JP2015179801A - Cooling system and electronic apparatus mounted therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電力半導体素子を搭載した電子部品等の冷却装置、およびこれを搭載した電子装置に関するものである。 The present invention relates to, for example, a cooling device for an electronic component on which a power semiconductor element is mounted, and an electronic device on which the cooling device is mounted.
従来、CPUやIGBTのような電力半導体素子を搭載したコンピュータ等の電子装置は、情報量や処理速度、出力の増大に伴って、電力半導体素子の発熱量が増大するようになってきている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electronic device such as a computer equipped with a power semiconductor element such as a CPU or IGBT, the amount of heat generated by the power semiconductor element has increased as the amount of information, processing speed, and output have increased.
電力半導体素子における過度の発熱は、電力半導体素子の性能低下や、電力半導体素子の破損の原因となりうる。 Excessive heat generation in the power semiconductor element can cause deterioration in performance of the power semiconductor element and damage of the power semiconductor element.
そのため、電力半導体素子を用いるコンピュータ等の電子装置は、電力半導体素子を最適な温度状態にするために冷却装置を備えている。 Therefore, an electronic device such as a computer using a power semiconductor element includes a cooling device in order to bring the power semiconductor element to an optimum temperature state.
また、電力半導体素子や他の電子部品を収納した電子機器収納箱(例えば、ブレードサーバに搭載されるサーバモジュール)は、情報量や処理速度、出力、の増大のニーズ対応やそのメンテナンスの目的で繰返し着脱可能な構成で装着されるようになっている。 Also, electronic equipment storage boxes (for example, server modules mounted on blade servers) that contain power semiconductor elements and other electronic components are used for the purpose of meeting increasing needs for information volume, processing speed, and output, and for maintenance purposes. It is designed to be mounted repeatedly and detachably.
このような電力半導体素子の発熱を冷却する冷却装置として、特許文献1に記載された沸騰冷却装置が知られている。 As a cooling device for cooling the heat generated by such a power semiconductor element, a boiling cooling device described in Patent Document 1 is known.
この沸騰冷却装置は、サーモサイフォンの原理を用いたもので、内部に液冷媒を貯留して電力半導体素子の熱を受ける受熱部と、この受熱部の上部に配置され送風機による強制空冷で放熱を行う放熱部とを有し、冷媒の相変化の作用により冷却を行うものである。 This boiling cooling device uses the principle of a thermosyphon. A heat receiving part that stores liquid refrigerant inside and receives the heat of the power semiconductor element, and a heat receiving part that is placed above the heat receiving part and radiates heat by forced air cooling by a blower. It has a heat radiating part to perform and cools by the action of the phase change of the refrigerant.
電力半導体素子が取り付けられた冷却装置は、他の電子部品等と同様に電子機器収納箱内に配設され、複数の電子機器収納箱が堅牢な筐体の中に納められているという構成になっている。 The cooling device to which the power semiconductor element is attached is arranged in an electronic device storage box like other electronic components, and a plurality of electronic device storage boxes are housed in a robust housing. It has become.
このような構成において、冷却装置は受熱部と放熱部とを容易に切り離すことができないため、電子機器収納箱のメンテナンス時には冷却装置も含めて筐体から電子機器収納箱を取り出すこととなる。 In such a configuration, since the cooling device cannot easily separate the heat receiving portion and the heat radiating portion, the electronic device storage box including the cooling device is taken out from the housing during maintenance of the electronic device storage box.
従来の強制空冷で放熱を行う沸騰冷却装置の放熱部は、内部に冷媒の流路を備えたプレートフィン型熱交換器であり、受熱部よりも大型なものになる。そのため電子機器収納箱が大型化し、メンテナンスに伴う電子機器収納箱の着脱作業が煩雑になるという点については配慮なされておらず、電子機器収納箱が大型化してはメンテナンス性を損なうという課題があった。 The heat dissipating part of the conventional boil cooling device that dissipates heat by forced air cooling is a plate fin type heat exchanger having a refrigerant flow path inside, and is larger than the heat receiving part. For this reason, consideration has not been given to the fact that the size of the electronic device storage box is increased, and the attachment / detachment work of the electronic device storage box associated with maintenance is not taken into account. It was.
