JPH088424B2 - 電子素子組立体 - Google Patents

電子素子組立体

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JPH088424B2
JPH088424B2 JP3061037A JP6103791A JPH088424B2 JP H088424 B2 JPH088424 B2 JP H088424B2 JP 3061037 A JP3061037 A JP 3061037A JP 6103791 A JP6103791 A JP 6103791A JP H088424 B2 JPH088424 B2 JP H088424B2
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    • G06F1/20—Cooling means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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    • H05K7/20736—Forced ventilation of a gaseous coolant within cabinets for removing heat from server blades

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子装置に使用される
冷却装置、より詳細に言えば、情報処理装置（コンピユ
ータ）のような装置に用いられる冷却装置に関する。以
下の説明から明らかになるように、本発明はスーパー・
コンピユータと称されるコンピユータ装置にも使用可能
である。
【０００２】
【従来の技術】コンピユータのような電子装置の部分を
構成する多数の電子素子によつて発生される熱を効果的
に除去することは、そのような装置を良好な状態で動作
するために重要である。現在の多くのコンピユータにお
いて、回路及びその素子を微小化するための開発努力に
よつて、回路素子及びその補助回路のアセンブリにより
発生される熱量は可成り減少されている。然しながら、
電子素子毎の発熱が減少された結果、電子素子の実装密
度を非常に増加する傾向を生じたので、１台の装置当り
に発生される熱量は顕著には減少していない。そして、
スーパーコンピユータの場合、予想を上回る高いレベル
の発熱が経験されている。ここで言うスーパーコンピユ
ータとは、約５００００乃至約１０００００ワツトの範
囲の電力レベルが使用されるような高速度で、高いデー
タ処理容量の情報処理装置を意味し、このような装置
は、通常の動作の間で１分間で約７３８５ＫＪ（約７０
００ＢＴＵ＝約１７６４Ｋｃａｌ） 以上の発熱量を持
つている。このような情報処理装置の処理能力は、約１
５０メガフロツプ乃至１８０００メガフロツプ（１メガ
フロツプは１秒間当り数百万の基本的な浮動少数点の動
作数）範囲内にある。この発明の技術は上述のスーパー
コンピユータのみに限られるものではなく、上述の情報
処理装置よりも遥かに低い処理能力（例えば約５０００
ワツト乃至５００００ワツト）を持つコンピユータを含
んで他の種々のタイプの電子装置にも十分満足に使用す
ることができることには注意を払う必要がある。また、
若し、スーパーコンピユータがコンピユータのハウジン
グ構造内の離隔されたレベルに位置付けられている基板
及び素子を有する複数レベルのタイプの装置であれば、
本発明は上述の能力を越えた能力のスーパーコンピユー
タにも使用可能であることもまた注意する必要がある。
【０００３】コンピユータのコンソールを通して空気流
を強制して流す冷却方法や、液体、即ち冷却した液体を
満たした冷却バーや、あるいは、液体冷媒を循環させた
冷却板シヤーシ部材を使用することなどを含んで、コン
ピユータ内の電子素子を冷却する上述のような種々の技
術が使用されてきた。液体冷媒としては過フツ化炭化水
素のような冷媒が用いられている。このような液体冷媒
は冷却される装置の動作要件に従つて異なつた沸騰点の
ものが使用される。液体式冷却方法は、従来の幾つかの
コンピユータに用いられており、気体に比べて液体の高
い熱伝導性と高い熱容量のために、通常の空気式冷却方
法よりも利点を持つものと考えられている。
【０００４】強制空気流冷却の場合、高い温度に上昇す
るスポツトが生じるので、コンソール内部のレイアウ
ト、または装置の構造を特殊な構成にする必要があつ
