CN100508710C - 电子设备的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备的冷却装置，其包括：冷却部分，热连接到产生热的电子设备，以用从泵强制供应的冷却水来冷却所述电子设备；和热交换部分，热连接到所述冷却部分，以通过从风扇供应的冷却空气来将从所述冷却部分传递来的热辐射到大气中。所述冷却部分和所述热交换部分被直接热连接，并且布置在同一外壳中。

Description

电子设备的冷却装置

技术领域

本发明一般地涉及电子设备的冷却装置，更具体而言，涉及使用冷却水来冷却电子设备的电子设备的冷却装置。

背景技术

近年来，在诸如半导体之类的电子设备发展成具有更高密度和更高速度的同时，对电子设备所产生的热的处理也成为越来越大的问题。当电子设备所产生的热增加到超出使用辐射散热片等的自然热辐射能力时，由冷却装置来强制冷却该设备(例如在日本专利早期公开No.10-213370中所公开的)。

图1是现有技术的冷却装置1的一个示例。如图所示，现有技术的冷却装置1包括冷却部分2、热交换部分3、水箱4、泵5和管道8A至8D。水箱4中存储冷却水，泵5通过管道8A从水箱4吸入冷却水以将水供应给连接到冷却部分2的管道8B。

冷却部分2包括中有冷却曲管9的扁平冷却板2a。冷却部分2热连接到作为加热元件的电子设备6(安装在基体7上)。电子设备6中所产生的热由此通过扁平冷却板2a传递到在冷却曲管9中流动的冷却水。电子设备6就这样被冷却部分2冷却。

冷却部分2和热交换部分3通过管道8C连接。被冷却部分2加热的冷却水输送到热交换部分3。热交换部分3包括热交换曲管10和风扇11。风扇11产生的冷却空气向着热交换曲管10输送。

因此，传递冷却水的热量以加热冷却空气，使得冷却水的温度降低。这样被冷却的冷却水穿过管道8D并再次到达水箱4以存储在水箱4中。冷却水在冷却电子设备6的同时如上所述地在冷却装置1中循环流动。冷却水的流动方向由图1中的链线箭头示出。

然而，在现有技术的冷却装置1中，冷却部分2、热交换部分3、水箱4和泵5是分别布置的独立单元。因此，为了连接冷却装置1的装置2至5就要求多个相对较长的管道8A至8D。

用这样长的管道8A至8D，在管道8A到8C中流动的过程中冷却水的热吸收和热辐射就严重地影响电子设备6的冷却，导致冷却装置1的热传递效率的恶化。而且，这样长的管道8A至8D增加了冷却水在穿过装置2至5时管道8A至8D中所引起的压力损耗，因此就必须使用具有高容量的泵5。于是，增加了泵5的大小，使得冷却装置的大小也增加了。

发明内容

考虑到以上情况，本发明的一般目的是提供解决至少一个上述问题的电子设备的冷却装置。本发明的一个更具体的目的是提供能够在减小其大小的同时实现高冷却效率的电子设备的冷却装置。

本发明的特征和优点在下面的说明中进行阐述，并且部分将由于说明和附图而变得清楚，或者可以根据说明中所提供的教导实现本发明来掌握。通过在说明书中足以使本领域普通技术人员可以实现本发明的完整、清楚、简明和准确的方式具体指出的冷却装置，将实现和得到本发明的目的以及其他特征和优点。

为了实现这些和其他优点并符合本发明的目的，如这里所实现并广泛描述的，如下来提供本发明。

根据本发明的一个方面，公开了一种电子设备的冷却装置，其包括：被配置来供应冷却水的冷却水供应部分；被配置来供应冷却空气的冷却空气供应部分；冷却部分，热连接到所述电子设备，以用从所述冷却水供应部分供应的所述冷却水来冷却所述电子设备；和热交换部分，热连接到所述电子设备，以通过从所述冷却空气供应部分供应的所述冷却空气来将从所述冷却部分传递来的热辐射到大气中，其中所述冷却部分和所述热交换部分被直接热连接。

