JP2011519503A - ウルトラ・モバイル・アプリケーション用浸出冷却および燃料電池 - Google Patents

Abstract

いくつかの実施形態では、ウルトラ・モバイル・アプリケーション用の浸出冷却および燃料電池が提起される。これに関し、集積回路装置と、前記集積回路装置に電力を与え副産物として水を生じる燃料電池と、前記集積回路装置および前記燃料電池を収容するシャーシと、前記シャーシを覆うスキンであって前記集積回路装置に水が接触するのを防ぐよう構成された防水層および水を吸収するよう構成されたヒドロゲルの水吸収層を有するスキンとを有する、装置が導入される。他の実施形態も開示され、特許請求される。

Description

本発明の実施形態は概括的には受動冷却装置の分野に関し、より詳細にはウルトラ・モバイル・アプリケーション用浸出冷却および燃料電池に関する。

より強力なハンドヘルド電子装置への需要がある。

Shin Kuwabara and Hitoshi Kubota, Water-Absorbing Characteristics of Acrylic Acid-Grafted Carboxymethyl Cellulose Synthesized by Photografting, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 60, 1965-1970 (1996)

そのような需要は、そうした装置が扱うのに熱くなりすぎないようにするという問題を呈する。受動冷却ソリューションが好ましい。追加的な電力が必要とされず、消費者はファンのノイズを嫌う傾向があるからである。一般に、冷却ソリューションは、スキン温度がセ氏45度を超えることが許容されると受け入れられないものと考えられる。

本発明の課題は、請求項記載の手段によって解決される。

本発明は、限定ではなく例として、付属の図面において示される。図面において、同様の参照符号は同様の要素を示す。

本発明のある例示的な実施形態に基づく、浸出冷却および燃料電池を備えた例示的なウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータの断面図である。 本発明のある例示的な実施形態に基づく、図１に描かれたウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータのスキンの断面図である。 本発明のある例示的な実施形態に基づく、浸出冷却および燃料電池を実装するのに好適な例示的な電子機器のブロック図である。

以下の記述において、本発明の十全な理解を与えるために数多くの個別的詳細が述べられる。しかしながら、当業者には、本発明の諸実施形態がこうした個別的詳細なしでも実施できることは明らかであろう。他方では、本発明を埋没させるのを避けるため、一部の構造および装置はブロック図の形で示される。

本明細書を通じて「一つの実施形態」または「ある実施形態」という表現は、その実施形態との関連で記載される特定の機能、構造または特徴が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれるということを意味する。よって、本明細書を通じた随所で「一つの実施形態では」とか「ある実施形態では」といった句が現れることは、必ずしもこれらがみな同一の実施形態を指しているのではない。さらに、個別的な機能や構造、特徴が一つまたは複数の実施形態においていかなる好適な仕方で組み合わされてもよい。

図１は、本発明のある例示的な実施形態に基づく、浸出冷却を備えた例示的な受動冷却されるウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータの断面図である。図のように、ウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ１００はスキン１０２、シャーシ１０４、集積回路装置１０６、燃料電池１０８、ディスプレイ１１０、燃料タンク１１２、水接続１１４および燃料入力ポート１１６の一つまたは複数を含む。

図２を参照してより詳細に述べることになるスキン１０２は、ウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ１００に浸出冷却を提供する。ある実施形態では、スキン１０２は個人の手の中に保持されるよう構成される。本稿で用いるところの滲出冷却（transpiration cooling）とは、水の蒸発を通じて熱を取り除く冷却ソリューションであり、自然の対流および放射よりもずっと良好な結果をもたらす。シャーシ１０４を囲むように図示しているが、スキン１０２は集積回路装置１０６および／または電源１０８と直接接触してもよい。

シャーシ１０４は、集積回路装置１０６、燃料電池１０８および燃料タンク１１２のためのハウジングを表す。シャーシ１０４は金属製でもよく、印刷回路基板（図示せず）のための取り付け点を提供してもよい。

集積回路装置１０６はウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ１００の機能コンポーネントを表し、フルに機能しているときには数ワットの電気を使うことがありえ、これが熱となる。集積回路装置１０６は図示しないヒートシンクと結合されてもよい。

燃料電池１０８は、集積回路装置１０６に電気を提供して副産物として水を生成する電源を表す。ある実施形態では、燃料電池１０８は直接メタノール燃料電池である。別の実施形態では、燃料電池１０８は水素燃料電池である。燃料タンク１１２は、燃料電池１０８が使うメタノールまたは水素といった燃料を保持しうる。

ディスプレイ１１０は、ウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ１００用のグラフィカル・ユーザー・インターフェースを提供する液晶ディスプレイ（LCD）であってもよい。

水接続１１４は、燃料電池１０８からの副産物の水を、図２を参照してより詳細に示すスキン１０２に提供する導路を表す。燃料入力ポート１１６は、燃料源、たとえばメタノール容器から燃料タンク１１２への燃料の補充を許容する。

図２は、本発明のある実施形態に基づく、図１に描かれたウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータのスキンの断面図である。ある例示的な実施形態によれば、スキン１０２は、防水層２０４および外側層２０６の間にはさまれた水吸収層２０２の一つまたは複数を含む。

