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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2020年10月29日
【発行日】2021年5月6日
(54)【発明の名称】電子機器
(51)【国際特許分類】
   H05K 7/20 20060101AFI20210409BHJP
   F28D 15/02 20060101ALI20210409BHJP
   F28D 7/00 20060101ALI20210409BHJP
   H01L 23/427 20060101ALI20210409BHJP
   H01L 23/473 20060101ALI20210409BHJP
   B64G 1/50 20060101ALI20210409BHJP
【FI】
   H05K7/20 T
   F28D15/02 L
   F28D15/02 101K
   F28D7/00 A
   H01L23/46 A
   H01L23/46 Z
   B64G1/50 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】27
【出願番号】特願2019-548755(P2019-548755)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2019年4月22日
(11)【特許番号】特許第6625302号(P6625302)
(45)【特許公報発行日】2019年12月25日
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100122437
【弁理士】
【氏名又は名称】大宅 一宏
(74)【代理人】
【識別番号】100147566
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100161171
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 潤一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100188514
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 隆裕
(72)【発明者】
【氏名】吉瀬 幸司
(72)【発明者】
【氏名】石川 博章
(72)【発明者】
【氏名】森山 貴司
(72)【発明者】
【氏名】坂田 雄基
【テーマコード(参考)】
3L103
5E322
5F136
【Fターム(参考)】
3L103AA01
3L103AA11
3L103BB20
3L103CC01
3L103CC18
3L103DD03
5E322AA07
5E322AA10
5E322AB01
5E322AB02
5E322DA01
5E322DA02
5E322DB04
5E322DB06
5E322DB10
5E322DB12
5E322EA11
5E322FA01
5F136CB11
5F136CB13
5F136CB15
5F136CB27
5F136CC31
5F136CC40
5F136FA01
(57)【要約】
配管における冷媒に対する耐圧性を向上させ、電子機器の組立性を向上させ、電子機器の小型化を図ることができる電子機器を得る。この電子機器は、基板本体および基板本体に設けられた発熱素子を有し、基板本体の板厚方向について並べて設けられた複数の基板と、互いに隣り合う基板の間に設けられ、内部に冷媒が流れて、発熱素子を冷却する冷却器と、冷却器に接続され、金属から構成された配管とを備え、配管は、基板間領域に少なくとも一部が配置され、冷却器に接続された内側配管部と、内側配管部から基板間領域の外側に延びて設けられた内側配管延長部と、基板間領域からずれて配置され、内側配管延長部に接続された外側配管部とを有し、外側配管部は、変形可能な可動配管部を含んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板本体および前記基板本体に設けられた発熱素子を有し、前記基板本体の板厚方向について並べて設けられた複数の基板と、
互いに隣り合う前記基板の間に設けられ、内部に冷媒が流れて、前記発熱素子を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、金属から構成された配管と
を備え、
前記配管は、
互いに隣り合う前記基板の間の領域である基板間領域に配置され、前記冷却器に接続された内側配管部と、
前記内側配管部から前記基板間領域の外側に延びて設けられた内側配管延長部と、
前記基板間領域からずれて配置され、前記内側配管延長部に接続された外側配管部と
を有し、
前記外側配管部は、変形可能な可動配管部を含んでいる電子機器。
【請求項2】
前記冷却器は、前記冷媒が液体から気体に変化する時の潜熱を利用して、前記発熱素子を冷却する請求項1に記載の電子機器。
【請求項3】
前記配管は、一対の前記冷却器を互いに繋いでいる請求項1または請求項2に記載の電子機器。
【請求項4】
一対の前記冷却器のそれぞれの側面には、前記基板に沿った方向について互いに離れた第1ポートおよび第2ポートが形成され、
前記配管は、一対の前記冷却器のうちの一方の前記冷却器である第1冷却器における前記第1ポートと、一対の前記冷却器のうちの他方の前記冷却器である第2冷却器における前記第2ポートとを繋いでおり、
前記第1冷却器における前記第1ポートと前記第2冷却器における前記第2ポートとの間の距離は、前記第1冷却器における前記第1ポートと前記第2冷却器における前記第1ポートとの間の距離よりも大きい請求項3に記載の電子機器。
【請求項5】
前記外側配管部は、前記基板の側面を跨ぐように配置された湾曲配管部を含み、
前記可動配管部は、前記内側配管延長部と前記湾曲配管部とを繋いでいる請求項3または請求項4に記載の電子機器。
【請求項6】
前記可動配管部の形状は、コイル形状となっている請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の電子機器。
【請求項7】
前記可動配管部は、前記冷却器の側面に対して垂直な方向について視た場合に、前記第1冷却器および前記第2冷却器の何れか一方のみに重ねて配置されている請求項4に記載の電子機器。
【請求項8】
前記配管は、前記板厚方向に並べて設けられた複数の前記冷却器のうちで2個以上離れた一対の前記冷却器を互いに繋いでいる請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の電子機器。
【請求項9】
