JP2007057167A - Liquid flow cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却液体を流動させて発熱体を冷却する液体流動冷却装置に関し、特に、液体に磁界と電流とを加えて液体流動させる電磁ポンプを備えた冷却装置となっている。 The present invention relates to a liquid flow cooling device that cools a heating element by flowing a cooling liquid, and in particular, is a cooling device including an electromagnetic pump that applies a magnetic field and an electric current to a liquid to flow the liquid.
図6は従来の液体流動冷却装置の構成例を示したブロック図であり、図示する如く、この種の冷却装置は、液体タンク11、ポンプ12、発熱体13、熱交換機14の経路で液体を循環させ、発熱体13の過加熱を抑える構成としてある。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional liquid flow cooling device. As shown in this figure, this type of cooling device supplies liquid through a path of a
なお、液体としては、水、不凍液等が使用され、この液体が電動構成のポンプ12によって流動駆動されて循環する。
また、熱交換機14は発熱体13を通ることによって温度上昇した液体の温度を下げるものである。
As the liquid, water, antifreeze, or the like is used, and this liquid is circulated by being driven to flow by the
The
図7は、上記した液体流動冷却装置を備えたノ−ト型パソコンを示す。なお、説明の便宜上、キ−ボ−ド15は取り外した状態を示している。
このパソコンは、液晶ディスプレイ16を使用する時は起立状態とし、未使用時にはキ−ボ−ド15側に折り畳まれる。
FIG. 7 shows a note type personal computer equipped with the above-described liquid flow cooling device. For convenience of explanation, the
This personal computer stands up when the
また、配線基板17には、CPU18等の発熱量の大きい素子が搭載され、これに水冷ジャケット19が取付けられている。
すなわち、この水冷ジャケット19、フレキシブルチュ−ブ20、放熱パイプ21、液体タンク23、ポンプ24とで液体流動経路を形成し、CPU18等の過加熱を防止する構成となっている。
なお、液晶ディスプレイ16の裏側に配設した放熱パイプ21が液体の温度を下げる熱交換機を形成している。
The
That is, the
The
上記した液体流動冷却装置は、電動構成のポンプ24によって液体を循環させるために、このポンプ24の動作に伴う振動や騒音が発生する。
Since the liquid flow cooling apparatus described above circulates the liquid by the
そこで、本発明は、このようなポンプ24による振動や騒音を防止した液体流動冷却装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid flow cooling device that prevents such vibration and noise from the
本発明は、上記した目的を達成するため、第1の発明として、冷却液体をポンプによって流動させて発熱体を冷却する液体流動冷却装置において、冷却液体として設けたイオン導電性液体と、前記イオン導電性液体の流動方向に対して直交する方向の磁界を加える磁界発生手段及び前記イオン導電性液体の流動方向と前記磁界方向に対して直交する方向に電流を加える電流発生手段からなる電磁ポンプとを備えることを特徴とする液体流動冷却装置を提案する。 In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first invention, a liquid flow cooling device that cools a heating element by flowing a cooling liquid with a pump, an ion conductive liquid provided as a cooling liquid, and the ions A magnetic field generating means for applying a magnetic field in a direction orthogonal to the flow direction of the conductive liquid; and an electromagnetic pump comprising a current generating means for applying a current in a direction orthogonal to the flow direction of the ionic conductive liquid and the magnetic field direction. A liquid flow cooling device is proposed.
第2の発明としては、第1の発明の液体流動冷却装置において、少なくとも電磁ポンプ、発熱体、熱交換機、液体タンクからなる液体流動路を有することを特徴とする液体流動冷却装置を提案する。 As a second invention, there is proposed a liquid flow cooling apparatus according to the first invention, characterized in that it has a liquid flow path comprising at least an electromagnetic pump, a heating element, a heat exchanger, and a liquid tank.
