冷卻系統(tǒng)以及使用了該冷卻系統(tǒng)的電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冷卻系統(tǒng)以及使用了該冷卻系統(tǒng)的電子裝置，特別是，其課題在于，作為冷卻系統(tǒng)而利用熱虹吸，并且導(dǎo)出相對于制冷劑的差異的沸騰導(dǎo)熱面的最佳形狀(散熱片間的間隙、散熱片高度、散熱片上端孔直徑)。在本發(fā)明中，在利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)中，根據(jù)相對于各種制冷劑在過熱液中生成的蒸氣泡的臨界半徑與來自導(dǎo)熱面的氣泡脫離直徑，來確定構(gòu)成冷卻系統(tǒng)的受熱罩的沸騰導(dǎo)熱面的最佳形狀(散熱片間的間隙、散熱片高度、散熱片上端孔直徑)。
【專利說明】冷卻系統(tǒng)以及使用了該冷卻系統(tǒng)的電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在其箱體內(nèi)部搭載多個CPU等發(fā)熱源的電子裝置的冷卻系統(tǒng)以及使用了該冷卻系統(tǒng)的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在以服務(wù)器等為代表的電子裝置中，基于處理速度的提高等而進(jìn)行如下操作:將中央處理裝置(CPU)等、所謂的半導(dǎo)體搭載在電路基板上搭載多個，然后將上述電路基板與多個硬盤裝置等一并高密度地搭載在箱狀的架臺內(nèi)。
[0003]然而，上述CPU等半導(dǎo)體設(shè)備通常在超過規(guī)定的溫度時無法實(shí)現(xiàn)其性能的維持，有時也會發(fā)生損壞。因此，需要基于冷卻等的溫度管理，急迫尋求使發(fā)熱量增大的半導(dǎo)體設(shè)備高效地冷卻的技術(shù)。
[0004]在這樣的技術(shù)背景下，在用于冷卻發(fā)熱量增大的半導(dǎo)體設(shè)備(CPU等)的冷卻裝置中，要求能夠?qū)⑸鲜霭雽?dǎo)體設(shè)備高效地冷卻的、高性能的冷卻能力。需要注意的是，以往，在服務(wù)器等電子儀器中，通常較多采用空冷式的冷卻裝置，然而，從上述狀況來看，該空冷式已經(jīng)接近極限，因此，期待新方式的冷卻系統(tǒng)，作為其中之一，例如利用水等制冷劑的冷卻系統(tǒng)弓I人注目。
[0005]需要注意的是，作為與本發(fā)明相關(guān)的以往技術(shù)，例如在專利文獻(xiàn)I中表示冷卻用散熱片的結(jié)構(gòu)，示出了若將低沸點(diǎn)制冷劑理解作水，則散熱片高度為0.1?1.0mm且由散熱片間距進(jìn)行換算時散熱片間的間隙為0.06?0.6mm的結(jié)構(gòu)。
[0006]此外，在專利文獻(xiàn)2中，在電腦的CPU冷卻用導(dǎo)熱管中，示出散熱片間的間隙為
0.1?0.35mm且散熱片上部孔直徑為0.09?0.3mm、散熱片高度為0.05mm?0.3mm的結(jié)構(gòu)。
[0007]此外，在專利文獻(xiàn)3中是散熱片上部孔直徑為0.2mm的結(jié)構(gòu)。
[0008]另外,在專利文獻(xiàn)4中，示出散熱片間距離為脫離氣泡徑的兩倍以上,散熱片高度為脫離氣泡徑的I?3.4倍的結(jié)構(gòu)。
[0009]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-173115公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-256000公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-047616公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-050326公報(bào)
[0015]發(fā)明的概要
[0016]發(fā)明要解決的課題
