JP2006100291A - 電子機器用冷却装置の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ディジタル送信機の水冷方式の場合、電力増幅器内部を通過し吸熱した冷却水をポンプによりタンクを経て熱交換器に送り、冷却水の冷却を行っている。この場合、熱交換器は冷却水の温度上昇に応じてファンの回転数を可変させることで冷却を行うことにより、冷却水の温度が高いとき、ファンの回転数があがるため、エネルギー消費が大きくなる。冷却水の冷却効率を落とすことなく、この熱交換器のエネルギー消費を抑えるようにすることを目的とする。
【解決手段】排熱用配管の表面に所定数の溝、もしくは突起を設けることにより、排熱用配管の表面積を大きくすることで、放熱フィンと同様の原理により、排熱用配管からも放熱させる。その結果、冷却水の冷却は熱交換器だけで行うのではなく、排熱用配管でも行うため、熱交換器での冷却負荷が軽減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタル送信機等の電子機器の冷却に関し、更に詳しくは、電子機器内の熱を吸収して暖まった冷却水の冷却構造に関するものである。

ディジタル送信機において、外形寸法の小型化により、電力増幅器（以下、ＰＡと称する）に用いるトランジスタ単体の発熱量が従来の送信機の２倍程度に増大するため、ファン等による強制空冷方式ではトランジスタ単体のジャンクション温度の上昇を抑制できない。そこで、水冷による冷却方式、即ち、ディジタル送信機内を循環する冷却水でＰＡ内にあるトランジスタ等の発熱する電子部品を冷却する方式を採用している。なお、冷却水は、図２の通り、ポンプ２によってタンク３から放出された後、熱交換器４、ＰＡ５を経て、タンク３に戻る。タンク３に戻った後も、再度、ポンプ２によって冷却水は放出され、熱交換器４、ＰＡ５を経て、タンク３に戻るのを繰り返すことにより、ディジタル送信機内を循環している。そして、冷却水を循環させる際に用いる配管は、排熱用配管、冷却用配管を問わず、例えば特許文献１の従来技術に記載されている配管の構造、即ち、図３に示す配管の構造を有している。なお、排熱用配管とは、ＰＡ５内の電子部品で発生した熱を吸収した冷却水の通路となる配管のことであり、一方、冷却用配管とは、熱交換器４で放熱した冷却水の通路となる配管のことである。そして、排熱用配管内の冷却水の温度に応じて、熱交換器４はファンの回転数を可変させることにより、冷却水の温度が高いとき、ファンの回転数をあげることで冷却水の冷却効果が大きくなるようにしている。
特開２００３−１３０５１７号公報

前述の従来技術では、熱交換器はＰＡ内の熱を吸収することによって暖まった冷却水の温度上昇に応じてファンの回転数を可変させることで熱交換能力を変えて冷却水の冷却を行うため、冷却水の温度が高いとき、ファンの回転数があがる。しかし、ファンの回転数があがると熱交換器のエネルギー消費も大きくなるという欠点がある。

そこで本発明では、前述の欠点を除去するために、冷却水の温度が高いとき、ファンの回転数をあまりあげなくても効率的に冷却できるようにすることにより、熱交換器のエネルギー消費を抑えるようにすることを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために、排熱用配管の表面に所定数の溝、突起のいずれか一方を設けることにより、排熱用配管の表面積を大きくすることで、放熱フィンと同様の原理で排熱用配管からも放熱する構造にしたものである。その結果、冷却水の冷却は熱交換器だけで行うのではなく、排熱用配管でも行うようにしたものである。

本発明によれば、熱交換器だけでなく、排熱用配管でも冷却水を冷却するようにしたことにより、冷却水の温度が高いとき、前述の従来技術のように、ファンの回転数をあげなくても効率的に冷却水を冷却することができる。即ち、冷却水の温度が高いとき、排熱用配管でも冷却水を冷却するため、熱交換器の熱交換能力をあげなくても効率的に冷却水を冷却することができる。その結果、熱交換器のエネルギー消費を抑えることができる。

以下、本発明の一実施例である電子機器用冷却装置の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施例の電子機器用冷却装置における排熱用配管の構造を示す図であり、図１（ａ）は排熱用配管の管口の断面形状を示す図、図１（ｂ）は長手方向の管面構造を示す図である。図１の通り、排熱用配管１の長手方向に溝１ａ、１ｂ、１ｃ、……を有することにより、排熱用配管の表面積が大きくなる。その結果、放熱フィンと同様の原理により、従来技術の様に溝を有していない場合に比較し、排熱用配管１から放熱する放熱量を大幅に増大することができる。なお、図２の水冷系統を有するディジタル送信機等の電子機器の場合、下記（１）〜（３）の配管の内の少なくとも１つを図１に示す排熱用配管の構造と同一にすることにより、ＰＡ５内の熱を吸収することによって暖まった冷却水を冷却することができる。即ち、熱交換器だけでなく、排熱用配管でも冷却水を冷却することができる。

（１）ＰＡ５とタンク３間の配管
（２）タンク３とポンプ２間の配管
（３）ポンプ２と熱交換器４間の配管
その結果、冷却水の温度が高いとき、前述の従来技術のように、ファンの回転数をあげなくても、排熱用配管からも冷却水を冷却するので、効率的に冷却水を冷却することができる。ファンの回転数をあげなくても効率的に冷却水を冷却することができるため、熱交換器のエネルギー消費を抑えることができる。

本実施例での排熱用配管１の構造では、互いに隣接する溝同士の間隔が一定である。即ち、溝１ａと溝１ｂの間隔、溝１ｂと１ｃの間隔、……が一定である。しかし、本実施例の様に、互いに隣接する溝同士の間隔を一定にしなくても、所定数の溝を有しているのならば、同様にして、排熱用配管から放熱することができると共に、図２の水冷系統を有するディジタル送信機等の電子機器に用いても、同様にして熱交換器のエネルギー消費を抑えることができるという効果が得られる。また、溝は排熱用配管の長手方向ではなくて、円周方向に設けるか、もしくは、らせん状に設けても同様の効果が得られる。更に、溝を設けるのではなく、突起を設けるようにしても同様の効果が得られる。

本発明の一実施例である電子機器用冷却装置における排熱用配管の構造を示す図。 ディジタル送信機の水冷系統を示すブロック図。 従来の一例である水冷配管の構造を示す斜視図。

符号の説明

１：排熱用配管、 ２：ポンプ、
３：タンク、 ４：熱交換器、
５：電力増幅器、 ６：水冷配管、
１ａ〜１ｃ：溝、

Claims (1)

1. 電子機器を冷却した冷却水の通路となる排熱用配管と、該排熱用配管を通過した冷却水を放熱する熱交換器とを含む電子機器用冷却装置の構造において、前記排熱用配管の表面に所定数の溝、突起のいずれか一方を設けたことを特徴とする電子機器用冷却装置の構造。