JP2005191294A - 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 - Google Patents
冷却装置および冷却装置を有する電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005191294A JP2005191294A JP2003431031A JP2003431031A JP2005191294A JP 2005191294 A JP2005191294 A JP 2005191294A JP 2003431031 A JP2003431031 A JP 2003431031A JP 2003431031 A JP2003431031 A JP 2003431031A JP 2005191294 A JP2005191294 A JP 2005191294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passage portion
- passage
- pipe
- heat
- liquid refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 70
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/20—Cooling means
- G06F1/203—Cooling means for portable computers, e.g. for laptops
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
【課題】液状冷媒に吸収された発熱体の熱を放熱フィンから効率良く放出できる冷却装置を得る。
【解決手段】冷却装置は、CPUに熱的に接続される受熱部と、CPUの熱を放出する放熱部18と、液状冷媒を循環させる循環経路とを備えている。放熱部18は、受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる第1の通路部50と、第1の通路部50よりも液状冷媒の流れ方向の下流に位置する第2の通路部51と、第1の通路部50と第2の通路部51とを接続する第3の通路部52とを含んでいる。第1および第2の通路部50,51は、夫々液状冷媒が流れる偏平なパイプ53,54を有している。第1の通路部50のパイプ53と第2の通路部51のパイプ54は、その長軸が互いに平行となるように向かい合うとともに、これらパイプの間に複数の板状の放熱フィン63が介在されている。放熱フィン63は、その縁部がパイプ53,54に熱的に接続されている。
【選択図】図10
【解決手段】冷却装置は、CPUに熱的に接続される受熱部と、CPUの熱を放出する放熱部18と、液状冷媒を循環させる循環経路とを備えている。放熱部18は、受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる第1の通路部50と、第1の通路部50よりも液状冷媒の流れ方向の下流に位置する第2の通路部51と、第1の通路部50と第2の通路部51とを接続する第3の通路部52とを含んでいる。第1および第2の通路部50,51は、夫々液状冷媒が流れる偏平なパイプ53,54を有している。第1の通路部50のパイプ53と第2の通路部51のパイプ54は、その長軸が互いに平行となるように向かい合うとともに、これらパイプの間に複数の板状の放熱フィン63が介在されている。放熱フィン63は、その縁部がパイプ53,54に熱的に接続されている。
【選択図】図10
Description
本発明は、例えばCPUのような発熱体を液状冷媒を用いて冷却する液冷式の冷却装置およびこの冷却装置を搭載した電子機器に関する。
例えばポータブルコンピュータに用いられるCPUは、処理速度の高速化や多機能化に伴い動作中の発熱量が増加している。このCPUの温度が高くなり過ぎると、CPUの効率的な動作が失われたり、動作不能に陥るといった問題が生じてくる。
この放熱対策として、近年、空気よりも遥かに高い比熱を有する液状冷媒を用いてCPUを冷却する、いわゆる液冷式の冷却システムが実用化されている。
この種の冷却システムは、CPUの熱を受ける受熱部と、CPUの熱を放出する放熱部と、これら受熱部と放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路とを備えている。放熱部は、受熱部での熱交換により加熱された液状冷媒が流れるパイプと、複数の平板状の放熱フィンとを有している。放熱フィンは、互いに間隔を存して平行に配置されており、これら放熱フィンの中央部を上記パイプが貫通している。パイプの外周面は、放熱フィンの中央部に例えば半田付け等の手段により熱的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−101272号公報
ところで、上記放熱部の放熱性能は、液状冷媒に吸収された熱をいかに多く放熱フィンに伝えることができるかによって決まってくる。上記特許文献1によると、パイプは放熱フィンの中央部を貫通しているので、パイプ内を流れる液状冷媒の熱は、パイプの外周面から放熱フィンに対し放射状に伝わるようになっている。
しかしながら、液状冷媒が流れるパイプは、その外径が太くてもせいぜい5〜8mm程度に止まっており、このパイプと放熱フィンとの接触面積が充分であるとは言い難い。このため、パイプから放熱フィンに伝わる熱量に限界があり、放熱フィンの隅々にまで液状冷媒の熱を伝えることができなくなる。
この結果、放熱フィンの表面温度を高めることができず、CPUの熱を放熱部から効率良く放出することができなくなる。
