JP2022135925A - 放熱装置および冷却ユニット - Google Patents

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健人 玉岡
Taketo Tamaoka
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【課題】複数の発熱部品を効率的に冷却する放熱装置及び冷却ユニットを提供する。【解決手段】冷却ユニットAは、第1放熱器1と、第2放熱器2と、第1タンク5と、第2タンク6と、を有する。冷却液は、第1放熱器、第2放熱器、第1タンク及び第2タンクの内部を流れる。第1タンクは、第1冷却装置3に冷却液を流出するタンク側第1流出口5aと、第1冷却装置からの冷却液が流入するタンク側第1流入口5bと、を有する。第2タンクは、第2冷却装置に冷却液を流出するタンク側第2流出口6aと、第2冷却装置からの冷却液が流入するタンク側第2流入口6bと、を有する。第1放熱器において、タンク側第1流入口から流入した冷却液は、第1方向一方側から第1方向他方側に流れてタンク側第2流出口から流出する。第2放熱器において、タンク側第2流入口から流入した冷却液は、第1方向他方側から第1方向一方側に流れてタンク側第1流出口から流出する。【選択図】図2

Description

本発明は、放熱装置および冷却ユニットに関する。
従来、半導体素子などの発熱体を冷却するために、冷却板と、コンデンサなどの放熱器と、ポンプとを繋げ、そのサイクルを冷却液が流れる冷却装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の冷却装置は、2個の冷却板と2台のコンデンサを備えており、2個の冷却板と2台のコンデンサと冷媒ポンプとが順番に直列に接続することによって冷媒の流路が形成されている。
特開2003-318341号公報
特許文献1の冷却装置では、2つの冷却板が直接的に接続されている。したがって、冷媒は、一方の冷却板を通過して熱を吸収した後で、引き続いて他方の冷却板を流れる。このため、コンデンサにおいて冷却された冷媒が、1つめの冷却板を充分に冷却できたとしても、2つめの冷却板を充分に冷却できないことがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の発熱部品を効率的に冷却するのに適した放熱装置および冷却ユニットを提供することにある。
本発明の例示的な放熱装置は、第1冷却装置および第2冷却装置に対して冷却液を流入および流出する。放熱装置は、第1放熱器と、第2放熱器と、前記第1放熱器および前記第2放熱器のそれぞれの第1方向一方側と接続する第1タンクと、前記第1放熱器および前記第2放熱器のそれぞれの第1方向他方側と接続する第2タンクとを有する。前記冷却液は、前記第1放熱器、前記第2放熱器、前記第1タンクおよび前記第2タンクの内部を流れる。前記第1タンクは、前記第1冷却装置に前記冷却液を流出するタンク側第1流出口と、前記第1冷却装置からの前記冷却液が流入するタンク側第1流入口とを有する。前記第2タンクは、前記第2冷却装置に前記冷却液を流出するタンク側第2流出口と、前記第2冷却装置からの前記冷却液が流入するタンク側第2流入口とを有する。前記第1放熱器において、前記タンク側第1流入口から流入した冷却液は、第1方向一方側から第1方向他方側に流れて前記タンク側第2流出口から流出する。前記第2放熱器において、前記タンク側第2流入口から流入した冷却液は、第1方向他方側から第1方向一方側に流れて前記タンク側第1流出口から流出する。
本発明の例示的な冷却ユニットは、上記に記載の放熱装置と、前記第1冷却装置と、前記第2冷却装置とを有する。第1方向および第2方向に対して直交する第3方向に対して、前記第2放熱器、前記第1放熱器および前記第1冷却装置または前記第2冷却装置の順番に配置される。
例示的な本発明によれば、複数の発熱部品を効率的に冷却するのに適した放熱装置および冷却ユニットを提供できる。
図1は、本発明の放熱装置を備えた冷却ユニットの概略図である。 図2は、本発明の放熱装置を備えた冷却ユニットの模式図である。 図3は、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置を備えた冷却ユニットの全体斜視図である。 図4Aは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置における第1タンク近傍の一部透過斜視図である。 図4Bは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置の第1タンクを第2方向に沿って切断したときの断面斜視図である。 図5Aは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置における第2タンク近傍の一部透過斜視図である。 図5Bは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置の第2タンクを第2方向に沿って切断したときの断面斜視図である。 図6は、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置を第2方向に沿って切断したときの断面斜視図である。 図7は、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置の模式的な断面斜視図である。 図8Aは、本発明の例示的な第1実施形態に係る冷却ユニットの模式的な側面図である。 図8Bは、本発明の例示的な第1実施形態に係る冷却ユニットの模式的な側面図である。 図9は、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置を備える冷却ユニットの全体斜視図である。 図10は、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置の模式的な断面図である。 図11Aは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置における第1タンク近傍の一部透過斜視図である。 図11Bは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置を第2方向に沿って切断したときの断面斜視図である。 図12Aは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置における第2タンク近傍の一部透過斜視図である。 図12Bは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置における第2タンク近傍の斜視図である。 図13は、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットの模式的な一部拡大斜視図である。 図14は、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットにおける第1冷却装置の模式的な斜視図である。 図15Aは、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットにおける第1冷却装置近傍の模式的な平面図である。 図15Bは、図15AのB-B線に沿った模式的な断面図である。 図15Cは、図15AのC-C線に沿った模式的な断面図である。 図16は、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットに各種固定部品を取り付けた状態の全体斜視図である。 図17は、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置を第2方向に沿って切断したときの断面斜視図である。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書では、理解の容易のため、互いに直交する第1方向X、第2方向Yおよび第3方向Zを適宜記載している。ここでは、放熱装置または冷却管が延びる方向を「第1方向X」と称する。また、第1方向Xに対して直交する方向を「第2方向Y」と称する。さらに、第1方向Xおよび第2方向Yに対して直交する方向を「第3方向Z」と称する。
