JP6135374B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器に関する。
例えばスマートフォンのような電子機器では、例えばCPU(Central Processing Unit)などの発熱部品を備え、発熱部品が高温にならないように、例えば筐体、放熱部材又はアンテナ材などを介して、外部へ放熱させるようにしている。
また、発熱部品と筐体に熱的に接続されるように蓄熱体を設け、発熱部品で生じた熱を蓄熱体で蓄熱するようにしたものもある。
特開2007−150521号公報 特開2008−41756号公報 特開2002−164975号公報
ところで、上述のように、外部へ放熱させたり、蓄熱体を設けて蓄熱したりしても、発熱部品の温度が上昇してしまうと、例えば発熱部品の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行し、電子機器の性能を落として、発熱を抑制することになる。
例えばスマートフォンのような電子機器において、複数のモジュールやアプリケーションを稼働させると、短時間でフェールセーフへ移行してしまい、その性能が落ちるため、満足に使用することができない場合がある。
この場合、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長するには、発熱部品の温度が上昇してしまうのを抑制すべく、蓄熱量が大きい蓄熱体を用いることが考えられる。
しかしながら、一般に蓄熱量が大きい蓄熱体は融点が高いため、蓄熱体が筐体に熱的に接続されていると、筐体温度が上昇しすぎてしまうことになる。筐体はユーザの手が触れる部分であるため、筐体温度が上昇しすぎてしまうのは、ユーザの安全性を考慮すると好ましくない。
一方、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しすぎないようにするためには、融点が低い蓄熱体を用いれば良いが、一般に融点が低い蓄熱体は蓄熱量が小さく、発熱部品の温度が上昇してしまうため、フェールセーフへ移行するまでの時間を長くするのは難しい。
そこで、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長したい。
本電子機器は、筐体の内部に設けられた発熱部品と、筐体に熱的に接続された第1蓄熱体と、筐体の内部に設けられ、第1蓄熱体よりも融点が高く、かつ、蓄熱量が大きい第2蓄熱体と、発熱部品から第1蓄熱体へ伝熱する第1伝熱部と、発熱部品から第2蓄熱体へ伝熱する第2伝熱部と、第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で第1伝熱部を介した発熱部品から第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制する伝熱停止抑制手段とを備えることを要件とする。
したがって、本電子機器によれば、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することができるという利点がある。
第1実施形態にかかる電子機器の構成を示す模式的平面図である。 (A),(B)は第1実施形態にかかる電子機器に備えられるバルブの構成を示す模式的断面図であって、(A)はバルブの開状態を示しており、(B)はバルブの閉状態を示している。 (A),(B)は第1実施形態にかかる電子機器の具体的構成例を示す模式図であって、(A)は断面図であり、(B)は平面図である。 第1実施形態の第1変形例にかかる電子機器の構成を示す模式的平面図である。 第1実施形態の第2変形例にかかる電子機器の構成を示す模式図であって、(A)は平面図、(B),(C)は断面図である。 第2実施形態にかかる電子機器の構成を示す模式的平面図である。 第2実施形態の変形例にかかる電子機器の構成を示す模式的平面図である。 第3実施形態にかかる電子機器の構成を示す模式的平面図である。
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる電子機器について説明する。
[第1実施形態]
まず、第1実施形態にかかる電子機器について、図1〜図3を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる電子機器は、例えばスマートフォンのような多機能携帯機器である。なお、多機能携帯機器を、携帯電子機器又はモバイル機器ともいう。
本実施形態の電子機器は、図1に示すように、発熱部品1と、複数の蓄熱体としての第1蓄熱体2及び第2蓄熱体3と、複数の伝熱部としての第1伝熱部4及び第2伝熱部5と、伝熱停止抑制手段6とを備える。
ここで、発熱部品1は、例えばCPUなどの発熱チップであり、図示しない筐体の内部に設けられている。なお、発熱部品1を発熱体又は発熱部ともいう。
第1蓄熱体2は、筐体の内部に設けられており、筐体に熱的に接続されている。この第1蓄熱体2は、潜熱蓄熱体、即ち、相変化を利用した蓄熱体である。なお、潜熱蓄熱体を潜熱蓄熱材ともいう。
第2蓄熱体3は、第1蓄熱体2よりも融点が高く、かつ、蓄熱量(蓄熱容量)が大きい。この第2蓄熱体3は、潜熱蓄熱体、即ち、相変化を利用した蓄熱体である。また、第2蓄熱体3は、筐体の内部に、第1蓄熱体とは別に設けられており、筐体に熱的に接続されていない。
このように、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の潜熱蓄熱体は、筐体に熱的に接続されているのに対し、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の潜熱蓄熱体は、筐体に熱的に接続されていない。ここで、筐体はユーザの手が触れる部分である。このため、筐体に熱的に接続されている第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の潜熱蓄熱体は、ユーザの手が触れる部分(使用者接触部)に設けられており、筐体に熱的に接続されていない第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の潜熱蓄熱体は、ユーザの手が触れない部分(使用者非接触部)に設けられている。
具体的には、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の潜熱蓄熱体、及び、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の潜熱蓄熱体としては、以下のようなものを用いれば良い。
ここで、潜熱蓄熱体としては、以下のようなものがある。
このうち、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の潜熱蓄熱体としては、例えば、シアナミド、CaBr・6HOなどを用いれば良い。また、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の潜熱蓄熱体としては、例えば、Na・5HO、NaCHCOO・3HOなどを用いれば良い。
第1伝熱部4は、発熱部品1から第1蓄熱体2へ伝熱するものであって、筐体の内部に設けられている。本実施形態では、第1伝熱部4は、ループ型ヒートパイプ(LHP)4Xである。これを第1ループ型ヒートパイプという。なお、これに限られるものではなく、第1伝熱部4は水冷用配管(冷却水を供給して冷却を行なう配管;配管はホースであっても良い)であっても良い。これを第1水冷用配管という。このように、第1伝熱部4は、ループ型ヒートパイプ又は水冷用配管であれば良い。
第2伝熱部5は、発熱部品1から第2蓄熱体3へ伝熱するものであって、筐体の内部に、第1伝熱部4とは別に設けられている。本実施形態では、第2伝熱部5は、ループ型ヒートパイプ(LHP)5Xである。これを第2ループ型ヒートパイプという。なお、これに限られるものではなく、第2伝熱部5は水冷用配管であっても良い。これを第2水冷用配管という。このように、第2伝熱部5は、ループ型ヒートパイプ又は水冷用配管であれば良い。
このように、本実施形態では、筐体の内部に第1及び第2蓄熱体2、3、即ち、融点が異なり、かつ、蓄熱量が異なる2つの蓄熱体を設け、これらの第1及び第2蓄熱体2、3を、それぞれ、第1及び第2伝熱部4、5としてのループ型ヒートパイプ4X、5Xを介して、発熱部品1に熱的に接続して、発熱部品1を冷却するようにしている。つまり、発熱部品1と第1及び第2蓄熱体2、3とは、第1及び第2伝熱部4、5としてのループ型ヒートパイプ4X、5Xを介して、並列に接続されている。
なお、第1及び第2蓄熱体2、3、並びに、第1及び第2伝熱部4、5を、まとめて、冷却システム又は電子機器の冷却システムともいう。また、第1蓄熱体2及び第1伝熱部4を、まとめて、第1冷却システムともいう。また、第2蓄熱体3及び第1伝熱部5を、まとめて、第2冷却システムともいう。なお、第1伝熱部4によって発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱パスが構成されるため、第1伝熱部4を第1伝熱パスともいう。また、第2伝熱部5によって発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱パスが構成されるため、第2伝熱部5を第2伝熱パスともいう。このように、発熱部品1と第1及び第2蓄熱体2、3とを並列に接続する複数の伝熱パスを備える。
伝熱停止抑制手段6は、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で第1伝熱部4を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するものである。これを第1伝熱停止抑制手段ともいう。第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制することで、筐体に熱的に接続されている第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度が上昇しすぎないようにすることができる。特に、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止することで、筐体に熱的に接続されている第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度を一定の温度に保持することが可能である。つまり、第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度を一定の温度に保持した状態で、より蓄熱量の大きい第2蓄熱体3へ蓄熱することができ、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することが可能となる。なお、発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合、発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が断たれる(断熱)ため、第1伝熱部4を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止することは、発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱パスを伝熱から断熱へ切り替えることを意味する。
