JP2022151214A - 冷却装置 - Google Patents

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秀雄 久保
Hideo Kubo
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Keita Hirai
建人 相賀
Kento Aiga
正英 児玉
Masahide Kodama
厚 遠藤
Atsushi Endo
隆司 浦井
Takashi Urai
伸充 青木
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Abstract

【課題】容器内での冷媒の気相と液相との相変化によって熱移動を行う冷却装置において、複数の冷却対象を的確に冷却する。【解決手段】冷却装置42は、冷媒が密封された容器44を有する。容器44の内部には、液相の冷媒を受熱により蒸発させる複数の蒸発部62と、蒸発部62のそれぞれに備えられて容器44の内部で気相の冷媒を放熱により凝縮させる凝縮部72と、冷媒を凝縮部72から蒸発部62へ表面張力により輸送する輸送部70を有する。複数の凝縮部72の間は移動部100によって冷媒が移動可能に連通される。【選択図】図4

Description

本願の開示する技術は冷却装置に関する。
蒸発器から導かれた気体冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から蒸発器へ下がり勾配で延び、かつ凝縮器で凝縮した液体冷媒を蒸発器に戻す液戻し管とを備える冷却装置がある。この冷却装置では、蒸発器内の液戻し管の開口端部の形状を、開口が上方を向くように斜めの傾斜端面にするとともに、開口端部を、放熱用フィンの端部よりも下方位置に設けられている。
また、扁平型ヒートパイプとして、扁平型コンテナが、内壁の全面にグルーブを備えたグルーブ管を押圧変形させて形成された構造のものがある。この構造では、ウイック材が、コンテナの対向する上板部および下板部の間に配置され、コンテナに対応して変形されている。そして、その外面が内壁のグルーブを形成する凸部に接し、その内部に流体移動用の通路を備えている。
特開平6-177296号公報 特開2004-198096号公報
複数の発熱部材を冷却対象として冷却するためには、たとえば、冷却対象のそれぞれに対し、独立した冷却装置を設けることが考えられる。
この場合、冷却対象のそれぞれを的確に冷却するためには、冷却対象に対応して、それぞれの冷却装置の冷却能力が設定される。しかしながら、冷却装置のそれぞれが、対応する冷却対象に対し十分な冷却能力を備えるように設定されていると、冷却装置の大型化や、冷却対象を含む各種部品の実装密度の低下を招くおそれがある。すなわち、複数の冷却対象を的確に冷却するには、改善の余地がある。
本願の開示技術は、1つの側面として、容器内での冷媒の気相と液相との相変化によって熱移動を行う冷却装置において、複数の冷却対象を的確に冷却することが目的である。
本願の開示する技術では、容器の内部で液相の冷媒を受熱により蒸発させる複数の蒸発部と、複数の蒸発部のそれぞれに備えられ、冷媒を放熱により凝縮させる複数の凝縮部と、液相の冷媒を凝縮部から表面張力により蒸発部に輸送する輸送部と、を有する。さらに、複数の凝縮部の間で液相の冷媒を移動可能に連通する移動部を有する。
本願の開示する技術では、容器内での冷媒の気相と液相との相変化によって熱移動を行う冷却装置において、複数の冷却対象を的確に冷却できる。
図1は第一実施形態の冷却装置を示す斜視図である。 図2は第一実施形態の冷却装置を示す分解斜視図である。 図3は第一実施形態の冷却装置を備えた電子機器を冷却装置の内部構造と共に示す部分的平面図である。 図4は第一実施形態の冷却装置の内部構造を示す平面図である。 図5は第一実施形態の冷却装置を傾いていない状態で示す図4の5-5線断面図である。 図6は第一実施形態の冷却装置を傾いた状態で示す断面図である。 図7は第一実施形態の冷却装置における輸送パイプの一端部分を蒸発部の一部と共に示す平面図である。 図8Aは第一実施形態の冷却装置における容器の側壁部分を輸送パイプがある位置で示す断面図である。 図8Bは第一実施形態の冷却装置における容器の側壁部分を輸送パイプがない位置で示す断面図である。 図9は第一実施形態の冷却装置における輸送パイプの一端部分を蒸発部の一部と共に示す側面図である。 図10は輸送パイプの内径と輸送パイプ内を上昇する水柱の高さの関係を示すグラフである。 図11は第一実施形態の冷却装置において冷媒が蒸発する状態を示す断面図である。 図12は第一実施形態の冷却装置において冷媒が凝縮する状態を示す断面図である。 図13は第一実施形態の冷却装置を示す図4の13-13線断面図である。 図14は、本開示の冷却装置の内部構造を注入孔及び注入パイプと共に示す平面図である。 図15は、本開示の冷却装置の内部構造を示す図14の15-15線断面図である。 図16は、本開示の冷却装置の注入パイプを未封止の状態で示す断面図である。 図17は、本開示の冷却装置の注入パイプを圧縮して封止した状態で示す断面図である。 図18は、本開示の冷却装置の注入孔を注入パイプ先端の栓により封止した状態で示す断面図である。 図19は第二実施形態の冷却装置の内部構造を示す平面図である。 図20は第三実施形態の冷却装置の内部構造を示す平面図である。 図21は本開示の技術における容器の側壁部分の図8Aとは異なる構造を輸送パイプがある位置で示す断面図である。 図22は本開示の技術の冷却装置の第一変形例における網部材及びその近傍を拡大して示す斜視図である。 図23は本開示の技術の冷却装置の第二変形例を部分的に示す平断面図である。 図24は本開示の技術の冷却装置の第二変形例を部分的に示す図23の24-24線断面図である。
第一実施形態の冷却装置42について、図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2には、第一実施形態の冷却装置42が示されている。また、図3には、この冷却装置42を備えた電子機器32が示されている。電子機器32としては、サーバ等の情報通信機器を挙げることができるが、これに限定されない。
電子機器32は、剛性及び絶縁性を備えた基板34を有している。基板34には、複数の素子36P、36Q、38が搭載されている。素子36P、36Q、38の種類は特に限定されないが、図3に示す例では、素子36P、36Qはプロセッサチップであり、素子38はメモリモジュールである。この場合、素子36P、36Qは、発熱体の一例である。そして、素子36P、36Qを冷却するために、冷却装置42が素子36P、36Qに対し接触して配置される。
以下において、特に素子36Pと素子36Qとを区別しない場合は、素子36として説明する。同様に、各種の部材において、符号に「P」又は「Q」を付している部材を特に区別しない場合は、「P」及び「Q」を付すことなく数字のみの符号を付す。
