JPS5917559B2 - 電子装置の冷却方式 - Google Patents
電子装置の冷却方式Info
- Publication number
- JPS5917559B2 JPS5917559B2 JP52023220A JP2322077A JPS5917559B2 JP S5917559 B2 JPS5917559 B2 JP S5917559B2 JP 52023220 A JP52023220 A JP 52023220A JP 2322077 A JP2322077 A JP 2322077A JP S5917559 B2 JPS5917559 B2 JP S5917559B2
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- JP
- Japan
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- jet
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- electronic device
- dinit
- electronic
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はジェット流を用いた電子装置の冷却方式に関す
るものである。
るものである。
■０ 半導体を主体とする電子機器においては、性能向
上、あるいは小形化などを果すためには集積度の向上、
実装密度の向上が必要であり、これに伴う熱密度の増大
はより高い冷却能力を要求する。
上、あるいは小形化などを果すためには集積度の向上、
実装密度の向上が必要であり、これに伴う熱密度の増大
はより高い冷却能力を要求する。
従来の電子装置の冷却方式としては、例えば第■５４図
のようなものが知られている。同図において、１−１な
いし１−３は電子部品を搭載したプリント板、２−１、
２−２は冷却用ファンを示している。プリント板は図示
しないが架に装置されている。空気流は矢印で示される
ように、プリント板■０の間を通過する、この種の平行
空気流による冷却方式においては、風速は１０ｍ／ｓｅ
ｃないし２０ｍ／ｓｅｃが限界であり、また、大型のフ
ァンを用いるので騒音の問題が生じる。また、平行空気
流の熱伝達率は、数十ないし百数十ＫＣ０ｊ／ ７７１
″・■・℃程度でゞ５あり、冷却能力が液冷に比べて小
さいという欠点を有している。さらに、第４図から判る
ように上方のプリント板群１−１、１−２は、下方のプ
リント板群１−３によつて暖められた空気流で冷却され
るので、空気温度上昇分部品温度は高くなり充分に冷却
されない。
のようなものが知られている。同図において、１−１な
いし１−３は電子部品を搭載したプリント板、２−１、
２−２は冷却用ファンを示している。プリント板は図示
しないが架に装置されている。空気流は矢印で示される
ように、プリント板■０の間を通過する、この種の平行
空気流による冷却方式においては、風速は１０ｍ／ｓｅ
ｃないし２０ｍ／ｓｅｃが限界であり、また、大型のフ
ァンを用いるので騒音の問題が生じる。また、平行空気
流の熱伝達率は、数十ないし百数十ＫＣ０ｊ／ ７７１
″・■・℃程度でゞ５あり、冷却能力が液冷に比べて小
さいという欠点を有している。さらに、第４図から判る
ように上方のプリント板群１−１、１−２は、下方のプ
リント板群１−３によつて暖められた空気流で冷却され
るので、空気温度上昇分部品温度は高くなり充分に冷却
されない。
プリント板に冷却板を取付けてこの冷却板を冷却媒体で
冷却する液冷方式は、上述のような欠点を有していない
が、コスト上及び保守上の問題を有している。
冷却する液冷方式は、上述のような欠点を有していない
が、コスト上及び保守上の問題を有している。
本発明は、上記の考察にもとづくものであつて、冷却能
力が優れていると共に、保守性に優れた電子装置の冷却
方式を提供することを目的としている。
力が優れていると共に、保守性に優れた電子装置の冷却
方式を提供することを目的としている。
そしてそのため、本発明の電子装置の冷却方式は、基板
上に該基板の面と平行な面を有する複数の電子部品を搭
載して構成した電子装置と、複数のジニット流噴出ノズ
ルが設けられた等圧容器から構成されたジニット・ヘツ
