(57)【要約】【課題】  発熱機器間の発熱量の偏差を緩和し、発熱量が小さい発熱機器の放熱能力を活用することで、発熱量が大きい発熱機器の放熱特性を向上させることができる冷却システムを提供する。【解決手段】発熱体からの熱を受け取る受熱板を複数有する発熱システムを冷却する冷却システムであって、複数の受熱板のそれぞれの受熱板に、蒸発部と凝縮部とを有し、それぞれの受熱板からの熱を発熱システムの外部に輸送する放熱用ヒートパイプを備え、さらにこの放熱用ヒートパイプとは別に、複数の受熱板間で熱を輸送する熱交換器を備えた。【選択図】図１
2011002175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体からの熱を受け取る受熱板を複数有する発熱システムを冷却する冷却システムであって、上記複数の受熱板のそれぞれの受熱板に、蒸発部と凝縮部とを有し、それぞれの受熱板からの熱を上記発熱システムの外部に輸送する放熱用ヒートパイプを備え、
さらに、上記複数の受熱板間で熱を輸送する熱交換器を備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
発熱システムが、発熱体からの熱を受け取る受熱板をそれぞれ備えた発熱機器を複数有するシステムであることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
複数の受熱板のそれぞれの受熱板に発熱体を有する複数の発熱機器が熱的に接続されるとともに、それぞれの発熱機器が上記複数の受熱板に跨って熱的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
放熱用ヒートパイプにおける熱の輸送の方向と、熱交換器における熱の輸送の方向とが異なる方向であることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項５】
放熱用ヒートパイプにおける熱の輸送の方向と、熱交換器における熱の輸送の方向とがほぼ直交することを特徴とする請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
放熱用ヒートパイプの凝縮部を受熱板よりも上方であって水平方向に延びるよう配置するとともに、該凝縮部に複数枚のフィンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項７】
複数の受熱板に備えられたそれぞれの放熱用ヒートパイプの凝縮部の高さ位置がほぼ同じとなるよう配置し、該凝縮部同士を複数枚のフィンで繋げたことを特徴とする請求項６に記載の冷却システム。
【請求項８】
複数の受熱板にそれぞれ２以上の同数の放熱用ヒートパイプを備え、一の受熱板に備えられたそれぞれの放熱用ヒートパイプの凝縮部の高さ位置が異なるとともに、異なる受熱板の放熱用ヒートパイプのうちそれぞれ一の凝縮部の高さ位置がほぼ同じとなるよう配置することで、上記凝縮部に設けられたフィンが高さの異なるフィン群を構成するとともに、これら高さの異なるフィン群の間に仕切り板を設けたことを特徴とする請求項６または７いずれかに記載の冷却システム。
【請求項９】
放熱用ヒートパイプが、それぞれ蒸発部と凝縮部を有する受熱側ヒートパイプと放熱側ヒートパイプに分けられ、上記受熱側ヒートパイプの凝縮部と上記放熱側ヒートパイプの蒸発部が熱的に密着するように配置するとともに、上記受熱側ヒートパイプの蒸発部を受熱板に取り付け、上記放熱側ヒートパイプの凝縮部にフィンを取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項１０】
熱交換器は、金属板にヒートパイプを熱的に密着させた構成としたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項１１】
熱交換器に放熱フィンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項１２】
熱交換器が熱交換用のヒートパイプであることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項１３】