本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、放熱フィンの表面温度を高めて、液状冷媒に吸収された発熱体の熱を効率良く放出することができる冷却装置を得ることにある。
本発明の他の目的は、上記冷却装置を搭載した電子機器を得ることにある。
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る冷却装置は、
発熱体に熱的に接続される受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路とを備えている。
上記放熱部は、上記受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる第1の通路部と、上記第1の通路部よりも上記液状冷媒の流れ方向の下流に位置する第2の通路部と、上記第1の通路部の下流端と上記第2の通路部の上流端とを接続する第3の通路部とを含んでいる。上記第1および第2の通路部は、夫々上記液状冷媒が流れるとともに長軸と短軸を有する偏平なパイプを備え、上記第1の通路部のパイプと上記第2の通路部のパイプは、その長軸が互いに平行となるように向かい合うとともに、これらパイプの間に複数の板状の放熱フィンが介在され、これら放熱フィンの縁部が上記パイプに熱的に接続されていることを特徴としている。
発熱体に熱的に接続される受熱部と、上記発熱体の熱を放出する放熱部と、上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路とを備えている。
上記放熱部は、上記受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる第1の通路部と、上記第1の通路部よりも上記液状冷媒の流れ方向の下流に位置する第2の通路部と、上記第1の通路部の下流端と上記第2の通路部の上流端とを接続する第3の通路部とを含んでいる。上記第1および第2の通路部は、夫々上記液状冷媒が流れるとともに長軸と短軸を有する偏平なパイプを備え、上記第1の通路部のパイプと上記第2の通路部のパイプは、その長軸が互いに平行となるように向かい合うとともに、これらパイプの間に複数の板状の放熱フィンが介在され、これら放熱フィンの縁部が上記パイプに熱的に接続されていることを特徴としている。
本発明によれば、放熱フィンの表面温度が上昇し、液状冷媒に吸収された発熱体の熱を放熱フィンから効率良く放出することができる。
以下本発明の第1の実施の形態を、図1ないし図10に基づいて説明する。
図1および図2は、電子機器としてのポータブルコンピュータ1を開示している。ポータブルコンピュータ1は、コンピュータ本体2と表示ユニット3とを備えている。コンピュータ本体2は、偏平な箱状の第1の筐体4を有している。第1の筐体4は、底壁4a、上壁4b、前壁4c、左右の側壁4dおよび後壁4eを備えている。第1の筐体4の上壁4bは、キーボード5を支持している。前壁4c、左右の側壁4dおよび後壁4eは、第1の筐体4の周方向に沿う周壁を構成している。第1の筐体4の後壁4eに複数の排気口6が形成されている。排気口6は、第1の筐体4の幅方向に一列に並んでいる。
表示ユニット3は、第2の筐体8と液晶表示パネル9とを備えている。液晶表示パネル9は、第2の筐体8に収容されている。液晶表示パネル9は、画像を表示するスクリーン9aを有している。スクリーン9aは、第2の筐体8の前面に形成した開口部10を通じて第2の筐体8の外方に露出している。
第2の筐体8は、第1の筐体4の後端部に図示しないヒンジを介して支持されている。このため、表示ユニット3はキーボード5を上方から覆うようにコンピュータ本体2の上に横たわる閉じ位置と、キーボード5やスクリーン9aを露出させるようにコンピュータ本体2に対し起立する開き位置との間で回動可能となっている。
図3および図4に示すように、第1の筐体4は、プリント回路板12を収容している。プリント回路板12は、第1の筐体4の底壁4aと平行に配置されている。プリント回路板12の上面に発熱体としてのCPU13が実装されている。CPU13は、ベース基板14と、このベース基板14の上面中央部に位置するICチップ15とを有している。ICチップ15は、処理速度の高速化や多機能化に伴って動作中の発熱量が非常に大きく、安定した動作を維持するために冷却を必要としている。
図3に示すように、コンピュータ本体2は、不凍液のような液状冷媒を用いてCPU13を冷却する液冷式の冷却装置16を収容している。冷却装置16は、ポンプユニット17、放熱部18、循環経路19および電動ファン20を備えている。
図5および図6に示すように、ポンプユニット17は、受熱部を兼ねるポンプハウジング21を備えている。ポンプハウジング21は、ハウジング本体22とトップカバー23とで構成されている。ハウジング本体22はCPU13よりも一回り大きな偏平な箱形であり、例えばアルミニウム合金にような熱伝導性に優れた金属材料で作られている。ハウジング本体22は、上向きに開放された凹部24を有している。凹部24の底壁25はCPU13と向かい合っている。底壁25の下面は、平坦な受熱面26となっている。トップカバー23は、合成樹脂製であり、凹部24の開口端を液密に閉塞している。
ポンプハウジング21の内部は、リング状の隔壁27によってポンプ室28とリザーブタンク29とに仕切られている。リザーブタンク29は、液状冷媒を蓄えるためのものであり、ポンプ室28を取り囲んでいる。隔壁27は、ハウジング本体22の底壁25から起立しており、この隔壁27にポンプ室28とリザーブタンク29とを連通させる連通口30が形成されている。
