DE4125528A1

DE4125528A1 - Elektronisches geraet und verfahren zu dessen kuehlung

Info

Publication number: DE4125528A1
Application number: DE4125528A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Koizumi; Shizuo Zushi; Mitsuo Komiya
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-08-01
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2011-08-02
Also published as: DE4125528C2; KR940008382B1; US5323847A; KR920005677A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät und ein Verfahren zu dessen Kühlung, und insbesondere auf ein elektronisches Gerät mit wärmeerzeugenden elektronischen Teilen, welche unter Verwendung eines flüssigen Kühlmittels und eines Verfahrens zum Kühlen des elektronischen Gerätes gekühlt werden.

In den letzten Jahren nahm die in dem elektronischen Gerät erzeugte Wärmedichte zu, da die Technik zur hochdichten Verpackung integrierter Schaltkreise in einem elektronischen Gerät fortgeschritten ist. Bei diesem elektronischen Gerätetyp wurde eine Art der Flüssigkeitskühlung, wie z. B. in der US-PS 42 26 281 und der US-PS 48 00 956 offenbart, verwendet, anstelle einer auf erzwungener Luftkonvektion basierenden Art der Luftkühlung.

En elektronisches Gerät gemäß dem Stand der Technik, welches die Art der Luftkühlung anwendet, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12, 13 und 14 beschrieben.

Speziell auf die Fig. 12 bezogen, weist das elektronische Gerät eine Vielzahl elektronischer Computer 10, 10, . . . auf, wobei jeder verschiedene integrierte Schaltkreise trägt bzw. aufweist und einen einzigen Kühler 20, der in den integrierten Schaltkreisen erzeugte Wärme absorbiert, um sie zu kühlen.

In dem Kühler 20 sind, wie in Fig. 14 gezeigt, vorgesehen eine primäre Kühlmittelzirkulationsleitung, durch die als primäres Kühlmittel dienendes Flon zirkuliert, und ein Teil einer sekundären Kühlmittelzirkulationsleitung, durch die als sekundäres Kühlmittel dienendes Wasser zirkuliert.

Die primäre Kühlmittelzirkulationsleitung beinhaltet einen Kompressor 21 zum Komprimieren von Flon, einen Verflüssiger 22, einen Wärmetauscher 23 zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen Flon und Wasser, und Flonrohre 24 zum gegenseitigen Verbinden der obigen Komponenten.

Die sekundäre Kühlmittelzirkulationsleitung in dem Kühler 20 beinhaltet einen Tank 25 zum Absorbieren einer Veränderung des Wasservolumens, eine Pumpe 26 zum Unter-Druck-Setzen und Zuführen des Wassers, und Wasserrohre 27 zum gegenseitigen Verbinden der obigen Komponenten.

Der elektronische Computer 10 beinhaltet, wie in Fig. 14 gezeigt, eine Vielzahl elektronischer Schaltkreismodule 11, 11, . . ., von denen jedes auf einem Substrat gebildete integrierte Schaltkreise aufweist, Kühlmäntel 12, 12, . . ., die mit Wasser gespeist sind, welches als sekundäres Kühlmittel zum Kühlen der elektronischen Schaltkreismodule 11, 11, . . . dient, Wasserrohre 13 zum Nachfüllen/Ablassen von Wasser in die und aus den Kühlmänteln 12, und Rohrwege bzw. -pfade 13a.

Die Wasserrohre 13 des elektronischen Computers 10 und Wasserrohre 27 des Kühlers 20 sind miteinander durch biegsame Wasserrohre 19 verbunden. Die biegsamen Wasserrohre 19 werden, wie in Fig. 13 gezeigt, unter dem Boden verlegt, um den Anforderungen der Arbeitseffizienz gerecht zu werden.

Wasser, das aufgewärmt wird, indem es Wärme empfängt, die von den elektronischen Schaltkreismodulen 11 durch die Kühlmäntel 12 übermittelt wird, wird zu dem Kühler 20 geführt, und zwar mittels der Wasserrohre 13 und biegsamen Rohre 19. Innerhalb des Kühlers 20 wird das erwärmte Wasser gekühlt, indem es dem Wärmeaustausch mit Flon in dem Wärmetauscher 23 in der sekundären Kühlmittelzirkulationsleitung ausgesetzt wird, und das gekühlte Wasser wird mittels der Pumpe 26 unter Druck gesetzt und wieder zu den Kühlmänteln 12 des elektronischen Computers 10 geführt.

Mit der Art der Luftkühlung verglichen ist die obige Art der Flüssigkeitskühlung in ihrer Kühlleistung drastisch verbessert und ist sehr geeignet zum Kühlen großangelegter elektronischer Geräte. Aber heute tendieren selbst mittelgroße und kleine elektronische Geräte dazu, die Wärmeerzeugungsdichte zu erhöhen, wobei sie eine Äquivalenz mit dem großangelegten elektronischen Geräten zeigen, und in einigen mittelgroßen und kleinen elektronischen Geräten wurde eine Art der Flüssigkeitskühlung ähnlich der der großangelegten elektronischen Geräte übernommen.

Wenn jedoch die Art der Flüssigkeitskühlung für die mittelgroßen und kleinen elektronischen Geräte ähnlich der für die großangelegten elektronischen Geräte angewendet wird, so daß der elektronische Computer und der Kühler, welche vereinzelt sind, getrennt angeordnet sind, treten die folgenden Probleme auf:

1) Das mittelgroße oder kleine elektronische Gerät ist oft in einem gewöhnlichen Büroraum aufgestellt, und die Verringerung des Installationsraums ist einer seiner wichtigen Leistungsfaktoren. Die Anordnung, in der der elektronische Computer und der Kühler getrennt aufgestellt sind, beeinträchtigt jedoch die Verwirklichung der Verringerung des Installationsraums sehr gegenteilig und macht den Lageplan in dem Installationsraum sehr kompliziert.
2) Leitungen müssen zwischen den elektronischen Computern und dem Kühler verlegt werden, und daher ist die Installationsarbeit zeitaufwendig. Besonders, wenn der Installationsplatz ein gewöhnlicher Büroraum ist, ist es zu bevorzugen, daß die Installationsarbeit innerhalb einer so kurz wie möglichen Zeit vollendet werden kann, aber man braucht viel Zeit, um andere Büromaschinen umzustellen, und in jedem Fall wird der Büroraum verschmutzt.
3) Aufgrund des Leitungswiderstandes zwischen den elektronischen Computern und dem Kühler muß die Pumpleistung in dem Kühler erhöht werden, um den Leitungswiderstand auszugleichen, und die Größe der Pumpen nimmt dementsprechend zu, und die Betriebskosten steigen.

Dem auf der Art der Flüssigkeitskühlung beruhenden elektronischen Gerät stellt sich ein weiteres Problem gemäß dem folgenden.

Insbesondere, wenn das elektronische Gerät mit der Art der Flüssigkeitskühlung für längere Zeit nicht betrieben wird, verschlechtert sich das Kühlmittel, und Korrosion der Mäntel und Leitungen neigt dazu sich zu beschleunigen. Dies macht es nötig, das Kühlmittel abzulassen.

