JP2007184349A - Water-cooled heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノート型パソコンのCPU等の発熱体を冷却水によって冷却するための水冷式ヒートシンクに関する。 The present invention relates to a water-cooled heat sink for cooling a heating element such as a CPU of a notebook computer with cooling water.
従来、ノート型パソコンのCPU(Central
Processing Unit)から発生した熱を放出させるため、CPUに空冷式ヒートシンクを取付けるのが一般的であったが、近年におけるパソコンの性能の向上に伴い、CPUからの発熱量が増大するに連れて、空冷式ヒートシンクではCPUを十分に冷却することができなくなってきている。そこで、最近では、空冷式ヒートシンクより放熱量の大きい水冷式ヒートシンクを採用し、CPUを冷却することが行われるようになっている。
Conventional notebook computer CPU (Central
In order to release the heat generated from the Processing Unit), it was common to attach an air-cooled heat sink to the CPU. However, as the amount of heat generated from the CPU increases as the performance of personal computers has improved in recent years, An air-cooled heat sink cannot cool the CPU sufficiently. Therefore, recently, a water-cooled heat sink having a larger heat release than the air-cooled heat sink has been adopted to cool the CPU.
図6に示すように、この種の従来の水冷式ヒートシンク1には、扁平形状のタンク2が設けられている。このタンク2は、板状の受熱板3と、受熱板3に固着された盆状のタンク本体4とから構成され、受熱板3にはノート型パソコンのCPU5が密着して設置されるようになっている。また、タンク2の内部にはインナーフィン6が挿入され、タンク本体4の両端部には、タンク2の内部に連通するように、冷却水入口7及び冷却水出口8がそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 6, this type of conventional water-cooled heat sink 1 is provided with a
そして、冷却水入口7からタンク2の内部に流入した冷却水は、受熱板3を介してCPU5から発生した熱を吸収してCPU5を冷却した後、冷却水出口8から外部に流出する(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記した従来の水冷式ヒートシンク1では、タンク2内の冷却水温度が冷却水入口7付近から冷却水出口8付近に向かって次第に高くなるため、受熱板3の表面温度は、冷却水出口8側(図6のH点)で最も高くなり、全体的に不均一となる。一方、ヒートシンクでは、通常、受熱板3の表面温度が最も高くなる部分の温度が所定温度以下となるように、冷却水の流量や温度を設定する必要がある。したがって、上記した従来のヒートシンク1のように、受熱板3の表面温度が不均一となる場合には、冷却水の流量や温度を効率良く設定することできないため、ヒートシンクの経済性を高めることが難しいといった問題があった。
However, in the conventional water-cooled heat sink 1 described above, the cooling water temperature in the
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、受熱板の表面温度の均一化を図り、効率的で経済性の高い水冷式ヒートシンクを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to provide a water-cooled heat sink that is efficient and highly economical by making the surface temperature of the heat receiving plate uniform.
上記目的を達成するため、本発明は、扁平形状を成すタンクの内部を流通する冷却水により、該タンクの外面に取り付けられた発熱体を冷却するように構成された水冷式ヒートシンクであって、前記タンクの内部には、前記発熱体が密着された外面に沿うように仕切り部材が設けられ、該仕切り部材により冷却水が折り返しながら流通可能な冷却水流路が層状に形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a water-cooled heat sink configured to cool a heating element attached to the outer surface of a tank with cooling water flowing through the inside of a flat tank. A partition member is provided inside the tank so as to extend along an outer surface to which the heating element is closely attached, and a cooling water flow path through which the cooling water can flow while being folded is formed in a layered manner by the partition member. And
そして、前記仕切り部材は板状部材により形成されており、前記冷却水流路は前記発熱体側から順に第1冷却水流路と第2冷却水流路が2層に形成されており、前記第1冷却水流路に連通するように冷却水入口が設けられていると共に、前記第2冷却水流路に連通するように冷却水出口が設けられていてもよい。 The partition member is formed by a plate-like member, and the cooling water flow path is formed in two layers in order from the heating element side, the first cooling water flow path and the second cooling water flow path, and the first cooling water flow A cooling water inlet may be provided so as to communicate with the path, and a cooling water outlet may be provided so as to communicate with the second cooling water flow path.
