JPH0794629A - 水冷式ヒ−トパイプ冷却器 - Google Patents
水冷式ヒ−トパイプ冷却器Info
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- JPH0794629A JPH0794629A JP25913993A JP25913993A JPH0794629A JP H0794629 A JPH0794629 A JP H0794629A JP 25913993 A JP25913993 A JP 25913993A JP 25913993 A JP25913993 A JP 25913993A JP H0794629 A JPH0794629 A JP H0794629A
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- JP
- Japan
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- heat
- water
- heat pipe
- water tank
- pipe
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体冷却部の冷却効率を大幅に上げ且つ冷
却温度を安定保持し、冷却性能のさらなる向上を図るこ
との出来る水冷式ヒ−トパイプ冷却器を提供する。 【構成】 放熱部と吸熱部とを備えるヒ−トパイプ3
と、該ヒ−トパイプ3の放熱部2を収容し且つ給水口5
a及び排水口5bを備えた水槽5と、から成る水冷式ヒ
−トパイプ冷却器。或いは前記水槽5の排水口側管路
に、所定の水槽温度により動作する感熱弁4を設置して
成る水冷式ヒ−トパイプ冷却器。該ヒ−トパイプの吸熱
部には半導体素子を取付けたベ−スブロックが装着され
る。
却温度を安定保持し、冷却性能のさらなる向上を図るこ
との出来る水冷式ヒ−トパイプ冷却器を提供する。 【構成】 放熱部と吸熱部とを備えるヒ−トパイプ3
と、該ヒ−トパイプ3の放熱部2を収容し且つ給水口5
a及び排水口5bを備えた水槽5と、から成る水冷式ヒ
−トパイプ冷却器。或いは前記水槽5の排水口側管路
に、所定の水槽温度により動作する感熱弁4を設置して
成る水冷式ヒ−トパイプ冷却器。該ヒ−トパイプの吸熱
部には半導体素子を取付けたベ−スブロックが装着され
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、サイリスタ等の半導
体用ヒ−トパイプ冷却器、特に半導体のヒ−トパイプを
冷却する水冷式ヒ−トパイプ冷却器に関する。
体用ヒ−トパイプ冷却器、特に半導体のヒ−トパイプを
冷却する水冷式ヒ−トパイプ冷却器に関する。
【0002】
【従来の技術】サイリスタ等の半導体用ヒ−トパイプ冷
却器は、図5に示すように、パワ−半導体素子を取付け
たベ−スブロック1にヒ−トパイプ3を装着し該半導体
素子が発生する熱を該ヒ−トパイプ3及び該ヒ−トパイ
プに取付けられた放熱フィン2を介して放熱することに
よって冷却する。前記ヒ−トパイプ3内には半導体素子
が発生する熱を吸収し放熱フィン2へ熱伝達する作動液
が封入されている。このようなヒ−トパイプ3の材料と
しては、通常熱伝導度の良い銅合金が使用され、放熱フ
ィン2の材料にはアルミ合金が使用される。また、前記
放熱フィン2の冷却方式としては、該放熱フィン2を露
出させて電車等に取付けて走行時の風で冷却する自然対
流式冷却方法と、送風機で放熱フィン2へ風を送る強制
風冷式冷却方法がある。
却器は、図5に示すように、パワ−半導体素子を取付け
たベ−スブロック1にヒ−トパイプ3を装着し該半導体
素子が発生する熱を該ヒ−トパイプ3及び該ヒ−トパイ
プに取付けられた放熱フィン2を介して放熱することに
よって冷却する。前記ヒ−トパイプ3内には半導体素子
が発生する熱を吸収し放熱フィン2へ熱伝達する作動液
が封入されている。このようなヒ−トパイプ3の材料と
しては、通常熱伝導度の良い銅合金が使用され、放熱フ
ィン2の材料にはアルミ合金が使用される。また、前記
放熱フィン2の冷却方式としては、該放熱フィン2を露
出させて電車等に取付けて走行時の風で冷却する自然対
流式冷却方法と、送風機で放熱フィン2へ風を送る強制
風冷式冷却方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記するようにヒ−ト
パイプの冷却方式はフィンからの放熱による風冷方式で
あるが、この風冷方式による冷却効率には限界があり、
市場では更に冷却効率の良い冷却器が要望されている。
