JP2018112810A - Cooling device and cooling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却対象を冷却するための冷却装置および冷却方法に関する。 The present invention relates to a cooling device and a cooling method for cooling an object to be cooled.
サーバ装置等の情報処理装置では、24時間の連続稼働が一般化してきている。このため、装置各部の冗長化による信頼性の向上や、ホットスワップ(稼働中の交換)が必須となってきている。そのため、冷却ファンの故障や交換時における連続稼働中の冷却能力の維持が課題となっている。 In information processing apparatuses such as server apparatuses, continuous operation for 24 hours has become common. For this reason, improvement of reliability by redundancy of each part of the apparatus and hot swap (replacement during operation) are indispensable. Therefore, maintenance of the cooling capacity during continuous operation at the time of failure or replacement of the cooling fan is an issue.
磁気ディスクドライブなどの電子部品を冷却する冷却装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。図14および15は、関連技術に係る冷却装置100を示す。より詳細には、図14は、冷却装置100が通常の状態である場合を示す。図15は、冷却装置100の1つのファンが取り外された状態である場合を示す。冷却装置100は、両端に開口を有する筐体1001と、筐体1001内に配置された複数のファン1002A〜1002Dとを備える。筐体1001の内部に冷却対象の電子部品S10が配置されている。
A cooling device for cooling an electronic component such as a magnetic disk drive is known (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2). 14 and 15 show a
複数のファン1002A〜1002Dは、回転することにより、筐体1001内の空気を吸引する。その結果、筐体1001内に気流a10が生じる。気流a10が電子部品S10に当たることにより、電子部品S10が冷却される。例えば、ファン1002Dが故障した場合、ファン1002Dを別のファンと交換するために筐体1001から取り外す必要がある。この場合、図15に示すように、取り外されたファン1002Dに対応する位置に蓋1003を取り付ける。その理由は、ファン1002Bを取り外したことにより形成された空間に気流a10が流れ込むことを止めるためである。
The plurality of
図14および15に示す冷却装置100においては、電子部品S10に当たらずに冷却装置100の外部に流出する気流a10が発生するという問題がある。電子部品S10に当たらない気流a10は、電子部品S10の冷却に寄与しないため、無駄となる。このため、冷却対象にあたる気流の量を増加させることが望まれていた。
In the
本発明は、前述した課題を解決するためになされた。本発明の目的は、冷却対象に当たる気流の量を増加させることにより、より効率的に冷却を行う冷却装置および冷却方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The objective of this invention is providing the cooling device and cooling method which cool more efficiently by increasing the quantity of the airflow which hits cooling object.
本発明の実施態様に係る冷却装置は、冷却対象が配置された内部空間を構成し、前記冷却対象と対向する面を有する管形状の筐体と、前記内部空間に配置され、前記内部空間を流れる気流を生じさせることによって前記冷却対象を冷却するファンと、前記筐体の面に配置され、前記冷却対象に向かって突出し、前記気流を前記冷却対象に向かう方向に変更する突起部とを備える。 A cooling device according to an embodiment of the present invention includes an internal space in which a cooling target is arranged, a tubular housing having a surface facing the cooling target, and the internal space. A fan that cools the object to be cooled by generating a flowing airflow, and a protrusion that is arranged on the surface of the housing, protrudes toward the object to be cooled, and changes the airflow in a direction toward the object to be cooled. .
本発明の実施態様に係る冷却方法は、冷却対象が配置された内部空間を構成するとともに前記冷却対象と対向する面を有する管形状の筐体と、前記内部空間に配置されたファンと、前記筐体の面に配置されるとともに前記冷却対象に向かって突出する突起部とを備える冷却装置のための冷却方法であるこの冷却方法は、前記ファンにより前記内部空間を流れる気流を生じさせることによって前記冷却対象を冷却し、前記突起部により前記気流を前記冷却対象に向かう方向に変更することを含む。 A cooling method according to an embodiment of the present invention includes an internal space in which an object to be cooled is disposed and a pipe-shaped housing having a surface facing the object to be cooled, a fan disposed in the internal space, The cooling method is a cooling method for a cooling device that is disposed on a surface of a housing and includes a protrusion that protrudes toward the object to be cooled, by generating an airflow that flows through the internal space by the fan. Cooling the object to be cooled, and changing the airflow in the direction toward the object to be cooled by the protrusion.
本発明によれば、突起部により、気流が冷却対象に向かう方向に変更される。このため、気流が冷却対象に当たる量が増加するので、より効率的に冷却対象を冷却することができる。 According to the present invention, the airflow is changed in a direction toward the cooling target by the protrusion. For this reason, since the amount of airflow hitting the cooling target increases, the cooling target can be cooled more efficiently.
