JP2003314936A - 冷却装置 - Google Patents
冷却装置Info
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- JP2003314936A JP2003314936A JP2002115863A JP2002115863A JP2003314936A JP 2003314936 A JP2003314936 A JP 2003314936A JP 2002115863 A JP2002115863 A JP 2002115863A JP 2002115863 A JP2002115863 A JP 2002115863A JP 2003314936 A JP2003314936 A JP 2003314936A
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- temperature
- heating element
- heat storage
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器においてＣＰＵ等の発熱素子におけ
る局所的温度上昇を抑制するための冷却装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 発熱体ＣＰＵ温度が第１設定温度Ｔｓ１
未満では熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転
することなく、潜熱蓄熱媒体であるマイクロエマルジョ
ンＭＥに（顕熱量＋潜熱量）として蓄熱し、発熱体ＣＰ
Ｕ温度が第１設定温度Ｔｓ１以上の場合に、熱媒体ポン
プＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転開始して、発熱体Ｃ
ＰＵ上の吸熱熱交換器ＨＥＸ１を介してマイクロエマル
ジョンＭＥを放熱用熱交換器ＨＥＸ２へ熱搬送すること
により、発熱体ＣＰＵの発熱処理を最小電力で対応し得
る。
る局所的温度上昇を抑制するための冷却装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 発熱体ＣＰＵ温度が第１設定温度Ｔｓ１
未満では熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転
することなく、潜熱蓄熱媒体であるマイクロエマルジョ
ンＭＥに（顕熱量＋潜熱量）として蓄熱し、発熱体ＣＰ
Ｕ温度が第１設定温度Ｔｓ１以上の場合に、熱媒体ポン
プＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転開始して、発熱体Ｃ
ＰＵ上の吸熱熱交換器ＨＥＸ１を介してマイクロエマル
ジョンＭＥを放熱用熱交換器ＨＥＸ２へ熱搬送すること
により、発熱体ＣＰＵの発熱処理を最小電力で対応し得
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクトップ型
パソコン等に代表されるＣＰＵ等の発熱体を備えた電子
機器において、特にＣＰＵ等の発熱体における局所的温
度上昇を抑制するための冷却装置に関するものである。
パソコン等に代表されるＣＰＵ等の発熱体を備えた電子
機器において、特にＣＰＵ等の発熱体における局所的温
度上昇を抑制するための冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータを代表とする電子機器の冷
却装置については、近年、さまざまな取組みがなされて
おり、例えば、登実３０６３８３６号公報に示されてい
るような冷却装置の基本的な技術について以下に述べ
る。
却装置については、近年、さまざまな取組みがなされて
おり、例えば、登実３０６３８３６号公報に示されてい
るような冷却装置の基本的な技術について以下に述べ
る。
【０００３】上記従来の冷却装置は図５に示すように、
冷却管路１１、ポンプ１２、放熱片１３、及び放熱板１
４で構成され、冷却管路１１内部を冷却液が流動可能と
され、ポンプ１２が冷却管路１１間に連接されて冷却管
路１１内の冷却液を流動させて冷却液循環回路が形成さ
れている。
冷却管路１１、ポンプ１２、放熱片１３、及び放熱板１
４で構成され、冷却管路１１内部を冷却液が流動可能と
され、ポンプ１２が冷却管路１１間に連接されて冷却管
路１１内の冷却液を流動させて冷却液循環回路が形成さ
れている。
【０００４】そして、放熱片１３が放熱したい発熱体Ｃ
ＰＵ上に設置され、放熱片１３内部に管路が設けられて
冷却管路１１と連接し、放熱板１４がケース３０上、或
いはケース３０外に設置され、放熱板１４内部に管路が
設けられて冷却管路と連接されている。
ＰＵ上に設置され、放熱片１３内部に管路が設けられて
冷却管路１１と連接し、放熱板１４がケース３０上、或
いはケース３０外に設置され、放熱板１４内部に管路が
設けられて冷却管路と連接されている。
【０００５】以上のように構成された冷却装置では、冷
却液の循環により熱がケース３０或いはケース３０外に
送られ、発熱体ＣＰＵの温度を下げられるという効果を
有している。
却液の循環により熱がケース３０或いはケース３０外に
送られ、発熱体ＣＰＵの温度を下げられるという効果を
有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の冷却装置では、放熱用に使用している放熱板では自然
対流による放熱であるために放熱量に限界があること、
更に熱媒体の熱輸送に際して顕熱のみによるものである
ことより、近年の演算処理の高性能化等に伴う発熱体か
らの発熱量増大に対して、十分に発熱量を処理できず、
発熱体の温度上昇を抑制できないという問題があった。
の冷却装置では、放熱用に使用している放熱板では自然
対流による放熱であるために放熱量に限界があること、
更に熱媒体の熱輸送に際して顕熱のみによるものである
ことより、近年の演算処理の高性能化等に伴う発熱体か
らの発熱量増大に対して、十分に発熱量を処理できず、
発熱体の温度上昇を抑制できないという問題があった。
【０００７】そこで、本発明は従来の課題を解決するも
ので、熱媒体として潜熱蓄熱媒体を使用し、発熱体が所
定温度未満では潜熱蓄熱媒体に（顕熱量＋潜熱量）とし
て蓄熱し、発熱体が所定温度以上の場合に熱媒体搬送手
段、及び放熱用熱交換手段を随時、運転開始することに
より、発熱体の発熱処理を最小電力で対応し得る冷却装
置を提供することを目的とする。
ので、熱媒体として潜熱蓄熱媒体を使用し、発熱体が所
定温度未満では潜熱蓄熱媒体に（顕熱量＋潜熱量）とし
て蓄熱し、発熱体が所定温度以上の場合に熱媒体搬送手
段、及び放熱用熱交換手段を随時、運転開始することに
より、発熱体の発熱処理を最小電力で対応し得る冷却装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、潜熱蓄熱媒体を循環させ
る熱媒体循環手段と、集積回路部品からなる発熱体に対
して熱的に接触して、発熱体における発生熱を内部に存
在する潜熱蓄熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段
と、吸熱用熱交換手段を介して発熱体より吸熱した潜熱
蓄熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる放熱用熱交換手段
と、放熱用熱交換手段の近傍に設置した送風手段とが設
置され、熱媒体循環手段、吸熱用熱交換手段、及び放熱
用熱交換手段は順次連通されて閉回路を形成して内部を
潜熱蓄熱媒体が循環し、また、発熱体に対して熱的に接
触して発熱体の温度を検出する第１温度検出手段と、検
出した温度信号を処理する温度信号処理手段と、送風手
段の運転／停止を行う送風手段制御装置と、熱媒体搬送
手段の運転／停止を行う熱媒体搬送手段制御装置とから
なり、第１温度検出手段により検出した温度が第１所定
温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び送風手段
の運転を開始する第１制御装置を備えたことを特徴とす
るものである。
め、請求項１に記載の発明は、潜熱蓄熱媒体を循環させ
る熱媒体循環手段と、集積回路部品からなる発熱体に対
して熱的に接触して、発熱体における発生熱を内部に存
在する潜熱蓄熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段
と、吸熱用熱交換手段を介して発熱体より吸熱した潜熱
蓄熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる放熱用熱交換手段
と、放熱用熱交換手段の近傍に設置した送風手段とが設
置され、熱媒体循環手段、吸熱用熱交換手段、及び放熱
用熱交換手段は順次連通されて閉回路を形成して内部を
潜熱蓄熱媒体が循環し、また、発熱体に対して熱的に接
触して発熱体の温度を検出する第１温度検出手段と、検
出した温度信号を処理する温度信号処理手段と、送風手
段の運転／停止を行う送風手段制御装置と、熱媒体搬送
手段の運転／停止を行う熱媒体搬送手段制御装置とから
なり、第１温度検出手段により検出した温度が第１所定
温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び送風手段
の運転を開始する第１制御装置を備えたことを特徴とす
るものである。
【０００９】これにより、発熱体の発熱は吸熱用熱交換
手段により潜熱蓄熱媒体へ吸熱され、冷却装置の内部全
体に充填されている潜熱蓄熱媒体温度がその融点以下の
場合、潜熱蓄熱媒体は固相の状態で温度上昇していき、
潜熱蓄熱媒体の融点に達すると、温度一定のまま固相か
ら液相へと相変化が生じて潜熱蓄熱媒体の保有量に応じ
た潜熱量が潜熱蓄熱媒体に蓄熱される。
手段により潜熱蓄熱媒体へ吸熱され、冷却装置の内部全
体に充填されている潜熱蓄熱媒体温度がその融点以下の
場合、潜熱蓄熱媒体は固相の状態で温度上昇していき、
潜熱蓄熱媒体の融点に達すると、温度一定のまま固相か
ら液相へと相変化が生じて潜熱蓄熱媒体の保有量に応じ
た潜熱量が潜熱蓄熱媒体に蓄熱される。
【００１０】即ち、発熱体の発熱量が潜熱蓄熱媒体の有
する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒体循環手段、及び送
風手段を運転することなく、発熱体の発熱処理を行うこ
とができ、省エネルギー化に寄与できる。
する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒体循環手段、及び送