本実施形態では、伝熱停止抑制手段6は、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)に設けられたバルブ(第1バルブ)6Xを含み、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)の流路をバルブ6Xで閉じて、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようになっている。つまり、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)にその流路を開状態から閉状態にすることができるバルブ6Xが設けられており、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度でこのバルブ6Xが閉状態となり、発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止又は抑制されるようになっている。この場合、バルブ6Xは、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で開状態から閉状態になるバルブである。また、バルブ6Xは、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)の冷媒の流れを停止させ、ループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)の作動を停止させるものである。このため、伝熱停止抑制手段6は、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)の冷媒の流れを停止させることで、ループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)の作動を停止させ、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4X(又は水冷用配管)を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するものである。
具体的には、図2(A)、図2(B)に示すように、バルブ6Xは、その開閉にフロンを用いたバルブである。つまり、バルブ6Xは、フロンの膨張収縮(フロンの相変化)によって開閉するバルブである。ここでは、バルブ6Xは、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブである。このバルブ6Xは、図2(B)に示すように、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で閉じ、図2(A)に示すように、それよりも低い温度で開く開閉バルブである。この場合、バルブ6Xが伝熱停止抑制手段6となる。
例えば、バルブ6Xは、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Xを構成する配管の一部分に、流路を開閉する方向に移動しうる筒状のシリンダ6Aを設け、その内部に、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロン6Bを充填したものとして構成すれば良い。なお、図2(A)、図2(B)中、符号6Cは固定部材を示している。
この場合、バルブ6Xは、図1に示すように、第1蓄熱体2に熱的に接続されるようにする。つまり、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Xを構成する配管の第1蓄熱体2に熱的に接続されている部分に、バルブ6Xを設ける。特に、バルブ6Xは、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Xを構成する配管の第1蓄熱体2に熱的に接続されている部分の最も下流側の位置、即ち、ループ型ヒートパイプ4Xの冷媒が流れる方向の最も下流側の位置に設けるのが好ましい。これにより、ループ型ヒートパイプ4Xの冷媒が流れる方向に沿って第1蓄熱体2のほぼ全体が相変化したときに、バルブ6Xが閉じるようにすることができる。
このようなバルブ6Xを用いた場合、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度になると、フロン6Bがその沸点に達し、膨張することでシリンダ6Aが駆動され、バルブ6Xが閉じられることになる。例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度と同等の沸点を有するフロン6Bを用いた場合、第1蓄熱体2の温度がフロン6Bの沸点よりも低いときには、フロン6Bは収縮しており、バルブ6Xは開状態となり、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Xを構成する配管は開状態(OPEN)となる[図2(A)参照]。一方、第1蓄熱体2の温度が融点に達し、完全に相変化して、温度上昇し、その融点よりも少し高い温度、即ち、フロン6Bの沸点に達したら、フロン6Bが膨張し、シリンダ6Aが駆動され、バルブ6Xが閉状態となり、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Xを構成する配管が閉状態(CLOSE)となる[図2(B)参照]。
なお、バルブ6Xの構成はこれに限られるものではなく、例えば、バイメタルなどを用いて開閉するバルブを用いても良い。この場合もバルブは第1蓄熱体に熱的に接続されるようにする。また、この場合も、バルブが伝熱停止抑制手段6となる。また、第1蓄熱体2に温度センサを設け、第1蓄熱体2の温度をモニタし、これに基づいて、電気的に作動するバルブを開閉させるようにしても良い。この場合、温度センサは、第1蓄熱体2のループ型ヒートパイプ4Xの冷媒が流れる方向に沿って最も下流側の位置に設けるのが好ましい。また、バルブは、第1蓄熱体2に熱的に接続されていなくても良い。つまり、バルブは、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Xを構成する配管の任意の位置に設ければ良い。なお、この場合、温度センサ、バルブ、必要に応じてコントローラなどが伝熱停止抑制手段6となる。
ところで、上述のような構成を採用しているのは、以下の理由による。
まず、発熱部品1の温度が上昇してしまうと、例えば発熱部品1の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行し、電子機器の性能を落として、発熱を抑制することになる。例えばスマートフォンのような電子機器において、複数のモジュールやアプリケーションを稼働させると、短時間でフェールセーフへ移行してしまい、その性能が落ちるため、満足に使用することができない場合がある。
この場合、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長するために、蓄熱量が大きい蓄熱体を用いると、蓄熱量が大きい蓄熱体は融点が高いため、蓄熱体が筐体に熱的に接続されていると、筐体温度が上昇しすぎてしまい、ユーザの安全性を考慮すると好ましくない。一方、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しすぎないようにするためには、融点が低い蓄熱体を用いれば良いが、融点が低い蓄熱体は蓄熱量が小さく、発熱部品1の温度が上昇してしまうため、フェールセーフへ移行するまでの時間を長くするのは難しい。
また、筐体に熱的に接続されるように低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体を設ける一方、筐体に熱的に接続されないように高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体を設け、これらを発熱部品1に熱的に接続することも考えられる。しかしながら、このような構成では、高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体が相変化するときに、低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は完全に相変化しているため、低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、顕熱で温度上昇してしまい、融点又はその近傍の温度に保持されない。つまり、このような構成では、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することはできるが、高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体に蓄熱されていく際に、低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度が上昇しすぎてしまい、ユーザの安全性を考慮すると好ましくない。
そこで、上述のように、筐体に熱的に接続されるように(例えば筐体の表面、裏面、側面の近傍のスペースに)、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体を設ける一方、筐体に熱的に接続されないように(例えば筐体の表面、裏面、側面の近傍以外のスペースに)、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体を設け、これらを発熱部品1に熱的に接続するようにしている。そして、伝熱停止抑制手段6によって、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で第1伝熱部4を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようにしている。
このように、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4を介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止又は抑制されるため、筐体に熱的に接続されている第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度が上昇しすぎないようにすることができる。また、第1蓄熱体2のほかに、蓄熱量の大きい第2蓄熱体3を用いることで、第1蓄熱体2のみを用いる場合と比較して、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することが可能となる。つまり、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することが可能となる。
また、筐体の表面、裏面、側面の近傍のスペースを有効に利用することも可能となる。つまり、蓄熱量が大きい蓄熱体のみを、筐体に熱的に接続されないように、ユーザの手に触れにくい筐体の内部に設ける場合と比較して、筐体の表面、裏面、側面の近傍のスペースを有効に利用し、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することが可能となる。
次に、本実施形態にかかる電子機器における第1及び第2蓄熱体2、3並びに第1及び第2伝熱部4、5としてのループ型ヒートパイプ4X、5Xの動作を説明する。
まず、発熱部品1の温度が上昇すると、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4X、及び、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xが作動を開始する。これにより、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体、及び、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体のそれぞれの温度が上昇する。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6Xに用いられるフロン6Bの沸点に達すると、バルブ6Xが閉状態となり、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xの流路が閉じられる。これにより、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xは停止し、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xのみが作動することになる。このため、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度は一定に保持される一方、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも高くなると、例えば発熱部品1の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行する。なお、第2蓄熱体3の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良いし、第2蓄熱体3の温度がその融点よりも高くなると、これに伴って発熱部品1の温度も上昇するため、発熱部品1の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良い。
