JP2004134423A

JP2004134423A - Electronic apparatus cooling device

Info

Publication number: JP2004134423A
Application number: JP2002294458A
Authority: JP
Inventors: Sukeyuki Saeki; 佐伯　祐行
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP4213936B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic apparatus cooling device using a cooling module having high maintainability (component replacement, etc. at a fault time) by a simple constitution easy to be manufactured and easy to be assembled in an electronic apparatus device. <P>SOLUTION: The electronic apparatus cooling device includes a heat conductive part 2 brought into thermal contact with an electronic component 3 of a heating element, and contains an impeller 20 having a plurality of channels 29 near a surface 24 to be cooled of the conductive part 2 in the same casings 21, 11. The apparatus cooling device also includes the cooling module 10 for cooling the surface 24 by circulating cooling liquid from a channel of a liquid suction side to a channel of a liquid discharge side by turning motions of the plurality of channels 29 of the impeller 20 by rotating the impeller 20 by rotary drive sources 13, 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板上に搭載されたＣＰＵ等の発熱電子部品を冷却するために液体冷却を用いた電子機器冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータやサーバ等に用いられるデバイスや集積回路、特にＣＰＵは集積度が高まり、高速化しているが、それに伴い高発熱化を余儀なくされている。
【０００３】
現在、ＣＰＵの冷却は、ＣＰＵにヒートシンクに固定し、それにファンを取り付け、その冷却風をヒートシンクに吹き付けることにより強制冷却する方式が主流である。しかし、この直接強制空冷方式では、電子機器装置内に冷却用スペースがあまり取れないことが多く、冷却性能の限界は低くなりがちである。
【０００４】
これに対し、液冷方式では、熱交換器を自由な位置に設けられ、その大きさにも制約が少ないため、空冷方式に比べ冷却限界が高い。そのため、近年、電子機器のＣＰＵ等の冷却に液冷方式の適用が試みられてきている。
【０００５】
こうした状況下で、ＣＰＵ等の電子部品の発熱体の熱を液冷方式により冷却する従来技術としては、特開２００１−３２０１８７号公報が知られている。この従来技術においては、冷却用液体を循環するポンプ駆動と、液体−空気熱交換器に取り付けられたファン駆動とを単一のモータを動力源とし、省スペース化を可能としている。
【特許文献１】
特開２００１−３２０１８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の構造において、熱伝導体にポンプを埋設するためには、熱伝導体に埋設のための加工が必要になる。また、熱伝導体内に施した冷却液流路とポンプとを繋ぐ細かい流路を作製しなくてはならない。
つまり、熱伝導体をポンプに埋設させるためには熱伝導体にこれらの加工が必要となり、複雑な構成となってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、作製容易で、しかも電子機器装置への組み込み容易な簡単な構成で、メインテナンス（故障時の部品交換等）性の高い冷却モジュールを用いた電子機器冷却装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、発熱体である電子部品に熱的に接触する熱伝導部を有し、該熱伝導部の被冷却面に近接させて複数の流路を有する羽根車を同一ケーシング内に内蔵し、該羽根車を回転駆動源によって回転させることによって前記羽根車の複数の流路の旋回運動によって吸液側の流路から吐液側の流路へと冷却用液体を循環させて前記被冷却面を冷却する冷却モジュールを備えたことを特徴とする電子機器冷却装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールの被冷却面において、フィンを設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールの羽根車において、前記被冷却面側を冷却用液体が抜けるように開放面としたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールにおけるケーシングを熱伝導性の高い材料とし、必要に応じてフィンを設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールにおいて、羽根車を回転駆動する駆動部モータ（回転駆動源）のステーターや制御回路基板等、液体に濡れることで故障、劣化する部品を冷却用液体に濡れないように液体遮断材料により囲ったことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールにおいて、羽根車を回転駆動する駆動部モータ（回転駆動源）のステーターや制御回路基板等、熱に弱い部品を熱防護材料で囲ったことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールにおいて、被冷却面から遠い側の冷却液流路から低温冷却液を吸液し、被冷却面から近い側の冷却液流路から高温冷却液を吐液することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールにおいて、前記羽根車の形状を遠心式としたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記電子機器冷却装置における前記冷却モジュールにおいて、前記羽根車の形状を軸流式としたことを特徴とする。
【００１７】
以上説明した構成によれば、電子機器冷却装置の省スペース化、組み立て性の向上が実現できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子機器冷却装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
