DE112010002307T5

DE112010002307T5 - heatsink

Info

Publication number: DE112010002307T5
Application number: DE112010002307T
Authority: DE
Inventors: Satoru Hirano; Junichi Aoki
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2010150747A1; JP5488599B2; JPWO2010150747A1; CN102804369A; US20120097381A1; CN102804369B

Abstract

[Aufgabe] Verbesserung des Kühlwirkungsgrads eines Kühlkörpers ohne Erhöhung der Größe des Kühlkorpers.
[Mittel zur Lösung] Ein Wärmetauscher (1) weist eine Mehrzahl von Kühlmitteldurchgängen (2, 3) und einen Verbindungsdurchgang (4) auf, der die Kühlmitteldurchgänge (2, 3) nichtlinear verbindet. Eine Höhe eines Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs (4) an einer Einströmseite, zu der das Kühlmittel einströmt, ist größer als eine Höhe des Kühlmitteldurchgangs (2) ausgebildet, der mit dem Fluiddurchgang an der Einströmseite verbunden ist. Andererseits ist die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs (4) zu einem Endabschnitt des Verbindungsdurchgangs (4) an einer Ausströmseite, von der ein Kühlwasser herausströmt, verringert. Mit einer allmählichen Vergrößerung der Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs (4) an der Einströmseite, zu der das Kühlwasser einströmt, ist die Höhe des Verbindungsdurchgangs (4) so erhöht, dass die Höhe einer Breitenrichtung des Fluiddurchgangs des Kühlmitteldurchgangs (2) ausgeglichen wird.[Task] Improving the cooling efficiency of a heat sink without increasing the size of the heat sink.
[Means for Solving] A heat exchanger (1) has a plurality of refrigerant passages (2, 3) and a communication passage (4) which non-linearly connects the refrigerant passages (2, 3). A height of a fluid passage of the communication passage (4) on an inflow side to which the coolant flows is made larger than a height of the coolant passage (2) connected to the fluid passage on the inflow side. On the other hand, the height of the fluid passage of the communication passage (4) to an end portion of the communication passage (4) is reduced at an outflow side from which a cooling water flows out. With a gradual increase in the height of the fluid passage of the connection passage (4) on the inflow side, to which the cooling water flows, the height of the connection passage (4) is increased so that the height of a width direction of the fluid passage of the refrigerant passage (2) is compensated.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen in einen Umrichter einzubauenden Kühlkörper.The present invention relates to a heat sink. In particular, the present invention relates to a heat sink to be incorporated in an inverter.

HintergrundtechikHintergrundtechik

Ein Kühlkörper ist eine Vorrichtung, um ein zu kühlendes Objekt, wie eine elektronische Komponente, zu kühlen. Insbesondere ist ein wassergekühlter Kühlkörper, der derart angeordnet ist, dass er eine Kühlwasserströmung in den Kühlkörper bewirkt, dahingehend vorteilhaft, dass er im Vergleich zu einem luftgekühlten Kühlkörper zu einer stabilen Kühlung und Unempfindlichkeit gegenüber Temperatur in einer Vorrichtung in der Lage ist.A heat sink is a device for cooling an object to be cooled, such as an electronic component. In particular, a water-cooled heat sink arranged to cause cooling water flow into the heat sink is advantageous in that it is capable of stable cooling and temperature insensitivity in a device as compared with an air-cooled heat sink.

5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen wassergekühlten Kühlkörper, der in einem Patentdokument 1 offenbart ist, zeigt. 5 FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating a water-cooled heat sink disclosed in a patent document. FIG 1 is revealed shows.

Dieser wassergekühlte Kühlkörper 20 weist eine Mittelplatte aus Metallmaterial auf, die in der Form einer flachen Platte mit einem offenen Abschnitt 19 geformt ist und schichtartig zwischen einer oberen Platte 12 und einer unteren Platte 14 angeordnet ist, um so einen Fluiddurchgang für ein Kühlwasser zu bilden. Innenrippen 15, 16 und 17 sind in dem offenen Abschnitt 19 der Mittelplatte 13 angeordnet.This water-cooled heat sink 20 has a center plate of metal material which is in the form of a flat plate with an open section 19 Shaped and layered between a top plate 12 and a lower plate 14 is arranged so as to form a fluid passage for a cooling water. internal ribs 15 . 16 and 17 are in the open section 19 the middle plate 13 arranged.

Die obere Platte 12 ist derart angepasst, dass sie mit einer zu kühlenden Komponente (nicht gezeigt) versehen wird. Die Komponente wird durch die Wärmeübertragung der Komponente durch die obere Platte 12 und die Innenrippen 15, 16 und 17 an das Kühlwasser einer geringeren Temperatur zum Wärmetausch gekühlt.The top plate 12 is adapted to be provided with a component to be cooled (not shown). The component is created by the heat transfer of the component through the top plate 12 and the inner ribs 15 . 16 and 17 cooled to the cooling water of a lower temperature for heat exchange.

Literatur nach dem Stand der TechnikPrior art literature

PatentdokumentPatent document

Patent Document 1: JP 2008-235725 A ,

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Durch die Erfindung zu lösendes ProblemProblem to be solved by the invention

In dem Kühlkörper zum Kühlen einer durch Umwälzen eines Kühlwassers zu kühlenden Komponente wird der Kühlwirkungsgrad des wassergekühlten Kühlkörpers geringer, wenn das Kühlwasser nicht in der Lage ist, gleichmäßig zu strömen und wenn die Strömung des Kühlwassers schwankt.In the heat sink for cooling a component to be cooled by circulating a cooling water, the cooling efficiency of the water-cooled heat sink becomes smaller when the cooling water is unable to flow smoothly and when the flow of the cooling water fluctuates.