根据本发明的实施例，因为冷却部分和热交换部分被直接热连接，所以冷却部分的热可以高效地传递到热交换部分以在其中转换。由此，电子设备可以被高效冷却。

在上述电子设备的冷却装置中，优选的是所述冷却部分和所述热交换部分一体设置在外壳中。

根据此构造，因为冷却部分和热交换部分一体设置在外壳中，所以改善了空间效率，由此减小了冷却装置的尺寸。

在所述电子设备的冷却装置中，优选的是所述冷却水供应部分一体设置在所述外壳中。

根据此构造，因为冷却水供应部分一体设置在外壳中，所以冷却水供应部分和冷却部分布置在同一外壳中。因此，可以缩短连接冷却水供应部分和冷却部分的流动路径，使得可以减小冷却水供应部分和冷却部分之间的压力损耗。这允许冷却装置的冷却效率的提高和尺寸的减小。

在所述电子设备的冷却装置中，优选的是所述冷却空气供应部分一体设置在所述外壳中。

根据此构造，因为冷却空气供应部分一体设置在外壳中，所以冷却空气供应部分和热交换部分布置在同一外壳中。因此，可以缩短连接冷却空气供应部分和热交换部分的流动路径，使得可以减小冷却空气供应部分和热交换部分之间的压力损耗。这允许冷却装置的冷却效率的提高和尺寸的减小。

优选的是所述电子设备的冷却装置还包括：被配置来存储所述冷却水的水箱；其中所述水箱一体设置在所述外壳中，并且所述冷却水供应部分布置在所述水箱和所述冷却部分之间。

根据此构造，因为冷却水供应部分一体设置在外壳中，并且因为冷却水供应部分布置在水箱和冷却部分之间，所以可以减小用于使冷却水循环流动的压力损耗。这允许冷却水供应部分的尺寸减小，并因此允许冷却装置的尺寸减小。

根据本发明的这些方面，冷却部分的热可以高效地传递到热交换部分以在其中转换。因此可以减小冷却水供应部分和冷却空气供应部分的输出和大小。这允许在保持高冷却效率的同时减小冷却装置的尺寸。

附图说明

图1是现有技术的电子设备的冷却装置的框图；

图2是根据本发明一个实施例的电子设备的冷却装置的框图；

图3是示出根据本发明前述实施例的电子设备冷却装置的外观的透视图；

图4是示出根据本发明前述实施例的电子设备冷却装置的分解透视图；

图5是包容根据本发明前述实施例的电子设备冷却装置的外壳的图示，其中盖子部分是透视的；

图6是根据本发明前述实施例的冷却装置所冷却的电子设备的侧视图；和

图7是根据本发明前述实施例的电子设备冷却装置的图示，其中盖子部分是透视的。

具体实施方式

下面参考附图来描述本发明的实施例。

图2至7是图示根据本发明一个实施例的电子设备的冷却装置20的附图。图2是冷却装置20的框图，图3至7是每个都示出冷却装置20的透视图。首先，参考图2来描述冷却装置20的整体构造。

冷却装置20一般包括冷却部分22、热交换部分23、水箱24、泵25(冷却水供应部分)、风扇31(冷却空气供应部分)和外壳等。水箱24存储作为冷却流体的冷却水39(参见图7)。泵25通过冷却通道28A从水箱24抽出冷却水39，以将水供应给连接到冷却部分22的冷却通道28B。

冷却部分22中布置有冷却散热片40，并且冷却水39在与冷却散热片40接触的同时在冷却部分22中流动。冷却部分22热连接到作为加热元件的电子设备26(安装在基体27上)。电子设备26中所产生的热由此传递到在冷却部分22中流动的冷却水39。电子设备26就这样被冷却部分22冷却。

冷却部分22安装到热交换部分23，热交换部分23的液密性由分隔板42确定。热交换散热片41设置在热交换部分23内。

热交换散热片41和上述冷却散热片40通过分隔板42而热连接。换言之，冷却部分22和热交换部分23直接热连接。因此，如上所述电子设备26中所产生并传递到在冷却部分22中流动的冷却水39的热量，通过冷却散热片40和分隔板42被传递到热交换散热片41。