水吸収層２０２は、水を吸収し、少なくとも一時的に保持できる材料または材料の組み合わせを表す。ある実施形態では、水吸収層２０２は、非特許文献１に記載されているアクリル酸グラフト化カルボキシメチルセルロースのような温度感応性のヒドロゲルである。ある実施形態では、水吸収層２０２は温度とともに変わる水吸収性をもつ。ある実施形態では、水吸収層２０２の水吸収性は低温ほど高くなり、高温ほど低くなり、セ氏約30度で水吸収性の著しい低下がある。ある実施形態では、水吸収層２０２はスポンジである。水吸収層２０２は周囲の空気から水を吸収できてもよいし、あるいは液体の水を加えてやる必要があるのでもよい。

ウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ１００が使用され、その内部コンポーネントの温度が上がると、スキン１０２も温かくなる。すると、水吸収層２０２の吸収能低下のためまたは他の原因により水吸収層２０２に以前に吸収された水が解放されうる。するとこの解放された水が蒸発し、それによりスキン１０２から熱を奪う。ある実施形態では、水吸収層２０２の厚さは、燃料電池１０８によって生成される水の量に基づいて浸出冷却の効果が得られることを保証するために十分な量の水吸収性を提供するよう決定される。ある実施形態では、水吸収層２０２は１ミリメートルの厚さである。

防水層２０４は、水が集積回路装置１０６に接触するのを防ぐ。ある実施形態では、防水層２０４はプラスチックである。別の実施形態では、防水層２０４は金属である。ある実施形態では、防水層２０４はシャーシ１０４と統合される。防水層２０４は、水接続１１４が燃料電池１０８によって生成された水を水吸収層２０２に提供しうる開口を含んでもよい。

外側層２０６は水吸収層２０２を実質的に覆い、水が水吸収層２０２との間で出入りするための開口を提供する。ある実施形態では、外側層２０６はプラスチックである。別の実施形態では、外側層２０６はゴムである。図のように、外側層２０６は微小孔２０８を含む。ウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ１００が使用中でないときに水吸収層２０２から水が逃げるのを防ぐために、外側層２０６は、スライドまたはスナップして外側層２０６の開口にかぶさりうるカバー（図示せず）を含んでいてもよい。

微小孔２０８は、水が通過するのを許容するのに十分大きく、かつ水吸収層２０２の一部が通り抜けるのを防ぐのに十分小さい直径をもちうる。

図３は、本発明のある例示的な実施形態に基づく、浸出冷却を実装するのに好適な例示的な電子機器のブロック図である。電子機器３００は、幅広い多様な伝統的なおよび非伝統的な電子機器、ラップトップ、携帯電話、無線通信加入者ユニット、携帯情報端末〔PDA〕の任意のもの、あるいは本発明の教示から裨益する任意の電気機器を表すことが意図されている。図示した例示的な実施形態によれば、電子機器３００は、図３のように結合されたプロセッサ（単数または複数）３０２、メモリ・コントローラ３０４、システム・メモリ３０６、入出力コントローラ３０８、ネットワーク・コントローラ３１０および入出力装置（単数または複数）３１２の一つまたは複数を含みうる。電子機器３００は燃料電池を含んでいてもよく、本発明のある実施形態として先述したスキンで囲まれていてもよい。

プロセッサ（単数または複数）３０２は、これに限られないが、マイクロプロセッサ、プログラム可能型論理デバイス（PLD: programmable logic device）、プログラム可能型論理アレイ（PLA: programmable logic array）、特定用途向け集積回路（ASIC: application specific integrated circuit）、マイクロコントローラなどの一つまたは複数を含む幅広い多様な制御論理のうちの任意のものを表しうる。ただし、本発明はこれに関して限定されるものではない。ある実施形態では、プロセッサ３０２（単数または複数）はインテル（登録商標）互換プロセッサである。プロセッサ（単数または複数）３０２は、たとえばアプリケーションまたはオペレーティング・システムによって呼び出されうる複数の機械レベルの命令を含む命令セットを有していてもよい。

メモリ・コントローラ３０４は、システム・メモリ３０６に電子機器３００の他のコンポーネントとインターフェースをもたせる任意の型のチップセットまたは制御論理を表しうる。ある実施形態では、プロセッサ（単数または複数）３０２とメモリ・コントローラ３０４との間の接続は、フロントサイド・バスと称されうる。別の実施形態では、メモリ・コントローラ３０４はノース・ブリッジと称されうる。

システム・メモリ３０６は、プロセッサ（単数または複数）３０２によって使用されたかもしれないまたは使用されるデータおよび命令を記憶するために使用される任意の型のメモリ・デバイス（単数または複数）を表しうる。典型的には、本発明はこの点に関して限定されるものではないが、システム・メモリ３０６は、動的ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）からなるであろう。ある実施形態では、システム・メモリ３０６はランバスDRAM（RDRAM: Rambus DRAM）からなっていてもよい。別の実施形態では、システム・メモリ３０６は倍速データレート同期DRAM（DDRSDRAM: double data rate synchronous DRAM）からなっていてもよい。

