WO2002074032A1 - Electronic device - Google Patents

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WO2002074032A1
WO2002074032A1 PCT/JP2002/001597 JP0201597W WO02074032A1 WO 2002074032 A1 WO2002074032 A1 WO 2002074032A1 JP 0201597 W JP0201597 W JP 0201597W WO 02074032 A1 WO02074032 A1 WO 02074032A1
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WO
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cold plate
electronic device
integrated circuit
brine
case
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/001597
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hitoshi Aoki
Junichi Kubota
Takeo Komatsubara
Junichi Motegi
Hirotaka Kakinuma
Naoki Otsuka
Masaya Matsuoka
Original Assignee
Sanyo Electric Co., Ltd.
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Priority claimed from JP2001060983A external-priority patent/JP2002261480A/ja
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Priority to EP02703883A priority patent/EP1372367A4/en
Priority to KR1020037011436A priority patent/KR100909544B1/ko
Publication of WO2002074032A1 publication Critical patent/WO2002074032A1/ja
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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    • H05K7/20772—Liquid cooling without phase change within server blades for removing heat from heat source
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    • H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20727—Forced ventilation of a gaseous coolant within server blades for removing heat from heat source
    • 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

Definitions

  • the present invention uses a CPU or L S that requires measures against heat generation in a single case.
  • It relates to an electronic device that houses a circuit board on which integrated circuit elements such as I are mounted.
  • a server provided with a large number of electronic devices using integrated circuit elements is used. That is, in such a server, the operation of many integrated circuit elements As a result, a significant increase in temperature has occurred, so conventionally, the entire room in which the server is installed is cooled by a cooling device, and the cool air is taken into the electronic device to cool the integrated circuit element.
  • cool air is taken in by a propeller fan (blower) provided on the back of the electronic device so that the flow of cool air generated in the electronic device hits the integrated circuit element. Only a part of the cooling water, and the cooling efficiency was not good. Therefore, part of the cool air taken into the case by the blower was discharged out of the electronic device without cooling the integrated circuit element.
  • a propeller fan blower
  • the present invention has been made in order to solve the problems of the related art, and provides an electronic device capable of efficiently cooling an integrated circuit element provided in a cold plate by heat exchange. With the goal. Disclosure of the invention
  • the present invention is directed to an electronic device that accommodates a circuit board on which an integrated circuit element requiring heat generation countermeasures is mounted in a single case, and is attached to the integrated circuit element so that heat can be transferred from the integrated circuit element A cold plate, a pipeline heated by the cold plate circulates, and a heat exchanger that cools the pipeline and an air passage that connects the blower fan provided in the opening on one side of the case to the heat exchanger A cooling tank, a reserve tank for storing brine and a pump for circulating the brine, and a pump for circulating the brine, and at least one pair of cooling plates, which are provided in the flow of the brine from the heat exchanger to the cold plate. And a reciprocating straight-line plenum flow path.
  • the present invention provides at least one of the blower fan and the pump so that the temperature of the cold plate becomes + 70 ° C or less when the temperature around the outer periphery of the case is + 35 ° C or more. It is characterized by including a control unit for controlling one of them.
  • the present invention is characterized in that, in the above, a plurality of integrated circuit elements are mounted on a circuit board, and a cold plate is provided for each integrated circuit element.
  • the present invention provides the above-described invention, in which a heat conductive material is provided between the integrated circuit element and the cold plate, and the integrated circuit element is formed using an elastic material, and the cold plate and a socket for holding the integrated circuit element are provided. It is characterized in that it is sandwiched between.
  • the present invention is characterized in that, in the above, the blower fan is a cross flow fan, which is provided near the opening of the case, and supplies the air sucked from the opening in a line along the longitudinal direction of the heat exchanger. You.
  • the present invention is characterized in that the fan casing is configured so that the opening faces downward and air is sucked from below. Further, in the above, the present invention is characterized in that the blower fan is a cross flow fan, which is provided near the opening of the case, and discharges the air heated by the heat exchanger from the opening.
  • the present invention is characterized in that, in the above, the fan casing is configured to discharge air upward with the opening facing upward. Further, in the above, the present invention is characterized in that the angle at which the opening of the fan casing faces can be varied.
  • the present invention provides the above-mentioned cold plate, wherein the cold plate is formed by fitting the irregularities formed on the two heat conductive members and bonding them together. It is characterized by holding a flowing pipe.
  • the present invention is characterized in that a sheet material having thermal conductivity and elasticity is sandwiched between the heat conductive material and the pipe.
  • the present invention is characterized in that a narrow portion is provided at a position on the upstream side with respect to the flow of brine inside the pipe sandwiched by the heat conductive material.
  • the present invention as described above comprises a heat exchanger comprising a plurality of plates having heat conductivity, and a pipe penetrating through the plates so that heat can be transferred, and a pipe through which the inside flows.
  • a part of the casing covering the exchanger is constituted by a fan casing or an extension of the fan casing, and the fan casing has a shape in which air is collected on a plate of the heat exchanger. .
  • the present invention is characterized in that a plurality of ventilation holes are provided on a surface of the case surrounding the circuit board at a position facing the circuit board.
  • the present invention is characterized in that the vent is formed by cutting and raising a part of the case.
  • a pipe forming a circulation path of a pipeline circulating between the cold plate and the heat exchanger is arranged on one side in the case, and the bottom surface of this one side is connected to the heat exchanger. It is characterized by a low performance.
  • the present invention is characterized in that a reserve tank and a pump are arranged on one side of the case.
  • the present invention is characterized in that the bottom surface on one side of the case is inclined low toward a predetermined direction.
  • the present invention provides, in the above, a brine detection sensor at the lowest portion of the bottom surface of the case or at or near the lowest portion.
  • a detection unit that outputs an alarm in response to the output of the in-detection sensor.
  • the present invention is characterized in that in the above, a plurality of heat radiation fins are provided on a side opposite to the integrated circuit element of the cold plate.
  • the present invention is characterized in that in the above, a cooling plate blower is attached to the heat radiation fin.
  • the present invention is characterized in that the blower for a cold plate has a centrifugal blower type fan.
  • the present invention provides a heat exchanger comprising: a plurality of plates having heat conductivity; a pipe penetrating through the plate so that heat can be transmitted; and a pipe through which the inside flows.
  • the outlet of the brine from the heat exchanger to the cold plate is set higher than the cold plate.
  • FIG. 1 is a front view of a server rack on which a server as an embodiment of an electronic device to which the present invention is applied is loaded
  • FIG. 2 is a perspective view of a server as an embodiment of the electronic device of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the server case of FIG. 2 with the top cover removed
  • FIG. 4 is a plan sectional view of the server of FIG. 3
  • FIG. 2 is a longitudinal side view of the front of the server in FIG. 2
  • FIG. 6 is an enlarged view of a ventilation port on a side of a case of the server in FIG. 2
  • FIG. 7 is a longitudinal rear view of the server in FIG.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional side view of the server of FIG. 3, and FIG.
  • FIG. 9 is a side view of an integrated circuit element and a cold plate mounted on a circuit board of the server of FIG. Yes, FIG. 10 is an exploded perspective view of the cold plate of FIG. 9, and FIG. 11 is a server of FIG.
  • FIG. 12 is an electric circuit diagram of the brine cooling device.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the control operation of the microcomputer shown in FIG. 11, and
  • FIG. 13 is a flowchart showing the control operation of the microcomputer shown in FIG.
  • FIG. 14 is another flowchart for explaining the control operation of the computer.
  • FIG. 14 is another flowchart for explaining the control operation of the microcomputer shown in FIG. 11, and
  • FIG. FIG. 16 is a flowchart illustrating a control operation of another embodiment of the microcomputer computer shown in FIG. 11;
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a control operation of another embodiment of the microcomputer shown in FIG. 15;
  • FIG. 17 is a cross-sectional plan view of a server according to another embodiment of the electronic device of the present invention.
  • FIG. 18 is a longitudinal sectional side view of the rear part of the server of FIG.
  • the first nineteenth 20 is a perspective view of a cold plate and an integrated circuit element of a server according to another embodiment of the electronic device of the present invention.
  • FIG. 20 is another perspective view of the cold plate of the integrated circuit element in the electronic device of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing another mounting structure of the cold plate of the integrated circuit element in the electronic device of the present invention.
  • FIG. 22 is a view showing still another mounting structure of the cold plate of the integrated circuit element in the electronic device of the present invention
  • FIG. 23 is a diagram of the cold plate in the electronic device of the present invention
  • FIG. 24 is a front view showing another embodiment, and FIG. 24 is a sectional view taken along line AA of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a server (1U server) 1 of the embodiment is a center for providing various services to computers connected to a network, and has a caster 2A for moving on a bottom surface.
  • Server Attached to the frame 2B of the work 2 a plurality of units are erected over a plurality of upper and lower stages.
  • Each server 1 houses a circuit board 5 on which a plurality of semiconductor integrated circuit elements 6 such as LSIs and CPUs (or a single semiconductor integrated circuit element 6) may be mounted.
  • a controller 52 is provided below the server rack 2 for managing tasks and operating status of each server 1.
  • the server 1 includes, for example, a circuit board 5, a floppy disk drive 31, a CD-ROM drive 32, and a thin rectangular case 3 having a height of 45 mm, a width of 450 mm, and a depth of 53 mm.
  • electronic components such as power supply circuit (POWER) 9, connector (I / O) 8, plate-fin type heat exchanger 11, cross-floor fan 14 as blower fan, pump for brine circulation 15, a reserve tank 26 for storing the brine, a cold plate 16 that is mounted so as to transfer heat from the integrated circuit element 6 and cools the integrated circuit element 6 It is configured to house the cooling device 10.
  • the case 3 has a front surface 3A, a bottom surface 3B, a rear surface 3C, left and right side surfaces 3D, 3D, and is covered with a detachable upper surface cover 4 on the upper surface.
  • the floppy disk drive 31 and the CD-ROM drive 32 face the right end toward the front 3A of the case 3, and an opening 30 is formed on the left side thereof.
  • the heat exchanger 11 is disposed inside the case 3 so as to correspond to the inside of the opening 30.
  • This heat exchanger 11 is composed of a plurality of plates 12 having good thermal conductivity, such as aluminum thin plates arranged at intervals of 1 mm to 5 mm, and is capable of transferring heat to these plates 12.
  • It comprises a meandering aluminum pipe 13 which penetrates and through which a line flows as described later. If the distance between the plates 1 and 2 is small, the appropriate air Use a filter 34. If the interval is wide, use a safety structure such as a slit instead of the air filter 34.
  • a fan casing 39 of the cross flow fan 14 is disposed on the side of the opening 30 of the heat exchanger 11 corresponding to the opening 30.
  • the cross mouth opening fan 14 is provided near the opening 30.
  • the fan casing 39 is for constructing an air passage from the opening 30 to the heat exchanger 11, and the opening 33 of the fan casing 39 is directed downward from the opening 30 of the case 3 to the outside.
  • an air filter 34 for removing dust is attached to the opening 33.
  • a curved opening angle adjusting plate 36 is attached to the upper edge of the opening 33 of the fan casing 39 in an eave shape.
  • the opening angle adjusting plate 36 is detachably engageable with ribs 37A, which project from the locking plate 37 provided at the upper part in the opening 33 at predetermined intervals in front and rear.
  • ribs 37A which project from the locking plate 37 provided at the upper part in the opening 33 at predetermined intervals in front and rear.
  • a circulation path is formed in which cooling air is blown out from the floor side and is sucked in from the ceiling side.
  • the server 1 is mounted on the sub-barracks 2 in multiple stages, but the downward angle of the opening 33 in the upper server 1 is made shallower (closer to the horizontal), and the opening 33 in the lower server 1 is reduced.
  • the cooling air that rises from the floor surface can be cooled at each server.
  • the cooling air (cool air) flows through the case 3 and is discharged from the back (rear) of the case 3.
  • a rectifying flap plate 38 is attached to the fan casing 39 on the rear side of the cross flow fan 14, that is, on the side of the heat exchanger 11, and the air from the cross flow fan 14 is used for heat exchange. Prevents one-sided hits. Further, on both sides of the fan casing 39, an air passage member 41 extending to both sides and a lower side of the plurality of plates 12 of the rear heat exchanger 11 is formed in an extended manner. I have. Note that the air path member 41 may be formed of an extension member separate from the fan casing 39.
  • the upper edge of the plate 12 of the heat exchanger 11 is in contact with the upper surface force bar 4 of the case 3, and the lower edge is the lower surface of the air path member 4 1 in contact with the bottom surface 3B of the case 3.
  • the casing of the heat exchanger 11 is constituted by these.
  • the air flow from the cross flow fan 14 is concentrated on the plates 12 ⁇ 'of the heat exchanger 11 by the air path member 41 of the fan casing 39.
  • the air sucked into the case 3 is guided only between the plates 12 and 11 of the heat exchanger 11, so that the heat exchange efficiency is reduced when the air leaks to other places.
  • the efficiency of heat exchange with the brine flow in the heat exchanger 11 described later is improved.
  • the cross flow fan 14 corresponds to the longitudinal direction (left-right direction) of the air inlet side (front side) of the heat exchanger 11 and heats the air sucked from the opening 30 (opening 33). It is supplied in a line along the longitudinal direction of the exchanger 11. This allows the cross flow fan 14 The air sucked into the case 3 from the reopening 30 can be efficiently blown to the heat exchanger ⁇ 1.
  • 14 M is a motor of the crossflow fan 14 (a DC motor whose rotation speed changes according to an applied voltage), which is attached to an outer surface of the fan casing 39.
  • ventilation holes 4 2, 4 2 are formed on the left and right sides of the rear surface 3 C of the case 3, and ventilation fans 4 3 for exhaust air are respectively attached to the ventilation holes 4 2, 4 2.
  • the circuit board 5 is mounted on the bottom surface 3 B of the case 3 between the heat exchanger 11 and the ventilation holes 42, 42. Further, the power supply circuit 9 is provided corresponding to the inside of the left vent hole 42.
  • the left and right side surfaces 3D and 3D of the case 3 at the position surrounding the circuit board 5 are formed by cutting the side surfaces 3D and 3D corresponding to the circuit board 5 inward to form a plurality of ventilation holes 4 4. ⁇ Is formed (Fig. 6).
  • the cut-and-raised vents 4 4 are directed obliquely rearward.
  • the air sucked into the case 3 from the opening 30 is blown to the heat exchanger 11, passes through the plates 1 2, and reaches the circuit board 5. .
  • the cold plate 16 passes through the periphery of the power supply circuit 9 and is sucked into the blower fans 43 and 43, and is discharged to the outside through the vents 42 and 42.
  • a series of ventilation passages from the opening 30 to the ventilation holes 42 and 42 are formed in the case 3.
  • the outlet 13 A of the brine of the heat exchanger 11 1 is located at the upper end on the left front side toward the heat exchanger 11, and the pipe 46 connected to this outlet 13 A is It is connected to the inlet of the reserve tank 26.
  • a pipe 47 connected from an outlet of the reserve tank 26 is connected to a suction port of the pump 15, and a discharge port of the pump 15 is connected to an aluminum pipe 23 of a cold plate 16 described later. Connected to the entrance.
  • the outlet of the pipe 23 is connected to the plenum inlet 13 B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 via the pipe 48 to form an annular brine circulation path of the brine cooling device 10. That is, the reserve tank 26 and the pump 15 are provided in order in the flow of brine from the outlet 13 A of the heat exchanger 11 to the cold plate 16. Then, brine is sealed in the annular brine circulation path.
  • the brine may be ordinary water, pure water or HFE (Hide mouth Fluo mouth ether).
  • the inlet 13 B of the pipe 13 of the heat exchanger 11 is located just below the outlet 13 A at the front left of the heat exchanger 11, and the inlet 13 B and the outlet 13 A (at least 13 A) is located higher than the cold plate 16.
  • the bottom surface 3B of the case 3 at a position corresponding to the lower part of the heat exchanger 11 is set higher than the other parts (FIG. 7).
  • On the left A lower part 49 lower than the lower end of the heat exchanger ⁇ 1 is formed.
  • the outlet ⁇ 3 ⁇ and the inlet 13 ⁇ of the pipe 13 of the heat exchanger 11 1 1, the pipes 46 and 48, the reserve tank 26, the pump 15 and the pipe 4 7 (these pipes are And so on, which are all located on or above this lower part 49.
  • the circuit board 5 is mounted with a spacer at a position higher than the upper surface of the lower portion 49.
  • the reserve tank 26 and the pump 15 are arranged in the front part on the lower part 49.
  • the upper surface of the lower portion 49 is inclined forward and downward as a whole (FIG. 8), and the lowest front end is provided with a detection sensor 5 ⁇ for detecting the brine when the brine is accumulated. I have.
  • the pump 15 5 since the outlet 13 3 of the heat exchanger 11 is located higher than the cold plate 16, even if connection failure with the piping 48 occurs at the outlet 13 ⁇ , the pump 15 5 will be described later. It is possible to minimize the amount of plume leaking out of the heat exchanger 11 before the operation is stopped. The brine leaked to the lower part 49 is detected by the detection sensor 51, and the pump 15 is stopped and an alarm is output as described later. Also, the lower part 49 and heat exchange A rib 50 is provided upright from the bottom surface 3B of the case 3 between the container 11 and the circuit board 5 to prevent the pline from flowing toward the circuit board 5 in the event of a leak. .
