JPS6138381A - 冷却装置 - Google Patents
冷却装置Info
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- JPS6138381A JPS6138381A JP15978384A JP15978384A JPS6138381A JP S6138381 A JPS6138381 A JP S6138381A JP 15978384 A JP15978384 A JP 15978384A JP 15978384 A JP15978384 A JP 15978384A JP S6138381 A JPS6138381 A JP S6138381A
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- Japan
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- cooled
- water
- cooling
- heat
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被冷却体に液体冷媒を循環供給する冷却装置に
関し、特に、液体冷媒の温度を制御しつつ冷却する冷却
装置罠関する。
関し、特に、液体冷媒の温度を制御しつつ冷却する冷却
装置罠関する。
情報処理装置環′電子機器は、集積回路素子を多数個搭
載した基板を複数枚、架に実装し、この架に取り゛付け
たファンにより強制空冷する構造が一般的である。しか
しながら近年の集積回路技術の進展に伴ない、回路素子
は大規模高密度化され、また、装置の高性能・小型化を
図る為、装置の実装密度も大巾に増大しており、結果と
して素子パッケージレベルから装置レベルに至るすべて
の実装階層において、発熱密度が増大し、前記強制空冷
構造では十分な冷却を行うことが困難となりつつある。
載した基板を複数枚、架に実装し、この架に取り゛付け
たファンにより強制空冷する構造が一般的である。しか
しながら近年の集積回路技術の進展に伴ない、回路素子
は大規模高密度化され、また、装置の高性能・小型化を
図る為、装置の実装密度も大巾に増大しており、結果と
して素子パッケージレベルから装置レベルに至るすべて
の実装階層において、発熱密度が増大し、前記強制空冷
構造では十分な冷却を行うことが困難となりつつある。
この為、熱容量の大きな水を主体とした液体冷媒を発熱
源である素子の近傍を循環させ、該素子からの熱を伝導
によって冷媒に伝える形態のいわゆる直接液冷方式や、
装置架内に液体−空気の熱交換器を実装し強制空冷と併
用した間接液冷方式等が実用化されてきた。従来、この
種の液体冷媒を被冷却体である情報処理装置に循環供給
し被冷却体からの熱を排熱する液体冷却装置では、液体
冷媒の供給側温度が一定となるように温度制御が行われ
ていた。
源である素子の近傍を循環させ、該素子からの熱を伝導
によって冷媒に伝える形態のいわゆる直接液冷方式や、
装置架内に液体−空気の熱交換器を実装し強制空冷と併
用した間接液冷方式等が実用化されてきた。従来、この
種の液体冷媒を被冷却体である情報処理装置に循環供給
し被冷却体からの熱を排熱する液体冷却装置では、液体
冷媒の供給側温度が一定となるように温度制御が行われ
ていた。
しかしながら、上記従来の制御方法では、例えば被冷却
体の雰囲気の温湿度が変化した場合、液体冷媒を通す配
管や、素子を実装したパッケージ等実装構造物表面に結
露が発生し易く、これが例えは部品の劣化やコネクタの
接触不良の原因となる。この為５−ヒ記従来の冷却方式
をとる情報処理装置においては、該装置の温湿度環境を
厳しく管理する手段又は液体冷媒供給温度を、例えば３
０′Ｃ程度と比較的高温て設定する手段等がとられてさ
たが、前者は、情報処理装置を設置する部屋全体を空調
する施設−ヒの難点があり、また後者は、情報処理装置
内に多数個使用されている集積回路素子の信頼度が温度
に依存し高温になる程信頼度は低下するといった周知の
事実から見て、好ましいものでないと云った夫々の欠点
を有する。
体の雰囲気の温湿度が変化した場合、液体冷媒を通す配
管や、素子を実装したパッケージ等実装構造物表面に結
露が発生し易く、これが例えは部品の劣化やコネクタの
接触不良の原因となる。この為５−ヒ記従来の冷却方式
をとる情報処理装置においては、該装置の温湿度環境を
厳しく管理する手段又は液体冷媒供給温度を、例えば３
０′Ｃ程度と比較的高温て設定する手段等がとられてさ
たが、前者は、情報処理装置を設置する部屋全体を空調
する施設−ヒの難点があり、また後者は、情報処理装置
内に多数個使用されている集積回路素子の信頼度が温度
に依存し高温になる程信頼度は低下するといった周知の
