JP2023179044A - 冷却装置、循環式冷却システム及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却対象をより効率よく冷却できる冷却装置、循環式冷却システム及び電子機器を提供する。【解決手段】冷却装置は、熱源から受熱する第1プレートと、第1プレートに対向する第2プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第1作動流体の気化及び凝縮が行われる第1ベイパーチャンバーと、第1ベイパーチャンバーと組み合わされる液冷容器を有し、内部を流通する液体冷媒が第1ベイパーチャンバーに沿って流通する液冷部と、液冷部の内部に設けられ、液体冷媒の流路の一部を成す複数の第1フィンと、を備え、第2プレートは、第2プレートの外面に位置し、液冷部の第1内面の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域を有し、複数の第1フィンは、第1内面構成領域に配置され、液冷部は、液冷部の外部から液冷部の内部に液体冷媒を導入する導入口と、液冷部の内部を流通した液体冷媒を液冷部の外部に排出する排出口と、を有する。【選択図】図2
Description
本開示は、冷却装置、循環式冷却システム及び電子機器に関する。
従来、密閉二相熱サイフォン部と水冷ジャケット部とを組み合わせたヒートシンクが知られている(例えば特許文献1参照)。
熱サイフォン部の外表面の一部には、熱源である電子素子が取り付けられている。熱サイフォン部の内部には、作動流体である純水が収納されている。水冷ジャケット部は、熱サイフォン部に対向して設けられ、内部を冷却水が流通する。
このようなヒートシンクでは、電子素子から熱サイフォン部に伝達された熱によって、熱サイフォン部内の純水が沸騰し、沸騰によって生じた蒸気は、水冷ジャケット部の壁面にて凝縮される。凝縮に必要な熱は、水冷ジャケット部内を流通する冷却水に移送され、ヒートシンク外に運ばれる。これにより、電子素子が冷却される。
熱サイフォン部の外表面の一部には、熱源である電子素子が取り付けられている。熱サイフォン部の内部には、作動流体である純水が収納されている。水冷ジャケット部は、熱サイフォン部に対向して設けられ、内部を冷却水が流通する。
このようなヒートシンクでは、電子素子から熱サイフォン部に伝達された熱によって、熱サイフォン部内の純水が沸騰し、沸騰によって生じた蒸気は、水冷ジャケット部の壁面にて凝縮される。凝縮に必要な熱は、水冷ジャケット部内を流通する冷却水に移送され、ヒートシンク外に運ばれる。これにより、電子素子が冷却される。
しかしながら、特許文献1に記載のヒートパイプでは、熱サイフォン部から水冷ジャケット部に伝達された主な熱は、熱サイフォン部と水冷ジャケット部との間の壁面にて冷却水に移送される。このため、壁面が小さいと、熱サイフォン部から伝達される熱を冷却水に効率よく伝達できないという問題がある。
このため、冷却対象をより効率よく冷却できる構成が要望されてきた。
このため、冷却対象をより効率よく冷却できる構成が要望されてきた。
本開示の第1態様に係る冷却装置は、熱源から受熱する第1プレートと、前記第1プレートに対向する第2プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第1作動流体の気化及び凝縮が行われる第1ベイパーチャンバーと、前記第1ベイパーチャンバーと組み合わされる液冷容器を有し、内部を流通する液体冷媒が前記第1ベイパーチャンバーに沿って流通する液冷部と、前記液冷部の内部に設けられ、前記液体冷媒の流路の一部を成す複数の第1フィンと、を備え、前記第2プレートは、前記第2プレートの外面に位置し、前記液冷部の第1内面の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域を有し、前記複数の第1フィンは、前記第1内面構成領域に配置され、前記液冷部は、前記液冷部の外部から前記液冷部の内部に前記液体冷媒を導入する導入口と、前記液冷部の内部を流通した前記液体冷媒を前記液冷部の外部に排出する排出口と、を有する。
本開示の第2態様に係る循環式冷却システムは、上記第1態様に係る冷却装置と、前記導入口に前記液体冷媒を流通させるポンプと、前記排出口から排出された前記液体冷媒を冷却するラジエータと、を備える。
本開示の第3態様に係る電子機器は、熱源と、上記第2態様に係る循環式冷却システムと、を備える。
[第1実施形態]
以下、本開示の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[電子機器の概略構成]
図1は、本実施形態に係る電子機器1の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電子機器1は、図1に示すように、冷却対象CT及び循環式冷却システム2を備える。
冷却対象CTは、電子機器1の一部を構成する。冷却対象CTは、例えば電子機器1を制御する制御装置、及び、電子機器1の電子部品に電力を供給する電源装置等が挙げられる。具体的に、電子機器1が、画像を投射するプロジェクターである場合には、冷却対象CTとして光源を例示できる。
以下、本開示の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[電子機器の概略構成]
図1は、本実施形態に係る電子機器1の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電子機器1は、図1に示すように、冷却対象CT及び循環式冷却システム2を備える。
冷却対象CTは、電子機器1の一部を構成する。冷却対象CTは、例えば電子機器1を制御する制御装置、及び、電子機器1の電子部品に電力を供給する電源装置等が挙げられる。具体的に、電子機器1が、画像を投射するプロジェクターである場合には、冷却対象CTとして光源を例示できる。
[循環式冷却システムの構成]
循環式冷却システム2は、冷却対象CTを冷却する。循環式冷却システム2は、以下、冷却システム2と略す場合がある。詳述すると、冷却システム2は、液体冷媒を循環させて、冷却対象CTから伝達された熱を液体冷媒に伝達し、伝達された液体冷媒の熱を外部に放熱することによって冷却対象CTを冷却する。冷却システム2は、配管21、タンク22、ラジエータ23、ポンプ24、冷却ファン25及び冷却装置3Aを備える。
循環式冷却システム2は、冷却対象CTを冷却する。循環式冷却システム2は、以下、冷却システム2と略す場合がある。詳述すると、冷却システム2は、液体冷媒を循環させて、冷却対象CTから伝達された熱を液体冷媒に伝達し、伝達された液体冷媒の熱を外部に放熱することによって冷却対象CTを冷却する。冷却システム2は、配管21、タンク22、ラジエータ23、ポンプ24、冷却ファン25及び冷却装置3Aを備える。
配管21は、内部を液体冷媒が流通可能に構成された管状部材であり、タンク22、ラジエータ23、ポンプ24及び冷却装置3Aを環状に接続する。配管21は、第1配管211、第2配管212、第3配管213及び第4配管214を有する。
第1配管211は、冷却装置3Aとタンク22とを接続する。
第2配管212は、タンク22とラジエータ23とを接続する。
第3配管213は、ラジエータ23とポンプ24とを接続する。
第4配管214は、ポンプ24と冷却装置3Aとを接続する。
第1配管211は、冷却装置3Aとタンク22とを接続する。
第2配管212は、タンク22とラジエータ23とを接続する。
第3配管213は、ラジエータ23とポンプ24とを接続する。
第4配管214は、ポンプ24と冷却装置3Aとを接続する。
タンク22は、第1配管211によって冷却装置3Aと接続され、第2配管212によってラジエータ23と接続されている。タンク22は、冷却システム2を循環する液体冷媒を貯留する。本実施形態では、タンク22は、冷却装置3Aから排出された液体冷媒を貯留する。
ラジエータ23は、第2配管212によってタンク22と接続され、第3配管213によってポンプ24と接続されている。ラジエータ23は、ポンプ24が駆動されることによって第2配管212を介してタンク22から流通する液体冷媒を冷却する。詳述すると、ラジエータ23は、タンク22から流通する液体冷媒から受熱し、受熱した熱を冷却ファン25によって流通する冷却気体に伝達することによって、液体冷媒を冷却する。
ポンプ24は、第3配管213によってラジエータ23と接続され、第4配管214によって冷却装置3Aと接続されている。ポンプ24は、ラジエータ23にて冷却された液体冷媒を冷却装置3Aに送出する。
ラジエータ23は、第2配管212によってタンク22と接続され、第3配管213によってポンプ24と接続されている。ラジエータ23は、ポンプ24が駆動されることによって第2配管212を介してタンク22から流通する液体冷媒を冷却する。詳述すると、ラジエータ23は、タンク22から流通する液体冷媒から受熱し、受熱した熱を冷却ファン25によって流通する冷却気体に伝達することによって、液体冷媒を冷却する。
ポンプ24は、第3配管213によってラジエータ23と接続され、第4配管214によって冷却装置3Aと接続されている。ポンプ24は、ラジエータ23にて冷却された液体冷媒を冷却装置3Aに送出する。
[冷却装置の構成]
図2は、冷却装置3Aを示す図である。なお、図2では、冷却装置3Aを構成する液冷部5は、断面によって示している。また、図2では、複数の第1フィンFnAのうち一部について符号を付す。
冷却装置3Aは、第4配管214によってポンプ24と接続され、第1配管211によってタンク22と接続されている。冷却装置3Aは、冷却対象CTから受熱した熱を液体冷媒に伝達して、冷却対象CTを冷却する。
冷却装置3Aは、図2に示すように、第1ベイパーチャンバー4、液冷部5及び複数の第1フィンFnAを備える。
図2は、冷却装置3Aを示す図である。なお、図2では、冷却装置3Aを構成する液冷部5は、断面によって示している。また、図2では、複数の第1フィンFnAのうち一部について符号を付す。
冷却装置3Aは、第4配管214によってポンプ24と接続され、第1配管211によってタンク22と接続されている。冷却装置3Aは、冷却対象CTから受熱した熱を液体冷媒に伝達して、冷却対象CTを冷却する。
冷却装置3Aは、図2に示すように、第1ベイパーチャンバー4、液冷部5及び複数の第1フィンFnAを備える。
以下の説明では、互いに直交する三方向を+X方向、+Y方向及び+Z方向とする。これらのうち、+Y方向を、冷却対象CTから第1ベイパーチャンバー4に向かう方向をとする。図2の図面視では、+Y方向は上方向である。また、図2の図面視で、+X方向を左方向とし、+Z方向を紙面に向かう方向とする。なお、+X方向は、第1方向に相当し、複数の第1フィンFnAのそれぞれが配列される方向である。更に、+X方向とは反対方向を-X方向とし、+Y方向とは反対方向を-Y方向とし、+Z方向とは反対方向を-Z方向とする。図2の図面視で、-X方向は右方向であり、-Y方向は下方向であり、-Z方向は紙面から起立する方向である。
[第1ベイパーチャンバーの構成]
図3は、第1ベイパーチャンバー4の構成を示す模式図であり、XY平面に沿う第1ベイパーチャンバー4の断面を示す図である。なお、図3では、液相の作動流体の一部を白色の矢印FLにて示し、気相の作動流体の一部を黒色の矢印FGにて示す。また、図3では、複数の第1フィンFnAのうち一部について符号を付す。
第1ベイパーチャンバー4は、XZ平面に沿う平板状に構成され、熱源である冷却対象CTと接続されて冷却対象CTから受熱する。第1ベイパーチャンバー4は、第1プレート42及び第2プレート43が組み合わされて構成されて、内部に第1作動流体である作動流体が封入された第1密閉容器41を備える。
図3は、第1ベイパーチャンバー4の構成を示す模式図であり、XY平面に沿う第1ベイパーチャンバー4の断面を示す図である。なお、図3では、液相の作動流体の一部を白色の矢印FLにて示し、気相の作動流体の一部を黒色の矢印FGにて示す。また、図3では、複数の第1フィンFnAのうち一部について符号を付す。
第1ベイパーチャンバー4は、XZ平面に沿う平板状に構成され、熱源である冷却対象CTと接続されて冷却対象CTから受熱する。第1ベイパーチャンバー4は、第1プレート42及び第2プレート43が組み合わされて構成されて、内部に第1作動流体である作動流体が封入された第1密閉容器41を備える。
第1プレート42は、第2プレート43に対して-Y方向に、XZ平面に沿って配置される。第1プレート42は、外面42A及び内面42Bを有する。
外面42Aは、第1プレート42において第2プレート43とは反対側の面である。外面42Aは、第1密閉容器41の外面の一部を構成する。外面42Aの一部には、冷却対象CTが熱伝達可能に接続される。すなわち、第1プレート42は、熱源である冷却対象CTと熱伝達可能に接続される。
内面42Bは、第1プレート42において外面42Aとは反対側の面であり、第2プレート43と対向する面である。内面42Bは、第1密閉容器41の内面の一部を構成する。内面42Bには、図示を省略するが、液相の作動流体を保持するメッシュが設けられている。
外面42Aは、第1プレート42において第2プレート43とは反対側の面である。外面42Aは、第1密閉容器41の外面の一部を構成する。外面42Aの一部には、冷却対象CTが熱伝達可能に接続される。すなわち、第1プレート42は、熱源である冷却対象CTと熱伝達可能に接続される。
内面42Bは、第1プレート42において外面42Aとは反対側の面であり、第2プレート43と対向する面である。内面42Bは、第1密閉容器41の内面の一部を構成する。内面42Bには、図示を省略するが、液相の作動流体を保持するメッシュが設けられている。
第2プレート43は、第1プレート42に対して+Y方向に、XZ平面に沿って配置される。第2プレート43は、第1プレート42にて受熱した冷却対象CTの熱を放熱する。第2プレート43は、外面43A及び内面43Bを有する。
内面43Bは、第2プレート43において第1プレート42の内面42Bと対向する面である。内面43Bは、第1密閉容器41の内面の一部を構成する。すなわち、内面43Bは、第1密閉容器41において外面43Aに対応する内面である。
外面43Aは、第2プレート43において第1プレート42とは反対側の面である。外面43Aは、第1密閉容器41の外面の一部を構成する。図2に示すように、外面43Aは、第1ベイパーチャンバー4と液冷部5の液冷容器51とが組み合わされたときに、液冷部5の第1内面54を形成する。すなわち、第2プレート43は、外面43Aに設けられて第1内面54を構成する第1内面構成領域431を有する。第1内面構成領域431には、後述する複数の第1フィンFnAが配置される。
内面43Bは、第2プレート43において第1プレート42の内面42Bと対向する面である。内面43Bは、第1密閉容器41の内面の一部を構成する。すなわち、内面43Bは、第1密閉容器41において外面43Aに対応する内面である。
外面43Aは、第2プレート43において第1プレート42とは反対側の面である。外面43Aは、第1密閉容器41の外面の一部を構成する。図2に示すように、外面43Aは、第1ベイパーチャンバー4と液冷部5の液冷容器51とが組み合わされたときに、液冷部5の第1内面54を形成する。すなわち、第2プレート43は、外面43Aに設けられて第1内面54を構成する第1内面構成領域431を有する。第1内面構成領域431には、後述する複数の第1フィンFnAが配置される。
図3に示すように、第1ベイパーチャンバー4では、外面42Aにて冷却対象CTから受熱された熱は、内面42Bにて液相の作動流体を気化させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。気相の作動流体は、第1密閉容器41内に拡散されて、一部の気相の作動流体は、内面43Bに到達して、内面43Bに熱を伝達することによって凝縮される。すなわち、一部の気相の作動流体は、内面43Bにて液相の作動流体に変化される。内面43Bに伝達された熱は、外面43Aに伝達されて放熱される。このようにして冷却対象CTの熱が奪われ、冷却対象CTは冷却される。なお、気相の作動流体から凝縮された液相の作動流体は、第1密閉容器41の内面に設けられたメッシュによって、第1プレート42の内面42Bにおいて熱源である冷却対象CTに対応する位置に輸送される。
[液冷部の構成]
液冷部5は、図2に示すように、第1ベイパーチャンバー4と組み合わされる液冷容器51を備え、ポンプ24から送出された液体冷媒が前記第1ベイパーチャンバーに沿って流通する。
液冷容器51は、第1ベイパーチャンバー4と組み合わされることによって、内部を液体冷媒が流通可能な流通空間を形成する。液冷容器51は、導入口52及び排出口53を有する。
導入口52は、図1に示す第4配管214と接続され、ポンプ24から送出された液体冷媒を液冷容器51内に導入する。導入口52は、流通空間Sと連通しており、導入口52にて液冷容器51内に導入された液体冷媒は、流通空間Sに流入する。
排出口53は、図1に示す第1配管211と接続され、液冷容器51内の流通空間Sを流通した液体冷媒を排出する。排出された液体冷媒は、第1配管211からタンク22に流通する。
液冷部5は、図2に示すように、第1ベイパーチャンバー4と組み合わされる液冷容器51を備え、ポンプ24から送出された液体冷媒が前記第1ベイパーチャンバーに沿って流通する。
液冷容器51は、第1ベイパーチャンバー4と組み合わされることによって、内部を液体冷媒が流通可能な流通空間を形成する。液冷容器51は、導入口52及び排出口53を有する。
導入口52は、図1に示す第4配管214と接続され、ポンプ24から送出された液体冷媒を液冷容器51内に導入する。導入口52は、流通空間Sと連通しており、導入口52にて液冷容器51内に導入された液体冷媒は、流通空間Sに流入する。
排出口53は、図1に示す第1配管211と接続され、液冷容器51内の流通空間Sを流通した液体冷媒を排出する。排出された液体冷媒は、第1配管211からタンク22に流通する。
図4は、液冷部5の内部を+Y方向から見た図である。なお、図4では、複数の第1フィンFnAのうち一部について符号を付す。
このような液冷容器51が第1ベイパーチャンバー4と組み合わされることによって、液冷部5は、図2及び図4に示すように、各内面54~59によって囲まれる流通空間Sが形成される。すなわち、液冷部5は、流通空間Sを形成する第1内面54、第2内面55、第3内面56、第4内面57、第5内面58及び第6内面59を有する。
このような液冷容器51が第1ベイパーチャンバー4と組み合わされることによって、液冷部5は、図2及び図4に示すように、各内面54~59によって囲まれる流通空間Sが形成される。すなわち、液冷部5は、流通空間Sを形成する第1内面54、第2内面55、第3内面56、第4内面57、第5内面58及び第6内面59を有する。
第1内面54は、液冷部5の内面のうち、+Y方向を向く内面である。第1内面54の少なくとも一部は、外面43Aにおける第1内面構成領域431によって構成される。第1内面構成領域431には、複数の第1フィンFnAが設けられることから、液体冷媒が流通する流通空間S内には、複数の第1フィンFnAが配置される。
