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JP6555081B2 - 密閉ループ循環液冷装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、密閉ループ循環液冷装置、及びその密閉ループ循環液冷装置を備えた電子機器に関する。
近年、サーバやその他の電子機器の高性能化が促進されており、それにともなってCPU(Central Processing Unit)等の電子部品の発熱量が増大する傾向にある。CPU等の電子部品の温度が許容上限温度を超えてしまうと、誤動作、故障又は処理能力の低下の原因となる。そのため、電子部品を冷却する手段が必要となる。
電子部品を冷却する手段の一つとして、密閉ループ循環液冷装置がある。密閉ループ循環液冷装置は、蒸発器と、凝縮器と、それらの間に冷媒を循環させる配管とポンプとを有する。蒸発器は電子部品の上に装着されて、電子部品と熱的に接続される。また、凝縮器は送風ファン等により冷風が供給される場所に配置される。
密閉ループ循環液冷装置は、蒸発器と凝縮器との間に冷媒を循環させ、冷媒が気化するときの気化熱と液化するときの凝縮熱とを利用して、蒸発器から凝縮器に大量の熱を輸送する。これにより、発熱量が大きい電子部品であっても、電子部品の温度を許容上限温度以下に維持することができ、当該電子部品を用いた電子機器を安定に動作させることができる。
その他、建設機械やハイブリッド自動車に使用する冷却装置が種々提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
特開2002−146830号公報 特開2007−30744号公報
近年、密閉ループ循環液冷装置を備えた電子機器においても、小型化及び省エネルギー化が要望されている。
開示の技術は、小型化及び省エネルギー化が可能な密閉ループ循環液冷装置、及びその密閉ループ循環液冷装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
開示の技術の一観点によれば、発熱体と熱的に接続される蒸発器と、空気流により冷却される凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に冷媒を循環させるポンプと、前記蒸発器と前記凝縮器との間を接続する第1の配管と、前記凝縮器と前記ポンプとの間を接続する第2の配管と、前記ポンプと前記蒸発器との間を接続する第3の配管とを有し、前記第1の配管は前記凝縮器の風下側に配置され、前記第2の配管は前記凝縮器の風上側に配置されている密閉ループ循環液冷装置が提供される。
開示の技術の他の一観点によれば、電子部品を搭載した回路基板と、送風ファンと、密閉ループ循環液冷装置と、前記回路基板、前記送風ファン及び前記密閉ループ循環液冷装置を収納する筐体とを有し、前記密閉ループ循環液冷装置は、前記電子部品と熱的に接続される蒸発器と、前記送風ファンにより形成される空気流により冷却される凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に冷媒を循環させるポンプと、前記蒸発器と前記凝縮器との間を接続する第1の配管と、前記凝縮器と前記ポンプとの間を接続する第2の配管と、前記ポンプと前記蒸発器との間を接続する第3の配管とを有し、前記第1の配管は前記凝縮器の風下側に配置され、前記第2の配管は前記凝縮器の風上側に配置されている電子機器が提供される。
上記一観点に係る密閉ループ循環液冷装置によれば、電子機器の小型化及び省エネルギー化が可能である。
図1は、密閉ループ循環液冷装置の一例を示す斜視図である。 図2は、同じくその密閉ループ循環液冷装置の模式上面図である。 図3は、第1の実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置を示す斜視図である。 図4は、第1の実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置の模式上面図である。 図5は、第2の実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置を示す模式上面図である。 図6は、変形例1に係る密閉ループ循環液冷装置を凝縮器の風上側から見たときの平面図である。 図7は、変形例2に係る密閉ループ循環液冷装置を凝縮器の風上側から見たときの平面図である。 図8は、変形例3に係る密閉ループ循環液冷装置を凝縮器の風上側から見たときの平面図である。 図9は、実施形態に係る電子機器の一例を示す模式上面図である。