前記可動配管部の外径の寸法は、前記内側配管部の外径の寸法よりも大きい請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、発熱素子を冷却する冷却器を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、基板本体および基板本体に設けられた発熱素子を有する複数の基板と、互いに隣り合う基板の間に設けられた冷却器と、冷却器に接続されたフレキシブルチューブとを備えた電子機器が知られている。冷却器の内部には、フレキシブルチューブを介して、冷媒が流れる。冷却器の内部に冷媒が流れることによって、冷却器が発熱素子を冷却する。フレキシブルチューブの一部は、互いに隣り合う基板の間に挿入されている。フレキシブルチューブは、樹脂から構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平6−266474号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、フレキシブルチューブは、樹脂から構成されている。これにより、冷媒の圧力を上昇させた場合には、フレキシブルチューブに損傷が発生する。したがって、冷媒が流れる配管における冷媒に対する耐圧性が低い。配管における冷媒に対する耐圧性を向上させるために、配管が金属から構成された場合には、電子機器の組立性が低下する。電子機器の組立性を向上させるために、金属から構成された配管を変形可能にした場合には、隣り合う基板の間の距離が大きくなってしまい、電子機器が大型化してしまうという課題があった。
【0005】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、配管における冷媒に対する耐圧性を向上させ、電子機器の組立性を向上させ、電子機器の小型化を図ることができる電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る電子機器は、基板本体および基板本体に設けられた発熱素子を有し、基板本体の板厚方向について並べて設けられた複数の基板と、互いに隣り合う基板の間に設けられ、内部に冷媒が流れて、発熱素子を冷却する冷却器と、冷却器に接続され、金属から構成された配管とを備え、配管は、互いに隣り合う基板の間の領域である基板間領域に配置され、冷却器に接続された内側配管部と、内側配管部から基板間領域の外側に延びて設けられた内側配管延長部と、基板間領域からずれて配置され、内側配管延長部に接続された外側配管部とを有し、外側配管部は、変形可能な可動配管部を含んでいる。
【発明の効果】
【0007】
この発明に係る電子機器によれば、冷却器には、金属から構成された配管が接続され、配管は可動配管部を含む外側配管部を有している。これにより、配管における冷媒に対する耐圧性を向上させ、電子機器の組立性を向上させ、電子機器の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】この発明の実施の形態1に係る電子機器システムを示す構成図である。
図2】人工衛星を示す模式図である。
図3】電子機器冷却システムが設置されていない場合の電子機器ユニットの要部を示す斜視図である。
図4図3の電子機器ユニットの要部を示す側面図である。
図5図1の電子機器の要部を示す正面図である。
図6図5の電子機器の要部を示す側面図である。
図7】この発明の実施の形態2に係る電子機器における配管を示す側面図である。
図8図7の配管の変形例を示す側面図である。
図9図7の配管の変形例を示す側面図である。
図10図9の配管の変形例を示す図である。
図11図10の配管が一対の冷却器を繋いだ場合の電子機器の要部を示す正面図である。
図12図10の配管が一対の冷却器を繋いだ場合の電子機器の要部を示す正面図である。
図13】この発明の実施の形態3に係る電子機器における配管を示す側面図である。
図14】この発明の実施の形態4に係る電子機器の要部を示す正面図である。
図15図14の電子機器の要部の変形例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る電子機器システムを示す構成図である。電子機器システムは、電子機器1と、電子機器1を冷却する全体冷却システム2とを備えている。電子機器1は、複数の電子機器ユニット101と、複数の電子機器ユニット101のそれぞれを冷却する複数の電子機器冷却システム102とを有している。全体冷却システム2は、複数の電子機器冷却システム102を介して、複数の電子機器ユニット101のそれぞれを冷却する。この例では、全体冷却システム2は、予め設定位置に設置されている。
【0010】
全体冷却システム2は、冷媒が循環して流れる配管201と、配管201に接続され、冷媒が流れる受熱部202と、配管201に接続され、冷媒が流れる放熱部203と、配管201を流れる冷媒の圧力を上昇させるポンプ204とを有している。また、全体冷却システム2は、配管201を流れる冷媒の圧力を調節するアキュムレータ205と、配管201を流れる冷媒の流路を開閉するバルブ206と、配管201を流れる冷媒を加熱するヒータ207とを有している。
【0011】
冷媒は、配管201を矢印Aの方向に流れる。配管201を流れる冷媒の流路をバルブ206が開閉することによって、配管201を流れる冷媒の流量が調節される。配管201を流れる冷媒に熱膨張などによる容積変化が発生した場合には、配管201を流れる冷媒の圧力の変化をアキュムレータ205が調節する。
【0012】
配管201を流れる冷媒の流れが単相流である場合には、アキュムレータ205の内部には、空気または冷媒の蒸気が存在する。例えば、熱膨張によって配管201を流れる冷媒が膨張した場合には、アキュムレータにおける気体が配置された領域が圧縮される。これにより、配管201の破裂が防止される。配管201を流れる冷媒の流れが二相流である場合には、配管201の内部の全体が脱気された後、冷媒が配管201の内部に注入される。アキュムレータ205が脱気されることによって、アキュムレータ205の内部には、空気がなくなる。したがって、アキュムレータ205の内部には、蒸気のみが存在する。ヒータなどを用いてアキュムレータ205の内部の蒸気が加熱されたり、蒸気が冷却されたりすることによって、蒸気の体積が調節される。これにより、冷媒の全体の圧力が調節される。全体冷却システム2には、単相流ポンプまたは二相流ポンプを用いた熱輸送装置、ヒートパイプなどのポンプを用いない図示しない熱輸送装置があり得る。
【0013】
電子機器ユニット101に発生した熱は、電子機器冷却システム102を介して、受熱部202に伝達される。受熱部202に伝達された熱は、配管201を流れる冷媒を介して、放熱部203に伝達される。放熱部203に伝達された熱は、放熱部203の周囲に放出される。これにより、全体冷却システム2は、電子機器ユニット101を冷却する。
【0014】
電子機器冷却システム102は、電子機器ユニット101に接続され、冷媒が循環して流れる配管103と、配管103に接続され、冷媒が流れる放熱部104と、配管103に流れる冷媒の圧力を上昇させるポンプ105とを有している。また、電子機器冷却システム102は、配管103に流れる冷媒の圧力を調節するアキュムレータ106と、配管103を流れる冷媒の流路を開閉するバルブ107と、配管103を流れる冷媒を加熱するヒータ108とを有している。また、電子機器冷却システム102は、放熱部104と受熱部202との間に設けられた伝熱シート109と、配管103を流れる冷媒によって冷却される電源110とを有している。電源110によって、ポンプ105およびヒータ108に電流が供給される。また、電源110によって、電子機器ユニット101に電流が供給される。
【0015】
冷媒は、配管103を矢印Bの方向に流れる。配管103を流れる冷媒の流路をバルブ107が開閉することによって、配管103を流れる冷媒の流量が調節される。冷媒の流れが単相流である場合であって、配管103を流れる冷媒に熱膨張などによる容積の変化が発生した場合には、配管103を流れる冷媒の圧力は、アキュムレータ106の内部の気体が圧縮されたり膨張したりすることによって調節される。配管103を流れる冷媒の温度が設定値よりも低くなった場合には、配管103を流れる冷媒をヒータ108が加熱する。これにより、配管103を流れる冷媒の温度が調節される。