Bei dem Beispiel des wassergekühlten Kühlkörpers 20 des Patentdokuments 1, wie in 5 gezeigt ist, ist die Strömung des Kühlwassers nahe einem Abteilungsabschnitt 22 in einem U-Biegungsabschnitt des Fluiddurchgangs des Kühlkörpers 20 nicht gleichmäßig und der Druckverlust wird in dem U-Biegungsabschnitt groß.In the example of the water-cooled heat sink 20 of Patent Document 1, as in 5 is shown, the flow of cooling water is near a section of department 22 in a U-bend portion of the fluid passage of the heat sink 20 not uniform and the pressure loss becomes large in the U-bend section.

Daher ist, wie in 6 gezeigt ist, der wassergekühlte Kühlkörper 20 des Patentdokuments 1 so geformt, dass er einen Aufbau besitzt, der stufenweise Führungsnuten oder -ausnehmungen 23, 24 aufweist, die in dem U-Biegungsabschnitt geformt sind, wo das Kühlwasser so gewendet wird, dass das Kühlwasser gleichmäßig und leicht in die Innenrippe 16 nahe dem Abteilungsabschnitt 22 strömen kann. Dieser Aufbau kann den Wärmeaustauschwirkungsgrad der Innenrippe 16 dadurch verbessern, dass eine gleichförmige Strömung des Kühlwassers in die Innenrippe 16 bewirkt wird.Therefore, as in 6 shown is the water-cooled heat sink 20 of Patent Document 1 is formed so as to have a structure of gradually guiding grooves or recesses 23 . 24 formed in the U-bend portion, where the cooling water is turned so that the cooling water evenly and easily into the inner fin 16 near the department section 22 can flow. This structure can improve the heat exchange efficiency of the inner fin 16 thereby improving that a uniform flow of cooling water into the inner fin 16 is effected.

Überdies ist in dem Patentdokument 1, wie in 6 gezeigt, der U-Biegungsabschnitt so geformt, dass er einen Endabschnitt 21 besitzt, der auswärts vorragt oder sich auswärts vorwölbt, um so eine Tiefe oder Länge sicherzustellen und dadurch den Druckverlust zu reduzieren.Moreover, in the patent document 1 , as in 6 shown, the U-bend portion shaped so that it has an end portion 21 which protrudes outwardly or bulges outward to ensure a depth or length and thereby reduce the pressure loss.

Jedoch ist die Ausdehnung des Volumens des Fluiddurchgangs des wassergekühlten Kühlkörpers in der Tiefen- oder Längen-Richtung nachteilig für die Größenreduktion des wassergekühlten Kühlkörpers.However, the expansion of the volume of the fluid passage of the water-cooled heat sink in the depth or length direction is disadvantageous for the size reduction of the water-cooled heat sink.

Daher ist in einem Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung, der eine Mehrzahl von Kühlmitteldurchgängen und einen Verbindungsdurchgang umfasst, der die Kühlmitteldurchgänge nichtlinear verbindet, eine Höhe eines Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs auf einer Einströmseite, zu der ein Kühlmittel einströmt, größer als eine Höhe des Kühlmitteldurchgangs, der mit dem Fluiddurchgang an der Einströmseite verbunden ist, ausgebildet; und
wobei die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs zu einem Endabschnitt des Verbindungsdurchgangs an einer Ausströmseite, von der das Kühlmittel aus dem Verbindungsdurchgang ausströmt, verringert ist.Therefore, in a heat sink according to the present invention, which includes a plurality of refrigerant passages and a communication passage that non-linearly connects the refrigerant passages, a height of a fluid passage of the communication passage on an inflow side to which a refrigerant flows is larger than a height of the refrigerant passage is connected to the fluid passage on the inflow side, is formed; and
wherein the height of the fluid passage of the communication passage to an end portion of the communication passage at an outflow side from which the refrigerant flows out of the communication passage is reduced.

Wirkung der ErfindungEffect of the invention

Die Erfindung, wie oben erwähnt ist, kann zu einer Verbesserung des Kühlwirkungsgrades des wassergekühlten Kühlkörpers ohne Erhöhung der Größe des Kühlkörpers beitragen.The invention, as mentioned above, can contribute to an improvement in the cooling efficiency of the water-cooled heat sink without increasing the size of the heat sink.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 15 is a perspective view of a heat sink according to embodiments of the present invention. FIG.

2A ist eine Draufsicht eines Kühlkörpers gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2A FIG. 10 is a plan view of a heat sink according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

2B ist eine Ansicht entlang des Schnittes A-A des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 B FIG. 14 is a view taken along the section AA of the heat sink according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

2C ist eine Ansicht entlang des Schnittes B-B des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2C FIG. 16 is a view taken along the section BB of the heat sink according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

2D ist eine Ansicht entlang des Schnittes C-C des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2D FIG. 16 is a view taken along the section CC of the heat sink according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

3A ist eine Draufsicht eines Kühlkörpers gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 3B ist eine Ansicht entlang des Schnittes A-A des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 3C ist eine Ansicht des Schnittes B-B des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 3D ist eine Ansicht entlang des Schnittes C-C des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 3A FIG. 10 is a plan view of a heat sink according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3B FIG. 14 is a view taken along the section AA of the heat sink according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3C FIG. 11 is a sectional view BB of the heat sink according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3D FIG. 14 is a view taken along the section CC of the heat sink according to Embodiment 2 of the present invention. FIG.

