JP2009281721A - Phase conversion cooler and mobile device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and lightweight phase conversion cooler of high cooling efficiency and a mobile device. <P>SOLUTION: The phase conversion cooler comprises a cooling head 2 having a first face 2a abutting on a cooled object; a first supply/discharge port 3 provided in a second face 2b; a second supply/discharge port 4 provided in a third face 2c; first piping 5 connected to the first supply/discharge port 3; a radiating part 6 placed in a radiating environment; and second piping 7 connected to the second supply/discharge port 4. The cooling head 2 is formed by resin molding, and the first face 2a of the cooling head 2 is provided with a metal plate 9. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、小型軽量で冷却効率が高い相変換冷却器及び携帯機器に関する。   The present invention relates to a phase change cooler and a portable device that are small and light and have high cooling efficiency.

コンピュータ内に設けられている部品のうち、大きな発熱を伴う部品については、自然放熱に頼らず、強制的な放熱対策が施される。例えば、CPU(中央演算処理装置)などのLSI(大規模集積回路)は、集積度が高いほど、また、処理速度が速いほど発熱が深刻となるため、放熱対策は省けない。   Among the components provided in the computer, components that generate a large amount of heat are subjected to a compulsory heat dissipation measure without depending on natural heat dissipation. For example, an LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a CPU (Central Processing Unit) generates more heat as the degree of integration increases and the processing speed increases.

このような電子部品に適用する冷却器として、相変換冷却器が知られている。   A phase conversion cooler is known as a cooler applied to such electronic components.

図7に示されるように、従来の相変換冷却器101は、冷却対象物に接する第1の面(図示裏側の正面)を有した冷却ヘッド102と、冷却ヘッド102の第1の面とは対向しない第2の面102bに設けられた第1給排口103と、冷却ヘッド102の第1の面とも第2の面102bとも対向しない第3の面102cに設けられた第2給排口104と、第1給排口103に接続された第1配管105と、第1配管105に繋がり放熱環境に置かれる放熱部106と、放熱部106に繋がり第2給排口104に接続された第2配管107とを備える。   As shown in FIG. 7, the conventional phase change cooler 101 includes a cooling head 102 having a first surface (front side on the back side in the drawing) in contact with an object to be cooled, and a first surface of the cooling head 102. The first supply / exhaust port 103 provided on the second surface 102b that does not oppose, and the second supply / exhaust port provided on the third surface 102c that does not oppose the first surface or the second surface 102b of the cooling head 102 104, a first pipe 105 connected to the first supply / exhaust port 103, a heat radiating unit 106 connected to the first pipe 105 and placed in a heat dissipation environment, and a heat radiating unit 106 connected to the second supply / exhaust port 104. 2nd piping 107 is provided.

冷却ヘッド102は、ほぼ直方体状に形成された熱伝導率の高い金属製の容器である。冷却ヘッド102の第1の面(図示裏側の正面)が冷却対象物であるLSIの放熱面に接している。   The cooling head 102 is a metal container with a high thermal conductivity formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The first surface of the cooling head 102 (the front side on the back side in the drawing) is in contact with the heat radiation surface of the LSI that is the object to be cooled.

第1給排口103に接続された第1配管105は、冷却ヘッド102の第2の面102bに直角な方向に十分に長く延ばされ放熱部106に繋がる。図示した状態では、冷却ヘッド102の第2の面102bは、冷却ヘッド102の上側に位置するので、第1配管105は上に伸びている。   The first pipe 105 connected to the first supply / discharge port 103 extends sufficiently long in a direction perpendicular to the second surface 102 b of the cooling head 102 and is connected to the heat radiating unit 106. In the state shown in the figure, the second surface 102b of the cooling head 102 is located above the cooling head 102, so that the first pipe 105 extends upward.

放熱部106は、熱伝導率の高い金属管を複数回折り返すなどして表面積を大きくしたものである。放熱部106は、冷却対象物から十分に離れた放熱環境に置かれる。放熱環境とは、放熱に適した環境のことであり、大気に触れやすい環境、大気に触れている熱伝導性の良い部材に接する環境、周囲に熱源や熱に弱い部材が無い環境などを指す。   The heat dissipating part 106 has a large surface area by, for example, turning back a plurality of metal tubes having high thermal conductivity. The heat dissipating unit 106 is placed in a heat dissipating environment sufficiently away from the object to be cooled. The heat dissipation environment is an environment suitable for heat dissipation, and refers to an environment that is easy to touch the atmosphere, an environment that is in contact with a member with good thermal conductivity that is in contact with the atmosphere, an environment that does not have a heat source or a heat-sensitive member around it, etc. .

第2給排口104に接続された第2配管107は、冷却ヘッド102の第3の面102cに直角な方向に比較的短く延ばされ、放熱部106の方向に曲げられ、第1配管105と平行に長く延ばされ放熱部106に繋がる。図示した状態では、冷却ヘッド102の第3の面102cは、冷却ヘッド102の横側に位置するので、第2配管107は、いったん横に伸びてから上に伸びている。   The second pipe 107 connected to the second supply / exhaust port 104 extends relatively short in a direction perpendicular to the third surface 102 c of the cooling head 102, is bent in the direction of the heat radiating portion 106, and is connected to the first pipe 105. Is extended to be parallel to the heat radiating portion 106. In the state shown in the drawing, the third surface 102c of the cooling head 102 is located on the lateral side of the cooling head 102, so the second pipe 107 extends laterally and then upwards.

第1配管105と放熱部106と第2配管107は、1本の連続した管で形成することができる。   The 1st piping 105, the thermal radiation part 106, and the 2nd piping 107 can be formed with one continuous pipe | tube.

相変換冷却器101は、冷却ヘッド102から第1配管105、放熱部106、第2配管107を経由して冷却ヘッド102に戻る内部空間に冷媒を収容している。   The phase conversion cooler 101 contains a refrigerant in an internal space that returns from the cooling head 102 to the cooling head 102 via the first pipe 105, the heat radiating unit 106, and the second pipe 107.

この相変換冷却器101において、冷却対象物からの熱が冷却ヘッド102に熱伝導し、その熱で冷却ヘッド102内の冷媒が気化(沸騰)して気相となる。気相となった冷媒は、冷却ヘッド102内を上昇し第1給排口103を介して第1配管105に流れ込み放熱部106に導かれる。気相の冷媒は、放熱部106で熱を奪われて、液化(凝縮)して液相となる。液相となった冷媒は、放熱部106から第2配管107を降下し第2給排口104を介して冷却ヘッド102に流れ込む。このようにして、従来の相変換冷却器101では、冷媒が冷却対象物の熱を気化熱によって奪い、放熱部106で系外(大気など)に熱を放出し、液相となって冷却ヘッド102に戻る、という冷媒の循環が繰り返される。これにより、冷却対象物は継続的に強制冷却される。   In this phase conversion cooler 101, heat from the object to be cooled is conducted to the cooling head 102, and the refrigerant in the cooling head 102 is vaporized (boiling) by that heat to become a gas phase. The refrigerant that has become a gas phase rises in the cooling head 102, flows into the first pipe 105 through the first supply / discharge port 103, and is guided to the heat radiating unit 106. The gas-phase refrigerant is deprived of heat by the heat dissipating unit 106 and is liquefied (condensed) to become a liquid phase. The refrigerant in the liquid phase descends from the heat radiating section 106 through the second pipe 107 and flows into the cooling head 102 via the second supply / exhaust port 104. In this way, in the conventional phase change cooler 101, the refrigerant takes the heat of the object to be cooled by the heat of vaporization, releases the heat to the outside of the system (such as the atmosphere) by the heat radiating unit 106, becomes a liquid phase, and becomes a cooling head The refrigerant circulation of returning to 102 is repeated. Thereby, a cooling target object is forcedly cooled continuously.