[0017]在上述的以往技術(shù)中，在專利文獻(xiàn)I中，沒有散熱片上部直徑的記載，并且，在專利文獻(xiàn)2中形成散熱片高度為0.05?0.3mm的較小形狀，沒有考慮沸騰導(dǎo)熱面的最佳形狀。此外，在專利文獻(xiàn)I?4中，沒有提及與制冷劑的不同相對的沸騰導(dǎo)熱面的最佳形狀(散熱片間的問隙、散熱片高度、散熱片上端直徑)，沒有考慮沸騰導(dǎo)熱面的最佳形狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]用于解決課題的手段
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種冷卻系統(tǒng)，在具備沸騰部與冷凝部、連結(jié)所述沸騰部與所述冷凝部的蒸氣導(dǎo)管、液導(dǎo)管、以及受熱罩的冷卻系統(tǒng)中，其特征在于，使構(gòu)成為所述受熱罩的沸騰導(dǎo)熱面的散熱片的散熱片上部孔直徑、散熱片間的間隙以及散熱片高度的形狀最佳化。
[0020]此外，為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種電子裝置，電子裝置具備冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)具有沸騰部與冷凝部、連結(jié)所述沸騰部與所述冷凝部的蒸氣導(dǎo)管以及液導(dǎo)管，其特征在于，具備對電子裝置內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行冷卻的多個冷卻風(fēng)扇，所述冷凝部通過所述多個冷卻風(fēng)扇來進(jìn)行冷卻。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)相對于制冷劑的沸騰的沸騰核脫離與液體流入的順暢流動，因此能夠提高導(dǎo)熱性能。
[0023]此外，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在發(fā)熱量相對較大、制冷液的封入量增加而導(dǎo)熱面充分浸潰于制冷液的池沸騰中，也能夠?qū)崿F(xiàn)液體流入的順暢流動，能夠提高導(dǎo)熱性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的整體概略結(jié)構(gòu)的首1J視圖。
[0025]圖2是用于表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的構(gòu)成利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的受熱罩的詳細(xì)構(gòu)造的、包含局部剖面在內(nèi)的放大立體圖。
[0026]圖3是本發(fā)明中的構(gòu)成利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的氣化促進(jìn)板的剖面立體圖。
[0027]圖4是本發(fā)明中的氣化促進(jìn)板的空腔部的蒸氣泡生成時的剖視圖。
[0028]圖5是本發(fā)明中的構(gòu)成利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的氣化促進(jìn)板的散熱片間的間隙狹窄的情況下的蒸氣泡生成時的剖視圖。
[0029]圖6是氣化促進(jìn)板的散熱片間的間隙較寬的情況下的蒸氣泡生成時的剖視圖。
[0030]圖7是在本發(fā)明中的制冷劑為水的情況下，表示散熱片間的間隙狹窄的情況下的與散熱片間的間隙相對的蒸氣高度或者散熱片高度的變化的圖表。
[0031]圖8是作為適用本發(fā)明的利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的電子裝置的一個例子、表示搭載于架臺的服務(wù)器的整體構(gòu)造的立體圖。
[0032]圖9是為了表示服務(wù)器箱體內(nèi)的內(nèi)部構(gòu)造的一個例子、表示將其蓋體拆卸下的狀態(tài)的立體圖。
[0033]圖10是用于說明服務(wù)器箱體內(nèi)的冷卻系統(tǒng)的配置狀態(tài)的俯視圖。