上記のような課題に対し、特許文献2に記載された冷却装置が知られている。この冷却装置は、冷媒を循環させる第1の循環路を有し強制水流により冷却を行う第1の熱交換器と、この第1の熱交換器とは独立し第2の循環路を有しヒートパイプの作用で冷却を行う第2の熱交換器とを備えた構成となっている。
The cooling device described in
ここで、前記第2の熱交換器は、その第2の循環路内に配置した受熱部で電力半導体素子の熱を受け、この受熱部で加熱された冷媒を、次に放熱部に供給するようにしている。 Here, the second heat exchanger receives the heat of the power semiconductor element at the heat receiving portion disposed in the second circulation path, and then supplies the refrigerant heated by the heat receiving portion to the heat radiating portion. I am doing so.
そして、この第2の熱交換器の放熱部には、第1の熱交換器の第1の循環路内に配置した受熱部を熱交換可能かつ着脱可能な状態で接続した構成となっている。 And it has the structure which connected to the thermal radiation part of this 2nd heat exchanger in the state which can be heat-exchanged and attached or detached with the heat receiving part arrange | positioned in the 1st circulation path of the 1st heat exchanger. .
また第2の熱交換器は筐体から付け外し可能な電子機器収納箱内に配設され、第1の熱交換器は筐体側に配設されている。 The second heat exchanger is disposed in an electronic device storage box that can be attached to and detached from the housing, and the first heat exchanger is disposed on the housing side.
このような構成により、第1の熱交換器の第1の循環路内を循環する冷媒によって、第2の熱交換器の第2の循環路内を循環する冷媒を冷却することが出来るようになっており、第1の熱交換器が強制空冷よりも冷却効率の良い強制水流で冷却を行うため、第2の熱交換器の放熱部や電子機器収納箱を小型にすることができる。 With such a configuration, the refrigerant circulating in the second circulation path of the second heat exchanger can be cooled by the refrigerant circulating in the first circulation path of the first heat exchanger. Thus, since the first heat exchanger performs cooling with a forced water flow having a cooling efficiency better than that of forced air cooling, the heat radiating portion and the electronic device storage box of the second heat exchanger can be reduced in size.
これにより電力半導体素子のメンテナンス時には、第1の熱交換器の受熱部と第2の熱交換器の放熱部との熱的接続を着脱することで、第2の熱交換器を収納した電子機器収納箱の付け外しが可能となり、メンテナンスに伴う電子機器収納箱の着脱作業の煩雑さの課題を軽減している。 Thereby, at the time of the maintenance of the power semiconductor element, the electronic device in which the second heat exchanger is accommodated by detaching the thermal connection between the heat receiving portion of the first heat exchanger and the heat radiating portion of the second heat exchanger. The storage box can be attached and detached, and the problem of the complexity of attaching and detaching the electronic device storage box accompanying maintenance is reduced.
しかしながら特許文献2の構成では、電子機器収納箱のメンテナンス作業の度に、電子機器収納箱内で、第1の熱交換器の受熱部と第2の熱交換器の放熱部との接続を着脱する作業が発生するが、複数の電子機器が搭載された電子機器収納箱内での着脱作業について配慮されておらず、電子部品が高密度実装されたブレードサーバ内での作業は困難になる懸念がある。
However, in the configuration of
また、着脱作業の際に第1の熱交換器の受熱部と第2の熱交換器の放熱部の接続の密着性が損なわれる課題があり、この第1の熱交換器の受熱部と第2の熱交換器の放熱部との位置決めについては配慮なされておらず、密着性が損なわれると冷却性能の低下が懸念される。
In addition, there is a problem that the adhesion of the heat receiving part of the first heat exchanger and the heat radiating part of the second heat exchanger is impaired during the attachment / detachment work. No consideration is given to the positioning of the
本発明は、上記のような課題を解決するものであり、メンテナンスに伴う電子機器収納箱の着脱作業を繰り返し行ったとしても第1の熱交換器の受熱部と第2の熱交換器の放熱部との密着性を損ねることなく、確実に所定の位置で着脱を可能とするものであり、メンテナンス性を向上し、また電子機器収納箱の小型化を実現できる冷却装置の提供を目的とするものである。 The present invention solves the above-described problems, and even when the electronic device storage box is repeatedly attached and detached during maintenance, the heat receiving portion of the first heat exchanger and the heat dissipation of the second heat exchanger are performed. An object of the present invention is to provide a cooling device that can be attached and detached reliably at a predetermined position without impairing the adhesion with the part, improve the maintainability, and realize downsizing of the electronic device storage box. Is.
