JPH0680916B2 - Cooling system - Google Patents
Cooling systemInfo
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- JPH0680916B2 JPH0680916B2 JP59190361A JP19036184A JPH0680916B2 JP H0680916 B2 JPH0680916 B2 JP H0680916B2 JP 59190361 A JP59190361 A JP 59190361A JP 19036184 A JP19036184 A JP 19036184A JP H0680916 B2 JPH0680916 B2 JP H0680916B2
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- Japan
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- container
- working medium
- magnetic coupling
- coupling means
- rotation
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、電子機器等の冷却に使用する冷却装置に係
る。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a cooling device used for cooling an electronic device or the like.
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、電子素子の高密度実装化により、電子機器の発熱
密度はますます上昇している。さらに、機器の小型化の
要請から放熱のためのスペースを大きくとることができ
ない。そのため、従来の放熱フィンによる冷却装置で
は、十分な冷却を行なうことができなくなってきてい
る。[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] In recent years, due to high-density mounting of electronic elements, the heat generation density of electronic devices has been increasing more and more. Further, due to the demand for downsizing of equipment, a large space for heat radiation cannot be taken. Therefore, it has become impossible to perform sufficient cooling in the conventional cooling device using the radiation fins.
また、ファンによる冷却装置では騒音の問題があるの
で、その容量、台数に大きな制限が課せられている。Further, since a cooling device using a fan has a problem of noise, a large limitation is imposed on its capacity and the number of units.
また、さらにはヒートパイプを利用した冷却装置も検討
されている。ところが、このヒートパイプは、作動流体
の最適液量が決められており、装置筐体(以下、コンテ
ナと称する)内の作動流体は常に一定量に保たれる必要
があることから、コンテナは本来完全に密閉されている
ことが望ましい。Further, a cooling device using a heat pipe is also under study. However, in this heat pipe, the optimum amount of the working fluid is determined, and the working fluid in the device casing (hereinafter, referred to as the container) needs to be constantly maintained at a constant amount. It is desirable to be completely sealed.
しかしながら、従来はコンテナを貫通して軸を設けてい
ることから、コンテナの密閉状態が破られてしまい、こ
の軸の貫通孔から内部の作動流体が僅かながらも常に継
続して漏れ出てしまう。そのため、徐徐にヒートパイプ
の作動流体の最適液量が維持できなくなり、コンテナ内
部での蒸発流の圧力差が小さくなり、コンテナ内部に設
けたタービンプロペラの回転効率が低下する。これによ
り、その冷却効果が低下するという弊害が生じ、継続的
な利用には、困難を伴うものとなっていた。However, since the shaft is provided so as to penetrate the container in the related art, the sealed state of the container is broken, and the working fluid in the container constantly leaks from the through hole of the shaft even though it is small. Therefore, the optimum amount of the working fluid of the heat pipe cannot be maintained gradually, the pressure difference of the evaporation flow inside the container becomes small, and the rotation efficiency of the turbine propeller provided inside the container decreases. As a result, there is an adverse effect that the cooling effect is reduced, and continuous use is difficult.
[発明の目的] 本発明は上記の事情に基づいてなされたもので、発熱密
度の高い電子素子であっても、十分な冷却を行なうこと
ができる冷却装置を得ることを目的としている。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a cooling device capable of sufficiently cooling even an electronic element having a high heat generation density.