【0016】
電子機器ユニット101に発生した熱は、配管103を流れる冷媒を介して、放熱部104に伝達される。放熱部104に伝達された熱は、伝熱シート109を介して、受熱部202に伝達される。これにより、電子機器ユニット101に発生した熱は、全体冷却システム2に伝達される。
【0017】
電源110は、配管103を流れる冷媒によって冷却される。なお、電源110は、例えば、受熱部202によって直接冷却されてもよい。この場合、受熱部202と電源110との間には、熱伝導シート、熱伝導樹脂などが配置されてもよい。また、電源110に発生した熱が電源110の周囲に直接放出されることによって、電源110が冷却されてもよい。
【0018】
放熱部104に伝達された熱は、全体冷却システム2に伝達され、全体冷却システム2に伝達された熱は、放熱部203の周囲に放出される。なお、放熱部104に伝達された熱は、放熱部104の周囲に放出されてもよい。
【0019】
電子機器1の周囲が地上環境下である場合には、電子機器1の環境温度の最大値を50℃程度として、電子機器1が設計される場合が多い。電子機器1の環境温度が50℃程度である場合には、配管103に流れる冷媒の温度が50℃〜60℃程度であるとして電子機器1が設計されることが多い。したがって、地上環境下では、配管103を流れる冷媒として、毒性がなく取扱いが容易な水が用いられる。
【0020】
外的な環境温度が低い場合には、配管103を流れる冷媒として、低温においても固化しない冷媒が用いられる。この場合の冷媒の一例としては、アンモニア、フロン系の冷媒などが挙げられ、また、メタン、エタン、プロパンなどの可燃性冷媒が挙げられる。これらの冷媒は、水と比較して、同一温度での飽和蒸気圧が高くなっている。
【0021】
例えば、気圧が大気圧であり、さらに、温度が常温である場合に、アンモニアは気体となる。アンモニアの圧力を上昇させることによって、アンモニアは液体になる。温度が50℃のアンモニアは、飽和蒸気圧が約20気圧である。したがって、液体のアンモニアを冷媒として用いる場合には、電子機器1が20気圧程度の冷媒の圧力に耐えるようにする必要がある。
【0022】
なお、アンモニアには、刺激臭がある。したがって、水と比較して、アンモニアの漏れに対する注意が必要である。可燃性冷媒の漏れに対する注意も必要である。フロン系の冷媒が漏れた場合には、環境に害を与える。したがって、水を用いる場合よりも冷媒の漏洩に注意を払う必要がある。これらにより、配管103は、樹脂ではなく、金属から構成される必要がある。
【0023】
次に、冷媒としてアンモニアを用いた場合について説明する。図2は、電子機器1が設置された人工衛星を示す模式図である。地球301を中心とした周回軌道302を人工衛星303が周回する。人工衛星303が周回軌道302を周回して、人工衛星303が日陰領域304に入り、太陽305の熱306が人工衛星303に照射されない場合には、人工衛星303の内部の冷媒の温度が低下する。
【0024】
宇宙空間の環境温度は約−270℃である。したがって、配管103を流れる冷媒の温度は、電子機器1が破壊されない範囲で低くすることができる。そのため、約−87℃まで固化せず、配管103を流れる高い圧力の冷媒として、アンモニアが用いられることが多い。
【0025】
また、電子機器1の発熱量が少ない場合、電子機器1が破損しない温度に電子機器1の温度を保つために、ヒータなどを用いて電子機器1を加熱する必要がある場合がある。
【0026】
太陽305の熱306が人工衛星303に照射される場合には、人工衛星303の内部の媒体の温度が上昇する。電子機器1の温度は、許容最大温度以下に抑制する必要がある。電子機器1の許容最大温度は、一般には、100℃〜125℃である。この場合、配管103に流れる冷媒の温度は、概略50℃程度以下になるように、放熱部104の面積などで調節される。
【0027】
人工衛星の内部では、電子機器冷却システム102および全体冷却システム2とともに、ヒートパイプが熱輸送デバイスとして用いられる場合が多い。ヒートパイプ内を流れる冷媒として、アンモニアが用いられる。なお、地上環境下では、一般に、ヒートパイプを流れる冷媒として、水が用いられることが多い。
【0028】
実施の形態1では、図1に示すように、ポンプを用いることによって、ヒートパイプよりも熱輸送能力を高くすることができる、ポンプを利用した電子機器冷却システム102の構成が適用された場合について説明する。
【0029】
上述にように、アンモニアなどの高い圧力の冷媒が配管103に流れる場合、配管103としては、冷媒の高い内圧に耐えうる金属から構成された配管が用いられる。樹脂によって構成され、変形が容易なフレキシブルチューブを配管103として用いる場合には、配管103は、冷媒の高い内圧によって損傷する可能性がある。また、樹脂から構成された配管103は、宇宙空間に発生する放射線によって、劣化する。したがって、宇宙空間では、樹脂によって構成され、変形が容易なフレキシブルチューブを配管103として用いることができない。
【0030】
宇宙空間において配管103内の冷媒としてアンモニアを用いる場合には、冷媒の高い内圧に耐えうることが可能な金属から構成された配管103が用いられる。この場合には、配管103における継目部分は、溶接、ろう付けなどによって強固に接合される必要がある。
【0031】
図3は、電子機器冷却システムが設置されていない場合の電子機器ユニットの要部を示す斜視図である。図4は、図3の電子機器ユニットの要部を示す側面図である。図3および図4には、電子機器ユニット101と比較して説明するための比較例である電子機器ユニット101Aが示されている。電子機器ユニット101Aは、人工衛星303の内部に設置される。
【0032】
電子機器ユニット101Aは、複数の基板111と、複数の基板111のそれぞれを支持する複数の支持部材112とを有している。基板111は、基板本体113と、基板本体113に設けられた複数の発熱素子114とを有している。複数の基板111は、基板本体113の板厚方向について並べて配置されている。したがって、複数の支持部材112は、基板本体113の板厚方向について並べて配置されている。この例では、板厚方向とは、基板本体113についての板厚方向とする。互いに隣り合う基板111の間の領域を基板間領域とする。発熱素子114は、基板間領域に配置されている。
【0033】
また、電子機器ユニット101Aは、基板111を支持部材112に固定する複数の締結具115をさらに有している。締結具115は、支持部材112に設けられたインサートナットと、インサートナットに挿入されるねじとを有している。ねじがインサートナットに挿入されることによって、基板111が支持部材112に固定される。
【0034】
基板111の幅方向一端部には、電気端子116が設けられている。電気端子116は、図示しない外枠に取り付けられた図示しないコネクタに挿入される。これにより、基板111は、コネクタに対して電気的に接続される。
【0035】