また、前記仕切り部材はコルゲートフィンにより形成されており、前記冷却水流路は前記発熱体側から順に第1冷却水流路と第2冷却水流路が2層に形成されており、前記第1冷却水流路に連通するように冷却水入口が設けられていると共に、前記第2冷却水流路に連通するように冷却水出口が設けられていてもよい。 The partition member is formed of a corrugated fin, and the cooling water flow path is formed in two layers, a first cooling water flow path and a second cooling water flow path, in order from the heating element side, and the first cooling water flow path A cooling water inlet may be provided to communicate with the second cooling water flow path, and a cooling water outlet may be provided to communicate with the second cooling water flow path.
本発明によれば、タンクの内部に冷却水が折り返しながら流通可能な冷却水流路が層状に形成されているため、タンクの内部の仕切り部材や冷却水の温度が平均化され、発熱体が密着されるタンクの外面の表面温度が均一化される。したがって、タンクに供給する冷却水の流量や温度を効率良く経済的に設定することできるため、ヒートシンクの効率や経済性の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the cooling water flow path through which the cooling water can circulate is formed in a layered manner inside the tank, the temperature of the partition member and the cooling water inside the tank is averaged, and the heating element adheres closely The surface temperature of the outer surface of the tank to be made is made uniform. Accordingly, since the flow rate and temperature of the cooling water supplied to the tank can be set efficiently and economically, the efficiency and economic efficiency of the heat sink can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、図1及び図2を参照しつつ、本発明の第1の実施の形態に係る水冷式ヒートシンクについて説明する。ここで、図1は本実施の形態に係る水冷式ヒートシンクを示す断面図、図2はA−A矢視図である。 First, a water-cooled heat sink according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a water-cooled heat sink according to the present embodiment, and FIG.
本実施の形態に係る水冷式ヒートシンク11には、アルミニウム製で扁平形状を成すタンク12が設けられており、このタンク12は、ノート型パソコンのCPU等の発熱体(図示省略)が密着可能なように矩形板状に形成された受熱板13に、プレス加工により盆状に形成されたタンク本体14を固着することにより形成されている。そして、タンク本体14の受熱板13に対向する面15の一端部側には、冷却水入口16、冷却水出口17がそれぞれ接続されており、冷却水入口16は冷却水出口17より外側に配置されている。
The water-cooled
タンク12の内部には、受熱板13と受熱板13に対向する面15との間において、受熱板13と受熱板13に対向する面15にそれぞれ平行を成すように、アルミニウム製の仕切り板18が取り付けられている。この仕切り板18により、前記タンク12の内部には、前記発熱体側から順に第1冷却水流路19と第2冷却水流路20が2層に形成されている。また、仕切り板18の一端部には、受熱板13に対向する面15の冷却水入口16と冷却水出口17との間に掛けて、閉塞板21が取り付けられており、この閉塞板21により、仕切り板18と受熱板13に対向する面15との間の隙間が閉塞されるようになっている。これに対して、仕切り板18の他端部は、タンク本体14から離間して設けられている。
Inside the
このようにタンク12の内部に仕切り板18及び閉塞板21が設置されることにより、冷却水入口16が第1冷却水流路19に連通すると共に、冷却水出口17が第2冷却水流路20に連通し、タンク12の内部には、第1冷却水流路19から第2冷却水流路20に折り返す冷却水流通路が形成されるようになっている。
Thus, by installing the
このような構成を備えた水冷式ヒートシンク11において、冷却水入口16からタンク12の内部に流入した冷却水は、先ず、第1冷却水流路19を流通し、受熱板13を介して前記CPUから発生した熱を吸収しながら、第2冷却水流路20に折り返す。その後、冷却水は第2冷却水流路20を流通し、さらに、受熱板13からタンク本体14に伝熱した熱等を吸収した後、冷却水出口17を通って外部に流出する。この間、冷却水温度は、第1冷却水流路19では冷却水入口16から離れるに従って次第に高くなるが、冷却水が第1冷却水流路19から第2冷却水流路20に折り返すようになっているため、第2冷却水流路ではその反対に冷却水出口17に向かうに連れて高くなる。したがって、タンク12の内部の仕切り板18及び冷却水の温度は平均化され、受熱板13の表面温度は均一化される。
In the water-cooled
次に、図3〜図5を参照しつつ、本発明の第2の実施の形態に係る水冷式ヒートシンクについて説明する。ここで、図3は本実施の形態に係る水冷式ヒートシンクを示す断面図、図4はA−A矢視図、図5はB−B矢視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した第1の実施の形態と同様の構成については、図3〜図5中、図1及び図2と同一の符号を付し、それらの構成に関する詳細な説明は省略する。 Next, a water-cooled heat sink according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the water-cooled heat sink according to the present embodiment, FIG. 4 is an AA arrow view, and FIG. 5 is a BB arrow view. In the following description, for simplification of description, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 are given to the same configurations as those in the first embodiment described above, in FIGS. A detailed description of the configuration will be omitted.
