JP2006112415A - 散熱モジュールおよびその流れ方向制御構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 気流の逆流を制御、または阻隔し、全体の出風面積を同じに維持することができる散熱モジュールと、その流れ方向制御構造を提供する。
【解決手段】 少なくとも第一散熱装置と第二散熱装置を含む散熱モジュールに用いる流れ方向制御構造であって、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の間に設置され、固定した第一端と、対応して可動する第二端を有し、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の風出口の圧力が不均一な時、前記第二端は、偏移し、前記第一散熱装置、または前記第二散熱装置に近づき、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の風出口の面積を変える可動物を含む。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、散熱モジュールおよびその流れ方向制御構造に関し、特に、気流の逆流を制御、または阻隔し、全体の出風面積を同じに維持することができる流れ方向制御構造の散熱モジュールに関するものである。

電子装置の性能の絶え間ない向上に伴って、散熱装置は、現在の電子装置で、既になくてはならない、または欠くことのできない配備の一つとなっている。なぜなら、電子装置が作った熱エネルギーに適度な放散を加えなければ、容易に性能を低下させ、更には電子装置を熱破損に招く。散熱装置は、マイクロエレクトロニクス装置（例えば集積回路）にとっては、更に重要である。なぜなら、集積度の増加とパッケージング技術の進歩に伴って、集積回路の面積をどんどん縮小させ、同時に、各単位の面積が累積する熱エネルギーも対応して高くなっていくため、高い散熱効果のある散熱装置は、常に電子産業界が積極的に研究開発をしてきたものである。

よって、一般的に、サーボモーター、コンピュータ、電気機械、電源供給器などの発熱システムの排気、対流、または散熱などの問題を解決するためには、例えば、よく、軸流ファン、遠心ファンなどの散熱ファン、またはその他、同じ機能を有する装置を用い、気流を特定のチャネルに導き、流動させ、電子装置が運転の時に生じた高温を外に出させ、散熱または空調の対流として用いる。

図１Ａを参照する。従来の並列式ファンの概略図を示している。従来の並列式ファン１０は、少なくとも第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０を含み、且つ、第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０は、二つの軸流ファン、または排気ファンであり、それぞれ第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の内部に入った気流をそれぞれ風出口１１１と風出口１２１から排出する。

第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の両方が正常に運転している時、第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０は、それぞれ第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の内部に入った気流を風出口１１１と風出口１２１に排出させることができるが、その中の一つのファン、例えば、第二散熱装置１２０が動かない、または故障した時は、第一散熱装置１１０だけが正常に運転することができ、第一散熱装置１１０の内部に入った気流を風出口１１１から排出させるが、第二散熱装置１２０の風出口１２１が外部と直接通じていることから、気流を風出口１２１で自由に進出させることになり、よって、外部の気流が逆流する現象を引き起こすことになり、第二散熱装置１２０の内部に散熱した気流を溜めることになり、第一散熱装置１１０の正常な運転にまで影響し、散熱の効率を低下させることになる。

外部の気流の逆流を防ぐための現在の作り方は、正常に運転する散熱装置の機能を高める補償メカニズムを増設している。これらの補償メカニズムは、ファンの一部が動かない、または故障した時、正常に運転しているファンの機能を高くし、その正常に運転しているファンに動かない、または故障したファンが失った散熱機能を補償させることができ、第二散熱装置１２０の内部で気流の強制対流が行えるようにし、第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の内部の気流を排出する目的を達成する。しかし、これらの補償メカニズムは、製造コストを増加するだけでなく、構造の複雑性を上げる他、補償メカニズムがその中のファンが動かない、または故障を検知して補償制御をするまでに少しの反応時間を要し、すぐに適当で適時の調整をすることができない。また、ファンの風出口１２１が外部と直接通じていることから、気流がファンの内部に逆流するのを防ぐことができない。

よって、現在のもう一つの外部気体の逆流を防ぐ仕方は、風出口の所に多数のフィン（フラッパ）を増設するものである。図１Ｂ、図１Ｃと図１Ｄを参照下さい。図１Ｂは、従来のフィンを備えた並列式ファンであり、そのファンが運転していない時の概略図を示しており、図１Ｃは、従来のフィンを備えた並列式ファンであり、そのファンが運転している時の概略図を示している。また、図１Ｄは、従来のフィンを備えた並列式ファンであり、そのファンが故障した時の概略図を示している。並列式ファン１０の第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０は、それぞれ風出口１１１と風出口１２１の所にフィン１１２とフィン１２２を増設している。第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の両方が運転していない時、フィン１１２とフィン１２２は、重力の作用を受けるため、またはその他の特殊な設計（例えばバイアス装置）によって、閉じた状態になり、図１Ｂに示すように、それぞれ風出口１１１と風出口１２１を閉じる。

