(57)【要約】【解決手段】  電子構体冷却システムは、第１の送風装置と、第２の送風装置と、モジュールケース壁の前方に配置された電子構体とを含む。システムは、電子構体からの熱エネルギーをモジュールケース壁の前方からモジュールケース壁の後方へ伝導し、対流熱伝達によって電子構体を冷却するために、第１の送風装置により送り出される空気をモジュールケース壁の前方でモジュールケース壁を通過するように誘導する。システムは、電子構体を冷却するために、電子構体からモジュールケース壁の前方を経てモジュールケース壁の後方へ伝導された熱エネルギーを第２の送風装置により送り出される空気へ対流熱伝達によって伝達するように、第２の送風装置により送り出される空気をモジュールケース壁の後方でモジュールケース壁を通過するように誘導する。【選択図】      図１
2009512218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールケース壁を含むモジュールケース構体と；
第１の送風装置と；
第２の送風装置と；
前記モジュールケース壁の前方に配置された電子構体とを具備し、
前記電子構体からの熱エネルギーを前記モジュールケース壁の前方から前記モジュールケース壁の後方まで伝導するように構成され、
前記電子構体を対流熱伝達によって有効に冷却するために、前記第１の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の前方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成され、
前記電子構体を有効に冷却するために、前記電子構体から前記モジュールケース壁の前方を経て前記モジュールケース壁の後方へ伝導された熱エネルギーを前記第２の送風装置により送り出される空気に対流熱伝達によって伝達するように、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の後方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される電子構体冷却システム。
【請求項２】
前記第１の送風装置により送り出され且つ前記モジュールケース壁の前方で前記モジュールケース壁を通過する空気は、前記第２の送風装置により送り出され且つ前記モジュールケース壁の後方で前記モジュールケース壁を通過する空気から実質的に気密に分離される請求項１記載の構体。
【請求項３】
前記モジュールケース構体は、少なくとも前記モジュールケース壁により実質的な機密状態で分離された第１の空洞部及び第２の空洞部を含み、前記電子構体は前記第１の空洞部に配置され、前記第１の空洞部は、前記第１の送風装置により送り出される空気を受け入れるように構成される開口部を含み、前記第２の空洞部は、前記第２の送風装置により送り出される空気を受け入れるように構成される開口部を含む請求項１記載の構体。
【請求項４】
前記構体は、少なくとも前記第１の送風装置及び前記第２の送風装置からそれぞれ延出する第１の導管及び第２の導管を更に含む請求項３記載の構体。
【請求項５】
前記第１の空洞部は、前記第１の送風装置により前記第１の空洞部の中へ送り出された空気を前記第２の空洞部から排出させるように構成される開口部を含み、前記第２の空洞部は、前記第２の送風装置により前記第２の空洞部の中へ送り出された空気を前記第２の空洞部から排出させるように構成される開口部を含む請求項４記載の構体。
【請求項６】
前記電子構体は、（ｉ）前記電子構体から見て前記モジュールケース壁の背面及び（ｉｉ）前記モジュールケース壁の後方に配置された構成要素のうち少なくとも一方と有効な熱伝導連通関係にある請求項１記載の構体。
【請求項７】
前記電子構体は前記モジュールケース壁の背面と有効な熱伝導連通関係にあり、前記電子構体冷却システムは、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の背面に接するように誘導するように構成される請求項６記載の構体。
【請求項８】
前記電子構体は、前記モジュールケース壁の後方に配置された構成要素と有効な熱伝導連通関係にある請求項６記載の構体。
【請求項９】
前記電子構体は、前記モジュールケース壁の後方に配置された構成要素と有効な熱伝導連通関係にあり、前記電子構体冷却システムは、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の後方に配置された前記構成要素に接するように誘導するように構成される請求項６記載の構体。
【請求項１０】
前記電子構体を支持するように構成される支持体は前記電子構体と前記モジュールケース壁との間に配置され、前記支持体が前記電子構体から前記モジュールケース壁へ熱エネルギーを有効に伝導するように構成される請求項６記載の構体。