4 ist eine Draufsicht des mit einer Rippe versehenen Kohlkörpers gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 4 FIG. 10 is a plan view of the ribbed cabbage according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines wassergekühlten Kühlkörpers gemäß einer früheren Technologie. 5 FIG. 13 is an exploded perspective view of a water-cooled heat sink according to an earlier technology. FIG.

6 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen U-Biegungsabschnitt des wassergekühlten Kühlkörpers, der einen U-förmigen Fluiddurchgang aufweist, gemäß der früheren Technologie zeigt. 6 FIG. 10 is an enlarged view showing a U-bend portion of the water-cooled heat sink having a U-shaped fluid passage according to the prior technology. FIG.

Modus zur Ausführung der ErfindungMode for carrying out the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper, der eine Mehrzahl von Kühlmitteldurchgängen und einen Verbindungsdurchgang, der die Kühlmitteldurchgänge nichtlinear verbindet, umfasst.The present invention relates to a heat sink that includes a plurality of refrigerant passages and a communication passage that non-linearly connects the refrigerant passages.

Ein Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart konfiguriert, dass er den Druckverlust in dem Verbindungsdurchgang beschränkt, indem eine Höhe eines Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs an einer Einströmseite, zu der ein Kühlmittel einströmt, auf größer als eine Höhe des Kühlmitteldurchgangs, der die Kühlmittelströmung in den Verbindungsdurchgang bewirkt, festgelegt ist.A heat sink according to the present invention is configured to restrict the pressure loss in the communication passage by making a height of a fluid passage of the communication passage on an inflow side to which a coolant flows greater than a height of the coolant passage that directs the coolant flow into the communication passage causes, is fixed.

Auf diese Art und Weise ist die Anordnung, die die Höhe des Verbindungsdurchgangs an der Einströmseite, zu der ein Kühlmittel einströmt, größer macht, effektiv bei der Beseitigung des Bedarfs nach einer Erhöhung der Breite (Tiefe) des Fluiddurchgangs und der Vermeidung einer Größenzunahme des Kühlkörpers.In this way, the arrangement that makes the height of the communication passage on the inflow side to which a coolant flows larger effectively effective in eliminating the need for increasing the width (depth) of the fluid passage and avoiding an increase in the size of the heat sink ,

Überdies ist die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs allmählich zu einem Endabschnitt des Verbindungsdurchgangs an einer Ausströmseite, von der das Kühlmittel aus dem Verbindungsdurchgang ausströmt, verringert. Daher ist es möglich, die Kühlmittelströmung gleichförmig von dem Verbindungsdurchgang zu dem Kühlmitteldurchgang, der an der stromabwärtigen Seite des Verbindungsdurchgangs verbunden ist, zu bewirken.Moreover, the height of the fluid passage of the communication passage is gradually reduced to an end portion of the communication passage on an outflow side from which the refrigerant flows out of the communication passage. Therefore, it is possible to uniformly cause the refrigerant flow from the communication passage to the refrigerant passage connected at the downstream side of the communication passage.

Der derart aufgebaute Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Kühlwirkungsgrad ohne Erhöhung der Größe des Kühlkörpers verbessern. Die folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen wassergekühlten Kühlkörper. Jedoch ist das Kühlmittel gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf Wasser beschränkt.The thus constructed heat sink according to the present invention can improve the cooling efficiency without increasing the size of the heat sink. The following embodiments of the present invention relate to a water-cooled heat sink. However, the coolant according to the present invention is not limited to water.

(Ausführungsform 1)(Embodiment 1)

Das Folgende ist eine detaillierte Darstellung eines wassergekühlten Kühlkörpers gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 (2A–2D).The following is a detailed illustration of a water-cooled heat sink according to an embodiment 1 of the present invention with reference to FIGS 1 and 2 ( 2A - 2D ).

Wie in 1 gezeigt ist, besitzt der wassergekühlte Kühlkörper 1 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung einen Aufbau, der einen Kühlmitteldurchgang 2 und einen Kühlmitteldurchgang 3 aufweist, die durch einen Verbindungsdurchgang 4 in der U-Form verbunden sind. Ein Abteilungsabschnitt 7 wird durch den Kühlmitteldurchgang 2 und 3 und den Verbindungsdurchgang 4, die in der U-Form verbunden sind, geformt.As in 1 is shown, has the water-cooled heat sink 1 According to Embodiment 1 of the present invention, a structure including a refrigerant passage 2 and a coolant passage 3 having, through a connection passage 4 are connected in the U-shape. A section of the department 7 is through the coolant passage 2 and 3 and the connection passage 4 , which are connected in the U-shape shaped.

Ein Ende des Kühlmitteldurchgangs 2 ist mit dem Verbindungsdurchgang 4 verbunden, um mit dem Kühlmitteldurchgang 2 zu kommunizieren. Das andere Ende des Kühlmitteldurchgangs 2 ist mit einem Kühlmitteleinlassrohr oder einer Kühlmitteleinlassverrohrung 5 verbunden.One end of the coolant passage 2 is with the connection passage 4 connected to the coolant passage 2 to communicate. The other end of the coolant passage 2 is with a coolant inlet pipe or coolant inlet piping 5 connected.

Ein Ende des Kühlmitteldurchgangs 3 ist mit einem ausströmseitigen Ende des Verbindungsdurchgangs 4 verbunden, von dem das Kühlmittel aus dem Verbindungsdurchgang 4 ausströmt. Das andere Ende des Kühlmitteldurchgangs 3, das nicht mit dem Verbindungsdurchgang 4 verbunden ist, ist mit einem Kühlmittelauslassrohr oder einer Kühlmittelauslassverrohrung 6 verbunden.One end of the coolant passage 3 is with a downstream end of the connection passage 4 connected, from which the coolant from the connection passage 4 flows. The other end of the coolant passage 3 that does not interfere with the connection 4 is connected with a coolant outlet pipe or coolant outlet piping 6 connected.

