JP3942456B2 - Electronic equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一のケース内に発熱対策を必要とするCPUやLSIなどの集積回路素子が実装された回路基板を収納する電子装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、多数の半導体等を備えた素子や内部配線を特殊な方法で一つの固体として結合した超小型電子回路を備えたCPUやLSIなどの半導体集積回路素子が多用されるようになってきている。この超小型電子回路を備えた集積回路素子は作動する過程で大量の熱を発生する。この集積回路素子の温度が上昇すると、それ自体の動作が不安定となる不具合が発生してしまい、更に温度が上昇すると半導体が破壊してしまう。そのため、放熱板を集積回路素子に取り付けて放熱板と空気とを熱交換させ、集積回路素子の熱を空気中に放出して集積回路素子を冷却し、CPUやLSIなDの集積回路素子が高温による動作不安定や熱破壊に至ることを防止していた。
【0003】
一方、通信回線を用いたデータ通信ネットワークや、建物内や敷地内などの限定された範囲内で私設の回線を用いた高速データ転送を行うコンピュータネットワーク(LAN)においては、上記の如き集積回路素子を用いた電子装置が多数設けられたサーバが使用されている。即ち、このようなサーバでは多数の集積回路素子の動作によって著しい温度上昇が生じるため、従来ではサーバを設置した部屋全体を冷却装置で冷却し、その冷気を電子装置内に取り込み、集積回路素子を冷却する方法が取られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は電子装置の背面に設けられたプロペラファン(送風機)によって冷気を取り込み、この電子装置内に生じる冷気の流れが集積回路素子に当たるようにしているが、集積回路素子には冷気の一部しか当たらず、冷却効率が良いものではなかった。
【0005】
従って、送風機によってケース内に取り込まれた冷気の一部は、集積回路素子を冷却することなく電子装置外に排出されてしまっていた。
【0006】
本発明は係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、ブラインを用いた集積回路素子の冷却効率を改善した電子装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の電子装置は、単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子が複数実装された回路基板を収納するものであって、集積回路素子から熱移動が可能に各集積回路素子にそれぞれ取り付けられるコールドプレートと、各コールドプレートで加熱されたブラインが循環し、このブラインを冷却する熱交換器と、ケースの一面の開口に設けられたクロスフローファンから熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシングと、熱交換器からコールドプレートへ向くブラインの流れ中に順に設けられ、ブラインを貯溜するリザーブタンク及びブラインを循環させるポンプと、コールドプレート中に構成され、各コールドプレート間に渡る少なくとも一対の往復を成す直線形状のブラインの流路とを備え、クロスフローファンを熱交換器の空気流入側に沿って対応させると共に、各コールドプレートの集積回路素子と相反する側には複数の放熱フィンを設け、クロスフローファンからの空気が熱交換器に吹き付けられた後、回路基板に至るよう構成し、且つ、前記放熱フィンにはコールドプレート用送風装置を取り付けたことを特徴とする。
【0008】
請求項2の発明の電子装置は、上記発明に加えて、コールドプレート用送風装置は、遠心送風型のファンを有することを特徴とする。
【0009】
請求項3の発明の電子装置は、上記各発明に加えて、ケースの外周付近の温度が+35℃以上の際に、コールドプレートの温度が+70℃以下になるように少なくとも送風ファン又はポンプの何れか一方を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子が複数実装された回路基板を収納する電子装置であって、集積回路素子から熱移動が可能に各集積回路素子にそれぞれ取り付けられるコールドプレートと、各コールドプレートで加熱されたブラインが循環し、このブラインを冷却する熱交換器と、ケースの一面の開口に設けられたクロスフローファンから熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシングと、熱交換器からコールドプレートへ向くブラインの流れ中に順に設けられ、ブラインを貯溜するリザーブタンク及びブラインを循環させるポンプと、コールドプレート中に構成され、各コールドプレート間に渡る少なくとも一対の往復を成す直線形状のブラインの流路とを備え、クロスフローファンを熱交換器の空気流入側に沿って対応させると共に、各コールドプレートの集積回路素子と相反する側には複数の放熱フィンを設け、クロスフローファンからの空気が熱交換器に吹き付けられた後、回路基板に至るよう構成したので、コールドプレートの集積回路素子によって生じた熱を、ブラインによる冷却に加えて、放熱フィンによって冷却することができるようになり、迅速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現することができるようになる。
【0011】
特に、放熱フィンにコールドプレート用送風装置を取り付けたので、上記に加えて、コールドプレートよう送風装置により強制的に放熱フィンを冷却することができるようになり、より一層迅速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現することができるようになる。
【0012】
請求項2の発明によれば、上記発明においてコールドプレート用送風装置は、遠心送風型のファンを備えているため、比較的に高さ寸法の少ないファンにてコールドプレートを強制的に冷却することができるようになり、装置の小型化を図ることができるようになる。
【0013】
請求項3の発明によれば、上記各発明に加えて、ケースの外周付近の温度が+35℃以上の際に、コールドプレートの温度が+70℃以下になるように少なくとも送風ファン又はポンプの何れか一方を制御する制御部を備えるので、コールドプレートによる冷却能力を送風ファン又はポンプによって制御することができるようになる。これにより、集積回路素子の急激な発熱に対しても迅速に冷却能力を増大させ、素子の損傷発生を未然に回避することができるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明を適用した電子装置の実施例としてのサーバ1が複数台積載されたサーバラック2の正面図、図2は本発明の電子装置の実施例としてのサーバ1の斜視図、図3はサーバ1のケース3の上面カバー4を取り外した状態の斜視図、図4は図3のサーバ1の平面図である。
【0015】
各図において、実施例のサーバ(1Uサーバ)1は、ネットワークに接続されたコンピュータへ各種のサービスを提供する中心となるものであり、底面に移動用のキャスター2Aを有するサーバラック2のフレーム2Bに取り付けられると共に、上下複数段に渡って複数台が架設されている。そして、各サーバ1にLSIやCPUなどの半導体集積回路素子6が複数実装された回路基板5が収納されている。また、サーバラック2の下部には各サーバ1へのタスクの分担や稼動状況などを管理するためのコントローラ52が設けられている。
【0016】
サーバ1は例えば高さ45mm、幅450mm、奥行き530mmの薄型矩形状を呈したケース3内に前記回路基板5やフレキシブルディスクドライブ31、CD−ROMドライブ32、電源回路(POWER)9、コネクタ(I/O)8などの電子部品の他、プレートフィンタイプの熱交換器11、送風ファンとしてのクロスフローファン14、ブライン循環用のポンプ15、ブラインを貯留するためのリザーブタンク26、集積回路素子6から熱移動可能に取り付けられて当該集積回路素子6を冷却するためのコールドプレート16などから構成されたブライン冷却装置10を収納して構成されている。ケース3は前面3A、底面3B、後面3C及び左右側面3D、3Dを備え、上面が着脱可能な上面カバー4にて覆われている。
【0017】
この場合、ケース3の前面3Aには向かって右端に前記フレキシブルディスクドライブ31及びCD−ROMドライブ32が臨んでおり、これらの左側には開口30が形成されている。そして、この開口30の内方に対応して前記熱交換器11がケース3内に配設されている。この熱交換器11は、1mmから5mmの間隔で並べられたアルミ薄板などの熱良導性を有する複数枚のプレート12と、これらプレート12に熱伝達可能に貫通し、後述する如く内部をブラインが流れる蛇行状のアルミニウム製配管13とから構成されている。
【0018】
尚、プレート12の間隔が狭いときは適切な目の後述するエアフィルタ34を用い、間隔が広いときはエアフィルタ34の変わりにスリットなどの安全構造を用いる。
【0019】
また、この熱交換器11の開口30側に当該開口30に対応して前記クロスフローファン14のファンケーシング39が配置される。これにより、クロスフローファン14は開口30近傍に設けられる。ファンケーシング39は開口30から熱交換器11につながる風路を構成するためのもので、ファンケーシング39の開口33はケース3の開口30から下方に指向しながら外部に臨むと共に、当該開口33には塵埃除去用のエアフィルタ34が取り付けられる。
【0020】
また、ファンケーシング39の開口33の上縁には湾曲した開口角度調整板36が庇状に取り付けられている。この開口角度調整板36は、開口33内の上部に設けられた係止板37に前後に所定間隔で突設されたリブ37A・・に係脱自在とされており、前後に移動させて係合するリブ37Aの位置を変更することにより、開口33の上縁から突出する量を三段階で変更可能とされている。これによりファンケーシング39の延長上の突出量を換えることができ、開口33の下向きの角度が例えば水平から15°、30°、45°などの三段階で変更可能とされると共に、この角度に合わせた方向からの空気の吸い込みが有効に行われるようになるものである。
【0021】
ここで、この種サーバラック2が設置されるコンピュータルームでは、冷却用の空気が床面側から吹き出され、天井側から吸い込まれる循環経路が構成されている。そして、サーバ1は前述の如くサーバラック2に複数段取り付けられるが、上方のサーバ1では開口33の下向きの角度を浅くし(より水平に近い)、下方のサーバ1では開口33の下向きの角度を深くすることにより(より下方に向ける)、床面から上昇してくる冷却用の空気を各段のサーバ1・・が開口33から容易且つ円滑に取り込んでケース3内に流通させることができるようになる。尚、この冷却用の空気(冷気)はケース3内を流通し、ケース3の背面(後面)より吐出される。
【0022】
また、ファンケーシング39にはクロスフローファン14の後側、即ち熱交換器11側に位置して整流用のフラップ板38が取り付けられ、クロスフローファン14による空気が熱交換器11に片寄って当たるのを防止している。また、ファンケーシング39の両側には後方の熱交換器11の複数枚のプレート12・・・の両側と下側まで延在する風路部材41が一体に延長形成されている。尚、この風路部材41はファンケーシング39とは別体の延長部材にて構成してもよい。
【0023】
ここで、熱交換器11のプレート12の上縁はケース3の上面カバー4に当接しており、下縁はケース3の底面3Bに当接した風路部材41の下面に当接している。そして、最も外側のプレート12の左右には風路部材41の左右面が位置するので、これらにより熱交換器11のケーシングが構成される。また、係るファンケーシング39の風路部材41により、クロスフローファン14からの送風が熱交換器11のプレート12・・・に集中することになる。
【0024】
これによって、ケース3内に吸い込まれた空気は熱交換器11のプレート12・・間のみに案内されるようになるので、それ以外の箇所に漏洩した場合に生じる熱交換効率の低下を回避し、後述する熱交換器11におけるブライン流との熱交換効率が向上するようになる。
【0025】
この場合、クロスフローファン14は熱交換器11の空気流入側(前側)の長手方向(左右方向)に沿って対応しており、開口30(開口33)から吸い込んだ空気を熱交換器11の長手方向に沿ってライン状に供給する。これにより、クロスフローファン14により開口30からケース3内に吸い込まれた空気を効率的に熱交換器11に吹き付けることができるようになる。尚、14Mはクロスフローファン14のモータ(印加電圧に応じて回転数が変化するDCモータ)であり、ファンケーシング39の外面に取り付けられている。
【0026】
一方、ケース3の後面3Cの左右には通気口42、42が形成されており、各通気口42、42には排気用の送風ファン43がそれぞれ取り付けられている。そして、前記回路基板5は前記熱交換器11とこれら通気口42、42の間に位置してケース3の底面3B上に取り付けられている。更に、前記電源回路9は左側の通気口42の内側に対応して設けられている。また、回路基板5を囲む位置のケース3の左右側面3D、3Dには、回路基板5に対応する側面3D、3Dを内側に切り起こすことにより、複数の通気口44・・が形成されている(図6)。尚、通気口44の切り起こしは斜め後方に向けて指向している。
【0027】
クロスフローファン14が運転されると、開口30からケース3内に吸い込まれた空気は熱交換器11に吹き付けられ、プレート12・・・間を通過して回路基板5に至る。その後、コールドプレート16・・、電源回路9の周辺を通過して送風ファン43、43に吸い込まれ、通気口42、42から外部に排出される。これによって、ケース3内には開口30から通気口42、42に至る一連の通風路が構成される。
【0028】
また、係る通風によって側面3D、3Dに形成された通気口44からも新鮮な空気(熱交換器11を経ていない外気)が吸い込まれ、回路基板5上のコールドプレート16・・周辺を通過して同様に通気口42、42から排出されることになる。これによって、熱交換器11と熱交換した空気でケース3内の温度が異常上昇することを回避できると共に、コールドプレート16・・の空冷効果も向上する。また、通気口44は切り起こしにより形成されているので、ケース3の生産性も向上する。
