JP2012059895A - Electronic apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic apparatus which efficiently exhausts heat and does not affect the degree of freedom of the arrangement of the housing.SOLUTION: Multiple radiation fins 16 are provided at a heat sink 23, and the width is large at a base of each radiation fin 16. A through hole 24 is formed inside the base in the longitudinal direction of the fin, and a heat pipe 20, in which a working fluid passes, is fitted into the through hole 24. A part of the heat pipe 20 fitted into the through hole 24 forms a condenser. Vapor from an evaporator 18 is divided and transported to the heat pipe 20 (condenser) which is integrated with the radiation fin 16. After the vapor is condensed, the vapor is collected to return to the evaporator.

Description

本発明は、冷却用のヒートパイプを備えた電子装置に関する。   The present invention relates to an electronic device provided with a heat pipe for cooling.

ヒートパイプを用いた冷却装置として、特許文献１に記載の冷却装置がある。この装置は、ヒートパイプを筐体内熱源と接触させ、筐体外部のフィン部にヒートパイプの放熱部を接触させることで放熱を行っている。   There exists a cooling device of patent document 1 as a cooling device using a heat pipe. In this apparatus, heat is radiated by bringing the heat pipe into contact with the heat source in the housing and bringing the heat radiating portion of the heat pipe into contact with the fin portion outside the housing.

また、非特許文献１には、リザーバ内臓ループ形ヒートパイプが開示されている。リザーバ内臓ループ形ヒートパイプは、図１に示すような構造を有している。蒸発器２８に熱が加えられると、蒸発器２８から作動流体の蒸気が発生し、蒸気管２９、フレキシブル管３０を通って凝縮器３１へ輸送される。凝縮器３１で蒸気は放熱により凝縮し、冷却液として液管３２を通り蒸発器２９へ戻る。蒸発器２８の内部には、作動流体が毛細管現象によって浸み込むウィック３３が設けられている。
ループ形ヒートパイプでは蒸気と液体の流れる管が分かれているため、その他のヒートパイプに比べ管の径を細くしても熱伝導率が落ちない。 Non-Patent Document 1 discloses a reservoir built-in loop heat pipe. The reservoir built-in loop heat pipe has a structure as shown in FIG. When heat is applied to the evaporator 28, working fluid vapor is generated from the evaporator 28, and is transported to the condenser 31 through the vapor pipe 29 and the flexible pipe 30. In the condenser 31, the vapor is condensed by heat dissipation, and returns to the evaporator 29 through the liquid pipe 32 as a coolant. Inside the evaporator 28, a wick 33 into which the working fluid soaks by capillary action is provided.
In the loop heat pipe, the pipes through which the vapor and liquid flow are separated, so that the thermal conductivity does not decrease even if the pipe diameter is made thinner than other heat pipes.

特開平５−１０６９５６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-106956

石川 博章、他５名“リザーバ内臓ループ形ヒートパイプの熱特性に関する研究”、日本機械学会論文集（Ｂ編）、７２巻７２０号（２００６−８）、ｐ．１４４〜１５１Hiroaki Ishikawa, et al., “Study on Thermal Characteristics of Reservoir Built-in Loop Heat Pipe”, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (Part B), Vol. 72, 720 (2006-8), p. 144-151

従来のヒートパイプを用いた冷却装置では、図２に示すように、ヒートパイプ１１の放熱部がフィン部１３と接続しているだけであり、フィン部１３とヒートパイプ１１との間に熱抵抗が生じるため、効率よく排熱することができないという問題があった。
また、装置筐体１２からヒートパイプ１１を伸ばしてフィン部１３につなげる方法は、フィン部１３の配置による制限が生じ、装置筐体１２の配置の自由度を奪うという問題があった。 In the conventional cooling device using a heat pipe, as shown in FIG. 2, the heat radiating portion of the heat pipe 11 is only connected to the fin portion 13, and the thermal resistance is between the fin portion 13 and the heat pipe 11. Therefore, there is a problem that heat cannot be exhausted efficiently.
Further, the method of extending the heat pipe 11 from the apparatus housing 12 and connecting the heat pipe 11 to the fin section 13 has a problem that a restriction due to the arrangement of the fin section 13 occurs and the degree of freedom of arrangement of the apparatus housing 12 is lost.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、効率よく排熱することができるとともに、筐体の配置の自由度を奪うことのない電子装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device that can efficiently exhaust heat and does not deprive the degree of freedom of arrangement of the housing. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明は、冷却用のヒートパイプを備える電子装置であって、電子装置筐体に放熱フィンを備えると共に、前記放熱フィンの内部に穿設された貫通孔にヒートパイプを嵌入して形成された凝縮器を備え、発熱体に接触した蒸発器から受け取った前記発熱体の熱を、前記凝縮器で前記放熱フィンと一体となって放熱することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an electronic device including a cooling heat pipe, wherein the electronic device housing includes a heat radiating fin and a heat pipe in a through hole formed in the heat radiating fin. Is provided, and the heat of the heating element received from the evaporator in contact with the heating element is radiated integrally with the radiation fins by the condenser.

