器100の外面に取り付けることにより、容器100が受熱する発熱体300の熱をより効率よく外気へ放熱することができる。すなわち、容器100の側面のうち、回路基板200の主面210と向かい合う板に接触する発熱体300からの熱は、複数の放熱フィン600を介して、外気へ放熱される。
By attaching the plurality of
とくに、気相冷媒GP−COOの気泡は、整流板400に沿って流れた後、整流板400の先端部を越えると、鉛直方向Gの上方に向かう。しかし、整流板400が、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面に近接している場合、気相冷媒GP−COOの気泡の多くは、容器100の内面のうちで、上板(図2A、図2Bにて紙面上側の板)の内面よりも、回路基板200の主面201と向かい合う面に、衝突する。
In particular, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO flow along the straightening
ゆえに、整流板400が、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面に近接している場合、容器100のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う板の外側に複数の放熱フィン600を取り付けることによって、容器100が受熱する発熱体300の熱をより効率よく外気へ放熱することができる。
Therefore, when the rectifying
なお、整流板400が、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面に近接している場合とは、上述の通り、たとえば、容器100の内面のうちで、回路基板200の主面201と向かい合う面と整流板400の先端部との間の距離が数mm〜数cm以内の場合をいう。
When the straightening
また、放熱フィン600に加えて、放熱フィン500をさらに容器100の外側に取り付けてもよい。すなわち、放熱フィン500および放熱フィン600の双方を容器100の外側に取り付けてもよい。これにより、放熱フィン500および放熱フィン600の双方で、発熱体300からの熱を外気へ放熱することができる。
Further, in addition to the
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態における電子装置1000Cの構成について説明する。図4Aは、電子装置1000Cの構成を透過して示す透過側面図である。図4Bは、電子装置1000Cの構成を透過して示す透過正面図であって、図4Aの矢視DAの方向で電子装置1000Cを透過して視た構成を示す図である。なお、図4Aおよび図4Bには、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。<Second Embodiment>
The configuration of the electronic device 1000C according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4A is a transmission side view showing the configuration of the electronic device 1000C through. FIG. 4B is a transmission front view showing the configuration of the electronic device 1000C through the electronic device 1000C, and is a diagram showing the configuration seen through the electronic device 1000C in the direction of the arrowhead DA of FIG. 4A. In addition, in FIG. 4A and FIG. 4B, the vertical direction G is shown for convenience of explanation.
図4Aおよび図4Bに示されるように、電子装置1000Cは、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300a、300bと、複数の整流板400a〜400eとを備えている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the electronic device 1000C includes a
ここで、本実施の形態における電子装置1000Cと、第1の実施の形態における電子装置1000とを対比する。
Here, the electronic device 1000C in the present embodiment is compared with the
図1Aおよび図1Bに示されるように、電子装置1000では、複数の整流板400a〜400eは、発熱体300aおよび発熱体300bの双方に取り付けられていた。これに対して、電子装置1000Cでは、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aのみに取り付けられている。この点で、両者は互いに相違する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the
なお、発熱体300が3個以上設けられている場合、少なくとも鉛直方向Gにて互いに隣接する2つの発熱体300のうち、鉛直方向Gの上方側の発熱体300のみに整流板400が取り付けられ、鉛直方向Gの下方側の発熱体300に整流板400が取り付けられていない関係とする。
When three or more heating elements 300 are provided, the rectifying
つぎに、電子装置1000Cの動作について、説明する。 Next, the operation of the electronic device 1000C will be described.
電子装置1000Cを起動すると、発熱体300a、300bが動作を開始する。これにより、発熱体300a、300bが発熱する。
When the electronic device 1000C is activated, the
発熱体300aが発熱すると、発熱体300aの熱は整流板400および液相冷媒LP−COOに伝達される。発熱体300bが発熱すると、発熱体300の熱は液相冷媒LP−COOに伝達される。
When the
また、容器100内の液相冷媒LP−COOが、発熱体300または整流板400の表面で、発熱体300の熱によって沸騰し、気相冷媒GP−COOに相変化する。このようにして、発熱体300または整流板400の表面の周辺では、潜熱交換が行われ、図4Aに示されるように、気相冷媒GP−COOの気泡が発生する。なお、図4Bには、図面表示の便宜上、気相冷媒GP−COOの気泡を示していない。この相変化により生じる気化熱(潜熱)によって、発熱体300で生じる熱を放熱する。これにより、発熱体300が冷却される。
Further, the liquid phase refrigerant LP-COO in the
ここで、図4Aおよび図4Bに示されるように、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。また、複数の整流板400a〜400eの各々は、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。
Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, the plurality of straightening
したがって、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。
Therefore, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
また、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、発生直後に鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かい、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aに取り付けられた整流板400eに衝突する。そして、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、整流板400eに衝突した後、整流板400eに沿って容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。なお、整流板400eは、複数の整流板400のうち、最も鉛直方向Gの下方側に設けられた整流板である。
Further, the bubbles of the vapor phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
そして、発熱体300の熱によって沸騰された気相冷媒GP−COOは、容器100の内壁面と接触することにより冷却されると、再び液相冷媒LP−COOに相変化する。この液相冷媒LP−COOは、容器100内を鉛直方向Gで下降し、容器100の鉛直方向Gの下方側に溜まり、発熱体300の冷却に再び用いられる。
Then, when the vapor phase refrigerant GP-COO boiled by the heat of the heating element 300 is cooled by coming into contact with the inner wall surface of the
上述の通り、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、整流板400eによって、整流板400eに沿って容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、向かうように調整される。
As described above, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの表面(回路基板200の主面201と平行な面)に向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
以上、電子装置1000Cの動作について、説明した。 The operation of the electronic device 1000C has been described above.
