TW201424569A - 冷卻系統，及使用其之電機 - Google Patents

冷卻系統，及使用其之電機 Download PDF

Info

Publication number
TW201424569A
TW201424569A TW102123810A TW102123810A TW201424569A TW 201424569 A TW201424569 A TW 201424569A TW 102123810 A TW102123810 A TW 102123810A TW 102123810 A TW102123810 A TW 102123810A TW 201424569 A TW201424569 A TW 201424569A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fin
cooling system
boiling
cooling
heat transfer
Prior art date
Application number
TW102123810A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Kondo
Fumio Takeda
Takayuki Fujimoto
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of TW201424569A publication Critical patent/TW201424569A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20318—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • 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
    • F28D15/0266—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 with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • 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
    • F28D15/04—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 with tubes having a capillary structure
    • F28D15/046—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 with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20309—Evaporators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208—Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20809—Liquid cooling with phase change within server blades for removing heat from heat source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • F28D2021/0031—Radiators for recooling a coolant of cooling systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005—Thermal joints
    • F28F2013/006—Heat conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

傳統之冷卻系統之沸騰傳熱面的翼片形狀，有沸騰芯可能停滯於翼片的間題。相對於此，本發明係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，具備使翼片突出部從翼片基座呈傾斜之構成，針對各種冷媒，可以冷媒液於翼片根部及基座部形成薄膜。此外，具備以翼片根部於翼片基座設置缺口之構成。此外，具備於翼片基座方向切斷翼片突出部之構成。

Description

冷卻系統，及使用其之電機
本發明，係與於內部配載著伺服器等IT機器、反相器用電源、馬達等之發熱源的冷卻系統、及使用其之電機相關。
