JP2006235914A - Liquid cooling system, and small electronic device equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラップ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等の、所謂、小型で携帯可能な電子装置であって、その内部に発熱素子である半導体集積回路素子を搭載した電子装置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、かかる液冷システムを備えた小型電子装置に関する。 The present invention relates to a so-called small and portable electronic device such as a laptop computer or a laptop computer, which includes a semiconductor integrated circuit element, which is a heating element, in a liquid refrigerant. The present invention relates to a liquid cooling system capable of efficient cooling and a small electronic device including such a liquid cooling system.
ラップ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等、小型で携帯可能な電子装置では、その筐体の内部に、発熱体である、CPU(Central Processing Unit)に代表される半導体集積回路素子を備えており、そのため、通常、当該発熱素子の正常な動作を確保するため、冷却が必要とされている。従来、かかる冷却を実現するため、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を当該発熱素子に熱的に接続して取り付け、それに冷却風を送るファンを備えた、所謂、空冷式の冷却システムにより行われていた。 A small and portable electronic device such as a laptop computer or a laptop personal computer includes a semiconductor integrated circuit element typified by a CPU (Central Processing Unit), which is a heating element, inside the housing. For this reason, cooling is usually required to ensure the normal operation of the heating element. Conventionally, in order to realize such cooling, generally, a so-called heat sink, in which a heat transfer body integrally formed with fins is attached to the heat generating element in a thermally connected manner, and a so-called fan is provided that sends cooling air to the heat generating element. The air cooling system was used.
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、更には、その高機能化に伴って、発熱素子における発熱が増大すると共に、発熱部位の局所化なども生じており、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、採用されてきている。 However, in recent years, along with the miniaturization and high integration of the semiconductor integrated circuit elements, which are the heat generating elements, and the higher functionality, heat generation in the heat generating elements has increased, and the heat generating parts have become localized. For this reason, instead of the conventional air-cooling type cooling system, for example, a liquid cooling type cooling system having a high cooling efficiency using a refrigerant such as water has attracted attention and has been adopted.
上述したラップトップ型やノート型のパーソナルコンピュータなどの小型で携帯可能な電子装置において用いられ、冷却効率の高い液冷式の冷却システムとしては、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、他方、この受熱ジャケットの内部に形成された流路内に液体冷媒を通流させる。即ち、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して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ラジエータ、更には、必要に応じ、サイクルの一部に設けられた液体冷媒を貯留するための冷媒タンクを備えており、そして、これらを、例えば、金属製のチューブやゴムなどの弾性体からなるチューブを介して接続している。 As a liquid-cooled cooling system that is used in a small and portable electronic device such as a laptop or notebook personal computer described above and has a high cooling efficiency, for example, as known from the following patent documents, etc. In general, a member called a heat receiving (cooling) jacket is directly mounted on the surface of the CPU that is a heating element, and on the other hand, a liquid refrigerant is passed through a flow path formed inside the heat receiving jacket. That is, the heat generated from the CPU is transmitted to the refrigerant flowing in the jacket, thereby cooling the heating element with high efficiency. In such a liquid cooling type cooling system, a heat cycle is usually formed with the cooling jacket as a heat receiving part. Specifically, a circulation pump for circulating the liquid refrigerant in the cycle, the liquid refrigerant A radiator that is a heat radiating part for radiating the heat of the outside to the outside, and further, if necessary, a refrigerant tank for storing liquid refrigerant provided in a part of the cycle, and these, for example, They are connected via a tube made of an elastic body such as a metal tube or rubber.