Dennoch wird in dem elektronischen Gerät gemäß dem Stand der Technik kein Verfahren zum Ablassen des Kühlmittels besonders in Betracht gezogen, und selbst wenn das Ablassen des Kühlmittels in der in Fig. 14 gezeigten Konstruktion durchgeführt wird, kann das in den unter dem Boden verlegten biegsamen Rohren 19 und in dem Rohrweg 13a befindliche Kühlmittel nicht abgelassen werden, sondern bleibt darin.

Im Hinblick auf das Verhindern dieses Problems wurde ein Verfahren hervorgebracht, bei dem unter hohem Druck stehende Luft eingespeist bzw. zugeführt wird, um das Kühlmittel in den Kühlmänteln zu entfernen, aber nachteiligerweise benötigt das vorgeschlagene Verfahren einen Kompressor, als eine zusätzliche Komponente der Wartungsausrüstung und macht zudem die Arbeit des Ablassens kompliziert.

Die vorliegende Erfindung wird erreicht, um die zuvor genannten Probleme aufgrund der getrennten Anordnung der elektronischen Computer und des Kühlers in den Griff zu bekommen, und es ist ein erstes Ziel der Erfindung, ein elektronisches Gerät und ein Verfahren zum Kühlen des elektronischen Gerätes bereitzustellen, welches den Installationsraum, die Installationsarbeitszeit und die Größe der Pumpe verringern kann.

Die vorliegende Erfindung wird erreicht, um auch das zuvor genannte Problem aufgrund des Ablassens des Kühlmittels in den Griff zu bekommen, und es ist ein zweites Ziel der Erfindung, ein elektronisches Gerät bereitzustellen, dessen Aufbau in der Lage ist, das Kühlmittel auf einfache Weise abzulassen.

Um das erste Ziel zu erreichen, weist ein elektronisches Gerät gemäß der Erfindung auf:
eine elektronische Schaltkreiseinheit mit wärmeerzeugenden elektronischen Teilen, und Kühlmänteln, die mit einem Kühlmittel so gespeist werden, daß die wärmeerzeugende elektronische Teile gekühlt werden;
eine Kühlmittelkühleinheit mit einer Kühlmitteleinrichtung zum Kühlen des Kühlmittels von den Kühlmänteln, und eine Kühlmittelzuführeinrichtung zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmitteln; und
eine Trennplatte,
wobei die elektronische Schaltkreiseinheit und die Kühlmittelkühleinheit in dem gleichen Schrank untergebracht sind, und die Trennplatte so gelagert ist, daß die elektronische Schaltkreiseinheit und die Kühlmittelkühleinheit abgeteilt werden.

Um das erste Ziel zu erreichen, weist ein Verfahren zum Kühlen eines elektronischen Geräts mit wärmeerzeugenden elektronischen Teilen die folgenden Schritte auf:
Befestigen von Kühlmänteln an den wärmeerzeugenden elektronischen Teilen des elektronischen Geräts;
Befestigen einer Kühlmittelkühleinheit in demselben Schrank des elektronischen Geräts, zum Kühlen eines Kühlmittels für das elektronische Gerät, und eine Kühlmittelzuführeinheit zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmänteln;
Bereitstellen einer Temperatur zwischen den elektronischen Teilen und der Kühlmittelkühleinheit und der Kühlmittelzuführeinheit; und
Veranlassen der Kühlmittelzuführeinheit, das von der Kühlmittelkühleinheit gekühlte Kühlmittel zu den Kühlmänteln zuzuführen, und Veranlassen der Kühlmäntel, die wärmeerzeugenden elektronischen Teile zu kühlen.

Entsprechend der Erfindung, da die elektronische Schaltkreiseinheit und die Kühlmittelkühleinheit in demselben Schrank befestigt sind, kann eine Verringerung des Installationsraumes erreicht werden, und der Lageplan in dem Installationsraum kann vereinfacht werden.

Für die Installationsarbeit des elektronischen Gerätes kann man sich Rohrverlegungsarbeit sparen, und daher kann die Installationsarbeitszeit verringert werden, und Verunreinigen des Installationsplatzes kann verhindert werden.

Da weiterhin zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit und der Kühlmittelkühleinheit verlegte Rohre kurz sind und eine feste Länge haben, kann die Pumpleistung durch ein Erniedrigen des Rohrleitungswiderstands verringert werden, wodurch die Größe der Pumpe und die Betriebskosten verringert werden.

Da die elektronische Schaltkreiseinheit und die Kühlmittelkühleinheit in demselben Schrank befestigt sind, würde ein unvorhergesehenes Auslaufen des Kühlmittels die elektronische Schaltkreiseinheit nachteilig beeinträchtigen. In der vorliegenden Erfindung kann man jedoch dank der Einrichtung einer Trennplatte zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit und der Kühlmitteleinheit das Kühlmittel daran hindern, von der Kühlmittelkühleinheit zu der elektronischen Schaltkreiseinheit zu gelangen, wodurch der Einfluß auf die elektronische Schaltkreiseinheit minimiert wird.

Um weiterhin das zweite Ziel zu erreichen, weist ein elektronisches Gerät der Erfindung auf:
wärmeerzeugende elektronische Teile; und
einen zirkulierenden Pfad eines Kühlmittels zum Kühlen der wärmeerzeugenden elektronischen Teile, wobei der zirkulierende Pfad aufweist:

a) Kühlmäntel zum Kühlen der wärmeerzeugenden elektronischen Teile,
b) eine Kühlmittelkühleinrichtung zum Kühlen des Kühlmittels von den Kühlmänteln,
c) eine Kühlmittelzuführeinrichtung zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmänteln, und
d) ein Rohrleitungspfad zum Durchführen des Kühlmittels durch die Kühlmittel, eine Kühlmittelkühleinrichtung und eine Kühlmittelzuführeinrichtung;

wobei die wärmeerzeugenden elektronischen Teile und der zirkulierende Pfad in dem gleichen Schrank untergebracht sind, und eine Kühlmittelablaßöffnung ist am Boden des U-förmigen Teils des zirkulierenden Pfades eingerichtet.

In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein elektronisches Gerät bereitgestellt, worin die Kühlmäntel zum Übertragen der in den wärmeerzeugenden elektronischen Teilen erzeugten Wärme an ein flüssiges Kühlmittel und die Kühlmittelkühleinheit einschließlich einer Pumpe, eines Wärmetauschers und eines Tanks, welche als eine Einrichtung zum Kühlen des Kühlmittels und Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmänteln dient, in demselben Schrank untergebracht sind, wobei der Tank an einen Teil des Kühlmittelrohrleitungssystems gepackt ist, welches auf dem höchsten Niveau liegt, und andere Teile des Rohrleitungssystems sind frei von Flüssigkeitstagnation. In Überstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wird ein elektronisches Gerät bereitgestellt, worin die Kühlmittel, die Pumpe, der Wärmetauscher und der Tank in demselben Schrank untergebracht sind, zumindest der Tank höher befestigt ist als der Wärmetauscher, und andere Teile eines Rohrleitungssystems als der Wärmetauscher sind frei von Flüssigkeitsstagnation.

Entsprechend den obigen Ausführungsbeispielen des elektronischen Geräts, da die elektronischen Teile und die Pumpe, die Kühlmäntel, der Wärmetauscher und der Tank, welche einen zirkulierenden Pfad für das Kühlmittel zum Kühlen der elektronischen Teilen darstellen, in demselben Schrank untergebracht sind, sind die wie in dem Stand der Technik unter dem Boden verlegten Kühlmittelpfade nicht nötig, um das Ablassen des Kühlmittels zu erleichtern.