近年來，伺服器等IT機器、反相器用電源、馬達等，為了性能提升等，實施了殼體內之高密度安裝。
然而，如上所述之半導體裝置及馬達，一般，超過特定溫度的話，不但無法維持其性能，有時，甚至導致破損。所以，必須進行冷卻等之溫度管理，而強烈地要求有效冷卻發熱量增大之半導體裝置及馬達的技術。
在此種技術背景下，對於以冷卻發熱量增大之半導體裝置及馬達為目的的冷卻裝置，要求可以有效冷卻該半導體裝置及馬達的高性能冷卻能力。而且，傳統上，伺服器等IT機器、反相器用電源、馬達等，一般，通常是採用空冷式的冷卻裝置，然而，因為如上所述之狀況，已接近其極限，所以，期待新型式之冷卻系統，而其中之一，例如，利用水等之冷媒的冷卻系統吸引了眾人的矚目。
而且，本發明相關之傳統技術，例如，專利文獻1所示之冷卻用翼片的構成，將低沸點冷媒解釋成水的話，係翼片高度為0.1~1.0mm，以翼片間距換算的話，係翼片間隙為0.06~0.6mm之構成。
此外，專利文獻2之個人電腦的CPU冷卻用熱管，係翼片間隙為0.1~0.35mm，翼片上部孔直徑為0.09~0.3mm，翼片高度為0.05mm~0.3mm之構成。
此外，專利文獻3，係翼片上部孔直徑為0.2mm之構成。
另外，專利文獻4，係翼片間距離為脫離氣泡徑之2倍以上，翼片高度為脫離氣泡徑之1~3.4倍的構成。
[專利文獻1]日本特開2010-212403公報
[專利文獻2]日本特開2003-240485公報
[專利文獻3]日本特開2010-256000公報
[專利文獻4]日本特表2005-523414公報
上述之傳統技術時，專利文獻1，係翼片基座垂直延伸之構成，翼片之突出方向為水平方向，為在沸騰芯之浮力下上昇的沸騰芯，使翼片呈傾斜並向上方浮上之構成，而有沸騰芯可能停滯於翼片的情形。
專利文獻2，係於翼片根部形成凹陷(缺口)，未於高熱流束的翼片基座設置翼片之突出部位。
專利文獻3，於翼片形成缺口，然而，因為不是基 部，與上述相同，未設置於高熱流束之翼片基座。
另外，專利文獻4，係於熱導管之翼片基部形成空洞，然而，未設置於高熱流束之翼片基座。
以解決上述課題為目的之本發明，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為，以該沸騰傳熱面之翼片根部及基座，來使翼片本體從基座傾斜。
此外，以解決上述課題為目的之本發明，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為，以該沸騰傳熱面之翼片根部及基座，使翼片本體呈現前端尖細之形狀。
此外，以解決上述課題為目的之本發明，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為，以該沸騰傳熱面之翼片根部及基座，於基座設置缺口。
此外，以解決上述課題為目的之本發明，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為，以該沸騰傳熱面之翼片根部及基座，於翼片方向設置複數之切斷部。
此外，以解決上述課題為目的之本發明，係具備：具有沸騰部、凝縮部、連結該沸騰部與該凝縮部之蒸氣管、以及液管之冷卻系統的電機，其特徵為，具備用以冷卻電機內之機器的複數個之冷卻扇，以該複數個之冷卻扇冷卻該凝縮部。
依據本發明之構成，可以及早針對冷媒生成沸騰芯，使液體流入更為順利流動。
此外，即使發熱量較大，冷媒液之封入量較多，導熱面充分浸漬於冷媒液之池沸騰時，也可及早生成沸騰芯，使液體流入更為順利流動，進行確保導熱性能。
20‧‧‧翼片根部
21‧‧‧沸騰芯
22‧‧‧基座
23‧‧‧缺口
24‧‧‧翼片方向
25‧‧‧切斷部
51‧‧‧硬碟驅動器
52‧‧‧冷卻扇
53‧‧‧冷卻扇
54‧‧‧區塊
80‧‧‧導熱片
100‧‧‧電路基板
200‧‧‧半導體裝置
210‧‧‧熱傳導油脂
300‧‧‧冷卻系統
310‧‧‧受熱夾套
311‧‧‧底板
312‧‧‧蓋體
313‧‧‧汽化促進板
320‧‧‧凝縮器
331‧‧‧蒸氣管
332‧‧‧配管
400‧‧‧冷卻扇
500‧‧‧電源模組
510‧‧‧變壓器
511‧‧‧偏平熱管
520‧‧‧調整器
521‧‧‧偏平熱管
530‧‧‧電容器
540‧‧‧電源基板
560‧‧‧殼體板金
600‧‧‧馬達
601‧‧‧轉子
602‧‧‧定子
603‧‧‧外殼
第1圖係本發明之一實施方式之利用熱虹吸管之冷卻系統的整體概略構成剖面圖。
第2圖係含有圖示著構成本發明之一實施方式之利用熱虹吸管的冷卻系統之受熱夾套之詳細構造之部分剖面的放大立體圖。
第3圖係本發明之受熱夾套之汽化促進板的翼片部相對於基座呈傾斜時之翼片根部的放大圖。
第4圖係本發明之受熱夾套之汽化促進板的翼片部，利用基座形成前端尖細時之翼片根部的放大圖。
