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公開番号2024162939
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023099445
出願日2023-06-16
発明の名称一体型液冷放熱装置
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F28F 9/02 20060101AFI20241114BHJP(熱交換一般)
要約【課題】放熱構造を有する一体型液冷放熱装置を提供する。
【解決手段】一体型液冷放熱装置は、内循環式液冷ラジエータ10と、液冷ヘッド20と、液体ポンプ30とを備える。内循環式液冷ラジエータ10の集液ボックスの内部に空気断熱空間111が設けられる。集液ボックスの内部は、冷液室と熱液室とが区分されてなり、熱液室に流れ込んだ熱液から冷液室の冷液への熱伝導を不能にさせ、冷液が不正常な加熱により昇温されて冷却効果の減損を防止する。なおかつ内循環式液冷ラジエータ10の並列管の両端に集液ボックスに係止されるフレア管壁131、132、141、142が形成され、集液ボックスに連結される強度を増大させることができる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
内循環式液冷ラジエータ（１０）と、液冷ヘッド（２０）と、液体ポンプ（３０）とを備える放熱構造を有する一体型液冷放熱装置であって、
前記内循環式液冷ラジエータは、第１集液ボックス（１１）と、第２集液ボックス（１２）と、多数個の第１並列管（１３）と、多数個の第２並列管（１４）とを有し、多数個の前記第１並列管と多数個の前記第２並列管とは、両端部がそれぞれ前記第１集液ボックスと前記第２集液ボックスとに結合された扁形金属管であると共に、前記第１集液ボックス内と前記第２集液ボックス内とに連通され、多数個の前記第１並列管と多数個の前記第２並列管との外面に多数個の放熱フィン（１５）が設置され、
前記第１集液ボックスの内部に空気断熱空間（１１１）が設置され、前記第１集液ボックスの内部は、前記空気断熱空間によって冷液室（１１２）と熱液室（１１３）とが区画されてなり、前記冷液室のボックス壁に前記作業液を前記冷液室から前記液冷ヘッドへと流させるための冷液入口（１１４）が設けられ、前記熱液室のボックス壁に前記作業液を前記液冷ヘッドから前記熱液室へと流し戻させるための熱液入口（１１５）が設けられ、
前記空気断熱空間は、前記第１集液ボックスの内部に設置されると共に、互いに距離間隔をおいて熱液仕切板（１１６）と、冷液仕切板（１１７）とから構成され、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板とは、前記第１集液ボックスの内壁に溶接によって接合され、なおかつ前記第１並列管と前記第２並列管との間の位置箇所に位置し、前記空気断熱空間を前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との間に形成させ、前記液冷ヘッドは、前記第１集液ボックスの外面に結合され、前記液体ポンプは、前記第２集液ボックス内に設置され、前記内循環式液冷ラジエータ内の作業液を循環流通させて前記液冷ヘッドを通過して吸熱及び放熱を行うように促すために用いられることを特徴とする、一体型液冷放熱装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１集液ボックスは、第１ボックス体（１１８）と、第１ボックス蓋（１１９）とを含み、前記第１ボックス体の第１端が錐形封閉端であり、前記液冷ヘッドは、前記錐形封閉端の外面に固定され、前記第１ボックス体のその第１端とは反対の第２端が開放端であり、前記第１ボックス蓋で前記第１ボックス体の開放端を覆蓋し、かつ前記第１ボックス蓋には、多数個の前記第１並列管と多数個の前記第２並列管とに対応する第１扁形通孔（１１９１）が設けられ、前記熱液仕切板と前記冷液仕切板との周辺が前記第１ボックス体の３面の内壁と前記第１ボックス蓋の内壁とに密接していることを特徴とする、請求項１に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項３】
各当該第１並列管と各当該第２並列管との第１端が、前記第１ボックス蓋の外壁から前記第１扁形通孔を貫通した後、前記第１ボックス蓋の内壁まで突出し、各当該第１並列管と各当該第２並列管との第１端の管壁が、外向きに拡張されたフレア管壁（１３１、１３２、１４１、１４２）として形成され、前記フレア管壁の外壁面が前記第１扁形通孔の周囲に当接することを特徴とする、請求項２に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項４】
前記第２集液ボックスは、矩形ボックス体である第２ボックス体（１２１）と、第２ボックス蓋（１２２）とを含み、前記第２ボックス体の第１端が封閉端であり、前記第２ボックス体のその第１端とは反対の第２端が開放端であり、前記第２ボックス蓋で前記第２ボックス体の開放端を覆蓋し、かつ前記第２ボックス蓋には、多数個の前記第１並列管と多数個の前記第２並列管とに対応する第２扁形通孔（１２２１）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項５】
各前記第１並列管と各前記第２並列管との第２端が、前記第２ボックス蓋の外壁から前記第２扁形通孔を貫通した後、前記第２ボックス蓋の内壁まで突出し、各当該第１並列管と各当該第２並列管との第２端の管壁が、外向きに拡張されたフレア管壁（１３１、１３２、１４１、１４２）として形成され、前記フレア管壁の外壁面が前記第２扁形通孔の周囲に当接することを特徴とする、請求項４に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項６】
前記第２ボックス体には、そのボックス壁の外面または外面から突出するリブ（１２３）が一体成形されていることを特徴とする、請求項４に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項７】
