JP2004303268A - Liquid-cooling system and personal computer using the same - Google Patents

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Makoto Kitano
誠 北野
Takashi Osanawa
尚 長縄
Yuji Yoshitomi
雄二 吉冨
Rintaro Minamitani
林太郎 南谷
Shigeo Ohashi
繁男 大橋
Noriyuki Ashiwake
範之 芦分
Yoshihiro Kondo
義広 近藤
Takeshi Nakagawa
毅 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a personal computer equipped with a liquid-cooling system or structure capable of cooling a high heating element such as a semiconductor element used for a miniaturized and thinned electronic apparatus, with low power consumption. <P>SOLUTION: A reciprocating pump, a heat receiving jacket, a heat radiating pipe, and a connecting pipe for connecting these parts, are arranged in a closed loop to fill a liquid coolant. When defining the volumetric change caused by the reciprocating motion of a pump member, as ΔVp, pressure generated at the volumetric change ΔVp, as P and the volumetric change of the liquid-cooling system excluding the pump generated when applying the pressure P, as ΔVs, ΔVs is to be ΔVp or more. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発熱体を冷却する液冷システムに係わり、特に超小型・薄型構造に好適な液冷システムに関する。   The present invention relates to a liquid cooling system for cooling a heating element, and more particularly to a liquid cooling system suitable for an ultra-small and thin structure.

コンピュータ等の電子装置に用いられる半導体装置は、動作時に発熱する。特に近年の高集積半導体は発熱量が増大している。半導体はある温度を超えると半導体としての機能が失われるため、発熱量の大きい半導体装置はこれを冷却する必要がある。   A semiconductor device used for an electronic device such as a computer generates heat during operation. In particular, the heat generation of recent highly integrated semiconductors is increasing. Since the semiconductor loses its function as a semiconductor when the temperature exceeds a certain temperature, it is necessary to cool a semiconductor device which generates a large amount of heat.

電子装置の半導体装置を冷却する方法としては、熱伝導によるもの、空冷によるもの、ヒートパイプを用いるもの、液冷によるものが知られている。   As a method for cooling a semiconductor device of an electronic device, a method using heat conduction, a method using air cooling, a method using a heat pipe, and a method using liquid cooling are known.

熱伝導による冷却は、半導体装置から電子機器外部に至る放熱経路に熱伝導率の大きい材料を用いることにより達成される。この方法は半導体装置の発熱量が比較的小さく、またノート型パーソナルコンピュータのようにコンパクトな電子機器に適している。   Cooling by heat conduction is achieved by using a material having high thermal conductivity in a heat radiation path from the semiconductor device to the outside of the electronic device. This method is suitable for a compact electronic device such as a notebook personal computer in which the heat value of the semiconductor device is relatively small.

空冷による冷却は、送風装置を電子機器内部に設け、半導体装置を強制対流冷却することにより達成される。この方法はある程度の発熱量がある半導体装置の冷却に広く用いられており、送風装置を小型・薄型化することにより、パーソナルコンピュータにも適用されている。   Cooling by air cooling is achieved by providing a blower inside the electronic device and forcibly convection cooling the semiconductor device. This method is widely used for cooling a semiconductor device having a certain amount of heat generation, and is also applied to a personal computer by reducing the size and thickness of a blower.

ヒートパイプを用いた冷却は、パイプ内に封入した冷媒により熱を電子装置外部に運ぶもので、特開平1−84699号公報、特開平2−244748号公報に記載されている。この方法は、送風装置のように電力を消費する部品を用いないため効率がよく、熱伝導による冷却をさらに高効率化したものである。しかしこの方法は輸送できる熱に限界があった。   Cooling using a heat pipe involves transferring heat to the outside of the electronic device by means of a refrigerant sealed in the pipe, and is described in JP-A-1-84699 and JP-A-2-244748. This method is efficient because it does not use components that consume power such as a blower, and is more efficient in cooling by heat conduction. However, this method was limited in the heat that could be transported.

液冷による冷却は発熱量の大きい半導体装置の冷却に適しており、具体的な方法が特開平5−335454号公報、特開平6−97338号公報、特開平6−125188号公報、特開平10−213370号公報に記載されている。しかし従来の液冷システムは大型コンピュータにその用途が限られていた。これは、液冷システムがポンプや配管系、放熱フィンなど多くの冷却専用の部品を必要とするので装置が大型になること、液体を冷却に用いることに対する信頼性確保が他の方法に比べて難しいことによる。また、液冷を必要とするほど発熱の大きい半導体装置は大型コンピュータ以外では用いられていなかったこともその理由の一つである。   Cooling by liquid cooling is suitable for cooling a semiconductor device having a large amount of heat. Specific methods are described in JP-A-5-335454, JP-A-6-97338, JP-A-6-125188, and No. 213370. However, the use of the conventional liquid cooling system has been limited to a large computer. This is because the liquid cooling system requires many parts dedicated to cooling, such as pumps, piping systems, and radiating fins, so that the size of the device becomes large and the reliability of using the liquid for cooling is ensured compared to other methods. It depends. Another reason is that a semiconductor device that generates a large amount of heat so as to require liquid cooling has not been used except for a large computer.

ノートパソコンを含む小型の電子機器に液冷を適用する技術は特開平6−266474号公報に記載されている。この公知例では、半導体装置に取り付けたヘッダとこれと離れたところに位置する放熱パイプをフレキシブルチューブで連結し、熱をその中を流れる液体を介して輸送して冷却するものである。   A technique for applying liquid cooling to a small electronic device including a notebook personal computer is described in JP-A-6-266474. In this known example, a header attached to a semiconductor device and a radiating pipe located away from the header are connected by a flexible tube, and heat is transported through a liquid flowing through the header and cooled.

特開平1−84699号公報JP-A-1-84699

特開平2−244748号公報JP-A-2-244748 特開平5−335454号公報JP-A-5-335454 特開平6−97338号公報JP-A-6-97338 特開平6−125188号公報JP-A-6-125188 特開平10−213370号公報JP-A-10-213370 特開平6−266474号公報JP-A-6-266474

しかし、近年はパーソナルコンピュータ、サーバ、ワークステーションなどの電子機器に用いられる半導体装置の発熱量が飛躍的に大きくなっており、近年の電子機器、特にノート型パーソナルコンピュータのように一層の小型・薄型化が求められる電子機器に適用するには、前記公知例を適応しただけでは充分でない。   However, in recent years, the amount of heat generated by semiconductor devices used in electronic devices such as personal computers, servers, and workstations has increased dramatically, and in recent years electronic devices, especially notebook personal computers, have become smaller and thinner. It is not enough to apply the above-mentioned known example to the application to an electronic device which is required to be integrated.

よって、本発明は、小型・薄型化した電子機器に用いられる半導体素子等の高発熱体を低消費電力で冷却することができる冷却システム或いは当該構造を備えたパーソナルコンピュータを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling system capable of cooling a high heat generating element such as a semiconductor element used in a small and thin electronic device with low power consumption, or a personal computer having the structure.