そこで、この目的を達成するために、本発明での電子装置では、その筐体内に複数の電子機器収納箱を備え、電子機器収納箱内には、作動流体となる第1の冷媒が内部に封入され、発熱体となる電力半導体素子からの熱を受ける第1の受熱部と、第1の冷媒の熱を放出する第1の放熱部と、第1の受熱部と第1の放熱部とを接続する管路により第1の循環路を形成し構成される第1の熱交換器が配設され、筐体内には、送風機と、作動流体となる第2の冷媒が内部に封入され、第1の放熱部から熱を受ける第2の受熱部と、送風機により送られる外気との熱交換により第2の冷媒の熱を放出する第2の放熱部と、第2の受熱部と第2の放熱部とを接続する管路により第2の循環路を形成し構成される第2の熱交換器が配設されたものであって、第1の放熱部が、第2の受熱部と接触する第1の放熱面において、第1の放熱面に凸部を設け、凸部に第2の受熱部が乗り上げる状態で、第1の放熱部と第2の受熱部とが接触する。 Therefore, in order to achieve this object, the electronic device according to the present invention includes a plurality of electronic device storage boxes in the casing, and a first refrigerant serving as a working fluid is contained inside the electronic device storage box. A first heat receiving portion that receives heat from the power semiconductor element that is enclosed and serves as a heating element, a first heat radiating portion that releases heat of the first refrigerant, a first heat receiving portion, and a first heat radiating portion; A first heat exchanger is formed by forming a first circulation path by a pipe line connecting the inside, a blower and a second refrigerant as a working fluid are enclosed inside the housing, A second heat receiving portion that receives heat from the first heat radiating portion, a second heat radiating portion that releases heat of the second refrigerant by heat exchange with the outside air sent by the blower, a second heat receiving portion, and a second heat receiving portion. A second heat exchanger is formed by forming a second circulation path with a pipe line connecting the heat radiation part of In the first heat radiating surface in contact with the second heat receiving portion, the first heat radiating portion is provided with a convex portion on the first heat radiating surface, and the second heat receiving portion rides on the convex portion. The part and the second heat receiving part come into contact with each other.
上記のような構成の冷却装置により、初期の目的を達成するものである。 The initial object is achieved by the cooling device configured as described above.
以上のように本発明は、第1の放熱部に凸部を設け、この凸部に第2の受熱部が乗り上げるようにして接触させることにより、電子機器収納箱のメンテナンスに伴い、繰り返し着脱作業を行ったとしても、第1の放熱部と第2の受熱部とを確実に所定の位置で接続できるので、密着性が損なわれることなく、また冷却性能の低下を防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, the first heat radiating portion is provided with a convex portion, and the convex portion is brought into contact with the second heat receiving portion so that it can be repeatedly attached and detached along with the maintenance of the electronic device storage box. Even if it performs, since a 1st thermal radiation part and a 2nd heat receiving part can be reliably connected in a predetermined position, the adhesiveness is not impaired and the fall of cooling performance can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態の電子装置および冷却装置5の設置概略図を示し、図2はその断面概略図を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an installation schematic diagram of the electronic device and the
