(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流入する流入口と、
前記冷媒が流出する流出口と、
前記冷媒が分岐する分岐点と、分岐した前記冷媒が合流する合流点と、を備える複数の冷媒流路であって、外側に位置する冷媒流路が内側に位置する冷媒流路を囲うように配置された複数の冷媒流路と、
隣接する前記冷媒流路の間において、外側の冷媒流路の前記合流点と内側の冷媒流路の前記分岐点とを連結する連結路と、を備え、
前記流入口は、前記複数の冷媒流路のうち最も外側に位置する冷媒流路の分岐点に連通しており、
前記流出口は、前記複数の冷媒流路のうち最も内側に位置する冷媒流路の合流点に連通していることを特徴とするコア部と、
前記コア部の中心領域に回転軸が位置する軸流ファンであって、当該軸流ファンは複数の羽根を有し、当該軸流ファンが回転したときに、前記各羽根の先端部が前記コア部の流入口近傍を通過し、前記各羽根の付け根部が前記コア部の流出口近傍を通過するように配置された軸流ファンと
を備えたことを特徴とするラジエータ。
【請求項２】
前記冷媒流路は矩形であり、
前記分岐点と前記合流点は、前記冷媒流路の頂点に位置する、請求項１に記載のラジエータ。
【請求項３】
隣接する前記冷媒流路の間に、放熱フィンを備える、請求項１又は２に記載のラジエータ。
【請求項４】
並列に配置された複数の前記コア部と、
複数の前記コア部の各々を空冷するように並列に配置された複数の前記軸流ファンと、
を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載のラジエータ。
【請求項５】
前記軸流ファンによって生成される風が流れる方向に沿って配置された複数の前記コア部を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載のラジエータ。
【請求項６】
前記軸流ファンによって生成される風が流れる方向に沿って、前記軸流ファンを挟んで配置された複数の前記コア部を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載のラジエータ。
【請求項７】
熱を発する電子部品と、
請求項１乃至６のいずれかに記載のラジエータと、
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ワークステーションなどの電子機器は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）などの熱を発する電子部品を備える。電子部品が発する熱を吸収するため、電子機器には冷却ユニットが設けられる。
【０００３】
冷媒を循環させて電子部品が発した熱を吸収する冷却ユニットでは、熱を吸収して温度が上昇した冷媒は、ラジエータにより冷却される。例えば、一本の扁平チューブを一定の間隔を空けて平面内で渦巻状に形成し、中心部から外周に向けて冷媒が流れる熱交換器が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１４５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラジエータのコア部に隣接して設けられたファンが風を送ることにより、コア部を流れる冷媒を冷却する場合、風速分布は一様ではない。しかしながら、従来のラジエータでは、コア部に吹き込む風の風速分布が考慮されていないため、ファンによる冷却効率が必ずしも高くない。
【０００６】
そこで、従来よりもラジエータの冷却効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１の観点では、冷媒が流入する流入口と、前記冷媒が流出する流出口と、前記冷媒が分岐する分岐点と、分岐した前記冷媒が合流する合流点と、を備える複数の冷媒流路であって、外側に位置する冷媒流路が内側に位置する冷媒流路を囲うように配置された複数の冷媒流路と、隣接する前記冷媒流路の間において、外側の冷媒流路の前記合流点と内側の冷媒流路の前記分岐点とを連結する連結路と、を備え、前記流入口は、前記複数の冷媒流路のうち最も外側に位置する冷媒流路の分岐点に連通しており、前記流出口は、前記複数の冷媒流路のうち最も内側に位置する冷媒流路の合流点に連通していることを特徴とするコア部を備えるラジエータが提供される。
