JP2002314279A

JP2002314279A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2002314279A
Application number: JP2001121135A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Adachi; 祐介足立; Toru Ninomiya; 徹二宮; Yuko Okano; 祐幸岡野; Katsumi Imada; 勝巳今田; Atsushi Komatsu; 敦小松
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間使用したとしても冷却効果に優れた冷
却装置を提供することを目的とする。【解決手段】ポンプ１１と、このポンプ１１に接続さ
れた吸熱器１２と、この吸熱器１２及びポンプ１１に接
続された放熱器１３と、ポンプ１１、吸熱器１２、放熱
器１３の内部を通過すると共にこれらの間を接続し閉回
路循環サイクルを形成する流路１４と、この流路１４内
を循環する液体冷媒とを備え、この液体冷媒は温度が上
昇するに従って加圧されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばノート型のパ
ーソナルコンピュータ（以下ノートパソコンと称す）な
どの持ち運び可能な電子機器に用いる冷却装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷却装置は、特開２００１−２４
３７２に示すものが知られている。

【０００３】図１１は従来の冷却装置を組込んだノート
パソコンに従来の冷却装置を組込んだ時の配置図であ
る。図１１において、１はノートパソコンの本体、２は
ＣＰＵなどの発熱体、３は伝熱パッド、４は吸熱器、５
はポンプ、６は放熱器、７はノートパソコンの表示ユニ
ット体、８は流路である。またこの流路８の内には水系
やフロン系の液体冷媒が充填されている。

【０００４】次にこの冷却装置の動作について説明す
る。

【０００５】ノートパソコンの使用時には、ポンプ５に
電源を供給し、作動させて液体冷媒を圧送し、流路８で
接続されたポンプ５−吸熱器４−放熱器６−ポンプ５と
いう閉回路循環サイクル内を液体冷媒が循環するように
なる。従ってポンプ５で押し出された液体冷媒は、吸熱
器４で発熱体２の熱を吸収し、放熱器６へ移動して放熱
して再び冷却されてポンプ５に戻ってくる。これを繰り
返すことによりノートパソコン内で発生した熱を外部へ
放出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この冷却装置を長時間
使用すると、液体冷媒が加熱されて気体が発生し、発生
した気体が液体冷媒と共にポンプ５に流入し、液体冷媒
の流量が低下し、冷却能力が劣化するという問題点を有
していた。

【０００７】そこで本発明はこの問題点を解決するもの
で、長時間使用したとしても冷却効果に優れた冷却装置
を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、以下の構成を有するものである。

【０００９】本発明の請求項１に記載の発明は、特に、
閉回路循環サイクルを形成する流路内を循環させる液体
冷媒は温度上昇とともに加圧されるものであり、液体冷
媒に対する気体の溶解度が上昇するので、液体冷媒から
気体が発生するのを抑制し、冷却効率が劣化するのを防
止する。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、特に、
液体冷媒の温度変化に対する体積変化率の流路の温度変
化による容積変化率よりも大きくしたものであり、温度
上昇と共に液体冷媒に対する気体の溶解度が上昇するの
で、気体の発生を抑制することができ、冷却効率の劣化
を防止できる。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、特に、
流路の一部の剛性を他の部分よりも低くしたものであ
り、本発明の冷却装置は、液体冷媒に加わる圧力が高い
程気体の発生を抑制できるのであるが、高くなりすぎる
とポンプ等が破損する恐れが有るため上記構成とするこ
とにより、閉回路循環サイクル内の圧力を適切な範囲に
制御することができる。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、特に、
流路の内部に液体冷媒と接触かつ液体冷媒が浸入しない
非収縮性物質と、前記液体冷媒に非接触でかつ前記非収
縮性物質に接触した収縮性物質を設けたものであり、本
発明の冷却装置は液体冷媒に加わる圧力が高い程、液体
冷媒からの気体の発生を抑制できるのであるが、液体冷
媒の圧力が高くなりすぎるとポンプ等が破損する恐れが
有るため上記構成とすることにより、冷却効果を維持し
つつ閉回路循環サイクル内の圧力を適切な範囲に制御す
ることができる。