前記課題は、超小型・薄型の効率の良い液冷システム或いは小型・薄型パソコン特有の冷却システムを備えたパーソナルコンピュータを構成することにより達成される。   The above object is achieved by configuring a personal computer equipped with an ultra-compact and thin liquid cooling system with high efficiency or a cooling system unique to a small and thin personal computer.

液冷システムには液体の循環を促すポンプが必須であるが、通常用いられる回転式のポンプでは、超小型・薄型化と低消費電力化の面で実現が困難である。このため、部材の往復動により液体を加圧するポンプを用いることが有効である。
しかし、往復動式ポンプを用いる場合でも、効率的に冷却できる低消費電力のシステムを構成するためには以下の条件を満たす必要がある。
A liquid cooling system requires a pump that promotes the circulation of liquid, but it is difficult to realize a generally used rotary pump in terms of ultra-small size and thickness and low power consumption. For this reason, it is effective to use a pump that pressurizes the liquid by reciprocating members.
However, even when a reciprocating pump is used, it is necessary to satisfy the following conditions in order to configure a low power consumption system capable of efficiently cooling.

具体的には、冷却液を脈流として供給するポンプと、前記冷却液が供給され発熱体から熱を受ける受熱ジャケットと、前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムであって、前記ポンプが脈流を吐出する際の内部の容積変化をΔVp、前記容積変化に伴って生じる圧力をPとし、前記圧力Pによる前記ポンプ部を除く冷却液流路の容積変化をΔVsとしたときに、ΔVsはΔVp以上になることを特徴とする。   Specifically, a pump that supplies the coolant as a pulsating flow, a heat receiving jacket to which the coolant is supplied and receives heat from a heating element, and a radiating pipe that supplies the coolant through the heat receiving jacket and radiates heat, A path through which the cooling liquid that has passed through the heat radiating pipe circulates through the pump, wherein the cooling liquid circulates through a closed flow path, wherein the pump discharges a pulsating flow. Where ΔVp is the volume change of the coolant flow path excluding the pump section due to the pressure P, and ΔVs is ΔVp or more. And

なお、たとえば、前記ポンプは、ポンプ内の部材の往復運動により前記脈流を吐出し、前記ポンプの部材の往復動がダイヤフラムのたわみによりもたらされるものであることができる。このダイヤフラム自体あるいはダイヤフラムの駆動源はピエゾ素子であることが、小型・低消費電力・低騒音等の観点からより好ましい。これにより、小型・薄型のコンピュータであっても、冷却液運搬流量を確保でき、効率的な冷却を図ることができる。   In addition, for example, the pump discharges the pulsating flow by reciprocating motion of a member in the pump, and reciprocating motion of the member of the pump can be caused by bending of a diaphragm. It is more preferable that the diaphragm itself or the driving source of the diaphragm is a piezo element from the viewpoint of small size, low power consumption, low noise, and the like. As a result, even with a small and thin computer, the flow rate of the transported coolant can be secured, and efficient cooling can be achieved.

また、前記冷却液を運ぶ流路である接続パイプの少なくとも一部分にゴムパイプあるいは樹脂パイプを用い、前記樹脂またはゴムパイプの表面を、金属膜で覆う或いは金属膜で覆われた樹脂シートで覆うようにすると、ゴム或いは樹脂通して冷却液が拡散して大気への放出を抑制できると共に効率的に熱を伝導させることができる。   Further, a rubber pipe or a resin pipe is used for at least a part of the connection pipe which is a flow path for carrying the cooling liquid, and the surface of the resin or the rubber pipe is covered with a metal film or covered with a resin sheet covered with the metal film. In addition, the cooling liquid can be diffused through rubber or resin to suppress the release to the atmosphere and efficiently conduct heat.

前記においては、前記圧力Pによる自身が保有する冷却液の容積変化がΔVp以上であるアキュムレータを有することが圧力の管理の観点等から好ましい。   In the above, it is preferable from the viewpoint of pressure management and the like to have an accumulator in which the volume change of the cooling liquid held by the pressure P is equal to or more than ΔVp.

なお、アキュムレータは内部に冷却液を保有して保有量を変動できる構造になっている。例えば、自身の変形によって保有量を変更するものであることができる。或いは、内部に気体を併せて保有する構造であってもよい。   The accumulator has a structure in which the amount of the coolant can be changed by holding the coolant inside. For example, the holding amount may be changed by own deformation. Alternatively, a structure in which gas is also held inside may be used.

前記アキュムレータは、例えばゴムまたは樹脂を構成材料とし、圧力変化により可動するようにする。または、金属ベローズ構造を用いることができる。または、ピストン機構を用いることもできる。   The accumulator is made of rubber or resin, for example, and is made movable by pressure change. Alternatively, a metal bellows structure can be used. Alternatively, a piston mechanism can be used.

なお、液冷システムにおいては、前記冷却液は大気圧より高い圧力に加圧されていることがこのましい。   In the liquid cooling system, it is preferable that the cooling liquid is pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure.

また、前記アキュムレータは前記循環する冷却液が供給される供給口と前記冷却水を排出する排出口とを備え、内部に前記冷却液と気体とを保持する。前記アキュムレータは、前記冷却液の経路において、受熱ジャケット或いは/及び放熱パイプに対して直列に配置されていることが好ましい。   The accumulator includes a supply port through which the circulating coolant is supplied and a discharge port through which the coolant is discharged, and holds the coolant and the gas therein. The accumulator is preferably arranged in series with the heat receiving jacket and / or the heat radiating pipe in the coolant path.

なお、前記冷液システムを備えたパーソナルコンピュータとしては、例えば、半導体素子と、信号入力部と、表示装置と、を備え、冷却液を脈流として供給するポンプと、前記冷却液が供給され前記半導体素子で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムと、を備えたパーソナルコンピュータであって、前記ポンプが脈流を吐出する際の内部の容積変化をΔVp、前記容積変化に伴って生じる圧力をPとし、前記圧力Pによる前記ポンプ部を除く冷却液流路の容積変化をΔVsとしたときに、ΔVsはΔVp以上になるようにすることができる。   The personal computer having the cooling liquid system includes, for example, a semiconductor device, a signal input unit, and a display device, a pump that supplies the cooling liquid as a pulsating flow, and the cooling liquid is supplied. A heat-receiving jacket for receiving heat generated in the semiconductor element, a heat-dissipating pipe for supplying a coolant through the heat-receiving jacket and dissipating heat, and a path for circulating the coolant through the heat-dissipating pipe to the pump, A liquid cooling system that circulates through a flow path in which a cooling liquid is closed, wherein the internal volume change when the pump discharges a pulsating flow is ΔVp, and a pressure generated by the volume change. Is P, and ΔVs is equal to or greater than ΔVp, where ΔVs is a change in the volume of the coolant flow path excluding the pump section due to the pressure P.

