JP2007032869A - Cooling device and cooling method - Google Patents

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Takashi Imamaki
高志 今牧
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and silent cooling device for a heating component, particularly for a heating component of an electronic device. <P>SOLUTION: The cooling device has a first heat exchange means comprising a first intake for taking in a refrigerant, and a first takeout port for taking out the refrigerant, and taking out the refrigerant taken in from the first intake and having cooled the heating component, from the first takeout port; a second heat exchange means comprising a second intake for taking in the refrigerant taken out of the first takeout port, and a second takeout port for taking out the refrigerant, and cooling the refrigerant taken in from the second intake; and a refrigerant circulating means for allowing the refrigerant to circulate through the first heat exchange means and the second heat exchange means. The second heat exchange means which is a radiator for cooling the refrigerant, comprises a fan and a cooling cartridge. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、発熱部品、特に電子装置の発熱部品に係わる冷却装置および冷却方法に関する。   The present invention relates to a cooling device and a cooling method related to a heat generating component, particularly a heat generating component of an electronic device.

家庭、オフィス、図書館などにおいて、静かな音で動作するパーソナルコンピュータ、いわゆる静音パソコンは、今後、CPUの動作速度が早くなるほどますます要求が高くなってくる。また、AV機器、プリンタ、複写機などにおいても、動作が静かでしかも発熱を抑えることが必要になっている。従来、例えば、PCのCPUを冷却するためには、ヒートシンクと冷却ファンを用いた空冷による方法で行なわれてきた。   In homes, offices, libraries, etc., personal computers that operate with quiet sounds, so-called silent personal computers, will become increasingly demanded in the future as the operating speed of the CPU increases. Also, in AV equipment, printers, copiers, etc., it is necessary to operate quietly and suppress heat generation. Conventionally, for example, in order to cool a CPU of a PC, it has been performed by a method of air cooling using a heat sink and a cooling fan.

しかし、これらの機器においては発熱部品の冷却をヒートシンクと冷却ファンだけで行なうには限度があり、冷却ファンをより小型にし、動作時の音の静かな冷却装置として、液冷による冷却装置の導入が始まっている。   However, in these devices, there is a limit to cooling the heat-generating parts only with a heat sink and a cooling fan. The cooling fan is made smaller and a cooling device using liquid cooling is introduced as a cooling device with quiet sound during operation. Has begun.

例えば、CPUの高性能化に伴い、CPUの発熱量が増大してきているため、冷却ファンに加えて、水冷ジャケットに接続した水冷装置を取り付けてCPUを水冷ジャケットにより冷却するタイプの静音パソコンが注目されている。   For example, as the CPU's performance has increased, the amount of heat generated by the CPU has increased. Therefore, in addition to the cooling fan, a silent personal computer of the type that cools the CPU with the water cooling jacket by attaching a water cooling device connected to the water cooling jacket attracts attention. Has been.

上記に関連する公知の技術として、例えば、特開平01−269113号公報には、電子装置の発熱部品の水冷方式で、発熱部品を冷却するための第1の冷媒である水を熱交換器にて第2の冷媒である水により冷却する冷却方式が開示されている。   As a known technique related to the above, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 01-269113, water, which is a first refrigerant for cooling a heat generating component, is used as a heat exchanger in a water cooling method for a heat generating component of an electronic device. A cooling system that cools with water as the second refrigerant is disclosed.

また、特開2004−253439号公報には、PC等のCPUの水冷方式で、循環される冷却水をラジエーター部に取り付けられたファンにより空冷する例が示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-253439 shows an example in which a circulating cooling water is air-cooled by a fan attached to a radiator unit by a water cooling system of a CPU such as a PC.

しかし、これら公知例に示されている水冷による冷却装置は、発熱部品により暖められた冷却水をラジエーターで空冷するため、ラジエーターが大規模になってしまうという問題があった。さらに、ラジエーターを小型化するためには、ラジエーターに強力な冷却ファンを取り付ける必要があるため、静かな音で動作させるという点で問題があった。
特開平01−269113号公報 特開2004−253439号公報
However, the water-cooling cooling devices shown in these known examples have a problem that the radiator becomes large because the cooling water heated by the heat-generating parts is cooled by the radiator. Furthermore, in order to reduce the size of the radiator, it is necessary to attach a powerful cooling fan to the radiator.
JP-A-01-269113 JP 2004-253439 A

本発明は、前記の2つの問題、すなわち、発熱部品により暖められた冷却水をラジエーターで空冷するためラジエーターが大規模になってしまうという問題と、ラジエーターを小型化するためにラジエーターに強力な冷却ファンを取り付けると静かな音で動作させる点で問題があるという相反する問題を解決する簡便な技術を提供することを目的とする。   The present invention has the above-mentioned two problems, namely, the problem that the radiator becomes large because the cooling water heated by the heat-generating parts is cooled by the radiator, and the radiator is powerfully cooled to reduce the size of the radiator. It is an object of the present invention to provide a simple technique for solving the conflicting problem that there is a problem in operating with a quiet sound when a fan is attached.