なお、ここでは、第1及び第2伝熱部4、5としてループ型ヒートパイプ4X、5Xを用いた場合を例に挙げて説明しているが、例えば水冷用配管を用いた場合であっても同様である。また、ここでは、伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6Xとして、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロン6Bを用いたバルブ、即ち、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度で閉じるバルブを用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第1蓄熱体2の融点と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体の融点の近傍の温度)と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、ここでは、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が抑制されるものであっても良い。
ところで、上述のような構成を備える電子機器は、例えば、図3(A)、図3(B)に示す具体的構成例のように構成すれば良い。
つまり、電子機器では、例えば図3(A)、図3(B)に示すように、表面側にLCD7が取り付けられている筐体8の内部に、例えばCPU等の発熱部品1を実装した回路基板9が備えられている。なお、この場合、LCD7を筐体8の一部と見て、LCD7が筐体8の表面を構成していると見ても良い。また、図3(A)、図3(B)では、発熱部品1以外の電子部品は図示を省略している。
この場合、筐体8の内部に、筐体8の側面の全周(内周全体)にわたって、筐体8の側面、裏面及びLCD7(筐体8の表面)に接するように、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体を設ける。つまり、ユーザの手が触れる部分、即ち、筐体8の表面、裏面、側面の近傍のスペースに、筐体8に熱的に接続されるように、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体を設ける。そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の内部に、この第1蓄熱体2へ発熱部品1から伝熱するための第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを設ける。ここでは、第1ループ型ヒートパイプ4Xは、一方の端部が発熱部品1に熱的に接続され、発熱部品1から第1蓄熱体2まで延び、第1蓄熱体2のほぼ全周に沿って延び、第1蓄熱体2から発熱部品1まで延び、他方の端部が発熱部品1に熱的に接続される。これにより、第1ループ型ヒートパイプ4Xによって、発熱部品1と第1蓄熱体2とが熱的に接続される。そして、第1ループ型ヒートパイプ4Xに、伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6X[例えば図2(A)、図2(B)参照]を設ける。なお、図3(A)では、第1ループ型ヒートパイプ4Xは図示を省略している。また、図3(B)では、筐体8は図示を省略している。
また、筐体8の内部であって、第1蓄熱体2の内側に、第1蓄熱体2の全周(内周全体)に沿って、第1蓄熱体2、筐体8の裏面及びLCD7(筐体8の表面)に接しないように、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体を設ける。つまり、ユーザの手が触れない部分、即ち、筐体8の表面、裏面、側面の近傍以外のスペースに、筐体8に熱的に接続されないように、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体を設ける。ここでは、第2蓄熱体3と第1蓄熱体2との間には例えば断熱材を設けるなどして断熱層15が形成されており、第2蓄熱体3と第1蓄熱体2とが熱的に分離されている。そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の内部に、この第2蓄熱体3へ発熱部品1から伝熱するための第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xを設ける。ここでは、第2ループ型ヒートパイプ5Xは、一方の端部が発熱部品1に熱的に接続され、発熱部品1から第2蓄熱体3まで延び、第2蓄熱体3のほぼ全周に沿って延び、第2蓄熱体3から発熱部品1まで延び、他方の端部が発熱部品1に熱的に接続される。これにより、第2ループ型ヒートパイプ5Xによって、発熱部品1と第2蓄熱体3とが熱的に接続される。なお、ここでは、第2蓄熱体3の内側側面は、回路基板9に接するようにしているが、回路基板9に接しないようにしても良い。なお、図3(A)では、第2ループ型ヒートパイプ5Xは図示を省略している。
このように構成する場合に、例えば、第1蓄熱体2としてシアナミドを用い、第2蓄熱体3としてNaCHCOO・3HOを用い、これらの厚さを約2mm程度とすると約7cc程度となる。この場合、約1W程度の発熱量のうち約0.5Wが蓄熱されると仮定すると、約2.7時間で第1及び第2蓄熱体2、3の相変化が完了し、フェールセーフへ移行することになる。これに対し、例えば第1及び第2蓄熱体2、3としてシアナミドを用いると約2.2時間で相変化が完了し、フェールセーフへ移行することになる。このように、約0.5時間程度フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することができる。
したがって、本実施形態にかかる電子機器によれば、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、複数の蓄熱体として第1及び第2蓄熱体2、3の2つの蓄熱体を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば、図4に示すように、複数の蓄熱体として第1〜第3蓄熱体2、3、10の3つの蓄熱体を用いるようにしても良い。これを第1変形例という。この場合、上述の実施形態のものにおいて、筐体の内部に、さらに、第2蓄熱体3よりも融点が高く、かつ、蓄熱量が大きい第3蓄熱体10(潜熱蓄熱体)を、筐体に熱的に接続されないように、第1及び第2蓄熱体2、3とは別に設ければ良い。この場合、第2蓄熱体3は、筐体に熱的に接続されるようにしても良いし、筐体に熱的に接続されないようにしても良い。そして、発熱部品1から第3蓄熱体10へ伝熱する第3伝熱部11としてループ型ヒートパイプ11X(又は水冷用配管)を、筐体の内部に、第1及び第2伝熱部4、5とは別に設ければ良い。また、第2伝熱部5としてのループ型ヒートパイプ5X(又は水冷用配管)には、第2蓄熱体3の融点又はその近傍の温度で第2伝熱部5を介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱を停止又は抑制する伝熱停止抑制手段12(第2伝熱停止抑制手段)として、上述の実施形態の第1伝熱部4に設けられる伝熱停止抑制手段6(第1伝熱停止抑制手段)と同様に、バルブ12Xを設ければ良い。このバルブ12Xは、第2蓄熱体3の融点又はその近傍の温度で閉じ、それよりも低い温度で開く開閉バルブである。例えば、筐体の位置によってユーザの手が触れやすい部分と触れにくい部分とがある場合などに、ユーザの手が触れやすい部分に熱的に接続されるように第1蓄熱体2を設け、ユーザの手が触れにくい部分に熱的に接続されるように第2蓄熱体3を設け、ユーザの手が触れない部分に第3蓄熱体10を設けるようにすることなどが考えられる。
このように構成する場合、電子機器における第1〜第3蓄熱体2、3、10並びに第1〜第3伝熱部4、5、11としてのループ型ヒートパイプ4X、5X、11Xは、以下のように動作する。
まず、発熱部品1の温度が上昇すると、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4X、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5X、第3伝熱部11としての第3ループ型ヒートパイプ11Xが作動を開始する。これにより、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体、及び、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体のそれぞれの温度が上昇する。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、第1伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6Xに用いられるフロンの沸点に達すると、バルブ6Xが閉状態となり、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xの流路が閉じられる。これにより、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xは停止し、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5X及び第3伝熱部11としての第3ループ型ヒートパイプ11Xのみが作動することになる。このため、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度、及び、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度(又は筐体のユーザの手が触れやすい部分の温度)は一定に保持される一方、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度、及び、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、第2伝熱停止抑制手段12としてのバルブ12Xに用いられるフロンの沸点に達すると、バルブ12Xが閉状態となり、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xの流路が閉じられる。これにより、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xを介した発熱部品1から第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xは停止し、第3伝熱部11としての第3ループ型ヒートパイプ11Xのみが作動することになる。このため、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度(又は筐体のユーザの手が触れやすい部分の温度)、及び、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度(又は筐体のユーザの手が触れにくい部分の温度)は一定に保持される一方、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも高くなると、例えば発熱部品1の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行する。なお、第3蓄熱体10の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良いし、第3蓄熱体10の温度がその融点よりも高くなると、これに伴って発熱部品1の温度も上昇するため、発熱部品1の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良い。
