(57)【要約】【課題】  電源供給の機能だけでなく、冷却効果の機能もある冷却機能を有する電源供給装置を提供する。【解決手段】  電源供給装置ケース１００、熱電冷却モジュール１２０およびコールド側放熱部材１３０を備える。熱電冷却モジュール１２０は、電源供給装置ケース１００の熱電冷却モジュール設置面開口１０６に設置されてコールド側１２２およびホット側１２４を備える。ホット側１２２は電源供給装置ケース１００の内部に突出し、コールド側１２２はコールド側放熱部材１３０に結合し、コールド側放熱部材１３０は電源供給装置ケース１００の外部に突設して、コールド側１２２の熱交換を強化する。【選択図】  図１Ａ
0003116870.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電源供給装置ケース、熱電冷却モジュールおよびコールド側放熱部材を備える冷却機能を有する電源供給装置であって、
前記電源供給装置ケースは熱電冷却モジュール設置面開口を有し、
前記熱電冷却モジュールは、前記熱電冷却モジュール設置面開口に設置されているコールド側とホット側とを有し、前記ホット側が前記電源供給装置ケースの内部に突出し、
前記コールド側放熱部材は、前記コールド側に結合して前記電源供給装置ケースの外部に突出していることを特徴とする冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項２】
前記ホット側に結合するホット側ヒートシンクをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項３】
集熱チャンバおよび第１のファンをさらに備え、
前記電源供給装置ケースは外部開口および内部開口をさらに有し、
前記集熱チャンバは第１の経路開口および第２の経路開口を有し、
前記第１のファンは前記第１の経路開口に位置して前記外部開口に隣接し、
前記第２の経路開口は前記内部開口に隣接し、
前記ホット側が発散する熱を集中させてこの熱を外部へ導くことを特徴とする請求項１記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項４】
前記集熱チャンバの内側に貼り付けられるアルミ箔をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項５】
温度制御モジュールをさらに備え、
前記温度制御モジュールは、ファン電源に接続する温度センサおよび温度調整装置を有し、
前記温度センサは温度情報を測定し、測定した温度情報を前記温度調整装置へ伝達し、
前記温度調整装置は、伝達された温度情報を基に前記ファン電源の電源供給を調整して前記ファンの回転速度を制御することを特徴とする請求項３記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項６】
湿度制御モジュールをさらに備え、
前記湿度制御モジュールは、熱電冷却モジュール電源に接続する湿度センサおよび湿度調整装置を有し、
前記湿度センサは湿度情報を測定し、測定した湿度情報を前記湿度調整装置へ伝達し、
前記湿度調整装置は、伝達された湿度情報を基に前記熱電冷却モジュール電源の電源供給を調整して前記熱電冷却モジュールの出力を制御することを特徴とする請求項１記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項７】
前記湿度センサは、前記コールド側放熱部材と前記電源供給装置ケースとにより形成される隙間の中に設置することを特徴とする請求項６記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項８】
前記コールド側放熱部材は凹構造を有し、前記凹構造は突起を有することを特徴とする請求項１記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項９】
前記コールド側放熱部材は、ベース、連結部および放熱体を有し、
前記ベースは前記コールド側に結合し、前記連結部は前記ベースに接続し、前記放熱体は前記連結部に結合していることを特徴とする請求項１記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【請求項１０】