た。そのような特殊の構成を持つ装置の場合、空気流の
方向付け手段及び空気の閉じ込め手段の一部を形成する
キヤビネツト構造が開かれた時（例えば、装置内部の電
子素子、またはカードを修理したり、取り替える作業を
する場合）、冷却手段の効率は著しく減少される。冷却
バー、または冷却板シヤーシ部材を用いた冷却装置の場
合（例えば、回路基板、即ちカード上に装着されている
電子素子によつて発生された熱は、対流及び熱伝導によ
つて冷却板及び次に冷却バーに伝わるが、これらの冷却
バーはカードを装着するための板体の縁を支持するため
の手段が設けられている場合）、このような冷却装置
は、上述したような高い熱発生レベル及び高い動作電力
を有し、高い電子素子実装密度を持つ装置において発熱
を吸収するのには不充分であることが判つている。ま
た、液体式の冷却装置の場合、液体式冷却装置は、情報
処理装置の内部要素に手作業ができるように（例えば、
修理や保守目的のために）するために、電気的及び機械
的に比較的複雑な構造を取らざるを得ない。
【０００５】以下に説明する本発明の冷却手段は、上述
した幾つかの欠点を持たず、しかもスーパーコンピユー
タを含んで各種の電子式処理装置内に設けられた電子素
子を効果的に冷却することのできるものである。以下に
説明する本発明の実施例の装置は、空気、または他の気
体状の冷媒を使用しているけれども、本発明は、過フツ
化炭化水素のような液体冷媒の冷却装置にも適用するこ
とができることにも注意を払う必要がある。従つて、本
明細書において、流体式冷却手段と言う術語は、気体式
冷却手段及び液体式冷却手段の両方を意味するものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱を
発生する電子素子の冷却を効果的に行なうことを可能と
した電子素子の組立体を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、電子素子の組立体の
冷却装置が比較的簡単な構造を持ち、従つて動作が容易
である電子素子の組立体を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、従来の電子素子の組
立体が持つている上述の欠点を持たない電子素子の組立
体を提供することにある。
【０００９】スーパーコンピユータの一部を構成するこ
とのできる電子素子の組立体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の電子素子の組立
体は、異なつたレベルの複数個の基台上に、基台の一部
として基板を有しており、そして各基板には熱を発生す
る複数個の電子素子が設けられている。また、この電子
素子の組立体は冷却装置を含んでおり、転じて、冷却装
置は、電子素子の組立体内で流体を一定方向に誘導する
ための夫々独立した複数個のダクト手段を含み、各ダク
ト手段は、電子素子を冷却するために、夫々の基板上の
電子素子に対して冷却流体を差し向ける。
【００１１】
【実施例】図１乃至図４は本発明に従つた複数レベルの
電子素子組立体１１が示されている。既に述べたよう
に、電子素子組立体１１は、情報処理装置（コンピユー
タ）であるのが望ましく、より特定して言えば、スーパ
ーコンピユータと言われている情報処理装置である。情
報処理装置であるこのような電子素子組立体１１は並み
外れた大量の熱を発生し、この熱は、電子素子組立体の
適正な動作を維持させるために取り除かれねばならな
い。つまり、スーパーコンピユータのような電子素子組
立体の中で用いられている多数の熱発生電子素子は、主
として電子素子に流れる大電流によつて、装置の動作中
に大量の熱を発生することが知られている。最近の技術
革新によつて、一時代前の電子素子の発熱量に比べて少
ない発熱量で良好に動作する新しい電子素子（例えば、
コンデンサ、電源装置、抵抗、大規模集積（ＶＬＳＩ）
モジユールなど）が開発されているが、最近のスーパー
コンピユータ及び同様な情報処理装置の多くのデザイン
の仕様は、これらの電子素子を処理装置内で接近させる
こと（例えば、接続ラインの長さを短縮することや、実
装密度を高くすること等）を要求している。そのような
要求は、結果的には、情報処理装置内の発熱レベルを相
対的に高くすることになる。
【００１２】以下の説明で明らかになるように、本発明
を適用した電子素子組立体１１は、組立体内の電子素子
の効果的な冷却が生じるように、幾つかのレベルに分け
て置かれた基台上に位置付けられた電子素子を、簡単か