ハウジング本体22に吸込管32と吐出管33が一体に形成されている。吸込管32および吐出管33は、互いに間隔を存して水平に配置されている。吸込管32の上流端は、ハウジング本体22の側面から外方に突出している。吸込管32の下流端は、リザーブタンク29の内部に開口するとともに、隔壁27の連通口30と向かい合っている。図7に示すように、吸込管32の下流端と連通口30との間に気液分離用の隙間34が形成されている。隙間34は、ポンプハウジング21の姿勢がいずれの向きに変化した場合でも、常にリザーブタンク29に蓄えられた液状冷媒の液面下に位置するようになっている。
吐出管33の下流端は、ハウジング本体22の側面から外方に突出するとともに、吸込管32の上流端と並んでいる。吐出管33の上流端は、隔壁27を貫通してポンプ室28に開口している。
ポンプハウジング21のポンプ室28に円盤状のインペラ35が収容されている。インペラ35は、その回転中心部に回転軸36を有している。回転軸36は、ハウジング本体22の底壁25とトップカバー23との間に跨るとともに、これら底壁25およびトップカバー23に回転自在に支持されている。
ポンプハウジング21にインペラ35を駆動するモータ38が組み込まれている。モータ38は、ロータ39およびステータ40を備えている。ロータ39は、リング状をなしている。このロータ39は、インペラ35の上面に同軸状に固定されているとともに、ポンプ室28に収容されている。ロータ39の内側に複数の正極と複数の負極が交互に着磁されたマグネット41が嵌め込まれている。マグネット41は、ロータ39およびインペラ35と一体に回転するようになっている。
ステータ40は、トップカバー23の上面に形成した凹所23aに収容されている。凹所23aは、ロータ39に内側に入り込んでいる。このため、ステータ40は、ロータ39の内側に同軸状に収容されている。トップカバー23の上面にモータ38を制御する制御基板42が支持されている。制御基板42はステータ40に電気的に接続されている。
ステータ40に対する通電は、例えばポータブルコンピュータ1の電源投入と同時に行われる。この通電により、ステータ40の周方向に回転磁界が発生し、この磁界とロータ39のマグネット41とが磁気結合する。この結果、ステータ40とマグネット41との間にロータ39の周方向に沿う回転トルクが発生し、インペラ35が図5に矢印で示す時計回り方向に回転する。
トップカバー23の上面に複数のねじ43を介してバックプレート44が固定されている。バックプレート44は、ステータ40および制御基板42を覆い隠している。
このような構成のポンプユニット17は、CPU13を上方から覆うようにプリント回路板12の上に置かれている。図4に示すように、ポンプユニット17のポンプハウジング21は、プリント回路板12と共に第1の筐体4の底壁4aに固定されている。底壁4aは、ポンプハウジング21の四つの角部に対応する位置にボス部46を有している。ボス部46は、底壁4aから上向きに突出しており、これらボス部46の先端面にプリント回路板12が重ねられている。
ポンプハウジング21の四つの角部に夫々上方からねじ47が挿通されている。ねじ47は、トップカバー23、ハウジング本体22およびプリント回路板12を貫通してボス部46にねじ込まれている。このねじ込みにより、ポンプユニット17およびプリント回路板12が底壁4aに固定されるとともに、ハウジング本体22の受熱面26がCPU13のICチップ15に熱的に接続されるようになっている。
図8および図10に示すように、冷却装置16の放熱部18は、液状冷媒が流れる第1ないし第3の通路部50〜52を備えている。第1および第2の通路部50,51は、第1の筐体4に対し横向きとなっており、本実施の形態では第1の筐体4の幅方向に沿って延びている。第1および第2の通路部50,51は、夫々偏平なパイプ53,54で構成されている。パイプ53,54は、例えば銅パイプを偏平に押し潰したものであり、第1の筐体4に対し横向きの長軸L1と、第1の筐体4に対し縦向きの短軸S1とを有している。
第1の通路部50のパイプ53と第2の通路部51のパイプ54とは、その長軸L1が互いに平行となるように第1の筐体4の厚み方向に間隔を存して向かい合っている。第1の通路部50のパイプ53は、第2の通路部51のパイプ54の上方に位置している。これらパイプ53,54は、互いに向かい合う平坦な支持面53a,54aを有している。
パイプ53の上流端では、その断面形状が円形に変化している。このパイプ53の上流端は、液状冷媒が流れ込む冷媒入口56となっている。パイプ53の下流端は、偏平な断面形状を維持している。パイプ54の下流端では、その断面形状が円形に変化している。このパイプ54の下流端は、液状冷媒が流出する冷媒出口57となっている。パイプ54の上流端は、偏平な断面形状を維持している。冷媒入口56と冷媒出口57は、第1の筐体4の厚み方向に間隔を存して並んでいる。
図10に示すように、第3の通路部52は、パイプ53の下流端とパイプ54の上流端との間を接続している。第3の通路部52は、射出成形品であり、例えばアルミニウム合金又は合成樹脂材料で作られている。第3の通路部52は、パイプ53の下流端が嵌合する第1の接続孔58と、パイプ54の上流端が嵌合する第2の接続孔59と、これら第1の接続孔58と第2の接続孔59とを結ぶ連通路60とを備えている。
第1および第2の嵌合孔58,59の内周面に夫々Oリング61が取り付けられている。Oリング61は、パイプ53の下流端の外周面およびパイプ54の上流端の外周面に密着し、第1の通路部50と第3の通路部52との接続部および第2の通路部51と第3の通路部52との接続部を液密にシールしている。連通路60は、第1の筐体4に対し縦置きとなっており、この第1の筐体4の厚み方向に沿って延びている。