図1~図5に示すように、冷却装置42は、容器44を備えている。この容器44内には、冷媒RF(図5参照)が密封されている。そして、冷却装置42は、素子36P、36Qにそれぞれ対応して、受熱部46P、46Q、放熱部48P、48Q及び接続部50P、50Qを有している。
冷媒RFの種類は、容器44内で、液相と気相との相転移を行いつつ循環することで熱を移動させることができれば限定されず、たとえば、水を用いることができる。水の他にも、オイルやアルコールを用いることも可能であるが、水は入手が容易で、且つ取り扱いも容易であり、本実施形態においても水が用いられている。
受熱部46P、46Qは、図3に示すように、対応する素子36P、36Qに接触配置され、素子36P、36Qの熱を受ける部分である。受熱部46P、46Qには、液相の冷媒RFをこの熱によって気化させる蒸発部62P、62Qがそれぞれ備えられている。
放熱部48P、48Qは、対応する受熱部46P、46Qから離間して配置され、容器44に密封された冷媒RFの熱を外部に放出する部分である。放熱部48P、48Qには、気相の冷媒RFを放熱によって液化する凝縮部72P、72Qが備えられている。
接続部50Pは、受熱部46Pと放熱部48Pとを接続している部分であり、冷媒RFが蒸発部62Pと凝縮部72Pとの間で移動する移動領域74P(図4参照)でもある。接続部50Qは、受熱部46Qと放熱部48Qとを接続している部分であり、冷媒RFが蒸発部62Qと凝縮部72Qとの間で移動する移動領域74Q(図4参照)でもある。
なお、気相状態の冷媒RFの熱の一部は、接続部50P、50Qにおいても外部に排出され、冷媒RFが液化される。
図面において、容器44の幅方向、奥行き方向及び高さ方向を、それぞれ矢印W、矢印D及び矢印Hで示す。本実施形態では、放熱部48Pは、受熱部46Pよりも幅方向に広く、奥行き方向に短い形状である。接続部50Pは、受熱部46Pよりも幅方向に狭く、且つ受熱部46Pと放熱部48Pとを接続するための奥行きを有している。
同様に、放熱部48Qは、受熱部46Qよりも幅方向に広く、奥行き方向に短い形状である。接続部50Qは、受熱部46Qよりも幅方向に狭く、且つ受熱部46Qと放熱部48とを接続するための奥行きを有している。
図2に示すように、容器44は、底板52と天板54との2枚の板材が、厚み方向(高さ方向)に重ねた状態で固定された構造である。
底板52からは、複数の支柱56が立設されている。支柱56の先端(上端)は天板54に接触しており、天板54が支柱56によって支持されている。容器44の内部は低圧状態に維持されているが、低圧状態であっても、支柱56によって、天板54と底板52の間隔が維持されると共に、容器44の内部の容積が確保される。
本実施形態では、図2及び図4に示すように、支柱56は放熱部48P、48Qにおいて、容器44の幅方向に間隔をあけて複数配置され、さらに、接続部50P、50Qにおいて、容器44の奥行方向に間隔をあけて複数配置されている。加えて、受熱部46P、46Qにおいても、蒸発部62を間において接続部50の反対側に1つの支柱56が設けられている。
図2に示すように、底板52において、受熱部46P、46Qの部分にはそれぞれ開口58が形成されている。この開口58に受熱板60がはめ込まれることで、底板52、天板54及び受熱板60によって容器44における密封構造が実現される。
受熱板60には、複数の柱部材64が天板54に向けて立設されている。図5~図7にも詳細に示すように、複数の柱部材64は、幅方向及び奥行き方向に一定の間隔をあけて配置されており、柱部材64の間に、格子状の溝部66が形成されている。この溝部66の溝幅W1は、後述する輸送パイプ78の内径N1よりも狭い。
図11に示すように、溝部66では、受熱部46P、46Qからの熱により、液相の冷媒RFの気化が促進される。この「気化」には、矢印GFで示すように、冷媒RFの表面から気化する「蒸発」の他に、気泡GBで示すように、冷媒RFの内部から気化する「沸騰」も含まれるが、以下では、これらを含めて「蒸発」と表現する。柱部材64を備えた部分は、このように液相の冷媒RFが蒸発する部分であり、蒸発部62P、62Qである。
柱部材64の先端は、天板54に接触している。これによっても、容器44の内部の低圧状態において、天板54と底板52の間隔が維持されると共に、容器44の内部の容積が確保される。
図4に示すように、柱部材64の周囲では、天板54と底板52の間に拡散領域68P、68Qが形成されている。蒸発部62P、62Qで蒸発した気相の冷媒RFは、それぞれ対応する拡散領域68P、68Qに拡散する。拡散領域68P、68Qに拡散した気相の冷媒RFの一部は、蒸発部62P、62Qにおいて天板54から、後述するフィン90を介して空気中へ放熱することで凝縮・液化され、液相の冷媒RFとなる。
さらに、天板54と底板52の間には、受熱部46Pと放熱部48Pの間に移動領域74Pが形成され、受熱部46Qと放熱部48Qの間に移動領域74Qが形成されている。蒸発部62P、62Qで蒸発した気相の冷媒RFは、対応する移動領域74P、74Qを通って放熱部48P、48Qに移動する。この移動途中で、冷媒RFの熱が容器44の外部に排出されることで、気相の冷媒RFが凝縮・液化される。すなわち、接続部50P、50Q及び放熱部48P、48Qは、このように気相の冷媒RFが凝縮される部分でもある。
図12に示すように、天板54には、複数の突起76が底板52の底部(図5参照)に向けて形成されている。突起76のそれぞれは、先端側に向かって先細りとなる形状である。このような突起76を設けたことで、突起76がない構造と比較して、凝縮部72における天面の表面積が広くなっている。
図4~図6に示すように、容器44の内部には、蒸発部62Pと凝縮部72Pの間に輸送部70Pが配置され、蒸発部62Qと凝縮部72Qの間に輸送部70Qが配置されている。すなわち、凝縮部72Pに対応して蒸発部62P及び輸送部70Pが1つの組を成して配置されると共に、凝縮部72Qに対応して蒸発部62Q及び輸送部70Qが1つの組を成して配置される。
輸送部70P、70Qはいずれも、奥行き方向に延在する輸送パイプ78を有している。輸送部70P、70Qのそれぞれにおいて、輸送パイプ78は1本でもよいが、本実施形態では輸送部70P、70Qの双方で複数本配置されている。具体的には、図13に示す例では、輸送部70P、70Qのそれぞれにおいて、幅方向に隣接して配置された8本の輸送パイプ78組が支柱56を間において2組配置されており、合計で16本の輸送パイプ78が配置されている。輸送パイプ78の長手方向は、容器44の奥行き方向(矢印D方向)と一致している。
図7に示すように、輸送パイプ78の内径N1は、液相の冷媒RFを毛細管現象により輸送することが可能で、且つ、複数の輸送パイプ78の全体で蒸発部62P、62Qに十分な量の冷媒RFを輸送可能な径に設定されている。
