(57)【要約】【課題】従来、コンピュータのハイ・パフォーマンスと小型化との両立を実現することができなかった。【解決手段】熱移送装置は、金属の第１部材１ａと、第１部材１ａに接続されているｎ型半導体の第２部材１ｂと、第１部材１ａに接続されているｐ型半導体の第３部材１ｃとを有する吸熱部１と、金属の第４部材２ａと、第４部材２ａに接続されているｎ型半導体の第５部材２ｂと、第４部材２ａに接続されているｐ型半導体の第６部材２ｃとを有する放熱部２と、第２部材１ｂと第５部材２ｂとを接続する金属の吸熱側第１の接続部３、第１の伝送路７、及び放熱側第１の接続部５と、直流電源Ａの負極と第３部材１ｃとを接続する金属の吸熱側第２の接続部４及び第２の伝送路８と、直流電源Ａの正極と第６部材２ｃとを接続する金属の放熱側第２の接続部６及び第３の伝送路９とを有する。【選択図】図１
2010238818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属によって形成されている第１部材と、前記第１部材に接続されている、ｎ型半導体によって形成されている第２部材と、前記第１部材に接続されている、ｐ型半導体によって形成されている第３部材とを有する吸熱部と、
金属によって形成されている第４部材と、前記第４部材に接続されている、ｎ型半導体によって形成されている第５部材と、前記第４部材に接続されている、ｐ型半導体によって形成されている第６部材とを有する放熱部と、
前記第２部材と前記第５部材とを接続する、金属によって形成されている第１の導体と、
直流電源の負極と前記第３部材とを接続する、金属によって形成されている第２の導体と、
前記直流電源の正極と前記第６部材とを接続する、金属によって形成されている第３の導体と
を備える熱移送装置。
【請求項２】
前記放熱部及び前記吸熱部は複数存在し、
各前記吸熱部の第２部材は、前記第１の導体に接続されており、
各前記吸熱部の第３部材は、前記第２の導体に接続されており、
各前記放熱部の第５部材は、前記第１の導体に接続されており、
各前記放熱部の第６部材は、前記第３の導体に接続されている
請求項１に記載の熱移送装置。
【請求項３】
更に、第１熱交換部材と、第２熱交換部材とを備え、
前記第１部材及び前記第２部材は、板状の部材であり、
前記第２部材及び前記第３部材は、前記第１部材の一方の面側に対向するように配置されており、
前記第５部材及び前記第６部材は、前記第４部材の一方の面側に対向するように配置されており、
前記第１熱交換部材は、前記第２部材と前記第３部材との間に配置されており、
前記第２熱交換部材は、前記第５部材と前記第６部材との間に配置されている
請求項１に記載の熱移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を移送する熱移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＰＣ等のコンピュータは広く普及しており、多くの人が利用している。コンピュータにはＣＰＵ等の電子機器が多数組み込まれており、コンピュータの内部では熱が発生している。近年では処理性能の向上化のために、コンピュータに組み込まれる電子機器が従来に比べて多くなってきており、そのため、コンピュータの内部で発生する熱量は増大してきている。
【０００３】
現在、コンピュータの内部で発生した熱をコンピュータの外部に移送するために、ファンや、冷媒（冷液）や、ヒートパイプが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１０２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ファンや、冷媒を用いた冷却装置や、ヒートパイプをコンピュータに組み込むと、それらを配置する場所が必要となるので筺体の設計が制限され、コンピュータのサイズは大きくなる。ユーザは、コンピュータにはハイ・パフォーマンスを要求するとともに、小型化も要求する。
【０００６】
