JP6079212B2 - COOLING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND COOLING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、発熱部品側に循環させた冷媒を介して熱移動を行うことで、発熱部品を冷却させる冷却装置、電子装置および冷却方法に関する。
The present invention relates to a cooling device, an electronic device, and a cooling method for cooling a heat generating component by performing heat transfer via a refrigerant circulated to the heat generating component side.
電子装置は、発熱部品としてたとえば半導体素子を利用した演算部品やメモリなどを備えている。そしてこのような発熱部品を備えた電子装置は、各部品を適正な温度に維持させるために冷却装置が設置される。この冷却装置は、たとえば発熱部品から発生する熱を直接外部に放熱させるものや、発熱部品側に循環させた冷媒を介して熱交換させ、別の場所で排熱させるものがある。 The electronic device includes, for example, an arithmetic component using a semiconductor element or a memory as a heat generating component. In the electronic device provided with such a heat generating component, a cooling device is installed to maintain each component at an appropriate temperature. This cooling device includes, for example, one that directly radiates heat generated from a heat-generating component to the outside, and one that causes heat exchange via a refrigerant circulated to the heat-generating component side and exhausts heat at another location.
冷却装置には、熱移動によって発生する冷媒の循環による流動エネルギや、放射される熱の上昇気流による流れのエネルギを回収し、利用するのがある。この流れのエネルギの回収手段として、たとえば循環する冷媒または上昇気流の流路上にファンなどを設置するものがある。 The cooling device collects and uses the flow energy due to the circulation of the refrigerant generated by heat transfer and the flow energy due to the rising airflow of the radiated heat. As a means for recovering the energy of this flow, for example, there is one in which a fan or the like is installed on a circulating refrigerant or a rising air flow path.
このような媒体の循環流や気流の利用構造に関し、発熱体の上部に設置したファン型のヒートシンクを上昇気流により回転させて発電機で発電させ、この電力をモータの動力源に利用するものがある(たとえば、特許文献1)。また、凝縮器と蒸発器との間に配置された膨張タービンが冷媒の圧力差により回動し、この回動動力を駆動力の一部として電動機を駆動させるものがある(たとえば、特許文献2)。また、容器外部に設置されたファンプロペラを冷媒の蒸気流によって回動するタービンプロペラを介して回動させることで、冷媒の放熱効率を向上させるものがある(たとえば、特許文献3)。
With regard to the structure for utilizing such medium circulation and air flow, a fan-type heat sink installed at the top of the heating element is rotated by an updraft to generate power with a generator, and this power is used as a power source for the motor. There is (for example, Patent Document 1). Moreover, an expansion turbine arranged between a condenser and an evaporator is rotated by a pressure difference of a refrigerant, and there is a motor that drives an electric motor using this rotational power as a part of driving force (for example, Patent Document 2). ). Moreover, there exists a thing which improves the thermal radiation efficiency of a refrigerant | coolant by rotating the fan propeller installed in the container exterior via the turbine propeller rotated with the vapor flow of a refrigerant | coolant (for example, patent document 3).
ところで、電子装置には、発熱部品に対する冷却手段として、サーモサイフォンの原理を利用したものがある。サーモサイフォンを利用した冷却手段は、たとえば発熱部品との熱交換により冷媒が加熱されることで蒸発する相変化が生じる。冷却手段は、たとえば熱交換により蒸発した気相の冷媒を凝縮部側に流す管路と、凝縮部から発熱部品側に冷却された液相の冷媒を流す管路とを別に設けて循環させる、所謂ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプが利用されていた。 By the way, some electronic devices utilize the principle of a thermosyphon as a cooling means for heat-generating components. The cooling means using the thermosiphon causes a phase change that evaporates when the refrigerant is heated by heat exchange with, for example, heat-generating components. The cooling means, for example, separately circulates a conduit for flowing a vapor-phase refrigerant evaporated by heat exchange to the condensing unit side and a conduit for flowing a liquid-phase refrigerant cooled from the condensing unit to the heat generating component side. A so-called loop thermosyphon heat pipe has been used.
このヒートパイプを用いた冷却手段は、発熱部品に接触した蒸発部の上方に凝縮部を設け、気化した冷媒の蒸気流を利用して冷媒を凝縮部側に流し、凝縮部で冷却された冷媒を重力を利用して下方側の蒸発部側に環流させる構造がとられていた。冷却手段内部での冷媒の流動は、蒸発部で発生する蒸気量に依存する。冷却手段は、たとえば蒸発部で発生する蒸気の流量が低く、環流してくる冷媒の流量が気化量に近い量となっている場合には、発熱部品を冷却することができる。しかし、発熱部品の温度が高く、蒸発部での気化量が多くなり、環流してくる冷媒の流量が気化量に比べて少ない状態となると、蒸発部内の冷媒の大部分または全部が気化してしまい、冷却機能が低下する、所謂ドライアウト状態に陥るおそれがある。 The cooling means using the heat pipe is provided with a condensing part above the evaporation part in contact with the heat generating component, and using the vapor flow of the evaporated refrigerant, the refrigerant flows to the condensing part side, and the refrigerant cooled by the condensing part The structure was made to circulate to the lower evaporation section side using gravity. The flow of the refrigerant inside the cooling means depends on the amount of vapor generated in the evaporation section. For example, when the flow rate of the steam generated in the evaporation unit is low and the flow rate of the circulating refrigerant is close to the vaporization amount, the cooling unit can cool the heat generating component. However, when the temperature of the heat generating component is high, the amount of vaporization in the evaporation unit increases, and the flow rate of the circulating refrigerant is smaller than the amount of vaporization, most or all of the refrigerant in the evaporation unit is vaporized. Therefore, there is a risk of falling into a so-called dry-out state in which the cooling function is lowered.
また、冷媒の環流に重力を利用する冷却装置では、凝縮部を蒸発部の上方側に配置させる構造となる。そこで、冷却手段では、たとえば発熱部品の発熱温度などを考慮し、ドライアウト状態にさせない熱設計が行われるほか、多量に冷媒を充填させるなどの手法がとられていた。しかし、このような手法では、想定した以上の発熱が生じた場合に対応できないおそれがある。さらに、安全度を高めるために冷媒を多く入れることで、冷却手段の大型化や配置構造が限られることになり、設置可能範囲が限定されるという課題がある。 Further, the cooling device that uses gravity for the refrigerant circulation has a structure in which the condensing unit is arranged above the evaporation unit. Therefore, in the cooling means, for example, a heat design that does not cause a dry-out state is performed in consideration of the heat generation temperature of the heat-generating component, and a method of charging a large amount of refrigerant has been taken. However, such a method may not be able to cope with a case where heat generation more than expected is generated. Further, by adding a large amount of refrigerant in order to increase the safety level, there is a problem that the size of the cooling means and the arrangement structure are limited, and the installation possible range is limited.
そこで、本開示の冷却装置、電子装置および冷却方法の目的は、冷却回路内の冷媒の循環機能を向上させて、冷却対象に対する冷却調整機能の向上を図ることにある。 Therefore, an object of the cooling device, the electronic device, and the cooling method of the present disclosure is to improve the cooling function for the cooling target by improving the circulation function of the refrigerant in the cooling circuit.
また、本開示の冷却装置、電子装置および冷却方法の他の目的は、蒸発部に対する凝縮部の配置位置の自由度を上げて、冷却装置の省スペース化および適用範囲の拡大を図ることにある。
In addition, another object of the cooling device, the electronic device, and the cooling method of the present disclosure is to increase the degree of freedom of the arrangement position of the condensing unit with respect to the evaporation unit, to save space of the cooling device and to expand the application range. .
上記目的を達成するため、本開示の構成の一側面は、蒸発部と、凝縮部と、第1の管路と第2の管路と、タービンと、ロータと、外部駆動手段と、第1の温度検出手段と、第2の温度検出手段と、制御部とを備える。蒸発部は、発熱部品に設置され、該発熱部品の発熱により内部に充填された冷媒を蒸発させる。凝縮部は、少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、熱交換して凝縮させる。第1の管路は、前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を前記凝縮部に流す。第2の管路は、前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を前記蒸発部に流す。タービンは、前記第1の管路内に設置され、流動する前記冷媒に接触させて回動する。そしてロータは、前記タービンの回動に基づいて回動し、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させる。外部駆動手段は、前記ロータに設置され、回転力を付与して前記ロータの回動を補助する。第1の温度検出手段は、前記第2の管路を流動する前記冷媒の温度を検出する。第2の温度検出手段は、前記発熱部品の温度を検出する。制御部は、前記第1の温度検出手段で検出した前記冷媒の温度により、前記外部駆動手段を動作させるか否かを決め、前記第2の温度検出手段で検出した前記発熱部品の温度により前記外部駆動手段を駆動調整させて、前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御する。
In order to achieve the above object, one aspect of the configuration of the present disclosure includes an evaporation unit, a condensing unit, a first pipe line, a second pipe line, a turbine, a rotor, an external driving unit, and a first unit. Temperature detecting means, second temperature detecting means, and a control unit. The evaporating unit is installed in the heat generating component and evaporates the refrigerant filled therein by the heat generated by the heat generating component. The condensing unit takes in at least the evaporated refrigerant and performs heat exchange to condense. The first conduit causes the refrigerant that flows by evaporation in the evaporation section to flow to the condensation section. The second conduit flows the refrigerant condensed in the condensing unit to the evaporating unit. The turbine is installed in the first pipeline and rotates in contact with the flowing refrigerant. And a rotor rotates based on rotation of the said turbine, and flows the said refrigerant | coolant in a said 2nd pipe line. The external drive means is installed on the rotor and applies a rotational force to assist the rotation of the rotor. The first temperature detection means detects the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe. The second temperature detecting means detects the temperature of the heat generating component. Control unit, the temperature of the refrigerant detected by the first temperature detecting means, determining whether or not to operate the external drive means, the temperature of the heating part detected by the second temperature detecting means The external driving means is driven and adjusted to control the flow rate of the refrigerant that flows into the second pipe.