なお、上述の第1変形例では、第1〜第3伝熱部4、5、11としてループ型ヒートパイプ4X、5X、11Xを用いた場合を例に挙げて説明しているが、例えば水冷用配管を用いた場合であっても同様である。また、ここでは、第1伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6Xとして、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブ、即ち、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度で閉じるバルブを用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第1蓄熱体2の融点と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体の融点の近傍の温度)と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。同様に、第2伝熱停止抑制手段12としてのバルブ12Xとして、第2蓄熱体3の融点よりも少し高い温度(第2蓄熱体3の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブ、即ち、第2蓄熱体3の融点よりも少し高い温度で閉じるバルブを用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第2蓄熱体3の融点と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第2蓄熱体3の融点と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、例えば、第2蓄熱体3の融点よりも少し低い温度(第2蓄熱体3の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第2蓄熱体3の融点よりも少し低い温度(第2蓄熱体3の融点の近傍の温度)と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、ここでは、第1伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、第1伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が抑制されるものであっても良い。同様に、第2伝熱停止抑制手段12によって、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xを介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、第2伝熱停止抑制手段12によって、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xを介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱が抑制されるものであっても良い。
また、上述の実施形態では、第1伝熱部4としてループ型ヒートパイプ4X又は水冷用配管を用い、伝熱停止抑制手段6としてバルブ6Xを用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば、図5(A)〜図5(C)に示すように、第1伝熱部4を、例えば高熱伝導率のグラファイト等の高熱伝導部材4Yとし、伝熱停止抑制手段6を、高熱伝導部材4Yに設けられた高熱伝導部材駆動手段6Yとし、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で高熱伝導部材4Yを発熱部品1又は第1蓄熱体2から高熱伝導部材駆動手段6Yで離して、高熱伝導部材4Yを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようにしても良い。この場合、高熱伝導部材駆動手段6Yが伝熱停止抑制手段6である。なお、これを第2変形例という。
この場合、高熱伝導部材駆動手段6Yは、例えば、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いた駆動手段とすれば良い。
例えば、この駆動手段6Yは、高熱伝導部材4Yを発熱部品1から離接する方向へ移動させうる筒状のシリンダ6Aを設け、その内部に、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを充填したものとして構成すれば良い。この場合、駆動手段6Yは、第1蓄熱体2に熱的に接続されるようにする。このような駆動手段6Yを用いた場合、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度になると、フロンがその沸点に達し、膨張することでシリンダ6Aが駆動され、高熱伝導部材4Yが発熱部品1から離れることになる。例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度と同等の沸点を有するフロンを用いた場合、第1蓄熱体2の温度がフロンの沸点よりも低いときには、フロンは収縮しており、高熱伝導部材4Yは発熱部品1に接している[図5(B)参照]。一方、第1蓄熱体2の温度が融点に達し、完全に相変化して、温度上昇し、その融点よりも少し高い温度、即ち、フロンの沸点に達したら、フロンが膨張し、シリンダ6Aが駆動され、高熱伝導部材4Yは発熱部品1から離れることになる[図5(C)参照]。なお、この例では、駆動手段6Yによって、高熱伝導部材4Yを発熱部品1から離接する方向へ移動させるようにしているが、これに限られるものではなく、駆動手段6Yによって、高熱伝導部材4Yを第1蓄熱体2から離接する方向へ移動させるようにしても良い。
なお、駆動手段6Yの構成はこれに限られるものではなく、例えば、バイメタルなどを用いて高熱伝導部材4Yを離接する方向へ駆動する駆動手段を用いても良い。この場合も駆動手段は第1蓄熱体2に熱的に接続されるようにする。また、この場合も、駆動手段が伝熱停止抑制手段6となる。また、第1蓄熱体2に温度センサを設け、第1蓄熱体2の温度をモニタし、これに基づいて、駆動手段を電気的に作動させるようにしても良い。この場合、駆動手段は、第1蓄熱体2に熱的に接続されていなくても良い。なお、この場合、温度センサ、駆動手段、必要に応じてコントローラなどが伝熱停止抑制手段6となる。
また、このように構成する場合、第2伝熱部5も、同様に、高熱伝導部材5Yとすれば良い。なお、これに限られるものではなく、上述の実施形態のように、第2伝熱部5としてループ型ヒートパイプ又は水冷用配管を用いても良い。また、上述の実施形態のものにおいて、第2伝熱部5として、高熱伝導部材を用いても良い。
また、この第2変形例では、複数の蓄熱体として第1及び第2蓄熱体2、3の2つの蓄熱体を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、上述の第1変形例の場合と同様に、複数の蓄熱体として第1〜第3蓄熱体の3つの蓄熱体を設け、発熱部品1から第3蓄熱体へ伝熱する第3伝熱部を設けるようにしても良い。
[第2実施形態]
まず、第2実施形態にかかる電子機器について、図6を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる電子機器は、上述の第1実施形態のものに対し、伝熱停止抑制手段6の構成が異なる。
つまり、本実施形態では、図6に示すように、第1伝熱部4として、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する冷媒6Zを用いたループ型ヒートパイプ4Zを用いることで、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で、ループ型ヒートパイプ4Zの冷媒6Zが凝縮できなくなるようにして、ループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようになっている。このため、伝熱停止抑制手段6は、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するループ型ヒートパイプ4Zの冷媒6Zであり、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度でループ型ヒートパイプ4Zの冷媒6Zが凝縮できなくなるようにして、ループ型ヒートパイプ4Zの作動を停止させ、ループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようになっている。この場合、上述の第1実施形態のように、伝熱停止抑制手段6としてバルブ等を設けなくても良くなる。
この場合、第2伝熱部5としては、上述の第1実施形態のようにループ型ヒートパイプ5X又は水冷用配管を用いても良いし、上述の第1実施形態の第2変形例のように高熱伝導部材5Yを用いても良い。但し、第2伝熱部5としてループ型ヒートパイプを用いる場合には、第2蓄熱体3の融点よりも高い沸点を有する冷媒を用いたループ型ヒートパイプ5Zを用いることになる。つまり、第2伝熱部5としては、第2蓄熱体3の融点よりも高い沸点を有する冷媒を用いたループ型ヒートパイプ、水冷用配管又は高熱伝導部材を用いることができる。
次に、本実施形態にかかる電子機器における第1及び第2蓄熱体2、3並びに第1及び第2伝熱部4、5としてのループ型ヒートパイプ4Z、5Zの動作を説明する。
まず、発熱部品1の温度が上昇すると、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Z、及び、第2伝熱部5としてのループ型ヒートパイプ5Zが作動を開始する。これにより、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体、及び、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体のそれぞれの温度が上昇する。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、伝熱停止抑制手段6としてのループ型ヒートパイプ4Zの冷媒6Zの沸点に達すると、その冷媒が凝縮できなくなり、ループ型ヒートパイプ4Zの伝熱特性が急激に低下する。これにより、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Zは停止し、第2伝熱部5としてのループ型ヒートパイプ5Zのみが作動することになる。このため、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度は一定に保持される一方、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも高くなると、例えば発熱部品1の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行する。なお、第2蓄熱体3の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良いし、第2蓄熱体3の温度がその融点よりも高くなると、これに伴って発熱部品1の温度も上昇するため、発熱部品1の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良い。
