放熱器及びそれを用いた電子機器
【課題】ノートパソコンなどの液晶画面の広い背面に実装可能な薄くて偏平な液冷システム用の放熱器を実現することである。
【解決手段】薄くて扁平な箱型筐体の中央部にベルマウス状の吸込口10とケーシングのないモータ付の軸流羽根車2を、左右の側面近傍に第1放熱部5と第2放熱部6を、前後の側面近傍に第1ヘッダ8と第2ヘッダ9を配置した構造である。冷却空気を吸込口10から流入させ、左右の放熱部5と6から流出させながら、水や不凍液などの冷媒を、流入口11から放熱器1に流入させ、第1ヘッダ9内で左右方向に分流させ、第1放熱部5と第2放熱部6を並列に流し、第2ヘッダ9で合流させ、戻り配管13を経て、流出口12から流出させることにより、冷媒に蓄えられた熱を大気に放出する。この様な構造と作用により、ノートパソコンの液晶画面の背面などに実装できる放熱能力の高い薄型放熱器を実現することができる。
【解決手段】薄くて扁平な箱型筐体の中央部にベルマウス状の吸込口10とケーシングのないモータ付の軸流羽根車2を、左右の側面近傍に第1放熱部5と第2放熱部6を、前後の側面近傍に第1ヘッダ8と第2ヘッダ9を配置した構造である。冷却空気を吸込口10から流入させ、左右の放熱部5と6から流出させながら、水や不凍液などの冷媒を、流入口11から放熱器1に流入させ、第1ヘッダ9内で左右方向に分流させ、第1放熱部5と第2放熱部6を並列に流し、第2ヘッダ9で合流させ、戻り配管13を経て、流出口12から流出させることにより、冷媒に蓄えられた熱を大気に放出する。この様な構造と作用により、ノートパソコンの液晶画面の背面などに実装できる放熱能力の高い薄型放熱器を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パーソナルコンピュータ(以後パソコン)やサーバ等の電子機器であって、特にその内部に搭載した発熱素子である半導体集積回路素子を冷媒により高い冷却能力で効率的に冷却することが可能な液冷システム及びそのための放熱装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、ノートパソコンでは、処理速度の向上と共に、中央演算処理装置(以下、CPUという)の発熱量が増加し、CPUを直接ヒートシンクと送風ファンで冷却する空冷方式では、冷却スペースの制約による冷却能力不足とファン騒音増加のため対応できなくなってきている。それに代わる方法として、例えばヒートパイプや液冷システムでCPUの熱を大気側に放熱し易い場所に一旦輸送し、放熱器で大気側に放熱する方法が用いられる様になってきている。
【0003】
ノートパソコンでは、この放熱器の設置場所として、例えば表面積の大きい液晶画面の裏面を利用して放熱することが考えられる。この場合の放熱器の形状としては、薄くて扁平な箱型形状が好ましい。これを実現する上での最大の課題は、放熱器を構成する放熱フィン,送風ファン,冷媒流路などの部品を薄くて偏平な筐体内に平面実装することである。特に、薄くて扁平な流路に冷却に必要な大量の冷却空気を低騒音で流す送風手段の実現が難しい。
【0004】
一般的に、放熱器の送風手段としては、低騒音で静圧に比べ大きい風量が得られる軸流ファンが用いられる場合が多い。しかし、軸流ファンは、冷却空気の吸込方向と吐出し方向が同じであるため、薄くて偏平な放熱器の送風手段としては不向きである。
【0005】
また、薄い偏平流路に冷却空気を流す薄型ファンの構造例として、特許文献1のファンモータがあげられる。この公知文献では、箱型の筐体内に遠心羽根車とその駆動部だけを配置し、上下面に設けた吸込口で冷却風量を増やすと共に、吸込口の大小で吸込流量を調整している。しかし、ノートパソコンに実装する場合、吸込口を両面に設けることはできないため、冷却風量は半分に低下し、冷却に必要な風量を確保できない問題が発生する。
【0006】
また、例えばノートパソコンの液晶画面に搭載する放熱器の構造例として、特許文献2の放熱装置及びそれを備えた電子機器が挙げられる。この公知文献では、偏平な放熱器筐体の中央部の上面と下面に吸込口を設け、そこに遠心羽根車を配置し、その吐出し口近傍に放熱フィンを配置している。しかし、ノートパソコンに実装する場合、吸込口を両面に設けることはできないため、冷却風量が半分程度に低下し、冷却に必要な風量を確保できない問題が発生する。
【0007】
【特許文献1】特開2005−223124号公報
【特許文献2】特許第352143号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
以上のごとく、上記特許文献1,2に開示された冷却装置を薄型の電子機器に搭載した場合はいずれも冷却風量が半分程度に低下して冷却に必要な風量を確保できないという問題が発生する。特に、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装する放熱器形状としては、可能な限り薄くて偏平な形状(例えば縦横は200から300mm、厚さは概ね15mm以下)が必要である。
【0009】
本発明の目的は、薄型の電子機器に搭載しても冷却に必要な風量を確保可能な電子機器用冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的は、電子機器に搭載された素子の熱を循環する冷媒で受熱する受熱部と、受熱した前記熱を放熱する放熱器を備えた液冷システムにおいて、前記放熱器を構成する偏平な筐体と、この筐体の上面中央部に設けられた冷却空気の吸込口と、前記筐体の左右の両側面に設けられた冷却空気の吐出口と、前記吸込口に位置し前記箱型筐体の下面に水平配置されたモータを有する軸流羽根車と、前記左右両側面の吐出口近傍に設けられた第1放熱部及び第2放熱部と、前記箱型筐体の前後両側面近傍の筐体内に設けられた第1ヘッダ及び第2ヘッダとを備え、前記第1放熱部と第2放熱部と前記第1ヘッダと第2ヘッダが接続され、前記放熱器に流入した冷媒が前記第1ヘッダで2系統に分流されてから前記第1放熱部と第2放熱部の冷媒流路を並列に流れ、前記第2ヘッダで合流してから前記放熱器の筐体外に流出するとともに、前記箱型筐体の上下面と第1ヘッダと第2ヘッダで構成される流路を冷却空気が流れて前記第1放熱部と第2放熱部を通過することで冷媒の熱を大気に放熱する放熱器であることにより達成される。
【0011】
また上記目的は、前記第1ヘッダと第2ヘッダ間を複数本の細管で接続し、前記第1放熱部と第2放熱部を形成し、前記複数本の細管内を冷媒が流れる様にした放熱器としたことにより達成される。
【0012】
また上記目的は、前記第1放熱部と第2放熱部が円弧状であり、前記軸流羽根車と同心円状に配置された放熱器であることにより達成される。
【0013】
また上記目的は、前記放熱器を液晶画面の背面に実装したことにより達成される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、薄型の電子機器に搭載しても冷却に必要な風量を確保可能な電子機器用冷却装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の放熱器の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【0016】
まず図1,図2を用いて液媒体の循環による一般的な冷却装置を備えた薄型電子機器の一例を説明する。
図1は、ノートパソコンの分解斜視図である。
図2は、図1に示したノートパソコンを側面から見た側面図である。