【請求項１１】
前記第２の送風装置により送り出される空気は前記電子構体と実質的に接触しない請求項１記載の構体。
【請求項１２】
機体と；
請求項１記載の電子構体冷却システムとを具備する航空機。
【請求項１３】
前記電子構体冷却システムは、前記第２の送風装置と空気連通する空気導管を具備し、前記空気導管は、前記電子構体を有効に冷却するために、前記電子構体から前記モジュールケース壁の前方を経て前記モジュールケース壁の後方へ伝導された熱エネルギーを前記第２の送風装置により送り出される空気に対流熱伝達によって伝達するように、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の後方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される請求項１２記載の航空機。
【請求項１４】
前記モジュールケース構体の壁は前記空気導管のほぼ内側に配置される請求項１３記載の航空機。
【請求項１５】
前記電子構体冷却システムは、前記第１の送風装置と空気連通する第１の空気導管を具備し、前記第１の空気導管は、対流熱伝達によって前記電子構体を有効に冷却するために、前記第１の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の前方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成され、前記電子構体冷却システムは、前記第２の送風装置と空気連通する第２の空気導管を具備し、前記第２の空気導管は、前記電子構体を有効に冷却するために、前記電子構体から前記モジュールケース壁の前方を経て前記モジュールケース壁の後方へ伝導された熱エネルギーを前記第２の送風装置により送り出される空気に対流熱伝達によって伝達するように、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の後方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される請求項１２記載の航空機。
【請求項１６】
機体と；
請求項５記載の電子構体冷却システムとを具備し、
前記モジュールケース構体が前記機体に直接又は間接的に装着される航空機。
【請求項１７】
環境制御システムを含む機体と；
請求項５記載の電子構体冷却システムとを具備し、
周囲空気の総空気圧が前記環境制御システムにより制御される場合、前記電子構体冷却システムが、周囲空気の総空気圧より高い総空気圧を前記空洞部の内側において維持するように構成される航空機。
【請求項１８】
モジュールケース壁及び；
（ｉ）前記モジュールケース壁の一部分であるか、（ｉｉ）前記モジュールケース壁に装着されるか及び（ｉｉｉ）前記モジュールケース壁を貫通するかのうち少なくとも１つである電子構体支持体を含むモジュールケース構体と；
第１の送風装置と；
第２の送風装置とを具備する電子構体冷却システムであって、
前記モジュールケース構体は、前記モジュールケース壁の第１の側から前記モジュールケース壁の第２の側へ熱エネルギーを伝導するように構成され、
前記電子構体冷却システムは、前記第１の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の前記第１の側で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成され、
前記電子構体冷却システムは、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の前記第２の側で前記モジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される構体。
【請求項１９】
前記電子構体冷却システムは、熱エネルギーを前記電子構体支持体及び前記モジュールケース壁を介して前記電子構体支持体から取除くように伝達するように構成される請求項１８記載の構体。
【請求項２０】
前記電子構体冷却システムは、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の後方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導することなく、前記第１の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の前方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導することにより、前記電子構体を有効に冷却するように構成され、前記電子構体冷却システムは、前記第１の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の前方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導することなく、前記第２の送風装置により送り出される空気を前記モジュールケース壁の後方で前記モジュールケース壁を通過するように誘導することにより、前記電子構体を有効に冷却するように構成される請求項１記載の電子構体冷却システム。