また、第1方向Xの一方側の方向を「第1方向一方側(-X方向)」、他方側の方向を「第1方向他方側(+X方向)」と称する。第2方向Yの一方側の方向を「第2方向一方側(-Y方向)」、他方側の方向を「第2方向他方側(+Y方向)」と称する。そして、第3方向Zの一方側の方向を「第3方向一方側(-Z方向)」、他方側の方向を「第3方向他方側(+Z方向)」と称する。
また、本願では、便宜上、第2方向Yを上下方向として説明する場合がある。例えば、第2方向Yの一方側(-Y方向)は上方向を示し、第2方向Yの他方側(+Y方向)は下方向を示す。ただし、上下方向、上方向、および下方向は、説明の便宜上定めるものであり、鉛直方向に一致する必要はない。また、あくまで説明の便宜のために上下方向を定義するのにすぎず、本発明に係る放熱装置および冷却ユニットの使用時の向きを限定しない。なお、本明細書において「直交する方向」とは、厳密な意味での直交を表すのではなく、例えば本開示における効果を奏する程度に直交である場合を含む。
<第1実施形態>
本発明の例示的な第1実施形態の放熱装置Bおよび冷却ユニットAについて説明する。図1は、第1実施形態の放熱装置Bを備える冷却ユニットAの概略図である。図2は、第1実施形態の放熱装置Bを備える冷却ユニットAの模式図である。
<冷却ユニット>
図1および図2に示すように、冷却ユニットAは、放熱装置Bと、第1冷却装置3と、第2冷却装置4とを有する。放熱装置Bは、第1放熱器1と、第2放熱器2と、第1タンク5と、第2タンク6とを有する。第1タンク5は、第1放熱器1および第2放熱器2の第1方向一方側(-X方向)に位置し、第2タンク6は、第1放熱器1および第2放熱器2の第1方向他方側(+X方向)に位置する。
冷却ユニットAは、第1配管71と、第2配管72と、第3配管73と、第4配管74とをさらに有する。第1放熱器1の一方側と、第1冷却装置3とは、第1配管71で接続する。詳細には、第1放熱器1の一方側と、第1冷却装置3とは、第1タンク5を介して第1配管71で接続される。また、第2放熱器2の一方側と、第1冷却装置3とは、第2配管72で接続する。詳細には、第2放熱器2の一方側と、第1冷却装置3とは、第1タンク5を介して第2配管72で接続される。
第1放熱器1の他方側と、第2冷却装置4とは、第3配管73で接続する。詳細には、第1放熱器1の他方側と、第2冷却装置4とは、第2タンク6を介して第3配管73で接続される。また、第2放熱器2の他方側と、第2冷却装置4とは、第4配管74で接続する。詳細には、第2放熱器2の他方側と、第2冷却装置4とは、第2タンク6を介して第4配管74で接続される。
冷却液は、放熱装置Bの第2放熱器2から第2配管72、第1冷却装置3、第1配管71を通って放熱装置Bに戻り、その後、放熱装置Bの第1放熱器1を通過する。さらに、冷却液は、放熱装置Bの第1放熱器1から第3配管73、第2冷却装置4、第4配管74を通って放熱装置Bに戻り、その後、放熱装置Bの第2放熱器2を通過する。その後、再び放熱装置Bの第2放熱器2から第2配管72を通って流れる。
本実施形態において、冷却液は液体である。冷却液として、例えば、エチレングリコール水溶液またはプロピレングリコール水溶液のような不凍液または純水等が使用される。
図2に示すように、第1冷却装置3および第2冷却装置4は、熱源である第1発熱部品R1および第2発熱部品R2と接し、第1発熱部品R1および第2発熱部品R2からの熱を吸収する。例示的な発熱部品としては、コンピュータに用いられるマイクロプロセッサおよびインバータなどに用いられるパワー半導体などが挙げられる。第1冷却装置3および第2冷却装置4において熱を吸収した冷却液は第1配管71~第4配管74を通り、第1放熱器1および第2放熱器2に流れる。熱を吸収した冷却液が第1放熱器1および第2放熱器2を通ることで第1放熱器1および第2放熱器2において冷却液から外部に放熱される。
より詳細には、第2放熱器2で放熱された冷却液は、第2配管72を通って、第1冷却装置3へと流れる。第1冷却装置3で第1発熱部品R1から熱を吸収した冷却液は、第1配管71を通って、第1放熱器1へと流れる。図2のF1に沿って冷却液が第1放熱器1を流れる際に、第1放熱器1において冷却液から放熱される。第1放熱器1において放熱された冷却液は、第3配管73を通って、第2冷却装置4へと流れる。第2冷却装置4で第2発熱部品R2から熱を吸収した冷却液は、第4配管74を通って、第2放熱器2へと流れる。図2のF2に沿って冷却液が第2放熱器2を流れる際に、第2放熱器2において冷却液から放熱される。
冷却ユニットAにおいて、冷却液が上記のサイクルで流れることで、第1冷却装置3で熱を吸収した冷却液が第1放熱器1で放熱され、冷却された冷却液が第2冷却装置4へと流入する。そのため、第1冷却装置3と第2冷却装置4とで冷却性能の偏りを抑制できる。
第1タンク5は、タンク側第1流出口5aおよびタンク側第1流入口5bを有する。第1タンク5において、第2放熱器2の流路開口部とタンク側第1流出口5aとは連絡する。また、第1タンク5において、第1放熱器1の流路開口部とタンク側第1流入口5bとは連絡する。なお、第1タンク5において、タンク側第1流出口5aとタンク側第1流入口5bとは直接連絡しない。また、第1タンク5において、第1放熱器1の流路開口部と第2放熱器2の流路開口部とは直接連絡しない。
詳細には、第1タンク5は、第1タンク5内部において直接連通しない複数のタンク室を有する。例えば、第1タンク5は、第1タンク室51と、第2タンク室52とを有する。第1タンク室51および第2タンク室52は、第1仕切り部5pによって仕切られる。
タンク側第1流出口5aは、第2タンク室52と繋がる。タンク側第1流出口5aは、第2タンク室52に設けられてもよい。または、タンク側第1流出口5aは、第2配管72を介して第2タンク室52と連絡してもよい。
タンク側第1流入口5bは、第1タンク室51と繋がる。タンク側第1流入口5bは、第1タンク室51に設けられてもよい。または、タンク側第1流入口5bは、第1配管71を介して第1タンク室51と連絡してもよい。
第1タンク5の冷却液は、タンク側第1流出口5aから第1冷却装置3に流出する。例えば、第1タンク5の冷却液は、第2タンク室52から第2配管72を流れ、タンク側第1流出口5aから第1冷却装置3に流出する。第1冷却装置3を流れた冷却液は、第1配管71を流れてタンク側第1流入口5bから第1タンク室51に流入する。タンク側第1流入口5bから第1タンク室51に流入した冷却液は、第1放熱器1を流れる。
第2タンク6は、タンク側第2流出口6aおよびタンク側第2流入口6bを有する。第2タンク6において、第1放熱器1の流路開口部とタンク側第2流出口6aとは連絡する。また、第2タンク6において、第2放熱器2の流路開口部とタンク側第2流入口6bとは連絡する。なお、第2タンク6において、タンク側第2流出口6aとタンク側第2流入口6bとは直接連絡しない。また、第2タンク6において、第1放熱器1の流路開口部と第2放熱器2の流路開口部とは直接連絡しない。
詳細には、第2タンク6は、第2タンク6内部において直接連通しない複数のタンク室を有する。例えば、第2タンク6は、第3タンク室61と、第4タンク室62とを有する。第3タンク室61および第4タンク室62は、第2仕切り部6pによって仕切られる。
タンク側第2流出口6aは、第3タンク室61と繋がる。タンク側第2流出口6aは、第3タンク室61に設けられてもよい。または、タンク側第2流出口6aは、第3配管73を介して第3タンク室61と連絡してもよい。
タンク側第2流入口6bは、第4タンク室62と繋がる。タンク側第2流入口6bは、第4タンク室62に設けられてもよい。または、タンク側第2流入口6bは、第4配管74を介して第4タンク室62と連絡してもよい。
第2タンク6の冷却液は、タンク側第2流出口6aから第2冷却装置4に流出する。例えば、第2タンク6の冷却液は、第3タンク室61のタンク側第2流出口6aから第3配管73を介して第1冷却装置3に流れる。第1冷却装置3を流れた冷却液は、タンク側第2流入口6bから第4配管74を流れて第4タンク室62に流入する。第4タンク室62に流入した冷却液は、第2放熱器2を流れる。
<第1実施形態の詳細構造>