図1,図2において、一般的にノートパソコンの本体100側では、例えばキーボード110の下方の位置に発熱体である発熱体120が配置されている。そして、この発熱体120を効率的に冷却するための液冷システムが搭載されている。
【0017】
この液冷システムは、基本的には受熱ジャケット200と冷媒液を循環駆動するための循環ポンプ300と、そして液晶パネル160の背面に実装された放熱器1(図2に示す)を備えている。この放熱器1は、上記本体100に対して回動可能に取り付けられた蓋体150側の液晶パネル160の裏側に配置されている。
【0018】
また、図1中の部材51は、上記液冷システムの各構成部品の間に液体冷媒を液密に接続するための金属又は弾性体の配管を示している。
【0019】
さらに詳細に説明すると、図1において、受熱ジャケット200は、矩形の板状の外形を有しており、例えば銅,アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属から形成されている。また、この受熱ジャケット200は、発熱体である発熱体120の表面に、熱的に接続して(例えば、熱伝導率の高いグリースなどを介して)取り付けられている。なお、受熱ジャケット200の内部には、例えば、流路が内部を蛇行して形成されており、その流路内に液体冷媒を通流させる。これにより、上記発熱体120から発生した熱を、ジャケット内を流れる液体冷媒に伝達し、もって、発熱体を高効率で冷却している。
【実施例1】
【0020】
次に、本発明における実施例1の放熱器1の構成を図3,図4および図5を用いて説明する。
図3は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図4は、図3に示した放熱器1のA−A断面矢視図である。
図5は、放熱器1の冷媒流路の形状と第1と第2の放熱部5,6の構造を説明する斜視図である。
実施例1では、ノートパソコンなどの液晶画面の背面などに実装できる薄くて扁平な放熱器を実現するために、薄くて扁平な箱型筐体内に放熱部,送風部,配管などを平面的に配置した。特に、送風部に関しては、冷媒の冷却に必要な大風量を得るために、軸流ファンのケーシングを取り外して、吸込側にのみ逆流防止用ベルマウスを配置することにより送風部の薄型化を実現した。
【0021】
また、放熱部に関しては、扁平にすることで、冷媒流路が長くなり流動抵抗が大きくならない様に、ヘッダを用いて、左右二つの冷媒流路に冷媒が流れる様にすると共に、このヘッダの容積を利用しリザーブタンクとしての機能を持たせる様にした。リザーブタンクは、液冷システムを長期間に亘り使用すると冷媒が配管などから抜けて蒸発し、冷媒量が低下するため、この低下量を補充するために通常液冷システムにはリザーブタンクが設けてある。
【0022】
図3と図4に示す様に、放熱器1を構成する主要な部品と要素はモータ付きの軸流羽根車2,上ケーシング3,下ケーシング4,第1放熱部5,第2放熱部6,第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,吸込口10,流入口11,流出口12、及び戻り配管13である。
【0023】
図4において、上ケーシング3の吸込口10の形状はベルマウス状になっていると共に、ベルマウスは、上ケーシング3近傍の軸流羽根車2先端吸込側の一部を覆う様に配置され、下ケーシング4側の吐出側にはベルマウスは無い構造である。ベルマウス部が、軸流羽根車2の上ケーシング3側の先端を覆う領域は、概ね軸流羽根車2の羽根高さの半分以下であることが望ましい。また、ベルマウス部の断面形状としては、円弧状や楕円状が好ましいが、特に、これに限定するもではなく適宜決めれば良い。
【0024】
この様な構造にすることにより、吸込口10から、下ケーシング4に対して垂直方向に流入した冷却空気は、図4中矢印で示す様に、滑らかに水平方向(図2では左右方向)に方向転換して流れて行くため、圧力損失と下ケーシング4への衝突音などの流体音が少なくなり、低騒音で冷却に必要な大きな流量を得ることができる。
【0025】
図4,図5において、第1放熱部5と第2放熱部6は、例えば銅やアルミニウム製の扁平断面状流路を有する冷媒配管7、例えば銅やアルミニウム製の複数枚の平板状放熱フィン15で構成される。平板状放熱フィン15は冷媒配管7に、例えばロウ付けや半田付けで接続されている。平板状放熱フィン15の形状としては平板に限定するもではなく、コルゲート状などどのような形状でもかまわない。同様に、冷媒配管7としては、扁平断面状流路に限定するもではなく、円形や楕円などどの様な形状でも良い。
【0026】
次に、放熱器1の放熱メカニズムを説明する。
図5に示す様に、ノートパソコンの発熱体120からの冷却対象からの熱により温められた冷媒(例えば、水,不凍液など)は、図示しない循環ポンプ300で流入口11から放熱器1内に流入した後、第1ヘッダ8内で急激に減速し、水平方向(図では左右)に分かれる。その後それぞれ第1放熱部5と第2放熱部6の冷媒配管7を流れた後、第2ヘッダ9内で合流し戻り配管13を経て、流出口12から流出する。ここで、第1ヘッダ8と第2ヘッダ9の流路断面積(容積)は、冷媒配管7の断面積に比べて大きくし、冷媒配管7の流動抵抗を第1ヘッダ8,第2ヘッダ9内の流動抵抗よりも数倍以上大きくしてある。そのため、冷媒配管7に流れる流量は第1ヘッダ8と第2ヘッダ9間の圧力差と冷媒配管7の断面積で決まる。断面積が同じであれば流れる流量はほぼ同一である。
【0027】
この様に、放熱器1内に冷媒を循環させた状態で図4に示す様に、モータ付きの軸流羽根車2を所望の回転数で回転させる事により、冷却空気を吸込口10から放熱器1内に流入させ、第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,上ケーシング3および下ケーシング4で形成される拡散流路16を経て、左右の第1放熱部5,第2放熱部6の平板状放熱フィン15間を流れて、放熱器1の外に吐出口17から流出する様に流す。
【0028】
これにより、冷媒に吸収された発熱体120の熱は冷媒配管7に伝達し平板状放熱フィン15に伝導する。更に冷却空気に伝達することにより、大気に放出され結果的に発熱体120を許容値以下の温度に保つことができる。
【0029】
以上述べた様に、実施例1によれば、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装可能な低騒音で放熱能力の高い薄くて扁平な放熱器を実現できる。実施例1では、ノートパソコンへの実装例を示したが、この放熱器は、デスクトップパソコンなどの側面など、他の薄型電子機器に実装することも可能である。
【実施例2】
【0030】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図6から図9を用いて実施例2の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
【0031】
図6は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図7は図6に示した放熱器1のA−A断面矢視図である。
図8は、放熱器1の冷媒流路の形状と第1放熱部5,第2放熱部6の構造を説明する斜視図である。
図9は、細管群18の説明図である。
実施例2では、ノートパソコンなどの液晶画面の背面などに実装できる薄くて扁平な放熱器を実現するために、薄くて扁平な箱型筐体内に放熱部,送風部,配管などを平面的に配置した。
【0032】