また、一方、やはりラップトップ型やノート型のパーソナルコンピュータなどの小型で携帯可能な電子装置に採用するに好適で、CPUからの高い発熱を筐体内に均一に分散して外部へ放熱を図るため、所謂、ヒートパイプを、蓋側の筐体内において、液晶ディスプレイ等の表示部の裏側に取り付けたものが、例えば、以下の特許文献2により既に知られている。加えて、所謂、サーモサイフォンと呼ばれる現象を利用して高い発熱量のCPUを冷却する、電子装置のための冷却システムも、以下の特許文献3及び4によれば、既に知られている。
ところで、上記他の特許文献2〜4に知られる冷却システムでは、ヒートパイプ又はサーモサイフォンと呼ばれる現象を利用し、これを蓋側の筐体内、特に、液晶ディスプレイの裏側に取り付けたものであるが、しかしながら、冷却システム内に液体冷媒を積極的に循環する冷却方式に比較し、その冷却能力が低く、特に、近年の高機能化に伴って発熱量が高いCPUを冷却するには不十分であった。
CPU
By the way, in the cooling systems known in the above-mentioned
CPU
一方上記の従来技術、特に、特許文献1に開示された冷却システムでは、冷却システム内に循環する液体冷媒と受熱ジャケットの働きにより、高い発熱量のCPUを効率的に冷却することが可能ではある。しかしながら、当該熱を外部に放熱するために蓋側の筐体内に配置された放熱部としては、金属の平板上に金属パイプを這い回して構成される放熱プレートを採用するものであり、その放熱構造からは、必ずしも十分な放熱効果を得ることができるとは言い難かった。
On the other hand, in the cooling system disclosed in the above-described prior art, particularly
また、高い発熱量のCPUを効率的に冷却するため、比較的多量の液体冷媒を循環することが重要である。しかしながら、液体冷媒を循環する上記特許文献1の冷却システムでは、液体冷媒は、その一部が気化により、特に、上述した弾性体からなるチューブによる接続部から漏出してしまい、そのため、特に、高い冷却能力を維持するためには、サイクルの一部に、液体冷媒を貯留するための冷媒タンクを設ける必要がある。しかしながら、そのために冷媒タンクを本体筐体内に設けた場合、当該筐体内の空間が更に狭小となってしまう等の問題点が指摘されていた。
It is also important to circulate a relatively large amount of liquid refrigerant in order to efficiently cool a CPU with a high calorific value. However, in the cooling system of
そこで、本発明は、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、すなわち、上記ラップトップ型やノート型のパーソナルコンピュータのような小型で携帯可能な電子装置に採用するに適し、かつ、高い冷却能力を発揮するため、その一部に冷媒タンクを形成したラジエータ部を備えた液冷システムと、更には、かかる液冷システムを備えた小型電子装置を提供することをその目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, that is, suitable for use in a small and portable electronic device such as the laptop or notebook personal computer. And a liquid cooling system including a radiator part in which a refrigerant tank is formed in order to exhibit a high cooling capacity, and a small electronic device including the liquid cooling system. And
そして、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を備えた電子機器のための液冷システムであって、前記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部と、そして、前記冷却ジャケットと前記ラジエータ部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を備えており、前記ラジエータ部は、平面上に、液体冷媒の熱を前記筐体の外部に放熱するため放熱部を備えると共に、当該放熱部を取り囲んで形成した液体冷媒を貯留するためのタンク部を備えている液冷システムが提供される。 And according to the present invention, in order to achieve the above-described object, first, a liquid cooling system for an electronic device including a semiconductor element that generates heat in a housing, which is thermally connected to the semiconductor element, A cooling jacket for transmitting the generated heat to the liquid refrigerant flowing inside, a radiator section for releasing heat transmitted to the liquid refrigerant in the cooling jacket to the outside of the device, and the cooling jacket and the radiator section A circulation pump for circulating the liquid refrigerant in a loop including: and the radiator portion includes a heat radiating portion on the plane for radiating the heat of the liquid refrigerant to the outside of the housing, There is provided a liquid cooling system including a tank part for storing a liquid refrigerant formed surrounding the heat radiating part.