本開示の冷却装置、電子装置または冷却方法によれば、次のいずれかの効果が得られる。 According to the cooling device, the electronic device, or the cooling method of the present disclosure, one of the following effects can be obtained.
(1) 冷媒の蒸気流からタービンで回収した流動エネルギを利用して、第2の管路内のロータを回動させることで、蒸発部側に対し、発熱部品の状態に応じて適切な流量で冷媒を循環させることが可能となる。 (1) By using the flow energy collected by the turbine from the refrigerant vapor flow, the rotor in the second pipe is rotated, so that the flow rate appropriate for the state of the heat-generating component is given to the evaporation section. This makes it possible to circulate the refrigerant.
(2) 冷媒の蒸気流に応じてロータを回動させて冷媒を循環させるので、発熱部品の温度変化による蒸気流の増減に対し、循環流量の応答性が高められる。 (2) Since the refrigerant is circulated by rotating the rotor according to the vapor flow of the refrigerant, the responsiveness of the circulation flow rate is improved with respect to the increase / decrease of the vapor flow due to the temperature change of the heat generating component.
(3) ロータにより強制循環させる構成により、蒸発部に対する凝縮部の配置位置が限定されず、冷却装置の小型化や低背化するとともに、冷却装置全体の形状を自由に設定することが可能となる。 (3) The configuration for forced circulation by the rotor does not limit the position of the condensing unit with respect to the evaporation unit, making it possible to reduce the size and height of the cooling device and freely set the shape of the entire cooling device. Become.
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
Other objects, features, and advantages of the present invention will become clearer with reference to the accompanying drawings and each embodiment.
〔第1の実施の形態〕 [First Embodiment]
図1は、第1の実施の形態に係る冷却装置の構成例を示している。図1に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。 FIG. 1 shows a configuration example of a cooling device according to the first embodiment. The configuration shown in FIG. 1 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.
図1に示す冷却装置2は、本開示の冷却装置の一例であり、蒸発部4と凝縮部6との間に往き管路8および戻り管路10を通じて冷媒12を循環させている。冷却装置2は、発熱部品14に直接、またはその近傍に設置した蒸発部4内に流動させた冷媒12に吸熱させ、冷媒12を介して凝縮部6側に熱移動させる。すなわち、この冷却装置2では、冷媒12の相変化を生じさせる潜熱を利用した熱移動を行う。冷却装置2には、たとえば往き管路8上にタービン16、戻り管路10上にロータ18を備えている。このロータ18は、タービン16と連結され、タービン16の回動に基づいて回動する。そして、戻り管路10内の冷媒12は、ロータ16の回動により強制流動して蒸発部4側に流される。
A
蒸発部4は、発熱部品14から発せられた熱を冷媒12に熱交換させて吸熱する手段の一例である。図2に示す蒸発部4は、たとえば内部に冷媒12が充填され、接触した発熱部品14から内部の冷媒12に伝熱させるヒートシンクを構成している。この蒸発部4の内部では、発熱部品14から発せられた熱を吸熱することで冷媒12を蒸発させる。これにより冷媒12は、気化熱により発熱部品14を冷却させる。冷媒12は、たとえば純水を用いればよく、その他、フッ素系液体などを用いてもよい。
The evaporating
蒸発部4は、たとえば回路基板20に実装された発熱部品14の上部側に設置される。蒸発部4には、内部に充填した冷媒12に吸熱させる吸熱部22が形成されている。この吸熱部22に接続された往き管路8および戻り管路10は、密閉された冷却装置2の冷媒管路の一部として利用される。吸熱部22内部に充填された冷媒12は、たとえば液体と蒸発した気体とが混在した気液二相、または液体が一定量溜まった状態となっている。
The
凝縮部6は、吸熱して気化した冷媒12を冷却して液体に凝縮する手段の一例であり、蒸発部4から取り込んだ少なくとも蒸気の冷媒12を取り込む。凝縮部6には、たとえば往き管路8と戻り管路10とが接続され、蒸発部4との間に密閉された冷却装置2の冷媒管路の一部として機能する。凝縮部6には、たとえば内部に気化した冷媒12と外気とを熱交換させる熱交換器を備え、熱交換による凝縮熱によって気化した冷媒12を液体に相変化させる。また凝縮部6には、たとえば効率よく外気と熱交換させるために冷却ファンなどを設けてもよい。
The condensing
この冷却装置2では、たとえば凝縮部6と蒸発部4とを同等の高さ、または回路基板20上の実装部品などに応じて一定の高低差を設けて設置される。また、冷却装置2は、たとえば回路基板20の設置状態に応じて、縦置きや横置き、または反転状態などの実装状態となる。
In this
往き管路8は、本開示の第1の管路の一例であり、一端側を蒸発部4に接続されるとともに他端側を凝縮部6に接続され、内部に加熱された高温の冷媒12を流す。往き管路8内部に流れる冷媒12は、たとえば気体のみまたは気体および液体の気液二相流となっている。
The
戻り管路10は、本開示の第2の管路の一例であり、凝縮部6で凝縮した冷媒12を蒸発部4側に流す構成である。内部に流れる冷媒12は、所定温度以下に冷却された液体状態である。
The
往き管路8と戻り管路10は、同等の管径で形成してもよく、または特定の比率をもって形成してもよい。これらの管路の大きさは、たとえば想定される発熱部品14の温度と、冷媒12の冷却効率などに基づく冷媒12の流量などに応じて設定すればよい。
The
発熱部品14は、サーバ装置やPC(Personal Computer)などの電子装置24に実装される電子部品の一例であり、演算処理などによって高温状態となることから、正常動作を継続させるために冷却処理が行われる部品である。発熱部品14は、たとえば半導体素子などで構成されるプロセッサやメモリ、GPU(Graphics Processing Unit)、その他電源装置のDC−DCコンバータなどであり、特に部品の大きさに対する発熱密度が高い部品である。蒸発部4は、たとえば発熱部品14の外装側に冷却効率を向上させるためのTIM(Thermal Interface Material)26を介して設置される。TIM26は、熱伝導材料の一例であり、シリコーン(Silicone)やグラファイト、熱伝導グリスなどで構成されればよい。
The
冷却装置2は、電子装置24の内部において、発熱部品14が実装された回路基板20上、またはその近傍に設置される。
The
タービン16は、往き管路8上に設置され、加熱によって蒸発した冷媒12の流動エネルギを回収して回動する手段の一例である。タービン16は、たとえば内部に設置された羽根車(インペラ)に流動する冷媒12を接触させることで回動する。そしてタービン16に接触した冷媒12は、凝縮部6側に連結された管路8に流される。
The
ロータ18は、戻り管路10上に設置され、回動軸に対して機械的または電磁的に連結されたタービン16の回動に基づいて回動して、冷媒12を強制的に流動させる手段の一例である。ロータ18は、凝縮部6側から流入した冷媒12を蒸発部4側に向けて押し流すための動翼を備える。
The
ロータ18は、タービン16に対して同軸上に配置されており、タービンの回動により発生する運動エネルギを利用して回動する。タービン16とロータ18との間には、タービン18の回動を特定の駆動比率で伝導するカップリング28が設置され、このカップリング28によりロータ18が回動される。このカップリング28は、連結手段の一例であり、たとえば機械的に駆動比率を設定するクラッチ機構およびギア機構であってもよく、または電磁的に羽根車と動翼とを引きつける電磁カップリング機構であってもよい。
The
この冷却装置2は、ループ型の熱サイフォンで構成されており、蒸発部4の吸熱部22内に封入された冷媒12が熱交換により蒸発して往き管路8内に高速で流れる。往き管路8の冷媒12の蒸気流は、たとえば流速1〔m/s〕程度で流動する。冷媒12は、往き管路8内を通じてタービン16に接触して回動させることで、回転エネルギが回収されたのち、凝縮部6側に導かれる。冷媒12は、凝縮部6における熱交換により凝縮熱が外部へ放出されることで、低圧の液相に凝縮される。液相となった冷媒12は、たとえば往き管路8側からの流動エネルギやロータ18の回動による強制流動によって戻り管路10側に導かれる。そして、液相となった冷媒12は、ロータ18の回動数によって所定の流量に制御され、蒸発部4側に流される。戻り管路10内の冷媒12は、たとえば流量5〔cm/s〕程度で流れる。
The
<羽根車または動翼の構成例について> <Example of configuration of impeller or blade>
図3、図4は、羽根車または動翼部品の構成例を示す図である。図3、図4に示す構成は一例である。 3 and 4 are diagrams showing examples of the configuration of the impeller or the moving blade component. The configuration shown in FIGS. 3 and 4 is an example.
