JP7833979B2 - cooling device - Google Patents
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Description
本開示は、冷却装置に関する。 This disclosure relates to a cooling device.
特許文献1には、発熱体を有する電子機器を液体の冷媒中に浸漬して直接冷却する冷却システムが開示されている。この冷却システムに用いられる冷媒は、フルオロカーボンを主成分としている。 Patent Document 1 discloses a cooling system for directly cooling electronic equipment having a heat-generating element by immersing it in a liquid refrigerant. The refrigerant used in this cooling system is primarily composed of fluorocarbons.
フルオロカーボンを主成分とする冷媒は、サーバにおけるGPUやCPU等のチップを局所的に冷却する場合によく採用されている。しかしながら、これらの冷媒は、地球温暖化係数(GWP;Global Warming Potential)が大きいことが問題とされている。 Fluorocarbon-based refrigerants are commonly used for localized cooling of chips such as GPUs and CPUs in servers. However, these refrigerants are problematic due to their high global warming potential (GWP).
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、GWPの小さい冷媒を使用しつつ冷却性能を十分に確保することができる冷却装置を提供することを目的とする。 This disclosure was made to solve the above-mentioned problems and aims to provide a cooling device that can ensure sufficient cooling performance while using a refrigerant with a low GWP.
上記課題を解決するために、本開示に係る冷却装置は、液相の冷媒が貯留される貯留空間を内部に有するとともに発熱体と熱的に接続され、前記発熱体の熱を前記冷媒に伝達する伝熱面を有する加熱部と、前記加熱部と接続され、前記貯留空間から前記冷媒を排出する冷媒排出管と、前記冷媒排出管と接続され、前記加熱部から排出された前記冷媒を冷却する冷却部と、前記冷却部と前記加熱部とを接続し、前記冷却部で冷却された前記冷媒を前記加熱部に供給する冷媒供給管と、前記貯留空間を負圧にし、前記貯留空間の内圧を調整可能な負圧調整部と、を備え、前記負圧調整部は、エジェクタであり、前記エジェクタから排出された空気を前記冷却部に供給する送風ラインを備え、前記冷却部は、前記エジェクタから排出された空気と前記冷媒とで熱交換を行って前記冷媒を冷却する。
また、本開示に係る冷却装置は、液相の冷媒が貯留される貯留空間を内部に有するとともに発熱体と熱的に接続され、前記発熱体の熱を前記冷媒に伝達する伝熱面を有する加熱部と、前記加熱部と接続され、前記貯留空間から前記冷媒を排出する冷媒排出管と、前記冷媒排出管と接続され、前記加熱部から排出された前記冷媒を冷却する冷却部と、前記冷却部と前記加熱部とを接続し、前記冷却部で冷却された前記冷媒を前記加熱部に供給する冷媒供給管と、前記貯留空間を負圧にし、前記貯留空間の内圧を調整可能な負圧調整部と、を備え、前記加熱部は、前記伝熱面から立ち上がる複数のフィンを有し、前記フィンは、前記伝熱面のうち前記冷媒供給管側の領域にのみ形成されている。
To solve the above problems, the cooling device according to the present disclosure comprises: a heating section having a storage space inside in which a liquid-phase refrigerant is stored and thermally connected to a heating element, and having a heat transfer surface that transfers heat from the heating element to the refrigerant; a refrigerant discharge pipe connected to the heating section for discharging the refrigerant from the storage space; a cooling section connected to the refrigerant discharge pipe for cooling the refrigerant discharged from the heating section; a refrigerant supply pipe connecting the cooling section and the heating section for supplying the refrigerant cooled in the cooling section to the heating section; and a negative pressure adjustment section that can create a negative pressure in the storage space and adjust the internal pressure of the storage space . The negative pressure adjustment section is an ejector and includes an air supply line that supplies air discharged from the ejector to the cooling section, and the cooling section cools the refrigerant by performing heat exchange between the air discharged from the ejector and the refrigerant .
Furthermore, the cooling device according to this disclosure comprises: a heating section having a storage space inside in which a liquid-phase refrigerant is stored and thermally connected to a heating element, and having a heat transfer surface that transfers heat from the heating element to the refrigerant; a refrigerant discharge pipe connected to the heating section for discharging the refrigerant from the storage space; a cooling section connected to the refrigerant discharge pipe for cooling the refrigerant discharged from the heating section; a refrigerant supply pipe connecting the cooling section and the heating section for supplying the refrigerant cooled in the cooling section to the heating section; and a negative pressure adjustment section that can create a negative pressure in the storage space and adjust the internal pressure of the storage space, wherein the heating section has a plurality of fins rising from the heat transfer surface, and the fins are formed only in the region of the heat transfer surface on the refrigerant supply pipe side.
本開示の冷却装置によれば、GWPの小さい冷媒を使用しつつ冷却性能を十分に確保することができる。 The cooling device described herein allows for sufficient cooling performance while using a refrigerant with a low GWP (Gross Wave Power).
<第一実施形態>
以下、本開示の第一実施形態に係る冷却装置10について、図1、図2を参照して説明する。
図1に示すように、冷却装置10は、高速計算を行う電子機器の冷却に用いられる。本実施形態では、冷却装置10は、データセンター内のサーバ1に使用されている。サーバ1は複数設けられている。
<First Embodiment>
Hereinafter, the cooling device 10 according to the first embodiment of this disclosure will be described with reference to Figures 1 and 2.
As shown in Figure 1, the cooling device 10 is used to cool electronic equipment that performs high-speed calculations. In this embodiment, the cooling device 10 is used for a server 1 in a data center. Multiple servers 1 are provided.
サーバ1は、CPUやGPUのチップ等の電子部品が設置されたプリント基板を有する。CPUやGPUは、高速計算処理を担う部品であるため高負荷がかかる。このため、CPUやGPUは、サーバ1の他の箇所と比べて高温に発熱する。 Server 1 has a printed circuit board on which electronic components such as CPU and GPU chips are installed. Because the CPU and GPU are components responsible for high-speed computation, they are subjected to heavy loads. Therefore, the CPU and GPU generate more heat than other parts of Server 1.
以下、サーバ1のプリント基板を単に「基板2」と称し、CPUやGPU等のチップを「発熱体3」と称する場合がある。 Hereafter, the printed circuit board of Server 1 will be simply referred to as "Board 2," and the CPU, GPU, and other chips will be referred to as "Heat-generating elements 3."
基板2は、矩形板状に形成されている。基板2は、上下方向に延在するように縦置きで配置されている。本実施形態では、基板2は、複数枚設けられている。 The substrate 2 is formed in a rectangular plate shape. The substrate 2 is arranged vertically so as to extend in the vertical direction. In this embodiment, multiple substrates 2 are provided.