In 1 sind die Kühlmitteldurchgänge 2 und 3 in der Form eines plattenartigen Rohrelementes vorgesehen. Jedoch ist die Form des Kühlmitteldurchgangs 2 und 3 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und es ist möglich, eine geeignete Rohrform zu verwenden.In 1 are the coolant passages 2 and 3 provided in the form of a plate-like tube member. However, the shape of the coolant passage is 2 and 3 according to the present invention is not limited thereto, and it is possible to use a suitable tube shape.

Es ist optional, einen anderen Kühlkörper 1 oder einen anderen Kühlmitteldurchgang durch Verbinden eines Verbindungsdurchgangs, dessen Form ähnlich dem Verbindungsdurchgang 4 ist, mit dem Ende des Kühlmitteldurchgangs 3 zu verbinden. Bei diesem Beispiel ist der Kühlmitteldurchgang 3 parallel zu dem Kühlmitteldurchgang 2 in derselben Ebene angeordnet. Es ist jedoch möglich, die Position des Kühlmitteldurchgangs 3 beliebig festzusetzen.It is optional, another heat sink 1 or another refrigerant passage by connecting a communication passage whose shape is similar to the communication passage 4 is, with the end of the coolant passage 3 connect to. In this example, the coolant passage is 3 parallel to the coolant passage 2 arranged in the same plane. It is possible, however, the position of the coolant passage 3 to set arbitrarily.

Wie in 2B gezeigt ist, ist eine zu kühlende Komponente 8 nahe dem Kühlkörper 1 angeordnet, so dass Wärme von der Komponente 8 auf das in den Kühlmitteldurchgang 2 oder 3 strömende Kühlwasser übertragen wird, um Wärme zu tauschen. Wie in 2A gezeigt ist, strömt das zum Wärmetausch verwendete Kühlwasser von dem Einlassrohr 5 in den Kühlmitteldurchgang 2, strömt durch den Verbindungsdurchgang 4 und den Kühlmitteldurchgang 3 und strömt von dem Auslassrohr 6 zu der Außenseite.As in 2 B is shown is a component to be cooled 8th near the heat sink 1 arranged so that heat from the component 8th on the in the coolant passage 2 or 3 flowing cooling water is transferred to exchange heat. As in 2A is shown, the cooling water used for the heat exchange flows from the inlet pipe 5 in the coolant passage 2 , flows through the connection passage 4 and the coolant passage 3 and flows from the outlet pipe 6 to the outside.

Wie in 2 gezeigt ist, ist die Fluiddurchgangshöhe oder die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs 4 an der Einströmseite oder stromaufwärtigen Seite, zu der das Kühlwasser einströmt, höher festgelegt, als die Höhe des Kühlmitteldurchgangs 2. Wie gezeigt ist, steigt die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs 4 an der Einströmseite, zu der das Kühlwasser einströmt, allmählich von einem Verbindungsabschnitt 4a zwischen dem Verbindungsdurchgang 4 und dem Kühlmitteldurchgang 2. In der Nähe des Verbindungsdurchgangs 4 steigt die Fluiddurchgangshöhe oder die Höhe des Fluiddurchgangs des Kühlmitteldurchgangs 2 allmählich zu dem Verbindungsdurchgang 4.As in 2 2 is the fluid passage height or the height of the fluid passage of the communication passage 4 on the inflow side or upstream side, to which the cooling water flows, set higher than the height of the coolant passage 2 , As shown, the height of the fluid passage of the communication passage increases 4 on the inflow side, to which the cooling water flows, gradually from a connecting portion 4a between the connection passage 4 and the coolant passage 2 , Near the connection passage 4 the fluid passage height or the height of the fluid passage of the coolant passage increases 2 gradually to the connection passage 4 ,

Bei der Bildung des Verbindungsdurchgangs 4 so, dass die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs 4 allmählich an der Einströmseite für Kühlwasser steigt, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das von dem Kühlmitteldurchgang 2 in den Verbindungsdurchgang 4 strömt, zwischen der linken Seite und der rechten Seite des Fluiddurchgangs konstant oder gleichförmig, wenn die Höhe des Durchgangs des Verbindungsdurchgangs 4 steigt, so dass die Höhe in einer Breitenrichtung des Fluiddurchgangs von dem Verbindungsabschnitt 4a zwischen dem Verbindungsdurchgang 4 und dem Kühlmitteldurchgang 2 ausgeglichen wird. Ähnlicherweise wird bei der Ausbildung des Kühlmitteldurchgangs 2 derart, dass die Höhe des Fluiddurchgangs des Kühlmitteldurchgangs 2 allmählich steigt, die Strömungsgeschwindigkeit des in dem Kühlmitteldurchgang 2 strömenden Kühlwassers zwischen der linken Seite und der rechten Seite des Fluiddurchgangs konstant oder gleichförmig, wenn die Höhe des Fluiddurchgangs des Kühlmitteldurchgangs 2 steigt, so dass die Höhe in einer Breitenrichtung des Fluiddurchgangs zu dem Verbindungsabschnitt 4a zwischen dem Verbindungsdurchgang 4 und dem Kühlmitteldurchgang 2 ausgeglichen wird. Daher kann diese Konfiguration den Druckverlust in dem Verbindungsdurchgang 4 beschränken und eine gleichförmige Strömung von Kühlwasser in dem Kühlmitteldurchgang 2 bewirken.In the formation of the connection passage 4 such that the height of the fluid passage of the connection passage 4 gradually increases at the inflow side for cooling water, the flow velocity of the cooling water, that of the coolant passage 2 in the connection passage 4 flows between the left side and the right side of the fluid passage constant or uniform when the height of the passage of the communication passage 4 increases, so that the height in a width direction of the fluid passage from the connecting portion 4a between the connection passage 4 and the coolant passage 2 is compensated. Similarly, in the formation of the coolant passage 2 such that the height of the fluid passage of the coolant passage 2 gradually increases, the flow rate of the in the coolant passage 2 flowing cooling water between the left side and the right side of the fluid passage constant or uniform, when the height of the fluid passage of the refrigerant passage 2 increases, so that the height in a width direction of the fluid passage to the connecting portion 4a between the connection passage 4 and the coolant passage 2 is compensated. Therefore, this configuration can reduce the pressure loss in the communication passage 4 restrict and a uniform flow of cooling water in the coolant passage 2 cause.

