JP2006132913A - 熱交換式冷却器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 熱交換式冷却器の提供。
【解決手段】 複数の冷却フィン、冷却フィンの外側に平行に設けられた上側板、冷却フィンのもう一方の外側に平行に設けられた下側板、冷却フィン、上側板、下側板に挿通された複数の熱交換管、上側板を被覆密封し並びに上側板との間に上収容室を形成する上蓋、下側板を被覆密封し並びに下側板との間に下収容室を形成する下蓋を具え、上収容室が複数の上隔板を具えて密閉された複数の上部小収容室に区画され、下収容室が複数の下隔板を具えて密閉された複数の下部小収容室に区画され、以上の構造により、熱交換管の曲げ角問題を改善し、並びに熱交換管が上部小収容室及び下部小収容室に配列された方式により、冷却降下を高めることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は一種の冷却器の構造に係り、特に、熱交換式冷却器の構造に関する。
図１の周知の液冷式コンピュータ冷却装置のシステム構造図を参照されたい。図示される液冷式コンピュータ冷却器３は、集熱器２の後ろに架設され、並びに集熱器２と結合されて液冷循環システムを形成し、集熱器２がコンピュータのＣＰＵの熱エネルギーを吸収した後、熱エネルギーを付帯した液体が冷却器３に送られて放熱が実行され、放熱後の液体は更に集熱器２に戻され、循環を形成する。簡単に述べると、その作用はコンピュータのＣＰＵ１の発生する熱エネルギーの散逸である。
図２は周知の液冷式コンピュータ冷却装置の立体図である。図示されるように、周知の冷却器３は、熱伝導導管３３の曲げＲ角３３１及び熱伝導導管３３の配列方式に制限されるため、冷却器３の冷却フィン３２と熱伝導導管３３の接触面積が小さくなり、冷却フィン３２とファン３１の間の送風面積が小さくなり、このため冷却器３の冷却効果が十分に発揮されず、理想的とは言えない。
請求項１の発明は、複数の冷却フィンと、複数の熱交換管と、上側板と、下側板と、上蓋と、下蓋を具え、
該複数の冷却フィンは、縦方向に相互に所定の間隔を有するように横向きに配置され、各冷却フィンに相互に対応する複数の縦向き貫通孔が設けられ、
該複数の熱交換管は、縦向きにこれら縦向き貫通孔に挿通され、
該上側板は、これら冷却フィンの第１縦向き外側に平行に組付けられ、且つ該上側板に複数の縦向き貫通孔が開設されて、熱交換管の上端外壁に、それを密封するように嵌合され、
該下側板は、これら冷却フィンの第２縦向き外側に平行に組付けられ、且つ該下側板に複数の縦向き貫通孔が開設されて、熱交換管の下端外壁に、それを密封するように嵌合され、
該上蓋は、該上側板の上を密封するよう被覆し、該上側板との間に上収容室を形成し、 該下蓋は、該下側板の下を密封するよう被覆し、該下側板との間に下収容室を形成する、熱交換式冷却器において、
該上収容室が複数の上隔板を具えて複数の密閉された上部小収容室に区画され、且つ下収容室が複数の下隔板を具えて複数の密閉された下部小収容室に区画され、
これら上部小収容室のうちの一つは少なくとも一つの熱交換管の上端と相互に連通し、少なくとも一つの熱交換管の下端はそのうち一つの下部小収容室内に連通し、該そのうち一つの下部小収容室５７１が更に少なくとも一つの別の熱交換管の下端と相互に連通し、且つ該少なくとも一つの別の熱交換管の上端が次の上部小収容室内に連通することを特徴とする、熱交換式冷却器としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換式冷却器において、下蓋に入水口が開設されて、該入水口が下部小収容室のそのうちの一つに連通することを特徴とする、熱交換式冷却器としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の熱交換式冷却器において、下蓋に出水口が開設されて、該出水口が下部小収容室のそのうちの一つに連通することを特徴とする、熱交換式冷却器としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の熱交換式冷却器において、熱交換管の上端に拡径の上肩部が凸設されてそれが上側板の縦向き貫通孔の第１縦向き外側に当接することを特徴とする、熱交換式冷却器としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の熱交換式冷却器において、熱交換管の下端に拡径の下肩部が凸設されてそれが下側板の縦向き貫通孔の第２縦向き外側に当接することを特徴とする、熱交換式冷却器としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の熱交換式冷却器において、冷却ファンを具え、該冷却ファンが冷却フィンの側縁に組付けられたことを特徴とする、熱交換式冷却器としている。