入出力（I/O）コントローラ３０８は、I/O機器（単数または複数）３１２に電子機器３００の他のコンポーネントとインターフェースをもたせる任意の型のチップセットまたは制御論理を表しうる。ある実施形態では、I/Oコントローラ３０８はサウス・ブリッジと称されうる。別の実施形態では、I/Oコントローラ３０８は周辺コンポーネント相互接続（PCI: Peripheral Component Interconnect）エクスプレス^TM基本仕様、改訂1.0a版、PCI特定関心グループ、2003年4月15日公表、に準拠していてもよい。

ネットワーク・コントローラ３１０は、電子機器３００が他の電子機器または装置と通信することを許容する任意の型の装置を表しうる。ある実施形態では、ネットワーク・コントローラ３１０は電気電子技術者協会（IEEE）802.11b規格（1999年9月16日承認、ANSI/IEEE規格802.11への補遺、1999年版）に準拠していてもよい。別の実施形態では、ネットワーク・コントローラ３１０はイーサネット（登録商標）ネットワーク・インターフェース・カードであってもよい。

入出力（I/O）装置（単数または複数）３１２は、電子機器３００に入力を提供するまたは電子機器３００からの出力を処理する、任意の型の装置、周辺機器またはコンポーネントを表しうる。

上記の記述において、本発明の十全な理解を与えるために数多くの個別的詳細が述べられている。しかしながら、当業者には、本発明がこうした個別的詳細なしでも実施しうることは明らかであろう。他方では、よく知られた構造および装置はブロック図の形で示されている。

方法の多くはその最も基本的な形で記述されているが、本発明の基本的な範囲から外れることなく、それらの方法のいずれも、動作を追加したり削除したりすることができ、記載されるメッセージのいずれも情報を加えたり減じたりすることができる。本発明の範囲および精神内で、発明概念の変形がいくらでも予期される。これに関し、特定の示された例示的な実施形態は本発明を限定するためではなく、単に例解するために与えられている。よって、本発明の範囲は上記で与えられている個別的な例によって決定されるものではなく、付属の請求項の言辞そのものによってのみ決定されるものである。

Claims (15)

1. 人の手の中に保持されるよう構成された装置であって：
   集積回路装置と；
   前記集積回路装置に電力を与え、副産物として水を生じる燃料電池と；
   前記集積回路装置および前記燃料電池を収容するシャーシと；
   前記シャーシを覆うスキンであって、前記集積回路装置に水が接触するのを防ぐよう構成された防水層および前記電源からの水を吸収するよう構成された水吸収層を有するスキンとを有する、
   装置。
2. 前記水吸収層が温度感応性のヒドロゲルを含む、請求項１記載の装置。
3. 前記温度感応性のヒドロゲルがアクリル酸グラフト化カルボキシメチルセルロースを含む、請求項２記載の装置。
4. 水が前記水吸収層を出入りすることを許容するよう構成された微小孔を含み、前記水吸収層の外側表面を実質的に覆う外側層をさらに有する請求項１記載の装置。
5. 前記燃料電池のための燃料を保持する燃料タンクをさらに有する、請求項１記載の装置。
6. 前記燃料タンクに燃料ソースを結合するための、前記外側層内の入力ポートをさらに有する、請求項５記載の装置。
7. 前記燃料電池が直接メタノール燃料電池を含む、請求項１記載の装置。
8. 装置であって：
   集積回路装置と；
   前記集積回路装置に電力を与え、副産物として水を生じる電源と；
   前記集積回路装置および前記電源を収容するシャーシと；
   前記シャーシを覆うスキンであって、前記集積回路装置に水が接触するのを防ぐ手段および水を吸収する手段を有するスキンとを有する、
   装置。
9. 前記水を吸収する手段を覆う手段と；
   前記水を吸収する手段との間の水の輸送を許容する手段とをさらに有する、
   請求項８記載の装置。
10. 前記水を吸収する手段が、周囲の空気から水を吸収する手段を含む、請求項８記載の装置。
11. 前記水を吸収する手段が、セ氏約30度より高い温度で吸収された水を解放する手段を含む、請求項８記載の装置。
12. 前記水を吸収する手段が、前記燃料電池によって生成された水を吸収する手段を含む、請求項８記載の装置。
13. 電子機器であって：
    ネットワーク・コントローラと；
    システム・メモリと；
    プロセッサと；
    副産物として水を生じる燃料電池と；
    前記ネットワーク・コントローラ、システム・メモリ、プロセッサおよび燃料電池を実質的に覆うスキンであって、防水性の内側層、温度感応性のヒドロゲル中間層および微小孔を含む外側層を有するスキンとを有する、
    電子機器。
14. 前記温度感応性ヒドロゲルが、セ氏約30度より高い温度に比べてセ氏約30度より低い温度においてより多くの水を吸収できる、請求項１３記載の電子機器。
15. 前記温度感応性ヒドロゲルが、前記燃料電池からの水を吸収できる、請求項１３記載の電子機器。

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