本発明の複数の実施形態に関して図面を参照して以下に説明する。以下の説明においては、図1に示すように、XYZ直交座標系を設定して説明する。X軸方向を左右方向と称する。Y軸方向を前後方向と称する。Z軸方向を上下方向と称する。 A plurality of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, as shown in FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is set and described. The X-axis direction is referred to as the left-right direction. The Y-axis direction is referred to as the front-rear direction. The Z-axis direction is referred to as the vertical direction.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る冷却装置(電子機器)10を示す平面図である。冷却装置10は、例えば、サーバに搭載されてもよい。冷却装置10は、筐体101と、2つのファン102Aおよび102Bと、2つの突起部103Aおよび103Bとを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a cooling device (electronic device) 10 according to a first embodiment of the present invention. The
筐体101は、開口した両端を有する管形状を有する。筐体101の内部には、電子部品SaおよびSbが配置されている。電子部品SaおよびSbは、冷却装置10の構成要素に含まれてもよい。例えば、電子部品SaおよびSbは、筐体101の上面に固定されていてもよい。電子部品SaおよびSbは、筐体101の側面に固定されていてもよい。電子部品SaおよびSbは、稼働することにより、発熱を生じる部品である。電子部品SaおよびSbは、例えば、CPUや磁気ディスクドライブであってもよい。電子部品SaおよびSbは、冷却対象の一例であってもよい。
The
ファン102Aおよび102Bは、互いに同様な構造を有する。ファン102Aおよび102Bは、互いに区別しない場合には、ファン102と総称する。ファン102は、制御回路(不図示)に接続されている。制御回路から与えられる電流により、ファン102は回転する。ファン102の回転により、筐体101の内部の空気が吸引され、その空気が筐体101の外部に放出される。ファン102の回転数は、制御回路の制御に応じて可変である。例えば、ファン102は、制御回路から与えられる電流が増加することにより、回転数を増加させる。ファン102の回転数が大きいほど、より大きい気流を発生させることができる。ファン102は、制御回路の制御に応じて回転を停止する。例えば、ファン102は、制御回路から与えられる電流が遮断されることにより、回転を停止する。ファン102は、ホットスワップに対応している。すなわち、冷却装置10の電源が投入され稼働状態が保たれた状態で、ファン102を筐体101から取り外したり、ファン102を筐体101に取りつけたりできる。すなわち、冷却装置10の稼働状態が保たれた状態で、ファン102を交換できる。
突起部103Aおよび103Bは、互いに略同一構造を有する。突起部103Aは、電子部品Saと対向する筐体101の面に固定されている。突起部103Aは、筐体101内の気流を上方(筐体101の上面)に向かう方向、すなわち、電子部品Saに向かう方向に変更する。突起部103Aは、突起物103a1と突起物103a2とを有する。突起物103a1と突起物103a2は、同様な形状を有する。突起物103a1と突起物103a2は、電子部品Saを基準として対称に配置されている。突起部103Bは、電子部品Sbと対向する筐体101の面に固定されている。突起部103Bは、筐体101内の気流を上方(筐体101の上面)に向かう方向、すなわち、電子部品Sbに向かう方向に変更する。突起部103Bは、突起物103b1と突起物103b2とを有する。突起物103b1と突起物103b2は、電子部品Sbを基準として対称に配置されている。
The
図2および図3を参照して、筐体101について説明する。図2は、筐体101を示す斜視図である。図3は、筐体101を示す平面図である。図2に示すように、筐体101は、上壁101a、下壁101b、前壁101c、後壁101d、左壁101e、右壁101fおよび仕切壁101gを有する。各壁101a〜101gは、板形状を有する。壁101〜101fは、筐体101の内部空間、すなわち壁101a〜101fによって囲まれた空間を、筐体101の外部の空間から仕切る壁である。
The
上壁101aは、水平に延びている。下壁101bは、水平に延び、上壁101aと平行であり、上壁101aに対して上下方向(垂直方向)に離間し、上壁101aの下方に配置されている。
The
前壁101cは、上壁101aに対して垂直に延び、上壁101aおよび下壁101bと接続している。前壁101cは、開口101c1および開口101c2を有する。開口101c1は、仕切壁101gに垂直な方向に対して、仕切壁101gよりも右壁101f側に位置する。開口101c2は、仕切壁101gに垂直な方向に対して、仕切壁101gよりも左壁101e側に位置する。後壁101dは、上壁101aに対して垂直に延び、前壁101cと平行であり、前壁101cに対して前後方向に離間している。後壁101dは、開口101d1および開口101d2を有する。開口101d1は、仕切壁101gに垂直な方向に対して、仕切壁101gよりも右壁101f側に位置する。開口101d2は、仕切壁101gに垂直な方向に対して、仕切壁101gよりも左壁101e側に位置する。図2に示す例においては、開口101c1の数は一つであり、開口101c1は円形状を有している。しかしながら、開口101c1の数および形状は図2に示す例に限定されない。開口101c2、101d1および101d2の数および形状についても開口101c1と同様である。