前記コールド側放熱部材の一部は、中央演算処理装置の放熱片内に収容されていることを特徴とする請求項１記載の冷却機能を有する電源供給装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は電源供給装置に関し、特に冷却機能を有する電源供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置の電力源は、一般に発電所からコンセントへ送られ、電源供給装置をコンセントへ接続して、主に交流電流に対し整流、変圧およびフィルタなどの処理を行ってから最終的に各装置へ提供される。特にコンピュータシステムでは、多数の装置を作動するために必要な電源を同時に供給する。電源供給装置は、一般に中央演算処理装置の近くに設置され、電源供給装置と中央演算処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）との間は互いに作用せず、それぞれ独立して作動する。
【０００３】
中央演算処理装置が作動するときには大量の熱エネルギーが発生するため、例えばＣＰＵ放熱ファンなどの放熱装置を通常設置し、過熱による素子のエラー発生を低減していた。上述の電源供給装置と中央演算処理装置とが独立して作動する情況において、ＣＰＵ放熱ファンが吸入して中央演算処理装置を冷却する気体はコンピュータシステム内部から供給されるが、この吸引される気体は中央演算処理装置の冷却効果に影響を与え、この吸引する気体の温度が低いほど、その冷却効果は当然良くなる。一般に、コンピュータシステムが作動すると、内部にある素子が熱を発生して内部環境の温度は外部環境の温度や室温よりも高温となるため、ＣＰＵファンだけで中央演算処理装置の温度を下げる方式には限界があった。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の第１の目的は、電源供給の機能だけでなく、冷却効果の機能もある冷却機能を有する電源供給装置を提供することにある。
本考案の第２の目的は、一般のコンピュータシステムの配置アーキテクチャ内において、中央演算処理装置の放熱効率を高める冷却機能を有する電源供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本考案は冷却機能を有する電源供給装置を提供する。冷却機能を有する電源供給装置は、電源供給装置ケース、熱電冷却モジュールおよびコールド側放熱部材を備える。熱電冷却モジュールは、電源供給装置ケースの熱電冷却モジュール設置面開口に設置し、コールド側は電源供給装置ケースの外部側に向け、ホット側は電源供給装置ケースの内部側に向ける。そして、コールド側放熱部材をコールド側に結合して電源供給装置ケースの外部に突出させることにより、電源供給装置ケースの外部の空気と熱交換を行い、ケース外部の空気温度を下げる。
【０００６】
本考案の電源供給装置は、第１の経路開口および第２の経路開口を有する集熱チャンバを備える。電源供給装置ケースは、第１の経路開口および第２の経路開口にそれぞれ接続した外部開口および内部開口を備える。そして、第１の経路開口と外部開口との間にファンを設置することにより、ホット側の熱量を集中して熱量をケースの外部へ導く。
【０００７】
電源供給装置は温度制御モジュールおよび湿度制御モジュールをさらに結合する。温度制御モジュールは温度情報を測定し、この温度情報を基にファン電源を調整してファンの回転速度を制御する。湿度制御モジュールは湿度情報を測定し、この湿度情報を基に熱電冷却モジュール電源を調整して熱電冷却モジュールの出力を制御する。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の電源供給装置は、熱電冷却モジュールと組み合わせることにより電源供給装置を使用するときに、システムの内部温度を冷却する機能をさらに提供する。特に現在のコンピュータアーキテクチャの大部分は、電源供給装置の設置位置が既に規格化されており、本考案は現在既に規格化されている電源供給装置の配置を利用し、中央演算処理装置のファンで熱交換を行うことにより、システム内にある気体の温度を下げ、中央演算処理装置の冷却効率を向上させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案の冷却機能を有する電源供給装置は、熱電冷却モジュールと電源供給装置とを組み合わせることにより、電源供給の機能以外にシステムの気体を冷却する機能を提供することもできる。以下では、図面および詳細な説明により本考案の主旨を述べるが、当該技術に習熟する者が本考案の好適な実施形態を理解した後、本考案により教示された技術を変えたり修正したりしたものも本考案の主旨と範囲に含まれるものとする。
【００１０】
