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公開番号2024137580
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-07
出願番号2023070408
出願日2023-04-21
発明の名称液冷ラジエータ
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F28F 9/02 20060101AFI20240927BHJP(熱交換一般)
要約【課題】液冷放熱器に応用する液冷ラジエータを提供する。
【解決手段】本発明の液冷ラジエータは、分流ボックスと、集液ボックスと、分流ボックスと集液ボックスとの間に連結された多数本の放熱ラジエータ管とを備える。分流ボックスの内部空間には、熱阻止空間を介して熱液入液室と冷液出液室とが区画されている。熱阻止空間は、所定間隔離間して組み付けられた熱液仕切板と、冷液仕切板とが分流ボックス内に結合されることにより構成され、熱液仕切板と冷液仕切板との四周辺縁が分流ボックスのボックス内壁に溶接によって接合される。熱液仕切板と冷液仕切板との間に形成させた熱阻止空間の構造は、熱液仕切板と冷液仕切板との相互接触伝熱を阻止することができる。これにより、冷却後の冷液が液冷ラジエータから流出する前に受けた熱液の影響により生じる昇温現象を防止することができる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
金属で一体成形された矩形ボックス体である分流ボックスと、金属で一体成形された矩形ボックス体である集液ボックスと、多数本の放熱ラジエータ管と、液体ポンプとを備える液冷放熱器に応用する液冷ラジエータであって、
前記分流ボックスの内部空間には、熱阻止空間を介して熱液入液室と冷液出液室とが直接連通しないように区画されており、前記熱液入液室と前記冷液出液室とが互いに一緒に並列配置され、前記冷液出液室内には、前記分流ボックスの外壁面から前記冷液出液室内へ凹入してなる液体ポンプ取付室が別設置され、前記熱液入液室には、そのボックス壁を通過して入液管に結合された熱液入液口を有し、前記液体ポンプ取付室は、円周壁と、底壁と、出液孔とを有し、前記円周壁の一端が前記冷液出液室のボックス内壁に一体的に連結するように設けられ、前記円周壁の反対の他端が前記底壁に一体的に連結するように設けられ、前記液体ポンプ取付室には、前記分流ボックス外に向けて形成された取付室開口を有し、前記出液孔は、前記底壁に設置されると共に、前記冷液出液室と前記液体ポンプ取付室とを連通し、前記液体ポンプ取付室には、そのボックス壁を通過して出液管に結合された冷液出液口を有し、
前記分流ボックスの内部空間において前記熱阻止空間によって前記熱液入液室と前記冷液出液室とが区画されており、前記熱阻止空間は、所定間隔離間して組み付けられた熱液仕切板と、冷液仕切板とが前記分流ボックスの内部空間に結合されることにより構成され、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との四周辺縁が前記分流ボックスの内部空間のボックス内壁に溶接によって接合され、前記熱液入液室及び前記冷液出液室は、いずれも前記熱阻止空間と連通しないように仕切られ、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との間に形成させた前記熱阻止空間は、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との相互接触伝熱を阻止し、
前記分流ボックスに相対して間隔をおいた箇所に設置される前記集液ボックスの内部空間には、集液室が形成され、多数本の前記放熱ラジエータ管のうちの一部の放熱ラジエータ管の第１端が前記分流ボックスのボックス壁を通過して前記熱液入液室に連通され、他部の放熱ラジエータ管の第１端が前記分流ボックスのボックス壁を通過して前記冷液出液室に連通され、多数本の前記放熱ラジエータ管の第２端が前記集液ボックスのボックス壁を通過して前記集液室に連通され、前記液体ポンプは、前記液体ポンプ取付室内に設置されると共に、前記取付室開口を密封閉止し、前記液体ポンプは、前記分流ボックスの前記熱液入液室内の熱液が、多数本の前記放熱ラジエータ管を経由して前記集液ボックスの前記集液室に流入してから、前記集液室から多数本の前記放熱ラジエータ管を経由して前記分流ボックスの前記冷液出液室に流入するように駆動可能であり、前記熱液を降温して得られた冷液が、続いて前記出液孔を通過して前記液体ポンプ取付室内に流入してから、前記冷液出液口及び前記出液管から流出することを特徴とする、液冷ラジエータ。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
断面が長尺形状を呈するアルミニウム合金管である前記放熱ラジエータ管内には、１枚または１枚以上の導熱金属板を有し、前記導熱金属板は、前記放熱ラジエータ管の相対する両管壁の間に一体的に連結するように設けられることを特徴とする、請求項１に記載の液冷ラジエータ。
【請求項３】
前記分流ボックスの前記熱液入液室のボックス内壁には、１つまたは１つ以上のリブを有することを特徴とする、請求項１に記載の液冷ラジエータ。