上述した冷却用のヒートパイプを備える電子装置において、前記凝縮器は、前記放熱フィンの基部部分、または先端部分、または基部部分と先端部分との間の中間部分の内部に、フィン長手方向に形成されていることが好ましい。   In the electronic device provided with the cooling heat pipe described above, the condenser is formed in the fin longitudinal direction inside the base portion of the radiating fin, or the tip portion, or an intermediate portion between the base portion and the tip portion. It is preferable that

また、本発明の凝縮器は、放熱フィンの内部に穿設された貫通孔にヒートパイプを嵌入して形成され、発熱体に接触した蒸発器から受け取った前記発熱体の熱を、前記放熱フィンと一体となって放熱することを特徴とする。   Further, the condenser of the present invention is formed by inserting a heat pipe into a through-hole formed in the inside of the radiating fin, and the heat of the heating element received from the evaporator in contact with the heating element is transferred to the radiating fin. And heat radiation.

本発明は、放熱フィンが凝縮器と一体化しており、凝縮器と放熱フィンとの間の熱伝導率を高めることができるため、放熱フィンに流れる風量を落とすことなく発熱部からの熱を効率よく放熱することができる。
また、本発明は、放熱フィンと筐体が一体化しており、コンパクトな筐体を実現できるため、筐体の配置の自由度を高めることができる。 In the present invention, the heat radiating fin is integrated with the condenser, and the heat conductivity between the condenser and the heat radiating fin can be increased. Therefore, the heat from the heat generating part is efficiently reduced without reducing the amount of air flowing to the heat radiating fin. It can dissipate heat well.
Moreover, since the radiation fin and the housing are integrated in the present invention, and a compact housing can be realized, the degree of freedom in arranging the housing can be increased.

リザーバ内臓ループ形ヒートパイプの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a reservoir built-in loop type heat pipe. 従来の冷却装置の放熱部の構成を簡単に説明する図である。It is a figure explaining simply the composition of the heat dissipation part of the conventional cooling device. 通信基地局装置の全体斜視図である。It is a whole perspective view of a communication base station apparatus. 通信基地局装置の内部構造を説明する図である。It is a figure explaining the internal structure of a communication base station apparatus. 凝縮器の一部断面図である。It is a partial cross section figure of a condenser.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明に係る電子装置を例示した通信基地局装置の全体斜視図である。なお、本実施の形態では、このように例示した通信基地局装置について説明する。図３に示す通信基地局装置は、筐体１５とヒートシンク２３が一体成型されており、ヒートシンク２３の１つの側面には、筐体内の熱を放熱するために複数の放熱フィン１６が設けられている。複数の放熱フィン１６は、フィン方向が筐体外面に対して垂直になるようにして筐体外側に突出させ、互いに隣り合うフィンの面が相対向するように並列させて所定の間隔を隔てて配置されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an overall perspective view of a communication base station apparatus illustrating an electronic apparatus according to the present invention. In addition, this Embodiment demonstrates the communication base station apparatus illustrated in this way. In the communication base station apparatus shown in FIG. 3, a housing 15 and a heat sink 23 are integrally formed, and a plurality of heat radiation fins 16 are provided on one side surface of the heat sink 23 to dissipate heat in the housing. Yes. The plurality of heat dissipating fins 16 are protruded to the outside of the housing such that the fin direction is perpendicular to the outer surface of the housing, and are arranged in parallel so that the surfaces of the fins adjacent to each other face each other with a predetermined interval. Has been placed.