第5圖係本發明之受熱夾套之汽化促進板之翼片根部於基座設置缺口時之翼片根部的放大圖。
第6圖係朝本發明之受熱夾套之汽化促進板之翼片方向設置切斷部時之翼片根部附近的上面圖。
第7圖係適用利用配載著本發明之沸騰傳熱面之熱虹吸管之冷卻系統的電機例、及配載於台架之伺服器之整體構造的立體圖。
第8圖係以圖示本發明之實施例之伺服器殼體內的內部構造例為目的，而拆除其蓋體之狀態的立體圖。
第9圖係配載本發明之沸騰傳熱面之熱虹吸管的反相 器用電源分解立體圖。
第10圖係將配載著本發明之沸騰傳熱面的熱虹吸管適用於馬達時之側面圖。
以下，參照圖式，針對本發明之實施方式進行詳細說明。
[實施例1]
第1圖，係配載著沸騰傳熱面之冷卻系統的整體構造，圖中，電路基板100之表面，例如，配載著CPU等之發熱源的半導體裝置200。此外，於該半導體裝置200之表面，裝設著構成部分利用本發明之熱虹吸管之冷卻系統300的受熱夾套310。更具體而言，於半導體裝置200之表面，為了確保與受熱夾套310之良好的熱接合，不但塗布著所謂熱傳導油脂210，於其表面，利用螺絲(未圖示)等固定具，以接觸上述受熱夾套310之底面的方式進行固定。而且，冷卻系統300，以下係說明其詳細構造，然而，其係具備上述受熱夾套310、及具備散熱器之凝縮器320，並且，於該等之間裝設一對配管331、332的話，可以使其內部保持於大氣壓之大約1/10程度的減(低)壓狀態。
上述受熱夾套310構成沸騰部，上述凝縮器320則構成凝縮部，所以，在以下之說明中，藉由液體冷媒之水的 相變化，無需電動泵等之外部動力，可以使該冷媒液進行循環，而構成所謂的熱虹吸管。
亦即，利用上述熱虹吸管之冷卻系統時，發熱源之半導體裝置200所發生之熱，經由熱傳導油脂210傳導至沸騰部之受熱夾套310。結果，在該沸騰部，傳導之熱使液體冷媒之水(Wa)處於減壓下而沸騰蒸發，發生之蒸氣(ST)，從受熱夾套310通過其中一方之配管331被引導至凝縮器320。此外，在該凝縮部，冷媒蒸氣，例如，如圖所示，被冷卻扇400等所吹送之空氣(AIR)進行冷卻，因而變成液體(水)，其後，在重力下，通過另一方之配管332再度回到上述受熱夾套310。
在此，附錄之第2圖，係上述受熱夾套310的詳細構造，如圖所示，該受熱夾套310，例如，於由銅等熱傳導率優良之金屬板所構成之矩形底板311的上部，載置著由銅或不鏽鋼等之金屬所形成之碗狀的蓋體312，其周邊部，例如，以壓力熔接等進行接合。此外，由圖可以得知，於上述底板311之上面，裝設著矩形板狀之汽化促進板313，而且，於蓋體312之上部及側壁面，分別形成有貫通孔，分別連結著上述一對之配管331、332。
此外，具備該多孔構造面之汽化促進板313，只要液狀冷媒未枯竭，可以發揮安定之蒸發性能(汽化性能)，而且，輸入熱量較少時，含浸液狀冷媒而填埋多孔質之孔，然而，輸入熱量較大時，填埋於孔之液狀冷媒蒸發而減少，因為於多孔質內部，冷媒液膜較薄之部分增加，而 更為促進蒸發，而處於散熱性能增加的狀態，進而使熱輸送量增大。亦即，除了利用輸入熱量之增大來促進依賴溫度之蒸發以外，也以蒸氣量之增加來促進蒸發，所以，輸入熱量愈大，熱輸送量呈現大幅增加而提升效率。
而且，該汽化促進板313，係以熔接等裝設於構成上述受熱夾套310之底板311的內壁側，然而，本發明，並未僅受限於此，也可以於構成上述底板311之銅板的內壁面直接形成如上所述之多孔構造面。
第3圖，係受熱夾套之汽化促進板313的翼片部朝基座22呈傾斜時之翼片根部20的放大圖。例如，對翼片基座，從側面切入刀刃，鋤起翼片時，可以利用翼片根部20使翼片對基座22呈傾斜狀態，然而，大量生產時之抽出‧擠壓製法也可以使翼片對基座呈傾斜。以翼片根部20，使翼片與基座22之間供冷媒進入之區域(空間)，存在著較窄處、及較寬處。藉此，產生冷媒之薄膜區域及厚膜區域，尤其是，在冷媒之薄膜區域，熱流束上昇，沸騰芯21及早生成該翼片根部20之薄膜區域。所以，可以確保沸騰性能之早期安定性。
[實施例2]
第4圖，係其他實施例之受熱夾套之汽化促進板313的翼片部於基座22形成前端尖細時之翼片根部20的放大圖。例如，大量生產時之抽出‧擠壓製法時，可以使用前端尖細的模具來對基座22進行翼片部之加工。以翼片根 部20，使冷媒進入翼片之兩側面的區域(空間)變窄。藉此，以翼片根部20產生冷媒之薄膜區域，而及早於該翼片根部20之薄膜區域生成沸騰芯21。所以，可以確保沸騰性能之早期安定性。
[實施例3]