【0029】
熱交換器11の配管13のブラインの出口13Aは熱交換器11に向かって左側前部の上端に配置されており、この出口13Aに接続された配管46が前記リザーブタンク26の入口に接続されている。このリザーブタンク26の出口から接続された配管47は前記ポンプ15の吸込口に接続され、このポンプ15の吐出口が後述するコールドプレート16のアルミニウム製配管23の入口に接続される。そして、配管23の出口は配管48を介して熱交換器11の配管13のブライン入口13Bに接続されてブライン冷却装置10の環状のブライン循環路を構成している。即ち、リザーブタンク26とポンプ15は熱交換器11の出口13Aからコールドプレート16へ向かうブラインの流れ中に順に設けられている。そして、この環状のブライン循環路内にブラインが封入される。
【0030】
尚、ブラインとしては、集積回路素子6の発熱で沸騰することの無い液状の熱媒体が用いられ、実施例では不凍液が充填されている。また、ブラインとしては通常の水、純水やHFE(ハイドロフルオロエーテル)などでもよい。
【0031】
この場合、熱交換器11の配管13の入口13Bは熱交換器11の左側前部における出口13Aの真下にあり、これら入口13Bと出口13A(少なくとも出口13A)は前記コールドプレート16よりも高い位置に配置されている。また、熱交換器11の下方に対応する位置のケース3の底面3Bは、他の部分よりも高く設定されており(図7)、これにより、熱交換器11の向かって左側には熱交換器11の下端よりも低い低位部49が構成されている。そして、前記熱交換器11の配管13の出口13A及び入口13B、配管46及び48とリザーブタンク26、ポンプ15及び配管47(これら配管がブラインが循環する管路となる)などは全てこの低位部49上若しくはその上方に対応して配置されている。
【0032】
前記回路基板5は、この低位部49の上面よりも高い位置にスペーサでかさ上げられて取り付けられる。また、リザーブタンク26とポンプ15は低位部49上の前部に配置されている。更に、低位部49の上面は全体として前方に低く傾斜しており(図8)、最も低い前端部にはブラインが溜まった際にこのブラインを検知する検知センサ51が取り付けられている。
【0033】
このような構成により、熱交換器11の配管13の出入口13A、13Bや各配管46、47、48、23、リザーブタンク26、ポンプ15などの接続部分やそれらに亀裂・損傷が生じてブラインが漏洩した場合にも、漏出したブラインはケース3の底面3Bの低位部49の傾斜に沿って流下し、低位部49内の前部に収集されるようになる。これにより、回路基板5やそこに取り付けられた集積回路素子6、ポンプ15や熱交換器11などがブラインに浸漬されて故障を起こす不都合をできるだけ遅延させ、且つ、回避することができるようになる。
【0034】
特に、熱交換器11の出口13Aはコールドプレート16より高い位置にあるので、出口13A部分で配管48との接続不良が発生しても、後述する如くポンプ15が停止されるまでに熱交換器11内から漏れ出るブラインの量を最小限に抑えることが可能となる。尚、低位部49に漏れ出たブラインは前述の検知センサ51により検知され、後述する如くポンプ15の停止及び警報出力などが実行されることになる。また、低位部49及び熱交換器11と回路基板5との間には、ケース3の底面3Bからリブ50が立設されてブラインが漏れた際にブラインが回路基板5の側へ流れるのを防止している。
【0035】
回路基板5には前述の如く複数(本実施例では3個であるが単数であってもよい)の半導体集積回路素子6が取り付けられており、各集積回路素子6・・は所定の間隔で直線的に配置されると共に、各集積回路素子6・・はそれぞれソケット7を介して回路基板5に取り付けられている(図9)。そして、これらの各集積回路素子6・・にコールドプレート16がそれぞれ交熱的に取り付けられると共に、コールドプレート16と集積回路素子6との間には、熱伝導率の高いグリス24が塗布されている。該グリス24は、集積回路素子6とコールドプレート16とを隙間なく密着し、それによって集積回路素子6の熱を効率よくコールドプレート16に伝達する。尚、前記グリス24の代わりに後述する如き熱伝導性の良い弾性のあるシート材を用いてもよい。
【0036】
コールドプレート16は、例えば、熱伝導率の高い(熱良導性)アルミニウム板二枚をカシメて結合することにより構成されている。コールドプレート16は集積回路素子6側に位置する板状の熱伝導材としてのベース部材17と、ベース部材17に密着して張り合わせられる板状の熱伝導材としての蓋部材18とから構成され、このベース部材17と蓋部材18間には前述した配管23が挟持される(図9)。
【0037】
ベース部材17には前端から後端に渡ってパイプ溝21が複数(本実施例では1対)形成されると共に、パイプ溝21は所定の間隔を存して平行に形成されている(図10)。該パイプ溝21、21は配管23の外周形状と同等の半円弧形状としてベース部材17に凹陥形成されると共に、両パイプ溝21、21はそれぞれベース部材17の両側から所定の間隔を存して内側に形成されている。
【0038】
また、一方のパイプ溝21とベース部材17の一側との間には所定の深さ、所定の幅の係合溝(凹部)19がベース部材17の前端から後端に渡って形成されている。この係合溝19は断面略コ字状に形成されると共に、パイプ溝21と略平行にベース部材17に凹陥形成されている。また、両パイプ溝21間にもベース部材17の前端から後端に渡ってパイプ溝21と平行に係合溝19Aが形成されており、この係合溝19Aは前記係合溝19と同様に形成されている。
【0039】
また、ベース部材17にはその前端から後端に渡って所定の高さ、所定の幅の係合突部(凸部)20Bが形成されている。この係合突部20Bはベース部材17より突出形成されると共に、一方のパイプ溝21と係合溝19Aとの間に位置してパイプ溝21と平行に形成されている。更に、ベース部材17にはその前端から後端に渡って係合突部20Cが形成され、この係合突部20Cは係合突部20Bと同様の形状に形成され、他方のパイプ溝21に対して係合溝19Aと反対側に位置されている。即ち、ベース部材17の一側から順に係合溝19、パイプ溝21、係合突部20B、係合溝19A、パイプ溝21、係合突部20Cが所定の間隔で形成されると共に、これらは全てベース部材17の一面側に形成されている。
【0040】
一方、前記蓋部材18にもパイプ溝21が複数(2つ)形成されており、これらのパイプ溝21はベース部材17に形成されたパイプ溝21と同様の形状に形成されている。蓋部材18に形成された両パイプ溝21は蓋部材18をベース部材17に重合させた際にベース部材17に形成された両パイプ溝21に対向する位置に形成され、ベース部材17と蓋部材18とに形成されたパイプ溝21間にそれぞれパイプ23、23が挟持されることになる。
【0041】
ここで、配管23と蓋部材18の間には厚さ50μなどの薄いグラファイトシートなどから成る熱伝導性と弾性を備えたシート材53が介設され、ベース部材17、配管23及び蓋部材18間に挟持される。尚、シート材は配管23のベース部材17側でもよい。また、前述の如く集積回路素子6とコールドプレート16間に設けてもよく、コールドプレート16の上面に張り付けても良い。また、シート材53の材料としては銅箔なども考えられる。
【0042】
このシート材53は、面方向への熱伝導性が高く、これにより、配管23とベース部材17及び蓋部材18との間の熱移動を広い範囲で良好に行わせ、熱伝導効率を向上させることができるようになる。係る作用により、集積回路素子6からコールドプレート16の配管23内を流れるブラインへの熱移動が極めて円滑に行われるようになる。尚、係るシート材53を設けない面(例えば図10のベース部材17の上面)に前述同様のグリスを塗布してもよい。
【0043】
この場合、蓋部材18にはその前端から後端に渡って係合突部20B、20Cと同様の係合突部20、20Aが形成されている。この係合突部20、20Aは、ベース部材17に形成された係合溝19、19Aに対向する位置に形成されると共に、両係合突部20、20Aは蓋部材18をベース部材17に重合させる際に、それぞれ係合溝19、19A内に圧入嵌合される。また、蓋部材18にはその前端から後端に渡って係合溝19、19Aと同様の係合溝19B、19Cが形成されている。この係合溝19B、19Cはベース部材17に形成された係合突部20B、20Cに対向する位置に形成されると共に、蓋部材18をベース部材17に重合させる際に、両係合溝19B、19C内にそれぞれ係合突部20B、20Cが圧入嵌合される。
【0044】
即ち、コールドプレート16はベース部材17と蓋部材18(パイプ溝21、21)間に配管23、23と前述のシート材53を挟持した状態で重合し、係合溝19、19Aに係合突部20、20Aを、係合溝19B、19Cに係合突部20B、20Cを圧入嵌合してカシメることにより、ベース部材17と蓋部材18を密着固定する。このとき、配管23、23の外周はベース部材17及び蓋部材18(シート材53を介する)に密着固定される。また、両配管23、23はベース部材17及び蓋部材18の前後端より外方にする。
【0045】
このように構成したコールドプレート16を実施例では3つ準備し、各コールドプレート16・・の配管23の端部をそれぞれコネクタ23Aにて連結する。このとき、各コールドプレート16・・は回路基板5に取り付けられた3個の集積回路素子6上にそれぞれ位置する寸法にて連結されると共に、一側のコールドプレート16の端部の配管23はベンドパイプ(円弧状のパイプ)23Bで接続する。
【0046】
このように各コールドプレート16・・を接続することにより、各コールドプレート16・・間に渡る一対の往復を成した直線形状のブライン流路が構成されることになる。尚、配管23を更に多く設けることで、各コールドプレート16・・間に複数対の直線形状のブライン流路を構成してもよい。そして、各コールドプレート16・・は、各集積回路素子6・・上に前述の如き熱伝導率の高いグリス24を介して当接固定される(図9)。
【0047】
そして、コールドプレート16は図19に示すようにソケット7との間に集積回路素子6を挟み込んだ状態で、弾性金属バネ板から成るクリップ69によりソケット7に着脱可能に固定される。更に、コールドプレート16の蓋部材18の上面、即ち、集積回路素子6が当接する下面とは相反する側の面には複数のアルミニウム製放熱フィン68・・が取り付けられる。
【0048】
このとき、放熱フィン68にはクリップ69が挿入できる切欠68Aが形成されている。また、この放熱フィン68・・・の上面にはコールドプレート16用の送風装置71が取り付けられている(これらは図3、図4では図示せず)。この送風装置71は厚さ寸法の小さい遠心送風型のターボファンから構成されており、下方の放熱フィン68・・・側から空気を吸引し、側面の吐出口72から吐出する。
【0049】
係る構成により、後述するブラインによる冷却に加えて、放熱フィン68からの熱の放散と送風装置71による強制通風でコールドプレート16は強力に冷却されるようになり、集積回路素子6の冷却を迅速且つ的確に達成することができるようになる。また、送風装置71は遠心送風型のファンであるので、高さ寸法の拡大を最小限として小型化を図ることが可能となる。
【0050】
以上の如く連結された3つのコールドプレート16・・のうち、ベンドパイプ23Bの反対側に位置するコールドプレート16の配管23の向かって左端部は、前述の如くポンプ15からの吐出口と熱交換器11への配管48に低位部49上方で接続される。
【0051】
次に、図11はサーバ1のブライン冷却装置10の電気回路図を示している。この図において54は、制御部及び検出部を構成する汎用のマイクロコンピュータであり、このマイクロコンピュータ54の入力ポートには前記各コールドプレート16・・に交熱的に取り付けられてこれらコールドプレート16・・の温度をそれぞれ検出する(又は集積回路素子6の近傍でその温度を検出する)ためのサーミスタTH1、TH2、TH3と、熱交換器11の配管13の入口13B若しくはそれに接続される配管48に交熱的に取り付けられてブラインの熱交換器11への戻り温度を検出するサーミスタTH4が接続されている。
【0052】
また、マイクロコンピュータ54の入力ポートにはブラインの戻り温度の最高値Tmax(例えば+80℃など)を設定するための抵抗(ボリュームなど)56が接続されており、更にモードスイッチ57も接続されている。また、マイクロコンピュータ54のA/D(アナログ/デジタル変換)入力ポートには前記検知センサ51の温度検知に基づいて変化する電圧が印加されると共に、マイクロコンピュータ54のRESET入力ポートにはパワーON(電源供給に連動した)リセット信号が入力される。更に、マイクロコンピュータ54は前記コントローラ52との間でデータの授受を行う。
【0053】
マイクロコンピュータ54の出力ポートから出力される信号はバッファを介してスイッチング電源回路SW1とSW2に供給されてスイッチング電源回路SW1、SW2の出力電圧が本実施例では+6V〜+12Vの範囲で制御される。また、リレー58(リレーコイル)の通電を制御するトランジスタ59もバッファを介して接続され、マイクロコンピュータ54によってON/OFFが制御される。また、マイクロコンピュータ54の出力にはLED表示器61も接続されている。
【0054】
各スイッチング電源回路SW1、SW2には電源回路9が出力するDC+12Vが供給されており、スイッチング電源回路SW1の出力は抵抗62とリレー58の常開接点58Aを介して前記ポンプ15のモータ15Mに供給される。また、スイッチング電源回路SW2の出力は抵抗63とリレー58の常開接点58Bを介して前記クロスフローファン14のモータ14Mに供給される。
【0055】
更に、スイッチング電源回路SW1の出力側には抵抗62と並列に抵抗64及びフォトカプラPH1の発光ダイオードの直列回路が接続されており、このフォトカプラPH1のフォトトランジスタの出力はマイクロコンピュータ54の入力ポートに接続されている。また、スイッチング電源回路SW2の出力側にも抵抗63と並列に抵抗66及びフォトカプラPH2の発光ダイオードの直列回路が接続されており、このフォトカプラPH2のフォトトランジスタの出力はマイクロコンピュータ54の入力ポートに接続されている。
【0056】