電子装置の筐体1の内部には、上下方向に2つの電子機器収納箱3が配置されている。筐体1にはドア2が破線矢印で示すドアの開閉方向tの方向に開閉できるように付いている。
Inside the casing 1 of the electronic device, two electronic
この電子機器収納箱3の内部には、大容量のデータ処理や電力変換を行うため複数の電子部品を備えており、その中で特に発熱するのは、電力半導体素子4(例えばIGBT、MOSFET)である。この電力半導体素子4を効率的に冷却するために冷却装置5が備えられ、冷却装置5は筐体1の天面および内側を連通するよう配置されている。
The electronic
本実施の形態では、一つの電子機器収納箱3に対し、一つの冷却装置5を配置している。したがって、図2に示すように、本実施の形態では、一つの筐体内において、上下に2つの電子機器収納箱を備えているため、それぞれに一つの冷却装置5が配置されている。
In the present embodiment, one
冷却装置5は、それぞれ独立した密閉系で熱的に接続した第1の熱交換器6と第2の熱交換器7により構成されている。
The
図2および図3に、第1の熱交換器6および第2の熱交換器7、さらにその接続部の詳細概略図を示す。
2 and 3 are detailed schematic views of the
第1の熱交換器6は、内部に作動流体となる第1の冷媒8(例えば、純水、アルコール、フロン系冷媒)が封入されており、第1の受熱部9と第1の放熱部10とを気密に接続する第1の蒸気管11と第1の液体管12とで循環路を形成し、第1の受熱部9と第1の液体管12との接続部に逆止弁13を備えた構成となっている。
The
第1の受熱部9は電子機器収納箱3内の底部に配置され、下面に電力半導体素子4が3つ貼り付けられている。
The first
電力半導体素子4との接触面には熱的接続を考慮し、例えば熱伝導グリスや熱伝導シートが挟まれ、接触熱抵抗の低減が図られている。第1の受熱部9の上面には第1の蒸気管11と第1の液体管12が所定の距離を空けて配置されている。
In consideration of thermal connection, for example, heat conductive grease or a heat conductive sheet is sandwiched between the contact surface with the
またここで、第1の受熱部9内において、電力半導体素子4の直上にあたる受熱面27と逆止弁13との間には液相の第1の冷媒8を供給する給液管28を配置し、その給液管28と受熱面27との間にわずかな隙間を空けている。
Further, here, in the first
第1の放熱部10は電子機器収納箱3内で筐体1のドア2から見て奥側に配置されている。第1の放熱部10の上部には第1の蒸気管11が接続し、第1の放熱部10の下部には第1の液体管12が接続している。
The first
第1の放熱部10は、第1の放熱面14で第2の熱交換器7と接続しており、第1の放熱面14の下部に凸部15を設けている。この凸部15と突出方向に対して鈍角をなす方向に第1の放熱面14は傾斜している。
The first
第2の熱交換器7は、内部に作動流体となる第2の冷媒16(例えば、純水、アルコール、フロン系冷媒)が封入されており、第2の受熱部17と第2の放熱部18とを気密に接続する第2の蒸気管19と第2の液体管20とで循環路を形成している。
The
第2の受熱部17の上部には第2の蒸気管19の一端が接続し、第2の受熱部17の下部に第2の液体管20の一端が接続する。
One end of the
また、第2の放熱部18の上部には第2の蒸気管19の他端が接続し、第2の放熱部18の下部には第2の液体管20の他端が接続する。
The other end of the
第2の受熱部17は、筐体1内で、ドア2から見て奥側に配置されており、電子機器収納箱3の奥側で、第2の受熱面21において第1の放熱部10と接触している。第2の受熱面21と第1の放熱面14との間には、電力半導体素子4との接触面には熱的接続を考慮し、例えば熱伝導グリスや熱伝導シートが挟まれ、接触熱抵抗の低減が図られている。
The second
第2の受熱面21の下部には凹部23が設けられており、この凹部23の引込方向に対して鈍角をなす方向に第2の受熱面21は傾斜している。
A
第2の放熱部18は、筐体1の天面に配置され、筐体1の天面において、ドア2から見て奥側に送風機22を備え、ドア2側にグリル29を備えた構成となっており、送風機22は、ドア2側から奥側へと外気を送風する。すなわち、風上側から、グリル29、第2の放熱部18、送風機22の順に配置されている。
The second
本実施の形態においては、2の電子機器収納箱3の内、下側の電子機器収納箱3の冷却装置5に相当する第2の放熱部18が、より風上側になるように並べて配置している。
In the present embodiment, among the two electronic
これは、2つの冷却装置5の内で、下側の電子機器収納箱3に相当する方の循環路が長くなり、冷却性能に不利がなるため、性能差を緩和するためである。
This is because, in the two
次に、それぞれの熱交換器の動作および冷媒の循環について説明する。 Next, the operation of each heat exchanger and the circulation of the refrigerant will be described.