【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、特に、
流路に収縮性固体を設けたものであり、本発明の冷却装
置は液体冷媒に加わる圧力が高い程、液体冷媒からの気
体の発生を抑制できるのであるが、液体冷媒の圧力が高
くなりすぎるとポンプ等が破損する恐れが有るため上記
構成とすることにより、冷却効果を維持しつつ閉回路循
環サイクル内の圧力を適切な範囲に制御することができ
る。

【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、特に、
ポンプとして圧電素子を貼り合わせたダイアフラムと、
液体冷媒の入、出口となる少なくとも１つの弁で囲まれ
たポンプ室を有するものを用いたものであり、圧電ポン
プは薄型のポンプを構成できるためノートパソコンなど
の電子機器に用いるのに適しているが、長時間使用する
とポンプ室へ気体が侵入し、ポンプ室の容積変化が気体
の伸縮で吸収され、液体冷媒の流量が著しく劣化する問
題があったが本発明の冷却装置は、液体冷媒からの気体
の発生を抑制することができるので、上記圧電ポンプを
用いたとしても液体冷媒の流量が劣化するのを防止で
き、長時間冷却効率に優れたものとなり、従って小型薄
型の電子機器に用いるのに適した冷却装置となる。

【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、特に、
閉回路循環サイクルを形成する流路内を循環する液体冷
媒は外気と非接触であると共に中に溶解している気体の
量が液体冷媒の最高使用温度における気体の溶解度より
も少ないものであり、長時間使用し液体冷媒の温度が上
昇したとしても、気体の発生を抑制し冷却効率が劣化す
るのを防止できる。

【００１６】本発明の請求項８に記載の発明は、特に、
ポンプは圧電素子を貼り合わせたダイアフラムと、液体
冷媒の入、出口となる少なくとも１つの弁で囲まれたポ
ンプ室を有するものであり、圧電ポンプは薄型のポンプ
を構成できるためノートパソコンなどの電子機器に用い
るのに適しているが、長時間使用するとポンプ室へ気体
が侵入し、ポンプ室の容積変化が気体の伸縮で吸収さ
れ、液体冷媒の流量が著しく劣化する問題があったが本
発明の冷却装置は、液体冷媒からの気体の発生を抑制す
ることができるので、上記圧電ポンプを用いたとしても
液体冷媒の流量が劣化するのを防止でき、長時間冷却効
率に優れたものとなり、従って小型薄型の電子機器に用
いるのに適した冷却装置となる。

【００１７】本発明の請求項９に記載の発明は、特に、
閉回路循環サイクルを形成する流路内を循環する液体冷
媒に溶解する気体の量がこの液体冷媒の最高使用温度に
おける気体の溶解度より小さくなるように前記液体冷媒
を加圧したものであり、長時間使用し、液体冷媒の温度
が上昇したとしても、気体の発生を抑制し、冷却効率が
劣化するのを抑制できる。

【００１８】本発明の請求項１０に記載の発明は、特
に、ポンプは圧電素子を貼り合わせたダイアフラムと、
液体冷媒の入、出口となる少なくとも１つの弁で囲まれ
たポンプ室を有するものであり、圧電ポンプは薄型のポ
ンプを構成できるためノートパソコンなどの電子機器に
用いるのに適しているが、長時間使用するとポンプ室へ
気体が侵入し、ポンプ室の容積変化が気体の伸縮で吸収
され、液体冷媒の流量が著しく劣化する問題があったが
本発明の冷却装置は、液体冷媒からの気体の発生を抑制
することができるので、上記圧電ポンプを用いたとして
も液体冷媒の流量が劣化するのを防止でき、長時間冷却
効率に優れたものとなり、従って小型薄型の電子機器に
用いるのに適した冷却装置となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、実施の形
態１を用いて、本発明の特に請求項１，２，３，６に記
載の発明について説明する。