【請求項２１】
電子構体の余剰冷却を実行する方法において、
第１の送風装置により発生され、単独で前記電子構体を有効に冷却するのに十分である第１の空気流れを電子構体に接するように誘導することと；
前記第１の送風装置とは別個である第２の送風装置により発生され、単独で前記電子構体を有効に冷却するのに十分である第２の空気流れを前記電子構体と熱伝導連通関係にある面に沿って誘導することとから成る方法。
【請求項２２】
２つの空気流れの間の実質的に気密状態の分離を有効に維持することを更に含む請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
高出力消散集積回路を含む電子構体は、動作中に熱を発生する。電子構体が過熱し、その結果、構体中の回路の一部又は全てが劣化するため電子構体が故障するのを防止するために、通常、この熱を消散すること、より正確には熱エネルギーを電子構体から除去するように伝達することが必要である。いくつかの用途においては、電子構体を有効に「冷却」するために、単なる熱放射及び構成要素により誘起される独立した空気の対流が使用されてもよい。更に、電子構体から熱エネルギーを取除くように伝導するために、ヒートシンクなどの構造が使用されてもよい。
【０００２】
しかし、いくつかの電子構体は設計上の問題があり且つ／又はいくつかの電子構体は他の電子構体にごく近接して及び／又は電子構体の上面に沿って誘導される空気流れを利用して電子構体から空気流れの中への熱エネルギーの対流熱伝達を実現することなしに、使用中に電子構体が過熱するのを防止するのに十分な量の熱エネルギーを電子構体から消散すること又は他の方法により伝達することが不可能であるような周囲環境の中で利用される。例えば、小型メインフレームコンピュータは、多くの場合、電子構成要素が収納されているコンピュータの内部へ空気を取り込むために冷却ファンを利用する。冷却ファン又は電子構成要素に空気流れを誘起する他の方法は、商用航空機及び／又は軍用航空機において利用される電子構体を冷却するために使用されることが多い。この点に関して、典型的な最新の商用航空機は、例えば、航空機の機体の内部に膨大な量の極めて精密な電子構成要素を有する。航空機ではスペースが限られるため、それらの構成要素は、通常、一箇所にまとめて配置される。従って、電子構体がさらされる周囲温度の中で電子構体が過熱しないように保証するためには、電子構体を冷却するための冷却空気流れが必要とされる。（航空機の機体の内部は、特に、南方地方において滑走路上で日光にさらされている場合には非常に高温になる場合がある。）
【特許文献１】米国特許第4,089,040 A
【特許文献２】米国特許第4,674,704 A
【特許文献３】米国特許第4,851,965 A
【特許文献４】米国特許第5,940,288 A
【特許文献５】米国特許第5,940,266 A
【特許文献６】米国特許第6,459,579 B1
【特許文献７】米国特許第6,735,080 B1
【特許文献８】米国特許第6,940,718 82
【特許文献９】米国特許第7,068,506 82
【特許文献１０】米国特許出願第200710070601 A1
【特許文献１】米国特許第4,089,040 A
【特許文献２】米国特許第4,674,704 A
【発明の開示】
【０００３】
本発明の発明者は、電子構体を通過する／その上面に沿って流れる空気の流れが（例えば、冷却ファン又は他の送風装置の故障によって）減少した場合に、電子構体は過熱して故障するか、あるいは電子構体の損傷を回避するために電子構体の動作を停止する必要があると判定した。そのような状況は、通常、航空機の飛行中は受け入れられない。このような事実があるにもかかわらず、電子構体を冷却するために空気流れを利用することは望ましい。そこで、本発明の発明者は、電子構体の上面に沿って流れる／電子構体を通過する空気の流れを発生する装置が故障し且つ／又はその他の理由により空気の流れが停止又は実質的に減少した場合であっても、電子構体が過熱しないように保証する電子構体冷却システムを開発する必要があると判定した。
