DE102013224970B4 - Kühlvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Kühlvorrichtung, welche umfasst: einen rahmenförmigen Hauptkörperabschnitt (2, 20), welcher obere und untere Aussparungen aufweist; einen oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) und einen unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A), welche oberhalb und unterhalb des Hauptkörperabschnitts (2, 20) montiert sind, um die oberen und unteren Aussparungen des Hauptkörperabschnitts zu bedecken; eine Trennplatte (3, 21), welche angeordnet ist, um einen inneren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts (2, 20) in obere und untere Teilabschnitte zu unterteilen, um einen oberer-Abschnitt-Raum mit dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) auszubilden, und um einen unterer-Abschnitt-Raum mit dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A) auszubilden; eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23), welche zwischen dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) und der Trennplatte (3, 21) ausgebildet ist; eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (5, 24), welche zwischen dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A) und der Trennplatte (3, 21) ausgebildet ist, um eine Strömungskanalrichtung aufzuweisen, welche parallel zu einer Strömungskanalrichtung der Flüssigkühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) ist; einen vertikalen Strömungskanal (9, 22), welcher von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) um eine vorbestimmte Entfernung in einer Breitenrichtung getrennt ist, welche senkrecht zu den Strömungskanalrichtungen ist, welcher durch die Trennplatte (3, 21) vertikal durchgeht, welcher sich parallel zu der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) erstreckt, und welcher zwischen dem oberer-Abschnitt-Raum und dem unterer-Abschnitt-Raum in Verbindung steht; und einen Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper (8, 8A, 8B, 8C, 8D, 29), welcher im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) angeordnet ist, welcher derart in eine äußere Form ausgestaltet ist, dass ein Strömungskanal-Querschnittsbereich ...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, welche ein Wärme-erzeugendes Element kühlt, wie beispielsweise einen Prozessor (CPU), ein hochintegrierter Schaltkreis (LSI), ein Leistungshalbleiter usw.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • In den letzten Jahren hat die Dichte an erzeugter Wärme in Wärme-erzeugenden Elementen wie beispielsweise CPUs, LSIs, Leistungshalbleitern usw. zugenommen, und Erhöhungen bei der Kühlleistung der Kühlvorrichtung werden gesucht.
  • In Anbetracht derartiger Bedingungen wurden herkömmliche Kühlvorrichtungen vorgeschlagen, bei welchen ein Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal und ein Flüssigkeitskühlmittel-Ablassströmungskanal im Inneren eines Kühlsubstrats derart ausgebildet sind, dass Strömungskanalrichtungen parallel sind und so, dass sie um einen vorbestimmten Abstand in einer Richtung, welche senkrecht zu den Strömungskanalrichtungen ist, getrennt sind, und wobei Kühl(ungs)strömungskanäle im Inneren des Kühlsubstrats ausgebildet sind, um mit dem Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal und dem Flüssigkeitskühlmittel-Ablassströmungskanal in Verbindung zu stehen, um jeweilige Strömungskanalrichtungen senkrecht zu den Strömungskanalrichtungen des Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanals und des Flüssigkeitskühlmittel-Ablassströmungskanals aufzuweisen, wobei die Kühlströmungskanäle zwei Lagen bzw. Schichten vertikal aufweisen und in einem vorbestimmten Abstand („pitch”) in den Strömungskanalrichtungen des Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanals und des Flüssigkeitskühlmittel-Ablassströmungskanals angeordnet sind (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
  • Bei dieser herkömmlichen Kühlvorrichtung sind ein Schalthalbleiterelement und eine Diode in Reihe entlang der Umlauf- bzw. Zirkulationsrichtung des Flüssigkeitskühlmittels in den Kühlströmungskanälen an einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche des Kühlsubstrats angeordnet. Somit wird beansprucht, dass die Schalthalbleiterelemente oder die Dioden effizient gekühlt werden können, und die Kühlkapazität gesteigert werden kann, weil die Schalthalbleiterelemente oder die Dioden, welche Wärme erzeugen, durch Flüssigkeitskühlmittel von nahe dem Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal, welcher in einem ausreichend gekühlten Zustand ist, welcher keine Temperaturerhöhung hatte, ständig gekühlt werden.
  • DE 10 2013 222 496 A1 betrifft einen elektrischen Leistungswandler. Bei dem elektrischen Leistungswandler umfasst ein Durchgang von einem Kühlmitteleinlass zu einem Kühlmittelauslass von einem Kühler: einen Upstream-Kühlabschnitt und einen Downstream-Kühlabschnitt zum Kühlen von Wärme erzeugenden Körpern; einen Upstream-Verteilungsabschnitt, der sich an der Seite des Kühlmitteleinlasses befindet; einen Downstream-Verteilungsabschnitt, der sich an der Seite des Kühlmittelauslasses befindet; einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Upstream-Kühlabschnitts und des Downstream-Kühlabschnitts; einen Trennungsabschnitt zum Trennen des Upstream-Kühlabschnitts und des Downstream-Kühlabschnitts, und des Upstream-Verteilungsabschnitts und des Downstream-Verteilungabschnitts. Der Durchgang ist derart verbunden, dass das Kühlmittel in einer Reihenfolge von dem Upstream-Verteilungsabschnitt, dem Upstream-Kühlabschnitt, dem Verbindungsabschnitt, dem Downstream-Kühlabschnitt und dem Downstream-Verteilungsabschnitt fließt.
  • DE 10 2010 007 086 A1 beschreibt eine Anordnung mit einer Mehrzahl an Leistungshalbleiterbaugruppen und einer Flüssigkeitskühleinrichtung. Die Leistungshalbleiterbaugruppen sind an einander gegenüberliegenden Hauptseiten der Flüssigkeitskühleinrichtung angeordnet. Die Flüssigkeitskühleinrichtung weist zwei Formkörper mit jeweils mindestens einer Aufnahme für die Leistungshalbleiterbaugruppen auf, mit einer beiden Formkörpern gemeinsamen Verteilkammer, deren Zulaufanschluss im ersten Formkörper angeordnet ist; mit einer der jeweiligen Leistungshalbleiterbaugruppe zugeordneten Kühlkammer mit einem Zulauf aus der Verteilkammer; sowie mit je Kühlkammer seitlich hieran angeordnetem Ablaufbereich und mit einer beiden Formkörpern gemeinsamen Sammelkammer mit Ablaufanschluss.
  • LITERATURSTELLENLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • [Patentliteratur 1] JP 4699820 B2
  • Bei herkömmlichen Kühlvorrichtungen, weil ein Strömungskanal-Querschnittsbereich des Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanals ausgestaltet ist, um in der Strömungskanalrichtung konstant zu sein, ist eine Strömungsgeschwindigkeit in den Kühlströmungskanälen, welche stromaufwärts in dem Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal verbunden sind, langsamer als eine Strömungsgeschwindigkeit in den Kühlströmungskanälen, welche stromabwärts in dem Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal verbunden sind, aufgrund der Trägheitskraft des Flüssigkeitskühlmittels im Inneren des Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanals. Somit ist eine Kühlleistung der Kühlströmungskanäle, welche stromaufwärts in dem Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal verbunden sind, schlecht, verglichen mit der Kühlleistung der Kühlströmungskanäle, welche stromabwärts in dem Flüssigkeitskühlmittel-Zuführströmungskanal verbunden sind, und ein Problem war, dass Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung zwischen jedem der Leistungshalbleiterelemente entstehen, welche parallel an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche des Kühlsubstrats angeordnet sind. Dieses Problem wird ausgeprägter, wenn die Anzahl an Leistungshalbleiterelementen, welche parallel an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche des Kühlsubstrats angeordnet sind, erhöht wird.