【００２０】図１は本発明の実施の形態１〜実施の形態
６における冷却装置を組込んだノートパソコンの模式図
であり、１１はポンプ、１２はポンプ１１に接続した吸
熱器、１３はポンプ１１及び吸熱器１２に接続した放熱
器、１４はポンプ１１と吸熱器１２間、吸熱器１２と放
熱器１３間及び放熱器１３とポンプ１１間を接続した流
路である。この流路１４によりポンプ１１−吸熱器１２
−放熱器１３−ポンプ１１の閉回路循環サイクルを形成
し、この中に液体冷媒を充填して冷却装置を構成してい
る。この冷却装置は液体冷媒が外気と非接触の状態であ
る構成をとる。

【００２１】また、１５はポンプ１１及び吸熱器１２を
収納したノートパソコンの本体で、１６はＣＰＵなどの
発熱体で伝熱パッド１６ａを介して吸熱器１２と密着さ
せてある。また１７は表示部で内部に放熱器１３を収納
している。

【００２２】図２は本実施の形態１〜実施の形態６に用
いるポンプの断面図であり、２１は両面に電極を有する
圧電振動子、２２は一方の面に圧電振動子２１を貼り付
けた金属ダイアフラム、２３ａは第１弁押え板、２３ｂ
は第２弁押え板、２４ａは第１弁、２４ｂは第２弁、２
５はポンプ室、２６は筐体、２７ａは液体冷媒の入口、
２７ｂは液体冷媒の出口、２８は圧電振動子２１にその
一端を接続したリード端子、２９は電源である。図にお
いて矢印は液体冷媒の流れる方向を示している。

【００２３】ポンプ室２５はリング状の筐体２６と、こ
の筐体２６の上方において圧電振動子２１が表面に露出
するように外周部を支持した金属ダイアフラム２２と、
下方において支持した第１及び第２弁２４ａ，２４ｂ及
び第１及び第２弁押え板２３ａ，２３ｂで囲まれた空間
である。

【００２４】また液体冷媒の入、出口２７ａ，２７ｂは
第１及び第２弁２４ａ，２４ｂの下方に設けてある。

【００２５】図３は本実施の形態１に用いる吸熱器１２
の分解斜視図であり、３１は蓋、３２は筐体、３３ａ，
３３ｂは入、出口である。図に示すように有底状の筐体
３２を封止層（図示せず）を介して樹脂製の蓋３１で筐
体３２の開口部を封止する。また筐体３２の相対向する
側面には液体冷媒の入、出口３３ａ，３３ｂを形成して
いる。液体冷媒は入口３３ａから筐体３２の内部を経由
して出口３３ｂに圧送される。この筐体３２内を液体冷
媒が通過する時に発熱体１６の熱を吸収する。また入口
３３ａはポンプ１１の出口２７ｂに、出口３３ｂは放熱
器１３の入口にそれぞれ流路１４を介して接続してい
る。吸熱器１２は発熱体１６の上面に伝熱パッド１６ａ
を介して取付けられる。

【００２６】図４は本実施の形態１に用いる放熱器１３
の断面図であり、４１は流路、４２ａ，４２ｂは入、出
口、４３は筐体である。

【００２７】流路４１は伝熱性の良いステンレス等の薄
板を貼り合わせて形成された一本の長い弾性体の管とし
たものである。放熱器１３は表示部１７の内部壁面に伝
熱性に優れた粘着層を介して取付けられる。

【００２８】図５は本実施の形態１における冷却装置と
従来の技術で説明した冷却装置のポンプの流量と時間経
過との関係を示したものである。

【００２９】図６は空気の水に対する溶解度曲線を示
す。実線は空気の圧力が１×１０⁵Ｐａのもの、点線は
空気の圧力が２×１０⁵Ｐａのものを示す。実際の空気
の圧力は水の蒸気圧との分圧になるので、温度が上昇す
ると蒸気圧が上がり空気の分圧が下がるので、さらに溶
解度が下がる。