なお、ノート型パーソナルコンピュータにおいては、半導体素子と、信号入力部とを備える本体と、前記第一の部材と可動部機構を介して連絡する表示部を備えた表示装置と、冷却液を脈流として吐出するポンプと、前記本体に配置され、前記冷却液が供給され前記半導体素子で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、前記表示装置の前記表示部の背面に前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムと、を備えたパーソナルコンピュータであって、前記表示装置は、前記冷却液の流路に、前記流路を流れる冷却液が供給される供給口と前記供給された冷却液を排出する排出口とを備え、内部に前記冷却液と気体とを保持するアキュムレータを備え、前記ポンプからの脈流の吐出に対応して、前記アキュムレータ内に保持される冷却液量を変化させるようにする。   Note that, in a notebook personal computer, a display device having a main body including a semiconductor element and a signal input unit, a display unit communicating with the first member via a movable unit mechanism, and a pulsating flow of a coolant. And a heat receiving jacket disposed on the main body and receiving the heat generated by the semiconductor element when the cooling liquid is supplied thereto, and a cooling liquid passing through the heat receiving jacket is supplied to a back surface of the display unit of the display device. A personal computer comprising: a heat radiating pipe for radiating heat; and a path for circulating a coolant passing through the heat radiating pipe to the pump, and a liquid cooling system circulating in a flow path in which the coolant is closed. Wherein the display device has a supply port to which the coolant flowing through the flow path is supplied and a discharge port to discharge the supplied coolant, in the flow path of the coolant, Wherein a cooling liquid and an accumulator for holding the gas, corresponding to the discharge of the pulsating flow from the pump, so as to vary the amount of coolant retained in said accumulator.

さらに、他の具体的形態としては、半導体素子と、信号入力部と、表示装置と、ピエゾ素子を有するダイヤフラムの往復運動を用いて冷却液を脈流として吐出ポンプと、前記冷却液が供給され前記半導体素子で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が供給され供給口と前記供給された冷却液を排出する排出口とを備え、内部に前記冷却液と気体とを保持するアキュムレータと、前記アキュムレータを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムと、を備えたパーソナルコンピュータであって、前記ポンプからの脈流の吐出に対応して、前記アキュムレータ内に保持される冷却液量を変化させるようにする。   Further, as another specific mode, a semiconductor device, a signal input unit, a display device, a discharge pump using a reciprocating motion of a diaphragm having a piezo element as a pulsating flow of a coolant, and the coolant is supplied. A heat-receiving jacket that receives heat generated by the semiconductor element, a heat-dissipating pipe that is supplied with a coolant that has passed through the heat-receiving jacket and radiates heat, a coolant that is supplied through the heat-dissipating pipe, and a supply port and the supplied coolant A flow path in which the cooling liquid is closed, comprising: an accumulator for holding the cooling liquid and the gas therein; and a path for circulating the cooling liquid passing through the accumulator to the pump. A liquid cooling system that circulates the cooling liquid, wherein the cooling liquid is held in the accumulator in response to discharge of the pulsating flow from the pump. The to to change.

次に図13を用いて説明する。本発明による冷却システムの流路を図13に示す。流路はポンプ1と接続パイプ3から構成され、内部には冷却液が充填されている。接続パイプ3はポンプの出口と入口の両方に接続され閉ループとなっている。ポンプ1は往復動を行うダイヤフラム8と逆止弁9a、9b、及びケースから構成されている。いま、ダイヤフラムが実線の位置に来たときを考える。ポンプ内の冷却液が加圧されるので、逆止弁9bが開かれる。これを連続することによりポンプから脈流が吐出されて冷却液経路を循環させる。このとき、冷却液が矢印の方向に移動するためには、接続パイプ3の一部あるいは全部が圧力により膨張し、ポンプ内にあった冷却液が流入することが必要である。   Next, a description will be given with reference to FIG. FIG. 13 shows the flow path of the cooling system according to the present invention. The flow path is composed of a pump 1 and a connection pipe 3, and the inside is filled with a cooling liquid. The connection pipe 3 is connected to both the outlet and the inlet of the pump to form a closed loop. The pump 1 includes a reciprocating diaphragm 8, check valves 9a and 9b, and a case. Now, consider the case where the diaphragm comes to the position indicated by the solid line. Since the cooling liquid in the pump is pressurized, the check valve 9b is opened. By continuing this, a pulsating flow is discharged from the pump and circulates through the coolant path. At this time, in order for the coolant to move in the direction of the arrow, it is necessary that a part or all of the connection pipe 3 expands due to the pressure and the coolant that has been in the pump flows in.

図14にポンプの流量Qと圧力Pの関係を示す。Pmaxはポンプの出口を塞ぎ冷却液を流さないときに発生する最大圧力、Qmaxはポンプの出口を開放し、圧力損失をなくした場合の最大流量を示す。この線図で流量Qと圧力Pの関係が決まり、例えば圧力損失がPの配管を接続した場合の流量はQとなる。 FIG. 14 shows the relationship between the flow rate Q and the pressure P of the pump. Pmax indicates the maximum pressure generated when the outlet of the pump is closed and no coolant flows, and Qmax indicates the maximum flow rate when the pump outlet is opened to eliminate the pressure loss. Determines the relationship between the flow rate Q and pressure P in this diagram, for example, the flow rate when the pressure loss was connected to pipe P 0 becomes Q 0.

本発明の冷却システムでは往復動によるポンプを採用して脈流により冷却液流路を循環させているので、脈流の供給(往復動)による容積変化ΔVpは流量Q/振動数fで求められ、容積変化ΔVpと圧力Pの関係を図15のように描くことができる。また、配管にかかる圧力Pと配管の容積変化ΔVsは比例するので、例えば直線(1)のようになる。このとき、直線(1)とポンプの特性線図の交点で圧力Pと容積変化ΔVが決まる。開ループであれば、容積変化は配管の圧力損失Pで決まり、容積変化ΔVが得られるが、(2)のように容積変化が小さい硬い配管を用いると容積変化はΔVより小さいΔVしか得られない。従って流量が低下し、冷却性能も低下する。これに対し、(2)のように圧力に対する容積変化が大きい場合、すなわち軟らかい配管を用いた場合は、直線(2)とポンプの特性線図の交点における容積変化はΔVより大きくなるので、本来の容積変化はΔVが得られ、十分な特性を発揮することができる。すなわち、ポンプの部材の往復動による容積変化をΔVp、容積変化ΔVpの時に生じる圧力をP、圧力Pを与えたときに生じるポンプを除く液冷システムの容積変化をΔVsと定義した場合に、ΔVsがΔVp以上にして、冷却システムの特性を高効率で引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。 In the cooling system of the present invention, since the coolant flow path is circulated by the pulsating flow by employing the reciprocating pump, the volume change ΔVp due to the supply (reciprocating) of the pulsating flow is obtained by the flow rate Q / frequency f. The relationship between the volume change ΔVp and the pressure P can be drawn as shown in FIG. Further, since the pressure P applied to the pipe and the change in volume ΔVs of the pipe are proportional, for example, a straight line (1) is obtained. In this case, the straight line (1) and determines the pressure P 1 and the volume change [Delta] V 1 at the intersection of characteristic diagram of the pump. In the case of an open loop, the volume change is determined by the pressure loss P 0 of the pipe, and a volume change ΔV 0 is obtained. However, when a hard pipe having a small volume change as in (2) is used, the volume change is ΔV smaller than ΔV 0. You get only one . Therefore, the flow rate decreases and the cooling performance also decreases. On the other hand, when the volume change with respect to pressure is large as in (2), that is, when a soft pipe is used, the volume change at the intersection of the straight line (2) and the characteristic diagram of the pump is larger than ΔV 0 , As for the original volume change, ΔV 0 is obtained, and sufficient characteristics can be exhibited. That is, when the volume change due to the reciprocating motion of the pump member is defined as ΔVp, the pressure generated at the time of the volume change ΔVp is defined as P, and the volume change of the liquid cooling system excluding the pump generated when the pressure P is applied is defined as ΔVs, ΔVs Is equal to or greater than ΔVp, the characteristics of the cooling system can be derived with high efficiency, and a system with low power consumption can be configured.