隣接および離れた複数の受熱板同士が熱交換用のヒートパイプで接続され、かつ２本以上の熱交換用のヒートパイプが交差するように配置されたことを特徴とする請求項１２に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体を冷却するための冷却システム、特に、ヒートパイプの受熱部に発熱体を密着させて熱を移送し、ヒートパイプ放熱部のフィンを空冷することで上記発熱体を間接的に冷却する冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱体を冷却するための冷却装置としてヒートシンクがあり、このヒートシンクに熱を輸送するヒートパイプを使用したものが提案されている。従来のヒートパイプを使用したヒートシンクでは、フィンを備えたヒートシンクのベース面にヒートパイプを埋め込み、複数の発熱体の熱を熱拡散することで冷却を行っている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６９６７６号公報（７頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−７６９７９号公報（４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のヒートパイプを使用したヒートシンクでは、ベースプレート部に埋め込んだヒートパイプにより熱拡散させフィンで冷却している。このような冷却装置では、個々の発熱機器内のヒートシンクでの熱拡散であり、発熱機器単体の冷却能力以上の発熱に対しては十分な冷却ができない。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、発熱機器単体の限られた冷却能力以上の冷却ができる冷却システムを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による冷却システムは、発熱体からの熱を受け取る受熱板を複数有する発熱システムを冷却する冷却システムであって、複数の受熱板のそれぞれの受熱板に、蒸発部と凝縮部とを有し、それぞれの受熱板からの熱を発熱システムの外部に輸送する放熱用ヒートパイプを備え、さらに、複数の受熱板間で熱を輸送する熱交換器を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、発熱量が大きい発熱体からの熱を受け取る受熱板から発熱量が小さい発熱体からの熱を受け取る受熱板へ熱を移動し、受熱量の小さい受熱板に備えられた放熱用ヒートパイプによる熱の輸送を活用することで、受熱量の大きい受熱板における放熱特性を向上させた冷却システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による冷却システムの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図３】本発明の実施の形態２による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図４】本発明の実施の形態３による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図５】本発明の実施の形態４による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図６】本発明の実施の形態５による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図７】本発明の実施の形態６による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図８】本発明の実施の形態７による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図９】本発明の実施の形態８による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態８による他の冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態９による他の冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１０による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１１による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１２による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１３による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１３による他の冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１４による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１５による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１６による冷却システムの構成を示す背面図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による冷却システムの構成を示す斜視図である。図２は本発明の実施の形態１による冷却システムの構成を示す図であり、左が背面図、右が側面図である（以下の実施の形態の図においても、図２と同様、左が背面図、右が側面図である）。発熱機器として、電子機器１Ａおよび１Ｂの２個の電子機器が併設されている。電子機器１Ａおよび１Ｂは例えば、工作機械を電子制御するための装置である。電子機器１Ａおよび１Ｂは筐体２を有し、筐体２の背面には受熱板３が配置されている。受熱板３としては、良熱伝導性材料である銅やアルミニュームなどの金属板を用いる。筐体２の内部には例えば電力半導体などの発熱体１０を有し、発熱体１０は熱伝導性材料１３を介して受熱板３に密着するように配置されている。