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、モジュールケース壁を含むモジュールケース構体と、第１の送風装置と、第２の送風装置と、モジュールケース壁の前方に配置される電子構体とを具備する電子構体冷却システムが提供され、電子構体冷却システムは、電子構体からの熱エネルギーをモジュールケース壁の前方からモジュールケース壁の後方へ伝導するように構成され、電子構体冷却システムは、対流熱伝達によって電子構体を有効に冷却するために、第１の送風装置により送り出される空気をモジュールケース壁の前方でモジュールケース壁を通過するように誘導するように構成され、電子構体冷却システムは、電子構体を有効に冷却するために、電子構体からモジュールケース壁の前方を経てモジュールケース壁の後方へ伝導された熱エネルギーを第２の送風装置により送り出される空気に対流熱伝達によって伝達するように、第２の送風装置により送り出される空気をモジュールケース壁の後方でモジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の第１の実施形態においては、図１からわかるように、電子構体冷却システム１００は、例えば、高出力消散集積回路素子などの電子構体１２０がモジュールケース壁２００に実装されているモジュールケース構体１１０を含む。本発明の本実施形態においては、モジュールケース構体１１０の一部又は全体に沿って／その周囲を／それを通過して空気が流れるように、モジュールケース構体１１０は空気流路１７０の中に配置される。図１の実施形態においては、高出力消散集積回路／電子構体１２０はモジュールケース壁２００に直接実装され、モジュールケース壁は、電子構体１２０により発生された熱エネルギーをモジュールケース壁２００を通して伝導するように構成される。流路１７０内に空気流れ４１０があるため、電子構体１２０は、モジュールケース壁２００から除去される熱エネルギー（電子構体１２０からモジュールケース壁２００へ伝導される）の対流熱伝達によって冷却されてもよい。すなわち、モジュールケース壁２００の熱伝導率特性と、対流熱伝達によって集積回路を冷却する効果を有するモジュールケース壁２００に沿った空気流路１７０内の空気流れとにより（動作中、電子構体１２０の熱エネルギーが〜から容易に通過するために）、電子構体１２０は有効に冷却されてもよい。
【０００６】
図１からわかるように、導管１５０はモジュールケース構体１１０の内部に空気を流入させ、導管１６０はモジュールケース構体１１０の内部から空気を排出させる。導管１５０に流入することによってモジュールケース構体１１０に流入した空気も、電子構体１２０の付近を通過する空気と同様に、対流熱伝達によって電子構体１２０を冷却する効果を有する。
【０００７】
図１に示される実施形態においては、空気流れは互いに分離しており、別個のファン（送風装置とも呼ばれる）により送り出される。従って、（２つのファンのうち一方の故障などによって）２つの空気流れのうち一方が停止するか又は減少した場合でも、他方の空気流れは、動作中に電子構体１２０を有効に冷却するのに十分な状態で流れ続け、冷却システムにおいてあるレベルの余剰性を得る。
【０００８】
次に、本発明の一実施形態をどのように利用できるかを詳細に示す例を説明し、その後、本発明の実施形態のうちいくつかを更に詳細に説明する。
【０００９】
図１の本発明の実施形態が利用される第１の例においては、一次対流冷却及び別個の余剰バックアップ対流冷却の双方を利用できるように高出力消散集積回路素子を対流冷却する必要がある。この例においては、集積回路を冷却するための空気を供給するために、複数の別個の空気流路が利用される。それらの流路は互いに分離され、１つの空気の供給が行われない場合でも集積回路が依然として有効に冷却されるように、流路に沿って空気を送り出すために別個の送風装置を有する。
【００１０】
図１を参照すると、容易にわかるように、空気流路１７０は、導管１５０、モジュールケース構体１１０の内部及び導管１６０により形成される空気流路から分離されている。第１の実施形態においては、ファンなどの送風装置４００はモジュールケース構体１１０の全体又は一部の周囲に沿って空気を送り出し、ファンなどの送風装置３００はモジュールケース構体１１０を通過するように空気を送り出す。それらの送風装置は別個であり、従って、それらの送風装置のうち一方が故障し、モジュールケース構体１１０を通過する空気又はその周囲に沿って流れる空気が停止するか、あるいは電子構体の冷却を維持するには不十分なレベルまで減少した場合であっても、他方の送風装置は、モジュールケース構体１００を通過するように又はその周囲に沿って流れるように空気を送り出し続ける。また、第１の実施形態においては、電子構体冷却システムは、モジュールケース構体が２つの空気流れのうち一方にのみさらされている（例えば、２つの送風装置のうち一方が故障した）間も、電子構体１２０が十分に冷却されるように構成される。