The
左壁101eは、上壁101aおよび前壁101cに対して垂直に延びる。左壁101eは、上壁101a、下壁101b、前壁101cおよび後壁101dと接続している。右壁101fは、上壁101aおよび前壁101cに対して垂直かつ左壁101e対して水平に延びる。左壁101eは、上壁101a、下壁101b、前壁101cおよび後壁101dと接続している。
The
仕切壁101gは、上壁101aおよび前壁101cに対して垂直かつ左壁101eに対して水平に延びる。仕切壁101gは、左壁101eと右壁101fとの間に配置される。仕切壁101gは、上端101g1、下端101g2、前端101g3および後端101g4を有する。仕切壁101gの上端101g1は、上壁101aと接続している。仕切壁101gの下端101g2は、下壁101bと接続している。仕切壁101gの前端101g3は、前壁101cと接続している。仕切壁101gの後端101g4は、後壁101dから離間している。
The
仕切壁101gは、筐体101の内部空間を仕切る壁である。より具体的には、図3に示すように、仕切壁101gは、筐体101の内部空間を、区分空間E1と、区分空間E2と、共有空間E3とに仕切る。区分空間E1は、仕切壁101gよりも左壁101e側かつ仕切壁101gの前端101g3から後端101g4までの空間である。区分空間E2は、仕切壁101gよりも右壁101f側かつ仕切壁101gの前端101g3から後端101g4までの空間である。共有空間E3は、筐体101の内部空間のうち、区分空間E1および区分空間E2以外の空間である。すなわち、共有空間E3は、左壁101eと右壁101fとの間かつ仕切壁101gの後端101g4よりも後壁101d側の空間である。区分空間E1は、共有空間E3と連通し、区分空間E2とは連通していない。また、区分空間E1は、開口101c1を介して筐体101の外部の空間(以下、外部空間)と連通している。区分空間E2は、共有空間E3と連通し、区分空間E2とは連通していない。また、区分空間E2は、開口101c2を介して外部空間と連通している。共有空間E3は、区分空間E1および区分空間E2と連通している。また、共有空間E3は、開口101d1および101d2を介して外部空間と連通している。ファン102A、突起部103Aおよび電子部品Saは、区分空間E1内に配置されている(図1参照)。ファン102B、突起部103Bおよび電子部品Sbは、区分空間E2内に配置されている(図1参照)。
The
図4を参照して、冷却装置10の突起物103a1の構造を説明する。なお、突起物103a2、突起物103b1および突起物103b2は、突起物103a1と同様な形状を有するため、その説明を省略する。図4は、突起物103a1を示す斜視図である。突起物103a1は、略三角柱の形状を有する。突起物103a1は、底面103a1aと、側面103a1bと、側面103a1cと、端面103a1dと、端面103a1eとを有する。底面103a1aは、略長方形の形状を有する。側面101a1bは、略長方形の形状を有し、底面103a1aに対して傾斜している。側面103a1cは、略長方形の形状を有し、底面103a1aに対して側面103a1bとは逆向きに傾斜している。端面103a1dおよび端面101a3dは、略三角形の形状を有し、図4に示す例においては、二等辺三角形の形状を有する。
The structure of the protrusion 103a1 of the
図5を参照して、筐体101とファン102Aと突起部103Aと電子部品Saとの位置関係について説明する。なお、筐体101とファン102Bと突起部103Bと電子部品Sbとの位置関係は、筐体101とファン102Aと突起部103Aと電子部品Saとの位置関係と同様であるため、詳細な説明は省略する。図5は、図1に示す矢印方向から見た線I−Iに沿った断面図である。
With reference to FIG. 5, the positional relationship among the
上壁101aは、下側を向く上面101a1を構成している。下壁101bは、上側を向く底面101b1を構成している。底面101b1は、上面101a1の下方に位置し、上面101a1と対向している。ファン102Aは、前壁101cと突起物103a2との間に配置されている。電子部品Saは、上壁101aの上面101a1に固定されている。電子部品Saは、突起物103a2と突起物103a1との間に配置されている。電子部品Saは、後壁101d側(図6における気流1a2の上流側)に位置する端Sa1と、前壁101c側(図6における気流1a2の下流側)に位置する端Sa2とを有する。
The
突起物103a1は、下壁101bの底面101b1に固定されている。突起物103a1は、後壁101d側(電子部品Saを基準として図6における気流1a2の上流側)に配置されている。突起物103a1は、突起物103a2と仕切壁101gの後端101g4との間に配置されている。突起物103a1は、電子部品Saの端Sa1の付近に配置されている。より具体的には、突起物103a1は、底面106b1に対して垂直な方向から見て、電子部品Saの端Sa1と重なる。突起物103a1は、電子部品Saを基準として、突起物103a2とは反対側に配置されている。突起物103a1は、電子部品Saに向かって突出している。突起物103a1は、ファン102Aによって発生される気流(図6における気流1a2)が流れる方向と底面106b1に垂直な方向との両方に対して垂直な方向から見て、略三角形の形状を有する。突起物103a1の側面103a1bは、底面106b1に対して傾斜している。より具体的には、側面103a1bは、電子部品Saに近づくにつれて(上側に向かうにつれて)、図6における気流1a2の下流側に傾斜している。突起物103a1の側面101a1cは、底面106b1に対して、側面101a1bとは逆向きに傾斜している。