  • Die vorliegende Erfindung zielt auf das Lösen derartiger Probleme ab, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung bereitzustellen, bei welcher Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter jeweiligen Wärme-erzeugenden Elementen unterdrückt werden können, sogar falls die Anzahl an Wärme-erzeugenden Elementen, welche angebracht sind, erhöht wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um die obige Aufgabe zu erreichen, wird, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt. Die Kühlvorrichtung umfasst: einen rahmenförmigen Hauptkörperabschnitt, welcher obere und untere Aussparungen aufweist; einen oberer-Abschnitt-Kühlkörper bzw. eine oberer-Abschnitt-Wärmesenke und einen unterer-Abschnitt-Kühlkörper bzw. eine unterer-Abschnitt-Wärmesenke, welche oberhalb und unterhalb des Hauptkörperabschnitts montiert sind, um die oberen und unteren Aussparungen des Hauptkörperabschnitts zu bedecken; eine Trennplatte, welche angeordnet ist, um einen inneren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts in obere und untere Teilabschnitte zu unterteilen, um einen oberer-Abschnitt-Raum mit dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper auszubilden, und um einen unterer-Abschnitt-Raum mit dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper auszubilden; eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung bzw. Zuführ-Header, welche bzw. welcher zwischen dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper und der Trennplatte ausgebildet ist; eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung bzw. Ablass-Header, welche bzw. welcher zwischen dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper und der Trennplatte ausgebildet ist, um eine Strömungskanalrichtung aufzuweisen, welche parallel zu einer Strömungskanalrichtung der Flüssigkühlmittel-Zuführsammelleitung ist; einen vertikalen Strömungskanal, welcher von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung um eine vorbestimmte Entfernung in einer Breitenrichtung getrennt ist, welche senkrecht zu den Strömungskanalrichtungen ist, welcher durch die Trennplatte vertikal durchgeht, welcher sich parallel zu der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung erstreckt, und welcher zwischen dem oberer-Abschnitt-Raum und dem unterer-Abschnitt-Raum in Verbindung steht; und einen Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper, welcher im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung angeordnet ist, welcher derart in eine äußere Form konfiguriert bzw. ausgestaltet ist, dass ein Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung von einem stromaufwärtigen Ende zu einem stromabwärtigen Ende hin allmählich kleiner wird, und welcher ein Flüssigkeitskühlmittel bzw. Flüssigkühlmittel verteilt, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung zu dem vertikalen Strömungskanal hin strömt. Eine Breite t des vertikalen Strömungskanal erfüllt 0,75 mm ≤ t ≤ 6,5 mm.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung, weil der Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper, welcher derart in eine äußere Form ausgestaltet ist, dass der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung von einem stromaufwärtigen Ende zu einem stromabwärtigen Ende hin allmählich kleiner wird, im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung angeordnet ist, ist die Quantität des Stroms an Flüssigkeitskühlmittel, welches zu dem vertikalen Strömungskanal hin von dem stromaufwärtigen Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung verteilt wird, größer als die Quantität des Stroms an Flüssigkeitskühlmittel, welches zu dem vertikalen Strömungskanal hin von dem stromabwärtigen Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung verteilt wird. Somit werden Unregelmäßigkeiten bei den verteilten Quantitäten an Flüssigkeitskühlmittel in der Zirkulationsrichtung, welche auf die Trägheitskraft des Flüssigkeitskühlmittels zurückzuführen sind, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, verringert, wobei das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Kühlkapazität in der Zirkulationsrichtung unterdrückt wird. Die Strömungsrichtung des Flüssigkeitskühlmittels, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, wird zu dem vertikalen Strömungskanal an den Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers hin geändert, wobei eine Verteilung des Flüssigkeitskühlmittels ruhig bzw. gleichmäßig durchgeführt wird. Somit wird, sogar falls die Anzahl an Wärme-erzeugenden Elementen, welche angebracht sind, erhöht wird, das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter den jeweiligen Wärme-erzeugenden Elementen unterdrückt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Draufsicht, welche eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Seitenansicht, welche die Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist eine Explosionsperspektive, welche eine Konfiguration bzw. Ausgestaltung der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 4 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie IV-IV in 1 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden;
  • 5 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 6 ist eine Draufsicht, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 7 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie VII-VII in 1 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden;
  • 8 ist eine schematische Darstellung, welche ein Betriebsprinzip der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 9 ist eine schematische Darstellung, welche das Betriebsprinzip der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 10 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit und einer vertikaler-Strömungskanal-Breite bei der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Optimalität und einer vertikaler-Strömungskanal-Breite bei der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 ist eine Explosionsperspektive, welche eine Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 13 ist ein Querschnitt, bei welchem die Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung in einer Ebene geschnitten ist, welche senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Flüssigkeitskühlmittels an einer Zustromsammelleitung ist;
  • 14 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 15 ist eine Draufsicht, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 16 ist eine Draufsicht, welche eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 ist eine Seitenansicht, welche die Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 19 ist eine Draufsicht, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 20 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie XX-XX in 16 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden;
  • 21 ist ein Querschnitt, bei welchem eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung in einer Ebene geschnitten ist, welche senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Flüssigkeitskühlmittels an einer Zustromsammelleitung ist;
  • 22 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 23 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist;
  • 24 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie XXIV-XXIV in 23 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden;
  • 25 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist; und
  • 26 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen einer Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine Draufsicht, welche eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Seitenansicht, welche die Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 3 ist eine Explosionsperspektive, welche eine Ausgestaltung der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert, 4 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie IV-IV in 1 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden, 5 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist, 6 ist eine Draufsicht, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist, und 7 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie VII-VII in 1 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden. Überdies stellen in 3 bis 7 Pfeile eine Flüssigkeitskühlmittelströmung dar.
  • In 1 bis 3 umfasst eine Kühlvorrichtung 100: einen Wasser(kühl)mantel 1; einen oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10, welcher an einem oberen Abschnitt des Wasserkühlmantels 1 angebracht ist; und einen unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11, welcher an einem unteren Abschnitt des Wasserkühlmantels 1 angebracht ist, und zu einem Kühlen von Wärme-erzeugenden Elementen 15, wie beispielsweise CPUs, LSIs, Leistungshalbleiter usw., beitragen können.
  • Der Wasserkühlmantel 1 ist ein Harz-ausgeformter Körper, welcher zum Beispiel unter Verwendung eines Polyphenylensulfid-(PPS)-Harzes ausgebildet wird, und umfasst: einen rechteckigen rahmenförmigen Hauptkörperabschnitt 2, welcher eine vorbestimmte Dicke aufweist; eine Trennplatte 3, welche ausgebildet ist, um eine flache, rechteckige Form aufzuweisen, welche eine Dicke aufweist, welche dünner als diejenige des Hauptkörperabschnitts 2 ist, welche mit einem zentralen bzw. mittigen Abschnitt einer inneren Umfangsoberfläche des Hauptkörperabschnitts 2 in einer Dickenrichtung verbunden ist, und welche angeordnet ist, um einen inneren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 2 in zwei Teilabschnitte in der Dickenrichtung zu unterteilen; eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a, welche ausgebildet ist, um sich längs an der Trennplatte 3 über einen gesamten Längsbereich eines mittigen Abschnitts in einer Breitenrichtung von einer oberen Oberfläche der Trennplatte 3 zu erstrecken; eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnut 5a, welche ausgebildet ist, um sich längs an der Trennplatte 3 über einen gesamten Längsbereich eines mittigen Abschnitts in einer Breitenrichtung von einer unteren Oberfläche der Trennplatte 3 zu erstrecken; eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6, welche mit einem ersten Längsende des Hauptkörperabschnitts 2 in Verbindung gebracht ist, um mit einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a verbunden zu sein; und eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7, welche mit einem zweiten Längsende des Hauptkörperabschnitts 2 in Verbindung gebracht ist, um mit einem zweiten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnut 5a verbunden zu sein.
  • Außerdem ist ein Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8 angeordnet, um von einer Bodenoberfläche der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a vorzustehen, um sich von nahe einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu einem zweiten Ende zu erstrecken, um eine vorbestimmte Höhe aufzuweisen, und derart, dass sich eine Breite von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich verbreitert. In diesem Fall ist, wie in 5 gezeigt, eine Bodenoberfläche des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8 in ein dreieckiges Prisma ausgestaltet, welches ein gleichschenkliges Dreieck ist, und eine Symmetrieebene relativ zu einer Ebene aufweist, welche durch die Mitte in einer Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a durchgeht. Die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a ist dadurch derart ausgestaltet, dass ein Nut-Querschnittsbereich von ihr von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird. Andererseits ist ein Nut-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnut 5a von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin konstant.
  • Vertikale Strömungskanäle 9 sind über gesamte Längsbereiche der ersten und zweiten Endabschnitte in der Breitenrichtung der Trennplatte 3 ausgebildet, um durch die Trennplatte 3 in einer Dickenrichtung durchzugehen, und sich in einer Längsrichtung der Trennplatte 3 zu erstrecken.
  • Der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 sind jeder in eine ungefähr rechteckige flache Form ausgebildet, unter Verwendung eines Materials, welches eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, AlSiC usw., und abstrahlende Rippen bzw. Lamellen 12 sind angeordnet, um auf hinteren Oberflächen davon zu stehen. Die abstrahlenden Rippen 12 sind zylindrische Körper, welche angeordnet sind, um senkrecht auf hinteren Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 zu stehen. Wie in 3 gezeigt, sind eine Vielzahl an Reihen von abstrahlenden Rippen 12, welche in einem vorbestimmten Abstand in Längsrichtungen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 angeordnet sind, angeordnet, um einen vorbestimmten Zwischenraum in Breitenrichtungen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 aufzuweisen, sodass sie um einen halben Abstand in den Längsrichtungen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 versetzt sind, um in Matrixmustern an den hinteren Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 angeordnet zu sein.