発熱素子114は、電子機器ユニット101における主要な発熱源となっている。この例では、1つの基板本体113に対して、4個の発熱素子114が設けられている。なお、1つの基板本体113に対して、1個の発熱素子114が設けられてもよい。また、複数の基板本体113の中で、発熱素子114が設けられていない基板111があってもよい。発熱素子114としては、例えば、半導体素子が挙げられる。なお、基板本体113には、図示しない他の半導体素子が設けられている。
【0036】
支持部材112の高さ方向両端部には、電気端子116がコネクタに挿入された場合に、外枠に取り付けられた図示しないリテイナーに挟まれる支持部材固定部117が設けられている。支持部材固定部117がリテイナーに挟まれることによって、支持部材112が外枠に対して固定される。
【0037】
真空環境下では、基板111の表面から対流による熱の伝達が行われない。したがって、発熱素子114に発生した熱の大部分は、熱伝導によって、基板本体113および支持部材112を介して、外枠に伝達される。外枠に伝達された熱は、外枠が取り付けられた図示しない壁に伝達される。熱伝導によって発熱素子114から壁に伝達される距離が大きい。したがって、発熱素子114から壁までの間の熱抵抗が大きい。その結果、発熱素子114と壁との間の温度差が大きくなる。
【0038】
図5は、図1の電子機器1の要部を示す正面図である。図6は、図5の電子機器1の要部を示す側面図である。電子機器ユニット101は、電子機器ユニット110Aと同様に、複数の基板111と、複数の支持部材112と、複数の締結具115とを有している。電子機器冷却システム102は、互いに隣り合う基板111の間に1個ずつ設けられた複数の冷却器118と、冷却器118を支持部材112に固定する締結具119と、伝熱シート120とを有している。基板本体113と冷却器118との間に発熱素子114が配置されている。支持部材112と冷却器118との間に基板本体113および発熱素子114が配置されている。
【0039】
冷却器118の内部には、高い圧力の冷媒が流れる。冷却器118の内部に冷媒が流れることによって、発熱素子114が冷却される。
【0040】
締結具119は、支持部材112に設けられたインサートナットと、インサートナットに挿入されるねじとを有している。ねじがインサートナットに取り付けられることによって、冷却器118が支持部材112に取り付けられる。
【0041】
配管103は、一対の冷却器118を繋いでいる。この例では、一対の冷却器118を繋いだ配管103について説明する。電子機器冷却システム102は、一対の冷却器118を繋いだ複数の配管103を有している。
【0042】
ポンプ105が駆動することによって、冷却器118と放熱部104との間を高い圧力の冷媒が配管103を通って循環する。互いに隣り合う一対の冷却器118のうちの一方を第1冷却器118Aとし、他方を第2冷却器118Bとする。配管103は、第1冷却器118Aと第2冷却器118Bとを繋いでいる。
【0043】
配管103は、基板間領域に配置される一対の内側配管部121と、内側配管部121から基板間領域の外側まで延びた内側配管延長部122と、基板間領域からずれて配置される外側配管部123とを有している。冷却器118の側面には、基板111に沿って離れた一対のポート124が形成されている。一対のポート124のうちの一方を第1ポート124Aとし、他方を第2ポート124Bとする。
【0044】
一対の内側配管部121のうちの一方を第1内側配管部121Aとし、他方を第2内側配管部121Bとする。第1内側配管部121Aの一端部は、第1冷却器118Aの第1ポート124Aに接続されている。第1内側配管部121Aの他端部は、内側配管延長部122の一端部に接続されている。第2内側配管部121Bの一端部は、第2冷却器118Bの第2ポート124Bに接続されている。第2内側配管部121Bの他端部は、内側配管延長部122の一端部に接続されている。内側配管延長部122の他端部は、基板間領域からずれた位置において外側配管部123に接続されている。外側配管部123の形状は、U字形状となっている。外側配管部123は、変形可能な可動配管部を含んでいる。
【0045】
外側配管部123に含まれる可動配管部の外径の寸法は、基板本体113の板厚方向についての冷却器118の寸法よりも大きい。
【0046】
配管103は、冷媒の圧力を確保するために、金属から構成されている。基板111および冷却器118が支持部材112に取り付けられた後、電子機器1の全体または図示しない外枠を移動させて、電気端子116をコネクタに差し込むことによって、電子機器1が組み立てられる。外側配管部123に含まれる可動配管部によって配管103は、変形可能となっている。これにより、電気端子116をコネクタに差し込む際に、配管103によって繋がれる一対の冷却器118が取り付けられた基板111の位置の誤差がある程度許容される。また、外側配管部123を十分な長さにすることによって、基板111および冷却器118が支持部材112に取り付けられる際に、隣り合う支持部材112の間を局所的に広げることができる。これにより、電子機器1の組立性を向上させることができる。
【0047】
冷却器118は、伝熱シート120を介して発熱素子114に重ねて配置される。言い換えれば、冷却器118と発熱素子114との間には、伝熱シート120が設けられている。これにより、熱伝導によって発熱素子114から基板111および支持部材112に熱が伝達される場合と比較して、熱抵抗が低下する。言い換えれば、発熱素子114と冷却器118との間の熱抵抗を低減させることができる。したがって、発熱素子114に対する冷却能力を向上させることができる。
【0048】
また、外側配管部123に含まれる可動配管部の外径の寸法は、内側配管部121の外径の寸法よりも大きい。外側配管部123に含まれる可動配管部の外径の寸法を内側配管部121の外径の寸法と同等にした場合には、外側配管部123に含まれる可動配管部の内径の寸法が内側配管部121の内径の寸法よりも小さくなってしまう。この場合には、冷媒が外側配管部123に含まれる可動配管部を流れる時の圧力損失が大きくなってしまう。外側配管部123に含まれる可動配管部の外径の寸法が内側配管部121の外径の寸法よりも大きいことによって、冷媒が外側配管部123に含まれる可動配管部を流れる時の圧力損失を低減させることができる。
【0049】
この例では、外側配管部123に含まれる可動配管部の内径の寸法と内側配管部121の内径の寸法とが互いに同一となっている。なお、外側配管部123に含まれる可動配管部の内径の寸法と内側配管部121の内径の寸法とは互いに同一でなくてもよい。外側配管部123に含まれる可動配管部の外径、内径および長さの寸法は、外側配管部123に含まれる可動配管部に加えられる内圧、外側配管部123に含まれる可動配管部に発生する変形量などによって決められる。外側配管部123に含まれる可動配管部に発生する変形量としては、例えば、曲げ量、伸長量、収縮量などが挙げられる。
【0050】
複数の発熱素子114が基板本体113に設けられている。1個の冷却器118が1枚の基板本体113上の複数の発熱素子114を冷却する。1枚の基板本体113上の複数の発熱素子114を冷却するために、複数の冷却器118を設置する構成とすることも可能であるが、1個の冷却器118が1枚の基板本体113上の複数の発熱素子114を冷却する構成にすることによって、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0051】