  • a plurality of (three in this embodiment, but may be a single) semiconductor integrated circuit elements 6 are attached to the circuit board 5, and each of the integrated circuit elements 6 is arranged at a predetermined interval.
  • each of the integrated circuit elements 6- is attached to the circuit board 5 via a socket 7 (FIG. 9).
  • a cold plate 16 is attached to each of the integrated circuit elements 6 and 6 in a heat-exchange manner, and a grease 2 having a high thermal conductivity is provided between the cold plate 16 and the integrated circuit element 6. 4 is applied.
  • the grease 24 brings the integrated circuit element 6 and the cold plate 16 into close contact with each other without any gap, and thereby efficiently transfers the heat of the integrated circuit element 6 to the cold plate 16.
  • an elastic sheet material having good heat conductivity as described later may be used instead of the grease 24.
  • the cold plate 16 is formed, for example, by laminating two aluminum plates (heat conductive materials) having high thermal conductivity (thermal conductivity) with force. That is, the cold plate 16 is a plate-like base member 17 located on the side of the integrated circuit element 6 as the heat conductive material, and the plate-shaped heat conductive material adhered to the base member 17 in close contact. The above-described pipe 23 is sandwiched between the base member 17 and the cover member 18 (FIG. 9).
  • a plurality of pipe grooves 21 are formed in the base member 17 from the front end to the rear end, and the pipe grooves 21 are formed in parallel at predetermined intervals.
  • the pipe grooves 21 and 21 have a semicircular shape equivalent to the outer peripheral shape of the pipe 23 and the base member. 7, and both pipe grooves 21, 21 are formed inside from both sides of the base member 17 at a predetermined interval.
  • An engagement groove (recess) 19 having a predetermined depth and a predetermined width is provided between one pipe groove 21 and one side of the base member 17 from the front end to the rear end of the base member 17. Is formed across.
  • the engagement groove 19 has a substantially U-shaped cross section, and is formed in the base member 17 substantially parallel to the pipe groove 21.
  • An engagement groove 19A is formed between the two pipe grooves 21 from the front end to the rear end of the base member 17 in parallel with the pipe groove 21. A is formed similarly to the engagement groove 19.
  • the base member 7 is formed with an engagement projection (projection) 20B having a predetermined height and a predetermined width from the front end to the rear end.
  • the engaging projection 20B is formed so as to protrude from the base member 17 and is located between one of the pipe grooves 21 and the engagement groove 19A so as to be parallel to the pipe groove 21. It is formed.
  • the base member 17 has an engagement protrusion 20C formed from the front end to the rear end thereof, and the engagement protrusion 20C has the same shape as the engagement protrusion 20B. It is located on the opposite side of the engagement groove 19 A with respect to the other pipe groove 21.
  • the engagement groove 19, the pipe groove 21, the engagement protrusion 20 B, the engagement groove 19 A, the pipe groove 21, and the engagement protrusion 20 C are sequentially formed from one side of the base member 17. These are formed at predetermined intervals, and all of them are formed on one surface side of the base member 17.
  • a plurality of (two) pipe grooves 21 are also formed in the lid member 18, and these pipe grooves 21 are formed in the same shape as the pipe grooves 21 formed in the base member 17.
  • the two pipe grooves 21 formed in the lid member 18 are formed at positions facing the two pipe grooves 21 formed in the base member 17 when the lid member 18 is superimposed on the base member 17. Sa
  • the pipes 23, 23 are sandwiched between the pipe grooves 21 formed in the base member 17 and the lid member 18, respectively.
  • a heat conductive and elastic sheet material 53 made of a thin graphite sheet having a thickness of 50 or the like is interposed between the pipe 23 and the lid member 18, and a base member is provided. 17 between the pipe 23 and the lid 18.
  • the sheet material may be on the base member 17 side of the pipe 23. Further, it may be provided between the integrated circuit element 6 and the cold plate 16 as described above, or may be attached to the upper surface of the cold plate 16. Further, as a material of the sheet material 53, a copper foil or the like can be considered.
  • the sheet material 53 has a high thermal conductivity in the plane direction, which allows the heat transfer between the pipe 23 and the base member 17 and the lid member 18 to be performed well in a wide range, The conduction efficiency can be improved. By such an operation, heat transfer from the integrated circuit element 6 to the pipeline flowing in the pipe 23 of the cold plate 16 is performed extremely smoothly. Note that grease similar to that described above may be applied to a surface on which the sheet material 53 is not provided (for example, the upper surface of the base member 17 in FIG. 10).
  • the cover member 18 is formed with engagement protrusions 20 and 2OA similar to the engagement protrusions 2OB and 20C from the front end to the rear end.
  • the engagement projections 20 and 20 A are formed at positions facing the engagement grooves 19 and 19 A formed in the base member 17, and both engagement projections 20 and 20 A are formed. 0 A is press-fitted into the engagement grooves 19 and 19 A when the cover member 18 is overlapped with the base member 17.
  • Engagement grooves 19B and 19C similar to the engagement grooves 19 and 19A are formed in the cover member 18 from the front end to the rear end.
  • the engagement grooves 19B and 19C are formed at positions facing the engagement protrusions 20B and 20C formed on the base member 17, and the cover member 18 is connected to the base member 17 When polymerizing to The engaging projections 20B and 20C are press-fitted into the mating grooves 19B and 9C, respectively.
  • the cold plate 6 is polymerized in a state where the pipes 23 and 23 and the above-mentioned sheet material 53 are sandwiched between the base member 17 and the cover member 18 (pipe grooves 21 and 21). Then, press-fit the engagement protrusions 20 and 20 A into the engagement grooves ⁇ 9 and 19 A, and press the engagement protrusions 20 B and 20 C into the engagement grooves 19 B and 19 C. Then, the base member 17 and the lid member 18 are tightly fixed to each other by force crimping. At this time, the outer circumferences of the pipes 23, 23 are tightly fixed to the base member 17 and the lid member 18 (via the sheet material 53). The two pipes 23 and 23 are located outside the front and rear ends of the base member 17 and the cover member 18.
  • three cold plates No. 6 configured as described above are prepared, and the ends of the pipes 23 of each cold plate 16 are connected by a connector 23A. At this time, the cold plates 16 are connected to the three integrated circuit elements 6 mounted on the circuit board 5 at the respective dimensions, and the ends of the cold plate 16 on one side are connected.
  • Pipe 23 is connected by a bend pipe (arc-shaped pipe) 23 B.
  • each cold plate 16 is fixed on each integrated circuit element 6 via the grease 24 having high thermal conductivity as described above (FIG. 9).
  • the cold plate 16 located on the opposite side of the bend pipe 23B is arranged.
  • the left end of the pipe 23 is connected to the outlet from the pump 15 and the pipe 48 to the heat exchanger 11 above the lower part 49 as described above.
  • FIG. 11 shows an electric circuit diagram of the plenum cooling device 10 of the server 1.
  • reference numeral 54 denotes a general-purpose microcomputer constituting a control unit and a detection unit.
  • the input port of the microcomputer 54 is attached to each of the cold plates 16...
  • the heat exchangers TH1, TH2, TH3, and the heat exchanger are used.
  • the input port of the microcomputer 54 is connected to a resistor (volume or the like) 56 for setting the maximum value T max (for example, + 80 ° C.) of the return temperature of the brine.
  • the mode switch 57 is also connected.
  • a voltage that changes based on the temperature detection of the detection sensor 51 is applied to the D (analog-Z digital conversion) input port, and the power is turned on (the power is supplied to the RESET input port of the microcomputer 54). Reset signal is input. Further, the micro-computer 54 exchanges data with the controller 52. The signal output from the output port of the microcomputer 54 is supplied to the switching power supply circuits SW1 and SW2 via a buffer, and the output voltage of the switching power supply circuits SW1 and SW2 is +6 V in this embodiment. It is controlled within the range of +12 V. Also, a transistor 59 for controlling the energization of the relay 58 (relay coil) is connected via a buffer. ON / OFF is controlled by the microcomputer 54. An LED display 61 is also connected to the output of the microcomputer 54.
  • the switching power supply circuits SW 1 and SW 2 are supplied with DC +12 V output from the power supply circuit 9, and the output of the switching power supply circuit SW 1 has a resistor 62 and a normally open contact of a relay 58. It is supplied to the motor 15M of the pump 15 via 58A. The output of the switching power supply circuit SW 2 is supplied to the motor 14 M of the cross flow fan 14 via the resistor 63 and the normally open contact 58 B of the relay 58.
  • a series circuit of the resistor 64 and the light emitting diode of the photopower PH1 is connected to the output side of the switching power supply circuit SW1 in parallel with the resistor 62.
  • the output of the photo transistor is connected to the input port of the microcomputer 54.
  • a series circuit of the resistor 66 and the light emitting diode of the photopower PH2 is connected in parallel with the resistor 63 on the output side of the switching power supply circuit SW2.
  • the output of the photo transistor is connected to the input port of the microcomputer 54.
  • a power ON reset signal is input to the microphone computer 54 in step S1 of FIG.
  • the microcomputer 54 uses a relay 58, and an edge trigger using DC + 5V which is a power supply for the photopower brackets PH1 and PH2.
  • the microcomputer 54 determines the maximum value T max of the brine return temperature set by the resistor 56 in step S2, and (Memory). In the embodiment, it is assumed that + 80 ° C is set as Tmax.
  • the microcomputer 54 starts counting of a timer (for example, a 5-minute timer) having its function in step S3. Then, in step S4, it is determined whether the count of the timer has elapsed for 5 minutes, and if not, the process proceeds to step S5 to output DC + 12 V to the switching power supply circuits SW1 and SW2. Output voltage signals, and turn on transistor 59 to energize relay 58. When the relay 58 is energized, the contacts 58 A 58 B are closed.
  • the DC 15 V is supplied to the motor 15 M of the pump 15 and the motor 14 M of the cross-opening fan 14, and both are operated at the maximum capacity.
  • the cross flow fan 14 is operated, as described above, air is sucked in from the opening 30 of the case 3 and is blown in a line along the longitudinal direction of the heat exchanger 11.
  • the air after cooling the plates 12 'and the piping 13 of the heat exchanger 11 and the piping 13 was cooled through the cold plate 16' of the circuit board 5 and the periphery of the power supply circuit 9. After that, the air is exhausted to the outside through the ventilation holes 42, 42 by the ventilation fans 43, 43.
  • the plume coming out of the outlet 13 A of the pipe 13 of the heat exchanger 11 reaches the reserve tank 26 through the pipe 46, and passes through the reservoir 26 to the suction port of the pump 15 again.
  • the circulation sucked from is repeated.
  • the cooled plates 16 ⁇ ′ are cooled by the air cooled in the heat exchanger 11, and the respective integrated circuit elements 6 ⁇ ⁇ are cooled by the cold plates 16 ⁇ ′.
  • step S6 determines in step S6 whether the phototransistors of the photobras PH1 and PH2 are at 0 N.
  • the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are ON, the microphone computer 54 determines that an output is generated from each switching power supply circuit SW1 and SW2, and proceeds to the step.
  • step S4 if the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are OFF, it is possible that the pump 15 and the cross flow fan 14 are abnormal. Then, the process proceeds to step S7 to output an alarm by displaying an abnormality on the LED display 61.
  • the microcomputer 54 After turning on the power, the microcomputer 54 continues to operate the cross-flow fan 14 and the pump 15 with the maximum capacity until the timer counts up, thereby responding to the heat generated when the server 1 starts up. At the same time, the cooling capacity of the brine cooling device 10 is stabilized.
  • the exit computer 54 proceeds from step S4 to step S8, and determines whether the return temperature of the brine detected by the thermistor TH4 is equal to or higher than the maximum value Tmax.
  • step S 12 If the temperature of the brine returned after heat exchange with each cold plate 1 6 ⁇ 'has risen to a temperature equal to or higher than T max, the microcomputer proceeds to step S 12 and proceeds as described above.
  • the operation of the cross flow fan 14 and the pump 15 at the maximum capacity is continued, an error is displayed on the LED display 61 in step S13, and the process returns to step S8. As a result, a warning may be issued because the cold plate 16 may not be cooling the integrated circuit element 6 effectively.
  • step S8 the process proceeds to step S9, where the temperature of each cold plate 16 ′ detected by each of the thermistors TH1, TH2, and TH3 is reduced. Take in the respective temperatures. Then, the highest temperature is selected from the thermistors T H1 to H 3 and set as T O.
  • step S10 it is determined whether or not TO is equal to or greater than Tmax-5 (that is, + 75 ° C). If so, the process proceeds to step S14, where the cross flow fan 14 and the crossflow fan 14 are connected as described above. Run pump 15 at full capacity. Then, the process returns to step S8.
  • step S 10 If T 0 is lower than T ma X — 5 in step S 10, the process proceeds to step S 11 to determine whether T 0 is equal to or larger than T ma X _ 40 (that is, + 40 ° C.). Judge. If TO is greater than or equal to T max — 40 and less than T max — less than 5 (ie, greater than or equal to + 40 ° C. and less than + 75 ° C.), the microphone-computer computer 54 will perform step S 2 in FIG. Go to 0.
  • step S 20 the microphone mouth combination is calculated in advance by PID (proportional differential integration) or fuzzy calculation based on the current T 0 and ⁇ ⁇ obtained from the deviation (change) between the previous TO and this TO.
  • Day Obtain the increase / decrease value AV of the output voltage of the switching power supply circuits SW 1 and SW 2 from the evening table.
  • the routine cycle in this case is, for example, 0.5 seconds.
  • the temperature of cold plate 16 becomes + Increase the capacity of the pump 15 and the cross flow fan 14 as the temperature of the brine rises, and decrease the capacity as the temperature falls so that the set value is 50 ° C to +70 ° C.
  • a direction calculation is performed.
  • the set value may be controlled by the controller 52 according to the operation rate of the server 1, or may be configured to be arbitrarily set manually.
  • the microcomputer 54 sets the voltage signal V new to be output to each switching power supply circuit SW 1 and SW 2 in step S 21 to the current voltage signal + ⁇ V, and in step S 22, the voltage signal V new Correct the voltage signal so that new does not exceed the lower limit of DC +8 V and the upper limit of +12 V, and energize relay 58.
  • the pump 15 and the cross flow fan 14 are operated with the adjusted capacity.
  • the microcomputer 54 determines in step S24 whether the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are ON as described above, and outputs from the switching power supply circuits SW1 and SW2. If no light emission has occurred and the light emitting diodes of the photobras PH1 and PH2 do not emit light and each phototransistor is set to 0 FF, the LED display is performed as described above in step S25. Outputs an alarm by displaying an error on unit 61. If the switching power supply circuits SW1 and SW2 are normal, the process returns to step S8.
  • step S 11 the microcomputer 54 proceeds to step S in FIG. Proceed to 15 to determine whether the mode switch 57 is set to 0 N or not. Now, assuming that the mode switch 57 is ON, the microcomputer 54 proceeds from step S15 to step S17, and outputs a DC +8 V voltage signal to the switching power supply circuit SW1. A voltage signal of 0 V is output to the switching power supply circuit SW 2 to energize the relay 58.
  • step S18 it is also determined whether or not the output of the switching power supply circuit SW1 is generated by the phototransistor of the photobra PH1 in the same manner. Then, display an error on the LED display 61. Then, in any case, the process returns to step S8.
  • step S15 when the mode switch 57 is OFF, the microcomputer 54 proceeds from step S15 to step S16, and outputs a 0 V voltage signal to the switching power supply circuits SW1 and SW2.
  • the relay 58 is de-energized, and the process returns to step S8.
  • the microcomputer 54 stops the cooling of the integrated circuit element 6 by the pipeline cooling device 10. .
  • FIGS. 15 and 16 show another embodiment of control by the microcomputer 54.
  • the controller 52 installed in the server rack 2 communicates with each server 1
  • the operation rates of the integrated circuit elements 6 ⁇ ⁇ provided for each are calculated. Although the temperature rise of the integrated circuit element 6 can be grasped from this operation rate, each operation rate is transmitted to the microcomputer 54.
  • the flowchart in this case performs control using this operation rate.
  • step S32 the microcomputer 54 determines the maximum value Tmax of the return temperature of the pipeline set by the resistor 56 and stores it in the storage unit (memory). Also in this case, it is assumed that + 80 ° C. is set as T max.
  • step S33 the microcomputer 54 starts counting of a timer (the 5-minute timer described above) having its function. Then, in step S34, it is determined whether or not the timer count has elapsed for 5 minutes. If not, the process proceeds to step S35, and DC + 1 2 V is applied to switching power supply circuits SW1 and SW2. Output voltage signals, and turn on transistor 59 to energize relay 58. When the relay 58 is energized, the contacts 58 A and 58 B are closed.
  • step S36 determines in step S36 whether or not the photovoltaic transistors PH1 and PH2 are ON, and outputs from the switching power supply circuits SW1 and SW2. If the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are ON, it is determined that an output is generated from each switching power supply circuit SW1 and SW2, and the process proceeds to step S34. Back, the phototransistors of the photobras PH1 and PH2 If it is OFF, the process proceeds from step S36 to step S37, and an alarm is output by displaying an error on the ED display 61.