【００３０】本実施の形態１においては図６と同様の傾
向を示す水または水にエチレングリコール等の溶剤を混
合して凝固点を下げたもの、またはフッ素系不活性液体
等を用いた。つまり本実施の形態１における液体冷媒
は、温度が上昇すると溶解度が下がり、液体冷媒に溶解
していた気体が液体冷媒中に発生する。また、溶解度は
液体冷媒に接する気体の圧力に比例し、接する気体の圧
力が高いほど溶解度が上がる。本実施の形態１において
は、液体冷媒から気体が発生し、冷却効率の低下を抑制
することを目的としたものである。そのため、本実施の
形態１においては、溶解量の絶対値に差はあるが、図６
と同様の傾向を示す液体冷媒を用いた。

【００３１】従って予め温度変化における挙動が分かっ
ている液体冷媒を用いることにより、温度変化における
ポンプ１１の特性劣化を抑制することのできる冷却装置
を設計することができる。

【００３２】図７は、本実施の形態１における流路１４
の一部拡大断面図であり、５２は流路弱剛性部であり、
流路１４の他の部分よりも剛性を小さくした。流路１４
はステンレスなどで形成し、この流路弱剛性部５２はス
テンレスよりも剛性の小さい材料あるいは同じ材料でも
他の部分より薄く形成したものであり、冷却装置内の少
なくとも一ヵ所に設けてある。また、この流路１４は温
度上昇における液体冷媒の体積変化率よりも小さい容積
変化率を有するような材料で形成すればよい。

【００３３】以上のように構成された冷却装置の動作を
図面を参照しながらポンプ１１を中心として説明する。

【００３４】電源２９からリード端子２８を介して圧電
振動子２１に交流電圧が印加されると圧電振動子２１が
上方向に撓む。この時まず第１弁２４ａの開放端が上方
へ移動し、第１弁押え板２３ａと第１弁２４ａの間に隙
間が生じ、入口２７ａから流入した液体冷媒がこの隙間
からポンプ室２５へ流入する。この時第２弁２４ｂは上
方に存在する第２弁押え板２３ｂにより閉じたままであ
る。次いで圧電振動子２１が下方に撓むと、第２弁２４
ｂの開放端が下方へ移動し、第２弁押え板２３ｂと第２
弁２４ｂとの間に隙間が生じ、この隙間からポンプ室２
５の液体冷媒が流出し、出口２７ｂから吸熱器１２側へ
圧送される（図２中液体冷媒の移動方向を矢印で示
す。）。

【００３５】圧電振動子２１を上下方向に連続的に撓ま
せることにより、上記動作が繰り返し行われ、液体冷媒
がポンプ１１−吸熱器１２−放熱器１３−ポンプ１１と
いう閉回路循環サイクルにより形成された冷却装置内を
循環することになる。

【００３６】この液体冷媒はポンプ１１で最も低温とな
るように放熱器１３からポンプ１１へ液体冷媒が流入
し、吸熱器１２へ流出させている。これはポンプ１１が
温度によりその特性が変化するのを防止するためであ
る。

【００３７】次にポンプ１１で押し出された液体冷媒
は、吸熱器１２において発熱体１６の熱を吸収し、放熱
器１３へ移動し、放熱器１３で放熱し、再び冷却されて
ポンプ１１に戻ってくる。これを繰り返すことによりノ
ートパソコン内で発生した熱を外部へ放出する。

【００３８】以上のように構成された冷却装置の特性に
ついて説明する。

【００３９】図５は本実施の形態１の冷却装置のポンプ
と従来の技術で説明した冷却装置のポンプの流量と時間
経過との関係を示したものである。

【００４０】従ってこの図からも分かるように本実施の
形態１の冷却装置は、長時間連続して使用しても、ポン
プ１１の流量が劣化せず優れた冷却効果を示す。

【００４１】つまり本実施の形態１における液体冷媒
は、温度が上昇するに従って膨張するが、その体積変化
率は、流路１４の温度変化による容積変化率よりも大き
いため、結果的に液体冷媒が加圧された状態となり、気
体の溶解度が上昇し、液体冷媒からの気体の発生を抑制
できるので、ポンプ１１のポンプ室２５に気体が滞留す
ることなく液体冷媒は使用開始時と変わらず循環するた
め安定して冷却することができるのである。

