JP6070036B2 - Loop thermosyphon and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ループ型サーモサイフォン及びそのループ型サーモサイフォンを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a loop thermosyphon and an electronic device including the loop thermosiphon.
パーソナルコンピュータやサーバに使用されるCPU等の半導体装置(LSI:Large Scale Integration)は、稼働にともなって多量の熱を発生する。半導体装置の温度が許容温度を超えると、誤動作や故障が発生したり、プロテクション機能が作動して処理能力が著しく低下したりする。そのため、半導体装置の温度が許容範囲を超えないように、半導体装置を冷却することが重要である。 A semiconductor device (LSI: Large Scale Integration) such as a CPU used in a personal computer or server generates a large amount of heat as it operates. If the temperature of the semiconductor device exceeds the allowable temperature, malfunction or failure may occur, or the protection function may be activated to significantly reduce the processing capability. Therefore, it is important to cool the semiconductor device so that the temperature of the semiconductor device does not exceed the allowable range.
CPU等の半導体装置の冷却には、一般的に空冷式又は水冷式の冷却装置が使用される。空冷式冷却装置は、半導体装置の上に取り付ける金属製のフィンと、フィンに風を送る送風機とを有する。また、水冷式冷却装置は、半導体装置の上に取り付ける金属製の中空プレートと、熱交換器と、中空プレートと熱交換器との間に冷却水を循環させるポンプとを有する。 For cooling a semiconductor device such as a CPU, an air cooling type or a water cooling type cooling device is generally used. The air-cooling type cooling device has metal fins mounted on the semiconductor device and a blower that sends air to the fins. The water-cooled cooling device has a metal hollow plate mounted on the semiconductor device, a heat exchanger, and a pump for circulating cooling water between the hollow plate and the heat exchanger.
近年、更なる高性能化の要求により、消費電力が数100Wの半導体装置の登場が予想されている。このような半導体装置は、従来の半導体装置に比べて発熱量が大きいため、空冷式又は水冷式の冷却装置では十分に冷却できないおそれがある。このため、空冷式又は水冷式の冷却装置に比べてより一層冷却能力が高い冷却装置が望まれている。 In recent years, due to the demand for higher performance, the appearance of semiconductor devices with power consumption of several hundred watts is expected. Since such a semiconductor device has a larger calorific value than a conventional semiconductor device, there is a possibility that it cannot be sufficiently cooled by an air-cooled or water-cooled cooling device. For this reason, a cooling device having a higher cooling capacity than the air-cooled or water-cooled cooling device is desired.
そのような冷却装置の一つに、ループ型サーモサイフォンがある。ループ型サーモサイフォンは、冷媒(作動液)の潜熱を利用して熱を輸送する。一般的なループ型サーモサイフォンは、熱源から熱が伝達されて冷媒の蒸気を発生する蒸発器と、送風機等により冷却されて冷媒の蒸気を液体に戻す熱交換器と、蒸発器と熱交換器との間を連絡する気液二相管及び液管とを有する。冷媒として水を使用するループ型サーモサイフォンの場合、水冷式の冷却装置に比べて5倍以上の熱輸送能力を有する。 One such cooling device is a loop thermosyphon. The loop thermosyphon transports heat using the latent heat of the refrigerant (working fluid). A general loop-type thermosyphon includes an evaporator that generates heat of a refrigerant by transferring heat from a heat source, a heat exchanger that is cooled by a blower or the like to return the refrigerant vapor to a liquid, and an evaporator and a heat exchanger. A gas-liquid two-phase pipe and a liquid pipe communicating with each other. In the case of a loop-type thermosyphon that uses water as a refrigerant, it has a heat transport capability that is five times or more that of a water-cooled cooling device.
従来に比べて熱輸送効率が高いループ型サーモサイフォンを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a loop-type thermosiphon having higher heat transport efficiency than conventional ones.