以上の構成で、次に図12乃至図14に示すフローチャートを参照しながらマイクロコンピュータ54の制御によるサーバ1のブライン冷却装置10の動作を説明する。電源が投入されると、マイクロコンピュータ54には図12のステップS1でパワーONリセット信号が入力される。このリセット信号としてはマイクロコンピュータ54はリレー58、フォトカプラPH1、PH2の電源となるDC+5Vによるエッジトリガーが利用される。
【0057】
次に、マイクロコンピュータ54はステップS2で抵抗56にて設定されたブラインの戻り温度の最高値Tmaxを判断して記憶部(メモリ)に格納する。実施例ではTmaxとして+80℃が設定されいちるものとする。次に、マイクロコンピュータ54はステップS3で自らの機能として有するタイマー(例えば5分タイマー)のカウントを開始する。そして、ステップS4でタイマーのカウントが5分経過したか否か判断し、経過していなければステップS5に進んでスイッチング電源回路SW1とSW2にDC+12Vを出力する旨の電圧信号をそれぞれ出力し、トランジスタ59をONしてリレー58に通電する。このリレー58の通電によって各接点58A、58Bは閉じる。
【0058】
これにより、ポンプ15のモータ15Mとクロスフローファン14のモータ14MにはそれぞれDC+12Vが給電され、何れも最高能力で運転される。クロスフローファン14が運転されると、前述の如くケース3の開口30から空気(外気)が吸い込まれて熱交換器11の長手方向に沿ってライン状に吹き付けられる。これによって、熱交換器11のプレート12・・や配管13を空冷した後の空気は、回路基板5のコールドプレート16・・や電源回路9周辺を経て空冷した後、送風ファン43、43により通気口42、42から外部に排出される。
【0059】
また、前述の如く側面3D、3Dの通気口44・・・からも新鮮な空気(外気)が吸引され、回路基板5のコールドプレート16・・や電源回路9周辺を経て空冷した後、同様に通気口42、42から外部に排出される。
【0060】
一方、ポンプ15が運転されることにより、吐出口からはブラインが吐出され、配管23を経る過程で各コールドプレート16・・・と次々に熱交換した後、配管48から熱交換器11の配管13の入口13Bに至る。入口13Bに入ったブラインは熱交換器11内部の配管13を蛇行状に通過する過程で配管13自体やプレート12・・と熱交換し、クロスフローファン14からの通風によって冷却される。
【0061】
そして、熱交換器11の配管13の出口13Aから出たブラインは、配管46を経てリザーブタンク26に至り、このリザーブタンク26を経て再びポンプ15の吸込口から吸引される循環を繰り返す。このようにして熱交換器11にて空冷されるブラインによりコールドプレート16・・を冷却し、各コールドプレート16・・によって各集積回路素子6・・を冷却する。
【0062】
尚、マイクロコンピュータ54はステップS6でフォトカプラPH1とPH2のフォトトランジスタがONしているか否か判断している。ここで、スイッチング電源回路SW1やSW2から出力が発生していない場合には、フォトカプラPH1やPH2の発光ダイオードは発光せず、各フォトトランジスタはOFFしている。マイクロコンピュータ54はこれらフォトカプラPH1、PH2のフォトトランジスタがONしている場合には各スイッチング電源回路SW1、SW2から出力が発生しているものと判断してステップS4に戻るが、フォトカプラPH1、PH2のフォトトランジスタがOFFしている場合には、ポンプ15、クロスフローファン14が停止している異常が考えられるので、ステップS6からステップS7に進んでLED表示器61に異常表示を行うことで警報を出力する。
【0063】
マイクロコンピュータ54は電源投入後、前記タイマーがカウントアップするまで係る最高能力によるクロスフローファン14とポンプ15の運転を継続することで、サーバ1の起動時の発熱に対応し、同時にブライン冷却装置10の冷却能力を安定させる。そして、電源投入から5分が経過してタイマーがカウントアップすると、マイクロコンピュータ54はステップS4からステップS8に進み、サーミスタTH4が検出するブラインの戻り温度が最高値Tmax以上か否か判断する。
【0064】
各コールドプレート16・・と熱交換して戻ってきたブラインの温度がTmax以上の温度に上昇している場合、マイクロコンピュータ54はステップS12に進んで前述同様にクロスフローファン14とポンプ15の最高能力の運転を継続し、ステップS13でLED表示器61に異常表示を行ってステップS8に戻る。これによって、コールドプレート16が集積回路素子6を有効に冷却していない状況が考えられるので警報する。
【0065】
一方、ステップS8でブラインの戻り温度がTmaxより低い場合には、ステップS9に進んで各サーミスタTH1、TH2、TH3の検出する各コールドプレート16・・の温度をそれぞれ取り込む。そして、サーミスタTH1〜TH3の中から最も高い温度を選択してT0とする。次に、ステップS10でT0がTmax−5(即ち+75℃)以上か否か判断し、以上の場合にはステップS14に進んで前述同様にクロスフローファン14とポンプ15を最高能力で運転する。そして、ステップS8に戻る。
【0066】
ステップS10でT0がTmax−5より低い場合には、ステップS11に進んで今度はT0がTmax−40(即ち+40℃)以上か否か判断する。そして、T0がTmax−40以上、Tmax−5未満(即ち、+40℃以上+75℃未満)である場合、マイクロコンピュータ54は図13のステップS20に進む。
【0067】
ステップS20でマイクロコンピュータは今回のT0及び前回のT0と今回のT0との偏差(変化分)で求まるΔTに基づいて、予めPID(比例微分積分)又はファジー演算により計算されたデータテーブルからスイッチング電源回路SW1、SW2の出力電圧の増減値ΔVを得る。この場合のルーチンサイクルは例えば0.5秒であり、ステップS20における演算では、ケース3の外周付近の温度が+35℃以上であるときに、コールドプレート16の温度が+50℃〜+70℃の設定値となるように、ブラインの温度上昇に応じてポンプ15やクロスフローファン14の能力を上昇させ、温度低下に応じて能力を減少させる方向の計算が成される。
【0068】
尚、この設定値はサーバ1の稼動率に応じてコントローラ52が制御してもよく、また、手動にて任意に設定できる構造としてもよい。
【0069】
そして、マイクロコンピュータ54はステップS21で各スイッチング電源回路SW1、SW2に出力する電圧信号Vnewを現在の電圧信号+上記ΔVとすると共に、ステップS22で電圧信号Vnewが下限のDC+8Vと上限の+12Vの範囲を超えないように電圧信号を補正し、リレー58を通電する。これにより、ポンプ15とクロスフローファン14は調整された能力で運転されることになる。
【0070】
尚、マイクロコンピュータ54はステップS24で前述同様にフォトカプラPH1とPH2のフォトトランジスタがONしているか否か判断し、スイッチング電源回路SW1やSW2から出力が発生しておらず、フォトカプラPH1やPH2の発光ダイオードは発光せず、各フォトトランジスタがOFFしている場合には、ステップS25で前述同様にLED表示器61に異常表示を行うことで警報を出力する。各スイッチング電源回路SW1、SW2が正常であればステップS8に戻る。
【0071】
他方、ステップS11でT0がTmax−40(即ち+40℃)より低い場合、マイクロコンピュータ54は図14のステップS15に進み、モードスイッチ57がONされているか否か判断する。今、モードスイッチ57がONされているものとすると、マイクロコンピュータ54はステップS15からステップS17に進んでスイッチング電源回路SW1にDC+8Vの電圧信号を出力し、スイッチング電源回路SW2には0Vの電圧信号を出力してリレー58を通電する。
【0072】
これにより、ポンプ15は最低能力で運転され、ブライン冷却装置10のブライン循環路内に最低限のブライン循環を確保しつつ、クロスフローファン14は停止して通風は中断する。これによって、ブラインの戻り温度が+40℃より低い場合、モードスイッチ57がONされていれば、マイクロコンピュータ54はブライン冷却装置10による集積回路素子6の最低限の冷却を維持する。尚、ステップS18では同様にフォトカプラPH1のフォトトランジスタによりスイッチング電源回路SW1の出力が発生しているか否か判断し、発生していない場合には同様にLED表示器61にて異常表示を行う。そして、何れの場合にもステップS8に戻る。
【0073】
一方、モードスイッチ57がOFFされている場合、マイクロコンピュータ54はステップS15からステップS16に進んでスイッチング電源回路SW1及びSW2に0Vの電圧信号を出力し、リレー58を非通電としてステップS8に戻る。即ち、ブラインの戻り温度が+40℃より低い場合、モードスイッチ57がOFFされている場合には、マイクロコンピュータ54はブライン冷却装置10による集積回路素子6の冷却を停止する。
【0074】
次に図15、図16のフローチャートはマイクロコンピュータ54による制御の他の実施例を示している。サーバラック2に設けられたコントローラ52は各サーバ1・・とのデータ通信により、それぞれに設けられた集積回路素子6・・の稼動率を計算している。この稼動率から集積回路素子6の温度上昇は把握できるが、各稼動率はマイクロコンピュータ54に送信されている。この場合のフローチャートはこの稼動率を使用して制御を行うものである。
【0075】
即ち、電源が投入されると、マイクロコンピュータ54には図15のステップS31で前述同様のパワーONリセット信号が入力される。次に、マイクロコンピュータ54はステップS32で抵抗56にて設定されたブラインの戻り温度の最高値Tmaxを判断して記憶部(メモリ)に格納する。この場合も、Tmaxとして+80℃が設定されいちるものとする。次に、マイクロコンピュータ54はステップS33で自らの機能として有するタイマー(前述の5分タイマー)のカウントを開始する。そして、ステップS34でタイマーのカウントが5分経過したか否か判断し、経過していなければステップS35に進んでスイッチング電源回路SW1とSW2にDC+12Vを出力する旨の電圧信号をそれぞれ出力し、トランジスタ59をONしてリレー58に通電する。このリレー58の通電によって各接点58A、58Bは閉じる。
【0076】
これにより、ポンプ15のモータ15Mとクロスフローファン14のモータ14MにはそれぞれDC+12Vが給電され、前述同様に何れも最高能力で運転される。また、マイクロコンピュータ54はステップS36でフォトカプラPH1とPH2のフォトトランジスタがONしているか否か判断し、スイッチング電源回路SW1やSW2から出力が発生していてフォトカプラPH1、PH2のフォトトランジスタがONしている場合には各スイッチング電源回路SW1、SW2から出力が発生しているものと判断してステップS34に戻るが、フォトカプラPH1、PH2のフォトトランジスタがOFFしている場合には、ステップS36からステップS37に進んでLED表示器61に異常表示を行うことで警報を出力する。
【0077】
マイクロコンピュータ54は電源投入後、前記タイマーがカウントアップするまで係る最高能力によるクロスフローファン14とポンプ15の運転を継続することで、ブライン冷却装置10の冷却能力を安定させる。そして、電源投入から5分が経過してタイマーがカウントアップすると、マイクロコンピュータ54はステップS34からステップS38に進み、サーミスタTH4が検出するブラインの戻り温度が最高値Tmax以上か否か判断する。
【0078】
各コールドプレート16・・と熱交換して戻ってきたブラインの温度がTmax以上の温度に上昇している場合、マイクロコンピュータ54はステップS42に進んで前述同様にクロスフローファン14とポンプ15の最高能力の運転を継続し、ステップS43でLED表示器61に異常表示を行ってステップS38に戻る。これによって、集積回路素子6・・が異常高温度となっていることを警報する。
【0079】
一方、ステップS38でブラインの戻り温度がTmaxより低い場合には、ステップS39に進んでコントローラ52から送られてくる各集積回路素子6・・の稼動率F1、F2、F3をそれぞれ取り込む。そして、稼動率F1〜F3の中から最も高い稼動率を選択してF0とする。次に、ステップS40でF0が例えば80%以上か否か判断し、以上の場合にはステップS44に進んで前述同様にクロスフローファン14とポンプ15を最高能力で運転する。そして、ステップS38に戻る。
【0080】
ステップS40でF0が80%より低い場合には、ステップS41に進んで今度はF0が例えば40%以上か否か判断する。そして、F0が40%以上、80%未満である場合、マイクロコンピュータ54は図16のステップS50に進む。
【0081】
ステップS50でマイクロコンピュータは前回のF0と今回のF0との偏差(変化分)に基づいて、予めPID(比例微分積分)又はファジー演算により計算されたデータテーブルからスイッチング電源回路SW1、SW2の出力電圧の増減値ΔVを得る。この場合のルーチンサイクルは例えば0.5秒であり、ステップS50における演算では、ケース3外の温度が+35℃であるときに、コールドプレート16の温度が+70℃以下となるように、ブラインの温度上昇に応じてポンプ15やクロスフローファン14の能力を上昇させ、温度低下に応じて能力を減少させる方向の計算が成される。
【0082】
そして、マイクロコンピュータ54はステップS51で各スイッチング電源回路SW1、SW2に出力する電圧信号Vnewを現在の電圧信号+上記ΔVとすると共に、ステップS52で電圧信号Vnewが下限のDC+8Vと上限の+12Vの範囲を超えないように電圧信号を補正し、リレー58を通電する。これにより、ポンプ15とクロスフローファン14は調整された能力で運転されることになる。係る制御により、集積回路素子6の急激な発熱に対しても迅速に冷却能力を増大させ、素子の損傷発生を未然に回避することができるようになる。
【0083】
尚、マイクロコンピュータ54はステップS54で前述同様にフォトカプラPH1とPH2のフォトトランジスタがONしているか否か判断し、スイッチング電源回路SW1やSW2から出力が発生しておらず、フォトカプラPH1やPH2の発光ダイオードは発光せず、各フォトトランジスタがOFFしている場合には、ステップS55で前述同様にLED表示器61に異常表示を行うことで警報を出力する。各スイッチング電源回路SW1、SW2が正常であればステップS38に戻る。
【0084】