第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の両方が運転している時、第一散熱装置１１０と第二散熱装置１２０の内部の気流をそれぞれ風出口１１１と風出口１２１に向けて導き、排出する。図１Ｃに示すように、気流が外部に移動する時に生じる外に向かって押す力をフィン１１２とフィン１２２が受けた後、開いた状態になる。

その中の一つのファン、例えば、第二散熱装置１２０が動かない、または故障し、第一散熱装置１１０だけが正常に運転できる時、図１Ｄに示すように、気流が風出口１２１に移動する時に生じる外に向かって押す力をフィン１１２が受けて、開いた状態になる。しかし、この時、フィン１２２は、その内部気流が外に移動する時に生じる外に押し出す力を導く第二散熱装置１２０がないことから、閉じた状態になり、第二散熱装置１２０の風出口１２１を閉じ、外部の気流を風出口１２１から、動かない、または故障した第二散熱装置１２０の内部に逆流できないようにさせ、その内部に散熱した気流を溜め、第一散熱装置１１０の正常な運転に影響するのを防ぐ。

しかし、フィンの設計が個別のファンに合わせて作られていることから、散熱モジュールの中のいずれかのファンの機能が良くない時、フィンはその風出口を閉じ、気流の逆流を阻止する。よって、閉じられた風出口の発熱源の所にファンの散熱作用がないことから、発熱源の熱エネルギーを効果的に発散させることができず、全体的な電子装置の運転の安定性に深刻に影響する。また同時に、散熱モジュールの全体的な風出口の面積もこの影響を受けて大幅に減少する。図１Ｄのファンモジュールを例にすれば、元の全体的な風出口の面積は、風出口１１１と風出口１２１を含むが、フィン１２２が風出口１２１を閉じた後、全体の風出口の面積は、半分に減り、システムの散熱の効率をひどく悪くさせる。

よって、上述の問題を解決するために、本発明は、気流の逆流を制御、または阻隔し、全体の出風面積を同じに維持することができる散熱モジュールと、その流れ方向制御構造を提供する。

本発明の目的に基づいて、少なくとも対称に配置された第一散熱装置と第二散熱装置を含む散熱モジュールに用いられる流れ方向制御構造を提供する。流れ方向制御構造は、可動物を含み、第一散熱装置と第二散熱装置の間に設置され、第一散熱装置と第二散熱装置の隔壁を隔絶する働きがあり、第一散熱装置と第二散熱装置にそれぞれチャネルを持たせる。可動物は、固定した第一端と、対応して可動する第二端を有し、第一散熱装置と第二散熱装置の風出口の圧力が不均一な時、第二端は、偏移し、第一散熱装置と第二散熱装置に近づき、第一散熱装置と第二散熱装置の風出口の面積を変える。流れ方向制御構造は、更に、制限物と阻流物を含み、第一散熱装置と第二散熱装置の両方が運転している時、制限物は、可動物の第二端を制限し、それを第一散熱装置、または第二散熱装置に偏向しないようにさせる。第一散熱装置が故障した時、可動物の第二端は、気流が第二散熱装置のチャネルを経過して生じた力を受け、偏移し、第一散熱装置に近づき、第一散熱装置を閉じる。阻流物は、第一散熱装置、または第二散熱装置のチャネルの出口に設置され、可動物と共に第一散熱装置、または第二散熱装置を閉じる。

本発明のもう一つの目的に基づいて、少なくとも第一散熱装置、第二散熱装置、および流れ方向制御構造を含む散熱モジュールを提供する。第一散熱装置と第二散熱装置は、対称に配置される。流れ方向制御構造は、可動物を含み、第一散熱装置と第二散熱装置の間に設置され、第一散熱装置と第二散熱装置の隔壁を隔絶する働きをし、それにそれぞれチャネルを持たせる。可動物は、固定した第一端と、対応して可動する第二端を有し、第一散熱装置と第二散熱装置の風出口の圧力が不均一な時、第二端は、偏移し、第一散熱装置と第二散熱装置に近づき、第一散熱装置と第二散熱装置の風出口の面積を変える。流れ方向制御構造は、更に、制限物と阻流物を含み、第一散熱装置と第二散熱装置の両方が運転している時、制限物は、可動物の第二端を制限し、それを第一散熱装置、または第二散熱装置に偏向しないようにさせる。第一散熱装置が故障した時、可動物の第二端は、気流が第二散熱装置のチャネルを経過して生じた力を受け、偏移し、第一散熱装置に近づき、第一散熱装置を閉じる。阻流物は、第一散熱装置、または第二散熱装置のチャネルの出口に設置され、可動物と共に第一散熱装置、または第二散熱装置を閉じる。