第3の発明としては、第1の発明の液体流動冷却装置において、マグネトロンが備える2つのマグネットの間にイオン導電性液体の流動路を設け、2つのマグネットによってイオン導電性液体に磁界を与えると共に、これら2つのマグネットの間には、イオン導電性液体に電流を流すための電極を配設したことを特徴とする液体流動冷却装置を提案する。 As a third invention, in the liquid flow cooling device of the first invention, a flow path of the ion conductive liquid is provided between two magnets provided in the magnetron, and a magnetic field is applied to the ion conductive liquid by the two magnets. Then, a liquid flow cooling device is proposed in which an electrode for passing an electric current to the ion conductive liquid is disposed between these two magnets.
第1の発明の液体流動冷却装置は、冷却液体としてイオン導電性液体を設けると共に、フレミングの左手の法則にしたがって電磁力を発生する駆動部(電磁ポンプ)によってイオン導電性液体を流動させて発熱体を冷却する。 In the liquid flow cooling device of the first invention, an ion conductive liquid is provided as a cooling liquid, and heat is generated by flowing the ion conductive liquid by a drive unit (electromagnetic pump) that generates electromagnetic force in accordance with Fleming's left-hand rule. Cool the body.
上記した駆動部は、イオン導電性液体に加えた磁界と電流にしたがって、イオン導電性液体に流動力を与える。
したがって、この電磁ポンプは、可動部分がないから、振動や騒音が発生しない。
The drive unit described above applies a fluid force to the ion conductive liquid according to the magnetic field and current applied to the ion conductive liquid.
Therefore, since this electromagnetic pump has no moving parts, vibration and noise do not occur.
また、冷却液体としてイオン導電性液体を用いたことから、室温でも液体状態を保ち、また、電流を加える電極で化学反応が起きないので、電極でガスが発生しない他、電極の腐食もない。
さらに、電極には、鉄、アルミ、亜鉛、鉛、ニッケル等の安価な金属を使用することができる。
Further, since the ion conductive liquid is used as the cooling liquid, the liquid state is maintained even at room temperature, and no chemical reaction occurs at the electrode to which an electric current is applied. Therefore, no gas is generated at the electrode and the electrode is not corroded.
Furthermore, an inexpensive metal such as iron, aluminum, zinc, lead, or nickel can be used for the electrode.
なお、イオン導電性液体は、不揮発性のため、蒸気圧が発生しないから、液体の消耗がなく、流路を密閉することができる。
したがって、液体の補充も必要としない。
Since the ion conductive liquid is non-volatile, no vapor pressure is generated, so that the liquid is not consumed and the flow path can be sealed.
Therefore, no liquid replenishment is required.
その他、イオン導電性液体は、難燃性、完金費溶媒系、化学的に安定、熱安定性良好、耐熱性が高い(350度以上)などのメリットがある。 In addition, the ion conductive liquid has merits such as flame retardancy, complete cost solvent system, chemical stability, good thermal stability, and high heat resistance (350 degrees or more).
また、上記の電磁ポンプは、液体を流動させるための可動部分がないため、単純な構造として小形軽量化、特に、薄形化にすることができる上、安価で長寿命であり、さらには、電流を与える電極には直流電圧を印加すればよいので、特別なドライブ回路なども不要となる。 In addition, since the electromagnetic pump does not have a movable part for flowing a liquid, it can be reduced in size and weight as a simple structure, in particular, can be thinned, and is inexpensive and has a long life. Since a DC voltage may be applied to the electrode for supplying current, a special drive circuit or the like is not required.
第2の発明の液体流動冷却装置は、電磁ポンプ、発熱体、熱交換機、液体タンクからなる液体流動路を備え、イオン導電性液体が電磁ポンプによって流動されてその液体流動路を流れ、発熱体を冷却する。 A liquid flow cooling device according to a second aspect of the present invention includes a liquid flow path including an electromagnetic pump, a heating element, a heat exchanger, and a liquid tank, and the ion conductive liquid is flowed by the electromagnetic pump and flows through the liquid flow path. Cool down.