事実から見て、好ましいものでないと云った夫々の欠点
を有する。
本発明の目的は、上記欠点を排（〜、結露を生じさせな
い冷却装置を提供することにある。
い冷却装置を提供することにある。
この目的のために、本発明は、熱交換ユニットと。
ポンプと、膨張タンクとを含んで構成され被冷却体知液
体冷媒を循環供給する冷却装置において、前記被冷却体
の雰囲気温度を検出する手段と、前記液体冷媒の供給側
温度を検出する手段と、これら各検゛出手段からの温度
の差分により前記熱交換ユニットの能力を可変して温度
の差分を一定に保つ制御回路とを有して構成したもので
ある。
体冷媒を循環供給する冷却装置において、前記被冷却体
の雰囲気温度を検出する手段と、前記液体冷媒の供給側
温度を検出する手段と、これら各検゛出手段からの温度
の差分により前記熱交換ユニットの能力を可変して温度
の差分を一定に保つ制御回路とを有して構成したもので
ある。
次に、本発明を、図面を参照ｊ７て実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実施例を示す冷却装置の機能ブロック
図であるが、本冷却装置１ば、被冷却体である情報処理
装置１００に液体冷媒と］７て水を循環供給するもので
、規定量の冷却水を貯蔵できかつ水流、水温等の細かい
変動に対処する為の膨張タンク１３と、冷却水を循環さ
せる為のポンプ１２と、前記被冷却体から奪った熱を排
熱する為の熱交換ユニツ）１１と、これら各構成ユニッ
トを直列に接続し冷却水の送・受水口１４ 、、１５に
導く配管類（図中、太線で示す）と、制御回路２０とを
含んで構成される。冷却水は、冷却装置の送水口１４に
接続された配管１０１を通って情報処理装置１００て供
給され、装置内で熱を奪い装置内の熱量に応じた規定の
温度上昇を伴ない配管１０２を通り、冷却装置の受水口
１５に戻り、前記膨張タンク１３．ポンプ１２ 、 熱
交換ユニット１１をそれぞれ通って外部に排熱されると
云つた閉ループで循環する。
図であるが、本冷却装置１ば、被冷却体である情報処理
装置１００に液体冷媒と］７て水を循環供給するもので
、規定量の冷却水を貯蔵できかつ水流、水温等の細かい
変動に対処する為の膨張タンク１３と、冷却水を循環さ
せる為のポンプ１２と、前記被冷却体から奪った熱を排
熱する為の熱交換ユニツ）１１と、これら各構成ユニッ
トを直列に接続し冷却水の送・受水口１４ 、、１５に
導く配管類（図中、太線で示す）と、制御回路２０とを
含んで構成される。冷却水は、冷却装置の送水口１４に
接続された配管１０１を通って情報処理装置１００て供
給され、装置内で熱を奪い装置内の熱量に応じた規定の
温度上昇を伴ない配管１０２を通り、冷却装置の受水口
１５に戻り、前記膨張タンク１３．ポンプ１２ 、 熱
交換ユニット１１をそれぞれ通って外部に排熱されると
云つた閉ループで循環する。
ここで熱交換ユニット１１は、例えば第２図にボナ如く
、その熱交換能力が制御回路２０によって（ＩＩ変でき
うるＷ、竜のものである。すなわち、第２図は水−水の
水冷式熱交換ユニットの例であるが、被冷却体である情
報処理装置１００内を循環１〜で温度に昇した冷却水は
、水冷式熱交換器３１内の放熱パイプ３２に導びかれる
。熱交換器３１には、５〜１００程度に冷却された冷水
が外部より供給されており、前記放熱パイプ３２の中を
通る？Ｉ＃ ）Ｊ冷却水との間で熱交換を行って循環冷
却水の温度をＦげる。この温度の低下量すなわち熱交換
器１：は、熱交換器Ｖこ供給する冷水量により可変でき
、本実施例では、冷水供給側に設けられかつ制御回路２
０の出力信号により回転角が制御できるサーボモータ３
３で駆動される混合三方弁３４により、熱交換器３１に
供給する冷水量の一部をバイパスすることで実現１−て
いる。ここで、Ｅ記制向を行う制御ｌ１ｊｌ路２０は、
被冷却体の情報処理装置１００の内部又は近傍の空気温
度を検出する測温抵抗体等の温度センサー２２と、冷却
装置の供給側水温を検出する同様の温度センサー２１と
を備え、該両センサーの検出した温度の差分に比例し、
該温度差分を予め規定した温度差になるよう混合三方弁
３４を駆動して制御するサーボモータ３３への制御電圧
を出力する。例えば、前記被冷却体の雰囲気検出温度が
冷却装置の供給側水温よりも低い場合には、熱交換器３
１への冷水量を増し、文通の場合には、冷水のバイパス
量を増加させる方向である。
、その熱交換能力が制御回路２０によって（ＩＩ変でき
うるＷ、竜のものである。すなわち、第２図は水−水の
水冷式熱交換ユニットの例であるが、被冷却体である情
報処理装置１００内を循環１〜で温度に昇した冷却水は
、水冷式熱交換器３１内の放熱パイプ３２に導びかれる
。熱交換器３１には、５〜１００程度に冷却された冷水
