JP6003423B2 - 冷却ユニット及び電子装置 - Google Patents
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Description
れている(例えば、特許文献1〜5等を参照)。一例として、ポンプによって循環路における冷却液を循環させ、発熱部品に装着した冷却ジャケットで発熱部品の発熱を冷却液に吸熱し、ラジエータからの放熱によって冷却液を空冷する冷却モジュールが知られている。電子装置内には複数の発熱部品が回路基板に実装されていることが多く、複数の発熱部品毎に冷却ジャケットを装着することで冷却モジュールのユニット化が行われる場合がある。
技術を提供することにある。
図1は、実施形態1に係る電子装置の斜視図である。図2は、実施形態1に係る電子装置の分解斜視図である。図1及び図2において、電子装置1は、サーバ等の情報処理装置である。但し、電子装置1は、他の情報処理装置であっても良い。電子装置1は、筐体(ハウジング)2を有し、この筐体2の内部に複数の中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)4(図2を参照)を搭載したマザーボード(回路基板)3が備えられ
ている。このCPU4は、各種の計算を実行する素子であり、電力が供給されることにより発熱する電子部品(発熱部品)である。マザーボード3は、電子装置1がサーバとしての機能を実現するための各種回路が搭載された基板である。また、図1における筐体2は、電子装置1の筐体の一部を示したものであり、例えば図示されている筐体2の外側を覆うように別の板金が配置されていても良い。本実施形態1に係る電子装置1は、発熱部品として筐体2内のマザーボード3に搭載される複数のCPU4を冷却するための水冷式の冷却ユニット(冷却モジュール)10を備えている。図1には、電子装置1の筐体2に冷却ユニット10を組み込んだ状態を示しているが、図2には、筐体2に冷却ユニット10を組み込む直前の状態を示している。以下、冷却ユニット10の詳細について説明する。
ャケットであり、この内部流路を流れる冷却液によってCPU4の熱を吸熱させる。受熱モジュール16の詳細については後述する。
れている。ラジエータ保持部材24は、取り付け用ビス24dを介して筐体2に固定される。具体的には、筐体2に形成された貫通孔(図示せず)及び取り付け用孔24eに取り付け用ビス24dを挿通させ、図示しないナット等を用いてラジエータ保持部材24を筐体2に締結しても良い。こうして、ラジエータ保持部材24によって、ラジエータモジュール12が筐体2に直接固定される。なお、図5においては、ラジエータ保持部材24を、ラジエータモジュール12における連結部21及び送り配管13の上に載置する前の状態を示している。
いる。図11には、送り配管13の延伸方向に直交する方向に沿ったタンク14及びポンプ15を切断した断面構造を示している。図12は、実施形態に係る受熱モジュール16及びその周辺部材を示す斜視図である。なお、図10、11には、第1CPU4aに対応する第1受熱モジュール16a、第1ポンプモジュール11aの構造を示し、図12には、第2CPU4bに対応する第2受熱モジュール16b、第2ポンプモジュール11bを示している。
延伸する区画壁によって、多数の細い(狭い)通路に区画されている(図10を参照)。
管として機能する。タンクモジュール11から受熱モジュール16へと供給された冷却液は、第1内部流路65及び第2内部流路66を流れる際に、クーリングプレート61と熱的に接触状態にあるCPU4の熱を吸熱する。このようにして、クーリングプレート61に供給された冷却液がCPU4の熱を奪い去ることによって、当該CPU4が冷却される。
に対して傾く場合がある。この場合、仮に送り配管13及び回収管17をそれぞれラジエータモジュール12に対してリジッドに接合してしまうと、送風ファン18による送風の進行方向に対して、放熱フィン23の配置面を正対させることが難しくなる。そうすると、送風ファン18からの送風を放熱フィン23が受ける投影面積が減少し、CPU4の冷却効率が低下する虞がある。また、筐体2内における他の部品や構造とラジエータモジュール12が干渉する虞もある。
は、回収管17を下段に配置し、送り配管13が回収管17と上下に重なるように回収管17の上部に配置されている。また、タンク14及びポンプ15を含むポンプモジュール11は、受熱モジュール16の上部を覆うように配置されている。送り配管13及びポンプモジュール11を流れる冷却液は、ラジエータモジュール12によって空冷された後であってCPU4から吸熱を行う前の状態にあり、その温度は低い。そのため、送り配管13、タンク14及びポンプ15の表面は、受熱モジュール16の排出パイプ64や回収管17に比べて低温といえる。