本発明の第2の実施の形態における電子装置1000Cは、第1の実施の形態における電子装置1000と同様に、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300と、複数の整流板400とを備えている。したがって、電子装置1000Cによれば、第1の実施の形態の電子装置1000と同様の効果を奏することができる。本実施の形態における電子装置1000Cでは、鉛直方向Gの下方側の発熱体300b上に整流板400が取り付けられていないため、第1の実施の形態における電子装置1000と比較して、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bと液相冷媒LP−COOとの接触面積が減少している。また、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの発熱量が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aよりも小さい場合に、効果的に本実施の形態を利用することができる。
The electronic device 1000C according to the second embodiment of the present invention, like the
<第3の実施の形態>
本発明の第3の実施の形態における電子装置1000Dの構成について説明する。図5Aは、電子装置1000Dの構成を透過して示す透過側面図である。図5Bは、電子装置1000Dの構成を透過して示す透過正面図であって、図5Aの矢視EAの方向で電子装置1000Dを透過して視た構成を示す図である。なお、図5Aおよび図5Bには、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。<Third embodiment>
The configuration of the
図5Aおよび図5Bに示されるように、電子装置1000Dは、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300a、300bと、複数の整流板400a〜400eとを備えている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
ここで、本実施の形態における電子装置1000Dと、第1の実施の形態における電子装置1000とを対比する。
Here, the
図1Aおよび図1Bに示されるように、電子装置1000では、複数の整流板400a〜400eは、発熱体300aおよび発熱体300bの双方に取り付けられていた。これに対して、電子装置1000Dでは、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bのみに取り付けられている。この点で、両者は互いに相違する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the
また、本実施の形態における電子装置1000Dと、第2の実施の形態における電子装置1000Cとを対比する。
Further, the
図4Aおよび図4Bに示されるように、電子装置1000Cでは、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aのみに取り付けられていた。これに対して、電子装置1000Dでは、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bのみに取り付けられている。この点で、両者は互いに相違する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the electronic device 1000C, the plurality of straightening
なお、発熱体300が3個以上設けられている場合、少なくとも鉛直方向Gにて互いに隣接する2つの発熱体300のうち、鉛直方向Gの下方側の発熱体300のみに整流板400が取り付けられ、鉛直方向Gの上方側の発熱体300に整流板400が取り付けられていない関係とする。
When three or more heating elements 300 are provided, the rectifying
つぎに、電子装置1000Dの動作について、説明する。
Next, the operation of the
電子装置1000Dを起動すると、発熱体300a、300bが動作を開始する。これにより、発熱体300a、300bが発熱する。
When the
発熱体300aが発熱すると、発熱体300の熱は液相冷媒LP−COOに伝達される。発熱体300bが発熱すると、発熱体300bの熱は整流板400および液相冷媒LP−COOに伝達される。
When the
また、容器100内の液相冷媒LP−COOが、発熱体300または整流板400の表面で、発熱体300の熱によって沸騰し、気相冷媒GP−COOに相変化する。このようにして、発熱体300または整流板400の表面の周辺では、潜熱交換が行われ、図5Aに示されるように、気相冷媒GP−COOの気泡が発生する。なお、図5Bには、図面表示の便宜上、気相冷媒GP−COOの気泡を示していない。この相変化により生じる気化熱(潜熱)によって、発熱体300で生じる熱を放熱する。これにより、発熱体300が冷却される。
Further, the liquid phase refrigerant LP-COO in the
鉛直方向Gの上方側の発熱体300a周辺で生じた気相冷媒GP−COOは、鉛直方向Gの上方へほぼ垂直に向かい、液相冷媒LP−COOの液面上を抜けて、さらに鉛直方向Gの上方へ向かう。
The vapor-phase refrigerant GP-COO generated around the
鉛直方向Gの下方側の発熱体300b周辺で生じた気相冷媒GP−COOは、液相冷媒LP−COO内を各整流板400に沿って鉛直方向Gの上方側へ向かい、液相冷媒LP−COOの液面上を抜けて、さらに鉛直方向Gの上方へ向かう。
The gas-phase refrigerant GP-COO generated around the
そして、発熱体300の熱によって沸騰された気相冷媒GP−COOは、容器100の内壁面と接触することにより冷却されると、再び液相冷媒LP−COOに相変化する。この液相冷媒LP−COOは、容器100内を鉛直方向Gの下方へ下降し、容器100の鉛直方向Gの下方側に溜まり、発熱体300の冷却に再び用いられる。
Then, when the vapor phase refrigerant GP-COO boiled by the heat of the heating element 300 is cooled by coming into contact with the inner wall surface of the
ここで、図5Aおよび図5Bに示されるように、複数の整流板400a〜400eは、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。また、複数の整流板400a〜400eの各々は、容器100の内面のうちで回路基板200の主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。
Here, as shown in FIGS. 5A and 5B, the plurality of straightening
したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒の気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、整流板400に沿って、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。そして、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、整流板400の先端部を越えた後、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かう。
Therefore, the bubbles of the gas phase refrigerant generated by the heat of the
また、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、発生直後に鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かう。
Further, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの表面(回路基板200の主面201と平行な面)に向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
以上、電子装置1000Dの動作について、説明した。
The operation of the
本発明の第3の実施の形態における電子装置1000Dは、第1の実施の形態における電子装置1000と同様に、容器100と、回路基板200と、複数の発熱体300と、複数の整流板400とを備えている。したがって、電子装置1000Dによれば、第1の実施の形態の電子装置1000と同様の効果を奏することができる。本実施の形態における電子装置1000Dでは、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a上に整流板400が取り付けられていないため、第1の実施の形態における電子装置1000と比較して、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aと液相冷媒LP−COOとの接触面積が減少している。また、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの発熱量が、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bよりも小さい場合に、効果的に本実施の形態を利用することができる。