開示の技術の一観点によれば、冷媒の蒸気を発生する蒸発器と、前記蒸発器の上方に配置され、前記蒸発器で発生した前記冷媒の蒸気を凝縮する熱交換器と、前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記冷媒の蒸気が通る気液二相管と、前記気液二相管よりも内径が小さく、前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記熱交換器で凝縮した冷媒が通る液管とを有し、前記蒸発器が、熱源に熱的に接続される伝熱部と、前記伝熱部の上に配置されて前記伝熱部とともに前記冷媒が封入される空間を形成し内面に疎水処理が施された錐状のカバー部とを有するループ型サーモサイフォンが提供される。 According to one aspect of the disclosed technology, an evaporator that generates refrigerant vapor, a heat exchanger that is disposed above the evaporator and that condenses the refrigerant vapor generated by the evaporator, and the evaporator A gas-liquid two-phase tube that communicates between the heat exchanger and the vapor of the refrigerant and has a smaller inner diameter than the gas-liquid two-phase tube, and communicates between the evaporator and the heat exchanger. A liquid pipe through which the refrigerant condensed in the heat exchanger passes, and the evaporator is disposed on the heat transfer section and is connected to the heat source, together with the heat transfer section There is provided a loop thermosyphon having a space in which the refrigerant is sealed and having a conical cover portion whose inner surface is subjected to hydrophobic treatment.
上述した一観点に係るループ型サーモサイフォンによれば、蒸発器内の蒸気の乾き度が高くなり、従来に比べて熱輸送効率が向上する。 According to the loop thermosyphon according to the above-described one aspect, the dryness of the steam in the evaporator is increased, and the heat transport efficiency is improved as compared with the conventional one.
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。 Hereinafter, before describing the embodiment, a preliminary matter for facilitating understanding of the embodiment will be described.
図1は、横軸にエンタルピー(熱量)をとり、縦軸に温度をとって、大気圧下における水蒸気の乾き度を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the dryness of water vapor under atmospheric pressure, with the horizontal axis representing enthalpy (calorie) and the vertical axis representing temperature.
大気圧下では、温度が0℃から100℃までの間、水は液体の状態である。そして、温度が0℃から100℃までの間、水の温度はエンタルピーの上昇にともなって上昇する。 Under atmospheric pressure, water is in a liquid state when the temperature is from 0 ° C. to 100 ° C. And while the temperature is from 0 ° C. to 100 ° C., the temperature of water rises as the enthalpy rises.
エンタルピーが419kJ/kgを超えると、水は温度が100℃の水蒸気になる。エンタルピーが419kJ/kgから2676kJ/kgの間、水蒸気の温度は100℃のままである。 When the enthalpy exceeds 419 kJ / kg, the water becomes water vapor having a temperature of 100 ° C. While the enthalpy is between 419 kJ / kg and 2676 kJ / kg, the temperature of the water vapor remains at 100 ° C.
水蒸気には湿った水蒸気と乾いた水蒸気とがある。温度が100℃でエンタルピーが419kJ/kgの水蒸気は、乾き度が0%であり、湿った水蒸気である。この場合、水蒸気は潜熱を全くもたない。 Water vapor includes wet water vapor and dry water vapor. Water vapor having a temperature of 100 ° C. and an enthalpy of 419 kJ / kg has a dryness of 0% and is moist water vapor. In this case, water vapor has no latent heat.
一方、温度が100℃でエンタルピーが2676kJ/kgの水蒸気は、乾き度が100%であり、乾いた水蒸気である。この場合、水蒸気は100%の潜熱、すなわち2257kJ/kgの潜熱をもつ。 On the other hand, water vapor having a temperature of 100 ° C. and an enthalpy of 2676 kJ / kg has a dryness of 100% and is dry water vapor. In this case, the water vapor has a latent heat of 100%, ie 2257 kJ / kg.