さらに、輸送パイプ78の内径N1は、一端部分78Aが他端部分78Bよりも高くなるように冷却装置42が傾斜した場合(図6参照)でも、他端部分78Bから一端部分78Aへ毛細管現象により冷媒RFを輸送できるように、その上限が決められている。
なお、本実施形態では、図13に示すように、幅方向に隣接して配置された輸送パイプ78の間と、底板52との間の空間80も、液相の冷媒RFを毛細管現象により輸送することが可能な領域である。
輸送パイプ78の一端部分78Aは、図7及び図9にも示すように、柱部材64に対向している。第一実施形態では、この一端部分78Aに、隙間部が設けられている。より具体的には、一端部分において輸送パイプ78を切り欠くことで、輸送パイプ78の長手方向に対し傾斜させて傾斜部82Aが形成されている。この傾斜部82Aは、第一実施形態における隙間部の一例である。
特に、本実施形態では、図9に示すように、傾斜部82Aは、柱部材64から離間するにしたがって、互いに接近するように対で形成された傾斜面82Tを有するV字形状である。
傾斜部82Aが設けられた部分、すなわち、傾斜面82Tの間の領域は、輸送パイプ78から蒸発部62P、62Qに、液相の冷媒RFが移動する隙間84Aである。
傾斜部82Aは、1本の輸送パイプ78において、周方向に一定の間隔をあけて複数形成されている。本実施形態では、図7に示すように、1本の輸送パイプ78に2つの傾斜部82Aが、容器44の幅方向(矢印W方向)に離間して形成されている。
輸送パイプ78の他端部分78Bは、図8Aに示すように、容器44の側壁44Sに対向している。この側壁44Sは、奥行方向手前側(凝縮部72側)の端部をなす側壁である。
容器44の底板52には、輸送パイプ78を収容する凹部52Hが形成されている。この凹部52Hの上面と、後述する移動溝98の上面とが、容器44の高さ方向(矢印H方向)で同一の高さになっている。
輸送パイプ78の他端部分78Bには、第二隙間部が設けられている。具体的には、他端部分78Bを輸送パイプ78の長手方向に対し一方向に傾斜させた第二傾斜部82Bが形成されており、側壁44Sと第二傾斜部82Bの間の領域は、凝縮部72P、72Qから輸送パイプ78内に液相の冷媒RFが移動する第二隙間84Bである。
図13にも示すように、容器44の内部には、接続部50P、50Qの部分にそれぞれ、固定具86が配置されている。固定具86は、幅方向(矢印W方向)の両側において、天板54と底板52との間にはめ込まれる嵌込部86Aと、幅方向の中央において、複数の輸送パイプ78を底板52に向かって押し付ける押付部86Bと、を有している。押付部86Bによって、輸送パイプ78は底板52に押し付けられて固定される。複数の輸送パイプ78が底板52に接触して固定されるので、天板54と輸送パイプ78との間には、実質的に気相の冷媒RFが移動するために十分な流路断面積が確保されている。
さらに、輸送パイプ78の組は、支柱56と、押付部86Bの側面部86Cとの間に位置するので、幅方向にも保持される。
図3及び図4に示すように、第一実施形態では、凝縮部72P、72Qは連通している。すなわち、幅方向(矢印W方向)において、凝縮部72Pと凝縮部72Qの間には壁等が存在せず、一定の断面形状で連続する形状である。これにより、蒸発部62Pから蒸発部62Qとの間では、輸送部70P、凝縮部72P、凝縮部72Q及び輸送部70Qを経由して、冷媒RFが移動可能である。
このように一体化された凝縮部72P、72Qには、図8Bに示すように、幅方向(矢印W方向)に沿って移動溝98が形成されている。移動溝98は液相の冷媒RFに作用する表面張力によって、この冷媒RFを幅方向のいずれかに移動させることができる溝幅G1に形成されている。さらに、この溝幅G1は、輸送パイプ78の内寸N1よりも広く設定されている。したがって、液相の冷媒RFに作用する表面張力は、移動溝98よりも輸送パイプ78の方が大きい。そして、本開示の技術における移動部として、第一実施形態では、2つの凝縮部72P、72Qを連通した構造とし、この連通部分に移動溝98を備えることで、移動部100を成す構造とされている。
図3及び図4に示す例では、凝縮部72P、72Qは全体として直線状に形成されている。そして、蒸発部62P及び輸送部70Pの組と、蒸発部62Q及び輸送部70Qの組と、はいずれも、このように直線状とされた凝縮部72P、72Qから見て一方の側に配置されている。
図1~図4に示すように、容器44の底板52には、締結孔88が設けられている。この締結孔88には、ネジ等の締結具が挿通されて基板34に締結されることで、冷却装置42が基板34に固定される。基板34には冷却対象である素子36が搭載されているので、冷却装置42は素子36に対しても固定される。
なお、天板54は、底板52との重なり方向(図1に示す矢印A1方向)にみて、締結孔88を避ける形状とされている。したがって、冷却装置42を基板34に固定する際に、天板54が邪魔にならずに、締結具に対し締結動作(たとえばネジを回す動作)を行うことが可能である。
図1及び図2に示すように、天板54には、フィン90が取り付けられている。フィン90によって、容器44の実質的な表面積、すなわち外部に放熱(空冷)するための放熱面積が増えている。特に、本実施形態では、フィン90が、天板54の略全域に設置されており、広い放熱面積が確保されている。
図14及び図15に示すように、容器44には、この容器44の内部と外部とを連通する注入孔92が設けられている。注入孔92からは、容器44の外側へ注入パイプ96が延出されている。容器44内に冷媒RFを注入するには、容器44内の空気を、真空ポンプ等を用いて排出する。その後、図16に矢印V1で示すように、注入パイプ96を通じて冷媒を注入する。そして、容器44内の冷媒を加熱して沸騰させ、冷媒RF内の溶解空気を容器44の外部に排出する。ただし、あらかじめ溶解空気が除去された脱気冷媒を使用する場合は、この作業は不要である。次に、図17に矢印V2で示すように、注入パイプ96を外側から圧縮して封止する。さらに、図18に示すように、注入パイプ96の先端に栓94を詰めることで、注入パイプ96をより強く封止する。すなわち、注入孔92が設けられていることで、容器44の内部に、この注入孔92を通じて冷媒RFを注入できる。そして、注入後に、注入孔92を栓94で封止することで、容器44の内部に冷媒RFを密封できる。なお、図17~図21以外の図面では、注入孔92、栓94及び注入パイプ96の図示を省略している。
次に、本実施形態の作用を説明する。
素子36から受熱部46が熱を受けると、この熱は、図5に示すように、蒸発部62において、溝部66にある液相の冷媒RFを気化させる。すなわち、液相の冷媒RFは、冷媒RF表面からの蒸発(矢印GF参照)と、冷媒RF内部からの沸騰(気泡GB参照)により、気相となる。