Weiterhin wird das gesamte Kühlmittel durch eine Kühlmittelablaßöffnung abgelassen, welche am Boden eines U-förmigen in dem Zirkulationspfad geformten Teils bereitgestellt ist, und daher braucht man Druckluft wie im Stand der Technik nicht zu benutzen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Darin zeigen:

Fig. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 1 eine Schnittansicht ist, die den Gesamtaufbau eines elektronischen Geräts zeigt, Fig. 2 eine Perspektivansicht, die den Gesamtaufbau des elektronischen Geräts zeigt, Fig. 3 eine Bruchschnittansicht, die den Boden eines Schrankes zeigt und Fig. 4 eine Bruchschnittansicht, welche das Verbindungsstück zwischen einem Kühlmittelrohr der elektronischen Schaltkreiseinheit und einem Kühlmittelrohr der Kühlmittelkühleinheit zeigt;

Fig. 5 eine Bruchschnittansicht, welche eine Abwandlung des Verbindungsstücks zwischen den Kühlmittelrohren des elektronischen Schaltkreises und den Kühlmittelkühleinheiten nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 6 und 7 ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 6 eine Schnittansicht ist, welche den Gesamtaufbau des elektronischen Gerätes zeigt und Fig. 7 eine Perspektivansicht, die den Gesamtaufbau des elektronischen Gerätes zeigt;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Erklären der Funktionsweise eines Kühlmittellecknachweises und eines Kühlmittelverringerungsratennachweises;

Fig. 9 ein Flußdiagramm zum Erklären der Funktionsweise des Ersparens eines Prozesses, welcher gegenwärtig durch eine Informationsverarbeitungseinheit in einem Speichermedium durchgeführt wird;

Fig. 10A und 10B Blockdiagramme, die ein drittes Ausführungsbeispiel des elektronischen Gerätes zeigen, wobei Fig. 10A eine Kühlstruktur zeigt und Fig. 10B einen Kühlmittelpfad zeigt;

Fig. 11A und 11B Blockdiagramme, welche ein viertes Ausführungsbeispiel des elektronischen Gerätes zeigen, wobei Fig. 11A eine Kühlstruktur zeigt und Fig. 11B einen Kühlmittelpfad zeigt; und

Fig. 12, 13 und 14 ein elektronisches Gerät nach dem Stand der Technik, wobei Fig. 12 eine Perspektivansicht ist, die die Gesamtkonstruktion des elektronischen Gerätes zeigt, Fig. 13 eine schematische Seitenansicht des elektronischen Gerätes von Fig. 12 und Fig. 14 eine Schnittansicht, welche die Gesamtkonstruktion des elektronischen Gerätes zeigt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 11B beschrieben.

Unter Bezugnahme auf insbesondere Fig. 1 bis 4 wird ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektronischen Gerätes beschrieben.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das elektronische Gerät hauptsächlich eine elektronische Schaltkreiseinheit 30 und eine Kühlmittelkühleinheit 40 auf.

Die elektronische Schaltkreiseinheit 30 beinhaltet eine Vielzahl elektronischer Schaltkreismodule 31, 31, . . ., von denen jedes ein Substrat besitzt, auf dem eine Vielzahl integrierter Schaltkreise und dergleichen gebildet sind, welche für wärmeerzeugende elektronische Teile stehen, und Kühlmäntel 32, 32, . . ., welche innig auf die Oberflächen der elektronischen Schaltkreismodule 31, 31, . . . befestigt sind, um in den elektronischen Schaltkreismodulen 31, 31, . . . erzeugte Wärme an als ein Kühlmittel dienendes Wasser zu übertragen. Die Kühlmäntel 32, 32, . . . sind untereinander durch biegsame Kühlmittelrohre 33, 33, . . . verbunden, wobei ein biegsames Kühlmittelrohr 33 an einem Ende an einem Kühlmitteleinlaßrohr 35 über ein Sammelrohr 34 verbunden ist und ein anderes biegsames Kühlmittelrohr 33 an dem anderen Ende mit einem Kühlmittelauslaßrohr 36 über ein zweites Sammelrohr 34 verbunden ist.

Die Kühlmittelkühleinheit 40 beinhaltet einen Wärmetauscher 41, welcher Wärmeaustausch durchführt zwischen Wasser, das durch die Kühlmäntel 32, 32, . . . erwärmt wird, und Luft, um das erwärmte Wasser zu kühlen. Einen Tank 42 zum Absorbieren einer Volumenänderung des Wassers aufgrund thermischer Expansion und Kontraktion, eine Kühlmittelzuführpumpe 43 zum Zuführen gekühlten Wassers an die Kühlmäntel 32, 32, . . ., Kühlmittelrohre 44, 44, . . ., um die obigen Komponenten miteinander gegenseitig zu verbinden, und Blasventilatoren 45, 45, . . ., um Luft gegen den Wärmetauscher 41 zu blasen.

Die elektronische Schaltkreiseinheit 30 und die Kühlmittelkühleinheit 40 sind beide in einem einzigen Schrank 50 derart untergebracht, daß die elektronische Schaltkreiseinheit 30 an der Vorderseite des Schrankes 50 angeordnet ist und die Kühlmittelkühleinheit 40 an der Hinterseite des Schrankes 50 angeordnet ist.

Eine Trennplatte 51 ist zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und der Kühlmittelkühleinheit 40 eingerichtet. Nippel 52, 52 sind feststehend durch Schweißen bzw. Schmelzen an die Trennplatte 51 angebracht bzw. montiert, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, um die Kühlmittelrohre 35, 36 der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und die Kühlmittelrohre 44, 44 der Kühlmittelkühleinheit 40 zu verbinden.

Der Wärmetauscher 41, welcher angepaßt ist zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen als Kühlmittel dienendem Wasser und Luft, ist aufgebaut aus einem Rohr mit Kühlrippen, und er ist an dem höchsten Teil oder dem höchsten Niveau innerhalb des Schrankes 50 angeordnet. Die Blasventilatoren 45 sind direkt unterhalb des Wärmetauschers 41 angeordnet. Luft wird von unten gegen den Wärmetauscher 41 geblasen, um es durch Wärmeaustausch erwärmter und an spezifischem Gewicht verringerter Luft zu erleichtern, nach oben zu entweichen.

In einem Schrankoberteil 53 gebildet und über dem Wärmeaustauscher 41 liegend, gibt es eine Vielzahl von Abluftlöchern 54, 54, . . ., durch welche durch Wärmeaustausch erwärmte Luft ausgestoßen wird. In einem Schrankboden 55 gebildet, und unter den Blasventilatoren 45, 45, . . . liegend, gibt es eine Vielzahl kleiner Einlaßperforierungen 56, 56, . . ., durch welche die freie Luft in den Schrank 50 eingelassen wird. Jede der Einlaßperforierungen ist mit einem Ausflußverhütungsdamm 58 umgeben, wie in Fig. 3 gezeigt, um Wasser, welches ungewollterweise aus einem Leck von den Kühlmittelrohren 44 und dergleichen stammt, daran zu hindern, außerhalb des Schrankes 50 zu gelangen. Direkt über jeder Einlaßperforierung 56 ist eine Platte 57 befestigt, welche bewirkt, daß von oben herabtropfende Kühlmitteltropfen nicht direkt durch die Einlaßperforierung 46 aus dem Schrank hinausgehen können.

