JP2006066703A - 冷却システム，電気機器及び警告装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷媒液が漏洩した場合でも、冷却対象となる機器に必要なデータを記憶させるなどの処理時間を確保することが可能となる冷却システムを提供する。
【解決手段】 パソコンを構成するＣＰＵが発生した熱を受熱部によって受熱し、送液ポンプによって受熱部と放熱パイプとの間を接続するフレキシブルチューブに冷媒液を循環させ、その循環経路内に警告装置を配置する。そして、冷媒検知センサが循環経路内の冷媒液量の低下を検知すると、警告装置内部のＣＰＵがブザーを鳴動させることでユーザに対する警告動作を行なう。また、前記ＣＰＵは、パソコン側のＣＰＵに対して割込み信号ＩＮＴを出力し、当該ＣＰＵは、ディスプレイに警告メッセージを表示してユーザに報知を行うと、内部レジスタ等に格納されているデータをメモリに書き込んで退避させてから電源ＯＦＦ処理を行なう。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発熱体が発生した熱を受熱する受熱部と、放熱を行う放熱部と、前記受熱部と前記放熱部との間を接続してなる循環経路に冷媒液を循環させる送液ポンプとを備えてなる冷却システム、その冷却システムを備えてなる電気機器、及びそれらに使用される警告装置に関する。

特許文献１には、パーソナルコンピュータ（パソコン，電子装置）のＣＰＵを冷却するために、冷媒液を用いた冷却システムを適用し、その冷媒液が漏洩したことを検知すると、電気回路によって瞬時にパソコンを停止する構成が開示されている。
特開２００３−２０９２１０号公報

しかしながら、動作中にあるパソコンを、冷媒液の漏洩検知によって瞬時に停止させると、処理中のデータが破壊されたり、ハードディスクなどの記憶装置が破壊されてしまうおそれがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒液が漏洩した場合でも、冷却対象となる機器に必要なデータを記憶させるなどの処理時間を確保することが可能となる冷却システム、その冷却システムを備えてなる電気機器、及びそれらに使用される警告装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の冷却システムは、発熱体が発生した熱を受熱する受熱部と、放熱を行う放熱部と、前記受熱部と前記放熱部との間を接続してなる循環経路に冷媒液を循環させる送液ポンプと、前記冷媒液の量が減少したことを検知する検知センサと、この検知センサによって冷媒液量の減少が検知されると、ユーザに対する警告動作を行なう警告手段とで構成されることを特徴とする。

即ち、冷却システム中を循環する冷媒液が漏洩したり、或いは長期の使用による蒸発等で減少した場合には、冷却対象となる機器の動作を停止させて漏洩原因の特定や修理、並びに冷媒液の補充などの処置を取る必要がある。従って、冷媒液量の減少が検知された際に警告手段が警告動作を行なえば、例えば、冷却対象機器の動作を停止させる以前に必要となる処置を採ることが可能となる。

請求項１０記載の電気機器は、請求項１乃至９の何れかに記載の冷却システムを備え、自身の動作に伴って発熱する発熱体を冷却するように構成されることを特徴とする。即ち、冷媒液量が減少した場合は電気機器の動作を停止させる必要があるが、その際に行なわれる警告動作により、例えば停止させた電気機器の動作を円滑に再開させるために必要な処置を採ることが可能となる。

請求項１記載の冷却システムによれば、システムの補修や冷媒液の補充のため冷却対象機器の動作を停止させる以前に、必要となる処置を採ることなどができる。
請求項１０記載の電気機器によれば、冷媒液量の減少が検知された際に請求項１乃至９の何れかに記載の冷却システムにより行われる警告によって、停止させた電気機器の動作を円滑に再開させるために必要な処置を採ることが可能となる。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図５を参照して説明する。図４は、パーソナルコンピュータ（電気機器）の斜視図である。パソコン１００は、本体ケース１とディスプレイ１０を備えたディスプレイケース２とからなっている。本体ケース１に設置されるキーボード３、複数の素子を搭載した配線基板４、ハードディスクドライブ５、補助記憶装置(たとえば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤドライブ等)６、バッテリ１３等が設置されている（尚、図４はキーボード３を取り外した状態で示している）。

配線基板４上には、ＣＰＵ（発熱体）７等の特に発熱量の大きい素子やその他の回路素子が搭載されている。このＣＰＵ７には受熱部８が取り付けられており、両者は柔軟熱伝導部材を介して接続されている。また、ディスプレイケース２の背面(ケース内側)には、放熱パイプ（放熱部）９が設置され、送液ポンプ１１が本体ケース１内に設置されている。受熱部８、放熱パイプ９、送液ポンプ１１は、フレキシブルチューブ１２で接続されており、送液ポンプ１１によって内部に封入された後述の冷媒液（例えば、水や不凍液等）が循環するようになっている。