なお、ここでは、第2伝熱部5としてループ型ヒートパイプ5Zを用いた場合を例に挙げて説明しているが、例えば水冷用配管を用いた場合であっても同様である。また、ここでは、伝熱停止抑制手段6として、ループ型ヒートパイプ4Zの冷媒に、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有する冷媒6Zを用いる場合、即ち、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度で凝縮できなくなる冷媒6Zを用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第1蓄熱体2の融点と同等の沸点を有する冷媒を用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点と同等の温度で凝縮できなくなる冷媒を用いても良い。また、例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有する冷媒を用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の温度で凝縮できなくなる冷媒を用いても良い。また、ここでは、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としてのループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が抑制されるものであっても良い。
なお、その他の詳細は、上述の第1実施形態の場合と同様である。
したがって、本実施形態にかかる電子機器によれば、上述の第1実施形態の場合と同様に、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、複数の蓄熱体として第1及び第2蓄熱体2、3の2つの蓄熱体を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば、図7に示すように、複数の蓄熱体として第1〜第3蓄熱体2、3、10の3つの蓄熱体を用いるようにしても良い。これを変形例という。この場合、上述の実施形態のものにおいて、筐体の内部に、さらに、第2蓄熱体3よりも融点が高く、かつ、蓄熱量が大きい第3蓄熱体10(潜熱蓄熱体)を、筐体に熱的に接続されないように、第1及び第2蓄熱体2、3とは別に設ければ良い。この場合、第2蓄熱体3は、筐体に熱的に接続されるようにしても良いし、筐体に熱的に接続されないようにしても良い。そして、発熱部品1から第3蓄熱体10へ伝熱する第3伝熱部11として、第3蓄熱体10の融点よりも高い沸点を有する冷媒を用いたループ型ヒートパイプ11Zを、筐体の内部に、第1及び第2伝熱部4、5とは別に設ければ良い。なお、第3伝熱部11としては、水冷用配管又は高熱伝導部材を用いても良い。つまり、第3伝熱部11としては、第3蓄熱体10の融点よりも高い沸点を有する冷媒を用いたループ型ヒートパイプ、水冷用配管又は高熱伝導部材を用いることができる。この場合、第2伝熱部5として、第2蓄熱体3の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する冷媒12Zを用いたループ型ヒートパイプ5Zを用いれば良い。つまり、第2蓄熱体3の融点又はその近傍の温度で第2伝熱部5としてのループ型ヒートパイプ5Zを介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱を停止又は抑制する伝熱停止抑制手段12(第2伝熱停止抑制手段)として、上述の実施形態の伝熱停止抑制手段6(第1伝熱停止抑制手段)と同様に、第2蓄熱体3の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するループ型ヒートパイプ5Zの冷媒12Zを用い、第2蓄熱体3の融点又はその近傍の温度でループ型ヒートパイプ5Zの冷媒12Zが凝縮できなくなるようにして、第2伝熱部5としてのループ型ヒートパイプ5Zを介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱を停止又は抑制するようにすれば良い。
このように構成する場合、電子機器における第1〜第3蓄熱体2、3、10並びに第1〜第3伝熱部4、5、11としてのループ型ヒートパイプ4Z、5Z、11Zは、以下のように動作する。
まず、発熱部品1の温度が上昇すると、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Z、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Z、第3伝熱部11としての第3ループ型ヒートパイプ11Zが作動を開始する。これにより、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体、及び、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体のそれぞれの温度が上昇する。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、第1伝熱停止抑制手段6としての第1ループ型ヒートパイプ4Zの冷媒6Zの沸点に達すると、その冷媒6Zが凝縮できなくなり、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Zの伝熱特性が急激に低下する。これにより、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Zは停止し、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Z及び第3伝熱部11としての第3ループ型ヒートパイプ11Zのみが作動することになる。このため、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度、及び、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度(又は筐体のユーザの手が触れやすい部分の温度)は一定に保持される一方、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度、及び、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、第2伝熱停止抑制手段12としての第2ループ型ヒートパイプ5Zの冷媒12Zの沸点に達すると、その冷媒12Zが凝縮できなくなり、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Zの伝熱特性が急激に低下する。これにより、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Zを介した発熱部品1から第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Zは停止し、第3伝熱部11としての第3ループ型ヒートパイプ11Zのみが作動することになる。このため、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度(又は筐体のユーザの手が触れやすい部分の温度)、及び、第2蓄熱体3としての中融点かつ中蓄熱量の蓄熱体の温度(又は筐体のユーザの手が触れにくい部分の温度)は一定に保持される一方、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第3蓄熱体10としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも高くなると、例えば発熱部品1の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行する。なお、第3蓄熱体10の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良いし、第3蓄熱体10の温度がその融点よりも高くなると、これに伴って発熱部品1の温度も上昇するため、発熱部品1の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良い。
なお、上述の変形例では、第3伝熱部11としてループ型ヒートパイプ11Zを用いた場合を例に挙げて説明しているが、例えば水冷用配管を用いた場合であっても同様である。また、ここでは、第1伝熱停止抑制手段6として、第1ループ型ヒートパイプ4Zの冷媒6Zに、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有する冷媒を用いる場合、即ち、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度で凝縮できなくなる冷媒を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第1蓄熱体2の融点と同等の沸点を有する冷媒を用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点と同等の温度で凝縮できなくなる冷媒を用いても良い。また、例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有する冷媒を用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の温度で凝縮できなくなる冷媒を用いても良い。同様に、第2伝熱停止抑制手段12として、第2ループ型ヒートパイプ5Zの冷媒12Zに、第2蓄熱体3の融点よりも少し高い温度(第2蓄熱体3の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有する冷媒を用いる場合、即ち、第2蓄熱体3の融点よりも少し高い温度で凝縮できなくなる冷媒を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第2蓄熱体3の融点と同等の沸点を有する冷媒を用いても良い。つまり、第2蓄熱体3の融点と同等の温度で凝縮できなくなる冷媒を用いても良い。また、例えば、第2蓄熱体3の融点よりも少し低い温度(第2蓄熱体3の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有する冷媒を用いても良い。つまり、第2蓄熱体3の融点よりも少し低い温度(第2蓄熱体3の融点の近傍の温度)と同等の温度で凝縮できなくなる冷媒を用いても良い。また、ここでは、第1伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、第1伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Zを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が抑制されるものであっても良い。同様に、第2伝熱停止抑制手段12によって、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Zを介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、第2伝熱停止抑制手段12によって、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Zを介した発熱部品1から第2蓄熱体3への伝熱が抑制されるものであっても良い。
