JP2010212533A - Local cooling device - Google Patents

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JP2010212533A
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Masataka Mochizuki
正孝 望月
Koichi Masuko
耕一 益子
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Fujikura Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a local cooling device for suitably cooling a heating part. <P>SOLUTION: In the local cooling device which cools an electronic component 7 mounted on a substrate 6 by conducting heat generated by the electronic component 7 to a heat transport medium 3 through a heat pipe 10, a cold plate 2 where the heat transport medium 3 is circulated is arranged adjacent to a rack 1 where many slits 8 into which the substrate 6 is inserted, are formed; one end of the heat pipe 10 fitted to the substrate 6 together with the electronic component 7 extends toward the cold plate 2; and on a side surface of the cold plate 2, a plurality of thermal connector portions 11 into which the one end of the heat pipe 10 is inserted in a thermally conductive state by inserting the substrate 6 into the slit 8 are provided corresponding to the slits 8. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、通電されて作動し、その作動にともなって発電する電子部品を冷却する局部冷却装置に関するものである。   The present invention relates to a local cooling device that operates when energized and cools an electronic component that generates electric power in accordance with the operation.

パソコンやサーバなどの電子機器に搭載される集中演算処理装置（ＣＰＵ）およびハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）ならびにメモリなどの発熱素子を直接冷却するように構成された一例が特許文献１に記載されている。その特許文献１に記載された発明は、発熱体に熱伝達可能に設けられた放熱板に第１のヒートパイプの吸熱端が取り付けられて、発熱体から発生する熱を熱輸送し、この第１のヒートパイプの放熱端から第２のヒートパイプの吸熱端に熱を熱伝達するように構成されている。発熱体の熱が伝達された第２のヒートパイプは、第２のヒートパイプの放熱端に設けられた放熱フィンから大気中に放熱できるように構成されている。   Patent Document 1 describes an example in which a central processing unit (CPU) and a hard disk drive (HDD) mounted on an electronic device such as a personal computer or a server and a heat generating element such as a memory are directly cooled. . In the invention described in Patent Document 1, the heat absorbing end of the first heat pipe is attached to a heat radiating plate provided so as to be able to transfer heat to the heating element, and heat generated from the heating element is transported by heat. Heat is transferred from the heat radiating end of one heat pipe to the heat absorbing end of the second heat pipe. The second heat pipe to which the heat of the heating element is transmitted is configured to be able to radiate heat into the atmosphere from the heat radiating fin provided at the heat radiating end of the second heat pipe.

また、特許文献２には、ヒートパイプの一方の端部が発熱部品に熱伝達可能に接続され、他方の端部がヒートシンクを形成するフィンユニットに熱伝達可能に接続されて、このフィンユニットから放熱されるように構成されている。さらにまた、特許文献３には、プリント基板を覆うように取り付けられた複数の平板状ヒートパイプの放熱部に、それぞれ放熱用のフィンを取り付けて、この放熱用フィンに冷却ガスを直接吹き付けるように構成された発明が記載されている。さらにまた、特許文献４には、発熱体から発生する熱を板状ヒートパイプにより発熱体を、内部に冷媒が流通するように構成された筐体に熱輸送し、その筐体から放熱するように構成された発明が記載されている。   Further, in Patent Document 2, one end of a heat pipe is connected to a heat generating component so as to be able to transfer heat, and the other end is connected so as to be able to transfer heat to a fin unit forming a heat sink. It is configured to dissipate heat. Furthermore, in Patent Document 3, a heat dissipating fin is attached to each heat dissipating part of a plurality of flat plate heat pipes attached so as to cover the printed circuit board, and a cooling gas is directly blown onto the heat dissipating fin. The constructed invention is described. Furthermore, Patent Document 4 discloses that heat generated from a heating element is heat transported by a plate-like heat pipe to a casing configured to allow refrigerant to flow therein, and is radiated from the casing. The invention configured in the above is described.

