JPH08153839A

JPH08153839A - 冷却体構造

Info

Publication number: JPH08153839A
Application number: JP6293483A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mochizuki; 優宏望月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】冷却体構造に関するもので、特に基板に実装さ
れた発熱部品の動作温度を保証するために、その発熱部
品を冷却、具体的には液冷で冷却させる冷却体構造に関
し、冷媒を循環させるためのポンプ７を小型化する。【構成】冷媒が循環する流路４と、該冷媒の循環を誘う
気泡５を発生させる気泡発生手段と、発生された気泡を
蓄える気体層５ａと、該冷媒を冷却ファン８によって強
制空冷する冷却機構とを有し、該気体層５ａと気泡発生
手段とは接続されており、該気体層の気体を気泡として
発生させるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却体構造に関するも
ので、特に基板に実装された発熱部品の動作温度を保証
するために、その発熱部品を冷却、具体的には液冷で冷
却させる冷却体構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、図６に示すように、冷却プレー
ト６４の内部には矢印方向に冷媒が循環する流路６５が
形成されており、入水側および排水側の末端には配管接
続用のカプラ６４ａが形成されている。

【０００３】このカプラ６４ａには配管６６が接続さ
れ、冷却プレート６４と配管６６とを循環して接続する
ことで、冷却プレート６４から排水された冷媒は再び冷
却プレート６４に入水されることとなる。

【０００４】その配管６６の途中には冷媒を循環させる
ための機構、つまり、冷媒６８を貯蓄するタンク６７
と、冷媒６８をタンク６７から吐出し冷却プレート６４
側へと導くポンプと、ポンプ６９から吐出された冷媒
（この冷媒は冷却プレート６４内を循環したものである
ためその冷媒温度は上昇している）を所定温度まで冷却
するための熱交換器７０と、その熱交換器を強制空冷す
る冷却ファン７２とその冷却ファン７２を駆動させるた
めの駆動モータ７１が形成されている。

【０００５】この冷却プレート６４には、基板６０にバ
ンプ６１を介して実装されたＬＳＩ等の発熱部品６２
が、密着精度を高めるサーマルグリース６３を介して当
接される。よって発熱部品６２は液冷にて冷却される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、従来の
構造では、配管系が長く、冷媒の圧力損失が大きいため
大きい出力を有するポンプが必要となる。また冷媒を送
るために大型のポンプが必要であるといった問題があっ
た。

【０００７】従って、本発明では冷媒を循環させるため
のポンプを小型化すること目的とするものである。また
別の目的として、そのポンプを使用しないで冷媒を循環
させるようにすることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、冷媒が循環
する流路と、該冷媒の循環を誘う気泡を発生させる気泡
発生手段と、発生された気泡を蓄える気体層と、該冷媒
を冷却ファンによって強制空冷する冷却機構とを有し、
該気体層と気泡発生手段とは接続されており、該気体層
の気体を気泡として発生させるものであることを特徴と
する冷却体構造によって、また、前記気泡発生手段は前
記気体層の気体を吸引し、気泡として発生させるための
ポンプを有しており、該ポンプの駆動モータは前記冷却
機構が有する冷却ファンの駆動モータと兼用されている
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却体構造によっ
て、また、冷媒が循環する流路と、被冷却物を冷却する
ことで発生する気泡を蓄える気体層と、該冷媒を強制空
冷する冷却機構と、該冷媒の循環を補佐する傾斜部とを
有し、該気泡によって冷媒の循環を誘っていることを特
徴とする冷却体構造によって、また、前記冷媒によって
冷却される発熱部材が当接されることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却体構造によっ
て、また、電子機器の筺体として形成されることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１項に機構の冷却体構
造によって達成することができる。

【０００９】

【作用】請求項１の発明では、冷媒を直接循環させるた
めのポンプを用いず気泡を発生させ、この気泡によって
冷媒を循環させるように誘っている。つまり、気泡の存
在する冷媒の比重は低くなるため、気泡が混在された冷
媒はその比重が軽い方へと移動する。この移動によって
冷媒の循環が発生する。

【００１０】請求項２の発明では、気泡を発生させるた
めのにポンプを有しているが、圧力損失が配管を流れる
冷媒に対して小さいので小型のポンプで済む。また、ポ
ンプを兼用しているため冷却体の小型化も可能となる。