風手段を運転することなく、発熱体の発熱処理を行うこ
とができ、省エネルギー化に寄与できる。
【００１１】そして、発熱体の発熱量が増加して潜熱蓄
熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状態で
第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び
送風手段の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が
放熱用熱交換手段へ搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して、発熱体の温度上昇を抑制することができる。
熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状態で
第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び
送風手段の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が
放熱用熱交換手段へ搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して、発熱体の温度上昇を抑制することができる。
【００１２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載の発明に加えて、吸熱用熱交換手段の出口配管付近
に対して熱的に接触して吸熱用熱交換手段の温度を検出
する第２温度検出手段を設置し、第１制御装置に替わっ
て、第１温度検出手段による検出温度が第１所定温度以
上に達した時点で熱媒体搬送手段の運転を開始し、さら
に第２温度検出手段による検出温度が第２所定温度以上
に達した時点で送風手段の運転を開始する第２制御装置
を備えたことを特徴とするものである。
記載の発明に加えて、吸熱用熱交換手段の出口配管付近
に対して熱的に接触して吸熱用熱交換手段の温度を検出
する第２温度検出手段を設置し、第１制御装置に替わっ
て、第１温度検出手段による検出温度が第１所定温度以
上に達した時点で熱媒体搬送手段の運転を開始し、さら
に第２温度検出手段による検出温度が第２所定温度以上
に達した時点で送風手段の運転を開始する第２制御装置
を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】これにより、発熱体の発熱は吸熱用熱交換
手段により潜熱蓄熱媒体へ吸熱され、冷却装置の内部全
体に充填されている潜熱蓄熱媒体温度がその融点以下の
場合、潜熱蓄熱媒体は固相の状態で温度上昇していき、
やがて潜熱蓄熱媒体の融点に達すると、温度一定のまま
固相から液相へと相変化が生じて潜熱蓄熱媒体の保有量
に応じた潜熱量が潜熱蓄熱媒体に蓄熱される。
手段により潜熱蓄熱媒体へ吸熱され、冷却装置の内部全
体に充填されている潜熱蓄熱媒体温度がその融点以下の
場合、潜熱蓄熱媒体は固相の状態で温度上昇していき、
やがて潜熱蓄熱媒体の融点に達すると、温度一定のまま
固相から液相へと相変化が生じて潜熱蓄熱媒体の保有量
に応じた潜熱量が潜熱蓄熱媒体に蓄熱される。
【００１４】即ち、発熱体の発熱量が潜熱蓄熱媒体の有
する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒体循環手段、及び送
風手段を運転することなく、発熱体の発熱処理を行うこ
とができ、省エネルギー化に寄与できる。
する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒体循環手段、及び送
風手段を運転することなく、発熱体の発熱処理を行うこ
とができ、省エネルギー化に寄与できる。
【００１５】そして、発熱体の発熱量が増加して潜熱蓄
熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状態で
第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段の運転
を開始することにより、送風手段を運転することなく、
熱媒体循環手段のみにより冷却装置内部の全ての潜熱蓄
熱媒体がほぼ均一な温度分布となり、最小電力にて潜熱
蓄熱媒体の保有し得る熱容量を有効に利用することがで
きる。
熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状態で
第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段の運転
を開始することにより、送風手段を運転することなく、
熱媒体循環手段のみにより冷却装置内部の全ての潜熱蓄
熱媒体がほぼ均一な温度分布となり、最小電力にて潜熱
蓄熱媒体の保有し得る熱容量を有効に利用することがで
きる。
【００１６】更に、発熱体の発熱量が増加して潜熱蓄熱
媒体の温度が第２所定温度以上に達した時点で送風手段
の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が放熱用熱
交換手段へ強制的に搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して放熱量を増大させることにより、発熱体の温度上昇
を抑制することができる。
媒体の温度が第２所定温度以上に達した時点で送風手段
の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が放熱用熱
交換手段へ強制的に搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して放熱量を増大させることにより、発熱体の温度上昇
を抑制することができる。
【００１７】以上より、発熱体からの発熱量増大に対し
て、発熱体の温度が比較的低い場合はできるだけ省電力
にて発熱処理を行い、発熱体の温度が比較的高い場合の
み、熱媒体循環手段、及び送風手段を運転することによ
り、発熱体の温度レベルに応じた省エネルギー運転、か
つ熱媒体循環手段、及び送風手段の長寿命化を実現でき
る。
て、発熱体の温度が比較的低い場合はできるだけ省電力
にて発熱処理を行い、発熱体の温度が比較的高い場合の
み、熱媒体循環手段、及び送風手段を運転することによ
り、発熱体の温度レベルに応じた省エネルギー運転、か
つ熱媒体循環手段、及び送風手段の長寿命化を実現でき
る。
【００１８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２のいずれか一項に記載の発明における潜
熱蓄熱媒体として、水の中に、蓄熱材料であるアルカン
類材料を滴状に微細化して分散したマイクロエマルジョ
ン、または水と、蓄熱材料であるアルカン類材料をメラ
ミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカプセル化したマイ
クロカプセルとの混合溶液を用いることを特徴とするも
のである。
または請求項２のいずれか一項に記載の発明における潜
熱蓄熱媒体として、水の中に、蓄熱材料であるアルカン
類材料を滴状に微細化して分散したマイクロエマルジョ
ン、または水と、蓄熱材料であるアルカン類材料をメラ
ミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカプセル化したマイ
クロカプセルとの混合溶液を用いることを特徴とするも
のである。
【００１９】これにより、潜熱蓄熱媒体として安定な特
性を有し、熱容量が増加するという利点を確保しなが
ら、かつ水成分も有していることより熱輸送性も確保で
き、その結果、熱媒体循環手段による搬送が可能とな
る。
性を有し、熱容量が増加するという利点を確保しなが
ら、かつ水成分も有していることより熱輸送性も確保で
き、その結果、熱媒体循環手段による搬送が可能とな
る。
【００２０】また、水成分を連続相とし、潜熱蓄熱材料
を分散相とすることにより、発熱体の温度が低く、潜熱
蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料の融点よりも低い場合に
おいても、潜熱蓄熱材料のみが固相となり、０℃以上で
ある限り、水成分が固相となることがない。
を分散相とすることにより、発熱体の温度が低く、潜熱
蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料の融点よりも低い場合に
おいても、潜熱蓄熱材料のみが固相となり、０℃以上で
ある限り、水成分が固相となることがない。
【００２１】従って、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材
料の融点よりも低い場合においても、潜熱蓄熱媒体とし
ての流動性は確保できるために、吸熱用熱交換手段、放
熱用熱交換手段、熱媒体搬送手段、及びそれぞれを連通
する配管内部において自然対流による熱移動が可能とな
る。
料の融点よりも低い場合においても、潜熱蓄熱媒体とし
ての流動性は確保できるために、吸熱用熱交換手段、放
熱用熱交換手段、熱媒体搬送手段、及びそれぞれを連通
する配管内部において自然対流による熱移動が可能とな
る。
【００２２】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の発明に加えて、上部に入口配管を設置し、底部
から内側上部へ所定長さの出口配管を突出させた、潜熱
蓄熱媒体を貯留する熱媒体貯留手段を、放熱用熱交換手
段と吸熱用熱交換手段とを連通する配管中に設置したこ
とを特徴とするものである。
に記載の発明に加えて、上部に入口配管を設置し、底部
から内側上部へ所定長さの出口配管を突出させた、潜熱
蓄熱媒体を貯留する熱媒体貯留手段を、放熱用熱交換手
段と吸熱用熱交換手段とを連通する配管中に設置したこ
とを特徴とするものである。
【００２３】これにより、潜熱蓄熱媒体の温度変化によ
る体積変化が生じた場合においても、熱媒体貯留手段の
保有する内容積により、潜熱蓄熱媒体の体積変化を吸収
することができる。
る体積変化が生じた場合においても、熱媒体貯留手段の
保有する内容積により、潜熱蓄熱媒体の体積変化を吸収
することができる。
【００２４】また、潜熱蓄熱材料であるアルカン類材料
の密度は一般に水より小さいため、熱媒体貯留手段内部
において、アルカン類材料と水成分が分離した場合、熱
媒体貯留手段内の上部側に分布しやすくなるが、熱媒体
貯留手段の底部から内側上部へ所定長さの配管を突出さ
せることにより、水成分のみが流出することなく、潜熱
蓄熱材料であるアルカン類材料を含んだ潜熱蓄熱媒体と