[0034]附圖標(biāo)記說明:
[0035]1...架臺，2...架臺箱體，3、4...蓋體，5...服務(wù)器箱體，10...散熱片間的間隙，11...散熱片高度，12...散熱片上端孔，13...空腔部，14...基座，15...蒸氣泡，16...接觸角，100….電路基板，200….CPU，300.…冷卻系統(tǒng)，310….受熱罩，313、313'…氣化促進(jìn)板，320...冷凝器，321、322...聯(lián)管箱，323...扁平管，G...微小的槽，324...偏置散熱片，331、332...配管(蒸氣管、回液管)，400...冷卻風(fēng)扇
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，使用附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]圖1是表示利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的整體構(gòu)造，在圖中，在電路基板100的表面上例如搭載CPU等、作為發(fā)熱源的半導(dǎo)體設(shè)備200。然后，在該半導(dǎo)體設(shè)備200的表面上安裝有受熱罩310，該受熱罩310構(gòu)成本發(fā)明的利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)300的一部分。更具體來說，在半導(dǎo)體設(shè)備200的表面上，為了確保與受熱罩310的優(yōu)良熱接合，涂敷所謂的導(dǎo)熱潤滑脂210，并且使上述受熱罩310的底面與其表面接觸，利用螺釘(未圖示)等固定工具進(jìn)行固定。需要注意的是，以下對冷卻系統(tǒng)300的詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行說明，該冷卻系統(tǒng)300具備上述受熱罩310，并且具備包括散熱器的冷凝器320，并且在這些設(shè)備之間，安裝一對配管331、332，并且將其內(nèi)部保持為大氣壓的大致1/10左右的減(低)壓狀態(tài)。
[0039]上述受熱罩310構(gòu)成沸騰部，上述冷凝器320構(gòu)成冷凝部，并且，也如以下說明那樣，構(gòu)成利用作為液體制冷劑的水的相變化、且不使用電動泵等的外部動力就能夠使該制冷劑液進(jìn)行循環(huán)的、所謂熱虹吸。
[0040]S卩，在利用上述熱虹吸的冷卻系統(tǒng)中，由作為發(fā)熱源的半導(dǎo)體設(shè)備200產(chǎn)生的熱量經(jīng)由導(dǎo)熱潤滑脂210向作為沸騰部的受熱罩310進(jìn)行傳遞。其結(jié)果，在該沸騰部處，利用傳遞來的熱量使作為液體制冷劑的水(Wa)在減壓下進(jìn)行沸騰而蒸發(fā)，將產(chǎn)生的蒸氣(ST)從受熱罩310通過一方的配管331向冷凝器320進(jìn)行引導(dǎo)。然后，在該冷凝部中，制冷劑蒸氣例如如圖所示通過由冷卻風(fēng)扇400等進(jìn)行送風(fēng)的空氣(AIR)來冷卻，并且成為液體(水)，之后在重力的作用下，穿過另一方的配管332而再次向上述受熱罩310返回。
[0041]在此，在附圖2中，表示上述受熱罩310的詳細(xì)構(gòu)造，也如圖所示，該受熱罩310在例如由銅等導(dǎo)熱率優(yōu)良的金屬板構(gòu)成的矩形的底板311的上部，承載將銅或者不銹鋼等金屬呈碗狀收斂形成的蓋體312，將其周邊部例如通過加壓焊接等進(jìn)行接合。然后，由圖可知，在上述底板311的上表面安裝矩形板狀的氣化促進(jìn)板313，并且在蓋體312的上部與側(cè)壁面上分別形成貫通孔，上述一對配管331、332各自與上述貫通孔進(jìn)行連接。