【００１１】請求項３の発明では、積極的に気泡を発生
させる気泡発生手段を設けず、被冷却物を冷却すること
で発生する気泡を利用して、請求項１と同様に比重差を
発生させ、その比重差に伴う冷媒の移動が発生する。但
し、請求項１の発明る比べ冷媒を移動させるパワーが弱
いので、それを補う意味で冷媒の移動を補佐する傾斜部
を設け、この傾斜に沿って冷媒の移動が発生する。

【００１２】請求項４の発明では、その内部に流れる冷
媒によって発熱部品を冷却することができる。請求項５
の発明では、冷却体を電子機器の筺体として兼ねること
で、装置の小型化を実現することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。

【００１４】図２は冷却体の斜視図である。図３は本発
明の第２の実施例を示す図である。図４は本発明の第３
の実施例を示す図である。

【００１５】図５は本発明の第４の実施例を示す図であ
る。まず第１の実施例について説明する。図１に示すよ
うに、冷却体３はその内部に冷媒が流動する流路４を有
し、矢印に示すようにして冷媒が循環する。また冷却体
３には接続口３ｂが形成され、この接続口３ｂにパイプ
６が接続されている。パイプ６の途中にはポンプ７が配
置され、ポンプ７を介してパイプ６が冷却体３の接続口
３ｃに接続されている。

【００１６】このパイプ６は冷却体３の気体層５ａに蓄
えられた気体を接続口３ｂから吸引し、接続口３ｃを介
して冷却体３の流路４に気泡５として排出することで流
路４内の冷媒を循環させるものである。つまり、冷媒の
中に気泡５が混在されることで流路４内の冷媒と気泡５
との間に比重差が発生し、比重の軽い気泡５がその上方
へと流動することで、流路４内における冷媒の移動が行
われる。

【００１７】気泡５はその上方へ移動することで気体層
５ａに蓄えられ、この気体層５ａに蓄えられた気体をポ
ンプ７で吸引して再び気泡５として流路４内に戻され
る。尚、このポンプ７は図示しないモータによって駆動
されている。しかし、このポンプ７のモータの出力トル
クはその対象が気体であり圧力損失が小さいため、モー
タのパワーは小さくてすみ。

【００１８】冷却体３の外側側面３ａには冷却対象とな
るＬＳＩ等の発熱部品２が基板１上にバンプ２ａを介し
て実装され、冷却体３と発熱部品２との間には密着精度
を高めるためのサーマルグリース２ｂが塗布されてい
る。

【００１９】また、冷却体３の流路４の一部には発熱部
品２の発熱を吸収して温度上昇した冷媒を所定の温度、
つまり発熱部品２を冷却保証できる温度まで下げるため
に、冷媒を冷却する機構、例えばラジエータ構造１０が
設けられている。この機構１０は図２に示すように、放
熱特性の良い材質から構成され、冷媒が通る部分１０ａ
と、熱交換部１０ｂが形成されている。このように形成
されたラジエータ構造１０に対して、特にラジエータ構
造１０の熱交換部１０ｂに対して冷却ファン８で発生さ
せた冷風を衝突させ、強制空冷される。この冷却ファン
８は駆動モータ９によって駆動されている。

【００２０】第１の実施例では、気泡５によって冷媒の
移動を誘ったが、その作用に加えてラジエータ構造１０
によって冷媒を冷却することで、冷媒にその入水側と排
水側に温度差が発生し、これが冷媒を移動させる要因と
もなる。

【００２１】次に第２の実施例について図３を用いて説
明する。尚、構造上第１の実施例と同様の部分はその説
明を省略する。第１の実施例ではポンプ７と冷却ファン
８はそれぞれモータによって駆動させるとして説明した
が、第２の実施例ではこのモータ１１をポンプ７と冷却
ファン８の駆動用として兼用させたものである。１つの
モータ１１を兼用させることで冷却体３の小型化を図る
ことができる。

【００２２】次に第３の実施例について図４を用いて説
明する。これも第１および第２の実施例と同様の部分は
その説明を省略する。第３の実施例では第１の実施例お
よび第２の実施例で用いていた気泡を発生させるための
ポンプやパイプを用いていない。つまり、第３の実施例
では発熱部品２を冷却する時に流路４内に発生する気泡
（気泡発生ルートは点線の矢印で示す）によって冷媒と
気泡との間の比重差によって冷媒を図中上方に移動させ
るようにしている。