次に、図3を参照して、本発明の例示的な第1実施形態における放熱装置Bおよび冷却ユニットAの詳細な構造について説明する。図3は、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bを備えた冷却ユニットAの全体斜視図である。
<冷却ユニットA>
冷却ユニットAは、放熱装置B、第1冷却装置3、第2冷却装置4、第1配管71、第2配管72、第3配管73および第4配管74を有する。第1タンク5と第1冷却装置3とは、第1配管71と第2配管72で接続される。第2タンク6と第2冷却装置4とは、第3配管73と第4配管74で接続される。
<放熱装置B>
放熱装置Bは、第1放熱器1、第2放熱器2、第1タンク5および第2タンク6を有する。第1放熱器1および第2放熱器2の第1方向X一方側(-X方向)に第1タンク5が取り付けられる。第1放熱器1および第2放熱器2の第1方向X他方側(+X方向)に第2タンク6が取り付けられる。第1タンク5と第1冷却装置3とは、第1配管71と第2配管72で接続する。第2タンク6と第2冷却装置4とは、第3配管73と第4配管74で接続する。
ここでは、第1放熱器1および第2放熱器2は、第3方向Zに並んで配置される。第1放熱器1は、第3方向Z一方側(-Z方向)に位置し、第2放熱器2は、第3方向Z他方側(+Z方向)に位置する。
また、第1冷却装置3および第2冷却装置4は、X方向に並んで配置される。第1冷却装置3は、第1方向X一方側(-X方向)に位置し、第2冷却装置4は、第1方向X他方側(+X方向)に位置する。また、第1冷却装置3および第2冷却装置4は、放熱装置Bに対して第3方向Z一方側(-Z方向)に位置する。
<第1冷却装置3および第2冷却装置4>
第1冷却装置3は、コールドプレート31、ポンプ32およびケーシング33を有する。ポンプ32は、ケーシング33の第2方向一方側(-Y方向)に位置する。ここでは、ポンプ32は、ケーシング33の第2方向一方側(-Y方向)の面において、第3方向他方側(+Z方向)に位置する。コールドプレート31は、ケーシング33の第2方向他方側(+Y方向)に位置する。
第2冷却装置4は、コールドプレート41、ポンプ42およびケーシング43を有する。ポンプ42は、ケーシング43の第2方向一方側(-Y方向)に位置する。ここでは、ポンプ42は、ケーシング43の第2方向一方側(-Y方向)の面において、第3方向他方側(+Z方向)に位置する。コールドプレート41は、ケーシング43の第2方向他方側(+Y方向)に位置する。
コールドプレート31およびコールドプレート41の第2方向Y他方側(+Y方向)の面は、それぞれ第1発熱部品R1および第2発熱部品R2(図2)と接する。コールドプレート31およびコールドプレート41の第2方向Y一方側(-Y方向)の面には、それぞれ冷却液が通過する。コールドプレート31およびコールドプレート41は、銅またはアルミニウム製の板材である。コールドプレート31およびコールドプレート41は、発熱部品(図3では図示せず)からの熱を吸収し、冷却液に熱を伝達する。
ポンプ32およびポンプ42により、冷却液は循環する。ポンプ32およびポンプ42は、遠心型のポンプであり、第2方向Y他方側(+Y方向)から冷却水を吸い上げ、第2方向Yに直交する方向に冷却水を吐出する。第1実施形態において、ポンプ32およびポンプ42は、ケーシング33およびケーシング43の第2方向Y一方側(-Y方向)側に配置される。ただし、ポンプ32およびポンプ42は、第1冷却装置3および第2冷却装置4とは別の位置で、第1配管71~第4配管74のいずれかに配置されてもよい。なお、ここでは、第1冷却装置3および第2冷却装置4にポンプ32およびポンプ42がそれぞれ配置されている。これにより、冷却ユニットAの冗長性を保つことができ、冷却液を循環させ続けることができる。なお、ポンプの台数は、1台であっても、3台以上であってもよい。
図2および図3に示すように、第1冷却装置3において、ケーシング33は、第1流入口331と、第1流出口332とを有する。第1流入口331は、第2配管72と接続する。第1流出口332は、第1配管71と接続する。ケーシング33は、内部に流路を有している。第1冷却装置3において、第1流入口331から流入した冷却液は、ケーシング33内の流路を通ってコールドプレート31およびポンプ32を流れ、第1流出口332から流出する。
第2冷却装置4において、ケーシング43は、第2流入口431と、第2流出口432とを有する。第2流入口431は、第3配管73と接続する。第2流出口432は、第4配管74と接続する。第2冷却装置4において、第2流入口431から流入した冷却液は、ケーシング43内の流路を通ってコールドプレート41およびポンプ42を流れ、第2流出口432から流出する。
<第1放熱器1および第2放熱器2>
図4A~図6を参照して、放熱装置Bの構造について説明をする。図4Aは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bの第1タンク5近傍を拡大した模式的な一部拡大斜視図である。図4Bは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置の第1タンク5を第2方向Yに沿って切断したときの断面斜視図である。図5Aは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bの第2タンク6近傍を拡大した模式的な一部拡大斜視図である。図5Bは、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bの第2タンク6を第2方向Yに沿って切断したときの断面斜視図である。図6は、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bを第2方向Yに沿って切断したときの断面斜視図である。
図4A~図6に示すように、第1放熱器1は、第1冷却管11と、第1フィン12とを有する。ここでは、第1放熱器1は、複数の第1冷却管11と、複数の第1フィン12とを有する。第1冷却管11は、銅またはアルミニウムなどの熱伝導性に優れる金属材の管状の部品であり、第1方向Xに延びる。
第1フィン12は、第1冷却管11から第2方向Yに延びる。ここでは、第1フィン12は、銅やアルミニウムなどの熱伝導性に優れる金属材の板状部品である。第1フィン12は、第2方向Yに延びるともに波形に第1方向Xに延びることによって形成される。第1フィン12が波形に形成されることで、空気と接する面積を増やし、放熱性を向上できる。
複数の第1冷却管11および複数の第1フィン12は、第2方向Yに交互に積層される。複数の第1冷却管11の各々の外周面には第1フィン12が接する。より詳細には、ろう付けにより第1冷却管11と第1フィン12が接続される。熱を吸収した冷却液が第1冷却管11の内部を通過することで、冷却液の熱が第1冷却管11から第1フィン12へと伝わり、第1フィン12を介して外部へ放出される。
第2放熱器2は、第2冷却管21と、第2フィン22とを有する。ここでは、第2放熱器2は、複数の第2冷却管21と、複数の第2フィン22とを有する。第2放熱器2は、サイズおよび位置を除き、第1放熱器1と同様の構成を有しており、冗長な説明を省略する。
図6に示すように、第1放熱器1および第2放熱器2は、それぞれ第1方向Xに延びる。第1放熱器1および第2放熱器2は、第3方向Zに並んで配置される。ここでは、第1放熱器1の大きさは、第2放熱器2よりも大きい。より詳細には、第1放熱器1の第2方向Yに沿った長さは、第2放熱器2の第2方向Yに沿った長さとほぼ等しいものの、第1放熱器1の第3方向Zに沿った長さは、第2放熱器2の第3方向Zに沿った長さよりも大きい。このため、第1放熱器1および第2放熱器2を第2方向Yに切断した断面を見た際、第1放熱器1の断面積は、第2放熱器2の断面積よりも大きい。
<第1タンク5および第2タンク6>
次に、図4A~図5Bを参照して、第1タンク5および第2タンク6の構造を説明する。