ＣＰＵ７で発生した熱は受熱部８内を流通する冷媒液に伝達され、放熱パイプ９を通過する間に、ディスプレイ１０の背面に設置した放熱パイプ９からディスプレイケース２の表面を介して外気に放熱される。そして、温度が低下した冷媒液は、送液ポンプ１１を介して再び受熱部８に送出される。また、ディスプレイケース２の上部には放熱パイプ９に接続された冷媒タンク（貯留タンク）１４が設置されており、この冷媒タンク１４内には自然蒸発などによる将来的な減少に備えるための冷媒液が貯留されている。冷媒タンク１４、放熱パイプ９、フレキシブルチューブ１２、送液ポンプ１１及び受熱部８は冷媒液の循環経路を構成しており、送液ポンプ１１を運転することで冷媒液を当該循環経路に循環させている。

図５は、冷媒液が循環する循環経路の構成部分のみを取り出して示す斜視図であり、これらは、冷却システム１０１を構成するものである。また、図３は、その構成部分を機能ブロック図として表したものである。送液ポンプ１１を運転することにより、冷媒液は、受熱部８、放熱パイプ９（図示は「放熱部」としている）、冷媒タンク１４、送液ポンプ１１の順に循環する。この循環経路において、受熱部８と放熱パイプ９との間を接続するフレキシブルチューブ１２の途中に、警告装置１６が配置されている。

警告装置１６は、図２に示すように、冷媒検知センサ２１、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ，警告手段）２２、ブザー（警告手段）２３などで構成されている。冷媒検知センサ２１は、フレキシブルチューブ１２内部の冷媒液の量を検知するものであり、冷媒液が漏洩等することでその液量が低下した場合には、ＣＰＵ２２に対して液量低下信号を出力するようになっている。ＣＰＵ２２は、前記液量低下信号が与えられると、パソコン１００側のＣＰＵ７に対して割込み信号ＩＮＴを出力するようになっている。

次に、本実施例の作用について図１も参照して説明する。図１は、チューブ１２内部の冷媒液量が低下した場合における、警告装置１６とパソコン１００との処理状態を示すシーケンス図である。先ず、警告装置１６の冷媒検知センサ２１が液量低下信号を出力すると、ＣＰＵ２２は、上述したようにパソコン１００側のＣＰＵ７に対して割込み信号ＩＮＴを出力する。それから、ＣＰＵ２２はブザー２３を鳴動させて、冷媒液が漏洩（若しくは蒸発）したことをユーザに報知する。

一方、パソコン１００側では、ＣＰＵ７が割込み信号ＩＮＴを受け付けると、ディスプレイ１０に警告メッセージを表示することでユーザに報知を行う。警告メッセージは、例えば、「冷却システムにおいて冷媒液の低下が検知されました。ただ今よりデータの退避を行った後、電源を遮断する処理を開始します。」などとする。また、同様のメッセージを音声で出力しても良い。それから、ＣＰＵ７は、その時点で内部レジスタ等に格納されているデータを、不揮発性の記憶手段であるメモリ（例えばＥＥＰＲＯＭなど）２４（図２参照）に書き込んで退避させると、電源ＯＦＦ処理を行なう。

以上のように本実施例によれば、パソコン１００を構成するＣＰＵ７が発生した熱を受熱部８によって受熱し、送液ポンプ１１によって受熱部８と放熱パイプ９との間を接続するフレキシブルチューブ１２に冷媒液を循環させ、その循環経路内に警告装置１６を配置して、冷媒検知センサ２１が循環経路内の冷媒液量の低下を検知すると、ＣＰＵ２２がブザー２３を鳴動させることでユーザに対する警告動作を行なうようにした。

そして、ＣＰＵ２２は、パソコン１００側のＣＰＵ７に対して割込み信号ＩＮＴを出力し、ＣＰＵ７は、ディスプレイ１０に警告メッセージを表示するなどしてユーザに報知を行うと、内部レジスタ等に格納されているデータをメモリ２４に書き込んで退避させてから、パソコン１００の電源ＯＦＦ処理を行なうようにした。
即ち、冷却システム１０１において冷媒液が漏洩したり、或いは長期の使用による蒸発等で減少した場合には、冷却対象となるパソコン１００の動作を停止させて漏洩原因の特定や修理、並びに冷媒液の補充などの処置を取る必要がある。従って、警告装置１６がパソコン１００側に対して割り込み信号ＩＮＴにより警告動作を行なうことで、ＣＰＵ７は、パソコン１００の動作を停止させる以前にデータの退避などの処置を採ることが可能となる。また、ユーザは、警告装置１６の警告報知によって、パソコン１００の冷却システムを補修するなどの処置を取ることができる。