本発明の請求項1に記載の発明は、発熱部品の冷却装置であって、冷媒を取り入れる第1の取入口と前記第1の取入口から取り入れられる前記冷媒を取り出す第1の取出口を備え、前記第1の取入口に接続する第1の導管によって取り入れられる前記冷媒により発熱部品を冷却し、前記冷媒を前記第1の取出口から取り出す第1の熱交換手段と、前記第1の取出口に接続する第2の導管によって取り出される前記冷媒を取り入れる第2の取入口と前記第2の取入口から取り入れられる前記冷媒を取り出す第2の取出口を備え、前記第2の取入口から取り入れられる前記冷媒を冷却する第2の熱交換手段と、前記冷媒が前記第1の熱交換手段と前記第2の熱交手段を循環する冷媒循環手段とを有し、前記第2の熱交換手段は前記冷媒を冷却する放熱器であって前記放熱器は冷却カートリッジとを備えていることを特徴とする冷却装置である。   The invention according to claim 1 of the present invention is a cooling device for a heat generating component, and includes a first intake port for taking in a refrigerant and a first outlet port for taking out the refrigerant taken in from the first intake port. First heat exchanging means for cooling the heat-generating component by the refrigerant introduced by the first conduit connected to the first intake port and taking out the refrigerant from the first intake port; and the first intake unit. A second intake port for taking in the refrigerant taken out by a second conduit connected to the outlet; and a second intake port for taking out the refrigerant taken in from the second intake port, and taking in from the second intake port Second heat exchange means for cooling the refrigerant, and refrigerant circulation means for circulating the refrigerant through the first heat exchange means and the second heat exchange means, and the second heat exchange means. Cools the refrigerant The radiator a heat sink is a cooling device which is characterized by comprising a cooling cartridge.

請求項1に記載の発明によれば、例えば、第1の熱交換手段として銅製の水冷ジャケットを用い、水冷ジャケットの平坦面をCPUの表面に接触させておく。水冷ジャケット内を流れる冷媒として冷却水を用い、水冷ジャケット内を流れる冷却水を導く2本の銅パイプ製の導管の各々の一端を水冷ジャケットの入口と出口に接続し、各々の導管の他端を放熱器(ラジエーター)内を通過する冷却水の入口と出口に接続する。途中の経路に冷却水を循環させるポンプを配することにより冷却水が水冷ジャケットと放熱器の間を循環する。   According to the first aspect of the present invention, for example, a copper water cooling jacket is used as the first heat exchange means, and the flat surface of the water cooling jacket is brought into contact with the surface of the CPU. Using cooling water as a coolant flowing in the water cooling jacket, one end of each of two copper pipe conduits for guiding the cooling water flowing in the water cooling jacket is connected to the inlet and outlet of the water cooling jacket, and the other end of each conduit Is connected to the inlet and outlet of the cooling water passing through the radiator. Cooling water circulates between the water-cooling jacket and the radiator by arranging a pump for circulating the cooling water along the route.

ここで、冷水を収容した銅製の冷却カートリッジを放熱器の外面に密着して接触、例えば、通常の放熱器の表面には放熱フィンが設けられているが、一部に平面部を設け、冷却カートリッジの外面の平面部とを熱伝導グリスを塗布して密着させるか、または放熱器の冷却液の中に冷水を収容した冷却カートリッジを浮かせるか沈めて、放熱器の冷却液を冷却することにより、放熱器内を通過する冷却水を冷却する。このように、冷水を収容した冷水カートリッジを放熱器に対して着脱可能にしておくことにより、ある時間内は放熱器の冷却ファンを作動させることなく冷水カートリッジにより冷却水を冷却すれば、この間は放熱器の冷却ファンが停止しているため静音な時間を確保するようになっている。   Here, the copper cooling cartridge containing cold water is brought into close contact with the outer surface of the radiator, for example, the surface of a normal radiator is provided with radiating fins, but a flat portion is provided in part to cool it. Apply heat conduction grease to the flat part of the outer surface of the cartridge to make it in close contact, or float or sink a cooling cartridge containing cold water in the radiator's coolant to cool the radiator's coolant. Cool the cooling water passing through the radiator. In this way, if the chilled water cartridge containing the chilled water is made detachable from the radiator, the cooling water can be cooled by the chilled water cartridge without operating the cooling fan of the radiator for a certain period of time. Since the cooling fan of the radiator is stopped, a quiet time is secured.