また、本発明では、前記の液冷システムにおいて、前記ラジエータ部の放熱部は、前記液体冷媒の流入口と前記液体冷媒の流出口とを有する液流路からなり、前記タンク部は、前記液体冷媒を通流させるための開口部で前記放熱部の液流路と接続され、前記放熱部の流入口と流出口のいずれか一方に接続される導管と交差して前記液体冷媒の貯留部を形成することにより、前記放熱部を回周して配置した貯留部で構成されてもよく、又は、前記放熱部の高さと前記タンク部の高さをほぼ同じ厚さで構成してもよい。また、前記に記載した液冷システムにおいて、前記ラジエータ部の放熱部を、内部に液体冷媒の通流する流路を蛇行して形成してもよく、更には、前記ラジエータ部は、前記放熱部と前記タンクとを一体に形成することが好ましい。その場合、前記ラジエータ部は、前記放熱部と前記タンクとを、板状の金属板により形成することが好ましい。 In the present invention, in the liquid cooling system, the heat radiating portion of the radiator section includes a liquid flow path having an inflow port for the liquid refrigerant and an outflow port for the liquid refrigerant, and the tank portion includes the liquid refrigerant. An opening for allowing the refrigerant to flow through is connected to the liquid flow path of the heat radiating section, and crosses a conduit connected to either the inlet or the outlet of the heat radiating section to store the liquid refrigerant storage section. By forming, it may be constituted by a storage part arranged around the heat radiating part, or the height of the heat radiating part and the height of the tank part may be constituted by substantially the same thickness. Further, in the liquid cooling system described above, the heat radiating portion of the radiator portion may be formed by meandering a flow path through which the liquid refrigerant flows, and further, the radiator portion may include the heat radiating portion. It is preferable that the tank and the tank are integrally formed. In that case, it is preferable that the said radiator part forms the said thermal radiation part and the said tank with a plate-shaped metal plate.
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、前記ラジエータ部の前記放熱部を形成する一方の表面に放熱部材を取り付けたことが好ましく、その場合、前記ラジエータ部の前記放熱部を形成する一方の表面に取り付けた放熱部材を放熱フィンにより構成し、又は、熱伝導に優れた材料からなるコルゲート板により形成することができる。あるいは、前記放熱部を、一方の面に形成された前記液体冷媒の流入口と前記液体冷媒の流出口とを有する液流路と、前記流路が形成された面と反対の面に形成された前記放熱部材で構成し、前記タンク部の貯留部高さを、前記放熱部の液流路と放熱部材の合わせた高さとほぼ同じ高さで構成することが好ましい。そして、前記ラジエータ部を形成する前記タンクの内部には、外部からの液体冷媒を前記タンク内に導入し、又は、前記タンク内の液体冷媒を外部へ導出するための導管が、前記タンクの高さの略1/2以下の範囲で設けることが好ましい。 According to the present invention, in the liquid cooling system described above, it is preferable that a heat radiating member is attached to one surface forming the heat radiating portion of the radiator portion, and in that case, the heat radiating portion of the radiator portion. The heat dissipating member attached to the one surface forming the heat dissipating member may be constituted by a heat dissipating fin, or may be formed by a corrugated plate made of a material excellent in heat conduction. Alternatively, the heat radiating portion is formed on a surface opposite to the surface on which the flow path is formed and the liquid flow path having the liquid refrigerant inlet and the liquid refrigerant outlet formed on one surface. It is preferable that the heat storage member is configured to have a storage portion height of the tank portion that is substantially the same as the combined height of the liquid flow path and the heat dissipation member of the heat dissipation portion. In addition, a conduit for introducing liquid refrigerant from the outside into the tank or leading out the liquid refrigerant in the tank to the outside is provided in the tank forming the radiator portion. It is preferable to provide in the range of about 1/2 or less.
更に、本発明によれば、やはり上述した目的を達成するため、発熱する半導体素子をその内部に配置した第1の筐体と、当該第1の筐体に対して可動で、かつ、その一部には少なくともな表示部を備えた第2の筐体とを備えた小型電子装置であって、前記に記載した液冷システムを、前記第2の筐体に取り付けた小型電子装置が提供されている。なお、前記に記載した小型電子装置において、前記液冷システムは、前記第2の筐体に備えた前記表示部の裏側に取り付けることが好ましい。 Furthermore, according to the present invention, in order to achieve the above-described object, a first housing in which a semiconductor element that generates heat is disposed, a movable body with respect to the first housing, and one of them. A small electronic device having at least a second housing provided with a display unit, wherein the liquid cooling system described above is attached to the second housing. ing. In the small electronic device described above, it is preferable that the liquid cooling system is attached to the back side of the display unit provided in the second casing.