この発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とする所は半導体用ヒ−トパイプ冷却器の冷却性
能のさらなる向上を図ることの出来る水冷式ヒ−トパイ
プ冷却器を提供することにある。
パイプの冷却方式はフィンからの放熱による風冷方式で
あるが、この風冷方式による冷却効率には限界があり、
市場では更に冷却効率の良い冷却器が要望されている。
この発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とする所は半導体用ヒ−トパイプ冷却器の冷却性
能のさらなる向上を図ることの出来る水冷式ヒ−トパイ
プ冷却器を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、水冷式ヒ−トパイプ冷却器
が、放熱部と吸熱部とを備えるヒ−トパイプと、該ヒ
−トパイプの放熱部を収容し且つ給水口及び排水口を備
えた水槽と、から成ることを特徴とする。更に前記水
槽の排水口側管路に、所定の水槽温度により動作する感
熱弁を設置して成ることを特徴とし、また前記水槽の
給水口側管路に多数の排出口を設けた散水管を設置する
ことを特徴とし、或いは前記ヒ−トパイプの吸熱部に
は、半導体素子を取付けたベ−スブロックが装着されて
成ることを特徴とする。
る課題を解決するために、水冷式ヒ−トパイプ冷却器
が、放熱部と吸熱部とを備えるヒ−トパイプと、該ヒ
−トパイプの放熱部を収容し且つ給水口及び排水口を備
えた水槽と、から成ることを特徴とする。更に前記水
槽の排水口側管路に、所定の水槽温度により動作する感
熱弁を設置して成ることを特徴とし、また前記水槽の
給水口側管路に多数の排出口を設けた散水管を設置する
ことを特徴とし、或いは前記ヒ−トパイプの吸熱部に
は、半導体素子を取付けたベ−スブロックが装着されて
成ることを特徴とする。
【0005】
【作用】水冷式ヒ−トパイプ冷却器を上記手段としたと
きの作用について添付図(図1〜図4)及びその符号を
用いて説明する。ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2は水
槽5の冷却水で冷却されるので常に低温状態を維持する
ことが出来る。更に、水槽5の排水口5bに感熱弁4を
設置した場合、該ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2を収
容した水槽5の所定の設定温度(冷却水の温度でも良い
し水槽壁の温度でも良い)を感熱弁4が感知すると該感
熱弁4は『開』になり排水口5bから冷却水が排出さ
れ、同時にスイッチセンサによりポンプが作動して給水
口5aから冷たい冷却水が水槽5内に流入する。水槽5
内の冷却水が一定量入れ代わり、或いは所定温度以下に
なると感熱弁4は『閉』となり冷却水の排出が停止し、
同時にスイッチセンサによりポンプも停止する。こうし
てヒ−トパイプ3等は常に所定温度以下に保たれる。
きの作用について添付図(図1〜図4)及びその符号を
用いて説明する。ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2は水
槽5の冷却水で冷却されるので常に低温状態を維持する
ことが出来る。更に、水槽5の排水口5bに感熱弁4を
設置した場合、該ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2を収
容した水槽5の所定の設定温度(冷却水の温度でも良い
し水槽壁の温度でも良い)を感熱弁4が感知すると該感
熱弁4は『開』になり排水口5bから冷却水が排出さ
れ、同時にスイッチセンサによりポンプが作動して給水
口5aから冷たい冷却水が水槽5内に流入する。水槽5
内の冷却水が一定量入れ代わり、或いは所定温度以下に
なると感熱弁4は『閉』となり冷却水の排出が停止し、
同時にスイッチセンサによりポンプも停止する。こうし
てヒ−トパイプ3等は常に所定温度以下に保たれる。
【0006】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。図1はこの発明の水冷式ヒ−トパ
イプ冷却器の構成を示す図である。ベ−スブロック1に
端部を装着されたヒ−トパイプ3には放熱フィン2が取
付けてあり、該放熱フィン2はその全体を水槽5内に収
容するように配置してある。該水槽5には冷却水の給水
口5aと排水口5bとを設ける。更に該排水口5b側の
管路には感熱弁4を設置すると共に該感熱弁4と連動し
てポンプ(図示せず)が作動するスイッチセンサを設け
ても良い。この感熱弁4は水槽5の温度(冷却水或いは
水槽の壁温度)が所定温度以下では閉じているが、所定