また、部材の往復動により液体を加圧するポンプ2台と、発熱体を冷却するための熱交換器機能を有する受熱ジャケットと、外界との熱交換を行う放熱パイプと、前記の部品を接続する接続パイプからなり、2台のポンプ、受熱ジャケット、放熱パイプが接続パイプにより閉ループに配置されており、ポンプ、受熱ジャケット、放熱パイプ、接続パイプの中に冷却液が充填されている液冷システムにおいて、2台のポンプの部材の往復動の位相を180度ずらすことによっても同様の効果が得られ、冷却システムの特性を高効率で引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。   In addition, the above components are connected to two pumps for pressurizing the liquid by reciprocating members, a heat receiving jacket having a heat exchanger function for cooling the heating element, a radiating pipe for performing heat exchange with the outside world. In a liquid cooling system, which consists of a connecting pipe, two pumps, a heat receiving jacket, and a heat radiating pipe are arranged in a closed loop by the connecting pipe, and the pump, the heat receiving jacket, the heat radiating pipe, and the connecting pipe are filled with a cooling liquid. The same effect can be obtained by shifting the phase of the reciprocating motion of the members of the two pumps by 180 degrees, the characteristics of the cooling system can be extracted with high efficiency, and a system with low power consumption can be configured. it can.

本発明により、小型・薄型化した電子機器に用いられる半導体素子等の高発熱体を低消費電力で冷却することができる冷却システム或いは当該構造を備えたパーソナルコンピュータを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a cooling system capable of cooling a high heat generating element such as a semiconductor element used in a small and thin electronic device with low power consumption, or a personal computer including the cooling system.

以下、本発明の実施の形態を以下説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1に本発明の冷却システムを用いたノート型パーソナルコンピュータを示す。本体筐体6に実装された半導体素子5には、内部に冷却液の流路を設けた受熱ジャケット2が接続されている。本体筐体6にはポンプ1も設けられている。表示装置筐体7の表示パネル背面には放熱パイプ4が設けられている。ポンプ1、受熱ジャケット2、放熱パイプ4は接続パイプ3で図のように閉ループ状に接続されており、これらの内部には冷却液が充填されている。   FIG. 1 shows a notebook personal computer using the cooling system of the present invention. The semiconductor element 5 mounted on the main body housing 6 is connected to the heat receiving jacket 2 provided with a coolant flow path therein. The pump 1 is also provided in the main body housing 6. A heat dissipation pipe 4 is provided on the rear surface of the display panel of the display device housing 7. The pump 1, the heat receiving jacket 2, and the heat radiating pipe 4 are connected in a closed loop as shown in the figure by a connecting pipe 3, and the inside thereof is filled with a cooling liquid.

図1に示したノート型パーソナルコンピュータの冷却システムの第1実施例を模式的に示したのが図2である。ポンプ1、プリント基板11に実装された半導体素子5に接続された受熱ジャケット2、放熱パイプ4は接続パイプ3で接続されている。ポンプ1は往復動を行うダイヤフラム8と逆止弁9a、9b、及びケースから構成されている。接続パイプ3の一部分は軟らかい材質を用いており、膨張部10となっている。ダイヤフラム8が図の位置に来ると、冷却液が加圧されるので、逆止弁9bが開く。すると、冷却液の圧力により膨張部10が10aのように膨張するので、冷却液は矢印の方向に移動する。次にダイヤフラム8が破線の位置に来ると、圧力が低下するので、逆止弁9aが開き接続パイプ内の冷却液がポンプ内に流れ込み、膨張部10は破線の位置に戻る。この動作を繰り返すことにより冷却液は流路を循環する。受熱ジャケット2において暖められた冷却液は放熱パイプ4で冷却され、ポンプ1を経由して再び受熱ジャケットに流れ込む。これを繰り返すことにより、発熱量の大きい半導体素子であっても効率よく冷却することができる。
(特に30Wを越える発熱をする半導体素子を有するパーソナルコンピュータに使用すると効果的である。)
本実施例では、ポンプの部材の往復動による容積変化をΔVp、容積変化ΔVpの時に生じる圧力をP、圧力Pを与えたときに生じる膨張部10の容積変化をΔVsと定義した場合に、ΔVsはΔVp以上となっている。このため、「課題を解決するための手段」の項で述べたように、冷却システムの特性を高効率に引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。
FIG. 2 schematically shows a first embodiment of the cooling system for the notebook personal computer shown in FIG. The pump 1, the heat receiving jacket 2 connected to the semiconductor element 5 mounted on the printed board 11, and the heat radiating pipe 4 are connected by the connecting pipe 3. The pump 1 includes a reciprocating diaphragm 8, check valves 9a and 9b, and a case. A part of the connection pipe 3 is made of a soft material, and serves as an expansion portion 10. When the diaphragm 8 reaches the position shown in the figure, the coolant is pressurized, and the check valve 9b opens. Then, the expansion portion 10 expands as indicated by 10a by the pressure of the coolant, and the coolant moves in the direction of the arrow. Next, when the diaphragm 8 comes to the position indicated by the broken line, the pressure decreases, so that the check valve 9a opens and the coolant in the connection pipe flows into the pump, and the expansion section 10 returns to the position indicated by the broken line. By repeating this operation, the coolant circulates in the flow path. The cooling liquid warmed in the heat receiving jacket 2 is cooled by the heat radiating pipe 4 and flows into the heat receiving jacket again via the pump 1. By repeating this, even a semiconductor element having a large amount of heat can be efficiently cooled.
(Especially, it is effective when used in a personal computer having a semiconductor element that generates heat exceeding 30 W.)
In this embodiment, when the volume change due to the reciprocating motion of the pump member is defined as ΔVp, the pressure generated at the time of the volume change ΔVp is defined as P, and the volume change of the expansion section 10 generated when the pressure P is applied is defined as ΔVs, Is ΔVp or more. For this reason, as described in the section of “Means for Solving the Problems”, the characteristics of the cooling system can be extracted with high efficiency, and a system with low power consumption can be configured.