図3に示す回動部品30は、冷媒12によって回動するタービン16または冷媒12を強制流動させるロータ18の一例である。回動部品30は、たとえばケース部品32、羽根部品34、蓋部品36で構成される。ケース部品32は、内部に羽根部品34を収納する収納孔38が形成されるとともに、たとえば側面側に冷媒12の流入または排出を行う冷媒流動部40を備えている。冷媒流動部40は、たとえば収納孔38の内部に対し、羽根部品34の円周側に偏芯して設置される。
A rotating
羽根部品34は、羽根42およびケース部品32の内部に回動させる胴体部44で構成され、流動する冷媒12に接触して回動し、または外力によって回動して冷媒12を強制流動させる。羽根42は、たとえば円柱状に形成された胴体部44の上部側に一体に形成、または設置されている。また、胴体部44には、中心部に羽根部品34を回動させる軸部46が形成される。軸部46は、たとえば蓋部品36の中央部に軸支される。
The
胴体部44の下部側には、たとえばマグネット部品48、49が設置されている。このマグネット部品48は、たとえば図示しない対向側のマグネット部品49との間で、磁力により連結するマグネットカップリングの一例である。
On the lower side of the
なお、羽根部品34は、たとえば胴体部44の下方側の一部にマグネット部品48、49を設置する場合に限られず、マグネット部品48、49と羽根部品34とを同一の部材で一体に形成してもよい。
The
蓋部品36は、羽根部品34が収納されたケース部品32の収納孔38を密閉させるとともに、たとえば中央部に形成された流動孔50を通じて冷媒12を収納孔38に対して流入させ、または流出させる構成例である。また蓋部品36は、たとえば収納孔38の中心軸上に交差する部分に羽根部品34の軸部46を軸支するための軸受部52が形成される。この軸受部52は、たとえば流動孔50の一部に配置される。
The
<回動部品30の組立て例について>
<Assembly example of rotating
図4のAに示すケース部品32は、マグネット部品48、49や羽根部品34が収納孔38内に設置される前の状態例である。収納孔38には、たとえば中心分部にマグネット部品48、49や羽根部品34を回動可能に軸支する軸受部54が形成されている。軸受部54は、羽根部品34の中心軸とケース部材32とが直交する位置に形成され、蓋部36と対向して配置される。これにより、ケース部品32の軸受部54と、蓋部品36の軸受部52との間で羽根部品34が軸支される。収納孔38の直径L1は、羽根部品34を収納して回動可能に設定される。
A
羽根部品34は、たとえば図4のBに示すように、中心に形成された軸部46を軸受部54に挿入すると、収納孔38内に収納される。羽根部品34の直径L2は、たとえば収納孔38の直径L1以下に形成すればよい。そして図4のCに示すように、蓋部品36は、羽根部品34の軸部46に対して軸受部52を配置し、ケース部32に設置される。
For example, as shown in FIG. 4B, the
この回動部品30は、たとえば遠心力により冷媒12を圧送する構成であり、渦巻き型または渦流れ型のいずれかの羽根部品が利用されればよい。タービン16に利用する場合、回動部品30は、たとえば冷媒流動部40から高温の気液二相流の冷媒12を流入させ、羽根42が回動することで流動エネルギを回収する。そして、タービン16内を羽根部品34に沿って流動した冷媒12は、蓋部品36の流動孔50に接続された往き管路8を通じて凝縮部6側に流される。また、ロータ18に利用する場合、回動部品30は、たとえば凝縮部6で凝縮された冷媒12を流動孔50から流入させ、羽根42の回動により冷媒流動部40側に圧送する。これにより冷媒12は、所定の流速に加速され、蒸発部4側に流される。
The rotating
<カップリングの構成例について> <Example of coupling configuration>
図5、図6および図7は、カップリングの構成例を示している。図5、図6、図7に示す構成は一例である。 5, 6 and 7 show examples of coupling configurations. The configurations shown in FIGS. 5, 6, and 7 are examples.
図5に示すタービン16とロータ18は、連結するカップリング28として、たとえばマグネットカップリングを利用した場合を示す。タービン16とロータ18は、たとえば、回動部品30の底面同士を接触または一定の距離をとり、各中心軸を同軸上に配置している。この場合、たとえばタービン16を上方に配置し、ロータ18を下方に反転させて配置した場合を示しているがこれに限られず、ロータ18を上方に配置してもよい。
The
タービン16およびロータ18は、たとえば図6に示すように各ケース部品32の内部において、タービン16側のマグネット部品48とロータ18側のマグネット部品49とが近接されており、それぞれ互いの磁力の影響を受ける状態となっている。
In the
マグネット部品48、49は、図7のAに示すように、たとえば中心部分を境に左右にN極とS極との磁性が設定される。そして、タービン16とロータ18とを対向させ、冷媒12の流動によってタービン16が回動すると、図7のBに示すようにタービン16のマグネット部品48が所定の回転数で回動し、N極とS極とが一定の円範囲で切替えられる。これにより、対向したロータ18側のマグネット部品49は、タービン16側のマグネット部品48の極性に従って回動させることができる。これにより、ロータ18は、タービン16が回収した冷媒12の流動エネルギを利用しての羽根42を回動させて冷媒12を強制流動させることができる。
As shown in FIG. 7A, the
なお、タービン16とロータ18は、同等の外径の場合を示しているがこれに限られない。たとえば往き管路8または戻り管路10内に流す冷媒12の流量を異ならせるために、各流路の幅とともに、タービン16またはロータ18の大きさを異ならせてもよい。これによりタービン16からロータ18に対する回動について、連結手段により特定の比率で伝達可能に設定することができる。
In addition, although the case where the
タービン16またはロータ18は、渦巻き型の回動部品30に限られない。高速で流動する気液二相流の冷媒12から運動エネルギを回収し、または羽根42の回動によって冷媒12を強制流動させるものであれば、渦流れ型のものやその他の型の回動部品を利用してもよい。
The
そのほか、冷却装置2は、たとえば往き管路8および戻り管路10がそれぞれ1本ずつの場合に限られない。たとえば蒸発部4と凝縮部6との間に、往き管路8と戻り管路10を複数本ずつ備えてもよい。この場合、タービン16とロータ18とを連結させるために、往き管路8と戻り管路10とを同数で構成すればよい。
In addition, the
斯かる構成によれば、冷媒12の蒸気流からタービン16で回収した流動エネルギを利用して、戻り管路10内のロータ18を回動させることで、蒸発部4側に対し、発熱部品14の状態に応じて適切な流量で冷媒12を循環させることが可能となる。冷媒12の蒸気流に応じてロータ18が回動して冷媒12を循環させるので、発熱部品14の温度変化による蒸気流の増減に対し、循環流量の応答性が高められる。ロータ18により強制循環させる構成により、蒸発部4に対する凝縮部6の配置位置が限定されず、冷却装置2の小型化や低背化するとともに、冷却装置全体の形状を自由に設定することが可能となる。
According to such a configuration, by using the flow energy recovered by the
〔第2の実施の形態〕 [Second Embodiment]
図8は、第2の実施の形態に係る冷却装置を備えた電子装置の構成例を示している。図8に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されない。 FIG. 8 shows a configuration example of an electronic device provided with the cooling device according to the second embodiment. The configuration shown in FIG. 8 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.
図8に示す電子装置60は、本開示の電子装置の一例であり、回路基板20に実装された発熱部品14上に蒸発部4を設置させた冷却装置62を備えている。この冷却装置62は、本開示の冷却装置の一例であり、蒸発部を構成するヒートシンク64、凝縮部を構成する熱交換器66が設置されている。そしてヒートシンク64と熱交換器66との間は、温度および相状態の異なる冷媒12を流す往き管路8と戻り管路10とで循環路が形成される。
An
また往き管路8上には、流動する冷媒12から運動エネルギを回収するタービン16を備えている。戻り管路10上には、回動により冷媒12を強制流動させるロータ18を備えている。ロータ18は、タービン16と同軸上に配置され、タービン16が回収した運動エネルギを利用して回動されている。
Further, a
さらに、この冷却装置62は、たとえば冷媒12の状態を検出する冷媒センサ68や、発熱部品14の温度を検出する発熱部品温度センサ70(図10)や制御回路72を備えている。冷媒センサ68は、たとえば戻り管路10上に設置され、ヒートシンク64側に流す冷媒12の状態を検出する手段の一例である。冷媒センサ68は、たとえば冷媒12の温度を検出する温度センサのほか、流量センサや圧力センサが設置されてもよい。温度センサは、たとえばサーミスタ温度計などを利用すればよい。流量センサは、冷媒12の流動を阻害させないものであればよく、機械式や電磁式などのセンサを用いればよい。
Further, the
制御回路72は、循環路内または戻り管路10内の冷媒12の流動監視および流動制御を行う手段の一例であり、たとえば冷媒センサ68や発熱部品温度センサ70やロータ18、その他の機能部品に電気的に接続されている。この制御回路72は、たとえば冷媒12の検出温度や発熱部品14の検出温度に基づいて、冷媒12の循環量を制御することで、発熱部品14に対する冷却機能を維持させる。この制御回路72は、たとえば冷却制御および冷却対象の温度監視などを行う制御機能部を独立して冷却装置62に備えてもよい。また、冷却装置62は、搭載される電子装置60の制御機能を利用してもよい。
The
<ロータに対する動作手段を備えた冷却装置について> <Cooling device with operating means for rotor>
図9は、外部駆動手段を備える冷却装置の構成例を示す図である。図9に示す構成は一例である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a cooling device including an external driving unit. The configuration shown in FIG. 9 is an example.