また、適度な時間毎に冷水を収容したカートリッジに交換すれば、強力な冷却ファンを用いずとも、作動音の静かな冷却ファンにより冷却水を冷却するようになっている。   Further, if the cartridge is replaced with a cartridge containing cold water at an appropriate time, the cooling water is cooled by a cooling fan with a quiet operation sound without using a powerful cooling fan.

さらに、水冷ジャケットに送られる冷却水の温度を一定温度以下に主に第2の熱交換器で保つようにすれば、第1の熱交換器に風を当てるPCの冷却ファンを静かに動作するファンとすることにより、第1の熱交換器と第2の熱交換器に関わるファンによる騒音を低下させる。このように、目的に合わせて騒音レベルを選択し、ある時間帯における騒音レベルを他の時間帯に比べて下げるようになっている。   Furthermore, if the temperature of the cooling water sent to the water cooling jacket is kept below a certain temperature mainly by the second heat exchanger, the cooling fan of the PC that blows air on the first heat exchanger operates gently. By setting it as a fan, the noise by the fan concerning a 1st heat exchanger and a 2nd heat exchanger is reduced. In this way, the noise level is selected in accordance with the purpose, and the noise level in a certain time zone is lowered compared to other time zones.

本発明は、通常空冷式である放熱器部分に交換式の冷却カートリッジを備えることにより、冷却カートリッジが暖まるまでの間、冷却ファンを停止させて静音な時間帯を得、冷却カートリッジが暖まってきた時は冷却ファンを回転させてCPUを冷却する。本発明における冷却カートリッジを、特に、放熱器内の冷却液の中に浮かせるか浸す場合、冷却液を急速に冷却するため、冷媒をより短時間で冷却できるという大きな利点をもつ。   According to the present invention, by providing an exchangeable cooling cartridge in the radiator portion that is normally air-cooled, the cooling fan is stopped until the cooling cartridge is warmed to obtain a quiet time zone, and the cooling cartridge has been warmed At that time, the CPU is cooled by rotating the cooling fan. In particular, when the cooling cartridge according to the present invention is floated or immersed in the cooling liquid in the radiator, the cooling liquid is rapidly cooled, so that the refrigerant can be cooled in a shorter time.

このように、本発明においては、従来、空冷式であった放熱器と異なり、交換式の冷却カートリッジを備えているため、ある時間帯において静音な環境を得たり、季節により、あるいは、電子機器の設置場所が変わり、室内温度の高い環境に置かれた場合などに有用であるほか、より短時間内に冷却したい場合においても有用である。   As described above, in the present invention, unlike the conventional air-cooled heat radiator, since the replaceable cooling cartridge is provided, a quiet environment can be obtained in a certain time zone, or depending on the season, or electronic equipment This is useful not only when the installation location is changed and placed in an environment where the room temperature is high, but also when it is desired to cool in a shorter time.

本発明の請求項2に記載の発明は、前記放熱器はさらにファンを備えていることを特徴とする請求項1における冷却装置である。   The invention according to claim 2 of the present invention is the cooling device according to claim 1, wherein the radiator further includes a fan.

請求項2に記載の発明によれば、放熱器には冷却カートリッジと共に冷却用のファンが備えられているため、従来よりも小型で騒音の低いファンと冷却カートリッジを併用することにより、機器の動作環境を騒音の少ないレベルに抑えるようになっている。   According to the second aspect of the present invention, the radiator is provided with a cooling fan together with the cooling cartridge. The environment is kept to a low noise level.

本発明の請求項3に記載の発明は、前記放熱器は前記放熱器内部に前記冷媒を通過させる内部導管と前記内部導管を介して前記冷媒を冷却する冷却液とを備えたことを特徴とする請求項1および請求項2における冷却装置である。   The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the radiator includes an internal conduit for allowing the refrigerant to pass inside the radiator and a coolant for cooling the refrigerant via the internal conduit. The cooling device according to claim 1 and claim 2.

請求項3に記載の発明によれば、冷却液を収容した密封型の放熱器において本発明を適用するとき、例えば、冷却ファンの風の当たらない放熱器の外面の一部に平面を形成し、銅製の冷却カートリッジの平面を有する外面を密着させるかあるいは熱伝導グリスを塗布したうえで密着させる。このようにして、放熱器の外部から冷水を収容した冷却カートリッジを密着させることにより、放熱器の外部から放熱器内部にある冷却液を冷却し、内部導管を通過する発熱部品の熱を吸収した冷媒を冷やすようになっている。   According to the third aspect of the present invention, when the present invention is applied to a sealed radiator that contains a coolant, for example, a flat surface is formed on a part of the outer surface of the radiator that is not exposed to the wind of the cooling fan. Then, the outer surface of the copper cooling cartridge having the flat surface is brought into close contact with each other, or is applied after heat conductive grease is applied thereto. In this way, by closely contacting the cooling cartridge containing the cold water from the outside of the radiator, the cooling liquid inside the radiator is cooled from the outside of the radiator, and the heat of the heat generating components passing through the internal conduit is absorbed. The refrigerant is cooled.