The
<整流部材>
つぎに、整流部材700の構成について説明する。図6は、整流部材700の構成を示す斜視図である。<Rectifier member>
Next, the configuration of the rectifying
ここで、上記電子装置1000、1000A、1000B、1000Cおよび1000Dでは、複数の整流板400は、発熱体300に直接取り付けられていた。一方、複数の整流板400を含む整流部材700を発熱体300に取り付けても良い。
Here, in the
図6に示されるように、整流部材700は、複数の整流板400と、土台板800と、ヒンジ900とを備えている。なお、図6には、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。
As shown in FIG. 6, the straightening
整流部材700は、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a、および鉛直方向Gの下方側の発熱体300bのいずれか一方または双方に、取り付けられる。
The rectifying
複数の整流板400の各々は、ヒンジ900を介して、土台板800に取り付けられている。複数の整流板400は、互いに間隙を介して重なるように並べられている。
Each of the plurality of straightening
土台板800は、平板状に形成されている。土台板800の材料には、熱伝導性部材(たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金や、ステンレス鋼)が用いられる。
The
ヒンジ900は、複数の整流板400の各々が回転できるように、複数の整流板400および土台板800を連結する。このとき、複数の整流板400の各々は、ヒンジ900を中心に、回転することができる。なお、このヒンジ900には、たとえば、フリーストップ仕様のヒンジを用いることができる。フリーストップ仕様のヒンジとは、当該ヒンジに連結される部材間の角度を任意の角度に固定して静止できるヒンジをいう。このフリーストップ仕様のヒンジを用いることで、整流板400と土台板800の間の角度を任意の角度に固定して整流板400を土台板800に保持することができる。ヒンジ900の材料には、熱伝導性部材(たとえば、アルミニウムや、アルミニウム合金や、ステンレス鋼)が用いられる。なお、ヒンジ900には、フリーストップ仕様のヒンジとして、たとえば、スガツネ工業製LAMPトルクヒンジHG−TS型を用いることができる。
The
また、複数の整流板400が互いに平行になるように、また整流板400の間の距離が同一になるように、複数の整流板400のうち、互いに隣接する整流板400の間は、剛性を有する針金(不図示)によって接続されている。これにより、複数の整流板400の全てが、連動して、ヒンジ900を中心に回転することができる。このとき、複数の整流板400の各々と土台板800とがなす角度は、同じとなる。
Further, among the plurality of straightening
土台板800のうち、整流板400が取り付けられていない面は、発熱体300の表面に接着剤により固定される。なお、土台板800に引っ掛け爪を設け、この引っ掛け爪を用いて土台板800を発熱体300に固定してもよい。これにより、整流部材700を発熱体300に取り付けることができる。
The surface of the
以上の通り、複数の整流板400を土台板800に一体に取り付けることができる。これにより、土台板800を発熱体300に固定するだけで、複数の整流板400を発熱体300に簡単に取り付けることできる。
As described above, the plurality of straightening
<整流部材の第1の変形例>
つぎに、整流部材700の第1の変形例である整流部材700Aの構成について説明する。図7は、整流部材700Aの構成を示す斜視図である。なお、図7には、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。図8は、整流板の一例を示す平面図であって、矢視Zの方向で整流板400Aを視た構成を示す図である。<First modification of the rectifying member>
Next, the configuration of the rectifying
図7に示されるように、整流部材700Aは、整流板400、400Aと、土台板800と、ヒンジ900とを備えている。
As shown in FIG. 7, the rectifying
ここで、図6に示される整流部材700と、図7に示される整流部材700Aとを対比する。
Here, the rectifying
図6に示されるように、整流部材700では、複数の同じ整流板400が土台板800にヒンジ900によって連結されている。これに対して、図7に示されるように、整流部材700Aでは、2種類の整流板400、400Aが土台板800にヒンジ900によって連結されている。この点で両者は互いに相違する。
As shown in FIG. 6, in the rectifying
また、整流板400は、貫通孔410を有さない。一方、整流板400Aは、貫通孔410を有する。
Further, the straightening
図7に示されるように、整流部材700Aでは、貫通孔410を有さない整流板400は、鉛直方向Gで最も下方側に設けられている。また、貫通孔410を有する整流板400Aは、鉛直方向Gで最も下方側以外に設けられている。
As shown in FIG. 7, in the rectifying
なお、図8に示されるように、貫通孔410は、整流板400Aの土台板800側の端部側に形成されている。土台板800は、発熱体300に取り付けられるので、貫通孔410は、整流板400Aの発熱体300側の端部に形成されている。また、貫通孔410は、整流板400Aと土台板800の接続線に沿った方向では、中央部に配置されている。
As shown in FIG. 8, the through
以上の通り、本発明の実施の形態における電子装置において、複数の整流板400、400Aの少なくとも1つ(整流板400A)に形成された貫通孔410を備えている。これにより、整流板400(または400A)に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡や、液相冷媒LP−COOを、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
As described above, the electronic device according to the embodiment of the present invention includes a through
すなわち、気相冷媒GP−COOの比重は、液相冷媒LP−COOの比重よりも小さい。したがって、貫通孔410を整流板400Aに設けることにより、気相冷媒GP−COOの気泡が貫通孔410を介して鉛直方向Gの上方側へ流れる。また、液相冷媒LP−COOの比重は、一般的に、温度が上昇するにしたがって、小さくなる傾向がある。したがって、整流板400(または400A)に停滞する液相冷媒LP−COOは、発熱体300の熱により加熱されているため、貫通孔410を介して鉛直方向Gの上方へ流れる。
That is, the specific gravity of the gas phase refrigerant GP-COO is smaller than the specific gravity of the liquid phase refrigerant LP-COO. Therefore, by providing the through
よって、整流板400Aに貫通孔410を形成することにより、整流板400(または400A)に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡や、液相冷媒LP−COOを、貫通孔410を介して、鉛直方向の上方側へ流すことができる。
Therefore, by forming the through
また、本発明の実施の形態における電子装置において、複数の整流板400、400Aのうち、鉛直方向Gで最も下方側の整流板以外の整流板の少なくとも1つ(整流板400A)に形成されている貫通孔410を備えている。すなわち、鉛直方向Gで最も下方側には、貫通孔410が形成されていない整流板400を配置する。また、鉛直方向Gで最も下方側以外では、整流板の少なくとも1つに、貫通孔410を有する整流板400Aを配置する。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, it is formed on at least one of the plurality of straightening
このような構成は、たとえば、図7に示した整流部材700Aによって実現される。また、とくに、図4Aおよび図4Bに示した構成と同様に、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aに整流部材700Aを取り付けると、より効率よく発熱体300を冷却することができる。
Such a configuration is realized by, for example, the rectifying