特開平１０−２７０８８４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-270884 特開平１０ー１０７４６９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-107469 特開平１０−３４１０９０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-341090 特開平１１−１２１９５８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-121958

上述した特許文献１に記載された発明によれば、第１のヒートパイプにより発熱体から取りだした熱を第２のヒートパイプに熱伝達し、第２のヒートパイプから放熱するように構成されているから、発熱体が配置されたプリント基板などを装脱着することができる。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、第１のヒートパイプの放熱端の平面領域と第２のヒートパイプの吸熱端の平面領域とが互いに接触して熱伝達をおこなうので、熱を伝達する平面領域が限られる。その結果、発熱体を効率良く冷却できない虞がある。   According to the invention described in Patent Document 1 described above, the heat extracted from the heating element by the first heat pipe is transferred to the second heat pipe and is radiated from the second heat pipe. Therefore, it is possible to attach and detach a printed circuit board on which a heating element is arranged. However, in the configuration described in Patent Document 1, the heat transfer is performed because the flat area of the heat dissipation end of the first heat pipe and the flat area of the heat absorption end of the second heat pipe are in contact with each other. The plane area to be limited is limited. As a result, the heating element may not be efficiently cooled.

特許文献２ないし４に記載された各発明によれば、ヒートパイプの一端部と発熱部品とが熱伝達できるように接続固定され、他端部に放熱フィンもしくは伝達された熱を放熱できる筐体が接続固定されて設けられているので、発熱部品が配置された装置と、発熱体を冷却する装置とを分離することができない。   According to each invention described in Patent Documents 2 to 4, the one end of the heat pipe and the heat generating component are connected and fixed so that heat can be transferred, and the other end can dissipate the heat radiating fins or the transferred heat. Are connected and fixed, so that the device in which the heat generating component is arranged cannot be separated from the device for cooling the heating element.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、通電されて作動し、その作動にともなって発熱する電子部品を効率よく冷却し、また、発熱する電子部品と冷却装置とを装脱着できるように構成された局部冷却装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the technical problems described above, and operates when energized to efficiently cool electronic components that generate heat, and to generate electronic components that generate heat and a cooling device. An object of the present invention is to provide a local cooling device configured to be detachable.

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、基板に装着された電子部品の発する熱を、ヒートパイプによって熱輸送媒体に伝達することにより、前記電子部品を冷却する局部冷却装置において、前記基板が差し込まれるスリットを多数形成されたラックに隣接して、前記熱輸送媒体が流通させられるコールドプレートが配置され、前記電子部品と共に前記基板に取り付けられた前記ヒートパイプの一方の端部が、前記コールドプレートに向けて延び出ており、前記コールドプレートの側面には、前記基板を前記スリットに差し込むことにより、前記ヒートパイプの前記一方の端部が熱伝達可能な状態に挿入される複数の熱コネクタ部が、前記スリットに対応して設けられていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a local cooling device that cools an electronic component by transferring heat generated by the electronic component mounted on the board to a heat transport medium by a heat pipe. A cold plate through which the heat transport medium is circulated is disposed adjacent to a rack formed with a large number of slits into which the substrate is inserted, and one end of the heat pipe attached to the substrate together with the electronic component However, it extends toward the cold plate. By inserting the substrate into the slit, the one end of the heat pipe is inserted in a state where heat can be transferred to the side surface of the cold plate. A plurality of thermal connector portions are provided corresponding to the slits.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ヒートパイプは、前記電子部品に面接触して前記電子部品の熱を全体に拡散させた後、前記ヒートパイプに伝達する熱拡散板を備えていることを特徴とする局部冷却装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the heat pipe includes a heat diffusion plate that is in surface contact with the electronic component and diffuses the heat of the electronic component to the whole, and then transmits the heat diffusion plate to the heat pipe. It is a local cooling device characterized by comprising.