つ独特な態様で積極的に冷却することを可能としてい
る。以下に説明される本発明の冷却装置の実施例は、冷
却される電子素子上を流れる空気、即ち気体冷媒に特に
適しているが、このことは、必要に応じて本発明の冷却
手段が液体冷媒（例えば、過フツ化炭化水素）を容易に
使用することができることを妨げるものではない。
【００１３】図１乃至図４に示した電子素子組立体１１
は、夫々分離して設けられている複数個の基板１３を含
んでいる。ここで用いられている術語、基板とは、表
面、または内部に電気的配線、または電気回路を有し、
そして種々の電子素子（例えば、コンデンサ、モジユー
ル、抵抗）を実装することができる電気絶縁体部材を意
味する。そのような基板の例は、セラミツク基板構造及
び公知のプリント回路基板構造（例えば、回路面及び電
源供給面の複数の面を含む構造の基板）がある。多層回
路基板及びセラミツク基板は公知であり、これ以上の説
明は要しない。これらの基板は、例えば図９に示したト
レイ９２のようなトレイ、または同様な支持部材に装着
してもよいし、あるいは、基板自身を支持部材として利
用することによつて、トレイのような支持構造を省略す
ることも可能である。
【００１４】図１、図２及び図４に示したように、これ
らの基板１３は電子素子組立体１１の内の幾つかのレベ
ルに位置付けられている。特に図４を参照すると、記号
Ｌで示された４つのレベルを示す側面図が示されてい
る。図４からも明らかなように、これらのレベルは組立
体１１の中で相互に等しい間隔で配置される必要はな
く、従つて、各基板上の夫々の冷媒受け取り「チヤン
バ」は同じ大きさである必要はない。例えば、図示され
た第２レベルの冷媒受け取りチヤンバの大きさは、他の
３つのレベルの冷媒受け取りチヤンバよりも明らかに小
さい。
【００１５】各レベル「Ｌ」は複数個の独立した基板１
３を含んでおり、各基板１３は複数個の熱発生電子素子
が装着されている。図３から判るように、１個のレベル
Ｌ（図３のレベルは最も上のレベルだけを示している）
は合計７枚の基板を含んでおり、各基板上には側面反射
壁１５が設けられている。図１乃至図４に示した本発明
の多角形構造において、組立体の外側面は８面である
（従つて、組立体１１は８角形）。然しながら、外面が
８面あると言うことは、基板の数を８に限定するもので
はなく、図３に示されたように、７枚の基板にすること
もできる。従つて、１枚の基板（例えば、参照数字１９
で示した基板）、またはそれ以上の基板が、組立体１１
の外側面を１面以上占領することも可能である（図３の
基板１９は組立体１１の外側面を２面占領している）。
この構造は組立体１１が必要とする電子素子の合計数を
減少するので、組立体１１の構造の重要な特徴の１つで
ある。図３の組立体１１の最も上のレベルに示された基
板１９以外の基板は単一基板と称され、夫々の基板は、
組立体１１の残りの外側面を１面づつ占領している。
【００１６】各基板上には、電子素子組立体１１の所定
の情報処理機能を遂行する種々の熱発生電子素子が装着
されている。そのような熱発生電子素子は、コンデンサ
２１（図９）電子モジユール２３（通常、モジユールの
一部として放熱部材を含んでいる）、抵抗２５（図
９）、そして電源装置２９（図９）などである。また、
挿抜可能なプリント回路カード３１（図９）などを含む
他の電子素子も組立体１１内で使用される。これら多数
の電子素子のタイプや、取付け位置が図示されているけ
れども、図示のものとは異なつた種々の組み合わせや、
取付け方などがあり、図示されたものは例示的なもので
あるから、本発明の技術範囲を制限するものではない。
【００１７】図示されたように、各基板は基台としての
機能を持ち、そして、装置の設計者の仕様に従つた態様
で装着された所定の熱発生電子素子を含んでいる。これ
らの電子素子が相互に密接して装着されている態様が図
１に示されている。図１から理解できるように、これら
の密接した素子の相互関係は、組立体１１の動作時に、
これらの電子素子によつて大量の熱が発生されるので組
立体１１の適正な動作を保証するために、これらの電子
素子を冷却することが絶対に必要となる。冷却を怠る
と、重大な故障、またはこれらの素子の一部が破損する
ことになる。
【００１８】この冷却を与えるために、組立体１１は、
組立体の中心部（個々の基板１３によつて取り囲まれた
領域）に位置付けられた冷却手段３３を含んでいる。冷
却手段３３は、夫々独立した複数個のダクトＤ１、Ｄ
２、Ｄ３及びＤ４を含んでおり、各ダクトＤ１乃至Ｄ４