図4Aおよび図4Bに示すように、第1放熱器1と第2放熱器2の第1方向X一方側(-X方向)には、第1タンク5が配置される。第1タンク5は、第1仕切り部5pにより第1タンク室51と、第2タンク室52とに区画される。ここでは、第1仕切り部5pは、第2方向Yに延びており、第1タンク5を第3方向Zに分離する。第1タンク室51は、第3方向一方側(-Z方向)に位置し、第2タンク室52は、第3方向他方側(+Z方向)に位置する。第1タンク室51は、複数の第1冷却管11の一方側と接続し、図2および図3に示した第1冷却装置3の第1流出口332と接続する。第2タンク室52は、複数の第2冷却管21の一方側と接続し、第1冷却装置3の第1流入口331と接続する。第1配管(接続管)71は、第1タンク室51に接続される。第2配管(接続管)72は、第2タンク室52に接続される。第2配管72の一部は、第1タンク室51内を通る。第2配管72の一部が第1タンク室51内を通って配置されることで、冷却ユニットAの第1方向Xの幅を小さくすることができる。
図5Aおよび図5Bに示すように、第1放熱器1と第2放熱器2の第1方向X他方側(+X方向)には、第2タンク6が配置される。第2タンク6は、第2仕切り部6pにより第3タンク室61と、第4タンク室62とに区画される。ここでは、第2仕切り部6pは、第2方向Yに延びており、第2タンク6を第3方向Zに分離する。第3タンク室61は、第3方向一方側(-Z方向)に位置し、第4タンク室62は、第3方向他方側(+Z方向)に位置する。第3タンク室61は、複数の第1冷却管11の他方側と接続し、図2および図3に示した第2冷却装置4の第2流入口431と接続する。第4タンク室62は、複数の第2冷却管21の他方側と接続し、第2冷却装置4の第2流出口432と接続する。第3配管(接続管)73は、第3タンク室61に接続される。第4配管(接続管)74は、第4タンク室62に接続される。第4配管74の一部は、第3タンク室61内を通過する。第4配管74の一部が第3タンク室61内を通って配置されることで、冷却ユニットAの第1方向Xの幅を小さくすることができる。
第1タンク5および第2タンク6を設けることにより冷却ユニットA内の冷却液の容量を増やすことができる。冷却ユニットA内の冷却液は、配管の接続箇所などから徐々に冷却液が蒸発し減少する。冷却液が減少することで、発熱部品の冷却能力が低下することがある。これに対して、第1タンク5および第2タンク6を設けることで、冷却液の量を確保し、冷却能力の低下を低減できる。
本実施形態において、放熱装置Bは、第1冷却装置3および第2冷却装置4に対して冷却液を流入および流出する。放熱装置Bは、第1放熱器1と、第2放熱器2と、第1タンク5と、第2タンク6とを有する。第1タンク5は、第1放熱器1および第2放熱器2のそれぞれの第1方向一方側(-X方向)と接続する。第2タンク6は、第1放熱器1および第2放熱器2のそれぞれの第1方向他方側(+X方向)と接続する。冷却液は、第1放熱器1、第2放熱器2、第1タンク5および第2タンク6の内部を流れる。
第1タンク5は、第1冷却装置3に冷却液を流出するタンク側第1流出口5aと、第1冷却装置3からの冷却液が流入するタンク側第1流入口5bとを有する。第2タンク6は、第2冷却装置4に冷却液を流出するタンク側第2流出口6aと、第2冷却装置4からの冷却液が流入するタンク側第2流入口6bとを有する。第1放熱器1において、タンク側第1流入口5bから流入した冷却液は、第1方向一方側(-X方向)から第1方向他方側(+X方向)に流れてタンク側第2流出口6aから流出する。第2放熱器2において、タンク側第2流入口6bから流入した冷却液は、第1方向他方側(+X方向)から第1方向一方側(-X方向)に流れてタンク側第1流出口5aから流出する。
本実施形態の放熱装置Bによれば、第2放熱器2で放熱された冷却液によって第1冷却装置3を冷却できるとともに、第1放熱器1で放熱された冷却液によって第2冷却装置4を冷却できる。このため、冷却液が循環することにより、第1放熱器1および第2放熱器2が効率的に放熱して第1冷却装置3および第2冷却装置4を効率的に冷却できる。また、第1冷却装置3に対する冷却液の流出入が第1タンク5から行われ、第2冷却装置4に対する冷却液の流出入が第2タンク6から行われるため、冷却液の蒸発によって循環する冷却液が不足することを抑制する。さらに、放熱装置Bと、第1冷却装置3および第2冷却装置4とを接続する第1配管71~第4配管74の構成が複雑になることを抑制できる。
第1放熱器1は、第1冷却管11と、第1フィン12とを有する。第1冷却管11は、第1方向Xに延びる。第1冷却管11には冷却液が通過する。第1フィン12は、第1冷却管11の外周面と接する。第1フィン12は、第1方向Xに対して直交する第2方向Yに延びる。
第2放熱器2は、第2冷却管21と、第2フィン22とを有する。第2冷却管21は、第1方向Xに延びる。第2冷却管21には冷却液が通過する。第2フィン22は、第2冷却管21の外周面と接する。第2フィン22は、第2方向Yに延びる。
第1放熱器1および第2放熱器2は、第1方向Xおよび第2方向Yに対して直交する第3方向Zに配置される。第1タンク5は、第1仕切り部5pによって第1タンク室51と第2タンク室52とに区画される。第1タンク室51は、タンク側第1流入口5bと繋がる。第2タンク室52は、タンク側第1流出口5aと繋がる。
第2タンク6は、第2仕切り部6pによって第3タンク室61と第4タンク室62とに区画される。第3タンク室61は、タンク側第2流出口6aと繋がる。第4タンク室62は、タンク側第2流入口6bと繋がる。
第1冷却管11および第2冷却管21から第1フィン12および第2フィン22がそれぞれ延びる方向(Y方向)に対して直交する方向(Z方向)に第1放熱器1および第2放熱器2を配置することにより、第1放熱器1および第2放熱器2の断面積に応じて冷却性能を調整できる。
冷却ユニットAは、第1配管71と、第2配管72と、第3配管73と、第4配管74とをさらに有する。第1配管71は、第1タンク室51と第1冷却装置3とを接続する。第2配管72は、第2タンク室52と第1冷却装置3とを接続する。第3配管73は、第3タンク室61と第2冷却装置4とを接続する。第4配管74は、第4タンク室62と第2冷却装置4とを接続する。これにより、冷却液は、放熱装置B、第1冷却装置3および第2冷却装置4を効率的に循環できる。
第2配管72は、第1タンク室51を通って第1仕切り部5pを貫通して第2タンク室52と接続する。これにより、第1冷却装置3から離れた側に位置する第2タンク室52に第2配管72が接続する場合でも第2配管72が第1タンク室51を通って接続するため、放熱装置B全体のサイズを小さくできる。また、第4配管74は、第3タンク室61を通って第2仕切り部6pを貫通して第4タンク室62と接続する。これにより、第2冷却装置4から離れた側に位置する第4タンク室62に第4配管74が接続する場合でも第4配管74が第3タンク室61を通って接続するため、放熱装置B全体のサイズを小さくできる。
次に、図7を参照して、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bを説明する。図7は、本発明の例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bの模式的な断面図である。
図7に示すように、放熱装置Bに対して風Wが吹く場合、風Wは、放熱装置Bの第3方向Z他方側(+Z方向)から吹くことが好ましい。この場合、放熱装置Bの第3方向Z他方側(+Z方向)が風Wの風上に位置する。放熱装置Bにおいて、第1放熱器1および第2放熱器2は、第3方向Zに並んで配置される。第1放熱器1は、第3方向Z一方側(-Z方向)に位置し、第2放熱器2は、第3方向Z他方側(+Z方向)に位置する。
この場合、第1放熱器1の断面積が第2放熱器2の断面積よりも大きいことにより、第1冷却装置3において吸収した熱を放出する第1放熱器1にあたる風の温度が、第2冷却装置4において吸収した熱を放出する第2放熱器2にあたる風の温度よりも高くても、第1放熱器1および第2放熱器2の放熱性能を同程度に調整できる。