発熱体3は、各基板2に1つずつ設置されている。発熱体3は、基板2の表面に張り付けるように設置されている。このため、本実施形態では、発熱体3は、基板2と同様に上下方向に延在するように縦置きで配置されている。 One heating element 3 is installed on each substrate 2. The heating elements 3 are installed so as to be attached to the surface of the substrate 2. Therefore, in this embodiment, the heating elements 3 are arranged vertically, extending in the same vertical direction as the substrate 2.
(冷却装置の構成)
続いて、冷却装置10の構成について説明する。
冷却装置10は、基板2上に設置されたCPUやGPU等のチップ(発熱体3)を局所的に冷却する。図1に示すように、冷却装置10は、加熱部20と、冷媒排出管11と、冷却部30と、ファン12と、冷媒充填部13と、冷媒供給管14と、負圧調整部40と、を備える。
(Cooling system configuration)
Next, the configuration of the cooling device 10 will be described.
The cooling device 10 locally cools chips (heat-generating elements 3) such as CPUs and GPUs installed on the substrate 2. As shown in Figure 1, the cooling device 10 comprises a heating unit 20, a refrigerant discharge pipe 11, a cooling unit 30, a fan 12, a refrigerant charging unit 13, a refrigerant supply pipe 14, and a negative pressure adjustment unit 40.
(加熱部)
本実施形態の加熱部20は、発熱体3の基板2とは反対側の表面に設置された矩形板状のジャケット21である。加熱部20は、発熱体3ごとに1つずつ設置されている。図2に示すように、加熱部20は、液相の冷媒Rが貯留される貯留空間Sを内部に有する。加熱部20は、発熱体3と熱的に接続されている。加熱部20は、発熱体3の熱を冷媒Rに伝達する伝熱面22を内部に有する。伝熱面22は、加熱部20の内周面のうち発熱体3に比較的近い面である。本実施形態では、加熱部20は、基板2と同様に上下方向に延在するように縦置きで配置されている。このため、伝熱面22は、鉛直面に沿って延在している。
(heating section)
In this embodiment, the heating section 20 is a rectangular plate-shaped jacket 21 installed on the surface of the heating element 3 opposite to the substrate 2. One heating section 20 is installed for each heating element 3. As shown in Figure 2, the heating section 20 has a storage space S inside in which liquid-phase refrigerant R is stored. The heating section 20 is thermally connected to the heating element 3. The heating section 20 has a heat transfer surface 22 inside that transfers heat from the heating element 3 to the refrigerant R. The heat transfer surface 22 is the inner circumferential surface of the heating section 20 that is relatively close to the heating element 3. In this embodiment, the heating section 20 is arranged vertically so as to extend in the vertical direction, similar to the substrate 2. Therefore, the heat transfer surface 22 extends along the vertical plane.
加熱部20には、発熱体3の熱が伝達される。さらに、発熱体3の熱は、伝熱面22を介して貯留空間S内の液相の冷媒Rに伝達される。このため、貯留空間S内の液相の冷媒Rは、加熱される。これにより、貯留空間S内の液相の冷媒Rは、膨張し、密度が低下する。本実施形態では、貯留空間S内の液相の冷媒Rは、沸騰して気相に変化する。 Heat from the heating element 3 is transferred to the heating unit 20. Furthermore, the heat from the heating element 3 is transferred to the liquid-phase refrigerant R in the storage space S via the heat transfer surface 22. As a result, the liquid-phase refrigerant R in the storage space S is heated. This causes the liquid-phase refrigerant R in the storage space S to expand and its density to decrease. In this embodiment, the liquid-phase refrigerant R in the storage space S boils and changes into a gaseous phase.
冷媒Rは、フロン系の冷媒よりもGWPの小さい低GWP冷媒である。本実施形態の冷媒(低GWP冷媒)Rは、水である。なお、低GWP冷媒として、水以外には、例えばHFO(ハイドロフルオロオレフィン)等が挙げられる。また、以下では、液相の冷媒Rを単に「液相冷媒RL」と称し、気相の冷媒Rを「気相冷媒RG」と称する場合がある。
加熱部20には、貯留空間Sから冷媒Rを排出する冷媒排出管11が設けられている。
Refrigerant R is a low GWP refrigerant with a lower GWP than fluorocarbon refrigerants. In this embodiment, the refrigerant (low GWP refrigerant) R is water. Other low GWP refrigerants besides water include, for example, HFO (hydrofluoroolefin). In the following, the liquid-phase refrigerant R may be simply referred to as "liquid-phase refrigerant RL," and the gas-phase refrigerant R may be referred to as "gas-phase refrigerant RG."
The heating section 20 is provided with a refrigerant discharge pipe 11 for discharging the refrigerant R from the storage space S.
(冷媒排出管)
図1に示すように、冷媒排出管11の一端11aは、加熱部20の上部に接続されている。冷媒排出管11の他端11bは、冷却部30に接続されている。冷媒排出管11は、加熱部20で加熱された冷媒Rを冷却部30に導く。冷媒排出管11は、各加熱部20に1本ずつ設けられている。
(refrigerant discharge pipe)
As shown in Figure 1, one end 11a of the refrigerant discharge pipe 11 is connected to the upper part of the heating section 20. The other end 11b of the refrigerant discharge pipe 11 is connected to the cooling section 30. The refrigerant discharge pipe 11 guides the refrigerant R heated in the heating section 20 to the cooling section 30. One refrigerant discharge pipe 11 is provided for each heating section 20.
(冷却部)
冷却部30は、加熱部20から排出された冷媒Rを冷却する。本実施形態の冷却部30は、空冷式の熱交換器である。冷却部30は、上流ヘッダ31と、管束32と、下流ヘッダ33と、を有する。
(cooling section)
The cooling unit 30 cools the refrigerant R discharged from the heating unit 20. In this embodiment, the cooling unit 30 is an air-cooled heat exchanger. The cooling unit 30 includes an upstream header 31, a pipe bundle 32, and a downstream header 33.
上流ヘッダ31には、加熱部20で加熱された冷媒Rが供給される。上流ヘッダ31は、マニホールドヘッダである。 The upstream header 31 is supplied with refrigerant R heated in the heating unit 20. The upstream header 31 is a manifold header.
管束32は、複数のフィンチューブ34を有する。各フィンチューブ34は、上流ヘッダ31に接続されている。各フィンチューブ34には、上流ヘッダ31から冷媒Rが供給される。なお、図面上では、フィンチューブ34のフィン部分は省略されている。 The pipe bundle 32 has multiple finned tubes 34. Each finned tube 34 is connected to the upstream header 31. Refrigerant R is supplied to each finned tube 34 from the upstream header 31. Note that the finned portions of the finned tubes 34 are omitted in the drawing.
下流ヘッダ33は、管束32に接続されている。下流ヘッダ33は、上流ヘッダ31と同様に、マニホールドヘッダである。下流ヘッダ33では、各フィンチューブ34を通過した冷媒Rが合流する。 The downstream header 33 is connected to the pipe bundle 32. Like the upstream header 31, the downstream header 33 is a manifold header. In the downstream header 33, the refrigerant R that has passed through each finned tube 34 converges.