この相変換冷却器101は、冷却対象物を空冷する冷却ファンよりも小型で簡素であり、冷媒を機械的な力で押し流して循環させるポンプ機構も必要としない。   This phase conversion cooler 101 is smaller and simpler than a cooling fan that cools an object to be cooled by air, and does not require a pump mechanism that circulates the coolant by mechanical force.

相変換冷却器全体(冷却ヘッド102から、第1配管105、放熱部106、第2配管107を経由して冷却ヘッド102に戻る内部空間)における液相の比率は体積比で冷媒総量の20〜30%である。冷却ヘッド102内においても、冷媒が気相と液相に適宜な比率で存在している。   The ratio of the liquid phase in the entire phase conversion cooler (the internal space returning from the cooling head 102 to the cooling head 102 via the first pipe 105, the heat radiating portion 106, and the second pipe 107) is 20 to 20% of the total refrigerant amount. 30%. Also in the cooling head 102, the refrigerant exists in an appropriate ratio between the gas phase and the liquid phase.

液相の冷媒は、冷却ヘッド102の下に溜まり、液面sが第2給排口104を越えている。気相の冷媒は、液面sよりも上部の空間を占めている。第1給排口103はその空間の上にある。よって、気化によって体積を増した気相の冷媒は第1配管105に容易に流れ込み、かつ、第1配管105にしか流れ込まない。また、放熱部106で液相となった冷媒は重力に従って第2配管107に流れ落ち冷却ヘッド102に戻る。これにより、気相の冷媒が冷却ヘッド102から上昇して放熱部106に流れ込み、液相の冷媒が放熱部106から下降して冷却ヘッド102に流れ込むという冷媒の循環を促進・円滑化させている。   The liquid refrigerant accumulates under the cooling head 102, and the liquid level s exceeds the second supply / discharge port 104. The gas-phase refrigerant occupies a space above the liquid level s. The first supply / discharge port 103 is above the space. Therefore, the gas-phase refrigerant whose volume is increased by vaporization easily flows into the first pipe 105 and flows only into the first pipe 105. In addition, the refrigerant that has become a liquid phase in the heat radiating unit 106 flows into the second pipe 107 according to gravity and returns to the cooling head 102. This facilitates and smoothes the circulation of the refrigerant in which the gas-phase refrigerant rises from the cooling head 102 and flows into the heat radiating unit 106, and the liquid-phase refrigerant descends from the heat radiating unit 106 and flows into the cooling head 102. .

特開2004−85186号公報JP 2004-85186 A 特開平7−142886号公報JP-A-7-142886 特開2006−125718号公報JP 2006-125718 A

ところで、従来の相変換冷却器101は、デスクトップ型のパソコンなどに搭載されていた。しかし、この相変換冷却器101を携帯電話機やノートパソコンなどの携帯機器(モバイル機器)に搭載しようとすると、問題が生じる。   Incidentally, the conventional phase change cooler 101 is mounted on a desktop personal computer or the like. However, if this phase change cooler 101 is to be mounted on a mobile device (mobile device) such as a mobile phone or a notebook computer, a problem arises.

モバイル機器は、デスクトップ型のパソコンのような定置式の機器よりも筐体が小さく、内部スペースが狭いため、モバイル機器に搭載する相変換冷却器は、従来よりも小型化、薄型化が必要となるからである。   Mobile devices have a smaller housing and smaller internal space than stationary devices such as desktop computers, so the phase-conversion cooler installed in mobile devices needs to be smaller and thinner than before. Because it becomes.

従来の相変換冷却器101は、冷却対象物との熱交換効率を向上する目的で、冷却ヘッド102が全体的に金属で構成されている。同時に冷却ヘッド102は、冷媒を収容する容器でもあるため、中空構造であってしかも密閉構造にする必要がある。具体的には、冷却ヘッド102は、いわゆる板金ものとして、金属板材を立体的に組み合わせ、合わせ目を溶接で閉じて形成される。   In the conventional phase change cooler 101, the cooling head 102 is entirely made of metal for the purpose of improving the efficiency of heat exchange with the object to be cooled. At the same time, since the cooling head 102 is also a container for storing a refrigerant, it needs to have a hollow structure and a sealed structure. Specifically, the cooling head 102 is formed as a so-called sheet metal by three-dimensionally combining metal plate materials and closing the joint by welding.

溶接によって密閉性よく接合するには、金属板材が所定以上の厚さを持たなければならない。なぜなら、薄い金属板材を溶接しようとすると、形が歪んだり孔ができてしまうからである。このため、従来の相変換冷却器は、冷却ヘッドの金属板材が厚い。具体的には、厚さは1mm程度である。一般に銅板は厚さ0.5mm以上が溶接に耐えられる限界である。このために冷却ヘッド102の外形寸法が大きくなる。冷媒を収容する空間を確保しつつ冷却ヘッド102を小型化するには、金属板材の厚さを薄くできないことが障害となる。   In order to join with good hermeticity by welding, the metal plate material must have a predetermined thickness or more. This is because, if a thin metal plate is to be welded, the shape is distorted or a hole is formed. For this reason, the conventional phase change cooler has a thick metal plate for the cooling head. Specifically, the thickness is about 1 mm. In general, the thickness of a copper plate of 0.5 mm or more is the limit that can withstand welding. For this reason, the external dimension of the cooling head 102 becomes large. In order to reduce the size of the cooling head 102 while securing a space for accommodating the refrigerant, it is an obstacle that the thickness of the metal plate cannot be reduced.

また、金属板材を立体的に組み合わせると、合わせ目が多数生じる。図7に示すように冷却ヘッド102をほぼ直方体状とするには、6枚の金属板材を組み合わせ、12箇所の稜線を溶接で閉じることになる。さらに、給排口103、104は金属板材に空けた穴である。その給排口103、104に第1配管105、第2配管107となる金属管を継ぐので、ここも溶接箇所となる。このように、冷却ヘッド102を金属板材で形成すると、溶接箇所が多く、加工コストが高くなる。   Further, when the metal plate materials are combined three-dimensionally, many seams are generated. As shown in FIG. 7, in order to make the cooling head 102 into a substantially rectangular parallelepiped shape, six metal plate materials are combined and 12 ridge lines are closed by welding. Further, the supply / discharge ports 103 and 104 are holes formed in a metal plate material. Since the metal pipe used as the 1st piping 105 and the 2nd piping 107 is connected to the supply / discharge port 103,104, this also becomes a welding location. Thus, when the cooling head 102 is formed of a metal plate material, there are many welding locations, and the processing cost is increased.

さらに、従来の相変換冷却器101は、前述の通り金属板材が厚いこと、溶接箇所が多いことなどから重量が重くなる。軽量であることが商品価値の重要な要因であるモバイル機器にとって、重量が重いことは欠点となる。   Furthermore, the conventional phase change cooler 101 is heavy because the metal plate is thick as described above, and there are many welds. Heavy weight is a disadvantage for mobile devices where light weight is an important factor in commercial value.