An der oberen Fläche des Kühlmitteldurchgangs 2 ist die zu kühlende Komponente 8 angeordnet, wie in den 2B und 2C gezeigt ist. Daher verhindert die Anordnung, bei der der Verbindungsdurchgang 4 in der Höhenrichtung vergrößert ist, nicht die Größenreduzierung des Kühlkörpers 1.On the upper surface of the coolant passage 2 is the component to be cooled 8th arranged as in the 2 B and 2C is shown. Therefore, the arrangement in which the connection passage prevents 4 is increased in the height direction, not the size reduction of the heat sink 1 ,

Überdies ist, wie in 2D gezeigt ist, die Durchgangshöhe des Verbindungsdurchgangs 4 von einem Mittelabschnitt 4b in der Strömungsrichtung des Verbindungsdurchgangs 4 zu einem stromabwärtigen Ende 4c, von dem das Kühlwasser ausströmt, verringert. Die Position, von der die Höhe des Verbindungsdurchgangs 4 verringert ist, ist nicht auf den Mittelabschnitt 4b beschränkt, sondern die Position kann auf einen beliebigen Punkt in der Längsrichtung des Verbindungsdurchgangs 4 von dem Kühlmitteldurchgang 2 zu dem Kühlmitteldurchgang 3 festgelegt sein. Der Verbindungsdurchgang 4, der auf diese Weise verengt ist, ist dahingehend wirksam, dass der Druckverlust in dem Fluiddurchgang von dem Mittelabschnitt 4b in der Strömungsrichtung in dem Verbindungsdurchgang 4 zu dem Endabschnitt 4c an der Ausströmseite, von der das Kühlwasser ausströmt, ausgeglichen wird und die Strömung des Kühlwassers, das in den Kühlmitteldurchgang 3 einströmt, gleichförmig gemacht wird.Moreover, as in 2D is shown, the passage height of the connection passage 4 from a middle section 4b in the flow direction of the communication passage 4 to a downstream end 4c , from which the cooling water flows out, reduced. The position from which the height of the connection passage 4 is not reduced to the middle section 4b limited, but the position can be to any point in the longitudinal direction of the connection passage 4 from the coolant passage 2 to the coolant passage 3 be set. The connection passage 4 thus narrowed, is effective in that the pressure loss in the fluid passage from the central portion 4b in the flow direction in the communication passage 4 to the end section 4c is compensated on the outflow side, from which the cooling water flows, and the flow of cooling water, in the coolant passage 3 flows in, is made uniform.

Bei der Formung des Verbindungsdurchgangs 4 so, dass die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs 4 verringert wird, ist die Form des Verbindungsdurchgangs 4 nicht auf die Beispiele dieser Ausführungsform beschränkt. Es ist optional, die Form geeignet festzusetzen, damit die Strömung des Kühlwassers, das in den Kühlmitteldurchgang 3 einströmt, gleichförmig gemacht wird. Die Strömung des Kühlwassers, das von dem Verbindungsdurchgang 4 in den Kühlmitteldurchgang 3 strömt, ist nahe dem Abteilungsabschnitt 7 in dem Kühlmitteldurchgang 3 aufgrund des Moments des von dem Verbindungsdurchgang 4 strömenden Kühlwassers schwierig und nicht gleichmäßig. Demgemäß wird die Strömung des Kühlwassers in dem Kühlmitteldurchgang 3 dadurch gleichförmig gemacht, dass die Form des Fluiddurchgangs so festgesetzt wird, dass der Druckverlust in dem Fluiddurchgang von dem Mittelabschnitt 4b des Verbindungsdurchgangs 4 in der Strömungsrichtung zu dem Endabschnitt 4c an der Ausströmseite, von der das Kühlwasser aus dem Verbindungsdurchgang 4 ausströmt, ausgeglichen wird.When forming the connection passage 4 such that the height of the fluid passage of the connection passage 4 is reduced, is the shape of the connection passage 4 not limited to the examples of this embodiment. It is optional to set the shape suitable to allow the flow of cooling water entering the coolant passage 3 flows in, is made uniform. The flow of cooling water coming from the connection passage 4 in the coolant passage 3 is near the department section 7 in the coolant passage 3 due to the moment of the connection passage 4 flowing cooling water difficult and not even. Accordingly, the flow of the cooling water in the refrigerant passage becomes 3 thereby made uniform so that the shape of the fluid passage is set so that the pressure loss in the fluid passage from the central portion 4b of the connection passage 4 in the flow direction to the end portion 4c on the outflow side, from which the cooling water from the connection passage 4 emanates, is compensated.