  • the microcomputer 54 After turning on the power, the microcomputer 54 continues the operation of the cross flow fan 14 and the pump 15 at the maximum capacity until the timer counts up, so that the cooling capacity of the pipeline cooling device 10 is stabilized. Let it. When the timer counts up 5 minutes after the power is turned on, the microcomputer 54 proceeds from step S34 to step S38, and the return temperature of the line detected by the thermistor TH4 becomes the highest. It is determined whether the value is equal to or greater than the value Tmax.
  • step S42 If the temperature of the brine returned by heat exchange with each cold plate 1 66 ⁇ rises to a temperature equal to or higher than Tmax, the microcomputer 54 proceeds to step S42 and proceeds to step S42 in the same manner as described above.
  • the operation of the maximum capacity of the mouth fan 14 and the pump 15 is continued, an abnormality is displayed on the LED display 61 in step S43, and the process returns to step S38. With this, an alarm is given that the integrated circuit element 6 ⁇ has an abnormally high temperature.
  • step S38 determines whether or not F0 is, for example, 80% or more, and if it is, the process proceeds to step S44, and the cross flow fan 14 and the pump 15 are operated at the maximum capacity as described above. drive. Then, the process returns to step S38.
  • step S40 If F0 is lower than 80% in step S40, the process proceeds to step S41, and it is determined whether F0 is, for example, 40% or more. And If F0 is not less than 40% and less than 80%, the microcomputer 5 proceeds to step S50 in FIG.
  • step S50 the microcomputer determines the switching power supply circuit SW from the data table previously calculated by PID (proportional differential integration) or fuzzy calculation based on the deviation (change) between the previous F0 and the current F0. 1.
  • An increase / decrease value ⁇ V of the output voltage of SW2 is obtained.
  • the routine cycle in this case is, for example, 0.5 seconds.
  • the temperature outside case 3 is + 35 ° C
  • the temperature of the cold shake 16 is + The calculation is performed in such a manner that the capacity of the pump 15 and the cross flow fan 14 is increased in accordance with the rise in the temperature of the pipeline, and the capacity is decreased in accordance with the decrease in the temperature, so as to be 70 ° C. or less.
  • the microcomputer 54 sets the voltage signal V new to be output to each switching power supply circuit SW 1 and SW 2 in step S 51 to the current voltage signal + the above ⁇ V, and in step S 52, the voltage signal V new Correct the voltage signal so that new does not exceed the lower limit of DC +8 V and the upper limit of +12 V, and energize relay 58.
  • the pump 15 and the cross flow fan 14 are operated with the adjusted capacity. With such control, the cooling capacity can be rapidly increased even for rapid heat generation of the integrated circuit element 6, and damage to the element can be avoided.
  • the microcomputer 54 determines in step S54 whether the phototransistors of the photocouplers PH1 and PH2 are ON as described above, and outputs from the switching power supply circuits SW1 and SW2. If it has not been generated, the light emitting diodes of the PH1 and PH2 light emitting diodes do not emit light, and if each phototransistor is turned off, the LED display is turned on as described above in step S55. 6 An alarm is displayed by displaying an error on Is output. If the switching power supply circuits SW ⁇ and SW2 are normal, the process returns to step S38. . On the other hand, if F0 is 40% lower in step S41, the microcomputer 54 proceeds to step S15 in FIG. 14 and executes the same control thereafter. Note that the control in FIG. 14 is the same as that described above, and a description thereof will be omitted. As described above, the brine cooling device 10 can be controlled also by the operation rates of the integrated circuit elements 6.
  • the microcomputer 54 responds to this by displaying an abnormality on the LED display 61 and outputting an alarm.
  • a 0 V voltage signal is output to the switching power supply circuit SW 1 to stop the pump 15. This will minimize the amount of ply leakage.
  • a voltage signal of the maximum +12 V is output to the switching power supply circuit SW2 and is blown into the case 3 with the maximum capacity to secure the cooling in the case 3.
  • the detection sensor 51 detects the leakage of the brine, the operation of all the electric components including the integrated circuit element 6 may be stopped.
  • connection parts such as the inlet and outlet ports 13 and 13 B of the pipes 13 of the heat exchanger 11 and the respective pipes 46, 47, 48, 23, the reserve reservoir 26, and the pump 15
  • the leaked brine accumulates in the front part of the lower part 49 of the bottom surface 3B of the case 3 and is detected by the detection sensor 51 when the leaked brine is detected by the detection sensor 51. Therefore, the user can quickly perform maintenance for the leakage failure of the pipeline.
  • pump 15 is shut down, stopping forced leakage of brine.
  • the outlet 13A of the heat exchanger 11 is located higher than the cold plate 16, so if leakage occurs at the outlet 13A, the pump 15 is stopped to exchange heat. Unit 1 1
  • the line will stay inside. Therefore, the amount of brine leaked from the heat exchanger 11 is minimized.
  • FIGS. 17 and 18 show the structure of another embodiment of the server 1 relating to the arrangement of the crossflow fan # 4.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 4 and 5 have the same or similar functions.
  • an opening 67 is formed in the rear surface 3C of the case 3, and a fan casing 39 of the cross opening opening fan 14 is arranged inside the opening 67.
  • the cross flow fan 14 is provided near the opening 67.
  • the fan casing 3 9 is for forming an air passage from the cross flow fan 14 to the front heat exchanger 11 1, and the opening 3 3 of the fan casing 3 9 is the opening 6 7 of the case 3.
  • the filter 33 faces the outside while pointing upward, and a similar filter 34 for removing dust is attached to the opening 33.
  • a curved opening angle adjusting plate 36 is attached to the lower edge of the opening 33 of the fan casing 39.
  • the opening angle adjusting plate 36 is detachably engageable with ribs 37 A 1 ⁇ protruding from the locking plate 37 provided at the lower portion of the opening 33 at predetermined intervals in the front and rear directions.
  • the opening 3 The amount projecting from the lower edge of 3 can be changed in three stages.
  • the upward angle of the opening 33 can be changed in three stages, for example, 15 °, 30 °, and 45 ° from the horizontal.
  • the server rack 2 of this type As described above, in the office where the server rack 2 of this type is installed, air for air conditioning is blown out from the floor.
  • the server 1 As described above, the server 1 is mounted on the server rack 2 in multiple stages, but the upward angle of the opening 3 in the upper server 1 is made shallow (closer to the horizontal), and the opening 3 in the lower server 1 is reduced. 3 Increase the upward angle (turn upward). As a result, the air in the case 3 can be easily discharged to the outside, and the cooling efficiency of the integrated circuit element 6 can be further improved.
  • the air conditioning method of the place where the server rack 2 is installed is not limited to the blowing method from the floor surface, but may be performed by a floor-mounted air conditioner or a ceiling-mounted air conditioner, or through a duct. Also includes those that are air-conditioned.
  • FIG. 19 shows an example in which heat radiating fins 68 are attached to the cold plate 16.
  • the same symbols as those in FIGS. 9 and 10 are the same.
  • the cold plate 16 is detachably fixed to the socket 7 by an elastic metal plate spring 69 serving as an elastic material with the integrated circuit element 6 sandwiched between the cold plate 16 and the socket 7. I have.
  • a plurality of aluminum radiating fins 68 are provided on the upper surface of the lid member 18 of the cold plate 16, that is, the surface opposite to the lower surface with which the integrated circuit element 6 contacts. Installed. At this time, a notch 68 A into which the leaf spring 69 can be inserted is formed in the radiation fin 68. Further, an air blower 71 for the cold plate 16 is mounted on the upper surface of the heat radiating fins 68 ′ ′ ′. This blower The device 71 is composed of a centrifugal blow-type turbo fan with a small thickness, sucks air from the lower radiating fins 6 8, and discharges it from the side discharge port 72.
  • the cold plate 16 is cooled strongly by the heat dissipation from the heat radiating fins 68 and the forced ventilation by the blower 71, and the integrated circuit element 6 is cooled. Cooling can be quickly and accurately achieved. Further, since the blower 71 is a centrifugal fan, it is possible to reduce the size by minimizing the increase in height.
  • FIG. 20 shows another example of the mounting structure of the cold plate 16 and the integrated circuit element 6.
  • the cold plate 16 is the bottom surface 3B of the case 3 and the circuit board 5 is on top.
  • mounting bases 17A and 17B are provided at the lower left and right ends of the base member 17 of the cold plate 16 and these mounting bases 17A and 17B are provided.
  • the cold plate 16 is fixed to the bottom surface 3 B of the case 3 by screwing a screw 76 into the provided screw hole.
  • a heat conductive sheet similar to that described above may be interposed between the cold plate 16 and the bottom surface 3B.
  • the integrated circuit element 6 is disposed in contact with the upper surface of the lid member 18 of the cold plate 16 attached to the bottom surface 3B of the case 3 via a heat conductor (not shown) such as grease. Further, a socket 7 electrically connected to the integrated circuit element 6 and a circuit board 5 electrically connected to the socket 7 are provided on the integrated circuit element 6, and the circuit board 5 and the socket 7.
  • the integrated circuit element 6 consists of a pair of elastic metal plate panels 73A and 73B as elastic materials, By mounting over the case 16, it is fixed integrally to the bottom surface 3 B of the case 3.
  • Each of the leaf springs 7 3 A and 7 3 B has a pair of arms and a mountain-shaped connecting portion connecting the base ends of the arms as shown in the figure. ing.
  • each of the pair of leaf springs 73A and 73B is fixed to both side walls of the base member 17 of the cold plate 16 with screws 74, and The other ends of the springs 73A and 73B are detachably engaged with engaging grooves 7A and 7B having inclined engaging surfaces formed on both side walls of the socket 7, respectively.
  • the integrated circuit element 6 is attached to the bottom surface 3B of the case 3 via the cold plate 16 with the contraction force of the plate panels 73A and 73B.
  • the integrated circuit element 6 can be easily attached to the case 3 while being sandwiched between the cold plate 16 and the socket 7, and in this case, the cold plate 1 Since the degree of adhesion of Case 6 to Case 3 is large, heat transfer is also high. Therefore, since the heat radiation effect is high, the cooling of the integrated circuit element 6, which is a heat-generating electronic component, can be effectively performed in combination with the cooling action of the pipeline.
  • FIG. 21 shows still another example of the mounting structure of the cold plate 16 and the integrated circuit element 6.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 9 and 10 denote the same parts.
  • the circuit board 5 is fixed to the bottom surface 3B of the case 3 in a raised state, and the socket 7 electrically connected to the circuit board 5 is mounted on the upper surface of the circuit board 5. Have been killed.
  • the integrated circuit element 6 is electrically connected to the upper side of the socket 7.
  • the cold plate 16 is disposed on the upper surface of the integrated circuit element 6 via the grease 24.
  • the lid member of the cold plate 16 A screw hole 77 is formed in the center of the upper surface of the.
  • Reference numeral 78 denotes an elastic metal leaf spring as an elastic material, which has a substantially M-shaped side surface.
  • a flat portion 78 A is formed at the center of the leaf spring 78, and the flat portion 78 A is covered with a screw 81 screwed into a screw hole 77, and a lid member of the recall bracket 16. 18 It is fixed to the upper surface of 8.
  • the leaf springs 78 are detachably engaged with both end portions 78 B, 78 B of the socket 7 in engagement groove portions 7 A, 7 B formed on both side walls of the socket 7, respectively.
  • the cold plate 16 is pressed down integrally with the integrated circuit element 6 with the shrinking force of 7 8, the integrated circuit element 6 is sandwiched between the cold plate 16 and the socket 7, and attached to the circuit board 5. It is.
  • FIG. 22 shows still another example of the mounting structure of the cold plate 16 and the integrated circuit element 6. Also in this case, the circuit board 5 is raised and fixed to the bottom surface 3 B of the case 3, and the socket 7 electrically connected to the circuit board 5 is provided on the upper surface of the circuit board 5. The integrated circuit element 6 is electrically mounted and connected to the upper side of the socket 7.
  • the cold plate 16 is disposed on the upper surface of the integrated circuit element 6 via the grease 24.
  • the elastic metal plate panel 81 also has a substantially M-shaped side surface, and the center of the panel 81 is in contact with the center of the upper surface of the lid member 17 of the cold plate 16. Then, both sides of the leaf spring 81 are inserted between the two pipes 23 and 23 to be engaged therebetween, and both ends 81 A and 81 A are connected to the socket 7.
  • the cold plate 16 is integrated with the integrated circuit element 6 by the contraction force of the panel panel 81 by detachably engaging with the engaging grooves 7 A and 7 B formed on both side walls.
  • the integrated circuit element 6 is held between the cold plate 16 and the socket 7 and attached to the circuit board 5. in this case, Since the panel panel 81 is engaged between the pipes 23, 23, there is no displacement even if it is not fixed with screws.
  • the integrated circuit element 6 can be easily attached to the circuit board 5 while being sandwiched between the cold plate 16 and the socket 7.
  • screws for fixing the panel are also unnecessary.
  • FIGS. 23 and 24 show the structure of another example of the cold plate 16. Also in this figure, the same reference numerals as those in FIGS. 9 and 10 are the same. In this case, one or more (two in this embodiment) projections 82 are formed in the base member 17 of the cold plate 16 and the pipe groove 21 of the lid member 18 against the flow of the brine. It is formed on the upstream side.
  • the pipe 23 is crushed by the protrusions 82 when the base member 17 and the cover member 18 are caulked, and the narrow portion 83 equal to the number of the protrusions 82 flows in the pipeline. It will be formed at a position on the upstream side of
  • a projection 82 is formed in advance on the base member 17 of the cold plate 16 and the groove 21 of the lid member 18 so that the two members 17 and 18 can be connected by force-staking. Since the narrow portion 83 is formed by being crushed by the pipe 23 and the protruding portion 82, the manufacturing process of the cold plate 16 is the same as the conventional process. Therefore, an increase in production cost can be suppressed.
  • the microphone 15 and the cross-flow fan 1 are operated by the computer 54 based on the return temperature of the brine and the temperature of each cold plate 16 and the operating rate of each integrated circuit element 6.
  • the operation of the pump 4 was controlled, but not limited to it.
  • the pump 15 was always operated, and the capacity of only the cross flow fan 14 was controlled. A method of controlling the capacity of a vehicle may be used.
  • heat can be transferred from the integrated circuit element.
  • At least a blower fan or the like is provided so that when the temperature around the outer periphery of the case is + 35 ° C or more, the temperature of the cold plate becomes + 70 ° C or less. Since a control unit that controls one of the pumps is provided, the cooling capacity can be quickly increased even for rapid heat generation of the integrated circuit element, and damage to the integrated circuit element can be avoided before it occurs. It becomes.
  • a plurality of integrated circuit elements are mounted on a circuit board and a cold plate is provided for each of the integrated circuit elements.
  • Each element can be cooled effectively. In this case, it is possible to minimize the temperature difference between each cold plate on the upstream side and the downstream side of the brine flow. Can be uniformly cooled. In particular, since the flow path in the cold plate is straight, the piping configuration is simplified, the flow resistance of the brine is reduced, and the cooling of the integrated circuit element can be performed efficiently.
  • a heat conductive material is provided between the integrated circuit element and the cold plate, and the integrated circuit element is held by using an elastic material, and the cold plate and the integrated circuit element are held.
  • the mounting between the integrated circuit element and the cold plate can be carried out extremely easily because it is sandwiched between the socket and the socket.
  • the blower fan is a cross flow fan, which is provided near the opening of the case and sucks the air from the opening. Since the air is supplied in a line along the length of the heat exchanger, the air sucked into the case from the opening by the cross flow fan can be efficiently blown over the entire length of the heat exchanger. As a result, the heat exchange efficiency of the heat exchanger can be improved.
  • the efficiency of heat exchange between the brine flow and the ventilation air in the heat exchanger can be improved, and the cooling efficiency of the integrated circuit element by the brine can be improved, and the integrated circuit element can be quickly and efficiently cooled.
  • the fan casing is configured to draw outside air (or cooled air) from under the opening of the case in which the opening is directed downward and air is sucked from below.
  • air or cooled air
  • the air can be easily taken into the case, and the cooling of the integrated circuit element can be achieved. The efficiency can be further improved.
  • the blower fan is a cross-flow fan, which is provided near the opening of the case and discharges the air heated by the heat exchanger from the opening. Air heated to a heat exchanger can be efficiently discharged.
  • the heat exchange in the heat exchanger and the cooling efficiency of the integrated circuit element can be improved, and the integrated circuit element can be cooled quickly and efficiently.
  • the fan casing is configured to discharge air upward with the opening facing upward, the high-temperature air heated in the case is efficiently diffused to the outside. Can be become able to.
  • the air in the case can be easily discharged to the outside, and the cooling efficiency of the integrated circuit element is further improved. Will be able to do it.
  • the angle of the opening of the fan casing is configured to be variable, so that, for example, even when such electronic devices are stacked and installed in a plurality of stages vertically, By changing and adjusting the opening angle of the fan casing of the step, air can be smoothly circulated in the case of each electronic device.
  • the cold plate is formed by fitting and bonding the irregularities formed on the two heat conductive members so as to sandwich the pipe through which the brine flows, so that the cold plate is This simplifies the plate structure and assembly workability, and improves productivity.
  • a sheet material having thermal conductivity and elasticity is sandwiched between the heat conductive material and the pipe, so that the heat conductive material and the pipe are interposed.