本発明の散熱モジュール及びその流れ方向制御構造によれば、気流の逆流を制御、または阻隔し、全体の出風面積を同じに維持することができる。また、従来は、個別のファンに上下に開合するフィンを配置するものであるが、本発明の一端が移動できるタイプのフィンの設置は、同時に複数のファンを用いることができ、材料を減少でき、製造コストを節約し、流れ方向制御構造の信頼度を増加する。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図２Ａを参照下さい。本発明の好ましい実施例に基づいた散熱モジュールの概略図を示している。散熱モジュール２０は、少なくとも第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０と、流れ方向制御構造を含む。散熱モジュール２０は、好ましくは、並列式ファンからなり、同時に二つ以上のファンを並列にすることができる。第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０は、対照的に配置され、且つ、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０は、例えば、二つの軸流ファン、または排気ファン（ブロワー）であり、それぞれ第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の内部に入った気流をそれぞれ風出口２１１と風出口２２１から排出する。

流れ方向制御構造は、モジュールの形態で形成され、自在に組立、分解ができる方法で散熱装置の間のいずれか一つ、または複数の適当な位置の上に実装することができる。また、流れ方向制御構造は、散熱モジュールの風出口、または風入口の所に設置することができる。本実施例では、流れ方向制御構造は、好ましくは、風出口の付近に設置する。

流れ方向制御構造は、例えば、フィン（フラッパ）などの可動物２３を含み、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の間に設置され、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の隔壁を隔絶する働きをし、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０にそれぞれチャネルを持たせる。可動物２３は、軸設置、同軸設置、モジュール設置、軸上で直接設置、ロック接続、またはその他、回転自在の同等な構造の方式で、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の間に設置することができる。可動物２３の材料は、マイラー（商標）薄膜、アクリル、ガラス繊維、樹脂およびＰＣなど、軽量、薄膜の特性を有する材料の一つから選ばれる。

可動物２３は、固定した第一端、対応して可動する第二端を有し、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の両者の回転速度が異なる時、風出口２１１
と風出口２２１の間の圧力を不均一にさせ、可動物２３の第二端は、このために徐々に偏移し、両者の圧力の大小の違いに基づいて、第一散熱装置２１０、または第二散熱装置２２０に近づき、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の風出口の面積を変更させる。風出口２１１と風出口２２１の面積が、増減する状況で、全体の出風面積は、元ある出風面積と等しく、より早い回転速度の散熱装置は、より大きい出口面積を有することができ、散熱モジュール２０の散熱作用を充分に用いることができる。

更に、第一散熱装置２１０、または第二散熱装置２２０が故障した時、可動物２３の第二端の偏移は、第一散熱装置２１０、または第二散熱装置２２０に近づき、直接、風出口２１１または風出口２２１を閉じ、気流が第一散熱装置２１０、または第二散熱装置２２０に逆流するのを阻隔する。図２Ｂを参照下さい。本発明の好ましい実施例に基づいた散熱モジュールであり、そのファンが故障した時の概略図を示している。第二散熱装置２２０が故障した時、可動物２３の第二端は、気流が第一散熱装置２１０のチャネルを経過して生じた力を受け、偏移し、第二散熱装置２２０に近づき、第二散熱装置２２０を閉じる。第一散熱装置２１０が正常に運転の状況では、可動物２３を用いて気流が第二散熱装置２２０に逆流するのを阻隔することができ、全体の出風面積を同様に維持することができる。つまり、第一散熱装置２１０の内部より排出した気流は、元からある風出口２１１の他に、風出口２２１にも流れるため、出風の面積と元からある出風面積は同じである。散熱モジュール２０の全体の風圧と風量は、第二散熱装置２２０が故障した関係を受けて減少したが、第一散熱装置２１０の回転速度によって改善することができ、散熱モジュール２０の散熱機能を維持させることができる。

可動物２３は、回転できる方式で第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の間に設置することができる。また、可動物２３は、直接、第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の間の側壁となるか、または、可動物２３の第一端を第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の間の側壁に接続し、隔壁の働きを提供することができる。

流れ方向制御構造は更に、制限物２４と阻流物２５を含み、制限物２４は、囲い物、ガイドバー、リンケージパッセージ、凸ブロック、ハウジング、阻止物、軸、挿し込み物、または同等の機能を有する適当な装置からなることができる。第一散熱装置２１０と第二散熱装置２２０の両方が運転している時、図２Ａに示すように、制限物２４は、可動物２３の第二端を制限し、それを第一散熱装置２１０または第二散熱装置２２０に偏向させないように用いられる。