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記熱拡散板を前記電子部品に弾性力で密着させる弾性機構を更に備えていることを特徴とする局部冷却装置である。   A third aspect of the present invention is the local cooling device according to the second aspect of the present invention, further comprising an elastic mechanism for bringing the heat diffusion plate into close contact with the electronic component by an elastic force.

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記熱輸送媒体は、水を含むことを特徴とする局部冷却装置である。   A fourth aspect of the present invention is the local cooling device according to the first aspect of the present invention, wherein the heat transport medium includes water.

請求項１の発明によれば、電子部品の発する熱がヒートパイプによって熱輸送され、このヒートパイプはラックに隣接し、熱輸送媒体が流通させられるコールドプレートに熱コネクタを介して熱伝達可能な状態に接続される。したがって、基板に装着された電子部品の発する熱をヒートパイプによって熱輸送し、ラックに隣接したコールドプレートによって冷却することができる。すなわち、発熱部位のみを適切に冷却することができるので、冷却効率を向上させることができるとともに、発熱部位の発する熱がラック内部にこもるなどによって、新たな発熱部位を発生させることを抑制できる。また、冷却にかかる消費電力を抑えることができる。さらにまた、ヒートパイプは電子部品と共に基板に取り付けられており、このヒートパイプの一方の端部がコールドプレートに設けられた熱コネクタに挿入されることによって熱伝達をおこなうように構成されているので、基板と冷却部位であるコールドプレートとを装脱着可能にすることができる。したがって、基板が装脱着されるラックに隣接されたコールドプレートによって電子部品を冷却するので、ラック単位もしくは電子部品が装着される基板ごとに電子部品の冷却を管理することができるようになり、電子部品の急激な発熱に対する対応が早められるとともに、冷却エネルギの振り分けをおこなうことができる。また、ラック単位もしくは電子部品が装着される基板ごとに電子部品の冷却を管理できることから、電子部品を十分に冷却できないなどの不具合があった場合に、その不具合による被害を最小限に抑えることができるとともに、メンテナンスを個別におこなうことができる。さらに、電子部品の発する熱をヒートパイプによって取り出して熱輸送するので、電子部品が水に浸漬されることがない。さらにまた、ヒートパイプが輸送した熱はラックに隣接されて、熱輸送媒体が流通させられているコールドプレートによって奪われて、電子部品が冷却される。したがって、電子部品を空冷する場合と比較して冷却効率を向上させることができる。さらにまた、コールドプレートに伝達された熱は、熱輸送媒体によって奪うように構成されているので、コールドプレートを小型化することができるとともに、省スペース化を図ることができる。また、熱の輸送および冷却に動力を必要としないので、静穏な冷却装置を構成することができる。   According to the first aspect of the present invention, heat generated by the electronic component is thermally transported by the heat pipe, and the heat pipe is adjacent to the rack and can be transferred to the cold plate through which the heat transport medium is distributed via the thermal connector. Connected to the state. Therefore, heat generated by the electronic component mounted on the board can be transported by the heat pipe and cooled by the cold plate adjacent to the rack. That is, since only the heat generating portion can be appropriately cooled, the cooling efficiency can be improved, and generation of a new heat generating portion can be suppressed by the heat generated by the heat generating portion being trapped inside the rack. In addition, power consumption for cooling can be suppressed. Furthermore, the heat pipe is attached to the board together with the electronic components, and one end of the heat pipe is inserted into a heat connector provided on the cold plate so that heat transfer is performed. The substrate and the cold plate which is the cooling part can be attached and detached. Therefore, since the electronic component is cooled by the cold plate adjacent to the rack on which the board is mounted / removed, the cooling of the electronic component can be managed for each rack or each board on which the electronic component is mounted. The response to the sudden heat generation of the parts can be accelerated, and the cooling energy can be distributed. In addition, since cooling of electronic components can be managed for each rack or each board on which electronic components are mounted, if there is a problem such as insufficient cooling of electronic components, damage due to the failure can be minimized. In addition to being able to do maintenance individually. Furthermore, since the heat generated by the electronic component is taken out by the heat pipe and transported by heat, the electronic component is not immersed in water. Furthermore, the heat transported by the heat pipe is adjacent to the rack and taken away by the cold plate through which the heat transport medium is circulated, thereby cooling the electronic component. Therefore, the cooling efficiency can be improved as compared with the case where the electronic component is air-cooled. Furthermore, since the heat transferred to the cold plate is deprived by the heat transport medium, the cold plate can be reduced in size and space can be saved. Moreover, since power is not required for heat transport and cooling, a quiet cooling device can be configured.