冷却器118と支持部材112とが締結具119を用いて互いに固定されている。これにより、基板111の剛性を向上させることができる。したがって、基板111のそりの発生を抑制することができる。支持部材112には、複数の開口部125が形成されている。これにより、支持部材112の軽量化を図ることができる。
【0052】
図6では、発熱素子114のみが基板本体113に設けられている構成を示している。しかしながら、発熱素子114以外の素子が基板本体113に設けられてもよい。発熱素子114以外の素子としては、例えば、発熱量が少ない半導体素子が挙げられる。発熱量が少ない半導体素子には、冷却器118を取り付ける必要がない。この場合には、発熱量が少ない半導体素子に発生する熱は、基板本体113および支持部材112の熱伝導によって外部に排出される。
【0053】
電子機器冷却システム102に流れる冷媒に関しては、液体の単相のみで使用される単相流と、冷却器118で沸騰させて液体の一部を気体にさせ、放熱部104で凝縮させて液体に戻す二相流とが挙げられる。この例では、配管103の内部の圧力がより高くなる二相流が用いられた電子機器冷却システム102について説明する。配管103を循環する冷媒は、冷却器118において、発熱素子114から熱を受ける。これにより、冷媒の一部は、蒸気となる。したがって、冷却器118の内部にある冷媒の少なくとも一部は、気液二相状態となっている。気体と液体とが混合した気液二相状態となって、冷媒は、放熱部104に送られる。
【0054】
放熱部104では、冷媒が冷却され、蒸気が凝縮して液体に戻る。したがって、放熱部104を通過した冷媒は、液体のみの単相流となってポンプ105に流れ込む。ポンプ105で圧力が上昇した冷媒は、沸騰を開始する温度になるまでヒータ108によって加熱される。ヒータ108によって加熱された冷媒は、再び冷却器118に送られる。
【0055】
このような気液二相流で熱輸送を行う場合、配管103の内部の全てに冷媒を充填するのではなく、配管103の内部を真空にした後、他のガスの混入がほとんどないようにして、冷媒が配管103の一部に封入される。したがって、気体の領域は、冷媒の蒸気で満たされ、特に、アキュムレータ106の内部には、圧力制御のための蒸気を溜めることができる。
【0056】
冷媒の沸騰と凝縮とを用いた気液二相流では、冷媒が液体から気体に変わる際の潜熱が冷却に利用される。したがって、単相流ように、冷媒の温度が下流側において上昇することがない。また、潜熱が利用されることによって、大量の冷媒を循環させることなく、少量の冷媒で、顕熱温度の上昇による電子機器1の温度上昇を抑制することができ、電子機器冷却システム102の軽量化が可能である。
【0057】
冷却器118は、冷媒が液体から気体に変化する時の潜熱を利用して、発熱素子114を冷却する。冷媒を少量にすることができるため、配管103およびポンプ105を小型化することができる。その結果、配管103およびポンプ105の軽量化を図ることができる。
【0058】
ただし、沸騰現象を利用するためには、媒体の圧力を飽和蒸気圧まで上昇させる必要がある。これにより、配管103に働く内圧は、単相流の場合と比較して、高くなる。したがって、配管103は、単相流の場合と比較して、より高い耐圧が必要となる。
【0059】
例えば、最大で50℃の温度までアンモニアの温度が上昇する場合、50℃のアンモニアの飽和蒸気圧は、約20気圧である。尤度を考慮すると、配管103は、通常の大気圧よりも約20倍以上の内圧に耐える性能が必要となる。
【0060】
実施の形態1では、外側配管部123に含まれる可動配管部の外径の寸法が大きいので、外側配管部123は、基板間領域からずれて配置される。これにより、隣り合う基板111の間の距離を小さくすることができる。したがって、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0061】
なお、冷媒として水を利用した場合には、50℃における飽和蒸気圧は、0.12気圧となる。水の飽和蒸気圧は、大気圧である1気圧よりも小さい。したがって、地上環境下においては、配管103に対して外側から内側に働く1気圧程度の外圧に耐えるようにすればよい。この場合、高い圧力の冷媒であるアンモニアにおいて必要とされる配管103の耐圧と比較して、1桁以上小さく、また、配管103の耐圧に要求される方向が異なる。
【0062】
実施の形態1では、少なくとも2個以上の冷却器118が互いに直列に接続されている。2個以上の冷却器118が互いに並列に接続されている場合には、一般に、共通ヘッダを設けて、分配管によりそれぞれの冷却器118に冷媒が分配される。冷媒が分配される場合には、冷媒の流量を調節するためのバルブがそれぞれの分配管に設けられる。
【0063】
2個以上の冷却器118が互いに並列に接続されている場合であっても、電子機器1の組立時の各部材の公差の吸収、取付後の基板111の変形の緩和および組立性の向上のために、共通ヘッダと冷却器118との間には、可動配管部を配置する必要がある。
【0064】
なお、複数の冷却器118が互いに直列に接続された場合には、複数の冷却器118が互いに並列に接続された場合と比較して、冷媒の流路断面積が小さくなる。例えば、30枚の基板111が互いに並列に接続された場合には、共通ヘッダから1個の冷却器118に接続される配管103の数は、30本となる。一方、30枚の基板111が互いに直列に接続された場合には、1本の配管103で全ての冷却器118が接続される。したがって、配管103の内径が同一の場合に、複数の冷却器118が互いに直列に接続された場合の冷媒の流路断面積は、複数の冷却器118が互いに並列に接続された場合の冷媒の流路断面積と比較して、1/30倍となる。これにより、配管103を通過する冷媒の流速が増加して、冷媒が配管103を通過する時の圧力損失が増加する。しかしながら、潜熱を利用した電子機器1の場合には、液体の冷媒の一部が気体に変化することによって、熱輸送を行うことが可能である。したがって、単相流の場合と比較して、配管103を通過する冷媒の必要な循環流量を少なくすることができる。これにより、冷媒が配管103を通過する時の圧力損失の増加の抑制が可能である。また、ポンプ105を利用して、配管103に冷媒を循環させるので、冷媒が配管103を通過する時の圧力損失は、大きな課題とはならない。
【0065】
また、複数の冷却器118が互いに直列に接続された場合には、全ての冷却器118に冷媒が流れる。これにより、複数の冷却器118に対して冷媒を分配するための問題が発生しない。一方、複数の冷却器118が互いに並列に接続された場合には、共通ヘッダからそれぞれの冷却器118に冷媒を適切に分配するためのバルブが必要となる。
【0066】
特に、冷媒の気液二相流を用いて熱輸送する場合には、発熱量、流量、配管径などに応じて、気体の冷媒と液体の冷媒とが交互に配管103を通過するスラグ流になったり、液体の冷媒が配管103の側面の近くを通過し、気体の冷媒が配管103の径方向中心部分を通過する環状流になったりして、冷媒の流れ方が変化する。発熱量、流量の変化に応じて、冷媒の流れ方が変わり、結果として、圧力損失が変化し、冷媒の分配量が変化する。したがって、常に状態をモニタして、冷媒の一部が冷却器118に流れない状況または冷媒の流量が大幅に低下する状況が発生しないように、バルブ、ヒータを用いて、流量、温度を制御する必要がある。
【0067】