他方、ステップS41でF0が40%より低い場合、マイクロコンピュータ54は図14のステップS15に進み、以後同様の制御を実行する。尚、図14における制御は前述同様であるので説明を省略する。このように集積回路素子6・・の稼動率によってもブライン冷却装置10の制御が可能となる。
【0085】
ここで、マイクロコンピュータ54は検知センサ51がブラインを検知すると、それに応答してLED表示器61に異常表示を行って警報を出力する。同時にスイッチング電源回路SW1に0Vの電圧信号を出力してポンプ15を停止させる。これによって、ブラインの漏洩量を最小限に抑える。尚、スイッチング電源回路SW2には例えば最大の+12Vの電圧信号を出力して最大能力でケース3内に送風し、ケース3内の冷却を確保する。
【0086】
このように、熱交換器11の配管13の出入口13A、13Bや各配管46、47、48、23、リザーブタンク26、ポンプ15などの接続部分でブラインが漏洩し、漏出したブラインがケース3の底面3Bの低位部49内の前部に溜まって検知センサ51により検知されると、LED表示器61にて警報が出力されるので、使用者は係るブラインの漏洩故障に対して迅速にメンテナンスできるようになる。また、ポンプ15も停止されるので、ブラインの強制的な漏出は停止する。また、前述の如く熱交換器11の出口13Aはコールドプレート16より高い位置にあるので、出口13A部分で漏出が生じた場合にはポンプ15の停止により熱交換器11内のブラインはその内部に留まることになる。従って、熱交換器11からのブラインの漏出量は最小限に抑えられる。
【0087】
次に、図17及び図18はクロスフローファン14の配置に関するサーバ1の他の実施例の構造を示している。尚、各図において図4、図5と同一符号は同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この場合、ケース3の後面3Cに開口67が形成されており、この開口67の内方に対応してクロスフローファン14のファンケーシング39が配置されている。これにより、クロスフローファン14は開口67近傍に設けられる。
【0088】
この場合のファンケーシング39はクロスフローファン14から前方の熱交換器11につながる風路を構成するためのもので、ファンケーシング39の開口33はケース3の開口67から上方に指向しながら外部に臨むと共に、当該開口33には同様の塵埃除去用のフィルタ34が取り付けられている。
【0089】
クロスフローファン14が運転されると、前方のケース3内の回路基板5周辺の空気を吸引する。これにより、前面3Aの開口30や前述の側面3D、3Dの通気口44・・・から空気が吸引され、熱交換器11などの熱交換した後、クロスフローファン14により開口33(開口67)から外部に吐出される。これによって、前述同様に集積回路素子6・・を冷却するブライン冷却装置10の熱交換器11やコールドプレート16・・などを空冷できるようになる。
【0090】
このときファンケーシング39の開口33の下縁に湾曲した開口角度調整板36が取り付けられている。この場合も開口角度調整板36は、開口33内の下部に設けられた係止板37に前後に所定間隔で突設されたリブ37A・・に係脱自在とされており、前後に移動させて係合するリブ37Aの位置を変更することにより、開口33の下縁から突出する量を三段階で変更可能とされている。これにより、開口33の上向きの角度は例えば水平から15°、30°、45°などの三段階で変更可能とされている。
【0091】
前述の如くこの種サーバラック2が設置されるオフィスでは、空調用の空気が床面から吹き出される。そして、サーバ1は前述の如くサーバラック2に複数段取り付けられるが、上方のサーバ1では開口33の上向きの角度を浅くし(より水平に近い)、下方のサーバ1では開口33の上向きの角度を深くする(より上方に向ける)。これにより、容易にケース3内の空気を外部に吐出することができるようになり、集積回路素子6・・の冷却効率を一層向上させることができるようになる。
【0092】
尚、実施例で示した各数値はそれに限定されるものではなく、集積回路素子の能力は数量などに応じて適宜設定するものとする。また、実施例ではマイクロコンピュータ54によりブラインの戻り温度と各コールドプレート16・・の温度や各集積回路素子6・・の稼動率に基づいてポンプ15及びクロスフローファン14の運転を能力制御したが、それに限らず、ポンプ15は常時運転し、クロスフローファン14のみの能力制御を行ったり、或いは、クロスフローファン14を常時運転してポンプ15の能力制御を行う方式でもよい。
【0093】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子が複数実装された回路基板を収納する電子装置であって、集積回路素子から熱移動が可能に各集積回路素子にそれぞれ取り付けられるコールドプレートと、各コールドプレートで加熱されたブラインが循環し、このブラインを冷却する熱交換器と、ケースの一面の開口に設けられたクロスフローファンから熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシングと、熱交換器からコールドプレートへ向くブラインの流れ中に順に設けられ、ブラインを貯溜するリザーブタンク及びブラインを循環させるポンプと、コールドプレート中に構成され、各コールドプレート間に渡る少なくとも一対の往復を成す直線形状のブラインの流路とを備え、クロスフローファンを熱交換器の空気流入側に沿って対応させると共に、各コールドプレートの集積回路素子と相反する側には複数の放熱フィンを設け、クロスフローファンからの空気が熱交換器に吹き付けられた後、回路基板に至るよう構成したので、コールドプレートの集積回路素子によって生じた熱を、ブラインによる冷却に加えて、放熱フィンによって冷却することができるようになり、迅速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現することができるようになる。
【0094】
特に、放熱フィンにコールドプレート用送風装置を取り付けたので、上記に加えて、コールドプレートよう送風装置により強制的に放熱フィンを冷却することができるようになり、より一層迅速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現することができるようになる。
【0095】
請求項2の発明によれば、上記発明においてコールドプレート用送風装置は、遠心送風型のファンを備えているため、比較的に高さ寸法の少ないファンにてコールドプレートを強制的に冷却することができるようになり、装置の小型化を図ることができるようになる。
【0096】
請求項3の発明によれば、上記各発明に加えて、ケースの外周付近の温度が+35℃以上の際に、コールドプレートの温度が+70℃以下になるように少なくとも送風ファン又はポンプの何れか一方を制御する制御部を備えるので、コールドプレートによる冷却能力を送風ファン又はポンプによって制御することができるようになる。これにより、集積回路素子の急激な発熱に対しても迅速に冷却能力を増大させ、素子の損傷発生を未然に回避することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した電子装置の実施例としてのサーバが積載されたサーバラックの正面図である。
【図2】 本発明の電子装置の実施例としてのサーバの斜視図である。
【図3】 図2のサーバのケースの上面カバーを取り外した状態の斜視図である。
【図4】 図3のサーバの平面断面図である。
【図5】 図2のサーバ前部の縦断側面図である。
【図6】 図2のサーバのケース側面の通気口部分の拡大図である。
【図7】 図3のサーバの縦断背面図である。
【図8】 図3のサーバの縦断側面図である。
【図9】 図3のサーバの回路基板に取り付けられた集積回路素子とコールドプレートの側面図である。
【図10】 図9のコールドプレートの分解斜視図である。
【図11】 図3のサーバのブライン冷却装置の電気回路図である。
【図12】 図11に示したマイクロコンピュータの制御動作を説明するフローチャートである。
【図13】 図11に示したマイクロコンピュータの制御動作を説明するもう一つのフローチャートである。
【図14】 図11に示したマイクロコンピュータの制御動作を説明するもう一つのフローチャートである。
【図15】 図11に示したマイクロコンピュータの他の実施例の制御動作を説明するフローチャートである。
【図16】 図15に示したマイクロコンピュータの他の実施例の制御動作を説明するもう一つのフローチャートである。
【図17】 本発明の電子装置の他の実施例のサーバの平断面図である。
【図18】 図17のサーバ後部の縦断側面図である。
【図19】 図3のサーバの回路基板に取り付けられた集積回路素子とコールドプレートの斜視図である。
【符号の説明】
1 サーバ(電子装置)
2 サーバラック
3 ケース
5 回路基板
6 集積回路素子
10 ブライン冷却装置
11 熱交換器
12 プレート
13、23、46、48 配管
13A 出口
13B 入口
14 クロスフローファン(送風ファン)
15 ポンプ
16 コールドプレート
17 ベース部材
18 蓋部材
26 リザーブタンク
30 開口
36 開口角度調整板
39 ファンケーシング
41 風路部材
44 通気口
49 低位部
51 検知センサ
53 シート材
54 マイクロコンピュータ
61 LED表示器
68 放熱フィン
71 送風装置
SW1、SW2 スイッチング電源回路
TH1〜TH4 サーミスタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device that houses a circuit board on which an integrated circuit element such as a CPU or an LSI that requires countermeasures against heat generation is mounted in a single case.
[0002]
[Prior art]
In recent years, semiconductor integrated circuit elements such as CPUs and LSIs having a microelectronic circuit in which elements having a large number of semiconductors and internal wirings are combined as one solid by a special method have been increasingly used. . An integrated circuit device having such a microelectronic circuit generates a large amount of heat during operation. When the temperature of the integrated circuit element rises, a problem that its operation becomes unstable occurs, and when the temperature rises further, the semiconductor is destroyed. Therefore, the heat sink is attached to the integrated circuit element to exchange heat between the heat sink and the air, and the heat of the integrated circuit element is released into the air to cool the integrated circuit element. It prevented unstable operation and thermal destruction due to high temperatures.
[0003]
On the other hand, in a data communication network using a communication line and a computer network (LAN) that performs high-speed data transfer using a private line within a limited range such as in a building or site, an integrated circuit element as described above is used. A server provided with a large number of electronic devices using the. That is, in such a server, the temperature rises significantly due to the operation of a large number of integrated circuit elements. Conventionally, the entire room where the server is installed is cooled by a cooling device, the cold air is taken into the electronic device, and the integrated circuit elements are installed. A method of cooling was taken.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, however, cold air is taken in by a propeller fan (blower) provided on the back of the electronic device so that the flow of cold air generated in the electronic device hits the integrated circuit element. It was not a good cooling efficiency.