ループ型サーモサイフォンのように潜熱を利用して熱を輸送する冷却装置では、蒸気の乾き度が高いほど多くの熱を輸送することができ、冷却効率が高くなる。しかし、ループ型サーモサイフォンでは、蒸発器内で冷媒(上記の例では水)が蒸気に変化するときに沸騰により飛沫が発生したり、蒸発器内で蒸気が凝縮して液体に戻ったりする。このため、蒸発器内の蒸気の乾き度が低下して、熱輸送効率が低くなり、冷却効率も低くなる。 In a cooling device that uses latent heat to transport heat, such as a loop thermosyphon, more heat can be transported as the degree of dryness of steam increases, and cooling efficiency increases. However, in the loop thermosyphon, when the refrigerant (water in the above example) changes to vapor in the evaporator, splashing occurs due to boiling, or the vapor condenses in the evaporator and returns to liquid. For this reason, the dryness of the vapor | steam in an evaporator falls, heat transport efficiency becomes low, and cooling efficiency also becomes low.
以下の実施形態では、従来に比べて熱輸送効率が高いループ型サーモサイフォンについて説明する。 In the following embodiments, a loop thermosyphon having higher heat transport efficiency than the conventional one will be described.
(実施形態)
図2は、実施形態に係るループ型サーモサイフォンを示す図である。また、図3は、実施形態に係るループ型サーモサイフォンを半導体装置の上に装着した状態を示す図である。
(Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating the loop thermosyphon according to the embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the loop thermosyphon according to the embodiment is mounted on a semiconductor device.
図1に示すように、ループ型サーモサイフォン10は、蒸発器11と、熱交換器12と、気液二相管13と、液管14とを有する。また、ループ型サーモサイフォン10内の空間には、温度に応じて液相又は気相に変化する冷媒が封入されている。更に、ループ型サーモサイフォン10内の空間は例えば1/100気圧程度に減圧されており、比較的低い温度で冷媒が蒸発するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、冷媒として水を使用した場合について説明するが、アルコール、フッ素系不活性液体又はその他の薬品を冷媒として使用してもよい。 In the present embodiment, the case where water is used as the refrigerant will be described. However, alcohol, fluorine-based inert liquid, or other chemicals may be used as the refrigerant.
蒸発器11は、矩形平板状の伝熱部21と、伝熱部21の上側に接合されて伝熱部21とともに四角錐状の空間を形成するカバー部22とを有する。
熱交換器12の内側には例えば円筒状の空間が設けられており、外側には多数の冷却用のフィン12aが設けられている。熱交換器12は、図2に示すように、蒸発器11の上方に配置される。
For example, a cylindrical space is provided inside the
気液二相管13は、蒸発器11の頂部と、熱交換器12内の空間の一方の端部との間を連絡している。また、液管14は、熱交換器12内の空間の他方の端部と、蒸発器11のカバー部22に設けられた孔との間を連絡している。
The gas-liquid two-
液管14の内径は、気液二相管13の内径に比べて小さく設定されている。熱交換器12内の空間は、気液二相管13及び液管14の内径に応じて、気液二相管13側が広く、液管14側が狭くなっている。気液二相管13及び液管14は、例えば銅、銅合金、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される。
The inner diameter of the
蒸発器11の伝熱部21は、図3のように、回路基板31に実装された半導体装置32の上に、伝熱シート33を介して配置される。なお、図3中の符号32aは半導体装置32のパッケージ内に封止された半導体チップであり、符号32bは半導体装置32と回路基板31とを電気的且つ物理的に接続するはんだである。
As shown in FIG. 3, the
伝熱部21は例えば銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等のように熱伝導性が高い金属により形成されており、伝熱シート33に接触する下側の面は平坦である。本実施形態においては、伝熱部21の上側の面に多数の凹凸23を設けて、伝熱部21と液体状態の冷媒との接触面積を大きくしている。但し、凹凸23は必須ではなく、必要に応じて設ければよい。
The
伝熱部21の上側の面には親水処理が施されており、カバー部22の内側の面には疎水処理が施されている。本実施形態では、伝熱部21の上側の面を親水性の膜24で覆い、蒸発器11のカバー部22の内側の面を疎水性の膜25により覆っている。
The upper surface of the
親水性の膜24の膜材料として、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及びポリアミド等を使用することができる。また、疎水性の膜25の膜材料として、例えばフッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリスルフォン等を使用することができる。親水性の膜24を形成する替りに、伝熱部21の上面側に微細な凹凸を設けて親水性を付与してもよい。
As the film material of the
なお、前述したように冷媒として水以外のものを使用することも可能であるが、本願では冷媒が水か否かにかかわらず、液体状態の冷媒との接触角が大きくなる処理を疎水処理と呼び、液体状態の冷媒との接触角が小さくなる処理を親水処理と呼んでいる。 As described above, it is possible to use a coolant other than water. However, in the present application, regardless of whether or not the coolant is water, the treatment that increases the contact angle with the liquid coolant is referred to as a hydrophobic treatment. The process in which the contact angle with the liquid refrigerant is reduced is called hydrophilic treatment.