第5圖，係其他實施例之以受熱夾套之汽化促進板313之翼片根部20於基座22設置缺口23時之翼片根部20的放大圖。例如，以大量生產時之抽出‧擠壓製法，使用翼片部於基座22形成缺口23之模具，可以進行加工。此外，以傳統所使用之抽出‧擠壓製法進行翼片加工後，於基座22設置缺口23之溝，可以實現相同的構成。藉此，於基座22之缺口23，因為從發熱體所接觸之基座22之背面的距離變短，熱流束上昇，於該缺口23形成冷媒之薄膜區域。於該缺口23之薄膜區域及早生成沸騰芯21。所以，可以確保沸騰性能之早期安定性。
[實施例4]
第6圖，係其他實施例之相對於受熱夾套之汽化促進板313的翼片方向24設置切斷部25時之翼片根部20附近的上面圖。前述第3圖~第5圖所說明之製法中，採用鋤起時，可以預先於基座設置做為切斷部25之溝來對應。此外，抽出‧擠壓製法時，以第3圖~第5圖所說明之翼片加工後，設置切斷部25之溝。藉此，不但於生成 沸騰芯21之翼片方向24，也可移動至未生成沸騰芯21之翼片間，容易於汽化促進板313之全面產生沸騰，而使沸騰傳熱面具有高導熱性能。
[實施例5]
接著，第7圖及第8圖，係配載著利用如上所述之沸騰傳熱面之熱虹吸管之冷卻系統的電機之詳細實施例。
伺服器殼體5之各內部，如附錄之第7圖、第8圖所示，考慮其維修性，於其中一方之面(本例時，係圖之右側的前面側)，設置複數(本例為3個)之大容量記錄裝置的硬碟驅動器51，於其後方之殼體內，還是設置著以對發熱源之該等硬碟驅動器進行空冷為目的之複數(本例為4個)之冷卻扇52。此外，於與伺服器殼體5之另一方之面間(亦即，後方之空間)，還是設置著冷卻扇53、及收容電源及通信手段之界面LAN等之區塊54，另外，於其餘之空間，配置著其表面配載著複數(本例為2個)發熱源之CPU200的上述電路基板100。而且，該第7圖之立體圖，係拆除其蓋體之狀態。
此外，由該圖也可以得知，於各CPU200，分別配設著利用如上所述之本發明之熱虹吸管的冷卻系統300。亦即，於CPU200之表面，經由其間塗布了熱傳導油脂接觸上述受熱夾套310之底面，藉以確保良好之熱接合。此外，依據本發明的話，具備構成冷卻系統300之偏置翼片的凝縮器320，係配置於以空冷上述硬碟驅動器為目的之 4個冷卻扇52的背後。亦即，構成冷卻系統之凝縮器320，係沿著以冷卻扇52從外部供應之空氣(冷卻風)之通路並列配置。亦即，具備偏置翼片之凝縮器320，係平行並列於上述冷卻扇52之列的方式裝設。
如此，如上所述之電機構造時，可以將組裝於其殼體5內之其他裝置之冷卻手段的冷卻扇52，當做構成利用本發明之熱虹吸管之冷卻系統300的凝縮器320之冷卻手段(散熱器)來使用(或者，共用)。依據該構成的話，殼體內之發熱源的CPU200，不必具有專用之冷卻扇，換言之，藉由較簡單、便宜且無需以液驅動為目的之泵動力，同時，具有優良節能效能之冷卻系統，可有效且確實地進行冷卻。此外，採用利用本發明之熱虹吸管之冷卻系統300的話，熱交換效率較高，而且，構造較簡單，即使要求高密度安裝之伺服器等電機時，也可以有較高之配置自由度。
此外，由該等圖也可以得知，構成冷卻系統300之凝縮器320，係配置成分別覆蓋複數(本例為2個)之冷卻扇的排氣面。而且，依據本發明之構成的話，即使某一冷卻扇因故障而停止，其餘之冷卻扇所產生的冷卻風也可繼續進行凝縮器320之冷卻，亦即，因為可以確保冗餘度，更適合電機之冷卻系統構造。此外，尤其是，如第8圖之以圓圈所圍之區域所示，使裝設於以將受熱夾套310內所發生之冷媒蒸氣導引至凝縮器320為目的之蒸氣管331的頭部之位置，靠近與散熱器之凝縮器相對之面積較小之冷 卻扇(圖中之4台縱向並列之冷卻扇52之從下算升第2台)側的話，對於某一冷卻扇因故障而停止時，更可以提升其冗餘度。
本例時，係對2個熱虹吸管之凝縮部使用3個冷卻扇，而以1.5個冷卻扇來對應1個凝縮部。此時，1個冷卻扇停止時，只能以剩餘之0.5個份的風扇來進行冷卻，相當於熱虹吸管凝縮部之散熱器的2/3部分無法散熱等之狀況。伺服器系統，因為至緊急時之系統正常結束為止需要一定程度的時間，所以必須能確保其間之冷卻性能。傳統之水冷方式的散熱器時，因為冷媒係均等地流過散熱器整體，有效散熱面積減少2/3的話，冷媒之冷卻性能會相對地降低該部分，而該冷卻性能的降低部份會直接導致CPU的溫度上昇。然而，熱虹吸管之系統時，散熱器之未散熱的部分，因為蒸氣無法凝縮，結果，蒸氣集中於進行冷卻之其餘部分。集中於一部分之蒸氣，因為以較高流速推動扁平管內之液膜的流動，而使凝縮性能獲得提升。此外，本例之熱虹吸管時，接近對凝縮部供應蒸氣之配管331的扁平管323，有較多蒸氣容易流過之性質，使利用該特徴而位於蒸氣管331之頭部的裝設位置，靠近與散熱器之凝縮器相對之面積較小之冷卻扇側，可以更為抑制1台冷卻扇停止時之散熱性能的降低。所以，利用熱虹吸管，可以較少風扇台數來確保冗餘度。
[實施例6]