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
図1は密閉ループ循環液冷装置の一例を示す斜視図、図2は同じくその密閉ループ循環液冷装置の模式上面図である。なお、図2中の矢印Aは気体の状態の冷媒の移動方向を示し、矢印Bは液体の状態の冷媒の移動方向を示している。
図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10は、蒸発器11と、凝縮器12と、それらの間に冷媒を循環させるポンプ13と配管14a,14b,14cとを有する。冷媒としては、例えば水又はアルコール等が使用される。また、密閉ループ循環液冷装置10内の空間は、冷媒の蒸発を促進するために減圧されている。
蒸発器11の冷媒出口と凝縮器12の冷媒入口との間は、配管14aにより接続されている。また、凝縮器12の冷媒出口とポンプ13の吸引口(サクション)との間は、配管14bにより接続されている。更に、ポンプ13の吐出口(デリバリー)と蒸発器11の冷媒入口との間は、配管14cにより接続されている。
蒸発器11は、電子部品15の上に搭載される。そして、電子部品15と蒸発器11とは、例えば両者の間に配置されたシリコングリース等を介して熱的に接続される。そのため、電子部品15の稼働にともなって発生した熱は、速やかに蒸発器11に移動する。
蒸発器11内を通流する液体の状態の冷媒は、電子部品15から伝達された熱により暖められて気体となる。蒸発器11内で気体となった冷媒は、配管14aを通って凝縮器12に移動する。
図1に示す凝縮器12は、ヘッダ12a,12bと、ヘッダ12a,12b間に並列に配置されて冷媒が通る複数の冷媒管12cと、冷媒管12cの長手方向に沿って配置された多数の放熱用のフィン12dとを有する。
ヘッダ12a内は、冷媒入口に連絡する第1の空間と、冷媒出口に連絡する第2の空間とに区画されている。冷媒入口からヘッダ12a内に進入した冷媒は、第1の空間から往路側の冷媒管12cを通ってヘッダ12bに移動し、ヘッダ12bから復路側の冷媒管12cを通ってヘッダ12a内の第2の空間に移動する。
冷媒は、冷媒管12cを通る間に、フィン12d間を通る冷風により冷却されて、気体から液体に状態変化する。そして、凝縮器12内で液体となった冷媒は、配管14bを通ってポンプ13に移動し、ポンプ13から配管14cを通って蒸発器11に送られる。
ところで、前述したように、密閉ループ循環液冷装置10の内部空間は減圧されている。そのため、減圧による変形を回避するために、配管14a,14b,14cとして、銅又はステンレス等の金属の配管が使用される。
また、密閉ループ循環液冷装置10を組み立てる際に、銀、銅又は亜鉛等を主成分とするろう(低融点金属)を用いて配管を接続する。このろう付け作業の際に、ポンプ13内の樹脂部品の熱による破損を回避することが重要である。
そこで、密閉ループ循環液冷装置10には、予め吸引口及び吐出口に所望の長さ(例えば150mm程度)の配管を取り付けたポンプ13が使用される。これにより、密閉ループ循環液冷装置10を組み立てる際に、ろう付け箇所をポンプ13から離れた位置にすることができ、ポンプ13内の樹脂部品の熱による破損を回避することができる。しかし、凝縮器12とポンプ13との間の配管14b、及びポンプ13と蒸発器11との間の配管14cの配管長は、いずれも長くなる。
一方、省スペース及び取扱いの利便性の観点から、凝縮器11及びポンプ13は近接して配置される。そのため、凝縮器11とポンプ13との間の配管14bの配管長が長いと、図1,図2に示すように、配管14bの曲り部分が多くなり、且つ曲り部分の曲率半径も小さくなって、配管14bの流路抵抗が高くなる。その場合、蒸発器11と凝縮器12との間に十分な量の冷媒を循環させるために、ポンプ13の消費電力が大きくなったり、大型のポンプが必要になったりするという問題がある。
(第1の実施形態)
図3は、第1の実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置を示す斜視図、図4は同じくその密閉ループ循環液冷装置の模式上面図である。なお、図4中の矢印Aは気体の状態の冷媒の移動方向を示し、矢印Bは液体の状態の冷媒の移動方向を示し、矢印Cは送風ファン26による空気(冷風)の移動方向を示している。
図3,図4に示すように、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20は、蒸発器21と、凝縮器22と、それらの間に冷媒を循環させるポンプ23と配管24a,24b,24cとを有する。また、凝縮器22の近傍には送風ファン26が配置されており、送風ファン26から凝縮器22のフィン間に冷風が送られる。