したがって、複数の冷却器118が互いに直列に接続された場合、制御が簡略化され、また、バルブ、ヒータなどの冷媒の流量、温度を調節する機構が少なくなり、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0068】
外側配管部123は、可動配管部を含んでいる。したがって、外側配管部123は、可動配管部を含まない配管と比較して、大きな設置スペースが必要となる。可動配管部を含む外側配管部123を基板間領域からずれて配置することによって、基板間の距離が小さくなる。
【0069】
外側配管部123に含まれる可動配管部の構造を蛇腹構造、波形構造などにすることによって、外側配管部123に含まれる可動配管部が変形可能となっている。したがって、外側配管部123を曲げることができる曲率には制約がある。隣り合う基板111の間の距離が小さい場合には、外側配管部123に許容される曲率では、対応できない場合がある。したがって、外側配管部123に許容される曲率が、隣り合う基板111の間の距離を小さくする時のボトルネックとなることがある。
【0070】
隣り合う基板111の間の距離を小さくするためには、基板本体113の板厚方向についての冷却器118の寸法が小さくされる。基板本体113の板厚方向についての冷却器118の寸法は、内側配管部121の外径の寸法と同程度となっている。冷却器118は、板厚方向について伝熱シート120を介して発熱素子114に接触している。板厚方向についての冷却器118の寸法は、板厚方向に対して垂直な方向についての冷却器118の寸法よりも小さい。言い換えれば、冷却器118の幅方向の寸法および高さ方向の寸法のそれぞれは、冷却器118の板厚方向の寸法よりも大きい。
【0071】
配管103は、第1冷却器118Aの第1ポート124Aと第2冷却器118Bの第2ポート124Bとを繋いでいる。第1冷却器118Aにおける第1ポート124Aと第2冷却器118Bにおける第2ポート124Bとの間の距離は、第1冷却器118Aにおける第1ポート124Aと第2冷却器118Bにおける第1ポート124Aとの間の距離よりも大きい。したがって、第1冷却器118Aの第1ポート124Aと第2冷却器118Bの第1ポート124Aとの間を接続する場合よりも、第1冷却器118Aの第1ポート124Aと第2冷却器118Bの第2ポート124Bとの間を接続する方が、外側配管部123の曲率を小さくすることができる。したがって、外側配管部123に許容される曲率が、隣り合う基板111の間の距離を小さくする時のボトルネックとなることが抑制される。その結果、電子機器1の組立性を向上させることができ、また、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0072】
以上説明したように、この発明の実施の形態1に係る電子機器1によれば、冷却器118には、金属から構成された配管103が接続されている。これにより、冷媒に対する配管103の耐圧性を向上させることができる。また、配管103は、内側配管部121と内側配管延長部122と外側配管部123とを有している。外側配管部123は、基板間領域からずれて配置されている。基板間領域には、内側配管部121が配置されている。外径の寸法が大きい外側配管部123が基板間領域からずれて配置され、外径の寸法が小さい内側配管部121が基板間領域に配置されることによって、隣り合う基板111の間の距離を小さくすることができる。したがって、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。また、外側配管部123は、変形可能な可動配管部を含んでいる。これにより、電子機器1の組立性を向上させることができる。
【0073】
また、冷却器118は、冷媒が液体から気体に変化する時の潜熱を利用して、発熱素子114を冷却する。これにより、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0074】
また、配管103は、一対の冷却器118を互いに繋いでいる。これにより、複数の配管103のそれぞれに同一流量の冷媒を流すことができる。また、2個以上の冷却器118が直列に接続されている。これにより、共通ヘッダを削減することができる。したがって、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0075】
また、配管103は、第1冷却器118Aの第1ポート124Aと第2冷却器118Bの第2ポート124Bとを繋いでいる。これにより、隣り合う基板111の間の距離を小さくすることができる。
【0076】
なお、実施の形態1では、人工衛星の内部において用いられる電子機器1について説明した。しかしながら、本発明の適用は、これに限らない。例えば、地上で用いられる電子機器1であってもよい。この場合、電子機器1としては、例えば、大型スーパーコンピュータで用いられるサーバーブレードが挙げられる。
【0077】
地上の電子機器1では、一般に、発熱素子114に発生する熱は、主に、隣り合う基板111の間に流れる流体に熱が伝達されることで放熱される。発熱素子114の発熱量が少ない場合には、自冷循環によって熱輸送が行われ、発熱素子114の発熱量が多い場合には、ファン送風によって熱輸送が行われる。実施の形態1では、冷却器118が発熱素子114に重ねられている。これにより、発熱素子114を冷却する能力を大幅に向上させることができる。
【0078】
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2に係る電子機器における配管を示す側面図である。配管103は、一対の内側配管部121と、一対の内側配管部121に接続された一対の内側配管延長部122と、一対の内側配管延長部122に接続された一対の外側配管部123とを備えている。内側配管部121および内側配管延長部122は、直線形状に延びて形成されている。外側配管部123は、U字形状に形成された湾曲配管部126と、内側配管延長部122と湾曲配管部126とを繋ぐ一対の可動配管部127とを有している。湾曲配管部126は、基板111の側面を跨ぐように配置される。可動配管部127は、外力が加えられていない場合には、内側配管部121および内側配管延長部122の延長線上に直線形状に延びて配置される。
【0079】
一般に、変形可能な蛇腹構造または波形形状の配管103は、直線形状に延びて配置された状態を基準として製造される。したがって、実施の形態1のように外側配管部123を湾曲させて設置する場合には、外側配管部123におけるさらなる湾曲変形についての尤度が小さくなる。さらに、外側配管部123の可動配管部における湾曲することができる曲率は、湾曲して形成された通常の配管における曲率よりも小さい。したがって、外側配管部123の湾曲することができる曲率が、隣り合う基板111の間の距離を小さくする時のボトルネックとなることを抑制することができる。実施の形態1では、外側配管部123に含まれる可動配管部の内径の寸法は、内側配管部121の内径の寸法と同一となっている。また、実施の形態1では、外側配管部123に含まれる可動配管部は、直線形状の部分と湾曲形状の部分とに分けられている。
【0080】
実施の形態2では、外側配管部123は、直線形状の可動配管部127と、湾曲形状の湾曲配管部126とから構成されている。湾曲配管部126の曲率は、実施の形態1における湾曲した外側配管部123に含まれる可動配管部の曲率よりも大きくすることができる。これにより、隣り合う基板111の間の距離の縮小化に対してより大きく対応することができる。したがって、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0081】