図8ないし図10に示すように、第1の通路部50のパイプ53と第2の通路部51のパイプ54との間に冷却風通路62が形成されている。この冷却風通路62に複数の放熱フィン63が配置されている。各放熱フィン63は、例えばアルミニウム合金あるいは銅のような熱伝導性に優れた金属材料で作られており、四角い板状をなしている。放熱フィン63は、パイプ53,54の間に介在されて、冷却風通路62に露出している。放熱フィン63は、パイプ53,54の長軸L1に沿わせた姿勢で互いに間隔を存して平行に配置されている。
放熱フィン63は、互いに平行をなす第1の縁部63aと第2の縁部63bとを有している。放熱フィン63の第1の縁部63aは、パイプ53の支持面53aに半田付けされている。放熱フィン63の第2の縁部63bは、パイプ54の支持面54aに半田付けされている。このことにより、第1ないし第3の通路部50〜52および放熱フィン63が一体構造物として組み立てられるとともに、放熱フィン63がパイプ53,54に熱的に接続されている。
このような構成の放熱部18は、第1の筐体4の後壁4eに沿わせた水平な姿勢で第1の筐体4に収容されており、その放熱フィン63が排気口6と向かい合っている。放熱部18の第2の通路部51は、第1の筐体4の底壁4aの上に位置している。第2の通路部51のパイプ54の縁部に一対のブラケット64が半田付けされている。ブラケット64は、第2の通路部51の長手方向に互いに離れているとともに、夫々底壁4aから突出するボス部65にねじ66を介して固定されている。
このため、放熱部18は、第1の筐体4の底壁4aに固定されており、その放熱フィン62が第1の筐体4の奥行き方向に沿って真っ直ぐに延びている。
図3に示すように、循環経路19は、第1の管70と第2の管71とを備えている。第1の管70は、ポンプハウジング21の吐出管33と放熱部18の冷媒入口56との間を結んでいる。第2の管71は、ポンプハウジング21の吸込管32と放熱部18の冷媒出口57との間を結んでいる。このため、液状冷媒は第1および第2の管70,71を通じてポンプハウジング21と放熱部18との間で循環するようになっている。
電動ファン20は、放熱部18に冷却風を送風するためのものであり、この放熱部18の直前に位置している。電動ファン20は、ファンケーシング73と、このファンケーシング73に収容された遠心式のインペラ74とを備えている。ファンケーシング73は、冷却風を吐き出す吐出口75を有している。吐出口75は、導風ダクト76を介して放熱部18の冷却風通路62に連なっている。
インペラ74は、例えばポータブルコンピュータ1の電源投入時あるいはCPU13の温度が予め決められた値に達した時に図示しないモータによって駆動される。これにより、インペラ74が回転し、ファンケーシング73の吐出口75から放熱部18の冷却風通路62に向けて冷却風が供給される。
次に、冷却装置16の動作について説明する。
ポータブルコンピュータ1の使用中、CPU13のICチップ15が発熱する。ICチップ15が発する熱は、受熱面26を介してポンプハウジング21に伝わる。ポンプハウジング21のポンプ室28およびリザーブタンク29は、液状冷媒で満たされているので、この液状冷媒がポンプハウジング21に伝えられた熱の多くを吸収する。
モータ38のステータ40に対する通電は、ポータブルコンピュータ1の電源投入と同時に行われる。これにより、ステータ40とロータ39のマグネット41との間に回転トルクが発生し、ロータ39がインペラ35を伴って回転する。インペラ35が回転すると、ポンプ室28内の液状冷媒が加圧されて吐出管33から吐き出されるとともに、第1の管70を通じて放熱部18に導かれる。
詳しく述べると、ポンプハウジング21での熱交換により加熱された液状冷媒は、先ず最初に放熱部18の冷媒入口56から第1の通路部50に送り込まれる。この液状冷媒は、第1の通路部50から第3の通路部52を通じて第2の通路部51に向けて流れる。この流れの過程で液状冷媒に吸収されたICチップ15の熱が第1の通路部50のパイプ53および第2の通路部51のパイプ54に伝わるとともに、これらパイプ53,54から放熱フィン63に伝わる。
ポータブルコンピュータ1の使用中に電動ファン20のインペラ74が回転すると、ファンケーシング73の吐出口75から放熱部18の冷却風通路62に向けて冷却風が吹出す。この冷却風は、冷却風通路62を流れる過程で隣り合う放熱フィン63の間を通り抜ける。これにより、放熱フィン63やパイプ53,54が冷やされ、放熱フィン63およびパイプ53,54に伝えられた熱の多くが冷却風の流れに乗じて排気口6から第1の筐体4の外部に放出される。
放熱部18の第1ないし第3の通路部50〜52を流れる過程で冷やされた液状冷媒は、第2の管71を通じてポンプハウジング21の吸込管32に導かれる。この液状冷媒は、吸込管32からリザーブタンク29に吐き出され、このリザーブタンク29に戻される。リザーブタンク29に戻された液状冷媒は、ポンプハウジング21のポンプ室28に吸い込まれるまでの期間中、再びICチップ15の熱を吸収する。
ポンプハウジング21のポンプ室28は、連通口30を介してリザーブタンク29に連なっている。このため、リザーブタンク29の内部の液状冷媒は、インペラ35の回転に伴って連通口30からポンプ室28に吸い込まれる。ポンプ室28に吸い込まれた液状冷媒は、再び加圧されて吐出管33から放熱部18に向けて吐き出される。