図１には、本発明に係る電子機器冷却装置の全体概略構成を示す。冷却液は、本発明に係る冷却液循環用ポンプ１と熱伝導部２を同一ケーシング内に内蔵一体化し、その両方の機能を兼ね備えた冷却モジュール１０から、図１に示すような冷却液の向きに従い流れ、冷却システム内を循環するように構成される。その際、冷却液は、熱伝導部２においてＣＰＵ等の電気部品３の熱を吸熱し、冷却液循環流路８を通って、リザーブタンク４を経由して液体−空気熱交換器５に輸送され、そこで放熱され、再び冷却モジュール１０の熱伝導部２に還流され、ＣＰＵ等の電子部品３の熱を吸熱する。冷却液はこのループを繰り返し冷却を行う。
【００２０】
このとき、液体−空気熱交換器５は、例えば、金属製の冷却管５（ａ）で形成されており、それに冷却ファン６による冷却風を吹き付けることで電子部品３の熱を放熱している。
【００２１】
以上説明したように本発明に係る液冷方式は、直接空冷方式よりも実装レイアウトに自由度が高いため、熱交換器を比較的大きくでき、冷却限界を高くすることが可能となる。
【００２２】
次に、本発明に係る作製容易で、電子機器装置への組み込み容易で、メインテナンス（故障時の部品交換等）性の高い冷却モジュール１０を用いた電子機器冷却装置について具体的に説明する。
【００２３】
まず、本発明に係る冷却モジュール１０の基本概念を示す第１の実施例について、図２、図３、図４および図５を用いて説明する。冷却モジュール１０の基本概念は、冷却液循環用ポンプ１と熱伝導部２を同一ケーシング２１、１１内に内蔵一体化し、その両方の機能を兼ね備えて構成される。即ち、冷却モジュール１０は、回路基板４０に実装されたＣＰＵ等の電子部品３を冷却する下部モジュールケーシング２１と、該下部モジュールケーシング２１に対してゴムパッキン１６等で封止してはめ込み式の構造からなる上部モジュールケーシング１１とで構成される。
【００２４】
図２に示すように、下部モジュールケーシング２１ａは、電子部品３に熱的に接触して薄板状の熱伝導部２となる底部を有し、該底部の被冷却面２４に近接して、回転軸１８ａの軸心方向を上記被冷却面２４にほぼ垂直に向けて回転駆動される羽根車２０ａ又は２０ｂを設け、低温冷却液を吸液口２６から羽根車２０ａ又は２０ｂの吸液口２２へと吸液する流路と高温冷却液を羽根車２０ａ又は２０ｂの吐液口２３から吐液口２８へと吐き出す流路とを設けて構成される。即ち、旋回運動する羽根車２０ａ又は２０ｂの底面を、熱伝導部２の被冷却面２４に近接させて設けて構成する。上記羽根車２０ａ又は２０ｂは、例えば、中心部に設けた吸液口２２から周縁部に設けた吐液口２３へと複数の渦巻状または螺旋状の流路２９を形成して構成される。更に、上記羽根車２０ａ又は２０ｂは、図２に示す正面断面図において、上端が上部モジュールケーシング１１ａに設けられた軸受１７に回転自在に支持され、下端および中間において下部モジュールケーシング２１ａに設けられた軸受１７に回転自在に支持された回転軸１８ａの下端部に固定される。該回転軸１８ａの上端部には、モータを構成するローター１４が取り付けられる。
【００２５】
上部モジュールケーシング１１ａは、モータを構成するステーター１３を埋め込み、その上にモータを駆動制御する制御回路基板１５を設け、これらを蓋するモジュール蓋１９を取り付けて構成される。
【００２６】
なお、図２に示す構成が平面断面図の場合、上下関係が左右関係となる。
【００２７】
羽根車２０ａ又は２０ｂの回転駆動機構は、モータ式の駆動となっており、主にステーター１３と、内側に磁石１２を設置したローター１４と、回転軸１８ａから構成される。ローター１４と羽根車２０ａ又は２０ｂとは回転軸１８ａで連結され、ローター１４がステーター１３によって回転駆動されることで羽根車２０ａ又は２０ｂも回転する仕組みになっている。
【００２８】
回転軸１８には、回転できるように、軸両端と軸の真中付近とに３つの軸受１７が設けられている。ここでは、軸受１７を３つ設けているが、軸受け１７は回転が安定するように、軸の両端、あるいは、両端と真中付近など最適な組み合わせにするとよい。
【００２９】
冷却液は、羽根車２０ａ又は２０ｂの回転により、ＣＰＵ等の電子部品３に熱的に接触する薄板状の熱伝導部２の被冷却面２４から遠い側に設けられた低温冷却液吸液口２６より冷却液の流れの向き２７に羽根車の吸液口２２へと吸液され、モータ式で回転駆動される羽根車２０ａ又は２０ｂの回転による冷却液流により被冷却面２４を介してＣＰＵ等の電子部品３を冷却し、被冷却面２４から近い側に設けられた高温冷却液吐液口２８より吐液される。
【００３０】
図３には底付き羽根車２０ａの側面を示し、そのＡ−Ａ’断面図を図４に示し、底付き羽根車２０ａの斜視図を図５に示した。これらの図から明らかなように、羽根車２０ａは遠心式の羽根車を用いている。
【００３１】
次に、冷却液が底付き羽根車２０ａをどのように流れるかを図３〜図５を用いて簡単に説明する。
【００３２】
冷却モジュール１０の低温冷却液吸液口２６より吸液された冷却液は、矢印３０の向きに回転駆動される羽根車２０ａの吸液口２２より羽根車２０ａ内に吸液され、図４に示すような複数の渦巻状または螺旋状の流路２９を通って流れの向き３１に従って羽根車２０ａの吐液口２３より吐き出され、冷却モジュール１０の高温冷却液吐液口２８よりモジュール１０の外へ出ていく。
【００３３】
ところで、ＣＰＵ等の電子部品３を羽根車２０ａにより冷却する仕組みは、図５に示すように構成される。即ち、底付き羽根車２０ａは、できるだけ被冷却面２４の近傍で回転させている。底付き羽根車２０ａの旋回運動により、羽根車２０ａの底面と被冷却面２４のごく狭い隙間は攪拌されるため、電子部品３からの熱により被冷却面２４に生じた温度境界層を剥ぎ取ることができる。この攪拌作用により被冷却面２４から羽根車２０ａへの熱伝導が促進され、冷却効果を得ることができる。
【００３４】
また、羽根車２０ａはアルミニウムのような熱伝導性の高い材料により製作している。そのため、電子部品３に接触した熱伝導体２の被冷却面２４から、高熱伝導性材料でできた羽根車２０ａに熱が伝わり、羽根車２０ａはヒートシンク（冷熱源）として作用することになる。このように、ＣＰＵ等の電子部品３からの熱により暖まった羽根車２０ａは、羽根車２０ａ内の渦巻き状または螺旋状の流路２９を通過する冷却液により冷やされることになる。当然ながら、下部モジュールケーシング２１ａの一部である熱伝導体２の被冷却面２４も、熱伝導性の高い金属材料により製作する必要がある。
【００３５】
次に、冷却モジュール１０の上部について説明する。即ち、本基本的概念では、駆動部であるステーター１３や制御回路基板１５等の熱に弱い部品を、羽根車２０ａ又は２０ｂの吸液口２２より上部である上部ケーシング１１ａに設けて構成する。これにより、上記熱に弱い部品１３、１５は、ＣＰＵ等の電子部品３、あるいは、電子部品３の熱を吸熱し、高温になった冷却液の熱を受けにくい構造となっている。
【００３６】
更に、低温冷却液吸液口２６よりも上部に設けられたステーター１３と制御回路基板１５等の液体に濡れると故障する部品は、上部ケーシング１１ａ内に埋め込むことにより冷却液から遮断し、冷却液に濡れないような構造となっている。また、上記上部ケーシング１１ａをセラミック等の断熱性材料により作製することで、ステーター１３や制御基板１５等の熱に弱い部品を熱から守ることができる。
【００３７】
以上説明したように、本発明に係る冷却モジュールの基本的概念を示す第１の実施例によれば、下部モジュールケーシング２１ａと上部モジュールケーシング１１ａは、はめ込み式の構造としているため、組み立て容易であり、その隙間部分は、ゴムパッキン１６などにより冷却液を封止した構成となっている。
【００３８】
また、本発明に係る冷却モジュールの基本的概念を示す第１の実施例によれば、実装エリアが一箇所で済ませることが可能となる。
【００３９】