第2内面55は、液冷部5の内面のうち、-Y方向を向く内面であり、第1内面54と対向する。第2内面55は、導入口52及び排出口53と接続されている。すなわち、液冷容器51において第2内面55とは反対側の外面51Aには、導入口52及び排出口53が設けられている。なお、図2及び図4に示すように、外面51Aにおける導入口52の位置は、排出口53の位置に対して、+X方向かつ-Z方向の位置である。外面51Aにおける排出口53の位置は、導入口52の位置に対して、-X方向かつ+Z方向の位置である。
第3内面56は、液冷部5の内面のうち、-X方向を向く内面である。
第4内面57は、液冷部5の内面のうち、+X方向を向く内面であり、第3内面56と対向する。
第5内面58は、液冷部5の内面のうち、-Z方向を向く内面である。
第6内面59は、液冷部5の内面のうち、+Z方向を向く内面であり、第5内面58と対向する。
第2内面55は、液冷部5の内面のうち、-Y方向を向く内面であり、第1内面54と対向する。第2内面55は、導入口52及び排出口53と接続されている。すなわち、液冷容器51において第2内面55とは反対側の外面51Aには、導入口52及び排出口53が設けられている。なお、図2及び図4に示すように、外面51Aにおける導入口52の位置は、排出口53の位置に対して、+X方向かつ-Z方向の位置である。外面51Aにおける排出口53の位置は、導入口52の位置に対して、-X方向かつ+Z方向の位置である。
第3内面56は、液冷部5の内面のうち、-X方向を向く内面である。
第4内面57は、液冷部5の内面のうち、+X方向を向く内面であり、第3内面56と対向する。
第5内面58は、液冷部5の内面のうち、-Z方向を向く内面である。
第6内面59は、液冷部5の内面のうち、+Z方向を向く内面であり、第5内面58と対向する。
[複数の第1フィンの構成]
複数の第1フィンFnAは、図2及び図3に示すように、外面43Aにおける第1内面構成領域431から+Y方向に突出しており、第1ベイパーチャンバー4と液冷容器51とが組み合わされたときに、流通空間S内に配置される。第1ベイパーチャンバー4は、第1内面構成領域431に配置された複数の第1フィンFnAを備えるということもできる。
複数の第1フィンFnAは、外面43Aから+Y方向に向かうに従って+X方向に位置する円弧状に起立した後、+Y方向と平行に延出している。
複数の第1フィンFnAのそれぞれは、図4に示すように、第6内面59側から+Z方向に延出しており、所定の間隔を隔てて+X方向、すなわち、第1方向に並んで配置されている。このため、複数の第1フィンFnAは、導入口52から液冷部5内に導入されて+Z方向に流通する液体冷媒の流路の一部を成す。
複数の第1フィンFnAは、図2及び図3に示すように、外面43Aにおける第1内面構成領域431から+Y方向に突出しており、第1ベイパーチャンバー4と液冷容器51とが組み合わされたときに、流通空間S内に配置される。第1ベイパーチャンバー4は、第1内面構成領域431に配置された複数の第1フィンFnAを備えるということもできる。
複数の第1フィンFnAは、外面43Aから+Y方向に向かうに従って+X方向に位置する円弧状に起立した後、+Y方向と平行に延出している。
複数の第1フィンFnAのそれぞれは、図4に示すように、第6内面59側から+Z方向に延出しており、所定の間隔を隔てて+X方向、すなわち、第1方向に並んで配置されている。このため、複数の第1フィンFnAは、導入口52から液冷部5内に導入されて+Z方向に流通する液体冷媒の流路の一部を成す。
[液冷部内を流通する液体冷媒]
導入口52から液冷部5内に導入された液体冷媒は、流通空間S内において複数の第1フィンFnAに対する-Z方向の領域Ar1に流通する。そして、液体冷媒は、領域Ar1から各第1フィンFnA間に設けられた流路を、第1ベイパーチャンバー4に沿って+Z方向に流通する。これにより、液体冷媒には、第1ベイパーチャンバー4の作動流体の気相と液相の変化を利用して第1プレート42を介して第2プレート43に伝達された冷却対象CTの熱が各第1フィンFnAから伝達する。
各第1フィンFnA間の流路を+Z方向に流通した液体冷媒は、流通空間S内において複数の第1フィンFnAに対して+Z方向の領域Ar2から、排出口53を介して第1配管211に排出される。第1配管211からタンク22に流通した液体冷媒は、ラジエータ23にて冷却され、ポンプ24によって再び導入口52に流通する。
このように液体冷媒が冷却システム2を循環することにより、第1ベイパーチャンバー4に伝達された冷却対象CTの熱が液体冷媒に効率よく伝達され、ひいては、冷却対象CTが冷却される。
導入口52から液冷部5内に導入された液体冷媒は、流通空間S内において複数の第1フィンFnAに対する-Z方向の領域Ar1に流通する。そして、液体冷媒は、領域Ar1から各第1フィンFnA間に設けられた流路を、第1ベイパーチャンバー4に沿って+Z方向に流通する。これにより、液体冷媒には、第1ベイパーチャンバー4の作動流体の気相と液相の変化を利用して第1プレート42を介して第2プレート43に伝達された冷却対象CTの熱が各第1フィンFnAから伝達する。
各第1フィンFnA間の流路を+Z方向に流通した液体冷媒は、流通空間S内において複数の第1フィンFnAに対して+Z方向の領域Ar2から、排出口53を介して第1配管211に排出される。第1配管211からタンク22に流通した液体冷媒は、ラジエータ23にて冷却され、ポンプ24によって再び導入口52に流通する。
このように液体冷媒が冷却システム2を循環することにより、第1ベイパーチャンバー4に伝達された冷却対象CTの熱が液体冷媒に効率よく伝達され、ひいては、冷却対象CTが冷却される。
[第1実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係る電子機器1は、以下の効果を奏する。
電子機器1は、熱源である冷却対象CTと、循環式冷却システム2と、を備える。
循環式冷却システム2は、ラジエータ23、ポンプ24及び冷却装置3Aを備える。ラジエータ23は、冷却装置3Aの排出口53から排出された液体冷媒を冷却する。ポンプ24は、冷却装置3Aの導入口52に液体冷媒を流通させる。
以上説明した本実施形態に係る電子機器1は、以下の効果を奏する。
電子機器1は、熱源である冷却対象CTと、循環式冷却システム2と、を備える。
循環式冷却システム2は、ラジエータ23、ポンプ24及び冷却装置3Aを備える。ラジエータ23は、冷却装置3Aの排出口53から排出された液体冷媒を冷却する。ポンプ24は、冷却装置3Aの導入口52に液体冷媒を流通させる。
冷却装置3Aは、第1ベイパーチャンバー4、液冷部5及び複数の第1フィンFnAを備える。
第1ベイパーチャンバー4は、第1密閉容器41を備える。第1密閉容器41は、熱源である冷却対象CTから受熱する第1プレート42と、第1プレート42に対向する第2プレート43とが組み合わされて構成される。第1密閉容器41では、内部に封入された作動流体の気化及び凝縮が行われる。この作動流体は、第1作動流体でもある。
液冷部5は、第1ベイパーチャンバー4と組み合わされる液冷容器51を有する。液冷部5では、液冷部5の内部を流通する液体冷媒が第1ベイパーチャンバー4に沿って流通する。液冷部5は、導入口52及び排出口53を有する。導入口52は、液冷部5の外部から液冷部5の内部に液体冷媒を導入する。排出口53は、液冷部5の内部を流通した液体冷媒を液冷部5の外部に排出する。
第2プレート43は、第2プレート43の外面43Aに位置し、液冷部5の第1内面54の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域431を有する。
複数の第1フィンFnAは、液冷部5の内部に設けられる。複数の第1フィンFnAは、液体冷媒の流路の一部を成す。複数の第1フィンFnAは、第1内面構成領域431に配置される。
第1ベイパーチャンバー4は、第1密閉容器41を備える。第1密閉容器41は、熱源である冷却対象CTから受熱する第1プレート42と、第1プレート42に対向する第2プレート43とが組み合わされて構成される。第1密閉容器41では、内部に封入された作動流体の気化及び凝縮が行われる。この作動流体は、第1作動流体でもある。
液冷部5は、第1ベイパーチャンバー4と組み合わされる液冷容器51を有する。液冷部5では、液冷部5の内部を流通する液体冷媒が第1ベイパーチャンバー4に沿って流通する。液冷部5は、導入口52及び排出口53を有する。導入口52は、液冷部5の外部から液冷部5の内部に液体冷媒を導入する。排出口53は、液冷部5の内部を流通した液体冷媒を液冷部5の外部に排出する。
第2プレート43は、第2プレート43の外面43Aに位置し、液冷部5の第1内面54の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域431を有する。
複数の第1フィンFnAは、液冷部5の内部に設けられる。複数の第1フィンFnAは、液体冷媒の流路の一部を成す。複数の第1フィンFnAは、第1内面構成領域431に配置される。
このような構成によれば、第1プレート42にて受熱された冷却対象CTの熱によって、第1密閉容器41の内部に封入された作動流体が気化する。気相の作動流体は、第1密閉容器41の内部を拡散する。気相の作動流体の熱が第2プレート43に伝達されることによって、気相の作動流体は、第2プレート43にて液相の作動流体に凝縮する。このように、冷却対象CTの熱は、第2プレート43において広範囲に伝達される。
第2プレート43に伝達された熱は、第2プレート43において第1内面構成領域431に配置されて液冷部5の内部に配置された複数の第1フィンFnAに伝達される。液冷部5の内部には、導入口52にて導入された液体冷媒が流通し、液体冷媒は、複数の第1フィンFnAによって形成される流路を流通する。これにより、液冷媒体には、複数の第1フィンFnAに伝達された熱が伝達される。そして、熱が伝達された液体冷媒は、排出口53を介して液冷部5の外部に排出される。
第2プレート43に伝達された熱は、第2プレート43において第1内面構成領域431に配置されて液冷部5の内部に配置された複数の第1フィンFnAに伝達される。液冷部5の内部には、導入口52にて導入された液体冷媒が流通し、液体冷媒は、複数の第1フィンFnAによって形成される流路を流通する。これにより、液冷媒体には、複数の第1フィンFnAに伝達された熱が伝達される。そして、熱が伝達された液体冷媒は、排出口53を介して液冷部5の外部に排出される。
これによれば、第1ベイパーチャンバー4にて受熱された冷却対象CTの熱を、複数の第1フィンFnAによって、液冷部5内を流通する液体冷媒に効率よく伝達できる。すなわち、複数の第1フィンFnAが設けられていない場合に比べて、液体冷媒に冷却対象CTの熱を効率よく伝達できる。
更に、ラジエータ23によって冷却された液体冷媒は、液冷部5内に流通するので、液冷部5における液体冷媒への熱の伝達効率を高めることができる。
従って、冷却装置3Aによる冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
更に、ラジエータ23によって冷却された液体冷媒は、液冷部5内に流通するので、液冷部5における液体冷媒への熱の伝達効率を高めることができる。
従って、冷却装置3Aによる冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係る電子機器は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成を備えるが、冷却装置の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本開示の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係る電子機器は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成を備えるが、冷却装置の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[電子機器及び循環式冷却システムの構成]
図5は、本実施形態に係る冷却装置3Bを示す斜視図である。図6は、冷却装置3Bを構成する第1ベイパーチャンバー6を第1ベイパーチャンバー6よりも-Z方向の位置からから見た側面図である。図7は、YZ平面に沿う冷却装置3Bの断面を-X方向から見た図である。なお、図6においては、複数の第2フィンFnB2のうち一部の第2フィンFnB2について符号を付す。
本実施形態に係る電子機器は、冷却装置3Aに代えて、図5~図7に示す冷却装置3Bを備える他は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成及び機能を備える。すなわち、本実施形態に係る電子機器が備える循環式冷却システム2は、冷却装置3Aに代えて冷却装置3Bを備える他は、第1実施形態に係る循環式冷却システム2と同様の構成及び機能を備える。
冷却装置3Bは、冷却装置3Aと同様に、冷却対象CTから受熱した熱を、冷却システム2を循環する液体冷媒に伝達することによって、冷却対象CTを冷却する。
冷却装置3Bは、図5~図7に示すように、第1ベイパーチャンバー6及び液冷部7を備える他、図6及び図7に示すように、複数のフィンFnBを備える。
図5は、本実施形態に係る冷却装置3Bを示す斜視図である。図6は、冷却装置3Bを構成する第1ベイパーチャンバー6を第1ベイパーチャンバー6よりも-Z方向の位置からから見た側面図である。図7は、YZ平面に沿う冷却装置3Bの断面を-X方向から見た図である。なお、図6においては、複数の第2フィンFnB2のうち一部の第2フィンFnB2について符号を付す。
本実施形態に係る電子機器は、冷却装置3Aに代えて、図5~図7に示す冷却装置3Bを備える他は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成及び機能を備える。すなわち、本実施形態に係る電子機器が備える循環式冷却システム2は、冷却装置3Aに代えて冷却装置3Bを備える他は、第1実施形態に係る循環式冷却システム2と同様の構成及び機能を備える。
冷却装置3Bは、冷却装置3Aと同様に、冷却対象CTから受熱した熱を、冷却システム2を循環する液体冷媒に伝達することによって、冷却対象CTを冷却する。
冷却装置3Bは、図5~図7に示すように、第1ベイパーチャンバー6及び液冷部7を備える他、図6及び図7に示すように、複数のフィンFnBを備える。
[第1ベイパーチャンバーの構成]
第1ベイパーチャンバー6は、第1実施形態に係る第1ベイパーチャンバー4と同様に、冷却対象CTと熱伝達可能に接続され、冷却対象CTから受熱した熱を液体冷媒に伝達する。第1ベイパーチャンバー6は、図6に示すように、後述する第1プレート62の一部及び第2プレート63の一部が+Y方向或いは-Y方向において互いに対向する折り返し形状に形成されている。すなわち、第1ベイパーチャンバー6は、-Z方向から見て横向きの略U字状に形成されている。なお、略U字状とは、第1ベイパーチャンバー6の第1プレート62の一部と第2プレート63の一部とが対向する状態を含むものである。
第1ベイパーチャンバー6は、第1プレート62及び第2プレート63が組み合わされて構成され、気相と液相との間で相変化可能な作動流体が内部に封入された第1密閉容器61を備える。第1密閉容器61内に封入された作動流体は、第1作動流体でもある。
第1ベイパーチャンバー6は、第1実施形態に係る第1ベイパーチャンバー4と同様に、冷却対象CTと熱伝達可能に接続され、冷却対象CTから受熱した熱を液体冷媒に伝達する。第1ベイパーチャンバー6は、図6に示すように、後述する第1プレート62の一部及び第2プレート63の一部が+Y方向或いは-Y方向において互いに対向する折り返し形状に形成されている。すなわち、第1ベイパーチャンバー6は、-Z方向から見て横向きの略U字状に形成されている。なお、略U字状とは、第1ベイパーチャンバー6の第1プレート62の一部と第2プレート63の一部とが対向する状態を含むものである。
第1ベイパーチャンバー6は、第1プレート62及び第2プレート63が組み合わされて構成され、気相と液相との間で相変化可能な作動流体が内部に封入された第1密閉容器61を備える。第1密閉容器61内に封入された作動流体は、第1作動流体でもある。
第1プレート62は、第1プレート62より-Z方向の位置から見て横向きの略U字状に形成されており、第1プレート62において、フィンFnBが配置される空間に対する-Y方向の一部と+Y方向の一部とは、互いに対向している。第1プレート62は、外面62Aを有する他、図示しない内面を有する。
外面62Aは、第1プレート62において外側を向く面であり、第1密閉容器61の外面の一部を構成する。外面62Aのうち-Y方向を向く部分には、-Y方向に突出した突出部621が設けられており、突出部621における-Y方向の面には、冷却対象CTが熱伝達可能に接続される。すなわち、突出部621において-Y方向を向く面は、冷却対象CTから受熱する。なお、突出部621は無くてもよい。この場合、冷却対象CTは、外面62Aに直接接続されていてもよい。
外面62Aは、第1プレート62において外側を向く面であり、第1密閉容器61の外面の一部を構成する。外面62Aのうち-Y方向を向く部分には、-Y方向に突出した突出部621が設けられており、突出部621における-Y方向の面には、冷却対象CTが熱伝達可能に接続される。すなわち、突出部621において-Y方向を向く面は、冷却対象CTから受熱する。なお、突出部621は無くてもよい。この場合、冷却対象CTは、外面62Aに直接接続されていてもよい。
第1プレート62の内面は、第1プレート62においてフィンFnBが配置される空間に向かって内側を向く面であり、第1密閉容器61の内面を構成する。第1プレート62の内面のうち、+Y方向を向く部分と-Y方向を向く部分とは、互いに対向している。第1プレート62の内面には、図示を省略するが、第1密閉容器61内に封入された作動流体のうち、液相の作動流体を保持するメッシュが設けられている。
第2プレート63は、第1プレート62と同様に、第2プレート63より-Z方向の位置から見て横向きの略U字状に形成されており、第2プレート63におけるフィンFnBが配置される空間に対して-Y方向の一部と+Y方向の一部とは、互いに対向している。第2プレート63は、外面63Aを有する他、図示しない内面を有する。
第2プレート63の内面は、第2プレート63においてフィンFnBが配置される空間に対して外側を向く面であり、第1密閉容器61の内面を構成する。すなわち、第2プレート63の内面は、第1プレート62の内面と対向している。第2プレート63の内面は、気相の作動流体から受熱して、気相の作動流体を液相の作動流体に凝縮する。
第2プレート63の内面は、第2プレート63においてフィンFnBが配置される空間に対して外側を向く面であり、第1密閉容器61の内面を構成する。すなわち、第2プレート63の内面は、第1プレート62の内面と対向している。第2プレート63の内面は、気相の作動流体から受熱して、気相の作動流体を液相の作動流体に凝縮する。
外面63Aは、第2プレート63においてフィンFnBが配置される空間に向けて内側を向く面である。外面63Aは、気相の作動流体から受熱した熱を放熱する放熱面であり、外面63Aの一部には、後述する複数のフィンFnBが配置されている。
外面63Aは、第1密閉容器61において互いに対向する外面を構成する。そして、第1ベイパーチャンバー6と液冷部7の液冷容器71とが組み合わされたときに、外面63Aは、液冷部7の第1内面74、第2内面75及び第3内面76を構成する。
