JP3153864U - 水冷式通信機器ケース - Google Patents

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Abstract

【課題】冷却水を循環する経路を配分して効果的な冷却を行う、半導体デバイスを収容する水冷式通信機器ケースを提供する。【解決手段】発熱源となる半導体デバイスを収容するチャンバ2および水冷装置3を具える。チャンバ2は、発熱源であるデバイスに接する受熱部22、チャンバーを囲う放熱部23、および第1の冷却水導管ユニット24を有する。第1の冷却水導管ユニット24は、前部が受熱部22を貫通し、後部が放熱部23に配置され、受熱部22が吸収した熱が放熱部23に伝導されて放熱が行われる。水冷装置3は、チャンバ2の第1の冷却水導管ユニット24に接続し、内部の冷却液を第1の冷却水導管ユニット24に循環させて放熱を行う。【選択図】図4

Description

本考案は、通信機器ケースに関し、特に、水冷装置により第1の冷却水導管ユニットに送り込まれた冷却液が迅速に流動して冷却液による循環放熱を行うことにより放熱効果を向上させる水冷式通信機器ケースに関する。
従来の電子通信機器は、通信機器ケース内に配置されて稼動し、熱源を発生する。通信機器ケースは、金属材質からなる閉鎖構造体で、一体成型技術により成形加工される。現在、プレス加工技術の限界のため、材料の熱伝導係数は、比較的低い。通信機器ケースは、電子デバイスから吸収した熱がケースチャンバの局部に蓄積して、局部の温度が高くなるが、放熱が困難である。そのため、蓄積された熱源が電子デバイスの負荷を超えて、電子デバイスの信頼性および寿命に悪影響を与える。しかし、ケースチャンバ内において、電子デバイスから離れた大部分の範囲では、電子デバイスに接触する局部と異なり、温度は低い。ケースチャンバ内における温度分布が不均一であるため、ケース全体の放熱効果に直接深刻な影響を与える。この問題に対する対策は、今のところ、チャンバのサイズを増加させるか、チャンバの材料を改善するかしかない。しかし、これらの対策では、チャンバの重量が重くなりすぎるといった技術的な問題を避けることができない。そのため、ケースチャンバのサイズおよび重量を変化させないで、放熱効果を向上させることが重要課題である。
以下、従来技術を図面に基づいて説明する。図1を参照する。図1は、従来技術による通信機器ケースを示す分解斜視図である。図1に示すように、従来技術による通信機器ケースは、カバー10、蓋11、二本の支柱12および基板13を具える。カバー10は、収納空間101および複数の放熱フィン103を有する。放熱フィン103は、カバ10の収納空間101と反対側の表面に設けられている。二本の支柱12は、収納空間101の端に設けられ、対応する基板13を嵌合する。蓋11は、基板13を覆うように配置され、収納空間101を形成する。
ケースチャンバ内の基板13が稼動すると、基板13上の複数の発熱デバイス131(チップ、CPUまたはその他のIC)が演算処理を行い、高温の熱が発生する。熱は、閉鎖状態の収納空間101に蓄積され、迅速に放出されない。ただ、輻射により、熱がカバ10に伝導され、カバ10の外側の放熱フィン103が輻射により一部の熱を外部に放熱するだけである。基板13上の発熱源であるデバイス131は、熱伝導管、熱伝導支持部材などの伝導媒体を持たないため、発熱源であるデバイス131の発生する熱を迅速に放熱フィン103に伝導させて放熱することができない。ケースチャンバ内の熱が外部に放出されないのである。そのため、発熱源であるデバイス131が演算処理中に頻繁にフリーズを起こしたり、通信信号の質が不良であったりするばかりか、発熱デバイス131が損焼したり、寿命が短縮したりすることさえありうる。以上の説明から、従来技術による通信機器ケースは、以下に挙げる五つの欠点を有することがわかる。1、放熱効果が不良である。2、フリーズを頻繁に起こす。3、通信信号の質が不良である。4、寿命が短い。5、損焼率が高い。
特開2001−127225号公報