第1放熱器1および第2放熱器2の放熱性能は、第1放熱器1および第2放熱器2の周囲を流れる空気または風の温度、強さ等に影響されるため、第1放熱器1および第2放熱器2の放熱性能は位置によって異なることがある。第1実施形態において、第3方向Zにおいて第2放熱器2から風Wが流れる。そのため、第1放熱器1には第2放熱器2から放出された熱を持つ空気が流れる。第1放熱器1に流れる空気は、第2放熱器から放出された熱を持っているため、第1放熱器1および第2放熱器2のサイズが同じであると、空気が第1放熱器1を通過しても、第2放熱器2と同程度に熱が放出されないことがある。このため、第1放熱器1の大きさを第2放熱器2よりも大きくすることで、外気が第1放熱器1と接する面が大きくなるため、第1放熱器1における放熱性能が向上する。よって、第2冷却装置4へは、第1冷却装置3に流入される冷却液と同様の温度の冷却液が流入し、第1冷却装置3と第2冷却装置4での冷却性能を均一化できる。
このように、第1放熱器1および第2放熱器2を第2方向Yに沿って切断した切断面を第1方向Xから見た場合、第1放熱器1の断面積は、第2放熱器2の断面積よりも大きい。第1放熱器1の断面積を第2放熱器2の断面積より大きくすることにより、第1放熱器1および第2放熱器2の冷却性能を均一化できる。
次に、図1~図8Bを参照して、本発明の例示的な第1実施形態に係る冷却ユニットAを説明する。図8Aは、本発明の例示的な第1実施形態に係る冷却ユニットAの模式的な側面図である。図8Bは、本発明の例示的な第1実施形態に係る冷却ユニットAの模式的な側面図である。なお、第2冷却装置4も、第1冷却装置3と同様の構成を有するが、ここでは、図8Aおよび図8Bを参照して第1冷却装置3を中心に説明する。
上述したように、冷却ユニットAにおいて、第1放熱器1の一方側と、第1冷却装置3とは、第1タンク5を介して第1配管71で接続される。第2放熱器2の一方側と、第1冷却装置3とは、第1タンク5を介して第2配管72で接続される。
<第1配管71~第4配管74>
上記記載のように、第1冷却装置3および第2冷却装置4に搭載するポンプ32、42は、遠心型のポンプである。遠心型のポンプは、第2方向Y他方側(+Y方向)から第2方向Y一方側(-Y方向)へ冷却水を吸い上げ、遠心方向(第1方向Xあるいは第3方向Z)へ冷却水を排出する構造のポンプである。
第1冷却装置3において、第1流入口331および第1流出口332は、ケーシング33に対して第3方向Z他方側(+Z方向)に位置する。また、第1冷却装置3において、第1流入口331は、第1流出口332よりも第2方向Y一方側(-Y方向)に位置する。このため、第1流入口331に接続する第2配管72の位置は、第1流出口332に接続する第1配管71の位置よりも、第2方向Y他方側に位置する。
図8Aおよび図8Bは冷却ユニットAにおける第1冷却装置3の構成を示すが、第2冷却装置4も、第1冷却装置3と同様の構成を有する。このため、第2冷却装置4において、第2流入口431は、第2流出口432よりも第2方向Y他方側に位置する。第2流入口431に接続する第3配管73の位置は、第2流出口432に接続する第4配管74の位置よりも、第2方向Y他方側に位置する。
第1冷却装置3は、コールドプレート31と、ポンプ32と、ケーシング33とを有する。ポンプ32は、ケーシング33に対して第2方向一方側(-Y方向)に位置する。ポンプ32は、遠心型ポンプである。第1冷却装置3において、第1配管71は、第2配管72よりも第2方向一方側(-Y方向)に位置する。
第2方向他方側(+Y方向)から冷却液を吸い上げて周方向に流す遠心型ポンプの構成に応じて、第1冷却装置3から冷却液が流出する第1配管71が第1冷却装置3に冷却液を流入する第2配管72よりも第2方向一方側(-Y方向)に位置することにより、第1冷却装置3内の冷却液の流路を簡素化できる。
冷却ユニットAでは、第1方向Xおよび第2方向Yに対して直交する第3方向Zに対して、第2放熱器2、第1放熱器1および第1冷却装置3の順番に配置される。なお、第1方向Xおよび第2方向Yに対して直交する第3方向Zに対して、第2放熱器2、第1放熱器1および第2冷却装置4の順番に配置される。
冷却ユニットAは、放熱装置Bと、第1冷却装置3と、第2冷却装置4とを有する。冷却ユニットAでは、第1方向Xおよび第2方向Yに対して直交する第3方向Zに対して、第2放熱器2、第1放熱器1および第1冷却装置3または第2冷却装置4の順番に配置される。これにより、第1冷却装置3または第2冷却装置4によって風の流れが妨害されることを回避しつつ、第1フィン12および第2フィン22に対して効率的に風を流すことができる。
なお、図2~図8Bに示した放熱装置Bでは、第1放熱器1および第2放熱器2は、第3方向Z方向に並んで位置したが、本実施形態はこれに限定されない。第1放熱器1および第2放熱器2は、第2方向Y方向に並んで位置してもよい。
また、図2~図8Bに示した放熱装置Bおよび/または冷却ユニットAでは、第1仕切り部5pが第1タンク5を第3方向Zに分離しており、第1タンク室51および第2タンク室52はY方向に並んで位置したが、本実施形態はこれに限定されない。また、第2仕切り部6pが第2タンク6を第3方向Zに分離しており、第3タンク室61および第4タンク室62がY方に並んで位置したが、本実施形態はこれに限定されない。
また、図8Aおよび図8Bに示した冷却ユニットAの第1冷却装置3において、第1流出口332は、第1流入口331よりも第2方向他方側(+Y方向)に配置され、第2冷却装置4において、第2流出口432は、第2流入口431よりも第2方向他方側(+Y方向)に配置されたが、本実施形態はこれに限定されない。第1冷却装置3において、第1流出口332は、第1流入口331と第2方向Yにおいて同じ高さに配置され、第2冷却装置4において、第2流出口432は、第2流入口431と第2方向Yにおいて同じ高さに配置されてもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bおよび冷却ユニットAを説明する。まず、図9を参照して、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを備えた冷却ユニットAを説明する。図9は、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを備える冷却ユニットAの全体斜視図である。
図9に示すように、冷却ユニットAは、放熱装置Bと、第1冷却装置3と、第2冷却装置4とを有する。放熱装置Bは、第1放熱器1Aと、第2放熱器2Aと、第1タンク5Aと、第2タンク6Aとを有する。第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aは、第2方向Yに配置される。ここでは、第1放熱器1Aは、第2放熱器2Aに対して第2方向Yに積層して配置される。第1タンク5Aは、第1放熱器および第2放熱器2Aの第1方向一方側(-X方向)に位置し、第2タンク6Aは、第1放熱器および第2放熱器2Aの第1方向他方側(+X方向)に位置する。
第1放熱器1Aは、部分1Aaと、部分1Aaから分離された部分1Abとを有する。第1放熱器1Aにおいて、部分1Aaおよび部分1Abは、第3方向Zに並んで配置される。部分1Aaは、第3方向一方側(-Z方向)に位置し、部分1Abは、第3方向他方側(+Z方向)に位置する。
第2放熱器2Aは、部分2Aaと、部分2Aaから分離された部分2Abとを有する。第2放熱器2Aにおいて、部分2Aaおよび部分2Abは、第3方向Zに並んで配置される。部分2Aaは、第3方向一方側(-Z方向)に位置し、部分2Abは、第3方向他方側(+Z方向)に位置する。
第1放熱器1Aの部分1Aaは、第2放熱器2Aの部分2Aaと第2方向Yに並んで配置される。また、第1放熱器1Aの部分1Abは、第2放熱器2Aの部分2Abと第2方向Yに並んで配置される。
ここでは、部分1Aaおよび部分2Aaの大きさは、部分1Abおよび部分2Abよりも大きい。より詳細には、部分1Aaおよび部分2Aaの第2方向Yに沿った長さは、部分1Abおよび部分2Abの第2方向Yに沿った長さとほぼ等しいものの、部分1Aaおよび部分2Aaの第3方向Zに沿った長さは、部分1Abおよび部分2Abの第3方向Zに沿った長さよりも大きい。このため、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aを第2方向Yに切断した断面を見た際、第1放熱器1Aの断面積は、第2放熱器2Aの断面積よりも大きい。