以下、上述したループ型サーモサイフォン10の動作について説明する。ここでは、初期状態において、蒸発器11内に一定量の水(冷媒)が液体の状態で存在するものとする。
Hereinafter, the operation of the
半導体装置32の稼働により発生した熱は、伝熱シート33を介して伝熱部21に伝達され、伝熱部21の温度が上昇する。これにより、伝熱部21の上に付着している液体状態の冷媒が蒸発し、伝熱部21から蒸発熱を奪う。
Heat generated by the operation of the
蒸発器11内で発生した蒸気は気液二相管13を通り、熱交換器12内に進入する。これにより、熱交換器12の温度が上昇する。しかし、前述したように熱交換器12には多数のフィン12aが設けられており、フィン12a間を通る風により熱交換器12が冷却される。そのため、熱交換器12内では冷媒の蒸気が凝縮して液体に戻る。
The steam generated in the evaporator 11 passes through the gas-liquid two-
この場合、熱交換器12では、気液二相管13側の口径が大きく、液管14側の口径が小さいので、気液二相管13と液管14との間には圧力差が生じる。この圧力差により、熱交換器12内で液体となった冷媒は液管14側に移動し、液管14内に入る。液管14内に入った液体状態の冷媒は、その後重力により液管14内を下降し、蒸発器11内に入る。
In this case, in the
このように、冷媒が液相と気相とに変化しながら蒸発器11と熱交換器12との間を循環し、それにより蒸発器11から熱交換器12に熱が輸送されて、半導体装置32が冷却される。
In this way, the refrigerant circulates between the evaporator 11 and the
ところで、本実施形態では、伝熱部21の上面側に凹凸23が設けられているので、伝熱部21と液体状態の冷媒との接触面積が大きく、伝熱部21から液体状態の冷媒への熱伝達効率が高い。また、本実施形態では、伝熱部21の上面側に親水性の膜24を形成しているので、蒸発器11内の液体状態の冷媒の量が少なくなっても、伝熱部21の上面側に液体状態の冷媒が濡れ広がる。このため、伝熱部21から液体状態の冷媒への熱伝達効率がより一層向上する。
By the way, in this embodiment, since the unevenness |
更に、本実施形態では、カバー部22の内側表面に疎水処理として疎水性の膜25を形成している。このため、図4に模式的に示すように、蒸発器21内で冷媒が蒸発するときに発生した飛沫や蒸発器21内で凝縮して液体になった冷媒がカバー部22の内側表面に付着すると、即座に重力によりカバー部22の壁面を伝って下に移動する。本実施形態では、蒸発器11内の空間が、伝熱部21側を底辺とする錐状になっているため、蒸発器11内の天井近くに付着した液体の冷媒も、カバー部22の壁面を伝って下に移動する。
Furthermore, in this embodiment, the hydrophobic film |
これにより、蒸発器11内の蒸気の乾き度の低下が抑制され、熱輸送効率が高くなる。その結果、半導体装置23を効率よく冷却することができる。
Thereby, the fall of the dryness of the vapor | steam in the
(実験例)
実験例として、図2に示す形状のループ型サーモサイフォン10を作製した。蒸発器11は銅により形成し、中央部の高さは30mm、外周部の高さは5mmとした。蒸発器11のカバー部22の内側の面には、疎水性の膜25として、厚さが約20μmのフッ素樹脂膜をコーティングした。水とフッ素樹脂膜との接触角は、約100°である。
(Experimental example)
As an experimental example, a
伝熱部21の上面には、凹凸23として、17個の柱状の突起を0.5mm間隔で格子状に配置した。この突起の大きさは1mm(縦)×1mm(横)×2mm(高さ)である。伝熱部21の上面(凹凸23の上を含む)には、親水性の膜24として、厚さが0.5μmの酸化チタン膜を形成した。水と酸化チタン膜との接触角は、約5°である。
On the upper surface of the
また、熱交換器12も銅により形成した。気液二相管13及び液管14には、その内部が観察できるように透明の管を使用した。気液二相管13の内径は4.3mm、液管14の内径は2.1mmである。
The
これらの蒸発器11、熱交換器12、気液二相管13及び液管14により、図2に示すループ型サーモサイフォン10を組み立て、内部に冷媒として70ccの水を封入した。ループ型サーモサイフォン10内の圧力は、大気圧よりも100kPa程度低い圧力とした。