また、本発明に係る冷却モジュールの基本的概念を示す第１の実施例によれば、冷却液循環用ポンプ１と熱伝導部２の機能を併せ持つ単一の冷却モジュールとしているため、ポンプ１と熱伝導部２を別々に作製した場合よりも作製に必要な部品点数を減らすことができ、低コスト化を図ることができる。特に、本発明に係る冷却モジュールを用いることで２箇所の繋ぎ部分でよくなり、繋ぎに必要な継ぎ手等の部品点数も削減することが可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る冷却モジュールにおいて、下部ケーシング２１ａと上部ケーシング１１ａとを金属で作製することで、冷却モジュール内部に発生する冷却液蒸気による内圧にも十分耐え得る高い耐圧性を持たせることが可能となる。
【００４１】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第２の実施例について、図６を用いて説明する。第２の実施例において、基本的概念を示す第１の実施例と相違する点は、被冷却面２４の表面において、底付き羽根車２０ａ外周方向位置にピンフィン２５を設けたことにある。
【００４２】
このように第２の実施例によれば、羽根車２０ａからその円周方向に吐き出される冷却液をピンフィン２５に吹き付けることができ、基本的概念で述べた効果に加え、更なる冷却効果を得ることができる。また、羽根車２０ａの円周方向に吐き出される冷却液が吹き付けられるピンフィン２５の高さを高くするとなおその冷却効果を高めることができる。
【００４３】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第３の実施例について、図７を用いて説明する。第３の実施例において、第２の実施例と相違する点は、羽根車２０ａと被冷却面２４との間に隙間を設け、該隙間部を含めて被冷却面２４の表面にピンフィン２５を設けたものである。
【００４４】
このように第３の実施例によれば、ピンフィン２５を設けた被冷却面２４は、羽根車２０の旋回運動により冷却液との熱伝導が促進され、効率よく冷却することが可能となる。また、第３の実施例によれば、第２の実施例と同様に、羽根車２０ａの外周方向に吐き出される冷却液が吹き付けられるピンフィン２５の高さを高くするとなおその冷却効果を高めることができる。
【００４５】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第４の実施例について、図８を用いて説明する。上記第１〜第３の実施例では、羽根車２０ａを遠心式とし羽根車２０ａの底面は閉じた面となっている。そのため、羽根車２０ａの吸液口２２より吸液された冷却液は、直接被冷却面２４に当たらないことになる。
【００４６】
そこで、第４の実施例は、羽根車２０ｂの形状以外は、第１の実施例と同じ構成である。第４の実施例の底無し羽根車２０ｂは、第１の実施例のそれの底面を取り除き、底面を開放面としたものである。
【００４７】
これにより、羽根車２０ｂの吸液口２２から吸液された低温冷却液は、図８に示すような渦巻状または螺旋状の流路２９に沿って流れる際、被冷却面２４を直接冷やしながら遠心方向に吐き出されていくことになる。
【００４８】
ここでは、底無し羽根車２０ｂの羽根の形状を揚程を稼ぐため遠心式にしているが、揚程が十分稼げるようであれば軸流式、あるいは斜流式の羽根であってもよい。底無し羽根車２０ｂの羽根の形状を軸流式、あるいは斜流式とすることで、吸液口２２から吸液された冷却液を被冷却面２４に衝突させつつ、遠心方向に流すことができる。これにより、被冷却面２４を衝突噴流により冷却することができ更なる効率良い冷却が可能となる。なお、羽根車が軸流式あるいは斜流式の場合、流路は羽根の間に形成されることになる。
【００４９】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第５の実施例について、図９を用いて説明する。第５の実施例において、第４の実施例と相違する点は、第２の実施例と同様に、被冷却面２４の表面において、底無し羽根車２０ｂ外周方向位置にピンフィン２５を設けたことにある。このように第５の実施例によれば、底無し羽根車２０ｂからその円周方向に吐き出される冷却液を、ピンフィン２５に吹き付けることができ、第４の実施例で述べた効果に加え、更なる冷却効果を得ることができる。また、ピンフィン２５の高さを高くするとなおその冷却効果を高めることができる。
【００５０】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第６の実施例について、図１０を用いて説明する。第６の実施例において、第４の実施例と相違する点は、第３の実施例と同様に、底無し羽根車２０ｂと被冷却面２４との間に隙間を設け、該隙間部も含めて被冷却面２４の表面にピンフィン２５を設けたことにある。
【００５１】
このピンフィン２５を設けた被冷却面２４は、羽根車２０ｂの旋回運動により、冷却液との熱伝導が促進され、効率よく冷却することが可能となる。また、第５の実施例と同様に、羽根車２０ｂの円周方向に吐き出される冷却液が、ピンフィン２５に吹き付けられるようにピンフィン２５の高さを高くすることによってなおその冷却効果を高めることができる。
【００５２】
また、ここでも、第４の実施例と同様に、羽根車２０ｂの羽根の形状は揚程を稼ぐため遠心式としているが、揚程が十分であれば、軸流式、あるいは斜流式の羽根としてもよい。
【００５３】
なお、前記実施例において、被冷却面２４に設けたフィンの形状をピンフィンとしているが、その形状は著しい流動損失とならない形状であれば特にどんな形状であってもよい。
【００５４】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第７の実施例について、図１１を用いて説明する。第１〜第６の実施例では、羽根車２０ａ又は２０ｂとその上部に配置されたローター１４とを軸１８ａにより連結した構成になっていた。即ち、羽根車２０ａ又は２０ｂは、ローター１４の回転に連動して回転する機構となっている。そのため、軸１８ａが回転軸となって回転する構成となっている。
【００５５】
第７の実施例は、軸１８ｂを固定軸とした機構である。即ち、第７の実施例において、第１〜第６の実施例との相違点は、ローター１４をステーター１３の内側に設け、ローター１４と羽根車２０ａ又は２０ｂを連結した構成とした点である。この構成によれば、軸１８ｂを固定軸とし、ローター１４とそれに連結された羽根車２０ａ又は２０ｂを回転させることが可能となる。更に、軸１８ｂと回転体であるローター１４および羽根車２０ａ又は２０ｂの間には、軸受１７を設けているので、羽根車２０ａ又は２０ｂはモータ駆動による偏心のないスムーズな回転運動が可能となる。
【００５６】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第８の実施例について、図１２を用いて説明する。上記第１〜第７の実施例では、羽根車２０ａ又は２０ｂの駆動部であるステーター１３、ローター１４、制御回路基板１５等が、羽根車２０ａ又は２０ｂの上部に配置されるため、冷却モジュール１０の全体の厚みが、羽根車２０ａ又は２０ｂと、ステーター１３と、制御回路基板１５等を加えた厚みになってしまう。
【００５７】
そこで、第８の実施例は、本発明に係る冷却モジュール１０の薄型化を可能としたものである。図１２に示すように、冷却モジュール１０は、ステーター１３及び制御回路基板１５を被冷却面２４に固定された固定軸１８ｃの周囲に配置し、その外周に、内側に磁石１２を取り付けた羽根車２０ｃを配置し、羽根車２０ｃの外周から吐き出される高温冷却液を吐液口２８へと流す流路を形成した下部モジュールケーシング２１ｂと、該下部モジュールケーシング２１ｂにはめ込まれる上部モジュールケーシング１１ｂとによって構成される。上記下部モジュールケーシング２１ｂにおいて、内側に磁石１２を取り付けた羽根車２０ｃは、モータとしてのローターの役割も兼ねる。なお、羽根車２０ｃの構成は、上述した羽根車２０ａ又は２０ｂと同様に構成することが可能である。即ち、羽根車２０ｃは、上部中央部に吸液口２２を設け、下部外周に吐液口２３を設け、この吸液口２２と吐液口２３との間を例えば渦巻状または螺旋状の流路２９で繋げて構成される。