[0005]
Therefore, a part of the cool air taken into the case by the blower has been discharged outside the electronic device without cooling the integrated circuit element.
[0006]
The present invention has been made to solve the problems of the related art, and an object thereof is to provide an electronic device in which the cooling efficiency of an integrated circuit element using brine is improved.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In other words, the electronic device according to the present invention stores a circuit board on which a plurality of integrated circuit elements that need countermeasures against heat generation are mounted in a single case, and each integrated circuit element can be moved by heat. A cold plate attached to each circuit element, a brine heated by each cold plate circulates, a heat exchanger that cools this brine, and a crossflow fan provided in an opening on one side of the case leads to the heat exchanger Each of the cold plates is composed of a fan casing constituting an air passage, a reserve tank for storing brine and a pump for circulating the brine, and a cold plate provided in order in the flow of brine from the heat exchanger to the cold plate. And at least a pair of reciprocating linear brine passages in between, Along with the air inflow side of the exchanger, a plurality of radiating fins are provided on the side opposite to the integrated circuit element of each cold plate, and after the air from the cross flow fan is blown to the heat exchanger, the circuit It is configured to reach the substrate , and a cold plate blower is attached to the heat dissipating fin .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the above-described invention, the cold plate blower includes a centrifugal blower type fan.
[0009]
In addition to the above-described inventions, the electronic device according to a third aspect of the present invention includes at least either a blower fan or a pump so that when the temperature near the outer periphery of the case is + 35 ° C. or higher, the temperature of the cold plate is + 70 ° C. It has a control part which controls either.
[0010]
According to the present invention, there is provided an electronic device that houses a circuit board on which a plurality of integrated circuit elements that require countermeasures against heat generation are mounted in a single case, and each integrated circuit element is capable of heat transfer from the integrated circuit element. Cold plates attached to each of them, brine heated by each cold plate circulates, a heat exchanger that cools the brine, and an air passage that leads from the crossflow fan provided in the opening on one side of the case to the heat exchanger Are arranged in order in the flow of the brine from the heat exchanger to the cold plate, the reserve tank for storing the brine and the pump for circulating the brine, and the cold plate are arranged between the cold plates. A cross-flow fan as a heat exchanger and at least a pair of reciprocating linear brine flow paths Along with the air inflow side, a plurality of heat radiation fins are provided on the opposite side of each cold plate to the integrated circuit element, and the air from the cross flow fan is blown to the heat exchanger and then reaches the circuit board. As a result, the heat generated by the integrated circuit element of the cold plate can be cooled by the radiation fins in addition to the cooling by the brine, so that rapid and accurate cooling of the integrated circuit element can be realized. become able to.
[0011]
In particular, since the cold plate air blower is attached to the heat dissipating fin, in addition to the above, the heat dissipating fin can be forcibly cooled by the air blower such as the cold plate. It becomes possible to realize the cooling.
[0012]
According to the invention of claim 2, in the above invention , since the cold plate blower device includes the centrifugal blower type fan, the cold plate is forcibly cooled by a fan having a relatively small height. As a result, the apparatus can be reduced in size.
[0013]
According to the invention of claim 3, in addition to each of the above inventions , when the temperature in the vicinity of the outer periphery of the case is + 35 ° C. or higher, at least either the blower fan or the pump is set so that the temperature of the cold plate becomes + 70 ° C. or lower. Since the control part which controls one side is provided, the cooling capability by a cold plate can be controlled now by a ventilation fan or a pump. As a result, it is possible to quickly increase the cooling capacity against sudden heat generation of the integrated circuit element, and to avoid the occurrence of damage to the element.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a server rack 2 on which a plurality of servers 1 as an embodiment of an electronic apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a perspective view of the server 1 as an embodiment of the electronic apparatus of the present invention. 3 is a perspective view of the server 1 with the top cover 4 of the case 3 removed, and FIG. 4 is a plan view of the server 1 of FIG.
[0015]
In each figure, a server (1U server) 1 according to the embodiment is a center for providing various services to a computer connected to a network, and a frame 2B of a server rack 2 having a caster 2A for movement on the bottom surface. And a plurality of units are installed over a plurality of upper and lower stages. Each server 1 houses a circuit board 5 on which a plurality of semiconductor integrated circuit elements 6 such as LSI and CPU are mounted. In addition, a controller 52 is provided at the lower part of the server rack 2 for managing task assignments and operating conditions to each server 1.
[0016]
The server 1 has a circuit board 5, a flexible disk drive 31, a CD-ROM drive 32, a power supply circuit (POWER) 9, a connector (I) in a case 3 having a thin rectangular shape with a height of 45 mm, a width of 450 mm, and a depth of 530 mm, for example. / O) In addition to electronic components such as 8, a plate fin type heat exchanger 11, a cross flow fan 14 as a blower fan, a pump 15 for circulating brine, a reserve tank 26 for storing brine, an integrated circuit element 6 And a brine cooling device 10 that includes a cold plate 16 or the like that is attached so as to be capable of heat transfer and cools the integrated circuit element 6. The case 3 includes a front surface 3A, a bottom surface 3B, a rear surface 3C, and left and right side surfaces 3D and 3D, and an upper surface is covered with a removable upper surface cover 4.
[0017]
In this case, the flexible disk drive 31 and the CD-ROM drive 32 face the right end of the front surface 3A of the case 3 and an opening 30 is formed on the left side thereof. The heat exchanger 11 is disposed in the case 3 corresponding to the inside of the opening 30. The heat exchanger 11 has a plurality of plates 12 having heat conductivity such as aluminum thin plates arranged at intervals of 1 mm to 5 mm, and penetrates through these plates 12 so that heat can be transferred. It is comprised from the meandering aluminum piping 13 which flows.
[0018]
In addition, when the space | interval of the plate 12 is narrow, the air filter 34 mentioned later of an appropriate eye is used, and when a space | interval is wide, safety structures, such as a slit, are used instead of the air filter 34.
[0019]
Further, a fan casing 39 of the cross flow fan 14 is disposed on the opening 30 side of the heat exchanger 11 so as to correspond to the opening 30. Thereby, the cross flow fan 14 is provided in the vicinity of the opening 30. The fan casing 39 is for forming an air passage connected to the heat exchanger 11 from the opening 30. The opening 33 of the fan casing 39 faces the outside while facing downward from the opening 30 of the case 3, and An air filter 34 for removing dust is attached.
[0020]
A curved opening angle adjusting plate 36 is attached to the upper edge of the opening 33 of the fan casing 39 in a bowl shape. The opening angle adjusting plate 36 can be freely engaged with and disengaged from ribs 37A projecting at a predetermined interval in the front-rear direction on a locking plate 37 provided in the upper part of the opening 33. By changing the position of the mating rib 37A, the amount protruding from the upper edge of the opening 33 can be changed in three stages. As a result, the amount of protrusion on the extension of the fan casing 39 can be changed, and the downward angle of the opening 33 can be changed in three stages such as 15 °, 30 °, and 45 ° from the horizontal. Inhalation of air from the combined direction is effectively performed.
[0021]
Here, in the computer room in which this kind of server rack 2 is installed, a circulation path in which cooling air is blown from the floor side and sucked from the ceiling side is configured. As described above, the server 1 is attached to the server rack 2 in a plurality of stages. In the upper server 1, the downward angle of the opening 33 is shallow (closer to the horizontal), and in the lower server 1, the downward angle of the opening 33 is set. By deepening (directing downward), the cooling air rising from the floor surface can be easily and smoothly taken in from the opening 33 and circulated in the case 3 by each stage of the server 1. It becomes like this. The cooling air (cold air) flows through the case 3 and is discharged from the back surface (rear surface) of the case 3.
[0022]
Further, a rectifying flap plate 38 is attached to the fan casing 39 on the rear side of the cross flow fan 14, that is, on the heat exchanger 11 side, and air from the cross flow fan 14 strikes the heat exchanger 11 in a biased manner. Is preventing. Further, on both sides of the fan casing 39, air passage members 41 extending to both sides and the lower side of the plurality of plates 12 of the rear heat exchanger 11 are integrally formed. The air passage member 41 may be constituted by an extension member that is separate from the fan casing 39.
[0023]
Here, the upper edge of the plate 12 of the heat exchanger 11 is in contact with the upper surface cover 4 of the case 3, and the lower edge is in contact with the lower surface of the air passage member 41 in contact with the bottom surface 3 </ b> B of the case 3. Since the left and right surfaces of the air passage member 41 are positioned on the left and right sides of the outermost plate 12, the casing of the heat exchanger 11 is configured by these. Further, the air passage member 41 of the fan casing 39 concentrates the air from the cross flow fan 14 on the plates 12 of the heat exchanger 11.
[0024]
As a result, the air sucked into the case 3 is guided only to the space between the plates 12 of the heat exchanger 11, so that a decrease in heat exchange efficiency that occurs when the air leaks to other locations is avoided. The heat exchange efficiency with the brine flow in the heat exchanger 11 described later is improved.
[0025]
In this case, the cross flow fan 14 corresponds along the longitudinal direction (left-right direction) on the air inflow side (front side) of the heat exchanger 11, and the air sucked from the opening 30 (opening 33) Supply in a line along the longitudinal direction. Thereby, the air sucked into the case 3 from the opening 30 by the cross flow fan 14 can be efficiently blown to the heat exchanger 11. Reference numeral 14M denotes a motor of the cross flow fan 14 (a DC motor whose rotational speed changes according to the applied voltage), and is attached to the outer surface of the fan casing 39.
[0026]
On the other hand, vents 42 and 42 are formed on the left and right of the rear surface 3C of the case 3, and exhaust fans 43 are attached to the vents 42 and 42, respectively. The circuit board 5 is located on the bottom surface 3 </ b> B of the case 3 so as to be positioned between the heat exchanger 11 and the vent holes 42 and 42. Further, the power supply circuit 9 is provided corresponding to the inside of the left vent 42. In addition, a plurality of vent holes 44 are formed on the left and right side surfaces 3D and 3D of the case 3 at a position surrounding the circuit board 5 by cutting the side surfaces 3D and 3D corresponding to the circuit board 5 inward. (FIG. 6). Note that the raising and lowering of the vent 44 is directed obliquely rearward.
[0027]
When the cross flow fan 14 is operated, the air sucked into the case 3 from the opening 30 is blown to the heat exchanger 11 and passes between the plates 12 to reach the circuit board 5. Thereafter, it passes through the cold plate 16... And the periphery of the power supply circuit 9, is sucked into the blower fans 43 and 43, and is discharged to the outside through the vent holes 42 and 42. As a result, a series of ventilation paths from the opening 30 to the vent holes 42 and 42 are formed in the case 3.
[0028]
Also, fresh air (outside air that has not passed through the heat exchanger 11) is sucked from the vent holes 44 formed in the side surfaces 3D and 3D by such ventilation, and passes through the cold plate 16 on the circuit board 5 and the periphery. Similarly, the air is discharged from the vents 42 and 42. Thereby, it is possible to avoid an abnormal rise in the temperature in the case 3 due to the air exchanged with the heat exchanger 11 and to improve the air cooling effect of the cold plate 16. Moreover, since the vent hole 44 is formed by cutting and raising, the productivity of the case 3 is also improved.
[0029]
The brine outlet 13A of the pipe 13 of the heat exchanger 11 is arranged at the upper end of the front left side toward the heat exchanger 11, and the pipe 46 connected to the outlet 13A is connected to the inlet of the reserve tank 26. ing. A pipe 47 connected from the outlet of the reserve tank 26 is connected to a suction port of the pump 15, and a discharge port of the pump 15 is connected to an inlet of an aluminum pipe 23 of the cold plate 16 described later. The outlet of the pipe 23 is connected to the brine inlet 13 </ b> B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 via the pipe 48 to constitute an annular brine circulation path of the brine cooling device 10. That is, the reserve tank 26 and the pump 15 are sequentially provided in the flow of brine from the outlet 13 </ b> A of the heat exchanger 11 toward the cold plate 16. Then, brine is enclosed in the annular brine circulation path.
[0030]
As the brine, a liquid heat medium that does not boil due to the heat generated by the integrated circuit element 6 is used. In the embodiment, the brine is filled with antifreeze. The brine may be normal water, pure water, HFE (hydrofluoroether), or the like.