は、組立体１１内の流体流を発生させる手段によつて、
上述した基板のレベルのうちの１つのレベルに夫々相互
接続される。図２に示された冷却手段３３は、独立した
個々のダクト・チヤンバＤ１乃至Ｄ４の各々のための共
通ハウジングとして作用する空気溜め４３内に設けられ
た電動式の送風器４１を含むのが望ましい。図５から判
るように、冷却手段３３の独立したダクト部材の各々
は、基板１３上の隣接した電子素子上に上向きに強制に
流体（例えば、空気）を誘導するように、曲げられた構
造のフレア状の（ラツパ状の）端部４７に結合された縦
方向チヤンバ部分４５を含んでいる。各縦方向チヤンバ
部分は多角形構造を持つているので、組立体１１につい
て説明したのと同じ数の側面を持つている。従つて、図
５の実施例においては、各ダクト部材の各縦方向チヤン
バは、流体が燈状の構造を通つて上昇した時、流体が合
計８つの方向に差し向けられるように８角形構造を持つ
ている。従つて、各ダクトの内部壁は、組立体の夫々の
部分の外側にほぼ並行であり、その内部壁に向けて冷却
流体が差し向けられる。
【００１９】また、図５に示されているように、個々の
ダクト部材は組立体１１内の中心部で垂直の態様で配列
された共通軸Ａ−Ａの周りに同軸的な方向付けで装着さ
れる。従つて、このように同心的に取付けられたダクト
部材Ｄ１乃至Ｄ４は、共通軸Ａ−Ａの周囲に間隔を開け
て位置付けられており、各ダクト部材は、冷却流体供給
源（送風器４１）に隣接した下部端部において冷却流体
を受け取る。このようにして、各ダクト部材は、それ自
身の流量Ｍ（単位体積当りの流体の重量）を含み、この
流量は、図５において夫々記号Ｍ１乃至Ｍ４で示されて
いる。
【００２０】従来の冷却装置と同様に、冷媒の流量の条
件や、装置インピーダンス（装置内の流体抵抗）や、電
子素子の温度を決めるための熱的な分析、またはこの冷
却装置の設計が必要である。必要な流体の流量は、発散
される熱量を、流体密度、流体の特定の熱及び流体の温
度上昇の積で割り算を行なうような数式から決めること
ができる。
【００２１】発熱量を取り除くのに必要な流量は所定の
温度を生じる。上述の数式は装置、または個々の電子素
子に必要な流体の合計の量を計算するのに使用すること
ができる。図示の実施例の場合、上述の数式は、各ダク
ト・レベルで必要とする流量に対して適用することがで
きる。Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４の合計の流量は組立体
全体の合計の流量に等しい。異なつたレベル上の種々の
素子上の高熱スポツトは、そのような高熱スポツトを持
つ素子に対する各レベル上の戦略的な位置にあるバツフ
ル、または類似の手段によつて冷却することができる。
【００２２】装置を流れる流体は流体抵抗を受けるが、
この抵抗の大きさは流体の速度の自乗に比例する。この
抵抗（またはインピーダンス）及びそれ自身のインピー
ダンスを持つ送風器は、電子素子組立体全体の適正な動
作点を与えるように相互に十分にマツチしていなければ
ならない。
【００２３】本発明は、図示されたような４つの独立し
たレベル「Ｌ」の装置にのみ限定されるものではないこ
とは理解されるべきである。つまり、本明細書で説明し
ている冷却手段は４レベル以外の他の数のレベルの電子
素子組立体にも容易に使用することができると言うこと
である。図示の実施例において、１つのダクト部材が１
つのレベル毎に与えられているけれども、これも、本発
明の技術範囲を制限するものではなく、１つ以上のダク
ト部材を各レベル毎に用いることができる。これは図５
に示されており、ただ１つのレベル（想像線で示されて
いる）に流体を差し向けるために、２つのダクト部材
（Ｄ３及びＤ４）が用いられている。このような構造は
本発明の理解を早める目的で示されるものである。図５
に示した４レベルのダクトの配列は図１乃至図４に示し
た４レベル「Ｌ」に冷却用流体を与える。
【００２４】図１乃至図４に示されたような本発明の１
実施例において、約１０００ワツトから約５０００ワツ
トの熱量を発散する４段構造に冷却流体を与える場合、
約１．４立方メートル（毎分約５０立方フイート）から
約１２．４立方メートル（毎分約４５０立方フイート）
までの範囲内で組み合わせた流量が好ましい値である。
勿論、他の流量も適用することができるから、上述の数
値は本発明の技術的範囲を限定するものではない。既に
述べたように、本発明に従つて４レベルではない他の数
のレベルも使用することができる。上述の冷却構造を用