（第２実施例）
図６は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例の構成は、警告装置１６を構成する冷媒検知センサ２１が、送液ポンプ１１を構成するモータ２５の各相巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに流れる電流を検知する電流検知センサ（例えば、電流トランスなど）２６に置き換えられている点が相違している。その他の構成は第１実施例と同様である。そして、警告装置１６より電流検知センサ２６を置き換えたものが、警報装置１６Ａを構成している。

即ち、循環経路中の冷媒液が減少すると、送液ポンプ１１の負荷が軽くなり、モータ２５の各相巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに流れる電流量も低下する。従って、その電流値が下限しきい値を下回った場合に、冷媒液の減少又は漏洩状態を検知することで、第１実施例と同様の効果が得られる。

（第３実施例）
図７は本発明の第３実施例を示すものであり、第１実施例の図３相当図である。第３実施例では、冷媒検知センサ２１に替えて、冷媒液が循環経路の外部に漏洩したことを検知するための漏洩センサ（検知センサ）２７を用いている。そして、その漏洩センサ２７を、循環経路の複数の継ぎ目部分に夫々配置している。

即ち、受熱部８、放熱パイプ９、送液ポンプ１１、冷媒タンク１４は、フレキシブルチューブ１２で接続されているが、それらの接続部である継ぎ目部分からは冷媒液が漏洩しやすい。従って、各継ぎ目部分に漏洩センサ２７を配置し、それらの漏洩センサ２７より出力される漏洩検知信号を警告装置１６ＢのＣＰＵ２２に与えることで、冷媒液の漏洩を効率的に検知することができる。

尚、漏洩センサ２７の具体的構成としては、例えば、１対の櫛歯状の電極を対向させて配置し、漏洩した冷媒液がそれらの電極間を導通させることで漏洩を検知するような構成である。また、図７に示す警告装置１６Ｂは、図示の都合上、複数の漏洩センサ２７が外部に存在しているように図示している。

（第４実施例）
図８は本発明の第４実施例であり、検知センサとして、冷媒タンク１４内部の液面の状態変化を検知する液面センサ２８を使用する場合であり、冷媒タンク１４の内部構造を断面で示すものである。即ち、冷媒タンク１４の上底部側からは、下方の冷媒液の液面側に延びるようにして、左右に２つの液面センサ２８Ｌ，２８Ｒが配置されている。そして、これら２つの液面センサ２８Ｌ，２８Ｒは、その先端部分が冷媒液に浸されているか否かを検知するようになっている。

冷媒タンク１４内の冷媒液が次第に減少しその液面Ｓが低下して行くと、冷媒タンク１４が水平より傾いているような場合には、液面センサ２８Ｌ，２８Ｒの何れか一方のみが冷媒液に浸されている状態になることがある。そして、液面Ｓが更に低下すると、液面センサ２８Ｌ，２８Ｒの何れも冷媒液に浸されなくなる状態に至る。その場合に、冷媒液の減少又は漏洩を検知する信号をＣＰＵ２２に対して出力する。以上のように構成される第４実施例による場合も、第１実施例等と同様の効果が得られる。

（第５実施例）
図９は本発明の第５実施例であり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。図９は、第１実施例の図３相当図であるが、警告装置１６Ｃは、パソコン１００が備えている二次電池などのバッテリ１３より電源供給を受けて動作するように構成されている。その他の構成については第１実施例と同様である。斯様に構成すれば、例えば、パソコン１００のＣＰＵ２２がスリープモードに移行しており、キーボードやマウスなどの入力装置を介してユーザの入力操作が行われるなどのイベントの発生を待機している状態であったり、又は、電源供給が断たれて動作を完全に停止しているような状態においても、警告装置１６Ｃは、冷媒液の漏洩や減少を検知して警告動作を行なうことが可能となる。

本発明は、上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形が可能である。
検知センサは、冷媒液の圧力を検知する圧力センサであっても良い。即ち、検知される圧力が下限しきい値を下回った場合に、冷媒液の減少若しくは漏洩を検知することができる。

また、検知センサは、冷媒液の温度を検知する例えばサーミスタなどの温度センサであっても良い。即ち、冷媒液が減少すると、受熱部８において発熱を受熱するための熱容量が小さくなる結果、冷媒液の温度は上昇することになる。従って、検知される温度がある程度上昇した場合に、冷媒液の減少若しくは漏洩を検知することができる。
第３実施例において、漏洩センサ２７は、必ずしも循環経路の継ぎ目部分付近に配置する必要はない。また、漏洩センサ２７を１つだけ配置しても良い。

第５実施例において、警告装置１６Ｃは、専用のバッテリ（一次電池、二次電池の何れでも良い）で動作するように構成しても良い。
冷媒液の減少又は漏洩が検知された場合、必ずしも、第１実施例のようにパーソナルコンピュータ１００のような電気機器側における処理を並行して実施する必要はなく、警告装置１６が警告動作を行なうだけでも良い。