して熱媒体循環手段へ流出させることが可能になる。
の密度は一般に水より小さいため、熱媒体貯留手段内部
において、アルカン類材料と水成分が分離した場合、熱
媒体貯留手段内の上部側に分布しやすくなるが、熱媒体
貯留手段の底部から内側上部へ所定長さの配管を突出さ
せることにより、水成分のみが流出することなく、潜熱
蓄熱材料であるアルカン類材料を含んだ潜熱蓄熱媒体と
して熱媒体循環手段へ流出させることが可能になる。
【００２５】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
記載の発明に加えて、潜熱蓄熱媒体を構成する潜熱蓄熱
材料の融点は第１所定温度より低く、かつ潜熱蓄熱材料
の融点と第１所定温度との差を略２０Ｋ以内としたこと
を特徴とするものである。
記載の発明に加えて、潜熱蓄熱媒体を構成する潜熱蓄熱
材料の融点は第１所定温度より低く、かつ潜熱蓄熱材料
の融点と第１所定温度との差を略２０Ｋ以内としたこと
を特徴とするものである。
【００２６】これにより、発熱体の発熱量が増加した場
合において、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料の融点
より低い時点で熱媒体循環手段を運転させることによ
り、潜熱蓄熱媒体の温度分布を均一にしておくことがで
きる。
合において、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料の融点
より低い時点で熱媒体循環手段を運転させることによ
り、潜熱蓄熱媒体の温度分布を均一にしておくことがで
きる。
【００２７】一方、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料
の融点より大幅に低い時点、例えば融点より略２０Ｋを
越える低い温度レベルでは発熱体にとって支障のない程
度であり、このような僅かな温度上昇においては発熱体
を冷却する必要はない。
の融点より大幅に低い時点、例えば融点より略２０Ｋを
越える低い温度レベルでは発熱体にとって支障のない程
度であり、このような僅かな温度上昇においては発熱体
を冷却する必要はない。
【００２８】従って、潜熱蓄熱材料の融点が、熱媒体循
環手段を運転開始させる第１所定温度より低く、かつ第
１所定温度との差を略２０Ｋ以内とすることにより、発
熱体の発熱量が増加して冷却の必要性が発生した場合の
みにおいて、熱媒体循環手段を運転させることにより、
省エネルギー化、及び熱媒体循環手段の長寿命化を図り
ながら発熱体の冷却を行うことができる。
環手段を運転開始させる第１所定温度より低く、かつ第
１所定温度との差を略２０Ｋ以内とすることにより、発
熱体の発熱量が増加して冷却の必要性が発生した場合の
みにおいて、熱媒体循環手段を運転させることにより、
省エネルギー化、及び熱媒体循環手段の長寿命化を図り
ながら発熱体の冷却を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明による冷却装置の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。
施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】（実施の形態１）図１に本発明の実施の形
態１による冷却装置の要部概略図を示すが、従来例と同
一構成部分については同一符号を付して詳細な説明を省
略する。尚、図１中の黒矢印は潜熱蓄熱媒体流動方向を
示し、白抜き矢印は空気の流動方向を示す。
態１による冷却装置の要部概略図を示すが、従来例と同
一構成部分については同一符号を付して詳細な説明を省
略する。尚、図１中の黒矢印は潜熱蓄熱媒体流動方向を
示し、白抜き矢印は空気の流動方向を示す。
【００３１】本実施の形態の冷却装置は図１に示すよう
に、熱媒体ポンプＰＭ、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１、放熱
用熱交換器ＨＥＸ２、及び貯留容器ＴＫで構成され、順
次、接続配管ＴＢにより連通されて閉回路を形成し、接
続配管ＴＢ内部では潜熱蓄熱媒体としてマイクロエマル
ジョンＭＥを流動させて循環回路が形成されている。
に、熱媒体ポンプＰＭ、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１、放熱
用熱交換器ＨＥＸ２、及び貯留容器ＴＫで構成され、順
次、接続配管ＴＢにより連通されて閉回路を形成し、接
続配管ＴＢ内部では潜熱蓄熱媒体としてマイクロエマル
ジョンＭＥを流動させて循環回路が形成されている。
【００３２】そして、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１は、演算
処理素子等の発熱体ＣＰＵの上面に対して熱的に接触し
ており、発熱体ＣＰＵからの発生熱を潜熱蓄熱媒体であ
るマイクロエマルジョンＭＥへ熱移動させ、放熱用熱交
換器ＨＥＸ２は発熱体ＣＰＵより吸熱して循環するマイ
クロエマルジョンＭＥの保有熱を空気中へ熱移動させる
もので、放熱用熱交換器ＨＥＸ２近傍には空気Ａｉｒへ
の放熱を促進するための送風ファンＦＮが設置されてい
る。
処理素子等の発熱体ＣＰＵの上面に対して熱的に接触し
ており、発熱体ＣＰＵからの発生熱を潜熱蓄熱媒体であ
るマイクロエマルジョンＭＥへ熱移動させ、放熱用熱交
換器ＨＥＸ２は発熱体ＣＰＵより吸熱して循環するマイ
クロエマルジョンＭＥの保有熱を空気中へ熱移動させる
もので、放熱用熱交換器ＨＥＸ２近傍には空気Ａｉｒへ
の放熱を促進するための送風ファンＦＮが設置されてい
る。
【００３３】また、貯留容器ＴＫは、放熱用熱交換器Ｈ
ＥＸ１と吸熱用熱交換器ＨＥＸ２とを連通する配管中に
設置され、貯留容器ＴＫの上部に放熱用熱交換器ＨＥＸ
１からの入口配管ＴＢ１を設置し、底部において内側上
部へ所定長さＬだけ出口配管ＴＢ２を突出させている。
ＥＸ１と吸熱用熱交換器ＨＥＸ２とを連通する配管中に
設置され、貯留容器ＴＫの上部に放熱用熱交換器ＨＥＸ
１からの入口配管ＴＢ１を設置し、底部において内側上
部へ所定長さＬだけ出口配管ＴＢ２を突出させている。
【００３４】また、潜熱蓄熱媒体であるマイクロエマル
ジョンＭＥとしては、水の中に、蓄熱材料としてアルカ
ン類材料、例えばオクタコサン（Ｃ↓２↓８Ｈ↓５↓
８，融点；６１．５℃）を滴状に微細化して分散して作
成したものが使用可能である。
ジョンＭＥとしては、水の中に、蓄熱材料としてアルカ
ン類材料、例えばオクタコサン（Ｃ↓２↓８Ｈ↓５↓
８，融点；６１．５℃）を滴状に微細化して分散して作
成したものが使用可能である。
【００３５】更に、発熱体ＣＰＵの温度を検出する第１
温度検出手段Ｔｈ１を発熱体ＣＰＵ側面に熱的に接触さ
せて設置され、第１温度検出手段Ｔｈ１より得られる温
度信号を処理する温度信号処理手段Ｔｈｃａｌと、送風
ファンＦＮの運転／停止を行う送風ファン制御装置ＦＮ
ｃｎｔと、熱媒体ポンプＰＭの運転／停止を行う熱媒体
ポンプ制御装置ＰＭｃｎｔとからなり、第１温度検出手
段Ｔｈ１による検出温度Ｔｃの大小に応じて送風ファン
ＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭ、各々の運転／停止を制御
する第１制御装置Ｃｎｔ１を備えている。
温度検出手段Ｔｈ１を発熱体ＣＰＵ側面に熱的に接触さ
せて設置され、第１温度検出手段Ｔｈ１より得られる温
度信号を処理する温度信号処理手段Ｔｈｃａｌと、送風
ファンＦＮの運転／停止を行う送風ファン制御装置ＦＮ
ｃｎｔと、熱媒体ポンプＰＭの運転／停止を行う熱媒体
ポンプ制御装置ＰＭｃｎｔとからなり、第１温度検出手
段Ｔｈ１による検出温度Ｔｃの大小に応じて送風ファン
ＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭ、各々の運転／停止を制御
する第１制御装置Ｃｎｔ１を備えている。
【００３６】そして、第１温度検出手段Ｔｈ１より発熱
体ＣＰＵの表面温度Ｔｃを検出し、潜熱蓄熱媒体マイク
ロエマルジョンＭＥの潜熱蓄熱材料であるオクタコサン
の融点Ｔｍが６１．５℃であることより、第１設定温度
Ｔｓ１＝８０℃とし、即ち潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍは第
１設定温度Ｔｓ１より低く、かつ潜熱蓄熱材料の融点Ｔ
ｍと第１設定温度Ｔｓ１との差は２０Ｋ以内としてい
る。
体ＣＰＵの表面温度Ｔｃを検出し、潜熱蓄熱媒体マイク
ロエマルジョンＭＥの潜熱蓄熱材料であるオクタコサン
の融点Ｔｍが６１．５℃であることより、第１設定温度
Ｔｓ１＝８０℃とし、即ち潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍは第
１設定温度Ｔｓ１より低く、かつ潜熱蓄熱材料の融点Ｔ
ｍと第１設定温度Ｔｓ１との差は２０Ｋ以内としてい
る。
【００３７】以上のように構成された実施の形態１によ
る冷却装置の動作内容について図２に示すフローチャー
トを用いて説明する。
る冷却装置の動作内容について図２に示すフローチャー
トを用いて説明する。
【００３８】まず、ある電子機器において発熱体ＣＰＵ
の冷却装置が運転開始された後、ｓｔｅｐ１にて温度検
出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上となるまで繰り返しにより
待機し、温度検出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上になった時
点でｓｔｅｐ２において発熱体ＣＰＵの表面温度Ｔｃを
検出する。
の冷却装置が運転開始された後、ｓｔｅｐ１にて温度検
出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上となるまで繰り返しにより
待機し、温度検出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上になった時
点でｓｔｅｐ２において発熱体ＣＰＵの表面温度Ｔｃを
検出する。
【００３９】そして、ｓｔｅｐ３において発熱体ＣＰＵ
の表面温度Ｔｃと第１設定温度Ｔｓ１とを比較し、Ｔｃ
＜Ｔｓ１の場合はｓｔｅｐ４に移行して、熱媒体ポンプ
ＰＭ：停止（ＯＦＦ）、送風ファンＦＮ：停止（ＯＦ
Ｆ）としてｓｔｅｐ１へ戻り、逆にＴｃ≧Ｔｓ１の場合
はｓｔｅｐ５に移行する。
の表面温度Ｔｃと第１設定温度Ｔｓ１とを比較し、Ｔｃ
＜Ｔｓ１の場合はｓｔｅｐ４に移行して、熱媒体ポンプ
ＰＭ：停止（ＯＦＦ）、送風ファンＦＮ：停止（ＯＦ
Ｆ）としてｓｔｅｐ１へ戻り、逆にＴｃ≧Ｔｓ１の場合