請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、電子部品の発する熱は、電子部品に面接触する熱拡散板によって拡散させられた後にヒートパイプに伝達されるから、電子部品の発する熱を効率よくヒートパイプに伝達することができる。   According to the invention of claim 2, in addition to the same effect as that of the invention of claim 1, the heat generated by the electronic component is diffused by the heat diffusion plate in surface contact with the electronic component and then transmitted to the heat pipe. Therefore, the heat generated by the electronic component can be efficiently transmitted to the heat pipe.

請求項３の発明によれば、請求項２の発明による効果と同様の効果に加えて、熱拡散板は弾性機構の弾性力によって電子部品に密着させられて熱伝達がおこなわれるので、電子部品に熱拡散板を固定する必要がなく、また、固定による電子部品に対する負荷を抑制することができる。   According to the invention of claim 3, in addition to the effect similar to the effect of the invention of claim 2, the heat diffusion plate is brought into close contact with the electronic component by the elastic force of the elastic mechanism, so that heat transfer is performed. It is not necessary to fix the heat diffusing plate to the board, and the load on the electronic component due to the fixing can be suppressed.

請求項４の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、熱輸送媒体は水を含んでいるので、熱輸送媒体にかかるコストの低減を図ることができる。   According to the invention of claim 4, in addition to the effect similar to the effect of the invention of claim 1, since the heat transport medium contains water, the cost for the heat transport medium can be reduced.

この発明に係る局部冷却装置の主要構成を模式的に示す図であって、図１（ａ）は上視図であって、図１（ｂ）は側面図である。It is a figure which shows typically the main structures of the local cooling device which concerns on this invention, Comprising: Fig.1 (a) is a top view, FIG.1 (b) is a side view. この発明を適用できる既存のデータセンタにおけるサーバラックの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the server rack in the existing data center which can apply this invention. この発明におけるコールドプレートの要部構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part structure of the cold plate in this invention. この発明に係る局部冷却装置をサーバラックに適用した場合の構成例を模式的に示す上視図である。It is a top view which shows typically the structural example at the time of applying the local cooling device which concerns on this invention to a server rack.

つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明を適用できる既存のデータセンタにおけるサーバラック１の構成を模式的に示す図である。そのサーバラック１は一定間隔を隔てて室内に複数台設置されており、このサーバラック１の間の隙間にこの発明におけるコールドプレート２が設置される。また、従来のサーバラック１が設置される室内は、エアコンなどの空調設備によって室内全体が冷却されており、各サーバの動作にともなって発生した熱を奪うように構成されている。このようなエアコン方式によるサーバの冷却は、その室内あるいはサーバラック１の内部に温度分布むらが発生しやすいため、無駄が多く、また冷却に掛かる消費電力が大きいなどの問題がある。   Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the server rack 1 in an existing data center to which the present invention can be applied. A plurality of server racks 1 are installed indoors at regular intervals, and the cold plate 2 according to the present invention is installed in a gap between the server racks 1. In addition, the interior of the room in which the conventional server rack 1 is installed is cooled by an air conditioner such as an air conditioner, and is configured to take away the heat generated by the operation of each server. The cooling of the server by such an air conditioner system has a problem that the temperature distribution unevenness is likely to occur in the room or inside the server rack 1, so that there is a lot of waste and the power consumption for cooling is large.