温度になると弁部が自動的に開くように動作するもの
で、例えばサ−モスタットを利用したもの、或いは形状
記憶合金を利用したもの、温度センサスイッチにより電
磁ソレノイドが作動するようにしたもの等種々の方式の
ものを利用することが出来る。
を参照して説明する。図1はこの発明の水冷式ヒ−トパ
イプ冷却器の構成を示す図である。ベ−スブロック1に
端部を装着されたヒ−トパイプ3には放熱フィン2が取
付けてあり、該放熱フィン2はその全体を水槽5内に収
容するように配置してある。該水槽5には冷却水の給水
口5aと排水口5bとを設ける。更に該排水口5b側の
管路には感熱弁4を設置すると共に該感熱弁4と連動し
てポンプ(図示せず)が作動するスイッチセンサを設け
ても良い。この感熱弁4は水槽5の温度(冷却水或いは
水槽の壁温度)が所定温度以下では閉じているが、所定
温度になると弁部が自動的に開くように動作するもの
で、例えばサ−モスタットを利用したもの、或いは形状
記憶合金を利用したもの、温度センサスイッチにより電
磁ソレノイドが作動するようにしたもの等種々の方式の
ものを利用することが出来る。
【0007】次に、前記水槽5内に冷却水を流入させ且
つ排出させる方法としては、稼働時冷却水がタンク(図
示せず)から水槽へ一方的に流入し且つ排出するように
したり、所定温度以上になると感熱弁4が『開』となる
と同時にポンプが作動し、所定温度以下では『閉』とな
ると同時にポンプも停止し、絶えず開・閉を繰り返し所
定温度以上にはならないようにしても良い。或いは、水
槽温度が所定温度以上になるとタイマ−スイッチが作動
して水槽5の冷却水量の一定量以上或いはほぼ同量全部
を入れ換えるよう感熱弁4とポンプを作動させるように
しても良い。
つ排出させる方法としては、稼働時冷却水がタンク(図
示せず)から水槽へ一方的に流入し且つ排出するように
したり、所定温度以上になると感熱弁4が『開』となる
と同時にポンプが作動し、所定温度以下では『閉』とな
ると同時にポンプも停止し、絶えず開・閉を繰り返し所
定温度以上にはならないようにしても良い。或いは、水
槽温度が所定温度以上になるとタイマ−スイッチが作動
して水槽5の冷却水量の一定量以上或いはほぼ同量全部
を入れ換えるよう感熱弁4とポンプを作動させるように
しても良い。
【0008】図2は冷却水の給水口5aと排水口5bと
を同じ上側に設置し感熱弁4を排水口管路に設けた場合
を示す。このようにヒ−トパイプ3を縦方向に並ぶよう
に設置する場合は冷却水の給水口5aと排水口5bとは
同じ上側に設ける方が冷却効率は良いが、二点鎖線で示
すように水位の高い方に排水口5bを設け、水位の低い
方に給水口5aを設置すれば更に冷却効率は良くなる。
を同じ上側に設置し感熱弁4を排水口管路に設けた場合
を示す。このようにヒ−トパイプ3を縦方向に並ぶよう
に設置する場合は冷却水の給水口5aと排水口5bとは
同じ上側に設ける方が冷却効率は良いが、二点鎖線で示
すように水位の高い方に排水口5bを設け、水位の低い
方に給水口5aを設置すれば更に冷却効率は良くなる。
【0009】図3はこの水冷式ヒ−トパイプ冷却器の更
に別の変形実施例の一部断面図である。この実施例では
ヒ−トパイプ3が縦方向に並ぶように設置し、水槽5内
部上側に給水口5aの代わりに多数の冷却水排出口5d
を設けた散水管5cを設置したものである。この例では
放熱フィン2と放熱フィン2との間に冷却水が入りやす
いので放熱フィン2やヒ−トパイプ3等はほぼ同時に且
つ均一に冷却される。更に、この散水管5cにより散水
しつつ給水すれば水槽5内に冷却水が満たされなくても
ヒ−トパイプ3や放熱フィン2等が素早く冷却される。
この実施例の散水管5cの排出口5dは落下する冷却水
がヒ−トパイプ3に当たるような位置に設ける。
に別の変形実施例の一部断面図である。この実施例では
ヒ−トパイプ3が縦方向に並ぶように設置し、水槽5内
部上側に給水口5aの代わりに多数の冷却水排出口5d
を設けた散水管5cを設置したものである。この例では
放熱フィン2と放熱フィン2との間に冷却水が入りやす
いので放熱フィン2やヒ−トパイプ3等はほぼ同時に且
つ均一に冷却される。更に、この散水管5cにより散水
しつつ給水すれば水槽5内に冷却水が満たされなくても
ヒ−トパイプ3や放熱フィン2等が素早く冷却される。
この実施例の散水管5cの排出口5dは落下する冷却水
がヒ−トパイプ3に当たるような位置に設ける。
【0010】図4はこの水冷式ヒ−トパイプ冷却器のヒ
−トパイプ3を横方向に並ぶように設置した場合の実施
例を示す。ヒ−トパイプ冷却器の設置空間として上下方
向に大きく取ることが出来ない場合等には横置きとする