いて各ダクト部材が単一の対応レベルに冷却流体を与え
るように設計された時、ダクト部材の好ましい数は、約
２個から約１０個までの範囲である。然しながら、既に
述べたように、１個以上のダクト部材が１つのレベル毎
に用いられた時、本発明に従つて他の組合せも可能であ
ることは自明である。本発明に使用される送風器４１は
トーリン社（torin Corporation）で販売されている通
常の電圧で使用可能な約２０分の１馬力乃至４分の３馬
力の送風器である。例えばポンプのような流体流を発生
する他の手段も本発明の装置に適用可能である。送風器
４１が装着されている空気溜め４３は、外部に設けた空
気溜めを含んで任意の空気源を結合することができる。
加えて、毎分６５６メートル（毎分２００フイート）の
風速を保つことを条件にして、冷却される夫々の電子素
子上に汚染物質、または不要な物質が差し向けられない
ように、任意の空気濾過器を使用することができる。こ
のような濾過器は公知なのでこれ以上の説明はしない。
【００２５】図２に示したように、送風器４１は、開口
端のダクトＤ１乃至Ｄ４に直接に空気を差し向けるよう
に、複数レベルの冷却手段３３の底部端部付近に設けら
れている。冷却手段３３の開口端部分は図６に細部が示
されている。図６において、各ダクト部材のための夫々
の縦型のチヤンバ部分の各端部分が８角形の構造として
示されている。図５及び図６に比較して、ダクト部材は
共通した二重の側壁を含んでおり、この二重側壁は、縦
型のチヤンバ部分を構成し、そして冷却手段のフレア状
の端部の付近で終端していることが判る。本発明のこれ
らの二重壁部分は、図５（図６はその一部分）に示され
たように、最端部が閉じられている。内側のダクトＤ４
及び最外部のダクトＤ１の１つの壁部は、ただ１つの壁
部を持つている。然しながら、最終的な構造の強度を増
加するために、上述の１つの壁部を二重壁部とすること
ができる。本発明の良好な実施例において、垂直方向に
同軸的に構成されたダクト部材はプラスチツク材料（例
えば、熱可塑性樹脂）で作られている。金属（例えば、
アルミニウム、または鉄）を含んで他の材料も使用する
ことができる。
【００２６】図７において、冷却手段３３のダクト部材
（例えば、Ｄ４）の１つを通過する時に、流体を拡散さ
せる手段が示されている。図７において、この空気流拡
散手段は、ダクトＤ４に差し向けられた流体が板体に設
けられた多数の開孔を通ることによつて拡散されるよう
に、ダクトＤ４の端部を被つて閉鎖する細孔付き板部材
６１を含むものとして示されている。これは、ダクト部
材Ｄ４を通る流体の乱流を生じさせ、これにより、送風
器４１が用いられたときなどに、このダクト内に発生す
るかもしれない脈流的な鋭い流れを実質的に除去する。
このような鋭い流れは送風器で発生された空気流に特に
発生し勝ちなので、本発明によつてこの問題を克服し
て、夫々のダクト部材の個々のフレア状の端部に均一な
平衡した空気流を発生させる。図７にはただ１つの拡散
器しか示していないが、図７の細孔付き板部材を修正し
た同様な部材、またはバツフルのような他の拡散器を残
りのダクト部材Ｄ１乃至Ｄ３に設けることができるのは
自明である。従つて、上述の利点を得るために、すべて
のダクト部材の端部に拡散器を取り付けることができ
る。
【００２７】また、拡散用板体は、ダクトに均一な流れ
を発生するために、送風器と下部ダクト開口との間に設
けることができる。送風器と拡散用板体との間の距離
は、回転空気流を静的な圧力に変換するために、少なく
とも送風器の送風羽根の直径と同じ大きさにしなければ
ならない。種々の仕切り構造、またはダクトの開口に対
して（送風器と開口の間）適宜に位置付けた反射板など
を含んで上述とは異なつた拡散器の構造を用いることが
できるのは理解できるであろう。このような部材は、各
ダクトの流量を「調節」するのに用いることができる
（例えば、夫々のダクト開口の部分上に位置付けられた
図７の平板部材９３）。拡散用板体の細部については、
これ以上の説明は必要ないであろう。
【００２８】組立体１１の多角形（８角形）構造（従つ
て、内部に設けられた冷却手段の構造も８角形である）
が図１乃至図７に示されているけれども、他の構造も本
発明に容易に適用することができる。例えば、図８にお
いては、円筒形の実施例が示されており、基板を持つ個
々のレベルの各々はほぼ円形の構造を持つている。図１
に示した実施例のレベル「Ｌ」の場合のように、図８の
実施例の各レベルも組立体１１中の他のレベルと平行で
