JPH01270296A - Electronic apparatus and its cooling method - Google Patents

Electronic apparatus and its cooling method

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JPH01270296A
JPH01270296A JP9813488A JP9813488A JPH01270296A JP H01270296 A JPH01270296 A JP H01270296A JP 9813488 A JP9813488 A JP 9813488A JP 9813488 A JP9813488 A JP 9813488A JP H01270296 A JPH01270296 A JP H01270296A
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JP
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cooling
air
electronic device
semiconductor elements
refrigeration
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JP9813488A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kumagai
熊谷 多加史
Takahiro Oguro
崇弘 大黒
Masao Kato
正男 加藤
Tsutomu Sumimoto
勉 住本
Sadaaki Furuno
古野 貞昭
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Hitachi Ltd
Hitachi Computer Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Computer Engineering Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable the cooling of semiconductor elements of large heating value, and realize the reduction of noise and the miniaturization of a cooling equipment, by air-cooling the semiconductor elements after the feeding air for the semiconductor elements is previously cooled. CONSTITUTION:As a cooling medium for an electronic apparatus provided with a plurality of semiconductor elements, air is used, which is previously cooled prior to the feeding of air to a semiconductor element circuit. As a result, high cooling capability is attained even by forced air-cooling, and semiconductor elements of large heating value can be effectively cooled. In the case where a refrigeration equipment is used as a cooling means of feeding air, a refrigeration cycle is repeated by a condenser 11, a compressor 14, an expansion valve 12 and an evaporator 13. The air fed to the electronic apparatus is cooled by the evaporator 13, and the semiconductor elements are cooled by said cooled air. Thereby, in the case of an electronic apparatus whose heating value is comparatively large, necessary cooling effect is attained, and the reduction of noise and the miniaturization of a cooling equipment can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電子機器およびその冷却方法に係り、特に、多
数の半導体素子を有する電子機器およびその冷却方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electronic device and a method for cooling the same, and particularly to an electronic device having a large number of semiconductor elements and a method for cooling the same.

[従来の技術] 従来より、電子機器、特に多数の半導体素子を有する電
子機器、たとえば電子計算機においては、素子等からの
発熱を除去するために、空冷、水冷その他の冷媒による
冷却を行なっている。
[Prior Art] Conventionally, electronic devices, especially electronic devices having a large number of semiconductor elements, such as computers, have been cooled by air cooling, water cooling, or other refrigerants in order to remove heat generated from the elements. .

これらの従来の電子機器冷却の例としては、例えば、日
経エレクトロニクス、1987.7,27(no、 4
26 )号、pp167〜192に記載の強制空冷方式
、日経エレクトロニクス、 1986.6.2(no、
396)号、pp179〜209に記載の水冷方式、特
開昭62−140498号等に記載の液体冷媒使用ヒー
トパイプ方式等がある。
Examples of conventional electronic equipment cooling include, for example, Nikkei Electronics, 1987.7, 27 (no, 4
26), pp. 167-192, Nikkei Electronics, June 2, 1986 (no.
396), pp. 179-209, and a heat pipe method using a liquid refrigerant described in JP-A-62-140498, etc.

[発明の解決しようとする課題] 上記したような電子機器冷却方式のうち、空冷方式は、
設置か容易て、経費か低廉である利点があり、もっとも
一般的に使用されている。ところか1強制空冷にはファ
ンを使用する関係上、半導体素子の発熱量か大きくなっ
た場合には、風量を増大せざるを得す、騒音の問題か深
刻となる。その一方て、空冷方式には冷却能力に自ずと
限界かあり、発熱量の大きい半導体素子に対しては、従
来の強制空冷によっては十分に対応てきない場合か生じ
ている。
[Problem to be solved by the invention] Among the electronic device cooling methods described above, the air cooling method has the following problems:
It has the advantages of easy installation and low cost, and is the most commonly used. However, since a fan is used for forced air cooling, if the amount of heat generated by the semiconductor element increases, the air volume must be increased, which can lead to serious noise problems. On the other hand, the air cooling system naturally has a limit to its cooling capacity, and conventional forced air cooling may not be able to adequately cope with semiconductor elements that generate a large amount of heat.