が外部より供給されており、前記放熱パイプ３２の中を
通る？Ｉ＃ ）Ｊ冷却水との間で熱交換を行って循環冷
却水の温度をＦげる。この温度の低下量すなわち熱交換
器１：は、熱交換器Ｖこ供給する冷水量により可変でき
、本実施例では、冷水供給側に設けられかつ制御回路２
０の出力信号により回転角が制御できるサーボモータ３
３で駆動される混合三方弁３４により、熱交換器３１に
供給する冷水量の一部をバイパスすることで実現１−て
いる。ここで、Ｅ記制向を行う制御ｌ１ｊｌ路２０は、
被冷却体の情報処理装置１００の内部又は近傍の空気温
度を検出する測温抵抗体等の温度センサー２２と、冷却
装置の供給側水温を検出する同様の温度センサー２１と
を備え、該両センサーの検出した温度の差分に比例し、
該温度差分を予め規定した温度差になるよう混合三方弁
３４を駆動して制御するサーボモータ３３への制御電圧
を出力する。例えば、前記被冷却体の雰囲気検出温度が
冷却装置の供給側水温よりも低い場合には、熱交換器３
１への冷水量を増し、文通の場合には、冷水のバイパス
量を増加させる方向である。
このような構成をとることにより、冷却装置から被冷却
体への供給冷却水温は、被冷却体雰囲気温度に追従する
ことになり、例えば、前記制御回路２０内で設定する温
度差分規定値（被冷却体雰囲気温度に対する冷却水温の
差）を０〜２°Ｃ程度に設定しておけば、定常状態での
結露は皆無であり、またかなり大きい被冷却体雰囲気の
温湿度変動に対しても、結露の心配はなくなる。また、
雰囲気温度が低い場合には、水温も追従して低くなシ、
被冷却体に使用されている集積回路素子等も低い温度に
保つことができることから、高信頼度の装置を実現する
ことが可能である。以上述べた実施例は、能力を可変で
きる熱交換ユニット１１を水−水の水冷式熱交換器を使
用した場合についての例であるが、本発明はこれに限定
されるものではなく、空気−水の空冷式熱交換器であっ
てもよく、寸だ、能力を可変する手段も熱交換器の橿ノ
；ｒｉにより、周知の最ノリ１手段を選択してよいこと
はいう１でもない。
体への供給冷却水温は、被冷却体雰囲気温度に追従する
ことになり、例えば、前記制御回路２０内で設定する温
度差分規定値（被冷却体雰囲気温度に対する冷却水温の
差）を０〜２°Ｃ程度に設定しておけば、定常状態での
結露は皆無であり、またかなり大きい被冷却体雰囲気の
温湿度変動に対しても、結露の心配はなくなる。また、
雰囲気温度が低い場合には、水温も追従して低くなシ、
被冷却体に使用されている集積回路素子等も低い温度に
保つことができることから、高信頼度の装置を実現する
ことが可能である。以上述べた実施例は、能力を可変で
きる熱交換ユニット１１を水−水の水冷式熱交換器を使
用した場合についての例であるが、本発明はこれに限定
されるものではなく、空気−水の空冷式熱交換器であっ
てもよく、寸だ、能力を可変する手段も熱交換器の橿ノ
；ｒｉにより、周知の最ノリ１手段を選択してよいこと
はいう１でもない。
本発明は以上ｉ発明したように、冷却装置の供給側水温
を被冷却体の雰囲気温度に追従して可変する方式の冷却
装置を構成したことにより、特別な空調施設を必要とす
ることなく結露の発生しない高信頼度の装置を提供でき
る効果を有する。
を被冷却体の雰囲気温度に追従して可変する方式の冷却
装置を構成したことにより、特別な空調施設を必要とす
ることなく結露の発生しない高信頼度の装置を提供でき
る効果を有する。
第１図は不発明の実施例を示す冷却装置の構成ブロック
図、第２図は前記冷却装置に使用する熱交換ユニットの
構成例を示す概略図である。 １・・パ冷却装置、 １１・・・熱交換ユニット
、１２・・・ポンプ、 １３・・・膨張タンク、
１４．１５°°・冷却水の送受水口、 ２０・・・制御回路、 ２１．２２・・・温度センサ
ー、３１・・・水冷式熱交換器、 ３２・・・放熱パ
イプ、３３・・・サーボモータ、 ３４・・・混合
三方弁、１００・・・情報処理装置（被冷却体）。
図、第２図は前記冷却装置に使用する熱交換ユニットの
構成例を示す概略図である。 １・・パ冷却装置、 １１・・・熱交換ユニット
、１２・・・ポンプ、 １３・・・膨張タンク、
１４．１５°°・冷却水の送受水口、 ２０・・・制御回路、 ２１．２２・・・温度センサ
ー、３１・・・水冷式熱交換器、 ３２・・・放熱パ
イプ、３３・・・サーボモータ、 ３４・・・混合
三方弁、１００・・・情報処理装置（被冷却体）。
Claims (1)
- 熱交換ユニットと、ポンプと、膨張タンクとを含んで構
成され、被冷却体に液体冷媒を循環供給する冷却装置に
おいて、前記被冷却体の雰囲気温度を検出する手段と、
前記液体冷媒の供給側温度を検出する手段と、これらの
各検出手段からの温度の差分により前記熱交換ユニット
の能力を可変し温度の差分を一定に保つ制御回路とを有