(ファン)
管束32の付近には、ファン12が設置されている。ファン12は、管束32に向けて送風し、各フィンチューブ34に空気A1を供給する。これにより、フィンチューブ34内を通過する冷媒Rが冷却される。本実施形態では、気相冷媒RGが凝縮されて、液相冷媒RLに変化する。
(fan)
A fan 12 is installed near the tube bundle 32. The fan 12 blows air toward the tube bundle 32, supplying air A1 to each fin tube 34. This cools the refrigerant R passing through the fin tubes 34. In this embodiment, the gaseous refrigerant RG condenses and changes into a liquid refrigerant RL.
(冷媒充填部)
下流ヘッダ33には、冷媒充填部13が設けられている。冷媒充填部13は、冷却システム内に冷媒Rを充填する。冷媒充填部13は、所望の液量の液相冷媒RLを冷却装置10内に充填する。
(Refrigerant filling section)
A refrigerant charging unit 13 is provided in the downstream header 33. The refrigerant charging unit 13 charges the cooling system with refrigerant R. The refrigerant charging unit 13 charges the cooling device 10 with a desired amount of liquid phase refrigerant RL.
(冷媒供給管)
また、下流ヘッダ33には、冷媒供給管14が設けられている。冷媒供給管14は、冷却部30と加熱部20とを接続している。本実施形態では、冷媒供給管14の一端14aが冷却部30の下流ヘッダ33に接続され、冷媒供給管14の他端14bが加熱部20の下部に接続されている。冷媒供給管14は、冷却部30で冷却された冷媒Rを加熱部20に供給する。冷媒供給管14は、各加熱部20に1本ずつ設けられている。
(refrigerant supply pipe)
Furthermore, a refrigerant supply pipe 14 is provided in the downstream header 33. The refrigerant supply pipe 14 connects the cooling unit 30 and the heating unit 20. In this embodiment, one end 14a of the refrigerant supply pipe 14 is connected to the downstream header 33 of the cooling unit 30, and the other end 14b of the refrigerant supply pipe 14 is connected to the lower part of the heating unit 20. The refrigerant supply pipe 14 supplies the refrigerant R cooled in the cooling unit 30 to the heating unit 20. One refrigerant supply pipe 14 is provided for each heating unit 20.
(負圧調整部)
また、上流ヘッダ31には、真空引きライン42を介して負圧調整部40が接続されている。本実施形態の負圧調整部40は、真空ポンプ41である。負圧調整部40は、冷却装置10内に真空引きを行うことにより、貯留空間Sを負圧にする。さらに、負圧調整部40は、貯留空間Sの内圧を調整可能である。
(Negative pressure adjustment section)
Furthermore, a negative pressure adjustment unit 40 is connected to the upstream header 31 via a vacuum line 42. In this embodiment, the negative pressure adjustment unit 40 is a vacuum pump 41. The negative pressure adjustment unit 40 creates a negative pressure in the storage space S by performing a vacuum in the cooling device 10. In addition, the negative pressure adjustment unit 40 can adjust the internal pressure of the storage space S.
(冷媒の循環)
続いて、冷却装置10内の冷媒Rの循環について説明する。
まず、真空ポンプ41が稼動して、冷却装置10内に真空引きを行う。これにより、貯留空間Sを含む冷却装置10内が負圧となる。このため、冷却装置10内の冷媒Rの沸点が低下する。これにより、冷媒Rが液相から気相に変化し易くなる。
(Refrigerant circulation)
Next, we will explain the circulation of the refrigerant R within the cooling device 10.
First, the vacuum pump 41 is activated to create a vacuum inside the cooling device 10. This creates a negative pressure inside the cooling device 10, including the storage space S. As a result, the boiling point of the refrigerant R inside the cooling device 10 is lowered. This makes it easier for the refrigerant R to change from the liquid phase to the gas phase.
また、加熱部20には発熱体3の熱が伝達される。加熱部20内の伝熱面22は、発熱体3の熱を貯留空間S内の液相冷媒RLに伝達する。これにより、発熱体3は冷却される。一方で、貯留空間S内の液相冷媒RLは加熱されて、膨張する。本実施形態では、液相冷媒RLが発熱体3の熱によって沸騰し、気相冷媒RGに変化する。気相冷媒RGは、液相冷媒RLよりも密度が小さいため、上方へ向けて流れる。気相冷媒RGは、加熱部20から冷媒排出管11を通って冷却部30に流入する。 Furthermore, heat from the heating element 3 is transferred to the heating section 20. The heat transfer surface 22 within the heating section 20 transfers the heat from the heating element 3 to the liquid-phase refrigerant RL in the storage space S. This cools the heating element 3. Meanwhile, the liquid-phase refrigerant RL in the storage space S is heated and expands. In this embodiment, the liquid-phase refrigerant RL boils due to the heat from the heating element 3 and changes into a gaseous refrigerant RG. Since the gaseous refrigerant RG has a lower density than the liquid-phase refrigerant RL, it flows upward. The gaseous refrigerant RG flows from the heating section 20 through the refrigerant discharge pipe 11 into the cooling section 30.
気相冷媒RGは、上流ヘッダ31からフィンチューブ34、フィンチューブ34から下流ヘッダ33へと移動する。気相冷媒RGは、フィンチューブ34で、ファン12から供給される空気A1と熱交換を行い、冷却される。これにより、気相冷媒RGは、凝縮されて、下流ヘッダ33に到達する頃には、液相冷媒RLに変化する。 The gaseous refrigerant RG moves from the upstream header 31 to the finned tube 34, and then from the finned tube 34 to the downstream header 33. In the finned tube 34, the gaseous refrigerant RG exchanges heat with the air A1 supplied by the fan 12 and is cooled. As a result, the gaseous refrigerant RG condenses and, by the time it reaches the downstream header 33, it has changed into liquid refrigerant RL.
液相冷媒RLは、下流ヘッダ33から冷媒供給管14を通って加熱部20に戻る。加熱部20に戻った液相冷媒RLは、加熱部20で再び発熱体3と熱交換を行う。このようにして、冷媒Rは、冷却装置10内を循環する。 The liquid-phase refrigerant RL returns to the heating unit 20 from the downstream header 33 through the refrigerant supply pipe 14. Upon returning to the heating unit 20, the liquid-phase refrigerant RL again exchanges heat with the heating element 3. In this way, the refrigerant R circulates within the cooling device 10.
(作用効果)
本実施形態の冷却装置10によれば、以下の作用効果を発揮することができる。
本実施形態では、加熱部20は、液相の冷媒Rが貯留される貯留空間Sを内部に有するとともに発熱体3と熱的に接続されている。さらに、加熱部20は、発熱体3の熱を冷媒Rに伝達する伝熱面22を有する。また、負圧調整部40は、貯留空間Sを負圧にし、貯留空間Sの内圧を調整可能である。
(Effects)
The cooling device 10 of this embodiment can provide the following effects.