このため、発熱量の大きい半導体素子に対しては、上記
したような水冷方式あるいはその他の冷媒を用いた冷却
方式か用いられている。
For this reason, for semiconductor elements that generate a large amount of heat, a water cooling method as described above or a cooling method using another refrigerant is used.

しかしながら、水冷方式あるいはその他の冷奴による冷
却の場合には、水を循環させるための装置、水を冷却す
るための冷凍装置等、冷却に必要な装置か大きくなる問
題かある。また、水もれ等の危険性の問題かある。
However, in the case of cooling using a water cooling method or other types of cold storage, there is a problem in that the equipment necessary for cooling, such as a device for circulating water and a refrigeration device for cooling water, becomes large. There is also the risk of water leakage.

ところて、本発明か対象とする多数の半導体素子を有す
る電子機器としては、たとえば電子計算機かり、性能は
もちろん、消費電力か小さいこと、設置面積が小さいこ
と、設置条件(入気温度、湿度)として空調機の常設等
を要しないこと、等が重要な課題となる。
By the way, electronic devices having a large number of semiconductor elements, which are the object of the present invention, are, for example, electronic computers, which have not only high performance but also low power consumption, small installation area, and installation conditions (inlet air temperature, humidity). An important issue is that there is no need for permanent installation of air conditioners.

これらの電子計算機においても、性能を上げようとする
と、半導体素子の高集積化、高速化か必要となり、これ
らの半導体素子を実装するプリント基板上の発熱量も増
大する。このため、ますます大きな冷却能力が要求され
ることとなり、従来の強制空冷のみによっては、所要の
冷却を達成できないこともある。
In order to improve the performance of these electronic computers, it is necessary to increase the integration and speed of the semiconductor elements, and the amount of heat generated on the printed circuit board on which these semiconductor elements are mounted also increases. For this reason, an increasingly large cooling capacity is required, and the required cooling may not be achieved only by conventional forced air cooling.

所望の冷却能力を得るために、水冷方式を採用する場合
には、前述のように、冷却装置か大きくなり、また冷却
に必要な電力も大きくなり、設置面積、低消費電力とい
った点から、不利である。
When adopting a water cooling method to obtain the desired cooling capacity, as mentioned above, the cooling device becomes larger and the power required for cooling also increases, which is disadvantageous in terms of installation space and low power consumption. It is.

もちろん、設置条件を変えて、電子機器への入気温度を
下げることにより、冷却能力の向上をはかることも可能
である。しかしながら、この方法は、既設の空調設備を
有さないユーザに対しては、空調設備の新設を強いるこ
とになり、すべての場合に可能であるとは限らない。
Of course, it is also possible to improve the cooling capacity by changing the installation conditions and lowering the temperature of the air entering the electronic device. However, this method forces users who do not have existing air conditioning equipment to install new air conditioning equipment, which may not be possible in all cases.

そこで本発明の目的は、比較的発熱量の大きな電子機器
においても、強制空冷によって、所要の冷却を達成でき
る電子機器およびその冷却方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic device and a method for cooling the electronic device that can achieve required cooling by forced air cooling even in an electronic device that generates a relatively large amount of heat.

本発明の他の目的は、消費電力、設置面積、設置条件等
において有利な電子機器およびその冷却方法を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide an electronic device and a cooling method thereof that are advantageous in terms of power consumption, installation area, installation conditions, etc.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、複数の半導体素子を有する電子機器におい
て、冷却媒体として空気を用いるとともに、半導体素子
への強制入気の前段において、入気空気をあらかじめ冷
却しておくことにより達成される。
[Means for Solving the Problem] The above object is to use air as a cooling medium in an electronic device having a plurality of semiconductor elements, and to cool the incoming air in advance before forcing air into the semiconductor elements. This is achieved by placing

また、上記目的は、複数の半導体素子を有する電子機器
において、半導体素子に対して空気を送給する送風手段
と、半導体素子への入気の前段において、入気空気なあ
らかしめ冷却する手段とを備えることにより達成される
In addition, the above object is to provide a blowing means for supplying air to the semiconductor elements, and a means for pre-cooling the inlet air before the air is introduced into the semiconductor elements, in an electronic device having a plurality of semiconductor elements. This is achieved by having the following.