送風部に関しては、実施例1と同様に、冷媒の冷却に必要な大風量を得るために、軸流ファンのケーシングを取り外して、吸込側にのみ逆流防止用ベルマウスを配置することにより送風部の薄型化を実現した。
【0033】
また、放熱部に関しては、扁平にすることで、冷媒流路が長くなり流動抵抗が大きくならない様に、ヘッダを用いて、左右二つの冷媒流路に冷媒が流れる様にすると共に、このヘッダの容積を利用しリザーブタンクとしての機能を持たせる様にした。
【0034】
図6と図7において、放熱器1を構成する部品と要素はモータ付きの軸流羽根車2,上ケーシング3,下ケーシング4,第1放熱部5,第2放熱部6,第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,吸込口10,流入口11,流出口12及び戻り配管13である。
【0035】
図7に示す様に、上ケーシング3の吸込口10の形状はベルマウス状になっていると共に、ベルマウスは、上ケーシング3近傍の軸流羽根車2先端吸込側の一部を覆う様に配置され、下ケーシング4側の吐出側にはベルマウスは無い構造である。ベルマウス部が、軸流羽根車2の上ケーシング3側の先端を覆う領域は、概ね軸流羽根車2の羽根高さの半分以下であることが望ましい。また、ベルマウス部の断面形状としては、円弧状や楕円状が好ましいが、特にこれに限定されるものではない。16は上ケーシング3および下ケーシング4で形成される拡散流路である。17は吐出口である。
【0036】
この様な構造にすることにより、吸込口10から、下ケーシング4に対して垂直方向に流入した冷却空気は、滑らかに水平方向(図2では左右方向)に方向転換して流れて行くため、圧力損失と下ケーシング4への衝突音などの流体音が少なくなり、低騒音で、冷却に必要な大きな流量を得ることができる。
【0037】
図7から図9に示す様に、第1放熱部5と第2放熱部6は、例えば銅,アルミニウムや合成樹脂製の細管群18を上ケーシング3と下ケーシング4の間に複数個空隙部を設けて積層した構造である。例えば、細管群18の構成の一例としては、図9に示す様に、外径1ミリ以下の細管19を複数本連続に並べたものがある。この細管19同士はロウ付けや半田付けで接続しても良いが必ずしもしなくても良い。
【0038】
この様な構造にすることにより実施例1の冷媒配管7と平板状放熱フィン15で形成される第1放熱部5,第2放熱部6に比べて熱伝達率が向上するため、放熱部を小型化できる。
【0039】
次に、放熱器1の放熱メカニズムを説明する。
【0040】
図5に示す様に、ノートパソコンの発熱体120からの熱により温められた冷媒(例えば、水,不凍液など)は、図示しない循環ポンプ300で、流入口11から放熱器1内に流入した後、第1ヘッダ8内で急激に減速し、水平方向(図では左右)に分流された後、それぞれ、第1放熱部5と第2放熱部6の細管群18の冷媒流路を流れた後、第2ヘッダ9内で合流し、戻り配管13を経て、流出口12から流出する。ここで、第1ヘッダ8と第2ヘッダ9の流路断面積(容積)は、細管群18の冷媒流路の総断面積に比べて大きくし、冷媒流路の流動抵抗を、第1ヘッダ8,第2ヘッダ9内の流動抵抗よりも数倍以上大きくしてあるために、冷媒流路に流れる流量は、第1ヘッダ8と第2ヘッダ9間の圧力差と冷媒流路の断面積で決まる。断面積が同じであれば流れる流量はほぼ同一である。
【0041】
この様に、放熱器1内に冷媒を循環させた状態で図7に示す様に、モータ付きの軸流羽根車2を所望の回転数で回転させる事により、冷却空気を吸込口10から放熱器1内に流入させ、第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,上ケーシング3および下ケーシング4で形成される拡散流路16を経て、左右の第1放熱部5,第2放熱部6の細管群18間を流れて、放熱器1の吐出口17から外に流出する様に流す。
【0042】
これにより、冷媒に吸収された発熱体120の熱は、細管群18に伝達し、更に、冷却空気に伝達することにより、大気に放出され、結果的に発熱体120を許容値以下の温度に保つことができる。
【0043】
以上述べた様に、実施例2によれば、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装可能な低騒音で放熱能力の高い薄くて扁平な放熱器を実現できる。実施例1と同様に、他の薄型電子機器に実装することも可能である。
【実施例3】
【0044】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図10を用いて、実施例3の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図10は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面透視図である。
従って、放熱器1内の部品などは破線で表示すべきであるが分かりにくいため、ここでは便宜的に実線で示している。
【0045】
図10において、実施例3では実施例1と2の放熱器1に側板30および仕切り板31を設けた。仕切り板31の先端が曲げてあるのは軸流羽根車2からの冷却空気の流れ方向に迎合させるためである。この様にすることにより冷却空気の第1放熱部5,第2放熱部6への流れが円滑になり冷却空気の圧力損失や流体音を低減できるため、放熱器1の低騒音化と放熱能力の向上に効果がある。
【実施例4】
【0046】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図11を用いて、実施例4の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図11は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
従って、放熱器1内の部品などは破線で表示すべきであるが、分かり難い部分は、便宜的に実線で示している。
【0047】
図11において、実施例4では流入口から流入した冷媒は、配管40をながれ、第1放熱部5を流れ配管40,リザーブタンク41,配管40,第2放熱部6を経て流出口12より流出する。この様にすることにより実施例1から3に示した様な第1ヘッダ8,第2ヘッダ9が不要になるため、放熱器1の製造コスト低減に効果がある。リザーブタンクは、液冷システムを長期間に亘り使用すると冷媒が配管などから抜けて蒸発し冷媒量が低下するため、この低下量を補充するために設けてある。
【実施例5】
【0048】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図12を用いて、実施例5の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図12は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
従って、放熱器1内の部品などは破線で表示すべきであるが、分かり難い部分は便宜的に実線で示している。
【0049】
図12において、実施例5では流入口11から流入した冷媒は、配管40をながれ、第1放熱部5を流れ、配管40,第2放熱部6を経て流出口12より流出する。この実施例では、配管40の容積を利用して配管40にリザーブタンク機能を持たせることによりリザーブタンクをなくした構造である。
【0050】
実施例5ではリザーブタンクが不要になるため、放熱器1のコスト低減に効果がある。
【実施例6】