In this embodiment, the heating unit 20 has a storage space S inside in which liquid-phase refrigerant R is stored and is thermally connected to the heating element 3. Furthermore, the heating unit 20 has a heat transfer surface 22 that transfers heat from the heating element 3 to the refrigerant R. In addition, the negative pressure adjustment unit 40 can create a negative pressure in the storage space S and adjust the internal pressure of the storage space S.
本実施形態によれば、発熱体3は、加熱部20を介した貯留空間S内の冷媒Rとの熱交換によって冷却される。一方で、貯留空間S内の冷媒Rは、発熱体3の熱によって加熱される。貯留空間Sが負圧にされることにより、冷媒Rの沸点が低下して冷媒Rが膨張し易くなる。冷媒Rが膨張すると、冷媒Rの密度が低下する。これにより、冷却装置10内を冷媒Rが循環し易くなる。このため、GWPが小さいが、沸点が高いためにサイクル内を循環させるには不向きであった冷媒を、冷却装置10に用いることができる。よって、GWPが小さい冷媒Rを冷却装置10に用いることができる。したがって、フロン系の冷媒よりもGWPの小さい冷媒(低GWP冷媒)Rを使用しつつ冷却性能を十分に確保することができる。これにより、地球温暖化への影響を低減することができる。
また、例えば冷却装置10のメンテナンス時に、負圧調整部40を操作することより、冷却装置10の環境に合わせて貯留空間Sの負圧の度合いを調整することができる。例えば、冷却装置10が設置される場所の気温や発熱体3の負荷に応じて、貯留空間Sの負圧の度合いを調整することができる。
According to this embodiment, the heating element 3 is cooled by heat exchange with the refrigerant R in the storage space S via the heating unit 20. On the other hand, the refrigerant R in the storage space S is heated by the heat of the heating element 3. By creating a negative pressure in the storage space S, the boiling point of the refrigerant R is lowered, making it easier for the refrigerant R to expand. When the refrigerant R expands, its density decreases. This makes it easier for the refrigerant R to circulate within the cooling device 10. Therefore, refrigerants that have a low GWP but a high boiling point and are unsuitable for circulation within the cycle can be used in the cooling device 10. Thus, refrigerants R with a low GWP can be used in the cooling device 10. Consequently, sufficient cooling performance can be ensured while using a refrigerant R with a lower GWP than fluorocarbon refrigerants (low GWP refrigerant). This reduces the impact on global warming.
Furthermore, for example, during maintenance of the cooling device 10, the degree of negative pressure in the storage space S can be adjusted to suit the environment of the cooling device 10 by operating the negative pressure adjustment unit 40. For example, the degree of negative pressure in the storage space S can be adjusted according to the ambient temperature of the location where the cooling device 10 is installed and the load of the heat-generating element 3.
また、本実施形態では、冷媒排出管11は、加熱部20の上部に接続されている。冷媒供給管14は、加熱部20の下部に接続されている。伝熱面22は、鉛直面に沿って延在している。 Furthermore, in this embodiment, the refrigerant discharge pipe 11 is connected to the upper part of the heating unit 20. The refrigerant supply pipe 14 is connected to the lower part of the heating unit 20. The heat transfer surface 22 extends along a vertical plane.
本実施形態によれば、加熱部20内では、液相冷媒RLは上向きに流れる。これにより、加熱部20内に気泡Bが発生しても(図2参照)、気泡Bが上方の冷媒排出管11に流入し易くなる。このため、気泡Bが冷媒排出管11を通じて冷却部30に抜け易くなる。これにより、加熱部20内に気泡Bが滞留して伝熱面22に蒸気膜が形成されることが抑制される。よって、冷媒Rの流通や発熱体3と冷媒Rとの熱交換がスムーズに行われることとなる。 According to this embodiment, the liquid-phase refrigerant RL flows upward within the heating section 20. This allows bubbles B to easily flow into the refrigerant discharge pipe 11 above, even if bubbles B are generated within the heating section 20 (see Figure 2). Therefore, bubbles B can easily escape to the cooling section 30 through the refrigerant discharge pipe 11. This prevents bubbles B from accumulating within the heating section 20 and forming a vapor film on the heat transfer surface 22. Thus, the flow of refrigerant R and heat exchange between the heating element 3 and the refrigerant R proceed smoothly.
<第二実施形態>
以下、本開示の第二実施形態に係る冷却装置210について、図3を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the cooling device 210 according to the second embodiment of this disclosure will be described with reference to Figure 3. For configurations similar to those of the first embodiment described above, the same names and reference numerals will be used, and the description will be omitted as appropriate.
図3に示すように、本実施形態では、負圧調整部240は、エジェクタ243である。エジェクタ243は、冷却装置210の外部から供給される空気の流れを駆動流A2として駆動する。エジェクタ243は、真空引きライン42によって、冷却部30の上流ヘッダ31と接続されている。エジェクタ243は、駆動流A2によって冷却装置210内の気体A3を引き込み、貯留空間Sを含む冷却装置210内を負圧にする。 As shown in Figure 3, in this embodiment, the negative pressure adjustment unit 240 is an ejector 243. The ejector 243 drives the airflow supplied from outside the cooling device 210 as the driving flow A2. The ejector 243 is connected to the upstream header 31 of the cooling unit 30 by a vacuum line 42. The ejector 243 draws in gas A3 from within the cooling device 210 using the driving flow A2, creating negative pressure within the cooling device 210, including the storage space S.
(作用効果)
本実施形態の冷却装置210によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、負圧調整部240は、エジェクタ243である。
(Effects and Benefits)
The cooling device 210 of this embodiment provides the following effects.
In this embodiment, the negative pressure adjustment unit 240 is an ejector 243.
これにより、冷却装置210は、例えば工場等から排出される空気を駆動流A2としてエジェクタ243を駆動させることができる。これにより、冷却装置210は、負圧調整部240が真空ポンプの場合と比較して、少ない消費電力で貯留空間Sを含む装置内部に真空引きを行うことができる。 This allows the cooling device 210 to drive the ejector 243 using, for example, air discharged from a factory as the driving flow A2. As a result, the cooling device 210 can perform vacuuming inside the device, including the storage space S, with less power consumption compared to a case where the negative pressure adjustment unit 240 is a vacuum pump.
(第二実施形態の第一変形例)
続いて、第二実施形態の第一変形例について、図4を参照して説明する。
図4に示すように、本変形例では、冷却装置210は、送風ライン244さらに備える。送風ライン244の一端244aは、エジェクタ243の排出口に接続されている。送風ライン244の他端244bは、冷却部30の管束32と対向する位置に配置されている。送風ライン244は、エジェクタ243から排出された空気A1を冷却部30に供給する。冷却部30は、エジェクタ243から排出された空気A1と冷媒Rとで熱交換を行って冷媒Rを冷却する。
(First modified example of the second embodiment)
Next, a first modified example of the second embodiment will be described with reference to Figure 4.