また、第２の観点では、上記ラジエータを備える電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示のラジエータによれば、従来よりも冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のパーソナルコンピュータの内部構造の一例を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態の液冷ユニットの一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態のラジエータの一例を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態の軸流ファンの一例を示す斜視図である。
【図５】第１の実施形態のコア部の一例を示す平面図である。
【図６】変形例１のラジエータを示す斜視図である。
【図７】変形例２のラジエータを示す斜視図である。
【図８】変形例３のラジエータを示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態のコア部の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
まず、図１を参照して、電子機器の一例であるパーソナルコンピュータ１００について、実施形態に基づいて説明する。図１は、本実施形態のパーソナルコンピュータ１００の内部構造の一例を示す概略図である。図１に示されるように、パーソナルコンピュータ１００は、電子部品１１０と、液冷ユニット１２０と、を含む。
【００１１】
電子部品１１０は、例えば、ＬＳＩ回路（Large Scale Integration：大規模集積回路）である。ＬＳＩ回路などの電子部品１１０には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）チップが実装されている。ＣＰＵチップは、ＯＳ（オペレーティングシステム）やアプリケーションプログラムの実行に伴い、所定の演算処理を実行する。ＣＰＵチップが演算処理を実行すると、ＬＳＩ回路などの電子部品１１０は、熱を発する。
電子部品１１０が発する熱を吸収するため、パーソナルコンピュータ１００には液冷ユニット１２０が取り付けられている。
【００１２】
電子部品１１０や液冷ユニット１２０の他、パーソナルコンピュータ１００は、更に、ハードディスク駆動装置、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）駆動装置、カードユニットなどを適宜含む。ハードディスク駆動装置は、例えば、上述したＯＳやアプリケーションソフトウェアを格納する。ＤＶＤ駆動装置は、ＤＶＤなどの記録媒体からのデータの読み出しや、ＤＶＤなどの記録媒体へのデータの書き込みを行う。カードユニットには、例えば、メモリカードやＬＡＮ（Local Area Network）カードが差し込まれる。
【００１３】
ここで、図２を参照して、本実施形態の液冷ユニット１２０について説明する。図２は、本実施形態の液冷ユニット１２０の一例を示す図である。図２に示されるように、本実施形態の液冷ユニット１２０は、ポンプ１２２と、受熱器１２４と、ラジエータ１３０と、を備える。液冷ユニット１２０を構成する各部材は、複数のホース１２６によって接続され、循環経路が形成される。この循環経路を流れる冷媒により、電子部品１１０により発せられた熱はパーソナルコンピュータ１００の外部へ放出される。冷媒は、例えば、プロピレングリコール系の不凍液が用いられる。
【００１４】
ポンプ１２２は、ラジエータ１３０の下流側に設けられる。ポンプ１２２は、冷媒を吐出し、循環経路を流れる冷媒の流れを生成する。具体的には、ポンプ１２２は、図２に矢印で示される方向に、冷媒の流れを生成する。ポンプ１２２は、例えば、圧電式ポンプである。
受熱器１２４は、ポンプ１２２の下流側に設けられる。図１に示されるように、受熱器１２４は、熱を発する電子部品１１０の上に設けられる。受熱器１２４は、電子部品１１０が発する熱を吸収する。
【００１５】
ラジエータ１３０は、受熱器１２４の下流側に設けられる。ラジエータ１３０は、ラジエータ１３０に流入する冷媒から熱を奪う。ラジエータ１３０は、パーソナルコンピュータ１００の筐体の側面に形成された排気口（不図示）の近傍に設けられる。ラジエータ１３０は、軸流ファン１４０と、コア部１５０と、を備える。軸流ファン１４０は、排気口の外側へ向かう気流を生成する。そのため、ラジエータ１３０が冷媒から奪った熱は、排気口を通ってパーソナルコンピュータ１００の外部へ放出される。図２に示される例では、２つの軸流ファン１４０と２つのコア部１５０とが示されている。ラジエータ１３０の詳細な構成は、後述する。
液冷ユニット１２０には、以上説明したような循環経路が形成される。
【００１６】