本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、凝縮器22の冷媒出口が送風ファン26側(風上側)に設けられており、冷媒入口はその反対側(風下側)に設けられている。また、ポンプ23は凝縮器22の側方、すなわち送風ファン24による空気の流れの上流側から見たときに凝縮器22の横に配置されており、蒸発器21及びポンプ23は凝縮器22を挟んで送風ファン26と反対の側に配置されている。
蒸発器21の内部には、冷媒が通流する内部流路(図示せず)が設けられている。蒸発器21は電子部品25の上に装着され、電子部品25と蒸発器21とは例えば両者の間に配置されたシリコングリース等を介して熱的に接続される。図3,図4に示す蒸発器21では、内部流路に連絡する冷媒入口及び冷媒出口が上面に設けられている。なお、電子部品25は発熱体の一例である。
蒸発器21の冷媒出口と凝縮器22の冷媒入口との間は、配管24aにより接続されている。また、凝縮器22の冷媒出口とポンプ23の吸引口との間は、配管24bにより接続されている。更に、ポンプ23の吐出口と蒸発器21の冷媒入口との間は配管24cにより接続されている。
これらの配管24a,24b,24cは、例えば銅又はステンレス等の金属により形成されている。配管24aは第1の配管の一例であり、配管24bは第2の配管の一例であり、配管24cは第3の配管の一例である。
密閉ループ循環液冷装置20内の空間には、冷媒として、例えば水又はアルコール等が封入されている。また、密閉ループ循環液冷装置20内の空間は、冷媒が蒸発しやすいように減圧されている。更に、本実施形態では、図3,図4に示すように、蒸発器21と凝縮器22とを接続する配管24aを凝縮器22の風下側に配置し、凝縮器22とポンプ23とを接続する配管24bを凝縮器22の風上側に配置している。
凝縮器22は、ヘッダ22a,22bと、ヘッダ22a,22b間に並列に配置されて冷媒が通る複数の冷媒管22cと、冷媒管22cの長手方向に沿って配置された多数の放熱用のフィン22dとを有する。
ヘッダ22a内は、冷媒入口に連絡する第1の空間と冷媒出口に連絡する第2の空間とに区画されている。冷媒入口からヘッダ22a内に進入した冷媒は、第1の空間に接続された往路側の冷媒管22cを通ってヘッダ22bに移動し、ヘッダ22bから復路側の冷媒管22cを通ってヘッダ22a内の第2の空間に移動する。
冷媒は、冷媒管22cを通る間に、フィン22c間を通る冷風により冷却されて、気体から液体に状態変化(相変化)する。そして、凝縮器22内で液体となった冷媒は、ヘッダ22aの冷媒出口に接続された配管24bを通ってポンプ23に移動し、ポンプ23から蒸発器11に送られる。
本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20は、前述したようにポンプ23により蒸発器21と凝縮器22との間に冷媒を循環させる。冷媒は、蒸発器21内で電子部品25から伝達される熱により暖められて気体となるときに、蒸発器21から熱(気化熱)を奪う。これにより、電子部品25が冷却される。
蒸発器21で発生した気体の状態の冷媒は、凝縮器22に移動する。そして、凝縮器22において、冷媒は、送風ファン26から送られる冷風により冷却されて、気体から液体に状態変化する。冷媒が気体から液体に状態変化するときには凝縮熱が放出されるが、冷媒から放出された凝縮熱はフィン22d間を通る冷風に伝達され、最終的に雰囲気中に放散される。
凝縮器22で液体の状態となった冷媒は、配管24cを介してポンプ23内に移動する。そして、ポンプ23により、液体の状態の冷媒が蒸発器21に送られる。
このように、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、ポンプ23により蒸発器21と凝縮器22との間に冷媒を循環させ、冷媒が気化するときの気化熱と液化するときの凝縮熱とを利用して、蒸発器21から凝縮器22に大量の熱を輸送する。これにより、電子部品25の発熱量が大きい場合であっても、電子部品25の温度を許容上限温度以下に維持することができる。
当該密閉ループ循環液冷装置20を組み立てる際には、予めポンプ23の吸引口及び吐出口に所望の長さ(例えば、約150mm程度)の配管を取り付けておく。そして、それらの配管と凝縮器22の冷媒出口に接続する配管及び蒸発器21の冷媒入口に接続する配管とをろう付けする。このようにろう付けする位置をポンプ23から離すことで、ろう付け作業時の熱によるポンプ23内の樹脂部品の破損を回避する。