この場合、好ましくは、上記入気空気なあらかしめ冷却
する手段は、電子機器内に設けられる。
In this case, preferably, the means for pre-cooling the inlet air is provided within the electronic device.

上記入気空気をあらかじめ冷却する手段は、−例として
、具体的には、凝縮器、圧縮器、膨張弁、蒸発器から成
る冷凍装置により構成される。
The means for pre-cooling the inlet air are constituted, by way of example, in particular by a refrigeration system consisting of a condenser, a compressor, an expansion valve and an evaporator.

この場合、好ましくは、上記冷凍装置の蒸発器は、送風
手段と半導体素子の間に配設される。あるいは、上記冷
凍装置の蒸発器は、電子機器筐体の空気取入れ口に前置
してもよい、また、上記冷凍装置の凝縮器は、好ましく
は、半導体素子冷却後の排気路に配設される。
In this case, preferably, the evaporator of the refrigeration device is disposed between the blowing means and the semiconductor element. Alternatively, the evaporator of the refrigeration device may be placed in front of the air intake of the electronic device housing, and the condenser of the refrigeration device is preferably disposed in the exhaust path after cooling the semiconductor element. Ru.

さらに、上記入気空気をあらかじめ冷却する手段は、そ
の動作か周囲空気温度により制御されるようにしてもよ
い。
Furthermore, the means for pre-cooling the inlet air may have its operation controlled by the ambient air temperature.

また、上記冷凍装置は、好ましくは、取り外し可能に上
記電子機器内に設けられる。
Further, the refrigeration device is preferably removably provided within the electronic device.

また1つの好ましい態様としては、上記冷凍装置を、上
記電子機器筐体とは別個の筐体に支持し、必要に応じて
両筐体を結合可能に構成するとともに、結合状態におい
て、該冷凍装置により、半導体素子への入気に先立ち、
入気空気をあらかじめ冷却てきるようにすることもでき
る。
Further, in a preferred embodiment, the refrigeration device is supported in a casing separate from the electronic device casing, and the refrigeration device is configured to be able to be connected to the casings as necessary. Therefore, before entering the semiconductor device,
It is also possible to pre-cool the incoming air.

上記において、「入気」とは、半導体集積回路等への空
気取込みあるいは送風をいい、たとえば電子計算機の場
合には、筐体内の架内への空気取込みあるいは送風を言
う。
In the above, "air intake" refers to the intake or blowing of air into a semiconductor integrated circuit or the like. For example, in the case of an electronic computer, it refers to the intake or blowing of air into a frame within a housing.

また、「入気の前段」とは、半導体素子への入気に直接
関連して、実質的にその直前において、の意味である。
Moreover, "before the intake of air" means directly related to and substantially immediately before the intake of air into the semiconductor element.

しかしながら、半導体素子への入気に対して実質的な障
害とならないものが介在することを排除するものではな
い。
However, this does not exclude the presence of something that does not substantially impede air inflow into the semiconductor element.

[作用] 本発明において、半導体素子への入気に先立ち、半導体
素子への入気空気をあらかじめ冷却する構成としたのて
、強制空冷方式によっても、高い冷却能力を達成するこ
とかてき、高発熱の半導体素子に対しても有効な冷却を
提供することかできる。
[Function] In the present invention, it is possible to achieve a high cooling capacity even by using a forced air cooling method by cooling the incoming air to the semiconductor device in advance before it enters the semiconductor device. Effective cooling can also be provided to heat-generating semiconductor elements.