すなわち、図6において、第2プレート63は、外面63Aにおいて+Y方向を向き、第1内面74の少なくとも一部を構成する第1内面構成領域631と、外面63Aにおいて-Y方向を向き、第2内面75の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域632と、外面63Aにおいて-X方向を向き、図7に示す第3内面76の少なくとも一部を構成する第3内面構成領域633と、を有する。第1内面構成領域631と第2内面構成領域632とは、+Y方向又は-Y方向において互いに対向している。
外面63Aは、第1密閉容器61において互いに対向する外面を構成する。そして、第1ベイパーチャンバー6と液冷部7の液冷容器71とが組み合わされたときに、外面63Aは、液冷部7の第1内面74、第2内面75及び第3内面76を構成する。
すなわち、図6において、第2プレート63は、外面63Aにおいて+Y方向を向き、第1内面74の少なくとも一部を構成する第1内面構成領域631と、外面63Aにおいて-Y方向を向き、第2内面75の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域632と、外面63Aにおいて-X方向を向き、図7に示す第3内面76の少なくとも一部を構成する第3内面構成領域633と、を有する。第1内面構成領域631と第2内面構成領域632とは、+Y方向又は-Y方向において互いに対向している。
[液冷部の構成]
液冷部7は、液冷部5と同様に、第1ベイパーチャンバー6と組み合わされ、内部を流通する液体冷媒に第1ベイパーチャンバー6から放熱された熱を伝達する。液冷部7は、図5に示すように、第1ベイパーチャンバー6と組み合わされる液冷容器71を備える。
液冷部7は、液冷部5と同様に、第1ベイパーチャンバー6と組み合わされ、内部を流通する液体冷媒に第1ベイパーチャンバー6から放熱された熱を伝達する。液冷部7は、図5に示すように、第1ベイパーチャンバー6と組み合わされる液冷容器71を備える。
液冷容器71は、図5に示すように、第1ベイパーチャンバー6の-X方向、+Z方向及び-Z方向にて第1ベイパーチャンバー6を囲む枠状に構成され、第1ベイパーチャンバー6と組み合わされる。液冷容器71は、第1ベイパーチャンバー6を囲む壁部711~713と、導入口72と、排出口73と、を備える。
壁部711,712は、+Z方向と-Z方向とから第1ベイパーチャンバー6を挟む。-Z方向に配置された壁部711には、第4配管214と接続される導入口72が設けられている。+Z方向に配置された壁部712には、第1配管211と接続される排出口73が設けられている。
壁部713は、第1ベイパーチャンバー6に対して-X方向に設けられる。壁部713の内面は、第3内面構成領域633と対向し、+Z方向に流通する液体冷媒の流路を構成する。
壁部711,712は、+Z方向と-Z方向とから第1ベイパーチャンバー6を挟む。-Z方向に配置された壁部711には、第4配管214と接続される導入口72が設けられている。+Z方向に配置された壁部712には、第1配管211と接続される排出口73が設けられている。
壁部713は、第1ベイパーチャンバー6に対して-X方向に設けられる。壁部713の内面は、第3内面構成領域633と対向し、+Z方向に流通する液体冷媒の流路を構成する。
導入口72は、第4配管214を介してポンプ24から流通する液体冷媒を液冷容器71内に導入する。
排出口73は、液冷容器71内を流通した液体冷媒を、第1配管211を介してタンク22に排出する。
排出口73は、液冷容器71内を流通した液体冷媒を、第1配管211を介してタンク22に排出する。
このような液冷容器71と第1ベイパーチャンバー6とが組み合わされることによって、液冷部7内には、図7に示すように、液体冷媒が流通可能な流通空間Sが形成される。
すなわち、液冷部7は、流通空間Sを形成する第1内面74、第2内面75、第3内面76、図示しない第4内面、第5内面78及び第6内面79を有する。
第1内面74は、液冷部7の内面のうち+Y方向を向く内面である。第1内面74の少なくとも一部は、第2プレート63の第1内面構成領域631によって構成される。
第2内面75は、液冷部7の内面のうち-Y方向を向く内面であり、第1内面74と対向している。第2内面75の少なくとも一部は、第2プレート63の第2内面構成領域632によって構成される。
すなわち、液冷部7は、流通空間Sを形成する第1内面74、第2内面75、第3内面76、図示しない第4内面、第5内面78及び第6内面79を有する。
第1内面74は、液冷部7の内面のうち+Y方向を向く内面である。第1内面74の少なくとも一部は、第2プレート63の第1内面構成領域631によって構成される。
第2内面75は、液冷部7の内面のうち-Y方向を向く内面であり、第1内面74と対向している。第2内面75の少なくとも一部は、第2プレート63の第2内面構成領域632によって構成される。
第3内面76は、液冷部7の内面のうち-X方向を向く内面である。第3内面76は、第2プレート63の第3内面構成領域633によって構成される。
第4内面は、図示を省略するが、液冷部7の内面のうち+X方向を向く内面であり、第3内面76と対向している。第4内面は、図5に示す壁部713の内面である。
第5内面78は、液冷部7の内面のうち+Z方向を向く内面であり、壁部711の内面である。
第6内面79は、液冷部7の内面のうち-Z方向を向く内面であり、壁部712の内面である。第6内面79は、第5内面78と対向している。
このような流通空間S内には、第2プレート63の外面63Aに配置された複数のフィンFnBが配置されている。
第4内面は、図示を省略するが、液冷部7の内面のうち+X方向を向く内面であり、第3内面76と対向している。第4内面は、図5に示す壁部713の内面である。
第5内面78は、液冷部7の内面のうち+Z方向を向く内面であり、壁部711の内面である。
第6内面79は、液冷部7の内面のうち-Z方向を向く内面であり、壁部712の内面である。第6内面79は、第5内面78と対向している。
このような流通空間S内には、第2プレート63の外面63Aに配置された複数のフィンFnBが配置されている。
[複数のフィンの構成]
複数のフィンFnBは、図7に示すように、第1ベイパーチャンバー6の外面63Aに配置されている。複数のフィンFnBは、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1と、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2と、を含む。
複数のフィンFnBは、図7に示すように、第1ベイパーチャンバー6の外面63Aに配置されている。複数のフィンFnBは、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1と、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2と、を含む。
複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1内面構成領域631から+Y方向に起立している。すなわち、複数の第1フィンFnB1は、第1内面74に配置されている。複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、+Z方向に沿って延出し、詳しい図示を省略するが、第1方向である+X方向に並んで配置されている。複数の第1フィンFnB1は、液冷部7内を流通する液体冷媒の流路の一部を成す。
複数の第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631の略全面に配置されているのではなく、第1内面構成領域631において排出口73側の領域に配置されている。すなわち、複数の第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631において液体冷媒の流路における下流側の領域に配置されている。下流側の領域を下流領域ともいう。換言すると、複数の第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631における+Z方向の領域に配置されている。
複数の第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631の略全面に配置されているのではなく、第1内面構成領域631において排出口73側の領域に配置されている。すなわち、複数の第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631において液体冷媒の流路における下流側の領域に配置されている。下流側の領域を下流領域ともいう。換言すると、複数の第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631における+Z方向の領域に配置されている。
複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632から-Y方向に起立している。すなわち、複数の第2フィンFnB2は、第2内面75に配置されている。数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+Z方向に沿って延出し、図示を省略するが、+X方向に並んで配置されている。複数の第2フィンFnB2は、液冷部7内を流通する液体冷媒の流路の一部を成す。
複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632の略全面に配置されているのではなく、第2内面構成領域632において導入口72側の領域に配置されている。すなわち、複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632において液体冷媒の流路における上流側の領域(上流領域)に配置されている。上流側の領域を上流領域ともいう。換言すると、複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632における-Z方向の領域に配置されている。
複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632の略全面に配置されているのではなく、第2内面構成領域632において導入口72側の領域に配置されている。すなわち、複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632において液体冷媒の流路における上流側の領域(上流領域)に配置されている。上流側の領域を上流領域ともいう。換言すると、複数の第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632における-Z方向の領域に配置されている。
本実施形態では、第1フィンFnB1の+X方向の寸法、+Y方向の寸法及び+Z方向の寸法は、各第1フィンFnB1で同じである。第2フィンFnB2の+X方向の寸法、+Y方向の寸法及び+Z方向の寸法は、各第2フィンFnB2で同じである。
第1フィンFnB1の+X方向の寸法と、第2フィンFnB2の+X方向の寸法とは、同じである。第1フィンFnB1の+Y方向の寸法と、第2フィンFnB2の+Y方向の寸法とは、同じである。第1フィンFnB1の+Z方向の寸法と、第2フィンFnB2の+Z方向の寸法とは、同じである。更に、+X方向における複数の第1フィンFnB1の配列ピッチである配置間隔と、+X方向における複数の第2フィンFnB2の配列ピッチである配置間隔とは、同じである。
なお、各第1フィンFnB1における+Y方向の先端部は、第2内面構成領域632に接触していてもよく、接触していなくてもよい。同様に、各第2フィンFnB2における-Y方向の先端部は、第1内面構成領域631に接触していてもよく、接触していなくてもよい。
第1フィンFnB1の+X方向の寸法と、第2フィンFnB2の+X方向の寸法とは、同じである。第1フィンFnB1の+Y方向の寸法と、第2フィンFnB2の+Y方向の寸法とは、同じである。第1フィンFnB1の+Z方向の寸法と、第2フィンFnB2の+Z方向の寸法とは、同じである。更に、+X方向における複数の第1フィンFnB1の配列ピッチである配置間隔と、+X方向における複数の第2フィンFnB2の配列ピッチである配置間隔とは、同じである。
なお、各第1フィンFnB1における+Y方向の先端部は、第2内面構成領域632に接触していてもよく、接触していなくてもよい。同様に、各第2フィンFnB2における-Y方向の先端部は、第1内面構成領域631に接触していてもよく、接触していなくてもよい。
[冷却装置による冷却対象の冷却]
第1ベイパーチャンバー6は、外面62Aにて冷却対象CTの熱を受熱する。第1ベイパーチャンバー6では、冷却対象CTから受熱された熱によってメッシュに保持された液相の作動流体が気化し、気相の作動流体が第1ベイパーチャンバー6内にて拡散する。気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、第1内面構成領域631に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮され、他の一部の作動流体は、第2内面構成領域632に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮される。なお、液相の作動流体は、メッシュを伝って、冷却対象CTに対応する内面に到達する。
第1内面構成領域631に対応する内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第2内面構成領域632に配置された複数の第1フィンFnB1に伝達され、他の一部の熱は、第1内面構成領域631において第1フィンFnB1が配置されていない領域に伝達される。第2内面構成領域632に対応する内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2に伝達され、他の一部の熱は、第2内面構成領域632において第2フィンFnB2が配置されていない領域に伝達される。
第1ベイパーチャンバー6は、外面62Aにて冷却対象CTの熱を受熱する。第1ベイパーチャンバー6では、冷却対象CTから受熱された熱によってメッシュに保持された液相の作動流体が気化し、気相の作動流体が第1ベイパーチャンバー6内にて拡散する。気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、第1内面構成領域631に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮され、他の一部の作動流体は、第2内面構成領域632に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮される。なお、液相の作動流体は、メッシュを伝って、冷却対象CTに対応する内面に到達する。
第1内面構成領域631に対応する内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第2内面構成領域632に配置された複数の第1フィンFnB1に伝達され、他の一部の熱は、第1内面構成領域631において第1フィンFnB1が配置されていない領域に伝達される。第2内面構成領域632に対応する内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2に伝達され、他の一部の熱は、第2内面構成領域632において第2フィンFnB2が配置されていない領域に伝達される。
導入口72から液冷部7内に導入された液体冷媒は、複数の第1フィンFnB1に対して上流側に配置された複数の第2フィンFnB2の間の流路を+Z方向に流通する。ここで、各第2フィンFnB2における基端側の部分の温度は、先端側の部分の温度よりも高い。すなわち、各第2フィンFnB2において+Y方向の部分の温度は、-Y方向の部分の温度よりも高い。このため、第1内面74と第2内面75との間を+Z方向に流通する液体冷媒のうち、第2内面75側を流通する液体冷媒には、各第2フィンFnB2から熱が伝わりやすいことから、第2内面75側を流通する液体冷媒の温度は、第1内面74側を流通する液体冷媒の温度よりも高くなる。
各第2フィンFnB2の間を流通した液体冷媒は、複数の第1フィンFnB1の間の流路を+Z方向に流通する。ここで、各第1フィンFnB1における基端側の部分の温度は、先端側の部分の温度よりも高い。すなわち、各第1フィンFnB1において-Y方向の部分の温度は、+Y方向の部分の温度よりも高い。このため、第1内面74と第2内面75との間を+Z方向に流通する液体冷媒のうち、第1内面74側を流通する液体冷媒には、各第1フィンFnB1から熱が伝わりやすいことから、第1内面74側を流通する液体冷媒の温度は、第2内面75側を流通する液体冷媒の温度よりも高くなる。
このように、第2フィンFnB2間を流通して第1フィンFnB1間を流通する液体冷媒の温度が第1内面74と第2内面75との間にて均一化するように温度差が緩和される。これにより、液体冷媒に各フィンFnBから熱を伝達しやすくすることができ、各フィンFnBの冷却効率、ひいては、冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
なお、第1フィンFnB1間を流通した液体冷媒は、排出口73から第1配管211に排出される。
このように、第2フィンFnB2間を流通して第1フィンFnB1間を流通する液体冷媒の温度が第1内面74と第2内面75との間にて均一化するように温度差が緩和される。これにより、液体冷媒に各フィンFnBから熱を伝達しやすくすることができ、各フィンFnBの冷却効率、ひいては、冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
なお、第1フィンFnB1間を流通した液体冷媒は、排出口73から第1配管211に排出される。
[第2実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係る電子機器は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
冷却装置3Bでは、第1ベイパーチャンバー6は、第2プレート63の一部が互いに対向する折り返し形状に形成されている。第2プレート63は、第2プレート63の外面63Aにおいて第1内面構成領域631と対向し、液冷部7の内部において第1内面74と対向する第2内面75の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域632を有する。
このような構成によれば、液冷部7における第1内面74だけでなく、第1内面74に対向する第2内面75にも熱源の熱を伝達できる。このため、第1内面74及び複数の第1フィンFnB1だけでなく、第2内面75からも液体冷媒に熱源の熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、熱源である冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
以上説明した本実施形態に係る電子機器は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