  • Um eine Kühlvorrichtung 100 zusammenzubauen, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, wird zuerst eine hintere-Oberfläche-Seite des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 von einer oberer-Abschnitt-Seite auf den Hauptkörperabschnitt 2 gestapelt, um, falls erforderlich, ein Dichtungselement dazwischen zu legen bzw. einzufügen. Eine hintere-Oberfläche-Seite des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 wird von einer unterer-Abschnitt-Seite auf den Hauptkörperabschnitt 2 gestapelt, um, falls erforderlich, ein Dichtungselement dazwischen zu legen. Der Hauptkörperabschnitt 2 und der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 werden dann befestigt, und der Wassermantel 1 und der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 werden in Verbindung gebracht und integriert, um die Kühlvorrichtung 100 zusammenzubauen.
  • Bei dieser Kühlvorrichtung 100 bedeckt der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 eine oberer-Abschnitt-Aussparung des Hauptkörperabschnitts 2, und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 bedeckt eine unterer-Abschnitt-Aussparung des Hauptkörperabschnitts 2. Ein oberer-Abschnitt-Raum wird durch den Hauptkörperabschnitt 2, die Trennplatte 3 und den oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 ausgebildet, und ein unterer-Abschnitt-Raum wird durch den Hauptkörperabschnitt 2, die Trennplatte 3 und den unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 ausgebildet.
  • Der Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8 berührt die hintere Oberfläche des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 derart, dass eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a und den oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 in einem mittigen Abschnitt in der Breitenrichtung des oberer-Abschnitt-Raums ausgebildet wird. Ein Strömungskanal-Querschnittsbereich dieser Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 wird von nahe einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu einem zweiten Ende hin allmählich kleiner. Eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 wird durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnut 5a und den unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 in einem mittigen Abschnitt in der Breitenrichtung des unterer-Abschnitt-Raums ausgebildet. Ein Strömungskanal-Querschnittsbereich dieser Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 ist von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu dem zweiten Ende hin konstant. Wie in 7 gezeigt, sind eine Zustromrichtung und eine Ablassrichtung des Flüssigkeitskühlmittels identische Richtungen. Außerdem sind Gruppen der abstrahlenden Rippen 12 des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 im Inneren des oberer-Abschnitt-Raums beziehungsweise des unterer-Abschnitt-Raums aufgenommen, um die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4, die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 und die vertikalen Strömungskanäle 9 zu vermeiden, welche die Kühlströmungskanäle ausbilden.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 100, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, sind die Wärme-erzeugenden Elemente 15 durch metallische Bindung, Schmiermittel, Adhäsion usw. auf den jeweiligen vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 befestigt, um sich in einer Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 aufzustellen. Wie durch die Pfeile in 5 angedeutet, strömt Flüssigkeitskühlmittel, welches von einer Pumpe usw. (nicht gezeigt) zugeführt wird, durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6 herein zu dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 hin, und strömt durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 entlang des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8 zu dem zweiten Ende hin. Die Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels wird dann durch den Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8 zu der Breitenrichtung des Wassermantels 1 geändert, um in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 zu strömen, welche im Inneren des oberer-Abschnitt-Raums aufgenommen sind.
  • Die Reihen an angrenzenden abstrahlenden Rippen 12 in den Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 sind in der Längsrichtung des Wassermantels 1 um einen halben Abstand versetzt. Somit mäandert das Flüssigkeitskühlmittel durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es zu den vertikalen Strömungskanälen 9 hin strömt. An diesem Punkt wird die Wärme, welche durch die Wärme-erzeugenden Elemente 15 erzeugt wird, welche auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 angebracht sind, mittels der abstrahlenden Rippen 12 an das Flüssigkeitskühlmittel abgestrahlt.
  • Als nächstes, wie durch die Pfeile in 4 angedeutet, strömt das Flüssigkeitskühlmittel, welches in die vertikalen Strömungskanäle 9 geströmt ist, durch die vertikalen Strömungskanäle 9 zu dem unteren Abschnitt des Wassermantels 1 hin, und strömt in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, welche im Inneren des unterer-Abschnitt-Raums aufgenommen sind. Wie durch die Pfeile in 6 angedeutet, mäandert das Flüssigkeitskühlmittel durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es zu der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 hin strömt. An diesem Punkt wird die Wärme, welche durch die Wärme-erzeugenden Elemente 15 erzeugt wird, welche auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 angebracht sind, mittels der abstrahlenden Rippen 12 an das Flüssigkeitskühlmittel abgestrahlt. Das Flüssigkeitskühlmittel, welches in die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 geströmt ist, strömt dann durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 zu dem zweiten Ende hin, und wird durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7 abgelassen.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 100, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, werden Kühlströmungskanäle gebildet durch: Strömungskanäle, welche sich von einer Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 erstrecken, welche sich längs an einem mittigen Abschnitt in einer Breitenrichtung einer oberer-Abschnitt-Seite zu vertikalen Strömungskanälen 9 erstreckt, welche sich längs an ersten und zweiten Endabschnitten in der Breitenrichtung erstrecken; und Strömungskanäle, welche sich von den vertikalen Strömungskanälen 9 zu einer Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 erstrecken, welche sich längs an einem mittigen Abschnitt in einer Breitenrichtung einer unterer-Abschnitt-Seite erstreckt. Falls es Unterschiede bei der erzeugten Wärmedichte der Wärme-erzeugenden Elemente 15 gibt, ist es somit zu bevorzugen, die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 anzubringen, und die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche weniger erzeugte Wärmedichte aufweisen, auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 anzubringen. Mit anderen Worten, weil die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, konstant durch Flüssigkeitskühlmittel von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 gekühlt werden, welches in einem ausreichend gekühlten Zustand ist, welcher keinen Temperaturanstieg hatte, können die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, effizient gekühlt werden.
  • Gemäß Ausführungsform 1 ist die Strömungsgeschwindigkeit stromaufwärts von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 langsamer als die Strömungsgeschwindigkeit stromabwärts, aufgrund der Trägheitskraft des Flüssigkeitskühlmittels im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4, aber weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird, wird die Strömungsrate des Flüssigkeitskühlmittels, welches von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 im Inneren des oberer-Abschnitt-Raums strömt, in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 (die Längsrichtung des Wassermantels 1) vergleichmäßigt. Das Flüssigkeitskühlmittel, bei welchem die Strömungsrate in der Längsrichtung des Wassermantels 1 vergleichmäßigt bzw. gleichmäßig gemacht wurde, strömt dann über die vertikalen Strömungskanäle 9 in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 im Inneren des unterer-Abschnitt-Raums.
  • Weil das Flüssigkeitskühlmittel, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 strömt, gleichmäßig in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 strömt, wird somit die Strömungsrate des Flüssigkeitskühlmittels, welches in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 strömt, in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 vergleichmäßigt. Somit kann die Kühlleistung der Kühlvorrichtung 100 in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 vergleichmäßigt werden, wobei ermöglicht wird, das Auftreten an Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter den Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche auf den vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 parallel angebracht sind, zu unterdrücken.
  • Weil die Bodenoberfläche des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8, welcher im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a angeordnet ist, in ein dreieckiges Prisma ausgestaltet ist, welches ein gleichschenkliges Dreieck ist, sind außerdem die zwei Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8 relativ zu der Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels geneigt, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 strömt, wobei die Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels von der Längsrichtung des Wassermantels 1 zu der Breitenrichtung geändert wird. Weil das Flüssigkeitskühlmittel, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 strömt, gleichmäßig bzw. ruhig in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 strömt, wird somit die Kühlleistung verbessert.
  • Weil die Reihen an angrenzenden abstrahlenden Rippen 12 in den Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 um einen halben Abstand in der Längsrichtung des Wassermantels 1 versetzt sind, mäandert das Flüssigkeitskühlmittel durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu den vertikalen Strömungskanälen 9 hin strömt, und auch von den vertikalen Strömungskanälen 9 zu der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 hin. Weil die Kühlströmungskanäle verlängert sind, welche sich von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 erstrecken, und der Abstrahlungsbereich der abstrahlenden Rippen 12 erhöht ist, wird folglich die Kühlleistung verbessert.