また、図３を参照下さい。本発明の好ましい実施例に基づいた散熱モジュールの概略図を示している。本実施例では、対称に配置された第一散熱装置と第二散熱装置には、可動物２３を用いて風出口２２１、または風出口２１１を閉じる以外に、阻流物２５を第一散熱装置２１０、または第二散熱装置２２０のチャネル出口に増設し、可動物２３と共に第一散熱装置２１０、または第二散熱装置２２０を閉じるようにすることができる。また、阻流物２５の設置は、一ヶ所のみに限らず、同時に複数の阻流物２５を散熱モジュール２０に設置することができる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の並列式ファンの概略図である。 従来のフィンを備えた並列式ファンであり、そのファンが運転していない時の概略図である。 従来のフィンを備えた並列式ファンであり、そのファンが運転している時の概略図である。 従来のフィンを備えた並列式ファンであり、そのファンが故障した時の概略図である。 本発明の好ましい実施例に基づいた散熱モジュールの概略図である。 本発明の好ましい実施例に基づいた散熱モジュールであり、そのファンが故障した時の概略図である。 本発明の好ましい実施例に基づいた散熱モジュールの概略図である。

符号の説明

１０、２０ 並列式ファン、散熱モジュール
１１０、２１０ 第一散熱装置
１１１、１２１、２１１、２２１ 風出口
１１２、１２２ フィン
１２０、２２０ 第二散熱装置
２３ 可動物
２４ 制限物
２５ 阻流物

Claims (12)

1. 少なくとも第一散熱装置と第二散熱装置を含む散熱モジュールに用いる流れ方向制御構造であって、
   前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の間に設置され、固定した第一端と、対応して可動する第二端を有し、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の風出口の圧力が不均一な時、前記第二端は、偏移し、前記第一散熱装置、または前記第二散熱装置に近づき、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の風出口の面積を変える可動物を含む流れ方向制御構造。
2. 前記可動物の前記第一端は、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の間の側壁に接続されるか、または前記可動物が直接、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の間の側壁を隔絶する働きをし、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置にそれぞれチャネルを持たせる請求項１に記載の流れ方向制御構造。
3. 前記第一散熱装置が故障した時、前記可動物の前記第二端は、気流が前記第二散熱装置のチャネルを経過して生じた力を受け、偏移し、前記第一散熱装置に近づき、前記第一散熱装置を閉じる請求項２に記載の流れ方向制御構造。
4. 前記第二散熱装置が故障した時、前記可動物の前記第二端は、気流が前記第一散熱装置のチャネルを経過して生じた力を受け、偏移し、前記第二散熱装置に近づき、前記第二散熱装置を閉じる請求項２に記載の流れ方向制御構造。
5. 前記流れ方向制御構造は、更に阻流物を含み、前記第一散熱装置、または前記第二散熱装置の前記チャネルの出口に設置され、前記可動物と共に前記第一散熱装置、または前記第二散熱装置を閉じる請求項２に記載の流れ方向制御構造。
6. 前記流れ方向制御構造は、更に、制限物を含み、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の両方が運転している時、前記制限物は、前記可動物の前記第二端を制限し、それを前記第一散熱装置、または前記第二散熱装置に偏向しないようにさせる請求項１に記載の流れ方向制御構造。
7. 前記制限物は、囲い物、ガイドバー、リンケージパッセージ、凸ブロック、ハウジング、阻止物、軸、挿し込み物、または同等の機能を有する適当な装置からなることができる請求項６に記載の流れ方向制御構造。
8. 前記可動物の材料は、マイラー薄膜、アクリル、ガラス繊維、樹脂とプラスチックなど、軽量、薄膜の特性を有する材料の一つから選ばれる請求項１に記載の流れ方向制御構造。
9. 前記可動物は、回転できる方式で、軸設置、同軸設置、モジュール設置、軸上で直接設置、ロック接続、またはその他、回転自在の同等な構造の方式で、直接設置、または自在に組立、分解ができる方式で前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の間のいずれか一つ、または複数の適当な位置の上に実装される請求項１に記載の流れ方向制御構造。
10. 前記第一散熱装置と前記第二散熱装置は、対称に配置される請求項１に記載の流れ方向制御構造。
11. 第一散熱装置、
    第二散熱装置、および
    前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の間に設置される可動物を含む流れ方向制御構造を少なくとも含み、
    前記第一散熱装置と前記第二散熱装置は、対称に配置され、前記可動物は、固定した第一端と、対応して可動する第二端を有し、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の風出口の圧力が不均一な時、前記第二端は、偏移し、前記第一散熱装置、または前記第二散熱装置に近づき、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置の風出口の面積を変える散熱モジュール。
12. 前記散熱モジュールは、並列式ファンであり、前記第一散熱装置と前記第二散熱装置は、軸流ファン、または排気ファンである請求項１１に記載の散熱モジュール。

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