JP2005229020A - 液冷システム及びそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 遠心型ポンプを採用した場合に生じる起動時の問題点を解決し、各種の電子機器においても容易に自在に採用可能な液冷式の冷却システムを提供する。
【解決手段】 筐体１００内に、冷却を必要とするＣＰＵを搭載し、このＣＰＵを冷却する液冷システムは、冷却ジャケット５０と、ラジエータ６０と、２個の循環ポンプとを備えており、循環ポンプを、複数のブレードを遠心状に形成してなるロータ７３０と、ロータをその内部に回動可能に収納するポンプ７４１室と、ロータを回転駆動する電動モータの界磁コイル７１２とを一体に形成してなる遠心ポンプにより構成すると共に、ポンプ室を電動モータの下方に位置するように配置し、循環ポンプの配置に拘わらず、その停止時にはポンプ室を液体冷媒が充填される構成とし、起動時の空転を解消する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器であって、特に、その内部に搭載した発熱素子である半導体集積回路素子を液体冷媒により効率的に冷却することが可能な液冷システムと、更には、かかる液冷システムを備えた電子機器に関する。

デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器における発熱体である半導体集積回路素子、特に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表される発熱素子の冷却は、通常、その正常な動作を確保するために冷却を必要とする。そのため、従来、一般的には、ヒートシンクと呼ばれるフィンを一体に形成した伝熱体と、それに冷却風を送るファンとを用いることによってその冷却を実現されていた。しかしながら、近年、上記発熱素子である半導体集積回路素子の小型化及び高集積化は、発熱素子における発熱部位の局所化などを生じており、そのためにも、従来の空冷式の冷却システムに代えて、例えば水等の冷媒を用いた冷却効率の高い液冷式の冷却システムが注目されてきている。

すなわち、上記デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられる冷却効率の高い液冷式の冷却システムは、例えば、以下の特許文献等によっても知られるように、一般に、発熱体であるＣＰＵの表面に、所謂、受熱（冷却）ジャケットと呼ばれる部材を直接に搭載し、一方、この受熱ジャケットの内部に形成された流路内に液状の冷媒を通流させ、ＣＰＵからの発熱を上記ジャケット内を流れる冷媒に伝達し、もって、発熱体を高効率で冷却するものである。なお、かかる液冷式の冷却システムでは、通常、上記冷却ジャケットを受熱部とするヒートサイクルが形成されており、具体的には、上記液体冷媒をサイクル内に循環させるための循環ポンプ、上記液体冷媒の熱を外部に放熱するための放熱部である、所謂、ラジエータ、さらには、必要に応じてサイクルの一部に設けられた冷媒タンクを備えており、そして、これらを金属製のチューブや、例えば、ゴムなどの弾性体からなるチューブを介して接続して構成されている。
特開２００３−３０４０８６号公報 特開２００３− ２２１４８号公報 特開２００２−１８２７９７号公報 特開２００２−１８９５３６号公報 特開２００２−１８８８７６号公報

上記の従来技術になる冷却システム、特に、上記デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられる冷却効率の高い液冷式の冷却システムでは、その熱サイクルの一部に設けられて液体冷媒を駆動するための循環ポンプとしては、通常、それにより得られる流量が多いこと、また、摺動部が少ないことから磨耗による劣化がなく、かつ、騒音が小さいことなどを理由として、所謂、遠心型のポンプが採用されている。

一方、上記のような利点にもかかわらず、しかしながら、上述した遠心型のポンプでは、その構造・原理を理由として（容積型ポンプ等と異なり、自吸力が小さい）、特に、その起動時において、駆動体である液体冷媒をそのポンプ室内に十分に充填する必要がある。すなわち、その起動時に駆動体である液体冷媒がそのポンプ室内に十分に存在していない場合には、遠心ポンプは、所謂、空回りをしてしまい、場合によっては、このポンプを回転駆動する電動モータが焼損したり、シャフトが噛み込んだりしてしまうなどの問題点があった。そのため、かかる遠心型のポンプを採用する場合には、その配置を液体冷媒の流路の下部に位置するように配置することが行なわれていた。

