JPH0541589A - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

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JPH0541589A
JPH0541589A JP19630991A JP19630991A JPH0541589A JP H0541589 A JPH0541589 A JP H0541589A JP 19630991 A JP19630991 A JP 19630991A JP 19630991 A JP19630991 A JP 19630991A JP H0541589 A JPH0541589 A JP H0541589A
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JP
Japan
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cooling liquid
temperature
cooling
flow rate
cooled
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Pending
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JP19630991A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Morofushi
克彦 諸伏
Tomoji Sakuyama
友二 柵山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却液の温度切換および流量調整を瞬時に行
い、被冷却物に対して迅速に所望の温度および流量の冷
却液を供給できる冷却装置を提供する。 【構成】 2つの冷却液回路を備えた液冷式の冷却装置
であって、被冷却物である発熱体1と、発熱体1を冷却
する冷却装置2とから構成され、冷却装置2が、冷却液
の液温と流量を任意の値に一定に制御できる冷却液回路
3a,3b、この一方の冷却液を発熱体1に供給する切
換バルブ4a,4b,5a,5b、冷却液回収槽6など
から構成され、各機器が制御器8により制御されてい
る。そして、各冷却液回路3a,3bの冷却液は、温度
検出器13a,13bによるヒーター12a,12bま
たは冷凍機10a,10bによって温度制御され、流量
検出器14a,14bによるポンプ9a,9bの制御に
よって流量調整されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液冷式の冷却装置に関
し、特に半導体集積回路などの高発熱体の冷却装置にお
いて、冷却液の温度および流量切換の迅速化が可能とさ
れる冷却装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液冷式の冷却装置としては、たと
えば特開昭59−58899号公報などに記載されるよ
うに、一般的に温度制御が可能とされる1個の冷却液槽
を設け、この冷却液槽内で所望の温度に調整された冷却
液を、被冷却物に対して供給することによって被冷却物
を冷却する方法がある。
【0003】ところが、前記の方法においては、冷却液
槽内における冷却液の温度切換に時間がかかり、温度の
異なる被冷却物に対しては良好に適用できないために、
たとえば液温および流量を制御する冷却液回路を用意
し、その中で所望する液温および流量の冷却液を供給す
る方法が採用されている。
【0004】その概要は、図3に示すように被冷却物で
ある発熱体1と、この発熱体1を冷却する冷却装置2と
から構成され、冷却装置2が、冷却液の液温と流量を一
定に制御する冷却液回路3、冷却液の流路を切り換える
切換バルブ4,5、冷却液を回収する冷却液回収槽6か
ら構成され、各機器が制御器8によって制御されてい
る。
【0005】そして、冷却液回収槽6から戻された冷却
液はポンプ9によって冷却液回路3を循環され、温度検
出器13に基づいて冷凍機10による熱交換器11また
はヒーター12が制御されて所望の温度に一定に調整さ
れ、また流量は流量検出器14に基づいてポンプ9の回
転数が制御されることによって所望の流量に制御されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、冷却液の温度設定は任意である
ものの、量産検査または一定温度での冷却を目的とした
ものであり、小ロット・多品種で、個々の発熱体に合わ
せた冷却、または1つの発熱体に対して複数種類の温度
に設定する温度試験などの冷却についての配慮がなされ
ておらず、1つの冷却液回路の中での液温制御方式で
は、冷却液の温度切換に時間がかかるという欠点があ
る。
【0007】従って、従来の冷却装置においては、小ロ
ット・多品種で個々の発熱体に合わせた冷却や、1つの
発熱体に対して複数種類の温度での試験を実施するのが
困難であり、実用上良好に適用できないという問題があ
る。
【0008】そこで、本発明の目的は、冷却液の温度切
換および流量調整を瞬時に行い、被冷却物に対して迅速