気相の冷媒RFは、拡散領域68に拡散されると共に、移動領域74を通って放熱部48に移動する(図6及び図7の矢印F1参照)。拡散領域68及び移動領域74では、気相の冷媒RFの一部がフィン90を通じた放熱により凝縮され液化される。さらに、気相の状態を維持したまま放熱部48に達した冷媒RFも、放熱部48でフィン90を通じて冷却されることで、凝縮され液化される。このように気相の冷媒RFが液化されることで、凝縮熱が天板54から容器44の外部に放出される。結果的に、素子36の熱が、外部の空気中に排出される。
図4に示すように、凝縮部72は、幅方向(矢印W方向)において、蒸発部62よりも幅広に形成されている。したがって、このように凝縮部72が幅広とされていない構造と比較して、気相の冷媒RFから放熱する面積を広く確保でき、冷媒RFの凝縮を促進することができる。
容器44の内部において、液相の冷媒RFは、図8Aに矢印F2で示すように、輸送パイプ78の他端部分78Bから輸送パイプ78の内部に入る。さらにこの冷媒RFは、図5及び図6に矢印F3で示すように、毛細管現象によって一端部分78Aへ、すなわち蒸発部62に向かって輸送される。また輸送パイプ78の間と、底板52の間の空間80(図13参照)においても、液相の冷媒RFが毛細管現象により蒸発部62へ輸送される。
そして、蒸発部62では、溝部66において、液相の冷媒RFが再度蒸発され気化される。このように、容器44の内部では、冷媒RFが液相と気相との相転移を繰り返しつつ蒸発部62と凝縮部72とで循環される。受熱部46で受けた熱を、放熱部48に移送できるので、これにより、冷却対象である素子36を冷却できる。
図7に示すように、本実施形態において、蒸発部62の溝部66の溝幅W1は、輸送パイプ78の内径N1よりも小さい。
図10には、輸送パイプ78の内径N1と、輸送パイプ78内を表面張力(毛細管現象)により上昇する液柱の上昇高さの関係が、液温25℃の場合で示されている。このグラフは、本実施形態において冷媒RFとして用いられている水の例である。
このグラフから分かるように、輸送パイプ78の内径N1を小さくするほど、液柱の上昇高さは高くなる。すなわち、内径N1が小さいほど、より大きな表面張力で冷媒RFを上昇させることが可能である。
輸送パイプ78では、図5及び図6に矢印F3で示すように、液相の冷媒RFが蒸発部62に輸送される。しかしながら、輸送パイプ78の一端部分78Aでは、内部の液相の冷媒RFの表面張力によって、図7に示すように、蒸発部62から離間する方向の冷媒RFへの吸引力T1が作用することがある。これに対し、蒸発部62では、溝部66における液相の冷媒RFの表面張力によって、蒸発部62の内部に冷媒RFを引き込む冷媒RFへの吸引力T2が作用することがある。吸引力T1と吸引力T2とは反対方向の力であるが、吸引力T2の方が大きいので、冷媒RFは矢印F4で示すように輸送パイプ78から蒸発部62に向かって流れる。
ここで、たとえば図6に示すように、一端部分78Aが他端部分78Bよりも高くなるように冷却装置42が傾斜して使用された場合を考える。一例として、一端部分78Aが他端部分78Bよりも25mm程度高い場合を想定する。この場合、輸送パイプ78の内径N1を0.6mm以下にすれば、表面張力によって、輸送パイプ78内を他端部分78Bから一端部分78Aに向かって冷媒RFを輸送できることが分かる。
このように、輸送パイプ78内で冷媒RFに作用する表面張力を大きくする観点からは、輸送パイプ78の内径N1をより小さくすればよい。ただし、輸送パイプ78の内径N1を小さくすると、冷媒RFの流路断面積も小さくなるので、単位時間当たりに輸送できる冷媒RFの量も少なくなる。したがって、単位時間当たりの冷媒RFの輸送量を確保する観点から、輸送パイプ78の内径N1の下限値が決められる。
図7に示すように、本実施形態では、溝部66の溝幅W1は、輸送パイプ78の内径N1よりも狭い。図10に示した関係から、蒸発部62において液相の冷媒RFに作用する表面張力は、輸送パイプ78において液相の冷媒RFに作用する表面張力よりも大きい。したがって、吸引力T2と吸引力T1との差によって、輸送パイプ78から蒸発部62へと移動しようとする力を作用させ、冷媒RFを輸送パイプ78から蒸発部62へ移動させることができる。
ここで、輸送パイプ78の一端部分78Aにおいて、隙間部が設けられることなく、平坦に形成された構造を考える。平坦な一端部分78Aを有する輸送パイプでは、輸送パイプの開口部分が柱部材64に対向して全周で接触していると、この開口部分が柱部材64によって覆われてしまうことがある。輸送パイプの内径N1を大きくすれば、輸送パイプの開口部分において柱部材64に覆われない範囲を確保することが可能であるが、上記したように、表面張力を確実に冷媒RFに作用させるためには、内径N1には上限がある。
これに対し、本実施形態では、輸送パイプ78の一端部分78Aに、隙間部の一例として、傾斜部82Aが設けられている。そして、一端部分78Aの先端部分が蒸発部62に接触していても、輸送パイプ78と蒸発部62の間には、一端部分78Aが蒸発部62に接触しない隙間84Aが生じている。すなわち、輸送パイプ78の一端部分78Aにおける開口部分が、柱部材64によって完全に塞がれてしまうことがない構造である。したがって、図7に矢印F5で示すように、輸送パイプ78によって輸送された液相の冷媒RFが、この隙間84Aを通じて、蒸発部62の溝部66に流入する。すなわち、液相の冷媒RFを輸送パイプ78から蒸発部62に移動しやすくする構造が実現されている。
上記したように、溝部66の溝幅W1が輸送パイプ78の内径N1よりも狭い構造では、相対的に柱部材64が太くなり、輸送パイプ78の開口部分の広い範囲を覆うことになる。しかし、このような構造であっても、本実施形態では、輸送パイプ78と蒸発部62との間に隙間84Aが生じているので、液相の冷媒RFを輸送パイプ78から蒸発部62に確実に移動させることできる。
第一実施形態では、隙間部は、輸送パイプ78の一端部分78Aに設けられた傾斜部82Aである。このように隙間部を輸送パイプ78に設けると、隙間84Aを生じさせるための他の部材が不要であり、冷却装置42の構造を簡素化できる。
隙間部は、上記の例では傾斜部82Aである。すなわち、輸送パイプ78の一端部分78Aを輸送パイプ78の長手方向に対し傾斜させる簡単な構造で、隙間84Aを生じさせることができる。
傾斜部82Aは、図9に示すように、一対の傾斜面82Tを有している。傾斜面82Tは、蒸発部62から離間するにしたがって互いに接近する面である。このような傾斜面82Tを備える傾斜部82Aを形成したことで、傾斜部82Aを切り込む深さ(蒸発部62側から切り込んだ部分の長さ)を過度に長くすることなく、隙間84Aが生じる構造を実現できる。
なお、輸送パイプ78の一端部分78Aに、他端部分78Bの第二傾斜部82Bと同様に、一方向に傾斜させた傾斜部を設けてもよい。