次に、図３、図４、図５を参照して、本実施形態のラジエータ１３０の構造を詳細に説明する。なお、図２においては２つの軸流ファン１４０と２つのコア部１５０とが示されているが、図３から図５においては、１つの軸流ファン１４０と１つのコア部１５０について説明する。図３は、本実施形態のラジエータ１３０の一例を示す斜視図である。図３では、軸流ファン１４０は簡略化され、破線で示されている。図４は、軸流ファン１４０の一例を示す斜視図である。図５は、コア部１５０の一例を示す平面図である。図５に示される矢印は、冷媒の流れを示す。
【００１７】
まず、図４を参照して、本実施形態の軸流ファン１４０の構造を説明する。図４に示されるように、軸流ファン１４０は複数の羽根１４２を備える。複数の羽根１４２は、回転軸１４４の周りを回転する。複数の羽根１４２が回転軸１４４の周りを回転することにより、軸流ファン１４０の後方から前方に向かって流れる風が生じる。
【００１８】
軸流ファン１４０の回転軸１４４に近い部分には羽根１４２が存在しないため、羽根１４２が回転しても風が生じにくい。また、軸流ファン１４０の羽根１４２が配置されている領域において、羽根１４２が回転することにより生じる風速分布は一般に一様ではない。具体的には、回転軸１４４から羽根１４２の延伸方向に沿って離れるにつれて、風速は速くなる。
【００１９】
次に、図５を参照して、本実施形態のコア部１５０の構造を説明する。図５に示されるように、コア部１５０は、流入口１５２と、流出口１５４と、複数の冷媒流路１５６と、連結路１６２と、複数の放熱フィン１６４と、を備える。図５に示される例のコア部１５０は、５つの冷媒流路１５６を備える。複数の冷媒流路１５６は、外側に位置する冷媒流路１５６が内側に位置する冷媒流路１５６を囲うように配置されている。
冷媒は、流入口１５２を通ってコア部１５０に流入する。図５に示される例では、紙面に垂直な方向（例えば、手前から奥）に冷媒が流入口１５２に流入する。また、冷媒は、流出口１５４を通ってコア部１５０から流出する。図５に示される例では、紙面に垂直な方向（例えば、奥から手前）に冷媒が流出口１５４から流出する。
【００２０】
冷媒流路１５６は、冷媒がコア部１５０を周回することができるように形成された形状である。冷媒流路１５６の形状は、例えば、矩形である。しかし、冷媒がコア部１５０を周回することができるように形成された形状であれば、冷媒流路１５６の形状は特に限定されるものではない。例えば、冷媒流路１５６は円形でもよい。
また、冷媒流路１５６は、分岐点１５８と、合流点１６０と、を備える。分岐点１５８に流れ込んだ冷媒は、分岐点１５８において分岐した後、冷媒流路１５６を互いに異なる方向に周回する。互いに異なる方向に周回した冷媒は、合流点１６０において合流する。図５に示される例では、分岐点１５８、合流点１６０は、矩形の冷媒流路１５６の対角線上の頂点に位置する。
【００２１】
隣接する冷媒流路１５６の間において、連結路１６２は、外側の冷媒流路１５６の合流点１６０と内側の冷媒流路１５６の分岐点１５８とを連結する。図５に示されるコア部１５０は、４つの連結路１６２を備える。外側の冷媒流路１５６の合流点１６０で合流した冷媒は、連結路１６２を通り、内側の冷媒流路１５６の分岐点１５８において分岐する。
【００２２】
また、複数の放熱フィン１６４は、隣接する冷媒流路１５６の間に配置されている。放熱フィン１６４は、軸流ファン１４０の回転軸１４４と平行な方向に沿って延びている。電子部品１１０が発した熱は、冷媒流路１５８を流れる冷媒により吸収された後、放熱フィン１６４に伝わり、軸流ファン１４０によって生じる風によりパーソナルコンピュータ１００の外部へ排気される。
【００２３】
図５に示されるように、流入口１５２は、複数の冷媒流路１５６のうち最も外側に位置する冷媒流路１５６の分岐点１５８に連通している。また、流出口１５４は、複数の冷媒流路１５６のうち最も内側に位置する冷媒流路１５６の合流点１６０に連通している。
そのため、流入口１５２からコア部１５０に流入した冷媒は、最も外側に位置する冷媒流路１５６の分岐点１５８において分岐した後、最も外側に位置する冷媒流路１５６を互いに異なる方向に周回する。互いに異なる方向に周回した冷媒は、最も外側に位置する冷媒流路１５６の合流点１６０において合流する。最も外側に位置する冷媒流路１５６の合流点１６０において合流した冷媒は、連結器１６２を通り、一つ内側の冷媒流路１５６の分岐点において分岐した後、冷媒流路１５６を互いに異なる方向に周回する。以後、合流点１６０における冷媒の合流と、分岐点１５８における冷媒の分岐とを繰り返し、最も内側に位置する冷媒流路１５６の合流点１６０から流出口１５４を通ってコア部１５０から流出する。
【００２４】