  • Weil die Trennplatte 3 durch einen Harz-ausgeformten Körper gebildet ist, ist der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 thermisch von dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 getrennt. Probleme, wie beispielsweise in den Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 (oder dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11) angebracht sind, erzeugte Wärme, die an die Wärme-erzeugenden Elemente 15 übertragen wird, welche auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 (oder dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10) angebracht sind, und ein Erhöhen der Temperatur der Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 (oder dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10) angebracht sind usw., werden somit präventiv gestoppt.
  • Weil der Wassermantel 1 durch einen Harz-ausgeformten Körper gebildet ist, werden der Hauptkörperabschnitt 2, die Trennplatte 3, die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6 und die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7 integriert ausgebildet. Somit kann die Herstellungszeit verkürzt werden und Kostenverringerungen können erzielt werden, verglichen damit, wenn der Hauptkörperabschnitt 2, die Trennplatte 3, die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6 und die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7 als getrennte Elemente hergestellt werden und der Wassermantel 1 durch Montage in einem nachfolgenden Schritt hergestellt wird.
  • Die Trennplatte 3 ist angeordnet, um einen inneren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 2 in zwei Teilabschnitte in der Dickenrichtung zu unterteilen, wobei die Kühlströmungskanäle, welche sich von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 erstrecken, in zwei (obere und untere) Schichten bzw. Lagen ausgebildet sind, und die Strömungskanäle in den zwei oberen und unteren Lagen mittels der vertikalen Strömungskanäle 9 in Reihe verbunden sind. Weil die Kühlströmungskanäle, welche sich von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 erstrecken, verlängert sein können und der Wärmeabstrahlungsbereich der abstrahlenden Rippen 12 erhöht sein kann, ohne die Größe der Kühlvorrichtung 100 zu erhöhen, wird somit die Kühlleistung verbessert.
  • Als nächstes wird eine Breite t der vertikalen Strömungskanäle 9 untersucht. 8 und 9 sind schematische Darstellungen, welche ein Betriebsprinzip der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutern, wobei 8 ein Querschnitt ist, welcher in einer Ebene geschnitten ist, welche senkrecht zu der Richtung der Strömung eines Flüssigkeitskühlmittels im Inneren einer Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung ist, welche einen Zustand zeigt, in welchem oberer-Abschnitt- und unterer-Abschnitt-Kühlkörper einer Kühlvorrichtung entfernt sind, beziehungsweise 9 eine Draufsicht ist, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand zeigt, in welchem der unterer-Abschnitt-Kühlkörper der Kühlvorrichtung entfernt ist. Überdies ist L (mm) eine Breite eines Rippenbereiches, und Lw (mm) ist eine Länge des Rippenbereiches. Hier ist der Rippenbereich ein Bereich, welcher umgeben ist durch zwei Innenwandoberflächen des Hauptkörperabschnitts 2 der Trennplatte 3 in der Längsrichtung, die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a und die vertikalen Strömungskanäle 9. P1 (Pa) ist ein Einlassdruck der vertikalen Strömungskanäle 9, und P2 (Pa) ist ein Auslassdruck der vertikalen Strömungskanäle 9. Außerdem ist ein unterer-Abschnitt-Rippenbereich in n Bereiche in der Längsrichtung unterteilt, und V1 bis Vn sind Strömungsgeschwindigkeiten des Flüssigkeitskühlmittels in den jeweiligen Bereichen.
  • Falls die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 zu viel verbreitert wird, wird nun das Flüssigkeitskühlmittel zu dem zweiten Ende der vertikalen Strömungskanäle 9 (nahe der Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7) hin vorbelastet bzw. unter Vorspannung gesetzt („biased”), in dem Prozess des Durchgehens durch die vertikalen Strömungskanäle 9, wobei es wahrscheinlicher gemacht wird, dass Unregelmäßigkeiten in der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels auftreten. Dies ist so, weil, wenn die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 breit ist, ein Strömungskanalwiderstand in der Längsrichtung der vertikalen Strömungskanäle 9 verringert ist. Um eine Wärmeabstrahlungsleistung innerhalb der Ebenen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 der Kühlvorrichtung 1 gleichmäßig zu machen, ist es somit wünschenswert, die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 enger zu machen, um eine Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit zu verringern.
  • Falls die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 zu eng gemacht wird, ist andererseits der Unterschied zwischen dem Einlassdruck P1 (Pa) der vertikalen Strömungskanäle 9 und dem Auslassdruck P2 (Pa) der vertikalen Strömungskanäle 9, d. h. der Druckverlust, erhöht, und eine große Energie ist erforderlich, um die Pumpe anzutreiben, welche das Flüssigkeitskühlmittel zirkuliert. Somit ist es wünschenswert, die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 zu verbreitern, um einen Energieverbrauch zu verringern.
  • Als erstes wird, wie in den 8 und 9 gezeigt, eine Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D des Flüssigkeitskühlmittels durch den Ausdruck (1) definiert, wo der unterer-Abschnitt-Rippenbereich in n Bereiche in der Längsrichtung unterteilt ist, und VDurchschnitt die Durchschnittsströmungsgeschwindigkeit der Strömungsgeschwindigkeiten V1 bis Vn des Flüssigkeitskühlmittels in den jeweiligen Bereichen ist, und σ die Standardabweichung der Strömungsgeschwindigkeits-Verteilung ist.
    Figure DE102013224970B4_0002
  • Als eine Folge des Durchführens von Fluid-Simulationen mit unterschiedlichen Anzahlen an Teilabschnitten n, wurde nun bestätigt, dass die Durchschnittsströmungsgeschwindigkeit VDurchschnitt und die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D ungefähr konstant sind, wenn n größer als oder gleich 5 ist. Als nächstes werden die Ergebnisse des Durchführens von Fluid-Simulationen für die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D mit unterschiedlichen Breiten t (mm) in den vertikalen Strömungskanälen 9 in 10 gezeigt.
  • Aus 10 kann gesehen werden, dass die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D schnell zunimmt, wenn die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 von 0,2 mm erhöht wird, und sanft bzw. flach zunimmt, wenn die Breite t (mm) 0,5 mm übersteigt. Um eine Wärmeableitungsleistung innerhalb der Ebenen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 der Kühlvorrichtung 1 gleichmäßig zu machen, ist es nun wünschenswert, die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D auf weniger als oder gleich 0,25 (25 Prozent) festzulegen. Aus 10 beträgt die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9, bei welcher die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D weniger ist als oder gleich 0,25 ist, 6,5 mm. Von dem Gesichtspunkt, die Wärmeabstrahlungsleistung gleichmäßig zu machen, ist es folglich wünschenswert, die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 auf weniger als oder gleich 6,5 mm festzulegen.
  • Wenn sich die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 0 mm annähert, wird die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D verringert, aber der Druckverlust erhöht sich, wobei der Energieverbrauch durch die Pumpe erhöht wird, welche das Flüssigkeitskühlmittel zirkuliert. Weil im Allgemeinen der Druckverlust proportional dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit gemäß der Bernoulli-Gleichung ist, ist er durch Ausdruck (2) definiert, wo diese Proportionalitätskonstante auf einen Druckverlust-Koeffizienten ξ festgesetzt ist. Überdies ist ρ in Ausdruck (2) die Dichte des Flüssigkeitskühlmittels.
    Figure DE102013224970B4_0003
  • Je kleiner der Wert von ξ, desto geringer der Druckverlust, wobei der Energieverbrauch der Pumpe verringert wird, welche das Flüssigkeitskühlmittel zirkuliert. Da der Druckverlust-Koeffizient ξ und die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D jeweils so klein wie möglich sein sollten, sollte der Kehrwert des Produkts von ξ und D so groß wie möglich sein. Der Kehrwert des Produkts von ξ und D ist durch Ausdruck (3) definiert, wo O die Optimalität ist. O = 1 / ξ·D (3)
  • Als nächstes werden Ergebnisse des Durchführens von Fluid-Simulationen für die Optimalität O mit unterschiedlichen Breiten t (mm) in den vertikalen Strömungskanälen 9 in 11 gezeigt. Aus 11 kann gesehen werden, dass die Optimalität O schnell abnimmt, wenn die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 weniger als 0,75 (mm) beträgt, und bei größer als oder gleich 0,75 (mm) an einem ungefähr konstanten Wert ist. Von dem Gesichtspunkt der Verringerung des Energieverbrauchs, ist es folglich wünschenswert, die Breite t (mm) der vertikalen Strömungskanäle 9 auf größer als oder gleich 0,75 mm festzulegen.