本考案の第1の目的は、水冷装置により第1の冷却水導管ユニットに送り込まれた冷却液が迅速に流動して冷却液循環放熱を行うことにより放熱効果を向上させる水冷式通信機器ケースを提供することにある。
本考案の第2の目的は、通信信号の質を安定性させる水冷式通信機器ケースを提供することにある。
本考案の第3の目的は、寿命を延長させる水冷式通信機器ケースを提供することにある。
上述の目的を達成するため、本考案は、水冷式通信機器ケースを提供する。本考案の水冷式通信機器ケースは、チャンバおよび水冷装置を備える。チャンバは、少なくとも一つの受熱部、放熱部、および第1の冷却水導管ユニットを有する。第1の冷却水導管ユニットは、前部が受熱部を貫通し、後部が放熱部に配置されている。受熱部が吸収した熱が放熱部に伝導されて放熱が行われる。水冷装置は、チャンバの第1の冷却水導管ユニットに対応するように接続し、内部の冷却液を第1の冷却水導管ユニットに循環させて放熱を行う。
本考案の水冷式通信機器ケースは、水冷装置により第1の冷却水導管ユニットに送り込まれた冷却液が迅速に流動して循環放熱を行うため、以下の4つの長所がある。1、冷却液循環放熱の効果を有する。2、放熱効果を向上させることができる。3、通信信号の質を安定性させることができる。4、寿命を延長させることができる。
従来技術による通信機器ケースを示す分解斜視図である。 本考案のチャンバおよび水冷装置を示す分解斜視図である。 本考案の蓋を示す斜視図である。 本考案の好適な実施形態による水冷式通信機器ケースを示す分解斜視図である。 本考案の好適な実施形態による水冷式通信機器ケースを示す斜視図である。 本考案の好適な実施形態による水冷式通信機器ケースを示す正面図である。
以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。
図2および図6を参照する。図2は、本考案のチャンバおよび水冷装置を示す分解斜視図である。図6は、本考案の好適な実施形態による水冷式通信機器ケースを示す正面図である。図2および図6に示すように、本考案の水冷式通信機器ケースは、チャンバ2および少なくとも一つの水冷装置3を具える。チャンバ2は、少なくとも一つの受熱部22、放熱部23、および第1の冷却水導管ユニット24を有する。第1の冷却水導管ユニット24は、前部が受熱部22を貫通し、後部が放熱部23に配置されている。これにより、受熱部22が吸収した熱が放熱部23に伝導されて放熱が行われる。水冷装置3は、チャンバ2の第1の冷却水導管ユニット24に対応するように接続し、内部の冷却液7を第1の冷却水導管ユニット24および水冷装置3に循環させて放熱を行う。冷却液7は、水、冷却液などである。
チャンバ2は、収納空間21および複数の放熱フィン25を有する。放熱フィン25は、チャンバ2の収納空間21と反対側の表面に設けられている。つまり、放熱フィン25は、チャンバ2の外側の表面に設けられているのである。水冷装置3は、少なくとも一つの冷却水配管ユニット33、ポンプ31および少なくとも一つの水槽32を具え、冷却液7を満たす。冷却水配管ユニット33は、第1の冷却水配管331、第2の冷却水配管332および第3の冷却水配管333を有する。第1の冷却水配管331は、一方の端部および他方の端部が水槽32およびポンプ31の一方の端部にそれぞれ接続している。第2の冷却水配管332および第3の冷却水配管333は、一方の端部がポンプ31および水槽32のもう一方の端部にそれぞれ接続し、もう一方の端部がチャンバ2の第1の冷却水導管ユニット24の後部に対応するように接続している。これにより、水冷装置3は、ポンプ31により内部の冷却液7を第1の冷却水導管ユニット24内に流動させ、受熱部22の吸収した熱を吸収する。冷却液7が吸収した熱は、第1の冷却水導管ユニット24の後部に接続した放熱部23を通過して放熱が行われる。次に、第1の冷却水導管ユニット24の後部に接続した第2の冷却水配管332のもう一方の端部から順番にポンプ31および水槽32に流れ、再び第3の冷却水配管333のもう一方の端部から第1の冷却水導管ユニット24に流れ込む。以上のように、冷却液7は、絶え間なく循環して受熱部22の熱を吸収することにより、放熱効率を向上させ、迅速に放熱を行う。第1の冷却水配管331、第2の冷却水配管332および第3の冷却水配管333は、第1の冷却水導管ユニット24、水槽32およびポンプ31にそれぞれ連通し、循環ルートを形成している。