本実施の形態に係る水冷式ヒートシンク31では、上記した第1の実施の形態における仕切り板18の代わりに、タンク12の内部に挿入されたインナーフィン32を利用している。また、冷却水出口17は、タンク本体14に突設されたチャンバ38を介して接続されている。
In the water-cooled
このインナーフィン32は、アルミニウム製のコルゲートフィンであり、タンク12の内部の高さに整合した高さに形成されていると共に、その両端部とタンク本体14との間にそれぞれ空間33,34が形成されるように配置されており、その一端部は冷却水入口16と冷却水出口17との間に位置している。そして、このインナーフィン32により、前記タンク12の内部には、前記発熱体側から順に第1冷却水流路35と第2冷却水流路36が2層に形成されている。また、インナーフィン32の一端部から、受熱板13に対向する面15の冷却水入口16と冷却水出口17との間に掛けて、櫛歯状の閉塞板37が取り付けられており、この閉塞板37により、インナーフィン32と受熱板13に対向する面15との間の隙間が閉塞されるようになっている。
The
このようにタンク12の内部にインナーフィン32及び閉塞板37が設置されることにより、冷却水入口16が第1冷却水流路35に連通すると共に、冷却水出口17が第2冷却水流路36に連通し、タンク12の内部には、第1冷却水流路35から第2冷却水流路36に折り返す冷却水流通路が形成されるようになっている。
Thus, by installing the
このような構成を備えた水冷式ヒートシンク31において、冷却水入口16からタンク12の内部に流入した冷却水は、先ず、第1冷却水流路35を流通し、受熱板13を介して前記CPUから発生した熱を吸収しながら、第2冷却水流路36に折り返す。その後、冷却水は第2冷却水流路36を流通し、さらに、受熱板13からタンク本体14に伝熱した熱等を吸収した後、冷却水出口17を通って外部に流出する。この間、冷却水温度は、第1冷却水流路35では冷却水入口16から離れるに従って次第に高くなるが、冷却水が第1冷却水流路35から第2冷却水流路36に折り返すようになっているため、第2冷却水流路ではその反対に冷却水出口17に向かうに連れて高くなる。したがって、タンク12の内部のインナーフィン32及び冷却水の温度は平均化され、受熱板13の表面温度は均一化される。
In the water-cooled
なお、上記各実施の形態においては、タンク12の内部に層状に冷却水流路を形成させるための仕切り部材として、仕切り板18やインナーフィン32を設けたが、これらは単なる例示に過ぎず、他の部材を使用することも可能である。
In each of the above-described embodiments, the
また、この仕切り部材を複数段に渡って設け、タンク12の内部に3層以上の冷却水流路を形成させることもできる。
Further, the partition member may be provided in a plurality of stages, and three or more cooling water flow paths may be formed inside the
さらに、本発明の水冷式ヒートシンク11,31により冷却される発熱体としては、上記したノート型パソコンのCPUの他、サイリスタや電力用コンデンサ等であってもよい。
Further, the heating element cooled by the water-cooled
11 水冷式ヒートシンク
12 タンク
16 冷却水入口
17 冷却水出口
18 仕切り板
19 第1冷却水流路
20 第2冷却水流路
31 水冷式ヒートシンク
32 インナーフィン
35 第1冷却水流路
36 第2冷却水流路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記タンクの内部には、前記発熱体が密着された外面に沿うように仕切り部材が設けられ、該仕切り部材により冷却水が折り返しながら流通可能な冷却水流路が層状に形成されていることを特徴とする水冷式ヒートシンク。 A water-cooled heat sink configured to cool a heating element attached to the outer surface of the tank with cooling water flowing through the inside of a flat tank,
A partition member is provided inside the tank so as to be along an outer surface to which the heating element is closely attached, and a cooling water flow path through which the cooling water can flow while being folded is formed in a layered manner by the partition member. A water-cooled heat sink.
The partition member is formed by a corrugated fin, and the cooling water flow path is formed in two layers in order from the heating element side, the first cooling water flow path and the second cooling water flow path, and communicates with the first cooling water flow path. The water-cooled heat sink according to claim 1, wherein a cooling water inlet is provided so that a cooling water outlet is provided so as to communicate with the second cooling water flow path.
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