[0042]此外，具備該多孔構(gòu)造面的氣化促進(jìn)板313在不使液狀制冷劑枯竭的前提下發(fā)揮穩(wěn)定的蒸發(fā)性能(氣化性能)，而且在輸入熱量較少時浸入液狀制冷劑而填充多孔質(zhì)的孔，在輸入熱量較大時將填充孔的液狀制冷劑蒸發(fā)而使其減少，因此在多孔質(zhì)內(nèi)部中制冷劑液膜較薄的部分增加，因此進(jìn)一步促進(jìn)蒸發(fā)，形成散熱性能增加的狀態(tài)而增大熱輸送量。即，在由于輸入熱量的增大而與溫度相關(guān)地促進(jìn)蒸發(fā)之外，也與蒸氣量的增加相關(guān)地促進(jìn)蒸發(fā)，因此輸入熱量越大而熱輸送量越大幅地增加且提高效率。
[0043]需要注意的是，上述氣化促進(jìn)板313通過焊接等安裝在構(gòu)成上述受熱罩310的底板311的內(nèi)壁側(cè)，然而，在本發(fā)明中，并不限定于上述結(jié)構(gòu)，也可以將上述的多孔構(gòu)造面直接形成在構(gòu)成上述底板311的銅板的內(nèi)壁面。
[0044]在圖3中表示氣化促進(jìn)板313的剖面立體圖。在氣化促進(jìn)板313中具有無數(shù)個空腔部13，該空腔部13由具有散熱片間的間隙10、散熱片高度11以及散熱片上端孔12的幾何形狀的散熱片構(gòu)成。氣化促進(jìn)版313的散熱片間的間隙10的基座部14所生成的蒸氣泡向散熱片高度11的垂直方向移動，從散熱片上端孔12釋放出。另外，由于通過釋放出的蒸氣泡使該空腔部13的壓力下降，因此從其他散熱片上端孔12使制冷劑向該空腔部13流入。通過重復(fù)該一系列的動作，確保導(dǎo)熱性能的穩(wěn)定性，能夠保持高導(dǎo)熱性能。此外，當(dāng)停止計(jì)算機(jī)等的運(yùn)轉(zhuǎn)且不產(chǎn)生發(fā)熱時，該一系列的動作停止。在這種情況下，能夠通過散熱片上端孔12將蒸氣泡保持在該空腔部13之中，因此在接下來使計(jì)算機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，發(fā)熱并且順暢地產(chǎn)生沸騰，因此能夠抑制在沸騰生成時容易產(chǎn)生的急劇的溫度上升。接下來，對該空腔部13的蒸氣泡生成時進(jìn)行說明。
[0045]在圖4中表示氣化促進(jìn)板313的空腔部13的蒸氣泡15生成時的剖視圖。利用蒸氣泡15與導(dǎo)熱面間的表面張力,通過某一接觸角16來生成蒸氣泡15。這種情況下的蒸氣泡15的半徑為r。此外，蒸氣泡15與導(dǎo)熱面處的界面的半徑為r’。
[0046]在此，對過熱液中生成的蒸氣的臨界徑與來自導(dǎo)熱面的氣泡脫離徑進(jìn)行說明。首先，能夠?qū)⑦^熱液中生成的水蒸氣的臨界徑借助表面張力σ、飽和溫度Tsat、飽和蒸氣密度0 1蒸發(fā)潛熱11￥(1表示11(11^(1。以下相同)、過熱度ATsat如下式那樣進(jìn)行表示。
[0047]r = 2.σ.Tsat/ ( P V.Llv.Δ Tsat)
[0048]在水的情況下，當(dāng)考慮為表面張力σ:69.4mN/m、飽和溫度Tsat:318K、飽和蒸氣密度 P V:65.6 X l(T3kg/m3、蒸發(fā)潛熱 Llv:2392kJ/kg、過熱度 Δ Tsat:3K 時，r = 94 μ m,直徑為200 μ m左右。
[0049]另一方面，在作為不活潑性制冷劑的代表例而使用住友3M社制的HFE7000 (商標(biāo)名)的情況下，當(dāng)考慮為表面張力σ:12.4mN/m、飽和溫度Tsat:318K、飽和蒸氣密度P V:14kg/m3、蒸發(fā)潛熱 Llv: 142kJ/kg、過熱`度 Δ Tsat:3K 時，r = 1.3μηι,直徑為 3μηι 左右。
[0050]上述直徑是圖4的散熱片上端孔12左右，從而能夠進(jìn)行蒸氣泡的順暢脫落與發(fā)熱停止時的蒸氣泡(沸騰核)的可靠保持。但是，當(dāng)考慮沸騰導(dǎo)熱面的散熱片的加工時，IOOym左右是妥當(dāng)?shù)?，住?Μ社制的HFE7000(產(chǎn)品名)的情況下散熱片上端孔徑為100 μ m以下。此外，在水的情況下，也考慮到散熱片加工性，使散熱片上端孔為0.15~0.25mm左右是最佳的。
[0051]另外，來自導(dǎo)熱面的氣泡脫離直徑借助接觸角Θ、表面張力σ、重力加速度g、蒸氣密度P V、液體密度P I (I表示liquid。以下相同)能夠如下式那樣進(jìn)行表示。