  • the heat transfer efficiency can be improved by the sheet material.
  • the heat exchange efficiency between the brine flowing through the pipe and the heat conducting material having the integrated circuit element is improved, and the cooling efficiency of the layer and the integrated circuit element can be improved.
  • a narrow portion is provided at a position on the upstream side of the flow of the brine inside the pipe sandwiched by the heat conductive material, so that the brine circulating in the pipe is narrow. Turbulence is generated when passing through the pipe, and as a result, the brine is agitated, and the temperature layer of the line between the periphery and the center of the pipe is eliminated, thereby improving the cooling efficiency when cooling the integrated circuit element Will be able to do it.
  • the heat exchanger is composed of a plurality of plates having heat conductivity, and a pipe which penetrates these plates so as to be able to transfer heat and through which the brine flows.
  • a part of the heat exchanger is covered with a fan casing or an extension of the fan casing, and the fan casing has a shape in which air is collected on a plate of the heat exchanger.
  • the air sucked into the case by the cross flow fan can be guided only to the heat exchanger by the fan casing which forms a part of the casing covering the heat exchanger or its extension member.
  • a plurality of ventilation holes are provided at a position facing the circuit board on a surface of the case surrounding the circuit board.
  • air taken into the case from the opening by the blower fan is provided. After the air has been heated by exchanging heat with the heat exchanger, fresh air can be taken into the case through the vent, and the temperature inside the case is increased by the air exchanged with the heat exchanger. Inconvenience that rises significantly can be avoided beforehand.
  • the vent in addition to the above, since the vent is formed by cutting and raising a part of the case, the vent can be easily formed, thereby improving the productivity. It becomes possible.
  • a conduit forming a brine circulation path circulating between the cold plate and the heat exchanger is disposed on one side of the case, and the bottom surface of this one side is disposed. Since it was lower than the heat exchanger, in the pipeline that forms the pipeline circulation path, even if leakage occurred due to poor connection, cracks, damage, etc. It will accumulate in low places. As a result, it is possible to avoid a disadvantage that the leaked pipeline causes an adverse effect such as a short circuit of the integrated circuit element arranged in the case.
  • the reserve tank and the pump are disposed on one side of the case, even if a failure occurs in the reserve tank and the pump, the reserve tank and the pump are still connected to the pump.
  • the leaked plenum collects in a lower part on one side of the bottom surface, so that it is possible to avoid invading the entire case and adversely affecting integrated circuit elements and the like.
  • the bottom surface of one side of the case is inclined low toward a predetermined direction, so that the brine leaked to one side in the case is moved in a predetermined direction.
  • a detection unit is provided at the lowest portion of the bottom surface of the case or at the vicinity thereof, and a warning unit outputs an alarm in response to the output of the brine detection sensor.
  • a warning unit outputs an alarm in response to the output of the brine detection sensor.
  • a plurality of radiating fins are provided on the side opposite to the integrated circuit element of the cold plate, so that heat generated by the integrated circuit element of the cold plate is cooled by brine.
  • cooling can be performed by the radiation fins, so that rapid and accurate cooling of the integrated circuit element can be realized.
  • a cooling plate blower is attached to the radiation fin, so that the radiation fin can be forcibly cooled by the cold plate blower. More rapid and accurate cooling of integrated circuit elements can be realized.
  • the cold plate blower since the cold plate blower has a centrifugal blower type fan, the cold plate is forcibly cooled by a fan having a relatively small height. The size of the device can be reduced.
  • the heat exchanger is composed of a plurality of plates having heat conductivity, and a pipe which penetrates these plates so that heat can be transferred and through which the brine flows.
  • the outlet from the heat exchanger of the brine from this pipe to the cold plate is provided at a position higher than the cold plate, poor connection and cracks ⁇ occurred at the outlet from the heat exchanger.

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Description

技術分野
明
本発明は、 単一のケース内に発熱対策を必要とする C P Uや L S
田
I などの集積回路素子が実装された回路基板を収納する電子装置に 関するものである。
背景技術
近年、 多数の半導体等を備えた素子や内部配線を特殊な方法で一 つの固体として結合した超小型電子回路を備えた C P Uや L S I な どの半導体集積回路素子が多用されるようになってきている。 この 超小型電子回路を備えた集積回路素子は作動する過程で大量の熱を 発生する。 この集積回路素子の温度が上昇すると、 それ自体の動作 が不安定となる不具合が発生してしまい、 更に温度が上昇すると半 導体が破壊してしまう。 そのため、 放熱板を集積回路素子に取り付 けて放熱板と空気とを熱交換させ、 集積回路素子の熱を空気中に放 出して集積回路素子を冷却し、 C P Uや L S I などの集積回路素子 が高温による動作不安定や熱破壊に至ることを防止していた。
一方、 通信回線を用いたデータ通信ネッ トワークや、 建物内や敷 地内などの限定された範囲内で私設の回線を用いた高速データ転送 を行うコンピュータネッ トワーク （ L A N ) においては、 上記の如 き集積回路素子を用いた電子装置が多数設けられたサーバが使用さ れている。 即ち、 このようなサーバでは多数の集積回路素子の動作 によつて著しい温度上昇が生じるため、 従来ではサーバを設置した 部屋全体を冷却装置で冷却し、 その冷気を電子装置内に取リ込み、 集積回路素子を冷却する方法が取られていた。
しかしながら、 従来は電子装置の背面に設けられたプロペラファ ン （送風機） によって冷気を取り込み、 この電子装置内に生じる冷 気の流れが集積回路素子に当たるようにしているが、 集積回路素子 には冷気の一部しか当たらず、 冷却効率が良いものではなかった。 従って、 送風機によってケース内に取り込まれた冷気の一部は、 集積回路素子を冷却することなく電子装置外に排出されてしまつて いた。
本発明は係る従来技術の課題を解決するために成されたものであ り、 コールドプレー卜に交熱的に設けられた集積回路素子を効率的 に冷却することができる電子装置を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子 が実装された回路基板を収納する電子装置において、 集積回路素子 から熱移動が可能にこの集積回路素子に取リ付けられるコールドプ レー 卜と、 このコールドプレー 卜で加熱されたプラインが循環し、 このプラインを冷却する熱交換器と、 ケースの一面の開口に設けら れた送風ファンから熱交換器へつながる風路を構成するフアンケー シングと、 熱交換器からコールドプレー 卜へ向くブラインの流れ中 に順に設けられ、 ブラインを貯溜するリザーブタンク及びプライン を循環させるポンプと、 コールドプレー 卜中に構成され、 少なくと も一対の往復を成す直線形状のプラインの流路とを備えることを特 徴とする。 また、 本発明は上記において、 ケースの外周付近の温度が + 3 5 °C以上の際に、 コールドプレー卜の温度が + 7 0 °C以下になるよう に少なく とも送風ファン又はポンプの何れか一方を制御する制御部 を備えることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 集積回路素子は回路基板上に複数 実装されていると共に、 それぞれの集積回路素子毎にコールドブレ ートを設けることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 集積回路素子とコールドプレー ト との間に熱伝導材を設けると共に、 弾性材を用いて集積回路素子を、 コールドプレー 卜と当該集積回路素子を保持するソケッ 卜との間に 挟持することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 送風ファンはクロスフローファン であり、 ケースの開口の近傍に設けられ、 開口から吸い込んだ空気 を熱交換器の長手方向に沿ってライン状に供給することを特徴とす る。
また、 本発明は上記において、 ファンケーシングは開口を下方に 向けて下方から空気を吸い込むように構成したことを特徴とする。 また、 本発明は上記において、 送風ファンはクロスフローファン であり、 ケースの開口の近傍に設けられ、 熱交換器で加熱された空 気を開口から吐出することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 ファンケーシングは開口を上方に 向けて上方に空気を吐出するように構成したことを特徴とする。 また、 本発明は上記において、 ファンケーシングの開口の向く角 度を可変可能に構成することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 コールドプレー卜は二枚の熱伝導 材に形成された凹凸が嵌まりあって張り合わせて成り、 プラインが 流れる配管を挟持することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 熱伝導材と配管との間に熱伝導性 を有し、 弾性を備えるシー 卜材を挟持することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 熱伝導材で挟持される配管の内側 のブラインの流れに対して上流側の位置に狭隘部を設けることを特 徴とする。
また、 本発明は上記において、 熱交換器を熱伝導性を有する複数 のプレー トと、 これらプレー卜を熱伝達可能に貫通し、 内部をブラ ィンが流れる配管とから構成すると共に、 この熱交換器を覆うケ一 シングの一部をファンケーシング又はこのフ 7ンケーシングの延長 部材で構成し、 且つ、 ファンケーシングは熱交換器のプレー卜に送 風が集まる形状を有することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 ケースの回路基板を囲む面の当該 回路基板と相対向する位置に、 複数の通気口を備えることを特徴と する。
また、 本発明は上記において、 通気口は、 ケースの一部を切り起 こして形成されていることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 コールドプレー卜と熱交換器との 間を循環するプラインの循環路を形成する管路をケース内の一側に 配置し、 この一側の底面を熱交換器より低く成すことを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 ケースの一側にはリザーブタンク 及びポンプが配置されていることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 ケースの一側の底面は、 予め定め た方向に向かって低く傾斜していることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 ケースの底面の最も低い箇所、 若 しくは、 その近傍にブライン検知センサを設けると共に、 このブラ イン検知センサの出力に応答して警報を出力する検出部を備えるこ とを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 コールドプレー 卜の集積回路素子 と相反する側に複数の放熱フィンを設けることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 放熱フィ ンにコールドプレー卜用 送風装置を取り付けることを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 コールドプレー卜用送風装置は、 遠心送風型のファンを有することを特徴とする。