することを特徴とする冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15978384A JPS6138381A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15978384A JPS6138381A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138381A true JPS6138381A (ja) | 1986-02-24 |
| JPH0452624B2 JPH0452624B2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=15701171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15978384A Granted JPS6138381A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138381A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049563A (ja) * | 1990-04-26 | 1992-01-14 | Koufu Nippon Denki Kk | 冷却装置 |
| JP2010199180A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置の冷却システム |
| JP2014529878A (ja) * | 2011-08-02 | 2014-11-13 | コミサリア ア レネルジー アトミック エ オ ゼネルジー アルテルナティブＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ Ａｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 熱電センサを備える冷却装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315652A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-13 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Brine cooler |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15978384A patent/JPS6138381A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315652A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-13 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Brine cooler |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049563A (ja) * | 1990-04-26 | 1992-01-14 | Koufu Nippon Denki Kk | 冷却装置 |
| JP2010199180A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置の冷却システム |
| JP2014529878A (ja) * | 2011-08-02 | 2014-11-13 | コミサリア ア レネルジー アトミック エ オ ゼネルジー アルテルナティブＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ Ａｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 熱電センサを備える冷却装置 |
| EP2740153B1 (fr) * | 2011-08-02 | 2018-04-04 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Dispositif de refroidissement muni d'un capteur thermoelectrique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452624B2 (ja) | 1992-08-24 |
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