このようなサイクルを繰り返すことで、ICチップ15の熱が放熱部18に順次移送され、この放熱部18を通過する冷却風の流れに乗じて第1の筐体4の外部に放出される。
ところで、上記構成の放熱部18によると、加熱された液状冷媒が流れる第1および第2の通路部50,51は、互いに向かい合う偏平なパイプ53,54を有し、これらパイプ53,54の間に複数の板状の放熱フィン63が介在されている。放熱フィン63は、パイプ53,54の長軸L1の方向に沿って延びているとともに、その第1および第2の縁部63a,63bがパイプ53,54の支持面53a,54aに半田付けされている。
このため、加熱された液状冷媒が流れるパイプ53,54が放熱フィン63を間に挟んで向かい合うことになり、図9に矢印で示すように一つの放熱フィン63に対し二つのパイプ53,54から熱が伝わる。さらに、放熱フィン63とパイプ53,54との接触面積が増大し、パイプ53,54に伝わるICチップ15の熱を効率良く放熱フィン63に移送することができる。
したがって、各放熱フィン63の表面温度が上昇するとともに、放熱フィン63の隅々にまで熱が伝わり易くなる。よって、液状冷媒に吸収されたICチップ15の熱を放熱フィン63の表面から効率良く放出することができ、放熱部18の放熱性能が飛躍的に向上する。
さらに、放熱部18に導かれた液状冷媒は、上段に位置する第1の通路部50から下段に位置する第2の通路部51に向けて流れるので、第3の通路部52内での液状冷媒の流れ方向が下向きとなる。このため、液状冷媒を重力に抗して押し上げる必要はなく、液状冷媒が放熱部18を通過する時の抵抗を少なく抑えることができる。
よって、液状冷媒を加圧して吐き出すポンプユニット17の負担が軽減され、大きな駆動力を要することなく液状冷媒をポンプユニット17と放熱部18との間で循環させることができる。
加えて、放熱フィン63の上に位置する第1の通路部50のパイプ53および放熱フィン63の下に位置する第2の通路部51のパイプ54は、夫々第1の筐体4の厚み方向に偏平となるように押し潰されており、これらパイプ53,54の短軸S1が第1の筐体4の厚み方向に延びている。このため、放熱部18を薄くコンパクトに形成することができ、第1の筐体4の内部に厚み方向のスペースを充分に確保できないような場合でも、この第1の筐体4の内部に放熱部18を無理なく収めることができる。
なお、本発明は上記第1の実施の形態に特定されるものではなく、図11に本発明の第2の実施の形態を示す。
この第2の実施の形態は、放熱部18の第3の通路部52の形状が上記第1の実施の形態と相違している。それ以外の放熱部18の構成は、第1の実施の形態と同様である。
図11に示すように、第3の通路部52の連通路60は、第1の接続孔58から第2の接続孔59の方向に進むに従い拡張されている。このため、第3の通路部52は、連通路60の下端部に容量の大きな貯溜部81を有している。この貯溜部81は第2の通路部51と第3の通路部52との接続部に位置している。
このような構成によると、第1の通路部50から第3の通路部52に導かれた液状冷媒は、貯溜部81に一時的に滞留する。このため、第3の通路部52から第2の通路部52に流れ込む液状冷媒の流速が低下し、液状冷媒は第1の通路部50を流れる時よりもゆっくりとした速度で第2の通路部51を通過する。
この結果、液状冷媒が第2の通路部51のパイプ54に接する時間が長くなり、液状冷媒に吸収されたICチップ15の熱がパイプ54から放熱フィン63に伝わり易くなる。よって、液状冷媒と放熱部18との間での熱交換がより効率良く行われることになり、放熱部18の放熱性能が向上する。
図12は、本発明の第3の実施の形態を開示している。
この第3の実施の形態は、放熱部18の放熱フィン63の向きが上記第1の実施の形態と相違している。これ以外の放熱部18の構成は、上記第1の実施の形態と同様である。
図12に示すように、電動ファン20のインペラ74は、回転中心部に位置するハブ91と、このハブ91の外周面から放射状に張り出す複数の羽根92とを有している。羽根92は、ハブ91の接線方向に沿うようにインペラ74の回転方向に対し後方に延びているとともに、ハブ91の外周面に対し傾斜している。この羽根92の傾斜角は、冷却風の送風量等に基づいて決定される。
インペラ74が矢印方向に回転すると、このインペラ74の回転中心部に空気が吸い込まれる。この空気は遠心力によって羽根92の先端からファンケーシング73の内部に吐き出される。羽根92は、所定の傾斜角を存してハブ91の接線方向に延びているので、羽根92の先端からの空気の吐き出し方向が羽根92に対し略直交する方向となる。このため、羽根92の先端がファンケーシング73の吐出口75を向いた時に、羽根92の先端から吐き出される空気の流れ方向が放熱部18に対し斜めに傾く。
このことから、放熱部18の放熱フィン63は、羽根92の先端から吐き出される空気の流れ方向に沿うように、パイプ53,54の長軸L1に対し傾斜した姿勢で配置されている。
このような構成によると、ファンケーシング73の吐出口75から放熱部18に向けて吐き出される冷却風の流れ方向と放熱フィン63の向きが揃うので、冷却風が隣り合う放熱フィン63の間に流入し易くなる。このため、放熱部18を効率良く冷却することができ、放熱部18の放熱性能が向上する。
なお、上記第1の実施の形態では、放熱部を第1の筐体の後壁に沿わせて配置している。しかしながら、本発明はこれに限らず、放熱部を第1の筐体の側壁に沿わせて配置してもよい。
さらに、上記第1の実施の形態では、ポンプユニットのポンプハウジングが受熱部としての機能を兼ねているが、本発明はこれに制約されるものではない。例えば循環経路にCPUの熱を受ける受熱部とポンプとを別々に設けてもよい。
