冷却装置以及使用了该冷却装置的电子设备制造方法及图纸

一种冷却装置，具备：受热部(4)，将来自发热体的热传递到冷媒；散热部，经由散热路径(6)与受热部(4)连接；以及返回路径(7)，连接散热部和受热部(4)，按受热部(4)、散热路径(6)、散热部、返回路径(7)的顺序，冷媒伴随着气液二相变化进行循环，进行发热体的冷却，受热部(4)具备：受热板(11)，与发热体接触而吸收热；以及受热罩(14)，覆盖受热板(11)的表面并形成受热空间(13)。而且，在返回路径(7)与受热部(4)之间设置有在返回路径(7)的压力大于受热空间(13)内的压力的情况下进行开启动作的止回阀(18)，在设置于受热板(11)的表面的凹部(24)形成了亲水性的表面处理膜(22)。

Cooling device and electronic device using the cooling device

A cooling device: heat transfer unit (4), heat transfer from the heating body to the cold medium, the heat dissipation part is connected to the heat transfer unit (4) via the heat dissipation path (6), and the return path (7), connecting the heat dissipation part and the heating unit (4), according to the order of the heating part (4), the heat dissipation path (6), the heat dissipation part, and the return path (7), the cooling medium is accompanied by the gas and liquid. The second phase changes the circulation to make the heating body cooling, the heating unit (4) has: the heating plate (11), contact with the heating body and absorb heat; and the heat shield (14), cover the surface of the heat plate (11) and form the heating space (13). In addition, a check valve (18) is arranged between the return path (7) and the heat receiving unit (4) where the pressure of the return path (7) is greater than the heating space (13), and a water affinity surface treatment film (22) is formed on the concave part of the surface of the heat plate (11) (24).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却装置以及使用了该冷却装置的电子设备
本专利技术涉及冷却装置以及使用了该冷却装置的电子设备。
技术介绍
例如，在服务器中，随着其处理能力的提高(高速处理化)，CPU等电子元件将伴随着极大的发热。因此，为了确保系统整体的动作稳定性，用于对该电子元件进行冷却的冷却装置是必不可少的。例如，用于对服务器等电子设备进行冷却的冷却装置至今为止为如下的结构。即，具备：受热部；经由散热路径与该受热部的排出口连接的散热部；以及连接该散热部和受热部的流入口的返回路径。而且，受热部具备：与发热体接触而吸收热的受热板；以及覆盖该受热板的表面并且形成使流入到表面的冷媒蒸发的受热空间的受热罩。此外，在受热空间中，受热板在中央附近具备冷媒流入部，并具备朝向该冷媒流入部的外周设置了放射状的槽部的汽化部，导入管成为在相对于受热板大致垂直的方向上配置的结构(例如，参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-88127号公报非专利文献非专利文献1：梅本翔平他著「超親水沸腾面上冷媒を用いる自然循環式相变化型電子機器冷却」、第53回伝熟シンポジゥム講演論文集(2016-5)、C134(梅本翔平等著“使用超亲水沸腾面和冷媒的自然循环式相变化型电子设备冷却”，第53届传热研讨会讲座论文集(2016-5)、C134)
技术实现思路
在上述专利文献1中的冷却装置中，在与受热部接触并发热的电子元件的发热量小的情况下，存在冷却性能降低的情况。即，在上述现有例的冷却装置中，从导入管流入到冷媒流入部的冷媒的一部分通过受热板受热而进行沸腾汽化。此时，沸腾汽化的冷媒由于急剧的体积膨胀而与未沸腾的液相的冷媒一起在受热板上作为高速的混相流(气相和液相)而进行扩散。此时，未沸腾的液相的冷媒也以薄的膜状在受热板整体的表面扩展。而且，通过来自发热体的持续的加热，未沸腾的液相的冷媒一瞬间被加热而汽化，由此，成为从受热板整体高效地夺取汽化热而进行冷却的结构。但是，以往的冷却装置虽然在受热部从电子元件受到的热量大的情况下示出非常良好的性能，但是在热量小的情况下，如上所述，在受热部内的导入管前端附近的受热板上产生的冷媒的初期沸腾的蒸发量也变少，冷却性能降低。其起因在于，因为冷媒的蒸发量变少，所以冷媒得不到充分的体积膨胀的速度。换言之，因为冷媒的体积膨胀的速度慢，所以形成在受热板上的液相的冷媒的膜厚也不能变薄，其结果是，导致冷却性能的降低。该冷媒的蒸发量的降低的原因在于，由于电子元件的低发热量，来自冷媒的气泡的产生量显著地降低。因此，虽然在电子元件的发热量大的情况下相对于其它方式(空冷、水冷等)的冷却装置的优势大，但是在电子元件的发热量小的情况下，受热部的温度上升相对地变低，相对于其它方式的冷却方法的优势大幅减弱。