図9に示す冷却装置62は、たとえばロータ18に設置され、ロータ18の回動を補助する外部駆動手段74を備える。この外部駆動手段74は、たとえば外部電力によって駆動するモータや、エンジンなどで構成され、回転力をロータ18に付与する。外部駆動手段74は、ロータ18に機械的に直結され、または電磁的に接続される。この外部駆動手段74は制御回路72に接続され、たとえば冷媒12の温度や流量などの循環状態に応じた駆動制御指示を受けて駆動する。外部駆動手段74は、たとえば少なくともヒートシンク64の内部の吸熱部22内がドライアウト状態にならない冷媒12の循環量が得られるように駆動制御が行われる。
The
ヒートシンク64の吸熱部22には、たとえば戻り管路10から冷媒12が流動状態、または噴流状態で流入される。冷媒12の循環制御では、たとえば吸熱部22内に常に一定量の冷媒層が形成されるように冷媒12が供給されてもよく、または蒸気の冷媒12が常に吸熱部22内に充満される流量に制御してもよい。
For example, the refrigerant 12 flows into the
<発熱部品の温度状態の監視について> <Monitoring the temperature state of heat-generating components>
発熱部品14に対する温度監視には、たとえば図10に示すように、発熱部品14の上面側のTIM26とヒートシンク64との間に設置された熱電対を用いた温度センサ70が利用される。この温度センサ70は、発熱部品14から発せられる熱を検出可能な位置に設置されればよく、たとえば発熱部品14の上面側中央に設置される。また、温度センサ70は、発熱部品14の外部に設置されるものに限られず、たとえば発熱部品14の内部に構成されるプロセッサコアなどの半導体素子に内蔵されているサーマルダイオードの検出値を利用してもよい。
For example, as shown in FIG. 10, a
<制御ブロックについて> <About control block>
図11は、冷却装置の制御ブロックの構成例を示している。図11に示す構成は一例である。 FIG. 11 shows a configuration example of a control block of the cooling device. The configuration shown in FIG. 11 is an example.
冷却装置62の制御機能は、たとえば図11に示すように、制御対象となる液送装置71と、この液相装置71によって実行される冷却状態の監視および指示情報を出力する制御部である制御回路72が含まれる。液送装置71は、たとえば冷却装置62のうち、冷媒12を循環させるヒートシンク64、タービン16、ロータ18、カップリング28、熱交換器66、外部駆動手段74などが含まれる。そして、この冷却制御では、たとえば制御回路72から液相装置71に対し、発熱部品14を所定温度に維持するように冷媒12の循環量を制御する制御情報が出力される。
The control function of the
この冷却装置62の冷却制御は、たとえばPID(Proportional Integral Derivative)制御が行われる。この冷却制御では、たとえば戻り管路10内の冷媒12の流量情報が制御変数として設定される。この制御変数は、たとえば発熱部品温度センサ70によって検出された温度情報に基づいて設定され、冷却対象である発熱部品14が所定の温度に冷却可能な冷媒12の流量が設定されればよい。目標値は、制御変数として設定された流量情報の設定値である。この目標値は、たとえば冷却対象である発熱部品14の外部温度情報や冷媒12の温度情報、その他の情報などから発熱部品14を設定温度に維持させるために必要な冷媒12の流量の算出情報などである。目標値の設定は、たとえば制御回路72または図示しない他の機能部品で算出してもよく、そのほか、予め発熱部品14の温度と冷媒12の流量との関係を示すテーブル情報などを読み出して利用してもよい。
The cooling control of the
制御回路72は、ロータ18などの制御対象に対し、目標値である設定した冷媒12の流量を実現するための指示情報である操作変数として、たとえば外部駆動手段74であるモータへの駆動電流情報を出力する。
The
そして、冷却制御では、制御変数と目標値との偏差を解消させるためにフィードバック制御を行う。制御回路72は、たとえば偏差を解消させるための制御アルゴリズムを利用し、操作変数を調整する判断処理を行う。
In the cooling control, feedback control is performed to eliminate the deviation between the control variable and the target value. The
そのほか冷却制御では、たとえば冷却対象または冷却手段の温度変化による外乱によって制御変数が変化し、冷却機能や冷媒12の循環状態などの制御が乱される。この外乱は、たとえば冷却対象である発熱部品14の発熱量の変化によって生じる。外乱は、液送装置71の冷媒12の温度や流速などの制御対象73に作用し、たとえば冷媒12の温度変化やヒートシンク64における冷媒12の蒸発量の変化、または気相の冷媒12の流速変化など、液送装置71による冷却機能を変化させる。
In addition, in the cooling control, for example, a control variable is changed due to a disturbance due to a temperature change of a cooling target or a cooling unit, thereby disturbing control such as a cooling function or a circulation state of the refrigerant 12. This disturbance is caused, for example, by a change in the amount of heat generated by the heat-generating
従って、冷却制御では、たとえば冷却対象である発熱部品14や冷媒12の設定温度を実現するための目標値と、制御指示に基づく冷却処理や外乱の影響を受ける液送装置71の制御変数とをフィードバック制御により近似させる処理を繰り返し行う。
Therefore, in the cooling control, for example, a target value for realizing the set temperature of the
図12は、冷却制御を行うコンピュータの構成例を示す。図12に示す構成は一例である。 FIG. 12 shows a configuration example of a computer that performs cooling control. The configuration shown in FIG. 12 is an example.
制御回路72は、たとえばプロセッサ80、RAM(Random Access Memory)82、記憶部84で構成される。この制御回路72は、たとえば冷却装置62が独立して備えてもよく、または電子装置60に備えられたプロセッサなどを利用してもよい。
The
プロセッサ80は、記憶部84に記憶されている冷却制御プログラムなどを機能させるための演算処理を行う手段の一例である。
The
RAM82は、冷却制御プログラムを実行処理するワークエリアとして機能する。プロセッサ80は、冷却制御プログラムを実行し、冷媒センサ68や発熱部品温度センサ70などから取り込んだ発熱部品14の温度情報や冷媒12の温度情報、または流量情報などに基づいて、冷却機能の状態判断や偏差の判別、目標値の設定などを行う。またモータ電流などの操作変数の生成や出力を行う。
The
記憶部84は、たとえばROM(Read Only Memory)や半導体メモリなどで構成されており、冷却制御プログラムなどの制御プログラムを記憶するほか、各種センサから取得した温度情報、冷媒12の流量情報などを記憶してもよい。
The
戻り管路10に設置された冷媒センサ68は、流動する液相の冷媒温度を検出する温度センサ86のほか、たとえば流量センサ88や圧力センサ89などを備えてもよい。また、制御回路72には、発熱部品温度センサ70からの検出温度情報が取り込まれる。これにより、ヒートシンク64内における冷媒12の蒸発状態や、冷却装置62内の冷媒12の循環状態、冷却機能などを監視する。
The
そして制御回路72は、たとえばカップリング28や、外部駆動手段74であるモータなどに動作制御指示を出力して、発熱部品14を適正温度に維持させる冷却制御を実行する。
Then, the
<冷却制御処理について> <About cooling control processing>
図13は、冷却制御の一例を示すフローチャートである。図13に示す処理手順、処理内容は一例である。 FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of cooling control. The processing procedure and processing content shown in FIG. 13 are examples.