ある。また、図８に示されているように、冷却構造体の
側の各端部のフレア状の端部分も円形であり、各ダクト
部材に対して対応する垂直チヤンバ部分もまた円形であ
る。
【００２９】図９に示した実施例は４角形の組立体が示
されており、冷却構造体に対しても同様に４角形に構成
されている。従つて、流体は、用いられたフレア状の各
端部に隣接して４つの対応する基板について、４方向に
差し向けられる。
【００３０】図８及び図９の実施例において、空気流発
生装置（送風器）を有する空気溜め４３を用いるのが好
ましいが、勿論、他の形式の送風器及び空気溜めを用い
ることができる。
【００３１】図９に示したように、冷却手段に対向する
２つのフレア状の端部分は、少なくとも１つの（上部）
の基板レベルに用いられる（図５にも示されている）。
従つて、図９の実施例では２つのダクトが使用されてい
るので、この上部レベル上の熱発生電子素子に対して異
なつた流体流が与えられる。異なつた流体流という言葉
の意味は、各基板レベル内の異なつたレベルにおいて、
より強い冷却を与えるために、レベル毎の１対のダクト
部材（例えば、上部）の１つを通して、より大きな流体
流を使用することができることを意味する。この構造
は、熱発生素子の密接した装着に起因する基体上の「高
熱スポツト」の発生を回避する。このことは、以下に説
明する本発明の他の特徴を生じる。
【００３２】図１及び図３において、流体の付加的な流
れ方向を与えるために、組立体１１を収納するために用
いられる壁部材８１（図１）及び８３（図３）が一点破
線で示されている。例えば、図１において、壁８１は、
必要に応じて、流体を壁８１に直接に通過させるように
複数個の開孔８５を含むものとして示されている。ま
た、壁８１と同様な壁によつて組立体１１全体を取り囲
み、壁が組立体の一部になる構造とすることもできる。
図面の煩雑を避けるために、図１にはただ１つの壁しか
示されていない。図３は組立体１１と壁８３との関係
が、より良く理解できる。図３において、壁８３は孔無
しの平板構造であり、流体を他の方向（例えば、下方）
に導くのに用いられる。流体の下方への誘導は、流体が
導かれる組立体１１の外側周辺に沿つた溝を与えるよう
に、夫々の基板の外側周辺部、つまり壁部に隣接した位
置に溝９（図９）のような溝部を与えることによつて強
化することができる。図３において、そのような溝部
は、一点破線で示したように、少なくとも１つの基板内
に設けることが可能である。このような壁部に向けられ
た流体は、夫々の熱発生電子素子の上を既に通過した流
体であることは理解されるであろう。
【００３３】電子素子組立体内の熱発生電子素子を冷却
するために、高い効率を持つ冷却手段が複数レベルを持
つ電子素子組立体に用いられたことが説明されてきた。
上述した冷却手段は、特に空気を誘導するのに適してい
るが、他の気体にも使用することができるのは勿論、液
体冷媒（例えば、過フツ化炭化水素）を導くのにも使用
することができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の電子素子組立体は比較的簡単
で、かつ効果的な構造の冷却手段を使用して、発熱素子
を十分に冷却することができ、製造費用も相対的に安価
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】夫々に熱発生電子素子が装着されている複数の
基板の幾つかの独立した個々のレベルの冷却を与えるた
めに、中心部に設けられた冷却手段を含んだ多角形の電
子素子組立体の実施例を全面から見た斜視図である。
【図２】空気溜め及び空気溜め内に設けられた送風器組
立体の細部を示した底部側から見た図１の電子素子組立
体の斜視図である。
【図３】最上部レベルの幾つかの基板（例えば、プリン
ト回路カード）と、各基板上の素子を示した図１の多角
形組立体の平面図である。
【図４】図１に示した組立体の側面図である。
【図５】図１の組立体内で使用される本発明の良好な冷
却手段を説明するための図であつて、多角形構造として
冷却手段を示し、その半分を切断して示す斜視図であ
る。
【図６】図１の組立体に用いられる冷却手段の底部を示
す斜視図である。
【図７】冷却手段のダクト部材の１つに平均化した乱流
を与える拡散手段を冷却手段の一部として含む本発明の
冷却手段の他の実施例を示す図である。
【図８】本発明の円筒形型の組立体の実施例を示す斜視
図である。
【図９】本発明の四角形型の組立体の実施例を示す斜視