The protrusion 103a1 is fixed to the bottom surface 101b1 of the
突起物103a2は、下壁101bの底面101b1に固定されている。突起物103a1は、前壁101c側(電子部品Saを基準として図6における気流1a2の下流側)に配置されている。突起物103a2は、ファン102Aと突起物103a1との間に配置されている。突起物103a2は、電子部品Saの端Sa2の付近に配置されている。より具体的には、突起物103a2は、底面106b1に対して垂直な方向から見て、電子部品Saの端Sa2と重なる。突起物103a2は、電子部品Saを基準として、突起物103a1とは反対側に配置されている。突起物103a2は、電子部品Saに向かって突出している。突起物103a2は、ファン102Aによって発生される気流(図6における気流1a2)が流れる方向と底面106b1に垂直な方向との両方に対して垂直な方向から見て、略三角形の形状を有する。突起物103a2の側面103a2bは、底面106b1に対して傾斜している。底面106b1に対する側面103a2bの傾斜角度は、底面106b1に対する側面103a1bの傾斜角度と同じである。突起物103a2の側面103a2cは、底面106b1に対して、側面103a2bとは逆向きに傾斜している。より具体的には、側面103a1cは、電子部品Saに近づくにつれて(上側に向かうにつれて)、図8における気流2a2の下流側に傾斜している。底面106b1に対する側面103a2cの傾斜角度は、底面106b1に対する側面103a1cの傾斜角度と同じである。
The protrusion 103a2 is fixed to the bottom surface 101b1 of the
図6を参照して、冷却装置10が通常の状態である場合における気流の流れを説明する。冷却装置10が通常の状態とは、ファン102Aとファン102Bとの両方が正常に稼働している状態を意味する。冷却装置10が通常の状態の場合、ファン102Aの回転により、気流1a1〜1a3が生じる。気流1a1は、開口101d1を介して、筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流1a2は、区分空間E1(図3参照)内を流れる順方向の気流、すなわち、開口101d1側から開口101c1側に向かって流れる気流である。気流1a3は、開口101c1を介して、筐体101の外部に向かって流れる気流である。また、冷却装置10が通常の状態の場合、ファン102Bの回転により、気流1b1〜1b3が流れる。気流1b1は、開口101d2を介して、筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流1b2は、区分空間E2(図3参照)内を流れる順方向の気流、すなわち、開口101d2側から開口101c2側に向かって流れる気流である。気流1b3は、開口101c1を介して、筐体101の外部に向かって流れる気流である。冷却装置10が通常の状態の場合、ファン102Aの回転数とファン102Bの回転数が同じ、すなわち、ファン102Aによって発生する気流の大きさとファン102Bよって発生する気流の大きさとが同じである。このため、区分空間E1および区分空間E2の一方から他方に向かう気流は発生しない。気流1a2が電子部品Saに当たることにより、電子部品Saが冷却される。気流1b2が電子部品Sbに当たることにより、電子部品Sbが冷却される。
With reference to FIG. 6, the flow of the airflow when the
図7を参照して、冷却装置10が通常の状態である場合における区分空間E1における気流1a2の流れをより具体的に説明する。図7は、図6に示す矢印方向から見た線II−IIに沿った断面図である。気流1a2は、区分空間(流路)E2を、後壁101dの開口101d1側(上流側)から前壁101cの開口101c1側(下流側)に向かって流れる。
With reference to FIG. 7, the flow of the air flow 1a2 in the partitioned space E1 when the
突起物103a1は、電子部品Saに向かって突出している。このため、突起物103a1は、気流1a2の流れを電子部品Saに向かう方向に変更する。その結果、気流1a2のうち電子部品Saに当たる気流の量が増加する。よって、電子部品Saをより効率的に冷却できる。 The protrusion 103a1 protrudes toward the electronic component Sa. For this reason, the protrusion 103a1 changes the flow of the airflow 1a2 in a direction toward the electronic component Sa. As a result, the amount of airflow that hits the electronic component Sa in the airflow 1a2 increases. Therefore, the electronic component Sa can be cooled more efficiently.