また、冷却ヘッド102が全面的に金属であると、冷却対象物から冷却ヘッド102の第1の面に熱伝導した熱が熱伝導によって冷却ヘッド102の他の面に拡散する。このように熱が拡散することは、冷却対象物の冷却に寄与するにはするが、相変換冷却の観点からすると好ましくない。なぜなら、冷却対象物から冷媒に伝わる熱が少なくなり、気化する冷媒の量が減り、相変換冷却の効率が落ちるからである。そして、熱伝導により冷却ヘッド102の全体に拡散した熱がその周囲の雰囲気に熱伝導することにより、冷却対象物の周辺に熱気がこもる。   If the cooling head 102 is entirely made of metal, the heat conducted from the object to be cooled to the first surface of the cooling head 102 diffuses to the other surface of the cooling head 102 by heat conduction. Such diffusion of heat contributes to cooling of the object to be cooled, but is not preferable from the viewpoint of phase conversion cooling. This is because the amount of heat transferred from the object to be cooled to the refrigerant is reduced, the amount of refrigerant to be vaporized is reduced, and the efficiency of phase conversion cooling is reduced. Then, heat diffused throughout the cooling head 102 due to heat conduction is conducted to the surrounding atmosphere, so that hot air is trapped around the object to be cooled.

また、冷却ヘッド102は鋳物で作ることもできる。しかし、金属は、溶融した状態でも粘度が高いため、冷却ヘッド102を鋳物で作っても、冷却ヘッド102の金属材の厚さを薄くすることはできない。したがって、上記した壁の厚さ、重量、熱伝導などの問題は、鋳物で作ることでは解決されない。   The cooling head 102 can also be made of a casting. However, since the metal has a high viscosity even in a molten state, even if the cooling head 102 is made of a casting, the thickness of the metal material of the cooling head 102 cannot be reduced. Therefore, the above-mentioned problems such as wall thickness, weight, and heat conduction cannot be solved by casting.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型軽量で冷却効率が高い相変換冷却器を提供することにある。   Then, the objective of this invention is providing the phase change cooler which solves the said subject, is small and lightweight, and has high cooling efficiency.

上記目的を達成するために本発明は、冷却対象物に接する第1の面を有した冷却ヘッドと、該冷却ヘッドの上記第1の面とは対向しない第2の面に設けられた第1給排口と、上記冷却ヘッドの上記第1の面とも上記第2の面とも対向しない第3の面に設けられた第2給排口と、上記第1給排口に接続された第1配管と、該第1配管に繋がり放熱環境に置かれる放熱部と、該放熱部に繋がり上記第2給排口に接続された第2配管とを備え、上記冷却ヘッドが樹脂成形により形成され、上記冷却ヘッドの上記第1の面に金属板を有するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling head having a first surface in contact with an object to be cooled, and a first surface provided on a second surface that does not face the first surface of the cooling head. A first supply / exhaust port, a second supply / exhaust port provided on a third surface of the cooling head that does not oppose the first surface and the second surface, and a first connected to the first supply / exhaust port A pipe, a heat radiating part connected to the first pipe and placed in a heat radiating environment, and a second pipe connected to the heat radiating part and connected to the second supply / exhaust port, and the cooling head is formed by resin molding, A metal plate is provided on the first surface of the cooling head.

上記冷却ヘッドの複数の面に金属板を有してもよい。   You may have a metal plate in the several surface of the said cooling head.

上記冷却ヘッドの複数の面の金属板は、互いに接していてもよい。   The metal plates on the plurality of surfaces of the cooling head may be in contact with each other.

上記冷却ヘッドの複数の面の金属板のうち、上記第1の面以外に設けられた金属板は、上記冷却ヘッドの内面に設けられていてもよい。   Of the metal plates on the plurality of surfaces of the cooling head, the metal plate provided other than the first surface may be provided on the inner surface of the cooling head.

上記冷却ヘッドの第1の面の樹脂に開口が形成され、この開口を覆うように金属板が設けられていてもよい。   An opening may be formed in the resin on the first surface of the cooling head, and a metal plate may be provided to cover the opening.

上記金属板に突起部が形成されていてもよい。   A protrusion may be formed on the metal plate.

上記金属板は、インサート成型により上記冷却ヘッドに設けられてもよい。   The metal plate may be provided on the cooling head by insert molding.

上記第2配管は、上記第1配管側に傾斜した傾斜部を有してもよい。   The second pipe may have an inclined portion inclined toward the first pipe side.

また、上記冷却ヘッドの第1の面が上記冷却ヘッドの下側に位置する姿勢において、上記第1給排口と上記第2給排口の上下方向の高さが異なっていてもよい。   Further, in the posture in which the first surface of the cooling head is located below the cooling head, the vertical heights of the first supply / discharge port and the second supply / discharge port may be different.

また、本発明の携帯機器は、上記相変換冷却器を搭載したものである。   The portable device of the present invention is equipped with the phase change cooler.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

(1)小型軽量で冷却効率が高い。   (1) Compact and lightweight with high cooling efficiency.

本発明の一実施形態を示す相変換冷却器の冷却ヘッドの図であり、(a)は第2、第3、第6の面を見た斜視透視図、(b)は第1、第4、第5の面を見た斜視図、(c)は第1の面を下にした断面図である。It is a figure of the cooling head of the phase change cooler which shows one embodiment of the present invention, (a) is a perspective perspective view which looked at the 2nd, 3rd, and 6th surface, and (b) is the 1st, 4th. The perspective view which looked at the 5th surface, (c) is sectional drawing which made the 1st surface down. インサート成型を説明する図であり、(a)は金属板の組み立て斜視図、(b)は樹脂射出成型後の冷却ヘッドの斜視透視図である。It is a figure explaining insert molding, (a) is an assembly perspective view of a metal plate, (b) is a perspective perspective view of the cooling head after resin injection molding. (a)は正立姿勢、(b)は右傾姿勢、(c)は左傾姿勢における図1の相変換冷却器の正面図である。(A) is an erect posture, (b) is a right tilt posture, and (c) is a front view of the phase conversion cooler of FIG. 1 in a left tilt posture. 図1の相変換冷却器の配管接続を示す図である。It is a figure which shows the piping connection of the phase change cooler of FIG. 本発明の一実施形態を示す相変換冷却器の水平姿勢における斜視図である。It is a perspective view in the horizontal attitude | position of the phase change cooler which shows one Embodiment of this invention. (a)は本発明の相変換冷却器を搭載した携帯電話機の斜視図、(b)は同携帯電話機の側断面図である。(A) is a perspective view of a mobile phone equipped with the phase change cooler of the present invention, and (b) is a side sectional view of the mobile phone. 従来の相変換冷却器の正立姿勢における正面図である。It is a front view in the erect posture of the conventional phase change cooler.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図3(a)〜図3(c)に示されるように、本発明に係る相変換冷却器1は、冷却対象物に接する第1の面2a(図1、図5参照)を有した冷却ヘッド2と、冷却ヘッド2の第1の面2aとは対向しない第2の面2bに設けられた第1給排口3と、冷却ヘッド2の第1の面2aとも第2の面2bとも対向しない第3の面2cに設けられた第2給排口4と、第1給排口3に接続された第1配管5と、第1配管5に繋がり放熱環境に置かれる放熱部6と、放熱部6に繋がり第2給排口4に接続された第2配管7とを備える。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the phase change cooler 1 according to the present invention has a first surface 2a (see FIGS. 1 and 5) in contact with an object to be cooled. The head 2 and the first supply / exhaust port 3 provided on the second surface 2b that does not face the first surface 2a of the cooling head 2, and both the first surface 2a and the second surface 2b of the cooling head 2 A second supply / exhaust port 4 provided on the non-opposing third surface 2c, a first pipe 5 connected to the first supply / exhaust port 3, and a heat dissipating part 6 connected to the first pipe 5 and placed in a heat dissipating environment; And a second pipe 7 connected to the heat radiating section 6 and connected to the second supply / exhaust port 4.

相変換冷却器1は、冷却ヘッド2から第1配管5、放熱部6、第2配管7を経由して冷却ヘッド2に戻る内部空間に液相が例えば20%以上を占めるように冷媒が収容される。相変換冷却器1は、冷却ヘッド2の第3の面2cが冷却ヘッド2の下側に位置する姿勢において冷媒の液面sが第3の面2cより上に位置する(図3参照)。具体的には、第2配管7に、第1配管5に対して傾斜した傾斜部8が形成されていることにより、冷媒の液面sが第3の面2cより上に保持されている。   The phase conversion cooler 1 contains refrigerant so that the liquid phase occupies, for example, 20% or more in the internal space returning from the cooling head 2 to the cooling head 2 via the first pipe 5, the heat radiating unit 6, and the second pipe 7. Is done. In the phase conversion cooler 1, the coolant level s is positioned above the third surface 2c in a posture in which the third surface 2c of the cooling head 2 is positioned below the cooling head 2 (see FIG. 3). Specifically, the second pipe 7 is formed with an inclined portion 8 that is inclined with respect to the first pipe 5, whereby the liquid level s of the refrigerant is held above the third surface 2 c.

図1(a)〜図1(c)に詳しく示すように、本発明においては、冷却ヘッド2は、樹脂成形により外形がほぼ直方体状で内部にほぼ直方体状の空間が形成された容器である。冷却ヘッド2は、エンジニアリングプラスチックからなる。   As shown in detail in FIG. 1A to FIG. 1C, in the present invention, the cooling head 2 is a container in which the outer shape is a substantially rectangular parallelepiped shape and a substantially rectangular parallelepiped space is formed inside by resin molding. . The cooling head 2 is made of engineering plastic.

冷却ヘッド2の第1の面2aが冷却対象物(例えば、LSI)の放熱面に接する受熱面である。本発明においては、冷却ヘッド2の少なくとも受熱面である第1の面2aに金属板9を有する。この実施形態では、冷却ヘッド2は、第1の面2aのほかに、第2の面2b、第3の面2c、第2の面2bに対向する第4の面2d、第3の面2cに対向する第5の面2eに金属板9を有する。第2の面2b、第3の面2cに設ける金属板9には、第1給排口3、第2給排口4に臨む穴をあけておく。   The first surface 2a of the cooling head 2 is a heat receiving surface in contact with the heat radiating surface of the object to be cooled (for example, LSI). In the present invention, the metal plate 9 is provided on the first surface 2 a which is at least the heat receiving surface of the cooling head 2. In this embodiment, the cooling head 2 includes, in addition to the first surface 2a, the second surface 2b, the third surface 2c, the fourth surface 2d facing the second surface 2b, and the third surface 2c. The metal plate 9 is provided on the fifth surface 2e facing the surface. Holes facing the first supply / exhaust port 3 and the second supply / exhaust port 4 are formed in the metal plate 9 provided on the second surface 2b and the third surface 2c.

金属板9は、厚さ0.1mmの銅板である。各面の金属板9は互いに接するように設けるが、金属板9同士を溶接する必要はない。金属板9は、冷却ヘッド2を形成する際に、インサート成型により冷却ヘッド2に設けられる。   The metal plate 9 is a copper plate having a thickness of 0.1 mm. Although the metal plates 9 on each surface are provided so as to be in contact with each other, it is not necessary to weld the metal plates 9 together. When the cooling head 2 is formed, the metal plate 9 is provided on the cooling head 2 by insert molding.

金属板9は、形状ごとに順次プレスして加工する順送プレス加工で板金部品を加工する方法により形成される。このようにして加工された金属板9を金型にセッティングし、金型の中に液状の樹脂を圧力を加えて射出する樹脂射出成型(インサート成型)により、冷却ヘッド2が形成される。ここで、金属板9には、図2に示されるように、突起部9aが設けられている。金属板9に突起部9aを設けることにより、樹脂との一体性を高めることができ、金属板9が樹脂から脱落するのを防止することができる。   The metal plate 9 is formed by a method of processing a sheet metal part by progressive press processing that sequentially presses and processes each shape. The cooling head 2 is formed by resin injection molding (insert molding) in which the metal plate 9 thus processed is set in a mold and a liquid resin is injected into the mold by applying pressure. Here, as shown in FIG. 2, the metal plate 9 is provided with a protrusion 9a. By providing the protrusion 9a on the metal plate 9, the integrity with the resin can be enhanced, and the metal plate 9 can be prevented from falling off the resin.

金属板9は、冷却ヘッド2の内面又は外面に設けることができる。図1(c)に示すように、本実施形態では、金属板9は、冷却ヘッド2の内面に設けられている。ただし、冷却ヘッド2の第1の面2aの樹脂には開口が形成されており、金属板9は、この開口を覆うように冷却ヘッド2の内面に設けられている。このため、金属板9は冷却対象物の放熱面に接することができる。なお、第1の面2aの金属板9は、冷却ヘッド2の外面に冷却ヘッド2の樹脂の開口を覆うように設けることもできる。   The metal plate 9 can be provided on the inner surface or the outer surface of the cooling head 2. As shown in FIG. 1C, in the present embodiment, the metal plate 9 is provided on the inner surface of the cooling head 2. However, an opening is formed in the resin of the first surface 2a of the cooling head 2, and the metal plate 9 is provided on the inner surface of the cooling head 2 so as to cover the opening. For this reason, the metal plate 9 can contact the heat radiating surface of the object to be cooled. The metal plate 9 on the first surface 2 a can also be provided on the outer surface of the cooling head 2 so as to cover the resin opening of the cooling head 2.

第1給排口3は、冷却ヘッド2に一体成型により樹脂で形成される。第1給排口3は、冷却ヘッド2の内部と外部とを連通するようにした中空円筒状の突起であり、第1配管5に嵌合する寸法に形成される。   The first supply / discharge port 3 is formed of resin by integral molding with the cooling head 2. The first supply / exhaust port 3 is a hollow cylindrical projection that allows the inside and outside of the cooling head 2 to communicate with each other, and is formed with a size that fits into the first pipe 5.

図3(a)に示されるように、第1給排口3に接続された第1配管5は、冷却ヘッド2の第2の面2bに直角な方向に十分に長く延ばされ放熱部6に繋がる。図示した状態では、冷却ヘッド2の第2の面2bは、冷却ヘッド2の上側に位置するので、第1配管5は上に伸びている。   As shown in FIG. 3 (a), the first pipe 5 connected to the first supply / exhaust port 3 is extended sufficiently long in a direction perpendicular to the second surface 2 b of the cooling head 2, and the heat radiating section 6. It leads to. In the illustrated state, the second surface 2b of the cooling head 2 is positioned above the cooling head 2, so that the first pipe 5 extends upward.

放熱部6は、熱伝導率の高い金属管を複数回折り返すなどして表面積を大きくしたものである。放熱部6は、冷却対象物から十分に離れた放熱環境に置かれる。放熱環境とは、放熱に適した環境のことであり、大気に触れやすい環境、大気に触れている熱伝導性の良い部材に接する環境、周囲に熱源や熱に弱い部材が無い環境などを挿す。   The heat dissipating part 6 has a large surface area by, for example, turning back a plurality of metal tubes having high thermal conductivity. The heat dissipating unit 6 is placed in a heat dissipating environment sufficiently away from the object to be cooled. The heat dissipation environment is an environment suitable for heat dissipation. Insert an environment that is easy to touch the atmosphere, an environment that touches a member with good thermal conductivity that touches the atmosphere, or an environment that does not have a heat source or heat-sensitive member around it. .

第2給排口4は、冷却ヘッド2に一体成型により樹脂で形成される。第2給排口4は、冷却ヘッド2の内部と外部とを連通するようにした中空円筒状の突起であり、第2配管7に嵌合する寸法に形成される。   The second supply / discharge port 4 is formed of resin by integral molding with the cooling head 2. The second supply / exhaust port 4 is a hollow cylindrical projection that allows the inside and outside of the cooling head 2 to communicate with each other, and is formed to have a size that fits into the second pipe 7.

なお、図4に示されるように、第2給排口4は、第2配管7に継ぎ手10を介して接続されることもできる。また、図示されていないが、第1給排口3も同様に、第1配管5に継ぎ手10を介して接続されることもできる。   As shown in FIG. 4, the second supply / exhaust port 4 can also be connected to the second pipe 7 via a joint 10. Moreover, although not shown in figure, the 1st supply / exhaust port 3 can also be similarly connected to the 1st piping 5 via the joint 10. FIG.

図3(a)に示されるように、第2配管7は、冷却ヘッド2の第3の面2cに直角な方向に従来よりも短く延ばされ、放熱部6の方向に曲げられ、冷却ヘッド2の第2の面2bの辺りから第1配管5に対して近付く方向に傾斜して長く延ばされ放熱部6に繋がる。図示した状態では、冷却ヘッド2の第3の面2cは、冷却ヘッド2の横側に位置するので、第2配管7は、少し横に伸び、少し上に伸びてから、大部分を占める傾斜部8が斜めに伸びている。   As shown in FIG. 3A, the second pipe 7 is extended in a direction perpendicular to the third surface 2c of the cooling head 2 shorter than the conventional one, bent in the direction of the heat radiating portion 6, and the cooling head. The second long surface 2 b is inclined and extended in a direction approaching the first pipe 5 from the vicinity of the second surface 2 b, and is connected to the heat radiating unit 6. In the state shown in the figure, the third surface 2c of the cooling head 2 is located on the side of the cooling head 2, so that the second pipe 7 extends slightly laterally and slightly upwards, and then occupies most of the inclination. The part 8 extends diagonally.

従来の相変換冷却器101では、給排口103、104に第1配管105、第2配管107となる金属管を継ぐために溶接を必要とした。しかし、溶接するためには、第1配管105、第2配管107は、第2の面2b、第3の面2cから十分な長さが必要だった。一方、本発明では、冷却ヘッド2が樹脂成形により形成されているため、第1給排口3、第2給排口4を冷却ヘッド2から突きだした形状に形成することができる。第2給排口4は、第2配管7(または、継ぎ手10)に嵌合する寸法に形成されているため、第3の面2cの直角な方向に延びる第2配管7の長さは、第2給排口4と嵌合するだけあれば良い。このため、第3の面2cの直角な方向に延びる第2配管7の長さを従来の第2配管7より短くすることができる。したがって、本発明では、相変換冷却器1の一層の小型化が実現される。   In the conventional phase conversion cooler 101, welding is required to connect the metal pipes serving as the first pipe 105 and the second pipe 107 to the supply / discharge ports 103 and 104. However, in order to weld, the 1st piping 105 and the 2nd piping 107 needed sufficient length from the 2nd surface 2b and the 3rd surface 2c. On the other hand, in the present invention, since the cooling head 2 is formed by resin molding, the first supply / discharge port 3 and the second supply / discharge port 4 can be formed in a shape protruding from the cooling head 2. Since the second supply / exhaust port 4 is formed in a size that fits into the second pipe 7 (or the joint 10), the length of the second pipe 7 extending in the direction perpendicular to the third surface 2c is: It only needs to be fitted to the second supply / discharge port 4. For this reason, the length of the second pipe 7 extending in the direction perpendicular to the third surface 2 c can be made shorter than that of the conventional second pipe 7. Therefore, in the present invention, further miniaturization of the phase conversion cooler 1 is realized.

図3を用いて本発明の相変換冷却器の冷却動作を説明する。   The cooling operation of the phase change cooler of the present invention will be described with reference to FIG.

図3(a)は、本発明の相変換冷却器1を携帯電話機に搭載し、当該携帯電話機が正立姿勢にあるときの状態を示している。ここで、正立姿勢とは、携帯電話機の使用者が立って通話しているときの携帯電話機の姿勢を意味している。相変換冷却器1は、冷却ヘッド2の第2の面2bが冷却ヘッド2の上側に位置する姿勢である。このとき、第2給排口4より上に冷媒の液面sが位置する。   FIG. 3A shows a state where the phase change cooler 1 of the present invention is mounted on a mobile phone and the mobile phone is in an upright posture. Here, the upright posture means the posture of the mobile phone when the user of the mobile phone is standing and talking. The phase conversion cooler 1 is in a posture in which the second surface 2 b of the cooling head 2 is positioned above the cooling head 2. At this time, the coolant level s is located above the second supply / discharge port 4.

この相変換冷却器1において、冷却対象物からの熱が冷却ヘッド2に熱伝導し、その熱で冷却ヘッド内の冷媒が気化(沸騰)して気相となる。気相となった冷媒は、冷却ヘッド2内を上昇し第1給排口3を介して第1配管5に流れ込み放熱部6に導かれる。気相の冷媒は、放熱部6で熱を奪われて、液化(凝縮)して液相となる。液相となった冷媒は、放熱部6から第2配管7を降下し第2給排口4を介して冷却ヘッド2に流れ込む。このようにして、本発明の相変換冷却器1では、冷媒が冷却対象物の熱を気化熱によって奪い、放熱部で系外(大気など)に熱を放出し、液相となって冷却ヘッド2に戻る、という冷媒の循環が繰り返される。これにより、冷却対象物は継続的に強制冷却される。   In this phase conversion cooler 1, heat from the object to be cooled is conducted to the cooling head 2, and the refrigerant in the cooling head is vaporized (boils) by that heat to become a gas phase. The refrigerant that has become a gas phase rises in the cooling head 2, flows into the first pipe 5 through the first supply / discharge port 3, and is guided to the heat radiating unit 6. The gas-phase refrigerant is deprived of heat by the heat dissipating unit 6 and is liquefied (condensed) to become a liquid phase. The refrigerant in the liquid phase descends from the heat radiating section 6 through the second pipe 7 and flows into the cooling head 2 through the second supply / exhaust port 4. In this way, in the phase conversion cooler 1 of the present invention, the refrigerant takes the heat of the object to be cooled by the heat of vaporization, releases the heat to the outside of the system (such as the atmosphere) at the heat radiating portion, and becomes a liquid phase to form a cooling head The refrigerant circulation of returning to 2 is repeated. Thereby, a cooling target object is forcedly cooled continuously.

使用者が仰向けに寝て右耳に携帯電話機をあてがうと、携帯電話機は右傾姿勢となる。携帯電話機が右傾姿勢のとき、相変換冷却器1は、図3(b)に示されるように、第1配管5が冷却ヘッド2の比較的下側の位置で横向き、第2配管7が冷却ヘッド2の上側の面から上向きとなる。第2給排口4が液面sの上に位置し、第1給排口3が液面sの下に位置する。このとき、冷媒の循環経路は図3(a)の逆向きとなるが、冷媒の循環が円滑に繰り返されることには変わりない。   When the user sleeps on his back and puts the mobile phone on the right ear, the mobile phone is tilted to the right. When the mobile phone is tilted to the right, the phase conversion cooler 1 is configured such that the first pipe 5 faces sideways at a relatively lower position of the cooling head 2 and the second pipe 7 cools, as shown in FIG. It faces upward from the upper surface of the head 2. The second supply / discharge port 4 is positioned above the liquid level s, and the first supply / discharge port 3 is positioned below the liquid level s. At this time, the circulation path of the refrigerant is in the reverse direction of FIG. 3A, but the refrigerant circulation is smoothly repeated.

このように、冷却ヘッド2の第3の面2cが冷却ヘッド2の上側に位置する姿勢においては、第1給排口3より上に冷媒の液面sが位置する。冷却ヘッド2内に液相の冷媒が存在することにより、受熱面を介して冷却対象物を相変換冷却することができる。   Thus, in the posture in which the third surface 2 c of the cooling head 2 is positioned above the cooling head 2, the coolant level s is positioned above the first supply / discharge port 3. Since the liquid-phase refrigerant is present in the cooling head 2, the object to be cooled can be subjected to phase conversion cooling via the heat receiving surface.

使用者が仰向けに寝て左耳に携帯電話機をあてがうと、携帯電話機は左傾姿勢となる。携帯電話機が左傾姿勢のとき、相変換冷却器1は、図3(c)に示されるように、第1配管5が冷却ヘッド2の比較的上側の位置で横向き、第2配管7が冷却ヘッド2の下側の面から下向きとなる。第2配管7は下向きに少し伸びてから横に曲げられ、少し横に伸びてから斜め上向きに傾斜して放熱部6に至る。傾斜部8を設けることにより、第2配管7の長さが短くなることに加え、冷却ヘッド2の第3の面2cより下に位置する第2配管7の長さが短くなる。これにより、冷媒が充満している第2配管7の長さが図7の従来技術に比べて短くなるため、液面sは冷却ヘッド2の第3の面2cよりも上に位置するようになる。   When the user sleeps on his back and puts the mobile phone on the left ear, the mobile phone is tilted to the left. When the mobile phone is tilted to the left, as shown in FIG. 3 (c), the phase conversion cooler 1 has the first pipe 5 facing sideways at a relatively upper position of the cooling head 2, and the second pipe 7 being the cooling head. 2 downward from the lower surface. The second pipe 7 extends a little downward and then bends sideways. After extending a little laterally, the second pipe 7 is inclined obliquely upward and reaches the heat radiating section 6. By providing the inclined portion 8, the length of the second pipe 7 is shortened, and the length of the second pipe 7 positioned below the third surface 2 c of the cooling head 2 is shortened. As a result, the length of the second pipe 7 filled with the refrigerant becomes shorter than that of the prior art of FIG. 7, so that the liquid level s is positioned above the third surface 2 c of the cooling head 2. Become.

このように、本発明の相変換冷却器1では、冷却ヘッド2の第3の面2cが冷却ヘッド2の下側に位置する姿勢においては、第3の面2cより上に冷媒の液面sが位置する。したがって、冷却ヘッド2内に液相の冷媒が存在することにより、受熱面を介して冷却対象物を相変換冷却することができる。また、第1給排口3が液面sの上に位置し、第2給排口4が液面sの下に位置するので、図3(a)と同じ冷媒の循環経路で、冷媒の循環が円滑に繰り返される。   Thus, in the phase conversion cooler 1 of the present invention, in the posture in which the third surface 2c of the cooling head 2 is positioned below the cooling head 2, the liquid level s of the refrigerant is higher than the third surface 2c. Is located. Therefore, when the liquid-phase refrigerant is present in the cooling head 2, the object to be cooled can be subjected to phase conversion cooling via the heat receiving surface. Further, since the first supply / discharge port 3 is positioned above the liquid level s and the second supply / discharge port 4 is positioned below the liquid level s, the refrigerant circulation path is the same as that in FIG. Circulation is repeated smoothly.

次に、本発明の相変換冷却器の効果を説明する。   Next, the effect of the phase change cooler of the present invention will be described.

本発明の相変換冷却器の効果は、小型軽量化、製造簡易化、冷却効率向上にある。   The effects of the phase change cooler of the present invention are to reduce the size and weight, simplify the manufacturing, and improve the cooling efficiency.

まず、小型軽量化について述べると、本発明では、冷却ヘッド2が樹脂成形により形成されている。従来の冷却ヘッド102のように金属板材を立体的に組み合わせて合わせ目を溶接で閉じて形成すると、金属板材に厚みが必要であるため小型化が困難であったが、本発明では樹脂成形であるため、冷却ヘッド2の壁厚を薄くすることができ、その結果、冷却ヘッド2が小型化される。また、冷却ヘッド2を構成する主な材料が金属から樹脂になったことで、軽量化も達成される。従来の金属板材が厚さ1mmであったのに対し、本発明で用いる金属板9は厚さ0.3mm以下(上記実施形態では、0.1mm)とすることができるため、金属板9の重さは問題にならない。   First, in terms of reduction in size and weight, in the present invention, the cooling head 2 is formed by resin molding. When a metal plate material is three-dimensionally combined and the seam is closed by welding like the conventional cooling head 102, it is difficult to reduce the size because the metal plate material requires a thickness. Therefore, the wall thickness of the cooling head 2 can be reduced, and as a result, the cooling head 2 is reduced in size. Further, since the main material constituting the cooling head 2 is changed from metal to resin, weight reduction is also achieved. Whereas the conventional metal plate material has a thickness of 1 mm, the metal plate 9 used in the present invention can have a thickness of 0.3 mm or less (0.1 mm in the above embodiment). Weight doesn't matter.

さらに、冷却ヘッド2を構成する主な材料が金属から樹脂になったことで、加工コストも低減される。   Furthermore, since the main material constituting the cooling head 2 is changed from metal to resin, the processing cost is also reduced.

次に、製造簡易化について述べると、本発明では、冷却ヘッド2が樹脂成形により形成されている。従来の冷却ヘッド102のように金属板材を立体的に組み合わせて合わせ目を溶接で閉じて形成すると、密閉を図るため全ての稜線を溶接すると共に、給排口103、104に第1配管105、第2配管107となる金属管を継ぐためにも溶接を必要とした。本発明では、樹脂成形であるため、溶接工数が全て削減される。また、冷却ヘッド2が樹脂成形により形成されているので、第1給排口3、第2給排口4を冷却ヘッド2から突きだした形状に形成することができ、第1配管5、第2配管7(又は継ぎ手10)の接続が容易である。   Next, manufacturing simplification will be described. In the present invention, the cooling head 2 is formed by resin molding. When a metal plate is combined in a three-dimensional manner like the conventional cooling head 102 and the seam is closed and formed, all the ridge lines are welded for sealing, and the first piping 105, Welding was also required to connect the metal pipe to be the second pipe 107. In the present invention, since it is resin molding, all the welding man-hours are reduced. Further, since the cooling head 2 is formed by resin molding, the first supply / discharge port 3 and the second supply / discharge port 4 can be formed in a shape protruding from the cooling head 2, and the first pipe 5, The pipe 7 (or the joint 10) can be easily connected.