冷却ユニットAは、第1配管71と、第2配管72と、第3配管73と、第4配管74とをさらに有する。第1放熱器1Aの一方側と、第1冷却装置3とは、第1配管71で接続する。詳細には、第1放熱器1Aの一方側と、第1冷却装置3とは、第1タンク5Aを介して第1配管71で接続される。また、第2放熱器2Aの一方側と、第1冷却装置3とは、第2配管72で接続する。詳細には、第2放熱器2Aの一方側と、第1冷却装置3とは、第1タンク5Aを介して第2配管72で接続される。
第1放熱器1Aの他方側と、第2冷却装置4とは、第3配管73で接続する。詳細には、第1放熱器1Aの他方側と、第2冷却装置4とは、第2タンク6Aを介して第3配管73で接続される。また、第2放熱器2Aの他方側と、第2冷却装置4とは、第4配管74で接続する。詳細には、第2放熱器2Aの他方側と、第2冷却装置4とは、第2タンク6Aを介して第4配管74で接続される。
次に、図9および図10を参照して、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bおよび冷却ユニットAを説明する。図10は、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bの模式的な断面図である。この実施形態においては、第1放熱器1Aと第2放熱器2Aは、第2方向Yに並んで配置される。
第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの第1方向X一方側(-X方向)に第1タンク5Aが配置される。第1タンク5Aは、第1タンク室51Aと第2タンク室51Bとを有する。第1タンク室51Aと第2タンク室51Bは、第2方向Yに並んで設けられ、第1タンク室51Aは、第2タンク室51Bの第2方向一方側(-Y方向)に位置する。第1タンク室51Aは、第1放熱器1Aの部分1Aaおよび部分1Abの第1方向X一方側(-X方向)に位置する。第2タンク室51Bは、第2放熱器2Aの部分2Aaおよび部分2Abの第1方向X一方側(-X方向)に位置する。
同様に、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの第1方向X他方側(+X方向)に第2タンク6Aが配置される。第2タンク6Aは、第3タンク室61Aと、第4タンク室61Bとを有する。第3タンク室61Aと第4タンク室61Bとは、第2方向Yにおいて設けられ、第3タンク室61Aは、第4タンク室61Bの第2方向一方側(-Y方向)に位置する。第3タンク室61Aは、第1放熱器1Aの部分1Aaおよび部分1Abの第1方向X他方側(+X方向)に位置する。第4タンク室61Bは、第2放熱器2Aの部分2Aaおよび部分2Abの第1方向X他方側(+X方向)に位置する。
この実施形態においても、第1冷却装置3と第2冷却装置4との冷却性能を均一化することができる。
次に、図9~図11Bを参照して、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを説明する。図11Aは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bにおける第1タンク5A近傍の一部透過斜視図である。図11Bは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを第2方向Yに沿って切断したときの断面斜視図である。
図11Aおよび図11Bに示すように、第1放熱器1Aは、部分1Aaと、部分1Abとを有する。部分1Aaおよび部分1Abのそれぞれは、第1冷却管11と、第1フィン12とを有する。
第2放熱器2Aは、部分2Aaと、部分2Abとを有する。部分2Aaおよび部分2Abのそれぞれは、第2冷却管21と、第2フィン22とを有する。本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bにおいて、第1冷却管11、第1フィン12、第2冷却管21および第2フィン22は、上述した例示的な第1実施形態に係る放熱装置Bと同様であり、重複する説明を省略する。
図11A示すように、第1放熱器1Aと第2放熱器2Aの第1方向X一方側(-X方向)には、第1タンク5Aが配置される。第1タンク5Aは、第1仕切り部5pにより第1タンク室51Aと、第2タンク室51Bとに区画される。ここでは、第1仕切り部5pは、第3方向Zに延びており、第1タンク5Aを第2方向Yに分離する。第1タンク室51Aは、第2方向一方側(-Y方向)に位置し、第2タンク室51Bは、第2方向他方側(+Y方向)に位置する。第1タンク室51Aは、第1放熱器1Aの部分1Aaおよび部分1Abにおける複数の第1冷却管11の一方側と接続する。第2タンク室52は、第2放熱器2Aの部分2Aaおよび部分2Abにおける複数の第2冷却管21の一方側と接続する。第1配管71は、第1タンク室51Aに接続される。第2配管72は、第2タンク室51Bに接続される。
図11B示すように、ここでは、第1配管71および第2配管72のそれぞれは、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aと同様に、第1方向Xに延びる。
次に、図12Aおよび図12Bを参照して本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを説明する。図12Aは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bにおける第2タンク6A近傍の一部透過斜視図である。図12Bは、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bにおける第2タンク6A近傍の斜視図である。なお、図12Bでは、放熱装置Bの第1放熱器1Aを、第2方向一方側(-Y方向)から覆っている。
図12Aおよび図12Bに示すように、第1放熱器1Aと第2放熱器2Aの第1方向X他方側(+X方向)には、第2タンク6Aが配置される。第2タンク6Aは、第2仕切り部6pにより第3タンク室61Aと、第4タンク室61Bとに区画される。ここでは、第2仕切り部6pは、第3方向Zに延びており、第2タンク6Aを第2方向Yに分離する。第3タンク室61Aは、第2方向一方側(-Y方向)に位置し、第4タンク室61Bは、第2方向他方側(+Y方向)に位置する。第3タンク室61Aは、第1放熱器1Aの部分1Aaおよび部分1Abにおける複数の第1冷却管11の他方側と接続する。第4タンク室62は、第2放熱器2Aの部分2Aaおよび部分2Abにおける複数の第2冷却管21の他方側と接続する。第3配管73は、第3タンク室61Aに接続される。第4配管74は、第4タンク室61Bに接続される。
図12B示すように、ここでは、第3配管73および第4配管74のそれぞれは、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aと同様に、第1方向Xに延びる。
第1放熱器1Aは、第1冷却管11と、第1フィン12とを有する。第1冷却管11は、第1方向Xに延びる。第1冷却管11には冷却液が通過する。第1フィン12は、第1冷却管11の外周面と接する。第1フィン12は、第1冷却管11に対して第1方向Xに対して直交する第2方向Yに延びる。
第2放熱器2Aは、第2冷却管21と、第2フィン22とを有する。第2冷却管21は、第1方向Xに延びる。第2冷却管21には、冷却液が通過する。第2フィン22は、第2冷却管21の外周面と接する。第2フィン22は、第2方向Yに延びる。
第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aは、第2方向Yに配置される。第1タンク5Aは、第1仕切り部5pによって第1タンク室51Aと第2タンク室51Bとに区画される。第1タンク室51Aは、タンク側第1流入口5bと繋がる。第2タンク室51Bは、タンク側第1流出口5aと繋がる。
第2タンク6は、第2仕切り部6pによって第3タンク室61Aと第4タンク室61Bとに区画される。第3タンク室61Aは、タンク側第2流出口6aと繋がる。第4タンク室61Bは、タンク側第2流入口6bと繋がる。
第1フィン12は、第1冷却管11からY方向に延びる。第2フィン22は、第2冷却管21からY方向に延びる。第1冷却管11、第2冷却管21から第1フィン12、第2フィン22がそれぞれ延びる方向(Y方向)に第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aを配置することにより、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの冷却性能を容易に均一化できる。