また、隙間部の一例である傾斜部82Aは、1本の輸送パイプ78において、周方向で複数個所(本実施形態では2か所)に設けられている。隙間部を複数設けることにより、複数の隙間84Aが生じるので、隙間部を1本の輸送パイプ78に1か所のみ設けた構造と比較して、輸送パイプ78から蒸発部62へ冷媒RFが流れる部分の断面積を広く確保できる。
図8Aに示すように、輸送パイプ78の他端部分78Bには、第二隙間部の一例としての第二傾斜部82Bが設けられており、他端部分78Bと容器44の側壁44Sとの間に、第二隙間84Bが生じている。すなわち、輸送パイプ78の他端部分78Bの開口部分が側壁44Sによって塞がれてしまうことがない構造である。したがって、容器44内の液相の冷媒RFが、第二隙間84Bを通じて、輸送パイプ78の内部に流入しやすくなる構造が実現されている。
第一実施形態では、輸送部70が複数の輸送パイプ78を有している。輸送部70としては、輸送パイプ78に代えて、あるいは併用して、たとえば液相の冷媒RFの流路となる孔が形成された板状の部材等を用いることも可能である。輸送部70が輸送パイプ78を有することで、簡単な構造で輸送部70を形成できる。
そして、輸送パイプ78は、複数並列されている。上記したように、輸送パイプ78を流れる液相の冷媒RFに作用する表面張力を大きくする点では、輸送パイプ78の内径N1には上限があるため、輸送パイプ78が1本だけでは、十分な流量を確保することが難しい。これに対し、複数の輸送パイプ78を並列させることで、輸送パイプ78は全体としてより多くの流量を確保できる。
輸送パイプ78は、固定具86によって容器44に固定されるので、輸送パイプ78の位置ずれや脱落を抑制できる。
隣接する2本の輸送パイプ78と底板52の間にも液相の冷媒RFの流路が形成されるように、複数の輸送パイプ78が配置されている。輸送パイプ78の内部だけでなく、輸送パイプ78の外部も液相の冷媒RFが流れる領域として利用するので、このような流路が形成されない構造と比較して、冷媒RFの流量をより多く確保できる。
第一実施形態の冷却装置42は、複数の素子、図3に示す例では2つの素子36P、36Qを冷却可能な装置である。
ところで、2つの素子36P、36Qが発熱する場合において、素子36P、36Qの双方で発熱量が同時に上限に達する場合よりも、発熱量に差が生じている場合が多い。たとえば素子36Pの方が素子36Qよりも発熱量が多い場合には、素子36Pの熱が作用する蒸発部62Pの方が、素子36Qの熱が作用する蒸発部62Qよりも、多くの冷媒RFの蒸発が蒸発する。これとは逆に、素子36Qの方が素子36Pよりも発熱量が多い場合には、蒸発部62Qの方が、蒸発部62Pよりも、多くの冷媒RFの蒸発が蒸発する。
ここで、本実施形態のように凝縮部72P、72Qが連通しておらず、凝縮部72P、72Qの間での冷媒RFの移動ができない構造の冷却装置を比較例として考える。
比較例の冷却装置では、素子36P側において、素子36Pの発熱量が最大になった場合に確実に冷却することが可能な構造が採られ、素子36Q側においても、素子36Qの発熱量が最大になった場合に確実に冷却することが可能な構造が採られる。具体的には、それぞれのフィン90として、素子36Pが最大発熱量に達している場合に冷却可能となるように、あらかじめ大型化されたフィンが用いられる。また、フィン90にはファンから冷却風が当てられる構造では、ファンの送風能力をあらかじめ高めておく、等である。
このように、フィン90を大型化したり、ファンの送風能力を高めたりした構造では、冷却装置自体の大型化を招くことがあり、電子装置として、各種の部品や素子等を高密度に実装することが困難になる。
これに対し、第一実施形態の冷却装置42では、凝縮部72P、72Qが連通しているので、液相の冷媒RFが相互に移動する。これにより、素子36P、36Qのうち、相対的に発熱量が多い素子に対応する蒸発部62に、より多くの冷媒RFが供給されて、効率的に冷却することが可能である。
たとえば、素子36Pの発熱量が素子36Qの発熱量よりも相対的に大きくなった場合を想定する。この場合、蒸発部62Qよりも蒸発部62Pの方が冷媒RFの蒸発が促進される。このため、凝縮部72Qから蒸発部62Qへの液相の冷媒RFの輸送量よりも、凝縮部72Pから蒸発部62Pへの液相の冷媒RFの輸送量の方が多くなる。蒸発部62Pと凝縮部72Pとの間での冷媒RFの相転移が、蒸発部62Qと凝縮部72Qとの間での冷媒RFの相転移よりも進み、凝縮部72Qから凝縮部72Pへと液相の冷媒RFが移動する。すなわち、冷媒RFの蒸発量が相対的に多くなっている蒸発部62Pへは、より多くの冷媒RFが供給される。
第一実施形態では、このように、素子36P、36Qの発熱量の差に応じて、発熱量の大きい素子36Pをより効果的に冷却できるように、液相の冷媒RFを凝縮部72P、72Qの間で融通して適切に分配することが可能である。
しかも、このように液相の冷媒RF凝縮部72P、72Qの間で適切に分配するために、たとえば冷媒RFの量を検知するセンサや、冷媒RFを輸送するポンプ等の機器が不要である。これらの機器を設けて制御することなく、低コストで、且つ容易に、液相の冷媒RF凝縮部72P、72Qの間で適切に分配できる。
そして、複数の素子36のそれぞれの最大発熱量に応じて、蒸発部62、凝縮部72及びフィン90を大型化することなく素子36を冷却できる。蒸発部62、凝縮部72及びフィン90の大型化を抑制することで、基板34上での素子36、38を含む各種部品の実装密度の向上に寄与できる。
加えて、複数の素子36を有する電子機器32において、複数の素子36の間での温度差を低減できる。複数の素子36の間での信号の授受に対する温度差の影響を少なくすることで、電子機器32の性能の向上にも寄与できる。
また、比較例の冷却装置では、複数の素子36のうち一方の素子36に対する冷却能力を高めるには、高温の素子36側のフィン90に送風するファンからの送風量を多くしてもよいが、送風量を多くすると消費電力が増大する。しかも、複数のファンのうちの一部のファンの送風量を多くすると、冷却装置全体での風量や風向のバランスが崩れて効率的に送風できない虞があるため、すべてのファンからの送風量を多くする必要がある。このようにすべてのファンからの送風量を多くすると、冷却装置全体として、さらなる消費電力の増大を招く。
これに対し、第一実施形態の冷却装置42では、素子36P、36Qの発熱量に差が生じていても、液相の冷媒RFが凝縮部72P、72Qの間で移動するので、フィン90の全体で受ける風量を確保しておけば、求められる冷却能力が得られる。そして、放熱部48P、48Qのフィン90を、ファンからの冷却風を高効率で受ける位置にそれぞれ配置することで、放熱部48P、48Qの小型化を図りつつ、冷却装置42の冷却能力をより高く発揮することが可能である。しかも、放熱部48P、48Qを小型化することで、冷却装置42としても小型化でき、素子36、38等を含む各種部品の実装密度の向上を図ることも可能である。