はｓｔｅｐ５に移行する。
【００４０】ｓｔｅｐ５において、発熱体ＣＰＵの表面
温度Ｔｃと上限温度Ｔｓ０（例えば、Ｔｓ０＝９０℃）
とを比較し、Ｔｃ＜Ｔｓ０の場合はｓｔｅｐ６に移行し
て、熱媒体ポンプＰＭ：運転（ＯＮ）、送風ファンＦ
Ｎ：運転（ＯＮ）としてｓｔｅｐ１へ戻り、逆にＴｃ≧
Ｔｓ０の場合は、運転継続は危険と判断し、ｓｔｅｐ７
に移行して発熱体ＣＰＵを保護するべく電子機器の運転
を停止する。
温度Ｔｃと上限温度Ｔｓ０（例えば、Ｔｓ０＝９０℃）
とを比較し、Ｔｃ＜Ｔｓ０の場合はｓｔｅｐ６に移行し
て、熱媒体ポンプＰＭ：運転（ＯＮ）、送風ファンＦ
Ｎ：運転（ＯＮ）としてｓｔｅｐ１へ戻り、逆にＴｃ≧
Ｔｓ０の場合は、運転継続は危険と判断し、ｓｔｅｐ７
に移行して発熱体ＣＰＵを保護するべく電子機器の運転
を停止する。
【００４１】以上の制御において、まず、発熱体ＣＰＵ
による発熱の伴う電子機器等の冷却装置運転中におい
て、発熱体ＣＰＵの検出温度Ｔｃが第１設定温度Ｔｓ１
より低い場合は、冷却の必要がないと判断し、送風ファ
ンＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭを動作させない。
による発熱の伴う電子機器等の冷却装置運転中におい
て、発熱体ＣＰＵの検出温度Ｔｃが第１設定温度Ｔｓ１
より低い場合は、冷却の必要がないと判断し、送風ファ
ンＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭを動作させない。
【００４２】この時、発熱体ＣＰＵの発熱は吸熱用熱交
換器ＨＥＸ１により潜熱蓄熱媒体であるマイクロエマル
ジョンＭＥへ吸熱され、冷却装置の内部全体に充填され
ているマイクロエマルジョンＭＥの温度がその融点Ｔｍ
以下の場合、マイクロエマルジョンＭＥは固相の状態で
温度上昇していき、潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍに達する
と、温度一定のまま固相から液相へと相変化が生じて潜
熱蓄熱材料の保有量に応じた潜熱量がマイクロエマルジ
ョンＭＥに蓄熱される。
換器ＨＥＸ１により潜熱蓄熱媒体であるマイクロエマル
ジョンＭＥへ吸熱され、冷却装置の内部全体に充填され
ているマイクロエマルジョンＭＥの温度がその融点Ｔｍ
以下の場合、マイクロエマルジョンＭＥは固相の状態で
温度上昇していき、潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍに達する
と、温度一定のまま固相から液相へと相変化が生じて潜
熱蓄熱材料の保有量に応じた潜熱量がマイクロエマルジ
ョンＭＥに蓄熱される。
【００４３】即ち、発熱体ＣＰＵの発熱量がマイクロエ
マルジョンＭＥの有する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒
体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転することな
く、発熱体ＣＰＵの発熱処理を行うことができ、省エネ
ルギー化に寄与できる。
マルジョンＭＥの有する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒
体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転することな
く、発熱体ＣＰＵの発熱処理を行うことができ、省エネ
ルギー化に寄与できる。
【００４４】次に、発熱体ＣＰＵの発熱量が増加してマ
イクロエマルジョンＭＥの潜熱蓄熱材料が完全に液相へ
と変化し、その後、液相の状態で第１設定温度Ｔｓ１以
上に達した時点で熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦ
Ｎの運転を開始する。
イクロエマルジョンＭＥの潜熱蓄熱材料が完全に液相へ
と変化し、その後、液相の状態で第１設定温度Ｔｓ１以
上に達した時点で熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦ
Ｎの運転を開始する。
【００４５】これにより、マイクロエマルジョンＭＥが
吸熱熱交換器ＨＥＸ１と放熱用熱交換器ＨＥＸ２との間
を循環し、吸熱熱交換器ＨＥＸ１で吸熱した熱を放熱用
熱交換器ＨＥＸ２において管内／管外側強制対流熱伝達
によりマイクロエマルジョンＭＥから空気中へ放熱され
る。その結果、発熱体ＣＰＵからの発熱量増大に対し
て、発熱体ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。
吸熱熱交換器ＨＥＸ１と放熱用熱交換器ＨＥＸ２との間
を循環し、吸熱熱交換器ＨＥＸ１で吸熱した熱を放熱用
熱交換器ＨＥＸ２において管内／管外側強制対流熱伝達
によりマイクロエマルジョンＭＥから空気中へ放熱され
る。その結果、発熱体ＣＰＵからの発熱量増大に対し
て、発熱体ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。
【００４６】また、潜熱蓄熱媒体であるマイクロエマル
ジョンＭＥとしては、水の中に、蓄熱材料としてアルカ
ン類材料であるオクタコサンを滴状に微細化して分散し
て作成したものを使用することにより、熱媒体として安
定な特性を有し、熱容量が増加するという利点を確保し
ながら、かつ水成分も有していることより熱輸送性も確
保でき、その結果、熱媒体ポンプＰＭによる潜熱搬送が
可能となる。
ジョンＭＥとしては、水の中に、蓄熱材料としてアルカ
ン類材料であるオクタコサンを滴状に微細化して分散し
て作成したものを使用することにより、熱媒体として安
定な特性を有し、熱容量が増加するという利点を確保し
ながら、かつ水成分も有していることより熱輸送性も確
保でき、その結果、熱媒体ポンプＰＭによる潜熱搬送が
可能となる。
【００４７】そして、水成分を連続相とし、潜熱蓄熱材
料を分散相とすることにより、発熱体ＣＰＵの温度が低
く、マイクロエマルジョンＭＥの温度が潜熱蓄熱材料の
融点Ｔｍよりも低い場合においても、潜熱蓄熱材料オク
タコサンのみが固相となり、０℃以上である限り、水成
分が固相となることがない。
料を分散相とすることにより、発熱体ＣＰＵの温度が低
く、マイクロエマルジョンＭＥの温度が潜熱蓄熱材料の
融点Ｔｍよりも低い場合においても、潜熱蓄熱材料オク
タコサンのみが固相となり、０℃以上である限り、水成
分が固相となることがない。
【００４８】従って、潜熱蓄熱媒体マイクロエマルジョ
ンＭＥの温度が潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍよりも低い場合
においても、マイクロエマルジョンＭＥとしての流動性
は確保できるために、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１、放熱用
熱交換器ＨＥＸ２、熱媒体ポンプＰＭ、及びそれぞれを
連通する配管内部ＴＢにおいて自然対流による熱移動が
可能となる。
ンＭＥの温度が潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍよりも低い場合
においても、マイクロエマルジョンＭＥとしての流動性
は確保できるために、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１、放熱用
熱交換器ＨＥＸ２、熱媒体ポンプＰＭ、及びそれぞれを
連通する配管内部ＴＢにおいて自然対流による熱移動が
可能となる。
【００４９】更に、貯留容器ＴＫを設置することによ
り、潜熱蓄熱媒体マイクロエマルジョンＭＥの温度変化
による体積変化が生じた場合においても、貯留容器ＴＫ
の内容積により、潜熱蓄熱媒体マイクロエマルジョンＭ
Ｅの体積変化を吸収することができる。
り、潜熱蓄熱媒体マイクロエマルジョンＭＥの温度変化
による体積変化が生じた場合においても、貯留容器ＴＫ
の内容積により、潜熱蓄熱媒体マイクロエマルジョンＭ
Ｅの体積変化を吸収することができる。
【００５０】かつ、潜熱蓄熱材料であるアルカン類材料
の密度は一般に水より小さいため、貯留容器ＴＫ内部に
おいて、アルカン類材料と水成分ＷＴが分離した場合、
貯留容器ＴＫ内の上部側にアルカン類材料が分布しやす
くなるが、貯留容器ＴＫの底部から内側上部へ所定長さ
Ｌの接続配管ＴＢ２を突出させることにより、水成分Ｗ
Ｔのみが流出することなく、潜熱蓄熱材料であるアルカ
ン類材料を均一に含んだマイクロエマルジョンＭＥとし
て熱媒体ポンプＰＭへ流出させることが可能になる。
の密度は一般に水より小さいため、貯留容器ＴＫ内部に
おいて、アルカン類材料と水成分ＷＴが分離した場合、
貯留容器ＴＫ内の上部側にアルカン類材料が分布しやす
くなるが、貯留容器ＴＫの底部から内側上部へ所定長さ
Ｌの接続配管ＴＢ２を突出させることにより、水成分Ｗ
Ｔのみが流出することなく、潜熱蓄熱材料であるアルカ
ン類材料を均一に含んだマイクロエマルジョンＭＥとし
て熱媒体ポンプＰＭへ流出させることが可能になる。
【００５１】以上のように、実施の形態１の冷却装置
は、電子機器等の運転に際して、発熱体ＣＰＵの冷却に
必要なエネルギーを最小限に抑制しながら、発熱体ＣＰ
Ｕの温度上昇に対して冷却が必要な場合には潜熱蓄熱媒
体、及び空気Ａｉｒの強制対流により放熱され、かつ発
熱体ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。
は、電子機器等の運転に際して、発熱体ＣＰＵの冷却に
必要なエネルギーを最小限に抑制しながら、発熱体ＣＰ
Ｕの温度上昇に対して冷却が必要な場合には潜熱蓄熱媒
体、及び空気Ａｉｒの強制対流により放熱され、かつ発
熱体ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。
【００５２】また、熱媒体としてマイクロエマルジョン
ＭＥを利用することより安定な特性を有し、熱容量が増
加するという利点を確保しながら、かつ水成分も有して
いることより流動性、及び熱輸送性も確保することが可
能となる。
ＭＥを利用することより安定な特性を有し、熱容量が増
加するという利点を確保しながら、かつ水成分も有して
いることより流動性、及び熱輸送性も確保することが可
能となる。
【００５３】更に、貯留容器ＴＫを設置することによ
り、潜熱蓄熱媒体の温度変化による体積変化が生じた場
合においても、貯留容器ＴＫの内容積により、潜熱蓄熱
媒体の体積変化を吸収し、かつ水成分と潜熱蓄熱材料と
の混合比率が均一な状態で循環させることが可能にな
る。
り、潜熱蓄熱媒体の温度変化による体積変化が生じた場