本発明の請求項4に記載の発明は、前記冷却カートリッジを前記冷却液に浸すことにより前記冷媒を冷却する構造を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3における冷却装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cooling device according to any one of the first to third aspects, wherein the refrigerant is cooled by immersing the cooling cartridge in the cooling liquid.

請求項4に記載の発明によれば、例えば、冷水を収容した銅製の冷却カートリッジを放熱器の冷却液に浮かべるか、浸す構造をもつ放熱器を備えることにより、冷却カートリッジによる冷却液の冷却が効率よく行なわれ、これに伴って、放熱器の冷却液内に置かれた銅製の導管を通過する冷媒の熱を吸収するようになっている。   According to the invention described in claim 4, for example, by providing a radiator having a structure in which a copper cooling cartridge containing cold water is floated or immersed in the cooling liquid of the radiator, the cooling liquid can be cooled by the cooling cartridge. This is done efficiently, and as a result, the heat of the refrigerant passing through the copper conduit placed in the coolant of the radiator is absorbed.

本発明の請求項5に記載の発明は、発熱部品の冷却方法であって、発熱部品を第1の冷却ユニットの冷媒取入口から取り入れる冷媒により冷却する第1の熱交換ステップと、前記第1の冷却ユニットの冷媒取出口から取り出される前記冷媒を冷却カートリッジとファンとを備えた放熱器である第2の冷却ユニットに取り入れて前記冷媒を冷却する第2の熱交換ステップと、前記冷媒が前記第1の冷却ユニットと前記第2の冷却ユニットを循環する冷媒循環ステップとを有し、前記第2の熱交換ステップはさらに、所定位置における温度が所定温度より低いときは、前記ファンを停止させて前記冷却カートリッジにより前記放熱器の冷却液を冷却するステップと、前記所定位置における温度が前記所定温度以上のときは、前記冷却カートリッジにより前記放熱器の冷却液を冷却し、かつ、前記ファンを作動させるステップを有することを特徴とする冷却方法である。   The invention according to claim 5 of the present invention is a method for cooling a heat generating component, wherein the heat generating component is cooled by a refrigerant introduced from a refrigerant intake port of the first cooling unit, and the first heat exchange step is performed. A second heat exchanging step of cooling the refrigerant by taking the refrigerant taken out from the refrigerant outlet of the cooling unit into a second cooling unit which is a radiator having a cooling cartridge and a fan; A refrigerant circulation step for circulating the first cooling unit and the second cooling unit, and the second heat exchange step further stops the fan when the temperature at a predetermined position is lower than the predetermined temperature. Cooling the cooling liquid of the radiator with the cooling cartridge, and when the temperature at the predetermined position is equal to or higher than the predetermined temperature, the cooling cartridge More cooling the cooling liquid of the radiator, and a cooling method characterized by comprising the step of operating the fan.

請求項5に記載の発明によれば、第1の冷却ユニットは、例えば、液冷式の冷却部を備え、冷却部を通過して発熱部品の熱を吸収した冷媒を第2の冷却ユニットに導き冷却して再び第1の冷却ユニットに送り込むように循環させている。第2の液冷ユニットは空冷式の冷却ファンを備えた放熱器と冷却液を収容した冷却カートリッジとを備え、冷却カートリッジは放熱器の外面に熱伝導よく接触されるか、あるいは、放熱器内部の冷却液に浮かべるか沈める構造となっている。   According to the fifth aspect of the present invention, the first cooling unit includes, for example, a liquid cooling type cooling unit, and the refrigerant that has passed through the cooling unit and absorbed the heat of the heat-generating component is used as the second cooling unit. It is circulated so that it is guided and cooled and sent again to the first cooling unit. The second liquid cooling unit includes a radiator having an air-cooled cooling fan and a cooling cartridge containing a cooling liquid. The cooling cartridge is in contact with the outer surface of the radiator with good thermal conductivity, or inside the radiator. It is structured to float or sink in the coolant.