[0052]db = 0.0209.Θ ( σ / (g.( p 1- p v)))1/2
[0053]在水的情況下，當(dāng)考慮為接觸角Θ:38°、表面張力σ:69.4mN/m、重力加速度g:
9.8m/s2、蒸氣密度 P V:65.6X 10_3kg/m3、液體密度 P 1:1 X 103kg/m3 時，
[0054]成為db = 2.2mm 左右。
[0055]另一方面，與上述相同，作為不活潑性制冷劑的代表例而使用住友3M社制的HFE7000(產(chǎn)品名)的情況下，當(dāng)考慮為接觸角Θ:1°、表面張力σ: 12.4mN/m、重力加速度g:9.8m/S2、蒸氣密度 P V:14kg/m3、液體密度 P I:1400kg/m3 時，
[0056]成為db = 0.02mm 左右。
[0057]通過使這些直徑為圖4的散熱片間的間隙10左右，能夠進(jìn)行蒸氣泡的順暢脫落，但從導(dǎo)熱面脫離后的蒸氣泡變化為在上述過熱液中生成的蒸氣的臨界徑。因而，為了使蒸氣泡15可靠地保持在散熱片間的空腔部，使圖4的散熱片間的間隙10為散熱片上端孔的兩倍左右。即，在制冷劑為水的情況下，為0.3?0.5mm，在制冷劑是住友3M社制的HFE7000(產(chǎn)品名)的情況下0.2mm以下成為散熱片間的間隙10的最佳值。
[0058]實(shí)施例2
[0059]另外，對沸騰導(dǎo)熱面的高度進(jìn)行說明。脫離的蒸氣泡15如圖5、圖6所示，基于散熱片間的間隙10的大小而形成不同形狀。圖5是構(gòu)成利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的氣化促進(jìn)板的散熱片間的間隙狹窄的情況下的蒸氣泡生成時的剖視圖，形成與散熱片接觸，蒸氣泡15沿著散熱片間而成為較長形狀。
[0060]實(shí)施例3
[0061]另一方面，圖6是氣化促進(jìn)板的散熱片間的間隙較寬的情況下的蒸氣泡生成時的剖視圖，未與散熱片接觸，蒸氣泡15脫離。在本發(fā)明中，為了提高導(dǎo)熱性能，以增大散熱片面積為目的而使散熱片間的間隙10變得狹窄。即，以散熱片間的間隙狹窄的情況下的圖5為對象進(jìn)行說明?？紤]到蒸氣泡的浮力與蒸氣泡的表面張力的平衡，借助蒸氣泡體積V、重力加速度g、蒸氣密度P V、液體密度P 1、蒸氣泡15與導(dǎo)熱面處的界面的半徑r’、表面張力σ、接觸角Θ以及表面粗糙度系數(shù)K，能夠如下式那樣進(jìn)行表示。
[0062]V.g.(P 1-P V) = 2.η.ι.，.σ.sin θ.K
[0063]在此，表面粗糙度系數(shù)K在切起或擠壓、拉拔成形的切削面處為0.3，在研磨的鏡面處為I。散熱片的情況下使用前者的0.3。
[0064]實(shí)施例4
[0065]接下來，在圖7中制冷劑為水的情況下，表示散熱片間的間隙狹窄的情況下的相對于散熱片間的間隙的蒸氣高度或者散熱片高度的變化。在制冷劑為水的情況下，如上所述，在散熱片間的間隙的最佳值為0.3?0.5mm時,散熱片高度的最佳值為0.75?1.2mm左右。另一方面，在制冷劑為住友3M社制的HFE7000(產(chǎn)品名)的情況下，如圖7那樣雖未圖示，氣泡脫離直徑較小，因此也可以降低散熱片高度。當(dāng)考慮沸騰導(dǎo)熱面的加工性時，0.2mm以下為最佳值。
[0066]實(shí)施例5
[0067]接著，以下，參照添加的圖8?圖10對使用利用了上述熱虹吸的冷卻系統(tǒng)的電子裝置所采用的例子進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0068]首先，在添加的圖8中，作為構(gòu)成本發(fā)明的、利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)所適用的電子裝置的代表例，示出了服務(wù)器、特別是在架臺上搭載多個的服務(wù)器的外觀立體圖。在圖中，架臺I包含箱體2與蓋體3、4 (附圖標(biāo)記3是表門，附圖標(biāo)記4是里門)，在其內(nèi)部中，裝卸自如地設(shè)有以規(guī)定的形狀.尺寸形成的多個服務(wù)器箱體5。