【００１０】
電子機器１Ａおよび１Ｂのそれぞれの受熱板３にはそれぞれ放熱用ヒートパイプ４を備えており、放熱用ヒートパイプ４の蒸発部５が受熱板３の受熱面に密着するように配置され、発熱体１０とも熱伝導性材料１３および受熱板３を介して密着している。熱伝導性材料１３は例えばサーマルグリースやサーマルシート等である。
【００１１】
放熱用ヒートパイプ４は略Ｌ字型に曲げられて、凝縮部６は筐体２の天板の上方（重力方向に対して上になるように）、すなわち受熱板３よりも上方に位置するとともに水平方
向に延びるよう配置される。放熱用ヒートパイプ４の凝縮部６には複数枚の板状のフィン７が重力に対して略鉛直方向に平行に設けられている。筐体２の天板上、つまり放熱用ヒートパイプ４の凝縮部６およびフィン７の下方にはオイルパン１２が設けられている。
【００１２】
電子機器１Ａおよび１Ｂの背面の受熱板３の発熱体１０が取り付けられた受熱面と反対側の面には熱交換器８が熱伝導性材料１３を介してネジ１１により密着され、電子機器１Ａの受熱板３と１Ｂの受熱板３とは熱的に接合された状態となっている。熱交換器８は例えば良熱伝導性材料である銅やアルミニュームなどの金属板で構成され、この金属板には１本以上の熱交換用ヒートパイプ９が略水平方向に設けられている。熱交換器８には熱交換用ヒートパイプ９を取り付けるための溝を設けてもよい。なお、熱交換用ヒートパイプ９は受熱面積を拡大するために扁平化加工されていてもよい。また、熱交換用ヒートパイプ９は略水平に限らず斜めに配置されていてもよい。すなわち、放熱用ヒートパイプ４の熱の輸送方向と熱交換器８における熱の輸送方向は異なる方向になっており、図１、２の場合、その方向はほぼ直交する方向になっている。放熱用ヒートパイプ４および熱交換用ヒートパイプ９の内部には冷却液が封入され真空状態に保たれている。冷媒としては例えば水が用いられる。
【００１３】
このように構成された電子機器１Ａおよび１Ｂによれば、発熱体１０の熱は放熱用ヒートパイプ４の蒸発部５に移動する。蒸発部５に伝わった熱により内部に封入された冷却液は沸騰し蒸気となる。蒸気は放熱用ヒートパイプ４の凝縮部６に移動しフィン７を空冷することで蒸気は凝縮し液体となって蒸発部５に戻る。すなわち、放熱用ヒートパイプ４が、フィン７を介して発熱体１０の熱を空気中に輸送することで受熱板３に取り付けられた発熱体１０が冷却される。
【００１４】
ここで、電子機器１Ａと１Ｂの発熱体１０の発熱量が異なる場合には熱交換器８の熱交換用ヒートパイプ９が作動する。例えば、電子機器１Ａの発熱体１０の発熱量の方が電子機器１Ｂの発熱体１０の発熱量よりも大きい場合には、熱交換用ヒートパイプ９の電子機器１Ａの受熱板３に密着している部分が蒸発部となり、電子機器１Ａの発熱体１０からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気は熱交換用ヒートパイプ９の電子機器１Ｂ側へ移動し、熱交換用ヒートパイプ９の電子機器１Ｂの受熱板３と密着している部分が凝縮部となり蒸気が凝縮し、電子機器１Ｂの放熱用ヒートパイプ４へ熱が移動する。このように、発熱量が異なる場合には、熱交換器８によって発熱量が多い電子機器１Ａに設けられた受熱板３の熱が発熱量が少ない電子機器１Ｂに設けられた受熱板３へ輸送されるため、発熱量が少ない電子機器１Ｂに設けられたフィン７が有効に活用されて、電子機器１Ａを単体で用いた場合よりも放熱特性を向上させることが可能となる。
【００１５】
以上のように、電子機器１Ａおよび電子機器１Ｂそれぞれに発熱体からの熱を受け取る受熱板を設け、それぞれの受熱板には放熱用ヒートパイプを設けて、受熱板からの熱を空気中に放熱するようにしておき、さらに受熱板間で熱を輸送するための熱交換器を設けた。この構成により、それぞれの電子機器の発熱量が異なる場合、発熱量が大きい電子機器から空気中への放熱は、発熱量が大きい電子機器の受熱板に配置された放熱用ヒートパイプに設けられたフィンからだけでなく、発熱量の小さい電子機器の受熱板を介して、発熱量の小さい電子機器の受熱板に配置された放熱用ヒートパイプに設けられたフィンからも行われるため、発熱量が大きい電子機器単体で用いる場合よりも放熱特性が向上する。
【００１６】
また、本実施の形態においては、フィン７が電子機器１Ａおよび１Ｂの天板の上方に配置されているのでフィン７下方の間口が広く、流入空気量が多くなるため放熱特性を向上させることが可能となる。