図１Ａおよび図１Ｂを参照する。図１Ａは、本考案の好適な一実施形態による電源供給装置を示す分解斜視図であり、図１Ｂは、本考案の好適な一実施形態による電源供給装置の一部を示す平面図である。本実施形態の冷却機能を有する電源供給装置は、電源供給装置ケース１００、熱電冷却モジュール１２０およびコールド側放熱部材１３０を主に備える。電源供給装置ケース１００は熱電冷却モジュール設置面開口１０６を有する。熱電冷却モジュール設置面開口１０６に設置される熱電冷却モジュール１２０はコールド側１２２およびホット側１２４を備え、ホット側１２４は電源供給装置ケース１００の内部に突設される。コールド側放熱部材１３０は、コールド側１２２に結合されて電源供給装置ケース１００の外部に突設されてコールド側１２２の熱交換を加速する。
【００１１】
本実施形態の電源供給装置は、電源供給装置ケース１００、電源供給ユニット１１０および集熱チャンバ１４０を備える。電源供給装置ケース１００は第１の蓋板１００ａと第２の蓋板１００ｂとの組み合わせにより構成され、第２の蓋板１００ｂは第１の外部開口１０２ａ、第２の外部開口１０２ｂおよび内部開口１０４を有し、第２の外部開口１０２ｂは網状構造である。電源供給装置ケース１００内部に設置される電源供給ユニット１１０は電源供給装置ファン１１４および回路モジュール１１２を含み、電源供給装置ファン１１４は回路モジュール１１２上の縁などに設置され、第１の外部開口１０２ａに隣接するように設置したり突設したりする。電源供給装置スイッチ１７４は、電源供給装置および／または電源供給装置ファン１１４の起動を制御する。例えば、電源供給装置が起動すると、電源供給装置ファン１１４も同時に起動する。
【００１２】
集熱チャンバ１４０は、第１の経路開口１４４ａおよび第２の経路開口１４４ｂを両端に備える集熱経路１４４を有する。第１の経路開口１４４ａおよび第２の経路開口１４４ｂは、それぞれ第２の外部開口１０２ｂおよび内部開口１０４に隣接するように設置したり突設したりする。第１の蓋板１００ａ上には熱電冷却モジュールの設置面１０８が設けられ、その熱電冷却モジュールの設置面１０８は熱電冷却モジュール設置面開口１０６を有し、熱電冷却モジュール１２０がこの熱電冷却モジュール設置面開口１０６に設置される。熱電冷却モジュール１２０のコールド側１２２はコールド側放熱部材１３０に結合し、このコールド側放熱部材１３０は、好適には少なくとも一つの凹構造１３２を有することが望ましい。凹構造１３２中には、冷熱エネルギー（cold energy）を累積する突起１３４がある。
【００１３】
熱電冷却モジュール１２０のホット側１２４は、ホット側ヒートシンク１３６へさらに結合して電源供給装置ケース１００の内部範囲へ突設し、好適には連接側壁１４６をさらに含んでチャンバ側壁１４２と結合することによりホット側ヒートシンク１３６を覆って集熱経路１４４中へ熱量を集中させて熱量を減らしたり、さらには電源供給ユニット１１０へ熱量が拡散することを防いだりすることができる。さらに好適には、連接側壁１４６および／またはチャンバ側壁１４２には断熱材が使用されることが望ましい。集熱チャンバ１４０の内側には熱輻射の発散を防ぐためにアルミ箔１４８を敷いてもよい。
【００１４】
集熱チャンバ１４０の両端にある開口１４４ａ、１４４ｂには、それぞれ第１のファン１５０ａおよび第２のファン１５０ｂを設置し、第１のファン１５０ａは第１の経路開口１４４ａに設置され、第２のファン１５０ｂは第２の経路開口１４４ｂに設置される。第２のファン１５０ｂは、コンピュータシステム内部の気体を吸入して集熱経路１４４へ送ると同時に集熱経路１４４内の熱気を第１のファン１５０ａへ送り、第１のファン１５０ａは集熱経路１４４内の熱気をシステム外部へ排出する。
【００１５】
電源供給装置は、熱電冷却モジュールスイッチ１７６と組み合わせて熱電冷却モジュール１２０のオンまたはオフを制御するとともに、電気回路により発光装置１８０に接続する。そして、熱電冷却モジュールスイッチ１７６がオン状態になると、電気回路が導電すると同時に発光装置１８０も導電して発光し、熱電冷却モジュール１２０がオン状態であることをユーザに知らせる。
【００１６】
電源供給装置をシステムに設置する場合、二つの外部開口１０２ａ、１０２ｂは外部環境へ向けられ、内部開口１０４はシステムの内部環境へ向けられる。装置がコンピュータシステム内にある場合、熱電冷却モジュールの設置面１０８は中央演算処理装置（図示せず）の近くに設置される。
【００１７】
図２Ａは、本考案の好適な一実施形態による温度制御システムを示すブロック図であり、図２Ｂは、本考案の好適な一実施形態による湿度制御システムを示すブロック図である。本考案の電源供給装置は、温度制御モジュール２１０ａと湿度制御モジュール２１０ｂとを組み合わせて、温度制御システムおよび湿度制御システムを構成する。温度制御モジュール２１０ａは環境温度を監視し、例えば一または複数の温度基準を設定することにより、環境温度に合わせてファン電源２３０ａを制御し、ファンの回転速度を変化させてファン２４０ａの運転時の騒音を低減する。