本発明において、入気空気の冷却手段として冷凍装置を
用いる場合には、凝縮器、圧縮器、膨張弁、蒸発器によ
って冷凍サイクルを繰り返し、蒸発器によって、電子機
器内に取り入れられた空気を冷却し、この冷却された空
気によって、半導体素子を冷却する。
In the present invention, when a refrigeration device is used as a means for cooling incoming air, a refrigeration cycle is repeated using a condenser, a compressor, an expansion valve, and an evaporator, and the evaporator cools the air taken into the electronic equipment. Then, the semiconductor element is cooled by this cooled air.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図において、lOは複数の半導体素子を有する電子
機器たとえば電子計算器の筐体、11は凝縮器、12は
膨張弁、13は蒸発器、14は圧縮器、15はファン、
16は半導体素子から成る回路部分である。
In FIG. 1, IO is a housing of an electronic device such as an electronic computer having a plurality of semiconductor elements, 11 is a condenser, 12 is an expansion valve, 13 is an evaporator, 14 is a compressor, 15 is a fan,
Reference numeral 16 denotes a circuit portion consisting of a semiconductor element.

冷凍装置は、上記の、凝縮器11、膨張弁12、蒸発器
13.圧縮器14からなり、各要素はパイプて連結され
、中には冷媒が、封入されている。
The refrigeration system includes the above-mentioned condenser 11, expansion valve 12, evaporator 13. It consists of a compressor 14, each element of which is connected by a pipe, and a refrigerant is sealed inside.

冷媒は一般に、フロンなどが使用される。Freon or the like is generally used as a refrigerant.

圧・縮器14は、冷媒を循環させる役割をするとともに
、冷媒を高温高圧の気体にする。この冷媒は、凝縮器1
1へ送られ、熱を外部に放出しながら、冷媒は気体から
液体へ凝縮する。液化した冷媒は膨張弁12を通り、一
部の冷媒は気体となり、冷媒の温度を下げる。この膨張
弁12は冷媒の流れを制御する。冷媒はさらに蒸発器1
3へ送られ、外部から熱を吸収しながら、液体から気体
へと扉発する。
The compressor 14 serves to circulate the refrigerant and converts the refrigerant into a high-temperature, high-pressure gas. This refrigerant is transferred to the condenser 1
1, the refrigerant condenses from gas to liquid while releasing heat to the outside. The liquefied refrigerant passes through the expansion valve 12, and part of the refrigerant becomes gas, lowering the temperature of the refrigerant. This expansion valve 12 controls the flow of refrigerant. The refrigerant is further transferred to evaporator 1
3, and while absorbing heat from the outside, it emits from the liquid to gas.

気体となった冷媒は再び圧縮器14へ送られ。The refrigerant that has become a gas is sent to the compressor 14 again.

高温高圧の気体となる。このように、冷凍サイクルが冷
凍装置によって形成される。電子機器周囲の空気は、フ
ァン15によって、筐体lO内に取り込まれ、蒸発器1
3を通ることによって、空気温度か下げられる。この空
気は、半導体素子の回路16の空冷に使われ、これを冷
却する。さらにこの空気は排気途中て凝縮器11を通り
、冷媒が熱を放熱する作用を促進する。
It becomes a high-temperature, high-pressure gas. In this way, a refrigeration cycle is formed by the refrigeration device. The air around the electronic device is drawn into the housing 10 by the fan 15, and the air is drawn into the evaporator 1.
3, the air temperature is lowered. This air is used to cool the circuit 16 of the semiconductor device. Further, this air passes through a condenser 11 on the way to being exhausted, which promotes the effect of the refrigerant dissipating heat.