図３は、この発明におけるコールドプレート２の要部構成を模式的に示す図である。図３に示すコールドプレート２は、熱輸送媒体３を流通させる複数の流路４が互いに連結させられてプレート状に構成され、床５に配置されている。その流路４の一方の端部から供給された熱輸送媒体３は、連結された複数の流路４の内部を流動して他方の端部から排出されるように構成されている。すなわち、コールドプレート２は、その内部に熱輸送媒体３を流通させてコールドプレート２に伝達された熱を奪って電子部品７を冷却させられるように構成されていればよい。したがって、コールドプレート２を小型化することが容易となり、複数のサーバラック１の間の隙間に配置させることが可能となる。また、コールドプレート２は床５に配置され、熱輸送媒体３には水を使用することができるので、熱輸送媒体３にかかるコストを低減させることができる。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a main configuration of the cold plate 2 according to the present invention. The cold plate 2 shown in FIG. 3 is configured in a plate shape by connecting a plurality of flow paths 4 through which the heat transport medium 3 flows, and is disposed on the floor 5. The heat transport medium 3 supplied from one end of the flow path 4 is configured to flow through the plurality of connected flow paths 4 and be discharged from the other end. In other words, the cold plate 2 only needs to be configured so that the electronic component 7 can be cooled by removing the heat transferred to the cold plate 2 by circulating the heat transport medium 3 therein. Therefore, it is easy to reduce the size of the cold plate 2 and it is possible to arrange the cold plate 2 in the gaps between the plurality of server racks 1. Further, since the cold plate 2 is disposed on the floor 5 and water can be used for the heat transport medium 3, the cost for the heat transport medium 3 can be reduced.

図４は、この発明に係る局部冷却装置をサーバラック１に適用した場合の構成例を模式的に示す上視図である。サーバラック１の内部における発熱部は、例えばマザーボード６などの基板６上に配置された集中演算処理装置（ＣＰＵ）７やメモリなどの電子部品７である。これらの電子部品７が装着された基板６は、サーバラック１の内部に複数形成されたスリット８に装脱着可能に差し込まれて設けられている。またこれらの電子部品７の発する熱は、電子部品７に熱伝達可能に面接触して設けられた熱拡散板（ヒートスプレッダ）９によって拡散させられて、ヒートパイプ１０などの熱伝導部材に伝熱されるように構成されている。そして、ヒートパイプ１０に伝達された熱は、ヒートパイプ１０によってサーバラック１の内部から外部に熱輸送される。   FIG. 4 is a top view schematically showing a configuration example when the local cooling device according to the present invention is applied to the server rack 1. The heat generating part inside the server rack 1 is an electronic component 7 such as a central processing unit (CPU) 7 or a memory disposed on a substrate 6 such as a motherboard 6. The substrate 6 on which these electronic components 7 are mounted is provided so as to be detachably inserted into a plurality of slits 8 formed inside the server rack 1. The heat generated by these electronic components 7 is diffused by a heat diffusion plate (heat spreader) 9 provided in surface contact with the electronic components 7 so as to be able to transfer heat, and is transferred to a heat conducting member such as a heat pipe 10. It is configured to be. The heat transmitted to the heat pipe 10 is transported by heat pipe 10 from the inside of the server rack 1 to the outside.

ヒートパイプ１０によってサーバラック１の外部に熱輸送された熱は、サーバラック１の外部に吐出したヒートパイプ１０の端部がコールドプレート２の側面に設けられた熱コネクタ部１１に接続されることにより、コールドプレート２に伝達されるように構成されている。熱コネクタ部１１を介してコールドプレート２に伝達された電子部品７の発する熱は、コールドプレート２の内部を流通する熱輸送媒体３によってその熱が奪われるように構成されている。換言すれば、電子部品７が発する熱はコールドプレート２に放熱されて、電子部品７が冷却されるように構成されている。このコールドプレート２は、サーバラック１の間に配置され、伝達された熱を十分に奪うことができる量の熱輸送媒体３が流通されている。   The heat transported to the outside of the server rack 1 by the heat pipe 10 is connected to the thermal connector portion 11 provided on the side surface of the cold plate 2 at the end of the heat pipe 10 discharged to the outside of the server rack 1. Thus, it is configured to be transmitted to the cold plate 2. The heat generated by the electronic component 7 transmitted to the cold plate 2 via the thermal connector portion 11 is configured such that the heat is taken away by the heat transport medium 3 that circulates inside the cold plate 2. In other words, the heat generated by the electronic component 7 is radiated to the cold plate 2 so that the electronic component 7 is cooled. The cold plate 2 is disposed between the server racks 1 and has a heat transport medium 3 in an amount capable of sufficiently removing the transmitted heat.