【００５８】
更に、上部モジュールケーシング１１ｂには、羽根車２０ｃの中央上部が入り込む台形の穴が形成され、そして吸液口２６から羽根車２０ｃの吸液口２２へ低温冷却液を流す流路を形成している。
【００５９】
これにより、ステーター１３及び制御回路基板１５等は、羽根車２０ｃの中心部へ収めることができ、冷却モジュール１０として薄型化が可能である。
【００６０】
羽根車２０ｃには軸受１７が設けられているため、羽根車２０ｃは固定軸１８ｃに対して偏心のないスムーズな回転運動が可能となる。
【００６１】
また、ステータ１３及び制御回路基板１５等は、液体遮断板３５により囲うことで液体が接触しない構成となっている。
【００６２】
さらに、制御回路基板１５は、ＣＰＵ等の電子部品３あるいは電子部品３により熱せられた冷却液の熱から守るために、冷却液遮断板３５内のステータ１３の上部へ配置してもよい。
【００６３】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第９の実施例について、図１３を用いて説明する。この第９の実施例は、第８の実施例と基本的に同じ配置構成で、ステーター１３と制御回路基板１５を冷却モジュールの天板側（上部モジュールケーシング１１ｂ）に配置したものである。そのため、羽根車２０ｄとしては、磁石１２を取り付け、ステーター１３が入り込む穴が上側に形成されることになる。このように、第９の実施例は、第８の実施例と違い、ステーター１３や制御回路基板１５は、被冷却面２４から遠い冷却モジュール天板側１１ｂに配置れているため、ＣＰＵ等の電子部品３の熱、あるいは電子部品３に熱せられた近傍の高温の冷却水の熱の影響を受けにくい構成となっている。そのため、熱に弱いステーター１３や制御回路基板１５は熱劣化しにくく、長寿命化が可能である。
【００６４】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第１０の実施例について、図１４を用いて説明する。第１０の実施例は、第７の実施例において、低温冷却液を吸液口２６から羽根車２０ｅの吸液口２２へと流す流路を上部モジュールケーシング１１ｃに形成し、羽根車２０ｅの上部外側に磁石１２を設け、その外周にステーター１３を設けることによって、冷却モジュールの薄型化を可能にしたものである。
【００６５】
即ち、図１４に示すように、羽根車２０ｅの上部外側に磁石１２を設け、その外周にステーター１３を設けることにより、羽根車２０ｅがローターの役割を兼ねるため、第７の実施例のように羽根車２０ａ又は２０ｂの上部にローター１４を設ける必要がなく、その厚みの分だけ冷却モジュールを薄くできる。
【００６６】
また、この第１０の実施例でも、第８〜第９の実施例と同様に、ステーター１３や制御回路基板１５等の液体接触により故障する部品は、液体遮断板３５により囲うことで液体と接触しない構成としている。
【００６７】
次に、本発明に係る冷却モジュールの第１１の実施例について、図１５を用いて説明する。第１１の実施例は、上記実施例の冷却モジュールケーシング２１、１１の側面にフィン３６ａを取り付け、更に冷却モジュール蓋１９上にフィン３６ｂおよびファン３７を取り付けたものである。このように第１１の実施例において、これら冷却モジュールケーシング２１、１１は、冷却モジュール自体の放熱をよくするためにアルミニュウムのような高熱伝導性材料により作製している。このとき、フィン３６ａ、３６ｂはケーシング２１、１１に取り付けてもよいし、ケーシング自体２１、１１をフィン形状に作製してもよい。このように、第１１の実施例によれば、フィン３６によって放熱面積を増加したことにより、冷却モジュール１０自身の放熱をよくすることができる。また、図１５に示すようにフィン３６ｂにファン３７を取り付け、その風を吹きつけることで、更に冷却モジュール１０自身の放熱をよくすることができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、液体冷却システム（電子機器冷却装置）において、ポンプ部と熱伝導部の機能を兼ね備えた冷却モジュールが実現でき、液体冷却装置の組み立て性、メインテナンス（故障時の部品交換等）性が向上するとともに低コスト化を図ることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子機器冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る冷却モジュールの基本的概念である第１の実施例を示した正面部分断面図である。
【図３】図２に示す羽根車の側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】第１の実施例における羽根車と熱伝導部の被冷却面との関係を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る冷却モジュールの第２の実施例を示した羽根車と熱伝導部の被冷却面に設けたフィンとの関係を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る冷却モジュールの第３の実施例を示した羽根車と熱伝導部の被冷却面に設けたフィンとの関係を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る冷却モジュールの第４の実施例を示した羽根車と熱伝導部の被冷却面との関係を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る冷却モジュールの第５の実施例を示した羽根車と熱伝導部の被冷却面に設けたフィンとの関係を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る冷却モジュールの第６の実施例を示した羽根車と熱伝導部の被冷却面に設けたフィンとの関係を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る冷却モジュールの第７の実施例を示した正面部分断面図である。
【図１２】本発明に係る冷却モジュールの第８の実施例を示した正面部分断面図である。
【図１３】本発明に係る冷却モジュールの第９の実施例を示した正面部分断面図である。
【図１４】本発明に係る冷却モジュールの第１０の実施例を示した正面部分断面図である。
【図１５】本発明に係る冷却モジュールの第１１の実施例を示した正面部分断面図である。
【符号の説明】
１：冷却液循環用ポンプ、２：熱伝導部、３：ＣＰＵ等の電子部品、４：リザーブタンク、５：液体−空気熱交換器、５（ａ）：冷却管、６：冷却ファン、８：冷却液循環流路、１０：冷却モジュール、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：上部モジュールケーシング、１２：磁石、１３：固定子（ステーター）、１４：回転子（ローター）、１５：制御回路基板、１６：ゴムパッキン、１７：軸受、１８ａ：回転軸、１８ｂ、１８ｃ：固定軸、１９：モジュール蓋、２０、２０ａ、２０ｂ：羽根車、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：下部モジュールケーシング、２２：羽根車の吸液口、２３：羽根車の吐液口、２４：被冷却面、２５：フィン、２６：低温冷却液吸液口、２８：高温冷却液吐液口、２９：羽根車の流路、３５：液体遮断板、４０：回路基板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device cooling apparatus that uses liquid cooling to cool heat-generating electronic components such as a CPU mounted on a wiring board.