図４は、通信基地局装置の内部構造を説明する図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示している。通信基地局装置は、冷却装置としてループ型ヒートパイプを備えている。ループ型ヒートパイプは、図４に示すように、発熱体１９に接する蒸発器１８（受熱部）と放熱フィン１６を有する凝縮器２１（放熱部）とが、ヒートパイプ２０と液管２２とによって連通され、全体として密閉された状態で、環状に形成されている。このヒートパイプの内部は、ほぼ完全に脱気された後に、水やアルコールなどの凝縮性の流体が作動流体として封入されている。   FIG. 4 is a diagram for explaining the internal structure of the communication base station apparatus, and shows a cross-sectional view taken along line XX of FIG. The communication base station device includes a loop heat pipe as a cooling device. As shown in FIG. 4, the loop heat pipe includes an evaporator 18 (heat receiving part) in contact with the heating element 19 and a condenser 21 (heat radiating part) having heat radiating fins 16. It is communicated and formed in an annular shape in a sealed state as a whole. The inside of the heat pipe is almost completely degassed, and then a condensable fluid such as water or alcohol is enclosed as a working fluid.

発熱体１９に接触した蒸発器１８に発熱体１９から熱が加えられると、蒸発器１８から作動流体の蒸気が発生し、ヒートパイプ２０（フレキシブル管を含む）を通って凝縮器２１へ輸送される。凝縮器２１で蒸気は放熱により凝縮し、冷却液として液管２２（フレキシブル管を含む）を通り蒸発器１８へ戻る。蒸発器１８の内部には、液体の作動流体が毛細管現象によって浸み込むウィック（図示せず）が設けられている。   When heat is applied from the heating element 19 to the evaporator 18 in contact with the heating element 19, vapor of the working fluid is generated from the evaporator 18 and is transported to the condenser 21 through the heat pipe 20 (including the flexible pipe). The The vapor is condensed by heat dissipation in the condenser 21, and returns to the evaporator 18 through the liquid pipe 22 (including the flexible pipe) as a cooling liquid. Inside the evaporator 18 is provided a wick (not shown) through which a liquid working fluid penetrates by capillary action.

図５は、図３のＹ−Ｙ線に沿った凝縮器の一部断面図である。ヒートシンク２３に設けられた複数の放熱フィン１６は、それぞれ、フィンの基部部分の幅が広くなっており、基部部分の内部には、フィンの長手方向に貫通孔２４が穿設され、貫通孔２４の中に作動流体が通るためのヒートパイプ２０が嵌入されている。この貫通孔２４に嵌入されたヒートパイプ２０の部分が凝縮器２１を構成する。蒸発器１８からの蒸気は、分岐された後、それぞれ、放熱フィン１６と一体化されたされたヒートパイプ２０（凝縮器）へ輸送され、凝縮された後、集められて蒸発器１８へ戻る。   FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the condenser along line YY in FIG. 3. Each of the plurality of radiating fins 16 provided in the heat sink 23 has a wide base portion of the fin, and a through hole 24 is formed in the longitudinal direction of the fin inside the base portion. A heat pipe 20 for allowing the working fluid to pass therethrough is inserted. The portion of the heat pipe 20 fitted into the through hole 24 constitutes the condenser 21. The vapor from the evaporator 18 is branched and then transported to the heat pipe 20 (condenser) integrated with the radiation fins 16, condensed, collected, and returned to the evaporator 18.

なお、本実施の形態では、放熱フィン１６の基部部分の幅を広くして、この基部部分の内部に貫通孔２４を穿設してヒートパイプ２０を嵌入するようにしたが、本発明は、放熱フィン１６の先端部分、および、基部部分と先端部分との間の中間部分を含み、放熱フィン１６のいずれの部分に貫通孔２４を穿設してヒートパイプ２０を嵌入するようにしても良い。   In the present embodiment, the width of the base portion of the radiating fin 16 is widened, and the through hole 24 is formed in the base portion so as to fit the heat pipe 20. The heat pipe 20 may be inserted by drilling the through hole 24 in any part of the heat radiating fin 16 including the front end part of the heat radiating fin 16 and an intermediate part between the base part and the front end part. .

本実施の形態の場合、放熱フィン１６およびヒートシンク２３は、熱伝導率の良い素材である、例えば、アルミニウム、銅タングステン合金、銅モリブデン合金、セラミックス等を素材として、押し出し成形にて連続的に一体成形して長尺な原型物を作成し、この長尺な原型物を所定の長さに切断するとともに、原型物に貫通孔２４やその他所定の加工を施して作成する。   In the case of the present embodiment, the radiation fins 16 and the heat sink 23 are continuously integrated by extrusion molding using materials having good thermal conductivity, for example, aluminum, copper tungsten alloy, copper molybdenum alloy, ceramics, etc. A long prototype is formed by molding, the long prototype is cut into a predetermined length, and the original is subjected to through holes 24 and other predetermined processing.