合においても、貯留容器ＴＫの内容積により、潜熱蓄熱
媒体の体積変化を吸収し、かつ水成分と潜熱蓄熱材料と
の混合比率が均一な状態で循環させることが可能にな
る。
【００５４】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について図面を参照しながら説明するが、実施の形
態１と同一構成部分については同一符号を付して詳細な
説明を省略する。
態２について図面を参照しながら説明するが、実施の形
態１と同一構成部分については同一符号を付して詳細な
説明を省略する。
【００５５】図３は、本発明の実施の形態２による冷却
装置内部の要部概略図を示す。
装置内部の要部概略図を示す。
【００５６】本発明の実施の形態２は、構成面では実施
の形態１で示した潜熱蓄熱媒体が水／オクタコサン系の
マイクロエマルジョンＭＥであるに替わって、水とアル
カン類材料をメラミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカ
プセル化したマイクロカプセルとの混合溶液ＭＣとす
る。
の形態１で示した潜熱蓄熱媒体が水／オクタコサン系の
マイクロエマルジョンＭＥであるに替わって、水とアル
カン類材料をメラミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカ
プセル化したマイクロカプセルとの混合溶液ＭＣとす
る。
【００５７】更に、本発明の実施の形態２は、実施の形
態１で示した構成に加えて、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１の
出口配管付近に熱的に接触して吸熱用熱交換器ＨＥＸ１
の温度Ｔｐを検出する第２温度検出手段Ｔｈ２を吸熱用
熱交換器ＨＥＸ１の出口配管に設置し、かつ第１制御装
置Ｃｎｔ１に替わって、第１温度検出手段Ｔｈ１による
検出温度Ｔｃが第１設定温度Ｔｓ１以上に達した時点で
熱媒体ポンプＰＭの運転を開始し、さらに第２温度検出
手段Ｔｈ２による検出温度Ｔｐが第２設定温度Ｔｓ２以
上に達した時点で送風ファンＦＮの運転を開始するとい
う第２制御装置Ｃｎｔ２を備えている点が異なる。
態１で示した構成に加えて、吸熱用熱交換器ＨＥＸ１の
出口配管付近に熱的に接触して吸熱用熱交換器ＨＥＸ１
の温度Ｔｐを検出する第２温度検出手段Ｔｈ２を吸熱用
熱交換器ＨＥＸ１の出口配管に設置し、かつ第１制御装
置Ｃｎｔ１に替わって、第１温度検出手段Ｔｈ１による
検出温度Ｔｃが第１設定温度Ｔｓ１以上に達した時点で
熱媒体ポンプＰＭの運転を開始し、さらに第２温度検出
手段Ｔｈ２による検出温度Ｔｐが第２設定温度Ｔｓ２以
上に達した時点で送風ファンＦＮの運転を開始するとい
う第２制御装置Ｃｎｔ２を備えている点が異なる。
【００５８】ここで、第１温度検出手段Ｔｈ１より発熱
体ＣＰＵの表面温度Ｔｃを検出し、潜熱蓄熱媒体である
水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの潜熱蓄熱材料であ
るオクタコサンの融点Ｔｍが６１．５℃であることよ
り、第１設定温度Ｔｓ１＝７０℃、第２設定温度Ｔｓ２
＝８０℃とし、即ち潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍは第１設定
温度Ｔｓ１より低く、かつ潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍと第
１設定温度Ｔｓ１との差は２０Ｋ以内としている。
体ＣＰＵの表面温度Ｔｃを検出し、潜熱蓄熱媒体である
水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの潜熱蓄熱材料であ
るオクタコサンの融点Ｔｍが６１．５℃であることよ
り、第１設定温度Ｔｓ１＝７０℃、第２設定温度Ｔｓ２
＝８０℃とし、即ち潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍは第１設定
温度Ｔｓ１より低く、かつ潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍと第
１設定温度Ｔｓ１との差は２０Ｋ以内としている。
【００５９】以上のように構成された実施の形態２によ
る冷却装置の動作内容について図４に示すフローチャー
トを用いて説明する。
る冷却装置の動作内容について図４に示すフローチャー
トを用いて説明する。
【００６０】まず、ある電子機器において発熱体ＣＰＵ
の冷却装置が運転開始された後、ｓｔｅｐ１１にて温度
検出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上となるまで繰り返しによ
り待機し、温度検出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上になった
時点でｓｔｅｐ１２において発熱体ＣＰＵの表面温度Ｔ
ｃ、及び吸熱用熱交換器ＨＥＸ１の温度Ｔｐを検出す
る。
の冷却装置が運転開始された後、ｓｔｅｐ１１にて温度
検出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上となるまで繰り返しによ
り待機し、温度検出時間間隔ＩＮＴがΔτ以上になった
時点でｓｔｅｐ１２において発熱体ＣＰＵの表面温度Ｔ
ｃ、及び吸熱用熱交換器ＨＥＸ１の温度Ｔｐを検出す
る。
【００６１】そして、ｓｔｅｐ１３において発熱体ＣＰ
Ｕの表面温度Ｔｃと第１設定温度Ｔｓ１（＝７０℃）と
を比較し、Ｔｃ＜Ｔｓ１の場合はｓｔｅｐ１４に移行し
て、熱媒体ポンプＰＭ：停止（ＯＦＦ）、送風ファンＦ
Ｎ：停止（ＯＦＦ）としてｓｔｅｐ１１へ戻り、逆にＴ
ｃ≧Ｔｓ１の場合はｓｔｅｐ１５に移行して、熱媒体ポ
ンプＰＭのみ：運転（ＯＮ）、送風ファンＦＮ：停止
（ＯＦＦ）のままとする。
Ｕの表面温度Ｔｃと第１設定温度Ｔｓ１（＝７０℃）と
を比較し、Ｔｃ＜Ｔｓ１の場合はｓｔｅｐ１４に移行し
て、熱媒体ポンプＰＭ：停止（ＯＦＦ）、送風ファンＦ
Ｎ：停止（ＯＦＦ）としてｓｔｅｐ１１へ戻り、逆にＴ
ｃ≧Ｔｓ１の場合はｓｔｅｐ１５に移行して、熱媒体ポ
ンプＰＭのみ：運転（ＯＮ）、送風ファンＦＮ：停止
（ＯＦＦ）のままとする。
【００６２】次に、ｓｔｅｐ１６において吸熱用熱交換
器ＨＥＸ１の温度Ｔｐと第２設定温度Ｔｓ２（＝８０
℃）とを比較し、Ｔｐ＜Ｔｓ２の場合は動作としては現
状維持しながら、ｓｔｅｐ１１へ戻り、逆にＴｐ≧Ｔｓ
２の場合はｓｔｅｐ１７に移行して、熱媒体ポンプＰ
Ｍ：運転（ＯＮ）、送風ファンＦＮ：運転（ＯＮ）とす
る。
器ＨＥＸ１の温度Ｔｐと第２設定温度Ｔｓ２（＝８０
℃）とを比較し、Ｔｐ＜Ｔｓ２の場合は動作としては現
状維持しながら、ｓｔｅｐ１１へ戻り、逆にＴｐ≧Ｔｓ
２の場合はｓｔｅｐ１７に移行して、熱媒体ポンプＰ
Ｍ：運転（ＯＮ）、送風ファンＦＮ：運転（ＯＮ）とす
る。
【００６３】そして、ｓｔｅｐ１８において、発熱体Ｃ
ＰＵの表面温度Ｔｃと上限温度Ｔｓ０（例えば、Ｔｓ０
＝９０℃）とを比較し、Ｔｃ＜Ｔｓ０の場合は動作とし
ては現状維持しながら、ｓｔｅｐ１１へ戻り、逆にＴｃ
≧Ｔｓ０の場合は、運転継続は危険と判断し、ｓｔｅｐ
１９に移行して発熱体ＣＰＵを保護するべく電子機器の
運転を停止する。
ＰＵの表面温度Ｔｃと上限温度Ｔｓ０（例えば、Ｔｓ０
＝９０℃）とを比較し、Ｔｃ＜Ｔｓ０の場合は動作とし
ては現状維持しながら、ｓｔｅｐ１１へ戻り、逆にＴｃ
≧Ｔｓ０の場合は、運転継続は危険と判断し、ｓｔｅｐ
１９に移行して発熱体ＣＰＵを保護するべく電子機器の
運転を停止する。
【００６４】以上の制御において、まず、発熱体ＣＰＵ
による発熱の伴う電子機器等の冷却装置運転中におい
て、発熱体ＣＰＵの検出温度Ｔｃが第１設定温度Ｔｓ１
より低い場合は、冷却の必要がないと判断し、送風ファ
ンＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭを動作させることがな
い。
による発熱の伴う電子機器等の冷却装置運転中におい
て、発熱体ＣＰＵの検出温度Ｔｃが第１設定温度Ｔｓ１
より低い場合は、冷却の必要がないと判断し、送風ファ
ンＦＮ、及び熱媒体ポンプＰＭを動作させることがな
い。
【００６５】この時、発熱体ＣＰＵの発熱は吸熱用熱交
換器ＨＥＸ１により潜熱蓄熱媒体である水／マイクロカ
プセル混合溶液ＭＣへ吸熱され、冷却装置の内部全体に
充填されている水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの温
度が潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍ以下の場合、水／マイクロ
カプセル混合溶液ＭＣは固相の状態で温度上昇してい
き、潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍに達すると、温度一定のま
ま固相から液相へと相変化が生じて潜熱蓄熱材料の保有
量に応じた潜熱量が水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣ
に蓄熱される。
換器ＨＥＸ１により潜熱蓄熱媒体である水／マイクロカ
プセル混合溶液ＭＣへ吸熱され、冷却装置の内部全体に
充填されている水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの温
度が潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍ以下の場合、水／マイクロ
カプセル混合溶液ＭＣは固相の状態で温度上昇してい
き、潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍに達すると、温度一定のま
ま固相から液相へと相変化が生じて潜熱蓄熱材料の保有
量に応じた潜熱量が水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣ
に蓄熱される。
【００６６】即ち、発熱体ＣＰＵの発熱量が水／マイク
ロカプセル混合溶液ＭＣの有する最大蓄熱量以下の場合
は、熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転する
ことなく、発熱体ＣＰＵの発熱処理を行うことができ、
省エネルギー化に寄与できる。
ロカプセル混合溶液ＭＣの有する最大蓄熱量以下の場合
は、熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファンＦＮを運転する
ことなく、発熱体ＣＰＵの発熱処理を行うことができ、
省エネルギー化に寄与できる。