そして、放熱器を通る冷却水の出入口における導管の表面温度、放熱器内の所定箇所における冷却液の温度、あるいは、放熱器に限らず第1の冷却ユニットの所定箇所における、例えば、冷却ジャケットの表面温度などを以って、所定位置における観測温度として設定することにより、効果的に冷却カートリッジの交換基準とするようになっている。   And the surface temperature of the conduit at the inlet / outlet of the cooling water passing through the radiator, the temperature of the coolant at a predetermined location in the radiator, or the predetermined temperature of the first cooling unit, not limited to the radiator, for example, the cooling jacket By setting the observation temperature at a predetermined position using the surface temperature or the like, the cooling cartridge can be effectively replaced as a reference.

ここで、観測箇所は1箇所に限らず、複数箇所でも勿論かまわない。また、冷媒は液体状のものでも、ガス状のものであっても構わない。要は、導管内を通過するに足る物質である。   Here, the number of observation points is not limited to one, and may be a plurality of points. The refrigerant may be liquid or gaseous. In short, the substance is sufficient to pass through the conduit.

本発明により、一般には発熱部品により暖められた冷却水を放熱器で空冷するため放熱器が大規模になってしまうという問題と、放熱器を小型化するために放熱器に強力な冷却ファンを取り付けると静かな音で動作させる点で問題があるという相反する問題を解決することができる。   In general, according to the present invention, the cooling water heated by the heat-generating component is air-cooled by the radiator, so that the radiator becomes large-scale, and a powerful cooling fan is added to the radiator to reduce the size of the radiator. When installed, it can solve the conflicting problem of operating with quiet sound.

本発明においては、従来、空冷式であった放熱器と異なり、交換式の冷却カートリッジを備えているため、ある時間帯において静音な環境を得たり、季節により、あるいは、電子機器の設置場所が変わり、室内温度の高い環境に置かれた場合などのほか、短時間内に冷却したい場合に大きな効果をもたらす。   In the present invention, unlike the conventional air-cooled radiator, since it has a replaceable cooling cartridge, a quiet environment can be obtained in a certain time zone, or depending on the season or the installation location of the electronic device In addition to being placed in an environment where the room temperature is high, it is also effective when it is desired to cool within a short time.

図2は、従来例を示す。PCに内蔵されるCPU1は表面が水冷ジャケット2に接触しており、動作時に発熱するCPU1は水冷ジャケット2内に設けられたパイプ3を通過する冷却水によって、また、ファン4によってCPU1は冷却される。水冷ジャケット2内を通過する冷却水は、冷却水の経路に設けられたポンプ5、冷却水タンク6、放熱器7を循環する。ポンプ5は冷却水を経路内で強制循環させ、冷却水タンク6は冷却水の温度変化による膨張収縮を内部の空気層で吸収し、放熱器7は水冷ジャケット2内を通過して温められた冷却水を放熱器7内部の冷却液8により冷却する。冷却水により温められた冷却液8を冷却するために放熱器7の外表面には放熱フィン(図示省略)が設けられており、さらにファン9は放熱フィンに風を当て冷却液8を放熱器7の外側から強制空冷する。また、循環する冷却水の温度を検出するため、例えば、温度センサ10が冷却水タンク6の内部に、また、温度センサ11が水冷ジャケット2の表面に取り付けられている。従来の電子機器のうち静音PCと呼ばれるコンピュータは、コンピュータの動作時に発熱を伴うCPUをこのように冷却しているものがある。水冷ジャケット2を外から強制空冷しているファン4は、コンピュータ内部の他の部品を冷却するファン(図示省略)と兼用している電子機器もある。   FIG. 2 shows a conventional example. The surface of the CPU 1 built in the PC is in contact with the water cooling jacket 2. The CPU 1 that generates heat during operation is cooled by the cooling water passing through the pipe 3 provided in the water cooling jacket 2, and the CPU 1 is cooled by the fan 4. The The cooling water passing through the water cooling jacket 2 circulates through the pump 5, the cooling water tank 6, and the radiator 7 provided in the cooling water path. The pump 5 forcedly circulated the cooling water in the path, the cooling water tank 6 absorbed expansion and contraction due to the temperature change of the cooling water by the internal air layer, and the radiator 7 was warmed by passing through the water cooling jacket 2. The cooling water is cooled by the coolant 8 inside the radiator 7. In order to cool the coolant 8 warmed by the cooling water, a radiator fin (not shown) is provided on the outer surface of the radiator 7, and the fan 9 applies air to the radiator fin to blow the coolant 8. Forced air cooling from outside of 7. Moreover, in order to detect the temperature of the circulating cooling water, for example, the temperature sensor 10 is attached to the inside of the cooling water tank 6 and the temperature sensor 11 is attached to the surface of the water cooling jacket 2. Among conventional electronic devices, some computers called silent PCs cool a CPU that generates heat during the operation of the computer. The fan 4 forcibly air-cooling the water-cooling jacket 2 from the outside includes an electronic device that also serves as a fan (not shown) that cools other components inside the computer.