受熱部22は、少なくとも銅材料からなる第1の凸体221を有する。第1の凸体221は、好適な熱伝導性(または吸熱性)を有し、迅速に熱を吸収することができる。また、第1の凸体221は、少なくとも一つの発熱デバイス41に接触し、高熱部Hを形成している。高熱部Hは、第1の凸体211が発熱デバイス41の発生した熱を吸収するため、収納空間21内において比較的高温の熱源部分である。
第1の冷却水導管ユニット24は、複数の第1の冷却水導管240を有する。複数の第1の冷却水導管240は、第1の発熱デバイスに接触する直接接続部241および第1の配管接続部242をそれぞれ有する。第1の発熱デバイスに接触する直接接続部241は、対応する第1の凸体221と発熱デバイスに接触する直接している。第1の配管接続部242は、放熱部23および水冷装置3にそれぞれ接続している。つまり、第1の配管接続部242の一部分が放熱部23に設けられ、他の部分がチャンバ2を貫通して水冷装置3の第2の冷却水配管332および第3の冷却水配管333のもう一方の端部に接続している。これにより、第1の発熱デバイスに接触する直接接続部241において、内部の冷却液7が第1の凸体221の熱を吸収し、第1の配管接続部242を通過して水冷装置3まで流動する。冷却液7は、第1の冷却水導管ユニット24の第1の冷却水導管240および水冷装置3内で循環し、冷却液循環放熱を行うことになる。大部分の熱は、水冷装置3内の冷却液7が循環することにより放熱される。それ以外の熱は、放熱部23に伝導されて放熱される。
放熱部23は、第1の放熱部231、第2の放熱部232、第3の放熱部233、第4の放熱部234および第5の放熱部235を具え、相互に連通して低熱部Lを形成している。低熱部Lは、高熱部Hから遠く離れ、発熱デバイス41に接触していないため、収納空間21において、比較的低温の放熱部分である。第1の放熱部231は、収納空間21の底面の受熱部22から離れた位置にあり、第2の放熱部232、第3の放熱部233、第4の放熱部234および第5の放熱部235は、相互に連通し、収納空間21の周囲を巡るように配置されている。つまり、第2の放熱部232は、両方の側面が対応する第3の放熱部233および第5の放熱部235にそれぞれ接続している。第3の放熱部233および第5の放熱部235のもう一つの側面は、第4の放熱部234の両方の側面に接続している。これにより、第2の放熱部232、第3の放熱部233、第4の放熱部234および第5の放熱部235は、収納空間21の周囲を巡るように配置される。
図2〜6を参照する。図3は、本考案の蓋を示す斜視図である。図4は、本考案の好適な実施形態による水冷式通信機器ケースを示す分解斜視図である。図5は、本考案の好適な実施形態による水冷式通信機器ケースを示す斜視図である。図2〜6に示すように、収納空間21は、少なくとも一つの基板4が配置されている。基板4上には、発熱デバイス41が配置されている。収納空間21は、少なくとも一つの支持部材213および少なくとも一つの熱伝導支持部材215をさらに具える。複数の支持部材213は、基板4を支持するため、チャンバ2の収納空間21内に設けられている。
熱伝導支持部材215は、隣り合う二つの基板4の間に配置され、一方の端部が収納空間21の内側と相互に固定している。熱伝導支持部材215は、両側に少なくとも一つの銅材料からなる第2の凸体2151がそれぞれ配置されている。第2の凸体2151は、好適な熱伝導性(または吸熱性)を有し、基板4上の発熱デバイス41に接触し、高熱部Hを形成している。第2の凸体2151は、基板4上の発熱デバイス41の発生した熱を吸収するのに用いられている。