が、水冷式の場合放熱フィン2は幅hを小さくすること
が可能となるので狭い上下空間でも設置しやすい。
−トパイプ3を横方向に並ぶように設置した場合の実施
例を示す。ヒ−トパイプ冷却器の設置空間として上下方
向に大きく取ることが出来ない場合等には横置きとする
が、水冷式の場合放熱フィン2は幅hを小さくすること
が可能となるので狭い上下空間でも設置しやすい。
【0011】上記するようにこの水冷式ヒ−トパイプ冷
却器では排水口5b近傍の管路に感熱弁4を設置する場
合、該感熱弁4の開閉動作と連動してポンプをON、O
FFするスイッチセンサを設けるが、更に該感熱弁4と
しては水槽5の温度が所定温度で『開』となったり
『閉』となるのではなく、水槽5の温度が『開』と動作
する温度よりかなり低い温度になった時に感熱弁4を
『閉』とし且つポンプも停止するようなスイッチセンサ
を設けても良い。また、排出された冷却水は回収して冷
却装置(図示せず)で冷却し再度水槽5に送水するよう
循環回路を設けて繰り返し使用するようにしても良い。
却器では排水口5b近傍の管路に感熱弁4を設置する場
合、該感熱弁4の開閉動作と連動してポンプをON、O
FFするスイッチセンサを設けるが、更に該感熱弁4と
しては水槽5の温度が所定温度で『開』となったり
『閉』となるのではなく、水槽5の温度が『開』と動作
する温度よりかなり低い温度になった時に感熱弁4を
『閉』とし且つポンプも停止するようなスイッチセンサ
を設けても良い。また、排出された冷却水は回収して冷
却装置(図示せず)で冷却し再度水槽5に送水するよう
循環回路を設けて繰り返し使用するようにしても良い。
【0012】この発明の水冷式ヒ−トパイプ冷却器の構
成は以上のようであるが、次にその作用について説明す
る。ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2は水槽5の冷却水
で冷却されるので常に低温状態を維持することが出来
る。更に、水槽5の排水口5bに感熱弁4を設置した場
合、該ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2を収容した水槽
5の所定の設定温度(冷却水の温度でも良いし水槽壁の
温度でも良い)を感熱弁4が感知すると該感熱弁4は
『開』になり排水口5bから冷却水が排出され、同時に
スイッチセンサによりポンプが作動して給水口5aから
冷たい冷却水が水槽5内に流入する。水槽5内の冷却水
が一定量入れ代わり、或いは所定温度以下になると感熱
弁4は『閉』となり冷却水の排出が停止し、同時にスイ
ッチセンサによりポンプも停止する。こうしてヒ−トパ
イプ3等は常に所定温度以下に保たれる。
成は以上のようであるが、次にその作用について説明す
る。ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2は水槽5の冷却水
で冷却されるので常に低温状態を維持することが出来
る。更に、水槽5の排水口5bに感熱弁4を設置した場
合、該ヒ−トパイプ3及び放熱フィン2を収容した水槽
5の所定の設定温度(冷却水の温度でも良いし水槽壁の
温度でも良い)を感熱弁4が感知すると該感熱弁4は
『開』になり排水口5bから冷却水が排出され、同時に
スイッチセンサによりポンプが作動して給水口5aから
冷たい冷却水が水槽5内に流入する。水槽5内の冷却水
が一定量入れ代わり、或いは所定温度以下になると感熱
弁4は『閉』となり冷却水の排出が停止し、同時にスイ
ッチセンサによりポンプも停止する。こうしてヒ−トパ
イプ3等は常に所定温度以下に保たれる。
【0013】
【発明の効果】この発明の水冷式ヒ−トパイプ冷却器は
以上詳述したような構成としたので、冷却用フィンが強
制風冷式の場合と同様の寸法であれば格段に優れた冷却
性能が得られる。従って放熱フィンの数も少なく且つ寸
法も小さくして強制風冷式よりも優れた冷却性能を持つ
半導体用のヒ−トパイプ冷却器とすることが出来る。更
に、この水冷式ヒ−トパイプ冷却器は風冷式のものより
大幅にヒ−トパイプを所定の温度以下に保つことが出来
るので半導体性能を向上させ且つ安定的に維持すること
が出来る。
以上詳述したような構成としたので、冷却用フィンが強
制風冷式の場合と同様の寸法であれば格段に優れた冷却
性能が得られる。従って放熱フィンの数も少なく且つ寸
法も小さくして強制風冷式よりも優れた冷却性能を持つ
半導体用のヒ−トパイプ冷却器とすることが出来る。更
に、この水冷式ヒ−トパイプ冷却器は風冷式のものより
大幅にヒ−トパイプを所定の温度以下に保つことが出来
るので半導体性能を向上させ且つ安定的に維持すること
が出来る。
【図1】この発明の水冷式ヒ−トパイプ冷却器の構成を