以上説明した軸流ファン１４０とコア部１５０とは、図３に示されるように、コア部１５０の中心領域に軸流ファン１４０の回転軸１４４が位置するように配置される。ここで、最も内側に位置する冷媒流路１５６より内側の領域をコア部１５０の中心領域と定義する。本実施形態のラジエータ１３０では、回転軸１４４から羽根１４２の延伸方向に沿って離れた風速が速い領域から回転軸１４４に近い風速が遅い領域へ冷媒が流れるように、冷媒流路１５６がコア部１５０に形成されている。そのため、電子部品１１０の熱を吸収して温度が上昇した冷媒が、まず、回転軸１４４から羽根１４２の延伸方向に沿って離れた風速が速い領域であるコア部１５０の外側の冷媒流路１５６を流れるため、冷媒の冷却効率を向上させることができる。
【００２５】
（変形例１）
図６を参照して、変形例１のラジエータ１３０について説明する。図６は、変形例１のラジエータ１３０を示す斜視図である。図６に示されるラジエータ１３０は、２つのコア部１５０と、２つの軸流ファン１４０と、を備える。２つのコア部１５０は、並列に配置されている。また、２つの軸流ファン１４０は、２つのコア部１５０の各々を空冷するように並列に配置されている。各コア部１５０や各軸流ファン１４０の構成は、上述した第１の実施形態と同様である。
なお、ラジエータ１３０が３つ以上のコア部１５０と、３つ以上の軸流ファン１４０と、を備えてもよい。
【００２６】
ラジエータ１３０を設けることができる面積が比較的大きい場合に、本変形例を好適に適用することができる。本変形例によれば、受熱器１２４が吸収した熱により温度が上昇した冷媒が複数のコア部１５０を流れるため、冷媒の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００２７】
（変形例２）
図７を参照して、変形例２のラジエータ１３０について説明する。図７は、変形例２のラジエータ１３０を示す斜視図である。図７に示されるラジエータ１３０は、２つのコア部１５０と、１つの軸流ファン１４０と、を備える。２つのコア部１５０は、軸流ファン１４０によって生成される風が流れる方向に沿って配置されている。２つのコア部１５０の各流入口１５２は、互いに連通している。また、２つのコア部１５０の各流出口１５４は、互いに連通している。各コア部１５０や各軸流ファン１４０の構成は、上述した第１の実施形態と同様である。
なお、ラジエータ１３０が３つ以上のコア部１５０を備えてもよい。
【００２８】
ラジエータ１３０を設けることができる面積が比較的小さい場合に、本変形例を好適に適用することができる。本変形例によれば、受熱器１２４が吸収した熱により温度が上昇した冷媒が、軸流ファン１４０によって生成される風が流れる方向に沿って配置される複数のコア部１５０を流れるため、ラジエータ１３０を設けることができる面積が小さい場合にも冷媒の冷却効率を向上させることができる。
【００２９】
（変形例３）
図８を参照して、変形例３のラジエータ１３０について説明する。図８は、変形例３のラジエータ１３０を示す斜視図である。図８に示されるラジエータ１３０は、２つのコア部１５０と、１つの軸流ファン１４０と、を備える。２つのコア部１５０は、軸流ファン１４０によって生成される風が流れる方向に沿って、軸流ファン１４０を挟んで配置されている。２つのコア部１５０の各流入口１５２は、互いに連通している。また、２つのコア部１５０の各流出口１５４は、互いに連通している。各コア部１５０や各軸流ファン１４０の構成は、上述した第１の実施形態と同様である。
なお、ラジエータ１３０が３つ以上のコア部１５０を備えてもよい。
【００３０】
変形例２と同様、本変形例においても、受熱器１２４が吸収した熱により温度が上昇した冷媒が、軸流ファン１４０によって生成される風が流れる方向に沿って配置される複数のコア部１５０を流れるため、ラジエータ１３０を設けることができる面積が小さい場合にも冷媒の冷却効率を向上させることができる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態のラジエータ１３０について説明する。第２の実施形態のラジエータ１３０は、コア部１５０の構成が第１の実施形態と異なる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。以下、図９を参照して、本実施形態のコア部１５０について説明する。図９は、本実施形態のコア部１５０の一例を示す平面図である。図９に示される矢印は、冷媒の流れを示す。
【００３２】