図１は、この発明に係る局部冷却装置の主要構成を模式的に示す図であって、図１（ａ）は上視図であって、図１（ｂ）は側面図である。すなわち、サーバラック１に装脱着可能なマザーボード６などのプリント基板６上に配置されたＣＰＵ７などの電子部品７の上部には、熱伝達可能に面接触したヒートスプレッダ（熱拡散板）９が設けられている。このヒートスプレッダ９は、ＣＰＵ７に所定圧で面接触するようにバネ１２などから構成されて、弾性力を付与する弾性機構１２によってＣＰＵ７に密着させられている。また、ヒートスプレッダ９に一体化して、もしくは熱伝達可能にヒートパイプ１０の一方の端部が設けられている。ヒートパイプ１０の他方の端部は、サーバラック１の外部に吐出するように構成されている。そのサーバラック１の外部に吐出したヒートパイプ１０の他方の端部は、コールドプレート２の側面に設けられた熱コネクタ部１１に熱伝達可能に挿入（接続）できるように構成されている。この熱コネクタ部１１は、コールドプレート２の側面に面接触して設けられおり、ヒートパイプ１０の輸送した熱をコールドプレート２に熱伝達できるように構成されている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a main configuration of a local cooling device according to the present invention, in which FIG. 1 (a) is a top view and FIG. 1 (b) is a side view. That is, a heat spreader (heat diffusion plate) 9 that is in surface contact so as to be able to transfer heat is provided on an upper part of an electronic component 7 such as a CPU 7 disposed on a printed circuit board 6 such as a motherboard 6 that can be attached to and detached from the server rack 1. ing. The heat spreader 9 is composed of a spring 12 or the like so as to come into surface contact with the CPU 7 at a predetermined pressure, and is in close contact with the CPU 7 by an elastic mechanism 12 that applies an elastic force. Further, one end of the heat pipe 10 is provided so as to be integrated with the heat spreader 9 or capable of transferring heat. The other end of the heat pipe 10 is configured to discharge to the outside of the server rack 1. The other end portion of the heat pipe 10 discharged to the outside of the server rack 1 is configured to be inserted (connected) so as to be able to transfer heat to a thermal connector portion 11 provided on the side surface of the cold plate 2. The thermal connector portion 11 is provided in surface contact with the side surface of the cold plate 2, and is configured to transfer heat transferred from the heat pipe 10 to the cold plate 2.