  • Im Allgemeinen ist eine Strömung ähnlich, falls die Reynoldszahl ein gleicher Wert ist. Hier ist die Reynoldszahl als Re = VDurchschnitt·Lw/ν definiert, und als eine Folge des Durchführens von Fluid-Simulationen wurde bestätigt, dass die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D und die Breite t der vertikalen Strömungskanäle 9, welche in 10 gezeigt wird, und die Beziehung zwischen der Optimalität O und der Breite t der vertikalen Strömungskanäle 9, welche in 11 gezeigt wird, unter den Bedingungen erfüllt sind, bei welchen Re ≤ 106. Hier ist Lw (m) eine Länge der Rippenbereiche in Längsrichtung, und ν (m2/s) ist ein Koeffizient der kinematischen Viskosität des Flüssigkeitskühlmittels.
  • Erfindungsgemäß ist die Breite t der vertikalen Strömungskanäle 9 so festgelegt, dass sie 0,75 (mm) ≤ t ≤ 6,5 (mm) erfüllt. Das heißt, die Strömungsgeschwindigkeits-Unregelmäßigkeit D und der Druckverlust können verringert werden, falls die Breite t der vertikalen Strömungskanäle 9 0,75 (mm) ≤ t ≤ 6,5 (mm) erfüllt. Die Wärmeableitungsleistung innerhalb der Ebenen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 der Kühlvorrichtung 1 können dadurch gleichmäßig gemacht werden, und ein Energieverbrauch der Pumpe, welche das Flüssigkeitskühlmittel zirkuliert, kann auch verringert werden. Überdies werden die optimalen Bedingungen der Breite t der vertikalen Strömungskanäle 9 (0,75 (mm) ≤ t ≤ 6,5 (mm)) ausnahmslos erfüllt, falls Re ≤ 106, ungeachtet des Werts von Lw und ν.
  • Überdies sind bei der obigen Ausführungsform 1 ein Hauptkörperabschnitt, eine Trennplatte, eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung und eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung integriert ausgebildet, aber ein Hauptkörperabschnitt und eine Trennplatte können auch integriert ausgebildet, und eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung und eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung in einem nachfolgenden Schritt angebracht sein.
  • Ausführungsform 2
  • 12 ist eine Explosionsperspektive, welche eine Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert, 13 ist ein Querschnitt, bei welchem die Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung in einer Ebene geschnitten ist, welche senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Flüssigkeitskühlmittels an einer Zustromsammelleitung ist, 14 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist, und 15 ist eine Draufsicht, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist. Überdies stellen in den 12 bis 15 Pfeile eine Flüssigkeitskühlmittelströmung dar.
  • In den 12 bis 15 ist ein Wasser(kühl)mantel 1A ein Harz-ausgeformter Körper, welcher zum Beispiel unter Verwendung eines Polyphenylensulfid-(PPS)-Harzes ausgebildet wird, und umfasst: einen rechteckigen rahmenförmigen Hauptkörperabschnitt 20, welcher eine vorbestimmte Dicke aufweist; eine Trennplatte 21, welche ausgebildet ist, um eine flache, rechteckige Form aufzuweisen, welche eine Dicke aufweist, welche dünner als diejenige des Hauptkörperabschnitts 20 ist, welche mit einem mittigen Abschnitt einer inneren Umfangsoberfläche des Hauptkörperabschnitts 20 in einer Dickenrichtung verbunden ist, und welche angeordnet ist, um einen inneren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 20 in zwei Teilabschnitte in der Dickenrichtung zu unterteilen; einen vertikalen Strömungskanal 22, welcher über einen gesamten Längsbereich eines mittigen Abschnitts in einer Breitenrichtung der Trennplatte 21 ausgebildet ist, um durch die Trennplatte 21 in einer Dickenrichtung durchzugehen und sich in eine Längsrichtung der Trennplatte 21 zu erstrecken; Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a, welche jeweils ausgebildet sind, um sich längs an der Trennplatte 21 über gesamte Längsbereiche von zwei Endabschnitten in einer Breitenrichtung einer oberen Oberfläche der Trennplatte 21 zu erstrecken; Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnuten 24a, welche jeweils ausgebildet sind, um sich längs an der Trennplatte 21 über gesamte Längsbereiche von zwei Endabschnitten in einer Breitenrichtung einer unteren Oberfläche der Trennplatte 21 zu erstrecken; eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 25, welche mit einem ersten Längsende des Hauptkörperabschnitts 20 in Verbindung gebracht ist; eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 26, welche mit einem zweiten Längsende des Hauptkörperabschnitts 20 in Verbindung gebracht ist; einen Zuführseite-Verbindungsdurchgang 27, welcher nahe einem ersten Ende von einer oberen Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 20 ausgebildet ist, um die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 25 und erste Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a zu verbinden; und einen Ablassseite-Verbindungsdurchgang 28, welcher nahe einem zweiten Ende von einer unteren Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 20 ausgebildet ist, um die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 26 und zweite Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnuten 24a zu verbinden.
  • Außerdem sind Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 29 angeordnet, um von Bodenoberflächen der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a vorzustehen, um sich von nahe ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a zu zweiten Enden zu erstrecken, derart, dass sich Breiten von nahe den ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a zu den zweiten Enden hin allmählich verbreitern. In diesem Fall sind, wie in 14 gezeigt, Bodenoberflächen der Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 29 in dreieckige Prismen ausgestaltet, welche rechtwinklige Dreiecke sind, und sind an zwei Seitenabschnitten des Hauptkörperabschnitts 20 in der Breitenrichtung integriert ausgebildet. Die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a sind dadurch derart ausgestaltet, dass Nut-Querschnittsbereiche von ihnen von nahe den ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a zu den zweiten Enden hin allmählich kleiner werden. Andererseits sind Nut-Querschnittsbereiche der Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnuten 24a von nahe den ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a zu den zweiten Enden hin konstant.
  • Überdies ist eine Kühlvorrichtung 101 gemäß Ausführungsform 2 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit Ausnahme, dass der Wassermantel 1A anstelle des Wassermantels 1 verwendet wird.
  • Um eine Kühlvorrichtung 101 zusammenzubauen, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, wird zuerst eine hintere-Oberfläche-Seite des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 von einer oberer-Abschnitt-Seite auf den Hauptkörperabschnitt 20 gestapelt, um, falls erforderlich, ein Dichtungselement dazwischen zu legen. Eine hintere-Oberfläche-Seite des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 wird von einer unterer-Abschnitt-Seite auf den Hauptkörperabschnitt 20 gestapelt, um, falls erforderlich, ein Dichtungselement dazwischen zu legen. Der Hauptkörperabschnitt 20 und der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 werden dann befestigt, und der Wassermantel 1A und der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 werden in Verbindung gebracht und integriert, um die Kühlvorrichtung 101 zusammenzubauen.
  • Bei dieser Kühlvorrichtung 101 bedeckt der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 eine oberer-Abschnitt-Aussparung des Hauptkörperabschnitts 20, und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 bedeckt eine unterer-Abschnitt-Aussparung des Hauptkörperabschnitts 20. Ein oberer-Abschnitt-Raum wird durch den Hauptkörperabschnitt 20, die Trennplatte 21 und den oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 ausgebildet, und ein unterer-Abschnitt-Raum wird durch den Hauptkörperabschnitt 20, die Trennplatte 21 und den unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 ausgebildet.
  • Die Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 29 berühren die hintere Oberfläche des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 derart, dass Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnuten 23a und den oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 an zwei Endabschnitten in der Breitenrichtung des oberer-Abschnitt-Raums ausgebildet werden. Strömungskanal-Querschnittsbereiche dieser Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 werden von nahe ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 zu zweiten Enden hin allmählich kleiner. Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 werden durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnut 24a und den unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 an zwei Endabschnitten in der Breitenrichtung des unterer-Abschnitt-Raums ausgebildet. Strömungskanal-Querschnittsbereiche dieser Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 sind von nahe den ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 zu den zweiten Enden hin konstant. Außerdem sind Gruppen der abstrahlenden Rippen 12 des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 im Inneren des oberer-Abschnitt-Raums beziehungsweise des unterer-Abschnitt-Raums aufgenommen, um die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23, die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 und den vertikalen Strömungskanal 22 zu vermeiden, welche die Kühlströmungskanäle ausbilden.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 101, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, sind die Wärme-erzeugenden Elemente 15 durch metallische Bindung, Schmiermittel, Adhäsion usw. auf den jeweiligen vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 befestigt, um sich in einer Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 aufzustellen. Wie durch die Pfeile in 14 angedeutet, strömt Flüssigkeitskühlmittel, welches von einer Pumpe usw. (nicht gezeigt) zugeführt wird, durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 25 herein durch den Zuführseite-Verbindungsdurchgang 27 zu den ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 hin, und strömt durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 entlang der Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 29 zu den zweiten Enden hin. Die Richtungen der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels werden dann durch die Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 29 zu der Breitenrichtung des Wassermantels 1A geändert, um in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 zu strömen, welche im Inneren des oberer-Abschnitt-Raums aufgenommen sind.