[0002]
[Prior art]
In recent years, devices and integrated circuits used in personal computers, servers, and the like, especially CPUs, have been increasingly integrated and increased in speed.
[0003]
At present, the main method of cooling the CPU is to forcibly cool the CPU by fixing the CPU to a heat sink, attaching a fan to the CPU, and blowing the cooling air on the heat sink. However, in this direct forced air cooling system, there is often not enough space for cooling in the electronic device, and the limit of cooling performance tends to be low.
[0004]
On the other hand, in the liquid cooling method, the heat exchanger is provided at a free position, and the size of the heat exchanger is less restricted, so that the cooling limit is higher than that in the air cooling method. Therefore, in recent years, an application of a liquid cooling method has been attempted for cooling CPUs of electronic devices.
[0005]
Under such circumstances, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-320187 is known as a conventional technique for cooling the heat of a heating element of an electronic component such as a CPU by a liquid cooling method. In this prior art, a single motor is used as a power source for driving the pump that circulates the cooling liquid and driving the fan attached to the liquid-air heat exchanger, thereby saving space.
[Patent Document 1]
JP 2001-320187 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structure of the above prior art, in order to embed the pump in the heat conductor, processing for embedding in the heat conductor is required. In addition, a fine flow path connecting the coolant flow path provided in the heat conductor and the pump must be prepared.
That is, in order to embed the heat conductor in the pump, these processes are required for the heat conductor, resulting in a complicated configuration.
[0007]
In view of the above-described problems, an object of the present invention is an electronic device cooling device using a cooling module that is easy to manufacture and easy to incorporate into an electronic device device, and has a high maintenance (part replacement at the time of failure) property. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a heat conduction part that is in thermal contact with an electronic component that is a heating element, and a blade that has a plurality of flow paths close to the surface to be cooled of the heat conduction part. A car is built in the same casing, and the impeller is rotated by a rotational drive source to cool the plurality of flow paths of the impeller from the liquid suction side flow path to the liquid discharge side flow path. An electronic device cooling apparatus comprising a cooling module that circulates liquid to cool the surface to be cooled.
[0009]
Further, the present invention is characterized in that fins are provided on a surface to be cooled of the cooling module in the electronic device cooling apparatus.
[0010]
According to the present invention, in the impeller of the cooling module in the electronic device cooling apparatus, the surface to be cooled is an open surface so that the cooling liquid can escape.
[0011]
Further, the present invention is characterized in that a casing in the cooling module in the electronic device cooling apparatus is made of a material having high thermal conductivity, and fins are provided as necessary.
[0012]
According to the present invention, in the cooling module of the electronic device cooling apparatus, a component that fails or deteriorates when wetted with liquid, such as a stator of a drive motor (rotational drive source) that rotates the impeller and a control circuit board. It is characterized by being surrounded by a liquid blocking material so as not to get wet with the cooling liquid.
[0013]
Further, according to the present invention, in the cooling module of the electronic device cooling apparatus, heat-sensitive components such as a stator of a drive motor (rotation drive source) that rotates the impeller and a control circuit board are surrounded by a thermal protection material. It is characterized by that.
[0014]
Further, the present invention provides the cooling module in the electronic device cooling apparatus, wherein the low temperature cooling liquid is absorbed from the cooling liquid channel far from the surface to be cooled and the high temperature from the cooling liquid channel near the surface to be cooled. The cooling liquid is discharged.
[0015]
Moreover, the present invention is characterized in that, in the cooling module in the electronic device cooling apparatus, the shape of the impeller is a centrifugal type.
[0016]
According to the present invention, in the cooling module in the electronic device cooling apparatus, the shape of the impeller is an axial flow type.
[0017]
According to the configuration described above, it is possible to save space and improve assemblability of the electronic device cooling apparatus.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electronic device cooling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows an overall schematic configuration of an electronic device cooling apparatus according to the present invention. As for the cooling liquid, the cooling liquid circulation pump 1 according to the present invention and the heat conducting unit 2 are integrated in the same casing, and the cooling module 10 having both functions is provided with the direction of the cooling liquid as shown in FIG. And is configured to circulate in the cooling system. At that time, the coolant absorbs the heat of the electrical component 3 such as the CPU in the heat conducting section 2, passes through the coolant circulation channel 8, and is transported to the liquid-air heat exchanger 5 through the reserve tank 4. Then, the heat is radiated and recirculated to the heat conduction unit 2 of the cooling module 10 to absorb the heat of the electronic component 3 such as a CPU. The cooling liquid repeats this loop for cooling.
[0020]
At this time, the liquid-air heat exchanger 5 is formed of, for example, a metal cooling pipe 5 (a), and radiates heat from the electronic component 3 by blowing cooling air from the cooling fan 6 thereon. .
[0021]
As described above, since the liquid cooling method according to the present invention has a higher degree of freedom in the mounting layout than the direct air cooling method, the heat exchanger can be made relatively large and the cooling limit can be increased.
[0022]
Next, an electronic device cooling apparatus using the cooling module 10 according to the present invention that is easy to manufacture, easy to be incorporated into an electronic device apparatus, and has high maintenance (part replacement at the time of failure, etc.) property will be specifically described.
[0023]
First, the 1st Example which shows the basic concept of the cooling module 10 which concerns on this invention is described using FIG.2, FIG.3, FIG.4 and FIG. The basic concept of the cooling module 10 is configured such that the coolant circulation pump 1 and the heat conducting unit 2 are integrated in the same casing 21 and 11 and have both functions. That is, the cooling module 10 includes a lower module casing 21 that cools the electronic component 3 such as a CPU mounted on the circuit board 40, and a fitting structure in which the lower module casing 21 is sealed with a rubber packing 16 or the like. The upper module casing 11 is composed of
[0024]
As shown in FIG. 2, the lower module casing 21 a has a bottom portion that is in thermal contact with the electronic component 3 and becomes a thin plate-like heat conducting portion 2, and is rotated in the vicinity of the cooled surface 24 of the bottom portion. An impeller 20a or 20b that is rotationally driven so that the axial center direction of the shaft 18a is substantially perpendicular to the surface to be cooled 24 is provided, and low-temperature cooling liquid is supplied from the liquid suction port 26 to the liquid suction port 22 of the impeller 20a or 20b. And a flow path for absorbing liquid and a flow path for discharging the high-temperature cooling liquid from the discharge port 23 of the impeller 20a or 20b to the discharge port 28. That is, the bottom surface of the impeller 20a or 20b that makes a swiveling motion is provided so as to be close to the surface to be cooled 24 of the heat conducting unit 2. The impeller 20a or 20b is configured, for example, by forming a plurality of spiral or spiral flow passages 29 from a liquid suction port 22 provided in the central portion to a liquid discharge port 23 provided in the peripheral portion. Further, in the front sectional view shown in FIG. 2, the impeller 20a or 20b is rotatably supported by a bearing 17 provided at the upper module casing 11a, and provided at the lower module casing 21a at the lower end and the middle. It is fixed to the lower end portion of the rotating shaft 18a that is rotatably supported by the bearing 17. A rotor 14 constituting a motor is attached to the upper end portion of the rotating shaft 18a.