以上に述べた本発明によれば、以下の詳細な説明からも明らかとなるように、本発明になる液冷システムによれば、特に、放熱部とタンク部とを一体に構成したラジエータ部の働きにより、ラップトップ型やノート型のパーソナルコンピュータのような小型で携帯可能な電子装置の冷却システムとして採用するに適し、更には、かかる液冷システムを備えた小型電子装置によれば、高い冷却能力を発揮することが可能となるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention described above, as will be apparent from the following detailed description, according to the liquid cooling system according to the present invention, in particular, the radiator portion in which the heat radiating portion and the tank portion are integrally configured. It is suitable for use as a cooling system for small and portable electronic devices such as laptop and notebook personal computers due to its function, and furthermore, according to a small electronic device equipped with such a liquid cooling system, high cooling is possible. Exhibits an excellent effect of being able to demonstrate its abilities.
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1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が示されている。すなわち、本例では、本発明の液冷システムを、小型で携帯可能な電子装置である、ノート型のパーソナルコンピュータに適用した例を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, attached FIG. 1 shows the overall configuration of an electronic apparatus including a liquid cooling system according to an embodiment of the present invention. That is, this example shows an example in which the liquid cooling system of the present invention is applied to a notebook personal computer which is a small and portable electronic device.
図1に示すように、このノート型のパーソナルコンピュータは、図中に破線でその輪郭が示された、例えば、プラスチックの成型体からなる本体部分(筐体)10と、この本体部分に対し、例えば、ヒンジ機構により、本体部分の一辺に沿った回転軸を中心として回動可能に取り付けられた部分(蓋筐体)20とを備えている。そして、図中に実線で示すように、本体部分(筐体)10の内部には、近年、その小型化及び高集積化、更には、その高機能化が著しく、そのため発熱が増大する傾向にある、例えばCPU(Central Processing Unit)に代表される半導体集積回路素子、即ち、発熱体30が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the notebook personal computer has a main body portion (housing) 10 made of, for example, a plastic molded body whose outline is indicated by a broken line in the figure, and the main body portion. For example, it includes a portion (lid housing) 20 attached by a hinge mechanism so as to be rotatable about a rotation axis along one side of the main body portion. As shown by a solid line in the figure, the main body (housing) 10 has recently been remarkably miniaturized and highly integrated, and further highly functional, so that heat generation tends to increase. For example, a semiconductor integrated circuit element represented by a CPU (Central Processing Unit), that is, a
なお、この本体部分(筐体)10の上面には、ここでは図示しないが、電源スイッチを含む各種のスイッチやインジケータランプ、更には、キーボードやタッチマウスが設けられ、また、その側面部には、各種の接続端子と共に、フロッピーディスク(登録商標)やCD、DVD等の、所謂、外部情報記録媒体を駆動する各種のドライバ装置などが取り付けられている。また、この本体部分(筐体)10の内部には、例えば、ハードディスク装置やその他の必要な各種の部品が搭載されている。 Although not shown here, the main body (housing) 10 is provided with various switches and indicator lamps including a power switch, as well as a keyboard and a touch mouse. Along with various connection terminals, various driver devices for driving a so-called external information recording medium such as a floppy disk (registered trademark), a CD, and a DVD are attached. In addition, for example, a hard disk device and other various necessary components are mounted inside the main body portion (housing) 10.