本発明は、コンピュータのハイ・パフォーマンスと小型化とを両立することができる熱移送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の熱移送装置は、金属によって形成されている第１部材と、前記第１部材に接続されている、ｎ型半導体によって形成されている第２部材と、前記第１部材に接続されている、ｐ型半導体によって形成されている第３部材とを有する吸熱部と、金属によって形成されている第４部材と、前記第４部材に接続されている、ｎ型半導体によって形成されている第５部材と、前記第４部材に接続されている、ｐ型半導体によって形成されている第６部材とを有する放熱部と、前記第２部材と前記第５部材とを接続する、金属によって形成されている第１の導体と、直流電源の負極と前記第３部材とを接続する、金属によって形成されている第２の導体と、前記直流電源の正極と前記第６部材とを接続する、金属によって形成されている第３の導体とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、コンピュータのハイ・パフォーマンスと小型化とを両立することができる熱移送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の熱移送装置の構成図である。
【図２】コンピュータの内部で発生する熱を熱移送装置によりコンピュータの外部に移送する状況を示す図である。
【図３】部屋に配置されている大規模コンピュータが発する熱を熱移送装置により部屋の外部に移送する状況を示す図である。
【図４】実施の形態２の熱移送装置の構成図である。
【図５】実施の形態３の熱移送装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
先ず、実施の形態１の熱移送装置の構成を図１を用いて説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態１の熱移送装置の構成図である。実施の形態１の熱移送装置は、熱を移送する装置であって、図１に示すように、吸熱部１と、放熱部２と、吸熱側第１の接続部３と、吸熱側第２の接続部４と、放熱側第１の接続部５と、放熱側第２の接続部６と、第１の伝送路７と、第２の伝送路８と、第３の伝送路９とを有する。なお、熱移送装置は、直流電源Ａに接続される。
【００１３】
吸熱部１は、熱移送装置の外部から熱を吸収する機能を有し、第１部材１ａと、第２部材１ｂと、第３部材１ｃとで構成されており、第１部材１ａは、銅等の金属によって形成されており、その形状は板状である。第２部材１ｂは、第１部材１ａの一端に接続されている、ｎ型半導体によって形成されている部材である。第３部材１ｃは、第１部材１ａの他端に接続されている、ｐ型半導体によって形成されている部材である。なお、第２部材１ｂ及び第３部材１ｃは、板状の第１部材１ａの一方の面に設けられている。
【００１４】
放熱部２は、吸熱部１から移送されてくる熱を熱移送装置の外部に放出する機能を有し、第４部材２ａと、第５部材２ｂと、第６部材２ｃとで構成されている。第４部材２ａは、銅等の金属によって形成されており、その形状は板状である。第５部材２ｂは、第４部材２ａの一端に接続されている、ｎ型半導体によって形成されている部材である。第６部材２ｃは、第４部材２ａの他端に接続されている、ｐ型半導体によって形成されている部材である。なお、第５部材２ｂ及び第６部材２ｃは、板状の第４部材２ａの一方の面に設けられている。
【００１５】
吸熱側第１の接続部３は銅等の金属によって形成されており、吸熱側第１の接続部３の一端は、吸熱部１の第２部材１ｂに接続されていて、吸熱側第１の接続部３の他端は、第１の伝送路７に接続されている。
【００１６】
吸熱側第２の接続部４は銅等の金属によって形成されており、吸熱側第２の接続部４の一端は、吸熱部１の第３部材１ｃに接続されていて、吸熱側第２の接続部４の他端は、第２の伝送路８に接続されている。
【００１７】
放熱側第１の接続部５は銅等の金属によって形成されており、放熱側第１の接続部５の一端は、放熱部２の第５部材２ｂに接続されていて、放熱側第１の接続部５の他端は、第１の伝送路７に接続されている。
【００１８】
放熱側第２の接続部６は銅等の金属によって形成されており、放熱側第２の接続部６の一端は、放熱部２の第６部材２ｃに接続されていて、放熱側第２の接続部６の他端は、第３の伝送路９に接続されている。
【００１９】
第１の伝送路７は銅等の金属によって形成されている線状体であり、第１の伝送路７の一端は、吸熱側第１の接続部３に接続されており、第１の伝送路７の他端は、放熱側第１の接続部５に接続されている。
【００２０】
第２の伝送路８は銅等の金属によって形成されている線状体であり、第２の伝送路８の一端は、直流電源Ａの負極に接続され、第２の伝送路８の他端は、吸熱側第２の接続部４に接続されている。
【００２１】