また、 本発明は上記において、 熱交換器を熱伝導性を有する複数 のプレー 卜と、 これらプレー 卜を熱伝達可能に貫通し、 内部をブラ ィンが流れる配管とから構成すると共に、 この配管からコールドプ レー 卜へ向かうブラインの熱交換器からの出口を、 コールドプレー 卜より高い位置に設けることを特徴とする。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明を適用した電子装置の実施例としてのサーバが 積載されたサーバラックの正面図であり、 第 2図は、 本発明の電子 装置の実施例としてのサーバの斜視図であり、 第 3図は、 第 2図の サーバのケースの上面カバーを取り外した状態の斜視図であり、 第 4図は、 第 3図のサーバの平面断面図であり、 第 5図は、 第 2図の サーバ前部の縦断側面図であり、 第 6図は、 第 2図のサーバのケー ス側面の通気口部分の拡大図であり、 第 7図は、 第 3図のサーバの 縦断背面図であり、 第 8図は、 第 3図のサーバの縦断側面図であり、 第 9図は、 第 3図のサーバの回路基板に取り付けられた集積回路素 子とコールドプレー 卜の側面図であり、 第 1 0図は、 第 9図のコ一 ルドプレー 卜の分解斜視図であり、 第 1 1 図は、 第 3図のサーバの ブライン冷却装置の電気回路図であリ、 第 1 2図は、 第 1 1 図に示 したマイクロコンピュータの制御動作を説明するフローチャートで あり、 第 1 3図は、 第 1 1 図に示したマイクロコンピュータの制御 動作を説明するもう一つのフローチャー トであり、 第 1 4図は、 第 1 1 図に示したマイクロコンピュータの制御動作を説明するもう一 つのフローチャートであり、 第 1 5図は、 第 1 1 図に示したマイク 口コンピュータの他の実施例の制御動作を説明するフローチャート であり、 第 1 6図は、 第 1 5図に示したマイクロコンピュータの他 の実施例の制御動作を説明するもう一つのフローチャートであり、 第 1 7図は、 本発明の電子装置の他の実施例のサーバの平面断面図 であり、 第 1 8図は、 第 1 7囡のサーバ後部の縦断側面図であり、 第 1 9図は、 本発明の電子装置の他の実施例のサーバのコールドプ レ一 卜と集積回路素子の斜視図であり、 第 2 0図は、 本発明の電子 装置における集積回路素子のコールドブレー 卜の他の取付構造を示 す図であり、 第 2 1 図は、 本発明の電子装置における集積回路素子 のコールドプレートのもう一つの他の取付構造を示す図であり、 第
2 2図は、 本発明の電子装置における集積回路素子のコールドブレ 一卜の更にもう一つの他の取付構造を示す図であり、 第 2 3図は、 本発明の電子装置におけるコールドブレー 卜の他の実施例を示す正 面図であり、 第 2 4図は第 2 3図の A— A線断面図である。 発明を実施するための最良の形態
次に、 図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
各図において、 実施例のサーバ （ 1 Uサーバ） 1 は、 ネッ トヮー クに接続されたコンピュー夕へ各種のサービスを提供する中心とな るものであり、 底面に移動用のキャスター 2 Aを有するサーバラッ ク 2のフレーム 2 Bに取り付けられると共に、 上下複数段に渡って 複数台が架設されている。 そして、 各サーバ 1 に L S I や C P Uな どの半導体集積回路素子 6が複数 （又は単数であってもよい） 実装 された回路基板 5が収納されている。 また、 サーバラック 2の下部 には各サーバ 1 へのタスクの分担や稼動状況などを管理するための コントローラ 5 2が設けられている。
サーバ 1 は例えば高さ 4 5 m m、 幅 4 5 0 m m、 奥行き 5 3 0 m mの薄型矩形状を呈したケース 3内に前記回路基板 5やフロッピー ディスク ドライブ 3 1 、 C D— R O M ドライブ 3 2、 電源回路 （ P OW E R ) 9、 コネクタ （ I /O) 8などの電子部品の他、 プレー トフインタイプの熱交換器 1 1 、 送風ファンとしてのクロスフ口一 ファン 1 4、 ブライン循環用のポンプ 1 5、 プラインを貯留するた めのリザーブタンク 2 6、 集積回路素子 6から熱移動可能に取り付 けられて当該集積回路素子 6を冷却するためのコールドプレー卜 1 6などから構成されたブライン冷却装置 1 0を収納して構成されて いる。 ケース 3は前面 3 A、 底面 3 B、 後面 3 C及び左右側面 3 D、 3 Dを備え、 上面が着脱可能な上面カバー 4にて覆われている。 この場合、 ケース 3の前面 3 Aには向かって右端に前記フロッピ 一ディスク ドライブ 3 1 及び C D— R O M ドライブ 3 2が臨んでお リ、 これらの左側には開口 3 0が形成されている。 そして、 この開 口 3 0の内方に対応して前記熱交換器 1 1 がケース 3内に配設され ている。 この熱交換器 1 1 は、 1 mmから 5 mmの間隔で並べられ たアルミ薄板などの熱良導性を有する複数枚のプレー 卜 1 2 と、 こ れらプレー 卜 1 2に熱伝達可能に貫通し、 後述する如く内部をブラ インが流れる蛇行状のアルミニウム製配管 1 3とから構成されてい る。 尚、 プレー卜 1 2の間隔が狭いときは適切な目の後述するエア フィルタ 3 4を用い、 間隔が広いときはエアフィルタ 3 4の変わり にスリッ 卜などの安全構造を用いる。
また、 この熱交換器 1 1 の開口 3 0側に当該開口 3 0に対応して 前記クロスフローファン 1 4のファンケ一シング 3 9が配置される。 これにより、 クロスフ口一ファン 1 4は開口 3 0近傍に設けられる。 ファンケーシング 3 9は開口 3 0から熱交換器 1 1 につながる風路 を構成するためのもので、 ファンケーシング 3 9の開口 3 3はケー ス 3の開口 3 0から下方に指向しながら外部に臨むと共に、 当該開 口 3 3には塵埃除去用のエアフィルタ 3 4が取り付けられる。
また、 ファンケーシング 3 9の開口 3 3の上縁には湾曲した開口 角度調整板 3 6が庇状に取り付けられている。 この開口角度調整板 3 6は、 開口 3 3内の上部に設けられた係止板 3 7に前後に所定間 隔で突設されたリブ 3 7 A · ■ に係脱自在とされており、 前後に移 動させて係合するリブ 3 7 Aの位置を変更することにより、 開口 3 3の上縁から突出する量を三段階で変更可能とされている。 これに よりファンケーシング 3 9の延長上の突出量を換えることができ、 開口 3 3の下向きの角度が例えば水平から 1 5 ° 、 3 0 ° 、 4 5 ° などの三段階で変更可能とされると共に、 この角度に合わせた方向 からの空気の吸い込みが有効に行われるようになるものである。
ここで、 この種サーバラック 2が設置されるコンピュータルーム では、 冷却用の空気が床面側から吹き出され、 天井側から吸い込ま れる循環経路が構成されている。 そして、 サーバ 1 は前述の如くサ 一バラック 2に複数段取り付けられるが、 上方のサーバ 1 では開口 3 3の下向きの角度を浅く し （より水平に近い） 、 下方のサーバ 1 では開口 3 3の下向きの角度を深くすることにより （より下方に向 ける） 、 床面から上昇してくる冷却用の空気を各段のサーバ 1 - ■ が開口 3 3から容易且つ円滑に取り込んでケース 3内に流通させる ことができるようになる。 尚、 この冷却用の空気 （冷気） はケース 3内を流通し、 ケース 3の背面 （後面） より吐出される。
また、 ファンケーシング 3 9にはクロスフローファン 1 4の後側、 即ち熱交換器 1 1 側に位置して整流用のフラップ板 3 8が取り付け られ、 クロスフローファン 1 4による空気が熱交換器 1 1 に片寄つ て当たるのを防止している。 また、 ファンケーシング 3 9の両側に は後方の熱交換器 1 1 の複数枚のプレー卜 1 2 · ■ · の両側と下側 まで延在する風路部材 4 1 がー体に延長形成されている。 尚、 この 風路部材 4 1 はファンケーシング 3 9とは別体の延長部材にて構成 してもよい。
ここで、 熱交換器 1 1 のプレー 卜 1 2の上縁はケース 3の上面力 バー 4に当接しており、 下縁はケース 3の底面 3 Bに当接した風路 部材 4 1 の下面に当接している。 そして、 最も外側のプレー卜 1 2 の左右には風路部材 4 1 の左右面が位置するので、 これらにより熱 交換器 1 1 のケ一シングが構成される。 また、 係るファンケーシン グ 3 9の風路部材 4 1 により、 クロスフローファン 1 4からの送風 が熱交換器 1 1 のプレー 卜 1 2 · · ' に集中することになる。 これ によって、 ケース 3内に吸い込まれた空気は熱交換器 1 1 のプレー 卜 1 2 · ■ 間のみに案内されるようになるので、 それ以外の箇所に 漏洩した場合に生じる熱交換効率の低下を回避し、 後述する熱交換 器 1 1 におけるブライン流との熱交換効率が向上するようになる。
この場合、 クロスフローファン 1 4は熱交換器 1 1 の空気流入側 (前側） の長手方向 （左右方向） に沿って対応しており、 開口 3 0 (開口 3 3 ) から吸い込んだ空気を熱交換器 1 1 の長手方向に沿つ てライン状に供給する。 これにより、 クロスフローファン 1 4によ リ開口 3 0からケース 3内に吸い込まれた空気を効率的に熱交換器 Ί 1 に吹き付けることができるようになる。 尚、 1 4 Mはクロスフ ローファン 1 4のモータ （印加電圧に応じて回転数が変化する D C モータ） であり、 ファンケーシング 3 9の外面に取り付けられてい る。
—方、 ケース 3の後面 3 Cの左右には通気口 4 2 、 4 2が形成さ れており、 各通気口 4 2、 4 2には排気用の送風フアン 4 3がそれ ぞれ取り付けられている。 そして、 前記回路基板 5は前記熱交換器 1 1 とこれら通気口 4 2、 4 2の間に位置してケース 3の底面 3 B 上に取り付けられている。 更に、 前記電源回路 9は左側の通気口 4 2の内側に対応して設けられている。 また、 回路基板 5を囲む位置 のケース 3の左右側面 3 D、 3 Dには、 回路基板 5に対応する側面 3 D、 3 Dを内側に切リ起こすことにより、 複数の通気口 4 4 · · が形成されている （第 6図） 。 尚、 通気口 4 4の切り起こしは斜め 後方に向けて指向している。
クロスフローファン 1 4が運転されると、 開口 3 0からケース 3 内に吸い込まれた空気は熱交換器 1 1 に吹き付けられ、 プレー 卜 1 2 ■ ■ · 間を通過して回路基板 5に至る。 その後、 コールドプレー 卜 1 6 · · 、 電源回路 9の周辺を通過して送風フアン 4 3 、 4 3に 吸い込まれ、 通気口 4 2、 4 2から外部に排出される。 これによつ て、 ケース 3内には開口 3 0から通気口 4 2 、 4 2に至る一連の通 風路が搆成される。
また、 係る通風によって側面 3 D、 3 Dに形成された通気口 4 4 からも新鮮な空気 （熱交換器〗 1 を経ていない空気） が吸い込まれ、 回路基板 5上のコールドプレー 卜 1 6 · · 周辺を通過して同様に通 気口 4 2 、 4 2から排出されることになる。 これによつて、 熱交換 器 1 1 と熱交換した空気でケース 3内の温度が異常上昇することを 回避できると共に、 コールドプレー 卜 1 6 · · の空冷効果も向上す る。 また、 通気口 4 4は切り起こしにより形成されているので、 ケ ース 3の生産性も向上する。
熱交換器 1 1 の配管 1 3のブラインの出口 1 3 Aは熱交換器 1 1 に向かって左側前部の上端に配置されており、 この出口 1 3 Aに接 続された配管 4 6が前記リザーブタンク 2 6の入口に接続されてい る。 このリザ一ブタンク 2 6の出口から接続された配管 4 7は前記 ポンプ 1 5の吸込口に接続され、 このポンプ 1 5の吐出口が後述す るコールドプレー 卜 1 6のアルミニウム製配管 2 3の入口に接続さ れる。 そして、 配管 2 3の出口は配管 4 8を介して熱交換器 1 1 の 配管 1 3のプライン入口 1 3 Bに接続されてブライン冷却装置 1 0 の環状のブライン循環路を構成している。 即ち、 リザーブタンク 2 6とポンプ 1 5は熱交換器 1 1 の出口 1 3 Aからコールドプレー卜 1 6へ向かうブラインの流れ中に順に設けられている。 そして、 こ の環状のブライン循環路内にブラインが封入される。
尚、 プラインとしては、 集積回路素子 6の発熱で沸騰することの 無い液状の熱媒体が用いられ、 実施例では不凍液が充填されている。 また、 ブラインとしては通常の水、 純水や H F E (ハイ ド口フルォ 口エーテル） などでもよい。
この場合、 熱交換器 1 1 の配管 1 3の入口 1 3 Bは熱交換器 1 1 の左側前部における出口 1 3 Aの真下にあり、 これら入口 1 3 Bと 出口 1 3 A (少なくとも出口 1 3 A ) は前記コールドプレー卜 1 6 よりも高い位置に配置されている。 また、 熱交換器 1 1 の下方に対 応する位置のケース 3の底面 3 Bは、 他の部分よりも高く設定され ており （第 7図） 、 これにより、 熱交換器 1 1 の向かって左側には 熱交換器 Ί 1 の下端よりも低い低位部 4 9が構成されている。 そし て、 前記熱交換器 1 1 の配管 1 3の出口 〗 3 Α及び入口 1 3 Β、 配 管 4 6及び 4 8 とリザーブタンク 2 6、 ポンプ 1 5及び配管 4 7 (これら配管がブラインが循環する管路となる） などは全てこの低 位部 4 9上若しくはその上方に対応して配置されている。
前記回路基板 5は、 この低位部 4 9の上面よりも高い位置にスぺ ーサでかさ上げられて取り付けられる。 また、 リザーブタンク 2 6 とポンプ 1 5は低位部 4 9上の前部に配置されている。 更に、 低位 部 4 9の上面は全体として前方に低く傾斜しており （第 8図） 、 最 も低い前端部にはブラインが溜まった際にこのプラインを検知する 検知センサ 5 〗 が取り付けられている。
このような構成により、 熱交換器 1 1 の配管 1 3の出入口 1 3 Α、 1 3 Βや各配管 4 6 、 4 7 、 4 8、 2 3、 リザーブタンク 2 6、 ポ ンプ 1 5などの接続部分やそれらに亀裂 ·損傷が生じてブラインが 漏洩した場合にも、 漏出したプラインはケース 3の底面 3 Βの低位 部 4 9の傾斜に沿って流下し、 低位部 4 9内の前部に収集されるよ うになる。 これにより、 回路基板 5やそこに取り付けられた集積回 路素子 6、 ポンプ 1 5や熱交換器 1 1 などがブラインに浸潰されて 故障を起こす不都合をできるだけ遅延させ、 且つ、 回避することが できるようになる。 特に、 熱交換器 1 1 の出口 1 3 Αはコールドプ レー 卜 1 6より高い位置にあるので、 出口 1 3 Α部分で配管 4 8と の接続不良が発生しても、 後述する如くポンプ 1 5が停止されるま でに熱交換器 1 1 内から漏れ出るプラインの量を最小限に抑えるこ とが可能となる。 尚、 低位部 4 9に漏れ出たブラインは前述の検知 センサ 5 1 によリ検知され、 後述する如くポンプ 1 5の停止及び警 報出力などが実行されることになる。 また、 低位部 4 9及び熱交換 器 1 1 と回路基板 5との間には、 ケース 3の底面 3 Bからリブ 5 0 が立設されてプラインが漏れた際にプラインが回路基板 5の側へ流 れるのを防止している。
回路基板 5には前述の如く複数 （本実施例では 3個であるが単数 であってもよい） の半導体集積回路素子 6が取り付けられており、 各集積回路素子 6 · · は所定の間隔で直線的に配置されると共に、 各集積回路素子 6 - ， はそれぞれソケッ ト 7を介して回路基板 5に 取り付けられている （第 9図） 。 そして、 これらの各集積回路素子 6 · ■ にコールドプレー卜 1 6がそれぞれ交熱的に取り付けられる と共に、 コールドプレート 1 6と集積回路素子 6との間には、 熱伝 導率の高いグリス 2 4が塗布されている。 該グリス 2 4は、 集積回 路素子 6 とコールドプレー 卜 1 6とを隙間なく密着し、 それによつ て集積回路素子 6の熱を効率よくコールドプレー 卜 1 6に伝達する。 尚、 前記グリス 2 4の代わりに後述する如き熱伝導性の良い弾性の あるシー 卜材を用いてもよい。
コールドプレー 卜 1 6は、 例えば、 熱伝導率の高い （熱良導性） アルミニウム板 （熱伝導材） 二枚を力シメて張り合わせることによ り構成されている。 即ち、 コールドプレー 卜 1 6は集積回路素子 6 側に位置する板状の前記熱伝導材としてのベース部材 1 7 と、 ベー ス部材 1 7 に密着して張り合わせられる板状の前記熱伝導材として の蓋部材 1 8とから構成され、 このベース部材 1 7と蓋部材 1 8間 には前述した配管 2 3が挟持される （第 9図） 。
ベース部材 1 7 には前端から後端に渡ってパイプ溝 2 1 が複数 (本実施例では 1 対） 形成されると共に、 パイプ溝 2 1 は所定の間 隔を存して平行に形成されている （第 1 0図） 。 該パイプ溝 2 1 、 2 1 は配管 2 3の外周形状と同等の半円弧形状としてベース部材 Ί 7に凹陥形成されると共に、 両パイプ溝 2 1、 2 1 はそれぞれベー ス部材 1 7の両側から所定の間隔を存して内側に形成されている。 また、 一方のパイプ溝 2 1 とベース部材 1 7の一側との間には所 定の深さ、 所定の幅の係合溝 （凹部） 1 9がベース部材 1 7の前端 から後端に渡って形成されている。 この係合溝 1 9は断面略コ字状 に形成されると共に、 パイプ溝 2 1 と略平行にベース部材 1 7 に凹 陥形成されている。 また、 両パイプ溝 2 1 間にもべ一ス部材 1 7の 前端から後端に渡ってパイプ溝 2 1 と平行に係合溝 1 9 Aが形成さ れており、 この係合溝 1 9 Aは前記係合溝 1 9と同様に形成されて いる。
また、 ベース部材〗 7にはその前端から後端に渡って所定の高さ、 所定の幅の係合突部 （凸部） 2 0 Bが形成されている。 この係合突 部 2 0 Bはべ一ス部材 1 7より突出形成されると共に、 一方のパイ プ溝 2 1 と係合溝 1 9 Aとの間に位置してパイプ溝 2 1 と平行に形 成されている。 更に、 ベース部材 1 7にはその前端から後端に渡つ て係合突部 2 0 Cが形成され、 この係合突部 2 0 Cは係合突部 2 0 Bと同様の形状に形成され、 他方のパイプ溝 2 1 に対して係合溝 1 9 Aと反対側に位置されている。 即ち、 ベース部材 1 7の一側から 順に係合溝 1 9、 パイプ溝 2 1 、 係合突部 2 0 B、 係合溝 1 9 A、 パイプ溝 2 1 、 係合突部 2 0 Cが所定の間隔で形成されると共に、 これらは全てベース部材 1 7の一面側に形成されている。
一方、 前記蓋部材 1 8にもパイプ溝 2 1 が複数 （ 2つ） 形成され ており、 これらのパイプ溝 2 1 はベース部材 1 7に形成されたパイ プ溝 2 1 と同様の形状に形成されている。 蓋部材 1 8に形成された 両パイプ溝 2 1 は蓋部材 1 8をベース部材 1 7に重合させた際にべ 一ス部材 1 7 に形成された両パイプ溝 2 1 に対向する位置に形成さ れ、 ベース部材 1 7 と蓋部材 1 8とに形成されたパイプ溝 2 1 間に それぞれパイプ 2 3、 2 3が挟持されることになる。
ここで、 配管 2 3 と蓋部材 1 8の間には厚さ 5 0 などの薄いグ ラファイ トシ一 卜などから成る熱伝導性と弾性を備えたシー 卜材 5 3が介設され、 ベース部材 1 7、 配管 2 3及び蓋部材 1 8間に挟持 される。 尚、 シ一 卜材は配管 2 3のベース部材 1 7側でもよい。 ま た、 前述の如く集積回路素子 6とコールドプレー卜 1 6間に設けて もよく、 コールドプレー 卜 1 6の上面に張り付けても良い。 また、 シー ト材 5 3の材料としては銅箔なども考えられる。