ダと、該ジニット・ヘツダに圧縮気体を供給する配管系
とを備え、上記ジニット・ヘツダを上記電子装置の基板
と重なり合うように配置すると共に、上記ジニット・ヘ
ツダの複数のジニット流噴出ノズルから噴出するジニッ
ト流を、上記基板の面に対しジニット流の自由ジニット
流部が垂直成分を有するようにして、上記電子装置の局
部的温度上昇部に吹き付けるようにしたことを特徴とす
るものである。？下、本発明を図面を参照しつつ説明す
る。第１図は本発明の１実施例の斜視図、第２図は空気
源設備のプロツク図である。
上に該基板の面と平行な面を有する複数の電子部品を搭
載して構成した電子装置と、複数のジニット流噴出ノズ
ルが設けられた等圧容器から構成されたジニット・ヘツ
ダと、該ジニット・ヘツダに圧縮気体を供給する配管系
とを備え、上記ジニット・ヘツダを上記電子装置の基板
と重なり合うように配置すると共に、上記ジニット・ヘ
ツダの複数のジニット流噴出ノズルから噴出するジニッ
ト流を、上記基板の面に対しジニット流の自由ジニット
流部が垂直成分を有するようにして、上記電子装置の局
部的温度上昇部に吹き付けるようにしたことを特徴とす
るものである。？下、本発明を図面を参照しつつ説明す
る。第１図は本発明の１実施例の斜視図、第２図は空気
源設備のプロツク図である。
第１図において、１はプリント基板、３は電子部品、４
はジニット・ヘツダ、５は等圧容器、６はノズル、７は
空気導入管をそれぞれ示す。電子部品３は、例えばＩＣ
チツプないしはＩＣパツケージであつて、発熱体である
チツプの大きさは１ミリ角ないし数ミリ角である。
はジニット・ヘツダ、５は等圧容器、６はノズル、７は
空気導入管をそれぞれ示す。電子部品３は、例えばＩＣ
チツプないしはＩＣパツケージであつて、発熱体である
チツプの大きさは１ミリ角ないし数ミリ角である。
空気導入管７から導入された空気は、ノズル６からジニ
ット流として噴出する。ノズル６の断面形状は円形、ス
リツト又は異形例えば十字形とすることが出来る。ジニ
ット流は局部的温度上昇部である電子部品３に対して直
接吹き付けられる。ノズル６は、１個の部品に対して１
個のノズル６を対応させるように設けても良く、或はノ
ズル６の目詰りを考慮して複数個のノズル６を１個の電
子部品に対応させても良い。また、ＩＣチツプ即ち電子
部品３が小さい場合には、１個のノズル６を複数個の電
子部品に対応させても良い。ジニット流は、自由ジニッ
ト流部、衝突ジニット流部及び壁ジニット流部から成る
が、自由ジニット流部とは、ジニット流が壁に衝突する
？前の部分を指し、衝突ジニット流部とは衝突した部分
におけるジニット流部分を指し、壁ジニット流部とは衝
突後に壁に沿つて流れるジニット流部分を指している。
衝突ジニット流部において、電子部品３から最も多くの
熱が奪い去られる。ジニット流を垂直に吹き付けること
により冷却客体表面の空気境界層は薄くなるので、ジニ
ット流の熱伝達率は、数百ないし千数百Ｋ？／イＨｒ・
℃程度であり、平行空気流の熱伝達率より１桁大きい。
ジニット流が基板１に対して垂直に吹き付けられる場合
には、基板１とノズル６の距離をＨ、ノズル直径をＤと
するとき、とすると最大の冷却能率が得られる。
ット流として噴出する。ノズル６の断面形状は円形、ス
リツト又は異形例えば十字形とすることが出来る。ジニ
ット流は局部的温度上昇部である電子部品３に対して直
接吹き付けられる。ノズル６は、１個の部品に対して１
個のノズル６を対応させるように設けても良く、或はノ
ズル６の目詰りを考慮して複数個のノズル６を１個の電
子部品に対応させても良い。また、ＩＣチツプ即ち電子
部品３が小さい場合には、１個のノズル６を複数個の電
子部品に対応させても良い。ジニット流は、自由ジニッ
ト流部、衝突ジニット流部及び壁ジニット流部から成る
が、自由ジニット流部とは、ジニット流が壁に衝突する
？前の部分を指し、衝突ジニット流部とは衝突した部分
におけるジニット流部分を指し、壁ジニット流部とは衝
突後に壁に沿つて流れるジニット流部分を指している。
衝突ジニット流部において、電子部品３から最も多くの
熱が奪い去られる。ジニット流を垂直に吹き付けること
により冷却客体表面の空気境界層は薄くなるので、ジニ
ット流の熱伝達率は、数百ないし千数百Ｋ？／イＨｒ・