【請求項４】
前記分流ボックスのボックス内壁には、前記冷液出液室内に突出延在する４個の凸柱を有し、前記分流ボックスのボックス外壁の取付室開口の周囲には、前記凸柱が凹入する４個のねじ孔を有し、前記液体ポンプによって前記取付室開口を密封閉止すると共に、使用するねじが前記液体ポンプを通してから前記ねじ孔に螺入されることを特徴とする、請求項１に記載の液冷ラジエータ。
【請求項５】
前記分流ボックスの前記ボックス外壁には、前記ボックス外壁からボックス内壁へ凹状に窪ませた嵌合窪みを有し、前記取付室開口及び前記ねじ孔は、前記嵌合窪みの窪み底に位置しており、前記液体ポンプは、前記嵌合窪みに嵌め込まれた液体ポンプ蓋と、モータ固定子と、羽根車回転子とを有し、前記液体ポンプ蓋の外側面には、その内側面へ凹状に窪ませた環状窪みを有し、前記液体ポンプ蓋の内側面には、その外側面へ凹状に窪ませた凹孔を有し、前記凹孔と前記環状窪みとが同軸心で形成され、前記モータ固定子は、前記環状窪み中に設置されると共に、前記環状窪みを密封閉止し、前記羽根車回転子は、前記凹孔に設置され、前記モータ固定子は、前記羽根車回転子を前記液体ポンプ取付室に回動させるように駆動することを特徴とする、請求項４に記載の液冷ラジエータ。
【請求項６】
前記分流ボックスは、分流ボックス本体と、分流ボックス蓋体とを含み、前記分流ボックス本体は、端壁と、前記端壁の四周に連設された側壁とを有することでその内部空間が形成されており、前記分流ボックス蓋体によって前記内部空間の開口端を密封閉止しており、前記分流ボックス蓋体に前記熱液入液室と前記冷液出液室とに連通された複数の並列管挿通孔が設けられ、多数本の前記放熱ラジエータ管の第１端が前記並列管挿通孔を通過してそれぞれ前記熱液入液室と前記冷液出液室とに連通されることを特徴とする、請求項１に記載の液冷ラジエータ。
【請求項７】
金属で一体成形された矩形ボックス体である分流ボックスと、金属で一体成形された矩形ボックス体である集液ボックスと、多数本の放熱ラジエータ管とを備える液冷放熱器に応用する液冷ラジエータであって、
前記分流ボックスの内部空間には、熱液入液室と冷液出液室とが直接連通しないように区画されており、前記熱液入液室と前記冷液出液室とが互いに一緒に並列配置され、前記熱液入液室には、そのボックス壁を通過して入液管に結合された熱液入液口を有し、前記冷液出液室には、そのボックス壁を通過して出液管に結合された冷液出液口を有し、
前記分流ボックスの内部空間には、有する熱阻止空間によって前記熱液入液室と前記冷液出液室とが区画されており、前記熱阻止空間は、所定間隔離間して組み付けられた熱液仕切板と、冷液仕切板とが前記分流ボックスの内部空間に結合されることにより構成され、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との四周辺縁が前記分流ボックスの内部空間のボックス内壁に溶接によって接合されることで、前記熱液入液室及び前記冷液出液室をいずれも前記熱阻止空間と連通させないように仕切り、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との間に形成させた前記熱阻止空間は、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との相互接触伝熱を阻止し、
前記分流ボックスに相対して間隔をおいた箇所に設置される前記集液ボックスの内部空間には、集液室が形成され、多数本の前記放熱ラジエータ管のうちの一部の放熱ラジエータ管の第１端が前記分流ボックスのボックス壁を通過して前記熱液入液室に連通され、他部の放熱ラジエータ管の第１端が前記分流ボックスのボックス壁を通過して前記冷液出液室に連通され、多数本の前記放熱ラジエータ管の第２端が前記集液ボックスのボックス壁を通過して前記集液室に連通されることを特徴とする、液冷ラジエータ。
【請求項８】
断面が長尺形状を呈するアルミニウム合金管である前記放熱ラジエータ管内には、１枚または１枚以上の導熱金属板を有し、前記導熱金属板は、前記放熱ラジエータ管の相対する両管壁の間に一体的に連結するように設けられることを特徴とする、請求項７に記載の液冷ラジエータ。
【請求項９】
前記分流ボックスの前記熱液入液室のボックス内壁には、１つまたは１つ以上のリブを有することを特徴とする、請求項８に記載の液冷ラジエータ。
【請求項１０】
前記分流ボックスは、分流ボックス本体と、分流ボックス蓋体とを含み、前記分流ボックス本体は、端壁と、前記端壁の四周に連設された側壁とを有することでその内部空間が形成されており、前記分流ボックス蓋体によって前記内部空間の開口端を密封閉止しており、前記分流ボックス蓋体に前記熱液入液室と前記冷液出液室とに連通された複数の並列管挿通孔が設けられ、多数本の前記放熱ラジエータ管の第１端が前記並列管挿通孔を通過してそれぞれ前記熱液入液室と前記冷液出液室とに連通されることを特徴とする、請求項７に記載の液冷ラジエータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液冷放熱器の技術分野に係り、特に、コンピュータ及びサーバーの放熱システムの液冷放熱器に応用する液冷ラジエータに関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