このシート材 5 3は、 面方向への熱伝導性が高く、 これにより、 配管 2 3 とベース部材 1 7及び蓋部材 1 8との間の熱移動を広い範 囲で良好に行わせ、 熱伝導効率を向上させることができるようにな る。 係る作用により、 集積回路素子 6からコールドプレー 卜 1 6の 配管 2 3内を流れるプラインへの熱移動が極めて円滑に行われるよ うになる。 尚、 係るシー卜材 5 3を設けない面 （例えば第 1 0図の ベース部材 1 7の上面） に前述同様のグリスを塗布してもよい。
この場合、 蓋部材 1 8にはその前端から後端に渡って係合突部 2 O B、 2 0 Cと同様の係合突部 2 0、 2 O Aが形成されている。 こ の係合突部 2 0、 2 0 Aは、 ベース部材 1 7に形成された係合溝 1 9、 1 9 Aに対向する位置に形成されると共に、 両係合突部 2 0、 2 0 Aは蓋部材 1 8をべ一ス部材 1 7に重合させる際に、 それぞれ 係合溝 1 9、 1 9 A内に圧入嵌合される。 また、 蓋部材 1 8にはそ の前端から後端に渡って係合溝 1 9、 1 9 Aと同様の係合溝 1 9 B、 1 9 Cが形成されている。 この係合溝 1 9 B、 1 9 Cはベース部材 1 7に形成された係合突部 2 0 B、 2 0 Cに対向する位置に形成さ れると共に、 蓋部材 1 8をベース部材 1 7に重合させる際に、 両係 合溝 1 9 B、 Ί 9 C内にそれぞれ係合突部 2 0 B、 2 0 Cが圧入嵌 合される。
即ち、 コールドプレー卜 〗 6はベース部材 1 7と蓋部材 1 8 (パ イブ溝 2 1 、 2 1 ) 間に配管 2 3 、 2 3と前述のシー卜材 5 3を挟 持した状態で重合し、 係合溝 Ί 9 、 1 9 Aに係合突部 2 0 、 2 0 A を、 係合溝 1 9 B、 1 9 Cに係合突部 2 0 B、 2 0 Cを圧入嵌合し て力シメることにより、 ベース部材 1 7と蓋部材 1 8を密着固定す る。 このとき、 配管 2 3 、 2 3の外周はべ一ス部材 1 7及び蓋部材 1 8 (シート材 5 3を介する） に密着固定される。 また、 両配管 2 3 、 2 3はベース部材 1 7及び蓋部材 1 8の前後端より外方にする。 このように構成したコールドプレー 卜 Ί 6を実施例では 3つ準備 し、 各コールドプレート 1 6 ■ ■ の配管 2 3の端部をそれぞれコネ クタ 2 3 Aにて連結する。 このとき、 各コールドプレー卜 1 6 · · は回路基板 5に取り付けられた 3個の集積回路素子 6上にそれぞれ 位置する寸法にて連結されると共に、 一側のコールドプレー 卜 1 6 の端部の配管 2 3はベンドパイプ （円弧状のパイプ） 2 3 Bで接続 する。
このように各コールドプレート 1 6 ■ · を接続することにより、 各コールドプレー卜 〗 6 ■ · 間に渡る一対の往復を成した直線形状 のブライン流路が構成されることになる。 尚、 配管 2 3を更に多く 設けることで、 各コールドプレー 卜 1 6 · · 間に複数対の直線形状 のブライン流路を構成してもよい。 そして、 各コールドプレー ト 1 6 · · は、 各集積回路素子 6 · · 上に前述の如き熱伝導率の高いグ リス 2 4を介して当接固定される （第 9図） 。
このように連結された 3つのコールドプレー 卜 1 6 · ' のうち、 ベンドパイプ 2 3 Bの反対側に位置するコールドプレー卜 1 6の配 管 2 3の向かって左端部は、 前述の如くポンプ 1 5からの吐出口と 熱交換器 1 1 への配管 4 8に低位部 4 9上方で接続される。
次に、 第 1 1 図はサーバ 1 のプライン冷却装置 1 0の電気回路図 を示している。 この図において 5 4は、 制御部及び検出部を構成す る汎用のマイクロコンピュータであリ、 このマイクロコンピュータ 5 4の入力ポー 卜には前記各コールドプレー 卜 1 6 · · に交熱的に 取り付けられてこれらコールドプレー 卜 1 6 ■ · の温度をそれぞれ 検出する （又は集積回路素子 6の近傍でその温度を検出する） ため のサ一ミス夕 T H 1 、 T H 2 、 T H 3 と、 熱交換器 1 1 の配管 1 3 の入口 1 3 B若しくはそれに接続される配管 4 8に交熱的に取り付 けられてブラインの熱交換器 1 1 への戻り温度を検出するサ一ミス 夕 T H 4が接続されている。
また、 マイクロコンピュータ 5 4の入力ポー トにはブラインの戻 リ温度の最高値 T m a x (例えば + 8 0 °Cなど） を設定するための 抵抗 （ボリュームなど） 5 6が接続されており、 更にモードスイツ チ 5 7も接続されている。 また、 マイクロコンピュータ 5 4の
D (アナログ Zデジタル変換） 入力ポー卜には前記検知センサ 5 1 の温度検知に基づいて変化する電圧が印加されると共に、 マイクロ コンピュータ 5 4の R E S E T入力ポー トにはパワー O N (電源供 給に連動した） リセッ ト信号が入力される。 更に、 マイクロコンビ ユー夕 5 4は前記コントローラ 5 2 との間でデータの授受を行う。 マイクロコンピュータ 5 4の出力ポー 卜から出力される信号はバ ッファを介してスィツチング電源回路 S W 1 と S W 2に供給されて スィツチング電源回路 S W 1 、 S W 2の出力電圧が本実施例では + 6 V ~ + 1 2 Vの範囲で制御される。 また、 リ レー 5 8 (リレーコ ィル） の通電を制御する トランジスタ 5 9もバッファを介して接続 され、 マイクロコンピュータ 5 4によって O N/O F Fが制御され る。 また、 マイクロコンピュータ 5 4の出力には L E D表示器 6 1 も接続されている。
各スィツチング電源回路 S W 1 、 S W 2には電源回路 9が出力す る D C + 1 2 Vが供給されておリ、 スィッチング電源回路 S W 1 の 出力は抵抗 6 2とリ レー 5 8の常開接点 5 8 Aを介して前記ポンプ 1 5のモータ 1 5 Mに供給される。 また、 スイッチング電源回路 S W 2の出力は抵抗 6 3 とリ レー 5 8の常開接点 5 8 Bを介して前記 クロスフローファン 1 4のモータ 1 4 Mに供給される。
更に、 スイッチング電源回路 S W 1 の出力側には抵抗 6 2と並列 に抵抗 6 4及びフォ 卜力ブラ P H 1 の発光ダイ才ードの直列回路が 接続されており、 このフォ 卜力ブラ P H 1 のフォ 卜 トランジスタの 出力はマイクロコンピュータ 5 4の入力ポー トに接続されている。 また、 スィツチング電源回路 S W 2の出力側にも抵抗 6 3 と並列に 抵抗 6 6及びフォ ト力ブラ P H 2の発光ダイ才ー ドの直列回路が接 続されており、 このフォ 卜カプラ P H 2のフォ 卜 トランジスタの出 力はマイクロコンピュータ 5 4の入力ポー 卜に接続されている。 以上の構成で、 次に第 1 2図乃至第〗 4図に示すフローチャート を参照しながらマイクロコンピュータ 5 4の制御によるサーバ 1 の プライン冷却装置 1 0の動作を説明する。 電源が投入されると、 マ イク口コンピュータ 5 4には第 1 2図のステップ S 1 でパワー O N リセッ ト信号が入力される。 このリセッ ト信号としてはマイクロコ ンピュー夕 5 4はリ レー 5 8、 フォ ト力ブラ P H 1 、 P H 2の電源 となる D C + 5 Vによるエッジ卜リガ一が利用される。
次に、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 2で抵抗 5 6にて 設定されたブラインの戻リ温度の最高値 T m a Xを判断して記憶部 (メモリ） に格納する。 実施例では T m a Xとして + 8 0 °Cが設定 されいちるものとする。 次に、 マイクロコンピュータ 5 4はステツ プ S 3で自らの機能として有するタイマー （例えば 5分タイマー） のカウン卜を開始する。 そして、 ステップ S 4でタイマーのカウン 卜が 5分経過したか否か判断し、 経過していなければステップ S 5 に進んでスィツチング電源回路 S W 1 と S W 2に D C + 1 2 Vを出 力する旨の電圧信号をそれぞれ出力し、 トランジスタ 5 9を O Nし てリ レー 5 8に通電する。 このリ レー 5 8の通電によって各接点 5 8 A 5 8 Bは閉じる。
これにより、 ポンプ 1 5のモー夕 1 5 Mとクロスフ口一ファン 1 4のモータ 1 4 Mにはそれぞれ D C + 1 2 Vが給電され、 何れも最 高能力で運転される。 クロスフローファン 1 4が運転されると、 前 述の如くケース 3の開口 3 0から空気が吸い込まれて熱交換器 1 1 の長手方向に沿ってライン状に吹き付けられる。 これによつて、 熱 交換器 1 1 のプレー 卜 1 2 · ' や配管 1 3を空冷した後の空気は、 回路基板 5のコールドプレー 卜 1 6 · ' や電源回路 9周辺を経て空 冷した後、 送風フアン 4 3、 4 3により通気口 4 2、 4 2から外部 に排出される。
また、 前述の如く側面 3 D、 3 Dの通気口 4 4 ■ ■ · からも新鮮 な空気が吸引され、 回路基板 5のコールドブレ一卜 1 6 ■ · や電源 回路 9周辺を経て空冷した後、 同様に通気口 4 2、 4 2から外部に 排出される。
一方、 ポンプ 1 5が運転されることにより、 吐出口からはプライ ンが吐出され、 配管 2 3を経る過程で各コールドブレ一卜 1 6 · ■ · と次々に熱交換した後、 配管 4 8から熱交換器 1 1 の配管 1 3の 入口 1 3 Bに至る。 入口 1 3 Bに入ったブラインは熱交換器 Ί 1 内 部の配管 1 3を蛇行状に通過する過程で配管 1 3 自体やプレー卜 1 2 ■ ' と熱交換し、 クロスフローファン 1 4からの通風によって冷 却される。
そして、 熱交換器 1 1 の配管 1 3の出口 1 3 Aから出たプライン は、 配管 4 6を経てリザーブタンク 2 6に至り、 このリザ一ブタン ク 2 6を経て再びポンプ 1 5の吸込口から吸引される循環を繰り返 す。 このようにして熱交換器 1 1 にて空冷されるブラインによリコ 一ルドプレー卜 1 6 · ' を冷却し、 各コールドプレー 卜 1 6 · ' に よって各集積回路素子 6 · · を冷却する。
尚、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 6でフォ ト力ブラ P H 1 と P H 2のフォ 卜 トランジスタが 0 Nしているか否か判断して いる。 ここで、 スイッチング電源回路 S W 1 や S W 2から出力が発 生していない場合には、 フォ ト力ブラ P H 1 や P H 2の発光ダイ才 ー ドは発光せず、 各フォ ト トランジスタは O F Fしている。 マイク 口コンピュータ 5 4はこれらフォ トカプラ P H 1 、 P H 2のフォ ト 卜ランジス夕が O Nしている場合には各スィツチング電源回路 S W 1 、 S W 2から出力が発生しているものと判断してステップ S 4に 戻るが、 フォ トカプラ P H 1 、 P H 2のフォ ト 卜ランジス夕が O F Fしている場合には、 ポンプ 1 5、 クロスフローファン 1 4が呈し ている異常が考えられるので、 ステップ S 6からステップ S 7に進 んで L E D表示器 6 1 に異常表示を行うことで警報を出力する。
マイクロコンピュータ 5 4は電源投入後、 前記タイマーがカウン 卜アップするまで係る最高能力によるクロスフローファン 1 4とポ ンプ 1 5の運転を継続することで、 サーバ 1 の起動時の発熱に対応 し、 同時にプライン冷却装置 1 0の冷却能力を安定させる。 そして、 電源投入から 5分が経過してタイマーが力ゥン卜アップすると、 マ イク口コンピュータ 5 4はステツプ S 4からステップ S 8に進み、 サーミス夕 T H 4が検出するブラインの戻り温度が最高値 T m a X 以上か否か判断する。
各コールドプレー卜 1 6 ■ ' と熱交換して戻ってきたブラインの 温度が T m a X以上の温度に上昇している場合、 マイクロコンピュ —夕 5 4はステップ S 1 2に進んで前述同様にクロスフローファン 1 4とポンプ 1 5の最高能力の運転を継続し、 ステップ S 1 3で L E D表示器 6 1 に異常表示を行ってステップ S 8に戻る。 これによ つて、 コールドプレー 卜 1 6が集積回路素子 6を有効に冷却してい ない状況が考えられるので警報する。
一方、 ステツプ S 8でブラインの戻り温度が T m a Xより低い場 合には、 ステップ S 9に進んで各サーミス夕 T H 1 、 T H 2、 T H 3の検出する各コールドプレー卜 1 6 · ' の温度をそれぞれ取り込 む。 そして、 サーミスタ T H 1 〜丁 H 3の中から最も高い温度を選 択して T O とする。 次に、 ステップ S 1 0で T Oが T m a x — 5 (即ち + 7 5 °C) 以上か否か判断し、 以上の場合にはステップ S 1 4に進んで前述同様にクロスフローファン 1 4とポンプ 1 5を最高 能力で運転する。 そして、 ステップ S 8に戻る。
ステップ S 1 0で T 0が T m a X — 5より低い場合には、 ステツ プ S 1 1 に進んで今度は T 0が T m a X _ 4 0 (即ち + 4 0 °C) 以 上か否か判断する。 そして、 T Oが T m a x — 4 0以上、 T m a x — 5未満 （即ち、 + 4 0 °C以上 + 7 5 °C未満） である場合、 マイク 口コンピュータ 5 4は第 1 3図のステップ S 2 0に進む。
ステップ S 2 0でマイク口コンビユー夕は今回の T 0及び前回の T Oと今回の T Oとの偏差 （変化分） で求まる Δ Τに基づいて、 予 め P I D (比例微分積分） 又はファジー演算により計算されたデー 夕テーブルからスィツチング電源回路 S W 1 、 S W 2の出力電圧の 増減値 A Vを得る。 この場合のルーチンサイクルは例えば 0. 5秒 であり、 ステップ S 2 0における演算では、 ケース 3の外周付近の 温度が + 3 5 °C以上であるときに、 コールドプレー 卜 1 6の温度が + 5 0 °C〜 + 7 0 °Cの設定値となるように、 ブラインの温度上昇に 応じてポンプ 1 5やクロスフローファン 1 4の能力を上昇させ、 温 度低下に応じて能力を減少させる方向の計算が成される。 尚、 この 設定値はサーバ 1 の稼動率に応じてコン卜ローラ 5 2が制御しても よく、 また、 手動にて任意に設定できる構造としてもよい。
そして、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 2 1 で各スイツ チング電源回路 S W 1 、 S W 2に出力する電圧信号 V n e wを現在 の電圧信号 +上記△ Vとすると共に、 ステップ S 2 2で電圧信号 V n e wが下限の D C + 8 Vと上限の + 1 2 Vの範囲を超えないよう に電圧信号を補正し、 リ レー 5 8を通電する。 これにより、 ポンプ 1 5とクロスフローファン 1 4は調整された能力で運転されること になる。
尚、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 2 4で前述同様にフ ォ 卜カプラ P H 1 と P H 2のフォ 卜 卜ランジス夕が O Nしているか 否か判断し、 スィツチング電源回路 S W 1 や S W 2から出力が発生 しておらず、 フォ 卜力ブラ P H 1 や P H 2の発光ダイオードは発光 せず、 各フォ ト 卜ランジス夕が 0 F Fしている場合には、 ステップ S 2 5で前述同様に L E D表示器 6 1 に異常表示を行うことで警報 を出力する。 各スィツチング電源回路 S W 1 、 S W 2が正常であれ ばステップ S 8に戻る。
他方、 ステップ S 1 1 で T Oが T m a x— 4 0 (即ち + 4 0 °C) より低い場合、 マイクロコンピュータ 5 4は第 1 4図のステップ S 1 5に進み、 モー ドスィッチ 5 7が 0 Nされているか否か判断する。 今、 モー ドスィッチ 5 7が O Nされているものとすると、 マイクロ コンピュータ 5 4はステップ S 1 5からステップ S 1 7に進んでス ィツチング電源回路 S W 1 に D C + 8 Vの電圧信号を出力し、 スィ ッチング電源回路 S W 2 には 0 Vの電圧信号を出力してリ レー 5 8 を通電する。
これにより、 ポンプ 1 5は最低能力で運転され、 ブライン冷却装 置 1 0のブライン循環路内に最低限のブライン循環を確保しつつ、 クロスフローファン 1 4は停止して通風は中断する。 これによつて、 ブラインの戻り温度が + 4 0 °Cより低い場合、 モー ドスィッチ 5 7 が 0 Nされていれば、 マイクロコンピュータ 5 4はプライン冷却装 置 1 0による集積回路素子 6の最低限の冷却を維持する。 尚、 ステ ップ S 1 8では同様にフォ 卜力ブラ P H 1 のフォ 卜 卜ランジス夕に よリスィツチング電源回路 S W 1 の出力が発生しているか否か判断 し、 発生していない場合には同様に L E D表示器 6 1 にて異常表示 を行う。 そして、 何れの場合にもステップ S 8に戻る。
一方、 モードスィッチ 5 7が O F Fされている場合、 マイクロコ ンピュータ 5 4はステップ S 1 5からステップ S 1 6に進んでスィ ツチング電源回路 S W 1 及び S W 2に 0 Vの電圧信号を出力し、 リ レー 5 8を非通電としてステップ S 8に戻る。 即ち、 プラインの戻 り温度が + 4 0でより低い場合、 モードスィッチ 5 7が 0 F Fされ ている場合には、 マイクロコンピュータ 5 4はプライン冷却装置 1 0による集積回路素子 6の冷却を停止する。
次に第 1 5図、 第 1 6図のフローチャートはマイクロコンピュー 夕 5 4による制御の他の実施例を示している。 サーバラック 2 に設 けられたコントローラ 5 2は各サーバ 1 ■ · とのデータ通信により、 それぞれに設けられた集積回路素子 6 · · の稼動率を計算している。 この稼動率から集積回路素子 6の温度上昇は把握できるが、 各稼動 率はマイクロコンピュータ 5 4に送信されている。 この場合のフロ —チャー トはこの稼動率を使用して制御を行うものである。