前記第２ボックス体のボックス壁に注液孔（１２４）と孔栓（１２５）とが設けられることを特徴とする、請求項４に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項８】
前記内循環式液冷ラジエータの両側辺に結合された２つのファン取付ブラケット（４０）をさらに備え、各前記ファン取付ブラケットの両端にそれぞれ係合凸部（１４１）が突設され、前記係合凸部は、それぞれ前記第１集液ボックスの凹孔（１１０）と前記第２集液ボックスの凹孔（１２０）とに嵌入されることを特徴とする、請求項１に記載の一体型液冷放熱装置。
【請求項９】
各前記ファン取付ブラケットは、前記内循環式液冷ラジエータの両側辺に対応する側板（４２）と、前記側板の少なくとも１辺に連結された面板（４３）とを有し、前記側板の両端には、それぞれ前記第１集液ボックスの外壁面と前記第２集液ボックスの外壁面とに当てがわれる端板（４４）が湾曲しており、前記端板の自由端から前記係合凸部が湾曲延出され、前記面板は、前記内循環式液冷ラジエータの一面まで延伸していると共に、前記面板上にファン固定孔が設けられることを特徴とする、請求項８に記載の一体型液冷放熱装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ及びサーバーの放熱分野に係り、特に、放熱構造を有する一体型液冷放熱装置に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
現今のコンピュータ及びサーバー上の液冷放熱器は、通常、相互に分離された液冷ラジエータと、液冷ヘッドと、液体ポンプと、液管とから構成され、液冷ラジエータと液冷ヘッドとの間を液管で連結し、液冷ラジエータと液冷ヘッド内の冷却液を循環流動させ、液冷ヘッド上に熱量を吸収した後の冷却液を液冷ラジエータ上に進入させて放熱を行い、放熱後の冷却液を液冷ヘッド内へと流し戻すことができる。しかしながら、液冷放熱器の液冷ラジエータと、液冷ヘッドとを別々に設置し、その構造がコンパクトではなく、かつ取り付けが不便であり、その液冷ラジエータの集液槽にいずれも液体ポンプ機能を有しないことから、液冷ラジエータにおける冷却液の流動速度が比較的に遅く、放熱効率が比較的に低く、なおかつ集液槽中に区画を画定しないもので、液冷ラジエータ内の冷却液の流動行程を比較的に短くし、冷却液を効率よく降温させて放熱させることができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第１１５６６８４７（Ｂ２）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記原因に基づき、本発明者は、従来の分離型液冷放熱器の欠点を解決するため、一体型液冷放熱器（特許文献１）を提案した。しかしながら、一体型液冷放熱器の液冷ラジエータは、通常、１枚の金属仕切板のみを用いてその集液ボックスは、冷液室と熱液室とが区分されてなり、液冷ヘッドへと流過した液体は、吸熱されて熱液になると共に熱液室に流入されるとき、金属仕切板を通して隣り合う冷液室の冷液に熱伝導され、液冷ヘッドに流れ込んだ冷液の予加熱を準備するので、液冷ヘッドに流入された後のその冷却効果に影響することを引き起こしてしまう。加えて、従来の液冷ラジエータの並列管と集液ボックスとは、溶接によって接合された結合構造であり、なおかつ並列管の出入口端末は、液体の流れ込みまたは流れ出しの円滑性を考慮して、不規則な流れを引き起こして流速に影響を与えてしまう。そのほか、従来の液冷ラジエータは、両端の集液ボックスを並列管のみに頼って連結し、両端の集液ボックスを連結するように補助するためのその他の設計が欠如していて、その構造の強度は、並列管の管壁の強度に影響されやすく、管壁が薄ければ薄いほど、全体の液冷ラジエータの構造はより一層不安定になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る一体型液冷放熱装置は、内循環式液冷ラジエータ（１０）と、液冷ヘッド（２０）と、液体ポンプ（３０）とを備える。その内、前記内循環式液冷ラジエータは、第１集液ボックス（１１）、第２集液ボックス（１２）、前記第１集液ボックスと前記第２集液ボックスとの間に連通する多数の並列管（１３、１４）、及び前記第１集液ボックスの内部に設置される空気断熱空間（１１１）の構造設計を通して、第１集液ボックスを前記空気断熱空間によって熱液室（１１３）と冷液室（１１２）とに区分させる構造となっている。
【０００６】
本発明に係る一体型液冷放熱装置は、並列管の両端の管壁は、外向きに拡張されたフレア管壁（１３１、１３２、１４１、１４２）として形成されることにより、フレア管壁を第１集液ボックスと第２集液ボックスとの扁形通孔で係止させる。
【０００７】
本発明に係る一体型液冷放熱装置は、そのファン取付ブラケット（４０）の両端にそれぞれ係合凸部（１４１）が突設され、相応する前記第１集液ボックスと第２集液ボックスとに凹孔構造が設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一体型液冷放熱装置によれば、以下の効果を得ることができる。
（一）本発明の一体型液冷放熱装置によれば、空気阻断空間は、熱液室の熱液から冷液室の冷液への熱伝導を阻止することができ、降温した冷液の再加熱を防止し、液冷ヘッドの冷却効率を向上させることができる。
【０００９】
（二）本発明の一体型液冷放熱装置によれば、並列管の両端のフレア管壁は、第１集液ボックスと第２集液ボックスとの扁形通孔で係止され、その結合構造の強度を増大させ、また並列管への作業液の流れ込みまたは流れ出しの平滑性を向上させることができる。
【００１０】
（三）本発明の一体型液冷放熱装置によれば、ファン取付ブラケットの係合凸部は、それぞれ第１集液ボックスと第２集液ボックスとの凹孔に嵌入され、組合せ構造の強度を増大させる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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