第3の発明の液体流動冷却装置は、マグネトロンが備える2つのマグネットを利用してイオン導電性液体に磁界を加えると共に、これら2つのマグネットの間に電極を配設してイオン導電性液体に電流を流す電流発生手段を設けて電磁ポンプが構成されている。
このように構成することにより、マグネトロンの液体流動冷却装置を簡単に構成することができる。
The liquid flow cooling device of the third invention applies a magnetic field to the ion conductive liquid using two magnets provided in the magnetron, and arranges an electrode between the two magnets to supply current to the ion conductive liquid. The electromagnetic pump is configured by providing a current generating means for flowing the current.
By comprising in this way, the liquid flow cooling device of a magnetron can be comprised simply.
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図1は、本発明に係る液体流動冷却装置の構成例を示したブロック図である。
この図において、31は液体タンク、32は電磁ポンプ、33は発熱体、34は熱交換機である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a liquid flow cooling device according to the present invention.
In this figure, 31 is a liquid tank, 32 is an electromagnetic pump, 33 is a heating element, and 34 is a heat exchanger.
液体タンク31は、イオン導電性液体を貯蔵するものである。
なお、イオン導電性液体としては塩化カリウム水溶液などを使用することができる。
The
In addition, potassium chloride aqueous solution etc. can be used as an ion conductive liquid.
電磁ポンプ32は、イオン導電性液体を流動させるもので、液体タンク31、電磁ポンプ32、発熱体33、熱交換機34の流動経路でイオン導電性液体を循環させる。
The
発熱体33は、工業用のマグネトロン、パソコンに組み込まれているCPUなどの発熱部品などの様々な発熱体であり、イオン導電性液体によって熱吸収され過加熱とならないように冷却される。
The
熱交換機34は、発熱体からの熱伝達によって温度上昇したイオン導電性液体を放熱させ、温度を下げたイオン導電性液体を液体タンク31に送る一種の放熱機である。
The
図2は、上記した電磁ポンプ32の構成例を示した簡略図である。
図示するように、イオン導電性液体を給送する冷却パイプ35内には、磁界発生手段を形成するコイル36と、電流発生手段を形成する電極板37a、37bとが設けてある。
FIG. 2 is a simplified diagram showing a configuration example of the
As shown in the drawing, a
コイル36は給電することによって図示矢印向きの磁界Φを発生する。
すなわち、冷却パイプ35の管軸に対して直交する方向から磁界Φがイオン導電性液体に加わる。
The
That is, the magnetic field Φ is applied to the ion conductive liquid from the direction orthogonal to the tube axis of the
また、電極板37a、37bは、直交電源38によって給電し、これら電極板37a、37b間に所定の電圧を印加する。
これより、イオン導電性液体を介して図示矢印向きの直流電流Iが流れる。
The
Thus, a direct current I in the direction of the arrow flows through the ion conductive liquid.
この結果、フレミングの左手の法則にしたがって図示矢印F方向の電磁力が発生する電磁ポンプ32となり、イオン導電性液体がこの電磁ポンプ32の電磁力によって図示矢印F方向に移動駆動される。
As a result, the
これより、液体タンク31、電磁ポンプ32、発熱体33、熱交換機34の流動経路をイオン導電性液体が循環し、発熱体33が冷却される。
Thus, the ion conductive liquid circulates through the flow path of the
図3は複数の発熱体33a、33b、33cを冷却するための冷却パイプ35a、35b、35cを並列接続した実施形態であり、このように構成する場合は、各々の冷却パイプ35a、35b、35cに上記した電磁ポンプ32a、32b、32cを設けることが好ましく、これによって電磁ポンプの能力に応じた流量のイオン導電性液体を循環させることができる。
すなわち、電磁ポンプ32a、32b、32cが小型化できるので、本実施形態のように電磁ポンプの並列接続が可能になる。
FIG. 3 shows an embodiment in which
That is, since the
図4、図5は、本発明の液体流動冷却装置を工業用のマグネトロンに実施した一実施形態を示す簡略図である。
図示する如く、この種のマグネトロン40には、陰極表面から放出された熱電子を回転運動させる2つのマグネット41、42が円筒状の陽極43の上下端部に設けられている。
4 and 5 are simplified diagrams showing an embodiment in which the liquid flow cooling device of the present invention is implemented in an industrial magnetron.