しかしながら、上記デスクトップ型やノート型のパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器においては、近年における機器自体の小型化への要求に伴って、これに用いられる冷却システムも、また、その小型化が強く要求されている。そのため、特に、その冷却効率の高さから、水等の液体冷媒を用い、かつ、遠心型のポンプを採用した液冷式の冷却システムが注目されるが、その小型化への要求から、冷却システムを配置するスペースもまた、必ずしも、十分に上述したポンプの配置要求を満足することが出来る状況ではない。

そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑みて成されたものであり、具体的には、遠心型のポンプを採用した液冷式の冷却システムにおける起動時の問題点を解決した冷却システムを備えた電子機器であって、特に、上記のデスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータ、更には、サーバ等においても容易に採用可能な、冷却システムの構造と、更には、かかる冷却システムを備えた電子機器を提案することをその目的とする。

本発明によれば、上述した目的を達成するため、まず、筐体内に、発熱する半導体素子であって、その正常な動作を確保するために冷却を必要とする素子を搭載した電子機器であって、当該筐体内又はその一部に、少なくとも以下のものを備えた液冷システムを備えており：半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと；前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと；そして、
前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、かかる構成において、前記循環ポンプを、複数のブレードを遠心状に形成してなるロータと、前記ロータをその内部に回動可能に収納するポンプ室と、前記ロータを回転駆動する電動モータとを一体に形成してなる遠心ポンプにより構成すると共に、前記ポンプ室を前記電動モータの下方に位置するように配置した液冷システムを備えた電子機器が提供される。

また、本発明によれば、前記に記載した電子機器において、前記液冷システムを構成する前記循環ポンプは、液体冷媒を前記ポンプ室内へ導く入口通路を備えており、当該入口通路は、前記ポンプ室の上方より下方に延びて形成し、更には、前記入口通路を、前記ロータを回動可能に支持する回転軸の内部に形成した。また、前記液冷システムを構成する前記循環ポンプの前記ポンプ室からの液体冷媒の出口は、前記ポンプ室内に配置された前記ロータのブレード位置よりも上方に位置して形成されることが好ましい。

加えて、本発明によれば、前記に記載した電子機器において、前記液冷システムは、更に、その配置方向にも拘らず常に液体冷媒を供給することの可能なタンクを備えており、当該タンクの出口を上記循環ポンプの入口に接続している。

また、本発明によれば、上述した目的を達成するため、発熱する半導体素子を冷却するための液冷システムであって：半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと；前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと；そして、前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、かかる構成において、前記循環ポンプを、複数のブレードを遠心状に形成してなるロータと、前記ロータをその内部に回動可能に収納するポンプ室と、前記ロータを回転駆動する電動モータとを一体に形成してなる遠心ポンプにより構成すると共に、前記ポンプ室を前記電動モータの下方に位置するように配置した液冷システムが提供される。

また、本発明によれば、前記に記載した液冷システムにおいて、前記循環ポンプは、液体冷媒を前記ポンプ室内へ導く入口通路を備えており、当該入口通路は、前記ポンプ室の上方より下方に延びて形成し、更には、前記入口通路を、前記ロータを回動可能に支持する回転軸の内部に形成した。また、前記循環ポンプの前記ポンプ室からの液体冷媒の出口は、前記ポンプ室内に配置された前記ロータのブレード位置よりも上方に位置して形成されることが好ましい。

加えて、本発明によれば、前記に記載した液冷システムは、更に、その配置方向にも拘らず常に液体冷媒を供給することの可能なタンクを備えており、当該タンクの出口を上記循環ポンプの入口に接続している。