突起物103a1の側面103a1bは、上側に向かうにつれて、気流1a2の下流側(気流1a2の流れる方向)に傾斜している。このため、気流1a2のうち側面103a1bに衝突する気流が、滑らかに電子部品Saに向かう方向に変更される。その結果、気流1a2のうち突起物103a1に衝突する気流の流速の低下を抑えることができる。よって、電子部品Saをより効率的に冷却できる。 The side surface 103a1b of the protrusion 103a1 is inclined toward the downstream side of the airflow 1a2 (the direction in which the airflow 1a2 flows) as it goes upward. For this reason, the airflow which collides with side surface 103a1b among the airflow 1a2 is changed into the direction which goes to the electronic component Sa smoothly. As a result, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the airflow that collides with the protrusion 103a1 in the airflow 1a2. Therefore, the electronic component Sa can be cooled more efficiently.
突起物103a1は、電子部品Saの付近、より具体的には、電子部品Saの端Sa1の付近に配置されている。このため、気流1a2のうち、電子部品Saの付近、より具体的には、電子部品Saの端Sa1の付近を流れる気流の量がより増加する。よって、電子部品Saをより効率的に冷却できる。 The protrusion 103a1 is disposed in the vicinity of the electronic component Sa, more specifically, in the vicinity of the end Sa1 of the electronic component Sa. For this reason, in the airflow 1a2, the amount of the airflow flowing in the vicinity of the electronic component Sa, more specifically, in the vicinity of the end Sa1 of the electronic component Sa is further increased. Therefore, the electronic component Sa can be cooled more efficiently.
突起物103a1は、電子部品Saを基準として気流1a2の上流側に配置されている。このため、突起物103a1は、突起物103a1よりも下流側の気流1a2の流れを上方に変更する。その結果、突起物103a1よりも下流側に位置する電子部品Saに当たる気流の量が増加する。よって、電子部品Saをより効率的に冷却できる。 The protrusion 103a1 is disposed on the upstream side of the airflow 1a2 with respect to the electronic component Sa. For this reason, the protrusion 103a1 changes the flow of the airflow 1a2 on the downstream side of the protrusion 103a1 upward. As a result, the amount of airflow hitting the electronic component Sa located on the downstream side of the protrusion 103a1 increases. Therefore, the electronic component Sa can be cooled more efficiently.
図8を参照して、冷却装置10が異常な状態である場合における気流の流れを説明する。冷却装置10が異常な状態とは、ファン102Aとファン102Bとのうち一方のみが正常に稼働している状態を意味する。この場合おいて、ファン102Aとファン102Bとのうち他方は、故障による交換のため、冷却装置10から取り外される。図8に示す例においては、ファン102Aが故障しため、ファン102Aが冷却装置10から取り外された場合を示す。図8に示す例においては、ファン102Aが冷却装置10から取り外された場合における筐体101の内部に生じる気流の流れを示している。ファン102Aが停止しかつファン102Aが取り外さずされていない場合におけるファン102Bによって生じる気流の流れも図8に示す気流の流れと同じである。
With reference to FIG. 8, the flow of the airflow when the
ファン102Aが故障しているため、ファン102Bのみの回転により、気流2a1、2a2、2c、2b1および2b2が生じる。気流2a1は、開口101c1を介して、筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流2a2は、区分空間E1内を流れる逆方向の気流、すなわち、開口101c1側から共有空間E3側に向かって流れる気流である。気流2cは、共有空間E3内を区分空間E1側から区分空間E2側に向かって流れる気流である。気流2b1は、区分空間E2内を流れる順方向の気流、すなわち、共有空間E3側から開口101c2側に向かって流れる気流である。気流2b2は、開口101c1を介して、筐体101の外部に向かって流れる気流である。
Since the
このように、共有空間E3を設けられているため、ファン102Bのみが稼働することにより、区分空間E1を流れ、共有空間E3を迂回して、区分空間E2を流れる気流を生じる。よって、ファン102Aが故障した場合であっても、ファン102Aが配置された空間、すなわち、区分空間E1に配置された電子部品Saを冷却可能である。よって、ファン102Aが故障した場合であっても、温度上昇による電子部品Saに損傷を防止できる。その結果、ファン102Aの故障した場合であっても、電子部品Saの信頼性が悪化することを防止できる。
As described above, since the shared space E3 is provided, when only the
図8に示す例においては、ファン102Aとファン102Bとの両方が稼働している場合と比較して、ファン102Bの回転数を上げられている。その結果、ファン102Bによって生じる気流の大きさを増加するため、共有空間E3を迂回する気流の量がより多くなる。その結果、区分空間E1を流れる気流の量をより多くすることができる。よって、冷却装置10の冷却能力を維持することができる。
In the example shown in FIG. 8, the rotation speed of the