【００１７】
ここで、数値例を示す。電子機器１Ａとして発熱体の発熱量が５００Ｗの機器、電子機
器１Ｂとして発熱体の発熱量が１００Ｗの機器を動作させた結果、次のようになった。熱交換器８を設けない場合、電子機器１Ａの発熱体の温度上昇は７３℃、電子機器１Ｂの発熱体の温度上昇は１７℃であったが、熱交換器８を設けると、それぞれ、５０℃、４１℃となって、電子機器１Ａの発熱体の温度上昇は、熱交換器８を設けたことにより、２０℃以上少なくなり、冷却能力が大幅に向上したことが判る。
【００１８】
本実施の形態１では、筐体２の上部であってフィン７の下方にはオイルパン１２が設けられている。工場等で用いられる場合、空気中に含まれるオイルミストがフィン７に付着し流下するため、オイルパン１２によりオイルを採取し電子機器１Ａおよび１Ｂへの付着を防ぐことが可能となる。ここではオイルパンが設けられた例を示したが、空気中にオイルミストが含まれない環境で用いられる場合には、オイルパン１２が不要であることは言うまでもない。
【００１９】
また、ここでは、放熱用ヒートパイプが、凝縮部６に空冷用のフィン７を設けたヒートパイプのものについて説明したが、空気に放熱する構成に限られず、放熱用ヒートパイプの凝縮部が水と熱交換をする構成であっても良く、放熱用ヒートパイプは、受熱板３から電子機器などの発熱機器本体以外の部分に熱を輸送する構成であれば良い。
【００２０】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２による冷却システムを示す構成図である。図３において図１、２と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図３に示すように、実施の形態２の冷却システムは、実施の形態１の放熱用ヒートパイプ４の蒸発部が幅の広がった扁平化した蒸発部１４としている。このような構成によれば、放熱用ヒートパイプ４の蒸発部１４と発熱体１０の接触熱抵抗が低下し、放熱特性を向上させることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３による冷却システムの構成図である。図４において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。実施の形態１および２では熱交換器８は１個であったが、実施の形態３の冷却システムでは図４に示すように、熱交換器８を２個設置している。このような構成によれば、電子機器１Ａおよび１Ｂの発熱体１０がそれぞれ上下に配置されていても電子機器１Ａと１Ｂ間の熱交換器８での熱抵抗を小さくすることができ、放熱特性が向上する。
【００２２】
なお、熱交換器は発熱体１０の配置に対応して設置すればよいので３個以上設置してもよい。また、縦方向の寸法が大きい大型の熱交換器を１個設置するようにしてもよい。
【００２３】
実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４による冷却システムの構成図である。図５において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図５に示すように、実施の形態４の冷却システムは電子機器が３個配置されており、熱交換器８により電子機器１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれの受熱体３が熱交換器８によって熱的に接合された状態となっている。このような構成によれば電子機器が３個設置された場合でも電子機器１Ａ、１Ｂ、１Ｃ間で熱の移動が可能となり、放熱特性を向上させることが可能となる。なお、電子機器４個以上を熱交換器８で接合した構成としてもよい。
【００２４】
ここで、全ての電子機器の高さ寸法を同じにしておけば、並べる電子機器の個数に応じた熱交換器８により並べた全ての電子機器の受熱板を熱的に接続することができる。すなわち、本発明によれば、１個の電子機器が発熱機器の１ユニットとしてユニット化されていることになり、冷却システムとしてフレキシブルな構成が可能となる効果もある。
【００２５】
また、発熱量の非常に大きい電子機器を用いる場合には発熱体１０を設けない筐体２を配置してもよい。例えば、電子機器１Ａと１Ｂの発熱量が大きい場合に、電子機器１Ｃの代わりに発熱体１０を持たない受熱板３とフィン７を有する放熱用ヒートパイプ４を筐体２に設置したものを配置して、熱交換器８で電子機器１Ａ、１Ｂと接続することで、発熱量が大きい電子機器１Ａと１Ｂの冷却が可能となる。
【００２６】