コンピュータの動作速度が速くなるとともにCPUの発熱による温度上昇も激しくなり、従来の空冷式から、空冷式に加えて液冷式の冷却方法が併用されている。ファンによる強制空冷は安価で、従来から用いられてきているが、空冷効果を高めるために強力なファンを用いると作動時の騒音がより大きくなる。ファンによる空冷に加えて水冷ジャケットと放熱器を循環させる水冷方式を併用すると、ファンによる空冷方式だけによる場合より冷却効果が大きく、小型の作動時の騒音が小さなファンを使用できる。   As the operating speed of the computer increases and the temperature rises due to the heat generated by the CPU, a liquid cooling type cooling method is used in combination with the air cooling type instead of the conventional air cooling type. Forced air cooling with a fan is inexpensive and has been used in the past, but if a powerful fan is used to enhance the air cooling effect, noise during operation will be greater. In addition to air cooling by a fan, when a water cooling system in which a water cooling jacket and a radiator are circulated is used in combination, a cooling effect that is greater than the case of using only an air cooling system by a fan and a small noise during operation can be used.

しかし、さらにコンピュータの動作速度が速くなってくると、小型の作動時の騒音が小さなファンでは十分ではなく、より良い方法が求められている。   However, as the operating speed of computers further increases, a small fan with low noise during operation is not sufficient, and a better method is required.

図1は本発明による装置の一実施例である。図1には、図2の従来例に示されるCPU1、水冷ジャケット2、パイプ3、ファン4、ポンプ5、冷却水タンク6、温度センサ10及び温度センサ11が図示されており、それぞれの説明は省略する。   FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the invention. FIG. 1 shows a CPU 1, a water cooling jacket 2, a pipe 3, a fan 4, a pump 5, a cooling water tank 6, a temperature sensor 10, and a temperature sensor 11 shown in the conventional example of FIG. Omitted.

図1には図2とは異なる本発明による放熱器100が図示されている。放熱器100は冷却液101を内部に収め、放熱器100の外部にファン102を取り付けて放熱器100を外部から強制空冷し、加えて冷却カートリッジ103を冷却液101に浸すようになっている。冷却液101は、例えば、水であって、冷却カートリッジ103は外面が円柱の銅製タンク状で外周部にオネジが形成され、内部に冷水を蓄え、上部に把手とキャップの付いた冷水の給排水用口を備えている(図示省略)。放熱器100の上部には冷却カートリッジ103の外周部のネジと対をなすメネジが形成され(図示省略)、冷却カートリッジ103は図の上方から回転しながら放熱器100に浸されネジ止めされるようになっている。冷却カートリッジ103は熱伝導性の良い銅板の外壁が放熱器100の冷却液101に浸されると、温められた冷却液101の熱は銅板の外壁を通して冷却カートリッジ103内部の冷水に吸いとられる。放熱器100の内部の冷却液と接触面積の大きなパイプ3の中を流れる温められた冷却水は前述の構造をもつ冷却カートリッジ103により短時間内に効率よく冷却される。   FIG. 1 shows a radiator 100 according to the present invention which is different from FIG. The radiator 100 contains a cooling liquid 101 inside, a fan 102 is attached to the outside of the radiator 100 to forcibly cool the radiator 100 from the outside, and the cooling cartridge 103 is immersed in the cooling liquid 101. The cooling liquid 101 is, for example, water, and the cooling cartridge 103 has a cylindrical copper tank outer surface and is formed with a male screw on the outer peripheral portion, stores cold water inside, and supplies and drains cold water with a handle and a cap on the top. It has a mouth (not shown). A female screw that is paired with a screw on the outer periphery of the cooling cartridge 103 is formed on the radiator 100 (not shown), and the cooling cartridge 103 is soaked in the radiator 100 while being rotated from the upper side of the figure. It has become. When the outer wall of the copper plate having good heat conductivity is immersed in the cooling liquid 101 of the radiator 100, the heat of the warmed cooling liquid 101 is absorbed by the cold water inside the cooling cartridge 103 through the outer wall of the copper plate. Heated cooling water flowing through the pipe 3 having a large contact area with the cooling liquid inside the radiator 100 is efficiently cooled within a short time by the cooling cartridge 103 having the above-described structure.

冷却水の温度と流量は、温度センサ10や温度センサ11により測定される所定箇所における温度、ポンプ5によりパイプ3内を循環する冷却水の流量により適度に調整されるようになっている。   The temperature and flow rate of the cooling water are appropriately adjusted by the temperature at a predetermined location measured by the temperature sensor 10 and the temperature sensor 11 and the flow rate of the cooling water circulating in the pipe 3 by the pump 5.