また、上述の変形例では、第1〜第3伝熱部4、5、11としての第1〜第3ループ型ヒートパイプ4Z、5Z、11Zを、内部の圧力(内圧)を同一にし、異なる冷媒(沸点が異なる冷媒)を用いるものとしているが、これに限られるものではない。例えば、第1〜第3伝熱部としての第1〜第3ループ型ヒートパイプを、同一の冷媒を用い、内部の圧力が異なるようにして、冷媒の沸点が異なるようにしても良い。この場合、第1伝熱部としての第1ループ型ヒートパイプの内圧よりも、第2伝熱部としての第2ループ型ヒートパイプの内圧が高くなり、また、第2伝熱部としての第2ループ型ヒートパイプの内圧よりも、第3伝熱部としての第2ループ型ヒートパイプの内圧が高くなるようにすることで、第1ループ型ヒートパイプの冷媒が、第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するものとし、第2ループ型ヒートパイプの冷媒が、第2蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するものとし、第3ループ型ヒートパイプの冷媒が、第3蓄熱体の融点よりも高い沸点を有するものとすれば良い。
[第3実施形態]
まず、第3実施形態にかかる電子機器について、図8を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる電子機器は、上述の第1実施形態のものに対し、さらに、図8に示すように、蓄熱体間伝熱部20と、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21とを備える点が異なる。
ここで、蓄熱体間伝熱部20は、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2へ伝熱するものであって、筐体の内部に、第1及び第2伝熱部2、3とは別に設けられている。本実施形態では、蓄熱体間伝熱部20は、ループ型ヒートパイプ(LHP)20Xである。なお、これに限られるものではなく、蓄熱体間伝熱部20は水冷用配管であっても良い。つまり、蓄熱体間伝熱部20は、ループ型ヒートパイプ又は水冷用配管であれば良い。これらを、蓄熱体間ループ型ヒートパイプ、蓄熱体間水冷用配管ともいう。
このように、本実施形態では、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを介して第1蓄熱体2と第2蓄熱体3を熱的に接続し、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2へ伝熱するようにして、第2蓄熱体3が、より早く、温度が上がっていない元の状態に戻るようにしている。つまり、第2蓄熱体3は筐体に熱的に接続されていないのに対し、第1蓄熱体2は筐体に熱的に接続されているため、第1蓄熱体2は第2蓄熱体3よりも自然放熱しやすい。このため、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2へ伝熱することで、第2蓄熱体3が、より早く、温度が上がっていない元の状態に戻るようにしている。
なお、第1及び第2蓄熱体2、3、第1及び第2伝熱部4、5、並びに、蓄熱体間伝熱部20を、まとめて、冷却システム又は電子機器の冷却システムともいう。また、蓄熱体間伝熱部20によって第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱パスが構成されるため、蓄熱体間伝熱部20を蓄熱体間伝熱パスともいう。
蓄熱体間伝熱停止抑制手段21は、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で蓄熱体間伝熱部20を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するものである。第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21によって、蓄熱体間伝熱部20を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制することで、筐体に熱的に接続されている第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度が上昇しすぎないようにすることができる。特に、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21によって、蓄熱体間伝熱部20を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止することで、筐体に熱的に接続されている第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度を一定の温度に保持することが可能である。つまり、第1蓄熱体2の温度、即ち、筐体温度を一定の温度に保持した状態で、より蓄熱量の大きい第2蓄熱体3へ蓄熱することができ、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することが可能となる。なお、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱が断たれる(断熱)ため、蓄熱体間伝熱部20を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止することは、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱パスを伝熱から断熱へ切り替えることを意味する。
本実施形態では、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21は、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)に設けられたバルブ21Xを含み、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)の流路をバルブ21Xで閉じて、ループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようになっている。つまり、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)にその流路を開状態から閉状態にすることができるバルブ21Xが設けられており、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度でこのバルブ21Xが閉状態となり、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱が停止又は抑制されるようになっている。この場合、バルブ21Xは、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で開状態から閉状態になるバルブである。また、バルブ21Xは、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)の冷媒の流れを停止させ、ループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)の作動を停止させるものである。このため、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21は、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)の冷媒の流れを停止させることで、ループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)の作動を停止させ、ループ型ヒートパイプ20X(又は水冷用配管)を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するものである。
具体的には、バルブ21Xは、その開閉にフロンを用いたバルブである。つまり、バルブ21Xは、フロンの膨張収縮によって開閉するバルブである。ここでは、バルブ21Xは、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブである。このバルブ21Xは、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で閉じ、それよりも低い温度で開く開閉バルブである。この場合、バルブ21Xが蓄熱体間伝熱停止抑制手段21となる。
例えば、バルブ21Xは、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを構成する配管の一部分に、流路を開閉する方向に移動しうる筒状のシリンダを設け、その内部に、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを充填したものとして構成すれば良い。
この場合、バルブ21Xは、第1蓄熱体2に熱的に接続されるようにする。つまり、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを構成する配管の第1蓄熱体2に熱的に接続されている部分に、バルブ21Xを設ける。特に、バルブ21Xは、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを構成する配管の第1蓄熱体2に熱的に接続されている部分の最も下流側の位置、即ち、ループ型ヒートパイプ20Xの冷媒が流れる方向の最も下流側の位置に設けるのが好ましい。これにより、ループ型ヒートパイプ20Xの冷媒が流れる方向に沿って第1蓄熱体2のほぼ全体が相変化したときに、バルブ21Xが閉じられるようにすることができる。
このようなバルブ21Xを用いた場合、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度になると、フロンがその沸点に達し、膨張することでシリンダが駆動され、バルブ21Xが閉じられることになる。例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度と同等の沸点を有するフロンを用いた場合、第1蓄熱体2の温度がフロンの沸点よりも低いときには、フロンは収縮しており、バルブ21Xは開状態となり、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを構成する配管は開状態(OPEN)となる。一方、第1蓄熱体2の温度が融点に達し、完全に相変化して、温度上昇し、その融点よりも少し高い温度、即ち、フロンの沸点に達したら、フロンが膨張し、シリンダが駆動され、バルブ21Xが閉状態となり、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを構成する配管が閉状態(CLOSE)となる。
なお、バルブ21Xの構成はこれに限られるものではなく、例えば、バイメタルなどを用いて開閉するバルブを用いても良い。この場合もバルブは第1蓄熱体2に熱的に接続されるようにする。また、この場合も、バルブが蓄熱体間伝熱停止抑制手段21となる。また、第1蓄熱体2に温度センサを設け、第1蓄熱体2の温度をモニタし、これに基づいて、電気的に作動するバルブを開閉させるようにしても良い。この場合、温度センサは、第1蓄熱体2のループ型ヒートパイプ20Xの冷媒が流れる方向に沿って最も下流側の位置に設けるのが好ましい。また、バルブは、第1蓄熱体2に熱的に接続されていなくても良い。つまり、バルブは、蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ20Xを構成する配管の任意の位置に設ければ良い。なお、この場合、温度センサ、バルブ、必要に応じてコントローラなどが蓄熱体間伝熱停止抑制手段21となる。