実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５による冷却システムの構成図である。図６において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図６に示すように、実施の形態５の冷却システムは熱交換器８に垂直であって鉛直方向に平行に放熱フィン１５を設けている。このような構成によれば、熱交換器８からも放熱が可能となり、全体の放熱特性を向上させることが可能となる。また、寒冷地においては動作開始時点でヒートパイプが凍結している場合もあり、天板上方のフィン７が利用できない状態でも熱交換器８の放熱フィン１５で放熱することが可能となる。
【００２７】
実施の形態６．
図７は本発明の実施の形態６による冷却システムの構成図である。図７において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図７に示すように、実施の形態６の冷却システムは鉛直方向に並べられた電子機器１Ａ、１Ｂ、１Ｃをまたがるように受熱板３が配置され、さらに受熱板３の受熱面と反対の面には熱交換器８が設けられている。ここで、それぞれの受熱板３は、それぞれ凝縮部６にフィン７が設けられた放熱用ヒートパイプ４を有している。
なお、本発明の実施の形態全てにおいて複数の受熱板を備えているが、本発明では、発熱体からの熱を受け取る受熱板を複数備えた機器群のことを発熱システムとも言う。
【００２８】
このような構成によれば、複数の電子機器が鉛直方向に配置された場合、例えばサーバラック等の冷却では、電子機器１Ａ、１Ｂ、１Ｃ間の発熱量の偏差を受熱板３の放熱用ヒートパイプ４で緩和することで放熱特性を向上させることが可能となる。また、それぞれの受熱板３が受け取る熱量が異なる場合には熱交換器８を設けることで放熱用ヒートパイプ４間での放熱量の偏差を緩和させ、放熱特性を向上させることが可能となる。すなわち、それぞれの受熱板３が発熱体１０から受け取る熱量が異なる場合、熱交換器８によって受熱板３間で熱が輸送され、受熱体１０から受け取る熱量が多い受熱板３からの熱は、発熱体１０から受け取る熱量が少ない受熱板３に設けられた放熱用ヒートパイプ４を通じても有効に放熱されるため、放熱特性が向上する。
【００２９】
実施の形態７．
図８は本発明の実施の形態７による冷却システムの構成図である。図８において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図８に示すように、実施の形態７の冷却システムでは、２個の受熱板３の間で熱を輸送する熱交換器として、略Ｚ字型のように２度折り曲げた熱交換用ヒートパイプ２０を用いている。熱交換器としての略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０は、これまでの実施の形態のように金属板を用いないで、電子機器１Ａおよび１Ｂのそれぞれの受熱板３に熱伝導性材料１３を介して固定板２１とネジ１１により直接密着されている。このとき、受熱板３の熱交換用ヒートパイプ２０取付部に溝を設けてもよい。なお、熱交換用ヒートパイプは略Ｚ字型のヒートパイプではなくストレート形状のヒートパイプを斜めに取り付けてもよい。
【００３０】
このような構成によれば、電子機器１Ａと１Ｂの発熱体１０の発熱量が異なる場合には熱交換用ヒートパイプ２０が作動する。例えば、電子機器１Ａの発熱体１０の方が発熱量が大きい場合には、熱交換用ヒートパイプ２０の電子機器１Ａの受熱板３に密着している部分が蒸発部となり、電子機器１Ａの発熱体１０からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気
は熱交換用ヒートパイプ２０の電子機器１Ｂの受熱板３と密着している部分で凝縮し、電子機器１Ｂの受熱板３に設けられた放熱用ヒートパイプ４へ熱が移動する。このように、発熱量が異なる場合には、熱交換器としての略Ｚ字型ヒートパイプ２０により電子機器１Ａの熱を電子機器１Ｂへ移動させることが可能となるので、発熱量が小さい電子機器１Ｂのフィン７を有効に活用して、電子機器１Ａを単体で用いた場合よりも放熱特性を向上させることが可能となる。
【００３１】
実施の形態８．
図９および１０は本発明の実施の形態８による冷却システムの構成図である。図９、１０において図１、２、３および８と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図９に示すように、実施の形態８の冷却システムは略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０  ２本を交差させて電子機器１Ａ、１Ｂ間を熱的に接続している。このような構成によれば、２本の略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０により熱の輸送量が増大し、放熱特性を向上させることが可能となる。また、図８に示す実施の形態７の場合では電子機器１Ｂの方が発熱量が大きい場合に略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０は上方が蒸発部となり熱の移動量が低下するが、図９のように略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０を２本配置することで電子機器１Ａ、１Ｂどちらの発熱量が大きい場合でもどちらかの略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプの下方を蒸発部として使用することが可能となり、熱の移動量を拡大することができる。