図13に示す処理は、本開示の冷却制御方法または冷却制御プログラムの一例であり、検出した温度情報に基づいて操作変数を出力し、ヒートシンク64側に流す冷媒12の流量を調整する処理を含む。
The process illustrated in FIG. 13 is an example of the cooling control method or the cooling control program of the present disclosure, and includes a process of outputting an operation variable based on the detected temperature information and adjusting the flow rate of the refrigerant 12 flowing to the
制御回路72では、たとえば冷媒センサ68に備えられた温度センサ86から液体の冷媒12の検出温度情報を取得し、目標冷媒温度に対する対比判断を行う(S1)。目標冷媒温度は、たとえば制御回路72による演算処理または予め記憶された設定情報を利用すればよく、冷媒12の冷却機能に基づき、発熱部品14の目標温度に対して設定される冷媒12の温度の一例である。すなわち、検出した液体冷媒12の温度が目標冷媒温度よりも低い場合(S1のYES)、発熱部品14の発熱量に対し、冷媒12の現在の循環量に基づく吸熱機能が充足していることから、外部駆動手段74のモータを「弱」機能で動作させ、または停止させる(S2)。
In the
冷却装置62は、発熱部品14の発熱温度に応じて冷媒12の蒸発量が決まり、この冷媒12の蒸気流の流量によってタービン16が回収する運動エネルギが決まる。そしてこの運動エネルギによってロータ18を回動させ、液相の冷媒12の供給量が設定される。従って、冷媒12の温度が設定温度よりも十分に低い場合には、モータを動作させなくとも、冷却機能が維持される。
In the
また、冷媒12の検出温度が目標冷媒温度よりも高い場合(S1のNO)、発熱部品14内部の状態監視に移行し、発熱部品温度センサ70の検出温度が許容温度よりも低いか否かが判断される(S3)。許容温度は、たとえば冷却対象としてヒートシンク64が設置された発熱部品14毎に設定された温度であり、発熱部品14が正常に機能することができる一定範囲の温度の一例である。この許容温度の情報は、たとえば制御回路72に予め設定登録されている。
Further, when the detected temperature of the refrigerant 12 is higher than the target refrigerant temperature (NO in S1), the process proceeds to the state monitoring of the
この実施例の発熱部品14の温度監視対象は、たとえばCPUコアであり、CPUコア温度TjがサーマルダイオードやCPUパッケージの外装側に設置された温度センサ70によって検出され、許容温度と対比される。検出温度が許容温度よりも低い場合(S3のYES)、モータを「中」機能の設定で動作させて、ヒートシンク64側への冷媒12の流量を調整する(S4)。
The temperature monitoring target of the
検出温度が許容温度よりも高い場合(S3のNO)、外部駆動手段74のモータを「強」機能の設定で動作させて、ヒートシンク64側への冷媒12の流量を調整し(S5)、発熱部品14の過熱やヒートシンク64内における冷媒12のドライアウトを防止する。
When the detected temperature is higher than the allowable temperature (NO in S3), the motor of the external drive means 74 is operated with the setting of the “strong” function to adjust the flow rate of the refrigerant 12 toward the heat sink 64 (S5) to generate heat. This prevents overheating of the
なお、この冷却制御処理は、電子装置60が駆動中や停止直後などを含み、常に実行される。また、制御回路72は、たとえば判断処理の実行カウンタやタイマなどを備えてもよい。これにより、たとえば発熱部品14の検出温度が許容温度よりも高い状態が一定回数または一定時間経過した場合には、発熱部品14や電子装置60の破損を回避するために、冷却装置62は、電子装置60に対する停止指示の出力や報知情報の出力などを実行してもよい。
This cooling control process is always executed, including when the
また、上記の冷却制御では、冷媒12の検出温度に基づいて外部駆動手段74の駆動制御を行ったがこれに限られず、たとえば流量センサ88や圧力センサ89などを利用して、冷媒12の冷却機能や状態を判断して、制御指示を出力させてもよい。
In the above cooling control, the driving control of the external driving means 74 is performed based on the detected temperature of the refrigerant 12, but the present invention is not limited to this. For example, the cooling of the refrigerant 12 is performed using the
斯かる構成によれば、冷却装置62に流れる冷媒12の状態を監視し、この監視結果に基づいてヒートシンク64側への冷媒供給量を調整することで、適切な流量制御を行うことができる。タービン16とロータ18による液送機能を利用し、冷媒12の吸熱による蒸発流量に応じて循環量が設定できるので、発熱温度変化に対する冷媒12の循環量の追従性を高めることができる。ロータ18により強制循環させる構成により、ヒートシンク64に対する熱交換器66の配置位置が限定されず、冷却装置の小型化、低背化とともに、冷却装置の形状の自由度を高めることができる。
According to such a configuration, it is possible to perform appropriate flow rate control by monitoring the state of the refrigerant 12 flowing through the
〔第3の実施の形態〕 [Third Embodiment]
図14は、第3の実施の形態に係る冷却装置を備える電子装置の構成例を示している。図14に示す構成は一例である。 FIG. 14 shows a configuration example of an electronic device including the cooling device according to the third embodiment. The configuration shown in FIG. 14 is an example.
電子装置60に設置された冷却装置62は、たとえば外部駆動手段74の駆動力をロータ18に伝達する手段として、マグネットカップリング90を利用した場合を示している。このマグネットカップリング90は、たとえば冷却制御手段として、冷媒12による冷却機能に応じて外部駆動手段74による駆動力の伝達を制御する制御機構を備える。
The
<ロータ18の構成例について>
<Configuration Example of
ロータ18は、図15に示すようにたとえばタービン16の下方側に設置されており、既述のようにタービン16の内部の羽根部品34に対し、羽根車100(図16)が同軸上に配置される。そしてロータ18は、タービン16の羽根部品34に設置されたマグネット部品48の回動を受けて羽根車100が回動する。ロータ18は、たとえばケース部品92内部に羽根車100が収納されており、上部側に設置された蓋部94によって密閉状態が保持される。タービン16は、たとえば蓋部94に載置されて固定させればよい。
The
このロータ18は、たとえばケース部品92の側面部に熱交換器66で凝縮された液相の冷媒12を取り込む流入孔96と冷媒12をヒートシンク64側に圧送する排出孔98を備えている。
The
図16に示すロータ18は、たとえばカスケード(渦流れ)型の羽根車100を利用しており、流入孔96から取り込んだ冷媒12を羽根車100の回転によってケース部品92内部の収納部102内で略1回転させることで圧力をかけ、排出孔98側に圧送させる。カスケード型の羽根車100は、たとえば円盤状に形成された本体部104の周囲に冷媒12を押し流す羽根(翼)106が複数枚配置されている。羽根車100の中心には、たとえば図示しない蓋部94や収納部102内に形成された回動中心軸によって軸支される貫通孔108が形成されている。この回動中心軸および貫通孔108は、タービン16の回動中心と同軸上に配置される。
The
羽根車100は、タービン16が配置される上面側にマグネット部品49を備えるとともに、下面側に外部駆動手段74と連結するマグネット部品110を備える。このマグネット部品110は、マグネットカップリング90の構成部品の一例である。
The
蓋部94は、たとえば貫通孔111が形成され、その貫通孔111に貫通させた締結部品112をケース部品92に形成された係止孔113に係止させることでケース部品92を密閉する。
The
なお、冷却装置62に設置されるロータ18は、カスケード型のものに限定される物ではなく、遠心型の動翼を備えたロータまたはその他のロータであってもよい。
The
<マグネットカップリングによるロータの駆動構成例について> <Example of rotor drive configuration with magnet coupling>
図17および図18は、外部駆動手段とロータとのカップリングによる連結原理例を示している。図17、図18に示す構成は一例である。 FIG. 17 and FIG. 18 show an example of the coupling principle by coupling the external drive means and the rotor. The configurations shown in FIGS. 17 and 18 are examples.
外部駆動手段74は、たとえばモータやエンジンなどの回転駆動する動力手段で構成されており、回転動力を出力する回転軸116を備えている。この回転軸116は、図17のAおよび図18のAに示すようにロータ18側に外部駆動手段74で出力した回転駆動力を伝達させるカップリング機構118を備えている。このカップリング機構118は、マグネットカップリング90の構成部品の一例であり、外部駆動手段74とロータ18とを連結させる連結機能、または連結を解除するクラッチ機能により外部駆動手段74の回転力の伝達を制限する制限機構として機能する。カップリング機構118は、たとえば制御回路72と接続され、制御指示に基づいて動作する。カップリング機構118は、ロータ18側のマグネット部品49に対して磁力によって連結させる磁力発生手段を備えている。外部駆動手段74は、ロータ18の回動量を増加させて冷媒12の圧送機能を補助する手段であり、その回動方向は、タービン16による回動方向に従って設定されればよい。
The external drive means 74 is comprised by the power means to rotationally drive, such as a motor and an engine, for example, and is provided with the
ロータ18は、たとえば図17のBに示すように、タービン16のマグネット部品48の回動によりN極とS極が反転を繰り返すのに従って、マグネット部品49が回動し、羽根車100が回動する。また外部駆動手段74側の駆動に連動して、磁力発生手段を動作させたカップリング機構118は、たとえば中心部を境にN極とS極の磁性が発生し、回動する。ロータ18側のマグネット部品110は、カップリング機構118に発生した磁力の回動に連動して回動することで、羽根車100に駆動力を付与する。羽根車100は、タービン16からの駆動力と外部駆動手段74からの駆動力によって所定回転数で回動し、冷媒12を圧送する。
For example, as shown in FIG. 17B, in the
また、図18のBに示すように、カップリング機構118は、たとえば制御回路72からの制御指示や外部駆動手段74の停止に連動して磁力発生手段を停止させると、磁力が消滅する。これにより、ロータ18側のマグネット部品110への駆動力の付与が停止する。
As shown in FIG. 18B, when the
<マグネットカップリングの構成例について> <Example of configuration of magnet coupling>
図19および図20は、カップリング機構の構成例を示している。図19、図20に示す構成は一例である。 19 and 20 show a configuration example of the coupling mechanism. The configuration shown in FIGS. 19 and 20 is an example.
