JP2004144374A

JP2004144374A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2004144374A
Application number: JP2002308501A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Morimoto; 森本　護
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】冷却能力の高い冷却装置１の提供。
【解決手段】冷却装置１は、容器１１、ポンプ１３、第一パイプ１５、第二パイプ１７、ラジエーター１９、ファン２１及びノズル２３を備えている。容器１１には、所定量の冷却液２５が蓄えられている。ポンプ１３が稼働すると、吸い込み口３３から冷却液２５が吸い込まれる。この冷却液２５は、第一パイプ１５を通じてラジエーター１９へと送られる。ラジエーター１９では、冷却液２５から大気へと熱が伝導し、冷却液２５が降温する。ファン２１による送風が、降温を促進する。降温された冷却液２５は、第二パイプ１７を通じてノズル２３へと送られる。冷却液２５は、ノズル２３から内壁２７に向けて噴射される。噴射によりベースプレート９が降温し、これによりＣＰＵ７が冷却される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンピュータのＣＰＵを冷却するための冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータのＣＰＵは、作動によって発熱する。この発熱により、ＣＰＵ自体が昇温する。昇温により、ＣＰＵの演算速度が低下する。コンピュータメーカーにとって、ＣＰＵの冷却は重大な関心事である。
【０００３】
冷却は、「ＣＰＵクーラー」と称される冷却装置によって行われている。この冷却装置は、ヒートシンクとファンとを備えている。ヒートシンクは、多数のフィンを備えている。ＣＰＵで発生した熱は、フィンへと伝導する。この熱はさらに、フィンから空気へと伝導する。ファンによって空気が対流させられることで、フィンから空気への熱伝導が促進される。ファンはまた、高温空気をコンピュータのハウジングから除去する役割も果たす。
【０００４】
冷却液が用いられた冷却装置も提案されている（特表２０００−５１７１０８公報及び特開２００２−１３０８８７公報参照）。この冷却装置では、容器内に収納された電子部品に冷却液が噴霧される。
【０００５】
【特許文献１】
特表２０００−５１７１０８公報
【特許文献２】
特開２００２−１３０８８７公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＣＰＵの演算速度が極めて速いパーソナルコンピュータが開発され、市販されている。このＣＰＵでは消費電力が大きいので、その発熱量も大きい。このＣＰＵの冷却には、冷却能力の高い冷却装置が必要である。ヒートシンクとファンとを備えた冷却装置では、ヒートシンクが大型にされたり、ファンが高出力化されることにより、冷却能力が向上する。しかし、冷却能力の向上にも限度がある。
【０００７】
冷却液が用いられた冷却装置は、冷却能力に優れる。しかし、容器には電子部品が内蔵されるので、容器が大型となる。大型化は、パーソナルコンピュータの小型化及び軽量化の要請に反する。しかも、冷却液は電子部品と直接接触するので、電子部品に悪影響を与えない冷却液が選択される必要がある。この冷却液は特殊なものであり、概して高価である。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、冷却能力の高い冷却装置の提供をその目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷却装置は、壁部の外面に冷却対象物が取り付けられる容器と、冷却液と、この冷却液を容器の内部と外部との間で循環させる循環手段と、容器の外部において冷却液を降温させる降温手段と、降温後の冷却液を上記壁部の内面に噴射する噴射手段とを備えている。
【００１０】
この冷却装置は、冷却液が用いられているので、冷却能力に優れる。冷却対象物は壁部の外面に取り付けられているので、この冷却対象物と冷却液とが直接には接触しない。従って、冷却液として汎用品が用いられうる。冷却対象物が収納されないので、容器は比較的小型で足りる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る冷却装置１が用いられたコンピュータの一部が示された部分断面図である。この図には、冷却装置１とともに、マザーボード３、ソケット５、ＣＰＵ７及びベースプレート９が示されている。ＣＰＵ７は、冷却対象物である。ＣＰＵ７は、ソケット５を介してマザーボード３に取り付けられている。
【００１３】
この冷却装置１は、容器１１、ポンプ１３、第一パイプ１５、第二パイプ１７、ラジエーター１９、ファン２１及びノズル２３を備えている。容器１１には、所定量の冷却液２５が蓄えられている。ポンプ１３、第一パイプ１５及び第二パイプ１７は、循環手段を構成する。ラジエーター１９及びファン２１は、降温手段を構成する。
【００１４】
容器１１はキューブ状であり、６個の内壁を備えている。１つの内壁２７（図１において右側に位置する壁部）は、ベースプレート９によって構成されている。このベースプレート９には、冷却対象物であるＣＰＵ７が取り付けられている。ベースプレート９は、ボルト２９によってマザーボード３に固定されている。ベースプレート９は、熱伝導性に優れる材料から構成されている。通常は、ベースプレート９は金属から構成される。
【００１５】
ポンプ１３は、容器１１に収納されている。ポンプ１３は、容器１１の内部の下方に位置している。ポンプ１３は、取り付け具３１によって容器１１に固定されている。ポンプ１３は、吸い込み口３３を備えている。この吸い込み口３３は、冷却液２５に水没している。ポンプ１３からは第一パイプ１５が延びており、この第一パイプ１５は容器１１を貫通してラジエーター１９にまで至っている。