[発明の概要] 本発明は、作動媒体を封入して被冷却体に取付けられる
コンテナと、このコンテナの上面板の下側に回動自在に
設けられ当該コンテナ内の作動媒体の蒸発によって生じ
る蒸気流によって回転駆動されるタービン羽根と、この
タービン羽根の回転に連動して回転し前記上面板の下側
に設けられる内部磁気結合手段と、この内部磁気結合手
段と磁気的に結合するべく対向してかつ前記上面板の上
側に回動自在に設けられる外部磁気結合手段と、この外
部磁気結合手段の回転によって回転駆動され前記上面板
の上側に設けられるファンと、前記コンテナ内の作動媒
体が蒸発して上昇し、前記コンテナの上部で凝縮液化し
た作動媒体を前記コンテナの下部へ戻すために前記コン
テナの外側に当該コンテナと離間して設けられる戻流路
とを有することを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a container in which a working medium is enclosed and attached to a body to be cooled, and vapor generated by evaporation of the working medium in the container, which is rotatably provided below the top plate of the container. A turbine blade that is rotationally driven by a flow, an internal magnetic coupling means that rotates in conjunction with the rotation of the turbine blade and that is provided on the lower side of the top plate, and that face each other so as to be magnetically coupled to the internal magnetic coupling means. And the external magnetic coupling means rotatably provided on the upper side of the upper plate, the fan rotationally driven by the rotation of the external magnetic coupling means and provided on the upper side of the upper plate, and the working medium in the container is evaporated. And a return flow path provided apart from the container on the outside of the container for returning the working medium condensed and liquefied in the upper part of the container to the lower part of the container. It is characterized by having.
[発明の実施例] 第1図は、本発明の第1の実施例に係る冷却装置を示す
断面図である。この図面において、発熱密度の高い電子
素子1には、上端閉鎖の円筒状または角筒状の外コンテ
ナ2が、その底端板2aにおいて熱的に接続されている。
外コンテナ2内には、同じく円筒状または角筒状で上下
端開放の内コンテナ3が、その外周面と外コンテナ2内
周面との間に間隙20を形成して設置されている。Embodiment of the Invention FIG. 1 is a sectional view showing a cooling device according to a first embodiment of the present invention. In this drawing, an electronic container 1 having a high heat generation density is thermally connected to a cylindrical or rectangular outer container 2 having a closed top end at a bottom end plate 2a thereof.
In the outer container 2, an inner container 3 having the same cylindrical shape or a rectangular tube shape and whose upper and lower ends are opened is installed with a gap 20 formed between the outer peripheral surface thereof and the inner peripheral surface of the outer container 2.
外コンテナ2内には、例えばフレオン等の冷媒(作動媒
体)4が収容されている。また、外コンテナ2の上端板
2bには、外コンテナ2の軸線に軸線を一致させてタービ
ン軸5が内コンテナ3を貫通して回動自在に取り付けら
れており、このタービン軸5の下端には、内コンテナ3
内に位置してタービン羽根6が取り付けられている。ま
た、タービン軸5の外コンテナ2と内コンテナ3の間に
形成されている間隙20には、円板状の内部磁石板7が固
着されている。また、上端板2aの外面には、外コンテナ
2の軸線と軸線を一致させてファン軸8が回動自在に配
設されており、このファン軸8の上端にはファン9が取
り付けてある。ファン軸8の下端近傍(外コンテナ2の
上端板26上)には外部磁石板10が取り付けられている。
内部磁石7と外部磁石10は、外コンテナ2の上端板2bを
間に挾んで対向して配設されている。A refrigerant (working medium) 4 such as Freon is contained in the outer container 2. Also, the upper end plate of the outer container 2
A turbine shaft 5 is rotatably attached to 2b so that the axis line of the outer container 2 coincides with the axis line of the outer container 2. The turbine shaft 5 is rotatably attached to the lower end of the turbine shaft 5.
The turbine blades 6 are mounted inside. A disc-shaped internal magnet plate 7 is fixed to a gap 20 formed between the outer container 2 and the inner container 3 of the turbine shaft 5. A fan shaft 8 is rotatably disposed on the outer surface of the upper end plate 2a with its axis aligned with the axis of the outer container 2, and a fan 9 is attached to the upper end of the fan shaft 8. An external magnet plate 10 is attached near the lower end of the fan shaft 8 (on the upper end plate 26 of the outer container 2).
The inner magnet 7 and the outer magnet 10 are arranged so as to face each other with the upper end plate 2b of the outer container 2 interposed therebetween.