因此，作为即使在电子元件的发热量小的情况下也能够从冷媒产生大量的气泡的一个方法，提出了通过非专利文献1记载的激光加工法对受热板表面形成亲水性的表面处理膜。有如下报告，即，通过在受热板表面形成亲水性的表面处理膜，从而即使在电子元件的发热量小的情况下，也可促进来自冷媒的气泡产生，其结果是，冷媒的蒸发量增加，因此能够进行高效的冷却。但是，形成在该受热板表面的亲水性的表面处理膜是非常薄的膜。除此以外，存在在冷媒、装置内混入微小的异物的情况。因此，表面处理膜由于与在冷媒的沸腾时在膜表面产生的高速的冷媒流一起流动的微小的异物而受到物理损伤的可能性高。因而，为了兼顾冷却装置的冷却性能的提高和长期动作稳定性，确保膜的长期耐久性成为课题。因此，本专利技术的目的在于，防止受热板的表面处理膜的损伤，提高冷却装置的冷却性能，确保动作稳定性。而且，为了达成该目的，本专利技术的冷却装置具备：受热部，其将来自发热体的热传递到冷媒；散热部，其经由散热路径与受热部连接；以及返回路径，其连接散热部和受热部，按受热部、散热路径、散热部、返回路径的顺序，冷媒伴随着气液二相变化进行循环，进行发热体的冷却，受热部具备：受热板，其与发热体接触而吸收热；以及受热罩，其覆盖受热板的表面，形成受热空间。而且，在返回路径与受热部之间设置止回阀，止回阀在返回路径的压力大于受热空间内的压力的情况下进行开启动作，在设置于受热板的表面的凹部形成亲水性的表面处理膜，由此，达成所期望的目的。根据本专利技术，能够防止受热板的表面处理膜的损伤，能够提高低发热量时的冷却装置的冷却性能，能够确保动作稳定性。即，在本专利技术中，通过在设置于受热板的表面的凹部形成亲水性的表面处理膜，从而可促进来自滴下到受热板上的工作流体的气泡产生，其结果是，工作流体的蒸发量增加。因此，本专利技术涉及的冷却装置即使在低发热量时也可高效地进行工作流体的沸腾，因此可得到高的冷却效果。此外，以高速流动的作为工作流体的混相流难以直接碰到凹部内的表面处理膜，能够防止受到由混入到工作流体的异物的碰撞造成的损伤。其结果是，能够提高低发热量时的冷却性能，能够确保动作稳定性。附图说明图1是具备了本专利技术的实施方式1的冷却装置的电子设备的立体图。图2是同一冷却装置的整体结构图。图3是同一冷却装置的散热部的立体图。图4是同一冷却装置的受热部的立体图。图5A是同一冷却装置的受热部的垂直剖视图。图5B是图5A的5B-5B线剖视图。图5C是图5B的5C-5C线剖视图。图6A是同一冷却装置的放射状槽的底部的俯视图。图6B是图6A的6B-6B线剖视图。图6C是形成在同一冷却装置的放射状槽的底部的表面处理膜的损伤发展了的情况下的俯视图。图6D是图6C的6D-6D线剖视图。图7A示出同一冷却装置的放射状槽的底部的其它凹部的形状，是示出两个圆形列的凹部的形状的图。图7B是示出微小圆的凹部的形状的图。图7C是示出微小三角的凹部的形状的图。图7D是示出微小方形的凹部的形状的图。图8A是本专利技术的实施方式2涉及的冷却装置的受热部的垂直剖视图。图8B是图8A的8B-8B剖视图。图9A是同一冷却装置的放射状槽的底面的部分放大图。图9B是图9A的9B-9B线剖视图。图9C是用于说明同一冷却装置的凹部的变形例的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。但是，以下所示的实施方式是为了将本专利技术的技术思想具体化而例示的，并不将本专利技术确定为以下的实施方式。此外，绝非将权利要求书所示的构件确定为实施方式的构件。特别是，关于在实施方式记载的构成构件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，只要没有特别特定的记载，其主旨就不是将本专利技术的范围仅限于该尺寸、材质、形状、其相对的配置等，只不过是单纯的说明例。另外，关于各附图所示的构件的大小、位置关系等，存在为了使说明清楚而进行了夸张的情况。进而，在以下的说明中，同一名称、符号表示相同或等同的构件，适当地省略详细说明。进而，关于构成本专利技术的各要素，可以采用由同一构件构成多个要素从而用一个构件兼作多个要素的方式，相反，也能够由多个构件来分担实现一个构件的功能。此外，在一部分的实施方式中说明的内容，也有能够利用于其它实施方式等的内容。(实施方式1)图1是具备本专利技术的实施方式1涉及的冷却装置的电子设备的立体图。在图1中，示出了将冷却装置3配置在PC1(PersonalComputer，个人计算机)等电子设备的壳体内的情况下的实施例。如图1所示，PC1具备电源单元30、母板31本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷却装置，具备：受热部，其将来自发热体的热传递到冷媒；散热部，其经由散热路径与所述受热部连接；以及返回路径，其连接所述散热部和所述受热部，按所述受热部、所述散热路径、所述散热部、所述返回路径的顺序，冷媒伴随着气液二相变化进行循环，进行所述发热体的冷却，所述受热部具备：受热板，其与发热体接触而吸收热；以及受热罩，其覆盖所述受热板的表面并形成受热空间，在所述返回路径与所述受热部之间设置有止回阀，所述止回阀在所述返回路径的压力大于所述受热空间内的压力的情况下进行开启动作，在设置于所述受热板的表面的凹部形成了亲水性的表面处理膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 JP 2016-167445;2016.12.27 JP 2016-252201.一种冷却装置，具备：受热部，其将来自发热体的热传递到冷媒；散热部，其经由散热路径与所述受热部连接；以及返回路径，其连接所述散热部和所述受热部，按所述受热部、所述散热路径、所述散热部、所述返回路径的顺序，冷媒伴随着气液二相变化进行循环，进行所述发热体的冷却，所述受热部具备：受热板，其与发热体接触而吸收热；以及受热罩，其覆盖所述受热板的表面并形成受热空间，在所述返回路径与所述受热部之间设置有止回阀，所述止回阀在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤郁，铃木彩加，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP