JP2011002175A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱体を冷却するための冷却システム、特に、ヒートパイプの受熱部に発熱体を密着させて熱を移送し、ヒートパイプ放熱部のフィンを空冷することで上記発熱体を間接的に冷却する冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system for cooling a heating element, in particular, the heating element is brought into close contact with a heat receiving part of a heat pipe to transfer heat, and the fins of the heat pipe radiating part are air-cooled to indirectly cool the heating element. The present invention relates to a cooling system for cooling.
発熱体を冷却するための冷却装置としてヒートシンクがあり、このヒートシンクに熱を輸送するヒートパイプを使用したものが提案されている。従来のヒートパイプを使用したヒートシンクでは、フィンを備えたヒートシンクのベース面にヒートパイプを埋め込み、複数の発熱体の熱を熱拡散することで冷却を行っている(例えば特許文献1、特許文献2)。
There is a heat sink as a cooling device for cooling a heating element, and a heat sink that transports heat to the heat sink has been proposed. In a heat sink using a conventional heat pipe, the heat pipe is embedded in the base surface of the heat sink provided with fins, and cooling is performed by thermally diffusing the heat of a plurality of heating elements (for example,
従来のヒートパイプを使用したヒートシンクでは、ベースプレート部に埋め込んだヒートパイプにより熱拡散させフィンで冷却している。このような冷却装置では、個々の発熱機器内のヒートシンクでの熱拡散であり、発熱機器単体の冷却能力以上の発熱に対しては十分な冷却ができない。 In a heat sink using a conventional heat pipe, heat is diffused by a heat pipe embedded in a base plate portion and cooled by fins. In such a cooling device, heat is diffused by a heat sink in each heat generating device, and sufficient cooling cannot be performed for heat generation exceeding the cooling capacity of the heat generating device alone.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、発熱機器単体の限られた冷却能力以上の冷却ができる冷却システムを得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a cooling system capable of cooling more than the limited cooling capacity of a single heating device.
この発明による冷却システムは、発熱体からの熱を受け取る受熱板を複数有する発熱システムを冷却する冷却システムであって、複数の受熱板のそれぞれの受熱板に、蒸発部と凝縮部とを有し、それぞれの受熱板からの熱を発熱システムの外部に輸送する放熱用ヒートパイプを備え、さらに、複数の受熱板間で熱を輸送する熱交換器を備えたものである。 The cooling system according to the present invention is a cooling system for cooling a heat generating system having a plurality of heat receiving plates that receive heat from the heat generating element, and has an evaporation section and a condensing section on each of the heat receiving plates of the plurality of heat receiving plates. Each of the heat receiving plates includes a heat dissipating heat pipe for transporting heat from the heat generating system to the outside, and further includes a heat exchanger for transporting heat between the plurality of heat receiving plates.
この発明によれば、発熱量が大きい発熱体からの熱を受け取る受熱板から発熱量が小さい発熱体からの熱を受け取る受熱板へ熱を移動し、受熱量の小さい受熱板に備えられた放熱用ヒートパイプによる熱の輸送を活用することで、受熱量の大きい受熱板における放熱特性を向上させた冷却システムを得ることができる。 According to the present invention, heat is transferred from a heat receiving plate that receives heat from a heating element with a large amount of heat generation to a heat receiving plate that receives heat from a heating element with a small amount of heat generation, and the heat dissipation plate provided in the heat receiving plate with a small amount of heat reception. By utilizing the heat transport by the heat pipe for use, it is possible to obtain a cooling system with improved heat dissipation characteristics in the heat receiving plate having a large heat receiving amount.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による冷却システムの構成を示す斜視図である。図2は本発明の実施の形態1による冷却システムの構成を示す図であり、左が背面図、右が側面図である(以下の実施の形態の図においても、図2と同様、左が背面図、右が側面図である)。発熱機器として、電子機器1Aおよび1Bの2個の電子機器が併設されている。電子機器1Aおよび1Bは例えば、工作機械を電子制御するための装置である。電子機器1Aおよび1Bは筐体2を有し、筐体2の背面には受熱板3が配置されている。受熱板3としては、良熱伝導性材料である銅やアルミニュームなどの金属板を用いる。筐体2の内部には例えば電力半導体などの発熱体10を有し、発熱体10は熱伝導性材料13を介して受熱板3に密着するように配置されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a cooling system according to
電子機器1Aおよび1Bのそれぞれの受熱板3にはそれぞれ放熱用ヒートパイプ4を備えており、放熱用ヒートパイプ4の蒸発部5が受熱板3の受熱面に密着するように配置され、発熱体10とも熱伝導性材料13および受熱板3を介して密着している。熱伝導性材料13は例えばサーマルグリースやサーマルシート等である。
Each of the heat receiving
放熱用ヒートパイプ4は略L字型に曲げられて、凝縮部6は筐体2の天板の上方(重力方向に対して上になるように)、すなわち受熱板3よりも上方に位置するとともに水平方
向に延びるよう配置される。放熱用ヒートパイプ4の凝縮部6には複数枚の板状のフィン7が重力に対して略鉛直方向に平行に設けられている。筐体2の天板上、つまり放熱用ヒートパイプ4の凝縮部6およびフィン7の下方にはオイルパン12が設けられている。
The heat dissipating
電子機器1Aおよび1Bの背面の受熱板3の発熱体10が取り付けられた受熱面と反対側の面には熱交換器8が熱伝導性材料13を介してネジ11により密着され、電子機器1Aの受熱板3と1Bの受熱板3とは熱的に接合された状態となっている。熱交換器8は例えば良熱伝導性材料である銅やアルミニュームなどの金属板で構成され、この金属板には1本以上の熱交換用ヒートパイプ9が略水平方向に設けられている。熱交換器8には熱交換用ヒートパイプ9を取り付けるための溝を設けてもよい。なお、熱交換用ヒートパイプ9は受熱面積を拡大するために扁平化加工されていてもよい。また、熱交換用ヒートパイプ9は略水平に限らず斜めに配置されていてもよい。すなわち、放熱用ヒートパイプ4の熱の輸送方向と熱交換器8における熱の輸送方向は異なる方向になっており、図1、2の場合、その方向はほぼ直交する方向になっている。放熱用ヒートパイプ4および熱交換用ヒートパイプ9の内部には冷却液が封入され真空状態に保たれている。冷媒としては例えば水が用いられる。
A
このように構成された電子機器1Aおよび1Bによれば、発熱体10の熱は放熱用ヒートパイプ4の蒸発部5に移動する。蒸発部5に伝わった熱により内部に封入された冷却液は沸騰し蒸気となる。蒸気は放熱用ヒートパイプ4の凝縮部6に移動しフィン7を空冷することで蒸気は凝縮し液体となって蒸発部5に戻る。すなわち、放熱用ヒートパイプ4が、フィン7を介して発熱体10の熱を空気中に輸送することで受熱板3に取り付けられた発熱体10が冷却される。
According to the
ここで、電子機器1Aと1Bの発熱体10の発熱量が異なる場合には熱交換器8の熱交換用ヒートパイプ9が作動する。例えば、電子機器1Aの発熱体10の発熱量の方が電子機器1Bの発熱体10の発熱量よりも大きい場合には、熱交換用ヒートパイプ9の電子機器1Aの受熱板3に密着している部分が蒸発部となり、電子機器1Aの発熱体10からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気は熱交換用ヒートパイプ9の電子機器1B側へ移動し、熱交換用ヒートパイプ9の電子機器1Bの受熱板3と密着している部分が凝縮部となり蒸気が凝縮し、電子機器1Bの放熱用ヒートパイプ4へ熱が移動する。このように、発熱量が異なる場合には、熱交換器8によって発熱量が多い電子機器1Aに設けられた受熱板3の熱が発熱量が少ない電子機器1Bに設けられた受熱板3へ輸送されるため、発熱量が少ない電子機器1Bに設けられたフィン7が有効に活用されて、電子機器1Aを単体で用いた場合よりも放熱特性を向上させることが可能となる。
Here, when the heat generation amounts of the
以上のように、電子機器1Aおよび電子機器1Bそれぞれに発熱体からの熱を受け取る受熱板を設け、それぞれの受熱板には放熱用ヒートパイプを設けて、受熱板からの熱を空気中に放熱するようにしておき、さらに受熱板間で熱を輸送するための熱交換器を設けた。この構成により、それぞれの電子機器の発熱量が異なる場合、発熱量が大きい電子機器から空気中への放熱は、発熱量が大きい電子機器の受熱板に配置された放熱用ヒートパイプに設けられたフィンからだけでなく、発熱量の小さい電子機器の受熱板を介して、発熱量の小さい電子機器の受熱板に配置された放熱用ヒートパイプに設けられたフィンからも行われるため、発熱量が大きい電子機器単体で用いる場合よりも放熱特性が向上する。
As described above, each of the
また、本実施の形態においては、フィン7が電子機器1Aおよび1Bの天板の上方に配置されているのでフィン7下方の間口が広く、流入空気量が多くなるため放熱特性を向上させることが可能となる。
Moreover, in this Embodiment, since the
ここで、数値例を示す。電子機器1Aとして発熱体の発熱量が500Wの機器、電子機
器1Bとして発熱体の発熱量が100Wの機器を動作させた結果、次のようになった。熱交換器8を設けない場合、電子機器1Aの発熱体の温度上昇は73℃、電子機器1Bの発熱体の温度上昇は17℃であったが、熱交換器8を設けると、それぞれ、50℃、41℃となって、電子機器1Aの発熱体の温度上昇は、熱交換器8を設けたことにより、20℃以上少なくなり、冷却能力が大幅に向上したことが判る。
Here, numerical examples are shown. As a result of operating the
本実施の形態1では、筐体2の上部であってフィン7の下方にはオイルパン12が設けられている。工場等で用いられる場合、空気中に含まれるオイルミストがフィン7に付着し流下するため、オイルパン12によりオイルを採取し電子機器1Aおよび1Bへの付着を防ぐことが可能となる。ここではオイルパンが設けられた例を示したが、空気中にオイルミストが含まれない環境で用いられる場合には、オイルパン12が不要であることは言うまでもない。
In the first embodiment, an
また、ここでは、放熱用ヒートパイプが、凝縮部6に空冷用のフィン7を設けたヒートパイプのものについて説明したが、空気に放熱する構成に限られず、放熱用ヒートパイプの凝縮部が水と熱交換をする構成であっても良く、放熱用ヒートパイプは、受熱板3から電子機器などの発熱機器本体以外の部分に熱を輸送する構成であれば良い。
In addition, here, the heat pipe for heat dissipation has been described with respect to the heat pipe provided with the air-cooling
実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2による冷却システムを示す構成図である。図3において図1、2と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図3に示すように、実施の形態2の冷却システムは、実施の形態1の放熱用ヒートパイプ4の蒸発部が幅の広がった扁平化した蒸発部14としている。このような構成によれば、放熱用ヒートパイプ4の蒸発部14と発熱体10の接触熱抵抗が低下し、放熱特性を向上させることができる。
FIG. 3 is a block diagram showing a cooling system according to
実施の形態3.
図4は本発明の実施の形態3による冷却システムの構成図である。図4において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。実施の形態1および2では熱交換器8は1個であったが、実施の形態3の冷却システムでは図4に示すように、熱交換器8を2個設置している。このような構成によれば、電子機器1Aおよび1Bの発熱体10がそれぞれ上下に配置されていても電子機器1Aと1B間の熱交換器8での熱抵抗を小さくすることができ、放熱特性が向上する。
FIG. 4 is a block diagram of a cooling system according to
なお、熱交換器は発熱体10の配置に対応して設置すればよいので3個以上設置してもよい。また、縦方向の寸法が大きい大型の熱交換器を1個設置するようにしてもよい。
Note that three or more heat exchangers may be installed because the heat exchangers may be installed corresponding to the arrangement of the
実施の形態4.
図5は本発明の実施の形態4による冷却システムの構成図である。図5において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図5に示すように、実施の形態4の冷却システムは電子機器が3個配置されており、熱交換器8により電子機器1A、1B、1Cのそれぞれの受熱体3が熱交換器8によって熱的に接合された状態となっている。このような構成によれば電子機器が3個設置された場合でも電子機器1A、1B、1C間で熱の移動が可能となり、放熱特性を向上させることが可能となる。なお、電子機器4個以上を熱交換器8で接合した構成としてもよい。
FIG. 5 is a block diagram of a cooling system according to
ここで、全ての電子機器の高さ寸法を同じにしておけば、並べる電子機器の個数に応じた熱交換器8により並べた全ての電子機器の受熱板を熱的に接続することができる。すなわち、本発明によれば、1個の電子機器が発熱機器の1ユニットとしてユニット化されていることになり、冷却システムとしてフレキシブルな構成が可能となる効果もある。
Here, if the height dimension of all the electronic devices is made the same, the heat receiving plates of all the electronic devices arranged by the
また、発熱量の非常に大きい電子機器を用いる場合には発熱体10を設けない筐体2を配置してもよい。例えば、電子機器1Aと1Bの発熱量が大きい場合に、電子機器1Cの代わりに発熱体10を持たない受熱板3とフィン7を有する放熱用ヒートパイプ4を筐体2に設置したものを配置して、熱交換器8で電子機器1A、1Bと接続することで、発熱量が大きい電子機器1Aと1Bの冷却が可能となる。
Further, when an electronic device having a very large heat generation amount is used, the
実施の形態5.
図6は本発明の実施の形態5による冷却システムの構成図である。図6において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図6に示すように、実施の形態5の冷却システムは熱交換器8に垂直であって鉛直方向に平行に放熱フィン15を設けている。このような構成によれば、熱交換器8からも放熱が可能となり、全体の放熱特性を向上させることが可能となる。また、寒冷地においては動作開始時点でヒートパイプが凍結している場合もあり、天板上方のフィン7が利用できない状態でも熱交換器8の放熱フィン15で放熱することが可能となる。
FIG. 6 is a block diagram of a cooling system according to
実施の形態6.
図7は本発明の実施の形態6による冷却システムの構成図である。図7において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図7に示すように、実施の形態6の冷却システムは鉛直方向に並べられた電子機器1A、1B、1Cをまたがるように受熱板3が配置され、さらに受熱板3の受熱面と反対の面には熱交換器8が設けられている。ここで、それぞれの受熱板3は、それぞれ凝縮部6にフィン7が設けられた放熱用ヒートパイプ4を有している。
なお、本発明の実施の形態全てにおいて複数の受熱板を備えているが、本発明では、発熱体からの熱を受け取る受熱板を複数備えた機器群のことを発熱システムとも言う。
FIG. 7 is a block diagram of a cooling system according to
Although all the embodiments of the present invention include a plurality of heat receiving plates, in the present invention, a group of devices including a plurality of heat receiving plates that receive heat from the heating elements is also referred to as a heat generation system.
このような構成によれば、複数の電子機器が鉛直方向に配置された場合、例えばサーバラック等の冷却では、電子機器1A、1B、1C間の発熱量の偏差を受熱板3の放熱用ヒートパイプ4で緩和することで放熱特性を向上させることが可能となる。また、それぞれの受熱板3が受け取る熱量が異なる場合には熱交換器8を設けることで放熱用ヒートパイプ4間での放熱量の偏差を緩和させ、放熱特性を向上させることが可能となる。すなわち、それぞれの受熱板3が発熱体10から受け取る熱量が異なる場合、熱交換器8によって受熱板3間で熱が輸送され、受熱体10から受け取る熱量が多い受熱板3からの熱は、発熱体10から受け取る熱量が少ない受熱板3に設けられた放熱用ヒートパイプ4を通じても有効に放熱されるため、放熱特性が向上する。
According to such a configuration, when a plurality of electronic devices are arranged in the vertical direction, for example, in cooling a server rack or the like, the deviation of the amount of heat generated between the
実施の形態7.
図8は本発明の実施の形態7による冷却システムの構成図である。図8において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図8に示すように、実施の形態7の冷却システムでは、2個の受熱板3の間で熱を輸送する熱交換器として、略Z字型のように2度折り曲げた熱交換用ヒートパイプ20を用いている。熱交換器としての略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20は、これまでの実施の形態のように金属板を用いないで、電子機器1Aおよび1Bのそれぞれの受熱板3に熱伝導性材料13を介して固定板21とネジ11により直接密着されている。このとき、受熱板3の熱交換用ヒートパイプ20取付部に溝を設けてもよい。なお、熱交換用ヒートパイプは略Z字型のヒートパイプではなくストレート形状のヒートパイプを斜めに取り付けてもよい。
FIG. 8 is a block diagram of a cooling system according to
このような構成によれば、電子機器1Aと1Bの発熱体10の発熱量が異なる場合には熱交換用ヒートパイプ20が作動する。例えば、電子機器1Aの発熱体10の方が発熱量が大きい場合には、熱交換用ヒートパイプ20の電子機器1Aの受熱板3に密着している部分が蒸発部となり、電子機器1Aの発熱体10からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気
は熱交換用ヒートパイプ20の電子機器1Bの受熱板3と密着している部分で凝縮し、電子機器1Bの受熱板3に設けられた放熱用ヒートパイプ4へ熱が移動する。このように、発熱量が異なる場合には、熱交換器としての略Z字型ヒートパイプ20により電子機器1Aの熱を電子機器1Bへ移動させることが可能となるので、発熱量が小さい電子機器1Bのフィン7を有効に活用して、電子機器1Aを単体で用いた場合よりも放熱特性を向上させることが可能となる。
According to such a configuration, the heat
実施の形態8.
図9および10は本発明の実施の形態8による冷却システムの構成図である。図9、10において図1、2、3および8と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図9に示すように、実施の形態8の冷却システムは略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20 2本を交差させて電子機器1A、1B間を熱的に接続している。このような構成によれば、2本の略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20により熱の輸送量が増大し、放熱特性を向上させることが可能となる。また、図8に示す実施の形態7の場合では電子機器1Bの方が発熱量が大きい場合に略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20は上方が蒸発部となり熱の移動量が低下するが、図9のように略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20を2本配置することで電子機器1A、1Bどちらの発熱量が大きい場合でもどちらかの略Z字型の熱交換用ヒートパイプの下方を蒸発部として使用することが可能となり、熱の移動量を拡大することができる。
9 and 10 are configuration diagrams of a cooling system according to an eighth embodiment of the present invention. 9 and 10, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 3 and 8 denote the same or corresponding parts. As shown in FIG. 9, in the cooling system of the eighth embodiment, the
また、図10に示すように、2個の電子機器に限らず3個以上の電子機器を2本ずつの略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20で接続してもよい。
Further, as shown in FIG. 10, not only two electronic devices but also three or more electronic devices may be connected by two approximately Z-shaped heat
実施の形態9.
図11は本発明の実施の形態9による冷却システムの構成図である。図11において図1、2、3および8と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図11に示すように、実施の形態9の冷却システムは略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20を隣接する電子機器間だけではなく、離れた電子機器間の受熱板3同士を接続し熱交換をしている。このような構成によれば、発熱量の大きい電子機器と小さい電子機器が離れて設置されていても、発熱量の偏差にあわせて複数の略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20を組み合わせることで、効率的に冷却することが可能となる。なお、電子機器3台に限らず、4台以上ある場合でも、複数の略Z字型の熱交換用ヒートパイプ20を組み合わせることで冷却性能を向上させることができる。
FIG. 11 is a configuration diagram of a cooling system according to the ninth embodiment of the present invention. 11, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 3 and 8 denote the same or corresponding parts. As shown in FIG. 11, the cooling system of the ninth embodiment connects a
実施の形態10.
図12は本発明の実施の形態10による冷却システムの構成図である。図12において図1、2、3および8と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図12に示すように、実施の形態10の冷却システムは略U字型の熱交換用ヒートパイプ22を用いている。略U字型の熱交換用ヒートパイプ22は電子機器1Aおよび1Bの受熱板3に熱伝導性材料13を介して固定板21とネジ11により密着されている。このとき、受熱板3の略U字型の熱交換用ヒートパイプ22取付部に溝を設けてもよい。このような構成によれば、電子機器1Aの発熱体10の方が発熱量が大きい場合には、略U字型の熱交換用ヒートパイプ22の電子機器1Aの受熱板3に密着している部分が蒸発部となり、電子機器1Aの発熱体10からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気は略U字型の熱交換用ヒートパイプ22の電子機器1Bの受熱板3と密着している部分で凝縮し、電子機器1Bの放熱用ヒートパイプ4へ熱が移動する。逆に、電子機器1Bの発熱体10の方が発熱量が大きい場合には、略U字型の熱交換用ヒートパイプ22の電子機器1Bの受熱板3に密着している部分が蒸発部となり、電子機器1Bの発熱体10からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気は略U字型の熱交換用ヒートパイプ22の電子機器1Aの受熱板3と密着している部分で凝縮し、電子機器1Aの放熱用ヒートパイプ4へ熱が移動する。このように、発熱量が異なる場合には、発熱量が大きい電子機器の発熱体から受熱板を介して、発熱量が小さい電子機器の発熱体に密着した受熱板3から放熱用ヒートパイプ4へ熱を移動させることが可能となるので、発熱量が小さい電子機器に設けられたフィン7を有効に活用して、発熱量が大きい電子機器を単体で用いた場合よりも放熱特性を向上させることが可能となる。
FIG. 12 is a configuration diagram of a cooling system according to the tenth embodiment of the present invention. 12, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 3 and 8 denote the same or corresponding parts. As shown in FIG. 12, the cooling system of the tenth embodiment uses a substantially U-shaped heat
実施の形態11.
図13は本発明の実施の形態11による冷却システムの構成図である。図13において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図13に示すように、実施の形態11の冷却システムは電子機器1A、1B、1Cの放熱用ヒートパイプ4の凝縮部6を繋ぐように大型フィン16が設けられている。このような構成によれば、電子機器1A、1B、1Cで共通のフィンを用いるためそれぞれの放熱用ヒートパイプの凝縮部6間での均熱も可能となり放熱特性を向上させることが可能となる。また、大型フィン16の両サイドの空間に余裕がある場合には大型フィン16を左右に伸ばして用いることも可能となり、放熱特性をさらに向上させることが可能となる。
FIG. 13 is a configuration diagram of a cooling system according to the eleventh embodiment of the present invention. 13, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 3 denote the same or corresponding parts. As shown in FIG. 13, the cooling system of the eleventh embodiment is provided with
実施の形態12.
図14は本発明の実施の形態12による冷却システムの構成図である。図14において図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図14に示すように、実施の形態12の冷却システムは個々の受熱板3に2個以上の放熱用ヒートパイプ4を備え、個々の受熱板3に備えられた放熱用ヒートパイプ4の凝縮部の高さ位置がそれぞれ異なるように配置している。さらに、異なる受熱板の放熱用ヒートパイプ4のそれぞれ一個づつの凝縮部の高さ位置がほぼ同じとなるよう配置している。その上で凝縮部6にフィンを設けたので、フィンは高さの異なるフィン群を形成する。すなわち、下側となる凝縮部6には下段大型フィン17を設けて下段のフィン群とし、上側となる凝縮部6には上段大型フィン18を設けて上段のフィン群としている。下段のフィン群と上段のフィン群の間には仕切り板19が設けられている。なお、フィン群の段数は2段に限らず3段以上で構成されてもよい。
FIG. 14 is a configuration diagram of a cooling system according to
このような構成によれば、発熱量が大きく1段のフィンでは所望の放熱特性が得られない場合に、フィンの段数を増やすことで冷却性能を向上させ、発熱量が大きい場合でも放熱が可能となる。また、仕切り板19を設けることは必須ではないが、仕切り板19を設けることで、下段フィン17の冷却に使用され昇温した空気の上段フィン18の空気吸入部への流入を防止できるので、上段大型フィン18の冷却性能の低下を防ぐことができる。
According to such a configuration, when the heat generation amount is large and a desired heat dissipation characteristic cannot be obtained with a single-stage fin, the cooling performance is improved by increasing the number of fin stages, and heat dissipation is possible even when the heat generation amount is large. It becomes. In addition, it is not essential to provide the
実施の形態13.
図15および16は本発明の実施の形態13による冷却システムの構成図である。図15、16において図1、2と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図15に示すように、実施の形態13の冷却システムは放熱用ヒートパイプを受熱側ヒートパイプ23と放熱側ヒートパイプ26に分割している。受熱側ヒートパイプの蒸発部24は受熱板3の受熱面に密着するように配置され、発熱体10とも熱伝導性材料13を介して密着している。また、受熱側ヒートパイプの凝縮部25も受熱板3に密着するように配置されている。受熱用ヒートパイプの凝縮部25は熱伝導性材料13を介して、放熱側ヒートパイプの蒸発部27に密着されている。また、放熱側ヒートパイプの蒸発部27は放熱側ヒートパイプ接続板29に密着するように固定され、受熱板3と放熱側ヒートパイプ接続板29が熱伝導性材料13を介して密着固定される構成としている。放熱側ヒートパイプの凝縮部28は電子機器1Aおよび1Bの天板上に設けられ、複数枚のフィン7が設置されている。
15 and 16 are configuration diagrams of a cooling system according to
このような構成によれば、電子機器1A、1Bの筐体2とフィン7が設置された放熱部
を分割することができるようになり機器への設置が容易になる。また、放熱部は比較的大型であるため筐体部分と分割することで搬送も容易となる。
また、図16に示すように、受熱板3とは別に受熱側ヒートパイプ凝縮部25に受熱側ヒートパイプ接続板30を密着させ、この受熱側ヒートパイプ接続板30を筐体2の天板上に設け、熱伝導性材料13を介して放熱側ヒートパイプ接続プレート29に密着させる構成としてもよい。この構成によれば、受熱側ヒートパイプ凝縮部25および放熱側ヒートパイプ蒸発部27の接触面積が拡大され、接続部分での熱抵抗を低減させることが可能となる。
According to such a configuration, it becomes possible to divide the heat dissipating part in which the
Further, as shown in FIG. 16, the heat receiving side heat
実施の形態14.
図17は本発明の実施の形態14による冷却システムの構成図である。図17において図1、2、および15と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図17に示すように、実施の形態14の冷却システムは電子機器1Aおよび1Bの受熱側ヒートパイプ凝縮部25同士をまたがるように熱交換用プレート31が配置されている。熱交換用プレート31には熱交換用ヒートパイプ32を水平方向に配置している。熱交換用プレート31は片方または両方に延長され、延長した部分では、熱交換用ヒートパイプ32と放熱側ヒートパイプ接続プレート29が熱伝導性材料13を介して密着するように配置されている。放熱側ヒートパイプ接続プレートには実施の形態13と同様に、放熱側ヒートパイプ26とフィン7が配置されている。
FIG. 17 is a configuration diagram of a cooling system according to
このような構成によれば、電子機器1Aおよび1Bのサイドに放熱側ヒートパイプ26を増設することが可能となり、放熱面積を拡大することで放熱特性を向上させることが可能となる。
According to such a configuration, the heat radiation
実施の形態15.
図18は本発明の実施の形態15による冷却システムの構成図である。図18において図1、2および16と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図18に示すように、実施の形態15の冷却システムは制御盤33の内部に電子機器1Aおよび1Bを配置している。受熱板3は制御盤背面外側に配置され制御盤内部と外部空気はシールされている。受熱側ヒートパイプ接続板30は制御盤33の天板上に配置され、熱伝導性材料13を介して放熱側ヒートパイプ接続プレート27に密着させている。
FIG. 18 is a block diagram of a cooling system according to
このような構成によれば、電子機器1Aおよび1Bを制御盤内で使用する場合でも、フィン7を制御盤外に配置することが可能となる。また、一般に電子機器1Aおよび1Bより制御盤33の奥行が大きいので、放熱側ヒートパイプ凝縮部28を長くしフィン7の列を増大させることが可能となるため放熱特性を向上させることができる。
According to such a configuration, even when the
また、オイルドレン34を設けて、オイルパン12に流下したオイルをオイルドレン34に溜めることで、溜まった不要なオイルを簡単に廃棄することが可能となる。
なお、ここでは、実施の形態13の図16に示す構成を制御盤33に配置したものを例として図18に示しているが、この例に限らず他の実施の形態の冷却システムを制御盤33の外側に配置した構成としてもよい。
Further, by providing the
Here, FIG. 18 shows an example in which the configuration shown in FIG. 16 of the thirteenth embodiment is arranged on the
実施の形態16.