4…筐体(第1の筐体)、4c…周壁、6…排気口、13…発熱体(CPU)、16…冷却装置、17…受熱部(ポンプユニット)、18…放熱部、19…循環経路、50…第1の通路部、51…第2の通路部、52…第3の通路部、53,54…パイプ、62…冷却風通路、63…放熱フィン。
Claims (10)
- 発熱体に熱的に接続される受熱部と、
上記発熱体の熱を放出する放熱部と、
上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路と、を具備し、
上記放熱部は、上記受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる第1の通路部と、上記第1の通路部よりも上記液状冷媒の流れ方向の下流に位置する第2の通路部と、上記第1の通路部の下流端と上記第2の通路部の上流端とを接続する第3の通路部とを含み、上記第1および第2の通路部は、夫々上記液状冷媒が流れるとともに長軸と短軸を有する偏平なパイプを備え、上記第1の通路部のパイプと上記第2の通路部のパイプは、その長軸が互いに平行となるように向かい合うとともに、これらパイプの間に複数の板状の放熱フィンが介在され、これら放熱フィンの縁部が上記パイプに熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1の記載において、上記受熱部は、上記液状冷媒を加圧して吐き出すポンプを含むことを特徴とする冷却装置。
- 請求項1又は請求項2の記載において、上記放熱フィンの縁部は、上記パイプの長軸に沿わせた姿勢で上記パイプに熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。
- 請求項1又は請求項2の記載において、上記第1の通路部のパイプと上記第2の通路部のパイプは、互いに協働して冷却風が流れる冷却風通路を構成し、上記放熱フィンは上記冷却風通路に露出していることを特徴とする冷却装置。
- 発熱体に熱的に接続される受熱部と、
上記発熱体の熱を放出する放熱部と、
上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路と、
上記放熱部に冷却風を供給するファンと、を具備し、
上記放熱部は、上記受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる第1の通路部と、上記第1の通路部よりも上記液状冷媒の流れ方向に沿う下流に位置する第2の通路部と、上記第1の通路部の下流端と上記第2の通路部の上流端とを接続する第3の通路部とを含み、上記第1および第2の通路部は、夫々上記液状冷媒が流れるとともに長軸と短軸を有する偏平なパイプを備え、上記第1の通路部のパイプと上記第2の通路部のパイプは、その長軸が互いに平行となるように向かい合ってこれらパイプの間に上記冷却風が流れる冷却風通路を構成し、この冷却風通路に複数の板状の放熱フィンが介在されているとともに、これら放熱フィンの縁部が上記パイプに熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1又は請求項5の記載において、上記放熱部の第3の通路部は、上記第1の通路部の下流端が液密に接続される第1の接続口と、上記第2の通路部の上流端が液密に接続される第2の接続口とを有することを特徴とする冷却装置。
- 請求項1又は請求項5の記載において、上記第1の通路部のパイプは、その上流端に断面形状が円形に変化する冷媒入口を有し、上記第2の通路部のパイプは、その下流端に断面形状が円形に変化する冷媒出口を有し、上記循環経路は、上記冷媒入口および上記冷媒出口に夫々接続されていることを特徴とする冷却装置。
- 周壁に排気口を有する筐体と、
上記筐体に収容された発熱体と、
上記筐体に収容され、上記発熱体を冷却する冷却装置と、を具備した電子機器であって、
上記冷却装置は、
発熱体に熱的に接続された受熱部と、
上記発熱体の熱を放出するとともに、上記筐体の排気口と向かい合う放熱部と、
上記受熱部と上記放熱部との間で液状冷媒を循環させる循環経路と、
上記放熱部に冷却風を供給するファンと、を備えており、
上記放熱部は、上記受熱部で加熱された液状冷媒が導かれる横向きの第1の通路部と、上記第1の通路部の下方に位置する横向きの第2の通路部と、上記第1の通路部の下流端と上記第2の通路部の上流端とを接続する第3の通路部とを含み、上記第1および第2の通路部は、夫々上記液状冷媒が流れるとともに横向きの長軸と縦向きの短軸を有する偏平なパイプを備え、上記第1の通路部のパイプと上記第2の通路部のパイプは、その長軸が互いに平行となるように向かい合ってこれらパイプの間に上記冷却風が流れる冷却風通路を構成し、この冷却風通路に複数の板状の放熱フィンが介在されているとともに、これら放熱フィンの縁部が上記パイプに熱的に接続されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項8の記載において、上記放熱部の第1の通路部および第2の通路部は、上記筐体の厚み方向に向かい合うように互いに平行に配置されているとともに、上記筐体の周壁に沿って横方向に延びていることを特徴とする電子機器。
- 請求項8の記載において、上記受熱部は、上記液状冷媒を加圧して吐き出すポンプを含むことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003431031A JP2005191294A (ja) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 |