【００４２】以上のように本実施の形態１における冷却
装置においては、液体冷媒は温度が上昇するにつれて加
圧されるので、気体の溶解度が温度上昇と共に増加し、
液体冷媒から気体の発生を抑制できるので、安定した冷
却効果を有するものとなる。

【００４３】また液体冷媒として水のように熱膨張する
ものを用いると共に、流路１４を液体冷媒の温度変化に
対する体積変化よりも温度変化による容積変化が小さい
材料で形成することにより、液体冷媒は温度が上昇する
につれて加圧されることとなり、気体の発生を抑制をす
ることができる。

【００４４】さらに本実施の形態１における冷却装置で
は、液体冷媒の体積変化は、流路１４の温度変化による
容積変化よりも大きいため、結果的に液体冷媒が加圧さ
れた状態となるが、液体冷媒として水を用いた場合、そ
の体積変化率は室温（例えば２５℃）と最高使用温度
（例えば６０℃）では１．５％程度にもなる。そのため
流路１４の材料としてステンレスを選定した場合、流路
１４の容積変化が非常に小さく剛性が大きいので、液体
冷媒の圧力が高くなりすぎると、ポンプ１１等が破損す
る可能性がある。

【００４５】従って図７に示すように流路１４の一部に
他の部分よりも剛性が小さい材料で形成した流路弱剛性
部５２を設けることにより、液体冷媒からの気体の発生
を抑制しつつ、液体冷媒を適正な圧力に制御できる。例
えば液体冷媒が水で冷媒に溶解している空気の量が２４
ｐｐｍ、最高使用温度が６０℃の場合、２０℃で流路１
４内の液体冷媒の圧力が１×１０⁵Ｐａであれば、最高
使用温度、１×１０⁵Ｐａでの空気の液体冷媒に対する
溶解度は１５ｐｐｍであるが、水の蒸気圧が２×１０⁴
Ｐａなので、空気の分圧は８×１０⁴Ｐａとなり実際の
気体の溶解度は１２．１ｐｐｍとなる。

【００４６】したがって、気体が発生しないためには液
体冷媒の圧力を外気に対して０．８×１０⁵Ｐａ以上の
冷媒圧力が必要であり、一般的なポンプの耐圧が外気に
対して２×１０⁵Ｐａとすると、液体冷媒の最高温度で
０．８×１０⁵〜２．０×１０ ⁵Ｐａの圧力になるように
流路弱剛性部５２を設計することで、液体冷媒の体積膨
張に対し流路弱剛性部５２が変形し、冷却装置を破損す
ることなく、安定した冷却効果を有する冷却装置を提供
することができる。

【００４７】さらに、本発明の冷却装置はノートパソコ
ンのような薄型の電子機器に組込まれることを想定して
いるので、ポンプ１１として図２に示すような圧電振動
子２１を貼り合わせた金属ダイアフラム２２と、第１及
び第２弁２４ａ，２４ｂで囲まれたポンプ室２５を有
し、圧電振動子２１を駆動することによりポンプ室２５
の容積変化を利用した薄型のポンプを用いたとしても長
時間安定した冷却効果を有する。

【００４８】（実施の形態２)以下実施の形態２を用い
て本発明の特に請求項１，２，４，６に記載の発明につ
いて説明する。

【００４９】本実施の形態２においても実施の形態１と
同じ図１から図４に示す冷却装置、ポンプ１１、吸熱器
１２、放熱器１３、液体冷媒を用いるのでその説明を省
略する。