【００１１】
図１を再び参照すると、この例において使用されてもよい本発明の一実施形態は、例えば、商用定期航空機に搭載される空気導管により形成される空気流路１７０に配置されたモジュールケース構体１１０を含む。このモジュールケース構体１１０は、導管ドア１３０に開口部を形成し且つ取付け具１４０を利用してモジュールケース構体１１０を導管ドア１３０に装着することにより、空気導管１７０の中に配置されてもよい。図１からわかるように、モジュールケース構体１１０は導管ドア１３０の上に載っている。空気が導管１５０を通り、モジュールケース構体１１０を通過し、導管１６０を通って導管１７０に流入し、導管１７０の中へ実質的に「漏れる」ことなく導管１７０から流出するように、導管ドア１３０を閉鎖する前に、モジュールケース構体１１０は有効な気密状態で導管１５０及び１６０に接続されてもよい（その場合、導管１５０及び１６０は導管１７０の壁を貫通する開口部を通して挿入されてもよい）。導管ドア１３０の閉鎖後、有効な気密シールが維持されることによって空気が導管１７０に沿って流れ、導管１５０、モジュールケース構体１１０及び導管１６０のうちいずれの構成要素にも実質的に流入することなくそれらの構成要素に沿って／その周囲を通過できるように、導管ドア１３０は密封されてもよい。動作中、ファン３００はモジュールケース構体１００を通過するように空気を送り出し、ファン４００はモジュールケース構体１１０の周囲に空気を送り出す。この例においては、送風装置４００が故障し且つ／又は送風装置４００により送り出される空気４１０が何らかの理由（例えば、大量の漏れ又は導管１７０の壁の破損など）によりモジュールケース構体１１０の壁２００を通過して流れるのを止めた（又は著しく空気の流速が低下した）場合、空気３１０が依然として導管１５０及び１６０を経てモジュールケース構体１１０を通って流れ、この空気流れが空気４１０の障害による影響を実質的に受けず、モジュールケース構体１１０を通過して流れるような構造が設計される。逆に、例えば、送風装置３００が故障して、モジュールケース構体１１０を通過して送り出される空気が停止した（又は空気の流速が低下した）場合には、その故障は、モジュールケース構体１１０の外側を通って送り出されている空気４１０には著しい悪影響を与えない。要するに、電子構体冷却システムが適正に設計されているならば、電子構体１２０は依然として十分に冷却されて動作を継続する。
【００１２】
次に、本発明の種々の実施形態のいくつかの特性を説明する。
【００１３】
図２は、図１のモジュールケース構体１１０のモジュールケース壁２００の一実施形態を示す。この場合、電子構体１２０はモジュールケース壁２００と有効な熱伝導連通関係にある。すなわち、電子構体１２０が動作によって加熱されるにつれて、電子構体１２０がモジュールケース壁２００の後方の空気流れによって冷却されるように、電子構体１２０からの熱エネルギーは十分な速度でモジュールケース壁２００へ伝導される（当然、それら２つの構成要素の間の温度差が伝導熱伝達を可能にする）。本実施形態においては、電子構体冷却システムは、モジュールケース壁の第１の側２１０からモジュールケース壁の第２の側２２０へ熱エネルギーを有効に伝導するように構成される。図２の実施形態においては、これは、熱エネルギーが第１の側２１０からモジュールケース壁２００を通して第２の側２２０へ伝導されてもよいことを意味する。図２からわかるように、第１の送風装置４００により送り出される第１の空気流れ４１０は、モジュールケース壁２００の第２の側２２０においてモジュールケース壁２００の面２２５を通過するように誘導される。本実施形態においては、モジュールケース壁２００は、電子構体１２０と組合わされて、モジュールケース壁２００の第２の側２２０で十分な空気流れ４１０が流れている場合、壁２００の第１の側２１０で空気流れ３１０が停止又は減少しても、集積回路の過熱を有効に防止するのに十分な態様で熱エネルギーが電子構体１２０から壁２００を通って伝達されてもよいように設計される。更に、図２を参照すると、空気流れ３１０は、モジュールケース壁２００の第１の側２１０において、第２の空気流れ４１０が欠落又は減少した場合であっても集積回路の過熱を有効に防止するのに十分な態様で集積回路１２０の上面に沿って流れるように誘導される。従って、一方の空気流れが停止又は減少した場合でも、集積回路又は他の電子構体１２０は過熱しない。
【００１４】