[0031]
In this case, the inlet 13B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 is directly below the outlet 13A at the left front portion of the heat exchanger 11, and these inlet 13B and outlet 13A (at least the outlet 13A) are positioned higher than the cold plate 16. Is arranged. In addition, the bottom surface 3B of the case 3 at a position corresponding to the lower side of the heat exchanger 11 is set higher than the other parts (FIG. 7). A lower portion 49 lower than the lower end of the vessel 11 is formed. The outlet 13A and the inlet 13B of the pipe 13 of the heat exchanger 11, the pipes 46 and 48, the reserve tank 26, the pump 15 and the pipe 47 (these pipes become pipes through which brine circulates) are all in this lower portion. 49 or correspondingly above.
[0032]
The circuit board 5 is attached by being raised by a spacer at a position higher than the upper surface of the lower portion 49. In addition, the reserve tank 26 and the pump 15 are disposed in the front part on the lower part 49. Further, the upper surface of the lower portion 49 as a whole is inclined lower forward (FIG. 8), and a detection sensor 51 for detecting the brine when the brine is accumulated is attached to the lowest front end portion.
[0033]
With such a configuration, the inlet / outlet 13A, 13B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 and the pipes 46, 47, 48, 23, the reserve tank 26, the pump 15, etc. are connected to each other, and cracks / damage are generated in the brine. Even in the case of leakage, the leaked brine flows down along the slope of the lower portion 49 of the bottom surface 3 </ b> B of the case 3 and is collected at the front portion in the lower portion 49. As a result, it is possible to delay and avoid the inconvenience that the circuit board 5, the integrated circuit element 6 attached thereto, the pump 15, the heat exchanger 11 and the like are immersed in brine and cause a failure as much as possible. .
[0034]
In particular, since the outlet 13A of the heat exchanger 11 is located higher than the cold plate 16, even if a connection failure with the pipe 48 occurs at the outlet 13A portion, the heat exchanger until the pump 15 is stopped as will be described later. It is possible to minimize the amount of brine that leaks out of the inside. The brine leaking to the lower portion 49 is detected by the detection sensor 51 described above, and the pump 15 is stopped and an alarm is output as will be described later. Further, when the rib 50 is erected from the bottom surface 3B of the case 3 and the brine leaks between the lower portion 49 and the heat exchanger 11 and the circuit board 5, the brine flows toward the circuit board 5 side. It is preventing.
[0035]
As described above, a plurality of semiconductor integrated circuit elements 6 (three but one may be used in the present embodiment) are attached to the circuit board 5, and the integrated circuit elements 6. In addition to being arranged in a straight line, each integrated circuit element 6... Is attached to the circuit board 5 via a socket 7 (FIG. 9). A cold plate 16 is attached to each of the integrated circuit elements 6 in a heat exchange manner, and grease 24 having a high thermal conductivity is applied between the cold plate 16 and the integrated circuit element 6. Yes. The grease 24 closely contacts the integrated circuit element 6 and the cold plate 16, thereby efficiently transferring the heat of the integrated circuit element 6 to the cold plate 16. Instead of the grease 24, an elastic sheet material having good thermal conductivity as described later may be used.
[0036]
The cold plate 16 is configured, for example, by caulking and joining two aluminum plates having high thermal conductivity (thermal conductivity). The cold plate 16 includes a base member 17 serving as a plate-like heat conductive material positioned on the integrated circuit element 6 side, and a lid member 18 serving as a plate-like heat conductive material that is closely attached to the base member 17. The above-described piping 23 is sandwiched between the base member 17 and the lid member 18 (FIG. 9).
[0037]
A plurality of pipe grooves 21 (one pair in this embodiment) are formed in the base member 17 from the front end to the rear end, and the pipe grooves 21 are formed in parallel at a predetermined interval (FIG. 10). ). The pipe grooves 21 and 21 are recessed in the base member 17 as a semicircular arc shape equivalent to the outer peripheral shape of the pipe 23, and both the pipe grooves 21 and 21 have a predetermined distance from both sides of the base member 17. It is formed inside.
[0038]
Further, an engagement groove (concave portion) 19 having a predetermined depth and a predetermined width is formed between one pipe groove 21 and one side of the base member 17 from the front end to the rear end of the base member 17. Yes. The engagement groove 19 is formed in a substantially U-shaped cross section and is recessed in the base member 17 so as to be substantially parallel to the pipe groove 21. An engagement groove 19A is formed between the pipe grooves 21 from the front end to the rear end of the base member 17 in parallel with the pipe groove 21. The engagement groove 19A is the same as the engagement groove 19 described above. Is formed.
[0039]
Further, the base member 17 is formed with an engagement protrusion (projection) 20B having a predetermined height and a predetermined width from the front end to the rear end. The engaging protrusion 20B is formed so as to protrude from the base member 17 and is formed between the one pipe groove 21 and the engaging groove 19A and parallel to the pipe groove 21. Further, the base member 17 is formed with an engaging projection 20C extending from the front end to the rear end, and this engaging projection 20C is formed in the same shape as the engaging projection 20B. It is located on the opposite side to the engagement groove 19A. That is, the engagement groove 19, the pipe groove 21, the engagement protrusion 20B, the engagement groove 19A, the pipe groove 21, and the engagement protrusion 20C are formed at predetermined intervals in order from one side of the base member 17. Are formed on one side of the base member 17.
[0040]
On the other hand, a plurality (two) of pipe grooves 21 are also formed in the lid member 18, and these pipe grooves 21 are formed in the same shape as the pipe grooves 21 formed in the base member 17. Both pipe grooves 21 formed in the lid member 18 are formed at positions facing both pipe grooves 21 formed in the base member 17 when the lid member 18 is superposed on the base member 17. The pipes 23 and 23 are respectively sandwiched between the pipe grooves 21 formed in the pipe 18.
[0041]
Here, a sheet material 53 having thermal conductivity and elasticity made of a thin graphite sheet having a thickness of 50 μm or the like is interposed between the pipe 23 and the lid member 18, and the base member 17, the pipe 23, and the lid member 18. Sandwiched between. The sheet material may be on the base member 17 side of the pipe 23. Further, as described above, it may be provided between the integrated circuit element 6 and the cold plate 16 or may be attached to the upper surface of the cold plate 16. Further, as the material of the sheet material 53, a copper foil or the like can be considered.
[0042]
The sheet material 53 has a high thermal conductivity in the surface direction, and thus, heat transfer between the pipe 23 and the base member 17 and the lid member 18 is favorably performed in a wide range, and the heat conduction efficiency is improved. Will be able to. By such an action, heat transfer from the integrated circuit element 6 to the brine flowing in the pipe 23 of the cold plate 16 is performed extremely smoothly. In addition, you may apply | coat the grease similar to the above-mentioned to the surface (for example, the upper surface of the base member 17 of FIG. 10) which does not provide the sheet material 53 concerned.
[0043]
In this case, the cover member 18 is formed with engagement protrusions 20 and 20A similar to the engagement protrusions 20B and 20C from the front end to the rear end. The engaging protrusions 20 and 20A are formed at positions facing the engaging grooves 19 and 19A formed in the base member 17, and both the engaging protrusions 20 and 20A have the lid member 18 as the base member 17. When superposed, they are press-fitted into the engagement grooves 19 and 19A, respectively. The lid member 18 has engagement grooves 19B and 19C similar to the engagement grooves 19 and 19A from the front end to the rear end. The engagement grooves 19B and 19C are formed at positions facing the engagement protrusions 20B and 20C formed on the base member 17, and when the lid member 18 is superposed on the base member 17, both the engagement grooves 19B. , 19C are press-fitted into the engaging protrusions 20B and 20C, respectively.
[0044]
That is, the cold plate 16 is superposed in a state where the pipes 23 and 23 and the above-described sheet material 53 are sandwiched between the base member 17 and the lid member 18 (pipe grooves 21 and 21), and engages with the engagement grooves 19 and 19A. The base member 17 and the lid member 18 are tightly fixed by crimping the portions 20 and 20A by press-fitting the engaging protrusions 20B and 20C into the engaging grooves 19B and 19C. At this time, the outer circumferences of the pipes 23 and 23 are tightly fixed to the base member 17 and the lid member 18 (via the sheet material 53). Further, both the pipes 23, 23 are located outward from the front and rear ends of the base member 17 and the lid member 18.
[0045]
Three cold plates 16 configured in this way are prepared in the embodiment, and the ends of the pipes 23 of the cold plates 16 are connected by connectors 23A. At this time, each cold plate 16... Is connected to each of the three integrated circuit elements 6 attached to the circuit board 5 with dimensions respectively positioned, and the pipe 23 at the end of the one cold plate 16 is It connects with the bend pipe (arc-shaped pipe) 23B.
[0046]
By connecting the cold plates 16 in this way, a linear brine flow path having a pair of reciprocations between the cold plates 16 is formed. A plurality of pairs of linear brine channels may be formed between the cold plates 16 by providing more pipes 23. Each cold plate 16 is abutted and fixed on each integrated circuit element 6 through the grease 24 having a high thermal conductivity as described above (FIG. 9).
[0047]
The cold plate 16 is detachably fixed to the socket 7 by a clip 69 made of an elastic metal spring plate with the integrated circuit element 6 sandwiched between the cold plate 16 and the socket 7 as shown in FIG. Further, a plurality of aluminum heat radiation fins 68 are attached to the upper surface of the lid member 18 of the cold plate 16, that is, the surface opposite to the lower surface with which the integrated circuit element 6 abuts.
[0048]
At this time, the radiating fin 68 is formed with a notch 68A into which the clip 69 can be inserted. Further, a blower device 71 for the cold plate 16 is attached to the upper surface of the radiating fins 68 (not shown in FIGS. 3 and 4). The blower 71 is composed of a centrifugal blower type turbo fan having a small thickness, and sucks air from the lower radiation fins 68... And discharges it from a discharge port 72 on the side surface.
[0049]
With such a configuration, in addition to cooling with brine, which will be described later, the cold plate 16 is cooled strongly by the heat dissipation from the heat radiation fins 68 and the forced ventilation by the blower 71, so that the integrated circuit element 6 can be quickly cooled. And it can be achieved accurately. Further, since the blower 71 is a centrifugal blower type fan, it is possible to reduce the size by minimizing the expansion of the height dimension.
[0050]
Of the three cold plates 16 connected as described above, the left end of the cold plate 16 facing the pipe 23 located on the opposite side of the bend pipe 23B exchanges heat with the discharge port from the pump 15 as described above. Connected to the pipe 48 to the vessel 11 above the lower portion 49.
[0051]
Next, FIG. 11 shows an electric circuit diagram of the brine cooling device 10 of the server 1. In this figure, reference numeral 54 denotes a general-purpose microcomputer constituting a control unit and a detection unit. An input port of the microcomputer 54 is attached to each of the cold plates 16. The thermistors TH1, TH2, and TH3 for detecting the temperatures (or detecting the temperatures in the vicinity of the integrated circuit element 6) and the inlet 13B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 or the pipe 48 connected thereto. A thermistor TH4 that is attached in a heat exchange manner and detects the return temperature of the brine to the heat exchanger 11 is connected.
[0052]
Further, a resistor (volume or the like) 56 for setting a maximum value Tmax (for example, + 80 ° C.) of the return temperature of the brine is connected to the input port of the microcomputer 54, and a mode switch 57 is further connected. . Further, a voltage that changes based on temperature detection of the detection sensor 51 is applied to an A / D (analog / digital conversion) input port of the microcomputer 54, and power is turned on to a RESET input port of the microcomputer 54. A reset signal (linked to the power supply) is input. Further, the microcomputer 54 exchanges data with the controller 52.
[0053]
A signal output from the output port of the microcomputer 54 is supplied to the switching power supply circuits SW1 and SW2 via the buffer, and the output voltages of the switching power supply circuits SW1 and SW2 are controlled in the range of + 6V to + 12V in this embodiment. A transistor 59 for controlling energization of the relay 58 (relay coil) is also connected via a buffer, and ON / OFF is controlled by the microcomputer 54. An LED display 61 is also connected to the output of the microcomputer 54.
[0054]
The switching power supply circuits SW1 and SW2 are supplied with DC + 12V output from the power supply circuit 9, and the output of the switching power supply circuit SW1 is supplied to the motor 15M of the pump 15 through the resistor 62 and the normally open contact 58A of the relay 58. Is done. The output of the switching power supply circuit SW2 is supplied to the motor 14M of the cross flow fan 14 through the resistor 63 and the normally open contact 58B of the relay 58.