上記構成の本発明冷却装置は、次のように作動する。電
子素子1の発熱により冷媒4は蒸発し、蒸気流21となっ
て上昇する。蒸発に際し気化の潜熱により電子素子1を
冷却する。The cooling device of the present invention having the above-described configuration operates as follows. The heat of the electronic element 1 causes the refrigerant 4 to evaporate and become a vapor stream 21 to rise. During the evaporation, the electronic device 1 is cooled by the latent heat of vaporization.
タービン羽根6は蒸気流21によって回転するので、ター
ビン軸5および内部磁石板7もタービン羽根6の回転に
伴って一体に回転する。内部磁石板7が回転すると、そ
の磁力によって外部磁石板10が連動して回転するので、
ファン軸8に取付けられているファン9も一体に回転す
る。Since the turbine blade 6 is rotated by the steam flow 21, the turbine shaft 5 and the internal magnet plate 7 are also rotated integrally with the rotation of the turbine blade 6. When the inner magnet plate 7 rotates, the magnetic force causes the outer magnet plate 10 to rotate in conjunction,
The fan 9 attached to the fan shaft 8 also rotates integrally.
ファン9の回転により、外コンテナ1の外周面に沿った
空気の上昇流が生じ、この空気の上昇流によって外コン
テナ2内の上部に上昇した蒸気流21は凝縮液化され、外
コンテナ2と内コンテナ3間の側面に形成されている戻
流路22内に戻る。Due to the rotation of the fan 9, an ascending flow of air is generated along the outer peripheral surface of the outer container 1, and the ascending flow of the air condenses and liquefies the vapor flow 21 that has risen to the upper portion in the outer container 2 and the inner container 2 and the inner container 2. It returns to the inside of the return flow path 22 formed on the side surface between the containers 3.
このように、電子素子1は、その上部に形成されるいわ
ゆる重力型のヒートパイプにより、熱抵抗が低減されて
効率よく冷却される。As described above, the electronic element 1 is cooled efficiently by the so-called gravity type heat pipe formed on the upper portion thereof, with its thermal resistance reduced.
第2図は、本発明の第2の実施例に係る冷却装置を示す
断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a cooling device according to the second embodiment of the present invention.
この図に示すように本実施例では、外コンテナ2内の上
部(タービン羽根6と内部磁石7間)に底板11aを介し
て外コンテナ2と同心の内筒11を配設し、外コンテナ2
の上部と内筒11間に形成される流路23を通して外コンテ
ナ2の下部に連通する複数個(図では2個)の流路管12
を、外コンテナ2の外に配設した構成である。As shown in this figure, in this embodiment, an inner cylinder 11 which is concentric with the outer container 2 is disposed on the upper portion (between the turbine blades 6 and the inner magnets 7) of the outer container 2 via a bottom plate 11a.
A plurality of (two in the figure) flow path pipes 12 communicating with the lower part of the outer container 2 through a flow path 23 formed between the upper part of the inner cylinder 11 and the inner cylinder 11.
Is arranged outside the outer container 2.
このように本実施例では、第1の実施例では示した内コ
ンテナ3の代わりに流路管12を通してタービン羽根6を
回転させる蒸気流21を外コンテナ2の下部に戻すことが
できる。他の構成は前記した第1の実施例と同様であ
る。In this way, in this embodiment, instead of the inner container 3 shown in the first embodiment, the steam flow 21 for rotating the turbine blades 6 through the passage tube 12 can be returned to the lower portion of the outer container 2. The other structure is the same as that of the first embodiment.
すなわち、本実施例においては、電子素子1の発熱によ
り作動流体としての冷媒4が蒸発し、蒸気流21となって
上昇する。この蒸発に際し、気化の潜熱により電子素子
1が冷却される。また、このときの蒸気流21はタービン
羽根6を回転駆動する。これにより、このタービン羽根
6と回転軸を共有する内部磁石板7が回転駆動される。That is, in this embodiment, the heat generated by the electronic element 1 causes the refrigerant 4 as a working fluid to evaporate and become a vapor flow 21 to rise. During this evaporation, the electronic device 1 is cooled by the latent heat of vaporization. Further, the steam flow 21 at this time drives the turbine blades 6 to rotate. As a result, the internal magnet plate 7 that shares a rotation axis with the turbine blade 6 is rotationally driven.