先ず、第1の熱交換器6において、電力半導体素子4の発熱を第1の受熱部9で受熱する。すなわち、第1の受熱部9の内部で液相の第1の冷媒8が沸騰し、相変化の作用によって電力半導体素子4の熱を吸収するのである。
First, in the
そして、気相の第1の冷媒8は逆止弁13の作用により第1の蒸気管11のみを通り、第1の放熱部10へと移動する。
Then, the
ここで、第1の冷媒8は、第1の放熱部10内の第1の伝熱促進体24(例えば、台形状の平行平板フィン)と接触して熱交換し、気相から再び液相へと相変化する。その後、第1の冷媒8は重力の作用により、第1の液体管12を通って、再び第1の受熱部9へと循環していくのである。
Here, the
逆止弁13の作用とは、第1の冷媒8が、第1の液体管12から第1の受熱部9へと流入する方向へは開くが、その逆方向へは開かないので、第1の熱交換器6において、冷媒の循環方向を一意に定めることができる。
The action of the
また、電力半導体素子4の発熱により相変化した気相の第1の冷媒8が、給液管28と受熱面27との間に設けられたわずかな隙間を通り抜ける際に、大きな流速が生じる。この大きな流速に伴い、受熱面27での冷却効率が向上するので、電力半導体素子4のような内部に高発熱部が偏在しているものの冷却に本発明は特に有効なのである。
Further, a large flow velocity is generated when the gas-phase
次に、第2の熱交換器7において、第1の放熱部10と熱的に接続した第2の受熱部17で第1の熱交換器6を冷却する。すなわち、第2の受熱部17の内部で第2の伝熱促進体25(例えば、台形状の平行平板フィン)と接触して液相の第2の冷媒16が沸騰し、相変化の作用によって第1の放熱部10の熱を吸収するのである。
Next, in the
そして、気相の第2の冷媒16は密度差と圧力差により第2の蒸気管19を通って、第2の放熱部18へと移動し、ここで送風機22により外気と間接的に熱交換が行われ、気相から再び液相へと相変化する。
The gas-phase second refrigerant 16 moves to the second
その後、第2の冷媒16は重力の作用により、第2の液体管20を通って、再び第2の受熱部17へと循環していくのである。
Thereafter, the
ここで、独立して密閉系の循環路である第2の熱交換器7の内部における冷媒自然循環について補足する。
Here, it supplements about the natural circulation of the refrigerant | coolant in the inside of the
第1の放熱部10の熱により第2の受熱部17内で沸騰し相変化した気相の第2の冷媒16は、第2の受熱部17の下部から第2の液体管20を通って供給される液相の第2の冷媒16よりも、密度が小さいので、第2の受熱部17内で、より上部へと移動するのである。
The gas phase second refrigerant 16 that has boiled in the second
そしてまた、外気によって冷やされる第2の放熱部18内は、第1の放熱部10の熱を吸収する第2の受熱部17内よりも圧力が低いので、第2の受熱部17から第2の蒸気管19を通って第2の放熱部18へと第2の冷媒16が移動するのである。
Further, since the pressure in the second
上記のような構成と冷媒循環により、電力半導体素子4の発熱は、第1の熱交換器6により効率的に吸収され、また電子機器収納箱3の外へと熱搬送され、第2の熱交換器7により筐体1外へと放熱されるのである。
Due to the above-described configuration and refrigerant circulation, the heat generated by the
次に、本実施の形態で特に重要となる電子機器収納箱3のメンテナンス作業について図4に示し説明する。
Next, maintenance work of the electronic
本実施の形態に示す電子装置において、電子部品のメンテナンス作業が発生した場合には、電子機器収納箱3はドア2を開けて、ドア2側から筐体1外へと取り出す必要がある。
In the electronic device shown in the present embodiment, when maintenance work of an electronic component occurs, the electronic
この時に、本実施の形態では、筐体1の背面側の、第2の受熱部17と同等位置に点検口26を設けている。メンテナンス作業の際には先ずこの点検口26から、第1の放熱部10と第2の受熱部17との着脱作業を行う。