【００５０】図８は本実施の形態２における流路１４の
一部拡大断面図であり、５３は圧力変化とともに収縮す
る空気などの収縮性物質、５４は液体冷媒と反応せずか
つ液体冷媒が浸入することのないオイルなどの非収縮性
物質である。収縮性物質５３、非収縮性物質５４ともに
気体、液体、固体のどのような状態の物質でも構わな
い。しかしながら、収縮性物質５３は常に非収縮性物質
５４で全体を被覆されているか、非収縮性物質５４と流
路１４で被覆されている状態とし、液体冷媒から隔離す
る。

【００５１】本実施の形態２においては、実施の形態１
と異なる部分についてのみ説明する。

【００５２】実施の形態１において説明したように液体
冷媒の体積変化は、流路１４の温度変化による容積変化
よりも大きい。そのため例えば液体冷媒として水を用
い、流路１４を全て同じ厚みのステンレスで形成した場
合、温度上昇と共に液体冷媒の圧力が非常に高くなり、
ポンプ１１等が破損する可能性がある。

【００５３】そこで実施の形態１においては流路１４の
一部に流路弱剛性部５２を形成したのであるが、本実施
の形態２においては液体冷媒からの気体の発生を抑制し
つつ、液体冷媒を適正な圧力に制御する方法を説明す
る。

【００５４】つまり、図８に示すように温度上昇と共に
液体冷媒の圧力が高くなりすぎた場合は、収縮性物質５
３が収縮し、液体冷媒の圧力を緩和し液体冷媒を適正な
圧力に制御する。従って冷却装置を破損することなく、
長時間安定した冷却効果を有する冷却装置を提供するこ
とができる。

【００５５】以上のように本実施の形態２における冷却
装置は、流路１４の一部に液体冷媒と接触するものの液
体冷媒が浸入しない非収縮性物質５４と、液体冷媒に非
接触かつ非収縮性物質５４に接触させた収縮性物質５３
を設けることにより、液体冷媒の温度上昇における圧力
変化を緩和し、液体冷媒を適正な圧力に制御することが
できる。

【００５６】（実施の形態３）以下実施の形態３を用い
て本発明の特に請求項１，２，５，６に記載の発明につ
いて説明する。

【００５７】本実施の形態３においても実施の形態１と
同じ図１から図４に示す冷却装置、ポンプ１１、吸熱器
１２、放熱器１３、液体冷媒を用いるのでその説明を省
略する。

【００５８】図９は本実施の形態３における流路１４の
一部拡大断面図であり、５５はシリコンゴム等の液体冷
媒と反応しない収縮性固体である。

【００５９】本実施の形態３においても、実施の形態１
と異なる部分についてのみ説明する。

【００６０】実施の形態１において説明したように液体
冷媒の体積変化は、流路１４の温度変化による容積変化
よりも大きい。そのため例えば液体冷媒として水を用
い、流路１４を全て同じ厚みのステンレスで形成した場
合、温度上昇と共に液体冷媒の圧力が非常に高くなり、
ポンプ１１等が破損する可能性がある。

【００６１】そこで実施の形態１においては流路１４の
一部に流路弱剛性部５２を形成したのであるが、本実施
の形態３においては別の方法で、液体冷媒からの気体の
発生を抑制しつつ、液体冷媒を適正な圧力に制御する。
つまり、図９に示すように温度上昇と共に液体冷媒の圧
力が高くなりすぎた場合、収縮性固体５５が収縮するこ
とにより、液体冷媒を適正な圧力に制御できる。

【００６２】以上本実施の形態３の冷却装置において
は、流路１４の一部に収縮性固体５５を設けることによ
り、液体冷媒を適正な圧力に制御し、冷却装置の破損を
防止し、長時間安定した冷却効果を有するものとなる。

【００６３】（実施の形態４）以下実施の形態４を用い
て本発明の特に請求項７，８に記載の発明について説明
する。

【００６４】本実施の形態４においても実施の形態１と
同じ図１から図４に示す冷却装置、ポンプ１１、吸熱器
１２、放熱器１３、流路１４を用いるのでその説明を省
略する。