次に、本実施形態にかかる電子機器における第1及び第2蓄熱体2、3並びに第1伝熱部4、第2伝熱部5及び蓄熱体間伝熱部20としてのループ型ヒートパイプ4X、5X、20Xの動作を説明する。
まず、発熱部品1の温度が上昇すると、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4X、及び、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xが作動を開始する。これにより、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体、及び、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体のそれぞれの温度が上昇する。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも少し高くなって、伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6Xに用いられるフロンの沸点に達すると、バルブ6Xが閉状態となり、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xの流路が閉じられる。これにより、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体への伝熱が停止する。
この結果、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xは停止し、第2伝熱部5としての第2ループ型ヒートパイプ5Xのみが作動することになる。このため、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度のみが上昇する。第1蓄熱体2としての低融点かつ小蓄熱量の蓄熱体の温度、即ち、筐体温度は一定に保持される一方、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度は上昇する。
そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、その融点になると相変化を開始する。
その後、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体は、完全に相変化すると、相変化の間その融点に保持されていた温度が上昇し、その融点よりも高い温度となる。
そして、第2蓄熱体3としての高融点かつ大蓄熱量の蓄熱体の温度が、その融点よりも高くなると、例えば発熱部品1の負荷低減又は停止などのフェールセーフへ移行する。なお、第2蓄熱体3の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良いし、第2蓄熱体3の温度がその融点よりも高くなると、これに伴って発熱部品1の温度も上昇するため、発熱部品1の温度をモニタして、フェールセーフへ移行するようにしても良い。
このようにしてフェールセーフへ移行した後、第1蓄熱体2は、筐体に熱的に接続されているため、自然に放熱される。そして、第1蓄熱体2の温度が下がって、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21としてのバルブ21Xに用いられるフロンの沸点よりも低くなると、バルブ21Xが開状態となり、蓄熱体間伝熱部20としての蓄熱体間ループ型ヒートパイプ20Xの流路が開けられる。これにより、蓄熱体間伝熱部20としての蓄熱体間ループ型ヒートパイプ20Xを介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱が開始する。このようにして、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2へ伝熱することで、第2蓄熱体3が、より早く、温度が上がっていない元の状態(初期状態)に戻るようにすることができる。
なお、第1蓄熱体2の温度が下がって、第1伝熱停止抑制手段6としてのバルブ6Xに用いられるフロンの沸点よりも低くなると、バルブ6Xが開状態となり、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xの流路が開けられる。これにより、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が開始する。
その後、第2蓄熱体3の温度が下がって、その融点よりも低くなったら、フェールセーフを解除するようにすれば良い。なお、その後、第1蓄熱体2や第2蓄熱体3の温度が再び上がった場合は、再び、上述と同様の動作が行なわれることになる。
なお、ここでは、第1伝熱部4、第2伝熱部5及び蓄熱体間伝熱部20としてループ型ヒートパイプ4X、5X、20Xを用いた場合を例に挙げて説明しているが、例えば水冷用配管を用いた場合であっても同様である。また、ここでは、第1伝熱停止抑制手段6及び蓄熱体間伝熱停止抑制手段21としてのバルブ6X、21Xを、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブ、即ち、第1蓄熱体2の融点よりも少し高い温度で閉じるバルブを用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、第1蓄熱体2の融点と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、例えば、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブを用いても良い。つまり、第1蓄熱体2の融点よりも少し低い温度(第1蓄熱体2の融点の近傍の温度)と同等の温度で閉じるバルブを用いても良い。また、ここでは、第1伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、第1伝熱停止抑制手段6によって、第1伝熱部4としての第1ループ型ヒートパイプ4Xを介した発熱部品1から第1蓄熱体2への伝熱が抑制されるものであっても良い。同様に、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21によって、蓄熱体間伝熱部20としての蓄熱体間ループ型ヒートパイプ20Xを介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱が停止される場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21によって、蓄熱体間伝熱部20としての蓄熱体間ループ型ヒートパイプ20Xを介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱が抑制されるものであっても良い。
なお、その他の詳細は、上述の第1実施形態の場合と同様である。
したがって、本実施形態にかかる電子機器によれば、上述の第1実施形態の場合と同様に、ユーザの安全性を考慮して筐体温度が上昇しないようにしながら、フェールセーフへ移行するまでの時間を延長することができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、上述の第1実施形態のものに蓄熱体間伝熱部20及び蓄熱体間伝熱停止抑制手段21を追加した場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば、上述の第2実施形態のものに蓄熱体間伝熱部20及び蓄熱体間伝熱停止抑制手段21を追加したものとして構成することもできる。つまり、上述の第2実施形態のものと本実施形態のものを組み合わせることもできる。この場合、蓄熱体間伝熱部20を、蓄熱体間ループ型ヒートパイプとし、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21を、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する蓄熱体間ループ型ヒートパイプの冷媒とし、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で蓄熱体間ループ型ヒートパイプの冷媒が凝縮できなくなるようにして、蓄熱体間ループ型ヒートパイプを介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようにしても良い。
また、例えば、上述の第1実施形態の第2変形例のものに蓄熱体間伝熱部20及び蓄熱体間伝熱停止抑制手段21を追加したものとして構成することもできる。つまり、上述の第1実施形態の第2変形例のものと本実施形態のものを組み合わせることもできる。この場合、蓄熱体間伝熱部20を、蓄熱体間高熱伝導部材とし、蓄熱体間伝熱停止抑制手段21を、蓄熱体間高熱伝導部材に設けられた蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段とし、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度で蓄熱体間高熱伝導部材を第1蓄熱体2又は第2蓄熱体3から蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段で離して、蓄熱体間高熱伝導部材を介した第2蓄熱体3から第1蓄熱体2への伝熱を停止又は抑制するようにしても良い。そして、蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段は、第1蓄熱体2の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いた駆動手段としても良い。
また、例えば、上述の第1実施形態の第1変形例や上述の第2実施形態の変形例のものに蓄熱体間伝熱部20及び蓄熱体間伝熱停止抑制手段21を追加したものとして構成することもできる。
また、上述の実施形態では、第2蓄熱体3から第1蓄熱体2へ伝熱する蓄熱体間伝熱部20を設ける場合を例に挙げて説明しているが、複数の蓄熱体を備え、そのうちの2つ又はそれ以上のものを熱的に接続し、一の蓄熱体から他の蓄熱体へ伝熱する蓄熱体間伝熱部を設ける場合にも同様に適用することができる。
[その他]
なお、本発明は、上述した各実施形態及び各変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の各実施形態及び各変形例に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
筐体の内部に設けられた発熱部品と、
前記筐体に熱的に接続された第1蓄熱体と、
前記筐体の内部に設けられ、前記第1蓄熱体よりも融点が高く、かつ、蓄熱量が大きい第2蓄熱体と、
前記発熱部品から前記第1蓄熱体へ伝熱する第1伝熱部と、
前記発熱部品から前記第2蓄熱体へ伝熱する第2伝熱部と、
前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1伝熱部を介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制する伝熱停止抑制手段とを備えることを特徴とする電子機器。
(付記2)
前記第1伝熱部は、第1ループ型ヒートパイプ又は第1水冷用配管であり、
前記伝熱停止抑制手段は、前記第1ループ型ヒートパイプ又は前記第1水冷用配管の流路に設けられた第1バルブを含み、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1ループ型ヒートパイプ又は前記第1水冷用配管の流路を前記第1バルブで閉じて、前記第1ループ型ヒートパイプ又は前記第1水冷用配管を介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、付記1に記載の電子機器。
(付記3)
前記第1バルブは、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブであることを特徴とする、付記2に記載の電子機器。