熱伝導支持部材215は、複数の第2の冷却水導管2154を有する第2の冷却水導管ユニット2153を具える。第2の冷却水導管2154は、対応する第2の凸体2151を貫通した第2の発熱デバイスに接触する直接接続部2155、およびチャンバ2を貫通して水冷装置3の冷却水配管ユニット33と対応するように接続する第2の接続部2156を有する。第2の発熱デバイスに接触する直接接続部2155は、内部を流動する冷却液7が第2の凸体2151の吸収した熱を第2の接続部2156および水冷装置3に伝導させて放熱を行う。つまり、第2の発熱デバイスに接触する直接接続部2155において、内部の冷却液7が第2の凸体2151の熱を吸収し、第2の接続部2156に向かって流動し、第2の接続部2156を通過して、第2の冷却水配管332を介してポンプ31から水槽32に流入する。その後、冷却された冷却液7が第3の冷却水配管333を介して第2の冷却水導管2154内に流動する。冷却された冷却液7というのは、熱を有する冷却液7と水槽32内の水との熱交換後に得られた温度が低い冷却液7のことである。以上のように、冷却液7が第2の冷却水導管2154と水冷装置3との間を循環して冷却液循環放熱を行うが、それ以外に、第2の接続部2156が一部の熱を放熱部23およびチャンバ2上の放熱フィン25に伝導して放熱を行う。
図3〜5を参照する。図3〜5に示すように、チャンバ2は、蓋6をさらに被せる。蓋6は、一方の面が収納空間21に相対し、少なくとも一つの第3の凸体61および少なくとも一つの第3の冷却水導管ユニット62を有し、もう一方の面である収納空間21の反対側に複数の放熱フィン63が配置されている。第3の凸体61は、発熱デバイス41に接触し、高熱部Hを形成している。また、第3の凸体61は、基板4上の発熱デバイス41が発生する熱を吸収する。第3の凸体61は、銅材料からなり、好適な熱伝導性(または吸熱性)を有し、迅速に熱を吸収することができる。
第3の冷却水導管ユニット62は、複数の第3の冷却水導管620を有する。第3の冷却水導管620は、第3の凸体61を貫通する第3の発熱デバイスに接触する直接接続部621、およびチャンバ2を貫通して水冷装置3の冷却水配管ユニット33と対応するように接続する第3の接続部622を有する。第3の発熱デバイスに接触する直接接続部621は、内部を流動する冷却液7が第3の凸体61の吸収した熱を第3の接続部622および水冷装置3に伝導させて放熱を行う。つまり、水冷装置3のポンプ31が冷却液7に第3の発熱デバイスに接触する直接接続部621を通過させ、第3の発熱デバイスに接触する直接接続部621が貫通した第3の凸体61の熱を吸収させる。その後、第3の接続部622に向かって流動させ、第3の接続部622を通過させて、第2の冷却水配管332を介してポンプ31から水槽32に流入させる。その後、冷却された冷却液7が第3の冷却水配管333を介して第3の冷却水導管620内に流動される。以上のように、冷却液7が第3の冷却水導管620と水冷装置3との間を循環して冷却液循環放熱を行うが、それ以外に、第3の接続部622が一部の熱を放熱部23および蓋6上の放熱フィン63に伝導して放熱を行う。
図4〜6を再度参照する。以下具体的に本考案の実施形態を説明する。
水冷式通信機器ケース内の基板4が稼動すると、基板4の発熱デバイス41が熱を発生する。受熱部22の第1の凸体221がその良好な熱伝導性により、基板4の発熱デバイス41の熱を迅速に吸収する。第1の冷却水導管240の第1の発熱デバイスに接触する直接接続部241内を流動する冷却液7が第1の凸体221上の熱を吸収すると、第1の配管接続部242の方向に流動する。冷却液7が第1の配管接続部242を通過すると、第2の冷却水配管322によりポンプ31内に戻される。ポンプ31は、戻って来た冷却液7を加圧して水槽32に送り込むと、冷却された冷却液7が得られる。その後、第3の冷却水配管333が冷却された冷却液7を第1の冷却水導管240内に送り込む。以上のように、冷却された冷却液7が第1の冷却水導管240および水冷装置3を絶え間なく循環することにより冷却液循環放熱が行われる。