【００６７】次に、発熱体ＣＰＵの発熱量が増加して水
／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの潜熱蓄熱材料が完全
に液相へと変化し、その後、液相の状態で第１設定温度
Ｔｓ１以上に達した時点で、まず熱媒体ポンプＰＭのみ
の運転を開始し、送風ファンＦＮは停止のままとする。
／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの潜熱蓄熱材料が完全
に液相へと変化し、その後、液相の状態で第１設定温度
Ｔｓ１以上に達した時点で、まず熱媒体ポンプＰＭのみ
の運転を開始し、送風ファンＦＮは停止のままとする。
【００６８】これにより、送風ファンＦＮを運転するこ
となく、熱媒体ポンプＰＭのみの運転により冷却装置内
部の全ての水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣがほぼ均
一な温度分布となり、最小電力にて潜熱蓄熱媒体の保有
し得る熱容量を有効に利用することができる。
となく、熱媒体ポンプＰＭのみの運転により冷却装置内
部の全ての水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣがほぼ均
一な温度分布となり、最小電力にて潜熱蓄熱媒体の保有
し得る熱容量を有効に利用することができる。
【００６９】更に、発熱体ＣＰＵの発熱量が増加して吸
熱用熱交換器ＨＥＸ１の温度Ｔｐが第２設定温度Ｔｓ２
以上に達した時点で送風ファンＦＮの運転を開始するこ
とにより、水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣが吸熱熱
交換器ＨＥＸ１と放熱用熱交換器ＨＥＸ２との間を循環
し、吸熱熱交換器ＨＥＸ１で吸熱した熱を放熱用熱交換
器ＨＥＸ２において管内／管外側強制対流熱伝達により
水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣから空気中へ放熱さ
れる。その結果、発熱体ＣＰＵからの発熱量増大に対し
て放熱用熱交換器ＨＥＸ２からの放熱量を増大させるこ
とにより、発熱体ＣＰＵの温度上昇を抑制することがで
きる。
熱用熱交換器ＨＥＸ１の温度Ｔｐが第２設定温度Ｔｓ２
以上に達した時点で送風ファンＦＮの運転を開始するこ
とにより、水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣが吸熱熱
交換器ＨＥＸ１と放熱用熱交換器ＨＥＸ２との間を循環
し、吸熱熱交換器ＨＥＸ１で吸熱した熱を放熱用熱交換
器ＨＥＸ２において管内／管外側強制対流熱伝達により
水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣから空気中へ放熱さ
れる。その結果、発熱体ＣＰＵからの発熱量増大に対し
て放熱用熱交換器ＨＥＸ２からの放熱量を増大させるこ
とにより、発熱体ＣＰＵの温度上昇を抑制することがで
きる。
【００７０】以上より、発熱体ＣＰＵからの発熱量増大
に対して、発熱体ＣＰＵの温度が比較的低い場合はでき
るだけ省電力にて発熱処理を行い、発熱体ＣＰＵの温度
が比較的高い場合のみ、熱媒体ポンプＰＭ、及び送風フ
ァンＦＮを運転することにより、発熱体ＣＰＵの温度レ
ベルに応じた省エネルギー運転、かつ熱媒体ポンプＰ
Ｍ、及び送風ファンＦＮの長寿命化を実現できる。
に対して、発熱体ＣＰＵの温度が比較的低い場合はでき
るだけ省電力にて発熱処理を行い、発熱体ＣＰＵの温度
が比較的高い場合のみ、熱媒体ポンプＰＭ、及び送風フ
ァンＦＮを運転することにより、発熱体ＣＰＵの温度レ
ベルに応じた省エネルギー運転、かつ熱媒体ポンプＰ
Ｍ、及び送風ファンＦＮの長寿命化を実現できる。
【００７１】また、潜熱蓄熱媒体である水／マイクロカ
プセル混合溶液ＭＣは、水と、蓄熱材料であるアルカン
類材料をメラミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカプセ
ル化したマイクロカプセルとの混合溶液であることによ
り、熱媒体として安定な特性を有し、熱容量が増加する
という利点を確保しながら、かつ水成分も有しているこ
とより熱輸送性も確保でき、その結果、熱媒体ポンプＰ
Ｍによる潜熱搬送が可能となる。
プセル混合溶液ＭＣは、水と、蓄熱材料であるアルカン
類材料をメラミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカプセ
ル化したマイクロカプセルとの混合溶液であることによ
り、熱媒体として安定な特性を有し、熱容量が増加する
という利点を確保しながら、かつ水成分も有しているこ
とより熱輸送性も確保でき、その結果、熱媒体ポンプＰ
Ｍによる潜熱搬送が可能となる。
【００７２】なお、水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣ
の場合、潜熱蓄熱材料であるアルカン類材料が直接、水
と接触することがないため、実施の形態２で示したマイ
クロエマルジョンの場合と比較して圧力損失が低くなる
という利点がある。
の場合、潜熱蓄熱材料であるアルカン類材料が直接、水
と接触することがないため、実施の形態２で示したマイ
クロエマルジョンの場合と比較して圧力損失が低くなる
という利点がある。
【００７３】そして、水成分を連続相とし、潜熱蓄熱材
料を分散相とすることにより、発熱体ＣＰＵの温度が低
く、水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの温度が潜熱蓄
熱材料の融点Ｔｍよりも低い場合においても、潜熱蓄熱
材料オクタコサンのみが固相となり、０℃以上である限
り、水成分が固相となることがない。
料を分散相とすることにより、発熱体ＣＰＵの温度が低
く、水／マイクロカプセル混合溶液ＭＣの温度が潜熱蓄
熱材料の融点Ｔｍよりも低い場合においても、潜熱蓄熱
材料オクタコサンのみが固相となり、０℃以上である限
り、水成分が固相となることがない。
【００７４】従って、潜熱蓄熱媒体である水／マイクロ
カプセル混合溶液ＭＣの温度が潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍ
よりも低い場合においても、水／マイクロカプセル混合
溶液ＭＣとしての流動性は確保できるために、吸熱用熱
交換器ＨＥＸ１、放熱用熱交換器ＨＥＸ２、熱媒体ポン
プＰＭ、及びそれぞれを連通する配管内部ＴＢにおいて
自然対流による熱移動が可能となる。
カプセル混合溶液ＭＣの温度が潜熱蓄熱材料の融点Ｔｍ
よりも低い場合においても、水／マイクロカプセル混合
溶液ＭＣとしての流動性は確保できるために、吸熱用熱
交換器ＨＥＸ１、放熱用熱交換器ＨＥＸ２、熱媒体ポン
プＰＭ、及びそれぞれを連通する配管内部ＴＢにおいて
自然対流による熱移動が可能となる。
【００７５】更に、貯留容器ＴＫを設置することによ
り、潜熱蓄熱媒体である水／マイクロカプセル混合溶液
ＭＣの温度変化による体積変化が生じた場合において
も、貯留容器ＴＫの内容積により、水／マイクロカプセ
ル混合溶液ＭＣの体積変化を吸収することができる。
り、潜熱蓄熱媒体である水／マイクロカプセル混合溶液
ＭＣの温度変化による体積変化が生じた場合において
も、貯留容器ＴＫの内容積により、水／マイクロカプセ
ル混合溶液ＭＣの体積変化を吸収することができる。
【００７６】かつ、潜熱蓄熱材料であるアルカン類材料
の密度は一般に水より小さいため、貯留容器ＴＫ内部に
おいて、アルカン類材料と水成分ＷＴが分離した場合、
貯留容器ＴＫ内の上部側にアルカン類材料が分布しやす
くなるが、貯留容器ＴＫの底部から内側上部へ所定長さ
Ｌの接続配管ＴＢ２を突出させることにより、水成分Ｗ
Ｔのみが流出することなく、潜熱蓄熱材料であるアルカ
ン類材料を均一に含んだ水／マイクロカプセル混合溶液
ＭＣとして熱媒体ポンプＰＭへ流出させることが可能に
なる。
の密度は一般に水より小さいため、貯留容器ＴＫ内部に
おいて、アルカン類材料と水成分ＷＴが分離した場合、
貯留容器ＴＫ内の上部側にアルカン類材料が分布しやす
くなるが、貯留容器ＴＫの底部から内側上部へ所定長さ
Ｌの接続配管ＴＢ２を突出させることにより、水成分Ｗ
Ｔのみが流出することなく、潜熱蓄熱材料であるアルカ
ン類材料を均一に含んだ水／マイクロカプセル混合溶液
ＭＣとして熱媒体ポンプＰＭへ流出させることが可能に
なる。
【００７７】以上のように、実施の形態２の冷却装置
は、電子機器等の運転に際して、発熱体ＣＰＵの冷却に
必要なエネルギーを最小限に抑制しながら、発熱体ＣＰ
Ｕの温度上昇に対して熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファ
ンＦＮを順次、運転開始することにより、発熱体ＣＰＵ
の冷却が必要な場合には、潜熱蓄熱媒体の強制循環、及
び空気Ａｉｒの強制対流により放熱量増大が図れ、発熱
体ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。
は、電子機器等の運転に際して、発熱体ＣＰＵの冷却に
必要なエネルギーを最小限に抑制しながら、発熱体ＣＰ
Ｕの温度上昇に対して熱媒体ポンプＰＭ、及び送風ファ
ンＦＮを順次、運転開始することにより、発熱体ＣＰＵ
の冷却が必要な場合には、潜熱蓄熱媒体の強制循環、及
び空気Ａｉｒの強制対流により放熱量増大が図れ、発熱
体ＣＰＵの温度上昇を抑制することができる。
【００７８】また、熱媒体として水／マイクロカプセル
混合溶液ＭＣを利用することより熱容量が増加するとい
う利点を確保しながら、かつ水成分も有していることよ
り流動性、及び熱輸送性も確保することが可能となる。
混合溶液ＭＣを利用することより熱容量が増加するとい
う利点を確保しながら、かつ水成分も有していることよ
り流動性、及び熱輸送性も確保することが可能となる。
【００７９】更に、貯留容器ＴＫを設置することによ
り、潜熱蓄熱媒体の温度変化による体積変化が生じた場
合においても、貯留容器ＴＫの内容積により、潜熱蓄熱
媒体の体積変化を吸収し、かつ水成分と潜熱蓄熱材料と
の混合比率が均一な状態で循環させることが可能にな
る。
り、潜熱蓄熱媒体の温度変化による体積変化が生じた場
合においても、貯留容器ＴＫの内容積により、潜熱蓄熱
媒体の体積変化を吸収し、かつ水成分と潜熱蓄熱材料と
の混合比率が均一な状態で循環させることが可能にな
る。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、潜熱蓄熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、発