At this time, in the present embodiment, the
すなわち、第1の放熱部10と第2の受熱部17の着脱は、例えば第1の放熱部10側に設けられたメスネジ部(図示せず)に、第2の受熱部17に設けられたボルト挿入孔(図示せず)を通して締結ボルトを用いることにより着脱できる構造とする。この締結ボルトの締結作業を点検口26から実施し、次に電子機器収納箱3は筐体1との間に設置されたスライドレール(図示せず)に沿って、破線矢印で示すメンテナンス方向sの方向にドア2側に引き出す。
That is, the attachment / detachment of the first
このように密閉系の循環路を形成する2つの熱交換器を用いることにより、循環路を切断することなく、電子機器収納箱3の着脱が可能となる。
Thus, by using two heat exchangers that form a closed circuit, the electronic
この着脱作業において、特に電子機器収納箱3を筐体1内に設置する際に、第1の放熱部10の凸部15と第2の受熱部17の凹部23を合わせることにより初期設計位置で確実に接触させることができるので、冷却能力維持および電子装置や冷却装置5の破損を防ぐことができる。
In this attachment / detachment operation, particularly when the electronic
また、凸部15と凹部23を合わせることで、第2の受熱部17が第1の放熱部10に乗り上げる状態で、かつ第1の放熱面14と第2の受熱面21が傾斜状態で接触することになるので、締結ボルトの締結力と重力の作用により、第1の放熱面14と第2の受熱面21の接続の密着性が保持でき、なおかつ締結ボルトの本数も削減でき、より着脱作業の作業性を向上できるのである。
Further, by combining the
また、図3に示すように、第2の受熱面21を傾斜させ、その対面は鉛直としている。これにより第2の受熱部17は、下部から上部にかけて徐々に容積が大きくなる形状となる。前述の通り、第2の熱交換器7においては、第2の冷媒16が、圧力差により自然循環するので、第2の受熱部17の上部の容積が大きくなると、圧損が少なくなるので、より圧力差の作用を得易くなるのである。
Moreover, as shown in FIG. 3, the 2nd
第1の放熱部10の上面と、第2の伝熱促進体25の上面とを同位置とし、第2の受熱部17の上面は第1の放熱部10の上面よりも高い位置になっている。この構成で、第2の受熱部17の上部に熱交換されずに気相状態の第2の冷媒16が貯留できる空間を確保できる。
The upper surface of the first
気相冷媒は、それ以上の相変化ができず、熱交換されると過熱蒸気になり、さらには部分的にドライアウト状態になることが懸念されるが、この空間により気相の第2の冷媒16を熱交換されることなく、第2の蒸気管19へと流入させることができ、冷却性能の低下を防ぐことができる。
The gas-phase refrigerant cannot undergo any further phase change, and if it is heat-exchanged, there is a concern that it will become superheated steam and further partially dry out. The refrigerant 16 can be allowed to flow into the
なお、本実施の形態では、第1の伝熱促進体24を略台形状の平行平板フィンとした。これは、例えばフィン厚みが0.3mm〜3mmの平滑面を、0.8mm〜8mmのフィンピッチで複数並列に設置した形状である。
In the present embodiment, the first heat
このフィン表面に疎水性の表面処理(例えば、フッ素コーティング)を施しても良く、この場合はフィン表面で凝縮した第2の冷媒16が垂れ落ちやすくなり、フィン表面が凝縮した膜状冷媒で覆われることを防ぎ、有効な伝熱面の確保が容易になる。 The fin surface may be subjected to a hydrophobic surface treatment (for example, fluorine coating). In this case, the second refrigerant 16 condensed on the fin surface is likely to sag, and the fin surface is covered with the condensed film refrigerant. It is easy to secure an effective heat transfer surface.