以下、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20の効果について説明する。
本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、図3,図4に示すように、凝縮器22の冷媒出口が、ヘッダ22aの風上側の面に配置されている。また、ポンプ23は、ヘッダ22bの隣に配置されており、凝縮器22の冷媒出口とポンプ23の吸引口との間を接続する配管24bは、凝縮器22の風上側に配置されている。
このような配置とすることにより、凝縮器22の冷媒出口とポンプ23の吸引口との間を接続する配管24bの曲り部分の数を少なくできる。その結果、凝縮器22の冷媒出口とポンプ23の吸引口との間を接続する配管24bの流路抵抗が低減される。
また、図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10では、ポンプ14を凝縮器12の冷媒入口の近くに配置しているため、配管14bの曲率を小さくしている。それに対し、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、凝縮器22の冷媒出口とポンプ23とを離して配置しているので、配管24bの曲り部分の曲率を大きくすることができる。これにより、配管24bの流路抵抗がより一層小さくなる。
このように、本実施形態では凝縮器22とポンプ23との間の配管24bの流路抵抗を小さくできるので、比較的小型のポンプで蒸発器21と凝縮器22との間に十分な量の冷媒を循環させることができる。
例えば、凝縮器22の幅を380mmとし、配管24bの内径を4.75mm、配管24bの長さを400mmとする。この場合、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10に比べて、同じポンプを使用しても約8%の流量向上の効果が期待できる。
更に、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、配管24bを凝縮器22の風上側に配置しているので、配管24bを通流する冷媒は送風ファン26から送られる冷風により直接冷却される。これにより、ポンプ23を介して蒸発器22に送られる冷媒の温度を、図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10に比べて下げることができる。
例えば、前述したように、凝縮器22の幅を380mmとし、配管24bの内径を4.75mm、配管24bの長さを400mmとする。この場合、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20では、凝縮器とポンプとの間の配管を凝縮器の風下側に配置した場合に比べて、約3%の冷却能力の向上の効果が期待できる。
つまり、本実施形態の密閉ループ循環液冷装置20では、上述した2つの効果により、、図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10に比べて、約11%の冷却能力の向上が期待できる。従って、本実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20は、図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10に比べて、より一層の小型化及び省エネルギー化が可能である。
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置を示す模式上面図である。図5において、図4と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
第1の実施形態に係る密閉ループ循環液冷装置20(図4参照)では、凝縮器22の風上側の面に冷媒出口が設けられている。これに対し、本実施形態の密閉ループ循環液冷装置20aでは、凝縮器22の風下側の面に冷媒出口が設けられている。凝縮器22の冷媒出口から出た液体の状態の冷媒は、大きな曲率で湾曲した配管24bを通って凝縮器22の風上側に移動し、ポンプ23の吸引口に入る。
本実施形態の密閉ループ循環液冷装置20aにおいても、配管24bの流路抵抗を小さくできるので、比較的小型のポンプで蒸発器21と凝縮器22との間に十分な量の冷媒を循環させることができる。
また、配管24bを凝縮器22の風上側に配置しているので、配管24bを通流する冷媒は送風ファン26から送られる冷風により直接冷却される。これにより、ポンプ23を介して蒸発器22に送られる冷媒の温度を、図1,図2に示す密閉ループ循環液冷装置10に比べて下げることができる。
(変形例1)