に所望の温度および流量の冷却液を供給することができ
る冷却装置を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0011】すなわち、本発明の冷却装置は、発熱体で
ある単数または複数の被冷却物を冷却する液冷式の冷却
装置であって、所定の一定温度および流量に制御された
複数種類の温度および流量の冷却液回路と、冷却液回路
を並列に連結し、これらの冷却液回路の中から任意の1
つの冷却液回路の冷却液を被冷却物に供給する切換バル
ブとを備えるものである。
【0012】また、本発明の他の冷却装置は、前記被冷
却物の1つにつき2種類の温度および流量の冷却液を所
定の温度および流量に制御できる2つの冷却液回路と、
冷却液回路を並列に連結し、これらの冷却液回路の中か
ら任意の1つの冷却液回路の冷却液を被冷却物に供給す
る切換バルブとを備えるものである。
【0013】
【作用】前記した冷却装置によれば、複数種類の温度お
よび流量の冷却液回路と、これらの中から任意の1つに
切り換える切換バルブとを備えることにより、切換バル
ブを切り換えることによって所望する値の温度および流
量の冷却液を瞬時に供給することができる。
【0014】すなわち、任意の1つの液温および流量の
冷却液を被冷却物に供給する間、他の液温および流量に
設定された冷却液はその回路内を循環して液温と流量が
一定に保持され、選択された液温および流量と異なる液
温および流量の冷却液が必要になった場合、選択されな
かった回路で、新たに必要になる液温と流量の冷却液を
用意しておき、その用意した回路に切り換えることがで
きる。これにより、瞬時に被冷却物に供給する冷却液の
液温と流量を切り換えることができる。
【0015】前記した他の冷却装置によれば、2つの冷
却液回路と切換バルブとを備えることにより、一方の冷
却液回路の冷却液を被冷却物に供給している間に、他方
の冷却液回路の冷却液の温度および流量を任意の所望す
る値に制御し、切換バルブを切り換えることによって瞬
時に冷却液の液温と流量を切り換えることができる。
【0016】これにより、所望する任意の値の温度およ
び流量の冷却液を瞬時に被冷却物に対して供給すること
ができ、これを交互に繰り返すことによって2つの冷却
液回路で複数種類の液温と流量の冷却液を供給すること
ができる。
【0017】
【実施例1】図1は本発明の一実施例である冷却装置を
示す構成図である。
【0018】まず、図1により本実施例の冷却装置の構
成を説明する。
【0019】本実施例の冷却装置は、たとえば2つの冷
却液回路を備えた液冷式の冷却装置とされ、被冷却物で
ある発熱体1と、この発熱体1を冷却する冷却装置2と
から構成されている。
【0020】発熱体1は、特に高発熱化の傾向にある半
導体集積回路、たとえば集積回路用チップまたはこれら
のチップモジュールとされ、温度特性などの温度評価が
実施されるものである。
【0021】冷却装置2は、冷却液の液温と流量を任意
の値に一定に制御できる2つの冷却液回路3a,3b
と、この2つの冷却液回路3a,3bを並列に接続し、
望む方の冷却液回路3a,3bの冷却液を発熱体1に供
給するための切換バルブ4a,4b,5a,5bと、冷
却液を回収するための冷却液回収槽6と、冷却液回収槽
6内の冷却液を2つの冷却液回路3a,3bに戻すため
のポンプ7とから構成され、各機器が制御器8によって
制御されている。
【0022】冷却液回路3a,3bは、たとえば高温の
冷却液を供給する冷却液回路3aと、低温の冷却液を供
給する冷却液回路3bとされ、それぞれ液送のためのポ
ンプ9a,9b、除熱のための冷凍機10a,10b、
冷凍機10a,10bの冷媒と冷却液の間で熱交換する
熱交換器11a,11b、加熱のためのヒーター12
a,12bから構成されている。
【0023】そして、各冷却液回路3a,3bの冷却液
の温度は温度検出器13a,13bにより検出され、検
出温度に基づいてヒーター12a,12bまたは冷凍機
10a,10bが制御器8によって制御され、それぞれ
所望の温度に一定に調整されている。同様に、流量は流
量検出器14a,14bにより検出され、制御器8を介
してポンプ9a,9bの回転数を制御することにより、
それぞれ所望の流量に一定に調整されている。
【0024】次に、本実施例の作用について説明する。
【0025】始めに、冷却液回収槽6からポンプ7によ
って送られてきた冷却液は、冷凍機10a,10bによ
る熱交換器11a,11b、ヒーター12a,12b、
および温度検出器13a,13bによる閉回路を循環
し、温度検出器13a,13bに基づいて所定の一定温
度、たとえば50度と20度に制御される。
【0026】そして、発熱体1がセットされていないと
きは、切換バルブ4a,4bを閉じ、切換バルブ5a,
5bを開くことによって各冷却液回路3a,3bの冷却
液は冷却液回収槽6に直接流れ込む。
【0027】一方、発熱体1がセットされ、たとえば一
方の冷却液回路3aから高温の冷却液を供給する場合に
は、切換バルブ4aを開いて切換バルブ5aを閉じ、他
方の冷却液回路3b側の切換バルブ4bを閉じて切換バ
ルブ5bを開く。これにより、液温が50度に制御され
た冷却液が一方の冷却液回路3aから発熱体1に供給さ