第３の伝送路９は銅等の金属によって形成されている線状体であり、第３の伝送路９の一端は、直流電源Ａの正極に接続され、第３の伝送路９の他端は、放熱側第２の接続部６に接続されている。
【００２２】
ところで、ペルチェ効果によると、電流がｎ型半導体からｐ型半導体の向きに流れるとき、ｎ型半導体とｐ型半導体との接合部分において吸熱が起こる。また、ペルチェ効果によると、電流がｐ型半導体からｎ型半導体の向きに流れるとき、ｐ型半導体とｎ型半導体との接合部分において放熱が起こる。また、熱は、電子の流れの向き（電流の流れとは逆の向き）に移動する。
【００２３】
図１に示すように、実施の形態１の熱移送装置は直列回路を構成しており、第２の伝送路８の一端が直流電源Ａの負極に接続されるとともに、第３の伝送路９の一端が直流電源Ａの正極に接続されると、矢印Ｘの向きに電流が流れる。したがって、吸熱部１は、熱移送装置の外部からの矢印Ｙの向きの熱を吸収し、熱は、吸熱側第１の接続部３及び第１の伝送路７を通って放熱部２へ向かい、放熱部２は、吸熱部１が熱移送装置の外部から吸収した熱を矢印Ｚの向きに熱移送装置の外部へ放出する。
【００２４】
このように、実施の形態１の熱移送装置は、吸熱部１により熱移送装置の外部からの熱を吸収し、放熱部２により吸熱部１が熱移送装置の外部から吸収した熱を熱移送装置の外部へ放出する。すなわち、実施の形態１の熱移送装置は、電気的な手段により熱を移送する。
【００２５】
第１の伝送路７、第２の伝送路８、及び第３の伝送路９は、金属によって形成されている線状体であるので、設計上、それらの位置や長さの自由度は大きい。そのため、図２に示すように、熱移送装置の吸熱部１をコンピュータの筺体Ｐの内部のＣＰＵ等の熱源Ｑの近傍に配置し、熱移送装置の放熱部２を筺体Ｐの外部に配置することができる。そうすると、熱移送装置は、筺体Ｐの内部の熱源Ｑが発生する熱を筺体Ｐの外部に移送することができる。筺体Ｐの外部に配置された放熱部２の近傍に冷却装置Ｒを配置しておけば、筺体Ｐの外部に移送されてくる熱による放熱部２及びその近傍の熱による損傷を抑えることができる。
【００２６】
吸熱部１はサイズ（面積及び体積）を小さくすることができるので、吸熱部１のサイズを小さくすると、筺体Ｐを小さくすることができる。また、吸熱部１のサイズを小さくすると、筺体Ｐの内部における電子機器の配置の自由度が高まるので、ハイ・パフォーマンスを実現するＣＰＵ等の電子機器を筺体Ｐのサイズを大きくすることなく、自由に配置することができる。
【００２７】
したがって、実施の形態１の熱移送装置は、コンピュータのハイ・パフォーマンスと小型化とを両立することができる。
【００２８】
なお、実施の形態１の熱移送装置は、多量のデータを処理する大規模コンピュータが多数配置されている部屋に配置することもできる。図３は、部屋Ｓに配置されている大規模コンピュータＣが発する熱を熱移送装置により部屋Ｓの外部に移送する状況を示す図である。図３では、部屋Ｓの内部に大規模コンピュータＣが３機配置されており、熱移送装置の吸熱部１は各大規模コンピュータＣの熱源の近傍に配置されている。熱移送装置の放熱部２は部屋Ｓの外部の冷却装置Ｒの近傍に配置されている。
【００２９】
このような状況では、大規模コンピュータＣによって発せられる熱を部屋Ｓの外部に移送して処理することができる。すなわち、大規模コンピュータＣが多数配置されている部屋Ｓの内部に、部屋Ｓの内部の空気を冷却する冷却装置を設置する必要がなくなる。そのため、部屋Ｓを有効に利用することができる。例えば、部屋Ｓに大規模コンピュータＣを多数配置することができる。
【００３０】
なお、第１の伝送路７、第２の伝送路８、及び第３の伝送路９は、金属によって形成されている線状体であるので、実施の形態１の熱移送装置は、熱源で発生した熱を比較的長距離（数十ｃｍ〜数十ｍ以上）移送することができる。
【００３１】
また、吸熱側第１の接続部３、放熱側第１の接続部５、及び第１の伝送路７は、本発明の熱移送装置の第１の導体の一例である。吸熱側第２の接続部４及び第２の伝送路８は、本発明の熱移送装置の第２の導体の一例である。放熱側第２の接続部６及び第３の伝送路９は、本発明の熱移送装置の第３の導体の一例である。
【００３２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２の熱移送装置の構成を図４を用いて説明する。
【００３３】