Die Funktionsweise des elektronischen Gerätes nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben. In dem elektronischen Schaltkreismodul 31 erzeugte Wärme wird zu Wasser des Kühlmittels durch den Kühlmantel 32 übertragen. Wasser, welches durch dorthin übertragene Wärme erwärmt wird, wird einmal zu dem Sammelrohr 34 durch die biegsamen Kühlmittelrohre 33 gesammelt, und dann durch das Kühlmittelauslaßrohr 36, den Nippel 52 und das Kühlmittelrohr 44 der Kühlmittelkühleinheit 40 zu dem Wärmetauscher 41 geführt. An dem Wärmetauscher wird das erwärmte Wasser Wärmeaustausch mit Luft unterworfen, die in den Schrank 50 mit Hilfe der Blasventilatoren 45, 45 eingesaugt wird, damit es gekühlt wird. Durch Wärmeaustausch erwärmte Luft wird durch die in dem Schrankoberteil 53 gebildeten Abluftlöcher 54, 54 ausgestoßen. Das gekühlte Kühlmittel wird einmal zu dem Tank 42 geschickt, wo sein Druck auf Atmosphärendruck reduziert wird, und wird dann durch die Kühlmittelzuführpumpe 43 unter Druck gesetzt.

Das unter Druck stehende Kühlmittel wird wieder zu den Kühlmänteln 32, 32, . . . der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 geschickt.

Da im elektronischen Gerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels die elektronische Schaltkreiseinheit 30 und die Kühlmittelkühleinheit 40 beide in demselben Schrank 50 untergebracht sind, kann der Raum für die Installation verringert werden. Weiterhin können die Kühlrohre zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und der Kühlmittelkühleinheit 40 im Verlauf der Produktion befestigt werden, wodurch die Installationsarbeitszeit verringert wird. Weiterhin sind die Kühlmittelrohre zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und der Kühlmittelkühleinheit 40 kurz mit einer festen Länge, und daher kann die Pumpleistung verringert werden im Verhältnis zur Verringerung des Pumpwiderstandes, um die Größe der Pumpe und die Betriebskosten zu verringern.

Es ist vorstellbar, daß der Einbau sowohl der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und der Kühlmittelkühleinheit 40 in den gleichen Schrank 50 eine derartige Unannehmlichkeit heraufbeschwören würde, daß als Kühlmittel dienendes Wasser ungewollterweise zu der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 gelangt, daß jedoch dank der zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und der Kühlmittelkühleinheit 40 eingerichteten Trennplatte 51 Wasser, welches z. B. aus einem Leck des Kühlmittelrohres 44 der Kühlmittelkühleinheit 40 stammt, vollständig daran gehindert werden kann, in die elektronische Schaltkreiseinheit 30 zu gelangen.

Die Verhinderung eines Wasserlecks zu der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 muß so perfekt wie möglich sein, und es wird vorzugsweise verhindert, die Rohre innerhalb der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 durch Schraubenkopplung miteinander zu verbinden. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Schraubenkopplung nur für die Verbindungen der Kühlmittelrohre 35 und 36 an die Nippel 52 angewandt. Die Anwendung einer Schraubenkopplung für die Verbindung der Kühlmittelrohre 35 und 36 der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 an die Kühlmittelrohre 44 der Kühlmittelkühleinheit 40 durch die Nippel 52 erfolgt aufgrund der Tatsache, daß sich das Herstellungsverfahren und der Inspektionsvorgang für die elektronische Schaltkreiseinheit 30 von denen der Kühlmittelkühleinheit 40 unterscheiden, und daher müssen diese Einheiten leicht voneinander trennbar sein.

Die in mittelgroßen oder kleinen elektronischen Geräten erzeugte Menge an Wärme ist im allgemeinen klein, und daher ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kühlmittelkühleinrichtung aus einem Wärmeaustauscher 41 und Blasventilatoren 45 aufgebaut, um die Größe des elektronischen Gerätes zu verringern. Falls die Wärmeerzeugungsmenge groß ist, können ein Verflüssiger und ein Verdampfer unter Verwendung von Flon als ein Kühlmittel zusätzlich eingerichtet sein, obwohl die Größenverringerung beeinträchtigt wird.

Eine Abwandlung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.

Bei dieser Abwandlung ist das Verbindungsstück des Kühlmittelrohres 35a der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 zu einem Nippel 52a versetzt angeordnet, und zwar relativ zu der Trennplatte 51, zu der Kühlmittelkühleinheit 40 hin.

An seinem im wesentlichen axial zentralen Teil ist der Nippel 52 mit einem Flansch 52b versehen, der mit einer Vielzahl von Löchern gebildet ist, durch welche Bolzen zum Befestigen des Nippels 52a an die Trennplatte 51 eingeführt werden können. In der Nähe seines Endes ist das Kühlmittelrohr 35a der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 mit einem Flansch 35b versehen, und auf ähnliche Weise ist ein Kühlmittelrohr 44a der Kühlmittelkühleinheit 40 in der Nähe seines Endes mit einem Flansch 44b versehen. Der Flansch 35b ist auch mit einer Vielzahl von Löchern gebildet zum Einführen von Bolzen.

Um das Kühlmittelrohr 35a der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und das Kühlmittelrohr 44a der Kühlmitteleinheit 40 miteinander zu verbinden, wird der Flansch 52b des Nippels 52a auf die Seite der Kühlmittelkühleinheit 40 gebracht, das Kühlmittelrohr 35a der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und das Kühlmittelrohr 44a der Kühlmittelkühleinheit 40 werden mit dem Nippel 52a unter dieser Bedingung in Eingriff gebracht, und der Flansch 52b des Nippels 52a und der Flansch 35b des Kühlmittelrohres 35a der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 werden miteinander durch die Trennplatte 51 mit Hilfe eines Bolzens 52c verbunden. Zwischen jedem der Flansche 35b und 52b und der Trennplatte 51 ist eine Dichtung 52d zwischengelagert.

Mit diesem Aufbau kann die elektronische Schaltkreiseinheit 30 frei von Schraubenkopplung sein, um Faktoren für ein Wasserleck zu minimieren und die Trennung zwischen der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und der Kühlmittelkühleinheit 40 zu erleichtern.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des elektronischen Gerätes wird nun beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7.

In dem elektronischen Gerät, entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ist dieselbe Kühlmittelkühleinheit 40 wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Rahmen 60 befestigt, um eine Einheitsstruktur bereitzustellen und, wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels, ist die Einheitsstruktur zusammen mit der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 in einem Schrank 50a untergebracht. Im wesentlichen hat das vorliegende Ausführungsbeispiel denselben Aufbau wie der des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die einzige Ausnahme darin besteht, daß die Kühlmitteleinheit die Einheitsstruktur besitzt, und daher sind die gleichen Elemente wie die des ersten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hierin nicht beschrieben.

Der Rahmen 60 hat eine Trennplatte 61, welche der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 gegenübersteht, und welche mit Mitteln 62, 62 versehen ist, die dazu angepaßt sind, Kühlmittelrohre 35, 36 der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 und Kühlmittelrohre 44, 44 der Kühlmittelkühleinheit 40 miteinander zu verbinden. Im Unterteil des Rahmes 60 sind Einlaßperforierungen 63, 63, . . . geformt, durch welche die freie Luft eingesaugt wird, und im Oberteil des Rahmens 60 sind Abluftlöcher 64, 64, . . . geformt, durch welche von einem Wärmetauscher 41 erwärmte Luft ausgestoßen wird.