【００６５】本実施の形態４においては、常温における
液体冷媒に溶解している気体の量を予め液体冷媒の最高
温度における溶解度よりも小さくした上で流路に充填す
るとともに、液体冷媒を気体と非接触にすることで、温
度が上昇しても液体冷媒から気体が発生せず、安定した
冷却効果を得ることができる。例えば液体冷媒として水
を用い最高温度が６０℃の場合、図６に水に対する空気
の溶解度が示すように、また６０℃における水の蒸気圧
も考慮に入れて、液体冷媒に溶解している気体の量を１
２．１ｐｐｍ以下にすることで、液体冷媒が最高温度で
も気体が発生せず、安定した冷却効果を有する冷却装置
を提供することができる。

【００６６】（実施の形態５）以下実施の形態５を用い
て本発明の特に請求項９，１０に記載の発明について説
明する。本実施の形態５においても実施の形態１と同じ
図１から図４に示す冷却装置、ポンプ１１、吸熱器１
２、放熱器１３、流路１４を用いるのでその説明を省略
する。

【００６７】本実施の形態５では、液体冷媒の最高温度
でも液体冷媒に溶解している気体の量が溶解度よりも小
さくなるように加圧し、液体冷媒が気体と非接触にする
ことで温度が上昇しても液体冷媒から気体が発生するの
を抑制する。例えば液体冷媒として水を用い、最高温度
が６０℃の場合、図６の水に対する空気の溶解度が示す
ように液体冷媒の圧力を１．６×１０⁵Ｐａ以上にする
ことで、液体冷媒が最高温度でも気体が発生せず安定し
た冷却効果を有する冷却装置を提供することができる。

【００６８】（実施の形態６）以下実施の形態６を用い
て本発明の特に請求項１，７，９に記載の発明について
説明する。図１０は本実施の形態６における冷却装置の
斜視図であり、６２は吸熱器、６３はポンプ、６４は放
熱器である。プレート状の放熱器６４の表面にポンプ６
３、吸熱器６２を設置している。冷却装置の動作時に
は、ポンプ６３に電源を供給し作動させて液体冷媒を圧
送し、ポンプ６３−吸熱器６２−放熱器６４−ポンプ６
３という閉回路循環サイクル内を液体冷媒が循環するよ
うになる。ポンプ６３と吸熱器６２、吸熱器６２と放熱
器６４、放熱器６４とポンプ６３の間はそれぞれ流路に
より接続されている。

【００６９】従ってポンプ６３で押し出された液体冷媒
は、吸熱器６２でＣＰＵなどの発熱体（図示せず）の熱
を吸収し、放熱器６４へ移動して放熱して再び冷却され
てポンプ６３に戻ってくる。これを繰り返すことにより
発熱体（図示せず）で発生した熱を外部へ放出する。

【００７０】また、温度が上昇するに連れて液体冷媒は
膨張するが、その体積変化率は流路の温度変化による容
積変化率よりも大きいため、結果的に液体冷媒が加圧さ
れた状態となり、気体の溶解度が上昇し、液体冷媒から
気体が発生するのを抑制できるので、液体冷媒は使用開
始時と変わらず循環するため安定して冷却することがで
きるのである。

【００７１】

【発明の効果】以上のように本発明の冷却装置は、閉回
路循環サイクルを形成する流路内を循環させる液体冷媒
は温度が上昇するに連れて加圧されるものであり、液体
冷媒に対する気体の溶解度が上昇するので、液体冷媒か
ら気体が発生するのを抑制し、冷却効率が劣化するのを
防止する。その結果として長時間使用したとしても冷却
効率に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１〜５における冷却装置を
内蔵したノートパソコンの模式図