次に、図13および図14を参照して本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットAにおける第1冷却装置3および第2冷却装置4を説明する。図13は、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットAの模式的な一部拡大斜視図である。図14は、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットAにおける第1冷却装置3の模式的な斜視図である。なお、第2冷却装置4は、第1冷却装置3と同様の構成を有しているため、冗長の説明を省略する。
図13および図14に示すように、第1冷却装置3は、コールドプレート31、ポンプ32およびケーシング33を有する。ポンプ32は、ケーシング33の第2方向一方側(-Y方向)に位置する。ここでは、ポンプ32は、ケーシング33の第2方向一方側(-Y方向)の面において、第3方向のほぼ中央に位置する。コールドプレート31は、ケーシング33の第2方向他方側(+Y方向)に位置する。
第1冷却装置3において、ケーシング33は、第1流入口331と、第1流出口332とを有する。第1流入口331は、第2配管72と接続する。第1流出口332は、第1配管71と接続する。ケーシング33は、内部に流路を有している。第1冷却装置3において、第1流入口331から流入した冷却液は、ケーシング33内の流路を通ってコールドプレート31およびポンプ32を流れ、第1流出口332から流出する。第1冷却装置3において、第1流入口331に接続する第2配管72および第1流出口332に接続される第1配管71は、第2方向(Y方向)において同じ高さに位置する。
次に、図15A~図15Cを参照して本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットAにおける第1冷却装置3および第2冷却装置4を説明する。図15Aは、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットAにおける第1冷却装置3の模式的な平面図である。図15Bは、図15AのB-B線に沿った模式的な断面図である。図15Cは、図15AのC-C線に沿った模式的な断面図である。ここでも、第2冷却装置4は、第1冷却装置3と同様の構成を有しているため、冗長の説明を省略する。
図15A~図15Cに示すように、ケーシング33内部には冷却装置タンク室34が設けられる。冷却装置タンク室34は、第1流入口331とコールドプレート31とを繋ぐ流路に位置する。
第2配管72を流れた冷却液が、第1冷却装置3の第1流入口331から流入すると、冷却装置タンク室34に流れる。冷却装置タンク室34の断面積は、第1流入口331の流路の断面積よりも大きい。冷却装置タンク室34を通過した冷却液は、第2方向他方側(+Y方向)に流れてコールドプレート31と接する。冷却液は、コールドプレート31に沿って第3方向一方側(-Z方向)に流れ、ポンプ32の第2方向Y他方側(+Y方向)に到達する。冷却液は、ポンプ32により、第2方向Y一方側(-Y方向)に吸い上げられて、第2方向Yに直交する方向に流れて、第1冷却装置3の第1流出口332から第1配管71を通って流出する。
このように、第1冷却装置3は、ポンプ32と、ケーシング33と、冷却装置タンク室34とを有する。冷却装置タンク室34は、ケーシング33内部に配置される。ポンプ32は、ケーシング33に対して第2方向一方側(-Y方向)に位置する。ポンプ32は、遠心型ポンプである。第1冷却装置3において、第1配管71および第2配管72は、第2方向(Y方向)において同じ高さに位置する。
第1冷却装置3から冷却液が流出する第1配管71が第1冷却装置3に冷却液を流入する第2配管72と第2方向(Y方向)において同じ高さに位置することにより、第1冷却装置3を薄型化できる。
<固定構造>
次に、図16を参照して、放熱装置B、第1冷却装置3および第2冷却装置4の固定構造について説明する。図16は、本発明の例示的な第2実施形態に係る冷却ユニットAに各種固定部品を取り付けた状態の全体斜視図である。
第1放熱器1Aと、第2放熱器2Aとは、放熱器固定部品81により互いに固定される。第1放熱器1Aと第2放熱器2Aとは別体である場合、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aが放熱器固定部品81に固定され、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの搬送が容易になる。
放熱器固定部品81が、第1方向Xに延びる。ここでは、放熱器固定部品81は、放熱装置Bを第2方向一方側(-Y方向)および第2方向他方側(+Y方向)の両側から覆う。例えば、放熱器固定部品81は、第1放熱器1Aの第1フィン12および第2放熱器2Aの第2フィン22に溶着される。
第1冷却装置3と、第2冷却装置4とは、放熱器固定部品81と接続する冷却装置固定部品82により放熱器と固定される。例えば、冷却装置固定部品82は、銅またはアルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属の板部材である。
冷却装置固定部品82は、第1冷却装置3を放熱器固定部品81に固定する。冷却装置固定部品82は、放熱器固定部品81から第3方向一方側(-Z方向)に延びて第1冷却装置3を第2方向一方側(-Y方向)から支持する。同様に、冷却装置固定部品82は、第2冷却装置4を放熱器固定部品81に固定する。冷却装置固定部品82は、放熱器固定部品81から第3方向一方側(-Z方向)に延びて第2冷却装置4を第2方向一方側(-Y方向)から支持する。
冷却装置固定部品82により、別部品である第1放熱器1A、第2放熱器2A、第1冷却装置3、第2冷却装置4の搬送が容易になる。また、それぞれの部品の相対的位置を決めることができる。例えば、冷却装置固定部品82は、銅またはアルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属の板部材である。
冷却装置固定部品82は、放熱器固定部品81の第2方向他方側(+Y方向)の面と接する位置に配置され、互いが固定される。これにより、冷却ユニットAの第2方向Y長さが決まっている場合、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの第2方向Yの長さを基準に放熱器固定部品81の位置が決まるため、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの第2方向Yの長さを限界まで大きくすることができる。
このように、冷却ユニットAは、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aを固定する放熱器固定部品81をさらに有する。放熱器固定部品81により、別部品の第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aを固定できるため、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aの搬送を容易にできる。
また、冷却ユニットAは、第1冷却装置3および第2冷却装置4を放熱器固定部品81に固定する冷却装置固定部品82をさらに有する。冷却装置固定部品82により、別部品の第1放熱器1A、第2放熱器2A、第1冷却装置3および第2冷却装置4を一体的に固定できるため、冷却ユニットAの搬送を容易にできる。
なお、図16を参照して、例示的な第2実施形態の冷却ユニットAが放熱器固定部品81および冷却装置固定部品82を有した態様を説明したが、例示的な第1実施形態の冷却ユニットAが放熱器固定部品81および冷却装置固定部品82を有してもよいことは言うまでもない。この場合、放熱器固定部品81は、放熱装置Bの第1放熱器1および第2放熱器2を第2方向一方側(-Y方向)および第2方向他方側(+Y方向)の少なくとも一方から支持してもよい。
