JP2005011983A - 冷却装置 - Google Patents

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refrigerant
cooling device
inlet pipe
heat
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Hiromasa Ashitani
博正 芦谷
Masao Nakano
雅夫 中野
Akira Ikeda
明 池田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】吸熱器周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する冷却装置を提供する。
【解決手段】吸熱器5の一方向側に、冷媒入口配管12及び冷媒出口配管13を配置した構成を特徴とした、冷却装置。
【選択図】図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などに搭載された半導体素子などから発せられる熱を機器外部に放熱するための冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の冷却装置としては、例えば、図7に記載されているようなものがあった。図7は従来の冷却装置の基本回路を示している。この図のように、吸熱器101と、放熱器102、ポンプ103といった構成で、電子機器に組み込まれる。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】
特開2001−24372号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、電子機器の冷却装置として、電子機器に搭載される際、例えばCPU周辺における他の電子部品の設置自由度を低下させる可能性があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するため、本発明の冷却装置は、吸熱器の一方向に、冷媒入口配管及び冷媒出口配管を配置し、吸熱器周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度を向上させるものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0007】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷却装置の回路図である。また、図2は、本発明の実施の形態1における吸熱器の斜視図である。
【0008】
冷却装置1は、放熱器3とポンプ8と吸熱器5を配管7で繋いで閉回路を形成し、冷媒が内部に充填されて構成する。ポンプ8から圧送された冷媒は、まず液相の状態で吸熱器5に至り、この吸熱器5に熱伝導材料を介して密着された半導体素子6から発せられる熱9を吸熱し、蒸発し、その一部が気相となる。続いて一部が気相の冷媒は、放熱器3に至り、ファン4によって空冷されることにより、熱10が放熱され、再び、液相となる。続いて、ポンプ8に戻り、再び吸熱器5に圧送される。
【0009】
吸熱器5の内部に設けられた冷媒流路空間11に冷媒を流入させる冷媒入口配管12は、吸熱器5の側面に有するよう構成され、一方冷媒流路空間11から冷媒を流出させるための冷媒出口配管13は、吸熱器5の上面に設けられ、その配方向は冷媒入口配管12の方向と同一になるように構成されている。
【0010】
以上のように構成された冷却装置において、吸熱器5の一側面方向に、冷媒入口配管12及び冷媒出口配管13を配置するため、吸熱器5周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する。
【0011】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における吸熱器の斜視図である。
【0012】
吸熱器5の内部に設けられた冷媒流路空間11から冷媒を流出させる冷媒出口配管13は、吸熱器5の側面に有するよう構成され、一方冷媒流路空間11に冷媒を流入させるための冷媒入口配管12は、吸熱器5の上面に設けられ、その配方向は冷媒入口配管13の方向と同一になるように構成されている。
【0013】
以上のように構成された冷却装置において、吸熱器5の一側面方向に、冷媒入口配管12及び冷媒出口配管13を配置するため、吸熱器5周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する。
【0014】
(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3における吸熱器の斜視図である。図5は、同じく吸熱器内部の断面図である。
【0015】
吸熱器5の内部に設けられた冷媒流路空間11に対し、冷媒を流入させるための冷媒入口配管12と、冷媒を流出させるための冷媒出口配管13を、吸熱器5の同一側面上に配置し、冷媒流路空間11の内部に仕切り板14を設けて、冷媒流路空間11内における冷媒の流れがU字状に形成される構成としたものである。
【0016】