【００３２】
また、図１０に示すように、２個の電子機器に限らず３個以上の電子機器を２本ずつの略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０で接続してもよい。
【００３３】
実施の形態９．
図１１は本発明の実施の形態９による冷却システムの構成図である。図１１において図１、２、３および８と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１１に示すように、実施の形態９の冷却システムは略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０を隣接する電子機器間だけではなく、離れた電子機器間の受熱板３同士を接続し熱交換をしている。このような構成によれば、発熱量の大きい電子機器と小さい電子機器が離れて設置されていても、発熱量の偏差にあわせて複数の略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０を組み合わせることで、効率的に冷却することが可能となる。なお、電子機器３台に限らず、４台以上ある場合でも、複数の略Ｚ字型の熱交換用ヒートパイプ２０を組み合わせることで冷却性能を向上させることができる。
【００３４】
実施の形態１０．
図１２は本発明の実施の形態１０による冷却システムの構成図である。図１２において図１、２、３および８と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１２に示すように、実施の形態１０の冷却システムは略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２を用いている。略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２は電子機器１Ａおよび１Ｂの受熱板３に熱伝導性材料１３を介して固定板２１とネジ１１により密着されている。このとき、受熱板３の略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２取付部に溝を設けてもよい。このような構成によれば、電子機器１Ａの発熱体１０の方が発熱量が大きい場合には、略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２の電子機器１Ａの受熱板３に密着している部分が蒸発部となり、電子機器１Ａの発熱体１０からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気は略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２の電子機器１Ｂの受熱板３と密着している部分で凝縮し、電子機器１Ｂの放熱用ヒートパイプ４へ熱が移動する。逆に、電子機器１Ｂの発熱体１０の方が発熱量が大きい場合には、略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２の電子機器１Ｂの受熱板３に密着している部分が蒸発部となり、電子機器１Ｂの発熱体１０からの入熱により冷媒が蒸発する。蒸気は略Ｕ字型の熱交換用ヒートパイプ２２の電子機器１Ａの受熱板３と密着している部分で凝縮し、電子機器１Ａの放熱用ヒートパイプ４へ熱が移動する。このように、発熱量が異なる場合には、発熱量が大きい電子機器の発熱体から受熱板を介して、発熱量が小さい電子機器の発熱体に密着した受熱板３から放熱用ヒートパイプ４へ熱を移動させることが可能となるので、発熱量が小さい電子機器に設けられたフィン７を有効に活用して、発熱量が大きい電子機器を単体で用いた場合よりも放熱特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
実施の形態１１．
図１３は本発明の実施の形態１１による冷却システムの構成図である。図１３において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１３に示すように、実施の形態１１の冷却システムは電子機器１Ａ、１Ｂ、１Ｃの放熱用ヒートパイプ４の凝縮部６を繋ぐように大型フィン１６が設けられている。このような構成によれば、電子機器１Ａ、１Ｂ、１Ｃで共通のフィンを用いるためそれぞれの放熱用ヒートパイプの凝縮部６間での均熱も可能となり放熱特性を向上させることが可能となる。また、大型フィン１６の両サイドの空間に余裕がある場合には大型フィン１６を左右に伸ばして用いることも可能となり、放熱特性をさらに向上させることが可能となる。