[0069]在上述多個服務(wù)器箱體5的各自內(nèi)部中，通常例如圖9以及圖10所示，考慮到其維護(hù)性，在一方的面(在本例中是圖的右側(cè)所示的前表面?zhèn)?上設(shè)有多個(在本例中為三個)大容量的作為記錄裝置的硬盤驅(qū)動器51，在其后方，仍然在箱體內(nèi)安裝有用于對構(gòu)成發(fā)熱源的上述硬盤驅(qū)動器進(jìn)行空冷的多個(在本例中為四個)冷卻風(fēng)扇52。然后，在與服務(wù)器箱體5的另一方的面之間(即、后方的空間)，與冷卻風(fēng)扇53 —并設(shè)置收納有作為電源、通信機(jī)構(gòu)的接口的LAN等的塊54，另外在其剩余的空間中，配置有在其表面上搭載有多個(在本例中為兩個)作為發(fā)熱源的CPU200的電路基板100。需要注意的是，該圖9的立體圖表不拆卸去該蓋體的狀態(tài)。[0070]然后，如該圖可知，在各CPU200上分別設(shè)有利用了上述本發(fā)明的熱虹吸的冷卻系統(tǒng)300。即，上述受熱罩310的底面與CPU200的表面借助涂敷在其之間的導(dǎo)熱潤滑脂進(jìn)行接觸，并且確保優(yōu)良的熱接合。然后，根據(jù)本發(fā)明，具備構(gòu)成冷卻系統(tǒng)300的偏置散熱片的冷凝器320配置在用于對上述硬盤驅(qū)動器進(jìn)行空冷的四個冷卻風(fēng)扇52的背后。S卩，構(gòu)成冷卻系統(tǒng)的冷凝器320沿著利用冷卻風(fēng)扇52從外部供給來的空氣(冷卻風(fēng))的通路排列配置。即，具備偏置散熱片的冷凝器320以與上述冷卻風(fēng)扇52的列平行排列的方式進(jìn)行安裝。
[0071]這樣，在上述的電子裝置的構(gòu)造中，將作為組裝在該箱體5內(nèi)的其他裝置的冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻風(fēng)扇52用作(或者共用作)構(gòu)成本發(fā)明的利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)300的冷凝器320的冷卻機(jī)構(gòu)(散熱器)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，無需專用的冷卻風(fēng)扇，換言之，利用比較簡單且廉價、并且也不需要用于液體驅(qū)動的泵動力而節(jié)能性優(yōu)良的冷卻系統(tǒng)，能夠?qū)⑾潴w內(nèi)的作為發(fā)熱源的CPU200高效且可靠地冷卻。此外，通過使用本發(fā)明的利用了熱虹吸的冷卻系統(tǒng)300，則換熱效率比較高，并且利用該相對簡單的構(gòu)造，即使在要求高密度安裝的服務(wù)器等電子裝置中，也能夠?qū)崿F(xiàn)自由度較高的配置。
[0072]此外，由上述圖可知，構(gòu)成冷卻系統(tǒng)300的冷凝器320各自配置為覆蓋多個(在本例中為兩個)冷卻風(fēng)扇的排氣面。需要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，即使任一臺冷卻風(fēng)扇因故障而停止，也能利用由剩余的冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻風(fēng)來繼續(xù)冷凝器320的冷卻，S卩，能夠確保備用性，因此作為電子裝置的冷卻系統(tǒng)的構(gòu)造是理想的。此外，特別是如圖10中用圓圈圍成的結(jié)構(gòu)中所示，通過使用于將受熱罩310內(nèi)所產(chǎn)生的制冷劑蒸氣向冷凝器320引導(dǎo)的蒸氣管331向聯(lián)管箱的安裝位置，靠近與作為散熱器的冷凝器對置的面積較小的冷卻風(fēng)扇(在圖10中的四臺縱向排列的冷卻風(fēng)扇52的從下數(shù)第二臺)的一側(cè)，則對于任一臺冷卻風(fēng)扇因故障而停止的情況，能夠進(jìn)一步提高其備用性。