  • Das Flüssigkeitskühlmittel mäandert durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es zu dem vertikalen Strömungskanal 22 hin strömt. An diesem Punkt wird die Wärme, welche durch die Wärme-erzeugenden Elemente 15 erzeugt wird, welche auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 angebracht sind, mittels der abstrahlenden Rippen 12 an das Flüssigkeitskühlmittel abgestrahlt.
  • Als nächstes, wie durch die Pfeile in 13 angedeutet, strömt das Flüssigkeitskühlmittel, welches in den vertikalen Strömungskanal 22 geströmt ist, durch den vertikalen Strömungskanal 22 zu dem unteren Abschnitt des Wassermantels 1A hin, und strömt in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, welche im Inneren des unterer-Abschnitt-Raums aufgenommen sind. Wie durch die Pfeile in 15 angedeutet, mäandert das Flüssigkeitskühlmittel durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es zu den Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 hin strömt. An diesem Punkt wird die Wärme, welche durch die Wärme-erzeugenden Elemente 15 erzeugt wird, welche auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 angebracht sind, mittels der abstrahlenden Rippen 12 an das Flüssigkeitskühlmittel abgestrahlt. Das Flüssigkeitskühlmittel, welches in die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 geströmt ist, strömt dann durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 zu dem zweiten Ende hin, geht durch den Ablassseiten-Verbindungsdurchgang 28 und wird durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 26 abgelassen.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 101, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, werden Kühlströmungskanäle gebildet durch: Strömungskanäle, welche sich von Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 erstrecken, welche sich längs an zwei Seitenabschnitten in einer Breitenrichtung einer oberer-Abschnitt-Seite zu einem vertikalen Strömungskanal 22 erstrecken, welcher sich längs an einem mittigen Abschnitt in der Breitenrichtung erstreckt; und Strömungskanäle, welche sich von dem vertikalen Strömungskanal 22 zu Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitungen 24 erstrecken, welche sich längs an zwei Seitenabschnitten in einer Breitenrichtung einer unterer-Abschnitt-Seite erstrecken. Falls es Unterschiede bei der erzeugten Wärmedichte der Wärme-erzeugenden Elemente 15 gibt, ist es somit zu bevorzugen, die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 anzubringen, und die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche weniger erzeugte Wärmedichte aufweisen, auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 anzubringen. Mit anderen Worten, weil die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, konstant durch Flüssigkeitskühlmittel von den Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 gekühlt werden, welches in einem ausreichend gekühlten Zustand ist, welcher keinen Temperaturanstieg hatte, können die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, effizient gekühlt werden.
  • Bei Ausführungsform 2, weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 auch von nahe den ersten Enden der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 23 zu den zweiten Enden hin allmählich kleiner wird, wird das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter den Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche auf den vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 parallel angebracht sind, unterdrückt, und die Kühlleistung wird auch verbessert, auf eine ähnliche Art und Weise zu der obigen Ausführungsform 1.
  • Ausführungsform 3
  • 16 ist eine Draufsicht, welche eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, 17 ist eine Seitenansicht, welche die Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, 18 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist, 19 ist eine Draufsicht, welche von einer unterer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand der Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist, und 20 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie XX-XX in 16 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden. Überdies stellen in den 18 bis 20 Pfeile eine Flüssigkeitskühlmittelströmung dar.
  • In den 16 bis 20 umfasst ein Wasser(kühl)mantel 1B: eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6, welche nahe einem oberen Abschnitt an einem ersten Längsende des Hauptkörperabschnitts 2 in Verbindung gebracht ist, um mit einem ersten Ende einer Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a verbunden zu sein; und eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7, welche nahe eines unteren Abschnitts an dem ersten Längsende des Hauptkörperabschnitts 2 in Verbindung gebracht ist, um mit einem ersten Ende einer Flüssigkeitskühlmittel-Ablassnut 5a verbunden zu sein. Überdies ist eine Kühlvorrichtung 102 gemäß Ausführungsform 3 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit Ausnahme, dass der Wassermantel 1B anstelle des Wassermantels 1 verwendet wird.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 102, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, sind die Wärme-erzeugenden Elemente 15 durch metallische Bindung, Schmiermittel, Adhäsion usw. auf den jeweiligen vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 befestigt, um sich in einer Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 aufzustellen. Wie durch die Pfeile in 18 angedeutet, strömt Flüssigkeitskühlmittel, welches von einer Pumpe usw. (nicht gezeigt) zugeführt wird, von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6 herein zu dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 hin, und strömt durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 entlang des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8 zu dem zweiten Ende hin. Die Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels wird dann durch den Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8 zu der Breitenrichtung des Wassermantels 1B geändert, um in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 zu strömen, welche im Inneren des oberer-Abschnitt-Raums aufgenommen sind.
  • Somit mäandert das Flüssigkeitskühlmittel durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es zu den vertikalen Strömungskanälen 9 hin strömt. An diesem Punkt wird die Wärme, welche durch die Wärme-erzeugenden Elemente 15 erzeugt wird, welche auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 angebracht sind, mittels der abstrahlenden Rippen 12 an das Flüssigkeitskühlmittel abgestrahlt.
  • Als nächstes strömt das Flüssigkeitskühlmittel, welches in die vertikalen Strömungskanäle 9 geströmt ist, durch die vertikalen Strömungskanäle 9 zu dem unteren Abschnitt des Wassermantels 1B hin, und strömt in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, welche im Inneren des unterer-Abschnitt-Raums aufgenommen sind. Wie durch die Pfeile in 19 angedeutet, mäandert das Flüssigkeitskühlmittel durch die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12, während es zu der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 hin strömt. An diesem Punkt wird die Wärme, welche durch die Wärme-erzeugenden Elemente 15 erzeugt wird, welche auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 angebracht sind, mittels der abstrahlenden Rippen 12 an das Flüssigkeitskühlmittel abgestrahlt. Das Flüssigkeitskühlmittel, welches in die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 geströmt ist, strömt dann durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 zu dem ersten Ende hin, und wird aus der Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7 abgelassen. Überdies sind, wie in 20 gezeigt, eine Zustromrichtung und eine Ablauf- bzw. Ablassrichtung des Flüssigkeitskühlmittels entgegengesetzte Richtungen.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 102, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, werden Kühlströmungskanäle gebildet durch: Strömungskanäle, welche sich von einer Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 erstrecken, welche sich längs an einem mittigen Abschnitt in einer Breitenrichtung einer oberer-Abschnitt-Seite zu vertikalen Strömungskanälen 9 erstreckt, welche sich längs an ersten und zweiten Endabschnitten in der Breitenrichtung erstrecken; und Strömungskanäle, welche sich von den vertikalen Strömungskanälen 9 zu einer Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 erstrecken, welche sich längs an einem mittigen Abschnitt in einer Breitenrichtung einer unterer-Abschnitt-Seite erstreckt. Falls es Unterschiede bei der erzeugten Wärmedichte der Wärme-erzeugenden Elemente 15 gibt, ist es somit zu bevorzugen, die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche eine größere erzeugte Wärmedichte aufweisen, auf dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 anzubringen, und die Wärme-erzeugenden Elemente 15, welche weniger erzeugte Wärmedichte aufweisen, auf dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 anzubringen.
  • Bei Ausführungsform 3, weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 auch von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird, wird das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter den Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche auf den vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 parallel angebracht sind, unterdrückt, und die Kühlleistung wird auch verbessert, auf eine ähnliche Art und Weise zu der obigen Ausführungsform 1.
  • Gemäß Ausführungsform 3, weil die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführöffnung 6 und die Flüssigkeitskühlmittel-Ablassöffnung 7 an dem ersten Längsendabschnitt des Wassermantels 1B angeordnet sind, und die Zustromrichtung und die Ablassrichtung des Flüssigkeitskühlmittels entgegengesetzte Richtungen sind, das heißt, die Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels in die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4 hinein und die Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels in die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 hinein sind entgegengesetzte Richtungen, werden die Trägheitskraft des Flüssigkeitskühlmittels an der oberer-Abschnitt-Seite und die Trägheitskraft des Flüssigkeitskühlmittels an der unterer-Abschnitt-Seite in dem vertikalen Strömungskanal 9 aufgehoben, wobei ermöglicht wird, ein Vorbelasten des Flüssigkeitskühlmittels, welches durch den vertikalen Strömungskanal 9 strömt, zu unterdrücken.