The
このループ型サーモサイフォン10の蒸発器11を、図3に示すように半導体装置32の上に伝熱シート33を挟んで取り付けた。半導体装置32のサイズは40mm(縦)×40mm(横)×10mm(高さ)であり、その内部に配置された半導体チップ32aのサイズは25mm(縦)×25mm(横)である。
The
また、熱交換器12の近傍に送風機を配置し、送風機から熱交換器12に風速3m/sの風を供給した。更に、半導体装置32を200Wの電力で発熱させて、気液二相管13及び液管14内の状態を観察した。
Moreover, the air blower was arrange | positioned in the vicinity of the
その結果、蒸発器11で発生した蒸気が熱交換器12に移動して液体になり、液管14内を下方に移動するのが確認できた。また、気液二相管13内には液体の状態の冷媒が殆ど観察されなかった。
As a result, it was confirmed that the vapor generated in the
一方、比較例として、親水性の膜24及び疎水性の膜25を有しないこと以外は実験例と同様のループ型サーモサイフォンを作製し、気液二相管及び液管内の状態を観察した。その結果、気液二相管内に比較的多くの液体の状態の冷媒が観察された。
On the other hand, as a comparative example, a loop thermosyphon similar to the experimental example was prepared except that the
実験例のように、蒸発器11内に親水性の膜24及び疎水性の膜25を設けることにより、比較例に比べて15〜20%程度の冷却性能の向上が期待できる。
By providing the
(変形例1)
図5は、変形例1に係るループ型サーモサイフォンを示す図である。図5において、図2と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Modification 1)
FIG. 5 is a diagram showing a loop thermosiphon according to the first modification. 5, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図5に示すように、変形例1のループ型サーモサイフォン10aでは、気液二相管13の内面の蒸発器11に近い部分に、蒸発器11の疎水性の膜25に連続する疎水性の膜25aを形成している。
As shown in FIG. 5, in the loop-
これにより、気液二相管13内に入り込んだ飛沫や気液二相管13内で凝縮した冷媒を気液二相管13内から速やかに排除することができ、蒸発器11から熱交換器12に移動する蒸気の乾き度をより高くすることができる。その結果、ループ型サーモサイフォン10aの冷却能力が、図2に示すループ型サーモサイフォン10よりも向上する。
As a result, the splash that has entered the gas-liquid two-
(変形例2)
図6は、変形例2に係るループ型サーモサイフォンを示す図である。図6において、図2と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Modification 2)
FIG. 6 is a diagram illustrating a loop thermosyphon according to the second modification. 6, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図6に示す変形例2のループ型サーモサイフォン10bでは、蒸発器40が直方体形状を有する。この蒸発器40のサイズは、例えば40mm(縦)×40mm(横)×30mm(高さ)であり、例えば40mm(縦)×40mm(横)×5mm(厚さ)の矩形平板状の伝熱部41と、その上に配置されて伝熱部41とともに高さが20mmの直方体形状の空間を形成するカバー部42とにより形成される。
In the loop-
カバー部42の内側の面は、フッ素樹脂等により形成された疎水性の膜25に覆われている。
The inner surface of the
変形例2のループ型サーモサイフォン10bにおいても、図2に示すループ型サーモサイフォン10と同様の効果を奏する。また、蒸発器40の形状が直方体であるので、四角錐状に形成された図2に示すループ型サーモサイフォン10に比べて製造が容易である。
The loop-
(変形例3)
図7は、変形例3に係るループ型サーモサイフォンを示す図である。図7において、図2と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Modification 3)