図6は、変形例1に係る密閉ループ循環液冷装置を凝縮器22の風上側から見たときの平面図である。なお、図6において、図3と同一物には同一符号を付している。
変形例1に係る密閉ループ循環液冷装置では、凝縮器22の側方(横)にポンプ23を配置している。また、ヘッダ22aの冷媒出口は風上側の面に設けられており、冷媒出口とポンプ23の吸引口との間は、凝縮器22の風上側に配置された配管24bにより接続されている。
配管24bは、図6に示すようにU字状に大きく湾曲している。これにより、配管24bの流路抵抗の増大を回避しつつ、所望の配管長を確保することができる。また、凝縮器22の風上側に配管24bを配置しているので配管24b内を流れる冷媒の温度がより一層低下する。
(変形例2)
図7は、変形例2に係る密閉ループ循環液冷装置を凝縮器22の風上側から見たときの平面図である。なお、図7において、図3と同一物には同一符号を付している。
変形例2に係る密閉ループ循環液冷装置では、凝縮器22の下にポンプ23を配置している。また、ヘッダ22aの冷媒出口は風上側の面に設けられており、冷媒出口とポンプ23の吸引口との間は、凝縮器22の風上側に配置された配管24bにより接続されている。
図7に示す密閉ループ循環液冷装置においても、変形例1と同様に、配管24bはU字状に大きく湾曲している。これにより、配管24bの流路抵抗の増大を回避しつつ、所望の配管長を確保することができる。また、凝縮器22の風上側に配管24bを配置しているので配管24b内を流れる冷媒の温度がより一層低下する。
(変形例3)
図8は、変形例3に係る密閉ループ循環液冷装置を凝縮器22の風上側から見たときの平面図である。なお、図8において、図3と同一物には同一符号を付している。
変形例3に係る密閉ループ循環液冷装置では、凝縮器22の下にポンプ23を配置している。また、ヘッダ22aの冷媒出口は風下側の面に設けられており、冷媒出口とポンプ23の吸引口との間は、図5のように大きく湾曲した配管24bにより接続されている。この配管24bは、凝縮器22の風上側を通り、ポンプ23の吸引口に接続されている。
変形例3においても、大きく湾曲した配管24bを介してヘッダ22aの冷媒出口とポンプ23の吸引口との間が接続されている。これにより、配管24bの流路抵抗の増大を回避しつつ、所望の配管長を確保することができる。また、凝縮器22の風上側に配管24bを配置しているので配管24b内を流れる冷媒の温度がより一層低下する。
なお、変形例2,3ではポンプ23を凝縮器22の下に配置しているが、ポンプ23を凝縮器22の上に配置してもよい。
(電子機器)
図9は、実施形態に係る電子機器の一例を示す模式上面図である。ここでは、電子機器がサーバの場合について説明している。
図9に示す電子機器30は、回路基板31と、密閉ループ循環液冷装置20と、送風ファン26と、ストレージ32と、電源33と、それらを収納する筐体35とを有する。また、密閉ループ循環液冷装置20は、図3に示すように、蒸発器21と、凝縮器22と、それらの間に冷媒を循環させるポンプ23及び配管24a,24b,24cとを有する。
回路基板31には、発熱量が多い電子部品25(図3参照)や、その他の電子部品(図示せず)が搭載されている。そして、電子部品25の上には、密閉ループ循環液冷装置20の蒸発器21が装着されている。
図9に示すように、本実施形態に電子機器30は、凝縮器22の横にポンプ23を配置し、凝縮器22とポンプ23とを接続する配管24bを凝縮器22の風上側に配置しているので、凝縮器22とポンプ23との間の配管24bの流路抵抗が小さい。
そのため、比較的小型のポンプ23で、蒸発器21と凝縮器22との間に十分な量の冷媒を循環させることができる。その結果、電子機器30の小型化及び省エネルギー化が可能である。
10,20…密閉ループ循環液冷装置、11,21…蒸発器、12,22…凝縮器、12a,12b、22a,22b…ヘッダ、12c,22c…冷媒管、12d,22d…フィン、13,23…ポンプ、14a,14b,14c,24a,24b,24c…配管15,25…電子部品、26…送風ファン、30…電子機器、31…回路基板、32…ストレージ、33…電源、35…筐体。

Claims (6)

  1. 発熱体と熱的に接続される蒸発器と、
    空気流により冷却される凝縮器と、
    前記蒸発器と前記凝縮器との間に冷媒を循環させるポンプと、
    前記蒸発器と前記凝縮器との間を接続する第1の配管と、
    前記凝縮器と前記ポンプとの間を接続する第2の配管と、
    前記ポンプと前記蒸発器との間を接続する第3の配管とを有し、