第2図は1本発明の他の実施例を示す。図において、l
O〜16は、第1図のlθ〜16と実質的に同しである
。20は温度センサー、21は、温度センサー20から
の情報により、膨張弁12および圧縮器14を制御する
回路である。温度センサー20は、筐体10への取込み
空気温度をすなわち周囲空気温度を測定し、制御回路2
1は、取込み空気温度によって、膨張弁12を制御する
、たとえば、取込み空気温度か低い場合は、膨張弁12
を絞って、冷凍能力を弱め、半導体素子回路16に入る
空気温度か必要以上に低くならないよう制御する。さら
に、取込み空気温度がある一定温度以下になりた場合は
、圧縮器14を停止し、純空冷て冷却するようにする。
FIG. 2 shows another embodiment of the invention. In the figure, l
O~16 is substantially the same as lθ~16 in FIG. 20 is a temperature sensor, and 21 is a circuit that controls the expansion valve 12 and the compressor 14 based on information from the temperature sensor 20. The temperature sensor 20 measures the temperature of the air taken into the housing 10, that is, the ambient air temperature, and the control circuit 2
1 controls the expansion valve 12 depending on the intake air temperature; for example, when the intake air temperature is low, the expansion valve 12 is controlled depending on the intake air temperature.
The refrigerating capacity is reduced by controlling the temperature of the air entering the semiconductor element circuit 16 so that it does not become lower than necessary. Further, when the intake air temperature becomes below a certain temperature, the compressor 14 is stopped and cooling is performed using pure air.

本実施例の場合には、電子機器への取込み空気温度、す
なわち電子機器設置場所の周囲温度により冷凍装置を制
御するのて、不必要な電力消費を防ぐことかでき、消費
電力をyJ減することかてきる。
In the case of this embodiment, unnecessary power consumption can be prevented by controlling the refrigeration system based on the temperature of the air taken into the electronic equipment, that is, the ambient temperature at the location where the electronic equipment is installed, and the power consumption can be reduced by yJ. Something comes up.

第3図は、本発明のさらに他の実施例を示す。FIG. 3 shows yet another embodiment of the invention.

図において、11〜16は、第1図の11〜16と実質
的に同じである。30は、凝縮器11、蒸発器13、フ
ァン15、半導体素子回路16を収納する本体側筐体、
31は第3図(b)に示すように、膨張弁12.圧縮器
14を収納するとともに、凝縮器11および蒸発器13
を支持する筐体である。
In the figure, 11-16 are substantially the same as 11-16 in FIG. 30 is a main body side housing that houses the condenser 11, the evaporator 13, the fan 15, and the semiconductor element circuit 16;
31, as shown in FIG. 3(b), is the expansion valve 12. Contains a compressor 14, a condenser 11 and an evaporator 13
It is a casing that supports the

これらの2つの筐体30.31は必要に応じて、たとえ
ば相補的に結合可能に構成されている。このため、たと
えば、半導体素子回路16を収納する本体側位体30に
は、筐体31との結合時に、凝縮器11および蒸発器1
3を収容する空間およびこれらのための支持部材(図示
せず)か設けられている。第3図(a)は、2つの筐体
30.31を結合した状態を示す説明図である。
These two housings 30 and 31 are configured to be able to be coupled, for example, in a complementary manner, if necessary. For this reason, for example, when the main body side body 30 housing the semiconductor element circuit 16 is connected to the housing 31, the condenser 11 and the evaporator 1 are
3 and a support member (not shown) for these. FIG. 3(a) is an explanatory diagram showing a state in which two casings 30 and 31 are combined.

この図から明らかなように、結合状態では、前記実施例
1および2と実質的に回し冷風供給系を構成し、同様に
作用する。
As is clear from this figure, in the combined state, it essentially constitutes a rotary cold air supply system as in the first and second embodiments, and functions in the same manner.

ところで、電子機器か設置される環境を考えると、電子
計算機の場合、空調設備の整った計算機室に設置される
場合かある。このような場合、室温か22°C〜24°
Cぐらいに調節されていれば、冷凍装置は、不要である
かもしれない。その場合には、第3図(b)に示すよう
に、筐体30と、筐体31を切り離し、冷凍装置を取り
外して、電子機器については本来の純空冷で冷却するよ
うにすればよい。
By the way, when considering the environment in which electronic equipment is installed, electronic computers may be installed in computer rooms with air conditioning equipment. In such cases, the room temperature or 22°C to 24°
If the temperature is adjusted to about C, a refrigeration system may not be necessary. In that case, as shown in FIG. 3(b), the casing 30 and the casing 31 may be separated, the refrigeration system may be removed, and the electronic equipment may be cooled using pure air cooling.