【００２３】但し、これだけでは充分に冷媒を流路４内
で移動させることが難しいので、それをサポートするた
めに流路４の一部、望ましくはラジエータ構造１０の一
部の側面に移動方向に沿ってその下流側が下がった形状
の傾斜部１２を形成し、冷媒がこの傾斜部１２に沿って
移動させるようにしている。また、上記したように発熱
部品２を冷却することによって温度上昇した冷媒を冷却
するラジエータ構造１０の入水側と排水側との間に温度
差が発生し、このこれが冷媒を移動させる要因ともな
る。

【００２４】第３の実施例によればポンプや配管および
ポンプ駆動用のモータを一切用いないので、冷却体の小
型化を図ることができ、また騒音対策にも有利となる。
次に第４の実施例について図５を用いて説明する。

【００２５】第４の実施例は第１〜第３の実施例におけ
る冷却体を電子機器の筺体５０に埋設したもの、言い換
えれば冷却体自身で筺体５０を構成するようにしたもの
である。よって筺体５０の材質は伝熱性に優れた材質か
らなる金属で構成することが望ましい。

【００２６】筺体５０の内部には各種ユニット５３，５
３が収納されており、筺体５０の流路５２内を流動する
冷媒を冷却するためのラジエータ構造５１が形成され、
そのラジエータ構造５１は駆動モータ９の駆動による冷
却ファン８によって強制空冷されている。

【００２７】また、筺体５０の側面（外側と内側の一
方、またその両方）には、複数の発熱部品５４，・・・
が接触されており、筺体５０の流路５２を流れる冷媒と
の間による熱交換によって気泡５６が発生する。この気
泡５６によって比重の差が発生し筺体５０の流路５２内
を冷媒が循環する。またラジエータ構造１０を冷却する
ことによる冷媒の温度差によっても冷媒を循環させる作
用が働く。無論第３の実施例のように傾斜部を筺体に設
け、より冷媒が循環し易くなるように工夫を加えること
も充分可能である。

【００２８】尚、筺体５０の外側側面に実装された発熱
部品５４は外部との接触をカバーするためのカバー部材
５５を取り付けることが望ましく、また筺体５０の側面
と発熱部品５４との間には密着精度を高めるためにグリ
ース等を塗布しておくことが望ましい。

【００２９】図５中５４は電子機器を床面に設置するた
めの台足である。第４の実施例によると、通常空間とな
ったりしてデッドスペースとなる筺体の内側空間を利用
して冷却体を構成することで、装置の小型化が望める。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
媒に気泡を混在させその比重差を利用して冷媒を循環さ
せるようにしたので、特別パワーの大きなポンプやモー
タを使用する必要性がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】冷却体の斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図６】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１基板，２発熱部品，３冷却体，４流路，５気泡，５ａ気体層，６パイプ，７ポンプ，８冷却ファン，９モータ，１０ラジエータ構造，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒が循環する流路と、該冷媒の循環を誘う気泡を発生させる気泡発生手段と、発生された気泡を蓄える気体層と、該冷媒を冷却ファンによって強制空冷する冷却機構とを
有し、該気体層と気泡発生手段とは接続されており、該気体層
の気体を気泡として発生させるものであることを特徴と
する冷却体構造。
【請求項２】前記気泡発生手段は前記気体層の気体を
吸引し、気泡として発生させるためのポンプを有してお
り、該ポンプの駆動モータは前記冷却機構が有する冷却
ファンの駆動モータと兼用されていることを特徴とする
請求項１に記載の冷却体構造。
【請求項３】冷媒が循環する流路と、被冷却物を冷却することで発生する気泡を蓄える気体層
と、該冷媒を強制空冷する冷却機構と、該冷媒の循環を補佐する傾斜部とを有し、該気泡によって冷媒の循環を誘っていることを特徴とす
る冷却体構造。
【請求項４】前記冷媒によって冷却される発熱部材が
当接されていることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れか１項に記載の冷却体構造。
【請求項５】電子機器の筺体として形成されることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に機構の冷却
体構造。