示す図である。
示す図である。
【図2】冷却水の給水口と排水口とを同じ上側に設置し
感熱弁を排出管に設けた場合を示す図である。
感熱弁を排出管に設けた場合を示す図である。
【図3】この水冷式ヒ−トパイプ冷却器の更に別の変形
実施例の一部断面図である。
実施例の一部断面図である。
【図4】この水冷式ヒ−トパイプ冷却器のヒ−トパイプ
を横方向に並ぶように設置した場合の実施例を示す図で
ある。
を横方向に並ぶように設置した場合の実施例を示す図で
ある。
【図5】従来の風冷式半導体用ヒ−トパイプ冷却器の構
成を示す図である。
成を示す図である。
1 ベ−スブロック 2 放熱フィン 3 ヒ−トパイプ 4 感熱弁 5 水槽 5a 給水口 5b 排水口 5d 散水管
Claims (4)
- 【請求項1】 放熱部と吸熱部とを備えるヒ−トパイプ
と、該ヒ−トパイプの放熱部を収容し且つ給水口及び排
水口を備えた水槽と、から成る水冷式ヒ−トパイプ冷却
器。 - 【請求項2】 水槽の排水口側管路に、所定の水槽温度
により動作する感熱弁を設置して成る請求項第1項記載
の水冷式ヒ−トパイプ冷却器。 - 【請求項3】 前記水槽の給水口側管路に多数の排出口
を設けた散水管を連結し、該散水管を水槽内に配置して
成る請求項第1項記載若しくは第2項記載の水冷式ヒ−
トパイプ冷却器。 - 【請求項4】 ヒ−トパイプの吸熱部には、半導体素子
を取付けたベ−スブロックが装着されて成る請求項第1
項乃至第3項記載の水冷式ヒ−トパイプ冷却器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25913993A JPH0794629A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 水冷式ヒ−トパイプ冷却器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25913993A JPH0794629A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 水冷式ヒ−トパイプ冷却器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0794629A true JPH0794629A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17329873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25913993A Pending JPH0794629A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 水冷式ヒ−トパイプ冷却器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0794629A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109121357A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 广达电脑股份有限公司 | 收发器冷却设备以及包含该收发器冷却设备的交换器 |
JP2019078483A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社Smaco技術研究所 | 冷却装置およびその冷却装置を備えた冷却システム |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP25913993A patent/JPH0794629A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109121357A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 广达电脑股份有限公司 | 收发器冷却设备以及包含该收发器冷却设备的交换器 |
CN109121357B (zh) * | 2017-06-23 | 2020-07-14 | 广达电脑股份有限公司 | 收发器冷却设备以及包含该收发器冷却设备的交换器 |
JP2019078483A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社Smaco技術研究所 | 冷却装置およびその冷却装置を備えた冷却システム |
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