PCT/JP2004/018738 WO2005064674A1 (ja) | 2003-12-25 | 2004-12-15 | 液状冷媒が流れる放熱部を有する冷却装置および冷却装置を備える電子機器 |
CN200480038703.8A CN1898793A (zh) | 2003-12-25 | 2004-12-15 | 具有液体冷却剂流过的散热部分的冷却单元以及配备有冷却单元的电子设备 |
US11/473,882 US20060254790A1 (en) | 2003-12-25 | 2006-06-22 | Cooling unit having heat radiating portion, through which liquid coolant flows and electronic apparatus equipped with cooling unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003431031A JP2005191294A (ja) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005191294A true JP2005191294A (ja) | 2005-07-14 |
Family
ID=34736373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003431031A Pending JP2005191294A (ja) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060254790A1 (ja) |
JP (1) | JP2005191294A (ja) |
CN (1) | CN1898793A (ja) |
WO (1) | WO2005064674A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102527304B1 (ko) * | 2022-07-27 | 2023-05-03 | 주식회사 에이치앤씨트랜스퍼 | 방열유닛 및 이의 조립방법 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5531400B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2014-06-25 | 富士通株式会社 | 冷却ユニット、冷却システム及び電子機器 |
JP5927539B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2016-06-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電子機器 |
JP6625956B2 (ja) * | 2016-10-27 | 2019-12-25 | ファナック株式会社 | ファンの取り付け構造およびファン |
JP6760214B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2020-09-23 | トヨタ自動車株式会社 | 接続構造 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH087247Y2 (ja) * | 1989-10-06 | 1996-03-04 | サンデン株式会社 | 熱交換器 |
JPH05283571A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Toshiba Corp | 熱輸送装置 |
JP3255818B2 (ja) * | 1995-03-20 | 2002-02-12 | カルソニックカンセイ株式会社 | 電子部品用冷却装置 |
US6005772A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-21 | Denso Corporation | Cooling apparatus for high-temperature medium by boiling and condensing refrigerant |
US6166907A (en) * | 1999-11-26 | 2000-12-26 | Chien; Chuan-Fu | CPU cooling system |
JP2003324174A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Toshiba Corp | 電子機器 |
JP4300508B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2009-07-22 | 株式会社ティラド | 熱交換器用プレートフィンおよび熱交換器コア |
JP2005191452A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Toshiba Corp | 放熱器、冷却装置および冷却装置を有する電子機器 |
JP2005317797A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | ポンプ、電子機器および冷却装置 |
JP2005317798A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | 電子機器 |
JP2005317796A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | ポンプ、冷却装置および電子機器 |