この場合、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。また、整流部材700Aの整流板間に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡や液相冷媒LP−COOは、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流れる。このため、容器100内の冷媒COOの循環を促進することができる。
In this case, the bubbles of the gas phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
一方、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aに取り付けられる整流部材700Aでは、鉛直方向Gで最も下方側には、貫通孔410が形成されていない整流板400Aが配置されている。このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、発生直後に鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かい、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aに取り付けられた整流部材700Aの最も下方の整流板400に衝突する。そして、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、整流板400に衝突した後、整流板400に沿って容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。
On the other hand, in the rectifying
このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの表面(回路基板200の主面201と平行な面)に向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
また、本発明の実施の形態における電子装置において、貫通孔410は、整流板400Aの発熱体300側の端部に形成されている。これにより、整流部材700Aの整流板間に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡または液相冷媒LP−COOのうち、とくに気相冷媒GP−COOの気泡を、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, the through
すなわち、整流板400Aにおいて、発熱体300により近い側(整流板400Aの根元部側)では、発熱体300から離れた側(整流板400Aの先端部側)よりも、温度が高いため、気相冷媒GP−COOの気泡の量が多い。したがって、整流板400Aの発熱体300側に貫通孔410を形成することによって、液相冷媒LP−COOと比較して、気相冷媒GP−COOの気泡をより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
That is, in the rectifying
一方、本発明の実施の形態における電子装置において、貫通孔410は、整流板400Aの発熱体300側と反対側の端部(先端部側)に形成されてもよい。図9は、整流板の一例を示す平面図であって、貫通孔410が整流板400Bの先端部側に形成されたものを示す図である。
On the other hand, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, the through
図9に示されるように、整流板400Bのうち、発熱体300側と反対側の端部(先端部側)に、貫通孔410が形成されている。図7に示される整流部材700Aにおいて、整流板400Aに代えて、整流板400Bを用いることができる。
As shown in FIG. 9, a through
これにより、整流部材700Aの整流板間に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡または液相冷媒LP−COOのうち、とくに液相冷媒LP−COOを、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
As a result, among the bubbles of the gas-phase refrigerant GP-COO or the liquid-phase refrigerant LP-COO stagnant between the rectifying plates of the rectifying
すなわち、整流板400Bにおいて、発熱体300から離れた側(整流板400Aの先端部側)では、発熱体300により近い側(整流板400Bの根元部側)よりも、液相冷媒LP−COOの量が多い。したがって、整流板400Bの発熱体300側と反対側の端部(先端部)に貫通孔410を形成することによって、気相冷媒GP−COOの気泡と比較して、液相冷媒LP−COOをより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
That is, in the rectifying
また、本発明の実施の形態における電子装置において、2つの貫通孔410が、整流板400Cに形成されてもよい。図10は、整流板の一例を示す平面図であって、2つの貫通孔410が整流板400Cに形成されたものを示す図である。図7に示される整流部材700Aにおいて、整流板400Aに代えて、整流板400Cを用いることができる。1つ目の貫通孔410は、整流板400Aと同様に、整流板400Cの発熱体300側の端部に形成されている。2つ目の貫通孔410は、整流板400Bと同様に、整流板400Cの発熱体300側と反対側の端部(先端部側)に形成されている。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, two through
これにより、整流板400Aの効果と、整流板400Bの効果の双方を奏することができる。すなわち、整流板400Cの発熱体300側に貫通孔410を形成することによって、液相冷媒LP−COOと比較して、気相冷媒GP−COOの気泡をより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。併せて、整流板400Cの発熱体300側と反対側の端部(先端部)に貫通孔410を形成することによって、気相冷媒GP−COOの気泡と比較して、液相冷媒LP−COOをより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
As a result, both the effect of the straightening
また、本発明の実施の形態における電子装置において、貫通孔420は、整流板400Dの発熱体300側から先端部側へ向けての間に延在するように、スリット状に形成されてもよい。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, the through
図11は、整流板の一例を示す平面図であって、スリット状の貫通孔420が整流板400Dに形成されたものを示す図である。図7に示される整流部材700Aにおいて、整流板400Aに代えて、整流板400Dを用いることができる。
FIG. 11 is a plan view showing an example of the straightening vane, and is a diagram showing a slit-shaped through
これにより、整流板400Aの効果と、整流板400Bの効果の双方を奏することができる。すなわち、貫通孔410をスリット状に形成することによって、貫通孔430の発熱体300側では、液相冷媒LP−COOと比較して、気相冷媒GP−COOの気泡をより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。併せて、貫通孔430の発熱体300と反対側(先端部側)では、気相冷媒GP−COOの気泡と比較して、液相冷媒LP−COOをより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。
As a result, both the effect of the straightening
また、本発明の実施の形態における電子装置において、貫通孔430は、整流板400Dの発熱体300側から先端部側へ向けての間に延在するように、スリット状に形成されてもよい。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, the through
また、さらに、貫通孔430の長さのうち、回路基板200の主面と平行方向の幅の長さは、整流板400Eの先端部側(発熱体300の反対側)から発熱体300側に向けて大きくなるように設定されてもよい。
Further, among the lengths of the through
図12は、整流板の一例を示す平面図であって、スリット状に形成され、幅の長さが変化する貫通孔430が整流板400Eに形成されたものを示す図である。図7に示される整流部材700Aにおいて、整流板400Aに代えて、整流板400Eを用いることができる。
FIG. 12 is a plan view showing an example of the straightening vane, showing a slit-shaped through