上述のように、本実施の形態に係る通信基地局装置は、放熱フィン１６とヒートパイプ２０（凝縮器）を一体化することで、凝縮器と放熱フィン１６との間の熱伝導率を高めることができるため、効率よく放熱することができる。また、ループ形ヒートパイプは、径を細くできるため放熱フィン１６と一体化しても放熱フィン１６に当たる風量をさえぎることなく効率よく放熱することができる。
また、本発明の通信基地局装置は、放熱フィン１６とヒートシンク２３（筐体）が一体成型されており、筐体１５をコンパクトに収めることができるため、筐体１５の配置の自由度を高めることができる。
また、本発明の通信基地局装置は、ヒートパイプ２０の途中をフレキシブル管で結ぶことで、筐体１５の内部での管の取り回しが比較的自由にとなり、発熱体１９を筐体内に自由に配置することが可能となる。 As described above, the communication base station apparatus according to the present embodiment increases the thermal conductivity between the condenser and the radiating fin 16 by integrating the radiating fin 16 and the heat pipe 20 (condenser). Therefore, it is possible to efficiently dissipate heat. In addition, since the diameter of the loop heat pipe can be reduced, even if it is integrated with the heat radiating fins 16, it is possible to efficiently radiate heat without blocking the air volume hitting the heat radiating fins 16.
Further, in the communication base station apparatus of the present invention, the radiation fins 16 and the heat sink 23 (housing) are integrally formed, and the housing 15 can be accommodated in a compact manner, so that the degree of freedom of arrangement of the housing 15 is increased. be able to.
Further, the communication base station apparatus of the present invention connects the middle of the heat pipe 20 with a flexible pipe, so that the pipe can be handled relatively freely inside the casing 15 and the heating element 19 can be freely set in the casing. It becomes possible to arrange.

なお、上述した実施の形態では、ループ型ヒートパイプを備える通信基地局装置について説明したが、本発明は、ループ型のヒートパイプに限るものではなく、通常のヒートパイプを備える電子装置に対しても適用可能である。   In the above-described embodiment, the communication base station apparatus including the loop heat pipe has been described. However, the present invention is not limited to the loop heat pipe, and the electronic apparatus includes a normal heat pipe. Is also applicable.

１１，２０ ヒートパイプ
１２，１５ 筐体
１３ フィン部
１６ 放熱フィン
１８，２８ 蒸発器
１９ 発熱体
２１，３１ 凝縮器
２２，３２ 液管
２３ ヒートシンク
２４ 貫通孔
２９ 蒸気管
３０ フレキシブル管
３３ ウィック DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,20 Heat pipe 12,15 Housing | casing 13 Fin part 16 Radiation fin 18,28 Evaporator 19 Heating body 21,31 Condenser 22,32 Liquid pipe 23 Heat sink 24 Through-hole 29 Steam pipe 30 Flexible pipe 33 Wick

Claims (3)

冷却用のヒートパイプを備える電子装置であって、
電子装置筐体に放熱フィンを備えると共に、前記放熱フィンの内部に穿設された貫通孔にヒートパイプを嵌入して形成された凝縮器を備え、発熱体に接触した蒸発器から受け取った前記発熱体の熱を、前記凝縮器で前記放熱フィンと一体となって放熱することを特徴とする電子装置。 An electronic device comprising a heat pipe for cooling,
The heat generated from the evaporator in contact with the heating element is provided with a radiator fin in the electronic device casing, and a condenser formed by inserting a heat pipe into a through hole formed in the radiator fin. An electronic device characterized in that heat of the body is radiated by the condenser together with the radiation fins. 前記凝縮器は、前記放熱フィンの基部部分、または先端部分、または基部部分と先端部分との間の中間部分の内部に、フィン長手方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。   The said condenser is formed in the fin longitudinal direction inside the base part of the said radiation fin, or the front-end | tip part, or the intermediate part between a base part and a front-end | tip part. Electronic devices. 放熱フィンの内部に穿設された貫通孔にヒートパイプを嵌入して形成され、発熱体に接触した蒸発器から受け取った前記発熱体の熱を、前記放熱フィンと一体となって放熱することを特徴とする凝縮器。   It is formed by inserting a heat pipe into a through hole formed in the inside of the radiating fin, and radiates heat of the heating element received from the evaporator in contact with the heating element integrally with the radiating fin. Features a condenser.