カップリング機構118は、たとえばフィールド部120、ロータ部122が含まれる。フィールド部120は、たとえば図示しないケースや支持部材などにカップリング機構118を固定する手段であり、周縁側に固定部品を係止する係止孔などが形成される。
The
ロータ部122は、外部駆動手段74の回転動力を受けて回動する部品の一例であり、中心部分に回転軸116を係止させる係止孔124が形成されている。この係止孔124には、たとえば図示しないキー溝などが形成されてもよい。ロータ部122には、フィールド部120との境界部分に回転伝達を阻止するベアリング126が設置されている。また、ロータ部122の内部には、たとえば係止孔124の周縁に沿って、リング状に形成された電磁コイル128が設置されている。この電磁コイル128は、磁力発生手段の一例であり、図20に示すようにたとえば制御回路72や電源回路などに接続する端子130を備えている。なお、電磁コイル128は、リング状の単一部材で構成されるものに限られず、一定の大きさのブロック形状の部品がリング状に複数個設置されてもよい。
The
外部駆動手段74を利用した冷却制御では、たとえば電磁コイル128に対して通電させ、ロータ122の回転に伴って電磁コイル128を回転させて、マグネット部品110に回転駆動力を伝達する。
In the cooling control using the
なお、カップリング機構118は、外部駆動手段74とロータ18との連結または切り離しによる制限機構に限られず、ロータ18に対する伝達比率を切替える手段を備えてもよい。
The
<冷却制御について> <About cooling control>
図21は、マグネットカップリングを利用した冷却制御の処理例を示している。図21に示す処理内容、処理手順は一例である。 FIG. 21 shows a processing example of cooling control using magnet coupling. The processing content and processing procedure shown in FIG. 21 are examples.
図21に示す処理は、本開示の冷却制御方法または冷却制御プログラムの一例である。検出した温度情報に基づいて外部駆動手段74の動作制御とともに、外部駆動手段74とロータ18との連結または連結解除の制御処理を含む。
The process illustrated in FIG. 21 is an example of the cooling control method or the cooling control program of the present disclosure. In addition to controlling the operation of the
制御回路72は、たとえば冷媒センサ68に備えられる温度センサ86から液体の冷媒12の検出温度情報を取得し、目標冷媒温度に対する対比判断を行う(S11)。検出した液体冷媒12の温度が目標冷媒温度よりも低い場合(S11のYES)、冷媒12による吸熱機能が充足していると判断し、外部駆動手段74であるモータを停止させるとともに、電磁コイル128への通電を停止させてモータとロータ18とを切り離す(S12)。
The
また、冷媒12の検出温度が目標冷媒温度よりも高い場合(S11のNO)、発熱部品14内部の温度監視に移行し、発熱部品温度センサ70の検出温度が許容温度よりも低いか否かが判断される(S13)。発熱部品14の温度監視対象は、たとえばCPUコアであり、CPUコア温度TjがサーマルダイオードやCPUパッケージの外装側に設置された温度センサ70によって検出され、許容温度と対比される。検出温度が許容温度よりも低い場合(S13のYES)、外部駆動手段74のモータを「弱」機能の設定で動作させるとともに、電磁コイル128に通電してモータとロータを連結させる(S14)。これによりヒートシンク64側への冷媒12の流量が調整される。
When the detected temperature of the refrigerant 12 is higher than the target refrigerant temperature (NO in S11), the process proceeds to temperature monitoring inside the
検出温度が許容温度よりも高い場合(S13のNO)、外部駆動手段74のモータを「強」機能の設定で動作させるとともに電磁コイル128に通電してモータとロータを連結させる(S15)。これによりヒートシンク64側への冷媒12の流量を調整し、発熱部品14の過熱やヒートシンク64内における冷媒12のドライアウトを防止する。
When the detected temperature is higher than the permissible temperature (NO in S13), the motor of the external drive means 74 is operated with the “strong” function setting, and the
なお、冷却制御は、既述のように冷媒12の検出温度に基づいて外部駆動手段74の駆動制御を行うものに限られず、たとえば流量センサ88や圧力センサ89などを利用して、冷媒12の冷却機能や状態を判断して、制御指示を出力してもよい。
The cooling control is not limited to the one that controls the driving of the external driving means 74 based on the detected temperature of the refrigerant 12 as described above. For example, the cooling control of the refrigerant 12 is performed using the
斯かる構成によれば、外部駆動手段74とロータ18とを磁力によって連結させ、または切り離す構成により、ロータ内部の密閉性が確保でき、設定した冷媒12の流量が確保できるので、冷却装置の信頼性を高めることができる。
According to such a configuration, the external drive means 74 and the
以上説明した各実施形態について、その特徴事項を以下に列挙する。 The features of each embodiment described above are listed below.
(1) 冷却装置2は、冷媒12の流路を少なくとも二系列設けている。一系列は蒸気または気液二相の冷媒12を流す流路であり、流動する冷媒12の運動エネルギを回転エネルギへ変換するタービン16を備える。他の系列は、液体冷媒12を蒸発部4であるヒートシンク64に導くロータ18を備える流路である。タービン16とロータ18とは、カップリング28で連結され、タービン16からロータ18へ回転運動を伝達することで冷却対象側に冷媒12を循環させる冷却システムが形成される。
(1) The
(2) この冷却装置2は、半導体素子で構成された電子部品を備える電子装置の循環型冷却システムを構成する。
(2) The
(3) 冷却装置2は、冷媒12の蒸発および凝縮による相変化を利用して効率よく熱移動を行うことで、冷却機能を高めている。具体的には、ヒートシンク64内部は、液体冷媒12と飽和蒸気で満たされており、発熱部品14で発生した熱がヒートシンク64へ伝わると、液体冷媒12が蒸発し蒸気冷媒12となることで熱を奪い、冷媒12を冷却する。そして、蒸気冷媒12は、熱サイフォン作用によって冷媒の相変化と高速の蒸気流れによって凝縮部6側に熱移動させる。凝縮部6では、冷媒12の蒸気が熱交換器によって放熱され凝縮することで液相に変化する。
(3) The
(4) この冷却装置2によれば、タービン16およびロータ18によって冷媒12を強制流動させる構造により、重力を利用した冷媒12の循環を行わないので、凝縮部6に対するヒートシンク64の設置位置や設置状態の自由度が高められる。また、液相の冷媒12の還流量を気相冷媒の流量に依存させないため、蒸発部4が乾燥するドライアウト現象を防止でき、冷却機能の向上および電子装置の信頼性を高めることができる。
(4) According to the
〔その他の実施の形態〕 [Other Embodiments]
(1) 上記実施の形態では、タービン16からロータ18に動力を伝達するカップリング28は設定された駆動比率で伝導する場合を示したがこれに限られない。カップリング28は、たとえばタービン16とロータ18との駆動比率を切替える切替え手段を備えてもよい。この切替え手段を備えるカップリング28は、たとえば機械的なギア構造や通電量により伝達効率を変更可能な電磁カップリングを利用したクラッチ機構を備えてもよい。
(1) In the above embodiment, the
このカップリング28では、たとえばロータ16の回動数に対して、ロータ18の回動数を増加させる構成であってもよく、またはギア機構などによって回動数を減少させるものであってもよい。このロータ18の回動数の減少は、たとえば戻り管路10に流す冷媒12の流量を減少させる制御とは限らない。たとえば往き管路8側を流れる蒸気冷媒12の流動エネルギなどによって戻り管路10側の流量が維持される場合も含まれる。
The
クラッチ機構を備えるカップリング28を利用した冷却装置2の冷却制御では、たとえば図22に示すように、冷媒12の流量検出(S21)および冷媒12や発熱部品14の温度検出(S22)による検出情報に基づいて冷媒12の循環流量を判断する(S23)。循環流量が適正であり冷却機能が維持されている場合(S23のYES)には、その流動状態を維持させる。また、冷媒12温度が高い場合など、循環流量が適正でない場合(S23のNO)には、外部駆動手段74のモータの駆動などの駆動制御を行うほか、カップリング28の切替え手段を切替えることで、ロータ18への回転伝達比率を変更させる。これにより、戻り管路10内の液体冷媒12の流量を調整することができる。
In the cooling control of the
斯かる構成によれば、カップリングによりタービン16とロータ18の直結および差動が自在となるため、液還流量が蒸気量に依存せず、常に蒸発部4に液体冷媒12を制御して供給でき、安定した冷却が可能になる。さらに、タービン16の回動によってロータ18を自律作動させる構成により、電子装置の冷却機能が動作しなくなる状態を回避でき、冷却装置を搭載した電子装置の信頼性を向上させることができる。
According to such a configuration, direct coupling and differential between the
(2) 上記実施の形態では、タービン16で回収した回転エネルギをロータ18に伝達させるカップリングとして、マグネットを利用した電磁カップリングを用いたが、これに限られない。タービン16とロータ18の羽根部品34は、たとえばケース部品32を貫通した連結軸によって機械的に連結され、回転を伝達させてもよい。この場合、ケース部品32には、たとえば連結軸の貫通部分に対し、連結軸が回動可能な止水部品を備えればよい。
(2) In the above embodiment, the electromagnetic coupling using the magnet is used as the coupling for transmitting the rotational energy recovered by the
(3) 上記実施の形態では、外部駆動手段74によってロータ18を回動させる構成を示したがこれに限られない。冷却装置2は、たとえば戻り管路10上にポンプを設けて冷媒12を流動させてもよい。斯かる構成によれば、既述のタービン16が回収した蒸気冷媒の運動エネルギを利用したロータ18とともに、ポンプの圧送によって、低温の冷媒12を強制流動させることができる。これにより、蒸発した冷媒12の流量に関わらず、必要な流量の冷媒12を蒸発部4側に供給できる。また、ポンプを利用することで、たとえば蒸発部4の温度が急加熱した場合、往き管路8内の冷媒流量が低い状態であっても、強制的に低温の冷媒12を蒸発部4側に流せるので、一時的にドライアウト状態になるのを防止できる。また、冷却装置2内で冷媒12の対流を促すことができ、タービン16およびロータ18の回動増加時の負荷を抑えることができ、迅速に最適な流量制御が可能となる。
(3) In the above embodiment, the configuration in which the
(4) 上記実施の形態では、冷却装置2内部に充填される冷媒12の量の調整制御およびその手段を示していないが、冷却装置2は、たとえば管路上に冷媒12の流動量を調整する貯留タンクを設けてもよい。そして、蒸発部4側の温度状態や、冷媒12の流動状態に応じて、冷媒12の増減を行ってもよい。斯かる構成によれば、たとえば蒸発部4が許容温度以上になり、外部駆動手段74を利用しても適正な温度まで冷却できない場合であっても、冷媒12の流量を増加させることができ、ドライアウト状態の発生を阻止することが可能となる。
(4) Although the above embodiment does not show the adjustment control of the amount of the refrigerant 12 filled in the
次に、以上述べた実施例を含む実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。以下の付記に本発明が限定されるものではない。 Next, the following additional notes will be disclosed with respect to the embodiment including the above-described examples. The present invention is not limited to the following supplementary notes.