以上のように、吸熱器の一方向に、冷媒入口配管及び冷媒出口配管を配置するため、吸熱器5周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する。しかも、吸熱器5の内部構造は簡単で済む。
【0017】
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における吸熱器内部の断面図である。
【0018】
仕切り板14は、隔てて形成される上流空間15の流域幅Bに対して、下流空間16の流域幅Bの方が、大なるように配置されるものである。
【0019】
以上のように構成された冷却装置において、吸熱器5の一側面方向に、冷媒入口配管12及び冷媒出口配管13を配置するため、吸熱器5周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する。
【0020】
さらに実施の形態4の構成によれば、吸熱の結果、冷媒の内部エネルギーが上昇する定性にある下流空間16の流路断面積を、上流空間15の流路断面積に比べて相対的に増加させることで、内部を流れる際に生じる圧力損失を減少させることで、冷却装置1全体としての放熱性能を向上することができる。
【0021】
また、下流空間16が吸熱器5の中央部に望むことで、半導体素子6で局所的に温度の高くなる傾向のある中央部の放熱効果も増進することが可能となる。
【0022】
(実施の形態5)
本実施の形態では、冷媒入口配管12の内径と比較して、冷媒出口配管13の内径を相対的に大きくしたものである。
【0023】
以上のように、吸熱器の一方向に、冷媒入口配管及び冷媒出口配管を配置するため、吸熱器5周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する。
【0024】
さらに、吸熱の結果、冷媒の内部エネルギーが上昇する定性にある下流側の冷媒出口配管13の内径を、冷媒入口配管12の内径に比較して大きくすることで、流路断面積を相対的に増加させ、内部を流れる際に生じる圧力損失を減少させることで、冷却装置1全体としての放熱性能を向上することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、放熱器とファンと、ポンプと、吸熱器と配管とからなる冷却装置であって、前記吸熱器は、内部に冷媒流路空間を有し、吸熱器入口配管を吸熱器側面に有し、吸熱器出口配管を吸熱器上面に有し、かつ前記吸熱器入口配管と略並行に配列するものである。
【0026】
また、本発明は吸熱器出口配管を吸熱器側面に有し、前記吸熱器入口配管を前記吸熱器上面に有し、かつ前記吸熱器入口配管と略並行に配列するものである。
【0027】
また、本発明は吸熱器入口配管と、吸熱器出口配管を、吸熱器の同一の側面に配置し、吸熱器内の冷媒流路空間内に仕切り板を設けて、前記冷媒流路空間内において、前記冷媒のU字状の流れが形成されるものである。
【0028】
また、本発明は仕切り板で仕切られて形成される複数の流域のうち、下流側の流域が、上流側の流域よりも大なるものである。
【0029】
また、本発明は吸熱器出口配管の内径が、吸熱器入口配管の内径よりも大なるものである。
【0030】
この構成によれば、吸熱器の一方向に、冷媒入口配管及び冷媒出口配管を配置するため、吸熱器5周辺に配置される電子部品の設置に対する設計自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1から5における冷却装置の回路図
【図2】本発明の実施の形態1における吸熱器の斜視図
【図3】本発明の実施の形態2における吸熱器の斜視図
【図4】本発明の実施の形態3における吸熱器の斜視図
【図5】本発明の実施の形態3における吸熱器内部の断面図
【図6】本発明の実施の形態4における吸熱器内部の断面図
【図7】従来の冷却装置の斜視図
【符号の説明】
1 冷却装置
2 放熱部
3 放熱器
4 ファン
5 吸熱器
6 半導体素子
7 配管
8 ポンプ
9 熱
10 熱
11 冷媒流路空間
12 吸熱器入口配管
13 吸熱器出口配管
14 仕切り板
15 上流空間
16 下流空間
101 吸熱器
102 放熱器
103 ポンプ

Claims (5)

  1. 放熱器とファンと、ポンプと、吸熱器と配管とからなる冷却装置であって、前記吸熱器は、内部に冷媒流路空間を有し、吸熱器入口配管を吸熱器側面に有し、吸熱器出口配管を吸熱器上面に有し、かつ前記吸熱器入口配管と略並行に配列することを特徴とした、冷却装置。
  2. 吸熱器出口配管を吸熱器側面に有し、前記吸熱器入口配管を前記吸熱器上面に有し、かつ前記吸熱器入口配管と略並行に配列することを特徴とした、請求項1に記載の冷却装置。
  3. 吸熱器入口配管と、吸熱器出口配管を、吸熱器の同一の側面に配置し、吸熱器内の冷媒流路空間内に仕切り板を設けて、前記冷媒流路空間内において、前記冷媒のU字状の流れが形成されることを特徴とした、請求項1に記載の冷却装置。
  4. 仕切り板で仕切られて形成される複数の流域のうち、下流側の流域が、上流側の流域よりも大なることを特徴とした、請求項3に記載の冷却装置。
  5. 吸熱器出口配管の内径が、吸熱器入口配管の内径よりも大なることを特徴とした、
    請求項1〜請求項4のいずれかに記載の冷却装置。
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