冷却装置3Bでは、第1ベイパーチャンバー6は、第2プレート63の一部が互いに対向する折り返し形状に形成されている。第2プレート63は、第2プレート63の外面63Aにおいて第1内面構成領域631と対向し、液冷部7の内部において第1内面74と対向する第2内面75の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域632を有する。
このような構成によれば、液冷部7における第1内面74だけでなく、第1内面74に対向する第2内面75にも熱源の熱を伝達できる。このため、第1内面74及び複数の第1フィンFnB1だけでなく、第2内面75からも液体冷媒に熱源の熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、熱源である冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
冷却装置3Bは、第2内面75に設けられ、液体冷媒の流路の一部を成す複数の第2フィンFnB2を備える。
このような構成によれば、複数の第2フィンFnB2を介して、第2内面75に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、熱源である冷却対象CTを一層効率よく冷却できる。
このような構成によれば、複数の第2フィンFnB2を介して、第2内面75に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、熱源である冷却対象CTを一層効率よく冷却できる。
冷却装置3Bでは、複数の第2フィンFnB2は、液体冷媒の流路において導入口72側の上流領域に配置され、複数の第1フィンFnB1は、液体冷媒の流路において排出口73側の下流領域に配置されている。複数の第2フィンFnB2は、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とのうち一方の複数のフィンに相当し、複数の第1フィンFnB1は、他方のフィンに相当する。
ここで、第1フィンFnB1の基端部には、第1フィンFnB1の先端部に比べて熱が伝達しやすいため、第1フィンFnB1の基端部の温度は、第1フィンFnB1の先端部の温度よりも高い。同様に、第2フィンFnB2の基端部の温度は、第2フィンFnB2の先端部の温度よりも高い。
このため、第1内面74と第2内面75との間を液体冷媒が流通することによって、第1内面74から第2内面75に向かう方向において液体冷媒の温度差が大きくなることを抑制でき、液体冷媒の均熱化を図ることができる。すなわち、液体冷媒の温度が局所的に高くなることを抑制でき、各フィンFnBから液体冷媒に熱を効率よく伝達できる。
なお、熱源である冷却対象CTに近い第1内面構成領域631には、第2内面構成領域632よりも、作動流体を介して冷却対象CTの熱が伝わりやすい。このため、第1内面構成領域631に配置された第1フィンFnB1に、第2内面構成領域632に配置された第2フィンFnB2を流通した後の液体冷媒が流通することによって、冷却対象CTから受熱された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。
従って、冷却装置3Bによる冷却対象CTの冷却効率を一層高めることができる。
このため、第1内面74と第2内面75との間を液体冷媒が流通することによって、第1内面74から第2内面75に向かう方向において液体冷媒の温度差が大きくなることを抑制でき、液体冷媒の均熱化を図ることができる。すなわち、液体冷媒の温度が局所的に高くなることを抑制でき、各フィンFnBから液体冷媒に熱を効率よく伝達できる。
なお、熱源である冷却対象CTに近い第1内面構成領域631には、第2内面構成領域632よりも、作動流体を介して冷却対象CTの熱が伝わりやすい。このため、第1内面構成領域631に配置された第1フィンFnB1に、第2内面構成領域632に配置された第2フィンFnB2を流通した後の液体冷媒が流通することによって、冷却対象CTから受熱された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。
従って、冷却装置3Bによる冷却対象CTの冷却効率を一層高めることができる。
また、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2に沿って流通する液体冷媒の流通方向において第1フィンFnB1と第2フィンFnB2とが干渉することを抑制できる。このため、例えば複数の第1フィンFnB1の間に第2フィンFnB2が配置される場合に比べて、各フィンFnBを液冷部7内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部7、ひいては、冷却装置3Bの組立性を高めることができる。
[第2実施形態の変形例]
上記した冷却装置3Bでは、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1は、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2よりも液体冷媒の流路における下流側に配置されているとした。しかしながら、これに限らず、複数の第1フィンFnB1が、複数の第2フィンFnB2よりも液体冷媒の流路における上流側に配置されていてもよい。また、第1フィン及び第2フィンの配置は、適宜変更可能である。
上記した冷却装置3Bでは、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1は、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2よりも液体冷媒の流路における下流側に配置されているとした。しかしながら、これに限らず、複数の第1フィンFnB1が、複数の第2フィンFnB2よりも液体冷媒の流路における上流側に配置されていてもよい。また、第1フィン及び第2フィンの配置は、適宜変更可能である。
[第2実施形態に係る冷却装置の第1変形例]
図8は、冷却装置3Bの第1変形例を示す図であり、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2の配置の第1変形例を示す図である。換言すると、図8は、第1変形例に係る第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2を-Z方向から見た図である。なお、図8では、液冷部7の図示を省略している他、複数の第1フィンFnB1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnB2うちの一部について符号を付す。
図8に示す例では、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1と、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2とは、+X方向において交互に配置されている。すなわち、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+X方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向に交互に配置されている。そして、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、液冷部7内に導入された液体冷媒の流路の一部を成す。詳述すると、第1フィンFnB1と、第1フィンFnB1に対して+X方向に配置された第2フィンFnB2との間には、液体冷媒の流路が形成され、第2フィンFnB2と、第2フィンFnB2に対して+X方向に配置された第1フィンFnB1との間には、液体冷媒の流路が形成されている。
図8は、冷却装置3Bの第1変形例を示す図であり、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2の配置の第1変形例を示す図である。換言すると、図8は、第1変形例に係る第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2を-Z方向から見た図である。なお、図8では、液冷部7の図示を省略している他、複数の第1フィンFnB1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnB2うちの一部について符号を付す。
図8に示す例では、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1と、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2とは、+X方向において交互に配置されている。すなわち、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+X方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向に交互に配置されている。そして、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、液冷部7内に導入された液体冷媒の流路の一部を成す。詳述すると、第1フィンFnB1と、第1フィンFnB1に対して+X方向に配置された第2フィンFnB2との間には、液体冷媒の流路が形成され、第2フィンFnB2と、第2フィンFnB2に対して+X方向に配置された第1フィンFnB1との間には、液体冷媒の流路が形成されている。
なお、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1内面構成領域631の略全体に亘って+Z方向に延出している。同様に、複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、第2内面構成領域632の略全体に亘って+Z方向に延出している。そして、第1フィンFnB1における+X方向の寸法と、第2フィンFnB2における+X方向の寸法とは同じである。第1フィンFnB1における+Y方向の寸法と第2フィンFnB2における+Y方向の寸法とは同じである。第1フィンFnB1における+Z方向の寸法と、第2フィンFnB2における+Z方向の寸法とは同じである。
また、+X方向における複数の第1フィンFnB1の配列ピッチである配置間隔と、+X方向における複数の第2フィンFnB2の配列ピッチである配置間隔とは、同じである。
更に、各第1フィンFnB1における+Y方向の先端部は、第2内面構成領域632に接触していてもよく、接触していなくてもよい。同様に、各第2フィンFnB2における-Y方向の先端部は、第1内面構成領域631に接触していてもよく、接触していなくてもよい。
また、+X方向における複数の第1フィンFnB1の配列ピッチである配置間隔と、+X方向における複数の第2フィンFnB2の配列ピッチである配置間隔とは、同じである。
更に、各第1フィンFnB1における+Y方向の先端部は、第2内面構成領域632に接触していてもよく、接触していなくてもよい。同様に、各第2フィンFnB2における-Y方向の先端部は、第1内面構成領域631に接触していてもよく、接触していなくてもよい。
このように複数の第1フィンFnB1及び複数の第2フィンFnB2が配列された冷却装置3Bは、以下の効果を奏することができる。
すなわち、第1変形例に係る冷却装置3Bでは、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列され、複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+X方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向に交互に配置されて、液体冷媒の流路の一部を成す。
このような構成によれば、交互に配列された第1フィンFnB1と第2フィンFnB2との間を液体冷媒が流通することによって、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2のそれぞれから液体冷媒に熱を伝達しやすくすることができる。従って、熱源である冷却対象CTを効率よく冷却できる。また、第1フィンFnB1の配置間隔と第2フィンFnB2の配置間隔とのそれぞれを小さくしなくても、第1フィンFnB1と第2フィンFnB2とで形成される流路の幅を狭くすることができ、多数の流路を形成することができる。これにより、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2と液体冷媒との接触面積であって、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2から液体冷媒への熱交換に必要な接触面積を確保できる。
すなわち、第1変形例に係る冷却装置3Bでは、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列され、複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+X方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向に交互に配置されて、液体冷媒の流路の一部を成す。
このような構成によれば、交互に配列された第1フィンFnB1と第2フィンFnB2との間を液体冷媒が流通することによって、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2のそれぞれから液体冷媒に熱を伝達しやすくすることができる。従って、熱源である冷却対象CTを効率よく冷却できる。また、第1フィンFnB1の配置間隔と第2フィンFnB2の配置間隔とのそれぞれを小さくしなくても、第1フィンFnB1と第2フィンFnB2とで形成される流路の幅を狭くすることができ、多数の流路を形成することができる。これにより、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2と液体冷媒との接触面積であって、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2から液体冷媒への熱交換に必要な接触面積を確保できる。
[第2実施形態に係る冷却装置の第2変形例]
図9は、冷却装置3Bの第2変形例を示す図であり、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2の配置の第2変形例を示す図である。換言すると、図9は、第2変形例に係る第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2を-Z方向から見た図である。なお、図9では、液冷部7の図示を省略している他、複数の第1フィンFnB1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnB2のうちの一部について符号を付す。
図9に示す例では、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、互いに隙間を空けて第1方向である+X方向に並んで配列されている。第1内面構成領域631から+Y方向への各第1フィンFnB1の寸法は、第1内面構成領域631と第2内面構成領域632との間の距離の半分の寸法である。
同様に、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2は、互いに隙間を空けて+X方向に並んで配置されている。第2内面構成領域632から-Y方向への各第2フィンFnB2の寸法は、第1内面構成領域631と第2内面構成領域632との間の距離の半分の寸法である。
なお、各第1フィンFnB1の+X方向の配列ピッチと、各第2フィンFnB2の+X方向の配列ピッチとは、同じである。
図9は、冷却装置3Bの第2変形例を示す図であり、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2の配置の第2変形例を示す図である。換言すると、図9は、第2変形例に係る第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2を-Z方向から見た図である。なお、図9では、液冷部7の図示を省略している他、複数の第1フィンFnB1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnB2のうちの一部について符号を付す。
図9に示す例では、第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、互いに隙間を空けて第1方向である+X方向に並んで配列されている。第1内面構成領域631から+Y方向への各第1フィンFnB1の寸法は、第1内面構成領域631と第2内面構成領域632との間の距離の半分の寸法である。
同様に、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2は、互いに隙間を空けて+X方向に並んで配置されている。第2内面構成領域632から-Y方向への各第2フィンFnB2の寸法は、第1内面構成領域631と第2内面構成領域632との間の距離の半分の寸法である。
なお、各第1フィンFnB1の+X方向の配列ピッチと、各第2フィンFnB2の+X方向の配列ピッチとは、同じである。
このため、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、第1内面74からの複数の第1フィンFnB1の突出方向から見て互いに重なり、かつ、各第1フィンFnB1の配列方向から見て互いに重ならずに配置されている。具体的に、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+Y方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向から見て互いに重ならずに配置されている。なお、各第1フィンFnB1の-Y方向への寸法と、各第2フィンFnB2の+Y方向への寸法とは、第1内面構成領域631と第2内面構成領域632との間の距離の半分でなくても、第1フィンFnB1と第2フィンFnB2とのうち一方のフィンが、+Y方向又は-Y方向において他方のフィンよりも長くてもよい。
そして、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、液冷部7内に導入された液体冷媒の流路の一部を成す。すなわち、各第1フィンFnB1の間、及び、各第2フィンFnB2の間には、液体冷媒の流路が形成されている。
そして、複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、液冷部7内に導入された液体冷媒の流路の一部を成す。すなわち、各第1フィンFnB1の間、及び、各第2フィンFnB2の間には、液体冷媒の流路が形成されている。
なお、各第1フィンFnB1は、第1内面構成領域631の略全体に亘って+Z方向に延出している。同様に、各第2フィンFnB2は、第2内面構成領域632の略全体に亘って+Z方向に延出している。そして、第1フィンFnB1における+X方向の寸法と、第2フィンFnB2における+X方向の寸法とは同じである。第1フィンFnB1における+Z方向の寸法と、第2フィンFnB2における+Z方向の寸法とは同じである。上記のように、第1フィンFnB1における+Y方向の寸法と第2フィンFnB2における+Y方向の寸法とは同じである。しかしながら、第1フィンFnB1における+Y方向の寸法と第2フィンFnB2における+Y方向の寸法とは異なっていてもよい。