℃程度であり、平行空気流の熱伝達率より１桁大きい。
ジニット流が基板１に対して垂直に吹き付けられる場合
には、基板１とノズル６の距離をＨ、ノズル直径をＤと
するとき、とすると最大の冷却能率が得られる。
勿論、排気を円滑に行うためジニット流を基板１に対し
て斜めに吹き付けても良い。第５図は、本発明の第２実
施例の説明図である。
て斜めに吹き付けても良い。第５図は、本発明の第２実
施例の説明図である。
第１図のものでは、電子部品３に直接ジニット流が吹き
付けられるが、基板１が熱伝導率の良好な物質例えばア
ルミナ磁器やベリリヤ磁器で作られる場合には、電子部
品３に直接ジニット流を吹き付ける代りに、基板１の裏
面にジニット流を吹き付けることも可能である。この際
、電子部品３又は一群の電子部品３の搭載位置に対応し
た位置にジニット流を吹き付ければ、電子部品３の冷却
が効率的に行われることは言うまでもない。
付けられるが、基板１が熱伝導率の良好な物質例えばア
ルミナ磁器やベリリヤ磁器で作られる場合には、電子部
品３に直接ジニット流を吹き付ける代りに、基板１の裏
面にジニット流を吹き付けることも可能である。この際
、電子部品３又は一群の電子部品３の搭載位置に対応し
た位置にジニット流を吹き付ければ、電子部品３の冷却
が効率的に行われることは言うまでもない。
また、第１図のものでは、ノズル６は等圧容器５の片側
にのみ設けられているが、両側にノズル６を設けて、１
個のヘツダで２個の基板１にジニット流を吹き付けるよ
うにしても良い。
にのみ設けられているが、両側にノズル６を設けて、１
個のヘツダで２個の基板１にジニット流を吹き付けるよ
うにしても良い。
なお、空気がジニット流としてノズル６より吹き出すと
、断熱膨張により空気温度が低下するが、断熱膨張を積
極的に利用して冷却能力を一層向上しようとする場合に
は、等圧容器５と外界との圧力差を大きくすればよい。
また基板とヘツダとを一体に構成することも勿論可能で
あり、この場合、保守時などにおいて冷却をしながら基
板を取り外すことが可能となる。
、断熱膨張により空気温度が低下するが、断熱膨張を積
極的に利用して冷却能力を一層向上しようとする場合に
は、等圧容器５と外界との圧力差を大きくすればよい。
また基板とヘツダとを一体に構成することも勿論可能で
あり、この場合、保守時などにおいて冷却をしながら基
板を取り外すことが可能となる。
第２図は本発明で用いられる空気源設備を示すもので、
８は吸気フイルタ、９はプロア及びコンプレツサ、１０
は圧力計、１１はエアチヤンバ１２は分配器、１３は弁
をそれぞれ示している。空気は吸気エアフイルタ８によ
つて清浄にされ、プロア又はコンプレツサ９で圧縮され
て、エアチヤンバ１１内に貯えられる。エアチヤンバ１
１の圧力は、圧力計１０によつて読み取られる。エアチ
ヤンバ１１の空気は、弁１３を介して各ユニツトに送ら
れる。各ユニツトは分配器１２を有し、分配器１２は各
ヘツダに空気を分配する。コンプレツサ９で空気を圧縮
すると、空気温度が上昇するが、この温度上昇した空気
の熱を外部へ放散するため、放熱フイン（図示せず）を
配管の途中で設けても良い。第３図はヘツダの他の実施
例を示すものであつて、５′はパイプ形等圧容器を示し
ている。
８は吸気フイルタ、９はプロア及びコンプレツサ、１０
は圧力計、１１はエアチヤンバ１２は分配器、１３は弁
をそれぞれ示している。空気は吸気エアフイルタ８によ
つて清浄にされ、プロア又はコンプレツサ９で圧縮され
て、エアチヤンバ１１内に貯えられる。エアチヤンバ１
１の圧力は、圧力計１０によつて読み取られる。エアチ
ヤンバ１１の空気は、弁１３を介して各ユニツトに送ら
れる。各ユニツトは分配器１２を有し、分配器１２は各
ヘツダに空気を分配する。コンプレツサ９で空気を圧縮
すると、空気温度が上昇するが、この温度上昇した空気
の熱を外部へ放散するため、放熱フイン（図示せず）を
配管の途中で設けても良い。第３図はヘツダの他の実施
例を示すものであつて、５′はパイプ形等圧容器を示し
ている。
第１図のものと異なる点は、第１図のものは１個の箱形
の等圧容器５を有しているのに対し、第３図のものは複
数のパイプ形等圧容器５′を有している点のみである。
第６図は、本発明の第３実施例の断面図である。