一方、この冷媒4を封入したコンテナ2の内部と外部に
はそれぞれの回転軸の軸線を一致させ、かつ対向して内
部磁石板7と外部磁石板10が設けられていることから、
この内部磁石板7の回転により、いわゆる磁気カップリ
ングの作用により、外部磁石板10が回転する。これによ
り、コンテナ2内部のタービン羽根6の回転力がコンテ
ナ2外部のファン9に間接的に伝達される。On the other hand, the inside and outside of the container 2 in which the refrigerant 4 is enclosed have the axes of their respective rotating shafts aligned with each other, and the inner magnet plate 7 and the outer magnet plate 10 are provided so as to face each other.
The rotation of the inner magnet plate 7 causes the outer magnet plate 10 to rotate due to the action of so-called magnetic coupling. As a result, the rotational force of the turbine blades 6 inside the container 2 is indirectly transmitted to the fan 9 outside the container 2.
さらに、このファン9の回転によりコンテナ2の外周面
に沿った空気の上昇流が生じ、この空気の上昇流によっ
て流路管12が効率よく冷却される。また、コンテナ2内
の上部に上昇した蒸気流21は、順次、流路23内に流入
し、さらに流路管12において凝縮液化される。この液化
された液状の冷媒4は流路管12内を落下しコンテナ2の
底部に戻る。以下、同様に上記サイクルを繰り返すこと
により、電子素子1の冷却が効率良く行われる。Further, the rotation of the fan 9 causes an ascending flow of air along the outer peripheral surface of the container 2, and the ascending flow of the air efficiently cools the flow path pipe 12. Further, the vapor flow 21 rising to the upper part in the container 2 sequentially flows into the flow path 23, and is further condensed and liquefied in the flow path pipe 12. The liquefied liquid refrigerant 4 drops in the flow path pipe 12 and returns to the bottom of the container 2. Thereafter, the above cycle is similarly repeated to efficiently cool the electronic device 1.
この様に、かかる構成によれば、ファン9の回転駆動に
際してもコンテナ2の密閉状態を保持することができる
ため、コンテナ2内部における冷媒4の蒸気流の圧力差
が大きい状態が常に維持され、タービン羽根6の回転効
率が向上するとともに、冷媒4の最適液量が維持される
ことから、ヒートパイプの冷却効果を最大限に発揮させ
ることができる。As described above, according to such a configuration, the sealed state of the container 2 can be maintained even when the fan 9 is rotationally driven, so that the state where the pressure difference of the vapor flow of the refrigerant 4 inside the container 2 is always large is maintained, Since the rotation efficiency of the turbine blades 6 is improved and the optimum liquid amount of the refrigerant 4 is maintained, the cooling effect of the heat pipe can be maximized.
また、本実施例では流路管12を設けて、液状となった冷
媒の戻りの流れがタービン羽根6の回転を妨げないよう
にしてあり、また、タービン羽根6の直径を外コンテナ
2の内径一杯にとることができるので、タービン羽根6
の回転効率が増大され、より効果的な冷却がなされる。Further, in this embodiment, the flow passage pipe 12 is provided so that the returning flow of the liquid refrigerant does not hinder the rotation of the turbine blades 6, and the diameter of the turbine blades 6 is set to the inner diameter of the outer container 2. Turbine blade 6 because it can be fully taken
Rotation efficiency is increased, and more effective cooling is performed.
また、本発明の冷却装置においては、電子素子1からの
発熱量が多ければ多い程タービン羽根6を回転させる蒸
気流21のエネルギが大となり、ファン9の回転数も増加
し冷却効果が増加する。つまり、本発明の冷却装置は自
動冷却調節機能を持っていることとなる。Further, in the cooling device of the present invention, as the amount of heat generated from the electronic element 1 increases, the energy of the steam flow 21 for rotating the turbine blades 6 increases, the rotation speed of the fan 9 also increases, and the cooling effect increases. . That is, the cooling device of the present invention has an automatic cooling adjustment function.