これにより、整流板400Dと同様に、整流板400Aの効果と、整流板400Bの効果の双方を奏することができる。すなわち、発熱体300側の幅の長さが大きくなるように、貫通孔410をスリット状に形成することによって、貫通孔430の発熱体300側では、液相冷媒LP−COOと比較して、気相冷媒GP−COOの気泡を更により積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。併せて、貫通孔430の発熱体300と反対側(先端部側)では、気相冷媒GP−COOの気泡と比較して、液相冷媒LP−COOをより積極的に、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流すことができる。また、先端部側(発熱体300と反対側)の幅の長さが小さくなるように、整流板400Eを形成することにより、整流板400Eの先端部側で液相冷媒LP−COOが整流板400Eと接触する面積を最大限に大きくすることができる。このため、より効率良く発熱体300の熱を冷却することができる。
As a result, both the effect of the straightening
<整流部材の第2の変形例>
つぎに、整流部材700の第2の変形例である整流部材700Bの構成について説明する。図13は、整流部材700Bの構成を示す斜視図である。なお、図13には、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。<Second modification of the rectifying member>
Next, the configuration of the rectifying
図13に示されるように、整流部材700Bは、整流板400、400Aと、土台板800と、ヒンジ900とを備えている。
As shown in FIG. 13, the rectifying
ここで、図6に示される整流部材700と、図13に示される整流部材700Bとを対比する。
Here, the rectifying
図6に示されるように、整流部材700では、複数の同じ整流板400が土台板800にヒンジ900によって連結されている。これに対して、図13に示されるように、整流部材700Bでは、2種類の整流板400、400Aが土台板800にヒンジ900によって連結されている。この点で両者は互いに相違する。
As shown in FIG. 6, in the rectifying
また、図7に示される整流部材700Aと、図13に示される整流部材700Bとを対比する。
Further, the rectifying
図7に示されるように、整流部材700Aでは、貫通孔410を有さない整流板400は、鉛直方向Gで最も下方側に設けられている。また、鉛直方向Gで最も下方側の整流板以外に、貫通孔410を有する整流板400Aが用いられている。
As shown in FIG. 7, in the rectifying
これに対して、図13に示されるように、整流部材700Bでは、貫通孔410を有さない整流板400は、鉛直方向Gで最も上方側に設けられている。また、鉛直方向Gで最も上方側の整流板以外に、貫通孔410を有する整流板400Aが用いられている。
On the other hand, as shown in FIG. 13, in the rectifying
図13に示されるように、整流部材700Bでは、貫通孔410を有さない整流板400は、鉛直方向Gで最も上方側に設けられている。また、貫通孔410を有する整流板400Aが鉛直方向Gで最も上方側以外に設けられている。
As shown in FIG. 13, in the rectifying
以上の通り、本発明の実施の形態における電子装置において、複数の整流板400、400Aの少なくとも1つ(整流板400A)に形成された貫通孔410を備えている。これにより、整流部材の第1の変形例の効果と同様に、整流板400(または400A)に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡や、液相冷媒LP−COOを、貫通孔410を介して、鉛直方向の上方側へ流すことができる。
As described above, the electronic device according to the embodiment of the present invention includes a through
また、本発明の実施の形態における電子装置において、複数の整流板400、400Aのうち、鉛直方向Gで最も上方側の整流板以外の整流板の少なくとも1つ(整流板400A)に形成されている貫通孔410を備えている。すなわち、鉛直方向Gで最も上方側には、貫通孔410が形成されていない整流板400を配置する。また、鉛直方向Gで最も上方側以外では、整流板の少なくとも1つに、貫通孔410を有する整流板400Aを配置する。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, it is formed on at least one (rectifying
このような構成は、たとえば、図13に示した整流部材700Bによって実現される。また、とくに、図5Aおよび図5Bに示した構成と同様に、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bに整流部材700Bを取り付けると、より効率よく発熱体300を冷却することができる。
Such a configuration is realized by, for example, the rectifying
この場合、鉛直方向Gの下方側の発熱体300aの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100の内面のうち回路基板200の主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200の主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。また、整流部材700Aの整流板間に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡や液相冷媒LP−COOは、貫通孔410を介して、鉛直方向Gの上方側へ流れる。ただし、鉛直方向Gの下方側の発熱体300aに取り付けられる整流部材700Bでは、鉛直方向Gで最も上方側には、貫通孔410が形成されていない整流板400が配置されている。このため、貫通孔410を介して鉛直方向Gの上方へ流れる気相冷媒GP−COOの気泡や液相冷媒LP−COOは、鉛直方向Gで最も上方側に配置された整流板400の鉛直方向Gの下側の面に衝突し、整流板400の先端部へ向けて流れた後、鉛直方向Gの上方へ流れる。このため、容器100内の冷媒COOの循環を促進することができる。
In this case, the bubbles of the vapor phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
一方、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aには、整流部材700Bは取り付けられていない。このため、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、発生直後に鉛直方向Gの上方側へ垂直方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。
On the other hand, the rectifying
このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aの表面(回路基板200の主面201と平行な面)に向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300bの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300aやこの発熱体300aに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the vapor-phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
なお、整流部材700Bにおいて、整流板400Aに代えて、整流板400B〜400Eのいずれかを用いてもよい。この場合、上述したように、整流板400B〜400Eの形状に応じた効果を奏することができる。
In the rectifying
<第4の実施の形態>
本発明の第4の実施の形態における電子装置1000Eの構成について説明する。図14Aは、電子装置1000Eの構成を透過して示す透過側面図である。図14Bは、電子装置1000Eの構成を透過して示す透過正面図であって、図14Aの矢視FAの方向で電子装置1000Eを透過して視た構成を示す図である。図14Cは、電子装置1000Eの構成を透過して示す透過上面図であって、図14Aの矢視FBの方向で電子装置1000Eを透過して視た構成を示す図である。なお、図14Aおよび図14Bには、説明の便宜上、鉛直方向Gが示されている。<Fourth Embodiment>
The configuration of the
図14A、図14Bおよび図14Cを参照すると、電子装置1000Eは、容器100Aと、回路基板200Aと、複数の発熱体300a、300b、300c、300dと、複数の整流板1400a〜1400eとを備えている。なお、以下の説明では、発熱体300a、300b、300c、300dを区別する必要がない場合、発熱体300a、300b、300c、300dの総称として、発熱体300と示す。また、整流板1400a〜1400eを区別する必要がない場合、整流板1400a〜1400eの総称として、整流板1400と示す。