また、警告装置１６Ｃは、専用のＡＣアダプタより電源供給を受けて動作するように構成しても良い（バッテリとの２電源方式でも良いことは勿論である）。斯様に構成した場合も、第５実施例と同様の効果が得られる。
冷却システムの冷却対象としての電気機器は、パーソナルコンピュータに限ることなく、動作に伴って発熱を生じる部分（発熱体）を備えているものであれば適用が可能である。そして、冷媒液の漏洩が検知された場合に、必ずしも、電気機器側でもユーザに対する報知動作、或いは警告動作を行なう必要はない。
また、電気機器に限ることなく、冷却する必要がある発熱体を備えているものであれば冷却対象として適用すれば良い。

本発明の第１実施例であり、チューブ内部の冷媒液量が低下した場合に、警告装置とパーソナルコンピュータパソコンとの処理状態を示すシーケンス図 警告装置とパーソナルコンピュータとの電気的構成を、本発明の要旨に係る部分のみ示す機能ブロック図 図５に示す構成を機能ブロックで表した図 パーソナルコンピュータの一部を分解して示す斜視図 冷媒液が循環する流路の部品のみを示した斜視図 本発明の第２実施例であり、送液ポンプを構成するモータの各相巻線に流れる電流を検知する電流検知センサを示す図 本発明の第３実施例を示す図３相当図 本発明の第４実施例であり、冷媒タンクの内部構造を断面で示す図 本発明の第５実施例を示す図３相当図

符号の説明

図面中、７はＣＰＵ（発熱体）、８は受熱部、９は放熱パイプ（放熱部）、１１は送液ポンプ、１３はバッテリ、１４は冷媒タンク（貯留タンク）、１６は警告装置、２１は冷媒検知センサ、２２はＣＰＵ（警告手段）、２３はブザー（警告手段）、２４はメモリ（記憶手段）、２７は漏洩センサ（検知センサ）、２８は液面センサ（検知センサ）、１００はパーソナルコンピュータ（電気機器）、１０１は冷却システムである。

Claims (15)

1. 発熱体が発生した熱を受熱する受熱部と、
   放熱を行う放熱部と、
   前記受熱部と前記放熱部との間を接続してなる循環経路に冷媒液を循環させる送液ポンプと、
   前記冷媒液の量が減少したことを検知する検知センサと、
   この検知センサによって冷媒液量の減少が検知されると、ユーザに対する警告動作を行なう警告手段とで構成されることを特徴とする冷却システム。
2. 前記検知センサは、前記冷媒液の液量を検知するセンサであることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
3. 前記検知センサは、前記冷媒液が前記循環経路の外部に漏洩したことを検知するセンサであることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
4. 前記検知センサを、前記循環経路付近に配置したことを特徴とする請求項３記載の冷却システム。
5. 前記検知センサを、前記循環経路を構成する部材の継ぎ目付近に配置したことを特徴とする請求項４記載の冷却システム。
6. 前記検知センサは、前記循環経路内における冷媒液の圧力を検知するセンサであることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
7. 前記検知センサは、前記送液ポンプを構成するモータの電流を検知するセンサであることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
8. 前記循環経路に、冷媒液を貯留する貯留タンクを備え、
   前記検知センサは、前記貯留タンク内に配置される液面の状態変化を検知するセンサであることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
9. 前記検知センサは、前記冷媒液の温度を検知するセンサであることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載の冷却システムを備え、
    自身の動作に伴って発熱する発熱体を冷却するように構成されることを特徴とする電気機器。
11. 前記検知センサによって出力される検知信号は、前記電気機器を制御する制御部に対しても与えられており、
    前記制御部は、前記検知信号を受けると前記電気機器に対する電源の供給を遮断する動作を開始すると共に、当該動作の開始をユーザに対して警告することを特徴とする請求項１０記載の電気機器。
12. 前記制御部は、前記検知信号を受けると、電源の供給を遮断する前に、自身が行なっている制御に関するデータを不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１１記載の電気機器。
13. 前記制御部は、制御状況に応じて、処理すべきイベントが発生するまで処理を待機する待機モードに移行するように構成され、
    前記警告手段は、前記制御部が前記待機モードに移行している状態においても、警告動作を行なうように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の電気機器。
14. 請求項１乃至９の何れかに記載の冷却システム、又は請求項１０乃至１３の何れかに記載の電気機器に使用される検知センサ及び警告手段とで構成されることを特徴とする警告装置。
15. ＡＣアダプタ及び／又はバッテリから供給される電源によって動作するように構成されることを特徴とする請求項１４記載の警告装置。
    

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