図３は本発明の別の実施形態を示す。この場合、電子構体１２０は、モジュールケース壁に装着された電子構体支持体５００の上に配置される。本実施形態においては、電子構体冷却システムは、熱エネルギーが電子構体支持体５００を通り、モジュールケース壁２００を通って電子構体支持体５００から取除かれるように熱エネルギーを伝導するように構成される。図４において、フィン６００はモジュールケース壁２００を貫通する。図４においては、フィン６００は電子構体１２０に直接接続し、支持体５００を貫通する。しかし、本発明の他の実施形態においては、フィン６００は電子構体１２０に直接接続されず、支持体５００に直接接続され、支持体５００は電子構体１２０に直接接続される。（尚、「接続される」という用語は、熱伝導関係で接続されることを意味する。）図４からわかるように、モジュールケース壁２００の開口部に密封材料２０５が挿入される。本発明のいくつかの実施形態においては、密封材料２０５は熱伝導率の高い材料（例えば、熱インピーダンスの低い材料）であってもよいが、本発明の他の実施形態においては、熱伝導率の高い材料でなくてもよい（例えば、高い熱インピーダンスを有してもよい）。
【００１５】
尚、本発明のいくつかの実施形態においては、電子構体支持体はモジュールケース壁２００とは別個の構成要素であるが、本発明の他の実施形態においては、電子構体支持体は壁２００と一体である。図５は、限定的な意味を持たない単なる一例として、この一体型の電子構体支持体５００の一例を示す。
【００１６】
図５からわかるように、いくつかの実施形態においては、モジュール構体の内部に回路カードを実装するためにねじ形機構が利用されてもよい。当然、コネクタピンの整列を確保し且つ接地中にコネクタを保護するために、バックプレーン／モジュールカードガイドが利用されてもよい。更に、いくつかの実施形態においては、モジュール構体はねじ構体を介してバックプレーンに固着されてもよい。
【００１７】
図６は、電子構体支持体５００を利用する本発明の別の実施形態を示す。この場合、電子構体支持体はモジュールケース壁２００の一部分を形成する。本実施形態においては、電子構体支持体５００は、電子構体１２０からの熱エネルギーを壁の一方の側（壁の前面側）から壁の他方の側（壁の背面側）へ伝導するように構成される。従って、モジュールケース構体は、モジュールケース壁の第１の側からモジュールケース壁の第２の側へ熱エネルギーを伝導するように構成される。
【００１８】
本発明の別の実施形態が図７に示される。図７の動作原理は図１の動作原理とほぼ同一である。しかし、例えば、モジュールケース構体１１０を導管１７０の中に配置する代わりに、あるいは外部のほぼ全体又は側部を包み込む空気流れ４１０にモジュールケース構体１１０をさらす代わりに、互いに関して有効な気密状態にある２つの部分／空洞部にモジュールケース構体１１０を分割したという点で、図７の実施形態は図１の実施形態と異なる。それら２つの部分は、少なくともモジュールケース壁２００により分離される。第１の部分／空洞部２１２は電子構体１２０を含む。第２の部分２２２はモジュールケース壁２００の後方に配置される。導管１５０は、例えば、圧縮機３００及び／又は圧縮空気タンク及び／又はファンなどの送風装置３００からの空気をモジュールケース構体１００の部分２１２の中へ誘導する。この空気は導管１６０から排出される。従って、空気は電子構体１２０を通過して流れ、従って、電子構体１２０を有効に冷却できる。
【００１９】
導管１７０は、送風装置４００からの空気をモジュールケース構体１１０の部分２２２の中へ誘導する。送風装置４００は送風装置３００とは別個であり、例えば、圧縮機及び／又は圧縮空気タンク及び／又はファンなどであってもよい。この空気は導管１７５から排出される。従って、空気はモジュールケース壁２００を通過して流れることができる。容易に理解されるように、電子構体冷却システムは、電子構体１２０が配置されている壁２００の側（前面側）から壁の反対側（壁の背面側）へ熱エネルギーを伝導させるように構成されるため、図１の実施形態に関して説明したような有効な余剰冷却が実現される。
【００２０】
図７の実施形態は、モジュールケース構体１１０が実質的にどのような場所に配置されてもよく（例えば、モジュールケース構体の上面に沿って低温空気を吹付ける導管の中に設置する必要がない）且つ空気ホース／導管がモジュールケース構体に接続されてもよい高度にモジュール化されたシステムにおいて使用されてもよい。
【００２１】