(Ausführungsform 2)(Embodiment 2)

Bei einem Kühlkörper gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ist die Form des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs von dem Kühlkörper 1 gemäß der Ausführungsform 1 verschieden. Komponenten des Kühlkörpers gemäß der Ausführungsform 2 ähnlich den entsprechenden Komponenten in dem Kühlkörper der Ausführungsform 1 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Darstellung wurde weggelassen und ist nicht wiederholt.In a heat sink according to Embodiment 2 of the present invention, the shape of the fluid passage of the communication passage from the heat sink is 1 different according to Embodiment 1. Components of the heat sink according to Embodiment 2 similar to the corresponding components in the heat sink of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and a detailed illustration has been omitted and is not repeated.

Wie in 3A gezeigt ist, besitzt ein wassergekühlter Kühlkörper 10 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung einen Aufbau, der einen Kühlmitteldurchgang 2 und einen Kühlmitteldurchgang 3 aufweist, die in der U-förmigen Form durch einen Verbindungsdurchgang 11 verbunden sind. Ein Abteilungsabschnitt 7 ist durch den Kühlmitteldurchgang 2 und 3 und den Verbindungsdurchgang 11 geformt, die in der U-Form verbunden sind.As in 3A is shown, has a water-cooled heat sink 10 According to Embodiment 2 of the present invention, a structure including a refrigerant passage 2 and a coolant passage 3 having in the U-shaped form through a connecting passage 11 are connected. A section of the department 7 is through the coolant passage 2 and 3 and the connection passage 11 shaped, which are connected in the U-shape.

Ein Ende des Kühlmitteldurchgangs 2 ist mit dem Verbindungsdurchgang 11 verbunden, um mit dem Kühlmitteldurchgang 2 zu kommunizieren. Das andere Ende des Kühlmitteldurchgangs 2 ist mit einem Kühlmitteleinlassrohr oder einer Kühlmitteleinlassverrohrung 5 verbunden.One end of the coolant passage 2 is with the connection passage 11 connected to the coolant passage 2 to communicate. The other end of the coolant passage 2 is with a coolant inlet pipe or coolant inlet piping 5 connected.

Ein Ende des Kühlmitteldurchgangs 3 ist mit dem Fluiddurchgang des Verbindungsdurchgangs 11 an einer Ausströmseite, von der das Kühlmittel aus dem Verbindungsdurchgang 11 ausströmt, verbunden. Das andere Ende des Kühlmitteldurchgangs 3, das nicht mit dem Verbindungsdurchgang 4 verbunden ist, ist mit einem Kühlmittelauslassrohr oder einer Kühlmittelauslassverrohrung 6 verbunden.One end of the coolant passage 3 is with the fluid passage of the communication passage 11 on an outflow side from which the coolant from the connection passage 11 emanates, connected. The other end of the coolant passage 3 that does not interfere with the connection 4 is connected to a coolant outlet pipe or a coolant outlet piping 6 connected.

Es ist optional, einen anderen Kühlkörper oder einen anderen Kühlmitteldurchgang durch Verbinden eines Verbindungsdurchgangs, dessen Form ähnlich der des Verbindungsdurchgangs 11 ist, mit dem Ende des Kühlmitteldurchgangs 3 zu verbinden. Bei diesem Beispiel ist der Kühlmitteldurchgang 3 parallel zu dem Kühlmitteldurchgang 2 in derselben Ebene angeordnet. Es ist jedoch möglich, die Position des Kühlmitteldurchgangs 3 beliebig festzulegen.It is optional to have another heat sink or another refrigerant passage by connecting a communication passage whose shape is similar to that of the communication passage 11 is, with the end of the coolant passage 3 connect to. In this example, the coolant passage is 3 parallel to the coolant passage 2 arranged in the same plane. It is possible, however, the position of the coolant passage 3 to set arbitrarily.

Wie in 3B gezeigt ist, ist eine zu kühlende Komponente 8 nahe dem Kühlkörper 10 angeordnet, so dass Wärme von der Komponente 8 auf das in dem Kühlmitteldurchgang 2 oder 3 strömende Kühlwasser übertragen wird, um Wärme zu tauschen. Wie in 3A gezeigt ist, strömt das zum Wärmetausch verwendete Kühlwasser von dem Einlassrohr 5 in den Kühlmitteldurchgang 2, strömt durch den Verbindungsdurchgang 4 und den Kühlmitteldurchgang 3 und strömt von dem Auslassrohr 6 an die Außenseite.As in 3B is shown is a component to be cooled 8th near the heat sink 10 arranged so that heat from the component 8th on the in the coolant passage 2 or 3 flowing cooling water is transferred to exchange heat. As in 3A is shown, the cooling water used for the heat exchange flows from the inlet pipe 5 in the coolant passage 2 , flows through the connection passage 4 and the coolant passage 3 and flows from the outlet pipe 6 to the outside.