図である。
【符号の説明】
１１ 電子素子組立体 １３、１９ 基板 １５ 側面反射壁 ２１ コンデンサ ２３ 電子モジユール ２９ 電源装置 ３１ プリント回路カード ３３ 冷却手段 ４１ 送風器 ４３ 空気溜め ４５ 縦方向チヤンバ部分 ４７ フレア状の端部 ６１ 細部孔付き板部材 ９３ 平板部材 Ｄ１乃至Ｄ４ ダクト部材 Ｌ レベル Ｍ１乃至Ｍ４ 流体流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−38300（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−211699（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−211700（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子素子組立体内で、異なつたレベル毎
    にそれぞれ間隔を置いて同心多角形叉は同心円状に配置
    された複数枚の基板を有し、各基板は複数個の発熱電子
    素子を含み、上記電子素子を冷却するため、上記同心多
    角形叉は同心円の中心部で且つ上記組立体の底部に配置
    された冷却流体供給手段を有する複数レベルの電子素子
    組立体において、各レベルの上記同心多角形叉は同心円
    の内側から上記組立体内の中心部を通って上記冷却流体
    供給手段に同軸的に延びる複数個の独立したダクト部材
    を有し、上記ダクト部材の各々は、上記電子素子を冷却
    するために対応する上記基板上の上記電子素子上に冷却
    流体を差し向ける電子素子組立体。
  2. 【請求項２】 上記電子素子組立体はスーパーコンピユ
    ータである請求項１に記載の電子素子組立体。
  3. 【請求項３】 上記ダクト部材の各々は、縦方向のチヤ
    ンバ部分と、フレア状の端部とを含み、上記フレア状の
    端部は上記電子素子を持つそれぞれの基板に隣接して上
    記組立体中に位置付けられている請求項１に記載の電子
    素子組立体。
  4. 【請求項４】 上記ダクト部材の数は約２個から約１０
    個の範囲内にある請求項１に記載の電子素子組立体。
  5. 【請求項５】 上記ダクト部材の各々は共通の空気溜め
    に結合しており、上記空気溜めは上記流体の流れを発生
    する手段を有する請求項１に記載の電子素子組立体。
  6. 【請求項６】 上記空気溜め内で上記流体の上記流れを
    発生する上記手段は送風器を含む請求項５に記載の電子
    素子組立体。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの上記ダクト部材中に上
    記流体が流入する前に、上記発生手段によつて発生され
    た上記流体を拡散して上記流体を受け取る上記ダクト部
    材に上記流体をほぼ均等に与える手段を含む請求項６に
    記載の電子素子組立体。
  8. 【請求項８】 上記流体を拡散するための上記手段は上
    記ダクト部材に実質的に跨がつて位置付けられた開孔を
    持つ板体部材を含み、上記板体部材は複数個の相互に離
    隔した開孔が設けられている請求項７に記載の電子素子
    組立体。
  9. 【請求項９】 上記基板の１つのレベルに流体を差し向
    ける上記ダクト部材の数は少なくとも２個であり、上記
    ２個のダクト部材は上記１つのレベルに流体を差し向
    け、上記１つのレベル上の上記基板上に装着された上記
    電子素子を通つて異なつた流体流を与える請求項１に記
    載の電子素子組立体。
  10. 【請求項１０】 上記個々のダクト部材は夫々プラスチ
    ツク材料叉は熱可塑性樹脂で作られている請求項１に記
    載の電子素子組立体。
  11. 【請求項１１】 上記流体が上記電子素子の上を通過し
    た後に、上記電子素子の上に差し向けられた上記流体の
    誘導を助けるために、基板の周辺部に沿つて基板の各レ
    ベルに隣接して位置付けられた壁部材を含む請求項１に
    記載の電子素子組立体。
  12. 【請求項１２】 上記壁部材の各々は上記電子素子の上
    を通過した上記流体を通すために、複数個の開口を含む
    請求項１１に記載の電子素子組立体。
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