れ、残る他方の冷却液回路3bの冷却液が直接冷却液回
収槽6に流れ込む。
【0028】そして、液温を低温に切り換える場合に
は、冷却液を供給している冷却液回路3a側の切換バル
ブ4aを閉じて切換バルブ5aを開き、切り換える他方
の冷却液回路3b側の切換バルブ4bを開いて切換バル
ブ5bを閉じる。これにより、20度に制御された冷却
液が他方の冷却液回路3bから発熱体1に供給され、発
熱体1に供給する冷却液の液温を瞬時に50度から20
度に切り換えることができる。
【0029】また、流量を調整する場合には、流量検出
器14a,14bによる検出に基づいて、制御器8を通
じてポンプ9a,9bの回転数を制御することによって
所望の流量に調整することができる。
【0030】従って、本実施例の冷却装置によれば、所
定の高温および低温に一定に制御された2つの冷却液回
路3a,3bを備え、この冷却液回路3a,3bが切換
バルブ4a,4b,5a,5bを介して並列に連結され
ることにより、発熱体1に対して切換バルブ4a,4
b,5a,5bの切換によって高温または低温の冷却液
を瞬時に供給することができる。
【0031】
【実施例2】図2は本発明の他の実施例である冷却装置
を示す構成図である。
【0032】本実施例の冷却装置は、図2に示すように
実施例1と同様に液冷式の冷却装置とされ、被冷却物で
ある発熱体1と、この発熱体1を冷却する冷却装置2と
から構成され、実施例1と異なる点は、温度を調整する
温度調整バルブ15a,15b,16a,16bと、流
量を調整する流量調整バルブ17a,17bとが追加さ
れた構成となっている。
【0033】すなわち、温度調整バルブ15a,15b
は、低温の冷却液回路3aから送り出された低温冷却液
と、高温の冷却液回路3bから送り出された高温冷却液
とをバルブ開閉度の制御によって混合するもので、混合
比率の調整によって所望の温度の冷却液が得られる構造
になっている。同様に、温度調整バルブ16a,16b
も前記温度調整バルブ15a,15bと同じ働きによ
り、前記と異なる所望の温度の冷却液が得られるように
なっている。
【0034】流量調整バルブ17a,17bは、温度調
整バルブ15a,15b,16a,16bによって所望
の温度に混合された冷却液を、バルブの開閉度の制御に
よって所望の流量に調整するものである。
【0035】従って、本実施例においては、たとえば一
方の冷却液回路3aの冷却液が50度に制御され、また
他方の冷却液回路3bで20度に冷却液が制御されてい
る場合に、発熱体1に供給する冷却液の液温を50度か
ら20度までの範囲内で切り換えることができる。
【0036】すなわち、50度の冷却液回路3a側の温
度調整バルブ15aを全開にし、20度の冷却液回路3
bの温度調整バルブ15bを全閉にした場合には50度
の冷却液を得ることができ、逆に温度調整バルブ15a
を全閉にして温度調整バルブ15bを全開にした場合に
は20度の冷却液を得ることができる。
【0037】さらに、各温度調整バルブ15a,15b
の開閉度を制御することによってそれぞれの冷却液の混
合比率を調整することができ、これにより40度または
30度などの所望の温度の冷却液を得ることができる。
同様に、温度調整バルブ16a,16bの制御により、
たとえば5度間隔の45度、40度、35度、30度ま
たは25度の上記と異なる温度の冷却液を得ることがで
きる。
【0038】従って、本実施例の冷却装置によれば、実
施例1の構成に加えて温度調整バルブ15a,15b,
16a,16bを備えることにより、所定の温度に制御
される2つの冷却液回路3a,3bによる温度範囲内で
の冷却液を、発熱体1に対して瞬時に供給することがで
きる。
【0039】また、流量を調整する場合には、流量調整
バルブ17a,17bの開閉度の制御によって所望の流
量に調整することができる。
【0040】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例1および2に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0041】たとえば、前記実施例の冷却装置について
は、各冷却液回路3a,3bの冷却液が一定温度および
流量に制御される場合について説明したが、本発明は前
記実施例に限定されるものではなく、たとえば発熱体に
供給していない方の冷却液回路の冷却液の液温と流量
を、次に発熱体に供給しようとする液温と流量に制御す
る場合などについても適用可能である。この場合には、
互いに液温および流量の制御を繰り返すことにより、発
熱体に供給する冷却液を任意の液温および流量に瞬時に
切り換えることができる。
【0042】また、前記実施例においては、2つの冷却
液回路3a,3bを備えた冷却装置について説明した
が、2種類に限定されるものではなく、たとえば種類を
増すことによって冷却液の温度および流量切換をより一
層迅速に行うことができる。
【0043】さらに、発熱体1の数についても、実施例
1または2の構成をさらに並列に連結するなど、冷却液
回路の構成を変更することにより、たとえば2つまたは
それ以上の発熱体に対しても同時に冷却液を供給するこ
とができる冷却装置についても適用可能である。