湾曲配管部126の外径の寸法は、実施の形態1の外側配管部123の外径の寸法と同一となっている。したがって、湾曲配管部126の外径の寸法は、内側配管部121の外径の寸法よりも大きい。
【0082】
図8は、図7の配管103の変形例を示す側面図である。湾曲配管部126の外径の寸法は、内側配管部121の外径の寸法と同一であってもよい。この場合、電子機器1の小型化および軽量化をさらに図ることができる。
【0083】
図9は、図7の配管103の変形例を示す側面図である。外側配管部123は、一対ではなく、1個の可動配管部127を有する構成であってもよい。この場合、一対の内側配管延長部122のうちの一方の内側配管延長部122は、可動配管部127に接続され、他方の内側配管延長部122は、湾曲配管部126に接続される。外側配管部123における少なくとも一箇所に変形可能な可動配管部127が配置されていれば、電子機器1の組立性を向上させることができ、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。ただし、この場合の外側配管部123の変形量は小さくなる。
【0084】
図10は、図9の配管103の変形例を示す図である。図8と同様に、湾曲配管部126の外径の寸法は、内側配管部121の外径の寸法と同一であってもよい。この場合、電子機器1の小型化および軽量化をさらに図ることができる。
【0085】
実施の形態2では、湾曲配管部126は、変形しない配管である。したがって、湾曲配管部126の曲率を大きくし、さらに、湾曲配管部126を細くすることが容易となる。
【0086】
また、変形可能な可動配管部127は、外力が加えられていない場合に、直線形状に延びて形成されている。したがって、可動配管部127の変形量に尤度ができる。その結果、配管103の必要な長さを小さくすることができる。これにより、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0087】
図11は、図10の配管103が一対の冷却器118を繋いだ場合の電子機器1の要部を示す正面図である。図11では、冷却器118の側面に対して垂直な方向に視た場合に、第1冷却器118Aにおける第1ポート124Aおよび第2ポート124Bに対して、可動配管部127が重なるように配置されている。したがって、第2冷却器118Bにおける第1ポート124Aおよび第2ポート124Bに対して、可動配管部127が重なっていない。この場合に、隣り合う一対の可動配管部127の最短距離は、Cとなる。
【0088】
図12は、図10の配管103が一対の冷却器118を繋いだ場合の電子機器1の要部を示す正面図である。図12では、冷却器118の側面に対して垂直な方向に視た場合に、それぞれの冷却器118における第1ポート124Aに対して、可動配管部127が重なるように配置されている。この場合に、隣り合う一対の可動配管部127の最短距離は、Dとなる。
【0089】
冷却器118の板厚方向の寸法は小さくなっている。また、冷却器118の幅方向の寸法および高さ方向の寸法は、冷却器118の板厚方向の寸法よりも大きい。したがって、C>Dである。
【0090】
図11に示すように、一対の冷却器118のうちの第1冷却器118Aにのみ可動配管部127が重なるように配置することによって、隣り合う一対の可動配管部127の間の距離が、可動配管部127が配置される位置によってボトルネックとなることを抑制することができる。これにより、電子機器1の組立性を向上させるとともに、電子機器1の小型化および軽量化をさらに図ることができる。
【0091】
以上説明したように、この発明の実施の形態2に係る電子機器1によれば、外側配管部123は、湾曲配管部126と、変形可能な可動配管部127とを有している。これにより、外側配管部123の湾曲部分の曲率を大きくすることができ、また、外側配管部123の湾曲の外径の寸法を小さくすることができる。また、可動配管部127の形状は、外力が加えられていない場合には、直線形状となっている。これにより、可動配管部127の変形量の尤度を大きくすることができる。したがって、湾曲配管部126の長さを小さくすることができる。したがって、電子機器1の組立性を向上させることができるとともに、電子機器1の小型化および軽量化を図ることができる。
【0092】
また、可動配管部127は、冷却器118の側面に対して垂直な方向について視た場合に、第1冷却器118Aのみに重ねて配置されている。これにより、隣り合う可動配管部127の間の距離を小さくすることができる。
【0093】
実施の形態3.
図13は、この発明の実施の形態3に係る電子機器における配管を示す側面図である。変形可能な可動配管部が含まれる外側配管部123の形状は、コイル形状となっている。その他の構成は、実施の形態1または実施の形態2と同様である。
【0094】
実施の形態1では、外側配管部123として、蛇腹構造、波形構造などの構造に形成されたフレキシブル配管が用いられている。蛇腹構造、波形構造などの構造では、外側配管部123の外径の寸法が大きくなる。
【0095】
実施の形態3では、外側配管部123の形状がコイル形状となっている。これにより、外側配管部123として、蛇腹構造、波形形状の構造に形成されたフレキシブル配管を用いる必要がない。この場合であっても、電子機器1の組立時の公差の吸収、取付後の基板111の変形の緩和、電子機器1の組立性の向上を図ることができる。また、外側配管部123の外径の寸法を小さくすることができる。
【0096】
外側配管部123の形状がコイル形状であるので、蛇腹構造、波形構造などの構造に形成されたフレキシブル配管と比較して、外側配管部123を流れる冷媒の流路の長さが大きくなる。外側配管部123の重量は、外側配管部123における巻数によって変化する。
【0097】
外側配管部123の外径の寸法が大きい場合には、外側配管部123の形状をコイル形状に変形させることが難しい。したがって、外側配管部123の外径の寸法は、小さい方がよい。
【0098】
外側配管部123の外径の寸法は、内側配管部121の外径の寸法と同一となっている。実施の形態1および実施の形態2では、外側配管部123に含まれる可動配管部が内側配管延長部122に対して溶接によって接続される。一方、実施の形態3では、コイル形状の外側配管部123および内側配管延長部122のそれぞれは、互いに接続された状態で同時に形成される。したがって、外側配管部123と内側配管延長部122とを接続するための溶接が省略され、電子機器1の低コスト化が可能となる。また、外側配管部123には、蛇腹構造、波形構造がないので、外側配管部123の軽量化が可能となる。
【0099】
なお、コイル形状に形成された外側配管部123の全体の外径は、外側配管部123の外径の寸法よりも大きい。外側配管部123は、基板間領域からずれて配置されている。これにより、電子機器1の組立性の向上、電子機器の小型化および軽量化を図ることができる。
【0100】
以上説明したように、この発明の実施の形態3に係る電子機器1によれば、外側配管部123の形状は、コイル形状となっている。これにより、電子機器1の低コスト化および軽量化を図ることができる。
【0101】
実施の形態4.