図４は、実施の形態２の熱移送装置の構成図である。実施の形態２の熱移送装置は、図４に示すように、３個の吸熱部１と、３個の放熱部２とを有しており、３個の吸熱部１は並列に接続されており、３個の放熱部２も並列に接続されている。すなわち、各吸熱部１に接続されている吸熱側第１の接続部３は、第１の伝送路７に接続されており、各吸熱部１に接続されている吸熱側第２の接続部４は、第２の伝送路８に接続されている。また、各放熱部２に接続されている放熱側第１の接続部５は、第１の伝送路７に接続されており、各放熱部２に接続されている放熱側第２の接続部６は、第３の伝送路９に接続されている。
【００３４】
このように、複数の吸熱部１を並列に接続するとともに、複数の放熱部２を並列に接続することによっても、実施の形態１において説明したように、実施の形態２の熱移送装置は、複数の吸熱部１それぞれによって外部からの熱を吸収し、複数の放熱部２それぞれによって複数の吸熱部１が吸収した熱を外部に放出することができる。したがって、実施の形態２の熱移送装置は、実施の形態１の熱移送装置と同様に用いられ、実施の形態１の熱移送装置と同様の効果を発揮する。すなわち、実施の形態２の熱移送装置は、コンピュータのハイ・パフォーマンスと小型化とを両立することができる。
【００３５】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の熱移送装置の構成を図５を用いて説明する。
【００３６】
図５は、実施の形態３の熱移送装置の構成図である。実施の形態３の熱移送装置は、図５に示すように、実施の形態１の熱移送装置が有する各構成部に加えて、第１熱交換部材１０と、第２熱交換部材１１とを有する。
【００３７】
図５に示すように、第１熱交換部材１０は、吸熱側第１の接続部３及び吸熱部１の第２部材１ｂと、吸熱側第２の接続部４及び吸熱部１の第３部材１ｃとの間に配置されている。また、第２熱交換部材１１は、放熱側第１の接続部５及び放熱部２の第５部材２ｂと、放熱側第２の接続部６及び放熱部２の第６部材２ｃとの間に配置されている。第１熱交換部材１０及び第２熱交換部材１１は、例えばガラスの板等の、熱の伝導率が高く、電気的には絶縁体の性質を有する部材である。
【００３８】
ペルチェ効果により、吸熱側第１の接続部３と吸熱部１の第２部材１ｂとの接合部分において放熱（図５の矢印Ｙ１）が起こり、吸熱側第２の接続部４と吸熱部１の第３部材１ｃとの接合部分において吸熱（図５の矢印Ｚ１）が起こる。また、放熱側第２の接続部６と放熱部２の第６部材２ｃとの接合部分において放熱（図５の矢印Ｙ２）が起こり、放熱側第２の接続部６と放熱部２の第６部材２ｃとの接合部分において吸熱（図５の矢印Ｚ２）が起こる。
【００３９】
ところで、吸熱側第１の接続部３と吸熱部１の第２部材１ｂとの接合部分において放出される熱の量Ｙ１と、吸熱側第２の接続部４と吸熱部１の第３部材１ｃとの接合部分において吸収される熱の量Ｚ１とはほぼ等しいと考えられる。また、放熱側第２の接続部６と放熱部２の第６部材２ｃとの接合部分において放出される熱の量Ｙ２と、放熱側第１の接続部５と放熱部２の第５部材２ｂとの接合部分において吸収される熱の量Ｙ２とについてもほぼ等しいと考えられる。
【００４０】
そこで、実施の形態３の熱移送装置は、吸熱側第１の接続部３と吸熱部１の第２部材１ｂとの接合部分において放出される熱を吸収して吸熱側第２の接続部４と吸熱部１の第３部材１ｃとの接合部分に吸収した熱を放出する第１熱交換部材１０を有する。また、実施の形態３の熱移送装置は、放熱側第２の接続部６と放熱部２の第６部材２ｃとの接合部分において放出される熱を吸収して放熱側第１の接続部５と放熱部２の第５部材２ｂとの接合部分に吸収した熱を放出する第２熱交換部材１１を有する。
【００４１】
これにより、熱移送装置が構成する回路の内部で発生する熱を回路の内部で吸収することができ、放熱部２が吸熱部１によって吸収された熱を熱移送装置の外部に確実に放出することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  吸熱部、  １ａ  第１部材、  １ｂ  第２部材、  １ｃ  第３部材、  ２  放熱部、  ２ａ  第４部材、  ２ｂ  第５部材、  ２ｃ  第６部材、  ３  吸熱側第１の接続部、  ４  吸熱側第２の接続部、  ５  放熱側第１の接続部、  ６  放熱側第２の接続部、  ７  第１の伝送路、  ８  第２の伝送路、  ９  第３の伝送路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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