図9を参照して、冷却装置10が異常な状態である場合における区分空間E1における気流2a2の流れをより具体的に説明する。図9は、図8に示す矢印方向から見た線III−IIIに沿った断面図である。気流2a2は、区分空間(流路)E2を、前壁101c側の開口101c1側(上流側)から後壁101dの開口101d1側(下流側)に向かって流れる。突起物103a2は、電子部品Saに向かって突出している。このため、突起物103a2は、気流2a2の流れを電子部品Saに向かう方向に変更する。その結果、気流2a2のうち電子部品Saに当たる気流の量が増加するため、電子部品Saをより効率的に冷却できる。
With reference to FIG. 9, the flow of the air flow 2a2 in the partitioned space E1 when the
突起物103a2の側面101a2cは、上側に向かうにつれて、気流2a2下流側(気流2a2の流れる方向)に向かってに傾斜している。このため、気流2a2のうち側面103a2cに衝突する気流が、滑らかに電子部品Saに向かう方向に変更される。その結果、気流2a2のうち突起物103a2に衝突する気流の流速の低下を抑えることができる。よって、電子部品Saをより効率的に冷却できる。 The side surface 101a2c of the protrusion 103a2 is inclined toward the downstream side of the airflow 2a2 (the direction in which the airflow 2a2 flows) as it goes upward. For this reason, the airflow that collides with the side surface 103a2c in the airflow 2a2 is smoothly changed to the direction toward the electronic component Sa. As a result, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the airflow that collides with the protrusion 103a2 in the airflow 2a2. Therefore, the electronic component Sa can be cooled more efficiently.
突起物103a2は、電子部品Saの付近、より具体的には、電子部品Saの端Sa2の付近に配置されている。このため、気流2a2のうち、電子部品Saの付近、より具体的には、電子部品Saの端Sa2の付近を流れる気流の量がより増加する。その結果、電子部品Saをより効率的に冷却できる。 The protrusion 103a2 is disposed near the electronic component Sa, more specifically, near the end Sa2 of the electronic component Sa. For this reason, in the airflow 2a2, the amount of the airflow flowing in the vicinity of the electronic component Sa, more specifically, in the vicinity of the end Sa2 of the electronic component Sa is further increased. As a result, the electronic component Sa can be cooled more efficiently.
図7を参照して説明したように、区分空間E1には、冷却装置10が正常な状態である場合には、順方向の気流、すなわち、後壁101dの開口101d1側から前壁101cの開口101c1側に向かって流れる気流(図7の気流1a2)が流れる。一方で、図9を参照して説明したように、区分空間E1には、冷却装置10が異常な状態である場合には、逆方向の気流、すなわち、前壁101cの開口101c1側から後壁101dの開口101d1側に向かって流れる気流(図9の気流2a2)が流れる。突起物103a1は、順方向に流れる気流を電子部品Saに向かう方向に変更する。一方で、突起物103a2は、逆方向に流れる気流を電子部品Saに向かう方向に変更する。よって、突起部103aは、順方向に流れる気流と逆方向に流れる気流との両方を電子部品Saに向かう方向に変更することができる。
As described with reference to FIG. 7, when the
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第1の実施形態に係る冷却装置10Aを示す平面図である。第2の実施形態に係る冷却装置10Aは、ファン102Cをさらに備える点、および、仕切り壁101gの構成の点が、第1の実施形態に係る冷却装置10と異なる。冷却装置10Aの構成のうち、冷却装置10と同一の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省く。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a plan view showing the
ファン102Cの構成は、ファン102Aおよび102Bの構成と同様である。ファン102Cは、突起物103b1と後壁101dとの間に配置されている。
第2の実施形態においては、仕切壁101gの後端101g4は、後壁101dと接続している。このため、仕切壁101gは、筐体101の内部空間を、区分空間E1と、区分空間E2とに仕切る。このように、第1の実施形態とは異なり、筐体101の内部空間に共有空間が形成されない。区分空間E1は、区分空間E2とは連通していない。区分空間E1は、開口101c1を介して筐体101の外部の空間(以下、外部空間)と連通している。また、区分空間E1は、開口101d1を介して、筐体101の外部空間と連通している。区分空間E2は、開口101c2を介して外部空間と連通している。また、区分空間E2は、開口101d2を介して、筐体101の外部空間と連通している。ファン102A、突起部103Aおよび電子部品Saは、区分空間E1内に配置されている。ファン102Bおよび101C、突起部103B、ならびに電子部品Sbは、区分空間E2内に配置されている。
The configuration of the
In the second embodiment, the rear end 101g4 of the
図11を参照して、冷却装置10Aが通常の状態である場合における気流の流れを説明する。冷却装置10Aが通常の状態とは、ファン102A〜103Cの全てが正常に稼働している状態を意味する。冷却装置10Aが通常の状態の場合、ファン102Aの回転により、気流3a1〜3a3が生じる。気流3a1は、開口101d1を介して、筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流3a2は、区分空間E1(図10参照)内を流れる順方向の気流、すなわち、開口101d1側から開口101c1側に向かって流れる気流である。気流3a3は、開口101c1を介して、筐体101の外部に向かって流れる気流である。また、冷却装置10Aが通常の状態の場合、ファン102Bおよび102Cの回転により、気流3b1〜3b3が流れる。気流3b1は、開口101d2を介して、筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流3b2は、区分空間E2(図10参照)内を流れる順方向の気流、すなわち、開口101d2側から開口101c2側に向かって流れる気流である。気流3b3は、開口101c2を介して、筐体101の外部に向かって流れる気流である。気流3a2が電子部品Saに当たることにより、電子部品Saが冷却される。気流3b2が電子部品Sbに当たることにより、電子部品Sbが冷却される。