[0055]
Further, a series circuit of a resistor 64 and a light emitting diode of a photocoupler PH1 is connected in parallel with the resistor 62 on the output side of the switching power supply circuit SW1, and the output of the phototransistor of the photocoupler PH1 is an input port of the microcomputer 54. It is connected to the. In addition, a series circuit of a resistor 66 and a light emitting diode of a photocoupler PH2 is connected in parallel with the resistor 63 on the output side of the switching power supply circuit SW2. The output of the phototransistor of the photocoupler PH2 is input to the input port of the microcomputer 54. It is connected to the.
[0056]
Next, the operation of the brine cooling device 10 of the server 1 under the control of the microcomputer 54 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. When the power is turned on, a power ON reset signal is input to the microcomputer 54 in step S1 of FIG. As the reset signal, the microcomputer 54 uses an edge trigger by DC + 5V which is a power source for the relay 58 and the photocouplers PH1 and PH2.
[0057]
Next, the microcomputer 54 determines the maximum value Tmax of the return temperature of the brine set by the resistor 56 in step S2, and stores it in the storage unit (memory). In the embodiment, + 80 ° C. is not always set as Tmax. Next, in step S3, the microcomputer 54 starts counting a timer (for example, a 5-minute timer) that it has as its function. In step S4, it is determined whether the timer count has elapsed. If not, the process proceeds to step S5 to output a voltage signal indicating that DC + 12V is output to the switching power supply circuits SW1 and SW2, respectively. 59 is turned on to energize the relay 58. When the relay 58 is energized, the contacts 58A and 58B are closed.
[0058]
As a result, DC + 12V is supplied to the motor 15M of the pump 15 and the motor 14M of the cross flow fan 14, respectively, and both are operated at the maximum capacity. When the cross flow fan 14 is operated, air (outside air) is sucked from the opening 30 of the case 3 as described above and blown in a line along the longitudinal direction of the heat exchanger 11. As a result, the air after the plates 12 of the heat exchanger 11 and the pipes 13 are air-cooled passes through the cold plate 16 of the circuit board 5 and the periphery of the power supply circuit 9 and then ventilated by the blower fans 43 and 43. It is discharged to the outside through the ports 42 and 42.
[0059]
Further, as described above, fresh air (outside air) is also sucked from the vent holes 44 of the side surfaces 3D and 3D, and after air cooling through the cold plate 16 of the circuit board 5 and the periphery of the power supply circuit 9, the same manner. The air is discharged from the vents 42 and 42 to the outside.
[0060]
On the other hand, when the pump 15 is operated, brine is discharged from the discharge port, and after the heat exchange with the cold plates 16... 13 inlets 13B. The brine that has entered the inlet 13B exchanges heat with the pipe 13 itself and the plate 12 in the process of passing through the pipe 13 inside the heat exchanger 11 in a meandering manner, and is cooled by ventilation from the crossflow fan 14.
[0061]
The brine from the outlet 13 </ b> A of the pipe 13 of the heat exchanger 11 reaches the reserve tank 26 through the pipe 46, and repeats circulation that is sucked again from the suction port of the pump 15 through the reserve tank 26. In this way, the cold plates 16 are cooled by the brine that is air-cooled in the heat exchanger 11, and the integrated circuit elements 6 are cooled by the cold plates 16.
[0062]
In step S6, the microcomputer 54 determines whether the phototransistors PH1 and PH2 are turned on. Here, when no output is generated from the switching power supply circuits SW1 and SW2, the light emitting diodes of the photocouplers PH1 and PH2 do not emit light, and the respective phototransistors are turned off. When the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are turned on, the microcomputer 54 determines that outputs are generated from the respective switching power supply circuits SW1 and SW2, and returns to step S4. When the PH2 phototransistor is OFF, there may be an abnormality in which the pump 15 and the cross flow fan 14 are stopped. Therefore, the process proceeds from step S6 to step S7, and the abnormality is displayed on the LED display 61. Output an alarm.
[0063]
The microcomputer 54 continues to operate the crossflow fan 14 and the pump 15 with the maximum capacity after the power is turned on until the timer counts up, thereby responding to heat generated when the server 1 is started, and at the same time the brine cooling device 10 To stabilize the cooling capacity. When 5 minutes have elapsed since the power was turned on and the timer counts up, the microcomputer 54 proceeds from step S4 to step S8, and determines whether the return temperature of the brine detected by the thermistor TH4 is equal to or higher than the maximum value Tmax.
[0064]
When the temperature of the brine returned by heat exchange with each cold plate 16... Rises to a temperature equal to or higher than Tmax, the microcomputer 54 proceeds to step S12 and, similarly to the above, the maximum of the cross flow fan 14 and the pump 15 is reached. The operation of the capacity is continued, an abnormality is displayed on the LED display 61 in step S13, and the process returns to step S8. As a result, there is a possibility that the cold plate 16 is not cooling the integrated circuit element 6 effectively, so an alarm is given.
[0065]
On the other hand, if the return temperature of the brine is lower than Tmax in step S8, the process proceeds to step S9, and the temperature of each cold plate 16... Detected by each thermistor TH1, TH2, TH3 is taken in. Then, the highest temperature is selected from the thermistors TH1 to TH3 and set to T0. Next, in step S10, it is determined whether or not T0 is equal to or higher than Tmax-5 (that is, + 75 ° C.). In the above case, the process proceeds to step S14 and the cross flow fan 14 and the pump 15 are operated at the maximum capacity as described above. Then, the process returns to step S8.
[0066]
If T0 is lower than Tmax-5 in step S10, the process proceeds to step S11, where it is determined whether T0 is equal to or higher than Tmax-40 (ie, + 40 ° C.). If T0 is Tmax−40 or more and less than Tmax−5 (that is, + 40 ° C. or more and less than + 75 ° C.), the microcomputer 54 proceeds to step S20 in FIG.
[0067]
In step S20, the microcomputer switches the switching power source from the data table calculated in advance by PID (proportional differential integration) or fuzzy calculation based on the current T0 and ΔT obtained from the deviation (change) between the previous T0 and the current T0. An increase / decrease value ΔV of the output voltages of the circuits SW1 and SW2 is obtained. The routine cycle in this case is, for example, 0.5 seconds. In the calculation in step S20, when the temperature near the outer periphery of the case 3 is + 35 ° C. or higher, the temperature of the cold plate 16 is a set value of + 50 ° C. to + 70 ° C. In such a manner, the calculation is performed in such a way that the capacities of the pump 15 and the cross flow fan 14 are increased according to the rise in the temperature of the brine, and the capacities are decreased according to the decrease in the temperature.
[0068]
The set value may be controlled by the controller 52 in accordance with the operating rate of the server 1, or may be configured to be arbitrarily set manually.
[0069]
In step S21, the microcomputer 54 sets the voltage signal Vnew output to each of the switching power supply circuits SW1 and SW2 to the current voltage signal + ΔV, and in step S22, the voltage signal Vnew ranges from the lower limit DC + 8V to the upper limit + 12V. The voltage signal is corrected so as not to exceed the value, and the relay 58 is energized. As a result, the pump 15 and the cross flow fan 14 are operated with the adjusted capacity.
[0070]
In step S24, the microcomputer 54 determines whether the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are turned on in the same manner as described above. No output is generated from the switching power supply circuits SW1 and SW2, and the photocouplers PH1 and PH2 When the phototransistor is not emitting light and each phototransistor is OFF, an alarm is output by displaying an abnormality on the LED display 61 in the same manner as described above in step S25. If each switching power supply circuit SW1, SW2 is normal, the process returns to step S8.
[0071]
On the other hand, if T0 is lower than Tmax-40 (ie, + 40 ° C.) in step S11, the microcomputer 54 proceeds to step S15 in FIG. 14 and determines whether or not the mode switch 57 is turned on. Assuming that the mode switch 57 is ON, the microcomputer 54 proceeds from step S15 to step S17, outputs a DC + 8V voltage signal to the switching power supply circuit SW1, and outputs a 0V voltage signal to the switching power supply circuit SW2. The relay 58 is energized.
[0072]
As a result, the pump 15 is operated at the minimum capacity, and the cross flow fan 14 is stopped and ventilation is interrupted while ensuring the minimum brine circulation in the brine circulation path of the brine cooling device 10. Thereby, when the return temperature of the brine is lower than + 40 ° C., if the mode switch 57 is turned on, the microcomputer 54 maintains the minimum cooling of the integrated circuit element 6 by the brine cooling device 10. In step S18, similarly, it is determined whether or not the output of the switching power supply circuit SW1 is generated by the phototransistor of the photocoupler PH1, and if not, the LED display 61 similarly displays an abnormality. In either case, the process returns to step S8.
[0073]
On the other hand, when the mode switch 57 is OFF, the microcomputer 54 proceeds from step S15 to step S16, outputs a voltage signal of 0 V to the switching power supply circuits SW1 and SW2, deenergizes the relay 58, and returns to step S8. That is, when the return temperature of the brine is lower than + 40 ° C. and the mode switch 57 is turned off, the microcomputer 54 stops the cooling of the integrated circuit element 6 by the brine cooling device 10.
[0074]
Next, the flowcharts of FIGS. 15 and 16 show another embodiment of control by the microcomputer 54. The controller 52 provided in the server rack 2 calculates the operation rate of the integrated circuit elements 6 provided in the respective servers 1 through data communication. Although the temperature rise of the integrated circuit element 6 can be grasped from this operating rate, each operating rate is transmitted to the microcomputer 54. The flowchart in this case performs control using this operating rate.
[0075]
That is, when the power is turned on, the same power ON reset signal as that described above is input to the microcomputer 54 in step S31 of FIG. Next, the microcomputer 54 determines the maximum value Tmax of the return temperature of the brine set by the resistor 56 in step S32 and stores it in the storage unit (memory). Also in this case, + 80 ° C. is not always set as Tmax. Next, in step S33, the microcomputer 54 starts counting a timer (the above-mentioned 5-minute timer) that is provided as its function. In step S34, it is determined whether or not the timer count has elapsed. If not, the process proceeds to step S35 to output voltage signals to output DC + 12V to the switching power supply circuits SW1 and SW2, respectively. 59 is turned on to energize the relay 58. When the relay 58 is energized, the contacts 58A and 58B are closed.
[0076]
As a result, DC + 12V is supplied to the motor 15M of the pump 15 and the motor 14M of the cross flow fan 14, respectively, and both are operated at the maximum capacity as described above. In step S36, the microcomputer 54 determines whether or not the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are turned on. Outputs are generated from the switching power supply circuits SW1 and SW2, and the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are turned on. If it is determined that the output is generated from each of the switching power supply circuits SW1 and SW2, the process returns to step S34, but if the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are OFF, step S36 is performed. Then, the process proceeds to step S37 to display an abnormality on the LED display 61 to output an alarm.
[0077]
The microcomputer 54 stabilizes the cooling capacity of the brine cooling device 10 by continuing the operation of the cross flow fan 14 and the pump 15 with the maximum capacity until the timer counts up after the power is turned on. When 5 minutes have elapsed since the power was turned on and the timer counted up, the microcomputer 54 proceeds from step S34 to step S38, and determines whether the return temperature of the brine detected by the thermistor TH4 is equal to or higher than the maximum value Tmax.
[0078]
If the temperature of the brine returned by heat exchange with each cold plate 16... Rises to a temperature equal to or higher than Tmax, the microcomputer 54 proceeds to step S42 and, similarly to the above, the highest flow of the cross flow fan 14 and the pump 15. The operation of the capacity is continued, an abnormality is displayed on the LED display 61 in step S43, and the process returns to step S38. As a result, an alarm is given that the integrated circuit element 6 is at an abnormally high temperature.
[0079]
On the other hand, if the return temperature of the brine is lower than Tmax in step S38, the operation rate F1, F2, F3 of each integrated circuit element 6... Sent from the controller 52 is fetched in step S39. Then, the highest operating rate is selected from the operating rates F1 to F3 and is set to F0. Next, in step S40, it is determined whether F0 is, for example, 80% or more. In the above case, the process proceeds to step S44, and the cross flow fan 14 and the pump 15 are operated at the maximum capacity as described above. Then, the process returns to step S38.
[0080]
If F0 is lower than 80% in step S40, the process proceeds to step S41, where it is determined whether F0 is 40% or more, for example. If F0 is 40% or more and less than 80%, the microcomputer 54 proceeds to step S50 in FIG.