(付記1)発熱部品に設置され、該発熱部品の発熱により内部に充填された冷媒を蒸発させる蒸発部と、
少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、熱交換して凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を前記凝縮部に流す第1の管路と、
前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を前記蒸発部に流す第2の管路と、
前記第1の管路内に設置され、流動する前記冷媒に接触させて回動するタービンと、
前記タービンの回動に基づいて回動し、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させるロータと、
を備えることを特徴とする、冷却装置。
(Additional remark 1) The evaporation part which is installed in a heat-emitting component and evaporates the refrigerant | coolant with which it was filled by heat_generation | fever of this heat-emitting component,
A condensing part that takes in at least the evaporated refrigerant and exchanges heat to condense;
A first conduit for flowing the refrigerant flowing by evaporation in the evaporation section to the condensation section;
A second conduit for flowing the refrigerant condensed in the condensing unit to the evaporating unit;
A turbine installed in the first pipe and rotating in contact with the flowing refrigerant;
A rotor that rotates based on the rotation of the turbine and flows the refrigerant in the second pipe;
A cooling device comprising:
(付記2)前記ロータは、前記タービンと同軸上に配置され、前記タービンの回動により発生する運動エネルギを利用して回動することを特徴とする、付記1に記載の冷却装置。
(Additional remark 2) The said rotor is arrange | positioned coaxially with the said turbine, It rotates using the kinetic energy which generate | occur | produces by rotation of the said turbine, The cooling device of
(付記3)前記ロータは、前記タービンとの間に、前記タービンの回動を特定の比率で伝達可能な連結手段を介して連結されることを特徴とする、付記1または付記2に記載の冷却装置。
(Additional remark 3) The said rotor is connected with the said turbine through the connection means which can transmit rotation of the said turbine by a specific ratio, The
(付記4)前記第1の管路に流れる前記冷媒は、気相および液相を含む二相流であることを特徴とする、付記1ないし付記3のいずれかに記載の冷却装置。
(Supplementary note 4) The cooling device according to any one of
(付記5)前記凝縮部は、熱交換器を備え、
該熱交換器により取り込んだ前記冷媒を熱交換して液相に凝縮させることを特徴とする、付記1ないし付記4のいずれかに記載の冷却装置。
(Appendix 5) The condensing unit includes a heat exchanger,
The cooling device according to any one of
(付記6)さらに、前記ロータを回動させる外部駆動手段と、
前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記外部駆動手段の駆動量を制御することを特徴とする、付記1ないし付記5のいずれかに記載の冷却装置。
(Appendix 6) Further, external drive means for rotating the rotor;
A control unit that controls the flow rate of the refrigerant that flows into the second pipe;
With
The cooling device according to any one of
(付記7)さらに、前記外部駆動手段と前記ロータとの間に設置され、前記外部駆動手段の駆動力の伝達を制限する制限機構を備えることを特徴とする、付記6に記載の冷却装置。
(Supplementary note 7) The cooling device according to
(付記8)さらに、前記タービンと前記ロータとの間に設置され、前記タービンの回動量に対して前記ロータの回動量を切替える切替え手段を備えることを特徴とする、付記1ないし付記7のいずれかに記載の冷却装置。
(Supplementary note 8) Further, any one of
(付記9)前記外部駆動手段は、前記ロータに連結した駆動モータで構成され、該駆動モータによって前記ロータを回動させて、前記第2の管路内の前記冷媒を強制流動させることを特徴とする、付記6または付記7に記載の冷却装置。
(Supplementary Note 9) The external drive means is constituted by a drive motor connected to the rotor, and the rotor is rotated by the drive motor to forcibly flow the refrigerant in the second conduit. The cooling device according to
(付記10)さらに、前記発熱部品、前記冷媒の何れか一方または両方の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御部は、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記外部駆動手段または前記切替え手段のいずれか一方または両方を制御し、前記冷媒の流量を調整させることを特徴とする、付記7ないし付記9のいずれかに記載の冷却装置。
(Additional remark 10) Furthermore, the temperature detection means which detects the temperature of any one or both of the said heat-emitting component and the said refrigerant | coolant is provided,
The control unit controls either one or both of the external driving unit and the switching unit based on the temperature detected by the temperature detecting unit to adjust the flow rate of the refrigerant. The cooling device according to any one of 9.
(付記11)さらに、前記冷媒の流量を検出する流量検出手段を備え、
前記制御部は、少なくとも検出した前記冷媒の流量に基づき、前記外部駆動手段または前記切替え手段のいずれか一方または両方を動作させ、前記第2の管路に流れる前記冷媒の流量を制御する、
ことを特徴とする、付記7ないし付記10のいずれかに記載の冷却装置。
(Additional remark 11) Furthermore, the flow rate detection means which detects the flow volume of the said refrigerant | coolant is provided,
The controller controls at least one of the external driving unit and the switching unit based on at least the detected flow rate of the refrigerant, and controls the flow rate of the refrigerant flowing through the second pipeline.
The cooling device according to any one of appendix 7 to appendix 10, characterized in that.
(付記12)発熱部品に設置され、該発熱部品の発熱により内部に充填された冷媒を蒸発させる蒸発部と、
少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、熱交換して凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を前記凝縮部に流す第1の管路と、
前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を前記蒸発部に流す第2の管路と、
前記第1の管路内に設置され、流動する前記冷媒に接触させて回動するタービンと、
前記タービンの回動に基づいて回動し、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させるロータと、
前記ロータを回動させる外部駆動手段と、
前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記外部駆動手段の駆動を制御して、前記冷媒の流量を制御することを特徴とする電子装置。
(Additional remark 12) The evaporation part which is installed in a heat-emitting component and evaporates the refrigerant filled inside by heat generation of the heat-generating component,
A condensing part that takes in at least the evaporated refrigerant and exchanges heat to condense;
A first conduit for flowing the refrigerant flowing by evaporation in the evaporation section to the condensation section;
A second conduit for flowing the refrigerant condensed in the condensing unit to the evaporating unit;
A turbine installed in the first pipe and rotating in contact with the flowing refrigerant;
A rotor that rotates based on the rotation of the turbine and flows the refrigerant in the second pipe;
An external drive means for rotating the rotor;
A control unit that controls the flow rate of the refrigerant that flows into the second pipe;
With
The electronic device according to
(付記13)さらに、前記発熱部品、前記冷媒の何れか一方または両方の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御部は、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記外部駆動手段または前記切替え手段のいずれか一方または両方を制御し、前記冷媒の流量を調整させることを特徴とする、付記12に記載の電子装置。
(Additional remark 13) Furthermore, the temperature detection means which detects the temperature of any one or both of the said heat-emitting component and the said refrigerant | coolant is provided,
The
(付記14)さらに、前記冷媒の流量を検出する流量検出手段を備え、
前記制御部は、少なくとも検出した前記冷媒の流量に基づき、前記外部駆動手段または前記切替え手段のいずれか一方または両方を動作させ、前記第2の管路に流れる前記冷媒の流量を制御する、
ことを特徴とする、付記12または付記13に記載の電子装置。
(Additional remark 14) Furthermore, the flow rate detection means which detects the flow volume of the said refrigerant | coolant is provided,
The controller controls at least one of the external driving unit and the switching unit based on at least the detected flow rate of the refrigerant, and controls the flow rate of the refrigerant flowing through the second pipeline.
14. The electronic device according to
(付記15)発熱部品に設置された蒸発部で該発熱部品の発熱により内部に充填された冷媒を蒸発させ、
少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、凝縮部で熱交換して凝縮させ、
前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を第1の管路で前記凝縮部に流し、
前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を第2の管路を通じて前記蒸発部に流し、
流動する前記冷媒に接触させて前記第1の管路内に設置されたタービンを回動させ、
前記タービンの回動に基づいてロータを回動させて、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させる、
処理を含むことを特徴とする、冷却方法。
(Additional remark 15) The refrigerant | coolant with which the inside was filled by the heat_generation | fever of the heat generating component in the evaporation part installed in the heat generating component is evaporated,
At least the evaporated refrigerant is taken in, condensed by exchanging heat in the condensing part,
Flowing the refrigerant flowing by evaporation in the evaporation section through the first conduit to the condensation section;
Flowing the refrigerant condensed in the condensing unit through the second pipe line to the evaporating unit;
Rotating the turbine installed in the first pipeline in contact with the flowing refrigerant;
Rotating the rotor based on the rotation of the turbine to flow the refrigerant in the second conduit;
The cooling method characterized by including a process.