加えて、第一実施形態の冷却装置42では、複数の受熱部46に対しそれぞれの放熱部48が共通化されている。したがって、複数の受熱部46で冷却する熱量の合計が、複数の放熱部48の全体としての放熱可能な熱量の範囲内に収まっていれば、複数の素子36を確実に冷却できる。複数の受熱部46で冷却する熱量の合計が、複数の放熱部48の放熱可能な熱量を超えた場合でも、複数の放熱部48が共通化されていることで、たとえばファンの送風量を多くすれば、冷却装置42全体としての冷却能力を効率的に増大させることが可能である。
第一実施形態の冷却装置42では、2つの凝縮部72P、72Qが連通していると共に、これらの凝縮部72P、72Qに連続する移動溝98が形成されている。移動溝98の溝幅G1(図8B参照)は、液相の冷媒RFを表面張力により幅方向に移動させることができるように設定されている。したがって、この移動溝98が形成されていない構造と比較して、2つの凝縮部72P、72Qの間で、液相の冷媒RFを効率的に移動させることができる。
しかも、移動溝98の溝幅G1は、輸送パイプ78の内寸N1よりも大きい。図10に示した関係より、輸送パイプ78において液相の冷媒RFに作用する表面張力は、移動溝98において液相の冷媒RFに作用する表面張力よりも大きい。したがって、表面張力によって冷媒RFが輸送パイプ78から移動溝98に流れることが抑制され、移動溝98から輸送パイプ78へ向かう冷媒RFの流れが確実に生成される。
上記各実施形態において、蒸発部62P、62Q及び輸送部70P、70Qは、直線状とされた凝縮部72P、72Qの同じ側に配置されている。これは、素子36Pと素子36Qとが近い位置で搭載された電子機器では、受熱部46Pと受熱部46Qのそれぞれの位置を素子36P、36Qに対応させて、確実に受熱することが可能な配置である。
これに対し、蒸発部62P及び輸送部70Pの組と、蒸発部62Q及び輸送部70Qの組と、を直線状とされた凝縮部72P、72Qの反対側に配置してもよい。たとえば、基板34への搭載スペースの関係から、素子36P、36Qが離れた位置に搭載される場合は、蒸発部62P及び輸送部70Pの組と、蒸発部62Q及び輸送部70Qの組と、を直線状とされた凝縮部72P、72Qの反対側に配置してもよい。
さらには、素子36が3つ以上ある電子機器に対応させて、蒸発部62と輸送部70の組を3つ以上備える構造としてもよい。この場合に、蒸発部62と輸送部70のすべての組が、直線状とされた複数の凝縮部72に対し同じ側にあってもよいし、一部の組が反対側にあってもよい。
さらには、複数の凝縮部72は全体として直線状に形成されていなくてもよい。たとえば、2つの凝縮部72P、72Qが境界部分で屈曲あるいは湾曲して一体化されている構造でもよい。複数の凝縮部72を直線状に形成すると、凝縮部72の間で冷媒RFが移動する際の流路抵抗が大きくなる箇所が存在しないので、冷媒RFのスムーズな移動に有利である。
上記各実施形態において、容器44の内部には、天板54と底板52の間に支柱56が配置されている。支柱56によって、天板54と底板52との間隔を維持できるので、容器44の内部に、冷媒RFを液相と気相との間で相転移させつつ循環させるための容積を確保できる。特に、容器44の内部は、液相の冷媒RFの気化を促進するために、大気圧と比較して低圧に維持される。この場合、容器44の内部の圧力(気相の冷媒RFの蒸気圧)と大気圧との差圧により、天板54と底板52には、接近方向の力が作用する。このような力が作用した場合であっても、天板54と底板52との間隔を維持できる。
なお、支柱56は、天板54に設けられて、下端が底板52に接触する構造であってもよいし、天板54及び底板52の両方と別体で、上端が天板54に、下端が底板52にそれぞれ接触する構造でもよい。
輸送パイプ78は、固定具86によって容器44に固定される。輸送パイプ78をいわゆるロウ付けや接着によって容器に固定せず、ロウや接着剤が不要である。ロウや接着剤を使用しないので、冷却装置42の製造時の温度変化(高温化)等によってロウや接着剤が溶け出すこともない。
また、固定具86によって複数の輸送パイプ78が底板52に接触して固定することで、天板54と輸送パイプ78との間には、実質的に気相の冷媒RFが移動するために十分な流路断面積が確保できる。
天板54には突起76が設けられている。天板54を接触しつつ流れる気相の冷媒RFは、天板54を通じて容器44の外部に放熱されることで凝縮され、液化される。この際、図12に示すように、突起76により、冷媒RFが天板54に接触する実質的な接触面積が、突起76がない構造と比較して増大されている。これにより、気相の冷媒RFが液滴RDとして液化されやすくなり、冷媒RFの液化を促進できる。そして、液化された冷媒RFは、突起76を伝って効率的に滴下されるので、天板54において突起76が形成されていない部分での液膜を薄く維持することができる。液膜を薄く維持することで、気相の冷媒RFから天板54への熱移動が効率的に行われ、冷媒RFの凝縮・液化能力を高く維持する構造を実現できる。
容器44には、締結孔88が設けられている。この締結孔88に締結具を挿通することで、冷却装置42を基板34に固定し、さらには、冷却対象である素子36に固定する構造を容易に実現できる。
冷却装置42は、フィン90を有している。フィン90によって、冷却装置42が外部に放熱する面積が増大されるので、フィン90がない構造と比較して、容器44の内部において気相の冷媒RFを効率的に凝縮・液化することができる。
容器44は、注入孔92を有している。この注入孔92により、注入パイプ96を通じて容器44の内部に、容易に冷媒RFを注入できる。そして、注入パイプ96に栓94を詰めることで、注入孔92を栓94で封止し、容器44の内部に冷媒RFを密封した構造を実現できる。
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細は説明を省略する。また、第二実施形態の冷却装置242の全体構造は、第一実施形態の冷却装置42と同様であるので、図示を省略する。
第二実施形態の冷却装置242では、図19に示すように、素子36Pと素子36Qとで、異なる種類の素子が用いられている。図19に示す例では、素子36Pは素子36Qよりも大型であり、最大の発熱量も多い。
そして、第二実施形態の冷却装置242では、素子36Pに対応する受熱部46P及び蒸発部62Pが、素子36Qに対応する受熱部46P及び蒸発部62Qよりも大型化されている。さらに、素子36Pに対応する輸送部70Pでは、素子36Qに対応する輸送部70よりも、輸送パイプ78の本数が多くされている。
このような構造とされた第二実施形態の冷却装置242においても、素子36P、36Qの発熱量に応じて、これら素子36P、36Qを確実に冷却することが可能である。