熱体に対して熱的に接触して、発熱体の発生熱を潜熱蓄
熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段と、吸熱用熱交
換手段を介して発熱体より吸熱した潜熱蓄熱媒体の熱を
空気中へ熱移動させる放熱用熱交換手段と、放熱用熱交
換手段の近傍に設置した送風手段とが設置され、熱媒体
循環手段、吸熱用熱交換手段、及び放熱用熱交換手段は
順次連通されて閉回路を形成して内部を潜熱蓄熱媒体が
循環し、また、発熱体の温度を検出する第１温度検出手
段と、検出した温度信号を処理する温度信号処理手段
と、送風手段の運転／停止を行う送風手段制御装置と、
熱媒体搬送手段の運転／停止を行う熱媒体搬送手段制御
装置と、第１温度検出手段により検出した温度が第１所
定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び送風手
段の運転を開始する第１制御装置より構成されているも
のである。
明は、潜熱蓄熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、発
熱体に対して熱的に接触して、発熱体の発生熱を潜熱蓄
熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段と、吸熱用熱交
換手段を介して発熱体より吸熱した潜熱蓄熱媒体の熱を
空気中へ熱移動させる放熱用熱交換手段と、放熱用熱交
換手段の近傍に設置した送風手段とが設置され、熱媒体
循環手段、吸熱用熱交換手段、及び放熱用熱交換手段は
順次連通されて閉回路を形成して内部を潜熱蓄熱媒体が
循環し、また、発熱体の温度を検出する第１温度検出手
段と、検出した温度信号を処理する温度信号処理手段
と、送風手段の運転／停止を行う送風手段制御装置と、
熱媒体搬送手段の運転／停止を行う熱媒体搬送手段制御
装置と、第１温度検出手段により検出した温度が第１所
定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び送風手
段の運転を開始する第１制御装置より構成されているも
のである。
【００８１】これにより、発熱体の発熱量が潜熱蓄熱媒
体の有する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒体循環手段、
及び送風手段を運転することなく、発熱体の発熱処理を
行うことができ、省エネルギー化に寄与できる。
体の有する最大蓄熱量以下の場合は、熱媒体循環手段、
及び送風手段を運転することなく、発熱体の発熱処理を
行うことができ、省エネルギー化に寄与できる。
【００８２】そして、発熱体の発熱量が増加して潜熱蓄
熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状態で
第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び
送風手段の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が
放熱用熱交換手段へ搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して、発熱体の温度上昇を抑制することができる。
熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状態で
第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段、及び
送風手段の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が
放熱用熱交換手段へ搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して、発熱体の温度上昇を抑制することができる。
【００８３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載の発明に加えて、吸熱用熱交換手段の出口配管付近
に対して熱的に接触して吸熱用熱交換手段の温度を検出
する第２温度検出手段を設置し、第１制御装置に替わっ
て、第１温度検出手段による検出温度が第１所定温度以
上に達した時点で熱媒体搬送手段の運転を開始し、さら
に第２温度検出手段による検出温度が第２所定温度以上
に達した時点で送風手段の運転を開始する第２制御装置
を備えたものである。
記載の発明に加えて、吸熱用熱交換手段の出口配管付近
に対して熱的に接触して吸熱用熱交換手段の温度を検出
する第２温度検出手段を設置し、第１制御装置に替わっ
て、第１温度検出手段による検出温度が第１所定温度以
上に達した時点で熱媒体搬送手段の運転を開始し、さら
に第２温度検出手段による検出温度が第２所定温度以上
に達した時点で送風手段の運転を開始する第２制御装置
を備えたものである。
【００８４】これにより、発熱体の発熱量が増加して潜
熱蓄熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状
態で第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段の
運転を開始することにより、送風手段を運転することな
く、熱媒体循環手段のみにより冷却装置内部の全ての潜
熱蓄熱媒体がほぼ均一な温度分布となり、最小電力にて
潜熱蓄熱媒体の保有し得る熱容量を有効に利用すること
ができる。
熱蓄熱媒体が完全に液相へと変化し、その後、液相の状
態で第１所定温度以上に達した時点で熱媒体循環手段の
運転を開始することにより、送風手段を運転することな
く、熱媒体循環手段のみにより冷却装置内部の全ての潜
熱蓄熱媒体がほぼ均一な温度分布となり、最小電力にて
潜熱蓄熱媒体の保有し得る熱容量を有効に利用すること
ができる。
【００８５】更に、発熱体の発熱量が増加して潜熱蓄熱
媒体の温度が第２所定温度以上に達した時点で送風手段
の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が放熱用熱
交換手段へ強制的に搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して放熱量を増大させることにより、発熱体の温度上昇
を抑制することができる。
媒体の温度が第２所定温度以上に達した時点で送風手段
の運転を開始することにより、潜熱蓄熱媒体が放熱用熱
交換手段へ強制的に搬送され、そこで放熱用熱交換手段
を介して強制対流熱伝達により潜熱蓄熱媒体から空気中
へ放熱される。その結果、発熱体からの発熱量増大に対
して放熱量を増大させることにより、発熱体の温度上昇
を抑制することができる。
【００８６】以上より、発熱体からの発熱量増大に対し
て、発熱体の温度が比較的低い場合はできるだけ省電力
にて発熱処理を行い、発熱体の温度が比較的高い場合の
み、熱媒体循環手段、及び送風手段を運転することによ
り、発熱体の温度レベルに応じた省エネルギー運転、か
つ熱媒体循環手段、及び送風手段の長寿命化を実現でき
る。
て、発熱体の温度が比較的低い場合はできるだけ省電力
にて発熱処理を行い、発熱体の温度が比較的高い場合の
み、熱媒体循環手段、及び送風手段を運転することによ
り、発熱体の温度レベルに応じた省エネルギー運転、か
つ熱媒体循環手段、及び送風手段の長寿命化を実現でき
る。
【００８７】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２のいずれか一項に記載の発明における潜
熱蓄熱媒体として、水の中に、蓄熱材料であるアルカン
類材料を滴状に微細化して分散したマイクロエマルジョ
ン、または水と、蓄熱材料であるアルカン類材料をメラ
ミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカプセル化したマイ
クロカプセルとの混合溶液を用ものである。
または請求項２のいずれか一項に記載の発明における潜
熱蓄熱媒体として、水の中に、蓄熱材料であるアルカン
類材料を滴状に微細化して分散したマイクロエマルジョ
ン、または水と、蓄熱材料であるアルカン類材料をメラ
ミン樹脂等の非水溶性の高分子膜でカプセル化したマイ
クロカプセルとの混合溶液を用ものである。
【００８８】これにより、潜熱蓄熱媒体として安定な特
性を有し、熱容量が増加するという利点を確保しなが
ら、かつ水成分も有していることより熱輸送性も確保で
き、その結果、熱媒体循環手段による搬送が可能とな
る。
性を有し、熱容量が増加するという利点を確保しなが
ら、かつ水成分も有していることより熱輸送性も確保で
き、その結果、熱媒体循環手段による搬送が可能とな
る。
【００８９】また、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料
の融点よりも低い場合においても、潜熱蓄熱媒体として
の流動性は確保できるために、吸熱用熱交換手段、放熱
用熱交換手段、熱媒体搬送手段、及びそれぞれを連通す
る配管内部において自然対流による熱移動が可能とな
る。
の融点よりも低い場合においても、潜熱蓄熱媒体として
の流動性は確保できるために、吸熱用熱交換手段、放熱
用熱交換手段、熱媒体搬送手段、及びそれぞれを連通す
る配管内部において自然対流による熱移動が可能とな
る。
【００９０】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の発明に加えて、上部に入口配管を設置し、底部
から内側上部へ所定長さの出口配管を突出させた、潜熱
蓄熱媒体を貯留する熱媒体貯留手段を、放熱用熱交換手
段と吸熱用熱交換手段とを連通する配管中に設置するも
のである。
に記載の発明に加えて、上部に入口配管を設置し、底部
から内側上部へ所定長さの出口配管を突出させた、潜熱
蓄熱媒体を貯留する熱媒体貯留手段を、放熱用熱交換手
段と吸熱用熱交換手段とを連通する配管中に設置するも
のである。
【００９１】これにより、潜熱蓄熱媒体の温度変化によ
る体積変化が生じた場合においても、熱媒体貯留手段の
保有する内容積により、潜熱蓄熱媒体の体積変化を吸収
することができる。
る体積変化が生じた場合においても、熱媒体貯留手段の
保有する内容積により、潜熱蓄熱媒体の体積変化を吸収
することができる。
【００９２】また、潜熱蓄熱材料であるアルカン類材料
の密度は一般に水より小さいため、熱媒体貯留手段内部
において、アルカン類材料と水成分が分離した場合、熱
媒体貯留手段内の上部側に分布しやすくなるが、熱媒体
貯留手段の底部から内側上部へ所定長さの配管を突出さ