なお、図9、図11A、図11Bおよび図13に示した放熱装置Bでは、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aは、第2方向Yに積層されるとともに、第1放熱器1Aは、部分1Aaと、部分1Aaに対して第3方向Z他方側(+Z方向)に位置する部分1Abとに分離されており、第2放熱器2Aは、部分2Aaと、部分2Aaに対して第3方向Z他方側(+Z方向)に位置する部分2Abとに分離されていたが、本実施形態はこれに限定されない。第1放熱器1Aは、部分1Aaと、部分1Abとに分離されていなくてもよく、第2放熱器2Aは、部分2Aaと、部分2Abとに分離されなくてもよい。
次に、図17を参照して本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを説明する。図17は、本発明の例示的な第2実施形態に係る放熱装置Bを第2方向Yに沿って切断した断面斜視図である。
図17に示すように、第1放熱器1Aは、第1方向Xに延びる。第1放熱器1Aは、複数の第1冷却管11と、複数の第1フィン12とを有する。第2放熱器2Aは、複数の第2冷却管第22と、複数の第2フィン22とを有する。ここでも、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aは、第2方向Yに配置されている。例えば、第1放熱器1および第2放熱器2Aは、第2方向Yに積層される。このように、第1放熱器1Aおよび第2放熱器2Aは、第3方向Zに分離されることなく第2方向Yに積層されてもよい。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、上記実施形態は、本発明の例示にすぎず、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。実施形態の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、実施形態は、可能な範囲で組み合わせて実施されてもよい。
例えば、図2に示した冷却ユニットAにおいて、第1発熱部品R1および第2発熱部品R2は分離されていたが、本実施形態はこれに限定されない。第1発熱部品R1および第2発熱部品R2は、一体的に構成された単一装置内の異なる部品であってもよい。
A・・・冷却ユニット
B・・・放熱装置
1・・・第1放熱器
2・・・第2放熱器
3・・・第1冷却装置
4・・・第2冷却装置
5・・・第1タンク
51・・・第1タンク室
52・・・第2タンク室
6・・・第2タンク
61・・・第3タンク室
62・・・第4タンク室
7・・・配管
71・・・第1配管
72・・・第2配管
73・・・第3配管
74・・・第4配管
81・・・放熱器固定部品
82・・・冷却装置固定部品

Claims (11)

  1. 第1冷却装置および第2冷却装置に対して冷却液を流入および流出する放熱装置であって、
    第1放熱器と、
    第2放熱器と、
    前記第1放熱器および前記第2放熱器のそれぞれの第1方向一方側と接続する第1タンクと、
    前記第1放熱器および前記第2放熱器のそれぞれの第1方向他方側と接続する第2タンクと
    を有し、
    前記冷却液は、前記第1放熱器、前記第2放熱器、前記第1タンクおよび前記第2タンクの内部を流れ、
    前記第1タンクは、前記第1冷却装置に前記冷却液を流出するタンク側第1流出口と、前記第1冷却装置からの前記冷却液が流入するタンク側第1流入口とを有し、
    前記第2タンクは、前記第2冷却装置に前記冷却液を流出するタンク側第2流出口と、前記第2冷却装置からの前記冷却液が流入するタンク側第2流入口とを有し、
    前記第1放熱器において、前記タンク側第1流入口から流入した冷却液は、第1方向一方側から第1方向他方側に流れて前記タンク側第2流出口から流出し、
    前記第2放熱器において、前記タンク側第2流入口から流入した冷却液は、第1方向他方側から第1方向一方側に流れて前記タンク側第1流出口から流出する、放熱装置。
  2. 前記第1放熱器は、
    前記冷却液が通過し、第1方向に延びる第1冷却管と、
    前記第1冷却管の外周面と接し、第1方向に対して直交する第2方向に延びる第1フィンと
    を有し、
    前記第2放熱器は、
    前記冷却液が通過し、第1方向に延びる第2冷却管と、
    前記第2冷却管の外周面と接し、第2方向に延びる第2フィンと
    を有し、
    前記第1放熱器および前記第2放熱器は、第2方向に配置され、
    前記第1タンクは、前記タンク側第1流入口と繋がる第1タンク室と、
    前記タンク側第1流出口と繋がる第2タンク室とに第1仕切り部によって区画され、
    前記第2タンクは、前記タンク側第2流出口と繋がる第3タンク室と前記タンク側第2流入口と繋がる第4タンク室とに第2仕切り部によって区画される、請求項1に記載の放熱装置。
  3. 前記第1放熱器は、
    前記冷却液が通過し、第1方向に延びる第1冷却管と、
    前記第1冷却管の外周面と接し、第1方向に対して直交する第2方向に延びる第1フィンと
    を有し、
    前記第2放熱器は、
    前記冷却液が通過し、第1方向に延びる第2冷却管と、
    前記第2冷却管の外周面と接し、第2方向に延びる第2フィンと
    を有し、
    前記第1放熱器および前記第2放熱器は、第1方向および第2方向に対して直交する第3方向に配置され、
    前記第1タンクは、前記タンク側第1流入口と繋がる第1タンク室と、前記タンク側第1流出口と繋がる第2タンク室とに第1仕切り部によって区画され、
    前記第2タンクは、前記タンク側第2流出口と繋がる第3タンク室と前記タンク側第2流入口と繋がる第4タンク室とに第2仕切り部によって区画される、請求項1に記載の放熱装置。
  4. 前記第1放熱器および前記第2放熱器を第2方向に沿って切断した切断面を第1方向から見た場合、前記第1放熱器の断面積は、前記第2放熱器の断面積よりも大きい、請求項3に記載の放熱装置。
  5. 請求項2から4のいずれかに記載の放熱装置と、
    前記第1冷却装置と、
    前記第2冷却装置と
    を有し、
    第1方向および第2方向に対して直交する第3方向に対して、前記第2放熱器、前記第1放熱器および前記第1冷却装置または前記第2冷却装置の順番に配置される、冷却ユニット。
  6. 前記第1タンク室と前記第1冷却装置とを接続する第1配管と、
    前記第2タンク室と前記第1冷却装置とを接続する第2配管と、
    前記第3タンク室と前記第2冷却装置とを接続する第3配管と、
    前記第4タンク室と前記第2冷却装置とを接続する第4配管と
    をさらに有する、請求項5に記載の冷却ユニット。
  7. 前記第2配管は、前記第1タンク室を通って前記第1仕切り部を貫通して前記第2タンク室と接続し、
    前記第4配管は、前記第3タンク室を通って前記第2仕切り部を貫通して前記第4タンク室と接続する、請求項6に記載の冷却ユニット。
  8. 前記第1冷却装置は、
    ケーシングと、
    前記ケーシングに対して第2方向一方側に位置する遠心型ポンプと
    を有し、
    前記第1冷却装置において、前記第1配管は、前記第2配管よりも第2方向一方側に位置する、請求項6または7に記載の冷却ユニット。
  9. 前記第1冷却装置は、
    ケーシングと、
    ケーシング内部に配置された冷却装置タンク室と、
    前記ケーシングに対して第2方向一方側に位置する遠心型ポンプと
    を有し、
    前記第1冷却装置において、前記第1配管および前記第2配管は、第2方向において同じ高さに位置する、請求項6または7に記載の冷却ユニット。
  10. 前記第1放熱器および前記第2放熱器を固定する放熱器固定部品をさらに有する、請求項5から9のいずれかに記載の冷却ユニット。
  11. 前記第1冷却装置および前記第2冷却装置を前記放熱器固定部品に固定する冷却装置固定部品をさらに有する、請求項10に記載の冷却ユニット。
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