図3は、本発明による第1の実施例を示す。図においては主要部である放熱器部の構造を示している。左側が上から見た平面図、右側が右側面から見た側面図である。放熱器200は外表面の一部に放熱フィンを備え(図示省略)、放熱器200の内部には冷却液201を蓄え、冷却液201の中を内部導管202が屈曲して設けられている。内部導管202は一端を外部から放熱器200に冷却水を取り入れる部分であるIN203に、他端を放熱器200から外部に冷却水を取り出す部分であるOUT204に接続されている。本実施例においては、放熱器200の外表面の平坦部分に冷水を貯えた銅製の冷却カートリッジ205の平坦な外表面をスライドさせて固定する冷却カートリッジ・スライドガイド206を備えている。さらに、外部から強制空冷するファン207が備えられている。ここで、ファン207は冷却カートリッジ205の外表面に風を送るようになっているが、ファン207は図の反対面にあっても、また、両方に備えられていても構わない。   FIG. 3 shows a first embodiment according to the present invention. In the figure, the structure of the radiator part which is a main part is shown. The left side is a plan view seen from above, and the right side is a side view seen from the right side. The radiator 200 is provided with a radiation fin on a part of its outer surface (not shown). The radiator 200 stores the coolant 201, and an internal conduit 202 is bent in the coolant 201. One end of the internal conduit 202 is connected to IN 203 which is a part for taking cooling water into the radiator 200 from the outside, and the other end is connected to OUT 204 which is a part for taking cooling water from the radiator 200 to the outside. In the present embodiment, a cooling cartridge / slide guide 206 for sliding and fixing a flat outer surface of a copper cooling cartridge 205 storing cold water on a flat portion of the outer surface of the radiator 200 is provided. Further, a fan 207 that is forcedly cooled from the outside is provided. Here, the fan 207 sends air to the outer surface of the cooling cartridge 205, but the fan 207 may be provided on the opposite surface of the drawing or may be provided on both.

図4は、本発明による第2の実施例を示す。図においては主要部である放熱器部の構造を示しており、説明のため放熱器の上カバー(図示省略)は取り除かれている。左側が上から見た平面図、右側が右側面から見た側面図である。放熱器300は外表面の一部に放熱フィンを備え(図示省略)、放熱器300の内部には冷却液301を蓄え、冷却液301の中を内部導管302が屈曲して設けられている。内部導管302は一端を外部から放熱器300に冷却水を取り入れる部分であるIN303に、他端を放熱器300から外部に冷却水を取り出す部分であるOUT304に接続されている。本実施例においては、放熱器300の上部に設けられた蓋(図示省略)を外して、放熱器300の内部の冷却液301の中に、冷水を貯えた銅製の冷却カートリッジ305を浸すかあるいは浮かべるようになっている。図においては、冷却カートリッジ305が冷却液面307より下に浸されている例を示している。さらに、外部から強制空冷するファン306が備えられている。ここで、ファン306は放熱器300の一方の外表面に風を送るようになっているが、ファン306は図の両方の側に備えられていても構わない。   FIG. 4 shows a second embodiment according to the present invention. In the figure, the structure of the radiator part which is a main part is shown, and the upper cover (not shown) of the radiator is removed for explanation. The left side is a plan view seen from above, and the right side is a side view seen from the right side. The radiator 300 is provided with radiation fins on a part of the outer surface (not shown), the coolant 300 is stored inside the radiator 300, and an internal conduit 302 is bent in the coolant 301. One end of the internal conduit 302 is connected to the IN 303 which is a part for taking cooling water into the radiator 300 from the outside, and the other end is connected to OUT 304 which is a part for taking out the cooling water from the radiator 300 to the outside. In the present embodiment, a lid (not shown) provided on the radiator 300 is removed, and a cooling cartridge 305 made of copper containing cold water is immersed in the cooling liquid 301 inside the radiator 300, or It comes to float. In the figure, an example in which the cooling cartridge 305 is immersed below the coolant level 307 is shown. Further, a fan 306 that is forcedly cooled from the outside is provided. Here, the fan 306 sends air to one outer surface of the radiator 300, but the fan 306 may be provided on both sides of the drawing.