即ち、 電源が投入されると、 マイクロコンピュータ 5 4には第 1 5図のステップ S 3 1 で前述同様のパワー O N リセッ ト信号が入力 される。 次に、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 3 2で抵抗 5 6にて設定されたプラインの戻り温度の最高値 T m a Xを判断し て記憶部 （メモリ） に格納する。 この場合も、 T m a xとして + 8 0 °Cが設定されいちるものとする。 次に、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 3 3で自らの機能として有するタイマー （前述の 5 分タイマー） のカウン卜を開始する。 そして、 ステップ S 3 4でタ イマ一のカウン卜が 5分経過したか否か判断し、 経過していなけれ ばステツプ S 3 5に進んでスィッチング電源回路 S W 1 と S W 2に D C + 1 2 Vを出力する旨の電圧信号をそれぞれ出力し、 卜ランジ スタ 5 9を O N してリ レー 5 8に通電する。 このリ レー 5 8の通電 によって各接点 5 8 A、 5 8 Bは閉じる。
これにより、 ポンプ 1 5のモータ 1 5 Mとクロスフ口一ファン 1 4のモータ 1 4 Mにはそれぞれ D C + 1 2 Vが給電され、 前述同様 に何れも最高能力で運転される。 また、 マイクロコンピュータ 5 4 はステップ S 3 6でフォ ト力ブラ P H 1 と P H 2のフ才 卜 卜ランジ ス夕が O Nしているか否か判断し、 スィツチング電源回路 S W 1 や S W 2から出力が発生していてフォ 卜カプラ P H 1 、 P H 2のフォ 卜 トランジスタが O Nしている場合には各スィツチング電源回路 S W 1 、 S W 2から出力が発生しているものと判断してステップ S 3 4に戻るが、 フォ ト力ブラ P H 1 、 P H 2のフォ ト トランジスタが O F Fしている場合には、 ステップ S 3 6からステップ S 3 7に進 んでし E D表示器 6 1 に異常表示を行うことで警報を出力する。
マイクロコンピュータ 5 4は電源投入後、 前記タイマーがカウン 卜アップするまで係る最高能力によるクロスフローファン 1 4とポ ンプ 1 5の運転を継続することで、 プライン冷却装置 1 0の冷却能 力を安定させる。 そして、 電源投入から 5分が経過してタイマーが カウン卜アップすると、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 3 4からステップ S 3 8に進み、 サ一ミスタ T H 4が検出するブライ ンの戻り温度が最高値 T m a x以上か否か判断する。
各コールドプレー ト 1 6 ■ · と熱交換して戻ってきたブラインの 温度が T m a x以上の温度に上昇している場合、 マイクロコンピュ 一夕 5 4はステップ S 4 2に進んで前述同様にクロスフ口一ファン 1 4とポンプ 1 5の最高能力の運転を継続し、 ステップ S 4 3で L E D表示器 6 1 に異常表示を行ってステップ S 3 8に戻る。 これに よって、 集積回路素子 6 ■ · が異常高温度となっていることを警報 する。
一方、 ステップ S 3 8でブラインの戻り温度が T m a Xより低い 場合には、 ステップ S 3 9に進んでコン卜ローラ 5 2から送られて くる各集積回路素子 6 · · の稼動率 F 1 、 F 2、 F 3をそれぞれ取 り込む。 そして、 稼動率 F 1 〜 F 3の中から最も高い稼動率を選択 して F 0とする。 次に、 ステップ S 4 0で F 0が例えば 8 0 %以上 か否か判断し、 以上の場合にはステップ S 4 4に進んで前述同様に クロスフローファン 1 4とポンプ 1 5を最高能力で運転する。 そし て、 ステップ S 3 8に戻る。
ステップ S 4 0で F 0が 8 0 %より低い場合には、 ステップ S 4 1 に進んで今度は F 0が例えば 4 0 %以上か否か判断する。 そして、 F 0が 4 0 %以上、 8 0 %未満である場合、 マイクロコンピュータ 5 は第 1 6図のステツプ S 5 0に進む。
ステップ S 5 0でマイクロコンピュータは前回の F 0と今回の F 0 との偏差 （変化分） に基づいて、 予め P I D (比例微分積分） 又 はファジー演算により計算されたデータテーブルからスィツチング 電源回路 S W 1 、 S W 2の出力電圧の増減値△ Vを得る。 この場合 のルーチンサイクルは例えば 0. 5秒であり、 ステップ S 5 0にお ける演算では、 ケース 3外の温度が + 3 5 °Cであるときに、 コール ドブレ一 卜 1 6の温度が + 7 0 °C以下となるように、 プラインの温 度上昇に応じてポンプ 1 5やクロスフローファン 1 4の能力を上昇 させ、 温度低下に応じて能力を減少させる方向の計算が成される。 そして、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 5 1 で各スイツ チング電源回路 S W 1 、 S W 2に出力する電圧信号 V n e wを現在 の電圧信号 +上記 Δ Vとすると共に、 ステップ S 5 2で電圧信号 V n e wが下限の D C + 8 Vと上限の + 1 2 Vの範囲を超えないよう に電圧信号を補正し、 リ レー 5 8を通電する。 これにより、 ポンプ 1 5とクロスフローファン 1 4は調整された能力で運転されること になる。 係る制御により、 集積回路素子 6の急激な発熱に対しても 迅速に冷却能力を増大させ、 素子の損傷発生を未然に回避すること ができるようになる。
尚、 マイクロコンピュータ 5 4はステップ S 5 4で前述同様にフ ォ 卜カブラ P H 1 と P H 2のフ才 卜 トランジスタが O Nしているか 否か判断し、 スィツチング電源回路 S W 1 や S W 2から出力が発生 しておらず、 フ才 卜力ブラ P H 1 や P H 2の発光ダイオー ドは発光 せず、 各フォ ト トランジスタが 0 F Fしている場合には、 ステップ S 5 5で前述同様に L E D表示器 6 1 に異常表示を行うことで警報 を出力する。 各スイッチング電源回路 S W〗 、 S W 2が正常であれ ばステップ S 3 8に戻る。 。 他方、 ステップ S 4 1 で F 0が 4 0 %ょリ低い場合、 マイクロコ ンピュー夕 5 4は第 1 4図のステップ S 1 5に進み、 以後同様の制 御を実行する。 尚、 第 1 4図における制御は前述同様であるので説 明を省略する。 このように集積回路素子 6 · · の稼動率によっても ブライン冷却装置 1 0の制御が可能となる。
ここで、 マイクロコンピュータ 5 4は検知センサ 5 1 がプライン を検知すると、 それに応答して L E D表示器 6 1 に異常表示を行つ て警報を出力する。 同時にスイッチング電源回路 S W 1 に 0 Vの電 圧信号を出力してポンプ 1 5を停止させる。 これによつて、 プライ ンの漏洩量を最小限に抑える。 尚、 スイッチング電源回路 S W 2に は例えば最大の + 1 2 Vの電圧信号を出力して最大能力でケース 3 内に送風し、 ケース 3内の冷却を確保する。 これ以外に、 検知セン サ 5 1 がブラインの漏洩を検知した場合には、 集積回路素子 6を含 め全ての電気部品の動作を停止するようにしてもよい。
このように、 熱交換器 1 1 の配管 1 3の出入ロ 1 3 、 1 3 Bや 各配管 4 6 、 4 7 、 4 8、 2 3、 リザープ夕ンク 2 6、 ポンプ 1 5 などの接続部分でブラインが漏洩し、 漏出したプラインがケース 3 の底面 3 Bの低位部 4 9内の前部に溜まって検知センサ 5 1 により 検知されると、 L E D表示器 6 1 にて警報が出力されるので、 使用 者は係るプラインの漏洩故障に対して迅速にメンテナンスできるよ うになる。 また、 ポンプ 1 5も停止されるので、 ブラインの強制的 な漏出は停止する。 また、 前述の如く熱交換器 1 1 の出口 1 3 Aは コールドプレー 卜 1 6よリ高い位置にあるので、 出口 1 3 A部分で 漏出が生じた場合にはポンプ 1 5の停止により熱交換器 1 1 内のブ ラインはその内部に留まることになる。 従って、 熱交換器 1 1 から のブラインの漏出量は最小限に抑えられる。
次に、 第 1 7図及び第 1 8図はクロスフローファン〗 4の配置に 関するサーバ 1 の他の実施例の構造を示している。 尚、 各図におい て第 4図、 第 5図と同一符号は同一若しくは同様の機能を奏するも のとする。 この場合、 ケース 3の後面 3 Cに開口 6 7が形成されて おり、 この開口 6 7の内方に対応してクロスフ口一ファン 1 4のフ アンケーシング 3 9が配置されている。 これにより、 クロスフロー ファン 1 4は開口 6 7近傍に設けられる。
この場合のファンケ一シング 3 9はクロスフローファン 1 4から 前方の熱交換器 1 1 につながる風路を構成するためのもので、 ファ ンケーシング 3 9の開口 3 3はケース 3の開口 6 7から上方に指向 しながら外部に臨むと共に、 当該開口 3 3には同様の塵埃除去用の フィルタ 3 4が取り付けられている。
クロスフローファン 1 4が運転されると、 前方のケース 3内の回 路基板 5周辺の空気を吸引する。 これにより、 前面 3 Aの開口 3 0 や前述の側面 3 D、 3 Dの通気口 4 4 · · ■ から空気が吸引され、 熱交換器 1 1 などの熱交換した後、 クロスフローファン 1 4により 開口 3 3 (開口 6 7 ) から外部に吐出される。 これによつて、 前述 同様に集積回路素子 6 · ， を冷却するブライン冷却装置 1 0の熱交 換器 1 1 やコールドプレー卜 1 6 ■ · などを空冷できるようになる。
このときファンケーシング 3 9の開口 3 3の下縁に湾曲した開口 角度調整板 3 6が取り付けられている。 この場合も開口角度調整板 3 6は、 開口 3 3内の下部に設けられた係止板 3 7に前後に所定間 隔で突設されたリブ 3 7 A ■ ■ に係脱自在とされており、 前後に移 動させて係合するリブ 3 7 Aの位置を変更することにより、 開口 3 3の下縁から突出する量を三段階で変更可能とされている。 これに より、 開口 3 3の上向きの角度は例えば水平から 1 5 ° 、 3 0 ° 、 4 5 ° などの三段階で変更可能とされている。
前述の如く この種サーバラック 2が設置されるオフイスでは、 空 調用の空気が床面から吹き出される。 そして、 サーバ 1 は前述の如 くサ一バラック 2に複数段取り付けられるが、 上方のサーバ 1 では 開口 3 3の上向きの角度を浅く し （より水平に近い） 、 下方のサー バ 1 では開口 3 3の上向きの角度を深くする （より上方に向ける） 。 これにより、 容易にケース 3内の空気を外部に吐出することができ るようになり、 集積回路素子 6 ■ · の冷却効率を一層向上させるこ とができるようになる。
尚、 サーバラック 2が設置される箇所の空調方法は、 係る床面か らの吹き出し方式に限らず、 床置き式の空調機や天井取付の空調機 により行われる場合や、 ダク トを介して空調されるものも含まれる。 次に、 第 1 9図はコールドプレー 卜 1 6に放熱フィン 6 8を取り 付けた例を示している。 この図において第 9図、 第 1 0図と同一符 号は同一のものとする。 但し、 この場合コールドプレー卜 1 6はソ ケッ ト 7 との間に集積回路素子 6を挟み込んだ状態で、 弾性材とし ての弾性金属板バネ 6 9によりソケッ 卜 7に着脱可能に固定されて いる。
そして、 この場合のコールドプレート 1 6の蓋部材 1 8の上面、 即ち、 集積回路素子 6が当接する下面とは相反する側の面には複数 のアルミ二ゥ厶製放熱フィン 6 8 · ■ が取り付けられている。 この とき、 放熱フィン 6 8には板バネ 6 9が挿入できる切欠 6 8 Aが形 成されている。 更にこの放熱フィン 6 8 ' ■ ' の上面にはコールド プレー 卜 1 6用の送風装置 7 1 が取り付けられている。 この送風装 置 7 1 は厚さ寸法の小さい遠心送風型のターボファンから構成され ており、 下方の放熱フィン 6 8 · ■ ■ 側から空気を吸引し、 側面の 吐出口 7 2から吐出する。
係る構成によればプラインによる冷却に加えて、 放熱フィ ン 6 8 からの熱の放散と送風装置 7 1 による強制通風でコールドプレー 卜 1 6は強力に冷却されるようになり、 集積回路素子 6の冷却を迅速 且つ的確に達成することができるようになる。 また、 送風装置 7 1 は遠心送風型のファンであるので、 高さ寸法の拡大を最小限として 小型化を図ることが可能となる。
次に、 第 2 0図は前記コールドプレー ト 1 6と集積回路素子 6の 取付構造の他の例を示している。 この図においても第 9図、 第 1 0 図と同一符号は同一のものとする。 但しこの場合は、 コールドブレ 一卜 1 6がケース 3の底面 3 Bとなり、 回路基板 5が上にくる構造 である。 この図に示すようにコールドプレー卜 1 6のベース部材 1 7の左右下端部には取付座 1 7 A、 1 7 Bが設けられており、 これ らの取付座 1 7 A、 1 7 Bに設けられたビス孔にネジ 7 6をねじ込 むことによってコールドプレー 卜 1 6はケース 3の底面 3 Bに固定 されている。 尚、 コールドプレー 卜 1 6 と底面 3 Bとの間には熱伝 導性の前述同様のシー卜材を挟むとよい。
このようにケース 3の底面 3 Bに取リ付けたコールドプレート 1 6の蓋部材 1 8の上面にグリース等の熱伝導体 （図示せず） を介し て集積回路素子 6が当接配置され、 更に集積回路素子 6の上に当該 集積回路素子 6と電気的に接続されるソケッ 卜 7 と、 このソケッ ト 7 と電気的に接続される回路基板 5が設けられ、 これら回路基板 5 、 ソケッ ト 7、 集積回路素子 6は、 弾性材としての一対の弾性金属製 板パネ 7 3 A、 7 3 Bを、 次のようにソケッ ト 7 とコールドプレー 卜 1 6に亙って装着することでケース 3の底面 3 Bに対して一体的 に固定する。 尚、 各板バネ 7 3 A、 7 3 Bは、 図示のようにそれぞ れ一対の腕部とこの腕部の基端を接続する山型の接続部とからなる —体の部品から形成されている。
即ち、 第 2 0図に示すように、 一対の板バネ 7 3 A、 7 3 Bの各 一端をコールドプレー 卜 1 6のベース部材 1 7の両側壁にネジ 7 4 で固定し、 一対の板バネ 7 3 A、 7 3 Bの他端をソケッ ト 7の両側 壁に形成した斜面の係合面を有する係合用の溝部 7 A、 7 Bにそれ ぞれ着脱自在に係合することにより、 板パネ 7 3 A、 7 3 Bの縮み 力で集積回路素子 6をコールドプレー卜 1 6を介してケース 3の底 面 3 Bに取り付けるものである。
係る固定構造とすることにより、 集積回路素子 6はコールドブレ — 卜 1 6とソケッ 卜 7間に挟着された状態でケース 3に対して簡単 に取り付けることができ、 この場合、 コールドプレー卜 1 6のケー ス 3に対する密着度は大であるので伝熱性も高い。 よって、 放熱効 果も高いためプラインによる冷却作用と相俟って発熱性の電子部品 である集積回路素子 6の効果的な冷却が可能になる。
次に、 第 2 1 図はコールドプレー卜 1 6と集積回路素子 6の取付 構造の更に他の例を示している。 この図においても第 9図、 第 1 0 図と同一符号は同一のものとする。 この場合は最初の実施例のよう に回路基板 5がケース 3の底面 3 Bにかさ上げ状態で固定され、 回 路基板 5に電気的に接続されたソケッ 卜 7は回路基板 5の上面に設 けられている。 そして、 集積回路素子 6はこのソケッ ト 7の上側に おいてそれに電気的に装着接続されている。
コールドプレー ト 1 6はグリース 2 4を介して集積回路素子 6の 上面に配置される。 この場合、 コールドプレー卜 1 6の蓋部材 1 8 の上面中央にはネジ孔 7 7が形成されている。 そして、 7 8は弾性 材としての弾性金属製板ばねであり、 側面略 M字状を呈している。 この板バネ 7 8の中央には平坦部 7 8 Aが形成されており、 この平 坦部 7 8 Aはネジ孔 7 7に螺合するネジ 8 1 によリコールドブレ一 卜 1 6の蓋部材 1 8の上面に固定される。 そして、 この板ばね 7 8 の両端部 7 8 B、 7 8 Bをソケッ 卜 7の両側壁に形成された係合用 の溝部 7 A、 7 Bにそれぞれ着脱可能に係合することにより、 板ば ね 7 8の縮み力でコールドプレー ト 1 6を集積回路素子 6に一体的 に押さえ付け、 コールドプレー卜 1 6とソケッ ト 7とで集積回路素 子 6を挟持し、 回路基板 5に取り付けるものである。
また、 第 2 2図はコールドプレー ト 1 6と集積回路素子 6の取付 構造の更にもう一つの例を示している。 この場合も回路基板 5がケ ース 3の底面 3 Bにかさ上げ固定され、 回路基板 5に電気的に接続 されたソケッ 卜 7は回路基板 5の上面に設けられている。 そして、 集積回路素子 6はこのソケッ ト 7の上側においてそれに電気的に装 着接続されている。
コールドプレー卜 1 6はグリース 2 4を介して集積回路素子 6の 上面に配置される。 そして、 この場合の弾性金属製板パネ 8 1 も側 面略 M字状を呈しておリ、 その中央がコールドプレー 卜 1 6の蓋部 材 1 7の上面中央に当接される。 そして、 この板バネ 8 1 の両側部 を 2本の配管 2 3 、 2 3間に挿入してそれらの間に係合させると共 に、 両端部 8 1 A、 8 1 Aをソケッ ト 7の両側壁に形成された係合 用の溝部 7 A、 7 Bにそれぞれ着脱可能に係合することによリ、 板 パネ 8 1 の縮み力でコールドプレー 卜 1 6を集積回路素子 6 に一体 的に押さえ付け、 コールドプレー 卜 1 6とソケッ ト 7間に集積回路 素子 6を挟持して回路基板 5に取り付けるものである。 この場合、 板パネ 8 1 は配管 2 3 、 2 3間に係合するので、 ネジにより固定せ ずとも位置ずれすることはない。
係る固定構造によっても、 集積回路素子 6はコールドプレー 卜 1 6とソケッ ト 7間に挟着された状態で回路基板 5に対して簡単に取 リ付けることができる。 特に第 2 2図の場合には板パネを固定する ためのネジも不要となる。
次に、 第 2 3図及び第 2 4図はコールドプレート 1 6の他の例の 構造を示している。 この図においても第 9図、 第 1 0図と同一符号 は同一のものとする。 この場合、 コールドプレー 卜 1 6のベース部 材 1 7と蓋部材 1 8のパイプ溝 2 1 には単一又は複数 （実施例では 二つ） の突起部 8 2が、 ブラインの流れに対して上流側となる位置 に形成されている。
係る構成によリ、 配管 2 3はベース部材 1 7と蓋部材 1 8のカシ メ時に、 突起部 8 2に押し潰されて、 突起部 8 2の数に等しい狭隘 部 8 3がプラインの流れの上流側となる位置に形成されることにな る。
配管 2 3 にこのような狭隘部 8 3が形成されると、 集積回路素子 6を冷却する際、 第 2 3図に示すように配管 2 3内を循環している ブラインが狭隘部 8 3を通過する際に、 コールドプレー卜 1 6内で 乱流が発生し、 この結果ブラインが撹拌されて、 周縁部と中心部と のプラインの温度層が解消されるようになる。 これにより、 集積回 路素子 6を冷却する際の冷却効率が向上する。 .