更に、第1フィンFnB1における+Y方向の先端部と、第2フィンFnB2における-Y方向の先端部とは、接触していてもよく、接触していなくてもよい。
更に、第1フィンFnB1における+Y方向の先端部と、第2フィンFnB2における-Y方向の先端部とは、接触していてもよく、接触していなくてもよい。
このように複数の第1フィンFnB1及び複数の第2フィンFnB2が配列された冷却装置3Bは、以下の効果を奏することができる。
すなわち、第2変形例に係る冷却装置3Bでは、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列され、複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+Y方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向から見て互いに重ならずに配置されて、液体冷媒の流路の一部を成す。なお、+Y方向は、第1内面74を構成する第1内面構成領域631からの複数の第1フィンFnB1の突出方向に相当する。
このような構成によれば、第1内面74側を流通する液体冷媒に複数の第1フィンFnB1から熱を伝達しやすくでき、第2内面75側を流通する液体冷媒に複数の第2フィンFnB2から熱を伝達しやすくできる。
また、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2は、+Y方向から見て互いに重なるので、例えば複数の第1フィンFnB1の間に第2フィンFnB2が配置される場合に比べて、各フィンFnB1,FnB2を液冷部7内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部7、ひいては、冷却装置3Bの組立性を高めることができる。
すなわち、第2変形例に係る冷却装置3Bでは、複数の第1フィンFnB1のそれぞれは、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列され、複数の第2フィンFnB2のそれぞれは、+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。複数の第1フィンFnB1と複数の第2フィンFnB2とは、+Y方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向から見て互いに重ならずに配置されて、液体冷媒の流路の一部を成す。なお、+Y方向は、第1内面74を構成する第1内面構成領域631からの複数の第1フィンFnB1の突出方向に相当する。
このような構成によれば、第1内面74側を流通する液体冷媒に複数の第1フィンFnB1から熱を伝達しやすくでき、第2内面75側を流通する液体冷媒に複数の第2フィンFnB2から熱を伝達しやすくできる。
また、第1フィンFnB1及び第2フィンFnB2は、+Y方向から見て互いに重なるので、例えば複数の第1フィンFnB1の間に第2フィンFnB2が配置される場合に比べて、各フィンFnB1,FnB2を液冷部7内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部7、ひいては、冷却装置3Bの組立性を高めることができる。
[第3実施形態]
次に、本開示の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係る電子機器は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成を備えるが、冷却装置の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本開示の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係る電子機器は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成を備えるが、冷却装置の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[電子機器及び循環式冷却システムの構成]
図10は、本実施形態に係る冷却装置3Cを示す斜視図である。
本実施形態に係る電子機器は、冷却装置3Aに代えて、図9に示す冷却装置3Cを備える他は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成及び機能を備える。すなわち、本実施形態に係る電子機器が備える循環式冷却システム2は、冷却装置3Aに代えて冷却装置3Cを備える他は、第1実施形態に係る冷却システム2と同様の構成及び機能を備える。
冷却装置3Cは、第1及び第2実施形態に係る冷却装置3A,3Bと同様に、熱源である冷却対象CTから受熱し、冷却システム2を循環する液体冷媒に熱を伝達することによって、冷却対象CTを冷却する。冷却装置3Cは、第1ベイパーチャンバー4A、液冷部8及び複数のフィンFnCを備える。
図10は、本実施形態に係る冷却装置3Cを示す斜視図である。
本実施形態に係る電子機器は、冷却装置3Aに代えて、図9に示す冷却装置3Cを備える他は、第1実施形態に係る電子機器1と同様の構成及び機能を備える。すなわち、本実施形態に係る電子機器が備える循環式冷却システム2は、冷却装置3Aに代えて冷却装置3Cを備える他は、第1実施形態に係る冷却システム2と同様の構成及び機能を備える。
冷却装置3Cは、第1及び第2実施形態に係る冷却装置3A,3Bと同様に、熱源である冷却対象CTから受熱し、冷却システム2を循環する液体冷媒に熱を伝達することによって、冷却対象CTを冷却する。冷却装置3Cは、第1ベイパーチャンバー4A、液冷部8及び複数のフィンFnCを備える。
[第1ベイパーチャンバーの構成]
図11は、XY平面に沿う冷却装置3Cの断面を-Z方向から見た図である。なお、図11においては、複数の第1フィンFnC1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnC2のうちの一部について符号を付す。
第1ベイパーチャンバー4Aは、熱源である冷却対象CTと接続される突出部421が第1プレート42に設けられている他は、第1ベイパーチャンバー4と同様の構成及び機能を備える。すなわち、第1ベイパーチャンバー4Aは、XZ平面に沿う平板状に構成されている。第1ベイパーチャンバー4Aは、液冷部8の液冷容器81と組み合わされて、液体冷媒が流通する流通空間Sを構成する。
なお、第1ベイパーチャンバー4Aの外面43Aは、第1ベイパーチャンバー4Aと液冷容器81と組み合わされたときに、液冷部8の第1内面84を構成する。すなわち、第2プレート43は、外面43Aに設けられ、第1内面84を構成する第1内面構成領域431を有する。
図11は、XY平面に沿う冷却装置3Cの断面を-Z方向から見た図である。なお、図11においては、複数の第1フィンFnC1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnC2のうちの一部について符号を付す。
第1ベイパーチャンバー4Aは、熱源である冷却対象CTと接続される突出部421が第1プレート42に設けられている他は、第1ベイパーチャンバー4と同様の構成及び機能を備える。すなわち、第1ベイパーチャンバー4Aは、XZ平面に沿う平板状に構成されている。第1ベイパーチャンバー4Aは、液冷部8の液冷容器81と組み合わされて、液体冷媒が流通する流通空間Sを構成する。
なお、第1ベイパーチャンバー4Aの外面43Aは、第1ベイパーチャンバー4Aと液冷容器81と組み合わされたときに、液冷部8の第1内面84を構成する。すなわち、第2プレート43は、外面43Aに設けられ、第1内面84を構成する第1内面構成領域431を有する。
[液冷部の構成]
液冷部8は、図11に示すように、第1ベイパーチャンバー4Aと組み合わされる。液冷部8は、図10に示すように、液冷容器81と、熱伝達部材である第2ベイパーチャンバー9Aと、ヒートパイプHPと、を備える。すなわち、冷却装置3Cは、第1ベイパーチャンバー4A、第2ベイパーチャンバー9A、ヒートパイプHP及び液冷容器81を備える。なお、液冷容器81については後に詳述する。
液冷部8は、図11に示すように、第1ベイパーチャンバー4Aと組み合わされる。液冷部8は、図10に示すように、液冷容器81と、熱伝達部材である第2ベイパーチャンバー9Aと、ヒートパイプHPと、を備える。すなわち、冷却装置3Cは、第1ベイパーチャンバー4A、第2ベイパーチャンバー9A、ヒートパイプHP及び液冷容器81を備える。なお、液冷容器81については後に詳述する。
[第2ベイパーチャンバーの構成]
第2ベイパーチャンバー9Aは、ヒートパイプHPを介して、第1ベイパーチャンバー4Aと熱伝達可能に接続され、第1ベイパーチャンバー4Aから伝達される熱を、液冷部8内を流通する液体冷媒に伝達する。第2ベイパーチャンバー9Aは、第1実施形態に係る第1ベイパーチャンバー4と同様にXZ平面に沿う平板状に形成され、第1ベイパーチャンバー4Aに対して+Y方向に配置される。第2ベイパーチャンバー9Aは、第1プレート92及び第2プレート93が組み合わされて構成され、内部に液相と気相との間で相変化可能な作動流体が封入された平板状の第2密閉容器91を備える。第2密閉容器91内に封入された作動流体は、第2作動流体である。
第2ベイパーチャンバー9Aにおいて、第1プレート92は、第3プレートに相当し、第2プレート93は、第4プレートに相当する。
第2ベイパーチャンバー9Aは、ヒートパイプHPを介して、第1ベイパーチャンバー4Aと熱伝達可能に接続され、第1ベイパーチャンバー4Aから伝達される熱を、液冷部8内を流通する液体冷媒に伝達する。第2ベイパーチャンバー9Aは、第1実施形態に係る第1ベイパーチャンバー4と同様にXZ平面に沿う平板状に形成され、第1ベイパーチャンバー4Aに対して+Y方向に配置される。第2ベイパーチャンバー9Aは、第1プレート92及び第2プレート93が組み合わされて構成され、内部に液相と気相との間で相変化可能な作動流体が封入された平板状の第2密閉容器91を備える。第2密閉容器91内に封入された作動流体は、第2作動流体である。
第2ベイパーチャンバー9Aにおいて、第1プレート92は、第3プレートに相当し、第2プレート93は、第4プレートに相当する。
第1プレート92は、第2プレート93に対して+Y方向に配置される。第1プレート92は、ヒートパイプHPから伝達された熱によって、図示しない内部に設けられたメッシュに保持された液相の作動流体を気化させる。
第1プレート92において第2プレート93とは反対側の外面92Aは、第2ベイパーチャンバー9Aの外面の一部を構成する。外面92Aには、ヒートパイプHPの第2接続部HP2と接続され、ヒートパイプHPを介して第1ベイパーチャンバー4Aから熱が伝達される。
図示を省略するが、第1プレート92において第2プレート93と対向する内面は、第2密閉容器91の内面の一部を形成する。当該内面には、液相の作動流体を保持するメッシュが設けられている。
第1プレート92において第2プレート93とは反対側の外面92Aは、第2ベイパーチャンバー9Aの外面の一部を構成する。外面92Aには、ヒートパイプHPの第2接続部HP2と接続され、ヒートパイプHPを介して第1ベイパーチャンバー4Aから熱が伝達される。
図示を省略するが、第1プレート92において第2プレート93と対向する内面は、第2密閉容器91の内面の一部を形成する。当該内面には、液相の作動流体を保持するメッシュが設けられている。
第2プレート93は、第1プレート92に対して-Y方向に配置される。第2プレート93は、第1プレート92に伝達された熱を放熱する。
図示を省略するが、第2プレート93において第1プレート92と対向する内面は、第2密閉容器91の内面の一部を形成する。
第2プレート93において第1プレート92とは反対側の外面93Aは、第2プレート93に伝達された熱を放熱する。外面93Aは、第2ベイパーチャンバー9Aが液冷容器81と組み合わされたときに、液冷部8の第2内面85を構成する。すなわち、第2プレート93は、第2内面85を構成する第2内面構成領域931を有する。
図示を省略するが、第2プレート93において第1プレート92と対向する内面は、第2密閉容器91の内面の一部を形成する。
第2プレート93において第1プレート92とは反対側の外面93Aは、第2プレート93に伝達された熱を放熱する。外面93Aは、第2ベイパーチャンバー9Aが液冷容器81と組み合わされたときに、液冷部8の第2内面85を構成する。すなわち、第2プレート93は、第2内面85を構成する第2内面構成領域931を有する。
[ヒートパイプの構成]
ヒートパイプHPは、第1ベイパーチャンバー4Aと第2ベイパーチャンバー9Aとを熱伝達可能に接続するものであり、冷却装置3Cに複数設けられている。本実施形態では、ヒートパイプHPは、冷却装置3Cに2つ設けられている。ヒートパイプHPは、一端に設けられた第1接続部HP1と、他端に設けられた第2接続部HP2と、を有する。
第1接続部HP1は、受熱部である。第1接続部HP1は、第1ベイパーチャンバー4Aの第1プレート42が有する外面42Aに接続される。
第2接続部HP2は、放熱部である。第2接続部HP2は、第2ベイパーチャンバー9Aの第1プレート92が有する外面92Aに接続される。外面92Aは、第2内面85に対応する外面であり、第1外面に相当する。
ヒートパイプHPは、第1ベイパーチャンバー4Aと第2ベイパーチャンバー9Aとを熱伝達可能に接続するものであり、冷却装置3Cに複数設けられている。本実施形態では、ヒートパイプHPは、冷却装置3Cに2つ設けられている。ヒートパイプHPは、一端に設けられた第1接続部HP1と、他端に設けられた第2接続部HP2と、を有する。
第1接続部HP1は、受熱部である。第1接続部HP1は、第1ベイパーチャンバー4Aの第1プレート42が有する外面42Aに接続される。
第2接続部HP2は、放熱部である。第2接続部HP2は、第2ベイパーチャンバー9Aの第1プレート92が有する外面92Aに接続される。外面92Aは、第2内面85に対応する外面であり、第1外面に相当する。
第1接続部HP1にて受熱された熱によって、ヒートパイプHPの内部に封入された作動流体の一部が気化する。気化した作動流体は、放熱端である第2接続部HP2に移動し、第2接続部HP2に熱を伝達する。これにより、第2接続部HP2にて作動流体が凝縮される。なお、凝縮された作動流体は、ヒートパイプHPの内部を毛管力によって移動し、再び、第1接続部HP1に戻る。
このようなヒートパイプHPによって、第1接続部HP1にて第1プレート42から受熱された熱は、第2接続部HP2にて第2ベイパーチャンバー9Aの外面92Aに伝達される。
このようなヒートパイプHPによって、第1接続部HP1にて第1プレート42から受熱された熱は、第2接続部HP2にて第2ベイパーチャンバー9Aの外面92Aに伝達される。
本実施形態では、ヒートパイプHPの第2接続部HP2は、外面92Aにおける+X方向の端部から-X方向に延出している。第2接続部HP2における-X方向の端部は、+X方向における外面92Aの中央を-X方向に超えた位置に配置されている。すなわち、第2接続部HP2の端部は、熱伝達部材である第2ベイパーチャンバー9Aにおいて第2内面85に対応する外面92Aに沿う第2接続部HP2の延出方向における外面92Aの中央を超えた位置に配置されている。
このため、ヒートパイプHPから第2ベイパーチャンバー9Aの広い範囲に熱を伝達させやすくすることができる。
このため、ヒートパイプHPから第2ベイパーチャンバー9Aの広い範囲に熱を伝達させやすくすることができる。
[液冷容器の構成]
図10及び図11に示すように、液冷容器81は、第1ベイパーチャンバー4A及び第2ベイパーチャンバー9Aと組み合わされ、循環式冷却システム2を循環する液体冷媒が内部を流通する流通空間Sを構成する。液冷容器81は、枠状に構成されている。液冷容器81は、図10に示すように、貫通口810、壁部811,812,813,814、導入口82及び排出口83を有する。
貫通口810は、液冷容器81を+Y方向に沿って貫通している。貫通口810の周縁は、壁部811,812,813,814によって形成される。
図10及び図11に示すように、液冷容器81は、第1ベイパーチャンバー4A及び第2ベイパーチャンバー9Aと組み合わされ、循環式冷却システム2を循環する液体冷媒が内部を流通する流通空間Sを構成する。液冷容器81は、枠状に構成されている。液冷容器81は、図10に示すように、貫通口810、壁部811,812,813,814、導入口82及び排出口83を有する。
貫通口810は、液冷容器81を+Y方向に沿って貫通している。貫通口810の周縁は、壁部811,812,813,814によって形成される。
壁部811,812は、XY平面に沿う壁部であり、+Z方向において互いに対向している。壁部811は、流通空間Sに対して-Z方向に配置され、壁部812は、流通空間Sに対して+Z方向に配置される。
壁部811には、導入口82が設けられている。導入口82は、図1に示した第4配管214と接続され、ポンプ24から送出された液体冷媒を液冷部8内に導入する。
壁部812には、排出口83が設けられている。排出口83は、図1に示した第1配管211と接続され、液冷部8内を流通した液体冷媒をタンク22に排出する。
壁部813,814は、YZ平面に沿う壁部であり、+X方向において互いに対向している。壁部813は、流通空間Sに対して+X方向に配置され、壁部814は、流通空間Sに対して-X方向に配置されている。
壁部811には、導入口82が設けられている。導入口82は、図1に示した第4配管214と接続され、ポンプ24から送出された液体冷媒を液冷部8内に導入する。
壁部812には、排出口83が設けられている。排出口83は、図1に示した第1配管211と接続され、液冷部8内を流通した液体冷媒をタンク22に排出する。
壁部813,814は、YZ平面に沿う壁部であり、+X方向において互いに対向している。壁部813は、流通空間Sに対して+X方向に配置され、壁部814は、流通空間Sに対して-X方向に配置されている。
このような液冷容器81には、-Y方向から第1ベイパーチャンバー4Aが組み合わされる他、+Y方向から第2ベイパーチャンバー9Aが組み合わされる。すなわち、貫通口810は、第1ベイパーチャンバー4A及び第2ベイパーチャンバー9Aによって閉塞される。これにより、液冷部8の内部には、図11に示すように、第1内面84、第2内面85、第3内面86、第4内面87、第5内面88及び図示しない第6内面によって囲まれた流通空間Sが形成される。すなわち、液冷部8は、流通空間Sを形成する第1内面84、第2内面85、第3内面86、第4内面87、第5内面88及び図示しない第6内面を有する。
第1内面84は、液冷部8の内面のうち+Y方向を向く内面である。第1内面84の少なくとも一部は、第1ベイパーチャンバー4Aの第1内面構成領域431によって構成される。
第2内面85は、液冷部8の内面のうち-Y方向を向く内面であり、第1内面84と対向している。第2内面85の少なくとも一部は、第2ベイパーチャンバー9Aの第2内面構成領域931によって構成される。
第2内面85は、液冷部8の内面のうち-Y方向を向く内面であり、第1内面84と対向している。第2内面85の少なくとも一部は、第2ベイパーチャンバー9Aの第2内面構成領域931によって構成される。
第3内面86は、液冷部8の内面のうち-X方向を向く内面である。第3内面86は、壁部813の内面によって構成される。