【0044】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である半導体集積回路に
用いられる冷却装置に適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、他の発熱体を被冷
却物とする冷却装置についても広く適用可能である。
【0045】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0046】(1).所定の一定温度および流量に制御され
た複数種類の温度および流量の冷却液回路と、冷却液回
路を並列に連結し、これらの冷却液回路の中から任意の
1つの冷却液回路の冷却液を被冷却物に供給する切換バ
ルブとを備えることにより、切換バルブを切り換えるこ
とによって被冷却物に供給する冷却液の温度と流量を切
り換えることができるので、被冷却物に対して所望する
値の温度および流量の冷却液を瞬時に供給することがで
きる。
【0047】(2).被冷却物の1つにつき2種類の温度お
よび流量の冷却液を所定の温度および流量に制御できる
2つの冷却液回路と、冷却液回路を並列に連結し、これ
らの冷却液回路の中から任意の1つの冷却液回路の冷却
液を被冷却物に供給する切換バルブとを備えることによ
り、一方の冷却液回路の冷却液を被冷却物に供給してい
る間に、他方の冷却液回路の冷却液の温度および流量を
任意の所望する値に制御することができるので、前記
(1) と同様に切換バルブを切り換えることによって所望
する任意の値の温度および流量の冷却液を瞬時に被冷却
物に対して供給することができ、さらにこれを交互に繰
り返すことによって複数種類の温度と流量の冷却液を供
給することが可能となる。
【0048】(3).前記(1) および(2) により、冷却液の
温度切換および流量調整を瞬時に行い、被冷却物に対し
て迅速に所望の温度および流量の冷却液を供給すること
ができるので、特に小ロット・多品種の被冷却物の冷却
に良好に適用可能とされる冷却装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1である冷却装置を示す構成図
である。
【図2】本発明の実施例2である冷却装置を示す構成図
である。
【図3】従来技術の一例である冷却装置を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
1 発熱体(被冷却物) 2 冷却装置 3,3a,3b 冷却液回路 4,4a,4b 切換バルブ 5,5a,5b 切換バルブ 6 冷却液回収槽 7 ポンプ 8 制御器 9,9a,9b ポンプ 10,10a,10b 冷凍機 11,11a,11b 熱交換器 12,12a,12b ヒーター 13,13a,13b 温度検出器 14,14a,14b 流量検出器 15a,15b 温度調整バルブ 16a,16b 温度調整バルブ 17a,17b 流量調整バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 7/20 M 8509−4E

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱体である単数または複数の被冷却物
    を冷却する液冷式の冷却装置であって、所定の一定温度
    および流量に制御された複数種類の温度および流量の冷
    却液回路と、該冷却液回路を並列に連結し、該冷却液回
    路の中から任意の1つの冷却液回路の冷却液を前記被冷
    却物に供給する切換バルブとを備え、該切換バルブを切
    り換えることにより所望する値の温度および流量の冷却
    液を瞬時に前記被冷却物に対して供給することを特徴と
    する冷却装置。
  2. 【請求項2】 発熱体である単数または複数の被冷却物
    を冷却する液冷式の冷却装置であって、前記被冷却物の
    1つにつき2種類の温度および流量の冷却液を所定の温
    度および流量に制御できる2つの冷却液回路と、該冷却
    液回路を並列に連結し、該冷却液回路の中から任意の1
    つの冷却液回路の冷却液を前記被冷却物に供給する切換
    バルブとを備え、一方の冷却液回路の冷却液を前記被冷
    却物に供給している間に、他方の冷却液回路の冷却液の
    温度および流量を任意の所望する値に制御し、前記切換
    バルブを切り換えることにより所望する任意の値の温度
    および流量の冷却液を瞬時に前記被冷却物に対して供給
    することを特徴とする冷却装置。
JP19630991A 1991-08-06 1991-08-06 冷却装置 Pending JPH0541589A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3002625A1 (fr) * 2013-02-28 2014-08-29 Bull Sas Systeme de refroidissement liquide pour armoire informatique

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