Innerhalb des Rahmens 60 sind Bestandteile der Kühlmittelkühleinheit 40 angeordnet, welche der Wärmetauscher 41, ein Tank 42, eine Kühlmittelzuführpumpe 43, die Kühlmittelrohre 44, 44 zum gegenseitigen Verbinden der obigen Komponenten, und Blasventilatoren 45 sind. Zusätzlich zu dem obigen werden in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellt: ein Kühlmittelmengendetektor 47 zum Nachweisen der Kühlmittelmenge in dem Tank 42, eine Steuerung 48, die auf die nachgewiesene Kühlmittelmenge anspricht, um ein Kühlmittellecknachweissignal und ein Pumpenstoppsignal zu erzeugen, und eine Alarmeinrichtung 49, die bedienbar ist, um einen Alarm zu erzeugen, wenn das Kühlmittellecknachweissignal empfangen wird. Der Kühlmittelmengendetektor 47 kann aus einem bekannten Schwimmer und einem Potentiometer aufgebaut werden, welches angepaßt ist den Schwimmer zu stützen, und kann dazu betrieben werden, den Flüssigkeitsstand in dem Tank 42 zu überwachen. Der mechanische Aufbau des Detektors ist dem Fachmann geläufig, und seine Abbildung ausgelassen.

Der Kühlmittelmengendetektor 47 arbeitet mit einer Steuerung 48 zusammen, um die Kühlmittelverringerungsrate und ein Kühlmittelleck nachzuweisen, und die Steuerung 48 arbeitet mit der Kühlmittelzuführpumpe 43 zusammen, um eine Zufuhr des Kühlmittels zu stoppen.

Der zuvor beschriebene Rahmen 60 und verschiedene andere in dem Rahmen befestigte Komponenten bilden eine Kühleinheit 40a. Die der Kühlmittelverringerungsnachweisoperation und die der Kühlmittellecknachweisoperation werden nun detaillierter beschrieben.

Da der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Tank 42 ein dem atmosphärischen Druck ausgesetzter Tanktyp ist (nicht luftdichte Art), verdampft das Kühlmittel, wenn auch nur sehr langsam, während gewöhnlichem Kühlbetrieb, und der Flüssigkeitsstand des Kühlmittels in dem Tank sinkt zunehmend. Andererseits überwacht der Kühlmittelmengendetektor 47 den Flüssigkeitsstand unter Verwendung des in dem Tank positionierten Schwimmers, so daß, wenn der Flüssigkeitsstand unter einen Pegel fällt, bei dem Nachfüllen des Kühlmittels benötigt wird, eine Flüssigkeitsnachfüllalarmanzeige, die nicht gezeigt ist, aufleuchtet. Da das Kühlmittel spontan abnimmt, senkt sich der Flüssigkeitsstand zu dem Pegel, bei dem Zuführen der Flüssigkeit nötig ist, aber in diesem Fall ist es nicht notwendig, sofort zu handeln, und das elektronische Gerät arbeitet weiterhin.

Im Gegensatz dazu führt das Auftreten eines Kühlmittellecks zu einem thermischen Bruch der elektronischen Schaltkreiseinheit oder dazu, daß Kühlmittel auf den Boden gelangt, auf welchem das elektronische Gerät aufgestellt ist, und es muß streng unterschieden werden von der zuvor genannten spontanen Abnahme an Kühlmittel, um notwendiges Handeln schleunigst in die Wege zu leiten. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kühlmittelverringerungsrate in dem Tank 42 andauernd überwacht, und durch Wahrnehmung ihres Wertes als Überschuß eines festgelegten Wertes (die spontan zu erwartende Verringerungsrate), kann das Lecken des Kühlmittel nachgewiesen werden. Weiterhin, entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, falls das Lecken von Kühlmittel nachgewiesen wird, wird in Überstimmung mit dem Ausmaß der Kühlmittelverringerungsrate entschieden, ob das Lecken von Kühlmittel für das elektronische Gerät gefährlich ist, d. h., ob eine Sicherheitsverriegelung notwendig ist, und dann werden verschiedene Schutzoperationen durchgeführt, die von der Notwendigkeit oder Nicht-Notwendigkeit einer Sicherheitsverriegelung abhängen.

Die Funktionsweise nach Auftreten eines Kühlmittels wird nun beschrieben unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm der Fig. 8.

Das zuvor genannte Potentiometer zum Nachweis der Position des Schwimmers, welcher in dem Tank 42 bereitgestellt ist, weist immer den Flüssigkeitsstand nach und informiert die Steuerung 48 über den nachgewiesenen Wert des Flüssigkeitsniveaus bzw. -stands (Schritt 181). Andererseits enthält die Steuerung 48 einen Bezugssignalgenerator, welcher ein Bezugssignal zu einer vorbestimmten Zeitdauer erzeugt (Schritt 182).

Die Steuerung 48 berechnet eine Kühlmittelverringerungsrate auf der Basis des nachgewiesenen Wertes des Flüssigkeitsstandes und des Bezugssignals (Schritt 183).

Die Steuerung 48 wird voreingestellt mit der zuvor erwähnten spontanen Verringerungsrate (festgelegter Wert), die man aufgrund des Verdampfens des Kühlmittels erwartet, und mit einer Verringerungsrate (kritischer Wert), bei welcher eine Sicherheitsverriegelung für die Kühleinheit benötigt wird. In dem Falle, wo das Kühlmittel durch ein Leck austritt, nimmt die Menge an Kühlmittel in der Kühlmittelzirkulationsleitung abrupt ab, wobei die Menge an Kühlmittel in dem Tank 42 abnimmt und der Flüssigkeitsstand in dem Tank gesenkt wird. Die Steuerung 48 berechnet eine Verringerungsrate des Kühlmittels in Schritt 183 in Übereinstimmung mit einer Abnahme des Flüssigkeitsstandes. Die Steuerung vergleicht zuerst die berechnete Rate mit dem zuvor genannten festgelegten Wert (Schritt 184) und, falls die Verringerungsrate des Kühlmittels den festgelegten Wert übersteigt, vergleicht sie dann die Verringerungsrate mit dem zuvor genannten kritischen Wert (Schritt 185). Falls der kritische Wert nicht überschritten wird, sendet die Steuerung nur ein Kühlmittellecknachweissignal an die Alarmeinrichtung 49 (Schritt 186), aber wenn der kritische Wert überschritten wird, sendet sie das Kühlmittellecknachweissignal an die Alarmeinrichtung 49, und zur gleichen Zeit erkennt sie die Notwendigkeit einer Sicherheitsverriegelung, wobei ein Pumpenstoppsignal an die Kühlmittelpumpe 43 gesendet wird (Schritt 187). Auf Empfang des Kühlmittellecknachweissignals löst die Alarmeinrichtung 49 einen Alarm aus, um die Bedienungsperson über das Kühlmittelleck zu informieren. Die über den Alarm informierte Bedienungsperson kann notwendige Maßnahmen treffen, wie das Anhalten des Betriebes der elektronischen Schaltkreiseinheit oder Inspektion des Kühlmittels.