せることにより、水成分のみが流出することなく、潜熱
蓄熱材料であるアルカン類材料を含んだ潜熱蓄熱媒体と
して熱媒体循環手段へ流出させることが可能になる。
の密度は一般に水より小さいため、熱媒体貯留手段内部
において、アルカン類材料と水成分が分離した場合、熱
媒体貯留手段内の上部側に分布しやすくなるが、熱媒体
貯留手段の底部から内側上部へ所定長さの配管を突出さ
せることにより、水成分のみが流出することなく、潜熱
蓄熱材料であるアルカン類材料を含んだ潜熱蓄熱媒体と
して熱媒体循環手段へ流出させることが可能になる。
【００９３】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の発明に加えて、潜熱蓄熱媒体を構成する潜熱蓄
熱材料の融点は第１所定温度より低く、かつ潜熱蓄熱材
料の融点と第１所定温度との差を略２０Ｋ以内とするも
のである。
に記載の発明に加えて、潜熱蓄熱媒体を構成する潜熱蓄
熱材料の融点は第１所定温度より低く、かつ潜熱蓄熱材
料の融点と第１所定温度との差を略２０Ｋ以内とするも
のである。
【００９４】これにより、発熱体の発熱量が増加した場
合において、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料の融点
より低い時点で熱媒体循環手段のみを運転させることに
より、潜熱蓄熱媒体の温度分布を均一にしておくことが
できる。
合において、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料の融点
より低い時点で熱媒体循環手段のみを運転させることに
より、潜熱蓄熱媒体の温度分布を均一にしておくことが
できる。
【００９５】一方、潜熱蓄熱媒体の温度が潜熱蓄熱材料
の融点より大幅に低い時点、例えば融点より略２０Ｋを
越える低い温度レベルでは発熱体にとって支障のない程
度であり、このような僅かな温度上昇においては発熱体
を冷却する必要はない。
の融点より大幅に低い時点、例えば融点より略２０Ｋを
越える低い温度レベルでは発熱体にとって支障のない程
度であり、このような僅かな温度上昇においては発熱体
を冷却する必要はない。
【００９６】従って、発熱体の発熱量が増加して冷却の
必要性が発生した場合のみにおいて、熱媒体循環手段を
運転させることにより、省エネルギー化、及び熱媒体循
環手段の長寿命化を図りながら発熱体の冷却を行うこと
ができる。
必要性が発生した場合のみにおいて、熱媒体循環手段を
運転させることにより、省エネルギー化、及び熱媒体循
環手段の長寿命化を図りながら発熱体の冷却を行うこと
ができる。
【図１】本発明による冷却装置の実施の形態１の要部概
略図
略図
【図２】同実施の形態の冷却装置における動作を示すフ
ローチャート
ローチャート
【図３】本発明による冷却装置の実施の形態２の要部概
略図
略図
【図４】同実施の形態の冷却装置における動作を示すフ
ローチャート
ローチャート
【図５】従来技術の冷却装置の要部概略構成図
Ａｉｒ 空気
Ｃｎｔ１ 第１制御装置
Ｃｎｔ２ 第２制御装置
ＣＰＵ 発熱体
ＦＮ 送風ファン
ＦＮｃｎｔ 送風ファン制御装置
ＨＥＸ１ 吸熱用熱交換器
ＨＥＸ２ 放熱用熱交換器
Ｌ 所定長さ
ＭＣ 水／マイクロカプセル混合溶液
ＭＥ マイクロエマルジョン
ＰＭ 熱媒体ポンプ
ＰＭｃｎｔ 熱媒体ポンプ制御装置
ＴＢ 接続配管
ＴＢ１ 入口配管
ＴＢ２ 出口配管
Ｔｈ１ 第１温度検出手段
Ｔｈ２ 第２温度検出手段
Ｔｈｃａｌ 温度信号処理手段
ＴＫ 貯留容器
Ｔｓ１ 第１設定温度
Ｔｓ２ 第２設定温度
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 23/473 Ｃ０９Ｋ 5/00 Ｌ
Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｇ０６Ｆ 1/00 ３６０Ａ
３６０Ｄ
Ｆターム(参考） 3L044 AA01 AA04 BA06 CA14 DB02
DC03 DD02 EA04 FA02 FA03
FA04 HA01 HA03 HA04 JA01
KA03 KA04 KA05
5E322 DB06 DB12 FA01 FA03
5F036 AA01 BB35 BB56 BF03
Claims (5)
- 【請求項１】 潜熱蓄熱媒体を循環させる熱媒体循環手
段と、集積回路部品からなる発熱体に対して熱的に接触
して、前記発熱体における発生熱を内部に存在する前記
潜熱蓄熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段と、前記
吸熱用熱交換手段を介して前記発熱体より吸熱した前記
潜熱蓄熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる放熱用熱交換
手段と、前記放熱用熱交換手段の近傍に設置した送風手
段とが設置され、前記熱媒体循環手段、前記吸熱用熱交
換手段、及び前記放熱用熱交換手段は順次連通されて閉
回路を形成して内部を前記潜熱蓄熱媒体が循環し、ま
た、前記発熱体に対して熱的に接触して前記発熱体の温
度を検出する第１温度検出手段と、検出した温度信号を
処理する温度信号処理手段と、前記送風手段の運転／停
止を行う送風手段制御装置と、前記熱媒体搬送手段の運
転／停止を行う熱媒体搬送手段制御装置とからなり、前
記第１温度検出手段により検出した温度が第１所定温度
以上に達した時点で前記熱媒体循環手段、及び前記送風
手段の運転を開始する第１制御装置を備えたことを特徴
とする冷却装置。 - 【請求項２】 潜熱蓄熱媒体を循環させる熱媒体循環手
段と、集積回路部品からなる発熱体に対して熱的に接触
して、前記発熱体における発生熱を内部に存在する前記
潜熱蓄熱媒体へ熱移動させる吸熱用熱交換手段と、前記
吸熱用熱交換手段を介して前記発熱体より吸熱した前記
潜熱蓄熱媒体の熱を空気中へ熱移動させる放熱用熱交換
手段と、前記放熱用熱交換手段の近傍に設置した送風手
段とが設置され、前記熱媒体循環手段、前記吸熱用熱交
換手段、及び前記放熱用熱交換手段は順次連通されて閉
回路を形成して内部を前記潜熱蓄熱媒体が循環し、ま
た、前記発熱体に対して熱的に接触して前記発熱体の温
度を検出する第１温度検出手段と、前記吸熱用熱交換手
段の出口配管付近に対して熱的に接触して前記吸熱用熱
交換手段の温度を検出する第２温度検出手段と、検出し
た温度信号を処理する温度信号処理手段と、前記送風手
段の運転／停止を行う送風手段制御装置と、前記熱媒体
搬送手段の運転／停止を行う熱媒体搬送手段制御装置と
からなり、前記第１温度検出手段による検出温度が第１
所定温度以上に達した時点で前記熱媒体搬送手段の運転
を開始し、さらに前記第２温度検出手段による検出温度
が第２所定温度以上に達した時点で前記送風手段の運転
を開始する第２制御装置を備えたことを特徴とする冷却
装置。 - 【請求項３】 前記潜熱蓄熱媒体として、水の中に、蓄
熱材料であるアルカン類材料を滴状に微細化して分散し
たマイクロエマルジョン、または前記水と、前記蓄熱材
料である前記アルカン類材料をメラミン樹脂等の非水溶
性の高分子膜でカプセル化したマイクロカプセルとの混
合溶液を用いることを特徴とする請求項１または請求項
２のいずれか一項記載の冷却装置。 - 【請求項４】 上部に入口配管を設置し、底部から内側
上部へ所定長さの出口配管を突出させた、前記潜熱蓄熱
媒体を貯留する熱媒体貯留手段を、前記放熱用熱交換手
段と前記吸熱用熱交換手段とを連通する配管中に設置し
たことを特徴とする請求項３記載の冷却装置。 - 【請求項５】 前記潜熱蓄熱媒体を構成する前記潜熱蓄
熱材料の融点は前記第１所定温度より低く、かつ前記潜
熱蓄熱材料の融点と前記第１所定温度との差を略２０Ｋ
以内としたことを特徴とする請求項３記載の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002115863A JP2003314936A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 冷却装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2002115863A JP2003314936A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003314936A true JP2003314936A (ja) | 2003-11-06 |
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ID=29533810
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|---|---|---|---|
| JP2002115863A Pending JP2003314936A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 冷却装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2003314936A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533028A (ja) * | 2004-04-12 | 2007-11-15 | エヌヴィディア コーポレイション | 拡張・縮小可能なモジュール式サーマルソリューション |
| JP2008060384A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Fujitsu Ltd | 冷却装置、電子機器および冷却媒体 |
| JP2008060385A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Fujitsu Ltd | 冷却装置、電子機器および冷却媒体 |
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| JP2010006151A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電波送受信装置の冷却方式 |
| JP2010535884A (ja) * | 2007-08-06 | 2010-11-25 | ザ セクレタリー，デパートメント オブ アトミック エナジー，ガヴァメント，オブ インディア | 自然循環システムのナノ粒子による安定化 |
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