热交换部分23连接到风扇31，并且风扇11所产生的冷却空气向着热交换散热片41输送。因此，电子设备26的热被传递到冷却部分22中的冷却水39，并且随后冷却水39的热通过冷却散热片40和分隔板42被传递到热交换散热片41，以转换成由风扇31所供应的冷却空气的热。利用这种构造，即使当电子设备26的温度随电子设备26所产生的热而升高时，冷却水39也立即经过由热交换部分23所导致的热转换，由此总是维持在基本恒定的温度下。

冷却部分22中用来冷却电子设备26的冷却水39穿过冷却通道28C而再次存储在水箱24中。冷却水的流动方向由图2中的链线箭头示出。

根据本实施例，冷却部分22和热交换部分23具有直接的热连接。利用这种构造，在冷却部分22中流动的冷却水39的热可以有效地传递到热交换部分23，以在其中被转换，使得电子设备26被有效地冷却。而且，在此实施例中，冷却部分22、热交换部分23、水箱24、泵25和风扇31都布置在相同的外壳30中。这样一种构造允许冷却装置20的尺寸减小以及冷却效率提高。这一点在下面更详细地讨论。

参考图3和4，外壳30通常包括主体部分32、盖子部分33和底部34等。图3是处于装配状态的主体部分32、盖子部分33和底部34的图示，图4是外壳30的分解视图。

主体部分32通常形状为矩形(本实施例中风扇壳体室38上具有曲线部分)，并且分隔壁35A至35C设置在其中。盖子部分33在与下述的风扇壳体室38相对的位置处设有进气端口43。底部34设有外周壁34A、肋45A至45C和冷却散热片40。

通过将盖子部分33安装到主体部分32的开口部分(在图中的上侧)，并将底部34安装到主体部分32的开口部分(在图中的下侧)，来形成外壳30。在将盖子部分33和底部34安装到主体部分32的时候，泵25和风扇31也安装在其中。

具体而言，因为主体部分32如前所述设有分隔壁35A至35C，所以通过安装盖子部分33和底部34，就在主体部分32内形成了水箱24、泵壳36、热交换室37和风扇壳体室38。如图7所示，泵25被容纳在泵壳36中，风扇31被容纳在风扇壳体室38中。

如图4所示，与分隔壁35A至35C相对应，肋45A至45C形成在底部34上。因此，当底部34安装到主体部分32时，肋45A至45C液密性地分别抵靠在分隔壁35A至35C上。

同时，如图4所示，形成在底部34上的肋45A至45C不与外周壁34A接触。因此，当将底部34安装到主体部分32时，在肋45A和外周壁34A之间形成开口29A。类似地，在肋45B和外周壁34A之间形成开口29B，并在肋45C和外周壁34A之间形成开口29C。开口29A至29C用作通过冷却水39的通路。

在主体部分32的热交换室37的底部处形成分隔板42，并在分隔板42上一体形成多个热交换散热片41。在与热交换散热片41相应的位置处形成底部34处的冷却散热片40。在底部34的外周上的外周壁34A和冷却散热片40的端部(沿箭头X1的方向)之间有间隙(参见图4)。

主体部分32上的热交换散热片41和底部34上的冷却散热片40分别形成为沿图4所示的箭头X1、X2的方向延伸，并被布置成在相邻的冷却散热片40之间以及相邻的热交换散热片41之间都有间隙。风扇31所产生的冷却空气沿箭头X1的方向流过热交换散热片41的间隙，同时传递(或转换)从冷却水39和冷却散热片40通过分隔板42传递到热交换散热片41的电子设备26的热。

图7示出了其中盖子部分33透视的冷却装置20。如图所示，冷却水39存储在水箱24中，而且，泵25容纳在泵壳室36中，并且风扇31容纳在风扇壳体室38中。泵25的表面(在图中的下侧)是防水的，并且风扇31的表面(在图中的下侧)也是防水的。类似地，泵25和风扇31邻接主体部分32的内壁的表面具有防水涂层。