With reference to FIG. 11, the flow of the airflow when the
区分空間E2内に2つのファン102Bおよび102Cが設けられている。このため、区分空間E2内に1つのファン102Bが設けられている場合と比較して、区分空間E2内により大きい気流を発生させることができる。その結果、電子部品Saに当たる気流の量が増加するため、電子部品Saをより冷却できる。したがって、電子部品SaがCPU等の発熱量の大きい部品であっても、電子部品Saの温度の上昇を防ぐことができる。
Two
図12を参照して、冷却装置10Aが異常な状態である場合における気流の流れを説明する。冷却装置10Aが異常な状態とは、ファン102Bとファン102Cとが正常に稼働し、ファン102Aが故障している状態を意味する。図12に示す例においては、故障による交換のため、ファン102Aが冷却装置10Aから取り外された場合を示す。図12に示す例においては、ファン102Aが冷却装置10から取り外された場合における筐体101の内部に生じる気流の流れを示している。ファン102Aが停止しかつファン102Aを取り外さずされていない場合におけるファン102Bおよび102Cによって生じる気流の流れも図12に示す気流の流れと同じである。
With reference to FIG. 12, the flow of the airflow when the
ファン102Bは、開口101c2の付近に設けられている。このため、ファン102Bは、回転することにより、筐体101の区分空間E1内の空気を吸引し、その空気を開口101c2を介して筐体101の外部に排気する。このように、ファン102Bは、区分空間E1内に気流を発生させる。ファン102Cは、開口101d2の付近に設けられている。このため、ファン102Cは、回転することにより、開口101d2を介して、筐体101の外部の空気を吸引し、その空気を筐体101の区分空間E1内に排気する。ここで、開口101d1が開口101d2の付近に設けられている。このため、ファン102Cによって開口101d2の付近で発生する気流により、開口101d1を介して、筐体101の区分空間E2内の空気が吸引される。よって、ファン102Cは、区分空間E2だけでなく、区分空間E1にも気流を発生させる。なお、ファン102Bの回転によっても、区分空間E2だけでなく、区分空間E1にも気流を発生させ得る。
The
したがって、ファン102Bおよび102Cの回転により、気流4a1、4a2、4c、4b1および4b2が生じる。気流4a1は、開口101c1を介して、筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流4a2は、区分空間E1(図10参照)内を流れる逆方向の気流、すなわち、開口101c1側から開口101d1側に向かって流れる気流である。気流4cは、開口101d1を介して筐体101の外部に向かって流れ、筐体101の外部空間を経由して、開口101d2を介して筐体101の内部に向かって流れる気流である。気流4b1は、区分空間E2(図3参照)内を流れる順方向の気流、すなわち、開口101d2側から開口101c2側に向かって流れる気流である。気流4b2は、開口101c2を介して、筐体101の外部に向かって流れる気流である。
Accordingly, airflows 4a1, 4a2, 4c, 4b1, and 4b2 are generated by the rotation of the
このように、ファン102Cが開口101d2の付近に設けられているため、ファン102Bおよび102Cが稼働することにより、区分空間E1を流れ、筐体101の外部空間を経由して、区分空間E2を流れる気流を生じる。よって、ファン102Aが故障してファン102Bおよび102Cのみが正常に稼働している場合であっても、ファン102Aが配置された空間、すなわち、区分空間E1に配置された電子部品Saも冷却可能である。よって、ファン102Aの故障した場合であっても、温度上昇による電子部品Saに損傷を防止できる。その結果、電子部品Saの信頼性が悪化することを防止できる。
Thus, since the
図12に示す例においては、ファン102A〜102Cの全てが稼働している場合と比較して、ファン102Aが稼働していない場合にファン102Bおよびファン102Cの回転数を上げてもよい。この場合、ファン102Bおよびファン102Cによって生じる気流の大きさを増加させることができる。
In the example illustrated in FIG. 12, the rotation speeds of the fan 102 </ b> B and the fan 102 </ b> C may be increased when the fan 102 </ b> A is not operating as compared to the case where all of the fans 102 </ b> A to 102 </ b> C are operating. In this case, the magnitude of the airflow generated by the
ファン102Bおよびファン102Cのいずれか一方が故障しても、ファン102Bおよびファン102Cの他方が正常に稼働していれば、区分空間E2内に気流を生じさせることができる。よって、ファン102Bおよびファン102Cのいずれか一方が故障しても、区分空間E2内の電子部品Sbを冷却できるため、冷却装置10Aを連続稼働することができる。この場合において、ファン102Bおよびファン102Cのうち、正常に稼働しているファンの回転数を上げてもよい。
Even if one of the
(第3の実施形態)
図10は、本発明の第3の実施形態に係る冷却装置10Bを示す断面図である。冷却装置10Bの構成のうち、冷却装置10または10Aと同一の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省く。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a
冷却装置10Bは、筐体101と、ファン102Aと、突起部103Aとを有する。筐体101は内部空間を構成する。筐体101の内部空間には、冷却対象、すなわち、電子部品Saが配されている。筐体101は管形状を有する。筐体101は、電子部品Saと対向する面、すなわち、底面101b1を有する。ファン102Aは、筐体101の内部空間に配置され、その内部空間を流れる気流を生じさせることによって電子部品Saを冷却する。突起部103A、より具体的には、突起物103a1は、筐体101の底面101b1に配置され、電子部品Saに向かって突出し、筐体101の内部空間を流れる気流を電子部品Saに向かう方向に変更する。このため、気流が電子部品Saに当たる量が増加するので、より効率的に冷却対象を冷却することができる。
The