Wie in 3B gezeigt ist, ist die Höhe des Verbindungsdurchgangs 11 an der Einströmseite oder stromaufwärtigen Seite, zu der das Kühlwasser einströmt, höher als die Höhe des Kühlmitteldurchgangs 2 festgelegt. Wie gezeigt ist, steigt die Höhe des Verbindungsdurchgangs 11 an der Einströmseite, zu der das Kühlwasser einströmt, allmählich von einem Verbindungsabschnitt 11b zwischen dem Verbindungsdurchgang 11 und dem Kühlmitteldurchgang 2. In der Nähe des Verbindungsdurchgangs 11 steigt die Höhe des Kühlmitteldurchgangs 2 allmählich zu dem Verbindungsdurchgang 11.As in 3B is shown, is the height of the connection passage 11 on the inflow side or upstream side, to which the cooling water flows, higher than the height of the coolant passage 2 established. As shown, the height of the connection passage increases 11 on the inflow side, to which the cooling water flows, gradually from a connecting portion 11b between the connection passage 11 and the coolant passage 2 , Near the connection passage 11 the height of the coolant passage increases 2 gradually to the connection passage 11 ,

An der oberen Fläche des Kühlmitteldurchgangs 2 ist die zu kühlende Komponente 8 angeordnet. Daher ist die Anordnung, bei der der Verbindungsdurchgang 11 in der Höhenrichtung vergrößert ist, für die Größenreduzierung des Kühlkörpers 10 nicht schädlich.On the upper surface of the coolant passage 2 is the component to be cooled 8th arranged. Therefore, the arrangement in which the connection passage 11 is increased in the height direction, for the size reduction of the heat sink 10 not harmful.

Bei der Formung des Verbindungsdurchgangs 11 so, dass die Höhe des Verbindungsdurchgangs 11 allmählich an der Einströmseite für Kühlwasser steigt, steigt die Höhe des Verbindungsdurchgangs 11, um so die Höhe in einer Breitenrichtung (einer Richtung eines Pfeils E, wie in 3C gezeigt ist) auszugleichen, und gleichzeitig ist der Fluiddurchgang des Verbindungsdurchgangs 11, der an einer Verlängerung des Kühlmitteldurchgangs 2 liegt, so geformt, dass er sich aufwärts in der Höhenrichtung des Verbindungsdurchgangs 11 krümmt. Von einem Verbindungsabschnitt 11b zwischen dem Kühlmitteldurchgang 2 und dem Verbindungsdurchgang 11 zu einem oberen Ende 11a des Verbindungsdurchgangs 11, auf den das Kühlwasser trifft, ist der Querschnitt dieses Fluiddurchgangs im Wesentlichen gleich dem Querschnitt des Fluiddurchgangs des Kühlmitteldurchgangs 2. Diese Konfiguration kann die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das von dem Kühlmitteldurchgang 2 bis zu dem oberen Ende 1la des Verbindungsdurchgangs strömt, konstant oder gleichförmig machen und bewirken, dass das Kühlwasser gleichförmig in dem Verbindungsdurchgang 11 strömt.When forming the connection passage 11 such that the height of the connection passage 11 gradually increases at the inflow side for cooling water, the height of the connection passage increases 11 so as to measure the height in a width direction (a direction of an arrow E, as in FIG 3C is shown) and at the same time is the fluid passage of the communication passage 11 , which is due to an extension of the coolant passage 2 lies, shaped so that it rises in the height direction of the connection passage 11 curves. From a connection section 11b between the coolant passage 2 and the connection passage 11 to an upper end 11a of the connection passage 11 to which the cooling water impinges, the cross section of this fluid passage is substantially equal to the cross section of the fluid passage of the refrigerant passage 2 , This configuration can control the flow rate of the cooling water flowing from the coolant passage 2 up to the top 1la of the communication passage, make it constant or uniform, and cause the cooling water to be uniform in the communication passage 11 flows.

Überdies ist, wie in 3D gezeigt ist, die Höhe des Fluiddurchgangs des Verbindungsdurchgangs 11 von einem Mittelabschnitt 11c in der Strömungsrichtung des Verbindungsdurchgangs 11 zu einem stromabwärtigen Ende 11d an der Ausströmseite, von der das Kühlwasser ausströmt, verringert. Die Position, von der die Fluiddurchgangshöhe des Verbindungsdurchgangs 4 verringert ist, ist nicht auf den Mittelabschnitt 11c beschränkt, sondern diese Position kann an einem beliebigen Punkt in der Längsrichtung des Verbindungsdurchgangs 11 von dem Kühlmitteldurchgang 2 zu dem Kühlmitteldurchgang 3 festgelegt sein. Der Verbindungsdurchgang 11, der auf diese Weise verengt ist, dient dazu, den Druckverlust in dem Fluiddurchgang von dem Mittelabschnitt 11c in der Strömungsrichtung in dem Verbindungsdurchgang 11 zu dem Endabschnitt 11d an der Ausströmseite, von der das Kühlwasser ausströmt, auszugleichen und die Strömung des Kühlwassers, das in den Kühlmitteldurchgang 3 einströmt, gleichförmig zu machen.Moreover, as in 3D the height of the fluid passage of the communication passage is shown 11 from a middle section 11c in the flow direction of the communication passage 11 to a downstream end 11d on the outflow side, from which the cooling water flows, reduced. The position from which the fluid passage height of the Communication passage 4 is not reduced to the middle section 11c but this position can be limited at any point in the longitudinal direction of the connection passage 11 from the coolant passage 2 to the coolant passage 3 be set. The connection passage 11 thus narrowed serves to reduce the pressure loss in the fluid passage from the central portion 11c in the flow direction in the communication passage 11 to the end section 11d on the outflow side, from which the cooling water flows out, and the flow of cooling water in the coolant passage 3 flows in to make uniform.