すなわち、上述の本発明によれば、上記のデスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータ、更には、サーバ等においても容易に採用可能な、小型化に適した遠心型のポンプを採用した冷却効率の高い液冷式の冷却システムと、これを備えた電子機器であって、特に、遠心型のポンプを採用した場合でも、上述した起動時の問題点を解決する機器を提供するという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。
まず、添付の図２は、本発明の一実施の形態になる、液冷システムを備えた電子機器の全体構成の一例が示されている。なお、本例では、例えば、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体部分に本発明を適用した場合について示している。

まず、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体部分は、図示のように、例えば、金属板を立方形状に形成してなる筐体１００を備えており、その前面パネル部１０１には、電源スイッチを含む各種のスイッチや接続端子やインジケータランプなどが設けられており、また、その内部には、フロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ、ＤＶＤ等の各種の外部情報記録媒体を駆動するドライバ装置１０２が、上記前面パネル部１０１に開口するように配置されている。また、図中の符号１０３は、上記筐体１００内に設けられた、例えば、ハードディスク装置からなる記憶部を示している。またう、図中の参照符号１０４は、上記筐体１００の上に被せられる蓋を示している。

一方、上記筐体１００の背面側には、本発明になる液冷システムを備えた電子回路部１０５が配置されており、また、図中の符号１０６は、商用電源から上記ドライバ装置１０２、記憶部１０３、電子回路部１０５を含む各部に所望の電源を供給するための電源部を示している。

次に、添付の図３には、上記にその概略構成を説明した電子装置、すなわち、デスクトップ型のパーソナルコンピュータにおける電子回路部１０５が、特に、その主要な構成部である発熱素子、即ち、ＣＰＵを搭載する受熱ジャケット５０を中心として示されている。なお、本例では、上記発熱素子であるＣＰＵのチップは、上記受熱ジャケット５０の下面側に直接接触されて搭載されており、そのため、ここでは図示されていない。

そして、この電子回路部１０５は、図からも明らかなように、上記ＣＰＵを搭載する受熱（冷却）ジャケット５０と、上記ＣＰＵからの発熱を装置の外部へ放熱するラジエータ部６０と、冷却システムを形成するための循環ポンプ７０とを備えており、そして、これらにより熱サイクルを構成するために各部に液体冷媒（例えば、水、又は、プロピレングリコール等、所謂、不凍液を所定の割合で混合した水など）を通流するための流路が、例えば、金属から形成され、又は、ゴム等の弾性体から形成され、かつ、その表面に金属被膜等を施してなる、内部の液体冷媒が外部へ漏洩し難いチューブ（配管）８１、８２、８４を接続することによって形成されている。また、上記ラジエータ部６０の一部には、その構成要素である多数のフィン６１に送風し、もって、上記受熱ジャケット５０から搬送された熱を強制的に放熱するための平板状のファン６２、６２…（本例では、複数、例えば３個）が、装置の外部に向かって取り付けられている。なお、この受熱（冷却）ジャケット５０とは、例えば、銅等の伝熱性の高い金属からなる板状部材の内部に冷却通路を形成し、その通路内に上記の液体冷媒を通流し、もって、ＣＰＵからの発熱を外部へ取り除く（移動）させるものである。

続いて、添付の図１（ａ）及び（ｂ）には、上記した循環ポンプ７０の上面図と共に、その縦断面図が併せて示されている。すなわち、この循環ポンプ７０は、図からも明らかなように、外形が略正方形の箱体（ケース）７１０の内部に、このポンプを回転駆動するための電動機である直流モータを構成する界磁コイル７１２が、絶縁樹脂７１３によってその周囲を一体にモールドされて形成されており、かつ、この界磁コイル７１２の周囲を取り囲むように、後に説明する上記直流モータのマグネット磁極がその内部に配置されるところの、環状の溝部７１４が形成されている。また、この略正方形の箱体（ケース）７１０の上面には、その中央部に向かって延びる、液体冷媒の吸込み口７２０が形成されており、この吸込み口７２０は当該中央部において下方に屈曲して僅かに延びている。さらに、図からも明らかなように、上記箱体（ケース）７１０の中央部には、後に説明するロータの回転シャフトがその内部に挿入される、所謂、外環軸受け７１５が取り付けられている。