As shown in Figure 4, in this modified example, the cooling device 210 is further equipped with an air supply line 244. One end 244a of the air supply line 244 is connected to the outlet of the ejector 243. The other end 244b of the air supply line 244 is positioned opposite the pipe bundle 32 of the cooling unit 30. The air supply line 244 supplies the air A1 discharged from the ejector 243 to the cooling unit 30. The cooling unit 30 cools the refrigerant R by performing heat exchange between the air A1 discharged from the ejector 243 and the refrigerant R.
これにより、冷却装置210は、エジェクタ243から排出される空気A1によって冷却部30内の冷媒Rを冷却することができる。したがって、冷却部30への空気A1の供給にファン12等の送風機が用いられる場合と比較して、冷却装置210の消費電力を削減することができる。 As a result, the cooling device 210 can cool the refrigerant R in the cooling section 30 with the air A1 discharged from the ejector 243. Therefore, compared to the case where a blower such as a fan 12 is used to supply air A1 to the cooling section 30, the power consumption of the cooling device 210 can be reduced.
(第二実施形態の第二変形例)
続いて、第二実施形態の第二変形例について、図5を参照して説明する。
図5に示すように、本変形例では、冷却装置210は、冷却部30を囲うとともに、上下方向に開口する外筒215を備える。外筒215は、四角形筒状に形成されている。なお、外筒215の形状は、適宜変更可能である。例えば、外筒215は、円筒形状に形成されていてもよい。
(Second modified example of the second embodiment)
Next, a second modified example of the second embodiment will be described with reference to Figure 5.
As shown in Figure 5, in this modified example, the cooling device 210 includes an outer cylinder 215 that surrounds the cooling section 30 and opens in the vertical direction. The outer cylinder 215 is formed in a rectangular cylindrical shape. The shape of the outer cylinder 215 can be changed as appropriate. For example, the outer cylinder 215 may be formed in a cylindrical shape.
本変形例によれば、冷却部30の内部の冷媒Rと熱交換を行って加熱された冷却部30の周りの空気A1が上昇し、外筒215内に上方に向けて吹き抜ける流れが生じる。これにより、冷却部30には、冷媒Rを冷却するための新鮮な空気A1が供給され続ける。よって、冷却部30に空気A1を供給するためにファン12等の送風機を設ける必要がなくなる。これにより、冷却装置210の大型化が抑制される。また、冷却装置210の消費電力を削減することができる。 According to this modification, the air A1 surrounding the cooling unit 30, which has been heated by heat exchange with the refrigerant R inside the cooling unit 30, rises, creating an upward flow that blows through the outer cylinder 215. This ensures that the cooling unit 30 is continuously supplied with fresh air A1 to cool the refrigerant R. Therefore, there is no need to provide a blower such as a fan 12 to supply air A1 to the cooling unit 30. This suppresses the need to increase the size of the cooling device 210. Furthermore, the power consumption of the cooling device 210 can be reduced.
<第三実施形態>
以下、本開示の第三実施形態に係る冷却装置310について、図6を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the cooling device 310 according to the third embodiment of this disclosure will be described with reference to Figure 6. For configurations similar to those of the first embodiment described above, the same names and reference numerals will be used, and the description will be omitted as appropriate.
図6に示すように、本実施形態では、加熱部320(ジャケット321)は、貯留空間S内に、伝熱面22から立ち上がる複数のフィン323を有する。フィン323は、伝熱面22から垂直に延びている。フィン323は、伝熱面22から離間するにしたがって先細る円錐形状に形成されている。複数のフィン323は、伝熱面22の垂線方向から見て、四角形格子状に配列されている。 As shown in Figure 6, in this embodiment, the heating section 320 (jacket 321) has a plurality of fins 323 rising from the heat transfer surface 22 within the storage space S. The fins 323 extend perpendicularly from the heat transfer surface 22. The fins 323 are formed in a conical shape that tapers as they move away from the heat transfer surface 22. The plurality of fins 323 are arranged in a square grid pattern when viewed from the direction perpendicular to the heat transfer surface 22.
(作用効果)
本実施形態の冷却装置310によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、加熱部320は、伝熱面22から立ち上がる複数のフィン323を有する。
(Effects)
The cooling device 310 of this embodiment provides the following effects.
In this embodiment, the heating section 320 has a plurality of fins 323 that rise from the heat transfer surface 22.
これにより、伝熱面22の面積が拡大される。よって、加熱部320内のみかけの熱流束を低下させることができる。また、伝熱面22に発生した気泡Bの離脱が促進される。このため、複数の気泡Bが伝熱面22上で一体化することが抑制される。さらに、加熱部320内では、冷媒Rが蛇行して流れ、冷媒Rの混合が促進される。これにより、伝熱面22に蒸気膜が形成されることが抑制される。したがって、加熱部320における限界熱流束が上昇し、熱輸送の限界値が上昇する。 This increases the area of the heat transfer surface 22. Therefore, the apparent heat flux within the heating section 320 can be reduced. Furthermore, the detachment of bubbles B generated on the heat transfer surface 22 is promoted. This suppresses the merging of multiple bubbles B on the heat transfer surface 22. Additionally, within the heating section 320, the refrigerant R flows in a meandering manner, promoting the mixing of the refrigerant R. This suppresses the formation of a vapor film on the heat transfer surface 22. Consequently, the critical heat flux in the heating section 320 increases, raising the limit value of heat transport.
(第三実施形態の第一変形例)
続いて、第三実施形態の第一変形例について、図7を参照して説明する。
図7に示すように、本変形例では、フィン323は、円柱形のピン状に形成されている。
これにより、伝熱面22の面積がより一層拡大される。よって、加熱部320内のみかけの熱流束をより一層低下させることができる。
(First modified example of the third embodiment)
Next, a first modified example of the third embodiment will be described with reference to Figure 7.
As shown in Figure 7, in this modified example, the fin 323 is formed in the shape of a cylindrical pin.
This further increases the area of the heat transfer surface 22. Therefore, the apparent heat flux within the heating section 320 can be further reduced.
(第三実施形態の第二変形例)
続いて、第三実施形態の第二変形例について、図8を参照して説明する。
図8に示すように、本変形例では、フィン323は、伝熱面22のうち冷媒供給管14側の領域にのみ形成されている。例えば、フィン323は、伝熱面22の冷媒供給管14側の半分に形成されている。
(Second modified example of the third embodiment)
Next, a second modified example of the third embodiment will be described with reference to Figure 8.
As shown in Figure 8, in this modified example, the fins 323 are formed only in the region of the heat transfer surface 22 on the refrigerant supply pipe 14 side. For example, the fins 323 are formed on the half of the heat transfer surface 22 on the refrigerant supply pipe 14 side.