【0051】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図13を用いて、実施例6の放熱器1の構造構成のみを説明する。
図13は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図13において、実施例6では流入口11から流入した冷媒は配管40を流れ、第1放熱部5を流れ、配管40,第2放熱部6を経て流出口12より流出する。冷却空気は側板32と仕切り板31で形成される流路を流れる。軸流羽根車2を経た冷却空気には、軸流羽根車2の回転方向の旋回成分を有するため、側板32の先端部は、矢印で示す様な、軸流羽根車2からの冷却空気の流れに迎合する様な形状にしてある。仕切り板31の先端形状も同様である。
【0052】
この様にすることにより、軸流羽根車2からの冷却空気が円滑に左右に分割されるとともに、旋回成分が取り除かれて、第1放熱部5と第2放熱部6に流入するため、騒音低減や放熱能力向上に効果がある。
【実施例7】
【0053】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図14から図16を用いて、実施例7の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図14は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図15および図16は、放熱部の平面図である。
【0054】
図14〜図16において、実施例7では冷媒は流入口35から流入した冷媒は円弧状の放熱部36を流れ、流出口37より流出する構造である。冷却空気は、矢印で示す様に、軸流羽根車2から放熱部36の放熱部38間を流れ流出する。この場合、放熱部38の先端が、図15の様に、直線状の場合、冷却空気の流れが、放熱部38先端に衝突し、騒音上昇や圧力損失の増加を招くことになる。そのため、実施例7の場合、図16に示す様に、放熱部38先端を、冷却空気の流れ方向に迎合する様にα度曲げた構造にする。
【0055】
この様にすることにより、軸流羽根車2からの軸対称的に流れる冷却空気が、軸対称的構造の放熱部36の放熱部38間を流れる事になり、放熱部38での冷却空気が通過する際の通風損失を低下させることができるため、冷却に必要な大きな風量を流すことができる。そのため、低騒音化や放熱能力の向上に対する効果がある。
【実施例8】
【0056】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図17を用いて、実施例8の放熱器1の構造構成のみを説明する。
図17は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面透し図である。
図17において、実施例8では流入口61から流入した冷媒は第1ヘッダ62内で左右に分かれ、左右の第1放熱部64と第2放熱部65を流れ、第2ヘッダ63内で合流した後、戻り配管66を流れて流出口67より流出する構造である。この様にすることにより、実施例7に比較し、第1放熱部64と第2放熱部65での冷媒の流動損失を低減できる。そのため、冷媒を循環させるポンプの負荷を大幅に低減できる。なお、冷却空気は、実施例7とほぼ同様に流れる。
【0057】
この様にすることにより、軸流羽根車2からの冷却空気が円滑に左右に分割されるようになり、騒音低減や放熱能力向上に効果がある。
【0058】
以上のごとく、本発明は放熱部(放熱フィン,冷媒流路),送風ファン,配管などの放熱器構成部品,要素を薄くて偏平な箱型筐体内に平面的に実装すると共に、薄くて扁平な流路に冷却に必要な大量の冷却空気(〜数m3/min)を低騒音で流す送風手段(ファン)を実現することにより、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装できる薄くて偏平な放熱器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の実施例1に係わるノートパソコンの分解斜視図である。
【図2】図1に示すノートパソコンの側面図である。
【図3】本発明における実施例1の放熱器の構造構成を示す平面図である。
【図4】図3に示す放熱器のA−A矢視断面図である。
【図5】図3に示す放熱器の放熱部の構造を示す斜視図である。
【図6】本発明における実施例2の放熱器の構造構成を示す平面図である。
【図7】図6に示す放熱器のA−A矢視断面図である。
【図8】図6に示す放熱器の放熱部の構造を示す斜視図である。
【図9】図6に示す放熱器の放熱部の細管群の構成を示す斜視図である。
【図10】本発明における実施例3の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図11】本発明における実施例4の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図12】本発明における実施例5の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図13】本発明における実施例6の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図14】本発明における実施例7の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図15】放熱器における放熱部の放熱フィンの形状を説明する平面図である。
【図16】図14に示す放熱器の放熱部の放熱フィン形状を説明する平面図である。
【図17】本発明における実施例8の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【0060】
1…放熱器、2…軸流羽根車、3…上ケーシング、4…下ケーシング、5…第1放熱部、6…第2放熱部、7…冷媒配管、8…第1ヘッダ、9…第2ヘッダ、10…吸込口、
11,35,61…流入口、12,37,67…流出口、13…戻り配管、15…平板状放熱フィン、16…拡散流路、17…吐出口、18…細管群、19…細管、30,32…側板、31,33…仕切り板、36,38…放熱部、40…配管、41…リザーブタンク、51…部材、62…第1ヘッダ、63…第2ヘッダ、64…第1放熱部、65…第2放熱部、66…戻り配管、100…パネル本体、110…キーボード、120…発熱体、
150…蓋体、160…液晶パネル、200…受熱ジャケット、300…循環ポンプ。
【技術分野】
【0001】
本発明は、パーソナルコンピュータ(以後パソコン)やサーバ等の電子機器であって、特にその内部に搭載した発熱素子である半導体集積回路素子を冷媒により高い冷却能力で効率的に冷却することが可能な液冷システム及びそのための放熱装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、ノートパソコンでは、処理速度の向上と共に、中央演算処理装置(以下、CPUという)の発熱量が増加し、CPUを直接ヒートシンクと送風ファンで冷却する空冷方式では、冷却スペースの制約による冷却能力不足とファン騒音増加のため対応できなくなってきている。それに代わる方法として、例えばヒートパイプや液冷システムでCPUの熱を大気側に放熱し易い場所に一旦輸送し、放熱器で大気側に放熱する方法が用いられる様になってきている。
【0003】