本発明は、熱交換管の曲げ角の設計及びその形成する問題を免除し、且つ冷却フィンと熱交換管の間に最大の接触面積を有し、冷却フィンの一側にファンが増設される時、ファンの風の当たる面積を増加して、その冷却効果を増すことができる。このほか、熱交換管は曲げ角設計が排除されているため、冷却フィンのなかで非常に密集して配列され、これにより密集した液冷通路を形成し、液体の熱交換管中を流れる経路を増長し、即ち液体の熱交換管内の滞留時間を増す事ができ、これによっても冷却効果を高めることができる。
上述の問題を改善するため、本発明の熱交換式冷却器は、縦方向に相互に特定距離離間するよう平行に配列されそれぞれに相互に対応する複数の縦向き貫通孔が設けられた、横方向の複数の冷却フィンと、各冷却フィンの縦向き貫通孔内に挿通された複数の熱交換管と、冷却フィンの第１縦方向外側に平行に組付けられて複数の縦向き貫通孔が熱交換管上端外壁に、それを密封するように嵌合された上側板と、冷却フィンの第２縦方向外側に平行に組付けられて複数の縦向き貫通孔が熱交換管下端外壁に、それを密封するように嵌合された下側板と、上側板の上を密封するよう被覆し、上側板との間に上収容室を形成する上蓋と、下側板の下を密封するよう被覆し、下側板との間に下収容室を形成する下蓋と、を具えている。
該上収容室は複数の上隔板を具えて密閉された複数の上部小収容室に区画され、下収容室が複数の下隔板を具えて密閉された複数の下部小収容室に区画されている。並びに、上部小収容室中の少なくとも一つは少なくとも一つの熱交換管の上部と相互に連通し、且つこの少なくとも一つの熱交換管の下端がそのうち一つの下部小収容室内に連通し、また、前述のそのうち一つの下部小収容室が少なくとも一つの別の熱交換管の下端と相互に連通し、並びにこの少なくとも一つの別の熱交換管の上端が更に次の上部小収容室内に連通する。
上述の熱交換式冷却器は、その下蓋に入水口、及び出水口を開設可能で、且つ該入水口と該出水口は下部小収容室のうちの一つに連通するものとされるか、或いは、入水口と出水口が同側の上蓋に開設されるか、或いは異なる側の上蓋或いは下蓋に開設されうる。
図３、４、５は本発明の好ましい実施例の熱交換式冷却器の立体分解図、本発明の好ましい実施例の熱交換式冷却器の立体組合せ図、及び本発明の好ましい実施例の断面図である。図示されるように、本発明の熱交換式冷却器５は、複数の冷却フィン５３、複数の熱交換管５４、及び、上側板５３１、下側板５３２、上蓋５１、下蓋５２、及び冷却ファン５５を具えている。そのうち、複数の冷却フィン５３はそれぞれ横向きとされ、縦方向に相互に特定距離を離間するように平行に配列され、且つ各冷却フィン５３に相互に対応する複数の縦向き貫通孔５３０が開設されている。
このほか、複数の熱交換管５４は縦向きに前述の縦向き貫通孔５３０内に挿通される。上側板５３１は複数の冷却フィン５３の第１縦向き外側に平行に組付けられ、本実施例では、それは冷却フィン５３の最上側に位置し、且つ上側板５３１に複数の縦向き貫通孔５３１１が開設され、それは熱交換管５４の上端外壁に、それを密封するよう嵌合される。下側板５３２は複数の冷却フィン５３の第２縦向き外側に平行に組付けられ、本実施例では、冷却フィン５３の最下側に位置し、且つ下側板５３２に複数の縦向き貫通孔５３２１が開設され、それは前述の熱交換管５４の下端外壁に、それを密封するように嵌合されている。冷却ファン５５は複数の冷却フィン５３の一側に組付けられる。
図３、４、５に示されるように、上蓋５１は上側板５３１の上を密封するように被覆し、並びに上蓋５１と上側板５３１の間に上収容室５６０が形成される。下蓋５２は下側板５３２の下を密封するように被覆し、下蓋５２と下側板５３２の間に下収容室５７０が形成される。
このほか、上収容室５６０は複数の上隔板５６を具えてそれにより複数の密閉された上部小収容室５６１に区画され、且つ下収容室５７０は複数の下隔板５７を具えそれにより複数の密閉された下部小収容室５７１に区画されている。これにより、上部小収容室５６１のうちの一つは上述の一つの熱交換管５４の上端と相互に連通し、この熱交換管５４の下端がそのうち一つの下部小収容室５７１内に連通し、また、この下部小収容室５７１が更に別の熱交換管５４の下端と相互に連通し、並びにこの別の熱交換管５４の上端が更にまた一つの熱交換管５４の上端と相互に連通し、このまた一つの熱交換管５４の下端が更に次の一つの下部小収容室５７１内に連通し、以後はこれにより類推されるとおりである。
本実施例にあって、下蓋５２に入水口５２１と出水口５２２が開設され、液体が下部小収容室５７１、熱交換管５４、上部小収容室５６１、もう一つの熱交換管５４、次の下部小収容室５７１・・・と単一方向に流動する。本実施例の入水口５２１と出水口５２２は共に同一の上部小収容室５６１、或いは同一の下部小収容室５７１に開設してはならないが、同側の上蓋５１或いは下蓋５２に開設するか、或いは異なる側の上蓋５１或いは下蓋５２に開設することは可能である。