第9圖，係本發明之其他實施例之反相器用電源模組之冷卻裝置的詳細。本發明之電源模組500之冷卻裝置構成的概略分解立體圖。如第9圖所示，於電源基板540，安裝著高發熱之耐熱容許溫度相對較高之變壓器510、調整器520、及低發熱之耐熱容許溫度相對較低之電容器530，另外，於變壓器510、調整器520，分別裝設著偏平熱管511、521之熱傳導構件，並未圖示，然而，其一端係經由油脂、導熱片等接觸殼體板金560。於該電源模組之殼體板金560與受熱夾套310之間，設有導熱片80，為了降低導熱片80之熱接觸電阻，並未圖示，然而，以裝設於模組之彈簧等來保持荷重。此外，於受熱夾套310內部，經由油脂、導熱片80等裝設著本專利之汽化促進板的沸騰傳熱面。藉由如上所述之構成，可以提供小型、高密度化之反相器用電源模組，而可提供藉由高性能反相器來對應消耗電力之增大的冷卻裝置。
[實施例7]
第10圖，係本發明之其他實施例之馬達的冷卻裝置詳細。馬達600，係由轉子601、定子602、及外殼603所構成。馬達600之外殼603，也可以為動力傳導部之外殼的一體構成。定子602所發生的熱，經由外殼603，被導引至所裝設的受熱夾套310。於受熱夾套310內部，經由油脂、導熱片等裝設著本專利之汽化促進板的沸騰傳熱面。藉由如上所述之構成，可提供高出力之馬達，進而提 供可對應高性能馬達所產生之消耗電力之增大的冷卻裝置。
20‧‧‧翼片根部
21‧‧‧沸騰芯
22‧‧‧基座
313‧‧‧汽化促進板

Claims (8)

  1. 一種冷卻系統，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為：以該沸騰傳熱面之翼片根部及基座，來使翼片本體從基座傾斜。
  2. 一種冷卻系統，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為：以該沸騰傳熱面之翼片根部及基座，使翼片本體呈現前端尖細之形狀。
  3. 一種冷卻系統，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為：以沸騰傳熱面之翼片根部及基座，於基座設置缺口。
  4. 一種冷卻系統，係具備使冷媒液汽化之沸騰傳熱面的冷卻系統，其特徵為：以沸騰傳熱面之翼片根部及基座，於翼片方向設置複數之切斷部。
  5. 如申請專利範圍第1~4項之其中任一項所記載之冷卻系統，其中具備：沸騰部及凝縮部、以及用以連結該沸騰部及該凝縮部之蒸氣管、液管。
  6. 一種電機，係具備：具有沸騰部及凝縮部、以及連結該沸騰部及該凝縮部之蒸氣管、液管之冷卻系統的電機，其特徵為：具備用以冷卻電機內之機器的複數個之冷卻扇， 以該複數個冷卻扇冷卻該凝縮部。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之電機，其中該蒸氣管裝設於該凝縮部之位置，係位於與該凝縮部相對之面積較小之冷卻扇側。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所記載之電機，其中以1個冷卻扇冷卻複數之該凝縮部。
TW102123810A 2012-09-28 2013-07-03 冷卻系統，及使用其之電機 TW201424569A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/075003 WO2014049805A1 (ja) 2012-09-28 2012-09-28 冷却システム、及びそれを用いた電気機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201424569A true TW201424569A (zh) 2014-06-16

Family

ID=50387268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102123810A TW201424569A (zh) 2012-09-28 2013-07-03 冷卻系統，及使用其之電機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150216079A1 (zh)
JP (1) JPWO2014049805A1 (zh)
TW (1) TW201424569A (zh)
WO (1) WO2014049805A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112192801A (zh) * 2020-10-09 2021-01-08 张锐 一种改性聚酰胺纤维棒材成型循环冷却装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080283221A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-20 Christian Blicher Terp Direct Air Contact Liquid Cooling System Heat Exchanger Assembly