【００３６】
実施の形態１２．
図１４は本発明の実施の形態１２による冷却システムの構成図である。図１４において図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１４に示すように、実施の形態１２の冷却システムは個々の受熱板３に２個以上の放熱用ヒートパイプ４を備え、個々の受熱板３に備えられた放熱用ヒートパイプ４の凝縮部の高さ位置がそれぞれ異なるように配置している。さらに、異なる受熱板の放熱用ヒートパイプ４のそれぞれ一個づつの凝縮部の高さ位置がほぼ同じとなるよう配置している。その上で凝縮部６にフィンを設けたので、フィンは高さの異なるフィン群を形成する。すなわち、下側となる凝縮部６には下段大型フィン１７を設けて下段のフィン群とし、上側となる凝縮部６には上段大型フィン１８を設けて上段のフィン群としている。下段のフィン群と上段のフィン群の間には仕切り板１９が設けられている。なお、フィン群の段数は２段に限らず３段以上で構成されてもよい。
【００３７】
このような構成によれば、発熱量が大きく１段のフィンでは所望の放熱特性が得られない場合に、フィンの段数を増やすことで冷却性能を向上させ、発熱量が大きい場合でも放熱が可能となる。また、仕切り板１９を設けることは必須ではないが、仕切り板１９を設けることで、下段フィン１７の冷却に使用され昇温した空気の上段フィン１８の空気吸入部への流入を防止できるので、上段大型フィン１８の冷却性能の低下を防ぐことができる。
【００３８】
実施の形態１３．
図１５および１６は本発明の実施の形態１３による冷却システムの構成図である。図１５、１６において図１、２と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１５に示すように、実施の形態１３の冷却システムは放熱用ヒートパイプを受熱側ヒートパイプ２３と放熱側ヒートパイプ２６に分割している。受熱側ヒートパイプの蒸発部２４は受熱板３の受熱面に密着するように配置され、発熱体１０とも熱伝導性材料１３を介して密着している。また、受熱側ヒートパイプの凝縮部２５も受熱板３に密着するように配置されている。受熱用ヒートパイプの凝縮部２５は熱伝導性材料１３を介して、放熱側ヒートパイプの蒸発部２７に密着されている。また、放熱側ヒートパイプの蒸発部２７は放熱側ヒートパイプ接続板２９に密着するように固定され、受熱板３と放熱側ヒートパイプ接続板２９が熱伝導性材料１３を介して密着固定される構成としている。放熱側ヒートパイプの凝縮部２８は電子機器１Ａおよび１Ｂの天板上に設けられ、複数枚のフィン７が設置されている。
【００３９】
このような構成によれば、電子機器１Ａ、１Ｂの筐体２とフィン７が設置された放熱部
を分割することができるようになり機器への設置が容易になる。また、放熱部は比較的大型であるため筐体部分と分割することで搬送も容易となる。
また、図１６に示すように、受熱板３とは別に受熱側ヒートパイプ凝縮部２５に受熱側ヒートパイプ接続板３０を密着させ、この受熱側ヒートパイプ接続板３０を筐体２の天板上に設け、熱伝導性材料１３を介して放熱側ヒートパイプ接続プレート２９に密着させる構成としてもよい。この構成によれば、受熱側ヒートパイプ凝縮部２５および放熱側ヒートパイプ蒸発部２７の接触面積が拡大され、接続部分での熱抵抗を低減させることが可能となる。
【００４０】
実施の形態１４．
図１７は本発明の実施の形態１４による冷却システムの構成図である。図１７において図１、２、および１５と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１７に示すように、実施の形態１４の冷却システムは電子機器１Ａおよび１Ｂの受熱側ヒートパイプ凝縮部２５同士をまたがるように熱交換用プレート３１が配置されている。熱交換用プレート３１には熱交換用ヒートパイプ３２を水平方向に配置している。熱交換用プレート３１は片方または両方に延長され、延長した部分では、熱交換用ヒートパイプ３２と放熱側ヒートパイプ接続プレート２９が熱伝導性材料１３を介して密着するように配置されている。放熱側ヒートパイプ接続プレートには実施の形態１３と同様に、放熱側ヒートパイプ２６とフィン７が配置されている。
【００４１】
このような構成によれば、電子機器１Ａおよび１Ｂのサイドに放熱側ヒートパイプ２６を増設することが可能となり、放熱面積を拡大することで放熱特性を向上させることが可能となる。
【００４２】
実施の形態１５．