With reference to FIGS. 14A, 14B and 14C, the
ここで、本実施の形態における電子装置1000Eと、第1の実施の形態における電子装置1000とを対比する。
Here, the
図1Aおよび図1Bに示されるように、電子装置1000では、2つの発熱体300a、300bが鉛直方向Gに沿って、回路基板200上に設けられている。これに対して、図14A、図14Bおよび図14Cを参照すると、電子装置1000Eでは、4つの発熱体300a、300b、300c、300dが、鉛直方向Gと、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って、並列するように回路基板200A上に取り付けられている。より具体的には、発熱体300a、300bが鉛直方向Gに沿って配置されている。同様に、発熱体300c、300dが鉛直方向Gに沿って配置されている。また、発熱体300a、300cが鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って配置されている。同様に、発熱体300b、300dが鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って配置されている。これらの点で、電子装置1000Eと電子装置1000は互いに相違する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the
また、図1Aおよび図1Bに示されるように、電子装置1000では、整流板400a〜400eの各々は、発熱体300a、300bにそれぞれ取り付けられていた。これに対して、図14A、図14Bおよび図14Cを参照すると、整流板1400a〜1400eの各々は、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って並列された発熱体300a、300cを連結するように取り付けられている。同様に、整流板1400a〜1400eの各々は、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って並列された発熱体300b、300dを連結するように取り付けられている。この点においても、電子装置1000Eと電子装置1000は互いに相違する。
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, in the
つぎに、電子装置1000Eの動作について、説明する。
Next, the operation of the
電子装置1000Eを起動すると、発熱体300a、300b、300c、300dが動作を開始する。これにより、発熱体300a、300b、300c、300dが発熱する。
When the
発熱体300a〜300dが発熱すると、発熱体300a〜300dの熱は整流板400および液相冷媒LP−COOに伝達される。
When the
また、容器100A内の液相冷媒LP−COOが、発熱体300または整流板400の表面で、発熱体300の熱によって沸騰し、気相冷媒GP−COOに相変化する。このようにして、発熱体300または整流板400の表面の周辺では、潜熱交換が行われ、図14Aに示されるように、気相冷媒GP−COOの気泡が発生する。なお、図14Bには、図面表示の便宜上、気相冷媒GP−COOの気泡を示していない。この相変化により生じる気化熱(潜熱)によって、発熱体300で生じる熱を放熱する。これにより、発熱体300が冷却される。
Further, the liquid phase refrigerant LP-COO in the
鉛直方向Gの下方側の発熱体300b、300d周辺で生じた気相冷媒GP−COOは、液相冷媒LP−COO内を各整流板1400に沿って鉛直方向Gの上方側へ向かい、液相冷媒LP−COOの液面上を抜けて、さらに鉛直方向Gの上方へ向かう。
The gas-phase refrigerant GP-COO generated around the
同様に、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a、300c周辺で生じた気相冷媒GP−COOは、液相冷媒LP−COO内を各整流板1400に沿って鉛直方向Gの上方側へ向かい、液相冷媒LP−COOの液面上を抜けて、さらに鉛直方向Gの上方へ向かう。
Similarly, the gas phase refrigerant GP-COO generated around the
そして、発熱体300の熱によって沸騰された気相冷媒GP−COOは、容器100Aの内壁面と接触することにより冷却されると、再び液相冷媒LP−COOに相変化する。この液相冷媒LP−COOは、容器100A内を鉛直方向Gへ下降し、容器100Aの鉛直方向Gの下方側に溜まり、発熱体300の冷却に再び用いられる。
Then, when the vapor phase refrigerant GP-COO boiled by the heat of the heating element 300 is cooled by coming into contact with the inner wall surface of the
ここで、図14A、図14Bおよび図14Cに示されるように、複数の整流板1400a〜1400eは、鉛直方向Gに沿って互いに間隙を介して重なるように並べられている。また、複数の整流板1400a〜1400eの各々は、容器100Aの内面のうちで回路基板200Aの主面201と向かい合う面側に向けて延在するように設けられている。
Here, as shown in FIGS. 14A, 14B, and 14C, the plurality of straightening
したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300b、300dの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡は、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100Aの内面のうち回路基板200Aの主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200Aの主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。このため、鉛直方向Gの下方側の発熱体300b、300dの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a、300cに向けて流れることは抑制される。したがって、鉛直方向Gの下方側の発熱体300b、300dの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a、300cや発熱体300a、300cに取り付けられた整流板400に付着することが抑制される。
Therefore, the bubbles of the gas phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
なお、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a、300cの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡も、鉛直方向Gの上方側へ垂直に向かうのではなく、容器100Aの内面のうち回路基板200Aの主面201と向かい合う面側へ向けて、回路基板200Aの主面201から離れる方向に、液相冷媒LP−COO内を上昇する。このため、鉛直方向Gの上方側の発熱体300a、300cの熱により生じる気相冷媒GP−COOの気泡が、当該発熱体300a、300cや発熱体300a、300cに取り付けられた整流板400にそのまま付着することが抑制される。
It should be noted that the bubbles of the vapor phase refrigerant GP-COO generated by the heat of the
以上、電子装置1000Eの動作について、説明した。
The operation of the
本発明の第4の実施の形態における電子装置1000Eは、第1の実施の形態における電子装置1000と同様に、容器100Aと、回路基板200Aと、複数の発熱体300と、複数の整流板1400とを備えている。したがって、電子装置1000Eによれば、第1の実施の形態の電子装置1000と同様の効果を奏することができる。本実施の形態における電子装置1000Eでは、複数の発熱体300は、液相冷媒LP−COOに浸されるように、鉛直方向Gと、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って、並列するように回路基板200A上に取り付けられている。また、整流板1400は、複数の発熱体300のうち、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体300a、300cを連結するように取り付けられている。同様に、整流板1400は、複数の発熱体300のうち、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体300b、300dを連結するように取り付けられている。したがって、第1の実施の形態における整流板400を複数の発熱体300毎に設ける場合と比較して、部品点数を少なくすることができる。また、整流板1400の表面積は、整流板400の2枚分の面積よりも大きい。したがって、整流板1400を用いることで、より効率よく発熱体300の熱を液相冷媒LP−COOへ伝達することができる。