例えば、伝熱面22のうち冷媒供給管14側の領域では冷媒Rが液相として存在し、冷媒排出管11側では冷媒Rが気相として存在する場合がある。本変形例によれば、冷却装置310は、加熱部20内の冷媒Rのうち、冷媒供給管14側の領域に貯留された液相の冷媒Rを、フィン323によって混合することができる。これにより、冷却装置310は、冷媒Rの流れの安定化させることができる。したがって、冷却装置310の冷却効率を向上させることができる。 For example, in the region of the heat transfer surface 22 on the refrigerant supply pipe 14 side, the refrigerant R may exist in the liquid phase, while on the refrigerant discharge pipe 11 side, the refrigerant R may exist in the gas phase. According to this modification, the cooling device 310 can mix the liquid phase refrigerant R stored in the region on the refrigerant supply pipe 14 side of the refrigerant R within the heating section 20 using the fins 323. This allows the cooling device 310 to stabilize the flow of the refrigerant R. Therefore, the cooling efficiency of the cooling device 310 can be improved.
<第四実施形態>
以下、本開示の第四実施形態に係る冷却装置410について、図9を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the cooling device 410 according to the fourth embodiment of this disclosure will be described with reference to Figure 9. For configurations similar to those of the first embodiment described above, the same names and reference numerals will be used, and the description will be omitted as appropriate.
図9に示すように、本実施形態では、冷却装置410の加熱部420は、電子部品が設置される基板424である。基板424の内部には、貯留空間Sが形成されている。貯留空間Sは、例えば基板424の全域にわたって形成されている。また、基板424は、内部に伝熱面425を有する。伝熱面425は、発熱体3の熱を貯留空間S内の冷媒Rに伝達する。 As shown in Figure 9, in this embodiment, the heating section 420 of the cooling device 410 is a substrate 424 on which electronic components are installed. A storage space S is formed inside the substrate 424. The storage space S is formed, for example, across the entire surface of the substrate 424. Furthermore, the substrate 424 has a heat transfer surface 425 inside. The heat transfer surface 425 transfers heat from the heating element 3 to the refrigerant R in the storage space S.
これにより、冷媒Rが加熱部420内の流通する距離を長くできる。このため、冷媒Rの蒸発が促進される。したがって、冷媒Rは、冷却装置410内のより一層循環し易くなる。また、冷却装置410は、発熱体3の熱を基板424に逃がすことができる。よって、冷却装置410の冷却効率を向上させることができる。 This allows the refrigerant R to travel a longer distance within the heating section 420. Therefore, the evaporation of the refrigerant R is promoted. Consequently, the refrigerant R circulates more easily within the cooling device 410. Furthermore, the cooling device 410 can dissipate the heat from the heating element 3 to the substrate 424. Thus, the cooling efficiency of the cooling device 410 can be improved.
(第四実施形態の変形例)
続いて、第四実施形態の変形例について、図10を参照して説明する。
図10に示すように、本変形例では、加熱部420には、複数の発熱体3が熱的に接続されている。
(Variation of the fourth embodiment)
Next, a modified example of the fourth embodiment will be described with reference to Figure 10.
As shown in Figure 10, in this modified example, multiple heating elements 3 are thermally connected to the heating section 420.
これにより、冷却装置410は、1つの加熱部420内で、複数の発熱体3を均温化できる。このため、各発熱体3の制御が容易となる。 This allows the cooling device 410 to uniformly heat multiple heating elements 3 within a single heating section 420. Therefore, controlling each heating element 3 becomes easier.
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、基板2、424は、複数枚設けられているとしたが、これに限るものではない。例えば基板2、424は、1枚のみ設けられてもよい。基板2、424の枚数は、必要負荷に応じて、適宜変更可能である。
(Other embodiments)
Although embodiments of this disclosure have been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and may include design changes and the like that do not depart from the gist of this disclosure.
In the above embodiment, multiple substrates 2 and 424 are provided, but this is not limited to this. For example, only one substrate 2 or 424 may be provided. The number of substrates 2 and 424 can be appropriately changed according to the required load.
なお、上記実施形態では、加熱部20、320、420は、冷媒Rを蒸発させて冷媒Rを液相から気相に変化させるとしたが、これに限るものではない。加熱部20、320、420では、冷媒Rは膨張すれば、蒸発せずに液相のままでもよい。 In the above embodiment, the heating units 20, 320, and 420 are described as evaporating the refrigerant R and changing it from the liquid phase to the gas phase, but this is not the only possible configuration. In the heating units 20, 320, and 420, the refrigerant R may remain in the liquid phase without evaporating, as long as it expands.
なお、上記実施形態では、冷却部30は、空冷式の熱交換器であるとしたが、これに限るものではない。 In the above embodiment, the cooling unit 30 is an air-cooled heat exchanger, but it is not limited to this.
<付記>
各実施形態に記載の冷却装置10、210、310、410は、例えば以下のように把握される。
<Note>
The cooling devices 10, 210, 310, and 410 described in each embodiment can be understood, for example, as follows.
(1)第1の態様に係る冷却装置10、210、310、410は、液相の冷媒Rが貯留される貯留空間Sを内部に有するとともに発熱体3と熱的に接続され、前記発熱体3の熱を前記冷媒Rに伝達する伝熱面22、425を有する加熱部20、320、420と、前記加熱部20、320、420と接続され、前記貯留空間Sから前記冷媒Rを排出する冷媒排出管11と、前記冷媒排出管11と接続され、前記加熱部20、320、420から排出された前記冷媒Rを冷却する冷却部30と、前記冷却部30と前記加熱部20、320、420とを接続し、前記冷却部30で冷却された前記冷媒Rを前記加熱部20、320、420に供給する冷媒供給管14と、前記貯留空間Sを負圧にし、前記貯留空間Sの内圧を調整可能な負圧調整部40、240と、を備える。 (1) The cooling devices 10, 210, 310, and 410 according to the first embodiment include heating units 20, 320, and 420 having a storage space S inside in which liquid-phase refrigerant R is stored and thermally connected to a heating element 3, and having heat transfer surfaces 22 and 425 that transfer heat from the heating element 3 to the refrigerant R, and a refrigerant discharge pipe 11 connected to the heating units 20, 320, and 420 that discharges the refrigerant R from the storage space S, and the refrigerant discharge pipe The system comprises: a cooling unit 30 connected to the outlet pipe 11 for cooling the refrigerant R discharged from the heating units 20, 320, and 420; a refrigerant supply pipe 14 connecting the cooling unit 30 to the heating units 20, 320, and 420 and supplying the refrigerant R cooled by the cooling unit 30 to the heating units 20, 320, and 420; and negative pressure adjustment units 40 and 240 capable of creating negative pressure in the storage space S and adjusting the internal pressure of the storage space S.