  • Ausführungsform 4
  • 21 ist ein Querschnitt, bei welchem eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung in einer Ebene geschnitten ist, welche senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Flüssigkeitskühlmittels an einer Zustromsammelleitung ist.
  • In 21 ist ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10A ausgebildet, um eine sich verjüngende Form aufzuweisen, bei welcher Höhen von abstrahlenden Rippen 12, welche in Reihen nahe einer Mitte in einer Breitenrichtung angeordnet sind, zu der Mitte in der Breitenrichtung hin allmählich niedriger werden. Wenn der oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10A auf einem oberen Abschnitt eines Hauptkörperabschnitts 2 angebracht ist, erstrecken sich die abstrahlenden Rippen 12, welche ausgebildet sind, um eine sich verjüngende Form aufzuweisen, ins Innere einer Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung 4. Ein unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11A ist ausgebildet, um eine sich verjüngende Form aufzuweisen, bei welcher Höhen von abstrahlenden Rippen 12, welche in Reihen nahe einer Mitte in einer Breitenrichtung angeordnet sind, zu der Mitte in der Breitenrichtung hin allmählich niedriger werden. Wenn der unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11A auf einem unteren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 2 angebracht ist, erstrecken sich die abstrahlenden Rippen 12, welche ausgebildet sind, um eine sich verjüngende Form aufzuweisen, ins Innere einer Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5. Überdies ist der Rest der Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung 103 gemäß Ausführungsform 4 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß der obigen Ausführungsform 1 ausgestaltet.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 103, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, sind die abstrahlenden Rippen 12 ausgeführt, um sich in das Innere der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 4 und die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 zu erstrecken, durch Erniedrigen von Höhen von ihnen in eine verjüngte Form nahe der Mitte in der Breitenrichtung. Weil der Wärmeabstrahlbereich der abstrahlenden Rippen 12 erweitert werden kann, ohne den Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitungen 4 und der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung 5 übermäßig zu verringern, kann somit in den Wärme-erzeugenden Elementen 15 erzeugte Wärme effektiv abgestrahlt werden.
  • Ausführungsform 5
  • 22 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist.
  • In 22 ist ein Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8A eines Wassermantels 1C angeordnet, um von einer Bodenoberfläche der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a vorzustehen, um sich von nahe einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu einem zweiten Ende zu erstrecken, um eine vorbestimmte Höhe aufzuweisen, und derart, dass eine Breite von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich breiter wird. In diesem Fall ist eine Bodenoberfläche des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8A in ein dreieckiges Prisma ausgestaltet, welches ein ungleichschenkliges Dreieck ist. Überdies ist eine Kühlvorrichtung 104 gemäß Ausführungsform 5 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit Ausnahme, dass der Wassermantel 1C anstelle des Wassermantels 1 verwendet wird.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 104, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung ausgestaltet ist, um von nahe dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner zu werden, sind die Strömungsraten des Flüssigkeitskühlmittels, das in jeden der Kühlströmungskanäle an den zwei Seiten in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, alle gleich in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung. Weil die Neigungswinkel der zwei Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8A in der Richtung der Strömung des Flüssigkeitskühlmittels, welche durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, unterschiedlich sind, sind die Strömungsraten des Flüssigkeitskühlmittels, welches an den zwei Seiten in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung in die Kühlströmungskanäle strömt, unterschiedlich. Bei dieser Kühlvorrichtung 104 können somit vier Bereiche, welche unterschiedliche Kühlkapazitäten aufweisen, an den zwei Seiten in der Breitenrichtung des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und den zwei Seiten in der Breitenrichtung des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 ausgestaltet werden, durch Anpassen der Neigungswinkel der zwei Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8A. In diesem Fall ist die Kühlkapazität der ersten Seite in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (oberer Teil von 22) größer als die Kühlkapazität der zweiten Seite in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (unterer Teil von 22).
  • Gemäß Ausführungsform 5, können Gruppen von Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche unterschiedliche erzeugte Wärmedichten aufweisen, effektiv gekühlt werden durch Anbringen der Gruppe von Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche die größte erzeugte Wärmedichte aufweist, auf einem Bereich an der ersten Seite in der Breitenrichtungsseite des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10, Anbringen der Gruppe von Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche die nächst große erzeugte Wärmedichte aufweist, auf einem Bereich an der zweiten Seite in der Breitenrichtungsseite des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10, Anbringen der Gruppe von Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche die nächst große erzeugte Wärmedichte aufweist, auf einem Bereich an der zweiten Seite in der Breitenrichtungsseite des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11, und Anbringen der Gruppe von Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche die wenigste erzeugte Wärmedichte aufweist, auf einem Bereich an der ersten Seite in der Breitenrichtungsseite des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11.
  • Ausführungsform 6
  • 23 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist, und 24 ist ein Querschnitt, welcher im Schnitt entlang Linie XXIV-XXIV in 23 genommen ist, um in der Richtung der Pfeile betrachtet zu werden.
  • In den 23 und 24 ist ein Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8B eines Wassermantels 1D, welcher eine vorbestimmte Höhe aufweist und welcher einen trapezförmigen Querschnitt senkrecht zu der Nutrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a aufweist, angeordnet, um von einer Bodenoberfläche einer Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a derart vorzustehen, dass ein Querschnittsbereich nahe einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a konstant gehalten wird, und der Querschnittsbereich nachfolgend zu einem zweiten Ende hin allmählich vergrößert wird. Überdies ist eine Kühlvorrichtung 105 gemäß Ausführungsform 6 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit Ausnahme, dass der Wassermantel 1D anstelle des Wassermantels 1 verwendet wird.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 105, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, ist der Strömungskanal-Querschnittsbereich nahe dem ersten Ende (stromaufwärtiges Ende) der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung konstant, und der Strömungskanal-Querschnittsbereich nahe einem zweiten Ende (stromabwärtiges Ende) der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung wird zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner. Mit anderen Worten, weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich nahe dem zweiten Ende, wo die Trägheitskraft des Flüssigkeitskühlmittels im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung am größten ist, zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird, strömt das Flüssigkeitskühlmittel, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 ungefähr gleichmäßig in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung.
  • Folglich kann bei Ausführungsform 6 die Kühlleistung der Kühlvorrichtung 105 auch in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung gleichmäßig gemacht werden, wobei ermöglicht wird, das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter den Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche auf den vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 parallel angebracht sind, zu unterdrücken.
  • Ausführungsform 7
  • 25 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist.
  • In 25 ist ein Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8C eines Wassermantels 1E angeordnet, um von einer Bodenoberfläche der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a vorzustehen, um sich von nahe einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu einem zweiten Ende zu erstrecken, um eine vorbestimmte Höhe aufzuweisen, und derart, dass eine Breite von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich breiter wird. In diesem Fall ist eine Bodenoberfläche des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8C in ein Prisma ausgestaltet, bei welchem zwei Seitenoberflächen konvex gebogene Oberflächen sind, und eine Symmetrieebene relativ zu einer Ebene aufweist, welche durch die Mitte in einer Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a durchgeht. Die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a ist dadurch derart ausgestaltet, dass ein Querschnittsbereich von ihr von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird. Überdies ist eine Kühlvorrichtung 106 gemäß Ausführungsform 7 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit Ausnahme, dass der Wassermantel 1E anstelle des Wassermantels 1 verwendet wird.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 106, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung von nahe dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird, strömt das Flüssigkeitskühlmittel, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 ungefähr gleichmäßig in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung.
  • Folglich kann bei Ausführungsform 7 die Kühlleistung der Kühlvorrichtung 106 auch in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung gleichmäßig gemacht werden, wobei ermöglicht wird, das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Kühlleistung unter den Wärme-erzeugenden Elementen 15, welche auf den vorderen Oberflächen des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 parallel angebracht sind, zu unterdrücken.
  • Überdies sind bei der obigen Ausführungsform 7 Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers in konvex gebogene Oberflächen ausgebildet, wobei aber die Seitenflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers nicht auf konvex gebogene Oberflächen beschränkt sind, und sie können zum Beispiel auch konkav gebogene Oberflächen sein, vorausgesetzt, dass der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung von nahe dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird.
  • Ausführungsform 8
  • 26 ist eine Draufsicht, welche von einer oberer-Abschnitt-Seite betrachtet wird, welche einen Zustand einer Kühlvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher ein oberer-Abschnitt-Kühlkörper entfernt ist.