冷却効率向上については、本発明では、冷却ヘッド2の少なくとも受熱面である第1の面2aに金属板9を有する。金属板9が冷却ヘッド2の内面に設けられる場合、金属板9が冷媒に接することにより、冷却ヘッド2から冷媒への熱伝導が促進される。一方、金属板9が冷却ヘッド2の外面に設けられる場合、金属板9が冷却対象物に直接接することにより、冷却対象物から冷却ヘッド2への熱伝導が促進される。さらに、図1(a)〜図1(c)で説明したように、金属板9が、第1の面2aに形成された冷却ヘッド2の樹脂の開口を覆うように、冷却ヘッド2の内面又は外面に設けられる場合は、冷却対象物から冷却ヘッド2への熱伝導が促進されると共に、冷却ヘッド2から冷媒への熱伝導が促進される。また本発明では、冷却ヘッド2の金属板9を有さない部分は樹脂であるから、熱伝導率が金属より低い。よって、金属板9の熱は冷却ヘッド2の全体にはあまり熱伝導せず、もっぱら冷媒に熱伝導する。このため、冷却対象物からの熱の多くが冷媒の気化に寄与し、熱伝導によって冷却ヘッド2全体やその雰囲気温度が上昇することが回避される。このように、本発明は、相変換冷却の効率を向上させることができる。   In order to improve the cooling efficiency, in the present invention, the cooling head 2 has a metal plate 9 on at least the first surface 2a which is the heat receiving surface. When the metal plate 9 is provided on the inner surface of the cooling head 2, heat conduction from the cooling head 2 to the refrigerant is promoted by the metal plate 9 coming into contact with the refrigerant. On the other hand, when the metal plate 9 is provided on the outer surface of the cooling head 2, heat conduction from the cooling object to the cooling head 2 is promoted by the metal plate 9 being in direct contact with the cooling object. Further, as described with reference to FIGS. 1A to 1C, the inner surface of the cooling head 2 is formed so that the metal plate 9 covers the resin opening of the cooling head 2 formed on the first surface 2a. Alternatively, when provided on the outer surface, heat conduction from the object to be cooled to the cooling head 2 is promoted, and heat conduction from the cooling head 2 to the refrigerant is promoted. Moreover, in this invention, since the part which does not have the metal plate 9 of the cooling head 2 is resin, thermal conductivity is lower than a metal. Therefore, the heat of the metal plate 9 does not conduct much heat throughout the entire cooling head 2 and is conducted exclusively to the refrigerant. For this reason, much of the heat from the object to be cooled contributes to the vaporization of the refrigerant, and the entire cooling head 2 and its ambient temperature are prevented from rising due to heat conduction. Thus, the present invention can improve the efficiency of phase conversion cooling.

携帯電話機が使用されているときの姿勢は限られており、図3(a)〜図3(c)で説明したように、本発明の相変換冷却器1を搭載している携帯電話機がどの姿勢にあっても、相変換冷却器1は、冷却ヘッド2内に液相の冷媒が存在する。そして、どの姿勢でも、液相の冷媒は冷却ヘッド2の第1の面2aに必ず接する。よって、第1の面2aに金属板9を設けることで冷媒への熱伝導を確実に達成することができる。   The posture when the mobile phone is used is limited. As described with reference to FIGS. 3A to 3C, which mobile phone is equipped with the phase conversion cooler 1 of the present invention. Even in the posture, the phase conversion cooler 1 has a liquid-phase refrigerant in the cooling head 2. In any posture, the liquid refrigerant always comes into contact with the first surface 2 a of the cooling head 2. Therefore, the heat conduction to the refrigerant can be reliably achieved by providing the metal plate 9 on the first surface 2a.

冷却ヘッド2の第1の面2aのほかの面にも金属板9を有する場合、第1の面2a以外の面の金属板9も冷媒との熱交換に寄与する。特に、図3(a)〜図3(c)から分かるように、第2の面2bに対向する第4の面2d、第3の面2cに対向する第5の面2e、及び第3の面2cは液相の冷媒に全面的に浸される機会があるので、金属板9を設けるとよい。   When the metal plate 9 is provided on the other surface of the cooling head 2 other than the first surface 2a, the metal plate 9 on the surface other than the first surface 2a also contributes to heat exchange with the refrigerant. In particular, as can be seen from FIG. 3A to FIG. 3C, the fourth surface 2d facing the second surface 2b, the fifth surface 2e facing the third surface 2c, and the third surface Since the surface 2c has the opportunity to be completely immersed in the liquid-phase refrigerant, it is preferable to provide the metal plate 9.

また、受熱面である第1の面2a以外の面に設けられる金属板9は、冷却ヘッド2の内面に設けられるのが好ましい。このようにすることで、第1の面2aから第1の面2a以外の面に伝わった熱が、冷却ヘッド2の周囲の雰囲気に熱伝導することを抑制することができる。よって、冷却対象物の周辺に熱気がこもることを抑制することができると共に、金属板9の熱の多くを冷媒に熱伝導することができる。よって、相変換冷却の効率を向上させることができる。   Moreover, it is preferable that the metal plate 9 provided on the surface other than the first surface 2 a which is a heat receiving surface is provided on the inner surface of the cooling head 2. By doing in this way, it can suppress that the heat transmitted from the 1st surface 2a to surfaces other than the 1st surface 2a thermally conducting to the atmosphere around the cooling head 2. Therefore, it is possible to prevent hot air from being trapped around the object to be cooled and to conduct most of the heat of the metal plate 9 to the refrigerant. Therefore, the efficiency of phase conversion cooling can be improved.

また、図1(c)で説明したように、各面の金属板9を互いに接するように設けることにより、受熱面である第1の面2aに設けられた金属板9から第1の面2a以外の面に設けられた金属板9に熱が伝わり易くなる。このようにすることで、相変換冷却器1が図3(a)〜図3(c)に示される姿勢の場合に、受熱面である第1の面2aの金属板9から、液相の冷媒に全面的に浸されている面の金属板9に熱が伝わり易くなる。よって、冷却ヘッド2から冷媒への熱伝導を促進し、相変換冷却の効率を向上させることができる。   Further, as described in FIG. 1C, by providing the metal plates 9 on each surface so as to be in contact with each other, the first surface 2a from the metal plate 9 provided on the first surface 2a which is a heat receiving surface. Heat is easily transmitted to the metal plate 9 provided on the other surface. By doing in this way, in the case where the phase conversion cooler 1 is in the posture shown in FIGS. 3A to 3C, the liquid phase is transferred from the metal plate 9 on the first surface 2 a that is the heat receiving surface. Heat is easily transferred to the metal plate 9 on the surface that is completely immersed in the refrigerant. Therefore, heat conduction from the cooling head 2 to the refrigerant can be promoted, and the efficiency of phase conversion cooling can be improved.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図5に示されるように、相変換冷却器1の冷却ヘッド2は、受熱面である第1の面2aが冷却対象物であるLSI41に接するように実装される。   As shown in FIG. 5, the cooling head 2 of the phase conversion cooler 1 is mounted such that the first surface 2 a that is the heat receiving surface is in contact with the LSI 41 that is the object to be cooled.

第2給排口4が冷却ヘッド2の第3の面2cの第1の面2aに近い位置に形成されている。一方、第1給排口3が冷却ヘッド2の第1の面2aに対向する第6の面2fに近い位置に形成されている。つまり、冷却ヘッド2の第1の面2aが冷却ヘッド2の下側に位置する姿勢において、第1給排口3と第2給排口4の上下方向の高さが異なっている。   The second supply / discharge port 4 is formed at a position near the first surface 2 a of the third surface 2 c of the cooling head 2. On the other hand, the first supply / discharge port 3 is formed at a position close to the sixth surface 2 f facing the first surface 2 a of the cooling head 2. That is, in the posture in which the first surface 2 a of the cooling head 2 is positioned below the cooling head 2, the vertical heights of the first supply / exhaust port 3 and the second supply / exhaust port 4 are different.