[0025]
The upper module casing 11a is configured by embedding a stator 13 constituting a motor, providing a control circuit board 15 for driving and controlling the motor thereon, and attaching a module lid 19 for covering them.
[0026]
When the configuration shown in FIG. 2 is a plan sectional view, the vertical relationship is the horizontal relationship.
[0027]
The rotational drive mechanism of the impeller 20a or 20b is a motor type drive, and is mainly composed of a stator 13, a rotor 14 having a magnet 12 installed inside, and a rotary shaft 18a. The rotor 14 and the impeller 20a or 20b are connected by a rotating shaft 18a, and the rotor 14 is rotated by the stator 13 so that the impeller 20a or 20b also rotates.
[0028]
The rotating shaft 18 is provided with three bearings 17 at both ends of the shaft and near the center of the shaft so that the rotating shaft 18 can rotate. Here, three bearings 17 are provided, but the bearings 17 may be optimally combined at both ends of the shaft or near both ends and the middle so that the rotation is stabilized.
[0029]
The cooling liquid is a low-temperature cooling liquid suction port provided on the side far from the surface to be cooled of the thin plate-like heat conduction unit 2 that is in thermal contact with the electronic component 3 such as a CPU by the rotation of the impeller 20a or 20b. The CPU 26 absorbs liquid into the liquid suction port 22 of the impeller in the direction 27 of the flow of the cooling liquid through the cooling surface 24 by the cooling liquid flow caused by the rotation of the impeller 20a or 20b that is rotationally driven by a motor type. The electronic component 3 is cooled and discharged from a high-temperature coolant discharge port 28 provided on the side closer to the surface 24 to be cooled.
[0030]
FIG. 3 shows a side surface of the impeller 20a with the bottom, its AA ′ cross-sectional view is shown in FIG. 4, and a perspective view of the impeller 20a with the bottom is shown in FIG. As is clear from these drawings, the impeller 20a uses a centrifugal impeller.
[0031]
Next, how the coolant flows through the impeller 20a with the bottom will be briefly described with reference to FIGS.
[0032]
The coolant sucked from the low-temperature coolant suction port 26 of the cooling module 10 is sucked into the impeller 20a from the fluid suction port 22 of the impeller 20a that is driven to rotate in the direction of the arrow 30, and is shown in FIG. It is discharged from the discharge port 23 of the impeller 20a through a plurality of spiral or spiral flow passages 29 as shown in the flow direction 31, and outside the module 10 from the high-temperature coolant discharge port 28 of the cooling module 10. Go out.
[0033]
Incidentally, a mechanism for cooling the electronic component 3 such as a CPU by the impeller 20a is configured as shown in FIG. That is, the impeller 20a with the bottom is rotated as close as possible to the cooled surface 24. The very narrow gap between the bottom surface of the impeller 20a and the surface to be cooled 24 is agitated by the turning motion of the impeller 20a with the bottom, so that the temperature boundary layer generated on the cooled surface 24 by the heat from the electronic component 3 is stripped off. be able to. By this stirring action, heat conduction from the cooled surface 24 to the impeller 20a is promoted, and a cooling effect can be obtained.
[0034]
The impeller 20a is made of a material having high thermal conductivity such as aluminum. For this reason, heat is transmitted from the cooled surface 24 of the heat conductor 2 in contact with the electronic component 3 to the impeller 20a made of a high thermal conductivity material, and the impeller 20a acts as a heat sink (cold heat source). Thus, the impeller 20a warmed by the heat from the electronic component 3 such as the CPU is cooled by the coolant passing through the spiral or spiral flow path 29 in the impeller 20a. Of course, the cooled surface 24 of the heat conductor 2 that is a part of the lower module casing 21a also needs to be made of a metal material having high heat conductivity.
[0035]
Next, the upper part of the cooling module 10 will be described. That is, in this basic concept, the heat-sensitive components such as the stator 13 and the control circuit board 15 that are driving units are provided in the upper casing 11a that is above the liquid suction port 22 of the impeller 20a or 20b. Thus, the heat-sensitive components 13 and 15 have a structure that absorbs the heat of the electronic component 3 such as the CPU or the electronic component 3 and is not easily subjected to the heat of the high-temperature coolant.
[0036]
Furthermore, components that fail when wetted with liquid such as the stator 13 and the control circuit board 15 provided above the low-temperature cooling liquid suction port 26 are embedded in the upper casing 11a to be cut off from the cooling liquid. It has a structure that does not get wet. Further, by producing the upper casing 11a from a heat insulating material such as ceramic, it is possible to protect heat-sensitive components such as the stator 13 and the control board 15 from heat.
[0037]
As described above, according to the first embodiment showing the basic concept of the cooling module according to the present invention, the lower module casing 21a and the upper module casing 11a have a built-in structure, so that assembly is easy. The gap portion has a configuration in which the coolant is sealed with a rubber packing 16 or the like.
[0038]
Further, according to the first embodiment showing the basic concept of the cooling module according to the present invention, the mounting area can be completed at one place.
[0039]
Further, according to the first embodiment showing the basic concept of the cooling module according to the present invention, since it is a single cooling module having the functions of both the coolant circulating pump 1 and the heat conducting unit 2, The number of parts required for production can be reduced as compared with the case where the heat conducting unit 2 is produced separately, and the cost can be reduced. In particular, by using the cooling module according to the present invention, two connecting portions are sufficient, and the number of parts such as joints necessary for connecting can be reduced.
[0040]
Further, in the cooling module according to the present invention, the lower casing 21a and the upper casing 11a are made of metal, so that a high pressure resistance sufficient to withstand the internal pressure due to the coolant vapor generated inside the cooling module can be provided. It becomes possible.
