JP6422175B2 - 冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、例えばノートパソコンのような電子機器の冷却システムに関する。

従来より、室内の電子機器、照明器具、人体発熱等による内部負荷を除去して、室内空気の温湿度を適切な状態に維持する空調方式として、空気で冷却する全空気方式がある。

この全空気方式は、例えば、建物外部に、圧縮機が内蔵された室外機を設置するとともに、室内に熱交換器が内蔵された室内機を設置する。そして、これら室外機の圧縮機と室内機の熱交換器とで媒体を循環させて冷凍サイクルを行うとともに、熱交換器で媒体と室内空気とで熱交換することで、室内機から室内に冷風を吹き出して、内部負荷を除去する方式である（特許文献１参照）。

オフィスのように、ノート型パソコンやデスクトップ型パソコンといった電子機器の使用台数が多い室では、これら電子機器からの放熱により、室内の内部負荷が増大する。
この場合、従来の全空気方式による空調では、電子機器からの排熱を空気で撹拌して除去するため、ファンなどの搬送動力がかかってしまう。また、室内に拡散した熱を空気で除去するため、室内に供給する空気の温度を低くする必要があり、この低温の空気が直接影響する部分と影響しない部分とで室内に温度分布が生じ、室内の温熱環境が不均一となる、という問題があった。

そこで、ノートパソコンに個別に冷却装置を取り付けることが提案されている（特許文献２参照）。この冷却装置は、ノートパソコンの本体の下に敷かれた冷却置台と、この冷却置台に循環用ホースで連結された熱交換装置と、を備える。循環ホースは、冷却置台と熱交換装置との間を循環しており、この循環ホースの内部には、媒体としての水が収容されている。

この冷却装置によれば、冷却置台内の循環ホース内の媒体により、ノートパソコンの本体の下面からの放熱が吸収される。その後、この媒体は、循環ホースを流通して、熱交換装置に到達し、この熱交換装置にて放熱する。

特開２０１３−１５２０７１号公報 特開２００６−３０２２２３号公報

ノートパソコンでは、側面の排気口からも排熱されるが、特許文献２の冷却装置では、この排熱を回収できない。また、循環ホースで接続された熱交換装置自体が室内に設置されるので、依然として室内の温熱環境が不均一となる、という問題があった。

本発明は、室内の温熱環境が不均一となるのを防止できる冷却システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の冷却システム（例えば、後述の冷却システム１）は、排気口（例えば、後述の排気口１３）が側面に設けられた直方体状の本体（例えば、後述の本体１１）と、当該本体の上面に開閉可能に設けられた表示部（例えば、後述の表示部１２）とを備える電子機器（例えば、後述のノートパソコン１０）を冷却する冷却システムであって、前記本体の下面に設けられて、内部に媒体が流通する第１冷却装置（例えば、後述の第１冷却装置２０）と、当該第１冷却装置の上面でかつ前記本体の排気口の近傍に載置されて、内部に媒体が流通する第２冷却装置（例えば、後述の第２冷却装置３０）と、前記第１冷却装置と前記第２冷却装置とを接続しかつ媒体が流通する連結管（例えば、後述の連結管４０）と、を備え、前記第１冷却装置の内部、連結管、前記第２冷却装置の内部の順に媒体を流通させることを特徴とする。

この発明によれば、本体の下面に第１冷却装置を配置するとともに、第１冷却装置の上面でかつ本体の排気口の近傍に、第２冷却装置を配置した。そして、第１冷却装置の内部、連結管、前記第２冷却装置の内部、の順に、媒体を直列に流通させた。
すると、媒体は、第１冷却装置において、電子機器の下面の発熱を回収し、その後、第２冷却装置において、電子機器の排気口からの排熱を回収する。

このように、本発明では、室内の冷房負荷となる発熱源である電子機器から、熱が室内に放出される前に、この熱を直ちに除去する。
したがって、従来の冷却装置と異なり、第２冷却装置により電子機器の排気口からの排熱を回収するので、室内に温度分布に偏りが生じるのを防いで、室内の温熱環境が不均一となるのを防止できる。
また、電子機器の排気口の位置は、機種やメーカーによって異なるが、第２冷却装置を第１冷却装置の上に載置したので、第２冷却装置の第１冷却装置に対する相対位置を自由に変更できるから、電子機器の排気口がどの位置にあっても容易に対応できる。

請求項２に記載の冷却システムは、前記電子機器が設置される室の外部には、熱交換器が設けられ、当該熱交換器と前記第１冷却装置とは、供給管（例えば、後述の供給管４１）で接続され、当該熱交換器と前記第２冷却装置とは、戻り管（例えば、後述の戻り管４２）で接続されることを特徴とする。

従来の冷却装置では、熱交換装置はノートパソコンと同じ室内に配置される。したがって、冷却装置でノートパソコンの熱を回収しても、この回収した熱は、ノートパソコンの設置場所と同じ室内に放熱されることになり、室内の温熱環境が不均一となっていた。
そこで、この発明によれば、熱交換器を電子機器が設置される室の外部に設けたので、回収した熱を電子機器の設置場所と別の場所に放熱するから、室内の温熱環境が不均一となるのをより確実に防止できる。