また、 コールドプレー 卜 1 6のベース部材 1 7と蓋部材 1 8のパ イブ溝 2 1 に予め突起部 8 2を形成しておき、 両部材 1 7 、 1 8を 力シメて結合する際に、 配管 2 3と突起部 8 2により潰して狭隘部 8 3を形成するので、 コールドプレー 卜 1 6の製造工程は従来同様 であり、 生産コストの増大も抑制することができる。
尚、 実施例で示した各数値はそれに限定されるものではなく、 集 積回路素子の能力は数量などに応じて適宜設定するものとする。 ま た、 実施例ではマイク口コンピュータ 5 4によりブラインの戻り温 度と各コールドプレー 卜 1 6 ■ ' の温度や各集積回路素子 6 · ' の 稼動率に基づいてポンプ 1 5及びクロスフローファン 1 4の運転を 能力制御したが、 それに限らず、 ポンプ 1 5は常時運転し、 クロス フローファン 1 4のみの能力制御を行ったり、 或いは、 クロスフ口 —ファン 1 4を常時運転してポンプ 1 5の能力制御を行う方式でも よい。 産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、 単一のケース内に発熱対策を必要 とする集積回路素子が実装された回路基板を収納する電子装置にお いて、 集積回路素子から熱移動が可能にこの集積回路素子に取り付 けられるコールドプレー 卜と、 このコールドプレー 卜で加熱された ブラインが循環し、 このプラインを冷却する熱交換器と、 ケースの 一面の開口に設けられた送風ファンから熱交換器へつながる風路を 構成するフアンケーシングと、 熱交換器からコールドプレー 卜へ向 くプラインの流れ中に順に設けられ、 ブラインを貯溜するリザーブ タンク及びプラインを循環させるポンプと、 コールドプレー 卜中に 構成され、 少なくとも一対の往復を成す直線形状のブラインの流路 とを備えるので、 熱交換器にて空冷されたブラインによリコールド プレー 卜を介して集積回路素子を効果的に冷却することができるよ うになる。
これにより、 C P Uや L S I などの集積回路素子が高温により動 作不安定となり、 或いは、 熱破壊に至る不都合を確実若しくは効果 的に解消することが可能となるものである。
また、 本発明によれば、 上記に加えてケースの外周付近の温度が + 3 5 °C以上の際に、 コールドプレー 卜の温度が + 7 0 °C以下にな るように少なくとも送風ファン又はポンプの何れか一方を制御する 制御部を備えるので、 集積回路素子の急激な発熱に対しても迅速に 冷却能力を増大させ、 集積回路素子の損傷発生を未然に回避するこ とができるようになるものである。
また、 本発明によれば、 上記に加えて集積回路素子は回路基板上 に複数実装されていると共に、 それぞれの集積回路素子毎にコール ドブレ一 卜を設けているので、 複数実装された集積回路素子それぞ れを効果的に冷却することが可能となる。 この場合、 ブライン流の 上流側と下流側とで各コールドプレー 卜間に生じる温度差も最小限 に抑えることが可能となるので、 複数のコールドプレー卜に熱移動 可能に設けられた集積回路素子を均一に冷却することができるよう になる。 特に、 コールドプレー 卜中の流路は直線状であるので配管 構成も簡素化されると共に、 ブラインの流通抵抗も低減され、 集積 回路素子の冷却も効率良く行えるようになるものである。
また、 本発明によれば、 上記に加えて集積回路素子とコールドプ レー トとの間に熱伝導材を設けると共に、 弾性材を用いて集積回路 素子を、 コールドプレー卜と当該集積回路素子を保持するソケッ 卜 との間に挟持するようにしたので、 集積回路素子とコールドプレー 卜の取付作業を極めて簡単に行うことができるようになるものであ る。
また、 本発明によれば、 上記に加えて送風ファンはクロスフロー ファンであり、 ケースの開口の近傍に設けられ、 開口から吸い込ん だ空気を熱交換器の長手方向に沿ってライン状に供給するので、 ク ロスフローファンにより開口からケース内に吸い込まれた空気を効 率的に熱交換器の長手方向全面に吹き付けることができるようにな り、 熱交換器における熱交換効率を向上させることができるように なる。
これにより、 熱交換器におけるブライン流と通風空気との熱交換 効率も向上し、 当該ブラインによる集積回路素子の冷却効率を向上 させることができるようになり、 迅速且つ効率的に集積回路素子を 冷却することができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてファンケ一シングは開口を 下方に向けて下方から空気を吸い込むように構成したケースの開口 の下方から外部の空気 （又は冷却された空気） をケース内に吸い込 むことができるようになる。 特に、 格別な装置により、 ケースの下 方から空気 （又は冷却された空気） の供給が行われる場合には、 容 易に空気をケース内に取り込むことができるようになり、 集積回路 素子の冷却効率を一層向上させることができるようになる。
また、 本発明によれば、 前記において送風ファンはクロスフロー ファンであり、 ケースの開口の近傍に設けられ、 熱交換器で加熱さ れた空気を開口から吐出するようにしたので、 ケース内の熱交換器 などに加熱された空気を効率的に排出することができるようになる。
これにより、 熱交換器における熱交換と集積回路素子の冷却効率 を向上させることができるようになり、 迅速且つ効率的に集積回路 素子を冷却することができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記においてファンケ一シングは開口を 上方に向けて上方に空気を吐出するように構成したので、 ケース内 にて加熱された温度の高い空気を効率的に外部に拡散させることが できるようになる。 特に、 格別な装置により、 ケースの下方から空 気の供給が行われる場合には、 容易にケース内の空気を外部に吐出 することができるようになり、 集積回路素子の冷却効率を一層向上 させることができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてファンケ一シングの開口の 向く角度を可変可能に構成したので、 例えば係る電子装置が上下に 複数段積載されて設置された場合であっても、 各段のファンケーシ ングの開口角度を変更調整することにより、 各電子装置のケース内 に円滑に空気を流通させることができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてコールドプレー卜は二枚の 熱伝導材に形成された凹凸が嵌まりあって張り合わせて成り、 ブラ インが流れる配管を挟持するようにしたので、 コールドプレー卜の 構造及び組立作業性を簡素化し、 生産性を改善することができるよ うになるものである。
また、 本発明によれば、 上記に加えて熱伝導材と配管との間に熱 伝導性を有し、 弾性を備えるシー卜材を挟持するようにしたので、 熱伝導材と配管との間の熱伝導効率をシ一卜材によって向上させる ことができるようになる。 これにより、 配管を流れるブラインと集 積回路素子を備えた熱伝導材との熱交換効率が向上し、 よリー層、 集積回路素子の冷却効率を向上させることができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えて熱伝導材で挟持される配管 の内側のブラインの流れに対して上流側の位置に狭隘部を設けたの で、 配管中を循環するブラインが狭隘部を通過する際に乱流が発生 し、 この結果ブラインが撹拌されて配管の周縁部と中心部とのブラ インの温度層が解消され、 集積回路素子を冷却する際の冷却効率を 向上させることができるようになる。 また、 本発明によれば、 前記に加えて熱交換器を熱伝導性を有す る複数のプレー卜と、 これらプレー 卜を熱伝達可能に貫通し、 内部 をブラインが流れる配管とから構成すると共に、 この熱交換器を覆 ぅケーシングの一部をファンケーシング又はこのファンケーシング の延長部材で構成し、 且つ、 ファンケーシングは熱交換器のプレー 卜に送風が集まる形状を有するようにしたので、 クロスフローファ ンによりケース内に吸い込まれた空気を熱交換器を覆うケーシング の一部を構成するファンケ一シング又はその延長部材によつて熱交 換器のみに案内することができるようになる。
これによつて、 クロスフローファンによってケーシング内に取り 込まれた空気が熱交換器を構成するプレー 卜間以外の部分に漏洩す ることにより、 熱交換効率が低下する不都合を解消することができ るようになる。 そのため、 熱交換器におけるプライン流との熱交換 効率が向上され、 当該ブラインによる集積回路素子の冷却効率を向 上させて迅速且つ的確な冷却が可能となるものである。
また、 本発明によれば、 前記に加えてケースの回路基板を囲む面 の当該回路基板と相対向する位置に、 複数の通気口を備えるので、 開口から送風ファンによってケース内に取り込まれた空気が熱交換 器と熱交換することにより加熱された後において、 通気口から更に 新鮮な空気をケース内に取り込むことができるようになり、 熱交換 器と熱交換された空気によりケース内の温度が著しく上昇する不都 合を未然に回避することができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えて通気口は、 ケースの一部を 切り起こして形成されているので、 容易に通気口を形成することが できるようになり、 生産性を向上させることが可能となるものであ る。 また、 本発明によれば、 前記に加えてコールドプレー卜と熱交換 器との間を循環するブラインの循環路を形成する管路をケース内の 一側に配置し、 この一側の底面を熱交換器より低く成したので、 プ ラインの循環路を形成する管路において、 接続不良や亀裂 · 損傷の 発生などにより、 プラインの漏出が生じた場合にも漏洩したブライ ンは底面一側の低い箇所に溜まるようになる。 これにより、 当該漏 洩したプラインによってケース内に配置される集積回路素子のショ 一卜などの悪影響が生じる不都合を未然に回避することができるよ うになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてケースの一側にはリザーブ タンク及びポンプが配置されているので、 リザーブタンク及びボン プに故障が生じた場合であっても、 リザーブタンクやポンプから漏 洩したプラインは底面一側の低い箇所に溜まるので、 ケース内全体 に侵入して集積回路素子などへ悪影響を及ぼすことを未然に回避す ることができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてケースの一側の底面は、 予 め定めた方向に向かって低く傾斜しているので、 ケース内の一側に 漏出したブラインを予め定められた方向に向かって流下させ、 収集 することにより、 ケース内に設置された他の機器への影響の発生を 遅延させることができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてケースの底面の最も低い箇 所、 若しくは、 その近傍にプライン検知センサを設けると共に、 こ のブライン検知センサの出力に応答して警報を出力する検出部を備 えるので、 プラインが漏出された際に、 直ぐにブライン検知センサ にて検知した後、 当該検知センサの出力に応答して警報を発するこ とができるようになるため、 異常事態の発生を使用者に早急に報知 することができるようになる。
これにより、 ブライン漏出による被害の拡大を最小限に止めるこ とができるようになり、 ケース内に設置される集積回路素子への悪 影響を未然に回避することができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてコールドプレー卜の集積回 路素子と相反する側に複数の放熱フィンを設けたので、 コールドプ レー 卜の集積回路素子によって生じた熱を、 ブラインによる冷却に 加えて、 放熱フィンによって冷却することができるようになり、 迅 速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現することができるようにな る。
また、 本発明によれば、 上記に加えて放熱フィンにコールドブレ 一卜用送風装置を取り付けたので、 コールドプレー 卜用送風装置に より強制的に放熱フィンを冷却することができるようになり、 より 一層迅速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現することができるよ うになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えてコールドプレー卜用送風装 置は、 遠心送風型のファンを有するので、 比較的に高さ寸法の少な いファンにてコールドプレー 卜を強制的に冷却することができるよ うになリ、 装置の小型化を図ることができるようになる。
また、 本発明によれば、 上記に加えて熱交換器を熱伝導性を有す る複数のプレー卜と、 これらプレー 卜を熱伝達可能に貫通し、 内部 をブラインが流れる配管とから構成すると共に、 この配管からコー ルドプレー 卜へ向かうブラインの熱交換器からの出口を、 コールド プレー 卜より高い位置に設けているので、 熱交換器からの出口部分 で接続不良や亀裂 ■ 損傷などが発生した場合にも、 熱交換器からの ブラインの漏出を最小限に抑制することが可能となる。 これにより、 ケース内に配置される集積回路素子などへの悪影響を最小限に抑え ることができるようになる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子が実装さ れた回路基板を収納する電子装置において、
前記集積回路素子から熱移動が可能にこの集積回路素子に取り付 けられるコールドプレー卜と、
このコールドプレー 卜で加熱されたブラインが循環し、 このブラ インを冷却する熱交換器と、
前記ケースの一面の開口に設けられた送風ファンから前記熱交換 器へつながる風路を構成するファンケーシングと、
前記熱交換器から前記コールドプレー 卜へ向くブラインの流れ中 に順に設けられ、 前記プラインを貯溜するリザーブタンク及び前記 ブラインを循環させるポンプと、
前記コールドプレー 卜中に構成され、 少なくとも一対の往復を成 す直線形状のブラインの流路とを備えることを特徴とする電子装置。
2 . 前記ケースの外周付近の温度が + 3 5 °C以上の際に、 前記コー ルドプレー 卜の温度が + 7 0 °C以下になるように少なくとも前記送 風ファン又は前記ポンプの何れか一方を制御する制御部を備えるこ とを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の電子装置。
3 . 前記集積回路素子は前記回路基板上に複数実装されていると共 に、 それぞれの集積回路素子毎に前記コールドプレー卜を設けるこ とを特徴とする請求の範囲第〗 項又は第 2項記載の電子装置。
4 . 前記集積回路素子と前記コールドプレー卜との間に熱伝導材を 設けると共に、 弾性材を用いて前記集積回路素子を、 前記コールド プレー 卜と当該集積回路素子を保持するソケッ 卜との間に挟持する ことを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 3項記載の電子装置。
5 . 前記送風ファンはクロスフローファンであり、 前記ケースの開 口の近傍に設けられ、 前記開口から吸い込んだ空気を前記熱交換器 の長手方向に沿ってライン状に供給することを特徴とする請求の範 囲第 1 項又は第 2項記載の電子装置。
6 . 前記ファンケ一シングは開口を下方に向けて下方から空気を吸 い込むように構成したことを特徴とする請求の範囲第 5項記載の電 子装置。
7 . 前記送風ファンはクロスフローファンであり、 前記ケースの開 口の近傍に設けられ、 前記熱交換器で加熱された空気を前記開口か ら吐出することを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項記載の電
8 . 前記ファンケーシングは開口を上方に向けて上方に空気を吐出 するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 7項記載の電子
9 . 前記ファンケーシングの開口の向く角度を可変可能に構成する ことを特徴とする請求の範囲第 6項又は第 8項記載の電子装置。
1 0 . 前記コールドプレー卜は二枚の熱伝導材に形成された凹凸が 嵌まりあって張り合わせて成り、 ブラインが流れる配管を挟持する ことを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の電子装置。
1 1 - 前記熱伝導材と前記配管との間に熱伝導性を有し、 弾性を備 えるシー ト材を挟持することを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載 の電子装置。
1 2 . 前記熱伝導材で挟持される配管の内側のプラインの流れに対 して上流側の位置に狭隘部を設けることを特徴とする請求の範囲第 1 1 項記載の電子装置。
1 3 . 前記熱交換器を熱伝導性を有する複数のプレー卜と、 これら プレー卜を熱伝達可能に貫通し、 内部をブラインが流れる配管とか ら構成すると共に、 この熱交換器を覆うケーシングの一部を前記フ ァンケーシング又は該ファンケーシングの延長部材で構成し、 且つ、 前記ファンケ一シングは前記熱交換器のプレー卜に送風が集まる形 状を有することを特徴とする請求の範囲第 5項又は第 6項記載の電 子装置。
1 4 . 前記ケースの前記回路基板を囲む面の当該回路基板と相対向 する位置に、 複数の通気口を備えることを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項記載の電子装置。
1 5 . 前記通気口は、 前記ケースの一部を切り起こして形成されて いることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の電子装置。
1 6 . 前記コールドプレー卜と前記熱交換器との間を循環するブラ ィンの循環路を形成する管路を前記ケース内の一側に配置し、 この 一側の底面を前記熱交換器より低く成すことを特徴とする請求の範 囲第 1 項又は第 2項記載の電子装置。
1 7 . 前記ケースの一側には前記リザーブタンク及び前記ポンプが 配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1 6項記載の電子装
1 8 . 前記ケースの一側の底面は、 予め定めた方向に向かって低く 傾斜していることを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の電子装置。
1 9 . 前記ケースの底面の最も低い箇所、 若しくは、 その近傍にブ ライン検知センサを設けると共に、 このブライン検知センサの出力 に応答して警報を出力する検出部を備えることを特徴とする請求の 範囲第〗 8項記載の電子装置。
2 0 . 前記コールドプレー卜の前記集積回路素子と相反する側に複 数の放熱フィンを設けることを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項記載の電子装置。
2 1 . 前記放熱フィンにコールドプレー 卜用送風装置を取り付ける ことを特徴とする請求の範囲第 2 0項記載の電子装置。
2 2 . 前記コールドプレー卜用送風装置は、 遠心送風型のファンを 有することを特徴とする請求の範囲第 2 1 項記載の電子装置。
2 3 . 前記熱交換器を熱伝導性を有する複数のプレー卜と、 これら プレー卜を熱伝達可能に貫通し、 内部をブラインが流れる配管とか ら搆成すると共に、 この配管から前記コールドプレー卜へ向かうブ ラインの前記熱交換器からの出口を、 前記コールドプレー卜より高 い位置に設けることを特徴とする請求の範囲第 1 項、 第 2項、 第 1
6項、 第 1 7項又は第 1 8項記載の電子装置。
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