の等圧容器５を有しているのに対し、第３図のものは複
数のパイプ形等圧容器５′を有している点のみである。
第６図は、本発明の第３実施例の断面図である。
同図において、１４は吸排気二層部を有するジニット・
ヘツダ、１５は排気管、１６は空気導入管、１７は吸気
室、１８は排気室、１９は隔壁、２０はノズル、２１は
開口部をそれぞれ示している。隔壁１９から複数のノズ
ル２０が突出している。これらノズル２０の端部はジニ
ット・ヘツダ１４の上面より外部に突出し、そして、基
板１に搭載された電子部品３と対向している。複数の開
口部１６がジニット・ヘツダ１４の上面に設けられてい
る。空気導入管１６から吸気室１７に導入された加圧空
気は、各ノズル２０を通つて電子部品３に吹き付けられ
る。電子部品３の熱によつて暖められた空気は、開口部
２１を通つて排気室１８に入り、排気管１６を通つて排
出される。？上の説明から明らかなように、本発明の電
子機器の冷却方式は、（イ）ジニット流により空冷の限
界値に近い液冷に匹敵する熱伝率が得られること、（ロ
）特殊冷媒が不要なこと、 （ハ）空気分配用の配管系を基板から分離でき保守性に
優れていること、（ニ）架内の空気温度上昇を無視でき
、一定温度の空気で全部品を冷却できること、（ホ）半
導体チツプ等の局部的温度上昇部を集中的に冷却できる
こと、（へ）これらの結果として従来の空冷実装に較べ
高い実装密度を許容すること、（ト）システム全体の構
成を簡単化でき且つコンパクトにできること、等の優れ
た効果を有している。
ヘツダ、１５は排気管、１６は空気導入管、１７は吸気
室、１８は排気室、１９は隔壁、２０はノズル、２１は
開口部をそれぞれ示している。隔壁１９から複数のノズ
ル２０が突出している。これらノズル２０の端部はジニ
ット・ヘツダ１４の上面より外部に突出し、そして、基
板１に搭載された電子部品３と対向している。複数の開
口部１６がジニット・ヘツダ１４の上面に設けられてい
る。空気導入管１６から吸気室１７に導入された加圧空
気は、各ノズル２０を通つて電子部品３に吹き付けられ
る。電子部品３の熱によつて暖められた空気は、開口部
２１を通つて排気室１８に入り、排気管１６を通つて排
出される。？上の説明から明らかなように、本発明の電
子機器の冷却方式は、（イ）ジニット流により空冷の限
界値に近い液冷に匹敵する熱伝率が得られること、（ロ
）特殊冷媒が不要なこと、 （ハ）空気分配用の配管系を基板から分離でき保守性に
優れていること、（ニ）架内の空気温度上昇を無視でき
、一定温度の空気で全部品を冷却できること、（ホ）半
導体チツプ等の局部的温度上昇部を集中的に冷却できる
こと、（へ）これらの結果として従来の空冷実装に較べ
高い実装密度を許容すること、（ト）システム全体の構
成を簡単化でき且つコンパクトにできること、等の優れ
た効果を有している。
第１図は本発明の１実施例の斜視図、第２図は空気源設
備のプロツク図、第３図はヘツダの他例の側面図、第４
図は電子装置の冷却方式の従来例の説明図、第５図は本
発明の第２実施例の説明図、第６図は本発明の第３実施
例の一部断面図である。 １・・・・・・プリント基板、３・・・・・・電子部品
、４・・・・・・ジニット・ヘツダ、５・・・・・・等
圧容器、６・・・・・・ノズル、７・・・・・・空気導
入管、１４・・・・・・吸排気二層部を有するジニット
・ヘツダ、１５・・・・・・排気管、１６・・・・・・
空気導入管、１７・・・・・・吸気管、１８・・・・・
・排気室、１９・・・・・・隔壁、２０・・・・・・ノ
ズル、２１・・・・・・開口部。
備のプロツク図、第３図はヘツダの他例の側面図、第４
図は電子装置の冷却方式の従来例の説明図、第５図は本
発明の第２実施例の説明図、第６図は本発明の第３実施
例の一部断面図である。 １・・・・・・プリント基板、３・・・・・・電子部品
、４・・・・・・ジニット・ヘツダ、５・・・・・・等
圧容器、６・・・・・・ノズル、７・・・・・・空気導
入管、１４・・・・・・吸排気二層部を有するジニット
・ヘツダ、１５・・・・・・排気管、１６・・・・・・
空気導入管、１７・・・・・・吸気管、１８・・・・・
・排気室、１９・・・・・・隔壁、２０・・・・・・ノ
ズル、２１・・・・・・開口部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に該基板の面と平行な面を有する複数の電子