図７からわかるように、モジュールケース構体１１０は、電子構体１２０と電気的に通信する入出力装置７００を含んでもよい。図７は、取付け具１４０を更に示す。取付け具１４０を利用して、モジュールケース構体１１０は、取付け具１４０に接続するように構成される対応する取付け具を有する構造に接続される。従って、図７による装置を利用する実施形態においては、モジュールケース構体１１０は、例えば航空機に設置されてもよい。設置は、第１に、取付け具１４０を利用してモジュールケース構体を航空機の構造に接続する工程；第２に、空気供給源を２つの場所でモジュールケース構体１１０に接続する工程；第３に、入出力装置を航空機の他の構成要素、特に他の電気的構成要素と電気通信状態に設定する工程という３つの単純な工程により実行される。オプションの追加の工程においては、導管１６０及び１７０でモジュールケース構体に排気ホースが接続されてもよい。図７に示されるような実施形態においては、モジュールケース構体１１０の交換が容易であるので、図１に示されるような大型の導管構体が使用されないという点で重量を大幅に減少できる。
【００２２】
本発明の更に他の実施形態においては、モジュールケース構体を通して空気が再循環されてもよい。すなわち、電子構体冷却システムは、部分２１２を通る空気の流れが再循環され、空洞部２２０を通る空気の流れについても同様の再循環が行われる閉鎖システムであってもよい。そのような実施形態においては、モジュールケース構体を出た加熱空気がモジュール構体に再び流入する前に有効に冷却されるように、再循環空気は、モジュールケース構体１１０を通過した後、十分な熱伝達特性を有する導管を経て誘導されてもよい。それにより、空気の温度が絶えず上がり続けることによる電子構体の過熱が起こらないことが保証される。
【００２３】
図８は、本発明の更に別の実施形態を示す。この場合、電子構体は、モジュールケース壁２００に接続された支持体５００の上に配置される。図８に示される本発明の実施形態においては、支持体５００及び／又はモジュールケース壁２００は、低い熱エネルギー伝導率特性（すなわち、高いインピーダンス）を有する材料から製造されてもよい。このような実施形態は、電子構体１２０からモジュールケース壁２００を通してモジュールケース壁２００の他方の側２２０へ熱を伝導するためにフィン構体６１０を利用してもよい。モジュールケース壁２００の第２の側２２０において、空気流れ４１０により冷却が実行されてもよい。このような実施形態は、例えば、実装のために、電子構体が壁２００から離間して配置されるような状況で利用されてもよい。本発明の他の実施形態においては、図８による構造は、支持体５００及びモジュールケース壁２００が電子構体１２０から壁２００の遠い方の側２２０へ熱エネルギーを伝導するように構成される場合であっても熱伝導率を向上するために使用されてもよい。
【００２４】
尚、本明細書中で使用される用語「導管」は広義の用語である。この用語は従来の概念による導管（例えば、中央空気系統で使用されてもよい中央空気導管）並びに従来の概念によらない導管の双方を含む。本発明のいくつかの実施形態によれば、用語「導管」は、送風装置により空気が送り出される場合に、対流熱伝達が得られるように空気を１つの場所から別の場所へ誘導できる任意の装置又は構体を含む。
【００２５】
本明細書中で使用される語句「実質的に漏れる」及びそれから派生した語句は、本明細書中で開示されるように電子構体を有効に冷却できるように本発明を実施できる程度に漏れが十分に小さい又はごくわずかであることを意味する。この点に関して、電子構体が十分な長さの時間にわたり予期された周囲温度で過熱することなく動作できる場合、電子構体は有効に冷却されていると考えられるべきであり／有効な熱伝達（又は本明細書中で使用されるそれらの語句から派生した用語）が起こっていると考えるべきである。
【００２６】
尚、図１〜図８の実施形態の全ては、対流熱伝達によって電子構体を有効に冷却するために、第１の送風装置により送り出される空気をモジュールケース壁の前方でモジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される電子構体冷却システムにおいて使用可能であると考えられてもよい。その場合、電子構体冷却システムは、電子構体を有効に冷却するために、電子構体からモジュールケース壁の前方からモジュールケース壁の後方へ伝導された熱エネルギーを第２の送風装置により送り出される空気に対流熱伝達によって伝達するように、第２の送風装置により送り出される空気をモジュールケース壁の後方でモジュールケース壁を通過するように誘導するように構成される。
【００２７】
尚、図１の実施形態は、基本的に互いに平行に進む空気流れを示すが、他の実施形態は、互いに垂直であり且つ／又は直交する空気流れを利用してもよい。図１を参照しながら単なる一例を挙げて説明すると、空気流れ３１０を図示されるように流すのではなく、空気流れ３１０は図の平面から流入／流出するようにモジュールケース構体１１０に出入りしてもよい。更に、例えば、空気流れ３１０はモジュールケース構体１１０の上部から流入し、モジュールケース構体１１０の底部から流出してもよく（又はその逆であってもよく）、あるいは空気流れ４１０は上から下へ又は下から上へ誘導されてもよいであろう。
