JP2005005429A - Opposite vibrating flow type cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣り合う流路において流体を対向振動させることにより隣り合う流路間で熱交換し、熱を高温側から低温側に輸送する対向振動流型熱輸送装置を用いた冷却装置に関するもので、疑似超熱伝導プレート、熱スイッチ及び熱ダイオード等に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
対向振動流型熱輸送装置とは、振動流による拡散促進効果を利用したもので、その原理は以下のようなものである。
【0003】
すなわち、図5に示すように、円管内に液体があり、温度に分布がある場合を考える。いま、簡単のために、液体の振動はH点に半周期滞在し、即座にL点に移動し、そこで半周期滞在し、その後に即座にH点に戻る矩形波振動を考える。
【0004】
振動がない場合にC点にいる液体部分(これを要素と呼ぶ。)を考えると、この要素が振動によりH点に移動すると、H点での円管壁の温度は要素より高いので、要素は壁から熱をもらう。要素が振動によりL点に移動すると、L点での壁の温度は要素より低いので要素は壁に熱を吐き出す。
【0005】
すなわち、1回の振動により、熱がH点からL点に「蛙飛び」のように移動したことになる。こうした「蛙飛び」は振動が無い場合には起らず、振動により付加的に起ったものである。したがって、振動数が高くなれば単位時間当たりに起る「蛙飛び」回数が増え、振幅が大きくなると「蛙飛び」距離が増えるので、「蛙飛び」による熱の付加的移動は、振幅や周期の増加とともに増えることになる(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−364991号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図4は特許文献1に記載の発明に基づいて発明者等が試作検討した対向振動流型冷却装置1の外観斜視図である。
【0008】
そして、この対向振動流型冷却装置1は、内部の蛇行した流路内に流体が充填された熱輸送デバイス本体2、熱輸送デバイス本体2の板面のうち長手方向略中央部に配置された発熱体4、熱輸送デバイス本体2のうち発熱体4が組み付けられた板面と反対側に接合されたヒートシンク5、及び熱輸送デバイス本体2内の流体を振動させる振動装置6等から構成されている。
【0009】
しかし、図4に示す試作検討品では、ヒートシンク5を通過する冷却風の通路に振動装置6を配置しているので、冷却風流れが振動装置6により阻害されてしまい、発熱体4を十分に冷却することができない。
【0010】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規な対向振動流型冷却装置を提供し、第2には、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、隣り合う流路(3)において流体を対向振動させることにより隣り合う流路(3)間で熱交換し、熱を高温側から低温側に輸送する対向振動流型熱輸送装置を用いた冷却装置であって、流路(3)が設けられた熱輸送デバイス本体(2)と、低温側に設けられ、高温側から輸送された熱を放熱するヒートシンク(5)と、流路(3)内の流体を振動させる振動装置(6)とを備え、振動装置(6)は、ヒートシンク(5)に供給される冷却用流体の流れからずれた部位に配置されていることを特徴とする。
【0012】
これにより、振動装置(6)がヒートシンク(5)を通過する冷却用流体の流れを阻害することはない。
【0013】
したがって、ヒートシンク(5)に十分な量の冷却用流体を供給することができるので、熱輸送デバイス本体(2)の低温側の温度を十分に冷却することができ、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることる。
【0014】
請求項2に記載の発明では、ヒートシンク(5)は、板状に形成された複数枚の放熱フィン(5a)を有して構成されており、さらに、放熱フィン(5a)の板面は、冷却用流体の流通方向と略平行であることを特徴とするものである。
【0015】
請求項3に記載の発明では、流路(3)は、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴(2f)が設けられた多穴チューブ(2a)、多穴チューブ(2a)の長手方向端部に接合され、隣り合う穴(2f)を連通させるための貫通穴(2g)が設けられた第1プレート(2b、2c)、及び第1プレート(2b、2c)に接合され、貫通穴(2g)を閉塞する第2プレート(2d、2e)にて構成されていることを特徴とするものである。
【0016】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0017】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明を電子部品の冷却装置に適用したものであって、図1は本実施形態に係る対向振動流型冷却装置1の外観斜視図であり、図2、3は本実施形態に係る対向振動流型冷却装置1の要部を示す図である。
【0018】
図1中、熱輸送デバイス本体2は、蛇行した流路3(図3参照)内に流体が充填された略帯板状のもので、その板面のうち長手方向略中央部には、冷却対象、すなわち熱源をなす発熱体4が組み付けられている。なお、熱輸送デバイス本体2の構造は後述する。
【0019】
因みに、本実施形態では、発熱体4としては、電子計算機用の集積回路等の電子部品等を想定している。
【0020】
また、熱輸送デバイス本体2のうち発熱体4が組み付けられた板面と反対側の板面には、高温側である発熱体4から輸送された熱を低温側である大気中に放熱するための薄板状に形成された複数枚の放熱フィン5aが形成されたヒートシンク5が接合されており、このヒートシンク5は、放熱フィン5aの板面が冷却風流れに対して略平行になるように熱輸送デバイス本体2に接合されている。
【0021】
振動装置6は熱輸送デバイス本体2内の流体を振動させるポンプ手段であり、この振動装置6は、冷却風流れからずれた部位、つまり放熱フィン5aの板面と直交する方向においてヒートシンク5からずれた部位に配置されている。
【0022】
なお、流路3内に充填される流体として、本実施形態では水を採用しているが、粘度を低下させる添加剤を混合した水等を採用してもよいことは言うまでもない。
【0023】
次に、熱輸送デバイス本体2について、図2、3を用いて述べる。
【0024】
熱輸送デバイス本体2は、銅やアルミニウム等の熱伝導率が高い金属材からなる多穴チューブ2a及び第1、2プレート2b〜2eをろう接に接合して形成したものである。
【0025】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」(東京電機大学出版局)に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が450℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が450℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ
そして、多穴チューブ2aは押し出し加工又は引き抜き加工にて成形された扁平状の管であり、その内部には、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴2fが成形と同時に設けられている。
【0026】
また、第1プレート2b、2cは、隣り合う穴2fを連通させるための貫通穴2gが設けられたもので、この第1プレート2b、2cは、表裏両面に溶加材(ろう材)が被覆されたクラッド材にプレス加工を施すことにより製造されたものである。
【0027】
第2プレート2d、2eは貫通穴2gを閉塞するもので、本実施形態では、非クラッド材にプレス加工を施すことにより製造されている。
【0028】
そして、多穴チューブ2aの長手方向両端側にて第1プレート2b、2cを第2プレート2d、2eと多穴チューブ2aとで挟むようにして、多穴チューブ2a及び第1、2プレート2b〜2eを接合することより、蛇行した流路3を有する熱輸送デバイス本体2が構成される。
【0029】
なお、本実施形態では、紙面左側に振動装置6が接続されるため、第2プレート2eには振動装置6と熱輸送デバイス本体2とを接続するための接続パイプ部6aが接合されている。
【0030】
次に、本実施形態に係る対向振動流型冷却装置熱1の概略作動を述べる。
【0031】
振動装置6により流路3(熱輸送デバイス本体2)内の流体を振動させると、隣り合う流路3に存在する流体間で熱交換され、熱輸送デバイス本体2の長手方向略中央部に配置された発熱体4の熱が熱輸送デバイス本体2の長手方向端部側に向かって輸送され、熱輸送デバイス本体2全体に広がる。
【0032】
そして、熱輸送デバイス本体2の全体に広がった熱は、ヒートシンク5を介して大気中に放出される。
【0033】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0034】
本実施形態では、振動装置6が冷却風流れからずれた部位に配置されているので、振動装置6がヒートシンク5を通過する冷却風流れを阻害することはない。
【0035】
したがって、ヒートシンク5に十分な量の冷却風を供給することができるので、熱輸送デバイス本体2の低温側の温度を十分に冷却することができ、対向振動流型冷却装置の冷却能力を高めることる。
【0036】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、長手方向一端側から他端側まで貫通する複数本の穴2fが形成された多穴チューブ2a、隣り合う穴2fを連通させるための貫通穴2gが設けられた貫通穴2gを閉塞する第2プレート2d、2eを接合することにより、蛇行した流路3を有す熱輸送デバイス本体2を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金属板にエッチングを施す等して蛇行した流路3を形成してもよい。
【0037】
また、流路3の形状は、図3に示された蛇行形状に限定されるものではない。
【0038】
また、本発明は、振動装置6が冷却風流れからずれた部位に配置することを特徴とするものであるので、例えば振動装置6を熱輸送デバイス本体2を挟んでヒートシンク5と反対側に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る対向振動流冷却装置の外観斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る対向振動流型冷却装置の要部を示す図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係る対向振動流型冷却送装置の要部を示す図である
【図4】従来の技術に係る対向振動流冷却装置の外観斜視図である。
【図5】対向振動流型熱輸送装置の作動説明図である。
【符号の説明】
1…対向振動流型冷却装置、2…熱輸送デバイス本体、3…流路、
4…発熱体(CPU)、5…ヒートシンク、6…振動装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device using a counter-vibration flow type heat transport device that heat-exchanges between adjacent flow paths by causing the fluid to vibrate in adjacent flow paths and transports heat from the high temperature side to the low temperature side. Therefore, it is effective when applied to a pseudo super heat conduction plate, a thermal switch, a thermal diode, and the like.
[0002]
[Prior art]
The counter oscillating flow type heat transport device uses a diffusion promoting effect by the oscillating flow, and its principle is as follows.
[0003]
That is, as shown in FIG. 5, consider the case where there is a liquid in the circular tube and the temperature is distributed. Now, for the sake of simplicity, let us consider a rectangular wave vibration in which the liquid vibration stays at the H point for a half cycle, immediately moves to the L point, stays there for a half cycle, and then immediately returns to the H point.
[0004]
Considering the liquid portion at point C when there is no vibration (this is called an element), when this element moves to point H due to vibration, the temperature of the circular tube wall at point H is higher than the element. Gets heat from the wall. When the element moves to the point L due to vibration, the temperature of the wall at the point L is lower than the element, so the element exhales heat to the wall.