一方、ロータ７３０は、上記図１（ａ）及び（ｂ）、更には、添付の図４（ａ）及び（ｂ）によっても明らかなように、円板状の部材の上に（図では、その下面に）複数（本例では、６枚）のブレード７３１、７３１…を遠心状に形成して形成されている。そして、このロータ７３０は、その円板状の部材の外縁から上方に延びた環状部７３２を備えており、そして、この環状部７３２の内側壁面には、例えば、図示のようにＮ極とＳ極とを交互に配置（着磁）した環状の永久磁石７３３が取り付けられている。加えて、この円板状の部材からなるロータ７３０の中央部には、金属又はセラミックにより円筒状に形成された、所謂、回転シャフト７３４が、円板状の部材を貫通するようにして取り付けられている。

すなわち、上記の図からも明らかなように、上記のロータ７３０は、その回転シャフト７３４を上記箱体（ケース）７１０の外環軸受け７１５に嵌合すると共に、その環状部７３２を上記箱体（ケース）７１０の外環環状の溝部７１４内に位置するようにして、図の下方から挿入される。その後、上記箱体（ケース）７１０の下面には、その内部に上記ロータ７３０の複数のブレード７３１、７３１…を内部に収容するように、下部箱体（ケース）７４０が、その全体を覆って取り付けられる。即ち、この下部箱体（ケース）７４０の上面と上記ロータ７３０の下面とによって、液体冷媒を圧縮するポンプ室７４１が形成されており、かつ、このポンプ室７４１は、このポンプを回転駆動する上記の電動機部分の下方に位置するように形成されている。また、図中の符号７４２は、上記下部箱体（ケース）７４０の一部に形成された液体冷媒の吐出口である。

このように、上記にその構成の詳細を説明した循環ポンプ７０では、その内部に液体冷媒を導入する流路を、上記ロータ７３０を回転可能に支持する回転シャフト７３４の内部に形成しており、更に、この回転シャフト７３４の下部（即ち、ブレード７３１、７３１…の形成領域）には複数の貫通穴７３５が開口されている。そのため、運転時には、上記ロータ７３０の回転シャフト７３４の内部に到った液体冷媒は、これらの貫通穴７３５から上記ポンプ室７４１の内部に導かれ、そこで、上記複数のブレード７３１、７３１…によって遠心・圧縮された後に上記の吐出口７４２より吐出されることとなる。

一方、上記した循環ポンプ７０では、その停止時には、上記ロータ７３０がその回転を停止し、それに伴って、そのポンプ室７４２内に導かれた液体冷媒は、その一部に気泡などを含んで、ポンプの内部に滞留まる。その際、上記図４（ａ）及び（ｂ）に明らかなように、上記遠心状のブレード７３１、７３１…がその下面に形成されているロータ７３０の円板状の部材の中心付近には、それぞれ、気泡抜き用の貫通穴７３６、７３６…が形成されており、そのため、液体冷媒内に混入していた気体が液体から分離しても、その一部は上記回転シャフト７３４を介してその上部へ移動すると共に、これらの気泡抜き用の貫通穴７３６、７３６…を介してポンプ室７４１の外部へ、具体的には、上記箱体（ケース）７１０の内部に形成された環状の溝部７１４の上部へと移動することとなる。換言すれば、上記の構造になる循環ポンプ７０では、その停止時においても、ポンプ室７４１内には液体冷媒だけが滞留することとなり、液体冷媒には混入していた気体がポンプ室７４１内に残留することはない。