部品を搭載して構成した電子装置と、複数のジェット流
噴出ノズルが設けられた等圧容器から構成されたジェッ
ト・ヘッダと、該ジェット・ヘッダに圧縮気体を供給す
る配管系とを備え、上記ジェット・ヘッダを上記電子装
置の基板と重なり合うように配置すると共に、上記ジェ
ット・ヘッダの複数のジェット流噴出ノズルから噴出す
るジェット流を、上記基板の面に対しジェット流の自由
ジェット流部が垂直成分を有するようにして、上記電子
装置の局部的温度上昇部に吹き付けるようにしたことを
特徴とする電子装置の冷却方式。 ２ ジェット・ヘッダが、各電子部品に対して１個以上
のジェット流を吹き付けるよう構成され且つ配置されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子
装置の冷却方式。 ３ ジェット・ヘッダが、各電子部品の搭載位置に対応
する基板裏側位置に１個以上のジェット流を吹き付ける
よう構成され且つ配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電子装置の冷却方式。 ４ ジェット・ヘッドが、１個のジェット流を複数の電
子部品に吹き付けるよう構成され且つ配置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子装置の
冷却方式。 ５ ジェット・ヘッドが、１群の電子部品の搭載領域に
対応する基板裏側領域に１個のジェット流を吹き付ける
よう構成され且つ配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電子装置の冷却方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52023220A JPS5917559B2 (ja) | 1977-03-03 | 1977-03-03 | 電子装置の冷却方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52023220A JPS5917559B2 (ja) | 1977-03-03 | 1977-03-03 | 電子装置の冷却方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53107664A JPS53107664A (en) | 1978-09-19 |
| JPS5917559B2 true JPS5917559B2 (ja) | 1984-04-21 |
Family
ID=12104560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52023220A Expired JPS5917559B2 (ja) | 1977-03-03 | 1977-03-03 | 電子装置の冷却方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917559B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277816A (en) * | 1979-05-29 | 1981-07-07 | International Business Machines Corporation | Electronic circuit module cooling |
| JPS63113867U (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-22 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216657Y2 (ja) * | 1971-09-20 | 1977-04-14 |
-
1977
- 1977-03-03 JP JP52023220A patent/JPS5917559B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53107664A (en) | 1978-09-19 |
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