The
また、本実施の形態における電子装置1000Eにおいて、貫通孔1410が整流板1400Aに設けられてもよい。図15は、整流板の一例を示す平面図であって、貫通孔1410が整流板1400Aに形成されたものを示す図である。図14Aおよび図14Bに示される整流板1400a〜1400dのいずれかの整流板を1400Aに置き換えることができる。
Further, in the
これにより、整流部材の第1および2の変形例の効果と同様に、整流板1400(または1400A)に停滞する気相冷媒GP−COOの気泡や、液相冷媒LP−COOを、貫通孔410を介して、鉛直方向の上方側へ流すことができる。
As a result, similar to the effect of the first and second modifications of the rectifying member, the bubbles of the gas phase refrigerant GP-COO stagnant on the rectifying plate 1400 (or 1400A) and the liquid phase refrigerant LP-COO are passed through the through
また、図15に示されるように、貫通孔1410は、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体300a、300cの間に形成されてもよい。同様に、貫通孔1410は、鉛直方向Gに対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体300b、300dの間に形成されてもよい。これにより、発熱体300aおよび発熱体300cの間に貫通孔1410が形成されているので、発熱体300a、300cのそれぞれに対応した貫通孔1410を設ける必要がなくなる。したがって、発熱体300a、300c双方の熱を含む気相冷媒GP−COOの気泡や液相冷媒LP−COOを効率よく貫通孔1410を介して流すことができる。同様に、発熱体300bおよび発熱体300dの間に貫通孔1410が形成されているので、発熱体300b、300dのそれぞれに対応した貫通孔1410を設ける必要がなくなる。したがって、発熱体300b、300d双方の熱を含む気相冷媒GP−COOの気泡や液相冷媒LP−COOを、より少ない数の貫通孔1410を介して効率よく流すことができる。
Further, as shown in FIG. 15, the through
なお、貫通孔1410を、発熱体300側に設けてもよいし、発熱体300側を反対側に設けてもよい。このような配置による効果は、図8〜図10を用いて説明した内容と同様である。
The through
また、貫通孔1410を発熱体300a〜300dのそれぞれに応じて、設けてもよい。これにより、発熱体300毎の熱を含む気相冷媒GP−COOの気泡や液相冷媒LP−COOを、各貫通孔1410を介して流すことができる。したがって、発熱体300a、300cの熱が互いに干渉することを抑制できる。同様に、発熱体300b、300dの熱が互いに干渉することを抑制できる。この場合も、貫通孔1410を、発熱体300側に設けてもよいし、発熱体300側を反対側に設けてもよい。このような配置による効果は、図8〜図10を用いて説明した内容と同様である。
Further, through
また、本発明の実施の形態における電子装置において、複数の整流板1400、1400Aのうち、鉛直方向Gで最も上方側以外に、貫通孔1410を有する整流板1400Aを設けても良い。すなわち、鉛直方向Gで最も上方側には、貫通孔1410が形成されていない整流板1400を配置する。また、鉛直方向Gで最も上方側以外では、整流板の少なくとも1つに、貫通孔1410を有する整流板1400Aを配置する。このような構成によっても、整流部材の第1の変形例で説明した効果と同様の効果を奏することができる。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, a straightening
また、本発明の実施の形態における電子装置において、複数の整流板1400、1400Aのうち、鉛直方向Gで最も下方側以外に、貫通孔1410を有する整流板1400Aを設けても良い。すなわち、鉛直方向Gで最も下方側には、貫通孔1410が形成されていない整流板1400を配置する。また、鉛直方向Gで最も下方側以外では、整流板の少なくとも1つに、貫通孔1410を有する整流板1400Aを配置する。このような構成によっても、整流部材の第2の変形例で説明した効果と同様の効果を奏することができる。
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, a straightening
なお、整流板1400Aにおいて、発熱体300側に代えて、発熱体300側と反対側(整流板1400Aの先端部側)に、貫通孔1410に配置してもよい。また、整流板1400Aにおいて、発熱体300側に加えて、発熱体300側と反対側(整流板1400Aの先端部側)にも、貫通孔1410に配置してもよい。さらに、貫通孔1410の形状を貫通孔420と同様にスリット状に形成してもよい。また、貫通孔1410の形状を貫通孔430と同様に形成してもよい。これらの場合において、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
In the
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
[付記1]
液相冷媒および気相冷媒の間で相変化する冷媒を封入するための容器と、
主面が鉛直方向に沿って延在するように、前記容器内に設けられる回路基板と、
前記液相冷媒に浸されるように、鉛直方向に沿って前記回路基板の上に取り付けられた複数の発熱体と、
熱伝導性部材により形成され、鉛直方向に沿って互いに間隙を介して重なるように並べられ、前記容器の内面のうちで前記回路基板の前記主面と向かい合う面側に向けて延在するように設けられ、前記複数の発熱体の少なくとも1つに取り付けられる複数の整流板とを備えている電子装置。
[付記2]
前記複数の整流板の各々は、前記回路基板の前記主面に対して垂直方向における前記回路基板の前記主面および各整流板の間の距離が鉛直方向の上方へ向かうにつれて徐々に大きくなるように、前記発熱体に取り付けられている付記1に記載の電子装置。
[付記3]
前記複数の整流板の少なくとも1つに形成された貫通孔を備えた付記1または2に記載に電子装置。
[付記4]
前記複数の整流板のうち、鉛直方向で最も下方側の整流板以外の整流板の少なくとも1つに形成されている貫通孔を備えた付記3に記載に電子装置。
[付記5]
前記複数の整流板のうち、鉛直方向で最も上方側の整流板以外の整流板の少なくとも1つに形成されている貫通孔を備えた付記3に記載に電子装置。
[付記6]
前記貫通孔は、前記整流板の前記発熱体側の端部に形成されている付記3〜5のいずれか1項に記載の電子装置。
[付記7]
前記貫通孔は、前記整流板の前記発熱体側と反対側の端部に形成されている付記3〜5のいずれか1項に記載の電子装置。
[付記8]
前記複数の発熱体は、前記液相冷媒に浸されるように、鉛直方向と、鉛直方向に対して垂直な方向に沿って、並列するように前記回路基板上に取り付けられ、
前記整流板は、前記複数の発熱体のうち、鉛直方向に対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体を連結するように取り付けられた付記1または2に記載の電子装置。
[付記9]
前記複数の整流板の少なくとも1つに形成された貫通孔を備えた付記8に記載に電子装置。
[付記10]
前記複数の整流板のうち、鉛直方向で最も下方側の整流板以外の整流板の少なくとも1つに形成されている貫通孔を備えた付記9に記載に電子装置。
[付記11]
前記複数の整流板のうち、鉛直方向で最も上方側の整流板以外の整流板の少なくとも1つに形成されている貫通孔を備えた付記9に記載に電子装置。
[付記12]
前記貫通孔は、鉛直方向に対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体の間に形成されている付記9〜11のいずれか1項に記載の電子装置。
[付記13]
前記貫通孔は、前記整流板の先端部側から前記発熱体側へ向けて延在するように、スリット状に形成されている付記3〜7および9〜12のいずか1項に記載の電子装置。
[付記14]
前記貫通孔の長さのうち、前記回路基板の主面と平行方向の幅の長さは、前記整流板の先端部側から前記発熱体側に向けて大きくなるように設定されている付記13に記載の電子装置。Some or all of the above embodiments may also be described, but not limited to:
[Appendix 1]
A container for encapsulating a refrigerant that undergoes a phase change between a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant,
A circuit board provided in the container so that the main surface extends along the vertical direction,
A plurality of heating elements mounted on the circuit board along the vertical direction so as to be immersed in the liquid phase refrigerant.