【図２】本発明の実施の形態１〜５におけるポンプの断
面図

【図３】本発明の実施の形態１〜５における吸熱器の分
解斜視図

【図４】本発明の実施の形態１〜５における放熱器の断
面図

【図５】本発明の実施の形態１〜５における液体冷媒の
流量の時間変化を示す曲線図

【図６】水に対する空気の溶解度を示す曲線図

【図７】本発明の実施の形態１における流路の拡大断面
図

【図８】本発明の実施の形態２における流路の拡大断面
図

【図９】本発明の実施の形態３における流路の拡大断面
図

【図１０】本発明の実施の形態６における冷却装置の斜
視図

【図１１】従来の冷却装置を組込んだノートパソコンの
斜視図

【符号の説明】

１１ポンプ１２吸熱器１３放熱器１４流路１５本体１６発熱体１６ａ伝熱パッド１７表示部２１圧電振動子２２金属ダイアフラム２３ａ第１弁押え板２３ｂ第２弁押え板２４ａ第１弁２４ｂ第２弁２５ポンプ室２６筐体２７ａ入口２７ｂ出口２８リード端子２９電源３１蓋３２筐体３３ａ入口３３ｂ出口４１流路４２ａ入口４２ｂ出口４３筐体５２流路弱剛性部５３収縮性物質５４非収縮性物質５５収縮性固体６２吸熱器６３ポンプ６４放熱器

フロントページの続き (72)発明者岡野祐幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者今田勝巳大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小松敦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3L044 BA06 CA14 DB02 FA02 FA04 5E322 DA01 DA02 EA11 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプと、このポンプに接続された吸熱
器と、この吸熱器及び前記ポンプに接続された放熱器
と、前記ポンプ、吸熱器、放熱器の内部を通過すると共
にこれらの間を接続し閉回路循環サイクルを形成する流
路と、この流路内を循環し温度上昇と共に気体の溶解度
が減少する液体冷媒とを備え、この液体冷媒は温度の上
昇とともに加圧されるように構成した冷却装置。
【請求項２】液体冷媒の温度上昇による体積膨張は、
流路の温度上昇による容積膨張よりも大きくした請求項
１に記載の冷却装置。
【請求項３】流路の一部の剛性を他の部分よりも低く
した請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】流路内部に液体冷媒と接触しかつ前記液
体冷媒の浸入不可能な物質と、前記液体冷媒に非接触で
かつ前記物質に接触させた収縮性物質を設けた請求項２
に記載の冷却装置。
【請求項５】流路に収縮性固体を設けた請求項２に記
載の冷却装置。
【請求項６】ポンプは、圧電素子を貼り合わせたダイ
アフラムと、液体冷媒の入、出口となる少なくとも１つ
の弁で囲まれたポンプ室を有するものである請求項１に
記載の冷却装置。
【請求項７】ポンプと、このポンプに接続された吸熱
器と、この吸熱器及び前記ポンプに接続された放熱器
と、前記ポンプ、吸熱器、放熱器の内部を通過すると共
にこれらの間を接続し閉回路循環サイクルを形成する流
路と、この流路内を循環する液体冷媒とを備え、この液
体冷媒に溶解している気体の量は前記液体冷媒の使用温
度範囲内での前記気体の最低溶解度よりも少なくした冷
却装置。
【請求項８】ポンプは、圧電素子を貼り合わせたダイ
アフラムと、液体冷媒の入、出口となる少なくとも１つ
の弁で囲まれたポンプ室を有するものである請求項７に
記載の冷却装置。
【請求項９】ポンプと、このポンプに接続された吸熱
器と、この吸熱器及び前記ポンプに接続された放熱器
と、前記ポンプ、吸熱器、放熱器の内部を通過すると共
にこれらの間を接続し閉回路循環サイクルを形成する流
路と、この流路内を循環する液体冷媒とを備え、この液
体冷媒に溶解する気体の量はこの液体冷媒の使用温度範
囲内での前記気体の最低溶解度より多くなるように前記
液体冷媒を加圧した冷却装置。
【請求項１０】ポンプは、圧電素子を貼り合わせたダ
イアフラムと、液体冷媒の入、出口となる少なくとも１
つの弁で囲まれたポンプ室を有するものである請求項９
に記載の冷却装置。