【００１８】
本実施形態の温度制御モジュール２１０ａは、温度センサ２１２ａおよび温度調整装置２１４ａを含む。温度センサ２１２ａをホット側のヒートシンクの近くかその上に設置して環境温度を測定し、例えば図１Ｂに示す温度センサ１７０ｂなどで測定した温度情報を温度調整装置２１４ａへ送り、温度調整装置２１４ａは、この温度情報を基に電流や電圧などを調整してファン電源２３０ａの電源供給状態を調整し、ファン２４０ａの回転速度を制御する。
【００１９】
湿度制御モジュール２１０ｂの監視システムの湿度情報は、例えば相対湿度である。相対湿度が１００％に達すると露点が形成される。相対湿度が高いほど露点温度も高くなるため、湿度制御モジュール２１０ｂは、測定した湿度情報により熱電冷却モジュール２４０ｂへの電源供給を熱電冷却モジュール電源２３０ｂにより調整する。測定された環境湿度が高いほど、湿度制御モジュール２１０ｂは熱電冷却モジュール電源２３０ｂを調整して熱電冷却モジュール２４０ｂの出力を下げ、温度が低くなりすぎて露点温度に達することを防ぐ。
【００２０】
本実施形態の湿度制御モジュール２１０ｂは湿度センサ２１２ｂおよび湿度調整装置２１４ｂを含み、湿度センサ２１２ｂは湿度情報を測定する。図１Ｂに示すように、好適には湿度センサ１７０ａはコールド側放熱部材１３０と第１の蓋板１００ａとで形成される隙間１６０中に設置される。例えば、その構造の特殊性により通常温度が低い第１の蓋板１００ａまたはコールド側放熱部材１３０の箇所に貼り付ける。湿度調整装置２１４ｂがこの湿度情報を受信すると、この情報を基に熱電冷却モジュール電源２３０ｂから熱電冷却モジュール２４０ｂへの電源供給を調整して熱電冷却モジュール２４０ｂのパワーを変化させる。
【００２１】
当該技術に習熟している者であれば容易に分かるように、上述の熱電冷却モジュールおよびファン電源は、電源供給ユニットを電力源にしたり、それぞれ独立した電源装置にしたりすることができる。本実施形態は図１Ａに示すように、湿度制御モジュールおよび温度制御モジュールを制御回路基板１７０上へ組み合わせる。
【００２２】
図３は、本実施形態の電源供給装置をコンピュータシステムに適用したときの状態を示す模式図である。本実施形態の電源供給装置を、例えばデスクトップ（desktop）型コンピュータなどのコンピュータシステムに適用した場合、電源供給装置３１０はケース３００の上方付近に設置し、その設置方向はコールド側放熱部材３１４があるＣＰＵファン３３０側に向けるが、図３ではＣＰＵファン３３０の上方に設置されている。熱電冷却モジュール３１２が作動すると、コールド側が熱を吸収して周囲の温度を下げ、コールド側放熱部材３１４は近くのシステムの気体３４０の熱交換を強化する。そのため、メインボード３２０上にあるＣＰＵファン３３０が、システムの気体３４０を吸入して中央演算処理装置を冷却すると、システムの気体３４０の一部がコールド側放熱部材３１４とすでに熱交換されているため、コールド側の周囲を低温の空気で囲み、中央演算処理装置の冷却効果を大幅に高める。
【００２３】
図４Ａは、本考案の好適な一実施形態による電源供給装置のコールド側放熱要素を示す斜視図である。本実施形態のコールド側放熱要素は、中央演算処理装置４７０近くまで延伸された構造であり、それはベース４０２、連結部４０４および放熱体４０６を含む。ベース４０２は熱電冷却モジュール４２０のコールド側４２２に結合し、連結部４０４はベース４０２に接続するが、これは好適には枢接方式で接続して連結部４０４がベース４０２に対し、第１の方向４１２へ左右に揺動できるようにする。放熱体４０６は連結部４０４へ結合し、連結部４０４に対して第２の方向４１４へ回動できるようにする。また、上述の揺動は回転盤４０８により制御することができる。
【００２４】
放熱体４０６の末端４０６ａは、通孔４３０を有する構造に形成して熱交換の効果を高めることもできる。コールド側放熱部材は導熱が良好な材料からなり、好適にはベース４０２、連結部４０４および一部の放熱体４０６の外表面へ断熱用の皮革塗料を塗布して冷熱エネルギーを末端４０６ａに集中させることが望ましい。コールド側４２２の冷熱エネルギーは、ベース４０２および連結部４０４を通って、最後には放熱体４０６に伝達される。そして、このコールド側放熱部材によりシステム内の気体を冷却させる効果は、中央演算処理装置４７０の周囲へさらに集中させた場合、中央演算処理装置４７０の冷却効果がさらに高まる。
【００２５】