ついでこの発明に係る局部冷却装置の動作例について説明する。マザーボード６上に配置されたＣＰＵ７などの電子部品７に通電されて動作し、その動作にともなって発熱すると、その発生した熱は、ヒートスプレッダ９によって拡散させられ、ヒートパイプ１０に熱伝達される。ヒートパイプ１０に伝達された熱は、ヒートパイプ１０よってサーバラック１の外部に熱輸送される。ここで、サーバラック１の外部に吐出したヒートパイプ１０の端部が熱コネクタ部１１に挿入（接続）されると、ヒートパイプ１０の輸送した熱は熱コネクタ部１１を介してコールドプレート２に伝達される。この熱コネクタ部１１はコールドプレート２に熱伝達可能に面接触しているので、熱コネクタ部１１に伝達された熱はコールドプレート２によって奪われる。また、このコールドプレート２には熱輸送媒体３が流通しており、伝達された熱は熱輸送媒体３によって奪われるので、熱を空中に放散させて冷却する空冷方式の場合と比較して、冷却効率を向上させることができる。また、コールドプレート２は床５に配置され、コールドプレート２の内部を流通させる熱輸送媒体３には、水を使用することができるので、既存の設備を利用することができる。   Next, an operation example of the local cooling device according to the present invention will be described. When the electronic components 7 such as the CPU 7 disposed on the mother board 6 are energized to operate and generate heat in response to the operation, the generated heat is diffused by the heat spreader 9 and transferred to the heat pipe 10. The heat transmitted to the heat pipe 10 is transported by heat to the outside of the server rack 1 through the heat pipe 10. Here, when the end of the heat pipe 10 discharged to the outside of the server rack 1 is inserted (connected) into the thermal connector portion 11, the heat transported by the heat pipe 10 is transferred to the cold plate 2 via the thermal connector portion 11. Communicated. Since the thermal connector portion 11 is in surface contact with the cold plate 2 so as to be able to transfer heat, the heat transmitted to the thermal connector portion 11 is taken away by the cold plate 2. In addition, since the heat transport medium 3 circulates in the cold plate 2 and the transmitted heat is taken away by the heat transport medium 3, compared with the case of the air cooling system in which heat is dissipated into the air and cooled, Cooling efficiency can be improved. Moreover, since the cold plate 2 is arrange | positioned at the floor 5 and water can be used for the heat transport medium 3 which distribute | circulates the inside of the cold plate 2, the existing installation can be utilized.

この発明に係る局部冷却装置によれば、ＣＰＵ７などから発生する熱をヒートパイプ１０によってサーバラック１の外部に熱輸送し、別に設置されたコールドプレート２によってその熱を奪うように構成されている。したがって、複数のサーバラック１を収容する室内全体を冷却することによって電子部品７を冷却する従来の冷却方式に比べて、発熱部位のみを的確に冷却できるので、冷却効率を向上させることができるとともに、ＣＰＵ７などの発する熱がサーバラック１の内部にこもるなどによって、新たな発熱部位を発生させることを抑制できる。また、エアコンなどの空調設備が不要となり、冷却にかかる消費電力を抑えることができる。また、サーバラック１ごとに冷却を管理することができるようになるので、電子部品７の急激な発熱に対する対応が早められるとともに、冷却エネルギの振り分けをおこなうことができる。また、サーバラック１もしくは基板６ごとに電子部品７の冷却を管理できることから、電子部品７を十分に冷却できないなどの不具合があった場合に、その不具合による被害を最小限に抑えることができるとともに、メンテナンスを個別におこなうことができる。さらにまた、電子部品７の発する熱をヒートパイプによって取り出して熱輸送するので、電子部品７が水に浸漬されることがない。また、冷熱源であるコールドプレート２は熱輸送媒体３による水冷式であるから、エアコンなどの空調設備を利用した空冷式と比較して、冷却能力が高く、冷却効率を向上させることができる。さらにまた、電子部品７の冷却にファンなどの動力を必要としないので静穏な冷却装置とすることができる。   According to the local cooling device of the present invention, heat generated from the CPU 7 or the like is transported to the outside of the server rack 1 by the heat pipe 10, and the heat is taken away by the cold plate 2 installed separately. . Therefore, as compared with the conventional cooling method in which the electronic component 7 is cooled by cooling the entire room containing the plurality of server racks 1, only the heat generating portion can be accurately cooled, and thus the cooling efficiency can be improved. It is possible to suppress the generation of a new heat generation part by the heat generated by the CPU 7 etc. being trapped inside the server rack 1. In addition, air-conditioning equipment such as an air conditioner is unnecessary, and power consumption for cooling can be suppressed. Moreover, since it becomes possible to manage the cooling for each server rack 1, it is possible to speed up the response to the sudden heat generation of the electronic component 7 and to distribute the cooling energy. In addition, since the cooling of the electronic component 7 can be managed for each server rack 1 or board 6, if there is a problem such as insufficient cooling of the electronic component 7, damage due to the problem can be minimized. Maintenance can be done individually. Furthermore, since the heat generated by the electronic component 7 is taken out by the heat pipe and transported by heat, the electronic component 7 is not immersed in water. Moreover, since the cold plate 2 which is a cold heat source is a water-cooling type using the heat transport medium 3, the cooling capacity is high and the cooling efficiency can be improved as compared with an air-cooling type using an air conditioning facility such as an air conditioner. Furthermore, since power such as a fan is not required for cooling the electronic component 7, a quiet cooling device can be obtained.