、かつ当該チューブを拘束することでその膨張変形を抑制する保護部材をフレキシブルチューブ5〜8に設置しても良い。保護部材は、特定の部材に限定されないが、例えば、フレキシブルチューブ5〜8の外周を覆うチューブ状部材であっても良いし、フレキシブルチューブ5〜8の外周に巻き回された針金部材等であっても良い。これによれば、ポンプ15や送風ファン18等の故障によって循環路の内圧が上昇した際、保護部材によってフレキシブルチューブ5〜8が過度に膨張することを抑制し、その破裂を抑止できる。なお、フレキシブルチューブ5〜8の端部は、当該端部が嵌め込まれるノズルに対して接着剤等によって接着されていても良い。この場合、ポンプ15や送風ファン18等が故障した際、フレキシブルチューブ5〜8とノズルとの間の接着部が剥がれることで、フレキシブルチューブ5〜8が大気開放される。その結果、冷却ユニット10における循環路の内圧が過度に上昇することを抑制できる。
図18は、実施形態2に係る冷却ユニット10Aの上面図である。冷却ユニット10Aにおいて、実施形態1に係る冷却ユニット10と共通する部材については、同一の参照符号を付すことで詳しい説明を省略する。本実施形態に係る冷却ユニット10Aが適用される電子装置1Aは、図19の模式図に示すように、マザーボード3上に4個のCPUが搭載されている。以下、4個のCPUを第1〜第4CPU4a、4b、4c、4dとする。
回収される。
2・・・筐体
3・・・マザーボード
4・・・CPU
5,6,7,8・・・フレキシブルチューブ
10・・・冷却ユニット
11・・・ポンプモジュール
12・・・ラジエータモジュール
13・・・送り配管
14・・・タンク
15・・・ポンプ
16・・・受熱モジュール
17・・・回収管
18・・・送風ファン
61・・・クーリングプレート
62・・・第1通路部
63・・・第2通路部
64・・・排出パイプ
65・・・第1内部流路
66・・・第2内部流路
Claims (6)
- 電子装置における複数の発熱部品を冷却する冷却ユニットであって、
ラジエータと、
前記ラジエータに接続され、当該ラジエータによって空冷された冷媒が流れる供給管と、
複数の前記発熱部品それぞれに対応して前記供給管に設けられた複数の開口ノズルと、
複数の前記発熱部品の各々に装着されると共に前記開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部と、
前記受熱部毎に設けられると共に当該受熱部に接合され、前記受熱部から排出される冷媒を前記ラジエータに戻す複数の回収管と、
を備え、
前記受熱部の各々は、前記供給管に対して相対変位可能に接続されており、
前記回収管の各々は、互いに直列かつ相対変位可能に接続されており、
前記供給管と前記ラジエータとの接続部、および、前記回収管と前記ラジエータとの接続部には、柔軟性を有する接続管が介在し、前記供給管および複数のうち最下流に位置する前記回収管は前記ラジエータに対して相対変位可能に接続され、
前記接続管を跨ぎ、前記ラジエータおよび前記供給管上に搭載されるラジエータ保持部材を備える、
冷却ユニット。 - 前記受熱部と前記供給管との接続部、および、前記回収管同士の接続部には、柔軟性を有する接続管が介在する、
請求項1に記載の冷却ユニット。 - 前記供給管には、タンクの内部流路とポンプの内部流路との少なくとも一方が含まれる、
請求項1または2に記載の冷却ユニット。 - 複数の発熱部品と、
複数の前記発熱部品を冷却する冷却ユニットと、
を備え、
前記冷却ユニットは、
ラジエータと、
前記ラジエータに接続され、当該ラジエータによって空冷された冷媒が流れる供給管と、
複数の前記発熱部品それぞれに対応して前記供給管に設けられた複数の開口ノズルと、
複数の前記発熱部品の各々に装着されると共に前記開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部と、
前記受熱部毎に設けられると共に当該受熱部に接合され、前記受熱部から排出される冷媒を前記ラジエータに戻す複数の回収管と、を有し、
前記受熱部の各々は、前記供給管に対して相対変位可能に接続されており、
前記回収管の各々は、互いに直列かつ相対変位可能に接続されており、
前記供給管と前記ラジエータとの接続部、および、前記回収管と前記ラジエータとの接続部には、柔軟性を有する接続管が介在し、前記供給管および複数のうち最下流に位置する前記回収管は前記ラジエータに対して相対変位可能に接続され、
前記接続管を跨ぎ、前記ラジエータおよび前記供給管上に搭載されるラジエータ保持部材を備える、
電子装置。 - 前記受熱部と前記供給管との接続部、および、前記回収管同士の接続部には、柔軟性を有する接続管が介在する、
請求項4に記載の電子装置。 - 前記供給管には、タンクの内部流路とポンプの内部流路との少なくとも一方が含まれる、
請求項4または5に記載の電子装置。
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