この発明によれば、従来の冷却装置と異なり、第２冷却装置により電子機器の排気口からの排熱を回収するので、室内の温熱環境が不均一となるのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る冷却システムが取り付けられた電子機器の斜視図である。 前記実施形態に係る冷却システムの斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る冷却システム１が取り付けられた電子機器としてのノートパソコン１０の斜視図である。
ノートパソコン１０は、排気口１３が側面に設けられた直方体状の本体１１と、この本体１１の上面に開閉可能に設けられたディスプレイである表示部１２と、を備える。

本体１１には、図示しない排気ファンが内蔵されており、この排気ファンを駆動することにより、本体１１内の熱を排気口１３から図１中矢印方向に排熱する。

図２は、冷却システム１の斜視図である。
冷却システム１は、第１冷却装置２０と、この第１冷却装置２０の上に載置された第２冷却装置３０と、第１冷却装置２０と第２冷却装置３０とを接続する連結管４０と、室外に設置された図示しない熱交換器と、熱交換器と第１冷却装置２０とを接続する供給管４１と、熱交換器と第２冷却装置３０とを接続する戻り管４２と、を備える。

第１冷却装置２０は、平板状であり、この第１冷却装置２０の内部は、媒体としての水が流通可能となっている。この第１冷却装置の少なくとも上面は、熱伝導率の高い金属製である。

第２冷却装置３０は、第１冷却装置２０の上面でかつ本体１１の排気口１３の近傍に設けられている。具体的には、この第２冷却装置３０は、排気口１３からの排気の流路上に位置している（図１参照）。
この第２冷却装置３０の内部は、媒体としての水が流通可能となっている。

また、第２冷却装置３０には、スリット３１が複数段設けられており、これらスリット３１は、排気口１３からの排気が通り抜けるようになっている。
連結管４０、供給管４１、および戻り管４２には、媒体としての水が流通する。

以上の冷却システム１は、以下のように動作する。
まず、ノートパソコン１０の排気口１３から放熱するとともに、このノートパソコン１０の本体１１の下面が発熱している。
この状態で、媒体としての水を、熱交換器、供給管４１、第１冷却装置２０、連結管４０、第２冷却装置３０、戻り管４２の順に流通して循環させる。

具体的には、まず、熱交換器にて、熱交換により連結管４０内部の媒体としての水を冷却する。この冷却された水は、供給管４１を流通して第１冷却装置２０に供給される。本体１１の下面は第１冷却装置２０の上面に当接しているので、第１冷却装置２０において、本体１１の下面の熱は、熱伝導により媒体としての水に回収される。
続いて、この媒体としての水は、連結管４０を流通して第２冷却装置３０に到達する。本体１１の排気口１３からの排気は、第２冷却装置３０のスリット３１を通り抜けるので、この第２冷却装置３０において、本体１１の排気口１３からの排熱は、媒体としての水に回収される。その後、この媒体としての水は、戻り管４２を流通して熱交換器に戻り、再度冷却される。

ここで、本体１１の排気口１３からの排気は、本体１１の下面と比べて高温となる。媒体としての水は、第１冷却装置２０で熱を回収することで昇温しても、排気口１３からの排気の温度より低温である。よって、第２冷却装置３０において、排気口１３からの排気から熱をさらに回収しカスケードに利用することで流量の削減と温度差を確保している。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）媒体としての水は、第１冷却装置２０において、本体１１の下面の発熱を回収し、その後、第２冷却装置３０において、排気口１３からの排熱を回収する。このように、室内の冷房負荷となる発熱源であるノートパソコン１０から、熱が室内に放出される前に、この熱を直ちに除去する。したがって、従来の冷却装置と異なり、第２冷却装置３０によりノートパソコン１０の排気口１３からの排熱を回収するので、室内の温熱環境が不均一となるのを防止できる。

また、ノートパソコン１０の排気口１３の位置は、機種やメーカーによって異なるが、第２冷却装置３０を第１冷却装置２０の上に載置したので、第２冷却装置３０の第１冷却装置２０に対する相対位置を自由に変更できるから、ノートパソコン１０の排気口１３がどの位置にあっても容易に対応できる。

（２）熱交換器をノートパソコンが設置される室の外部に設けたので、回収した熱をノートパソコン１０の設置場所と別の場所に放熱するから、室内の温熱環境が不均一となるのをより確実に防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１…冷却システム
１０…ノートパソコン（電子機器）
１１…本体
１２…表示部
１３…排気口
２０…第１冷却装置
３０…第２冷却装置
３１…スリット
４０…連結管
４１…供給管
４２…戻り管

Claims (2)

1. 排気口が側面に設けられた直方体状の本体と、当該本体の上面に開閉可能に設けられた表示部とを備える電子機器を冷却する冷却システムであって、
   前記本体の下面に設けられて、内部に媒体が流通する第１冷却装置と、
   当該第１冷却装置の上面でかつ前記本体の排気口の近傍に載置されて、内部に媒体が流通する第２冷却装置と、
   前記第１冷却装置と前記第２冷却装置とを接続しかつ媒体が流通する連結管と、を備え、
   前記第２冷却装置は、前記第１冷却装置上で当該第１冷却装置に対して相対移動可能であり、
   前記第１冷却装置の内部、前記連結管、前記第２冷却装置の内部、の順に媒体を流通させることを特徴とする冷却システム。
2. 前記電子機器が設置される室の外部には、熱交換器が設けられ、
   当該熱交換器と前記第１冷却装置とは、供給管で接続され、
   当該熱交換器と前記第２冷却装置とは、戻り管で接続されることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。

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