ここで、たとえば、発熱量に差がある複数の素子36を冷却するにあたって、それぞれの素子36が最大発熱量で発熱した場合でも冷却可能となるように、それぞれの素子36に対し十分な冷却能力を有する冷却装置を設ける構造も採り得る。しかし、それぞれの素子36の最大発熱量に対応した冷却装置では、冷却装置の大型化を招く。特に、たとえば図19に示す例において、素子36Pと素子36Qとの通信を良好に維持する等の目的のために、素子36Qを素子36Pに接近して搭載されることがある。このように素子36Qに接近して素子36Pを配置すると、素子36Qが素子36Pの熱を受けやすくなる。さらには、素子36Qを基板に固定する固定具等によっても、フィン90に向けた冷却風の流れを阻害することがある。これら不都合を回避すべく、素子36Qを冷却するための冷却装置を大型化すると、結果的に素子36P、36Q等の各種実装部品の実装密度の低下や、動作の不安定化を招くことがある。
これに対し、第二実施形態の冷却装置242では、蒸発部62P、62Qの大きさや、輸送部70P、70Qの輸送パイプ78の本数が、素子36P、36Qの最大発熱量の相違に応じて設定される。そして、2つの凝縮部72P、72Qが、素子36P、36Qに対する冷却構造として共有されており、凝縮部72P、72Qの間で冷媒RFが移動可能である。これにより、最大発熱量が異なる素子36P、36Qに応じて、それぞれの素子36P、36Qに対する冷却能力が適切に分配される一体的な冷却構造を実現できる。
そして、第二実施形態の冷却装置242においても、放熱部48P、48Qのフィン90をファンからの冷却風を高効率で受ける位置に配置することで、放熱部48P、48Qの小型化を図りつつ、冷却装置42の冷却能力をより高く発揮することが可能である。
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細は説明を省略する。また、第二実施形態の冷却装置342の全体構造は、第一実施形態の冷却装置42と同様であるので、図示を省略する。
第三実施形態の冷却装置342では、図20に示すように、2つの凝縮部72P、72Qが独立して形成されている。そして、凝縮部72P、72Qの間の移動部100として、連通管344を有する構造とされている。なお、図20に示す例では、第一実施形態の移動溝98(図4参照)は形成されていないが、凝縮部72P、72Qのそれぞれに移動溝98が形成されていてもよい。
第三実施形態において連通管344の内径は、液相の冷媒RFに作用する表面張力によって、冷媒RFを幅方向に移動させることができ、且つ、輸送パイプ78の内寸N1よりも大きく設定されている。
このような構造とされた第三実施形態の冷却装置342においても、凝縮部72P、72Qが連通管344によって連通しているので、凝縮部72P、72Qの間で液相の冷媒RFを、連通管344を通じて移動させることが可能である。液相の冷媒RFが相互に移動する。これにより、素子36P、36Qのうち、相対的に発熱量が多い素子に対応する蒸発部62に、より多くの冷媒RFが供給されて、効率的に冷却する構造が実現される。
特に第三実施形態の冷却装置342では、連通管344によって2つの凝縮部72P、72Qを連通させることで、これらの凝縮部72P、72Qを独立させているので、それぞれの形状やサイズ、搭載位置等の自由度が高い。
これに対し、第一実施形態の冷却装置42のように、2つの凝縮部72P、72Qを一体化した構造では、凝縮部72P、72Qの天板が連続するので、この連続部分にもフィン90を設置することで、フィン90の設置面積を広く確保できる。
なお、第二実施形態のように、素子36P、36Qで発熱量が異なることに対応した冷却装置242において、第三実施形態のように、2つの凝縮部72P、72Qが独立し、これら凝縮部72P、72Qを連通管344で連通した構造を採ることも可能である。
上記各実施形態において、輸送部70の構造は、上記したものに限定されない。一例として図8Aに示した構造では、第二傾斜部82Bが斜め上方を向いているが、たとえば図21に示す変形例のように、第二傾斜部82Bが斜め下方を向いていてもよい。斜め下方を向いている第二傾斜部82Bでは、液相の冷媒RFを輸送パイプ78の内部に流入させやすい。
また、上記各実施形態において、輸送パイプ78と蒸発部62との間に隙間を設ける構造も、上記したものに限定されない。
図22に示す第一変形例では、隙間部の一例として、輸送パイプ78及び蒸発部62とは別体の網部材204を有している。網部材204は、輸送パイプ78と蒸発部62の間に配置されており、一方の面が輸送パイプ78に、他方の面が蒸発部62に接触している。なお、第二実施形態の冷却装置42では、輸送パイプ78の一端部分78Aに、第一実施形態の傾斜部82A(図9参照)は形成されておらず、一端部分78Aは、輸送パイプ78の長手方向と直交している。
網部材204は、厚み方向(矢印T方向)で流体の移動が可能な部材であり、且つ、この網部材204によって、輸送パイプ78と蒸発部62との間に隙間84Aが生じている。したがって、輸送パイプ78の一端部分78Aが蒸発部62によって塞がれることはなく、この一端部分78Aから蒸発部62へ向かう冷媒RFの流路が確保されている。すなわち、図14に示す構造においても、液相の冷媒RFを輸送パイプ78から蒸発部62に移動しやすくする構造が実現されている。
図22に示す第一変形例において、隙間部の一例である網部材204は、輸送パイプ78及び蒸発部62と別体である。したがって、輸送パイプ78や蒸発部62の形状に影響を与えない。たとえば、輸送パイプ78の一端部分78Aを加工しなくて済み、構造を簡素化できる。
網部材204は、輸送パイプ78と蒸発部62の間に配置されて、これらの双方に接触している。これによって、輸送パイプ78と蒸発部62との相対位置が維持されるので、隙間84Aが生じている状態も維持できる。
また、輸送パイプ78と蒸発部62との間に隙間を設ける構造としては、図23及び図24に示す第二変形例でもよい。
図23及び図24に示す第二変形例では、底板52に凹部304が設けられている。凹部304は、輸送パイプ78のそれぞれの下側部分を収容可能な形状である。そして、凹部304と蒸発部62の間に、底板52の一部として、壁部306Aが設けられている。また、凹部304と、容器44の側壁44Sとの間に、底板52の一部として、第二壁部306Bが設けられている。実質的に、壁部306A及び第二壁部306Bは、底板52において凹部304が設けられていない部分である。
壁部306Aは、輸送パイプ78の一端部分78Aと対向しているが、輸送パイプ78の内周部分における実質的な冷媒RFの流れを阻害しない程度の高さH2に設定されている。そして、壁部306Aによって、輸送パイプ78の一端部分78Aと凝縮部72との間に、隙間84Aが生じている。