[発明の効果] 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
によれば、熱抵抗を低減して電子機器等の被冷却体を効
率よく冷却することができる。[Effects of the Invention] As described specifically above with reference to the embodiments, according to the present invention, it is possible to reduce the thermal resistance and efficiently cool a cooled object such as an electronic device.
第1図は本発明の第1の実施例に係る冷却装置を示す断
面図、第2図は本発明の第2実施例に係る冷却装置を示
す断面図である。 1……電子素子(被冷却体) 2……外コンテナ 3……内コンテナ 4……冷媒(作動媒体) 5……タービン軸 6……タービン羽根 7……内部磁石板 8……ファン軸 9……ファン 10……外部磁石板 11……内筒 12……流路管(戻流路) 21……蒸気流FIG. 1 is a sectional view showing a cooling device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a cooling device according to a second embodiment of the present invention. 1 ... Electronic element (cooled body) 2 ... Outer container 3 ... Inner container 4 ... Refrigerant (working medium) 5 ... Turbine shaft 6 ... Turbine blade 7 ... Internal magnet plate 8 ... Fan shaft 9 ...... Fan 10 …… External magnet plate 11 …… Inner cylinder 12 …… Flow path pipe (return flow path) 21 …… Steam flow
Claims (1)
るコンテナと、 このコンテナの上面板の下側に回動自在に設けられ当該
コンテナ内の作動媒体の蒸発によって生じる蒸気流によ
って回転駆動されるタービン羽根と、 このタービン羽根の回転に連動して回転し前記上面板の
下側に設けられる内部磁気結合手段と、 この内部磁気結合手段と磁気的に結合するべく対向して
かつ前記上面板の上側に回動自在に設けられる外部磁気
結合手段と、 この外部磁気結合手段の回転によって回転駆動され前記
上面板の上側に設けられるファンと、 前記コンテナ内の作動媒体が蒸発して上昇し、前記コン
テナの上部で凝縮液化した作動媒体を前記コンテナの下
部へ戻すために前記コンテナの外側に当該コンテナと離
間して設けられる戻流路と を有することを特徴とする冷却装置。1. A container mounted with a working medium in which a working medium is enclosed, and a container which is rotatably provided under a top plate of the container and is rotationally driven by a vapor flow generated by evaporation of the working medium in the container. A turbine blade, an internal magnetic coupling means which is interlocked with the rotation of the turbine blade and which is provided on the lower side of the upper plate, and which face each other so as to be magnetically coupled to the internal magnetic coupling means. An external magnetic coupling means rotatably provided above the face plate, a fan rotatably driven by the rotation of the external magnetic coupling means and provided above the top plate, and the working medium in the container evaporates and rises. A return flow path is provided outside the container so as to return the working medium condensed and liquefied in the upper part of the container to the lower part of the container Cooling apparatus according to claim and.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59190361A JPH0680916B2 (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | Cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59190361A JPH0680916B2 (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | Cooling system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6167996A JPS6167996A (en) | 1986-04-08 |
JPH0680916B2 true JPH0680916B2 (en) | 1994-10-12 |
Family
ID=16256904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59190361A Expired - Lifetime JPH0680916B2 (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | Cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0680916B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2953367B2 (en) * | 1995-12-29 | 1999-09-27 | 日本電気株式会社 | LSI cooling system |
Family Cites Families (4)
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JPS5471747U (en) * | 1977-10-31 | 1979-05-22 | ||
JPS59178798A (en) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | 株式会社日立製作所 | Cooling structure of automotive enclosed electronic device |
JPS60183798A (en) * | 1984-03-01 | 1985-09-19 | 株式会社東芝 | Heat sink system |
JPS6153796A (en) * | 1984-08-23 | 1986-03-17 | 株式会社東芝 | Heat sink system |
-
1984
- 1984-09-11 JP JP59190361A patent/JPH0680916B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6167996A (en) | 1986-04-08 |
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