第4内面87は、液冷部7の内面のうち+X方向を向く内面であり、第3内面86と対向している。第4内面87は、壁部814の内面によって構成される。
第5内面88は、液冷部7の内面のうち-Z方向を向く内面であり、壁部812の内面である。排出口83は、第5内面88に開口している。
第6内面は、図示を省略するが、液冷部8の内面のうち+Z方向を向く内面であり、第5内面88と対向している。第6内面は、壁部811の内面によって構成される。
このような流通空間S内には、第1内面構成領域431及び第2内面構成領域931に配置された複数のフィンFnCが配置されている。
第4内面87は、液冷部7の内面のうち+X方向を向く内面であり、第3内面86と対向している。第4内面87は、壁部814の内面によって構成される。
第5内面88は、液冷部7の内面のうち-Z方向を向く内面であり、壁部812の内面である。排出口83は、第5内面88に開口している。
第6内面は、図示を省略するが、液冷部8の内面のうち+Z方向を向く内面であり、第5内面88と対向している。第6内面は、壁部811の内面によって構成される。
このような流通空間S内には、第1内面構成領域431及び第2内面構成領域931に配置された複数のフィンFnCが配置されている。
[複数のフィンの構成]
複数のフィンFnCは、第2実施形態に係る冷却装置3Bにおける複数のフィンFnBと同様に、液冷部8の内部に設けられた流通空間Sに配置される。複数のフィンFnCは、第1内面構成領域431に配置される複数の第1フィンFnC1と、第2内面構成領域931に配置される複数の第2フィンFnC2と、を含む。
複数の第1フィンFnC1のそれぞれは、第1内面構成領域431に配置され、第1内面構成領域431から+Y方向に突出している。複数の第1フィンFnC1のそれぞれは、+Z方向に延出し、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。
複数の第2フィンFnC2のそれぞれは、第2内面構成領域931に配置され、第2内面構成領域931から-Y方向に突出している。複数の第2フィンFnC2のそれぞれは、+Z方向に延出し、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。
複数のフィンFnCは、第2実施形態に係る冷却装置3Bにおける複数のフィンFnBと同様に、液冷部8の内部に設けられた流通空間Sに配置される。複数のフィンFnCは、第1内面構成領域431に配置される複数の第1フィンFnC1と、第2内面構成領域931に配置される複数の第2フィンFnC2と、を含む。
複数の第1フィンFnC1のそれぞれは、第1内面構成領域431に配置され、第1内面構成領域431から+Y方向に突出している。複数の第1フィンFnC1のそれぞれは、+Z方向に延出し、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。
複数の第2フィンFnC2のそれぞれは、第2内面構成領域931に配置され、第2内面構成領域931から-Y方向に突出している。複数の第2フィンFnC2のそれぞれは、+Z方向に延出し、第1方向である+X方向に互いに隙間を空けて配列されている。
複数の第1フィンFnC1は、複数の第1フィンFnB1と同様の構成を有し、複数の第2フィンFnC2は、複数の第2フィンFnB2と同様の構成を有する。また、複数の第1フィンFnC1及び複数の第2フィンFnC2の配置は、第2実施形態にて示した複数の第1フィンFnB1及び複数の第2フィンFnB2の配置と同様である。
例えば、図11に示すように、複数の第1フィンFnC1と複数の第2フィンFnC2とは、第1方向である+X方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向に交互に配置されて、液体冷媒の流路の一部を成してもよい。この場合、各第1フィンFnC1は、第1内面構成領域431の略全面に配置され、各第2フィンFnC2は、第2内面構成領域931の略全面に配置される。
例えば、図11に示すように、複数の第1フィンFnC1と複数の第2フィンFnC2とは、第1方向である+X方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向に交互に配置されて、液体冷媒の流路の一部を成してもよい。この場合、各第1フィンFnC1は、第1内面構成領域431の略全面に配置され、各第2フィンFnC2は、第2内面構成領域931の略全面に配置される。
また例えば、図7に示したフィンFnBと同様に、複数の第1フィンFnC1は、第1内面構成領域431における+Z方向の領域に配置され、第2フィンFnC2は、第2内面構成領域931における-Z方向の領域に配置されていてもよい。すなわち、複数の第1フィンFnC1は、液体冷媒の流路において導入口82側の上流領域に配置され、複数の第2フィンFnC2は、当該流路において排出口83側の下流領域に配置されてもよい。
また例えば、図9に示したフィンFnBと同様に、+Y方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向から見て互いに重ならずに配置されて、液体冷媒の流路の一部を成してもよい。+Y方向は、第1内面84を構成する第1内面構成領域431からの複数の第1フィンFnC1の突出方向に相当する。この場合、各第1フィンFnC1は、第1内面構成領域431の略全面に配置され、各第2フィンFnC2は、第2内面構成領域931の略全面に配置される。
また例えば、図9に示したフィンFnBと同様に、+Y方向から見て互いに重なり、かつ、+X方向から見て互いに重ならずに配置されて、液体冷媒の流路の一部を成してもよい。+Y方向は、第1内面84を構成する第1内面構成領域431からの複数の第1フィンFnC1の突出方向に相当する。この場合、各第1フィンFnC1は、第1内面構成領域431の略全面に配置され、各第2フィンFnC2は、第2内面構成領域931の略全面に配置される。
[冷却装置による冷却対象の冷却]
熱源である冷却対象CTは、第1ベイパーチャンバー4Aの突出部421と接続されているので、冷却対象CTの熱は、突出部421にて第1ベイパーチャンバー4Aの第1プレート42に伝達する。第1ベイパーチャンバー4Aの内部には、第1作動流体である作動流体が封入されている。第1ベイパーチャンバー4Aでは、冷却対象CTから受熱された熱によってメッシュに保持された液相の作動流体が気化し、気相の作動流体が第1ベイパーチャンバー4A内にて拡散する。気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、第1内面構成領域431に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮され、他の一部の作動流体は、ヒートパイプHPの第1接続部HP1に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮される。なお、液相の作動流体は、メッシュを伝って、冷却対象CTに対応する内面に到達する。
熱源である冷却対象CTは、第1ベイパーチャンバー4Aの突出部421と接続されているので、冷却対象CTの熱は、突出部421にて第1ベイパーチャンバー4Aの第1プレート42に伝達する。第1ベイパーチャンバー4Aの内部には、第1作動流体である作動流体が封入されている。第1ベイパーチャンバー4Aでは、冷却対象CTから受熱された熱によってメッシュに保持された液相の作動流体が気化し、気相の作動流体が第1ベイパーチャンバー4A内にて拡散する。気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、第1内面構成領域431に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮され、他の一部の作動流体は、ヒートパイプHPの第1接続部HP1に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮される。なお、液相の作動流体は、メッシュを伝って、冷却対象CTに対応する内面に到達する。
第1内面構成領域431に対応する内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第1内面構成領域431に配置された複数の第1フィンFnC1に伝達され、他の一部の熱は、第1内面構成領域431において第1フィンFnC1が配置されていない領域に伝達される。第1プレート42において第1接続部HP1に対応する内面に伝達された熱は、ヒートパイプHPを介して第2ベイパーチャンバー9Aの外面92Aに伝達される。第2ベイパーチャンバー9Aの内部には、第2作動流体である作動流体が封入されている。
外面92Aに伝達された熱によって、第1プレート92の内面にて液相の作動流体が気化し、気相の作動流体が第2ベイパーチャンバー9A内にて拡散する。気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、第2内面構成領域931に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮される。当該内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第2内面構成領域931に配置された複数の第2フィンFnC2に伝達され、他の一部の熱は、第2内面構成領域931において第2フィンFnC2が配置されていない領域に伝達される。
外面92Aに伝達された熱によって、第1プレート92の内面にて液相の作動流体が気化し、気相の作動流体が第2ベイパーチャンバー9A内にて拡散する。気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、第2内面構成領域931に対応する内面に熱を伝達することによって液相の作動流体に凝縮される。当該内面に伝達された熱のうち、一部の熱は、第2内面構成領域931に配置された複数の第2フィンFnC2に伝達され、他の一部の熱は、第2内面構成領域931において第2フィンFnC2が配置されていない領域に伝達される。
導入口82から液冷部8内に導入された液体冷媒は、複数の第1フィンFnC1及び複数の第2フィンFnC2によって形成される流路を+Z方向に流通する。これにより、各フィンFnCに伝達された熱が液体冷媒に伝達する。換言すると、冷却対象CTの熱が伝達された複数のフィンFnCが、液体冷媒によって冷却され、ひいては、冷却対象CTが冷却される。液冷部8の内部を流通した液体冷媒は、排出口83から第1配管211に排出される。
[第3実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係る電子機器は、第1及び第2実施形態に係る電子機器と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
冷却装置3Cでは、液冷部8は、熱伝達部材である第2ベイパーチャンバー9Aと、ヒートパイプHPと、を備える。第2ベイパーチャンバー9Aは、液冷容器81と組み合わされ、液冷部8の内部において第1内面84と対向する第2内面85を構成する熱伝達部材である。ヒートパイプHPは、第1プレート42において冷却対象CTと対向する外面42Aと第2ベイパーチャンバー9Aとを熱的に接続する。なお、外面42Aは、第1プレート側外面に相当する。
このような構成によれば、液冷部8における第1内面84だけでなく、第1内面84に対向する第2内面85にも冷却対象CTの熱を伝達できる。このため、第1内面84及び複数の第1フィンFnC1だけでなく、第2内面85からも液体冷媒に冷却対象CTの熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
以上説明した本実施形態に係る電子機器は、第1及び第2実施形態に係る電子機器と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
冷却装置3Cでは、液冷部8は、熱伝達部材である第2ベイパーチャンバー9Aと、ヒートパイプHPと、を備える。第2ベイパーチャンバー9Aは、液冷容器81と組み合わされ、液冷部8の内部において第1内面84と対向する第2内面85を構成する熱伝達部材である。ヒートパイプHPは、第1プレート42において冷却対象CTと対向する外面42Aと第2ベイパーチャンバー9Aとを熱的に接続する。なお、外面42Aは、第1プレート側外面に相当する。
このような構成によれば、液冷部8における第1内面84だけでなく、第1内面84に対向する第2内面85にも冷却対象CTの熱を伝達できる。このため、第1内面84及び複数の第1フィンFnC1だけでなく、第2内面85からも液体冷媒に冷却対象CTの熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
熱伝達部材である第2ベイパーチャンバー9Aは、第1プレート92と、第1プレート92に対向する第2プレート93とが組み合わされて構成されている。第2ベイパーチャンバー9Aでは、内部に封入された第2作動流体の気化及び凝縮が行われる。第1プレート92は、第3プレートに相当し、第2プレート93は、第4プレートに相当する。
このような構成によれば、ヒートパイプHPによって第1ベイパーチャンバー4Aから第2ベイパーチャンバー9Aに伝達された熱を、第2内面85にて分散させることができる。このため、第2内面85の均熱化を図ることができ、第2内面85に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、熱源である冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
このような構成によれば、ヒートパイプHPによって第1ベイパーチャンバー4Aから第2ベイパーチャンバー9Aに伝達された熱を、第2内面85にて分散させることができる。このため、第2内面85の均熱化を図ることができ、第2内面85に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、熱源である冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
ヒートパイプHPは、第2ベイパーチャンバー9Aと接続される第2接続部HP2を有する。第2接続部HP2は、ヒートパイプHPが備える接続部の1つである。第2接続部HP2の端部は、+X方向における外面92Aの中央を超えた位置に配置されている。+X方向は、第2ベイパーチャンバー9Aにおいて第2内面85に対応する外面92Aに沿う第2接続部HP2の延出方向に相当し、外面92Aは、第1外面に相当する。
このような構成によれば、第2ベイパーチャンバー9Aにおける広範囲にヒートパイプHPから熱を伝達できる。このため、第2内面85の均熱化を図ることができ、第2内面85に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
このような構成によれば、第2ベイパーチャンバー9Aにおける広範囲にヒートパイプHPから熱を伝達できる。このため、第2内面85の均熱化を図ることができ、第2内面85に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、冷却対象CTの冷却効率を高めることができる。
冷却装置3Cは、第2内面85に設けられ、液体冷媒の流路の一部を成す複数の第2フィンFnC2を備える。
このような構成によれば、第2内面85に設けられた複数の第2フィンFnC2を介して、第2内面85に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、冷却対象CTを一層効率よく冷却できる。
このような構成によれば、第2内面85に設けられた複数の第2フィンFnC2を介して、第2内面85に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、冷却対象CTを一層効率よく冷却できる。
[第3実施形態の第1変形例]
図12は、冷却装置3Cの第1変形例を示す図であり、第1変形例に係る冷却装置3CのXY平面に沿う断面を-Z方向から見た図である。なお、図12においては、複数の第1フィンFnC1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnC2のうちの一部について符号を付す。
上記した冷却装置3Cでは、熱伝達部材として、液冷部8は、第2ベイパーチャンバー9Aを備えるとした。しかしながら、これに限らず、液冷部8は、第2ベイパーチャンバー9Aに代えて、他の熱伝達部材を備えていてもよい。
例えば、図12に示す冷却装置3Cの液冷部8は、熱伝達部材として、XZ平面に沿う平板状の金属部材9Bを備えている。金属部材9Bにおいて+Y方向を向く面9BAには、ヒートパイプHPの第2接続部HP2が接続される。金属部材9Bにおいて-Y方向を向く面9BBは、金属部材9Bが液冷容器81と組み合わされたときに、第2内面85を構成する。すなわち、金属部材9Bは、面9BBに設けられて第2内面85を構成する第2内面構成領域9B1を有する。第2内面構成領域9B1には、複数の第2フィンFnC2が配置される。
このような金属部材9Bを備える冷却装置3Cによっても、第2ベイパーチャンバー9Aを備える冷却装置3Cと同様の効果を奏することができる。
図12は、冷却装置3Cの第1変形例を示す図であり、第1変形例に係る冷却装置3CのXY平面に沿う断面を-Z方向から見た図である。なお、図12においては、複数の第1フィンFnC1のうちの一部、及び、複数の第2フィンFnC2のうちの一部について符号を付す。
上記した冷却装置3Cでは、熱伝達部材として、液冷部8は、第2ベイパーチャンバー9Aを備えるとした。しかしながら、これに限らず、液冷部8は、第2ベイパーチャンバー9Aに代えて、他の熱伝達部材を備えていてもよい。
例えば、図12に示す冷却装置3Cの液冷部8は、熱伝達部材として、XZ平面に沿う平板状の金属部材9Bを備えている。金属部材9Bにおいて+Y方向を向く面9BAには、ヒートパイプHPの第2接続部HP2が接続される。金属部材9Bにおいて-Y方向を向く面9BBは、金属部材9Bが液冷容器81と組み合わされたときに、第2内面85を構成する。すなわち、金属部材9Bは、面9BBに設けられて第2内面85を構成する第2内面構成領域9B1を有する。第2内面構成領域9B1には、複数の第2フィンFnC2が配置される。
このような金属部材9Bを備える冷却装置3Cによっても、第2ベイパーチャンバー9Aを備える冷却装置3Cと同様の効果を奏することができる。
[第3実施形態の第2変形例]
図13は、冷却装置3Cの第2変形例を示す図であり、第2変形例に係る冷却装置3Cを-Z方向から見た側面図である。
上記した冷却装置3Cでは、第2接続部HP2の端部は、第2ベイパーチャンバー9Aにおいて第2接続部HP2の延出方向における外面92Aの中央を超えた位置に配置されているとした。すなわち、第2接続部HP2の端部は、+X方向における外面92Aの中央を超えた位置に配置されているとした。しかしながら、これに限らない。
例えば図13に示すように、第2接続部HP2の端部は、第2接続部HP2の延出方向である+X方向における外面92Aの中央を超えない位置に配置されていてもよい。冷却装置3Cが、第2ベイパーチャンバー9Aに代えて金属部材9Bを熱伝達部材として備える場合も同様である。
図13は、冷却装置3Cの第2変形例を示す図であり、第2変形例に係る冷却装置3Cを-Z方向から見た側面図である。