図９に示されるように、本実施形態のコア部１５０は、流入口１５２と、流出口１５４と、冷媒流路１５６と、を備える。冷媒は、流入口１５２を通ってコア部１５０に流入する。図９に示される例では、紙面に垂直な方向（例えば、手前から奥）に冷媒が流入口１５２に流入する。また、冷媒は、流出口１５４を通ってコア部１５０から流出する。図９に示される例では、紙面に垂直な方向（例えば、奥から手前）に冷媒が流出口１５４から流出する。
【００３３】
本実施形態の冷媒流路１５６は、螺旋形状である。図９に示されるように、流入口１５２は、冷媒流路１５６の最も外側の端に連通している。また、流出口１５４は、冷媒流路１５６の最も内側の端に連通している。
そのため、流入口１５２からコア部１５０に流入した冷媒は、冷媒流路１５６の最も外側の端から流入し、螺旋形状の冷媒流路１５６を内側に向かって流れ、冷媒流路１５６の最も内側の端から流出口１５４を通ってコア部１５０から流出する。
【００３４】
第１実施形態と同様、軸流ファン１４０とコア部１５０とは、コア部１５０の中心領域に軸流ファン１４０の回転軸１４４が位置するように配置される。本実施形態のラジエータ１３０においても、回転軸１４４から羽根１４２の延伸方向に沿って離れた風速が速い領域から回転軸１４４に近い風速が遅い領域へ冷媒が流れるように、冷媒流路１５６が螺旋形状にコア部１５０に形成されている。そのため、電子部品１１０の熱を吸収して温度が上昇した冷媒が、まず、回転軸１４４から羽根１４２の延伸方向に沿って離れた風速が速い領域に位置する、コア部１５０の外側の冷媒流路１５６を流れるため、冷媒の冷却効率を向上させることができる。
【００３５】
以上、本発明のラジエータ、及び、電子機器について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【００３６】
（付記）
なお、本発明は、以下の付記に記載されるように構成することができる。
【００３７】
（付記１）
冷媒が流入する流入口と、
前記冷媒が流出する流出口と、
前記冷媒が分岐する分岐点と、分岐した前記冷媒が合流する合流点と、を備える複数の冷媒流路であって、外側に位置する冷媒流路が内側に位置する冷媒流路を囲うように配置された複数の冷媒流路と、
隣接する前記冷媒流路の間において、外側の冷媒流路の前記合流点と内側の冷媒流路の前記分岐点とを連結する連結路と、を備え、
前記流入口は、前記複数の冷媒流路のうち最も外側に位置する冷媒流路の分岐点に連通しており、
前記流出口は、前記複数の冷媒流路のうち最も内側に位置する冷媒流路の合流点に連通していること
を特徴とするコア部を備えるラジエータ。
【００３８】
（付記２）
前記冷媒流路は矩形であり、
前記分岐点と前記合流点は、前記冷媒流路の頂点に位置する、付記１に記載のラジエータ。
【００３９】
（付記３）
隣接する前記冷媒流路の間に、放熱フィンを備える、付記１又は２に記載のラジエータ。
【００４０】
（付記４）
前記コア部の中心領域に回転軸が位置する軸流ファンを備える、付記１乃至３のいずれかに記載のラジエータ。
【００４１】
（付記５）
並列に配置された複数の前記コア部と、
複数の前記コア部の各々を空冷するように並列に配置された複数の前記軸流ファンと、
を備える、付記４に記載のラジエータ。
【００４２】
（付記６）
前記軸流ファンによって生成される風が流れる方向に沿って配置された複数の前記コア部を備える、付記４に記載のラジエータ。
【００４３】
（付記７）
前記軸流ファンによって生成される風が流れる方向に沿って、前記軸流ファンを挟んで配置された複数の前記コア部を備える、付記４に記載のラジエータ。
【００４４】
（付記８）
熱を発する電子部品と、
付記１乃至７のいずれかに記載のラジエータと、
を備える電子機器。
【００４５】
（付記９）
冷媒が流入する流入口と、
前記冷媒が流出する流出口と、
前記冷媒が流れる螺旋形状の冷媒流路と、を備え、
前記流入口は、前記冷媒流路の最も外側の端に連通しており、前記流出口は、前記冷媒流路の最も内側の端に連通していることを特徴とするコア部を備えるラジエータ。
【符号の説明】
【００４６】
１００  パーソナルコンピュータ
１１０  電子部品
１２０  冷却ユニット
１２２  ポンプ
１２４  受熱器
１２６  ホース
１３０  ラジエータ
１４０  軸流ファン
１４２  羽根
１４４  回転軸
１５０  コア部
１５２  流入口
１５４  流出口
１５６  冷媒流路
１５８  分岐点
１６０  合流点
１６２  連結路
１６４  放熱フィン
【図１】
0005609442.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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