Falls die Kühlmittelleckmenge sehr groß ist und den kritischen Wert übersteigt, sendet die Steuerung 48 ein Pumpenstoppsignal aus wie zuvor beschrieben, um die Kühlmittelzuführpumpe 43 anzuhalten. Das hat zum Ergebnis, daß das Kühlmittel daran gehindert wird, durch die Kühlmittelzirkulationsleitung zu zirkulieren, und der Einfluß des Lecks kann auf ein Minimum unterdrückt werden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können dieselben Effekte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden, und obendrein kann die Kühlmittelkühleinheit 40 in der Form der Einheitsstruktur sehr leicht in den Schrank 50a oder aus dem Schrank 50a ein- bzw. ausgebaut werden.

Daher kann das elektronische Gerät hergestellt werden, indem man die elektronische Schaltkreiseinheit 30 und die Kühlmittelkühleinheit 40 in vollständig getrennten Produktionsketten herstellt und indem man am Schluß die Kühleinheit 40a in den Schrank baut, wodurch der Produktionsablauf und der Inspektionsablauf während der Produktion vereinfacht wird. Weiterhin aufgrund der sehr einfachen Trennung der Kühlmittelkühleinheit 40 von der elektronischen Schaltkreiseinheit 30 können Wartungs-, Inspektions- und Reparaturarbeiten einfach und sehr schnell durchgeführt werden.

Zusätzlich kann man ungewolltes Auslaufen von Kühlmittel in den Griff bekommen, indem ein Alarm ausgelöst wird und die Kühlmittelzuführpumpe angehalten wird, und daher kann das elektronische Gerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels in seiner Zuverlässigkeit mehr verbessert werden als das elektronische Gerät des ersten Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei sehr großer Kühlmittelleckmenge die Kühlmittelzuführpumpe 53 angehalten, aber alternativ kann ein in die Kühlmittelzirkulationsleitung eingebautes elektromagnetisches Ventil unter dem Befehl der Steuerung 48 geschlossen werden.

Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Kühlmittelleck nachgewiesen wird, indem man die Kühlmittelmenge in dem Tank 42 nachweist, kann man alternativ das Kühlmittelleck auch direkt nachweisen, indem man einen am Boden des Rahmens eingerichteten Leckdetektor verwendet.

In dem Falle, wo zum Beispiel die elektronische Schaltkreiseinheit 30 ein Informationsverarbeitungsgerät darstellt, kann ein für ein nachgewiesenes Kühlmittelleck stellvertretendes Signal an eine CPU angelegt werden, welche sich in dem Gerät befindet, und die dieses Signal empfangende CPU kann einen Vorgang, der gegenwärtig durchgeführt wird, in einem Speichermedium abspeichern.

Die Abspeicherungsoperation wird detaillierter unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm der Fig. 9 beschrieben.

Die zuvor genannte Steuerung 48 der Kühleinheit 40a sendet ein Pumpenstoppsignal an die Pumpe 43 aus, und gleichzeitig damit sendet sie ein Signal an eine CPU (nicht gezeigt), das die CPU anweist, einen Prozeß abzuspeichern, wenn die Kühlmittelverringerungsrate den kritischen Wert in Schritt 184 überschreitet, wie er in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben ist. Wenn die CPU dieses Signal empfängt (Schritt 191), speichert sie den gegenwärtig ausgeführten Vorgang in einem Speichermedium ab, wie zum Beispiel einem Magnetband (Schritt 192), bestätigt die Vollendung des Abspeicherns (Schritt 193) und hält daraufhin die elektronische Schaltkreiseinheit an (Schritt 194).

Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel, selbst wenn das elektronische Gerät aufgrund eines Kühlmittellecks angehalten wird, werden die Ergebnisse bereits ausgeführter Operationen niemals verloren.

Offensichtlich können der Kühlmitteldetektor 47, die Steuerung 48 und die Alarmeinrichtung 49, welche in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden auf das erste Ausführungsbeispiel angewandt werden.

In den vorigen Ausführungsbeispielen wird durch die Bereitstellung eine Einrichtung zum Nachweis eines Kühlmittelaustritts die Möglichkeit geschaffen, eine Bedienperson zu zwingen, auf ein ungewolltes Kühlmittelleck schnell zu reagieren. Zusätzlich dank der Bereitstellung einer Einrichtung zum Anhalten der Kühlmittelzufuhr, kann die Kühlmittelzufuhr zu der elektronischen Schaltkreiseinrichtung angehalten werden, in dem Fall, wo ein schweres Kühlmittelleck vorliegt, wobei der Einfluß des Kühlmittellecks auf die elektronische Schaltkreiseinheit minimiert wird.

Die Bereitstellung sowohl der elektronischen Schaltkreiseinheit und der Kühlmittelkühleinheit in demselben Schrank wird jedoch das Problem aufwerfen, daß der Unterschied im Produktionsverlauf, dem Inspektionsverfahren und der Lebensdauer der elektronischen Schaltkreiseinheit und der Kühlmittelkühleinheit den Produktionsverlauf und das Reparaturvorgehen erschwert.

Um dieses Problem zu lösen, wird wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Kühlmittelkühleinheit mit einem Rahmen versehen, in welchem verschiedene Komponenten der Kühlmittelkühleinheit einstückig befestigt sind, um die Einheitsstruktur bereitzustellen. Die Kühlmittelkühleinrichtung, welche die Einheitsstruktur annimmt, macht es möglich die Trennung der Kühlmitteleinheit von der elektronischen Schaltkreiseinheit zu erleichtern, und gestattet und erleichtert getrennte Produktion, Inspektion und Reparaturen dieser Einheiten. Speziell in dem Fall eines Flüssigkeitslecks kann eine neue Kühleinheit an den Ort gebracht werden, wo ein elektronisches Gerät installiert und benutzt worden ist, und eine Einheitsstruktur einer defekten Einheit, welche ein Flüssigkeitsleck aufweist, kann mit der neuen Einheit ausgetauscht werden, wodurch die Reparatur zügig durchgeführt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10A, 10B 11A und 11B wird nun ein drittes und viertes Ausführungsbeispiel des elektronischen Gerätes beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele bewirken ein Erleichtern des Ablassens von Kühlmittel.

Wie in Fig. 10A gezeigt, weist das elektronische Gerät entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel eine elektronische Schaltkreiseinheit und eine Kühlmittelkühleinheit auf zum Kühlen eines Kühlmittels, welche beide in einem einzigen Schrank 101 untergebracht sind.

Die elektronische Schaltkreiseinheit beinhaltet eine Vielzahl elektronischer Schaltkreismodule 116, von denen jedes integrierte Schaltkreise hat, die auf ein Substrat gepackt sind, und einen Kühlmantel 104, der in innigem Kontakt auf der Oberfläche eines jedem der Module so befestigt ist, daß in jedem der elektronischen Schaltkreismodule erzeugte Wärme auf ein Kühlmittel übertragen wird.

Das von der Kühlmittelkühleinheit zugeführte Kühlmittel wird sequentiell von einem unteren Kühlmantel zu einem oberen Kühlmantel geführt, und das Kühlmittel, welches nun durch die Aufnahme von Wärme erwärmt wird, wird zu der Kühlmittelkühleinheit geschickt.

Der Leitungsverlauf innerhalb der elektronischen Schaltkreiseinheit ist so entworfen, daß er keine U-förmigen Teile enthält, wo Flüssigkeit dazu neigt, zu stagnieren.