(付記4)
前記第1伝熱部は、第1ループ型ヒートパイプであり、
前記伝熱停止抑制手段は、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する前記第1ループ型ヒートパイプの冷媒であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1ループ型ヒートパイプの前記冷媒が凝縮できなくなるようにして、前記第1ループ型ヒートパイプを介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、付記1に記載の電子機器。
(付記5)
前記第1伝熱部は、第1高熱伝導部材であり、
前記伝熱停止抑制手段は、前記第1高熱伝導部材に設けられた第1高熱伝導部材駆動手段であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1高熱伝導部材を前記発熱部品又は前記第1蓄熱体から前記第1高熱伝導部材駆動手段で離して、前記第1高熱伝導部材を介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、付記1に記載の電子機器。
(付記6)
前記第1高熱伝導部材駆動手段は、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いた駆動手段であることを特徴とする、付記5に記載の電子機器。
(付記7)
前記第2伝熱部は、第2ループ型ヒートパイプ、第2水冷用配管又は第2高熱伝導部材であることを特徴とする、付記2、3、5、6のいずれか1項に記載の電子機器。
(付記8)
前記第2伝熱部は、前記第2蓄熱体の融点よりも高い沸点を有する冷媒を用いた第2ループ型ヒートパイプ、第2水冷用配管又は第2高熱伝導部材であることを特徴する、付記4に記載の電子機器。
(付記9)
前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体へ伝熱する蓄熱体間伝熱部と、
前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間伝熱部を介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制する蓄熱体間伝熱停止抑制手段とを備えることを特徴とする、付記1〜8のいずれか1項に記載の電子機器。
(付記10)
前記蓄熱体間伝熱部は、蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は蓄熱体間水冷用配管であり、
前記蓄熱体間伝熱停止抑制手段は、前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は前記蓄熱体間水冷用配管の流路に設けられたバルブを含み、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は前記蓄熱体間水冷用配管の流路を前記バルブで閉じて、前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は前記蓄熱体間水冷用配管を介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、付記9に記載の電子機器。
(付記11)
前記バルブは、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いたバルブであることを特徴とする、付記10に記載の電子機器。
(付記12)
前記蓄熱体間伝熱部は、蓄熱体間ループ型ヒートパイプであり、
前記蓄熱体間伝熱停止抑制手段は、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプの冷媒であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプの前記冷媒が凝縮できなくなるようにして、前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプを介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、付記9に記載の電子機器。
(付記13)
前記蓄熱体間伝熱部は、蓄熱体間高熱伝導部材であり、
前記蓄熱体間伝熱停止抑制手段は、前記蓄熱体間高熱伝導部材に設けられた蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間高熱伝導部材を前記第1蓄熱体又は前記第2蓄熱体から前記蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段で離して、前記蓄熱体間高熱伝導部材を介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、付記9に記載の電子機器。
(付記14)
前記蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段は、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有するフロンを用いた駆動手段であることを特徴とする、付記13に記載の電子機器。
1 発熱部品
2 第1蓄熱体
3 第2蓄熱体
4 第1伝熱部
4X ループ型ヒートパイプ(第1ループ型ヒートパイプ)
4Y 高熱伝導部材(第1高熱伝導部材)
4Z ループ型ヒートパイプ(第1ループ型ヒートパイプ)
5 第2伝熱部
5X ループ型ヒートパイプ(第2ループ型ヒートパイプ)
5Y 高熱伝導部材(第2高熱伝導部材)
5Z ループ型ヒートパイプ(第2ループ型ヒートパイプ)
6 伝熱停止抑制手段(第1伝熱停止抑制手段)
6X バルブ(第1バルブ)
6A シリンダ
6B フロン
6C 固定部材
6Y 高熱伝導部材駆動手段
6Z 冷媒(第1冷媒)
7 LCD
8 筐体
9 回路基板
10 第3蓄熱体
11 第3伝熱部
11X ループ型ヒートパイプ(第3ループ型ヒートパイプ)
12 伝熱停止抑制手段(第2伝熱停止抑制手段)
12X バルブ(第2バルブ)
12Z 冷媒(第2冷媒)
15 断熱層
20 蓄熱体間伝熱部
20X ループ型ヒートパイプ(蓄熱体間ループ型ヒートパイプ)
21 蓄熱体間伝熱停止抑制手段
21X バルブ

Claims (8)

  1. 筐体の内部に設けられた発熱部品と、
    前記筐体に熱的に接続された第1蓄熱体と、
    前記筐体の内部に設けられ、前記第1蓄熱体よりも融点が高く、かつ、蓄熱量が大きい第2蓄熱体と、
    前記発熱部品から前記第1蓄熱体へ伝熱する第1伝熱部と、
    前記発熱部品から前記第2蓄熱体へ伝熱する第2伝熱部と、
    前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1伝熱部を介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制する伝熱停止抑制手段とを備えることを特徴とする電子機器。
  2. 前記第1伝熱部は、第1ループ型ヒートパイプ又は第1水冷用配管であり、
    前記伝熱停止抑制手段は、前記第1ループ型ヒートパイプ又は前記第1水冷用配管の流路に設けられた第1バルブを含み、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1ループ型ヒートパイプ又は前記第1水冷用配管の流路を前記第1バルブで閉じて、前記第1ループ型ヒートパイプ又は前記第1水冷用配管を介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記第1伝熱部は、第1ループ型ヒートパイプであり、
    前記伝熱停止抑制手段は、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する前記第1ループ型ヒートパイプの冷媒であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1ループ型ヒートパイプの前記冷媒が凝縮できなくなるようにして、前記第1ループ型ヒートパイプを介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。
  4. 前記第1伝熱部は、第1高熱伝導部材であり、
    前記伝熱停止抑制手段は、前記第1高熱伝導部材に設けられた第1高熱伝導部材駆動手段であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記第1高熱伝導部材を前記発熱部品又は前記第1蓄熱体から前記第1高熱伝導部材駆動手段で離して、前記第1高熱伝導部材を介した前記発熱部品から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。
  5. 前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体へ伝熱する蓄熱体間伝熱部と、
    前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間伝熱部を介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制する蓄熱体間伝熱停止抑制手段とを備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子機器。
  6. 前記蓄熱体間伝熱部は、蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は蓄熱体間水冷用配管であり、
    前記蓄熱体間伝熱停止抑制手段は、前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は前記蓄熱体間水冷用配管の流路に設けられたバルブを含み、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は前記蓄熱体間水冷用配管の流路を前記バルブで閉じて、前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプ又は前記蓄熱体間水冷用配管を介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、請求項5に記載の電子機器。
  7. 前記蓄熱体間伝熱部は、蓄熱体間ループ型ヒートパイプであり、
    前記蓄熱体間伝熱停止抑制手段は、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度と同等の沸点を有する前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプの冷媒であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプの前記冷媒が凝縮できなくなるようにして、前記蓄熱体間ループ型ヒートパイプを介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、請求項5に記載の電子機器。
  8. 前記蓄熱体間伝熱部は、蓄熱体間高熱伝導部材であり、
    前記蓄熱体間伝熱停止抑制手段は、前記蓄熱体間高熱伝導部材に設けられた蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段であり、前記第1蓄熱体の融点又はその近傍の温度で前記蓄熱体間高熱伝導部材を前記第1蓄熱体又は前記第2蓄熱体から前記蓄熱体間高熱伝導部材駆動手段で離して、前記蓄熱体間高熱伝導部材を介した前記第2蓄熱体から前記第1蓄熱体への伝熱を停止又は抑制するようになっていることを特徴とする、請求項5に記載の電子機器。
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