上記した冷却装置3Cでは、第2接続部HP2の端部は、第2ベイパーチャンバー9Aにおいて第2接続部HP2の延出方向における外面92Aの中央を超えた位置に配置されているとした。すなわち、第2接続部HP2の端部は、+X方向における外面92Aの中央を超えた位置に配置されているとした。しかしながら、これに限らない。
例えば図13に示すように、第2接続部HP2の端部は、第2接続部HP2の延出方向である+X方向における外面92Aの中央を超えない位置に配置されていてもよい。冷却装置3Cが、第2ベイパーチャンバー9Aに代えて金属部材9Bを熱伝達部材として備える場合も同様である。
[実施形態の変形]
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
上記各実施形態では、冷却システム2において液体冷媒は、冷却装置3A,3B,3Cのうち1つの冷却装置から、タンク22、ラジエータ23、ポンプ24を順に流通した後、当該1つの冷却装置に再び流通するとした。しかしながら、液体冷媒が流通する順番は、上記に限定されない。例えば、ポンプ24から送出された液体冷媒がラジエータ23を流通した後に冷却装置に流通するように、ポンプ24とラジエータ23との位置が逆でもよい。
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
上記各実施形態では、冷却システム2において液体冷媒は、冷却装置3A,3B,3Cのうち1つの冷却装置から、タンク22、ラジエータ23、ポンプ24を順に流通した後、当該1つの冷却装置に再び流通するとした。しかしながら、液体冷媒が流通する順番は、上記に限定されない。例えば、ポンプ24から送出された液体冷媒がラジエータ23を流通した後に冷却装置に流通するように、ポンプ24とラジエータ23との位置が逆でもよい。
上記第1実施形態では、第1フィンFnAの寸法は、複数の第1フィンFnAのそれぞれで同じであるとした。上記第2実施形態では、第1フィンFnB1の寸法は、複数の第1フィンFnB1のそれぞれで同じであり、第2フィンFnB2の寸法は、複数の第2フィンFnB2のそれぞれで同じであるとした。また、第1フィンFnB1の+X方向の寸法と第2フィンFnB2の+X方向の寸法とは同じであり、第1フィンFnB1の+Y方向の寸法と第2フィンFnB2の+Y方向の寸法とは同じであり、第1フィンFnB1の+Z方向の寸法と第2フィンFnB2の+Z方向の寸法とは同じであるとした。上記第3実施形態では、第1フィンFnC1の寸法は、第1フィンFnB1の寸法と同じであり、第2フィンFnC2の寸法は、第2フィンFnB2の寸法と同じであるとした。また、複数の第1フィンFnB1の配列ピッチと、複数の第2フィンFnB2のピッチとは同じであるとした。本開示において、これらの「同じ」とは、完全同一に限られるものではない。各フィンの寸法及び配列ピッチは、上記に限定されず、適宜変更可能である。
例えば、複数の第1フィンFnAのうちの一部の第1フィンFnAの寸法は、他の第1フィンFnAの寸法と異なっていてもよい。複数の第1フィンFnB1,FnC1のうちの一部の第1フィンFnB1,FnC1の寸法は、他の第1フィンFnB1,FnC1の寸法と異なっていてもよい。複数の第2フィンFnB2,FnC2のうちの一部の第2フィンFnB2,FnC2の寸法は、他の第2フィンFnB2,FnC2の寸法と異なっていてもよい。更に、複数の第1フィンFnB1の配列ピッチと、複数の第2フィンFnB2の配列ピッチとは、異なっていてもよい。厚さの異なるフィンを混在させながら、配列ピッチが異なっていてもよい。また、製造のために、配列ピッチの一部が異なってよい。
上記第2実施形態では、第1ベイパーチャンバー6は、折り返し形状に形成されており、液冷部7の第1内面74を構成する第1内面構成領域631と、液冷部7の第2内面75を構成する第2内面構成領域632と、液冷部7の第3内面76を構成する第3内面構成領域633と、を備えるとした。しかしながら、これに限らず、第1ベイパーチャンバー6は、例えば-Z方向から見て長円形状等の円形状に構成され、第1内面構成領域631、第2内面構成領域632及び第3内面構成領域633に加えて、第3内面76と対向する第4内面を構成する第4内面構成領域を備えていてもよい。
上記第2実施形態では、第1ベイパーチャンバー6の第2内面構成領域632には、複数の第2フィンFnB2が配置されるとした。上記第3実施形態では、第2ベイパーチャンバー9Aの第2内面構成領域931、又は、金属部材9Bの第2内面構成領域9B1には、複数の第2フィンFnC2が配置されるとした。しかしながら、これに限らず、第2内面構成領域、ひいては、液冷部の第2内面には、複数の第2フィンは配置されていなくてもよい。
上記第1実施形態では、複数の第1フィンFnAは、第1内面構成領域431に配置されているとした。複数の第1フィンFnAは、スカイブ加工及び押出加工等によって第2プレート43に一体成形されていてもよく、第2プレート43とは別体として構成されて第1内面構成領域431に配置されていてもよい。上記第2実施形態において第1内面構成領域631に配置された複数の第1フィンFnB1、第2内面構成領域632に配置された複数の第2フィンFnB2、上記第3実施形態において第1内面構成領域431に配置された複数の第1フィンFnC1、及び、第2内面構成領域931,9B1に配置された複数の第2フィンFnC2も同様である。
[本開示のまとめ]
以下、本開示のまとめを付記する。
[付記1]
熱源から受熱する第1プレートと、前記第1プレートに対向する第2プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第1作動流体の気化及び凝縮が行われる第1ベイパーチャンバーと、
前記第1ベイパーチャンバーと組み合わされる液冷容器を有し、内部を流通する液体冷媒が前記第1ベイパーチャンバーに沿って流通する液冷部と、
前記液冷部の内部に設けられ、前記液体冷媒の流路の一部を成す複数の第1フィンと、を備え、
前記第2プレートは、前記第2プレートの外面に位置し、前記液冷部の第1内面の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域を有し、
前記複数の第1フィンは、前記第1内面構成領域に配置され、
前記液冷部は、
前記液冷部の外部から前記液冷部の内部に前記液体冷媒を導入する導入口と、
前記液冷部の内部を流通した前記液体冷媒を前記液冷部の外部に排出する排出口と、を有する、ことを特徴とする冷却装置。
以下、本開示のまとめを付記する。
[付記1]
熱源から受熱する第1プレートと、前記第1プレートに対向する第2プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第1作動流体の気化及び凝縮が行われる第1ベイパーチャンバーと、
前記第1ベイパーチャンバーと組み合わされる液冷容器を有し、内部を流通する液体冷媒が前記第1ベイパーチャンバーに沿って流通する液冷部と、
前記液冷部の内部に設けられ、前記液体冷媒の流路の一部を成す複数の第1フィンと、を備え、
前記第2プレートは、前記第2プレートの外面に位置し、前記液冷部の第1内面の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域を有し、
前記複数の第1フィンは、前記第1内面構成領域に配置され、
前記液冷部は、
前記液冷部の外部から前記液冷部の内部に前記液体冷媒を導入する導入口と、
前記液冷部の内部を流通した前記液体冷媒を前記液冷部の外部に排出する排出口と、を有する、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第1プレートにて受熱された熱源の熱によって、内部に封入された第1作動流体が気化し、気相の第1作動流体は、第1ベイパーチャンバー内を拡散する。気相の第1作動流体の熱は、第2プレートに伝達され、気相の第1作動流体は、第2プレートにて液相の第1作動流体に凝縮する。これにより、熱源の熱は、第2プレートにおいて広範囲に伝達される。
第2プレートに伝達された第1作動流体の熱は、第2プレートにおいて第1内面構成領域に配置された複数の第1フィンに伝達される。複数の第1フィンは、液冷部の内部に配置される。液冷部の内部には、導入口にて導入された液冷媒体が流通し、液冷媒体は、複数の第1フィンによって形成される流路を流通する。これにより、液冷媒体には、複数の第1フィンに伝達された熱が伝達される。そして、熱が伝達された液冷媒体は、排出口を介して液冷部の外部に排出される。
これによれば、第1ベイパーチャンバーにて受熱される熱源の熱を、液冷部内を流通する液体冷媒に複数の第1フィンを介して効率よく伝達できる。すなわち、複数の第1フィンが設けられていない場合に比べて、液体冷媒に熱源の熱を効率よく伝達できる。従って、熱源を効率よく冷却できる。
第2プレートに伝達された第1作動流体の熱は、第2プレートにおいて第1内面構成領域に配置された複数の第1フィンに伝達される。複数の第1フィンは、液冷部の内部に配置される。液冷部の内部には、導入口にて導入された液冷媒体が流通し、液冷媒体は、複数の第1フィンによって形成される流路を流通する。これにより、液冷媒体には、複数の第1フィンに伝達された熱が伝達される。そして、熱が伝達された液冷媒体は、排出口を介して液冷部の外部に排出される。
これによれば、第1ベイパーチャンバーにて受熱される熱源の熱を、液冷部内を流通する液体冷媒に複数の第1フィンを介して効率よく伝達できる。すなわち、複数の第1フィンが設けられていない場合に比べて、液体冷媒に熱源の熱を効率よく伝達できる。従って、熱源を効率よく冷却できる。
[付記2]
付記1に記載の冷却装置において、
前記第1ベイパーチャンバーは、前記第2プレートの一部が互いに対向する折り返し形状に形成され、
前記第2プレートは、前記第2プレートの外面において前記第1内面構成領域と対向し、前記液冷部の内部において前記第1内面と対向する第2内面の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域を有する、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、液冷部における第1内面だけでなく、第1内面に対向する第2内面にも熱源の熱を伝達できる。このため、第1内面及び複数の第1フィンだけでなく、第2内面からも液体冷媒に熱源の熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、熱源の冷却効率を高めることができる。
付記1に記載の冷却装置において、
前記第1ベイパーチャンバーは、前記第2プレートの一部が互いに対向する折り返し形状に形成され、
前記第2プレートは、前記第2プレートの外面において前記第1内面構成領域と対向し、前記液冷部の内部において前記第1内面と対向する第2内面の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域を有する、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、液冷部における第1内面だけでなく、第1内面に対向する第2内面にも熱源の熱を伝達できる。このため、第1内面及び複数の第1フィンだけでなく、第2内面からも液体冷媒に熱源の熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、熱源の冷却効率を高めることができる。
[付記3]
付記1に記載の冷却装置において、
前記液冷部は、
前記液冷容器と組み合わされ、前記液冷部の内部において前記第1内面と対向する第2内面を構成する熱伝達部材と、
前記第1プレートにおいて前記熱源と対向する第1プレート側外面と、前記熱伝達部材とを熱的に接続するヒートパイプと、を備える、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、付記2に係る冷却装置と同様に、液冷部における第1内面だけでなく、第1内面に対向する第2内面にも熱源の熱を伝達できる。このため、第1内面及び複数の第1フィンだけでなく、第2内面からも液体冷媒に熱源の熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、熱源の冷却効率を高めることができる。
付記1に記載の冷却装置において、
前記液冷部は、
前記液冷容器と組み合わされ、前記液冷部の内部において前記第1内面と対向する第2内面を構成する熱伝達部材と、
前記第1プレートにおいて前記熱源と対向する第1プレート側外面と、前記熱伝達部材とを熱的に接続するヒートパイプと、を備える、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、付記2に係る冷却装置と同様に、液冷部における第1内面だけでなく、第1内面に対向する第2内面にも熱源の熱を伝達できる。このため、第1内面及び複数の第1フィンだけでなく、第2内面からも液体冷媒に熱源の熱を伝達できる。従って、液体冷媒に対する熱の伝達効率を高めることでき、ひいては、熱源の冷却効率を高めることができる。
[付記4]
付記3に記載の冷却装置において、
前記熱伝達部材は、第3プレートと、前記第3プレートに対向する第4プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第2作動流体の気化及び凝縮が行われる第2ベイパーチャンバーである、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、ヒートパイプによって第1ベイパーチャンバーから第2ベイパーチャンバーに伝達された熱を、第2内面にて分散させることができる。このため、第2内面の均熱化を図ることができ、第2内面に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、熱源の冷却効率を高めることができる。
付記3に記載の冷却装置において、
前記熱伝達部材は、第3プレートと、前記第3プレートに対向する第4プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第2作動流体の気化及び凝縮が行われる第2ベイパーチャンバーである、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、ヒートパイプによって第1ベイパーチャンバーから第2ベイパーチャンバーに伝達された熱を、第2内面にて分散させることができる。このため、第2内面の均熱化を図ることができ、第2内面に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、熱源の冷却効率を高めることができる。
[付記5]
付記3又は付記4に記載の冷却装置において、
前記ヒートパイプは、前記熱伝達部材と接続される接続部を有し、
前記接続部の端部は、前記熱伝達部材において前記第2内面に対応する第1外面に沿う前記接続部の延出方向における前記第1外面の中央を超えた位置に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、熱伝達部材における広範囲にヒートパイプから熱を伝達できる。このため、第2内面の均熱化を図ることができ、第2内面に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、熱源の冷却効率を高めることができる。
付記3又は付記4に記載の冷却装置において、
前記ヒートパイプは、前記熱伝達部材と接続される接続部を有し、
前記接続部の端部は、前記熱伝達部材において前記第2内面に対応する第1外面に沿う前記接続部の延出方向における前記第1外面の中央を超えた位置に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、熱伝達部材における広範囲にヒートパイプから熱を伝達できる。このため、第2内面の均熱化を図ることができ、第2内面に沿って流通する液体冷媒に効率よく熱を伝達できる。従って、熱源の冷却効率を高めることができる。
[付記6]
付記2から付記5のいずれか1つに記載の冷却装置において、
前記第2内面に設けられ、前記流路の一部を成す複数の第2フィンを備える、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第2内面に設けられた複数の第2フィンを介して、第2内面に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、熱源を一層効率よく冷却できる。
付記2から付記5のいずれか1つに記載の冷却装置において、
前記第2内面に設けられ、前記流路の一部を成す複数の第2フィンを備える、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第2内面に設けられた複数の第2フィンを介して、第2内面に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、熱源を一層効率よく冷却できる。
[付記7]
付記6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとのうち、
一方の複数のフィンは、前記流路において前記導入口側の上流領域に配置され、
他方の複数のフィンは、前記流路において前記排出口側の下流領域に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。
ここで、第1フィンの基端部には、第1フィンの先端部に比べて熱が伝達しやすいため、第1フィンの基端部の温度は、第1フィンの先端部の温度よりも高い。同様に、第2フィンの基端部の温度は、第2フィンの先端部の温度よりも高い。
このため、第1内面と第2内面との間を液体冷媒が流通することによって、第1内面から第2内面に向かう方向において液体冷媒の温度差が大きくなることを抑制でき、液体冷媒の均熱化を図ることができる。すなわち、液体冷媒の温度が局所的に高くなることを抑制でき、各フィンから液体冷媒に熱を効率よく伝達できる。従って、冷却装置による熱源の冷却効率を一層高めることができる。
また、第1フィン及び第2フィンに沿って流通する液体冷媒の流通方向において第1フィンと第2フィンとが干渉することを抑制できる。このため、例えば複数の第1フィンの間に第2フィンが配置される場合に比べて、各フィンを液冷部内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部、ひいては、冷却装置の組立性を高めることができる。
付記6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとのうち、
一方の複数のフィンは、前記流路において前記導入口側の上流領域に配置され、
他方の複数のフィンは、前記流路において前記排出口側の下流領域に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。
ここで、第1フィンの基端部には、第1フィンの先端部に比べて熱が伝達しやすいため、第1フィンの基端部の温度は、第1フィンの先端部の温度よりも高い。同様に、第2フィンの基端部の温度は、第2フィンの先端部の温度よりも高い。
このため、第1内面と第2内面との間を液体冷媒が流通することによって、第1内面から第2内面に向かう方向において液体冷媒の温度差が大きくなることを抑制でき、液体冷媒の均熱化を図ることができる。すなわち、液体冷媒の温度が局所的に高くなることを抑制でき、各フィンから液体冷媒に熱を効率よく伝達できる。従って、冷却装置による熱源の冷却効率を一層高めることができる。