[0005]
In other words, the heat has moved from the H point to the L point like a “flying fly” by one vibration. Such “flying” does not occur when there is no vibration, but is additionally caused by vibration. Therefore, if the frequency increases, the number of “flying jumps” that occur per unit time increases, and if the amplitude increases, the “flying jump” distance increases. (See, for example, Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-364991
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, FIG. 4 is an external perspective view of the counter-vibration flow
[0008]
The counter oscillating flow
[0009]
However, in the prototype product shown in FIG. 4, the
[0010]
In view of the above, the present invention firstly provides a novel counter oscillating flow type cooling device that is different from the conventional one, and secondly, it aims to increase the cooling capacity of the counter oscillating flow type cooling device. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention according to
[0012]
Thereby, the vibration device (6) does not hinder the flow of the cooling fluid passing through the heat sink (5).
[0013]
Accordingly, since a sufficient amount of cooling fluid can be supplied to the heat sink (5), the temperature on the low temperature side of the heat transport device body (2) can be sufficiently cooled, and Increase cooling capacity.
[0014]
In the invention according to
[0015]
In the invention according to
[0016]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this embodiment, the present invention is applied to a cooling device for electronic components. FIG. 1 is an external perspective view of a counter oscillating flow
[0018]
In FIG. 1, a heat transport device
[0019]
Incidentally, in the present embodiment, the
[0020]
Moreover, in order to dissipate the heat | fever transported from the
[0021]
The
[0022]
In this embodiment, water is used as the fluid filled in the
[0023]
Next, the heat
[0024]
The heat transport device
[0025]
Note that “brazing” refers to a technique for joining so as not to melt the base material using brazing material or solder, as described in, for example, “connection / joining technology” (Tokyo Denki University Press). . Incidentally, when joining using a filler material having a melting point of 450 ° C. or higher is called brazing, the filler material at that time is called brazing material, and when joining using a filler material having a melting point of 450 ° C. or less. Is referred to as soldering, and the filler material at that time is referred to as solder. And the multi-hole tube 2a is a flat tube formed by extrusion or drawing, and the inside thereof is from one end in the longitudinal direction. A plurality of
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Then, the multi-hole tube 2a and the first and
[0029]
In the present embodiment, since the
[0030]
Next, a schematic operation of the counter oscillating flow type
[0031]
When the fluid in the flow path 3 (heat transport device main body 2) is vibrated by the
[0032]
Then, the heat spread over the entire heat
[0033]
Next, the function and effect of this embodiment will be described.
[0034]
In the present embodiment, since the
[0035]
Therefore, since a sufficient amount of cooling air can be supplied to the
[0036]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the multi-hole tube 2a in which a plurality of
[0037]
Moreover, the shape of the
[0038]
In addition, the present invention is characterized in that the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a counter oscillating flow cooling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of the counter oscillating flow type cooling device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a main part of the counter oscillating flow type cooling and feeding device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an external perspective view of the counter oscillating flow cooling device according to the prior art.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of an opposed oscillating flow type heat transport device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... heating element (CPU), 5 ... heat sink, 6 ... vibration device.
Claims (3)
前記流路(3)が設けられた熱輸送デバイス本体(2)と、
前記低温側に設けられ、高温側から輸送された熱を放熱するヒートシンク(5)と、
前記流路(3)内の流体を振動させる振動装置(6)とを備え、
前記振動装置(6)は、前記ヒートシンク(5)に供給される冷却用流体の流れからずれた部位に配置されていることを特徴とする対向振動流型冷却装置。Cooling using a counter oscillating flow type heat transport device that exchanges heat between adjacent flow paths (3) by vibrating the fluid in adjacent flow paths (3) and transports heat from the high temperature side to the low temperature side. A device,
A heat transport device body (2) provided with the flow path (3);
A heat sink (5) provided on the low temperature side and dissipating heat transported from the high temperature side;
A vibration device (6) for vibrating the fluid in the flow path (3),
The counter oscillating flow type cooling device, wherein the vibration device (6) is disposed at a position deviated from the flow of the cooling fluid supplied to the heat sink (5).
さらに、前記放熱フィン(5a)の板面は、前記冷却用流体の流通方向と略平行であることを特徴とする対向振動流型冷却装置。The heat sink (5) has a plurality of heat dissipating fins (5a) formed in a plate shape,
Furthermore, the plate surface of the said radiation fin (5a) is substantially parallel to the distribution direction of the said cooling fluid, The counter oscillation flow type cooling device characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166265A JP2005005429A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Opposite vibrating flow type cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166265A JP2005005429A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Opposite vibrating flow type cooling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005005429A true JP2005005429A (en) | 2005-01-06 |
Family
ID=34092473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003166265A Pending JP2005005429A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Opposite vibrating flow type cooling device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005005429A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006332101A (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Denso Corp | Cooling system and oscillation flow cooling system |
-
2003
- 2003-06-11 JP JP2003166265A patent/JP2005005429A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006332101A (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Denso Corp | Cooling system and oscillation flow cooling system |
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