また逆に、純空冷方式を採用している際に、設置場所か
変わり室温か高くなった場合は、筐体31を連結すれば
、本発明による冷却方式か動作可能となる。
On the other hand, when the pure air cooling system is employed, if the room temperature becomes high due to a change in the installation location, the cooling system according to the present invention can be operated by connecting the housing 31.

本実施例のように冷凍装置を増り外し可能にしておけば
、冷凍装置か不要なユーザに対してまで、冷凍装置を組
み込んだ状態で出荷することかなくなり、製造コストの
低減をはかることかてき7る、冷凍装置か必要となった
時には、冷凍装置を連結するたけてよく、新たに空調設
備を新設する煩わしさをなくすことかてきる。
If the refrigeration equipment can be added and removed as in this embodiment, it will not be shipped with the refrigeration equipment installed even to users who do not need the refrigeration equipment, thereby reducing manufacturing costs. When a refrigeration system becomes necessary, it is possible to connect the refrigeration system and eliminate the trouble of installing new air conditioning equipment.

なお、図示はしていないか、第2図て示した温度センサ
ーを利用して制御する方法と、第3図で示した冷凍装置
を切り離し可能とする方法とを組み合せて使用すること
も、本発明の好ましい実施例の1つである。
Although it is not shown in the figure, it is also possible to use a combination of the method of controlling using a temperature sensor shown in Figure 2 and the method of making the refrigeration equipment detachable as shown in Figure 3. This is one of the preferred embodiments of the invention.

さて、一般に冷凍装置を使用する場合、結露か問題とな
る。第4図、第5図は、その対策の例を示している。
Now, when using a refrigeration system, there is generally a problem of condensation. FIGS. 4 and 5 show examples of countermeasures.

第4図で、10〜16は、第1図のlO〜16と実質的
に同しである。40は結露した水を集めるトレイン、4
1はヒータである。ヒータ41は、トレイン40に溜っ
た水を暖め、蒸発させるためのもので、これによって、
水か電子機器内の他の部分にこぼれないようにしている
In FIG. 4, 10-16 are substantially the same as lO-16 in FIG. 40 is a train that collects condensed water, 4
1 is a heater. The heater 41 is for warming and evaporating the water accumulated in the train 40.
Prevent water from spilling onto other parts of the electronic device.

また第5図において、lO〜16は、第1図のlO〜1
6と実質的に同してあり、50はトレイン、51は凝縮
器1.1と連結された水溜めである。トレイン50に溜
った水は、水溜め51にくみ上げられ、凝縮器11の熱
により蒸発される。
In addition, in FIG. 5, lO~16 is different from lO~1 in FIG.
6, 50 is a train, and 51 is a water reservoir connected to the condenser 1.1. The water accumulated in the train 50 is pumped up into a water reservoir 51 and evaporated by the heat of the condenser 11.

、上記各実施例において、冷凍装置の各要素およびこれ
と共働して半導体素子回路に冷風を供給する要素の配置
は、図示の例に限られるものてはない。たとえば1図示
の例では、電子機器の下から上へ、直線状に、ファン、
蒸発器、半導体素子回路、凝縮器か配されているか、こ
れとは逆に流路方向を上から下へとるようにしてもよい
。また、冷風供給路を直線状てはなく、角度をつけて、
たとえばL字状に形成してもよい。また、横方向であっ
てもよい。さらに、たとえば、か発器は、電子機器筐体
の空気取込み口に前置し、これを通って筐体内へ空気を
取り込む構成としてもよい。この場合好ましくは、筐体
底面と底面間の空間に蒸発器を配することができる。ま
た、凝縮器についても、@体外に取り付ける構成とする
こともてきる。
In each of the embodiments described above, the arrangement of each element of the refrigeration system and the element that cooperates with the refrigeration system to supply cold air to the semiconductor element circuit is not limited to the illustrated example. For example, in the example shown in Figure 1, fans,
An evaporator, a semiconductor element circuit, and a condenser may be arranged, or the direction of the flow path may be from top to bottom. Also, the cold air supply path is not straight, but at an angle.
For example, it may be formed into an L-shape. Alternatively, it may be in the horizontal direction. Further, for example, the generator may be disposed in front of an air intake port of the electronic device housing, and may be configured to draw air into the housing through the air intake port. In this case, preferably, the evaporator can be disposed in the space between the bottom surfaces of the casing. Furthermore, the condenser may also be configured to be attached outside the body.