[0081]
In step S50, the microcomputer outputs the output voltages of the switching power supply circuits SW1 and SW2 from the data table calculated in advance by PID (proportional differential integration) or fuzzy calculation based on the deviation (change) between the previous F0 and the current F0. An increase / decrease value ΔV is obtained. The routine cycle in this case is, for example, 0.5 seconds. In the calculation in step S50, when the temperature outside the case 3 is + 35 ° C., the temperature of the brine is set so that the temperature of the cold plate 16 becomes + 70 ° C. or less. Calculations are performed in the direction of increasing the capacity of the pump 15 and the cross flow fan 14 in response to the increase and decreasing the capacity in response to a decrease in temperature.
[0082]
In step S51, the microcomputer 54 sets the voltage signal Vnew output to each of the switching power supply circuits SW1 and SW2 to the current voltage signal + ΔV, and in step S52, the voltage signal Vnew ranges from the lower limit DC + 8V to the upper limit + 12V. The voltage signal is corrected so as not to exceed the value, and the relay 58 is energized. As a result, the pump 15 and the cross flow fan 14 are operated with the adjusted capacity. Such control makes it possible to quickly increase the cooling capacity against sudden heat generation of the integrated circuit element 6 and to prevent damage to the element.
[0083]
In step S54, the microcomputer 54 determines whether or not the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are turned on in the same manner as described above. No output is generated from the switching power supply circuits SW1 and SW2, and the photocouplers PH1 and PH2 If the phototransistor is not turned on and each phototransistor is OFF, an alarm is output by displaying an abnormality on the LED display 61 in the same manner as described above in step S55. If each switching power supply circuit SW1, SW2 is normal, the process returns to step S38.
[0084]
On the other hand, if F0 is lower than 40% in step S41, the microcomputer 54 proceeds to step S15 in FIG. 14, and thereafter executes the same control. Note that the control in FIG. 14 is the same as that described above, and a description thereof will be omitted. In this way, the brine cooling device 10 can also be controlled by the operating rate of the integrated circuit elements 6.
[0085]
Here, when the detection sensor 51 detects the brine, the microcomputer 54 displays an abnormality on the LED display 61 and outputs an alarm in response thereto. At the same time, a voltage signal of 0 V is output to the switching power supply circuit SW1 to stop the pump 15. This minimizes the amount of brine leakage. Note that, for example, a maximum + 12V voltage signal is output to the switching power supply circuit SW2 and blown into the case 3 with the maximum capacity to ensure cooling in the case 3.
[0086]
In this way, brine leaks at the connection portions of the inlets 13A and 13B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 and the pipes 46, 47, 48, and 23, the reserve tank 26, the pump 15, and the like. If the detection sensor 51 stays in the front part in the lower part 49 of the bottom surface 3B and detects it, an alarm is output from the LED display 61, so that the user can quickly maintain a leakage failure of the brine. It becomes like this. Further, since the pump 15 is also stopped, the forced leakage of brine is stopped. In addition, since the outlet 13A of the heat exchanger 11 is located higher than the cold plate 16 as described above, if leakage occurs at the outlet 13A, the brine in the heat exchanger 11 is brought into the interior by stopping the pump 15. Will stay. Therefore, the amount of leakage of brine from the heat exchanger 11 is minimized.
[0087]
Next, FIG. 17 and FIG. 18 show the structure of another embodiment of the server 1 relating to the arrangement of the cross flow fan 14. In each figure, the same reference numerals as those in FIGS. 4 and 5 have the same or similar functions. In this case, an opening 67 is formed in the rear surface 3 </ b> C of the case 3, and a fan casing 39 of the cross flow fan 14 is disposed corresponding to the inside of the opening 67. Thereby, the cross flow fan 14 is provided in the vicinity of the opening 67.
[0088]
In this case, the fan casing 39 is for forming an air passage leading from the cross flow fan 14 to the front heat exchanger 11, and the opening 33 of the fan casing 39 is directed outward from the opening 67 of the case 3. A similar dust removing filter 34 is attached to the opening 33.
[0089]
When the cross flow fan 14 is operated, air around the circuit board 5 in the front case 3 is sucked. As a result, air is sucked from the opening 30 of the front surface 3A and the vent holes 44 of the side surfaces 3D and 3D described above, and after heat exchange of the heat exchanger 11 and the like, the cross flow fan 14 opens the opening 33 (opening 67). Discharged to the outside. As a result, the heat exchanger 11 and the cold plate 16... Of the brine cooling device 10 that cools the integrated circuit elements 6.
[0090]
At this time, a curved opening angle adjusting plate 36 is attached to the lower edge of the opening 33 of the fan casing 39. Also in this case, the opening angle adjusting plate 36 can be engaged with and disengaged from the ribs 37A projecting at a predetermined interval on the front and rear of a locking plate 37 provided in the lower portion of the opening 33, and is moved back and forth. By changing the position of the engaging rib 37A, the amount protruding from the lower edge of the opening 33 can be changed in three stages. Thereby, the upward angle of the opening 33 can be changed in three stages such as 15 °, 30 °, and 45 ° from the horizontal.
[0091]
In the office where this kind of server rack 2 is installed as described above, air for air conditioning is blown out from the floor. The server 1 is mounted in a plurality of stages on the server rack 2 as described above, but the upward angle of the opening 33 is shallower (closer to the horizontal) in the upper server 1 and the upward angle of the opening 33 in the lower server 1. Deepen (turn upward). Thereby, the air in the case 3 can be easily discharged to the outside, and the cooling efficiency of the integrated circuit elements 6 can be further improved.
[0092]
The numerical values shown in the embodiments are not limited thereto, and the capability of the integrated circuit element is appropriately set according to the quantity. In the embodiment, the microcomputer 54 controls the operation of the pump 15 and the cross flow fan 14 based on the return temperature of the brine, the temperature of each cold plate 16... And the operation rate of each integrated circuit element 6. However, the present invention is not limited to this, and the pump 15 may be operated at all times to control the capacity of only the cross flow fan 14, or the cross flow fan 14 may be operated at all times to control the capacity of the pump 15.
[0093]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an electronic device that houses a circuit board on which a plurality of integrated circuit elements that require countermeasures against heat generation are mounted in a single case, and is capable of heat transfer from the integrated circuit elements. The cold plate attached to each integrated circuit element, the brine heated by each cold plate circulates, heat exchange from the heat exchanger that cools this brine, and the crossflow fan provided in the opening on one side of the case A fan casing that constitutes an air passage leading to the cooler, a reserve tank for storing brine, a pump that circulates the brine, and a cold plate that are provided in order in the flow of brine from the heat exchanger to the cold plate, Cross-flow with at least a pair of reciprocating brine flow paths across each cold plate The heat flow is made to correspond to the air inflow side of the heat exchanger, and a plurality of radiating fins are provided on the opposite side of each cold plate to the integrated circuit element so that air from the cross flow fan is blown to the heat exchanger. After that, since it is configured to reach the circuit board, the heat generated by the integrated circuit element of the cold plate can be cooled by the radiation fins in addition to the cooling by the brine, and the integrated circuit element can be quickly and accurately It becomes possible to realize the cooling.
[0094]
In particular, since the cold plate air blower is attached to the heat dissipating fin, in addition to the above, the heat dissipating fin can be forcibly cooled by the air blower such as the cold plate. It becomes possible to realize the cooling.
[0095]
According to the invention of claim 2, in the above invention , since the cold plate blower device includes the centrifugal blower type fan, the cold plate is forcibly cooled by a fan having a relatively small height. As a result, the apparatus can be reduced in size.
[0096]
According to the invention of claim 3, in addition to each of the above-mentioned inventions , when the temperature near the outer periphery of the case is + 35 ° C. or higher, at least either a blower fan or a pump is used so that the temperature of the cold plate becomes + 70 ° C. or lower. Since the control part which controls one side is provided, the cooling capability by a cold plate can be controlled now by a ventilation fan or a pump. As a result, it is possible to quickly increase the cooling capacity against sudden heat generation of the integrated circuit element, and to avoid the occurrence of damage to the element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a server rack loaded with servers as an embodiment of an electronic apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view of a server as an embodiment of the electronic device of the present invention.
3 is a perspective view of the server case of FIG. 2 with a top cover removed. FIG.
4 is a cross-sectional plan view of the server of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a vertical side view of the front part of the server in FIG. 2;
6 is an enlarged view of a vent portion on a side surface of the case of the server in FIG. 2;
7 is a longitudinal rear view of the server of FIG. 3. FIG.
FIG. 8 is a vertical side view of the server of FIG. 3;
9 is a side view of an integrated circuit element and a cold plate attached to the circuit board of the server of FIG. 3. FIG.
10 is an exploded perspective view of the cold plate of FIG.
11 is an electric circuit diagram of the brine cooling device of the server of FIG. 3;
12 is a flowchart for explaining a control operation of the microcomputer shown in FIG.
13 is another flowchart for explaining the control operation of the microcomputer shown in FIG. 11. FIG.
14 is another flowchart for explaining the control operation of the microcomputer shown in FIG. 11; FIG.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a control operation of another embodiment of the microcomputer shown in FIG.
FIG. 16 is another flowchart for explaining the control operation of another embodiment of the microcomputer shown in FIG. 15;
FIG. 17 is a plan sectional view of a server according to another embodiment of the electronic apparatus of the present invention.
18 is a longitudinal side view of the rear part of the server in FIG. 17;
19 is a perspective view of an integrated circuit element and a cold plate attached to the circuit board of the server of FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 Server (electronic device)
2 server rack 3 case 5 circuit board 6 integrated circuit element 10 brine cooling device 11 heat exchanger 12 plate 13, 23, 46, 48 piping 13A outlet 13B inlet 14 cross flow fan (blower fan)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Pump 16 Cold plate 17 Base member 18 Lid member 26 Reserve tank 30 Opening 36 Opening angle adjustment plate 39 Fan casing 41 Air channel member 44 Ventilation hole 49 Low part 51 Detection sensor 53 Sheet material 54 Microcomputer 61 LED indicator 68 Radiation fin 71 Blower SW1, SW2 Switching power supply circuit TH1-TH4 Thermistor

Claims (3)

単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子が複数実装された回路基板を収納する電子装置において、
前記集積回路素子から熱移動が可能に各集積回路素子にそれぞれ取り付けられるコールドプレートと、
各コールドプレートで加熱されたブラインが循環し、このブラインを冷却する熱交換器と、
前記ケースの一面の開口に設けられたクロスフローファンから前記熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシングと、
前記熱交換器から前記コールドプレートへ向くブラインの流れ中に順に設けられ、前記ブラインを貯溜するリザーブタンク及び前記ブラインを循環させるポンプと、
前記コールドプレート中に構成され、各コールドプレート間に渡る少なくとも一対の往復を成す直線形状のブラインの流路とを備え、
前記クロスフローファンを前記熱交換器の空気流入側に沿って対応させると共に、前記各コールドプレートの前記集積回路素子と相反する側には複数の放熱フィンを設け、前記クロスフローファンからの空気が前記熱交換器に吹き付けられた後、前記回路基板に至るよう構成し、且つ、前記放熱フィンにはコールドプレート用送風装置を取り付けたことを特徴とする電子装置。
In an electronic device that houses a circuit board on which a plurality of integrated circuit elements that require countermeasures against heat generation are mounted in a single case,
A cold plate attached to each integrated circuit element so as to allow heat transfer from the integrated circuit element;
A heat exchanger that circulates the heated brine in each cold plate and cools the brine;
A fan casing constituting an air passage connected to the heat exchanger from a cross flow fan provided in an opening on one surface of the case;
A reserve tank for storing the brine and a pump for circulating the brine, which are sequentially provided in a flow of brine from the heat exchanger to the cold plate;
A flow path of linear brine configured in the cold plate and forming at least a pair of reciprocations between the cold plates;
The cross flow fan is made to correspond along the air inflow side of the heat exchanger, and a plurality of heat radiating fins are provided on the opposite side of the cold plate to the integrated circuit element so that the air from the cross flow fan An electronic device, wherein the electronic device is configured so as to reach the circuit board after being sprayed to the heat exchanger , and a cold plate air blower is attached to the radiating fin .
前記コールドプレート用送風装置は、遠心送風型のファンを有することを特徴とする請求項1の電子装置。The electronic device according to claim 1 , wherein the cold plate blower includes a centrifugal blower fan . 前記ケースの外周付近の温度が+35℃以上の際に、前記コールドプレートの温度が+70℃以下になるように少なくとも前記送風ファン又は前記ポンプの何れか一方を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2の電子装置。 And a control unit that controls at least one of the blower fan and the pump so that the temperature of the cold plate becomes + 70 ° C. or lower when the temperature near the outer periphery of the case is + 35 ° C. or higher. The electronic device according to claim 1 or 2 .
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