[0041]
Next, a second embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment showing the basic concept in that pin fins 25 are provided on the surface of the cooled surface 24 at the outer peripheral position of the bottom impeller 20a.
[0042]
As described above, according to the second embodiment, the coolant discharged in the circumferential direction from the impeller 20a can be sprayed to the pin fin 25, and in addition to the effects described in the basic concept, a further cooling effect is obtained. be able to. Moreover, if the height of the pin fin 25 to which the cooling liquid discharged in the circumferential direction of the impeller 20a is sprayed is increased, the cooling effect can be further enhanced.
[0043]
Next, a third embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the second embodiment in that a gap is provided between the impeller 20a and the cooled surface 24, and the pin fin 25 is provided on the surface of the cooled surface 24 including the gap portion. It is provided.
[0044]
As described above, according to the third embodiment, the surface to be cooled 24 provided with the pin fins 25 can be efficiently cooled by heat conduction with the cooling liquid by the turning motion of the impeller 20. Further, according to the third embodiment, as in the second embodiment, when the height of the pin fin 25 to which the coolant discharged in the outer peripheral direction of the impeller 20a is increased, the cooling effect is further enhanced. it can.
[0045]
Next, a fourth embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the first to third embodiments, the impeller 20a is a centrifugal type and the bottom surface of the impeller 20a is a closed surface. For this reason, the cooling liquid sucked from the liquid suction port 22 of the impeller 20a does not directly hit the surface 24 to be cooled.
[0046]
Therefore, the fourth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the shape of the impeller 20b. The bottomless impeller 20b of the fourth embodiment is obtained by removing the bottom surface of the first embodiment and making the bottom surface an open surface.
[0047]
As a result, when the low-temperature cooling liquid sucked from the liquid suction port 22 of the impeller 20b flows along the spiral or spiral flow path 29 as shown in FIG. 8, the cooled surface 24 is directly cooled. It will be exhaled in the centrifugal direction.
[0048]
Here, the shape of the blade of the bottomless impeller 20b is a centrifugal type in order to earn a lift, but an axial flow type or a mixed flow type blade may be used as long as the lift can be earned sufficiently. By making the shape of the blades of the bottomless impeller 20b an axial flow type or a diagonal flow type, it is possible to cause the coolant sucked from the liquid suction port 22 to flow in the centrifugal direction while colliding with the surface 24 to be cooled. . Thereby, the to-be-cooled surface 24 can be cooled by the collision jet flow, and further efficient cooling is possible. When the impeller is an axial flow type or a diagonal flow type, the flow path is formed between the blades.
[0049]
Next, a fifth embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the difference from the fourth embodiment is that, like the second embodiment, the pin fin 25 is provided on the surface of the cooled surface 24 at the position in the outer peripheral direction of the bottomless impeller 20b. is there. As described above, according to the fifth embodiment, the coolant discharged in the circumferential direction from the bottomless impeller 20b can be sprayed to the pin fins 25, and in addition to the effects described in the fourth embodiment, further A cooling effect can be obtained. Moreover, if the height of the pin fins 25 is increased, the cooling effect can be enhanced.
[0050]
Next, a sixth embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, the difference from the fourth embodiment is that, like the third embodiment, a gap is provided between the bottomless impeller 20b and the surface 24 to be cooled, and the gap portion is also included. The pin fin 25 is provided on the surface of the surface 24 to be cooled.
[0051]
The surface to be cooled 24 provided with the pin fins 25 can be efficiently cooled due to the turning motion of the impeller 20b, and heat conduction with the coolant is promoted. Further, similarly to the fifth embodiment, the cooling effect can be further enhanced by increasing the height of the pin fin 25 so that the coolant discharged in the circumferential direction of the impeller 20b is sprayed to the pin fin 25. it can.
[0052]
Also here, as in the fourth embodiment, the shape of the blade of the impeller 20b is a centrifugal type in order to gain a lift. However, if the lift is sufficient, an axial flow type or a mixed flow type blade may be used. Also good.
[0053]
In the above-described embodiment, the fins provided on the surface to be cooled 24 are pin fins. However, the shape may be any shape as long as it does not cause a significant flow loss.
[0054]
Next, a seventh embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the first to sixth embodiments, the impeller 20a or 20b and the rotor 14 disposed on the impeller 20a or 20b are connected by a shaft 18a. That is, the impeller 20 a or 20 b is a mechanism that rotates in conjunction with the rotation of the rotor 14. Therefore, the shaft 18a is configured to rotate as a rotating shaft.
[0055]
The seventh embodiment is a mechanism in which the shaft 18b is a fixed shaft. That is, the seventh embodiment is different from the first to sixth embodiments in that the rotor 14 is provided inside the stator 13 and the rotor 14 and the impeller 20a or 20b are connected. . According to this configuration, it is possible to rotate the rotor 14 and the impeller 20a or 20b connected thereto with the shaft 18b as a fixed shaft. Further, since the bearing 17 is provided between the shaft 18b and the rotor 14 and the impeller 20a or 20b which are rotating bodies, the impeller 20a or 20b can be smoothly rotated without being eccentric by the motor drive. .
[0056]
Next, an eighth embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the first to seventh embodiments, the stator 13, the rotor 14, the control circuit board 15 and the like, which are driving units of the impeller 20a or 20b, are arranged on the upper part of the impeller 20a or 20b. The total thickness of the blade is a thickness including the impeller 20a or 20b, the stator 13, the control circuit board 15, and the like.
[0057]
Accordingly, the eighth embodiment enables the cooling module 10 according to the present invention to be thinned. As shown in FIG. 12, the cooling module 10 includes an impeller in which a stator 13 and a control circuit board 15 are arranged around a fixed shaft 18c fixed to a surface to be cooled 24, and a magnet 12 is attached to the outer periphery thereof. A lower module casing 21b in which a flow path for flowing high-temperature coolant discharged from the outer periphery of the impeller 20c to the discharge port 28 is formed, and an upper module casing 11b fitted into the lower module casing 21b. Is done. In the lower module casing 21b, the impeller 20c having the magnet 12 attached to the inside also serves as a rotor as a motor. In addition, the structure of the impeller 20c can be comprised similarly to the impeller 20a or 20b mentioned above. In other words, the impeller 20c is provided with a liquid suction port 22 in the upper central portion and a liquid discharge port 23 in the lower outer periphery. For example, a spiral or spiral flow between the liquid suction port 22 and the liquid discharge port 23 is provided. It is configured by connecting with a route 29.
[0058]
Further, the upper module casing 11b is formed with a trapezoidal hole into which the central upper portion of the impeller 20c enters, and a flow path for flowing the low-temperature cooling liquid from the liquid suction port 26 to the liquid suction port 22 of the impeller 20c is formed. Yes.