そして、図からも明らかなように、上記本体部分(筐体)10の一部には、本発明の液冷システムの一部を構成する、所謂、受熱(冷却)ジャケットと呼ばれる部材40が、上記発熱体30の表面に熱的に接続して(例えば、伝熱性のグリースを介して)取り付けられている。なお、上述したように、この受熱ジャケット40の内部には、例えば、流路が内部を蛇行して形成されており、その流路内に液体冷媒を通流させる。これにより、上記発熱体30であるCPUからの発熱を上記ジャケット40内を流れる冷媒に伝達し、もって、発熱体30を高効率で冷却している。
As is apparent from the figure, a part of the main body portion (housing) 10 includes a so-called heat receiving (cooling)
また、この本体部分(筐体)10の内部には、やはり、本発明の液冷システムの一部を構成する、冷媒の駆動ポンプ50が取り付けられており、もって、上記受熱ジャケット40や、以下に詳細に説明するラジエータ部100を含めたサイクル内に、例えば、水やエチレングリコール等の液体冷媒を循環している(図中の矢印を参照)。また、図中の符号51、52、53は、上記液冷システムの各部の間を接続するための配管チューブを示している。なお、これらの配管チューブとしては、一般的には、金属製のチューブが採用されるが、特に、その可動部分には、ブチルゴムなど、壁面からの冷媒の透過の少ない弾性体からなるチューブが採用されている。
In addition, a
一方、上記本体部分(筐体)10に対して回動可能に取り付けられた部分(蓋筐体)20の表面(図の右側面)には、図示しないが、例えば、液晶パネル等の表示装置が取り付けられており、そして、その裏面側には、板状のラジエータ部100が取り付けられている。このラジエータ部100は、図1からも明らかなように、その中央部には、蛇行して形成され、その内部に液体冷媒を通流する流路110が設けられており、これにより放熱部を形成している。更に、この放熱部を形成する蛇行した流路110を取り囲むように、即ち、枠状に、その内部に液体冷媒を貯留するためのタンク部120が形成されている。そして、このタンク部120内には、例えば、5年間の製品保障期間に亘り、液体冷媒の外部への漏出をも考慮し、液冷システムが必要な冷却能力を維持するために十分な量の、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)が保持されている。
On the other hand, the surface (right side in the figure) of the portion (lid housing) 20 that is rotatably attached to the main body portion (housing) 10 is not shown, but for example, a display device such as a liquid crystal panel Is attached, and a plate-
なお、上記したラジエータ部100の裏側(即ち、液晶パネルが取り付けられる側とは反対の側面)では、図2に示すように、特に、その表面側には放熱部を形成する蛇行流路110が形成された部分には液体冷媒を通流する流路は形成されず(即ち、その表面は平坦になっている)、例えば、コルゲート板又は、放熱フィンなどからなる放熱部材130が取り付けられている。なお、この放熱部材130を構成するコルゲート板、又は、放熱フィンは、熱伝導に優れた材料からなるにより形成される。
In addition, on the back side of the above-described radiator unit 100 (that is, the side opposite to the side on which the liquid crystal panel is attached), as shown in FIG. In the formed portion, a flow path through which the liquid refrigerant flows is not formed (that is, its surface is flat), and a
そして、図3(a)及び3(b)に示すように、上述したラジエータ部100は、例えば、銅やアルミニウムのような、伝熱性に優れた金属の板状部材の一対(2枚)によって形成されている。即ち、図3(a)は、上記ラジエータ部100の表面側(即ち、液晶パネルの取り付け側)の板状部材101をその内側から見た平面図を、そして、図3(b)は、他方の板状部材である裏面側(即ち、液晶パネルの反対側)の板状部材101’を、やはり、その内側から見た平面図を示している。
3 (a) and 3 (b), the above-described
上記の図3(a)からも明らかなように、まず、表面側の板状部材101の表面では、その中央部(即ち、放熱部を形成する)に上記流路110を形成する凹(溝)部111が蛇行して形成されており、かつ、この蛇行した流路110の凹部111を取り囲むように、上記枠状のタンク部120を形成するための凹部121が形成されている。なお、図中において、符号140は、外部からの液体冷媒を上記蛇行した流路110内に導くための入口導管であり、また、符号150は、上記流路110から液体冷媒をタンク部120へ導くための通路を示している。タンク部120は、流路110を回周するように配置されるので、ラジエータ部100がいかなる方向を向いてもタンク部120内で生ずる液面の高さが、どこも同じ高さに保たれる。また、このため、入口導管140は、タンク部120の凹部121と交差することになる。また、図中の矢印は、上記ラジエータ部100の蛇行した流路110及びタンク部120における液体冷媒の流れの方向を示す。
As is clear from FIG. 3A, first, on the surface of the plate-