ノートパソコンでは、この放熱器の設置場所として、例えば表面積の大きい液晶画面の裏面を利用して放熱することが考えられる。この場合の放熱器の形状としては、薄くて扁平な箱型形状が好ましい。これを実現する上での最大の課題は、放熱器を構成する放熱フィン,送風ファン,冷媒流路などの部品を薄くて偏平な筐体内に平面実装することである。特に、薄くて扁平な流路に冷却に必要な大量の冷却空気を低騒音で流す送風手段の実現が難しい。
【0004】
一般的に、放熱器の送風手段としては、低騒音で静圧に比べ大きい風量が得られる軸流ファンが用いられる場合が多い。しかし、軸流ファンは、冷却空気の吸込方向と吐出し方向が同じであるため、薄くて偏平な放熱器の送風手段としては不向きである。
【0005】
また、薄い偏平流路に冷却空気を流す薄型ファンの構造例として、特許文献1のファンモータがあげられる。この公知文献では、箱型の筐体内に遠心羽根車とその駆動部だけを配置し、上下面に設けた吸込口で冷却風量を増やすと共に、吸込口の大小で吸込流量を調整している。しかし、ノートパソコンに実装する場合、吸込口を両面に設けることはできないため、冷却風量は半分に低下し、冷却に必要な風量を確保できない問題が発生する。
【0006】
また、例えばノートパソコンの液晶画面に搭載する放熱器の構造例として、特許文献2の放熱装置及びそれを備えた電子機器が挙げられる。この公知文献では、偏平な放熱器筐体の中央部の上面と下面に吸込口を設け、そこに遠心羽根車を配置し、その吐出し口近傍に放熱フィンを配置している。しかし、ノートパソコンに実装する場合、吸込口を両面に設けることはできないため、冷却風量が半分程度に低下し、冷却に必要な風量を確保できない問題が発生する。
【0007】
【特許文献1】特開2005−223124号公報
【特許文献2】特許第352143号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
以上のごとく、上記特許文献1,2に開示された冷却装置を薄型の電子機器に搭載した場合はいずれも冷却風量が半分程度に低下して冷却に必要な風量を確保できないという問題が発生する。特に、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装する放熱器形状としては、可能な限り薄くて偏平な形状(例えば縦横は200から300mm、厚さは概ね15mm以下)が必要である。
【0009】
本発明の目的は、薄型の電子機器に搭載しても冷却に必要な風量を確保可能な電子機器用冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的は、電子機器に搭載された素子の熱を循環する冷媒で受熱する受熱部と、受熱した前記熱を放熱する放熱器を備えた液冷システムにおいて、前記放熱器を構成する偏平な筐体と、この筐体の上面中央部に設けられた冷却空気の吸込口と、前記筐体の左右の両側面に設けられた冷却空気の吐出口と、前記吸込口に位置し前記箱型筐体の下面に水平配置されたモータを有する軸流羽根車と、前記左右両側面の吐出口近傍に設けられた第1放熱部及び第2放熱部と、前記箱型筐体の前後両側面近傍の筐体内に設けられた第1ヘッダ及び第2ヘッダとを備え、前記第1放熱部と第2放熱部と前記第1ヘッダと第2ヘッダが接続され、前記放熱器に流入した冷媒が前記第1ヘッダで2系統に分流されてから前記第1放熱部と第2放熱部の冷媒流路を並列に流れ、前記第2ヘッダで合流してから前記放熱器の筐体外に流出するとともに、前記箱型筐体の上下面と第1ヘッダと第2ヘッダで構成される流路を冷却空気が流れて前記第1放熱部と第2放熱部を通過することで冷媒の熱を大気に放熱する放熱器であることにより達成される。
【0011】
また上記目的は、前記第1ヘッダと第2ヘッダ間を複数本の細管で接続し、前記第1放熱部と第2放熱部を形成し、前記複数本の細管内を冷媒が流れる様にした放熱器としたことにより達成される。
【0012】
また上記目的は、前記第1放熱部と第2放熱部が円弧状であり、前記軸流羽根車と同心円状に配置された放熱器であることにより達成される。
【0013】
また上記目的は、前記放熱器を液晶画面の背面に実装したことにより達成される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、薄型の電子機器に搭載しても冷却に必要な風量を確保可能な電子機器用冷却装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の放熱器の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【0016】
まず図1,図2を用いて液媒体の循環による一般的な冷却装置を備えた薄型電子機器の一例を説明する。
図1は、ノートパソコンの分解斜視図である。
図2は、図1に示したノートパソコンを側面から見た側面図である。
図1,図2において、一般的にノートパソコンの本体100側では、例えばキーボード110の下方の位置に発熱体である発熱体120が配置されている。そして、この発熱体120を効率的に冷却するための液冷システムが搭載されている。
【0017】
この液冷システムは、基本的には受熱ジャケット200と冷媒液を循環駆動するための循環ポンプ300と、そして液晶パネル160の背面に実装された放熱器1(図2に示す)を備えている。この放熱器1は、上記本体100に対して回動可能に取り付けられた蓋体150側の液晶パネル160の裏側に配置されている。
【0018】
また、図1中の部材51は、上記液冷システムの各構成部品の間に液体冷媒を液密に接続するための金属又は弾性体の配管を示している。
【0019】
さらに詳細に説明すると、図1において、受熱ジャケット200は、矩形の板状の外形を有しており、例えば銅,アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属から形成されている。また、この受熱ジャケット200は、発熱体である発熱体120の表面に、熱的に接続して(例えば、熱伝導率の高いグリースなどを介して)取り付けられている。なお、受熱ジャケット200の内部には、例えば、流路が内部を蛇行して形成されており、その流路内に液体冷媒を通流させる。これにより、上記発熱体120から発生した熱を、ジャケット内を流れる液体冷媒に伝達し、もって、発熱体を高効率で冷却している。
【実施例1】
【0020】
次に、本発明における実施例1の放熱器1の構成を図3,図4および図5を用いて説明する。
図3は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図4は、図3に示した放熱器1のA−A断面矢視図である。
図5は、放熱器1の冷媒流路の形状と第1と第2の放熱部5,6の構造を説明する斜視図である。
実施例1では、ノートパソコンなどの液晶画面の背面などに実装できる薄くて扁平な放熱器を実現するために、薄くて扁平な箱型筐体内に放熱部,送風部,配管などを平面的に配置した。特に、送風部に関しては、冷媒の冷却に必要な大風量を得るために、軸流ファンのケーシングを取り外して、吸込側にのみ逆流防止用ベルマウスを配置することにより送風部の薄型化を実現した。
【0021】
また、放熱部に関しては、扁平にすることで、冷媒流路が長くなり流動抵抗が大きくならない様に、ヘッダを用いて、左右二つの冷媒流路に冷媒が流れる様にすると共に、このヘッダの容積を利用しリザーブタンクとしての機能を持たせる様にした。リザーブタンクは、液冷システムを長期間に亘り使用すると冷媒が配管などから抜けて蒸発し、冷媒量が低下するため、この低下量を補充するために通常液冷システムにはリザーブタンクが設けてある。
【0022】