本発明による冷却装置の一実施例An embodiment of a cooling device according to the invention 従来例Conventional example 本発明による第1の実施例First embodiment according to the present invention 本発明による第2の実施例Second embodiment according to the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 CPU
2 水冷ジャケット
3 パイプ
4、9、102、207、306 ファン
5 ポンプ
6 冷却水タンク
7、100、200、300 放熱器
8、101、201、301 冷却液
10、11 温度センサ
103、205、305 冷却カートリッジ
202、302 内部導管
203、303 IN
204、304 OUT
206 冷却カートリッジ・スライドガイド
307 冷却液面
1 CPU
2 Water cooling jacket 3 Pipe 4, 9, 102, 207, 306 Fan 5 Pump 6 Cooling water tank 7, 100, 200, 300 Radiator 8, 101, 201, 301 Coolant 10, 11 Temperature sensor 103, 205, 305 Cooling cartridge
202, 302 Internal conduit 203, 303 IN
204, 304 OUT
206 Cooling cartridge slide guide 307 Cooling liquid level

Claims (5)

発熱部品の冷却装置であって、
冷媒を取り入れる第1の取入口と前記第1の取入口から取り入れられる前記冷媒を取り出す第1の取出口を備え、前記第1の取入口に接続する第1の導管によって取り入れられる前記冷媒により発熱部品を冷却し、前記冷媒を前記第1の取出口から取り出す第1の熱交換手段と、
前記第1の取出口に接続する第2の導管によって取り出される前記冷媒を取り入れる第2の取入口と前記第2の取入口から取り入れられる前記冷媒を取り出す第2の取出口を備え、前記第2の取入口から取り入れられる前記冷媒を冷却する第2の熱交換手段と、
前記冷媒が前記第1の熱交換手段と前記第2の熱交手段を循環する冷媒循環手段とを有し、
前記第2の熱交換手段は前記冷媒を冷却する放熱器であって前記放熱器は冷却カートリッジとを備えていることを特徴とする冷却装置。
A cooling device for heat-generating parts,
A first intake port for taking in the refrigerant and a first take-out port for taking out the refrigerant taken in from the first intake port, and generating heat by the refrigerant taken in by a first conduit connected to the first intake port First heat exchanging means for cooling parts and taking out the refrigerant from the first outlet;
A second inlet for taking in the refrigerant taken out by a second conduit connected to the first outlet, and a second outlet for taking out the refrigerant taken in from the second inlet; Second heat exchanging means for cooling the refrigerant taken in from the intake port;
The refrigerant has refrigerant circulation means for circulating the first heat exchange means and the second heat exchange means;
The second heat exchange means is a radiator that cools the refrigerant, and the radiator includes a cooling cartridge.
前記放熱器はさらにファンを備えていることを特徴とする請求項1における冷却装置。   The cooling device according to claim 1, wherein the radiator further includes a fan. 前記放熱器は前記放熱器内部に前記冷媒を通過させる内部導管と前記内部導管を介して前記冷媒を冷却する冷却液とを備えたことを特徴とする請求項1および請求項2における冷却装置。   The cooling device according to claim 1 or 2, wherein the radiator includes an internal conduit for allowing the refrigerant to pass through the radiator and a coolant for cooling the refrigerant via the internal conduit. 前記冷却カートリッジを前記冷却液に浸すことにより前記冷媒を冷却する構造を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3における冷却装置。   4. The cooling device according to claim 1, further comprising a structure for cooling the refrigerant by immersing the cooling cartridge in the cooling liquid. 発熱部品の冷却方法であって、
発熱部品を第1の冷却ユニットの冷媒取入口から取り入れる冷媒により冷却する第1の熱交換ステップと、
前記第1の冷却ユニットの冷媒取出口から取り出される前記冷媒を冷却カートリッジとファンとを備えた放熱器である第2の冷却ユニットに取り入れて前記冷媒を冷却する第2の熱交換ステップと、
前記冷媒が前記第1の冷却ユニットと前記第2の冷却ユニットを循環する冷媒循環ステップとを有し、
前記第2の熱交換ステップはさらに、
所定位置における温度が所定温度より低いときは、前記ファンを停止させて前記冷却カートリッジにより前記放熱器の冷却液を冷却するステップと、
前記所定位置における温度が前記所定温度以上のときは、前記冷却カートリッジにより前記放熱器の冷却液を冷却し、かつ、前記ファンを作動させるステップを有することを特徴とする冷却方法。
A method of cooling a heat generating component,
A first heat exchanging step of cooling the heat generating component with a refrigerant taken in from a refrigerant intake port of the first cooling unit;
A second heat exchanging step of cooling the refrigerant by taking the refrigerant taken out from the refrigerant outlet of the first cooling unit into a second cooling unit which is a radiator including a cooling cartridge and a fan;
A refrigerant circulation step in which the refrigerant circulates through the first cooling unit and the second cooling unit;
The second heat exchange step further includes
When the temperature at the predetermined position is lower than the predetermined temperature, the fan is stopped and the cooling liquid of the radiator is cooled by the cooling cartridge;
When the temperature at the predetermined position is equal to or higher than the predetermined temperature, the cooling method includes cooling the coolant of the radiator with the cooling cartridge and operating the fan.
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