これと同時に、熱伝導支持部材215の第2の凸体2151および蓋6の第3の凸体61が良好な熱伝導性により基板4の発熱デバイス41が発生した熱を迅速に吸収する。第2の冷却水導管2154および第3の冷却水導管620は、それぞれ第2の発熱デバイスに接触する直接接続部2155および第3の発熱デバイスに接触する直接接続部621が内部の冷却液7に熱を吸収させる。次に、第2の発熱デバイスに接触する直接接続部2155および第3の発熱デバイスに接触する直接接続部621は、内部の冷却液7を第2の接続部2156および第3の接続部622の方向に流動させ、冷却液7が第2の接続部2156および第3の接続部622を通過すると、第2の冷却水配管332によりポンプ31に戻される。ポンプ31が戻って来た冷却液7に加圧して水槽32に送り込むと、冷却された冷却液7が得られる。以上のように、冷却された冷却液7を第2の冷却水導管2154、第3の冷却水導管620および水冷装置3を絶え間なく循環することにより冷却液循環放熱が行われるが、それ以外に、放熱部23および蓋6上の放熱フィン63により放熱が行われる。これにより、好適な放熱効果が得られ、チャンバ2内の温度が効率的に下降し、水冷式通信機器ケース内の基板4が安定して稼動し、通信信号の質も安定する。
本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。
2 チャンバ
3 水冷装置
4 基板
6 蓋
7 冷却液
21 収納空間
22 受熱部
23 放熱部
24 第1の冷却水導管ユニット
25 放熱フィン
31 ポンプ
32 水槽
33 冷却水配管ユニット
41 発熱デバイス
61 第3の凸体
62 第3の冷却水導管ユニット
63 放熱フィン
213 支持部材
215 熱伝導支持部材
221 第1の凸体
231 第1の放熱部
232 第2の放熱部
233 第3の放熱部
234 第4の放熱部
235 第5の放熱部
240 第1の冷却水導管
241 第1の発熱デバイスに接触する直接接続部
242 第1の配管接続部
331 第1の冷却水配管
332 第2の冷却水配管
333 第3の冷却水配管
620 第3の冷却水導管
621 第3の発熱デバイスに接触する直接接続部
622 第3の接続部
2151 第2の凸体
2153 第2の冷却水導管ユニット
2154 第2の冷却水導管
2155 第2の発熱デバイスに接触する直接接続部
2156 第2の接続部
H 高熱部
L 低熱部

Claims (14)

  1. 発熱デバイスに接してその熱伝導により熱を受ける受熱部、冷却水導管に接すると共に放熱面を具える放熱部、および受熱部から放熱部に到る第1の冷却水導管ユニットを有し、前記第1の冷却水導管ユニットは前部が前記受熱部を貫通し、後部が前記放熱部に配置されてこれに接し、前記受熱部が吸収した熱が前記放熱部に伝導されて放熱が行われるチャンバと、
    前記チャンバの前記第1の冷却水導管ユニットに接続され、内部の冷却液を前記第1の冷却水導管ユニットに循環させて放熱を行う水冷装置と、を具えることを特徴とする水冷式通信機器ケース。
  2. 前記水冷装置は、冷却水配管ユニット、ポンプおよび水槽を具え、前記冷却液を充填し、
    前記冷却水導管ユニットは第1の冷却水配管、第2の冷却水配管および第3の冷却水配管を有し、前記第1の冷却水導配管は一方の端部およびもう一方の端部が前記水槽および前記ポンプの一方の端部にそれぞれ接続し、前記第2の冷却水配管および前記第3の冷却水配管は一方の端部が前記ポンプおよび前記水槽のもう一方の端部にそれぞれ接続し、もう一方の端部が前記チャンバの前記第1の冷却水導管ユニットの後部に接続していることを特徴とする請求項1に記載の水冷式通信機器ケース。
  3. 前記第1の冷却水配管、前記第2の冷却水配管および前記第3の冷却水配管は、前記第1の冷却水導管ユニット、前記水槽および前記ポンプにそれぞれ連通して循環ルートを形成していることを特徴とする請求項2に記載の水冷式通信機器ケース。
  4. 前記チャンバは、発熱源となるデバイスの収納空間を有することを特徴とする請求項1に記載の水冷式通信機器ケース。