図3と図4に示す様に、放熱器1を構成する主要な部品と要素はモータ付きの軸流羽根車2,上ケーシング3,下ケーシング4,第1放熱部5,第2放熱部6,第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,吸込口10,流入口11,流出口12、及び戻り配管13である。
【0023】
図4において、上ケーシング3の吸込口10の形状はベルマウス状になっていると共に、ベルマウスは、上ケーシング3近傍の軸流羽根車2先端吸込側の一部を覆う様に配置され、下ケーシング4側の吐出側にはベルマウスは無い構造である。ベルマウス部が、軸流羽根車2の上ケーシング3側の先端を覆う領域は、概ね軸流羽根車2の羽根高さの半分以下であることが望ましい。また、ベルマウス部の断面形状としては、円弧状や楕円状が好ましいが、特に、これに限定するもではなく適宜決めれば良い。
【0024】
この様な構造にすることにより、吸込口10から、下ケーシング4に対して垂直方向に流入した冷却空気は、図4中矢印で示す様に、滑らかに水平方向(図2では左右方向)に方向転換して流れて行くため、圧力損失と下ケーシング4への衝突音などの流体音が少なくなり、低騒音で冷却に必要な大きな流量を得ることができる。
【0025】
図4,図5において、第1放熱部5と第2放熱部6は、例えば銅やアルミニウム製の扁平断面状流路を有する冷媒配管7、例えば銅やアルミニウム製の複数枚の平板状放熱フィン15で構成される。平板状放熱フィン15は冷媒配管7に、例えばロウ付けや半田付けで接続されている。平板状放熱フィン15の形状としては平板に限定するもではなく、コルゲート状などどのような形状でもかまわない。同様に、冷媒配管7としては、扁平断面状流路に限定するもではなく、円形や楕円などどの様な形状でも良い。
【0026】
次に、放熱器1の放熱メカニズムを説明する。
図5に示す様に、ノートパソコンの発熱体120からの冷却対象からの熱により温められた冷媒(例えば、水,不凍液など)は、図示しない循環ポンプ300で流入口11から放熱器1内に流入した後、第1ヘッダ8内で急激に減速し、水平方向(図では左右)に分かれる。その後それぞれ第1放熱部5と第2放熱部6の冷媒配管7を流れた後、第2ヘッダ9内で合流し戻り配管13を経て、流出口12から流出する。ここで、第1ヘッダ8と第2ヘッダ9の流路断面積(容積)は、冷媒配管7の断面積に比べて大きくし、冷媒配管7の流動抵抗を第1ヘッダ8,第2ヘッダ9内の流動抵抗よりも数倍以上大きくしてある。そのため、冷媒配管7に流れる流量は第1ヘッダ8と第2ヘッダ9間の圧力差と冷媒配管7の断面積で決まる。断面積が同じであれば流れる流量はほぼ同一である。
【0027】
この様に、放熱器1内に冷媒を循環させた状態で図4に示す様に、モータ付きの軸流羽根車2を所望の回転数で回転させる事により、冷却空気を吸込口10から放熱器1内に流入させ、第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,上ケーシング3および下ケーシング4で形成される拡散流路16を経て、左右の第1放熱部5,第2放熱部6の平板状放熱フィン15間を流れて、放熱器1の外に吐出口17から流出する様に流す。
【0028】
これにより、冷媒に吸収された発熱体120の熱は冷媒配管7に伝達し平板状放熱フィン15に伝導する。更に冷却空気に伝達することにより、大気に放出され結果的に発熱体120を許容値以下の温度に保つことができる。
【0029】
以上述べた様に、実施例1によれば、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装可能な低騒音で放熱能力の高い薄くて扁平な放熱器を実現できる。実施例1では、ノートパソコンへの実装例を示したが、この放熱器は、デスクトップパソコンなどの側面など、他の薄型電子機器に実装することも可能である。
【実施例2】
【0030】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図6から図9を用いて実施例2の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
【0031】
図6は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図7は図6に示した放熱器1のA−A断面矢視図である。
図8は、放熱器1の冷媒流路の形状と第1放熱部5,第2放熱部6の構造を説明する斜視図である。
図9は、細管群18の説明図である。
実施例2では、ノートパソコンなどの液晶画面の背面などに実装できる薄くて扁平な放熱器を実現するために、薄くて扁平な箱型筐体内に放熱部,送風部,配管などを平面的に配置した。
【0032】
送風部に関しては、実施例1と同様に、冷媒の冷却に必要な大風量を得るために、軸流ファンのケーシングを取り外して、吸込側にのみ逆流防止用ベルマウスを配置することにより送風部の薄型化を実現した。
【0033】
また、放熱部に関しては、扁平にすることで、冷媒流路が長くなり流動抵抗が大きくならない様に、ヘッダを用いて、左右二つの冷媒流路に冷媒が流れる様にすると共に、このヘッダの容積を利用しリザーブタンクとしての機能を持たせる様にした。
【0034】
図6と図7において、放熱器1を構成する部品と要素はモータ付きの軸流羽根車2,上ケーシング3,下ケーシング4,第1放熱部5,第2放熱部6,第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,吸込口10,流入口11,流出口12及び戻り配管13である。
【0035】
図7に示す様に、上ケーシング3の吸込口10の形状はベルマウス状になっていると共に、ベルマウスは、上ケーシング3近傍の軸流羽根車2先端吸込側の一部を覆う様に配置され、下ケーシング4側の吐出側にはベルマウスは無い構造である。ベルマウス部が、軸流羽根車2の上ケーシング3側の先端を覆う領域は、概ね軸流羽根車2の羽根高さの半分以下であることが望ましい。また、ベルマウス部の断面形状としては、円弧状や楕円状が好ましいが、特にこれに限定されるものではない。16は上ケーシング3および下ケーシング4で形成される拡散流路である。17は吐出口である。
【0036】
この様な構造にすることにより、吸込口10から、下ケーシング4に対して垂直方向に流入した冷却空気は、滑らかに水平方向(図2では左右方向)に方向転換して流れて行くため、圧力損失と下ケーシング4への衝突音などの流体音が少なくなり、低騒音で、冷却に必要な大きな流量を得ることができる。
【0037】
図7から図9に示す様に、第1放熱部5と第2放熱部6は、例えば銅,アルミニウムや合成樹脂製の細管群18を上ケーシング3と下ケーシング4の間に複数個空隙部を設けて積層した構造である。例えば、細管群18の構成の一例としては、図9に示す様に、外径1ミリ以下の細管19を複数本連続に並べたものがある。この細管19同士はロウ付けや半田付けで接続しても良いが必ずしもしなくても良い。
【0038】
この様な構造にすることにより実施例1の冷媒配管7と平板状放熱フィン15で形成される第1放熱部5,第2放熱部6に比べて熱伝達率が向上するため、放熱部を小型化できる。
【0039】
次に、放熱器1の放熱メカニズムを説明する。
【0040】