本態様によれば、発熱体3は、加熱部20、320、420を介した貯留空間S内の冷媒Rとの熱交換によって冷却される。一方で、貯留空間S内の冷媒Rは、発熱体3の熱によって加熱される。貯留空間Sが負圧にされることにより、冷媒Rの沸点が低下して冷媒Rが膨張し易くなる。冷媒Rが膨張すると、冷媒Rの密度が低下する。これにより、冷却装置10、210、310、410内を冷媒Rが循環し易くなる。このため、GWPが小さいが、沸点が高いためにサイクル内を循環させるには不向きであった冷媒を、冷却装置10、210、310、410に用いることができる。よって、GWPの小さい冷媒Rを冷却装置10、210、310、410に用いることができる。 According to this embodiment, the heating element 3 is cooled by heat exchange with the refrigerant R in the storage space S via the heating sections 20, 320, and 420. Meanwhile, the refrigerant R in the storage space S is heated by the heat from the heating element 3. By creating a negative pressure in the storage space S, the boiling point of the refrigerant R is lowered, making it more prone to expansion. When the refrigerant R expands, its density decreases. This makes it easier for the refrigerant R to circulate within the cooling devices 10, 210, 310, and 410. Therefore, refrigerants with low GWP but high boiling points, which were previously unsuitable for circulation within the cycle, can be used in the cooling devices 10, 210, 310, and 410. Thus, refrigerants with low GWP can be used in the cooling devices 10, 210, 310, and 410.
(2)第2の態様の冷却装置10、210、310、410は、(1)の冷却装置10、210、310、410であって、前記冷媒排出管11は、前記加熱部20、320、420の上部に接続され、前記冷媒供給管14は、前記加熱部20、320、420の下部に接続され、前記伝熱面22、425は、鉛直面に沿って延在していてもよい。 (2) The cooling devices 10, 210, 310, and 410 of the second embodiment are the cooling devices 10, 210, 310, and 410 of (1), wherein the refrigerant discharge pipe 11 is connected to the upper part of the heating units 20, 320, and 420, the refrigerant supply pipe 14 is connected to the lower part of the heating units 20, 320, and 420, and the heat transfer surfaces 22 and 425 may extend along a vertical plane.
これにより、加熱部20、320、420内に気泡Bが発生しても、気泡Bが冷媒排出管11を通じて冷却部30に抜け易くなる。 This makes it easier for bubbles B to escape to the cooling section 30 through the refrigerant discharge pipe 11, even if bubbles B are generated within the heating sections 20, 320, and 420.
(3)第3の態様の冷却装置210は、(1)又は(2)の冷却装置210であって、前記負圧調整部240は、エジェクタ243であってもよい。 (3) The cooling device 210 of the third embodiment is the cooling device 210 of (1) or (2), and the negative pressure adjustment unit 240 may be an ejector 243.
これにより、冷却装置210は、例えば工場等から排出される空気を駆動流A2としてエジェクタ243を駆動させることができる。 This allows the cooling device 210 to drive the ejector 243 using, for example, air discharged from a factory as the driving flow A2.
(4)第4の態様の冷却装置210は、(3)の冷却装置210であって、前記エジェクタ243から排出された空気A1を前記冷却部30に供給する送風ライン244を備え、前記冷却部30は、前記エジェクタ243から排出された空気A1と前記冷媒Rとで熱交換を行って前記冷媒Rを冷却してもよい。 (4) The cooling device 210 of the fourth embodiment is the cooling device 210 of (3), further comprising a blower line 244 that supplies air A1 discharged from the ejector 243 to the cooling unit 30, wherein the cooling unit 30 cools the refrigerant R by performing heat exchange between the air A1 discharged from the ejector 243 and the refrigerant R.
これにより、冷却装置210は、エジェクタ243から排出される空気A1によって冷却部30内の冷媒Rを冷却することができる。 As a result, the cooling device 210 can cool the refrigerant R in the cooling section 30 with the air A1 discharged from the ejector 243.
(5)第5の態様の冷却装置210は、(1)から(4)のいずれかの冷却装置210であって、前記冷却部30を囲うとともに、上下方向に開口する外筒215を備えてもよい。 (5) The cooling device 210 of the fifth embodiment may be any of the cooling devices 210 described in (1) to (4), and may include an outer cylinder 215 that surrounds the cooling unit 30 and has an opening in the vertical direction.
これにより、冷却部30の内部の冷媒Rと熱交換を行って加熱された冷却部30の周りの空気A1が上昇し、外筒215内に上方に向けて吹き抜ける流れが生じる。これにより、冷却部30には、冷媒Rを冷却するための新鮮な空気A1が供給され続ける。 This causes the air A1 surrounding the cooling unit 30, which has been heated by heat exchange with the refrigerant R inside the cooling unit 30, to rise, creating an upward airflow into the outer cylinder 215. As a result, the cooling unit 30 is continuously supplied with fresh air A1 to cool the refrigerant R.
(6)第6の態様の冷却装置310は、(1)から(5)のいずれかの冷却装置310であって、前記加熱部320は、前記伝熱面22から立ち上がる複数のフィン323を有してもよい。 (6) The cooling device 310 of the sixth embodiment is any of the cooling devices 310 of (1) to (5), wherein the heating unit 320 may have a plurality of fins 323 rising from the heat transfer surface 22.
これにより、伝熱面22の面積が拡大される。また、伝熱面22、425に発生した気泡Bの離脱が促進される。さらに、加熱部320内では、冷媒Rが蛇行して流れ、冷媒Rの混合が促進される。 This increases the area of the heat transfer surface 22. Furthermore, the detachment of bubbles B generated on the heat transfer surfaces 22 and 425 is promoted. Additionally, within the heating section 320, the refrigerant R flows in a meandering manner, promoting the mixing of the refrigerant R.
(7)第7の態様の冷却装置310は、(6)の冷却装置310であって、前記フィン323は、前記伝熱面22のうち前記冷媒供給管14側の領域にのみ形成されていてもよい。 (7) The cooling device 310 of the seventh embodiment is the cooling device 310 of (6), wherein the fins 323 may be formed only in the region of the heat transfer surface 22 on the side of the refrigerant supply pipe 14.
例えば、伝熱面22のうち冷媒供給管14側の領域では冷媒Rが液相として存在し、冷媒排出管11側では冷媒Rが気相として存在する場合がある。本態様によれば、冷却装置310は、加熱部20内の冷媒Rのうち、冷媒供給管14側の領域に貯留された液相の冷媒Rを、フィン323によって混合することができる。 For example, in the region of the heat transfer surface 22 on the refrigerant supply pipe 14 side, the refrigerant R may exist in the liquid phase, while on the refrigerant discharge pipe 11 side, the refrigerant R may exist in the gas phase. According to this embodiment, the cooling device 310 can mix the liquid phase refrigerant R stored in the region on the refrigerant supply pipe 14 side of the refrigerant R within the heating section 20 using the fins 323.
(8)第8の態様の冷却装置410は、(1)から(7)のいずれかの冷却装置410であって、前記加熱部420は、電子部品が設置される基板424であり、前記基板424の内部には、前記貯留空間Sが形成されていてもよい。 (8) The cooling device 410 of the eighth embodiment is any of the cooling devices 410 of (1) to (7), wherein the heating unit 420 is a substrate 424 on which electronic components are installed, and the storage space S may be formed inside the substrate 424.