  5. 前記受熱部は、発熱デバイスに接触すると共に高熱伝導性を具える第1の凸体を有し、高熱部を形成していることを特徴とする請求項4に記載の水冷式通信機器ケース。
  6. 前記第1の冷却水導管ユニットは、複数の第1の冷却水導管を有し、前記複数の第1の冷却水導管は第1の直接接続部および第1の配管接続部をそれぞれ有し、前記第1の直接接続部は前記第1の凸体と発熱デバイスに直接接続し、前記第1の配管接続部は前記放熱部および前記水冷装置にそれぞれ接続していることを特徴とする請求項5に記載の水冷式通信機器ケース。
  7. 前記放熱部は、第1の放熱部、第2の放熱部、第3の放熱部、第4の放熱部および第5の放熱部を具え、相互に連通して低熱部を形成し、前記第1の放熱部は、前記収納空間の底面の前記受熱部から離れた位置にあり、前記第2の放熱部、前記第3の放熱部、前記第4の放熱部および前記第5の放熱部は前記収納空間の周囲を巡るように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の水冷式通信機器ケース。
  8. 前記収納空間は、発熱デバイスを配置した少なくとも一つの基板が搭載されていることを特徴とする請求項5に記載の水冷式通信機器ケース。
  9. 前記チャンバは、外側に複数の放熱フィンを有し、前記複数の放熱フィンは前記チャンバの前記収納空間と反対側の表面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の水冷式通信機器ケース。
  10. 前記収納空間は、前記基板を支持するため、前記チャンバの前記収納空間内に設けられた支持部材と、隣り合う二つの前記基板の間に配置され、両側に、前記第1の凸体をそれぞれ配置して高熱部を形成している熱伝導支持部材と、をさらに具えることを特徴とする請求項8に記載の水冷式通信機器ケース。
  11. 前記熱伝導支持部材は、複数の第2の冷却水導管を有する第2の冷却水導管ユニットを具え、前記第2の冷却水導管は対応する第2の凸体を貫通した第2の発熱デバイスに接触する直接接続部、および前記チャンバを貫通して前記水冷装置の前記冷却水配管ユニットと対応するように接続する第2の接続部を有し、前記第2の発熱デバイスに接触する直接接続部は内部を流動する前記冷却液が第2の凸体の吸収した熱を前記第2の接続部および前記水冷装置に伝導させて放熱を行うことを特徴とする請求項10に記載の水冷式通信機器ケース。
  12. 前記チャンバは、蓋をさらに被せ、前記蓋は一方の側面が前記収納空間に相対し、第3の凸体を有し、もう一方の面である前記収納空間の反対側に複数の放熱フィンが配置され、前記第3の凸体は前記発熱デバイスに接触し、高熱部を形成していることを特徴とする請求項1に記載の水冷式通信機器ケース。
  13. 前記蓋は、第3の冷却水導管ユニットを有し、前記第3の冷却水導管ユニットは複数の第3の冷却水導管を有し、前記第3の冷却水導管は前記第3の凸体を貫通する第3の発熱デバイスに接触する直接接続部、および前記チャンバを貫通して前記水冷装置の前記冷却水配管ユニットと対応するように接続する第3の接続部を有し、前記第3の発熱デバイスに接触する直接接続部は内部を流動する前記冷却液が前記第3の凸体の吸収した熱を前記第3の接続部および前記水冷装置に伝導させて放熱を行うことを特徴とする請求項12に記載の水冷式通信機器ケース。
  14. 前記第1の凸体、第2の凸体および第3の凸体は、銅材料からなることを特徴とする請求項5に記載の水冷式通信機器ケース。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112930086A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 秦皇岛职业技术学院 一种计算机网络信号传输稳定装置及方法
CN114566893A (zh) * 2022-02-23 2022-05-31 南京加能电气有限公司 一种箱体数量可叠加式散热型电气配电箱

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