前記値の測定には、例えば以下のようにすることができる。ポンプ1に冷却液を回収する接続パイプ3をポンプの直前で切る。ポンプ1下流側であって、ポンプ1の直下に圧力計を設置する。冷却液供給源から冷却液をポンプ1へ供給してポンプ1を駆動させる。そして流量と圧力P0を計測する。次に前記ポンプ1の脈動(内部部材の往復)の周波数から1回当りの流量である前記容積変化量(ΔVp)を求める。   The value can be measured, for example, as follows. The connecting pipe 3 for collecting the cooling liquid in the pump 1 is cut immediately before the pump. A pressure gauge is installed downstream of the pump 1 and directly below the pump 1. The pump 1 is driven by supplying a coolant from the coolant supply source to the pump 1. Then, the flow rate and the pressure P0 are measured. Next, from the frequency of the pulsation of the pump 1 (reciprocation of the internal member), the volume change (ΔVp), which is the flow rate per time, is determined.

次に、前記切った接続パイプのうちポンプ1と反対側端を封止し、冷却液の流路ができるだけ水平になるようパーソナルコンピュータ等を配置する。そして、前記切った接続パイプのポンプ側に水柱を連絡し、水柱の高さ変化・高さによって、ポンプ以外の冷却水流路の体積変化ΔVs及び圧力P1を計測する。ΔV-P図においてVs及びP1をプロットし、原点から直線を引く。前記直線と前記P0及びΔVpのプロット点を比較した場合にΔVpにおける両者の圧力を比較するとP0のほうが大きい値になっている。   Next, the end of the cut connection pipe opposite to the pump 1 is sealed, and a personal computer or the like is arranged so that the flow path of the coolant is as horizontal as possible. Then, a water column is connected to the pump side of the cut connection pipe, and the volume change ΔVs and the pressure P1 of the cooling water flow path other than the pump are measured based on the height change and height of the water column. Vs and P1 are plotted in the ΔV-P diagram, and a straight line is drawn from the origin. When the straight line is compared with the plot points of P0 and ΔVp, when the pressures at ΔVp are compared, P0 has a larger value.

なお、本実施例では接続パイプ3の一部分が軟らかく、ΔVsがΔVp以上になる役割を果たしているが、接続パイプ全体が軟らかく、ΔVsがΔVp以上になる役割を果たしていてもよい。また、接続パイプ3の材質としては、低剛性のゴムまたは樹脂があげられる。   In the present embodiment, a part of the connection pipe 3 is soft and plays a role in which ΔVs becomes equal to or more than ΔVp. However, the entire connection pipe may be soft and plays a role in which ΔVs becomes equal to or more than ΔVp. In addition, as a material of the connection pipe 3, rubber or resin having low rigidity can be used.

図3に本発明の第2実施例による冷却システムを模式的に示す。システムの構成は第1実施例とほぼ同じであるが、第1実施例の膨張部10の代わりに内部を冷却液で満たしたアキュムレータ12を取り付けた。この図においても、ダイヤフラム8の実線と破線はアキュムレータ12の実線と破線に対応している。ダイヤフラム8によりポンプ1の内部が加圧されると、逆止弁9bが開き、圧力がアキュムレータ12に伝わり、実線のように膨張する。この膨張により冷却液が矢印の方向に流れることができる。本実施例では、圧力Pを与えたときに生じるアキュムレータ12の容積変化がΔVsであり、ΔVsはΔVp以上となっている。このため、冷却システムの特性を高効率引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。   FIG. 3 schematically shows a cooling system according to a second embodiment of the present invention. The configuration of the system is almost the same as that of the first embodiment, but an accumulator 12 whose inside is filled with a cooling liquid is attached instead of the expansion section 10 of the first embodiment. Also in this figure, the solid line and the broken line of the diaphragm 8 correspond to the solid line and the broken line of the accumulator 12. When the inside of the pump 1 is pressurized by the diaphragm 8, the check valve 9b is opened, the pressure is transmitted to the accumulator 12, and the pump expands as indicated by the solid line. This expansion allows the coolant to flow in the direction of the arrow. In the present embodiment, the change in volume of the accumulator 12 when the pressure P is applied is ΔVs, and ΔVs is equal to or greater than ΔVp. Therefore, the characteristics of the cooling system can be brought out with high efficiency, and a system with low power consumption can be configured.

なお、本実施例ではアキュムレータ12を接続パイプ3に分岐して取り付けたが、図4に示すようにアキュムレータ13を接続パイプ3に直列に接続し、閉ループに組み込んでも、ΔVsがΔVp以上であれば、同じ効果が得られる。   In this embodiment, the accumulator 12 is branched and attached to the connection pipe 3, but as shown in FIG. 4, even if the accumulator 13 is connected in series to the connection pipe 3 and incorporated in a closed loop, if ΔVs is equal to or greater than ΔVp, The same effect can be obtained.

また、アキュムレータ12、13構造が可変で大小する場合は、アキュムレータ12、13の材質としては、低剛性のゴムまたは樹脂があげられる。一方、代わりに、アキュムレータの内部に気体部(空気他)と冷却液の滞留部とを備えた構造にすることも考えられる。アキュムレータ12、13に冷却液を供給する供給口及びアキュムレータ12、13に滞留した冷却液を排出する排出口(図示せず)を備えるようにすることができる。   When the accumulators 12 and 13 are variable in size and size, the accumulators 12 and 13 may be made of low-rigidity rubber or resin. On the other hand, instead, it is also conceivable to adopt a structure having a gas portion (air and the like) and a cooling liquid retaining portion inside the accumulator. A supply port for supplying the coolant to the accumulators 12 and 13 and a discharge port (not shown) for discharging the coolant retained in the accumulators 12 and 13 may be provided.

なお、本実施例は、アキュムレータをポンプ1と受熱ジャケット2との間の経路に設置したが、より好ましくは受熱ジャケット2とポンプ1との間の経路であって、図1における表示装置筐体7に設置することが効率的な小型化等の観点では好ましい。更に好ましくは前記放熱パイプ4を設置した領域の下流側に設置するほうが腐食等の観点からは好ましい。   In this embodiment, the accumulator is installed in the path between the pump 1 and the heat receiving jacket 2, but is more preferably in the path between the heat receiving jacket 2 and the pump 1; 7 is preferable from the viewpoint of efficient miniaturization and the like. It is more preferable to install the heat radiation pipe 4 downstream of the area where the heat radiating pipe 4 is installed from the viewpoint of corrosion and the like.