なお上記各実施例では冷凍装置を用いる場合を説明した
か、冷凍装置に限らず、半導体素子への入気を下げる手
段であれば何を用いることもてきる。たとえば電子冷凍
装置を用いてもよい。また上記実施例では、半導体素子
回路を冷却した排気により凝縮器を冷却しているか、凝
縮器に別個のファンを設けて冷却するようにしてもよい
In each of the above embodiments, the case where a refrigeration device is used has been described, but it is not limited to a refrigeration device, and any means for reducing air entering the semiconductor element can be used. For example, an electronic refrigeration device may be used. Further, in the embodiments described above, the condenser is cooled by the exhaust gas that has cooled the semiconductor element circuit, or the condenser may be provided with a separate fan for cooling.

また上記実施例では、ファンは下にひとつ設けられてい
るだけであるか、入口から出口への流路中てあればどこ
に設けてもよく、また複数個設けてもよい。
Further, in the above embodiment, only one fan is provided at the bottom, or it may be provided anywhere in the flow path from the inlet to the outlet, or a plurality of fans may be provided.

また、冷凍装置を、取り外し可能に電子機器内に設ける
方法としては、上記第3実施例に示すもののほか、たと
えば、バイブラインの結合部で取外しできる構成とする
こともてきる。
Further, as a method for removably installing the refrigeration device in the electronic device, in addition to the method shown in the third embodiment, for example, a configuration in which the refrigeration device can be removed at the connecting portion of the vibration line can also be used.