本実施例中、図５に示されるように、複数の熱交換管５４の上端及び下端に拡径した上肩部５４１と下肩部５４２が凸設され、上肩部５４１と下肩部５４２はそれぞれ上側板５３１の複数の縦向き貫通孔５３１１の第１縦向き外側、及び下側板５３２の複数の縦向き貫通孔５３２１の対２縦向き外側に当接する。
本実施例の冷却フィン５３はそれぞれアルミ片とされ、熱交換管５４、上側板５３１、下側板５３２、上蓋５１、下蓋５２はいずれも銅で形成され、並びに本実施例で使用される密封手段は、りん銅ソルダーロッドを加熱溶融して液状として自己流動可能として、それを毛細孔拡散現象により自動的に二つの銅部品の間隙内に充填し、冷却してその間隙を密封するようにして形成される。
以上の構造により、熱交換管５４の曲げ角の設計及びその形成する問題を完全に免除し、且つ冷却フィン５３と熱交換管５４の間に最大の接触面積を得させ、また、冷却ファン５５の風の吹きつけ面積を増加し、これによりその冷却効果を向上する。このほか、熱交換管５４は曲げ角の設計が除去されたことにより、冷却フィン５３中で非常に密集して配列され、これにより密集した液冷通路を形成し、液体が熱交換管５４中で流動する経路が増長され、即ち液体の熱交換管５４内での停留の時間が増され、これにより冷却効果が向上される。
以上の実施例は本発明を説明するために提示されたものであって、本発明の実施範囲を限定するためのものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
周知の液冷式コンピュータ冷却装置のシステム構造図である。 周知の液冷式コンピュータ冷却装置の立体図である。 本発明の好ましい実施例の熱交換式冷却器の立体分解図である。 本発明の好ましい実施例の熱交換式冷却器の立体組合せ図である。 及び本発明の好ましい実施例の断面図である。
符号の説明
１ ＣＰＵ ２ 集熱器
３ 液冷式コンピュータ冷却器 ３１ ファン
３２ 冷却フィン ３３ 熱伝導導管
３３１ 曲げＲ角
５ 熱交換式冷却器 ５１ 上蓋
５２ 下蓋 ５２１ 入水口
５２２ 出水口 ５３ 冷却フィン
５３１ 上側板 ５３１１ 貫通孔
５３２ 下側板 ５３２１ 貫通孔
５４ 熱交換管 ５４１ 上肩部
５４２ 下肩部 ５５ 冷却ファン
５６ 上隔板 ５６０ 上収容室
５６１ 上部小収容室 ５７ 下隔板
５７０ 下収容室 ５７１ 下部小収容室

Claims (6)

  1. 複数の冷却フィンと、複数の熱交換管と、上側板と、下側板と、上蓋と、下蓋を具え、 該複数の冷却フィンは、縦方向に相互に所定の間隔を有するように横向きに配置され、各冷却フィンに相互に対応する複数の縦向き貫通孔が設けられ、
    該複数の熱交換管は、縦向きにこれら縦向き貫通孔に挿通され、
    該上側板は、これら冷却フィンの第１縦向き外側に平行に組付けられ、且つ該上側板に複数の縦向き貫通孔が開設されて、熱交換管の上端外壁に、それを密封するように嵌合され、
    該下側板は、これら冷却フィンの第２縦向き外側に平行に組付けられ、且つ該下側板に複数の縦向き貫通孔が開設されて、熱交換管の下端外壁に、それを密封するように嵌合され、
    該上蓋は、該上側板の上を密封するよう被覆し、該上側板との間に上収容室を形成し、 該下蓋は、該下側板の下を密封するよう被覆し、該下側板との間に下収容室を形成する、熱交換式冷却器において、
    該上収容室が複数の上隔板を具えて複数の密閉された上部小収容室に区画され、且つ下収容室が複数の下隔板を具えて複数の密閉された下部小収容室に区画され、
    これら上部小収容室のうちの一つは少なくとも一つの熱交換管の上端と相互に連通し、少なくとも一つの熱交換管の下端はそのうち一つの下部小収容室内に連通し、該そのうち一つの下部小収容室５７１が更に少なくとも一つの別の熱交換管の下端と相互に連通し、且つ該少なくとも一つの別の熱交換管の上端が次の上部小収容室内に連通することを特徴とする、熱交換式冷却器。
  2. 請求項１記載の熱交換式冷却器において、下蓋に入水口が開設されて、該入水口が下部小収容室のそのうちの一つに連通することを特徴とする、熱交換式冷却器。
  3. 請求項１記載の熱交換式冷却器において、下蓋に出水口が開設されて、該出水口が下部小収容室のそのうちの一つに連通することを特徴とする、熱交換式冷却器。
  4. 請求項１記載の熱交換式冷却器において、熱交換管の上端に拡径の上肩部が凸設されてそれが上側板の縦向き貫通孔の第１縦向き外側に当接することを特徴とする、熱交換式冷却器。
  5. 請求項１記載の熱交換式冷却器において、熱交換管の下端に拡径の下肩部が凸設されてそれが下側板の縦向き貫通孔の第２縦向き外側に当接することを特徴とする、熱交換式冷却器。
  6. 請求項１記載の熱交換式冷却器において、冷却ファンを具え、該冷却ファンが冷却フィンの側縁に組付けられたことを特徴とする、熱交換式冷却器。
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