US9357675B2 (en) * 2013-10-21 2016-05-31 International Business Machines Corporation Pump-enhanced, immersion-cooling of electronic component(s)
SG11201700077TA (en) * 2014-07-08 2017-02-27 Adc Technologies Inc Robust redundant-capable leak-resistant cooled enclosure wall
CN107407529A (zh) * 2015-03-25 2017-11-28 三菱电机株式会社 冷却器、电力转换装置及冷却系统
US9894815B1 (en) * 2016-08-08 2018-02-13 General Electric Company Heat removal assembly for use with a power converter
CN211503795U (zh) * 2017-04-28 2020-09-15 株式会社村田制作所 均热板
US11252847B2 (en) * 2017-06-30 2022-02-15 General Electric Company Heat dissipation system and an associated method thereof
US20190154352A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-23 Asia Vital Components (China) Co., Ltd. Loop heat pipe structure
US10842054B2 (en) * 2018-03-20 2020-11-17 Quanta Computer Inc. Extended heat sink design in server
JP7350300B2 (ja) 2019-09-12 2023-09-26 ナカムラマジック株式会社 熱交換器
JP2022138488A (ja) * 2021-03-10 2022-09-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 冷却装置
US11732976B1 (en) * 2022-03-02 2023-08-22 Aic Inc. Rapid heat dissipation device

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3645674B2 (ja) * 1996-11-12 2005-05-11 昭和電工株式会社 ヒートパイプ式ヒートシンク、集積回路パッケージ及びそれを用いた中央処理装置
JP3654326B2 (ja) * 1996-11-25 2005-06-02 株式会社デンソー 沸騰冷却装置
US6025643A (en) * 1998-07-29 2000-02-15 Auger; Ronald N. Device for dissipating heat from a semiconductor element
JP2001148452A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Denso Corp 沸騰冷却装置
WO2006019219A2 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 Thermalforce Cooling apparatus of looped heat pipe structure
US7593230B2 (en) * 2005-05-05 2009-09-22 Sensys Medical, Inc. Apparatus for absorbing and dissipating excess heat generated by a system
TWI307399B (en) * 2005-09-09 2009-03-11 Delta Electronics Inc Heat dissipation module and heat pipe thereof