図5に示す様に、ノートパソコンの発熱体120からの熱により温められた冷媒(例えば、水,不凍液など)は、図示しない循環ポンプ300で、流入口11から放熱器1内に流入した後、第1ヘッダ8内で急激に減速し、水平方向(図では左右)に分流された後、それぞれ、第1放熱部5と第2放熱部6の細管群18の冷媒流路を流れた後、第2ヘッダ9内で合流し、戻り配管13を経て、流出口12から流出する。ここで、第1ヘッダ8と第2ヘッダ9の流路断面積(容積)は、細管群18の冷媒流路の総断面積に比べて大きくし、冷媒流路の流動抵抗を、第1ヘッダ8,第2ヘッダ9内の流動抵抗よりも数倍以上大きくしてあるために、冷媒流路に流れる流量は、第1ヘッダ8と第2ヘッダ9間の圧力差と冷媒流路の断面積で決まる。断面積が同じであれば流れる流量はほぼ同一である。
【0041】
この様に、放熱器1内に冷媒を循環させた状態で図7に示す様に、モータ付きの軸流羽根車2を所望の回転数で回転させる事により、冷却空気を吸込口10から放熱器1内に流入させ、第1ヘッダ8,第2ヘッダ9,上ケーシング3および下ケーシング4で形成される拡散流路16を経て、左右の第1放熱部5,第2放熱部6の細管群18間を流れて、放熱器1の吐出口17から外に流出する様に流す。
【0042】
これにより、冷媒に吸収された発熱体120の熱は、細管群18に伝達し、更に、冷却空気に伝達することにより、大気に放出され、結果的に発熱体120を許容値以下の温度に保つことができる。
【0043】
以上述べた様に、実施例2によれば、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装可能な低騒音で放熱能力の高い薄くて扁平な放熱器を実現できる。実施例1と同様に、他の薄型電子機器に実装することも可能である。
【実施例3】
【0044】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図10を用いて、実施例3の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図10は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面透視図である。
従って、放熱器1内の部品などは破線で表示すべきであるが分かりにくいため、ここでは便宜的に実線で示している。
【0045】
図10において、実施例3では実施例1と2の放熱器1に側板30および仕切り板31を設けた。仕切り板31の先端が曲げてあるのは軸流羽根車2からの冷却空気の流れ方向に迎合させるためである。この様にすることにより冷却空気の第1放熱部5,第2放熱部6への流れが円滑になり冷却空気の圧力損失や流体音を低減できるため、放熱器1の低騒音化と放熱能力の向上に効果がある。
【実施例4】
【0046】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図11を用いて、実施例4の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図11は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
従って、放熱器1内の部品などは破線で表示すべきであるが、分かり難い部分は、便宜的に実線で示している。
【0047】
図11において、実施例4では流入口から流入した冷媒は、配管40をながれ、第1放熱部5を流れ配管40,リザーブタンク41,配管40,第2放熱部6を経て流出口12より流出する。この様にすることにより実施例1から3に示した様な第1ヘッダ8,第2ヘッダ9が不要になるため、放熱器1の製造コスト低減に効果がある。リザーブタンクは、液冷システムを長期間に亘り使用すると冷媒が配管などから抜けて蒸発し冷媒量が低下するため、この低下量を補充するために設けてある。
【実施例5】
【0048】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図12を用いて、実施例5の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図12は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
従って、放熱器1内の部品などは破線で表示すべきであるが、分かり難い部分は便宜的に実線で示している。
【0049】
図12において、実施例5では流入口11から流入した冷媒は、配管40をながれ、第1放熱部5を流れ、配管40,第2放熱部6を経て流出口12より流出する。この実施例では、配管40の容積を利用して配管40にリザーブタンク機能を持たせることによりリザーブタンクをなくした構造である。
【0050】
実施例5ではリザーブタンクが不要になるため、放熱器1のコスト低減に効果がある。
【実施例6】
【0051】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図13を用いて、実施例6の放熱器1の構造構成のみを説明する。
図13は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図13において、実施例6では流入口11から流入した冷媒は配管40を流れ、第1放熱部5を流れ、配管40,第2放熱部6を経て流出口12より流出する。冷却空気は側板32と仕切り板31で形成される流路を流れる。軸流羽根車2を経た冷却空気には、軸流羽根車2の回転方向の旋回成分を有するため、側板32の先端部は、矢印で示す様な、軸流羽根車2からの冷却空気の流れに迎合する様な形状にしてある。仕切り板31の先端形状も同様である。
【0052】
この様にすることにより、軸流羽根車2からの冷却空気が円滑に左右に分割されるとともに、旋回成分が取り除かれて、第1放熱部5と第2放熱部6に流入するため、騒音低減や放熱能力向上に効果がある。
【実施例7】
【0053】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図14から図16を用いて、実施例7の放熱器1の構造と構成のみを説明する。
図14は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面図である。
図15および図16は、放熱部の平面図である。
【0054】
図14〜図16において、実施例7では冷媒は流入口35から流入した冷媒は円弧状の放熱部36を流れ、流出口37より流出する構造である。冷却空気は、矢印で示す様に、軸流羽根車2から放熱部36の放熱部38間を流れ流出する。この場合、放熱部38の先端が、図15の様に、直線状の場合、冷却空気の流れが、放熱部38先端に衝突し、騒音上昇や圧力損失の増加を招くことになる。そのため、実施例7の場合、図16に示す様に、放熱部38先端を、冷却空気の流れ方向に迎合する様にα度曲げた構造にする。
【0055】
この様にすることにより、軸流羽根車2からの軸対称的に流れる冷却空気が、軸対称的構造の放熱部36の放熱部38間を流れる事になり、放熱部38での冷却空気が通過する際の通風損失を低下させることができるため、冷却に必要な大きな風量を流すことができる。そのため、低騒音化や放熱能力の向上に対する効果がある。
【実施例8】
【0056】
ここでは、ノートパソコンなどへの実装形態は、実施例1と同一であるため、その説明を省略し、図17を用いて、実施例8の放熱器1の構造構成のみを説明する。
図17は放熱器1を冷却空気の吸込口10側より見た平面透し図である。
図17において、実施例8では流入口61から流入した冷媒は第1ヘッダ62内で左右に分かれ、左右の第1放熱部64と第2放熱部65を流れ、第2ヘッダ63内で合流した後、戻り配管66を流れて流出口67より流出する構造である。この様にすることにより、実施例7に比較し、第1放熱部64と第2放熱部65での冷媒の流動損失を低減できる。そのため、冷媒を循環させるポンプの負荷を大幅に低減できる。なお、冷却空気は、実施例7とほぼ同様に流れる。