また、この第1の伝熱促進体24の形状は、針状突起でも良く、この場合は第1の放熱部10内の形状に合わせて、下部から上部にかけて針状突起形状の第1の伝熱促進体24の長さが徐々に短くなっている。
The shape of the first heat
またなお、本実施の形態では、第2の伝熱促進体25を平行平板フィンとした。これは、例えばフィン厚みが0.3mm〜3mmの平滑面を、0.8mm〜8mmのフィンピッチで複数並列に設置した形状である。
Further, in the present embodiment, the second heat
このフィンに新水性の表面処理(例えば、ブラスト加工)を施しても良く、この場合はフィン上での沸騰による気泡核の発生および離脱を促進することができ、冷却性能を向上させることができる。 The fin may be subjected to a new aqueous surface treatment (for example, blasting). In this case, generation and separation of bubble nuclei due to boiling on the fin can be promoted, and cooling performance can be improved. .
また、この第2の伝熱促進体25の形状は、細溝、針状突起、金属ウィックでも良く、金属ウィックであるならば、第2の伝熱促進体25の表面に表面処理を施さずとも表面積の増大と気泡核の発生および離脱の促進を実現することができる。
Further, the shape of the second heat
なお、第2の放熱部18は、例えばコルゲーテッドフィンを用いたラジエータを使用することができ、容積に対して大きな伝熱面積を得ることができるので、高い冷却性能を得ることができる。
In addition, since the radiator using the corrugated fin can be used for the 2nd
なお、第2の蒸気管19および第2の液体管20の一部を、ゴムホースにしても良く、この場合は、電子機器収納箱3や第1の熱交換器6の設置位置が製造やメンテナンスの際に初期設計位置を保てなかったとしても、第1の放熱部10に対して第2の受熱部17の接続位置を修正することが可能になる。
A part of the
またなお、点検口26は、メンテナンス時にのみ開閉される蓋がついている。
The
以上のように本発明は、それぞれ独立した2つの熱交換器を筐体側と電子機器収納箱側に備えて構成することにより、メンテナンスに伴う繰り返し着脱作業を容易とし、傾斜した第1の放熱面と第2の受熱面とを熱的に接続させる構成により、繰り返し着脱作業を容易にすることと、冷却性能の確保を確実にすることができる冷却装置であるので、各種電子装置の冷却装置として活用される。 As described above, the present invention includes two independent heat exchangers provided on the housing side and the electronic device storage box side, thereby facilitating repeated attachment / detachment work associated with maintenance, and the inclined first heat radiation surface. As a cooling device for various electronic devices, it is a cooling device that makes it easy to repeatedly attach and detach work and ensure cooling performance by the configuration in which the first and second heat receiving surfaces are thermally connected. Be utilized.
1 筐体
2 ドア
3 電子機器収納箱
4 電力半導体素子
5 冷却装置
6 第1の熱交換器
7 第2の熱交換器
8 第1の冷媒
9 第1の受熱部
10 第1の放熱部
11 第1の蒸気管
12 第1の液体管
13 逆止弁
14 第1の放熱面
15 凸部
16 第2の冷媒
17 第2の受熱部
18 第2の放熱部
19 第2の蒸気管
20 第2の液体管
21 第2の受熱面
22 送風機
23 凹部
24 第1の伝熱促進体
25 第2の伝熱促進体
26 点検口
27 受熱面
28 給液管
29 グリル
t ドアの開閉方向
s メンテナンス方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing | casing 2
Claims (11)
筐体内に複数の電子機器収納箱を備え、
前記電子機器収納箱内には、
作動流体となる第1の冷媒が内部に封入され、
発熱体となる前記電力半導体素子からの熱を受ける第1の受熱部と、
前記第1の冷媒の熱を放出する第1の放熱部と、
前記第1の受熱部と前記第1の放熱部とを接続する管路により第1の循環路を形成し構成される第1の熱交換器が配設され、
前記筐体内には、送風機と、
作動流体となる第2の冷媒が内部に封入され、
前記第1の放熱部から熱を受ける第2の受熱部と、
前記送風機により送られる外気との熱交換により前記第2の冷媒の熱を放出する第2の放熱部と、
前記第2の受熱部と前記第2の放熱部とを接続する管路により第2の循環路を形成し構成される第2の熱交換器が配設されたものであって、
前記第1の放熱部が、前記第2の受熱部と接触する第1の放熱面において、
前記第1の放熱面に凸部を設け、前記凸部に前記第2の受熱部が乗り上げる状態で、前記第1の放熱部と前記第2の受熱部とが接触する電子装置の冷却装置。 Regarding electronic components that generate heat during operation such as power semiconductor elements,
A plurality of electronic device storage boxes are provided in the housing,
In the electronic device storage box,
A first refrigerant to be a working fluid is enclosed inside,
A first heat receiving portion that receives heat from the power semiconductor element serving as a heating element;
A first heat dissipating part that releases heat of the first refrigerant;
A first heat exchanger configured by forming a first circulation path by a pipe line connecting the first heat receiving section and the first heat radiation section;
In the housing, a blower,
A second refrigerant to be a working fluid is enclosed inside,
A second heat receiving portion that receives heat from the first heat radiating portion;
A second heat dissipating part that releases heat of the second refrigerant by heat exchange with outside air sent by the blower;