一方、上記図3(b)からも明らかなように、裏面側の板状部材101’の表面では、その中央部(即ち、放熱部を形成する)には流路110を形成する凹部は形成されておらず、上記表面側の板状部材101に形成した凹部121に対応して、枠状のタンク部120を形成するための凹部121’が形成されている。また、この裏面側の板状部材101’の下部には、上記タンク部120の冷媒出口を形成するための凹部141’が形成されている。そして、図中の符号160は、この冷媒出口の一部の取り付けられた冷媒の排出のための出口導管を示している。なお、この図3(b)においても、矢印は、上記ラジエータ部100のタンク部120における液体冷媒の流れの方向を示している。なお、ラジエータ部100を構成するこれら一対(2枚)の金属の板状部材は、例えば、プレス加工等により容易に、かつ、大量に製造することが可能であり、これにより、液冷システムを比較的安価に提供することができる。また、上記冷媒の入口導管140及び出口導管160も、上記板状部材101、101’と同様に、金属の管により構成されている。
On the other hand, as is clear from FIG. 3 (b), a concave portion for forming the
更に、添付の図4(a)及び(b)には、上述した表面側の板状部材101と裏面側の板状部材101’とを互いに重ね合わせて接合した状態における一部の拡大断面が示されておいる(図1の一点鎖線IV−IVを参照)。なお、図4(a)には、上記したラジエータ部100の裏側の放熱部に伝熱性に優れた金属のコルゲート板131を取り付けて放熱部材130とした例が、一方、図4(b)には、これに代えて、例えば、放熱フィン132を(本例では、一体に形成して)放熱部材130とした例を示している。
Further, in FIGS. 4A and 4B attached, a partial enlarged cross section in a state where the
続いて、上記で詳細にその構造を説明したラジエータ部100を含む、本発明の一実施の形態になる液冷システムの動作について、以下に説明する。
Next, the operation of the liquid cooling system according to the embodiment of the present invention including the
上記の図1及び2を参照し、まず、上記受熱ジャケット40は、上記発熱体30であるCPUからの発熱を受熱(吸熱)し、その内部に流れる液体冷媒に伝達する。一方、液体冷媒は、上記駆動ポンプ50により駆動されて、液冷システムを構成するループ内を循環しており、即ち、受熱ジャケット40でCPUの発熱を受熱し、その後、駆動ポンプ50を通り、上記ラジエータ部100に到る。より詳細には、上記駆動ポンプ50からの液体冷媒は、まず、入り口導管140を通って、上記ラジエータ部100の蛇行した流路110(溝111)の一端に流入り、その後、蛇行した流路110を順次流動しながら(図中の矢印を参照)、流路110(溝111)の他端に到る。この時、蛇行した流路110を流れる液体冷媒は、その受熱した熱を、ラジエータ部100を構成する板状部材101、101’に伝達し、更には、特に、ラジエータ部を構成する裏面側の板状部材101’の表面から放熱部材130へ熱を伝達して外部の空気に放熱を行う。その後、放熱した液体冷媒は、通路150を通って枠状のタンク部120(溝121、121’)に入る。
Referring to FIGS. 1 and 2 above, first, the
そして、上記タンク部120内に流入した液体冷媒は、その内部に貯留された多量の液体冷媒内に拡散されながら、図に矢印で示す方向に移動する。その後、このタンク部120内の液体冷媒は、その下部に形成された冷媒出口(凹部141’)を通り、更には、上記出口導管160を通って、再び、上記受熱ジャケット40へ戻る(即ち、液冷システムを構成するループ内を循環する)。
Then, the liquid refrigerant that has flowed into the
以上に説明したように、本発明の一実施の形態になる液冷システムでは、特に、放熱部を構成するラジエータ部100には、蛇行した流路110とその一方(液晶パネルと反対側)の表面に取り付けた放熱部材130に加えて、更に、当該蛇行した流路110を取り囲むようにタンク部120が一体に形成されている。そして、かかる構成によれば、上記蛇行した流路110を流れる際、放熱部材130によって放熱されて冷却された液体冷媒は、更に、より多量の液体冷媒を内部に貯留するタンク部120に流入・拡散することから、ラジエータ部100全体での温度の不均一を解消し、即ち、ラジエータ部100全体の温度の均一にする。このことよれば、ラジエータ部100での放熱効果を向上すると共に、特に、上記ラジエータ部100と共に蓋体筐体20に(隣接して)配置される液晶パネルなどからなる表示部を、熱の偏在から解消することが出来る。即ち、ラジエータ部100全体の温度の均一により、良好な表示画像を得ることが可能となる。
As described above, in the liquid cooling system according to the embodiment of the present invention, in particular, the
また、上記のラジエータ部100によれば、従来は個別の設けられていた放熱部とタンク部とを一体にして、外形略板状の形状の部材として構成することが可能であり、特に、上記の実施の形態で示したように、ノート型パーソナルコンピュータの蓋体筐体20内に取り付けるのに好適である。加えて、液冷システムを構成する部品からタンク部を削除することが可能となることから、かかる電子装置への液冷システムの組み込み作業が容易になる。
Further, according to the
更に、上記のラジエータ部100の構成によれば、一対(2枚)の金属の板状部材を、更には、入口導管140と出口導管160を形成する管を間に挟んで、対向面を接続するだけでよく、そのため、金属の板状部材をプレス加工等により加工すると共に、板状部材の間を、例えば、電気溶接により接合することにより、容易に、かつ、大量に製造することが可能である。
Furthermore, according to the structure of the