[0073]在本例中相對于兩個熱虹吸的冷凝部而使用三個冷卻風(fēng)扇，相對于一個冷凝部而對應(yīng)1.5個冷卻風(fēng)扇。此時，在冷卻風(fēng)扇中的一個停止的情況下，僅利用剩余的0.5個風(fēng)扇進(jìn)行冷卻，形成與熱虹吸冷凝部的散熱器的2/3的部分不能進(jìn)行散熱相同的狀況。在服務(wù)器系統(tǒng)中直到緊急情況的系統(tǒng)正常結(jié)束為止而需要一定程度時間，因此在此期間必須確保冷卻性能。在以往的水冷方式的散熱器中，在散熱器整體中均勻地流動制冷劑，因此若將有效的散熱面積減少2/3，則那部分制冷劑的冷卻性能降低，該冷卻性能降低的量直接導(dǎo)致(PU的溫度上升。然而，在熱虹吸的系統(tǒng)中，在散熱器的不進(jìn)行散熱的部分中不能冷凝蒸氣，其結(jié)果是將蒸氣集中到冷卻的剩余部分。集中于一部分的蒸氣的流速較高，因此沖擊扁平管內(nèi)的液膜而有助于冷凝性能的提高。此外，在本例的熱虹吸中，具有如下性質(zhì):蒸氣容易較多流動到與向冷凝部供給蒸氣的配管331接近的扁平管323中，利用該特征而使蒸氣管331向聯(lián)管箱的安裝位置靠近與作為散熱器的冷凝器對置的面積較小的冷卻風(fēng)扇側(cè)，從而能夠進(jìn)一步抑制冷卻風(fēng)扇一臺停止時的散熱性能的降低。因此，通過利用熱虹吸而能夠以更少的風(fēng)扇臺數(shù)來確保備用性。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻系統(tǒng)，其具備沸騰部與冷凝部、連結(jié)所述沸騰部與所述冷凝部的蒸氣導(dǎo)管、液導(dǎo)管、以及受熱罩， 所述冷卻系統(tǒng)的特征在于， 使構(gòu)成為所述受熱罩的沸騰導(dǎo)熱面的散熱片的散熱片上部孔直徑、散熱片間的間隙以及散熱片高度的形狀最佳化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于， 根據(jù)在過熱液中生成的蒸氣的臨界徑與來自導(dǎo)熱面的氣泡脫離徑、以及蒸氣泡的浮力與蒸氣泡的表面張力的平衡， 使構(gòu)成為所述沸騰導(dǎo)熱面的散熱片的散熱片上部孔直徑、散熱片間的間隙以及散熱片高度的形狀最佳化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于， 在制冷劑為純水的情況下，散熱片上部孔直徑為0.15?0.25mm左右，散熱片間的間隙為0.3?0.5mm左右，散熱片高度為0.75?1.2mm左右，在制冷劑為氟利昂類制冷劑的情況下，散熱片上部孔直徑為0.1mm左右以下，散熱片間的間隙為0.2mm左右以下，散熱片高度為0.2mm左右以下。
4.一種電子裝置，其中， 搭載有權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)。
5.一種電子裝置，其具備冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)具有沸騰部與冷凝部、連結(jié)所述沸騰部與所述冷凝部的蒸氣導(dǎo)管以及液導(dǎo)管， 所述電子裝置的特征在于， 具備對電子裝置內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行冷卻的多個冷卻風(fēng)扇， 所述冷凝部通過所述多個冷卻風(fēng)扇來進(jìn)行冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子裝置，其特征在于， 所述蒸氣導(dǎo)管向所述冷凝部的安裝位置配置在與所述冷凝部對置的面積小的冷卻風(fēng)扇的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電子裝置，其特征在于， 多個所述冷凝部通過一個冷卻風(fēng)扇來進(jìn)行冷卻。
【文檔編號】H05K7/20GK103717037SQ201310357655
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】近藤義廣, 武田文夫, 藤本貴行 申請人:株式會社日立制作所