コンピュータとサーバーの伝統的な液冷放熱システムは、液冷ヘッドと、放熱ラジエータと、液体ポンプとを備え、液管を通して三者の間を連結することにより、密封循環的に流動する一セットの液冷放熱システムを構成する。そのうちの放熱ラジエータの構造は、通常、分流ボックスと、集液ボックスと、複数の並列管と、多数の放熱フィンとを有するように実施され、複数の並列管は、所定間隔離間して一緒に並列配置されることで、その一端を前記分流ボックス内に連通させ、他端を集液ボックス内に連通させて多数の放熱フィンは並列管の外部に結合される。概して言えば、分流ボックスの内部には、金属板を液仕切板とすることを通して、分流ボックスの内部空間は、入液室と出液室とが区画されてなり、上記の熱液が入液室に流入した後、複数の並列管の一部の並列管を通して集液ボックスに流入してから、集液ボックスから複数の並列管の他部の並列管を経て分流ボックス内の出液室に流れ戻り、この過程において、入液室に進入した熱液を出液室に到達させるときに降温して冷液になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の液冷放熱システムにおける放熱ラジエータは、以下の欠点を有する。
【０００４】
（一）分流ボックスの内部に入液室と出液室との液仕切板として金属板を採用することにより、入液室の熱液から液仕切板を経由して出液室へと熱が伝導することで、出液室に既に冷却された冷液が、再び加熱されて昇温することになり、このことから放熱ラジエータの液体に対する放熱降温効果を低下させる。
（二）熱伝導効率と熱の接触面積とは正比例関係となり、上記従来の並列管は、断面が長尺形状を呈する扁管であり、それと液体との接触面積が管内壁の部分しかないため、放熱面積を再び増加することが困難である。
（三）複数の並列管は、アルミニウム合金を採用して作製され、その管壁の厚みがまた薄すぎることに起因して構造強度が不足し、及び変形を起こしやすいなどの不具合がある。
（四）分流ボックスと集液ボックスとのボックス壁の厚みも薄すぎるため、同様に構造強度が不足し、及び変形を起こしやすいといった欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の主要な目的は、分流ボックスの内部の構造設計を通して、分流ボックス内の熱液から冷液へ熱が伝導する問題を解決することで、放熱後の冷液が低温に保持したままで液冷ラジエータから流出可能な液冷ラジエータを提供することにある。
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明が提供する液冷ラジエータは、分流ボックスと、集液ボックスと、分流ボックスと集液ボックスとの間に連結された多数本の放熱ラジエータ管とを備え、前記分流ボックスは、金属で作製された矩形ボックス体であり、その内部空間に熱阻止空間を介して熱液入液室と冷液出液室とが区画されており、その内、熱阻止空間は、所定間隔離間して組み付けられた熱液仕切板と、冷液仕切板とが分流ボックスの内部に結合されることにより構成され、熱液仕切板と冷液仕切板との四周辺縁が分流ボックスのボックス内壁に溶接によって接合されることで、熱液入液室及び冷液出液室をいずれも熱阻止空間と連通させないように仕切り、熱液仕切板と冷液仕切板との間に形成させた熱阻止空間の構造は、熱液仕切板と冷液仕切板との相互接触伝熱を阻止することができるので、冷却後の冷液が液冷ラジエータから流出する前に受けた熱液の影響により生じる昇温現象を防止することができる。
【０００７】
本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、分流ボックスと集液ボックスとの間の並列管の構造設計を通して、並列管の内部に１枚または１枚以上の導熱金属板を有するようにさせることで、従来の並列管の放熱効率のボトルネック問題を解決する液冷放熱器に応用する液冷ラジエータを提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、分流ボックスのボックス内壁の強化構造設計を通して、分流ボックスのボックス壁の厚みが薄すぎることに起因して構造強度が不足し、及び変形を起こしやすいといった問題を解決する液冷放熱器に応用する液冷ラジエータを提供することにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液冷ラジエータによれば、以下の効果を得ることができる。
【００１０】
（一）分流ボックスの内部の熱阻止空間及びそれに熱液仕切板及び冷液仕切板を採用して構成される熱阻止空間の構造設計を通して、冷却後の冷液が液冷ラジエータから流出する前に受けた熱液の影響により生じる昇温を防止する効果を得ることができる。
（二）多数本の放熱ラジエータ管の内部の導熱金属板を通して、放熱効率を増大させる効果、及び放熱ラジエータ管の構造強度を増大させる効果を得ることかできる。
（三）分流ボックスのボックス内壁の強化構造を通して、分流ボックスの構造強度を増大させ、及び変形を防止するといった効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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