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公開番号2025139525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024062953
出願日2024-04-09
発明の名称浸入式液体放熱装置
出願人個人
代理人弁理士法人服部国際特許事務所
主分類H05K 7/20 20060101AFI20250918BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】浸入式液体放熱装置を提供する。
【解決手段】液体放熱フィン40の一端に設ける第1液体ボックス41を液体貯蔵ボックス10の開口部に組み合わせることにより、もう一端の放熱フィンチューブ組を液体貯蔵ボックス10内部の冷却液体に浸漬させる。液体貯蔵ボックス10の外側にペルチェ素子20と、放熱フィン30が設けられており、ペルチェ素子20に通電することで、ペルチェ素子20によって、氷冷温度に引き下げ、冷却液体によって、放熱チューブ組内部の作動流体の温度を高速に引き下げ、放熱チューブ組が外面温度により放熱効果への影響を避ける。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
側壁部と、後部壁と、前面開口部からなる金属ボックス体に冷却液体を注入する液体貯蔵チャンバーを有する液体貯蔵ボックスと、
前記液体貯蔵ボックスの後部壁または側壁部の外面に貼り付ける低温面を有し、前記液体貯蔵ボックスの後部壁または側壁部の外面に設けられるペルチェ素子と、
ベース部を前記ペルチェ素子の高温面に貼り付けられる放熱フィンと、
第１液体ボックスと、第２液体ボックスと、放熱チューブ組とを含み、前記第１液体ボックスの内部は高温液体チャンバーと、低温液体チャンバーに仕切られていて、ボックス壁はそれぞれ前記高温液体チャンバーの高温液体入口と、前記低温液体チャンバーの冷却液体出口に連絡され、前記第２液体ボックスの内部は還流チャンバーを形成し、前記放熱チューブ組は複数の第１放熱チューブと、複数の第２放熱チューブとを含み、前記第１放熱チューブと、前記第２放熱チューブの一端はそれぞれ前記第１液体ボックスの前記高温液体チャンバーと、前記低温液体チャンバーに連絡され、前記第１放熱チューブが前記第２放熱チューブのもう一端を前記第２液体ボックスの前記還流チャンバーに連絡する液体放熱フィンとを備え、
前記液体放熱フィンの前記第２液体ボックスと、前記放熱チューブ組とが前記液体貯蔵ボックスの前面開口部より前記液体貯蔵チャンバーに組み込まれると共に、前記第１液体ボックスの外周壁が前記液体貯蔵ボックスの前面開口部に封止された後、前記放熱チューブ組が前記液体貯蔵ボックスの冷却液に完全に浸漬されることを特徴とする、浸入式液体放熱装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記液体貯蔵ボックスの前記液体貯蔵チャンバーの両側２つの側壁にそれぞれ２つのレールが設けられ、前記放熱チューブ組の両側にそれぞれ固定フレームが設けられ、前記固定フレームは前記２つのレールの間に制限されることを特徴とする、請求項１記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項３】
前記固定フレームは前記放熱チューブ組の両側に結合される実直プレートと、前記実直プレートに垂直に設けられた取り付け突起プレートとが設けられ、前記取り付け突起プレートは前記２つのレールの間に制限されることを特徴とする、請求項２記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項４】
前記レールの前面から前面開口部の間に嵌着部が設けられ、前記第１液体ボックスの端面が前記レールの前面に当たるまで挿入されることを特徴とする、請求項２または請求項３記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項５】
前記第１液体ボックスと、前記液体貯蔵ボックスの前記前面開口部とが一体に溶着されていることを特徴とする、請求項４記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項６】
前記液体貯蔵ボックスの前記後部壁または前記側壁部に凹み溝が設けられ、前記ペルチェ素子は前記凹み溝に挿入され、前記低温面は前記凹み溝の溝ベース部に貼り付けられることを特徴とする、請求項１記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項７】
前記ペルチェ素子は２以上を有し、前記液体貯蔵ボックスの前記後部壁または前記側壁部に前記ペルチェ素子の数に対応する前記凹み溝が設けられることを特徴とする、請求項６記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項８】
前記第１液体ボックスは、第１ボックス体と第１ボックスカバーより構成され、前記第２液体ボックスは、前記第２ボックス体と前記第２ボックスカバーより構成され、前記第１ボックスカバーと前記第２ボックスカバーは、それぞれ前記第１ボックス体と前記第２ボックス体とを接続する複数の放熱チューブ挿入穴により連絡され、前記第１放熱チューブと前記第２放熱チューブの両端はそれぞれ前記フィンチューブ挿入穴に挿入され溶接されていることを特徴とする、請求項１記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項９】