続いて、添付の図5及び図6により、本発明の他の実施の形態になる液冷システムについて説明する。 Next, a liquid cooling system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、図5には、他の実施の形態になる液冷システムが、上記図2と同様に、特に、ラジエータ部100を、その裏側(即ち、液晶パネルが取り付けられる側とは反対の側面)から見た状態を示しており、なお、ここでも、上記図2に示したと同じ部材は、同じ参照符号で示し、その説明を省略している。
First, FIG. 5 shows a liquid cooling system according to another embodiment, in the same manner as in FIG. 2 described above. In particular, the
この図5からも明らかなように、この他の実施の形態になる液冷システムでは、更に、上記ラジエータ部100の下方に冷却ファン200を取り付け(本例では2個)、装置外部の空気(図中の矢印Aを参照)を取り込んで、ラジエータ部100の放熱部材130へ向けて放出し(図中の矢印Bを参照)、もって、放熱部材130からの放熱を積極的に促進するものである。
As is clear from FIG. 5, in the liquid cooling system according to another embodiment, the cooling
なお、かかる他の実施の形態になる液冷システムを、小型で携帯可能な電子装置である、ノート型のパーソナルコンピュータに組み込んだ状態が、図6に示されている。この図からも明らかなように、上記ラジエータ部100と冷却ファン200は、ノート型パーソナルコンピュータの蓋体筐体20の内部に取り付けられている。ここで、符号300は、上記ラジエータ部100を外気と接触させるために蓋体筐体20の裏面に開口した開口部であり、この開口部300には、通常、例えば、メッシュ状の部材あら構成される、所謂、ダストカバー350が取り付けられる。
FIG. 6 shows a state in which the liquid cooling system according to another embodiment is incorporated in a notebook personal computer, which is a small and portable electronic device. As is clear from this figure, the
上述した他の実施の形態になる液冷システムによれば、上記実施の形態液冷システムに加えて、更に、冷却ファン200を備えていることから、装置外部の空気を取り込んで放熱部材130での放熱作用を積極的に促進することから、より効率的で冷却能力の高い液冷システムを得ることが可能となる。
According to the liquid cooling system according to another embodiment described above, in addition to the liquid cooling system of the above embodiment, since the cooling
なお、上記の図7にも示すように、本発明の液冷システムが適用されているノート型のパーソナルコンピュータは、通常、その蓋体筐体20を垂直に起こした状態で使用される。そのため、上記の図3(a)及び(b)に示すように、ラジエータ部100に形成したタンク部120の冷媒出口(凹部141’)は、タンク内に空気が入っても、液体冷媒は底部に集まることから、その下部に形成されている。しかしながら、本発明が係る小型で携帯可能な電子装置は、必ずしもラジエータ部100を垂直に起こした状態で使用するものばかりとは限られない。
As shown in FIG. 7 described above, a notebook personal computer to which the liquid cooling system of the present invention is applied is usually used with its
そこで、ラジエータ部100をほぼ横方向に向けて使用して使用した場合にも好適な、本発明の変形例になる構造を、以下の図7に示す。なお、ここでも、上記に示したと同じ部材は、同じ参照符号で示し、その説明を省略している。
Therefore, FIG. 7 below shows a structure according to a modified example of the present invention, which is suitable even when the
すなわち、図からも明らかなように、この変形例になるラジエータ部100の構造によれば、蛇行した流路110を取り囲んで枠状に形成したタンク部120の冷媒出口(凹部141’)に、更に、導管122を取り付けている。そして、この導管122の先端開口が、図の左側のタンク部120の高さの略中央部に、かつ、タンク部の断面の略中央部に位置するように配置されている。
That is, as is apparent from the figure, according to the structure of the
かかる構成によれば、符号Wで示す液体冷媒の液面が図に示すように低下した場合、また、このラジエータ部100を水平方向に傾斜させた場合、更には、ラジエータ部100を上下逆転した場合にも、確実に、その内部の液体冷媒をシステム内で循環することが可能となる。即ち、たとえタンク内部の液体冷媒の一部が外部に漏出しても、通常、その内部の半分以上には液体冷媒が満たされていることから、さらには、前記で述べたように、タンク内の液面Wの位置は、互いに同一高さに保たれることから、タンク部120の高さの略中央部で、かつ、タンク部の断面の略中央部に位置する導管122の先端開口は、確実に、液体冷媒中に浸漬することとなり、そのため、確実にタンク内部の液体冷媒を外部に導出することが出来る。
According to this configuration, when the level of the liquid refrigerant indicated by the symbol W decreases as shown in the drawing, or when the