この構成において、相変換冷却器1の姿勢が、図示の通り、LSI41の上に冷却ヘッド2が位置し、冷却ヘッド2の第1の面2aがLSI41と接している姿勢であるとする(この姿勢を水平姿勢とする)。第2給排口4は液面sよりも下に位置し、第1給排口3は液面sよりも上に位置する。よって、本実施形態によれば、図3に示される相変換冷却器1の姿勢に加えて、水平姿勢の場合でも、冷媒の循環が円滑に繰り返される。   In this configuration, it is assumed that the posture of the phase conversion cooler 1 is a posture in which the cooling head 2 is positioned on the LSI 41 and the first surface 2a of the cooling head 2 is in contact with the LSI 41 as shown in the figure. Posture is horizontal posture). The second supply / discharge port 4 is positioned below the liquid level s, and the first supply / discharge port 3 is positioned above the liquid level s. Therefore, according to this embodiment, the circulation of the refrigerant is smoothly repeated even in the horizontal posture in addition to the posture of the phase conversion cooler 1 shown in FIG.

また、受熱面である第1の面2aが全面的に冷媒に浸されていると共に、金属板9を有するので、相変換冷却の冷却効率が大きい。   In addition, since the first surface 2a which is a heat receiving surface is entirely immersed in the refrigerant and has the metal plate 9, the cooling efficiency of the phase conversion cooling is large.

次に、本発明の相変換冷却器1を携帯電話機に実装した実施形態を説明する。   Next, an embodiment in which the phase change cooler 1 of the present invention is mounted on a mobile phone will be described.

図6(a)及び図6(b)に示されるように、携帯電話機51は、キー操作部52と表示器部53とをヒンジ54で回動自在に連結してなる。キー操作部52には基板(図示せず)に実装されたLSI41が内蔵され、LSI41の放熱面に相変換冷却器1の冷却ヘッド2が実装される。表示器部53には、放熱部6が内蔵される。第1配管5と第2配管7は、キー操作部52内から表示器部53内に配管される。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the mobile phone 51 is formed by rotatably connecting a key operation unit 52 and a display unit 53 with a hinge 54. The key operation unit 52 incorporates an LSI 41 mounted on a substrate (not shown), and the cooling head 2 of the phase conversion cooler 1 is mounted on the heat radiation surface of the LSI 41. The display unit 53 incorporates the heat dissipation unit 6. The first pipe 5 and the second pipe 7 are piped from the key operation unit 52 into the display unit 53.

図示のように、相変換冷却器1を平坦地に置くか手に持つなどして、キー操作部52を水平にし、表示器部53を開いてキー操作部52に対する開き角が120°になるようにしたとする。このとき、冷却ヘッド2は、図5に示した水平姿勢となるので、相変換冷却器1は冷却効果が大きい。   As shown in the figure, the key operation unit 52 is leveled by placing the phase-conversion cooler 1 on a flat ground or holding it in the hand, and the display unit 53 is opened so that the opening angle with respect to the key operation unit 52 becomes 120 °. Suppose you do it. At this time, since the cooling head 2 is in the horizontal posture shown in FIG. 5, the phase conversion cooler 1 has a large cooling effect.

この携帯電話機51を開き角が180°に開いて通話に使用したとする。使用者の姿勢により、携帯電話機は正立姿勢、左傾姿勢、右傾姿勢となるが、図3(a)〜図3(c)で説明したように、相変換冷却器1は、使用姿勢によらず相変換冷却を十分に行うことができ、冷却効果が大きい。   It is assumed that the cellular phone 51 is opened at an opening angle of 180 ° and used for a call. Depending on the posture of the user, the mobile phone has an upright posture, a left-tilt posture, and a right-tilt posture. As described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c), the phase conversion cooler 1 depends on the use posture. Therefore, the phase conversion cooling can be sufficiently performed and the cooling effect is great.

1 相変換冷却器
2 冷却ヘッド
2a 第1の面
2b 第2の面
2c 第3の面
2d 第4の面
2e 第5の面
2f 第6の面
3 第1給排口
4 第2給排口
5 第1配管
6 放熱部
7 第2配管
8 傾斜部
9 金属板
10 継ぎ手
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phase conversion cooler 2 Cooling head 2a 1st surface 2b 2nd surface 2c 3rd surface 2d 4th surface 2e 5th surface 2f 6th surface 3 1st inlet / outlet 4 2nd inlet / outlet 5 1st piping 6 Heat radiation part 7 2nd piping 8 Inclined part 9 Metal plate 10 Joint

Claims (10)

冷却対象物に接する第1の面を有した冷却ヘッドと、該冷却ヘッドの上記第1の面とは対向しない第2の面に設けられた第1給排口と、上記冷却ヘッドの上記第1の面とも上記第2の面とも対向しない第3の面に設けられた第2給排口と、上記第1給排口に接続された第1配管と、該第1配管に繋がり放熱環境に置かれる放熱部と、該放熱部に繋がり上記第2給排口に接続された第2配管とを備え、
上記冷却ヘッドが樹脂成形により形成され、上記冷却ヘッドの上記第1の面に金属板を有することを特徴とする相変換冷却器。
A cooling head having a first surface in contact with an object to be cooled; a first supply / exhaust port provided on a second surface not facing the first surface of the cooling head; and the first of the cooling head. A first supply / exhaust port provided on a third surface not facing the first surface and the second surface; a first pipe connected to the first supply / exhaust port; and a heat dissipation environment connected to the first pipe. And a second pipe connected to the second supply / exhaust port connected to the heat dissipation part,
The phase conversion cooler, wherein the cooling head is formed by resin molding and has a metal plate on the first surface of the cooling head.
上記冷却ヘッドの複数の面に金属板を有することを特徴とする請求項1記載の相変換冷却器。   The phase change cooler according to claim 1, further comprising a metal plate on a plurality of surfaces of the cooling head. 上記冷却ヘッドの複数の面の金属板が互いに接していることを特徴とする請求項2記載の相変換冷却器。   The phase change cooler according to claim 2, wherein metal plates on a plurality of surfaces of the cooling head are in contact with each other. 上記冷却ヘッドの複数の面の金属板のうち、上記第1の面以外に設けられた金属板は、上記冷却ヘッドの内面に設けられていることを特徴とする請求項2記載の相変換冷却器。   3. The phase conversion cooling according to claim 2, wherein, among the metal plates on the plurality of surfaces of the cooling head, a metal plate provided on a surface other than the first surface is provided on an inner surface of the cooling head. vessel. 上記冷却ヘッドの第1の面の樹脂に開口が形成され、この開口を覆うように金属板が設けられていることを特徴とする請求項1から4記載の相変換冷却器。   5. The phase change cooler according to claim 1, wherein an opening is formed in the resin on the first surface of the cooling head, and a metal plate is provided so as to cover the opening. 上記金属板に突起部が形成されていることを特徴とする請求項1から5記載の相変換冷却器。   6. The phase change cooler according to claim 1, wherein a protrusion is formed on the metal plate. 上記金属板は、インサート成型により上記冷却ヘッドに設けられることを特徴とする請求項1から6記載の相変換冷却器。   The phase conversion cooler according to claim 1, wherein the metal plate is provided on the cooling head by insert molding. 上記第2配管は、上記第1配管側に傾斜した傾斜部を有することを特徴とする請求項1から7記載の相変換冷却器。   The phase conversion cooler according to claim 1, wherein the second pipe has an inclined portion inclined toward the first pipe. 上記冷却ヘッドの第1の面が上記冷却ヘッドの下側に位置する姿勢において、上記第1給排口と上記第2給排口の上下方向の高さが異なることを特徴とする請求項1から8記載の相変換冷却器。   The vertical height of the first supply / exhaust port is different from that of the second supply / exhaust port in a posture in which the first surface of the cooling head is positioned below the cooling head. To 8. The phase change cooler according to claim 8. 請求項1から9記載の相変換冷却器を搭載したことを特徴とする携帯機器。   A portable device comprising the phase change cooler according to claim 1.
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