US20070119568A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Raytheon Company System and method of enhanced boiling heat transfer using pin fins
CN100498187C (zh) * 2007-01-15 2009-06-10 高克联管件(上海)有限公司 一种蒸发冷凝兼备型传热管
TW200926945A (en) * 2007-12-12 2009-06-16 chong-xian Huang Cylindrical heat dissipater equipped with cooling fins
JP2009176881A (ja) * 2008-01-23 2009-08-06 Nissan Motor Co Ltd 冷却装置
JP5678662B2 (ja) * 2008-11-18 2015-03-04 日本電気株式会社 沸騰冷却装置
CN101478868B (zh) * 2009-01-23 2012-06-13 北京奇宏科技研发中心有限公司 散热装置
JP5163548B2 (ja) * 2009-03-10 2013-03-13 トヨタ自動車株式会社 沸騰冷却装置
JP5210997B2 (ja) * 2009-08-28 2013-06-12 株式会社日立製作所 冷却システム、及び、それを用いる電子装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112192801A (zh) * 2020-10-09 2021-01-08 张锐 一种改性聚酰胺纤维棒材成型循环冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014049805A1 (ja) 2016-08-22
WO2014049805A1 (ja) 2014-04-03
US20150216079A1 (en) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201424569A (zh) 冷卻系統，及使用其之電機
JP5210997B2 (ja) 冷却システム、及び、それを用いる電子装置
TWI238691B (en) Cooling module
JP4876975B2 (ja) 電子機器用の冷却装置および受熱部材
JP5472955B2 (ja) 放熱モジュール
US20140090814A1 (en) Cooling system and electronic apparatus using the same
US7273090B2 (en) Systems for integrated cold plate and heat spreader
JP6126149B2 (ja) 放熱フィンを有する熱伝導部材を備えた空冷式レーザ装置
JP2008287733A (ja) 液冷システム
US10874034B1 (en) Pump driven liquid cooling module with tower fins
JP2008288330A (ja) 半導体装置
CN216982389U (zh) 散热装置和电气设备
JPWO2015146110A1 (ja) 相変化冷却器および相変化冷却方法
JP6276959B2 (ja) 相変化モジュール及びそれを搭載した電子機器装置
JP2005038112A (ja) 液冷システムおよびラジエーター
CN108024488B (zh) 水套式线路板散热装置
CN216905720U (zh) 一种冷却装置和电子设备
JP2013026527A (ja) 冷却ユニット
US20220246493A1 (en) Water-cooling device with composite heat-dissipating structure
TWI424140B (zh) 受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體
JP2010022711A (ja) 放熱用水枕
JP2011223019A (ja) 電子機器用の冷却装置および冷却デバイス
US20190033930A1 (en) Cooling device for use in heat dissipation associated with electronic components
CN216390013U (zh) 高能量激光器的导热组件结构
WO2023088296A1 (zh) 一种冷却装置和电子设备