【0057】
この様にすることにより、軸流羽根車2からの冷却空気が円滑に左右に分割されるようになり、騒音低減や放熱能力向上に効果がある。
【0058】
以上のごとく、本発明は放熱部(放熱フィン,冷媒流路),送風ファン,配管などの放熱器構成部品,要素を薄くて偏平な箱型筐体内に平面的に実装すると共に、薄くて扁平な流路に冷却に必要な大量の冷却空気(〜数m3/min)を低騒音で流す送風手段(ファン)を実現することにより、ノートパソコンの液晶画面の背面に実装できる薄くて偏平な放熱器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の実施例1に係わるノートパソコンの分解斜視図である。
【図2】図1に示すノートパソコンの側面図である。
【図3】本発明における実施例1の放熱器の構造構成を示す平面図である。
【図4】図3に示す放熱器のA−A矢視断面図である。
【図5】図3に示す放熱器の放熱部の構造を示す斜視図である。
【図6】本発明における実施例2の放熱器の構造構成を示す平面図である。
【図7】図6に示す放熱器のA−A矢視断面図である。
【図8】図6に示す放熱器の放熱部の構造を示す斜視図である。
【図9】図6に示す放熱器の放熱部の細管群の構成を示す斜視図である。
【図10】本発明における実施例3の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図11】本発明における実施例4の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図12】本発明における実施例5の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図13】本発明における実施例6の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図14】本発明における実施例7の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【図15】放熱器における放熱部の放熱フィンの形状を説明する平面図である。
【図16】図14に示す放熱器の放熱部の放熱フィン形状を説明する平面図である。
【図17】本発明における実施例8の法熱器の構造構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【0060】
1…放熱器、2…軸流羽根車、3…上ケーシング、4…下ケーシング、5…第1放熱部、6…第2放熱部、7…冷媒配管、8…第1ヘッダ、9…第2ヘッダ、10…吸込口、
11,35,61…流入口、12,37,67…流出口、13…戻り配管、15…平板状放熱フィン、16…拡散流路、17…吐出口、18…細管群、19…細管、30,32…側板、31,33…仕切り板、36,38…放熱部、40…配管、41…リザーブタンク、51…部材、62…第1ヘッダ、63…第2ヘッダ、64…第1放熱部、65…第2放熱部、66…戻り配管、100…パネル本体、110…キーボード、120…発熱体、
150…蓋体、160…液晶パネル、200…受熱ジャケット、300…循環ポンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子機器に搭載された素子の熱を循環する冷媒で受熱する受熱部と、受熱した前記熱を放熱する放熱器を備えた液冷システムにおいて、
前記放熱器を構成する偏平な筐体と、この筐体の上面中央部に設けられた冷却空気の吸込口と、前記筐体の左右の両側面に設けられた冷却空気の吐出口と、前記吸込口に位置し前記箱型筐体の下面に水平配置されたモータを有する軸流羽根車と、前記左右両側面の吐出口近傍に設けられた第1放熱部及び第2放熱部と、前記箱型筐体の前後両側面近傍の筐体内に設けられた第1ヘッダ及び第2ヘッダとを備え、
前記第1放熱部と第2放熱部と前記第1ヘッダと第2ヘッダが接続され、前記放熱器に流入した冷媒が前記第1ヘッダで2系統に分流されてから前記第1放熱部と第2放熱部の冷媒流路を並列に流れ、前記第2ヘッダで合流してから前記放熱器の筐体外に流出するとともに、前記箱型筐体の上下面と第1ヘッダと第2ヘッダで構成される流路を冷却空気が流れて前記第1放熱部と第2放熱部を通過することで冷媒の熱を大気に放熱する放熱器であることを特徴とする液冷システム。
【請求項2】
請求項1記載の放熱器において、
前記第1ヘッダと第2ヘッダ間を複数本の細管で接続し、前記第1放熱部と第2放熱部を形成し、前記複数本の細管内を冷媒が流れる様にした放熱器としたことを特徴する液冷システム。
【請求項3】
請求項1記載の放熱器において、
前記第1放熱部と第2放熱部が円弧状であり、前記軸流羽根車と同心円状に配置された放熱器であることを特徴する液冷システム。
【請求項4】
請求項1記載の放熱器において、
前記放熱器を液晶画面の背面に実装したことを特徴とする電子機器。
【請求項1】
電子機器に搭載された素子の熱を循環する冷媒で受熱する受熱部と、受熱した前記熱を放熱する放熱器を備えた液冷システムにおいて、
前記放熱器を構成する偏平な筐体と、この筐体の上面中央部に設けられた冷却空気の吸込口と、前記筐体の左右の両側面に設けられた冷却空気の吐出口と、前記吸込口に位置し前記箱型筐体の下面に水平配置されたモータを有する軸流羽根車と、前記左右両側面の吐出口近傍に設けられた第1放熱部及び第2放熱部と、前記箱型筐体の前後両側面近傍の筐体内に設けられた第1ヘッダ及び第2ヘッダとを備え、
前記第1放熱部と第2放熱部と前記第1ヘッダと第2ヘッダが接続され、前記放熱器に流入した冷媒が前記第1ヘッダで2系統に分流されてから前記第1放熱部と第2放熱部の冷媒流路を並列に流れ、前記第2ヘッダで合流してから前記放熱器の筐体外に流出するとともに、前記箱型筐体の上下面と第1ヘッダと第2ヘッダで構成される流路を冷却空気が流れて前記第1放熱部と第2放熱部を通過することで冷媒の熱を大気に放熱する放熱器であることを特徴とする液冷システム。
【請求項2】
請求項1記載の放熱器において、
前記第1ヘッダと第2ヘッダ間を複数本の細管で接続し、前記第1放熱部と第2放熱部を形成し、前記複数本の細管内を冷媒が流れる様にした放熱器としたことを特徴する液冷システム。
【請求項3】
請求項1記載の放熱器において、
前記第1放熱部と第2放熱部が円弧状であり、前記軸流羽根車と同心円状に配置された放熱器であることを特徴する液冷システム。
【請求項4】
請求項1記載の放熱器において、
前記放熱器を液晶画面の背面に実装したことを特徴とする電子機器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2007−258502(P2007−258502A)
【公開日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−81908(P2006−81908)
【出願日】平成18年3月24日(2006.3.24)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年3月24日(2006.3.24)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】
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