図14は、この発明の実施の形態4に係る電子機器の要部を示す正面図である。配管103は、複数の冷却器118のうちで2個離れた一対の冷却器118を互いに繋いでいる。言い換えれば、冷却器118によって繋がれた一対の冷却器118は、隣り合っていない。
【0102】
冷却器118の側面に垂直な方向から視た場合に、隣り合う一対の冷却器118のうちの第1冷却器118Aの第2ポート124Bと第2冷却器118Bの第1ポート124Aとに可動配管部127が重ねられている。その他の構成は、実施の形態1から実施の形態3までの何れかと同様である。
【0103】
以上説明したように、この発明の実施の形態4に係る電子機器1によれば、配管103は、複数の冷却器118のうちで2個離れた一対の冷却器118を互いに繋いでいる。これにより、可動配管部127の間の距離を広げることができる。したがって、隣り合う一対の基板111の間の距離が、可動配管部127が配置される位置によってボトルネックとなることを抑制することができる。
【0104】
なお、実施の形態4では、配管103は、複数の冷却器118のうちで2個離れた一対の冷却器118を互いに繋いでいる構成について説明した。しかしながら、これに限らず、配管103は、複数の冷却器118のうちで2個以上離れた一対の冷却器118を互いに繋いでいる構成であればよい。
【0105】
また、実施の形態4では、冷却器118の側面に垂直な方向から視た場合に、隣り合う一対の冷却器118のうちの第1冷却器118Aの第2ポート124Bと第2冷却器118Bの第1ポート124Aとに可動配管部127が重ねられている構成について説明した。しかしながら、図15に示すように、冷却器118の側面に垂直な方向から視た場合に、複数の冷却器118のそれぞれにおける第2ポート124Bに可動配管部127が重ねられている構成であってもよい。
【0106】
なお、各上記実施の形態では、一対の冷却器118を繋ぐ配管103について説明した。しかしながら、1個の冷却器118に接続された配管103であってもよい。
【符号の説明】
【0107】
1 電子機器、2 全体冷却システム、101 電子機器ユニット、102 電子機器冷却システム、103 配管、104 放熱部、105 ポンプ、106 アキュムレータ、107 バルブ、108 ヒータ、109 伝熱シート、110 電源、111 基板、112 支持部材、113 基板本体、114 発熱素子、115 締結具、116 電気端子、117 支持部材固定部、118 冷却器、118A 第1冷却器、118B 第2冷却器、119 締結具、120 伝熱シート、121 内側配管部、121A 第1内側配管部、121B 第2内側配管部、122 内側配管延長部、123 外側配管部、124 ポート、124A 第1ポート、124B 第2ポート、125 開口部、126 湾曲配管部、127 可動配管部、201 配管、202 受熱部、203 放熱部、204 ポンプ、205 アキュムレータ、206 バルブ、207 ヒータ、301 地球、302 周回軌道、303 人工衛星、304 日陰領域、305 太陽、306 熱。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15

【手続補正書】
【提出日】2019年9月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
この発明に係る電子機器は、基板本体および基板本体に設けられた発熱素子を有し、基板本体の板厚方向について並べて設けられた複数の基板と、互いに隣り合う基板の間に設けられ、内部に冷媒が流れて、発熱素子を冷却する冷却器と、冷却器に接続され、金属から構成された配管とを備え、配管は、互いに隣り合う基板の間の領域である基板間領域に配置され、冷却器に接続された内側配管部と、内側配管部から基板間領域の外側に延びて設けられた内側配管延長部と、基板間領域からずれて配置され、内側配管延長部に接続された外側配管部とを有し、配管は、一対の冷却器を互いに繋いでおり、外側配管部は、変形可能な可動配管部と、基板の側面を跨ぐように配置された湾曲配管部とを含み、可動配管部は、内側配管延長部と湾曲配管部とを繋いでいる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板本体および前記基板本体に設けられた発熱素子を有し、前記基板本体の板厚方向について並べて設けられた複数の基板と、
互いに隣り合う前記基板の間に設けられ、内部に冷媒が流れて、前記発熱素子を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、金属から構成された配管と
を備え、
前記配管は、
互いに隣り合う前記基板の間の領域である基板間領域に配置され、前記冷却器に接続された内側配管部と、
前記内側配管部から前記基板間領域の外側に延びて設けられた内側配管延長部と、
前記基板間領域からずれて配置され、前記内側配管延長部に接続された外側配管部と
を有し、
前記配管は、一対の前記冷却器を互いに繋いでおり、
前記外側配管部は、変形可能な可動配管部と、前記基板の側面を跨ぐように配置された湾曲配管部とを含み、
前記可動配管部は、前記内側配管延長部と前記湾曲配管部とを繋いでいる電子機器。
【請求項2】
一対の前記冷却器のそれぞれの側面には、前記基板に沿った方向について互いに離れた第1ポートおよび第2ポートが形成され、
前記配管は、一対の前記冷却器のうちの一方の前記冷却器である第1冷却器における前記第1ポートと、一対の前記冷却器のうちの他方の前記冷却器である第2冷却器における前記第2ポートとを繋いでおり、
前記第1冷却器における前記第1ポートと前記第2冷却器における前記第2ポートとの間の距離は、前記第1冷却器における前記第1ポートと前記第2冷却器における前記第1ポートとの間の距離よりも大きい請求項に記載の電子機器。
【請求項3】
基板本体および前記基板本体に設けられた発熱素子を有し、前記基板本体の板厚方向について並べて設けられた複数の基板と、
互いに隣り合う前記基板の間に設けられ、内部に冷媒が流れて、前記発熱素子を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、金属から構成された配管と
を備え、
前記配管は、
互いに隣り合う前記基板の間の領域である基板間領域に配置され、前記冷却器に接続された内側配管部と、
前記内側配管部から前記基板間領域の外側に延びて設けられた内側配管延長部と、
前記基板間領域からずれて配置され、前記内側配管延長部に接続された外側配管部と
を有し、
前記配管は、一対の前記冷却器を互いに繋いでおり、
前記外側配管部は、変形可能な可動配管部を含んでおり、
一対の前記冷却器のそれぞれの側面には、前記基板に沿った方向について互いに離れた第1ポートおよび第2ポートが形成され、
前記配管は、一対の前記冷却器のうちの一方の前記冷却器である第1冷却器における前記第1ポートと、一対の前記冷却器のうちの他方の前記冷却器である第2冷却器における前記第2ポートとを繋いでおり、
前記第1冷却器における前記第1ポートと前記第2冷却器における前記第2ポートとの間の距離は、前記第1冷却器における前記第1ポートと前記第2冷却器における前記第1ポートとの間の距離よりも大きく、
前記可動配管部は、前記冷却器の側面に対して垂直な方向について視た場合に、前記第1冷却器および前記第2冷却器の何れか一方のみに重ねて配置されている電子機器。
【請求項4】
前記冷却器は、前記冷媒が液体から気体に変化する時の潜熱を利用して、前記発熱素子を冷却する請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の電子機器。
【請求項5】
前記配管は、前記板厚方向に並べて設けられた複数の前記冷却器のうちで2個以上離れた一対の前記冷却器を互いに繋いでいる請求項1から請求項までの何れか一項に記載の電子機器。
【請求項6】
前記可動配管部の外径の寸法は、前記内側配管部の外径の寸法よりも大きい請求項1から請求項までの何れか一項に記載の電子機器。
【国際調査報告】