A second heat exchanger configured by forming a second circulation path with a pipe line connecting the second heat receiving part and the second heat radiating part;
In the first heat dissipating surface where the first heat dissipating part comes into contact with the second heat receiving part,
A cooling device for an electronic device, wherein a convex portion is provided on the first heat radiating surface, and the first heat radiating portion and the second heat receiving portion are in contact with each other in a state where the second heat receiving portion rides on the convex portion.
凸部は、前記電子機器収納箱の箱外側方向へ突出しており、
前記凸部の突出方向に対し、第1の放熱面が鈍角に傾斜していることを特徴とする
請求項1に記載の冷却装置。 The first heat dissipating part is disposed on the inner wall surface of the electronic device storage box,
The convex portion protrudes toward the outside of the electronic device storage box,
The cooling device according to claim 1, wherein the first heat radiating surface is inclined at an obtuse angle with respect to the protruding direction of the convex portion.
請求項1または2に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 1 or 2, wherein a plurality of first heat transfer promoting bodies are provided in the first heat radiation portion.
前記第2の受熱部が、第1の放熱部と接触する第2の受熱面において、
前記第2の受熱面の下部に凹部を設け、
前記凹部の引込方向に対し、前記第2の受熱面が鈍角に傾斜していることを特徴とする
請求項1から3のいずれかに記載の冷却装置。 Arranging a second heat receiving portion on the inner wall surface of the housing;
In the second heat receiving surface where the second heat receiving portion is in contact with the first heat radiating portion,
A recess is provided at a lower portion of the second heat receiving surface;
The cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second heat receiving surface is inclined at an obtuse angle with respect to a drawing direction of the recess.
請求項1から4のいずれかに記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of second heat transfer promoting bodies are provided in the second heat receiving portion.
請求項1に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein the housing is provided with an inspection port.
請求項3に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 3, wherein the first heat transfer promoting body is a trapezoidal flat plate fin.
請求項3に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 3, wherein the first heat transfer promoting body is a needle-like protrusion.
請求項5に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 5, wherein the second heat transfer promoting body is a trapezoidal flat plate fin.
請求項5に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 5, wherein the second heat transfer promoting body is a needle-like protrusion.
請求項5に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 5, wherein the second heat transfer promoting body is formed of a metal wick.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014108704A JP2015179801A (en) | 2014-02-25 | 2014-05-27 | Cooling system and electronic apparatus mounted therewith |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014033765 | 2014-02-25 | ||
JP2014033765 | 2014-02-25 | ||
JP2014108704A JP2015179801A (en) | 2014-02-25 | 2014-05-27 | Cooling system and electronic apparatus mounted therewith |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015179801A true JP2015179801A (en) | 2015-10-08 |
Family
ID=54263659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014108704A Pending JP2015179801A (en) | 2014-02-25 | 2014-05-27 | Cooling system and electronic apparatus mounted therewith |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015179801A (en) |
-
2014
- 2014-05-27 JP JP2014108704A patent/JP2015179801A/en active Pending
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