  • In 26 ist ein Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper 8D eines Wassermantels 1F angeordnet, um von einer Bodenoberfläche der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a vorzustehen, um sich von nahe einem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu einem zweiten Ende zu erstrecken, um eine vorbestimmte Höhe aufzuweisen, und derart, dass eine Breite von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich breiter wird. In diesem Fall ist der Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8D in ein Prisma ausgestaltet, bei welchem eine erste Seitenoberfläche eine konvex gebogene Oberfläche ist, und eine zweite Seitenoberfläche eine flache Oberfläche ist. Die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a ist dadurch derart ausgestaltet, dass ein Nut-Querschnittsbereich von ihr von nahe dem ersten Ende der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführnut 4a zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird. Überdies ist eine Kühlvorrichtung 107 gemäß Ausführungsform 8 auf eine ähnliche oder identische Art und Weise wie diejenige der Kühlvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit Ausnahme, dass der Wassermantel 1F anstelle des Wassermantels 1 verwendet wird.
  • Bei einer Kühlvorrichtung 107, welche auf diese Art und Weise ausgestaltet ist, weil der Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung von nahe dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin allmählich kleiner wird, strömt das Flüssigkeitskühlmittel, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 auf der ersten Seite in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung gleichmäßig, und strömt in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 auf der zweiten Seite in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung gleichmäßig, in der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung. Weil die Oberflächenformen der zwei Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8D unterschiedlich sind, sind die Quantität der Strömung, welche in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 auf der ersten Seite in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, und die Quantität der Strömung, welche in die Gruppen an abstrahlenden Rippen 12 auf der zweiten Seite in der Breitenrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung strömt, unterschiedlich.
  • Bei Ausführungsform 8, weil vier Bereiche, welche unterschiedliche Kühlkapazitäten aufweisen, an den zwei Seiten in der Breitenrichtung des oberer-Abschnitt-Kühlkörpers 10 und den zwei Seiten in der Breitenrichtung des unterer-Abschnitt-Kühlkörpers 11 durch Anpassen der Oberflächenformen der zwei Seitenoberflächen des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers 8D ausgestaltet werden können, können folglich auch ähnliche Wirkungen wie jene in der obigen Ausführungsform 5 erzielt werden.
  • Überdies ist bei jeder der obigen Ausführungsformen der Wassermantel aus einem Harz hergestellt, aber das Material des Wassermantels ist nicht auf ein Harz beschränkt, und ein Metall, wie beispielsweise Aluminium, kann zum Beispiel auch verwendet werden. Es ist nicht unbedingt notwendig, ein Dichtungselement zwischenzulegen, um den oberer-Abschnitt-Kühlkörper 10 und den unterer-Abschnitt-Kühlkörper 11 mit dem Hauptkörperabschnitt 20 in Verbindung zu bringen und zu integrieren, und diese können auch abgedichtet und gefügt sein, so dass das Flüssigkeitskühlmittel nicht leckt, zum Beispiel unter Verwendung eines Haftmittels oder Schweißen.
  • Bei jeder der obigen Ausführungsformen sind abstrahlende Rippen ausgebildet, um eine zylindrische Form aufzuweisen, aber die Form der abstrahlenden Rippen ist nicht auf einen Zylinder beschränkt, und kann auch beispielsweise ein elliptischer Zylinder, ein rautenförmiges Prisma, ein rechteckiges Prisma, eine flache Plattenform oder eine Laminierung von dünnen Platten mit Schlitzen sein. Bei jeder der obigen Ausführungsform sind die abstrahlenden Rippen derart angeordnet, dass das Flüssigkeitskühlmittel mäandert, aber es ist nicht unbedingt notwendig für die abstrahlenden Rippen derart angeordnet zu sein, dass das Flüssigkeitskühlmittel mäandert. Bei jeder der obigen Ausführungsformen wurde das Flüssigkeitskühlmittel nicht im Detail erläutert, aber ein Kältemittel wie beispielsweise Wasser, Öl usw. kann in dem Flüssigkeitskühlmittel verwendet werden.

Claims (12)

  1. Kühlvorrichtung, welche umfasst: einen rahmenförmigen Hauptkörperabschnitt (2, 20), welcher obere und untere Aussparungen aufweist; einen oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) und einen unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A), welche oberhalb und unterhalb des Hauptkörperabschnitts (2, 20) montiert sind, um die oberen und unteren Aussparungen des Hauptkörperabschnitts zu bedecken; eine Trennplatte (3, 21), welche angeordnet ist, um einen inneren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts (2, 20) in obere und untere Teilabschnitte zu unterteilen, um einen oberer-Abschnitt-Raum mit dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) auszubilden, und um einen unterer-Abschnitt-Raum mit dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A) auszubilden; eine Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23), welche zwischen dem oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) und der Trennplatte (3, 21) ausgebildet ist; eine Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (5, 24), welche zwischen dem unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A) und der Trennplatte (3, 21) ausgebildet ist, um eine Strömungskanalrichtung aufzuweisen, welche parallel zu einer Strömungskanalrichtung der Flüssigkühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) ist; einen vertikalen Strömungskanal (9, 22), welcher von der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) um eine vorbestimmte Entfernung in einer Breitenrichtung getrennt ist, welche senkrecht zu den Strömungskanalrichtungen ist, welcher durch die Trennplatte (3, 21) vertikal durchgeht, welcher sich parallel zu der Strömungskanalrichtung der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) erstreckt, und welcher zwischen dem oberer-Abschnitt-Raum und dem unterer-Abschnitt-Raum in Verbindung steht; und einen Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörper (8, 8A, 8B, 8C, 8D, 29), welcher im Inneren der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) angeordnet ist, welcher derart in eine äußere Form ausgestaltet ist, dass ein Strömungskanal-Querschnittsbereich der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) von einem stromaufwärtigen Ende zu einem stromabwärtigen Ende hin allmählich kleiner wird, und welcher ein Flüssigkeitskühlmittel verteilt, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) zu dem vertikalen Strömungskanal (9, 22) hin strömt, wobei eine Breite t des vertikalen Strömungskanals (9, 22) 0,75 mm ≤ t ≤ 6,5 mm erfüllt.
  2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörperabschnitt (2, 20) und die Trennplatte (3, 21) in einen integrierten Körper ausgestaltet sind.
  3. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4) und die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (5) an einem mittigen Abschnitt in der Breitenrichtung im Inneren des Hauptkörperabschnitts (2) angeordnet sind, und zwei der vertikalen Strömungskanäle (9) an zwei Seiten in der Breitenrichtung im Inneren des Hauptkörperabschnitts (2) angeordnet sind.
  4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (23) und die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (24) an zwei Seiten in der Breitenrichtung im Inneren des Hauptkörperabschnitts (20) angeordnet sind, und der vertikale Strömungskanal (22) mittig in der Breitenrichtung im Inneren des Hauptkörperabschnitts (20) angeordnet ist.
  5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei eine Strömungsrichtung des Flüssigkeitskühlmittels, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4, 23) strömt, und eine Strömungsrichtung des Flüssigkeitskühlmittels, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (5, 24) strömt, identische Richtungen sind.
  6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei eine Strömungsrichtung des Flüssigkeitskühlmittels, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4) strömt, und eine Strömungsrichtung des Flüssigkeitskühlmittels, welches durch die Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (5) strömt, entgegengesetzte Richtungen sind.
  7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der oberer-Abschnitt-Kühlkörper (10, 10A) und der unterer-Abschnitt-Kühlkörper (11, 11A) Gruppen von abstrahlenden Rippen (12) umfassen, welche in dem oberer-Abschnitt-Raum und dem unterer-Abschnitt-Raum untergebracht sind.
  8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein Abschnitt von einer Gruppe der abstrahlenden Rippen (12) sich in zumindest eine der Flüssigkeitskühlmittel-Zuführsammelleitung (4) und der Flüssigkeitskühlmittel-Ablasssammelleitung (5) erstreckt, und sie derart ausgebildet sind, dass eine Rippenhöhe allmählich zu einem Mittelabschnitt der besagten Sammelleitung hin abnimmt.
  9. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Gruppen der abstrahlenden Rippen (12) derart ausgestaltet sind, dass die abstrahlenden Rippen derart angeordnet sind, dass das Flüssigkeitskühlmittel mäandert.
  10. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Trennplatte (3, 21) unter Verwendung eines Harzes hergestellt wird.
  11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Seitenoberfläche des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers (8, 8A, 8B, 29) durch eine flache Oberfläche gebildet ist.
  12. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Seitenoberfläche des Flüssigkeitskühlmittel-Verteilungsstrukturkörpers (8C, 8D) durch eine gebogene Oberfläche gebildet ist.
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