Die Kühlmittelkühleinheit beinhaltet eine Pumpe 103 zum Unter-Druck-Setzen und Zuführen von Flüssigkeit des Kühlmittels, einen Wärmeaustauscher 105 und Gebläse 106 zum Kühlen des erwärmten Kühlmittels, indem man es dem Wärmeaustausch mit Luft unterwirft, welche durch den oberen Teil des Schrankes hereingelassen wird, einen Tanktyp 102, der dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, zum Absorbieren einer Volumenänderung des Kühlmittels aufgrund thermischer Expansion und Kontraktion, und Rohrleitungsstücken zum gegenseitigen Verbinden der obigen Komponenten. In dem dritten Ausführungsbeispiel fließt kühle Luft 108 von oben nach unten.

Die Komponenten sind untereinander durch die Rohrleitungsstücke verbunden in der Reihenfolge der Pumpe 103, der elektronischen Schaltkreiseinheit 104, des Wärmeaustauschers 105 und Tankes 102, wie in Fig. 10a gezeigt, um einen zirkulierenden Pfad zu erzeugen, der zu der Pumpe 103 zurückgeht.

Der Tank 102 befindet sich auf dem höchsten Punkt und andere Komponenten und Rohrleitungsteile sind so angeordnet, daß Stagnation der Flüssigkeit verhindert wird.

Eine Ablaßeinrichtung 107 zum Ablassen des Kühlmittels ist an der untersten Stelle oder dem Boden eines U-förmigen Teiles des Rohrleitungssystems angeordnet.

Da der dem Atmosphärendruck ausgesetzte Tanktyp 102 auf dem höchsten Niveau angeordnet ist, kann mit der obigen Konstruktion das Kühlmittel in dem Rohrleitungssystem vollständig durch die Ablaßeinrichtung 107 abgelassen werden, welche nach Entleeren des Kühlmittels geöffnet wird, indem Atmosphärendruck an den Tank 102 angelegt wird.

Fig. 10B zeigt einen Kühlmittelpfad in dem elektronischen Gerät entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Tank (der auch die Rolle eines Luftventils für Luftzufuhr erfüllt) ist, wie gezeigt, am Oberteil eines umgekehrten U-förmigen Teiles angeordnet, welches in dem Zirkulationspfad gebildet ist, und die Kühlmittelablaßöffnung ist am Boden eines U-förmigen Teiles angeordnet, welches in dem Zirkulationspfad gebildet wird. Dank der Bereitstellung des Tanks auf dem höchsten Niveau ist es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nötig, ein zusätzliches Luftventil bereitzustellen.

Das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beschrieben. Komponenten, wie solche des dritten Ausführungsbeispiels, werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird ausgelassen.

In dem elektronischen Gerät gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 11A gezeigt, wird Kühlluft 208 dazu gezwungen, von unten nach oben zu fließen, und ein Tank 202 ist höher angeordnet als der Wärmetauscher aber niedriger als die elektronische Schaltkreiseinheit.

In dem vierten Ausführungsbeispiel mit dem Aufbau wie oben befindet sich ein Luftventil 209 auf dem höchsten Niveau des Rohrleitungssystems, und eine zweite Ablaßeinrichtung 217 befindet sich unterhalb des Wärmetauschers 205. Ferner gibt es einen Schrank 201.

Das Ablassen des Kühlmittels wird in zwei Schritten durchgeführt.

In dem ersten Schritt wird das Luftventil 209 auf dem höchsten Niveau geöffnet, so daß Kühlmittel in der elektronischen Schaltkreiseinheit 204, den Tank 202 und der Pumpe 203 durch eine Ablaßeinrichtung 207 auf dem niedrigen Niveau abgelassen werden kann.

In dem zweiten Schritt wird die zweite Ablaßeinrichtung 217 geöffnet, so daß das Kühlmittel in dem Wärmetauscher 205 abgelassen werden kann.

Fig. 11B zeigt einen Kühlmittelpfad in dem elektronischen Gerät entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel. Wie gezeigt, befinden sich die Tanks (welche auch die Rolle von Luftventilen erfüllen) jeweils am Scheitel von zwei umgekehrten U-förmigen Teilen, welche in dem Zirkulationspfad gebildet sind, und die Kühlmittelablaßöffnungen befinden sich jeweils am Boden zweier U-förmiger Teile, welche in dem zirkulierenden Pfad gebildet werden.

Wie oben beschrieben und in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, kann das Kühlmittel des Rohrleitungssystems mit Leichtigkeit abgelassen werden, ohne auf die Anwendung äußeren Druckes zurückgreifen zu müssen, und die Ausrüstungen der Wartung des Gerätes können vereinfacht werden.

In dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel wird der dem Atmosphärendruck ausgesetzte Tanktyp verwendet, aber die Erfindung kann auf ein elektronisches Gerät angewandt werden, welches einen Tank geschlossenen Typs verwendet, durch Einsatz eines getrennten Luftventils oder von Luftventilen. Zusätzlich zu der Art, wie das Kühlmittel mit Luft gekühlt wird, kann die Erfindung passend auf eine Art angewendet werden, bei welcher das Kühlmittel beispielsweise mit Flon gekühlt wird, und das elektronische Gerät wird gekühlt unter Verwendung des gekühlten Kühlmittels.

In dem vorhergehenden wurden verschiedene Bauweisen des elektronischen Gerätes beschrieben, indem auf verschiedene Ausführungsbeispiele hingewiesen wurde, aber die Bauweisen dieser Ausführungsbeispiele können passend in Kombination verwendet werden. Zum Beispiel kann das elektronische Gerät in Verbindung mit der im ersten Ausführungsbeispiel detailliert beschriebenen Trennplatte mit der Kühlmittelablaßöffnung des dritten Ausführungsbeispiels versehen werden.

Während verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, wird es Fachleuten klar sein, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne daß man von der vorliegenden Erfindung in ihrem weiteren Aspekt abweicht.

Claims

1. Elektronisches Gerät mit einer elektronischen Schaltkreiseinheit (30) einschließlich wärmeerzeugender elektronischer Teile (31), und Kühlmänteln (32), die mit einem Kühlmittel so gespeist werden, daß sie die wärmeerzeugenden elektronischen Teile kühlen;
einer Kühlmittelkühleinheit (40) einschließlich einer Kühlmittelkühleinrichtung (41, 45) zum Kühlen des Kühlmittels von den Kühlmänteln, und eine Kühlmittelzufuhreinrichtung (43) zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmänteln; und
einer Trennplatte (51),
wobei die elektronische Schaltkreiseinheit und die Kühlmittelkühleinheit im selben Schrank (50) untergebracht sind, und die Trennplatte so gelagert ist, daß sie die elektronische Schaltkreiseinheit und die Kühlmittelkühleinheit abtrennt.

2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei die Kühlmittelkühleinheit so angeordnet ist, daß sie zumindest nicht direkt über der elektronischen Schaltkreiseinheit ist.

3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei die Kühlmittelkühleinheit in einem einzigen Rahmen oder einer Basis (60) befestigt ist mit einer Trennplatte (61) an der Seite der elektronischen Schaltkreiseinheit, um die Form einer Einheitsstruktur einer Kühleinheit anzunehmen.

4. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei die Kühlmittelkühleinrichtung (40) ein Kühlmittelrohr mit Kühlrippen beinhaltet, durch welche das Kühlmittel hindurchgeht, und Kühlventilatoren (45), um Luft an das Kühlmittelrohr mit Kühlrippen zu blasen.

5. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei Enden von Kühlmittelrohren (35a) von der elektronischen Schaltkreiseinheit aus bezüglich dieser Trennplatte auf die Kühlmittelkühleinheit hinzu verschoben sind und in der versetzten Stellung an Kühlmittelrohre (44a) von der Kühlmittelkühleinheit angeschlossen sind.

6. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Kühlmittellecknachweiseinrichtung (47, 48) zum Nachweisen eines Kühlmittellecks; und einer Kühlmittelleckalarmeinrichtung (49) zum Erzeugen eines Alarms, wenn ein Kühlmittelleck nachgewiesen wird.

7. Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, wobei eine Vorgangsbeendigungseinrichtung eingerichtet ist, welche betreibbar ist, um auf passende Weise einen Vorgang oder eine Operation zu beenden, welche gegenwärtig durch die elektronische Schaltkreiseinheit durchgeführt wird, falls ein Kühlmittelleck nachgewiesen wird.

8. Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, wobei eine Kühlmittelzuführstoppeinrichtung eingerichtet ist, welche betreibbar ist, die Zufuhr an Kühlmittel zu der elektronischen Schaltkreiseinheit zu stoppen, wenn ein Kühlmittelleck nachgewiesen wird.

9. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, wobei die Kühleinheit aufweist:
eine Kühlmitteleinrichtung (41, 45) zum Kühlen des Kühlmittels;
eine Kühlmittelzuführeinrichtung (43) zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu Gegenständen (31), die gekühlt werden müssen;
eine Lecknachweiseinrichtung (47, 48) zum Nachweisen eines Kühlmittellecks;
eine Kühlmittelleckalarmeinrichtung (49) zum Erzeugen eines Alarms, wenn ein Kühlmittelleck nachgewiesen wird; und
eine Kühlmittelzuführstoppeinrichtung (48) zum Stoppen der Kühlmittelzufuhreinrichtung, wenn ein Kühlmittelleck nachgewiesen wird.

10. Elektronisches Gerät nach Anspruch 9, wobei ein Rahmen (50) bereitgestellt ist, welcher feststehend verbunden ist mit der Kühlmittelkühleinheit einschließlich der Kühlmittelkühleinrichtung, der Kühlmittelzuführeinrichtung, der Kühlmittellecknachweiseinrichtung, der Kühlmittelleckalarmeinrichtung und der Kühlmittelzuführstoppeinrichtung, und welcher zumindest eine Seite einer Trennplatte (51) aufweist, und diese Trennplatte mit einer Verbindungseinrichtung (52) befestigt ist zum Verbinden von Kühlrohren (35, 36) auf der Seite der zu kühlenden Gegenstände und Kühlmittelrohre (44) auf der Seite der Kühlmittelkühleinheit.

11. Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, wobei die Kühlmittellecknachweiseinrichtung eine Kühlmittelverringerungsratennachweiseinrichtung besitzt zum Nachweisen der Verringerungsrate des Kühlmittels, das den zu kühlenden Gegenständen zuzuführen ist, so daß ein Kühlmittelleck bestimmt werden kann, wenn die Verringerungsrate des Kühlmittels einen vorbestimmten Wert überschreitet.

12. Elektronisches Gerät nach Anspruch 9, wobei die Kühlmittellecknachweiseinrichtung eine Kühlmittelverringerungsratennachweiseinrichtung besitzt zum Nachweisen einer Verringerungsrate des Kühlmittels, welches den zu kühlenden Gegenständen zuzuführen ist, so daß ein Kühlmittelleck bestimmt werden kann, wenn die Verringerungsrate des Kühlmittels einen vorbestimmten Wert überschreitet.

13. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Rohrleitungspfad zum Durchführen des Kühlmittels durch die Kühlmäntel, einer Kühlmittelkühleinrichtung und einer Kühlmittelzuführeinrichtung, und einer Kühlmittelablaßöffnung (107), die im unteren Teil eines U-förmigen Teils des Rohrleitungspfades eingerichtet ist.

14. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, weiterhin mit einem Rohrleitungspfad zum Durchführen des Kühlmittels durch die Kühlmäntel, einer Kühlmittelkühleinrichtung und einer Kühlmittelzufuhreinrichtung, und einer Kühlmittelablaßöffnung (107), die im unteren Teil eines U-förmigen Teils des Rohrleitungspfades eingerichtet ist.

15. Elektronisches Gerät mit:
wärmeerzeugenden elektronischen Teilen (116); und
einem zirkulierenden Pfad eines Kühlmittels zum Kühlen der wärmeerzeugenden elektronischen Teile, wobei der zirkulierende Pfad aufweist:

(a) Kühlmäntel zum Kühlen der wärmeerzeugenden elektronischen Teile;
(b) eine Kühlmittelkühleinrichtung zum Kühlen des Kühlmittels von den Kühlmänteln;
(c) eine Kühlmittelzuführeinrichtung zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmänteln, und
(d) ein Rohrleitungspfad zum Durchführen des Kühlmittels durch die Kühlmäntel, Kühlmittelkühleinrichtung und die Kühlmittelzufuhreinrichtung;

wobei die wärmeerzeugenden elektronischen Teile und der zirkulierende Pfad in demselben Schrank untergebracht sind, und eine Kühlmittelablaßöffnung im unteren Teil eines U-förmigen Teils dieses zirkulierenden Pfades eingerichtet ist.

16. Elektronisches Gerät nach Anspruch 15, wobei der zirkulierende Pfad weiterhin einen dem Atmosphärendruck ausgesetzten Tanktyp 102 enthält, welcher auf dem höchsten Niveau des zirkulierenden Pfades angeordnet ist.

17. Elektronisches Gerät nach Anspruch 15, wobei der zirkulierende Pfad umgekehrte U-förmige Teile besitzt, in deren Scheitelpunkten Luftventile (202, 209) eingerichtet sind.

18. Verfahren zum Kühlen eines elektronischen Geräts mit wärmeerzeugenden elektronischen Teilen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Befestigen von Kühlmänteln (32) an den wärmeerzeugenden elektronischen Teilen (31) des elektronischen Geräts;
Befestigen einer Kühlmittelkühleinheit (40) in demselben Schrank (50) des elektronischen Gerätes zum Kühlen eines Kühlmittels für das elektronische Gerät, und eine Kühlmittelzuführeinheit (41) zum Zuführen des gekühlten Kühlmittels zu den Kühlmänteln;
Bereitstellen einer Trennplatte (51) zwischen den elektronischen Teilen und der Kühlmittelkühleinheit und der Kühlmittelzuführeinheit; und
Bewirken, daß die Kühlmittelzuführeinheit das durch die Kühlmittelkühleinheit gekühlte Kühlmittel den Kühlmänteln zuführt und Bewirken, daß diese Kühlmäntel die wärmeerzeugenden elektronischen Teile kühlen.

19. Verfahren zum Kühlen eines elektronischen Geräts mit wärmeerzeugenden elektronischen Teilen nach Anspruch 18, weiterhin mit dem Schritt zum Bereitstellen einer Kühlmittelablaßöffnung (107) im unteren Teil eines U-förmigen Teils eines zirkulierenden Pfades zum Zirkulieren des Kühlmittels durch die Kühlmäntel, die Kühlmittelkühleinheit und die Kühlmittelzuführeinheit.