そのため、上記の構造の循環ポンプ７０では、その一時的な停止の後、再度、その運転が再開（起動）されても、その内部にブレード７３１を収容するポンプ室７４１内には、冷却液だけが、常に、十分に充填されていることとなり、そのため、ポンプが空回りすることはなく、もって、液体冷媒のポンプ動作を、確実に、得る（再起動）することが可能となる。すなわち、上記した循環ポンプ７０は、上記図２に例示したデスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体部分の一部に搭載されており、また、上記図３に示すような構成を備えた液冷システム中における何れの場所に配置された場合においても、確実に、その必要なポンプ動作を行なうことが可能となる。

また、添付の図５には、上述した循環ポンプ７０の他の実施例が示されており、この例では、液体冷媒の吸込み口７２０’を形成する通路を、上記箱体（ケース）７１０の側面（図の左側面）からその上面の中央部に亘って、壁面に付着して、湾曲して形成している。すなわち、かかる構成によれば、上記循環ポンプ７０の停止時において、それまで循環していた液体冷媒は、この湾曲して形成した吸込み口７２０’において滞留し易く、その際にも、特に、液体冷媒は上記ロータ７３０の回転シャフト７３４内に流れ込むと同時に、その一部に混入していた気体成分は、吸込み口７２０’の上方側に移動する。すなわち、上記の実施例と同様に、一時的な停止の後、再度、その運転が再開（起動）されても、その内部にブレード７３１を収容するポンプ室７４１内には冷却液が充填されていることとなり、ポンプが空回りすることはなく、確実に、液体冷媒のポンプ動作を達成することが可能となる。

次に、添付の図６には、上述した循環ポンプ７０の更に他の実施例を示す。この例では、上記の実施例とは異なり、まず、上記ポンプ室７４１の側壁を構成する下部箱体（ケース）７４０の一部７４３を上方に延長され、即ち、吐出口７４２のポンプ室７４１への開口位置が、上記ロータ７３０の遠心状のブレード７３１、７３１…の位置よりも上方になるよう配置されている。

また、本実施例では、液体冷媒の吸込口７２０”が、上記した吐出口７４２と共に、上記循環ポンプ７０を構成する下部箱体（ケース）７４０に一体に形成されている。すなわち、図からも明らかなように、この吸込口７２０”は、上記した実施例とは異なり、循環ポンプ７０の側面側に取り付けられている。そして、この吸込口７２０”は、具体的には、図からも明らかなように、一端、上方に屈曲した後、下部箱体（ケース）７４０の下面に達し、その後、当該下部箱体（ケース）下面をその中央部に向かって延長し（下面延長部７２１）、上記ロータ７３０の中央部付近の下壁面７４４から上記ポンプ室７４１の内部に向かって開口している。なお、この例では、上記の中空の回転シャフト７３４に代えて、棒状の回転シャフト７３４’が上記ロータ７３０の中央部に取り付けられ、一方、下部箱体（ケース）７４０側には、上記棒状の回転シャフト７３４’がその中空部に挿入される円板状の外環軸受け７１５’が取り付けられ、もって、上記ロータ７３０が回動可能に支持されている。

上述した更に他の実施例の構造によれば、図からも明らかなように、循環ポンプ７０の停止時には、上記ロータ７３０がその回転を停止し、それに伴って、そのポンプ室７４２内に導かれた液体冷媒は、その一部に気泡などを含んで、ポンプの内部に滞留まる。その際、上述したように、吐出口７４２のポンプ室７４１への開口位置が、上記ロータ７３０の遠心状のブレード７３１、７３１…の位置よりも上方になるよう配置されていること、更には、上記吸込口７２０”がポンプ側面側で一端上下に屈曲した後に、ポンプ室７４１の略中央部において、その下壁面７４４から開口していることから、ポンプ内に滞留した液体冷媒から内部に混入していた気体が分離しても、気体は、上記ロータ７３０の遠心状のブレード７３１、７３１…よりも上方に配置された上記吐出口７４２の開口部や、上記吸込口７２０”の屈曲部を通って外部へ導かれ、その内部に遠心状のブレード７３１、７３１…を収納するポンプ室７４１の内部には、液体冷媒だけが滞留することとなる。換言すれば、その停止時においても、液体冷媒に混入していた気体がポンプ室７４１内に残留し、再起動時にポンプが空転することはない。