10 本体部分(筐体)
20 (蓋筐体)
30 発熱体(CPU)
40 受熱ジャケット
50 駆動ポンプ
71、72 循環ポンプ
81、82… チューブ(配管)
100 ラジエータ部
101、101’ 板状部材
110 蛇行流路
120 タンク部
122 導管
130 放熱部材
140 入口導管
150 通路
160 出口導管
200 冷却ファン
300 開口部
350 ダストカバー
10 Main body (housing)
20 (lid housing)
30 Heating element (CPU)
40
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記ラジエータ部は、平面上に、液体冷媒の熱を前記筐体の外部に放熱するため放熱部を備えると共に、当該放熱部を取り囲んで形成した液体冷媒を貯留するためのタンク部を備えていることを特徴とする液冷システム。 A liquid cooling system for an electronic device including a semiconductor element that generates heat in a housing, wherein the cooling jacket is thermally connected to the semiconductor element and transmits the generated heat to a liquid refrigerant that flows through the inside. A radiator section for releasing heat transmitted to the liquid refrigerant to the outside of the device in the cooling jacket; and a circulation pump for circulating the liquid refrigerant in a loop including the cooling jacket and the radiator section. And
The radiator section includes a heat radiating section on the plane for radiating the heat of the liquid refrigerant to the outside of the casing, and a tank section for storing the liquid refrigerant formed surrounding the heat radiating section. A liquid cooling system characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005048676A JP2006235914A (en) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | Liquid cooling system, and small electronic device equipped with the same |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101158201B1 (en) * | 2008-12-04 | 2012-06-19 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Radiator, cooling unit, cooling system and electronic apparatus |
US8297001B2 (en) | 2007-02-23 | 2012-10-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Wall assembly, wall assembly with display screen, and architecture |
CN108712851A (en) * | 2018-07-11 | 2018-10-26 | 唐华国 | Hand-hold electronic equipments heat sink |
WO2023062674A1 (en) * | 2021-10-11 | 2023-04-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Cooler and electrical equipment |
-
2005
- 2005-02-24 JP JP2005048676A patent/JP2006235914A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8297001B2 (en) | 2007-02-23 | 2012-10-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Wall assembly, wall assembly with display screen, and architecture |
KR101158201B1 (en) * | 2008-12-04 | 2012-06-19 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Radiator, cooling unit, cooling system and electronic apparatus |
CN108712851A (en) * | 2018-07-11 | 2018-10-26 | 唐华国 | Hand-hold electronic equipments heat sink |
WO2023062674A1 (en) * | 2021-10-11 | 2023-04-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Cooler and electrical equipment |
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