It is formed of a heat conductive member, is arranged so as to overlap each other along a vertical direction with a gap, and extends toward the surface side of the inner surface of the container facing the main surface of the circuit board. An electronic device provided with a plurality of straightening vanes provided and attached to at least one of the plurality of heating elements.
[Appendix 2]
Each of the plurality of straightening vanes gradually increases as the distance between the main plane of the circuit board and each straightening vane in the direction perpendicular to the main plane of the circuit board increases in the vertical direction. The electronic device according to Appendix 1 attached to the heating element.
[Appendix 3]
The electronic device according to Appendix 1 or 2, wherein the through hole is formed in at least one of the plurality of straightening vanes.
[Appendix 4]
The electronic device according to Appendix 3, wherein the electronic device is provided with a through hole formed in at least one of the plurality of straightening vanes other than the lowermost straightening vane in the vertical direction.
[Appendix 5]
The electronic device according to Appendix 3, wherein the electronic device is provided with a through hole formed in at least one of the rectifying plates other than the rectifying plate on the uppermost side in the vertical direction among the plurality of rectifying plates.
[Appendix 6]
The electronic device according to any one of Supplementary note 3 to 5, wherein the through hole is formed at an end portion of the straightening vane on the heating element side.
[Appendix 7]
The electronic device according to any one of Supplementary note 3 to 5, wherein the through hole is formed at an end portion of the straightening vane on the side opposite to the heating element side.
[Appendix 8]
The plurality of heating elements are mounted on the circuit board in parallel along the vertical direction and the direction perpendicular to the vertical direction so as to be immersed in the liquid phase refrigerant.
The electronic device according to Appendix 1 or 2, wherein the rectifying plate is attached so as to connect a plurality of heating elements arranged in parallel along a direction perpendicular to the vertical direction among the plurality of heating elements.
[Appendix 9]
The electronic device according to Appendix 8, which includes a through hole formed in at least one of the plurality of straightening vanes.
[Appendix 10]
The electronic device according to Appendix 9, further comprising a through hole formed in at least one of the plurality of straightening vanes other than the lowermost straightening vane in the vertical direction.
[Appendix 11]
The electronic device according to Appendix 9, further comprising a through hole formed in at least one of the plurality of straightening vanes other than the straightening vane on the uppermost side in the vertical direction.
[Appendix 12]
The electronic device according to any one of Supplementary note 9 to 11, wherein the through hole is formed between a plurality of heating elements arranged in parallel along a direction perpendicular to the vertical direction.
[Appendix 13]
The electron according to any one of Supplementary note 3 to 7 and 9 to 12, wherein the through hole is formed in a slit shape so as to extend from the tip end side of the straightening vane toward the heating element side. apparatus.
[Appendix 14]
Of the lengths of the through holes, the length of the width in the direction parallel to the main surface of the circuit board is set to increase from the tip end side of the straightening vane toward the heating element side. The electronic device described.
以上、実施形態(及び実施例)を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments (and examples), the present invention is not limited to the above embodiments (and examples). Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the present invention.
1000、1000A、1000B 電子装置
1000C、1000D、1000E 電子装置
100、100A 容器
200、200A 回路基板
300、300a、300b、300c。300d 発熱体
400、400A、400B、400C、400D、400E 整流板
400a、400b、400c、400d、400e 整流板
410、420、430 貫通孔
500、600 放熱フィン
1400、1400a、1400b、1400c、1400d、1400e 整流板1000, 1000A,
Claims (14)
主面が鉛直方向に沿って延在するように、前記容器内に設けられる回路基板と、
前記液相冷媒に浸されるように、鉛直方向に沿って前記回路基板の上に取り付けられた複数の発熱体と、
熱伝導性部材により形成され、鉛直方向に沿って互いに間隙を介して重なるように並べられ、前記容器の内面のうちで前記回路基板の前記主面と向かい合う面側に向けて延在するように設けられ、前記複数の発熱体の少なくとも1つに取り付けられる複数の整流板とを備えている電子装置。A container for encapsulating a refrigerant that undergoes a phase change between a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant,
A circuit board provided in the container so that the main surface extends along the vertical direction,
A plurality of heating elements mounted on the circuit board along the vertical direction so as to be immersed in the liquid phase refrigerant.
It is formed of a heat conductive member, is arranged so as to overlap each other along a vertical direction with a gap, and extends toward the surface side of the inner surface of the container facing the main surface of the circuit board. An electronic device provided with a plurality of straightening vanes provided and attached to at least one of the plurality of heating elements.
前記整流板は、前記複数の発熱体のうち、鉛直方向に対して垂直な方向に沿って並列された複数の発熱体を連結するように取り付けられた請求項1または2に記載の電子装置。The plurality of heating elements are mounted on the circuit board in parallel along the vertical direction and the direction perpendicular to the vertical direction so as to be immersed in the liquid phase refrigerant.
The electronic device according to claim 1 or 2, wherein the rectifying plate is attached so as to connect a plurality of heating elements arranged in parallel along a direction perpendicular to the vertical direction among the plurality of heating elements.
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JP2013182439A (en) | Cooling system of electronic device |
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