続いて、添付の図７により、本発明の実施例になる、他の液冷システムの構造を示す。なお、このこの例においても、上記図３と同じ参照符号は、上記の実施例におけると同じ構成要素を示す。すなわち、これらの図からも明らかなように、この更に他の実施例では、冷却システムを構成する上記ラジエータ６０と上記循環ポンプ７０との間に、さらに、システム内を循環する液体冷媒である水、又は、プロピレングリコール等の不凍液との混合水等を、その内部に蓄積するための冷媒タンク２００を設けたものである。なお、この冷媒タンク２００は、上記図２にも示したデスクトップ型パーソナルコンピュータの筐体１００の内部に配置される場合には、その内部のスペースの制約などによって、例えば、図に実線でしめすように横向きに配置され、又は、図に破線で示すように、縦向きに配置される場合等が生じる。

そこで、この冷媒タンク２００は、添付の図８（ａ）及び（ｂ）にも示すように、その内部の冷媒蓄積空間を、その間に、断面略「Ｌ」字状の仕切壁２０１、２０２、２０３、２０４を組み合わせてラビリンスを形成し、複数の空間に分離（本例では、３つの空間ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３に分離）して構成されている。また、図中の符号２０５は、上記ラジエータ６０から流入する液体冷媒の入口であり、２０６は、液体冷媒を上記循環ポンプ（具体的には、第１のポンプ７１）へ流出する出口である。また、図中の符号２０７、２０８は、上記「Ｌ」字状の仕切壁２０２、２０４の一部、即ち、タンク外壁に近い位置に形成された開口部である。

かかる構成になる冷媒タンク２００によれば、上記図８（ａ）及び（ｂ）、更には、添付の図９（ａ）及び（ｂ）からも明らかなように、液体冷媒が冷却システム中を循環している間に、その一部が気化等により外部に漏出して気泡がその一部に混じり込んでタンクの入口２０５へ流入しても、その出口２０６からは、常に、気泡を除いた液体冷媒だけが上記循環ポンプへ送られることとなる。そのため、液体冷媒を用いた冷却システムにおいて重要な構成要素を構成する循環ポンプを、上述したように、特に、起動時にそのポンプ室７４１内に気体が存在することにより生じる空回りし、場合によっては循環ポンプ自体が損傷することから、確実に、保護することが可能となり、もって、デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータ、更には、サーバ等においても容易に採用可能な、冷却能力に優れた冷却システムを備えた電子機器の構造が得られる。

なお、以上の説明では、上記本発明になる液体冷媒を利用した冷却システムを、特に、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体部分に適用した一例についてのみ述べたが、しかしながら、これにだけに限定されることはなく、本発明を、ノート型パーソナルコンピュータやサーバ等に適用することが出来る。なお、その場合、前者では、その構成要件の内、特に、ラジエータ部６０としては、上記のものに代えて、例えば、金属製の配管を金属板に取り付けたフィンのない放熱板を構成し、その蓋体側に、より具体的には、液晶表示装置の裏側に取り付けられることは、当業者であれば当然であろう。

本発明の一実施例になる電子装置における冷却システムの、特に、循環ポンプの詳細構造を示す上面及び縦断面図である。 上記の冷却システムを搭載した電子装置の一例として、例えば、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの内部における各部の配置を示す一部展開斜視図である。 本発明の一実施例になる電子装置における電子回路部の、特に、その冗長系の冷却システムを示すための斜視図である。 上記循環ポンプのロータの詳細構造を示す、斜め上方及び下方から見た場合の斜視図である。 上記に一例を示した循環ポンプの、他の実施例になる構造を示す縦断面図である。 上記に示した循環ポンプの更に他の実施例になる構造を示す縦断面図である。 本発明の他の実施例になる、電子装置における液冷システムの他の構造を示す斜視図である。 上記他の実施例になる液冷システムにおいて使用される、液体冷媒を蓄積するための冷媒タンクを、その種々の配置状態に対応して示す断面斜視図である。 やはり、上記他の実施例になる液冷システムにおいて使用される、液体冷媒を蓄積するための冷媒タンクを、種々の配置状態に対応して示す断面斜視図である。