[0059]
Thereby, the stator 13 and the control circuit board 15 can be accommodated in the central part of the impeller 20c, and the cooling module 10 can be thinned.
[0060]
Since the impeller 20c is provided with the bearing 17, the impeller 20c can be smoothly rotated without being eccentric with respect to the fixed shaft 18c.
[0061]
Further, the stator 13, the control circuit board 15, and the like are configured so as not to come into contact with the liquid by being surrounded by the liquid blocking plate 35.
[0062]
Further, the control circuit board 15 may be disposed on the stator 13 in the coolant blocking plate 35 in order to protect the electronic component 3 such as a CPU or the heat of the coolant heated by the electronic component 3.
[0063]
Next, a ninth embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the ninth embodiment, the stator 13 and the control circuit board 15 are arranged on the top plate side (upper module casing 11b) of the cooling module with basically the same arrangement configuration as the eighth embodiment. Therefore, as the impeller 20d, the magnet 12 is attached and a hole into which the stator 13 enters is formed on the upper side. Thus, unlike the eighth embodiment, the ninth embodiment differs from the eighth embodiment in that the stator 13 and the control circuit board 15 are disposed on the cooling module top plate side 11b far from the surface to be cooled 24. The configuration is such that it is not easily affected by the heat of the electronic component 3 or the high-temperature cooling water in the vicinity heated by the electronic component 3. Therefore, the heat-sensitive stator 13 and the control circuit board 15 are unlikely to be thermally deteriorated and can have a long life.
[0064]
Next, a tenth embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the tenth embodiment, in the seventh embodiment, the upper module casing 11c is formed with a flow path for allowing the low-temperature coolant to flow from the liquid suction port 26 to the liquid suction port 22 of the impeller 20e. By providing the magnet 12 on the outer side and the stator 13 on the outer periphery thereof, the cooling module can be made thinner.
[0065]
That is, as shown in FIG. 14, by providing the magnet 12 on the upper outer side of the impeller 20e and providing the stator 13 on the outer periphery thereof, the impeller 20e also serves as a rotor. There is no need to provide the rotor 14 on the top of the impeller 20a or 20b, and the cooling module can be made thinner by the thickness.
[0066]
Also in the tenth embodiment, as in the eighth to ninth embodiments, the parts that fail due to the liquid contact, such as the stator 13 and the control circuit board 15, are in contact with the liquid by being surrounded by the liquid blocking plate 35. It has a configuration that does not.
[0067]
Next, an eleventh embodiment of the cooling module according to the present invention will be described with reference to FIG. In the eleventh embodiment, fins 36 a are attached to the side surfaces of the cooling module casings 21, 11 of the above embodiment, and further, fins 36 b and a fan 37 are attached on the cooling module lid 19. Thus, in the eleventh embodiment, these cooling module casings 21 and 11 are made of a high thermal conductivity material such as aluminum in order to improve the heat dissipation of the cooling module itself. At this time, the fins 36a and 36b may be attached to the casings 21 and 11, or the casings 21 and 11 may be formed in a fin shape. Thus, according to the eleventh embodiment, the heat radiation area of the cooling module 10 itself can be improved by increasing the heat radiation area by the fins 36. Moreover, as shown in FIG. 15, the fan 37 is attached to the fin 36b and the air is blown to further improve the heat radiation of the cooling module 10 itself.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a liquid cooling system (electronic device cooling device), a cooling module having both functions of a pump unit and a heat conducting unit can be realized, and the assembly and maintenance of the liquid cooling device (part replacement at the time of failure, etc.) As a result, there is an effect that the cost can be reduced while improving the performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device cooling apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a front partial sectional view showing a first embodiment which is a basic concept of a cooling module according to the present invention.
FIG. 3 is a side view of the impeller shown in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing the relationship between the impeller and the surface to be cooled of the heat conducting unit in the first embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing a relationship between an impeller showing a second embodiment of the cooling module according to the present invention and fins provided on a surface to be cooled of a heat conducting section.
FIG. 7 is a perspective view showing a relationship between an impeller showing a third embodiment of the cooling module according to the present invention and fins provided on a surface to be cooled of a heat conducting section.
FIG. 8 is a perspective view showing a relationship between an impeller and a surface to be cooled of a heat conducting section, showing a fourth embodiment of the cooling module according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a relationship between an impeller showing a fifth embodiment of the cooling module according to the present invention and fins provided on a surface to be cooled of a heat conducting unit.
FIG. 10 is a perspective view showing a relationship between an impeller showing a sixth embodiment of the cooling module according to the present invention and fins provided on a surface to be cooled of a heat conducting section.
FIG. 11 is a partial front sectional view showing a seventh embodiment of the cooling module according to the present invention.
FIG. 12 is a partial front sectional view showing an eighth embodiment of the cooling module according to the present invention.
FIG. 13 is a partial front sectional view showing a ninth embodiment of the cooling module according to the present invention.
FIG. 14 is a partial front sectional view showing a tenth embodiment of the cooling module according to the present invention.
FIG. 15 is a partial front sectional view showing an eleventh embodiment of the cooling module according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: pump for circulating coolant, 2: heat conduction unit, 3: electronic components such as CPU, 4: reserve tank, 5: liquid-air heat exchanger, 5 (a): cooling pipe, 6: cooling fan, 8 : Coolant circulation channel, 10: Cooling module, 11, 11a, 11b, 11c: Upper module casing, 12: Magnet, 13: Stator (stator), 14: Rotor (rotor), 15: Control circuit board, 16: Rubber packing, 17: Bearing, 18a: Rotating shaft, 18b, 18c: Fixed shaft, 19: Module cover, 20, 20a, 20b: Impeller, 21, 21a, 21b, 21c: Lower module casing, 22: Blade Car inlet, 23: Impeller outlet, 24: Surface to be cooled, 25: Fin, 26: Low-temperature coolant inlet, 28: High-temperature outlet, 29: Impeller flow path , 35: liquid blocking plate, 40 Circuit board.

Claims

An impeller having a heat conduction part that is in thermal contact with an electronic component that is a heating element, and having a plurality of flow paths close to the surface to be cooled of the heat conduction part is built in the casing. Cooling that cools the surface to be cooled by circulating a cooling liquid from the liquid suction side flow path to the liquid discharge side flow path by rotating motion of the plurality of flow paths of the impeller by being rotated by a rotational drive source An electronic device cooling device comprising a module.

The electronic device cooling apparatus according to claim 1, wherein fins are provided on a surface to be cooled of the cooling module.

2. The electronic device cooling apparatus according to claim 1, wherein in the impeller of the cooling module, the surface to be cooled is an open surface so that cooling liquid can escape.