【００１６】
ラジエーター１９及びファン２１は、アーム３５に固定されている。ラジエーター１９は、多数のフィン３７を備えている。ファン２１が回転することにより、図中下向きに空気が送られる。換言すれば、ファン２１により、ファン２１からラジエーター１９に向かう空気の流れが生じる。ラジエーター１９からは、第二パイプ１７が延びている。
【００１７】
この第二パイプ１７は容器１１を貫通し、容器１１の内部にまで至っている。第二パイプ１７の先端には、ノズル２３が取り付けられている。ノズル２３は、取り付け具３９によって容器１１に固定されている。ノズル２３は、容器１１の内部の上方に位置している。ノズル２３は、冷却液２５に水没していない。
【００１８】
ポンプ１３は、図示されていないモータを内蔵している。このモータによりポンプ１３が稼働すると、吸い込み口３３から冷却液２５が吸い込まれる。この冷却液２５は、第一パイプ１５を通じてラジエーター１９へと送られる。ラジエーター１９では、冷却液２５から大気へと熱が伝導し、冷却液２５が降温する。ファン２１による送風が、降温を促進する。フィン３７によってラジエーター１９の表面積が高められており、これによっても降温が促進される。
【００１９】
降温された冷却液２５は、第二パイプ１７を通じてノズル２３へと送られる。冷却液２５は、ノズル２３から内壁２７に向けて噴射される。本明細書において用いられる「噴射」という用語には、噴霧も含まれる。噴射された冷却液２５は、図中点線で示されているように、内壁２７に衝突する。衝突後、冷却液２５は内壁２７に沿って下方へと流れ落ちる。冷却液２５とベースプレート９との間で熱交換が行われ、ベースプレート９が降温する。これにより、ＣＰＵ７が冷却される。流れ落ちた冷却液２５はベースプレート９からの熱伝導によって昇温しているが、この冷却液２５が再度ラジエーター１９に送られ、降温される。
【００２０】
この冷却装置１では、冷却液２５はＣＰＵ７とは接触しないので、冷却液２５がＣＰＵ７の性能に悪影響を与える心配がない。従って、安価で汎用性の高い冷却液２５が用いられうる。好適な冷却液２５としては、水、アルコール及びエーテルが例示される。沸点が低い冷却液２５が選択されれば、気化熱による冷却効果も得られる。沸点が低い冷却液２５としては、アルコール及びエーテルが例示される。これらの水溶液が用いられてもよい。容器１１の内部が減圧されるのが好ましい。減圧により、冷却液２５の気化が促進される。
【００２１】
この冷却装置１では、冷却対象物であるＣＰＵ７が容器１１に収納されていない。従って、容器１１が小型化されうる。小型の容器１１は、コンピュータの小型化及び軽量化に寄与する。しかも、この冷却装置１は、ＣＰＵ７とは別個に着脱が可能である。
【００２２】
この冷却装置１では、駆動手段であるモータ及びポンプ１３が容器１１に内蔵されているので、この駆動手段で生じるノイズが容器１１の外部に伝わりにくい。この冷却装置１は、コンピュータの低ノイズに寄与する。駆動手段が容器１１に内蔵されることは、コンピュータの小型化にも寄与する。
【００２３】
この冷却装置１により、ＣＰＵ７に限らず、種々の電子部品が冷却されうる。この冷却装置１により、コンピュータ部品以外の物品も冷却されうる。
【００２４】
図２は、本発明の他の実施形態に係る冷却装置４１が用いられた冷風機４３が示された部分断面図である。この冷却装置４１は、容器１１、ポンプ１３、第一パイプ１５、第二パイプ１７、ラジエーター１９、ファン２１及びノズル２３を備えている。容器１１には、冷却液２５が蓄えられている。この図２において図１の冷却装置１の部材と同等の役割を果たす部材は、図１と同一の符号が付されている。
【００２５】
この冷風機４３は、さらにフィン４５及び第二ファン４７を備えてる。この冷風機４３では、壁部４９の外面にフィン４５が当接している。フィン４５は、冷却対象物である。内壁２７への冷却液２５の噴射により、壁部４９を介してフィン４５が降温される。フィン４５には、第二ファン４７から空気が送られる。この空気はフィン４５との熱交換により冷却される。冷却空気は、図２において矢印Ａで示される方向へと送られる。この冷風機４３は、部分温調に用いられる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２７】
本発明の実施例として、図１に示される冷却装置を用意した。一方、比較例として、多数のフィンを備えたヒートシンクとファンとからなる市販の冷却装置を用意した。比較例の冷却装置では、ファンの回転によりフィンに向けて空気が送られる。なお、実施例と比較例とで、ファンの仕様を統一した。
【００２８】
冷却装置で冷却しつつ、市販のパーソナルコンピュータのＣＰＵに連続演算を行わせた。そして、演算開始から３５分後のＣＰＵの温度を測定した。実施例の冷却装置が用いられたＣＰＵの温度は４１℃であり、比較例の冷却装置が用いられたＣＰＵの温度は４９℃であった。この評価結果より、本発明の優位性は明らかである。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の冷却装置は冷却能力に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る冷却装置が用いられたコンピュータの一部が示された部分断面図である。
【図２】図２は、本発明の他の実施形態に係る冷却装置が用いられた冷風機が示された部分断面図である。
【符号の説明】
１、４１・・・冷却装置
７・・・ＣＰＵ
１１・・・容器
１３・・・ポンプ
１９・・・ラジエーター
２１・・・ファン
２３・・・ノズル
３３・・・吸い込み口
３７、４５・・・フィン
４３・・・冷風機
４７・・・第二ファン

Claims

壁部の外面に冷却対象物が取り付けられる容器と、冷却液と、この冷却液を容器の内部と外部との間で循環させる循環手段と、容器の外部において冷却液を降温させる降温手段と、降温後の冷却液を上記壁部の内面に噴射する噴射手段とを備えた冷却装置。