これにより、冷媒Rが加熱部420内の流通する距離を長くできる。このため、冷媒Rの蒸発が促進される。 This allows the refrigerant R to travel a longer distance within the heating section 420. Therefore, the evaporation of the refrigerant R is promoted.
(9)第9の態様の冷却装置410は、(1)から(8)のいずれかの冷却装置410であって、前記加熱部420には、複数の前記発熱体3が熱的に接続されていてもよい。 (9) The cooling device 410 of the ninth embodiment is any of the cooling devices 410 described in (1) to (8), wherein the heating unit 420 may be thermally connected to a plurality of the heating elements 3.
これにより、冷却装置410は、複数の発熱体3を均温化できる。 This allows the cooling device 410 to equalize the temperature of the multiple heat-generating elements 3.
(10)第10の態様の冷却装置10、210、310、410は、(1)から(9)の冷却装置10、210、310、410であって、前記冷媒Rは、フロン系の冷媒よりもGWPの小さい低GWP冷媒であってもよい。
低GWP冷媒として、例えば水や、HFO(ハイドロフルオロオレフィン)等が挙げられる。
(10) The cooling devices 10, 210, 310, 410 of the tenth embodiment are the cooling devices 10, 210, 310, 410 of (1) to (9), wherein the refrigerant R may be a low GWP refrigerant having a lower GWP than a fluorocarbon refrigerant.
Examples of low GWP refrigerants include water and HFO (hydrofluoroolefin).
1…サーバ 2…基板 3…発熱体 10…冷却装置 11…冷媒排出管 11a…一端 11b…他端 12…ファン 13…冷媒充填部 14…冷媒供給管 14a…一端 14b…他端 20…加熱部 21…ジャケット 22…伝熱面 30…冷却部 31…上流ヘッダ 32…管束 33…下流ヘッダ 34…フィンチューブ 40…負圧調整部 41…真空ポンプ 42…真空引きライン 210…冷却装置 215…外筒 240…負圧調整部 243…エジェクタ 244…送風ライン 244a…一端 244b…他端 310…冷却装置 320…加熱部 321…ジャケット 323…フィン 410…冷却装置 420…加熱部 424…基板 425…伝熱面 A1…空気 A2…駆動流 A3…気体 R…冷媒 RG…気相冷媒 RL…液相冷媒 S…貯留空間 1…Server 2…Circuit board 3…Heating element 10…Cooling device 11…Refrigerant discharge pipe 11a…One end 11b…Other end 12…Fan 13…Refrigerant charging section 14…Refrigerant supply pipe 14a…One end 14b…Other end 20…Heating section 21…Jacket 22…Heat transfer surface 30…Cooling section 31…Upstream header 32…Tube bundle 33…Downstream header 34…Fin tube 40…Negative pressure adjustment section 41…Vacuum pump 42…Vacuum line 210…Cooling device 215…Outer cylinder 240…Negative pressure adjustment section 243…Ejector 244…Air blower line 244a…One end 244b…Other end 310…Cooling device 320…Heating section 321…Jacket 323…Fin 410…Cooling device 420…Heating section 424…Circuit board 425…Heat transfer surface A1…Air A2…Drive flow A3…Gas R…Refrigerant RG…Gas-phase refrigerant RL…Liquid-phase refrigerant S…Storage space
Claims (7)
前記加熱部と接続され、前記貯留空間から前記冷媒を排出する冷媒排出管と、
前記冷媒排出管と接続され、前記加熱部から排出された前記冷媒を冷却する冷却部と、
前記冷却部と前記加熱部とを接続し、前記冷却部で冷却された前記冷媒を前記加熱部に供給する冷媒供給管と、
前記貯留空間を負圧にし、前記貯留空間の内圧を調整可能な負圧調整部と、
を備え、
前記負圧調整部は、エジェクタであり、
前記エジェクタから排出された空気を前記冷却部に供給する送風ラインを備え、
前記冷却部は、前記エジェクタから排出された空気と前記冷媒とで熱交換を行って前記冷媒を冷却する、冷却装置。 A heating section having a storage space inside in which a liquid-phase refrigerant is stored, and which is thermally connected to a heating element and has a heat transfer surface that transfers heat from the heating element to the refrigerant,
A refrigerant discharge pipe is connected to the heating unit and discharges the refrigerant from the storage space,
A cooling unit connected to the refrigerant discharge pipe, which cools the refrigerant discharged from the heating unit,
A refrigerant supply pipe connects the cooling unit and the heating unit, and supplies the refrigerant cooled in the cooling unit to the heating unit.
A negative pressure adjustment unit that can create a negative pressure in the storage space and adjust the internal pressure of the storage space,
Equipped with ,
The aforementioned negative pressure adjustment unit is an ejector,
The system includes an air supply line that supplies the air discharged from the ejector to the cooling unit,
The cooling unit is a cooling device that cools the refrigerant by performing heat exchange between the air discharged from the ejector and the refrigerant .
前記加熱部と接続され、前記貯留空間から前記冷媒を排出する冷媒排出管と、
前記冷媒排出管と接続され、前記加熱部から排出された前記冷媒を冷却する冷却部と、
前記冷却部と前記加熱部とを接続し、前記冷却部で冷却された前記冷媒を前記加熱部に供給する冷媒供給管と、
前記貯留空間を負圧にし、前記貯留空間の内圧を調整可能な負圧調整部と、
を備え、
前記加熱部は、前記伝熱面から立ち上がる複数のフィンを有し、
前記フィンは、前記伝熱面のうち前記冷媒供給管側の領域にのみ形成されている、冷却装置。 A heating section having a storage space inside in which a liquid-phase refrigerant is stored, and which is thermally connected to a heating element and has a heat transfer surface that transfers heat from the heating element to the refrigerant,
A refrigerant discharge pipe is connected to the heating unit and discharges the refrigerant from the storage space,
A cooling unit connected to the refrigerant discharge pipe, which cools the refrigerant discharged from the heating unit,
A refrigerant supply pipe connects the cooling unit and the heating unit, and supplies the refrigerant cooled in the cooling unit to the heating unit.
A negative pressure adjustment unit that can create a negative pressure in the storage space and adjust the internal pressure of the storage space,
Equipped with ,
The heating section has a plurality of fins rising from the heat transfer surface,
A cooling device in which the fins are formed only on the region of the heat transfer surface on the side of the refrigerant supply pipe .
前記冷媒供給管は、前記加熱部の下部に接続され、
前記伝熱面は、鉛直面に沿って延在している、請求項1又は2に記載の冷却装置。 The refrigerant discharge pipe is connected to the upper part of the heating section,
The refrigerant supply pipe is connected to the lower part of the heating section,
The cooling device according to claim 1 or 2 , wherein the heat transfer surface extends along a vertical plane.
前記基板の内部には、前記貯留空間が形成されている、請求項1又は2に記載の冷却装置。 The heating section is a substrate on which electronic components are installed.
The cooling device according to claim 1 or 2, wherein the storage space is formed inside the substrate.
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