図１８は本発明の実施の形態１５による冷却システムの構成図である。図１８において図１、２および１６と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図１８に示すように、実施の形態１５の冷却システムは制御盤３３の内部に電子機器１Ａおよび１Ｂを配置している。受熱板３は制御盤背面外側に配置され制御盤内部と外部空気はシールされている。受熱側ヒートパイプ接続板３０は制御盤３３の天板上に配置され、熱伝導性材料１３を介して放熱側ヒートパイプ接続プレート２７に密着させている。
【００４３】
このような構成によれば、電子機器１Ａおよび１Ｂを制御盤内で使用する場合でも、フィン７を制御盤外に配置することが可能となる。また、一般に電子機器１Ａおよび１Ｂより制御盤３３の奥行が大きいので、放熱側ヒートパイプ凝縮部２８を長くしフィン７の列を増大させることが可能となるため放熱特性を向上させることができる。
【００４４】
また、オイルドレン３４を設けて、オイルパン１２に流下したオイルをオイルドレン３４に溜めることで、溜まった不要なオイルを簡単に廃棄することが可能となる。
なお、ここでは、実施の形態１３の図１６に示す構成を制御盤３３に配置したものを例として図１８に示しているが、この例に限らず他の実施の形態の冷却システムを制御盤３３の外側に配置した構成としてもよい。
【００４５】
実施の形態１６．
図１９は、本発明の実施の形態１６による冷却システムの構成図である。図１９において、図１、２、３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。これまでの実施の形態では、受熱板を重力方向に対して鉛直になるように設置した例を示したが、本実施の形態１６では、図１９に示すように、複数の受熱板３をそれぞれ重力方向に対して水平になるように設置している。このように、本実施の形態では、それぞれ放熱用ヒートパイプ４を備えた複数の受熱板３が重力方向に対して水平になるように設置し、これまでの実施の形
態と同じように、複数の受熱板３間で、放熱用ヒートパイプ４と異なる方向に熱が輸送されるように熱交換器８を設けている。このように構成することで、それぞれの電子機器の発熱量が異なる場合、発熱量が大きい電子機器から空気中への放熱は、発熱量が大きい電子機器の受熱板３に配置された放熱用ヒートパイプ４に設けられたフィン７からだけでなく、発熱量の小さい電子機器の受熱板３を介して、発熱量の小さい電子機器の受熱板３に配置された放熱用ヒートパイプ４に設けられたフィンからも行われるため、発熱量が大きい電子機器単体で用いる場合よりも放熱特性が向上するという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、発熱体を有する発熱機器を複数有する種々のシステム、例えば複数の電子機器を有するシステムなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１Ａ  電子機器Ａ、１Ｂ  電子機器Ｂ、１Ｃ  電子機器Ｃ
２  筐体、３  受熱板、４  放熱用ヒートパイプ、５  放熱用ヒートパイプの蒸発部
６  放熱用ヒートパイプの凝縮部、７  フィン、８  熱交換器
９  熱交換用ヒートパイプ、１０  発熱体、１１  ネジ、１２  オイルパン
１３  熱伝導性材料、１４  扁平ヒートパイプ蒸発部、１５  放熱フィン
１６  大型フィン、１７  下段大型フィン、１８  上段大型フィン、１９  仕切り板
２０、２２  熱交換用ヒートパイプ、２１  固定板、
２３  受熱側ヒートパイプ、２４  受熱側ヒートパイプの蒸発部
２５  受熱側ヒートパイプの凝縮部、２６  放熱側ヒートパイプ
２７  放熱側ヒートパイプの蒸発部、２８  放熱側ヒートパイプの凝縮部
２９  放熱側ヒートパイプ接続プレート、３０  受熱側ヒートパイプ接続プレート
３１  熱交換プレート、３２  熱交換用ヒートパイプ、３３  制御盤
３４  オイルドレン
【図１】
2011002175.tif 000003
【図２】
2011002175.tif 000004
【図３】
2011002175.tif 000005
【図４】
2011002175.tif 000006
【図５】
2011002175.tif 000007
【図６】
2011002175.tif 000008
【図７】
2011002175.tif 000009
【図８】
2011002175.tif 000010
【図９】
2011002175.tif 000011
【図１０】
2011002175.tif 000012
【図１１】
2011002175.tif 000013
【図１２】
2011002175.tif 000014
【図１３】
2011002175.tif 000015
【図１４】
2011002175.tif 000016
【図１５】
2011002175.tif 000017
【図１６】
2011002175.tif 000018
【図１７】
2011002175.tif 000019
【図１８】
2011002175.tif 000020
【図１９】
2011002175.tif 000021