US6997247B2 (en) * | 2004-04-29 | 2006-02-14 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Multiple-pass heat exchanger with gaps between fins of adjacent tube segments |
JP2006229142A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Toshiba Corp | 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 |
-
2003
- 2003-12-25 JP JP2003431031A patent/JP2005191294A/ja active Pending
-
2004
- 2004-12-15 CN CN200480038703.8A patent/CN1898793A/zh active Pending
- 2004-12-15 WO PCT/JP2004/018738 patent/WO2005064674A1/ja active Application Filing
-
2006
- 2006-06-22 US US11/473,882 patent/US20060254790A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102527304B1 (ko) * | 2022-07-27 | 2023-05-03 | 주식회사 에이치앤씨트랜스퍼 | 방열유닛 및 이의 조립방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005064674A1 (ja) | 2005-07-14 |
CN1898793A (zh) | 2007-01-17 |
US20060254790A1 (en) | 2006-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100634862B1 (ko) | 방열부를 구비한 냉각 유닛과, 냉각 유닛이 탑재된 전자장치 | |
JP4234635B2 (ja) | 電子機器 | |
US7319587B2 (en) | Electronic apparatus having pump unit | |
JP2006229142A (ja) | 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 | |
US20060162901A1 (en) | Blower, cooling device including the blower, and electronic apparatus including the cooling device | |
US20040042171A1 (en) | Electronic apparatus having display unit containing radiator radiating heat of heat generating component | |
US20050264996A1 (en) | Pump, cooling unit and electronic apparatus including cooling unit | |
JP2004348650A (ja) | 電子機器 | |
JP2007095902A (ja) | 冷却装置および冷却装置を有する電子機器 | |
JP2007094648A (ja) | 電子機器 | |
JP2005315156A (ja) | ポンプおよびポンプを備える電子機器 | |
US20050244291A1 (en) | Pump and electronic apparatus having this pump | |
JP2006234255A (ja) | ラジエータと、当該ラジエータを備えた液冷システム | |
JP2006049382A (ja) | 冷却装置及び電子機器 | |
US20050183848A1 (en) | Coolant tray of liquid based cooling device | |
WO2005064675A1 (ja) | 放射状に配置された放熱フィンを有する放熱器、放熱器を備えた冷却装置および冷却装置を搭載した電子機器 | |
US20050217828A1 (en) | Pump, cooler, and electronic device | |
JP2005317797A (ja) | ポンプ、電子機器および冷却装置 | |
US20060254790A1 (en) | Cooling unit having heat radiating portion, through which liquid coolant flows and electronic apparatus equipped with cooling unit | |
JP2004349626A (ja) | 冷却装置および冷却装置を搭載した電子機器 | |
JP2005315158A (ja) | ポンプ、冷却装置、および電子機器 | |
JP2007103470A (ja) | 冷却装置、冷却装置を有する電子機器およびポンプ | |
JP2005026498A (ja) | 冷却装置 | |
US20050265833A1 (en) | Pump | |
JPH1026085A (ja) | 可変速ポンプ装置 |