[発明の効果] 以上本発明によれば、半導体素子部分への入気温度をあ
らかじめ冷却した後、半導体素子を空冷するのて、発熱
量の大きい半導体素子の冷却か可能となり、単純空冷て
冷却する場合に比べ、騒音を低減てき、また、水冷で冷
却する場合に比べ、冷却装置を小さくできる効果がある
。また、空気を冷却媒体とすることにより、水冷方式に
比べ、冷却装置の取り外しを簡単にすることかでき、ユ
ーザの使用環境に応じて、冷却方式の選択を安易にする
ことができる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to cool a semiconductor element that generates a large amount of heat by cooling the semiconductor element with air after cooling the inlet air temperature to the semiconductor element part in advance, and cooling the semiconductor element with a large amount of heat. This has the effect of reducing noise compared to the case where cooling is carried out, and that the size of the cooling device can be made smaller compared to the case of water cooling. Additionally, by using air as the cooling medium, the cooling system can be removed more easily than water cooling systems, which has the effect of making it easier for users to select a cooling system depending on their usage environment. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図は本発
明の他の実施例を示す同様の説明図、第3図は本発明の
さらに他の実施例を示す同様の説明図であり、(a)は
本実施例に使用する筐体を結合した状態を示す説明図、
(b)は切り離した状態を示す説明図、第4図および第
5図は冷凍装置における結露対策を示す説明図である。 lO・・・筐体、11・・・凝縮器、12・・・膨張弁
、13・・・蒸発器、14・・・圧縮器、15・・・フ
ァン。 16・・・半導体素子回路、20・・・温度センサ、2
1・・・制御回路、30.31・・・筐体、40.50
・・・トレイン、41・・・ヒータ、51・・・水溜め
。 出願人  株式会社 日 立製作所 ほか1名 第1図 第2図 第3図 (b)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a similar explanatory diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a similar explanatory diagram showing still another embodiment of the present invention. 3A is an explanatory diagram showing a state in which the casings used in this embodiment are combined; FIG.
(b) is an explanatory view showing a separated state, and FIGS. 4 and 5 are explanatory views showing measures against condensation in the refrigeration system. lO... Housing, 11... Condenser, 12... Expansion valve, 13... Evaporator, 14... Compressor, 15... Fan. 16... Semiconductor element circuit, 20... Temperature sensor, 2
1... Control circuit, 30.31... Housing, 40.50
...Train, 41...Heater, 51...Water reservoir. Applicant Hitachi, Ltd. and one other person Figure 1 Figure 2 Figure 3 (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数の半導体素子を有する電子機器において、冷却
媒体として空気を用いるとともに、半導体素子への強制
入気の前段において、入気空気をあらかじめ冷却するこ
とを特徴とする電子機器の冷却方法。 2、複数の半導体素子を有する電子機器を冷却する装置
であって、半導体素子に対して空気を送給する送風手段
と、半導体素子への入気の前段において、入気空気をあ
らかじめ冷却する手段とを有する電子機器。 3、上記入気空気をあらかじめ冷却する手段を、電子機
器内に設けた請求項2記載の電子機器。 4、上記入気空気をあらかじめ冷却する手段を、凝縮器
、圧縮器、膨張弁、蒸発器から成る冷凍装置により構成
した請求項2または3記載の電子機器。 5、上記入気空気をあらかじめ冷却する手段の動作を、
周囲空気温度により制御するようにした請求項2〜4の
いずれかに記載の電子機器。 6、上記冷凍装置の蒸発器を、送風手段と半導体素子と
の間に配設した請求項4または5記載の電子機器。 7、上記冷凍装置の蒸発器を、電子機器筐体の空気取入
れ口に前置した請求項4または5記載の電子機器。 8、上記冷凍装置の凝縮器を、半導体素子冷却後の排気
路に配設した請求項4〜7のいずれかに記載の電子機器
。 9、上記冷凍装置を、取り外し可能に上記電子機器内に
設けた請求項4〜8のいずれかに記載の電子機器。 10、上記冷凍装置を、上記電子機器の筐体とは別個の
筐体に支持し、必要に応じて両筐体を結合可能に構成す
るとともに、結合状態において、該冷凍装置により、半
導体素子への入気に先立ち入気空気をあらかじめ冷却で
きるようにした請求項4〜9のいずれかに記載の電子機
器。
[Claims] 1. In an electronic device having a plurality of semiconductor elements, air is used as a cooling medium, and the incoming air is pre-cooled before being forced into the semiconductor elements. How to cool the equipment. 2. A device for cooling an electronic device having a plurality of semiconductor elements, including a blowing means for supplying air to the semiconductor elements, and a means for pre-cooling the incoming air before it enters the semiconductor elements. Electronic equipment with 3. The electronic device according to claim 2, further comprising means for pre-cooling the inlet air within the electronic device. 4. The electronic device according to claim 2 or 3, wherein the means for pre-cooling the incoming air is constituted by a refrigeration device comprising a condenser, a compressor, an expansion valve, and an evaporator. 5. The operation of the means for pre-cooling the inlet air,
5. The electronic device according to claim 2, wherein the electronic device is controlled by ambient air temperature. 6. The electronic device according to claim 4 or 5, wherein the evaporator of the refrigeration device is disposed between the blowing means and the semiconductor element. 7. The electronic device according to claim 4 or 5, wherein the evaporator of the refrigeration device is placed in front of an air intake port of an electronic device housing. 8. The electronic device according to any one of claims 4 to 7, wherein the condenser of the refrigeration device is disposed in an exhaust path after cooling the semiconductor element. 9. The electronic device according to any one of claims 4 to 8, wherein the refrigeration device is removably provided within the electronic device. 10. The refrigeration device is supported in a casing separate from the casing of the electronic device, and the two casings are configured to be able to be combined as necessary, and in the combined state, the refrigeration device is capable of supporting semiconductor elements. The electronic device according to any one of claims 4 to 9, wherein the incoming air can be cooled in advance before being introduced into the electronic device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04196395A (en) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd Electronic computer and cooling device thereof
US7457116B2 (en) * 2006-12-27 2008-11-25 Intel Corporation Method and system to cool memory

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