また、第1フィン及び第2フィンに沿って流通する液体冷媒の流通方向において第1フィンと第2フィンとが干渉することを抑制できる。このため、例えば複数の第1フィンの間に第2フィンが配置される場合に比べて、各フィンを液冷部内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部、ひいては、冷却装置の組立性を高めることができる。
[付記8]
付記6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向に交互に配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、交互に配列された第1フィンと第2フィンとの間を液体冷媒が流通することによって、第1フィン及び第2フィンのそれぞれから液体冷媒に熱を伝達しやすくすることができる。従って、熱源を効率よく冷却できる。
付記6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向に交互に配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、交互に配列された第1フィンと第2フィンとの間を液体冷媒が流通することによって、第1フィン及び第2フィンのそれぞれから液体冷媒に熱を伝達しやすくすることができる。従って、熱源を効率よく冷却できる。
[付記9]
付記6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1内面からの前記複数の第1フィンの突出方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向から見て互いに重ならずに配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第1内面側を流通する液体冷媒に複数の第1フィンから熱を伝達しやすくでき、第2内面側を流通する液体冷媒に複数の第2フィンから熱を伝達しやすくできる。
また、第1フィン及び第2フィンは、上記突出方向から見て互いに重なるので、例えば複数の第1フィンの間に第2フィンが配置される場合に比べて、各フィンを液冷部内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部、ひいては、冷却装置の組立性を高めることができる。
付記6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1内面からの前記複数の第1フィンの突出方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向から見て互いに重ならずに配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第1内面側を流通する液体冷媒に複数の第1フィンから熱を伝達しやすくでき、第2内面側を流通する液体冷媒に複数の第2フィンから熱を伝達しやすくできる。
また、第1フィン及び第2フィンは、上記突出方向から見て互いに重なるので、例えば複数の第1フィンの間に第2フィンが配置される場合に比べて、各フィンを液冷部内に配置しやすくすることができる。従って、液冷部、ひいては、冷却装置の組立性を高めることができる。
[付記10]
付記1に記載の冷却装置において、
前記液冷部の内部にて前記第1内面と対向する第2内面に設けられ、前記流路の一部を成す複数の第2フィンを備える、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第2内面に設けられた複数の第2フィンを介して、第2内面に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、熱源を一層効率よく冷却できる。
付記1に記載の冷却装置において、
前記液冷部の内部にて前記第1内面と対向する第2内面に設けられ、前記流路の一部を成す複数の第2フィンを備える、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第2内面に設けられた複数の第2フィンを介して、第2内面に伝達された熱を液体冷媒に伝達しやすくすることができる。従って、熱源を一層効率よく冷却できる。
[付記11]
付記10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとのうち、
一方の複数のフィンは、前記流路において前記導入口側の上流領域に配置され、
他方の複数のフィンは、前記流路において前記排出口側の下流領域に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。
上記のように、第1フィンの基端部の温度は、第1フィンの先端部の温度よりも高く、第2フィンの基端部の温度は、第2フィンの先端部の温度よりも高い。
このため、第1内面と第2内面との間を液体冷媒が流通することによって、第1内面から第2内面に向かう方向において液体冷媒の温度差が大きくなることを抑制でき、液体冷媒の均熱化を図ることができる。すなわち、液体冷媒の温度が局所的に高くなることを抑制でき、各フィンから液体冷媒に熱を効率よく伝達できる。従って、冷却装置による熱源の冷却効率を一層高めることができる。
付記10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとのうち、
一方の複数のフィンは、前記流路において前記導入口側の上流領域に配置され、
他方の複数のフィンは、前記流路において前記排出口側の下流領域に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。
上記のように、第1フィンの基端部の温度は、第1フィンの先端部の温度よりも高く、第2フィンの基端部の温度は、第2フィンの先端部の温度よりも高い。
このため、第1内面と第2内面との間を液体冷媒が流通することによって、第1内面から第2内面に向かう方向において液体冷媒の温度差が大きくなることを抑制でき、液体冷媒の均熱化を図ることができる。すなわち、液体冷媒の温度が局所的に高くなることを抑制でき、各フィンから液体冷媒に熱を効率よく伝達できる。従って、冷却装置による熱源の冷却効率を一層高めることができる。
[付記12]
付記10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向に交互に配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、交互に配列された第1フィンと第2フィンとの間を液体冷媒が流通することによって、第1フィン及び第2フィンのそれぞれから液体冷媒に熱を伝達しやすくすることができる。従って、熱源を効率よく冷却できる。
付記10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向に交互に配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、交互に配列された第1フィンと第2フィンとの間を液体冷媒が流通することによって、第1フィン及び第2フィンのそれぞれから液体冷媒に熱を伝達しやすくすることができる。従って、熱源を効率よく冷却できる。
[付記13]
付記10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1内面からの前記複数の第1フィンの突出方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向から見て互いに重ならずに配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第1内面側を流通する液体冷媒に複数の第1フィンから熱を伝達しやすくでき、第2内面側を流通する液体冷媒に複数の第2フィンから熱を伝達しやすくできる。
付記10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1内面からの前記複数の第1フィンの突出方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向から見て互いに重ならずに配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。
このような構成によれば、第1内面側を流通する液体冷媒に複数の第1フィンから熱を伝達しやすくでき、第2内面側を流通する液体冷媒に複数の第2フィンから熱を伝達しやすくできる。
[付記14]
付記1から付記13のいずれか1つに記載の冷却装置と、
前記導入口に前記液体冷媒を流通させるポンプと、
前記排出口から排出された前記液体冷媒を冷却するラジエータと、を備える、ことを特徴とする循環式冷却システム。
このような構成によれば、ラジエータによって冷却された液体冷媒を液冷部内に流通させることができる。従って、液冷部における液体冷媒への熱の伝達効率を高めることができ、冷却装置による熱源の冷却効率を高めることができる。
付記1から付記13のいずれか1つに記載の冷却装置と、
前記導入口に前記液体冷媒を流通させるポンプと、
前記排出口から排出された前記液体冷媒を冷却するラジエータと、を備える、ことを特徴とする循環式冷却システム。
このような構成によれば、ラジエータによって冷却された液体冷媒を液冷部内に流通させることができる。従って、液冷部における液体冷媒への熱の伝達効率を高めることができ、冷却装置による熱源の冷却効率を高めることができる。
[付記15]
熱源と、付記14に記載の循環式冷却システムと、を備えることを特徴とする電子機器。
このような構成によれば、付記14に係る循環式冷却システムと同様の効果を奏することができる。
熱源と、付記14に記載の循環式冷却システムと、を備えることを特徴とする電子機器。
このような構成によれば、付記14に係る循環式冷却システムと同様の効果を奏することができる。
1…電子機器、2…循環式冷却システム、3A,3B,3C…冷却装置、4,4A…第1ベイパーチャンバー、41…第1密閉容器、42…第1プレート、421…突出部、42A…外面、42B…内面、43…第2プレート、43A…外面、43B…内面、431…第1内面構成領域、5…液冷部、51…液冷容器、52…導入口、53…排出口、54…第1内面、55…第2内面、56…第3内面、57…第4内面、58…第5内面、59…第6内面、6…第1ベイパーチャンバー、61…第1密閉容器、62…第1プレート、62A…外面、621…突出部、63…第2プレート、63A…外面、631…第1内面構成領域、632…第2内面構成領域、633…第3内面構成領域、7…液冷部、71…液冷容器、711,712,713…壁部、72…導入口、73…排出口、74…第1内面、75…第2内面、76…第3内面、78…第5内面、79…第6内面、8…液冷部、81…液冷容器、810…貫通口、811,812,813,814…壁部、82…導入口、83…排出口、84…第1内面、85…第2内面、86…第3内面、87…第4内面、88…第5内面、9A…第2ベイパーチャンバー(熱伝達部材)、91…第2密閉容器、92…第1プレート(第3プレート)、92A…外面、93…第2プレート(第4プレート)、93A…外面、931…第2内面構成領域、9B…金属部材(熱伝達部材)、9B1…第2内面構成領域、9BA,9BB…面、FnA…第1フィン、FnB,FnC…フィン、FnB1,FnC1…第1フィン、FnB2,FnC2…第2フィン、HP…ヒートパイプ、HP1…第1接続部、HP2…第2接続部(接続部)。
Claims (15)
- 熱源から受熱する第1プレートと、前記第1プレートに対向する第2プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第1作動流体の気化及び凝縮が行われる第1ベイパーチャンバーと、
前記第1ベイパーチャンバーと組み合わされる液冷容器を有し、内部を流通する液体冷媒が前記第1ベイパーチャンバーに沿って流通する液冷部と、
前記液冷部の内部に設けられ、前記液体冷媒の流路の一部を成す複数の第1フィンと、を備え、
前記第2プレートは、前記第2プレートの外面に位置し、前記液冷部の第1内面の少なくとも一部を形成する第1内面構成領域を有し、
前記複数の第1フィンは、前記第1内面構成領域に配置され、
前記液冷部は、
前記液冷部の外部から前記液冷部の内部に前記液体冷媒を導入する導入口と、
前記液冷部の内部を流通した前記液体冷媒を前記液冷部の外部に排出する排出口と、を有する、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記第1ベイパーチャンバーは、前記第2プレートの一部が互いに対向する折り返し形状に形成され、
前記第2プレートは、前記第2プレートの外面において前記第1内面構成領域と対向し、前記液冷部の内部において前記第1内面と対向する第2内面の少なくとも一部を構成する第2内面構成領域を有する、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記液冷部は、
前記液冷容器と組み合わされ、前記液冷部の内部において前記第1内面と対向する第2内面を構成する熱伝達部材と、
前記第1プレートにおいて前記熱源と対向する第1プレート側外面と、前記熱伝達部材とを熱的に接続するヒートパイプと、を備える、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項3に記載の冷却装置において、
前記熱伝達部材は、第3プレートと、前記第3プレートに対向する第4プレートとが組み合わされて構成され、内部に封入された第2作動流体の気化及び凝縮が行われる第2ベイパーチャンバーである、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項3に記載の冷却装置において、
前記ヒートパイプは、前記熱伝達部材と接続される接続部を有し、
前記接続部の端部は、前記熱伝達部材において前記第2内面に対応する第1外面に沿う前記接続部の延出方向における前記第1外面の中央を超えた位置に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記第2内面に設けられ、前記流路の一部を成す複数の第2フィンを備える、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとのうち、
一方の複数のフィンは、前記流路において前記導入口側の上流領域に配置され、
他方の複数のフィンは、前記流路において前記排出口側の下流領域に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向に交互に配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項6に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1内面からの前記複数の第1フィンの突出方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向から見て互いに重ならずに配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記液冷部の内部にて前記第1内面と対向する第2内面に設けられ、前記流路の一部を成す複数の第2フィンを備える、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとのうち、
一方の複数のフィンは、前記流路において前記導入口側の上流領域に配置され、
他方の複数のフィンは、前記流路において前記排出口側の下流領域に配置されている、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向に交互に配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項10に記載の冷却装置において、
前記複数の第1フィンのそれぞれは、第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第2フィンのそれぞれは、前記第1方向に互いに隙間を空けて配列され、
前記複数の第1フィンと前記複数の第2フィンとは、前記第1内面からの前記複数の第1フィンの突出方向から見て互いに重なり、かつ、前記第1方向から見て互いに重ならずに配置されて、前記流路の一部を成す、ことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置と、
前記導入口に前記液体冷媒を流通させるポンプと、
前記排出口から排出された前記液体冷媒を冷却するラジエータと、を備える、ことを特徴とする循環式冷却システム。 - 熱源と、請求項14に記載の循環式冷却システムと、を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP2022092087A JP2023179044A (ja) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | 冷却装置、循環式冷却システム及び電子機器 |
CN202310655500.8A CN117202599A (zh) | 2022-06-07 | 2023-06-05 | 冷却装置、循环式冷却系统和电子设备 |
US18/330,425 US20230397366A1 (en) | 2022-06-07 | 2023-06-07 | Cooling apparatus, circulation-type cooling system, and electronic instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022092087A JP2023179044A (ja) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | 冷却装置、循環式冷却システム及び電子機器 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022092087A Pending JP2023179044A (ja) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | 冷却装置、循環式冷却システム及び電子機器 |
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2022
- 2022-06-07 JP JP2022092087A patent/JP2023179044A/ja active Pending
-
2023
- 2023-06-05 CN CN202310655500.8A patent/CN117202599A/zh active Pending
- 2023-06-07 US US18/330,425 patent/US20230397366A1/en active Pending
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Publication number | Publication date |
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