第二変形例では、壁部306Aによって、輸送パイプ78と蒸発部62との間に隙間84Aが生じている。したがって、輸送パイプ78の一端部分78Aが蒸発部62によって塞がれることはなく、この一端部分78Aから蒸発部62へ向かう冷媒RFの流路が確保されている。すなわち、第二変形例においても、液相の冷媒RFを輸送パイプ78から蒸発部62に移動しやすくする構造が実現されている。
第二壁部306Bは輸送パイプの他端部分78Bと対向しているが、輸送パイプ78の内周部分における実質的な冷媒RFの流れを阻害しない程度の高さH3に設定されている。そして、第二壁部306Bによって、輸送パイプ78の他端部分78Bと容器44の側壁44Sとの間に、第二隙間84Bが生じている。すなわち、第三実施形態では、第二壁部306Bが第二隙間部の一例である。なお、壁部306Aの高さH2及び第二壁部306Bの高さH3はいずれも、凹部304における深さに相当するため、壁部306Aの高さH2と第二壁部306Bの高さH3とは等しい。
第二変形例では、隙間部の一例である壁部306Aは、容器44に設けられている。隙間部を輸送パイプ78に設けないので、輸送パイプ78の一端部分78Aを加工しなくて済み、構造を簡素化できる。また、隙間部として、あらたな部材を設けず済むので、部品点数が増加しない。
第二変形例では容器44に凹部304を設けている。輸送パイプ78の一端部分78Aと対向する部分として、簡素な構造で、隙間部を有する構造を実現できる。
また、輸送パイプ78を底板52の凹部304に収容するので、凹部304がない構造と比較して、輸送パイプ78と天板54との間の空間を広く確保できる。
上記では、蒸発部62において、溝部66をなすための部材として柱部材64を挙げたが、溝部66をなす部材は、この柱部材に限定されない。たとえば、奥行き方向に延在する複数の壁部材が、幅方向に一定間隔で並べて配置された構造でもよい。壁部材を有する構造では、壁部材の間に、奥行き方向に延在する溝部が形成される。
以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
冷媒が密封された容器と、
前記容器の内部で液相の前記冷媒を受熱により蒸発させる複数の蒸発部と、
複数の前記蒸発部のそれぞれに備えられ、前記容器の内部で気相の前記冷媒を放熱により凝縮させる複数の凝縮部と、
液相の前記冷媒を前記凝縮部から表面張力により前記蒸発部に輸送する輸送部と、
複数の前記凝縮部の間で液相の前記冷媒を移動可能に連通する移動部と、
を有する冷却装置。
(付記2)
前記移動部が、
複数の前記凝縮部を一体化すると共に、一体化された前記凝縮部で連続して設けられて液相の前記冷媒を表面張力により移動可能とし、前記輸送部よりも大きな流路断面積の移動溝、を備えている付記1に記載の冷却装置。
(付記3)
前記移動部が、複数の前記凝縮部の間に掛け渡されて前記凝縮部を連通し、前記輸送部よりも大きな流路断面積の連通管である付記1に記載の冷却装置。
(付記4)
複数の前記凝縮部が直線状に配置されている付記1~付記3のいずれか一項に記載の冷却装置。
(付記5)
直線状に配置された複数の前記凝縮部に対し複数の前記蒸発部が同じ側に配置されている付記4に記載の冷却装置。
(付記6)
前記輸送部と前記蒸発部の間に液相の前記冷媒が前記輸送部から前記蒸発部に移動する隙間を生じさせる隙間部、を有する付記1~付記5のいずれか一項に記載の冷却装置。
(付記7)
前記輸送部が、
液相の前記冷媒を毛細管現象により前記蒸発部に輸送する輸送パイプを含む付記1~付記6のいずれか一項に記載の冷却装置。
(付記8)
前記輸送パイプが複数並列されている付記7に記載の冷却装置。
(付記9)
前記容器の天板と底板との間に配置されて前記天板と前記底板との間隔を維持する支柱を有する付記1~付記8のいずれか一項に記載の冷却装置。
(付記10)
前記輸送部を前記容器に固定する固定具を有する付記1~付記9の何れか一項に記載の冷却装置。
(付記11)
前記凝縮部が、前記容器の天板から前記容器の内側に突出する突起を有する付記1~付記10の何れか一項に記載の冷却装置。
(付記12)
前記容器に設けられ、前記容器を冷却対象に固定するための締結具が挿通される締結孔を有する付記1~付記11の何れか一項に記載の冷却装置。
(付記13)
前記容器に接触され前記容器の熱を外部に放出するフィンを有する付記1~付記12の何れか一項に記載の冷却装置。
(付記14)
前記容器に設けられ前記冷媒を前記容器に注入するための注入孔と、
前記注入孔を封止する栓と、
を有する付記1~付記13の何れか一項に記載の冷却装置。
32 電子機器
34 基板
36、36P、36Q 素子(発熱部品、冷却対象の一例)
38 素子
42 冷却装置
44 容器
44S 側壁
46、46P、46Q 受熱部
48、48P、48Q 放熱部
50、50P、50Q 接続部
52 底板
52H 凹部
54 天板
56 支柱
62、62P、62Q 蒸発部
64 柱部材
70、70P、70Q 輸送部
72、72P、72Q 凝縮部
74、74P、74Q 移動領域
76 突起
78 輸送パイプ
78A 一端部分
78B 他端部分
82A 傾斜部
82B 第二傾斜部
84A 隙間
84B 第二隙間
86 固定具
88 締結孔
90 フィン
92 注入孔
94 栓
96 注入パイプ
98 移動溝
100 移動部
204 網部材
242 冷却装置
304 凹部
306A 壁部
306B 第二壁部
342 冷却装置
344 連通管(移動部の一例)

Claims (5)

  1. 冷媒が密封された容器と、
    前記容器の内部で液相の前記冷媒を受熱により蒸発させる複数の蒸発部と、
    複数の前記蒸発部のそれぞれに備えられ、前記容器の内部で気相の前記冷媒を放熱により凝縮させる複数の凝縮部と、
    液相の前記冷媒を前記凝縮部から表面張力により前記蒸発部に輸送する輸送部と、
    複数の前記凝縮部の間で液相の前記冷媒を移動可能に連通する移動部と、
    を有する冷却装置。
  2. 前記移動部が、
    複数の前記凝縮部を一体化すると共に、一体化された前記凝縮部で連続して設けられて液相の前記冷媒を表面張力により移動可能とし、前記輸送部よりも大きな流路断面積の移動溝、を備えている請求項1に記載の冷却装置。
  3. 前記移動部が、複数の前記凝縮部の間に掛け渡されて前記凝縮部を連通し、前記輸送部よりも大きな流路断面積の連通管である請求項1に記載の冷却装置。
  4. 複数の前記凝縮部が直線状に配置されている請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の冷却装置。
  5. 直線状に配置された複数の前記凝縮部に対し複数の前記蒸発部が同じ側に配置されている請求項4に記載の冷却装置。
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