因此，流过冷却水39的冷却通道28A至28C形成在泵25的下表面和底部34之间的空间(以下称为冷却通道28A)、分隔板42和底部34之间的空间以及风扇31的下表面和底部34之间的空间(以下称为冷却通道28C)处。在图4中，为了解释的方便，标号28A至28C示为位于与底部34的上述冷却通道相应的位置处。

利用这样的构造，水箱24中的冷却水39被泵25抽出，并穿过开口29A而流入冷却通道28A中。在穿过冷却通道28A之后，冷却水39穿过开口29B而流入冷却通道28B中。在流入冷却通道28B之后，冷却水39沿图4所示的箭头X2的方向流过冷却散热片40之间的间隙而到达冷却通道28C。然后，冷却水39穿过开口29C而再次流回到水箱24。

如图6所示，因为冷却部分22热连接到电子设备26，即热连接到所要冷却的目标，所以电子设备26的热通过底部34传递到冷却散热片40，并随后传递到在冷却散热片40之间经过的冷却水39。于是，电子设备26被冷却。冷却水39和冷却散热片40的热通过分隔板42被传递到热交换散热片41，并如前所述地被风扇31供应的冷却空气所冷却(或转换)。

如上所述，在根据本实施例的冷却装置20中，因为冷却部分22和热交换部分23一体设置在外壳30中，所以改善了空间效率，由此减小了冷却装置20的尺寸。而且，因为泵25一体设置在外壳30中，所以可以缩短连接泵25和冷却部分22的流动路径。由此，可以减小泵25和冷却部分22之间的压力损耗。在本实施例中，因为泵25布置在水箱24和冷却部分22之间，所以减小了用于使冷却水39循环流动的压力的损耗。该构造允许使用小泵25，并由此可以实现冷却装置20的冷却效率的提高和尺寸的减小。

本实施例中所使用的冷却水并不限于水，而可以使用由其他材料组成的冷却流体。本实施例中所使用的冷却水包括这样的材料。

另外，本发明并不限于该实施例，而是可以在不偏离本发明范围的情况下做出变化和修改。

本发明基于2004年11月17日向日本专利局递交的日本优先权申请No.2004-333562，其整个内容通过引用而被包含于此。

Claims (5)

1.一种用于冷却电子设备的装置，包括：

水箱，布置成存储冷却水；

水泵，被配置来供应来自所述水箱的所述冷却水；

风扇，被配置来供应冷却空气；

冷却部分，热连接到所述电子设备，以用从所述泵强制供应的所述冷却水来冷却所述电子设备；和

热交换部分，热连接到所述冷却部分，以通过从所述风扇强制供应的所述冷却空气来将从所述冷却部分传递来的热辐射到大气中；以及

连通通路，包括布置在外壳中所述泵下方的第一部分中的第一冷却通道、布置在所述外壳中邻近所述冷却部分的第二部分中的第二冷却通道、形成在所述外壳中所述水箱和所述泵之间的第一开口以及形成在所述外壳中所述泵和所述冷却部分的第二开口，其中，所述水箱、泵和冷却部分通过所述外壳中的连通通路连接；

其中所述冷却部分和所述热交换部分被直接热连接。

2.如权利要求1所述的用于冷却电子设备的装置，其中所述冷却部分和所述热交换部分一体布置在所述外壳的所述第二部分中。

3.如权利要求2所述的用于冷却电子设备的装置，其中所述泵和水箱一体布置在所述外壳中。

4.如权利要求2所述的用于冷却电子设备的装置，其中所述风扇和所述热交换部分一体布置在所述外壳中。

5.如权利要求1所述的用于冷却电子设备的装置，其中在界定所述冷却部分和所述热交换部分的一个或多个分隔壁上，形成向着所述冷却部分延伸的多个第一散热片和向着所述热交换部分延伸的多个第二散热片。

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