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
10、10A、10B 冷却装置
101 筐体
102A〜102C ファン
103A、103B 突起部
Sa、Sb 電子部品
10, 10A,
Claims (7)
前記内部空間に配置され、前記内部空間を流れる気流を生じさせることによって前記冷却対象を冷却するファンと、
前記筐体の面に配置され、前記冷却対象に向かって突出し、前記気流を前記冷却対象に向かう方向に変更する突起部と
を備える冷却装置。 A tube-shaped housing that constitutes an internal space in which a cooling target is arranged and has a surface facing the cooling target;
A fan that is disposed in the internal space and that cools the object to be cooled by generating an airflow flowing through the internal space;
A cooling device comprising: a protrusion that is disposed on a surface of the housing, protrudes toward the cooling target, and changes the airflow in a direction toward the cooling target.
請求項1に記載の冷却装置。 The protrusion includes a first protrusion disposed on the upstream side of the airflow with respect to the cooling target, and a second protrusion disposed on the downstream side of the airflow with respect to the cooling target. The cooling device according to claim 1.
前記第1の突起物は、前記冷却対象の第1の端の付近に配置され、
前記第2の突起物は、前記冷却対象の第2の端の付近に配置されている
請求項2に記載の冷却装置。 The object to be cooled has a first end located on the upstream side of the air flow and a second end located on the downstream side of the air flow,
The first protrusion is disposed in the vicinity of the first end of the cooling target,
The cooling device according to claim 2, wherein the second protrusion is disposed in the vicinity of the second end of the cooling target.
前記第2の突起物は、前記筐体の面に対して垂直な方向から見て、前記冷却対象の第2の端と重なる
請求項3に記載の冷却装置。 The first protrusion is overlapped with the first end of the cooling target when viewed from a direction perpendicular to the surface of the housing,
The cooling device according to claim 3, wherein the second protrusion overlaps with the second end of the cooling target when viewed from a direction perpendicular to the surface of the housing.
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the protrusion is inclined toward the downstream side of the airflow as it approaches the object to be cooled.
前記突起部は、上方に向かって突出する
請求項1から5のいずれか一項に記載の冷却装置。 The surface of the housing is a surface located below the object to be cooled,
The cooling device according to any one of claims 1 to 5, wherein the protrusion protrudes upward.
前記ファンにより前記内部空間を流れる気流を生じさせることによって前記冷却対象を冷却し、
前記突起部により前記気流を前記冷却対象に向かう方向に変更する
ことを含む冷却方法。 A tube-shaped housing that constitutes an internal space in which an object to be cooled is disposed and has a surface facing the object to be cooled, a fan that is disposed in the internal space, and a surface that is disposed on the surface of the housing and the cooling A cooling method for a cooling device comprising a protrusion protruding toward an object,
Cooling the object to be cooled by generating an airflow flowing through the internal space by the fan;
The cooling method including changing the airflow in the direction toward the cooling target by the protrusion.
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CN111356325A (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 中车唐山机车车辆有限公司 | Power box |
US11937397B2 (en) | 2018-11-15 | 2024-03-19 | Nec Platforms, Ltd. | Electronic device for ensuring electronic part cooling performance despite temporal cooling airflow interruption |
-
2017
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