【００２８】
尚、本発明のいくつかの実施形態は、第１の空気流れに対してモジュールケース構体の上方及び／又は下方でプレナムなしで実施されてもよく、二次空気流れに対するプレナム又はバックアップファン空気供給源がプレナムを利用してもよい。例えば、上昇気流に対して下部プレナムが利用されてもよい。航空機に設置する場合、水及び異物が電子回路モジュールに侵入しないように保護するために、上面フードが利用されてもよい。設計上、１つの空気流れのみを利用する場合、キャビネットスペースの縮小を実現できる。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態においては、モジュールと接地点との間で低いインピーダンスを得るために、モジュールは接地される。例えば、いくつかの実施形態においては、５ｍWの接地接合が利用される。
【００３０】
図１１は、モジュールケース構体１１１０を通過して進む空気と、モジュールケース構体に沿って流れる空気とを伴うモジュールケース構体１１０が示される本発明の別の実施形態を示す。図１２は、本発明の別の実施形態によるモジュールケース１１２０の部分横断面図を示し、この場合、壁１２００は非衝突空気流れを衝突空気流れから分離する。図１３は、本発明の別の実施形態によるモジュールケース１１３０の部分横断面図を示し、この場合、壁１２００及びヒートシンク／拡散装置１２３５は衝突空気流れと非衝突空気流れとを分離する。
【００３１】
図１４は、本発明の別の実施形態によるモジュール１１４０の部分及びモジュール１１５０の部分横断面図を示す。この場合、モジュール１１５０の隣接するパッケージ外面（例えば、別のモジュールケースの壁）は、モジュール１１４０の非衝突空気に対して案内面／上方境界として作用する。図１５は、本発明の別の実施形態によるモジュール１１６０の部分及びモジュール１１７０の部分横断面図を示す。この場合、モジュールの間の領域は、非衝突空気に対して案内面／境界として作用する。すなわち、図１５の実施形態においては、非衝突空気はモジュール１１７０及び１１６０の間で共有される。
【００３２】
尚、本発明のいくつかの実施形態は陸上車両及び船舶においても同様に使用されてよい。更に、本発明のいくつかの又は全ての実施形態は、本出願と同一の日付でDavid Hartungにより出願された名称「Method for Electronic Equipment Cooling Having Improved EMI Control and Reduced Weight」の米国特許出願公開第１１／２４９，２５８号の教示と共に利用されてもよい。
【００３３】
本発明の開示を読むことにより、当業者は、本発明の趣旨の範囲内に他の実施形態及び変形が存在することを理解するであろう。従って、本発明の開示から当業者が実現できる本発明の趣旨の範囲内の全ての変形は本発明の更なる実施形態として包含されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】航空機において使用される本発明の一実施形態を示した図である。
【図２】図１の壁を示したクローズアップ図である。
【図３】支持体を利用する本発明の別の実施形態を示した図である。
【図４】支持体を利用し且つフィンを利用する本発明の別の実施形態を示した図である。
【図５】支持体を利用する本発明の別の実施形態を示した図である。
【図６】支持体を利用する本発明の別の実施形態を示した図である。
【図７】モジュールケース構体が実質的に自蔵モジュール化形態である本発明の別の実施形態を示した図である。
【図８】支持体及びフィンを利用し、支持体及び／又は壁が高インピーダンス材料から形成されている本発明の別の実施形態を示した図である。
【図９】モジュールケースの中に複数の電子構体が収納されている本発明の別の実施形態を示した図である。
【図１０】本発明の別の実施形態を示した図である。
【図１１】本発明の更なる実施形態を示した図である。
【図１２】本発明の更なる実施形態を示した図である。
【図１３】本発明の更なる実施形態を示した図である。
【図１４】本発明の更なる実施形態を示した図である。
【図１５】本発明の更なる実施形態を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００…電子構体冷却システム、１１０…モジュールケース構体、１２０…電子構体、１５０…導管、１６０…導管、１７０…空気流路、２００…モジュールケース壁、３００…送風装置、４００…送風装置、５００…電子構体支持体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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