(付記16)外部駆動手段により前記ロータを回動させ、
制御部により前記外部駆動手段の駆動量を制御して前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御させる、
処理を含むことを特徴とする、付記15に記載の冷却方法。
(Supplementary Note 16) The rotor is rotated by external driving means,
Controlling the driving amount of the external driving means by the control unit to control the flow rate of the refrigerant flowing in the second pipe line;
The cooling method according to appendix 15, wherein the method includes a process.
(付記17)前記タービンと前記ロータとの間に設置された切替え手段により、前記タービンの回動量に対して前記ロータの回動量を切替える処理を含むことを特徴とする、付記15または付記16に記載の冷却方法。
(Supplementary note 17) The supplementary note 15 or
(付記18)さらに、前記発熱部品、前記冷媒の何れか一方または両方の温度を温度検出手段で検出し、
前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記外部駆動手段または前記切替え手段のいずれか一方または両方を制御して前記冷媒の流量を調整させる、
処理を含むことを特徴とする、付記15ないし付記17のいずれかに記載の冷却方法。
(Supplementary note 18) Further, the temperature detecting means detects the temperature of one or both of the heat generating component and the refrigerant,
Controlling either one or both of the external drive means and the switching means based on the temperature detected by the temperature detection means to adjust the flow rate of the refrigerant;
The cooling method according to any one of appendix 15 to appendix 17, characterized by including a treatment.
(付記19)さらに、前記冷媒の流量を流量検出手段で検出し、
少なくとも検出した前記冷媒の流量に基づき、前記外部駆動手段または前記切替え手段のいずれか一方または両方を動作させ、前記第2の管路に流れる前記冷媒の流量を制御する、
処理を含むことを特徴とする、付記15ないし付記18のいずれかに記載の冷却方法。
(Supplementary note 19) Further, the flow rate of the refrigerant is detected by a flow rate detection means,
Based on at least the detected flow rate of the refrigerant, either one or both of the external drive unit and the switching unit are operated to control the flow rate of the refrigerant flowing in the second pipe line.
The cooling method according to any one of appendix 15 to appendix 18, characterized by including a treatment.
以上説明したように、本発明の好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、または明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above description, and the gist of the invention described in the claims or disclosed in the specification. It goes without saying that various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the above, and such modifications and changes are included in the scope of the present invention.
2、62 冷却装置
4 蒸発部
6 凝縮部
8 往き管路
10 戻り管路
12 冷媒
14 発熱部品
16 タービン
18 ロータ
20 回路基板
22 吸熱部
24、60 電子装置
28 カップリング
32、92 ケース部品
34 羽根部品
40 冷媒流動部
42 羽根
48、49、110 マグネット部品
50 流動孔
52、54 軸受部
64 ヒートシンク
66 熱交換器
68 冷媒センサ
70 発熱部品温度センサ
71 液送装置
72 制御回路
74 外部駆動手段
80 プロセッサ
82 RAM
84 記憶部
86 温度センサ
88 流量センサ
89 圧力センサ
90 マグネットカップリング
100 羽根車
106 羽根
108、111 貫通孔
116 回転軸
118 カップリング機構
120 フィールド部
122 ロータ部
124 係止孔
128 電磁コイル
130 端子
2 and 62
84
Claims (6)
少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、熱交換して凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を前記凝縮部に流す第1の管路と、
前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を前記蒸発部に流す第2の管路と、
前記第1の管路内に設置され、流動する前記冷媒に接触させて回動するタービンと、
前記タービンの回動に基づいて回動し、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させるロータと、
前記ロータに設置され、回転力を付与して前記ロータの回動を補助する外部駆動手段と、
前記第2の管路を流動する前記冷媒の温度を検出する第1の温度検出手段と、
前記発熱部品の温度を検出する第2の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段で検出した前記冷媒の温度により、前記外部駆動手段を動作させるか否かを決め、前記第2の温度検出手段で検出した前記発熱部品の温度により前記外部駆動手段を駆動調整させて、前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする、冷却装置。 An evaporating unit that is installed in the heat generating component and evaporates the refrigerant filled therein by the heat generated by the heat generating component;
A condensing part that takes in at least the evaporated refrigerant and exchanges heat to condense;
A first conduit for flowing the refrigerant flowing by evaporation in the evaporation section to the condensation section;
A second conduit for flowing the refrigerant condensed in the condensing unit to the evaporating unit;
A turbine installed in the first pipe and rotating in contact with the flowing refrigerant;
A rotor that rotates based on the rotation of the turbine and flows the refrigerant in the second pipe;
An external driving means that is installed in the rotor and applies rotational force to assist the rotation of the rotor;
First temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe;
Second temperature detecting means for detecting the temperature of the heat generating component;
The temperature of the refrigerant detected by the first temperature detecting means, said determining whether to operate the external drive means, said external driving means by the temperature of the heating part detected by the second temperature detecting means A controller that controls the flow rate of the refrigerant that is caused to flow and flow into the second pipe,
A cooling device comprising:
さらに、前記第2の管路を流れる前記冷媒の流量を検出する流量検出手段を備え、
前記制御部は、前記流量検出手段の検出流量に応じて、前記外部駆動手段の駆動量を調整することを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の冷却装置。
And further comprising a flow rate detecting means for detecting a flow rate of the refrigerant flowing through the second pipe line,
4. The cooling device according to claim 1, wherein the control unit adjusts a driving amount of the external driving unit according to a detected flow rate of the flow rate detecting unit. 5.
少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、熱交換して凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を前記凝縮部に流す第1の管路と、
前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を前記蒸発部に流す第2の管路と、
前記第1の管路内に設置され、流動する前記冷媒に接触させて回動するタービンと、
前記タービンの回動に基づいて回動し、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させるロータと、
前記ロータに設置され、回転力を付与して前記ロータの回動を補助する外部駆動手段と、
前記第2の管路を流動する前記冷媒の温度を検出する第1の温度検出手段と、
前記発熱部品の温度を検出する第2の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段で検出した前記冷媒の温度により、前記外部駆動手段を動作させるか否かを決め、前記第2の温度検出手段で検出した前記発熱部品の温度により前記外部駆動手段を駆動調整させて、前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電子装置。 An evaporating unit that is installed in the heat generating component and evaporates the refrigerant filled therein by the heat generated by the heat generating component;
A condensing part that takes in at least the evaporated refrigerant and exchanges heat to condense;
A first conduit for flowing the refrigerant flowing by evaporation in the evaporation section to the condensation section;
A second conduit for flowing the refrigerant condensed in the condensing unit to the evaporating unit;
A turbine installed in the first pipe and rotating in contact with the flowing refrigerant;
A rotor that rotates based on the rotation of the turbine and flows the refrigerant in the second pipe;
An external driving means that is installed in the rotor and applies rotational force to assist the rotation of the rotor;
First temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe;
Second temperature detecting means for detecting the temperature of the heat generating component;
The temperature of the refrigerant detected by the first temperature detecting means, said determining whether to operate the external drive means, said external driving means by the temperature of the heating part detected by the second temperature detecting means A controller that controls the flow rate of the refrigerant that is caused to flow and flow into the second pipe,
An electronic device comprising:
少なくとも蒸発した前記冷媒を取り込み、凝縮部で熱交換して凝縮させ、
前記蒸発部内での蒸発により流動する前記冷媒を第1の管路で前記凝縮部に流し、
前記凝縮部で凝縮した前記冷媒を第2の管路を通じて前記蒸発部に流し、
流動する前記冷媒に接触させて前記第1の管路内に設置されたタービンを回動させ、
前記タービンの回動に基づいてロータを回動させて、前記第2の管路内の前記冷媒を流動させ、
前記第2の管路を流動する前記冷媒の温度を検出し、
前記発熱部品の温度を検出し、
検出した前記冷媒の温度により、前記ロータに設置されて回転力を付与して前記ロータの回動を補助する外部駆動手段を動作させるか否かを決め、
検出した前記発熱部品の温度により前記外部駆動手段を駆動調整させて、前記第2の管路内に流動させる前記冷媒の流量を制御する
処理を含むことを特徴とする、冷却方法。 Evaporate the refrigerant filled inside by heat generation of the heat generating component in the evaporation section installed in the heat generating component,
At least the evaporated refrigerant is taken in, condensed by exchanging heat in the condensing part,
Flowing the refrigerant flowing by evaporation in the evaporation section through the first conduit to the condensation section;
Flowing the refrigerant condensed in the condensing unit through the second pipe line to the evaporating unit;
Rotating the turbine installed in the first pipeline in contact with the flowing refrigerant;
The rotor is rotated based on the rotation of the turbine to flow the refrigerant in the second pipe line,
Detecting the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe;
Detecting the temperature of the heat generating component;
The temperature of the refrigerant it detects, determines whether to operate the external drive means for assisting the rotation of the rotor by applying a rotational force is placed on the rotor,
A cooling method comprising: controlling the flow rate of the refrigerant to be flown into the second conduit by driving and adjusting the external driving means according to the detected temperature of the heat generating component.
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