なお、この発明に係る局部冷却装置は、スーパーコンピュータなどの大型のコンピュータシステムにも適用することができる。また、ヒートスプレッダおよびヒートパイプならびに熱コネクタを形成する材質には、熱伝導性を有する金属材料として例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金など、任意の材質を用いることができる。   The local cooling device according to the present invention can also be applied to a large computer system such as a supercomputer. In addition, as a material for forming the heat spreader, the heat pipe, and the thermal connector, any material such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy can be used as a metal material having thermal conductivity.

２…コールドプレート、 ３…熱輸送媒体、 ６…基板、 ７…集中演算処理装置（ＣＰＵ）、 ８…スリット、 ９…熱拡散板（ヒートスプレッダ）、 １０…ヒートパイプ、 １１…熱コネクタ部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Cold plate, 3 ... Heat transport medium, 6 ... Board | substrate, 7 ... Central processing unit (CPU), 8 ... Slit, 9 ... Thermal diffusion plate (heat spreader), 10 ... Heat pipe, 11 ... Thermal connector part.

Claims (4)

基板に装着された電子部品の発する熱を、ヒートパイプによって熱輸送媒体に伝達することにより、前記電子部品を冷却する局部冷却装置において、
前記基板が差し込まれるスリットを多数形成されたラックに隣接して、前記熱輸送媒体が流通させられるコールドプレートが配置され、
前記電子部品と共に前記基板に取り付けられた前記ヒートパイプの一方の端部が、前記コールドプレートに向けて延び出ており、
前記コールドプレートの側面には、前記基板を前記スリットに差し込むことにより、前記ヒートパイプの前記一方の端部が熱伝達可能な状態に挿入される複数の熱コネクタ部が、前記スリットに対応して設けられている
ことを特徴とする局部冷却装置。 In the local cooling device that cools the electronic component by transferring the heat generated by the electronic component mounted on the substrate to the heat transport medium by a heat pipe,
Adjacent to a rack formed with a large number of slits into which the substrate is inserted, a cold plate through which the heat transport medium is circulated is arranged,
One end of the heat pipe attached to the substrate together with the electronic component extends toward the cold plate,
On the side surface of the cold plate, by inserting the substrate into the slit, a plurality of thermal connector portions inserted into a state in which the one end portion of the heat pipe can transfer heat correspond to the slit. A local cooling device provided. 前記ヒートパイプは、前記電子部品に面接触して前記電子部品の熱を全体に拡散させた後、前記ヒートパイプに伝達する熱拡散板を備えていることを特徴とする請求項１に記載の局部冷却装置。   2. The heat pipe according to claim 1, wherein the heat pipe includes a heat diffusion plate that is in surface contact with the electronic component and diffuses heat of the electronic component to the entire heat pipe, and then transmits the heat to the heat pipe. Local cooling device. 前記熱拡散板を前記電子部品に弾性力で密着させる弾性機構を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の局部冷却装置。   The local cooling device according to claim 2, further comprising an elastic mechanism for closely attaching the heat diffusion plate to the electronic component by an elastic force. 前記熱輸送媒体は、水を含むことを特徴とする請求項１に記載の局部冷却装置。   The local cooling device according to claim 1, wherein the heat transport medium includes water.
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