図19は、本発明の実施の形態16による冷却システムの構成図である。図19において、図1、2、3と同一符号は、同一または相当する部分を示す。これまでの実施の形態では、受熱板を重力方向に対して鉛直になるように設置した例を示したが、本実施の形態16では、図19に示すように、複数の受熱板3をそれぞれ重力方向に対して水平になるように設置している。このように、本実施の形態では、それぞれ放熱用ヒートパイプ4を備えた複数の受熱板3が重力方向に対して水平になるように設置し、これまでの実施の形
態と同じように、複数の受熱板3間で、放熱用ヒートパイプ4と異なる方向に熱が輸送されるように熱交換器8を設けている。このように構成することで、それぞれの電子機器の発熱量が異なる場合、発熱量が大きい電子機器から空気中への放熱は、発熱量が大きい電子機器の受熱板3に配置された放熱用ヒートパイプ4に設けられたフィン7からだけでなく、発熱量の小さい電子機器の受熱板3を介して、発熱量の小さい電子機器の受熱板3に配置された放熱用ヒートパイプ4に設けられたフィンからも行われるため、発熱量が大きい電子機器単体で用いる場合よりも放熱特性が向上するという効果がある。
FIG. 19 is a configuration diagram of a cooling system according to the sixteenth embodiment of the present invention. 19, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 3 denote the same or corresponding parts. In the previous embodiments, an example was shown in which the heat receiving plates were installed so as to be perpendicular to the direction of gravity. However, in the sixteenth embodiment, as shown in FIG. It is installed so as to be horizontal to the direction of gravity. As described above, in the present embodiment, the plurality of
本発明は、発熱体を有する発熱機器を複数有する種々のシステム、例えば複数の電子機器を有するシステムなどに適用可能である。 The present invention is applicable to various systems having a plurality of heat generating devices having a heat generating element, such as a system having a plurality of electronic devices.
1A 電子機器A、1B 電子機器B、1C 電子機器C
2 筐体、3 受熱板、4 放熱用ヒートパイプ、5 放熱用ヒートパイプの蒸発部
6 放熱用ヒートパイプの凝縮部、7 フィン、8 熱交換器
9 熱交換用ヒートパイプ、10 発熱体、11 ネジ、12 オイルパン
13 熱伝導性材料、14 扁平ヒートパイプ蒸発部、15 放熱フィン
16 大型フィン、17 下段大型フィン、18 上段大型フィン、19 仕切り板
20、22 熱交換用ヒートパイプ、21 固定板、
23 受熱側ヒートパイプ、24 受熱側ヒートパイプの蒸発部
25 受熱側ヒートパイプの凝縮部、26 放熱側ヒートパイプ
27 放熱側ヒートパイプの蒸発部、28 放熱側ヒートパイプの凝縮部
29 放熱側ヒートパイプ接続プレート、30 受熱側ヒートパイプ接続プレート
31 熱交換プレート、32 熱交換用ヒートパイプ、33 制御盤
34 オイルドレン
1A Electronic device A, 1B Electronic device B, 1C Electronic device C
2 Housing, 3 Heat-receiving plate, 4 Heat dissipating heat pipe, 5 Heat dissipating heat
23 heat receiving side heat pipe, 24 heat receiving side heat
Claims (13)
さらに、上記複数の受熱板間で熱を輸送する熱交換器を備えたことを特徴とする冷却システム。 A cooling system for cooling a heat generating system having a plurality of heat receiving plates for receiving heat from the heat generating elements, each of the plurality of heat receiving plates having an evaporation section and a condensing section, from each of the heat receiving plates A heat-dissipating heat pipe that transports the heat to the outside of the heating system,
And a heat exchanger for transporting heat between the plurality of heat receiving plates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009146338A JP2011002175A (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2011002175A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013094038A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | Cooler and method of manufacturing same |
KR101447129B1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-10-06 | 주식회사 케이에스비 | Cooling Unit |
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2009
- 2009-06-19 JP JP2009146338A patent/JP2011002175A/en active Pending
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WO2013094038A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | Cooler and method of manufacturing same |
KR101447129B1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-10-06 | 주식회사 케이에스비 | Cooling Unit |
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