前記第１ボックス体の内部は互いに並行する高温液体スペーサと、低温液体スペーサと、前記高温スペーサと前記低温スペーサとの間に形成される断熱空間を有し、前記高温スペーサと前記低温スペーサによって、前記高温液体チャンバーと前記低温液体チャンバーに仕切られていることを特徴とする、請求項８記載の浸入式液体放熱装置。
【請求項１０】
前記放熱チューブ組は、前記第１放熱チューブと、前記第２放熱チューブとの間のヒートシンクを含むことを特徴とする、請求項１記載の浸入式液体放熱装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はプロセッサー放熱技術分野の液体放熱装置に関わり、特にペルチェ部材の冷却働きを利用し、プロセッサー放熱効果を向上させる浸入式液体放熱装置に関わる。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
公知液体放熱装置の一例として、米国特許第ＵＳ２００６０１８５３７８Ａ１号（特許文献１）及びＵＳ２０１３０２９９１３９Ａ１号（特許文献２）に示すように、プロセッサー表面に貼り付ける液体放熱ヘッドと、放熱働きの液体放熱フィンと、液体放熱ヘッド及び液体放熱フィンに接続する２つの液体パイプとを備え、液体ポンプを介して、液体放熱ヘッドと、液体放熱フィンの間で循環流動され、作動流体が液体放熱ヘッドを通過され、プロセッサーの熱エネルギーを液体放熱フィンに搬送させて再び放熱させることによって、液体の温度を引き下げた後に再び液体放熱ヘッドに流して、循環流動により放熱を行う。
【０００３】
もう一つの冷却液体放熱フィンの構造は、米国特許第ＵＳ１１７７４１９２Ｂ２号（特許文献３）に示すように、液体入力ボックスと、液体収集ボックスと、複数のフィンチューブとを備え、液体入力ボックスが仕切り板によって、高温液体チャンバーと、低温液体チャンバーとに仕切られ、液体入力ボックスの壁部において高温液体チャンバーの高温液体入口と、低温液体チャンバーの冷温温液体出口とを連絡され、高温液体入口と、低温液体出口がそれぞれ液体チューブを介して、液体冷却ヘッドに接続され、複数のフィンを液体入力ボックスと、液体収集ボックスとの間に接続されていて、かつ、複数のフィンの外側に例えばファンと接続され、これにより、稼働のとき、高温液体が高温液体入口から液体入力ボックスと、液体収集ボックスに流れ、再び液体収集ボックスより液体入力ボックスと、低温液体出口に流れるプロセスにおいて、ファンを用いて複数のフィンに送風し空冷放熱させて、液体温度を引き下げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許第ＵＳ２００６０１８５３７８Ａ１号
ＵＳ２０１３０２９９１３９Ａ１号
米国特許第ＵＳ１１７７４１９２Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した公知液体放熱のファンを用いた作動流体を放熱させる技術には、周囲温度に影響されやすい、例えば室温が高すぎることや筐体の内部温度が高すぎたりすると、液体放熱フィンの空冷効率が低下し、液体放熱装置の冷却効率に直接影響を与えてしまう。そのため、公知の液体放熱の空冷効率が周囲温度に影響されやすい欠点を解決するため、本発明で積極的に克服すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の主な目的は、浸入式液体放熱装置を提供することであり、液体放熱フィンの一端に設ける第１液体ボックスを液体貯蔵ボックスの開口部に溶接組み合わせ、液体放熱フィンのもう一端にある第２液体ボックスと、放熱フィンを液体貯蔵ボックス内部の冷却液体に浸入させる。液体貯蔵ボックスの外側には、液体貯蔵ボックス内の冷却液をより低温に冷却するためのペルチェ素子と、放熱フィンが設けられており、液体放熱フィンの放熱フィンが冷却液によって冷却される。
【０００７】
本発明の次の目的は、液体貯蔵ボックス内部の位置決めレールと、液体放熱フィン両側の固定フレーム構造により、液体放熱フィンが液体貯蔵ボックス内に確実に取り付ける浸入式液体放熱装置を提供する。
【０００８】
本発明もう一つの目的は、液体放熱フィンの一端に設けられた第１液体ボックスの内部構造を改良して断熱空間を形成し、第１液体ボックスの内部に熱を伝えない高温液体チャンバーと低温液体チャンバーとを仕切られた浸入式液体放熱装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
（イ）本発明はペルチェ素子と冷却液が放熱チューブ組内部で循環流動する作動流体を急速に冷却させ、液体放熱フィンが周囲温度の影響を受けないようにし、プロセッサーに搭載される液冷放熱装置の冷却効率を向上させる効果を達成する。
【００１０】
（ロ）本発明によれば、液体放熱フィンを液体貯蔵ボックスへ確実に取り付けることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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