As shown in the figure, this type of
このように実施するマグネトロン40は、陽極43の外部となる2つのマグネット41、42の間にイオン導電性液体を流すように構成する。
そして、磁界を図示矢印Φのように発生させ、また、直流電源44によって給電する電極板45a、45bを2つのマグネット41、42の間に設けて電流Iが流れるようにする。
The
Then, a magnetic field is generated as shown by the arrow Φ in the figure, and
このように構成することによって、磁界Φと電流Iによってフレミングの左手の法則による電磁力が発生する電磁ポンプ46が形成される。
したがって、イオン導電性液体を電磁ポンプ46によって流動させ、マグネトロン40を冷却することができる。
With this configuration, the
Therefore, the
その他、図4、図5に示した参照符号47はマイクロ波の出力アンテナ、48はフィラメント電圧を供給するフィラメントリ−ド、49はカバ−、50はイオン導電性液体の流入パイプ、51は同液体の流出パイプを各々示す。
4 and 5,
以上、本発明の実施形態について説明したが、図7に示した従来のパソコンなどに本発明を実施する場合は、ポンプ24を上記した電磁ポンプ32、冷却液体をイオン導電性液体とすることによって上記同様に実施することができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, when the present invention is implemented in the conventional personal computer shown in FIG. 7, the
工業用のマグネトロンやパソコンのCPUなどの発熱体を冷却するための液体流動冷却装置として適用することができる。 It can be applied as a liquid flow cooling device for cooling a heating element such as an industrial magnetron or a CPU of a personal computer.
31 液体タンク
32 電磁ポンプ
33 発熱体
34 熱交換機
35 冷却パイプ
36 コイル
37a、37b 電極板
31
Claims (3)
冷却液体として設けたイオン導電性液体と、
前記イオン導電性液体の流動方向に対して直交する方向の磁界を加える磁界発生手段及び前記イオン導電性液体の流動方向と前記磁界方向に対して直交する方向に電流を加える電流発生手段からなる電磁ポンプとを備えることを特徴とする液体流動冷却装置。 In a liquid flow cooling device that cools a heating element by flowing a cooling liquid using a pump,
An ion conductive liquid provided as a cooling liquid;
Magnetic field generating means for applying a magnetic field in a direction orthogonal to the flow direction of the ionic conductive liquid, and current generating means for applying a current in a direction orthogonal to the flow direction of the ionic conductive liquid and the magnetic field direction A liquid flow cooling device comprising a pump.
少なくとも電磁ポンプ、発熱体、熱交換機、液体タンクからなる液体流動路を有することを特徴とする液体流動冷却装置。 The liquid flow cooling device according to claim 1,
A liquid flow cooling apparatus comprising a liquid flow path including at least an electromagnetic pump, a heating element, a heat exchanger, and a liquid tank.
マグネトロンが備える2つのマグネットの間にイオン導電性液体の流動路を設け、2つのマグネットによってイオン導電性液体に磁界を与えると共に、これら2つのマグネットの間には、イオン導電性液体に電流を流すための電極を配設したことを特徴とする液体流動冷却装置。
The liquid flow cooling device according to claim 1,
A flow path of the ion conductive liquid is provided between the two magnets included in the magnetron, and a magnetic field is applied to the ion conductive liquid by the two magnets, and a current is supplied to the ion conductive liquid between the two magnets. A liquid flow cooling device, characterized in that an electrode is provided.
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