    前記第1の配管は前記凝縮器の風下側に配置され、前記第2の配管は前記凝縮器の風上側に配置されていることを特徴とする密閉ループ循環液冷装置。
  2. 前記蒸発器は、前記凝縮器の風下側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の密閉ループ循環液冷装置。
  3. 前記ポンプは、前記空気流の上流側から見たときに前記凝縮器の横、上、又は下に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の密閉ループ循環液冷装置。
  4. 前記冷媒は、前記蒸発器内で前記発熱体から伝達される熱により液体から気体に状態変化し、前記凝縮器内で前記空気流により冷却されて気体から液体に状態変化することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の密閉ループ循環液冷装置。
  5. 前記第1の配管、前記第2の配管及び前記第3の配管は、いずれも金属により形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の密閉ループ循環液冷装置。
  6. 電子部品を搭載した回路基板と、
    送風ファンと、
    密閉ループ循環液冷装置と、
    前記回路基板、前記送風ファン及び前記密閉ループ循環液冷装置を収納する筐体とを有し、
    前記密閉ループ循環液冷装置は、
    前記電子部品と熱的に接続される蒸発器と、
    前記送風ファンにより形成される空気流により冷却される凝縮器と、
    前記蒸発器と前記凝縮器との間に冷媒を循環させるポンプと、
    前記蒸発器と前記凝縮器との間を接続する第1の配管と、
    前記凝縮器と前記ポンプとの間を接続する第2の配管と、
    前記ポンプと前記蒸発器との間を接続する第3の配管とを有し、
    前記第1の配管は前記凝縮器の風下側に配置され、前記第2の配管は前記凝縮器の風上側に配置されている
    ことを特徴とする電子機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106997979A (zh) * 2017-05-11 2017-08-01 廖娅玲 一种4g通讯基站滤波器高散热组合式腔体
JP7061770B2 (ja) * 2018-03-30 2022-05-02 日立Astemo株式会社 冷却装置
US10645844B2 (en) * 2018-04-17 2020-05-05 Ge Aviation Systems Llc Electronics cooling module
JP7254249B2 (ja) 2020-08-04 2023-04-07 三菱電機株式会社 冷却装置及び宇宙構造物
CN113194690A (zh) * 2021-05-11 2021-07-30 翟维友 一种散热装置及制冷设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146830A (ja) 2000-11-08 2002-05-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の冷却装置
US7021369B2 (en) * 2003-07-23 2006-04-04 Cooligy, Inc. Hermetic closed loop fluid system
JP2005122503A (ja) * 2003-10-17 2005-05-12 Hitachi Ltd 冷却装置およびこれを内蔵した電子機器
US7068509B2 (en) * 2004-02-03 2006-06-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Small form factor cooling system
JP4265581B2 (ja) 2005-07-28 2009-05-20 株式会社デンソー ハイブリッド自動車用冷却システム
JP4744280B2 (ja) * 2005-11-28 2011-08-10 株式会社日立製作所 冷却機構を備えた電子機器
JP2008130746A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Hitachi Ltd 電子機器用沸騰冷却装置及びそれを利用した電子機器
JP4625851B2 (ja) * 2008-04-28 2011-02-02 株式会社日立製作所 冷却システム及びそれを備えた電子機器

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