FIG. 7 is a diagram illustrating a loop thermosyphon according to the third modification. In FIG. 7, the same components as those in FIG.
図7に示す変形例3のループ型サーモサイフォン10cでは、蒸発器50が、伝熱部51と、伝熱部51の上に配置されて伝熱部51とともにドーム状の空間を形成するカバー部52とにより形成されている。このカバー部52の内側の面には、フッ素樹脂等により形成された疎水性の膜25に覆われている。
In the loop-
変形例3のループ型サーモサイフォン10cにおいても、図2に示すループ型サーモサイフォン10と同様の効果を奏する。また、変形例3では、蒸発器50内の空間が、伝熱部21側を底辺とするドーム状であるため、蒸発器11内の天井近くに付着した液体の冷媒が、カバー部22の壁面を伝って下に移動しやすい。
The loop-
(電子機器)
図8は、実施形態に係るループ型サーモサイフォンを搭載した電子機器を示す模式図である。
(Electronics)
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an electronic device equipped with the loop thermosyphon according to the embodiment.
電子機器60は、例えばブレードサーバや、タワー型のパーソナルコンピュータであり、図8のように、筺体66内にはCPU62及びメモリ(図示せず)等が実装された回路基板61と、筺体66内に冷風を取り入れるための送風機67とが配置されている。
The
また、CPU62には、実施形態に係るループ型サーモサイフォン10(図2参照)の蒸発器11が接続されている。ループ型サーモサイフォン10の熱交換器12は送風機67の近傍に配置されており、送風機67から冷風が供給されるようになっている。蒸発器11と熱交換器12との間には、気液二相管13及び液管14が接続されている。
Further, the
本実施形態に係る電子機器60は、ループ型サーモサイフォン10によりCPU62を冷却する。このループ型サーモサイフォン10は、前述したように冷却能力が高いので、熱によるCPU62の誤動作や故障の発生及び処理能力の低下を防止できる。これにより、電子機器60の信頼性が向上する。
The
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the above embodiments.
(付記1)冷媒の蒸気を発生する蒸発器と、
前記蒸発器で発生した前記冷媒の蒸気を凝縮する熱交換器と、
前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記冷媒の蒸気が通る気液二相管と、
前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記熱交換器で凝縮した冷媒が通る液管とを有し、
前記蒸発器が、熱源に熱的に接続される伝熱部と、前記伝熱部とともに前記冷媒が封入される空間を形成し内面に疎水処理が施されたカバー部とを有することを特徴とするループ型サーモサイフォン。
(Appendix 1) an evaporator that generates refrigerant vapor;
A heat exchanger for condensing the refrigerant vapor generated in the evaporator;
A gas-liquid two-phase tube that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant vapor passes;
A liquid pipe that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant condensed in the heat exchanger passes;
The evaporator includes a heat transfer portion thermally connected to a heat source, and a cover portion that forms a space in which the refrigerant is sealed together with the heat transfer portion and has an inner surface subjected to hydrophobic treatment. Loop type thermosyphon.
(付記2)前記伝熱部の前記空間側の表面に親水処理が施されていることを特徴とする付記1に記載のループ型サーモサイフォン。 (Additional remark 2) The loop-type thermosiphon of Additional remark 1 characterized by the hydrophilic process being given to the surface at the side of the said space of the said heat-transfer part.
(付記3)前記気液二相管の内径が、前記液管の内径よりも大きいことを特徴とする付記1又は2に記載のループ型サーモサイフォン。 (Additional remark 3) The loop type thermosiphon of Additional remark 1 or 2 characterized by the internal diameter of the said gas-liquid two-phase pipe | tube being larger than the internal diameter of the said liquid pipe.
(付記4)前記疎水処理として、前記カバー部の内面にフッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリスルフォンから選択された樹脂の膜が形成されていることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載のループ型サーモサイフォン。 (Appendix 4) Any one of appendices 1 to 3, wherein as the hydrophobic treatment, a resin film selected from fluororesin, polypropylene, polyethylene and polysulfone is formed on the inner surface of the cover portion. Loop type thermosiphon as described in 1.
(付記5)前記親水処理として、前記伝熱部の表面に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及びポリアミドから選択された材料の膜が形成されていることを特徴とする付記2に記載のループ型サーモサイフォン。 (Additional remark 5) As said hydrophilic process, the film | membrane of the material selected from the titanium oxide, the aluminum oxide, the silicon oxide, and the polyamide is formed in the surface of the said heat-transfer part, The loop type | mold of Additional remark 2 characterized by the above-mentioned Thermosiphon.
(付記6)前記親水処理として、前記伝熱部の表面に凹凸が設けられていることを特徴とする付記2に記載のループ型サーモサイフォン。 (Additional remark 6) As said hydrophilic process, the unevenness | corrugation is provided in the surface of the said heat-transfer part, The loop type thermosiphon of Additional remark 2 characterized by the above-mentioned.
(付記7)前記伝熱部とカバー部とにより形成される前記空間が、前記伝熱部側を底辺とする錐状又はドーム状であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載のループ型サーモサイフォン。 (Appendix 7) Any one of appendices 1 to 6, wherein the space formed by the heat transfer portion and the cover portion is a cone or dome shape with the heat transfer portion side as a base. Loop type thermosiphon as described in 1.
(付記8)前記伝熱部とカバー部とにより形成される前記空間が、直方体形状であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載のループ型サーモサイフォン。 (Supplementary note 8) The loop thermosyphon according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein the space formed by the heat transfer part and the cover part has a rectangular parallelepiped shape.
(付記9)電子部品を搭載した回路基板と、
ループ型サーモサイフォンとを具備し、
前記ループ型サーモサイフォンは、
前記電子部品で発生する熱により冷媒の蒸気を発生する蒸発器と、
前記蒸発器で発生した前記冷媒の蒸気を凝縮する熱交換器と、
前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記冷媒の蒸気が通る気液二相管と、
前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記熱交換器で凝縮した冷媒が通る液管とを有し、且つ前記蒸発器が、熱源に熱的に接続される伝熱部と、前記伝熱部とともに前記冷媒が封入される空間を形成し内面に疎水処理が施されたカバー部とを有する
ことを特徴とする電子機器。
(Appendix 9) a circuit board on which electronic components are mounted;
A loop thermosyphon,
The loop thermosyphon
An evaporator that generates a vapor of refrigerant by heat generated in the electronic component;
A heat exchanger for condensing the refrigerant vapor generated in the evaporator;
A gas-liquid two-phase tube that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant vapor passes;
A heat transfer section that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant condensed in the heat exchanger passes, and the evaporator is thermally connected to a heat source; An electronic apparatus comprising: a cover portion that forms a space in which the refrigerant is sealed together with the heat transfer portion, and an inner surface is subjected to hydrophobic treatment.
10,10a,10b,10c…ループ型サーモサイフォン、11,40,50…蒸発器、12…熱交換器、13…気液二相管、14…液管、21,41,51…伝熱部、22,42,52…カバー部、23…凹凸、24…親水性の膜、25,25a…疎水性の膜、31…回路基板、32…半導体装置、33…伝熱シート、60…電子機器、61…回路基板、62…CPU、66…筐体、67…送風機。
10, 10a, 10b, 10c ... Loop thermosyphon, 11, 40, 50 ... Evaporator, 12 ... Heat exchanger, 13 ... Gas-liquid two-phase pipe, 14 ... Liquid pipe, 21, 41, 51 ...
Claims (4)
前記蒸発器の上方に配置され、前記蒸発器で発生した前記冷媒の蒸気を凝縮する熱交換器と、
前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記冷媒の蒸気が通る気液二相管と、
前記気液二相管よりも内径が小さく、前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記熱交換器で凝縮した冷媒が通る液管とを有し、
前記蒸発器が、熱源に熱的に接続される伝熱部と、前記伝熱部の上に配置されて前記伝熱部とともに前記冷媒が封入される空間を形成し内面に疎水処理が施された錐状のカバー部とを有することを特徴とするループ型サーモサイフォン。 An evaporator that generates refrigerant vapor;
A heat exchanger disposed above the evaporator for condensing the refrigerant vapor generated in the evaporator;
A gas-liquid two-phase tube that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant vapor passes;
An inner diameter smaller than the gas-liquid two-phase tube, and a liquid tube that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant condensed in the heat exchanger passes,
The evaporator has a heat transfer part thermally connected to a heat source and a space disposed on the heat transfer part to enclose the refrigerant together with the heat transfer part, and is subjected to a hydrophobic treatment on the inner surface. A loop thermosyphon characterized by having a conical cover portion.
ループ型サーモサイフォンとを具備し、
前記ループ型サーモサイフォンは、
前記電子部品で発生する熱により冷媒の蒸気を発生する蒸発器と、
前記蒸発器の上方に配置され、前記蒸発器で発生した前記冷媒の蒸気を凝縮する熱交換器と、
前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記冷媒の蒸気が通る気液二相管と、
前記気液二相管よりも内径が小さく、前記蒸発器と前記熱交換器との間を連絡し前記熱交換器で凝縮した冷媒が通る液管とを有し、且つ前記蒸発器が、熱源に熱的に接続される伝熱部と、前記伝熱部の上に配置されて前記伝熱部とともに前記冷媒が封入される空間を形成し内面に疎水処理が施された錐状のカバー部とを有することを特徴とする電子機器。 A circuit board with electronic components,
A loop thermosyphon,
The loop thermosyphon
An evaporator that generates a vapor of refrigerant by heat generated in the electronic component;
A heat exchanger disposed above the evaporator for condensing the refrigerant vapor generated in the evaporator;
A gas-liquid two-phase tube that communicates between the evaporator and the heat exchanger and through which the refrigerant vapor passes;
A liquid pipe having a smaller inner diameter than the gas-liquid two-phase pipe, communicating between the evaporator and the heat exchanger, and through which the refrigerant condensed in the heat exchanger passes, and the evaporator includes a heat source A heat transfer portion that is thermally connected to the heat transfer portion, and a conical cover portion that is disposed on the heat transfer portion to form a space in which the refrigerant is sealed together with the heat transfer portion, and whose inner surface is subjected to hydrophobic treatment And an electronic device.
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