図5に本発明の第3実施例による冷却システムを模式的に示す。システムの構成は第2実施例の図3とほぼ同じであるが、アキュムレータとして金属ベローズ14を取り付けた。この図においても、ダイヤフラム8の実線と破線は金属ベローズ14の実線と破線に対応している。ダイヤフラム8によりポンプ1の内部が加圧されると、逆止弁9bが開き、圧力が金属ベローズ14に伝わり、実線のように膨張する。この膨張により冷却液が矢印の方向に流れることができる。本実施例では、圧力Pを与えたときに生じる金属ベローズ14の容積変化がΔVsであり、ΔVsはΔVp以上となっている。このため、冷却システムの特性を高効率に引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。   FIG. 5 schematically shows a cooling system according to a third embodiment of the present invention. The configuration of the system is almost the same as that of FIG. 3 of the second embodiment, except that a metal bellows 14 is attached as an accumulator. Also in this figure, the solid line and the broken line of the diaphragm 8 correspond to the solid line and the broken line of the metal bellows 14. When the inside of the pump 1 is pressurized by the diaphragm 8, the check valve 9 b opens, the pressure is transmitted to the metal bellows 14, and the pump expands as shown by a solid line. This expansion allows the coolant to flow in the direction of the arrow. In the present embodiment, the change in volume of the metal bellows 14 when the pressure P is applied is ΔVs, and ΔVs is equal to or greater than ΔVp. For this reason, the characteristics of the cooling system can be extracted with high efficiency, and a low power consumption system can be configured.

なお、本実施例では金属ベローズ14を接続パイプ3に分岐して取り付けたが、図6に示すように金属ベローズ15を接続パイプ3に直列に接続し、閉ループに組み込んでも、ΔVsがΔVp以上であれば、同じ効果が得られる。また、金属ベローズ14の材質としてはステンレス鋼、ばね用リン青銅があげられる。   In this embodiment, the metal bellows 14 is branched and attached to the connection pipe 3. However, even if the metal bellows 15 is connected in series to the connection pipe 3 as shown in FIG. If so, the same effect can be obtained. Examples of the material of the metal bellows 14 include stainless steel and phosphor bronze for spring.

図7に本発明の第4実施例による冷却システムを模式的に示す。システムの構成は第2、第3実施例とほぼ同じであるが、アキュムレータとしてピストン機構16を用いた。ピストン機構16は注射器のような構造になっており、ピストンの一端はばねにより押されている。ダイヤフラム8によりポンプ1の内部が加圧されると、逆止弁9bが開き、圧力がピストン機構16に伝わり、ピストンが図7の上方に移動する。この移動により冷却液が矢印の方向に流れることができる。本実施例では、圧力Pを与えたときに生じるピストン機構16の容積変化がΔVsであり、ばねの強さを調節することによりΔVsはΔVp以上となっている。このため、冷却システムの特性を高効率引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。ピストン機構16の材質としては、金属、樹脂、ガラスがあげられるが、市販の注射器をそのまま用いても良い。ピストン機構16で用いるばねとしては、図7に示したコイルばねのほか、板ばね、空気ばねなどがあげられる。   FIG. 7 schematically shows a cooling system according to a fourth embodiment of the present invention. The configuration of the system is almost the same as in the second and third embodiments, except that a piston mechanism 16 is used as an accumulator. The piston mechanism 16 has a structure like a syringe, and one end of the piston is pressed by a spring. When the inside of the pump 1 is pressurized by the diaphragm 8, the check valve 9b is opened, the pressure is transmitted to the piston mechanism 16, and the piston moves upward in FIG. This movement allows the coolant to flow in the direction of the arrow. In this embodiment, the change in volume of the piston mechanism 16 that occurs when the pressure P is applied is ΔVs, and ΔVs is equal to or greater than ΔVp by adjusting the strength of the spring. For this reason, the characteristics of the cooling system can be brought out with high efficiency, and a system with low power consumption can be configured. Examples of the material of the piston mechanism 16 include metal, resin, and glass, but a commercially available syringe may be used as it is. Examples of the spring used in the piston mechanism 16 include a leaf spring, an air spring, and the like in addition to the coil spring shown in FIG.

図8に本発明の第5実施例による冷却システムを模式的に示す。システムの構成は第2実施例と同じであるが、本実施例では冷却液を加圧して充填した。この図においても、ダイヤフラム8の実線と破線はアキュムレータ17の実線と破線に対応している。またアキュムレータ17の元の形状(内圧と外圧の差がない場合の形状)を一点鎖線で示した。冷却液を加圧して充填しているため、ポンプ1のダイヤフラム8が破線の位置に来たときでも、アキュムレータ17の形状は元の形状より大きい。冷却液が加圧されて充填されていても、圧力Pを与えたときに生じるアキュムレータ17の容積変化VsがΔVp以上であれば、第1実施例と全く同じ効果が得られ、冷却システムの特性を高効率に引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。   FIG. 8 schematically shows a cooling system according to a fifth embodiment of the present invention. The configuration of the system is the same as that of the second embodiment, but in this embodiment, the cooling liquid is filled under pressure. Also in this figure, the solid and broken lines of the diaphragm 8 correspond to the solid and broken lines of the accumulator 17. The original shape of the accumulator 17 (shape when there is no difference between the internal pressure and the external pressure) is indicated by a dashed line. Since the cooling liquid is filled under pressure, the shape of the accumulator 17 is larger than the original shape even when the diaphragm 8 of the pump 1 comes to the position indicated by the broken line. Even if the coolant is pressurized and filled, if the volume change Vs of the accumulator 17 that occurs when the pressure P is applied is equal to or greater than ΔVp, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the characteristics of the cooling system can be obtained. Can be extracted with high efficiency, and a system with low power consumption can be configured.

本実施例特有の効果として、冷却液の長期間にわたる減少により発生するシステム内の気泡を防止することができることがあげられる。接続パイプ3やアキュムレータ17の材質としてゴムあるいは樹脂を用いると、わずかではあるが冷却液の分子がゴムあるいは樹脂の中を拡散し、雰囲気中に抜け出す。もしシステム内の圧力が大気圧より低いと、空気がゴムあるいは樹脂の中を拡散して流路の中に入り込み、気泡が生じる場合がある。気泡は逆止弁の働きを妨害したり、伝熱の妨げになる場合があるので、これを防ぐことは本システムにとって重要である。   As an effect peculiar to the present embodiment, it is possible to prevent bubbles in the system caused by a long-term decrease in the coolant. When rubber or resin is used as the material of the connection pipe 3 or the accumulator 17, although a small amount, the molecules of the cooling liquid diffuse through the rubber or resin and escape into the atmosphere. If the pressure in the system is lower than atmospheric pressure, air may diffuse through the rubber or resin and enter the flow path, creating bubbles. It is important for the present system to prevent air bubbles, which can interfere with the check valve or impede heat transfer.

なお、第1、第3、第4実施例においても、冷却液を加圧して充填することにより本実施例とまったく同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the first, third and fourth embodiments, it is needless to say that the same effect as in the present embodiment can be obtained by filling the coolant by pressurizing.