符号の説明

５０ 受熱（冷却）ジャケット
６０ ラジエータ部
６２、６２… ファン
７０ 循環ポンプ
７１０ 箱体（ケース）
７１２ 界磁コイル
７２０、７２０’、７２０” 吸込み口
７３０ ロータ
７３１ ブレード
７３４ 回転シャフト
７４０ 下部箱体（ケース）
７４１ ポンプ室
８１、８２… チューブ（配管）
２００ 冷媒タンク

Claims (10)

1. 筐体内に、発熱する半導体素子であって、その正常な動作を確保するために冷却を必要とする素子を搭載した電子機器であって、当該筐体内又はその一部に、少なくとも以下のものを備えた液冷システムを備えており、
   半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、
   前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、
   前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、
   かかる構成において、前記循環ポンプを、複数のブレードを遠心状に形成してなるロータと、前記ロータをその内部に回動可能に収納するポンプ室と、前記ロータを回転駆動する電動モータとを一体に形成してなる遠心ポンプにより構成すると共に、前記ポンプ室を前記電動モータの下方に位置するように配置したことを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
2. 前記請求項１に記載した電子機器において、前記液冷システムを構成する前記循環ポンプは、液体冷媒を前記ポンプ室内へ導く入口通路を備えており、当該入口通路は、前記ポンプ室の上方より下方に延びて形成したことを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
3. 前記請求項２に記載した電子機器において、前記循環ポンプでは、前記入口通路を、前記ロータを回動可能に支持する回転軸の内部に形成したことを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
4. 前記請求項１に記載した電子機器において、前記液冷システムを構成する前記循環ポンプの前記ポンプ室からの液体冷媒の出口は、前記ポンプ室内に配置された前記ロータのブレード位置よりも上方に位置して形成されていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
5. 前記請求項１に記載した電子機器において、前記液冷システムは、更に、その配置方向にも拘らず常に液体冷媒を供給することの可能なタンクを備えており、当該タンクの出口を上記循環ポンプの入口に接続したことを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
6. 発熱する半導体素子を冷却するための液冷システムであって：
   半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、
   前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、
   前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、
   かかる構成において、前記循環ポンプを、複数のブレードを遠心状に形成してなるロータと、前記ロータをその内部に回動可能に収納するポンプ室と、前記ロータを回転駆動する電動モータとを一体に形成してなる遠心ポンプにより構成すると共に、前記ポンプ室を前記電動モータの下方に位置するように配置したことを特徴とする液冷システム。
7. 前記請求項６に記載した液冷システムにおいて、前記循環ポンプは、液体冷媒を前記ポンプ室内へ導く入口通路を備えており、当該入口通路は、前記ポンプ室の上方より下方に延びて形成したことを特徴とする液冷システム。
8. 前記請求項７に記載した液冷システムにおいて、前記循環ポンプでは、前記入口通路を、前記ロータを回動可能に支持する回転軸の内部に形成したことを特徴とする液冷システム。
9. 前記請求項６に記載した液冷システムにおいて、前記循環ポンプの前記ポンプ室からの液体冷媒の出口は、前記ポンプ室内に配置された前記ロータのブレード位置よりも上方に位置して形成されていることを特徴とする液冷システム。
10. 前記請求項６に記載した液冷システムにおいて、更に、その配置方向にも拘らず常に液体冷媒を供給することの可能なタンクを備えており、当該タンクの出口を上記循環ポンプの入口に接続したことを特徴とする液冷システム。
    

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