図４Ｂは、図４Ａのコールド側放熱部材のもう一つの実施形態を示す斜視図である。図４Ａの実施形態に示すように、コールド側放熱部材のもう一つの実施形態は、放熱体４０６を中央演算処理装置４７０上のＣＰＵ放熱片４７２に結合し、例えば放熱体の末端４０６ａをＣＰＵ放熱片４７２内部に包むことにより、冷熱エネルギーを直接にＣＰＵ放熱片４７２へ入れ、熱電冷却モジュール４２０から発生する冷熱エネルギーがＣＰＵ放熱片４７２を直接冷却するため、中央演算処理装置４７０の冷却効果をさらに高めることができる。放熱体の末端４０６ａは、導熱が良好な材料をワイヤで包むことにより、その延伸範囲を簡便に調整することができる。例えば、銅ワイヤやアルミニウムワイヤを断熱性および弾性のある材料で包んでその一部を露出させ、その露出部分をＣＰＵ放熱片４７２内部に入れる。
【００２６】
以上の実施形態で説明したように、本考案は次の長所を有する。
電源供給装置は、熱電冷却モジュールと組み合わせることにより、コンピュータシステムを作動するときにシステム内部の気体を冷却する機能をさらに提供し、中央演算処理装置のファンが吸入する気体を低温にすることにより、中央演算処理装置の放熱効率を高めることができる。さらに湿度制御システムと組み合わせることにより、露点温度が発生することを防止して装置を使用するときの安全性を高めることができる。
【００２７】
本考案では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本考案の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変化や修正を加えることができる。従って本考案の保護の範囲は、実用新案登録請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本考案の好適な一実施形態による電源供給装置を示す分解斜視図である。
【図１Ｂ】本考案の好適な一実施形態による電源供給装置の一部を示す平面図である。
【図２Ａ】本考案のもう一つの好適な実施形態による電源供給装置中の温度制御システムを示すブロック図である。
【図２Ｂ】本考案のもう一つの好適な実施形態による電源供給装置中の湿度制御システムを示すブロック図である。
【図３】本実施形態の電源供給装置をコンピュータシステムに用いたときの状態を示す模式図である。
【図４Ａ】本考案のもう一つの好適な実施形態による電源供給装置のコールド側放熱要素を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａのコールド側放熱部材のもう一つの実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００  電源供給装置ケース、１００ａ  第１の蓋板、１００ｂ  第２の蓋板、１０２ａ  第１の外部開口、１０２ｂ  第２の外部開口、１０４  内部開口、１０６  熱電冷却モジュール設置面開口、１０８  熱電冷却モジュールの設置面、１１０  電源供給ユニット、１１２  回路モジュール、１１４  電源供給装置ファン、１２０、２４０ｂ、３１２、４２０  熱電冷却モジュール、１２２、４２２  コールド側、１２４  ホット側、１３０、３１４  コールド側放熱部材、１３２  凹構造、１３４  突起、１３６  ホット側ヒートシンク、１４０  集熱チャンバ、１４２  チャンバ側壁、１４４  集熱経路、１４４ａ  第１の経路開口、１４４ｂ  第２の経路開口、１４６  連接側壁、１４８  アルミ箔、１５０ａ  第１のファン、１５０ｂ  第２のファン、１６０  隙間、１７０  制御回路基板、１７０ａ  湿度センサ、１７０ｂ  温度センサ、１７４  電源供給装置スイッチ、１７６  熱電冷却モジュールスイッチ、１８０  発光装置、２１０ａ  温度制御モジュール、２１０ｂ  湿度制御モジュール、２１２ａ  温度センサ、２１２ｂ  湿度センサ、２１４ａ  温度調整装置、２１４ｂ  湿度調整装置、２３０ａ  ファン電源、２３０ｂ  熱電冷却モジュール電源、２４０ａ  ファン、２４０ｂ  熱電冷却モジュール、３００  ケース、３１０  電源供給装置、３１２  熱電冷却モジュール、３１４  コールド側放熱部材、３２０  メインボード、３３０  ＣＰＵファン、３４０  システムの気体、４０２  ベース、４０４  連結部、４０６  放熱体、４０６ａ  末端、４０８  回転盤、４１２  第１の方向、４１４  第２の方向、４３０  通孔、４７０  中央演算処理装置、４７２  ＣＰＵ放熱片
【図１Ａ】
0003116870.tif 000003
【図１Ｂ】
0003116870.tif 000004
【図２Ａ】
0003116870.tif 000005
【図２Ｂ】
0003116870.tif 000006
【図３】
0003116870.tif 000007
【図４Ａ】
0003116870.tif 000008
【図４Ｂ】
0003116870.tif 000009