図9に本発明の第6実施例による冷却システムを模式的に示す。システムの構成は第1実施例と同じであるが、本実施例では接続パイプ3に軟質のゴムあるいは樹脂を用いた。そして、接続パイプ3の表面を図10示すように金属膜18で覆った。本実施例特有の効果として、接続パイプ3が軟質であるので、ポンプ、受熱ジャケット、放熱パイプなどのほかの部品が自由に配置できることがあげられる。また、放熱経路の一部を繰り返し折り曲げる事も可能になる。しかし、ゴムあるいは樹脂を用いると第5実施例で説明したように冷却液の分子がゴムあるいは樹脂の中を拡散し、雰囲気中に抜け出す場合がある。本実施例では、接続パイプ3の表面が金属膜18で覆われているので、冷却液の減少を防ぐことができる。また、図11に示すように、接続パイプを金属膜19bと樹脂膜19aからなる樹脂シート19で覆っても同様の効果がある。このとき樹脂シート19と接続パイプ3の間に隙間があってもかまわないが、樹脂シート19の両端は接続パイプ3に密着していなければならない。   FIG. 9 schematically shows a cooling system according to a sixth embodiment of the present invention. The configuration of the system is the same as that of the first embodiment, but in this embodiment, a soft rubber or resin is used for the connection pipe 3. Then, the surface of the connection pipe 3 was covered with a metal film 18 as shown in FIG. As an effect peculiar to this embodiment, since the connection pipe 3 is soft, other parts such as a pump, a heat receiving jacket, and a heat radiating pipe can be freely arranged. Further, it is also possible to repeatedly bend a part of the heat radiation path. However, when rubber or resin is used, the molecules of the coolant may diffuse in the rubber or resin and escape into the atmosphere as described in the fifth embodiment. In the present embodiment, since the surface of the connection pipe 3 is covered with the metal film 18, it is possible to prevent a decrease in the cooling liquid. Also, as shown in FIG. 11, the same effect can be obtained by covering the connection pipe with a resin sheet 19 composed of a metal film 19b and a resin film 19a. At this time, there may be a gap between the resin sheet 19 and the connection pipe 3, but both ends of the resin sheet 19 must be in close contact with the connection pipe 3.

図12に本発明の第7実施例による冷却システムを模式的に示す。本実施例ではポンプを2台直列に配置し、閉ループ流路を形成した。ダイヤフラム8と8'の実線と破線はそれぞれ対応している。ポンプ1のダイヤフラム8が実線の位置にあり冷却液を加圧しているとき、ポンプ1'のダイヤフラム8'は実線の位置にあので、ポンプ1から吐き出された冷却液がポンプ1'に流入する。このように2台のポンプのダイヤフラムの往復動の位相が180度ずれているため、冷却液は矢印の方向に滑らかに移動することができるので、他の実施例と全く同じ効果が得られ、冷却システムの特性を高効率で引き出すことが可能となり、低消費電力のシステムを構成することができる。   FIG. 12 schematically shows a cooling system according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, two pumps are arranged in series to form a closed loop flow path. The solid and broken lines of the diaphragms 8 and 8 'correspond to each other. When the diaphragm 8 of the pump 1 is at the position indicated by the solid line and pressurizes the coolant, the diaphragm 8 'of the pump 1' is at the position indicated by the solid line, so that the coolant discharged from the pump 1 flows into the pump 1 '. . As described above, since the phases of the reciprocating motions of the diaphragms of the two pumps are shifted by 180 degrees, the coolant can smoothly move in the direction of the arrow, so that the same effect as in the other embodiments can be obtained. The characteristics of the cooling system can be extracted with high efficiency, and a low power consumption system can be configured.

なお、本実施例では他の実施例のように流路が膨張する部分を設ける必要はないが、他の実施例と併用することは何ら差し支えない。   In this embodiment, it is not necessary to provide a portion in which the flow path expands as in the other embodiments. However, it may be used in combination with the other embodiments.

また、本実施例ではポンプを2台用いているので、加圧力が大きくなり、流量が増加するので、他の実施例の冷却システムより冷却効率が向上するという特有の効果がある。   Further, in this embodiment, since two pumps are used, the pressing force is increased and the flow rate is increased, so that there is a specific effect that the cooling efficiency is improved as compared with the cooling systems of the other embodiments.

以上述べたように、本実施例によれば、冷却システムの特性を高効率で引き出すことが可能となるので、超小型・薄型かつ低消費電力の冷却システムを提供することができ、さらに本システムをパーソナルコンピュータに適用することにより、高発熱の半導体素子を搭載することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to draw out the characteristics of the cooling system with high efficiency, so that it is possible to provide a cooling system that is ultra-small, thin, and has low power consumption. Is applied to a personal computer, it becomes possible to mount a semiconductor element with high heat generation.

本発明の一実施例による冷却システムを用いたノート型パーソナルコンピュータ。A notebook personal computer using a cooling system according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による別の冷却システム。4 is another cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による別の冷却システム。4 is another cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例で用いる接続パイプ。The connecting pipe used in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例で用いる接続パイプ。The connecting pipe used in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による冷却システム。1 is a cooling system according to an embodiment of the present invention. 本発明の基本原理を説明するための冷却システムの原理図。FIG. 1 is a principle diagram of a cooling system for explaining a basic principle of the present invention. 本発明の一実施形態の冷却システムで用いるポンプの流量と圧力の関係を示すグラフ。4 is a graph showing a relationship between a flow rate and a pressure of a pump used in the cooling system according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の冷却システムで用いるポンプの容積変化と圧力の関係を示すグラフ。4 is a graph showing a relationship between a pressure change and a pressure of a pump used in the cooling system according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1、1'…ポンプ、2…受熱ジャケット、3…接続パイプ、4…放熱パイプ、5…半導体素子、6…本体筐体、7…表示装置筐体、8、8'…ダイヤフラム、9a、9b、9a'、9b'…逆止弁、10…膨張部、11…プリント基板、12…アキュムレータ(分岐型)、13…アキュムレータ(直列型)、14…金属ベローズ1(分岐型)、15…金属ベローズ1(直列型)、16…ピストン機構、17…アキュムレータ(加圧型)、18…金属膜、19…金属膜で覆われた樹脂シート。
1, 1 'pump, 2 heat receiving jacket, 3 connection pipe, 4 radiating pipe, 5 semiconductor element, 6 body casing, 7 display casing, 8, 8' diaphragm, 9a, 9b 9a ', 9b' ... check valve, 10 ... expansion section, 11 ... printed circuit board, 12 ... accumulator (branch type), 13 ... accumulator (serial type), 14 ... metal bellows 1 (branch type), 15 ... metal Bellows 1 (series type), 16: piston mechanism, 17: accumulator (pressure type), 18: metal film, 19: resin sheet covered with metal film.

Claims (10)

冷却液を脈流として供給するポンプと、前記冷却液が供給され発熱体から熱を受ける受熱ジャケットと、前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムであって、
前記ポンプが脈流を吐出する際の内部の容積変化をΔVp、前記容積変化に伴って生じる圧力をPとし、前記圧力Pによる前記ポンプ部を除く冷却液流路の容積変化をΔVsとしたときに、ΔVsはΔVp以上になることを特徴とする液冷システム。
A pump for supplying the cooling liquid as a pulsating flow, a heat receiving jacket to which the cooling liquid is supplied and receiving heat from a heating element, a radiating pipe to which the cooling liquid supplied through the heat receiving jacket is supplied to radiate heat, and a heat radiating pipe. A path through which the coolant circulates through the pump, and a liquid cooling system that circulates through the closed flow path of the coolant,
When the internal volume change when the pump discharges a pulsating flow is ΔVp, the pressure caused by the volume change is P, and the volume change of the coolant flow path excluding the pump unit due to the pressure P is ΔVs. In addition, ΔVs is equal to or greater than ΔVp.
請求項1に記載の液冷システムにおいて、前記圧力Pによる自身が保有する冷却液の容積変化がΔVp以上であるアキュムレータを有することを特徴とする液冷システム。   The liquid cooling system according to claim 1, further comprising an accumulator in which a change in volume of the cooling liquid held by the pressure P due to the pressure P is equal to or more than ΔVp. 請求項1に記載の液冷システムにおいて、前記冷却液は大気圧より高い圧力に加圧されていることを特徴とする液冷システム。   2. The liquid cooling system according to claim 1, wherein the cooling liquid is pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure. 請求項2に記載の液冷システムにおいて、前記アキュムレータは前記循環する冷却液が供給される供給口と前記冷却水を排出する排出口とを備え、内部に前記冷却液と気体とを保持することを特徴とする液冷システム。   3. The liquid cooling system according to claim 2, wherein the accumulator includes a supply port to which the circulating cooling liquid is supplied and a discharge port to discharge the cooling water, and holds the cooling liquid and the gas inside. Liquid cooling system characterized by the following. 半導体素子と、信号入力部と、表示装置と、を備え、冷却液を脈流として供給するポンプと、前記冷却液が供給され前記半導体素子で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムと、を備えたパーソナルコンピュータであって、
前記ポンプが脈流を吐出する際の内部の容積変化をΔVp、前記容積変化に伴って生じる圧力をPとし、前記圧力Pによる前記ポンプ部を除く冷却液流路の容積変化をΔVsとしたときに、ΔVsはΔVp以上になることを特徴とするパーソナルコンピュータ。
A semiconductor device, a signal input unit, and a display device, a pump that supplies a coolant as a pulsating flow, a heat receiving jacket to which the coolant is supplied and receives heat generated in the semiconductor device, and a heat receiving jacket. A cooling pipe that is supplied with a cooling liquid and radiates heat, and a path through which the cooling liquid that has passed through the cooling pipe circulates through the pump, and a liquid cooling system that circulates through a closed flow path of the cooling liquid; A personal computer with
When the internal volume change when the pump discharges a pulsating flow is ΔVp, the pressure caused by the volume change is P, and the volume change of the coolant flow path excluding the pump unit due to the pressure P is ΔVs. In addition, ΔVs is equal to or larger than ΔVp.
請求項5に記載のパーソナルコンピュータにおいて、前記圧力Pによる自身が保有する冷却液の容積変化がΔVp以上であるアキュムレータを有することを特徴とするパーソナルコンピュータ。   6. The personal computer according to claim 5, further comprising an accumulator in which a change in volume of the cooling liquid held by the pressure P due to the pressure P is equal to or more than ΔVp. 請求項5に記載のパーソナルコンピュータにおいて、前記冷却液は大気圧より高い圧力に加圧されていることを特徴とするパーソナルコンピュータ。   6. The personal computer according to claim 5, wherein the coolant is pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure. 半導体素子と、信号入力部とを備える本体と、前記第一の部材と可動部機構を介して連絡する表示部を備えた表示装置と、冷却液を脈流として吐出するポンプと、前記本体に配置され、前記冷却液が供給され前記半導体素子で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、前記表示装置の前記表示部の背面に前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムと、を備えたパーソナルコンピュータであって、
前記表示装置は、前記冷却液の流路に、前記流路を流れる冷却液が供給される供給口と前記供給された冷却液を排出する排出口とを備え、内部に前記冷却液と気体とを保持するアキュムレータを備え、前記ポンプからの脈流の吐出に対応して、前記アキュムレータ内に保持される冷却液量を変化させることを特徴とするパーソナルコンピュータ。
A semiconductor device, a main body including a signal input unit, a display device including a display unit that communicates with the first member via a movable unit mechanism, a pump that discharges a coolant as a pulsating flow, and the main body. A heat receiving jacket that is disposed and receives the heat generated in the semiconductor element when the cooling liquid is supplied thereto, and a radiating pipe that is supplied with a cooling liquid that has passed through the heat receiving jacket and radiates heat to the back surface of the display unit of the display device; A path through which a cooling liquid circulating through the heat radiating pipe circulates through the pump, and a liquid cooling system that circulates through a closed flow path of the cooling liquid,
The display device has a supply port through which the cooling liquid flowing through the flow path is supplied and a discharge port through which the supplied cooling liquid is discharged, and the cooling liquid and the gas therein. A personal computer, comprising: an accumulator for retaining the pressure, and changing an amount of the coolant retained in the accumulator in response to discharge of the pulsating flow from the pump.
請求項8に記載のパーソナルコンピュータにおいて、前記前記ポンプが脈流を吐出する際の内部の容積変化をΔVp、前記容積変化に伴って生じる圧力をPとし、前記圧力Pによる前記アキュムレータ内に保持される冷却液の体積変化をΔVsとしたときに、ΔVsはΔVp以上になることを特徴とするパーソナルコンピュータ。   9. The personal computer according to claim 8, wherein the internal volume change when the pump discharges a pulsating flow is ΔVp, and the pressure generated due to the volume change is P, and the pressure is held in the accumulator by the pressure P. 10. A personal computer characterized in that ΔVs is equal to or greater than ΔVp, where ΔVs is the volume change of the cooling liquid. 半導体素子と、信号入力部と、表示装置と、ピエゾ素子を有するダイヤフラムの往復運動を用いて冷却液を脈流として吐出ポンプと、前記冷却液が供給され前記半導体素子で生じる熱を受ける受熱ジャケットと、前記受熱ジャケットを経た冷却液が供給され熱を放熱する放熱パイプと、前記放熱パイプを経た冷却液が供給され供給口と前記供給された冷却液を排出する排出口とを備え、内部に前記冷却液と気体とを保持するアキュムレータと、前記アキュムレータを経た冷却液が前記ポンプに循環する経路と、を有し、前記冷却液が閉塞された流路を循環する液冷システムと、を備えたパーソナルコンピュータであって、
前記ポンプからの脈流の吐出に対応して、前記アキュムレータ内に保持される冷却液量を変化させることを特徴とするパーソナルコンピュータ。
A semiconductor device, a signal input unit, a display device, a discharge pump using coolant as a pulsating flow by using a reciprocating motion of a diaphragm having a piezo element, and a heat receiving jacket to which the coolant is supplied and receives heat generated in the semiconductor device. A cooling pipe that is supplied with the cooling liquid through the heat receiving jacket and radiates heat, a cooling liquid is supplied through the cooling pipe, and a supply port and a discharge port that discharges the supplied cooling liquid are provided. An accumulator that holds the coolant and gas, and a path through which the coolant that has passed through the accumulator circulates through the pump, and a liquid cooling system that circulates through a flow path in which the coolant is closed, Personal computer,
A personal computer, wherein the amount of cooling liquid held in the accumulator is changed in response to discharge of a pulsating flow from the pump.
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