Die Form des Verbindungsdurchgangs 11 ist nicht auf das Beispiel dieser Ausführungsform beschränkt. Es ist optional, die Form geeignet festzulegen, um die Strömung des Kühlwassers, das in den Kühlmitteldurchgang 3 einströmt, gleichförmig zu machen. Die Strömung des Kühlwassers in dem Kühlmitteldurchgang 3 wird dadurch gleichförmig gemacht, dass die Form des Fluiddurchgangs so festgelegt wird, dass der Druckverlust in dem Fluiddurchgang in der Strömungsrichtung von dem Mittelabschnitt 11c des Verbindungsdurchgangs 11 zu dem Endabschnitt 11d an der Ausströmseite, von der das Kühlwasser aus dem Verbindungsdurchgang 4 ausströmt, ausgeglichen wird.The shape of the connection passage 11 is not limited to the example of this embodiment. It is optional to set the shape suitable to the flow of cooling water entering the coolant passage 3 flows in to make uniform. The flow of cooling water in the coolant passage 3 is made uniform by setting the shape of the fluid passage so that the pressure loss in the fluid passage in the flow direction from the central portion 11c of the connection passage 11 to the end section 11d on the outflow side, from which the cooling water from the connection passage 4 emanates, is compensated.

Wie oben durch die Verwendung der Ausführungsformen 1 und 2 als ein Beispiel erläutert ist, kann der Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung den Druckverlust des in den Kühlkörper strömenden Kühlmittels beschränken und eine gleichförmige Kühlmittelströmung in einem Kühlmitteldurchgang bewirken. Daher kann der Kühlkörper den Kühlwirkungsgrad des Kühlkörpers verbessern. Überdies kann der Kühlkörper eine Zunahme des Volumens in der Tiefenrichtung (die Tiefe des U-Biegungsabschnittes des Kühlmitteldurchgangs in dem Kühlkörper) so weit wie möglich beschränken und eine Kompaktheit des Kühlkörpers ermöglichen. Daher ist es möglich, einen Kühlkörper zu erhalten, dessen Temperaturverteilung gleichförmig ist, dessen erforderlicher Raum kleiner ist und einen geringen Druckabfall aufweist.As explained above by using the embodiments 1 and 2 as an example, the heat sink according to the present invention can restrict the pressure loss of the refrigerant flowing into the heat sink and cause a uniform flow of the refrigerant in a refrigerant passage. Therefore, the heat sink can improve the cooling efficiency of the heat sink. Moreover, the heat sink can restrict an increase in the volume in the depth direction (the depth of the U-bend portion of the coolant passage in the heat sink) as much as possible and allow compactness of the heat sink. Therefore, it is possible to obtain a heat sink whose temperature distribution is uniform, whose required space is smaller and has a small pressure drop.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fluiddurchgang oder Fluiddurchgänge, die ein Kühlmittel des Kühlkörpers fördern. Eine Variation und Abwandlung der Konstruktion sind in dem Bereich möglich, innerhalb dem die Wirkung(en) der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt sind. Beispielsweise ist es möglich, einen Kühlkörper mit Durchgängen ähnlich den Kühlmitteldurchgängen 2 und 3 und dem Verbindungsdurchgang 4 durch Abteilen der Innenseite eines Rohrelements zu bilden.The present invention relates to a fluid passage or fluid passages that promote a coolant of the heat sink. Variation and modification of the construction are possible in the range within which the effect (s) of the present invention are not impaired. For example, it is possible to have a heat sink with passages similar to the coolant passages 2 and 3 and the connection passage 4 by dividing the inside of a tubular element.

Ferner dient, wie in 4 gezeigt ist, eine Mehrzahl von Rippen 9, wenn in oder an Fluiddurchgängen der Kühlmitteldurchgänge 2 und 3 und dem Verbindungsdurchgang 4 geformt sind, zur Verbesserung des Kühlwirkungsgrades durch Übertragung von Wärme von der zu kühlenden Komponente durch die Rippen 9 zu dem Kühlmittel.Furthermore, as in 4 is shown a plurality of ribs 9 when in or at fluid passages of the coolant passages 2 and 3 and the connection passage 4 are formed to improve the cooling efficiency by transferring heat from the component to be cooled by the ribs 9 to the coolant.

Die Geometrie des Verbindungsdurchgangs in dem Kühlkörper gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die U-Biegungsform beschränkt, wie bei den Ausführungsformen, sondern auf Abschnitte anwendbar, bei denen die Richtung der Strömung des Kühlmittels geändert wird. Die Kühlmitteldurchgänge und der Verbindungsdurchgang können als separate Elemente vorbereitet sein oder können integrale Teile eines integralen Elements der Kühlmitteldurchgänge und des Verbindungsdurchgangs sein.The geometry of the communication passage in the heat sink according to the present invention is not limited to the U-bend shape, as in the embodiments, but applicable to portions in which the direction of the flow of the coolant is changed. The coolant passages and the communication passage may be prepared as separate members or may be integral parts of an integral member of the coolant passages and the communication passage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 101, 10: Kühlkörperheatsink
2, 32, 3: KühlmitteldurchgängeCoolant passages
4, 114, 11: VerbindungsdurchgangCommunication passage
77: Abteilungsabschnittdepartment section
88th: zu kühlende Komponentecomponent to be cooled
99: Ripperib

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2008-235725 A [0006]

Claims

Heat sink, comprising: a plurality of coolant passages; a communication passage that non-linearly connects the refrigerant passages; wherein a height of a fluid passage of the communication passage on an inflow side to which a coolant flows is made larger than a height of the coolant passage connected to the fluid passage on the inflow side; and wherein the height of the fluid passage of the communication passage to an end portion of the communication passage at an outflow side from which the refrigerant flows out of the communication passage is reduced.

The heat sink according to claim 1, wherein the height of the fluid passage of the connection passage on the inflow side to which the coolant flows, gradually increases from a connection portion between the connection passage and the coolant passage connected to the fluid passage on the inflow side.

The heat sink according to claim 1, wherein the cross section of the fluid passage of the communication passage located at an extension of the coolant passage connected to the fluid passage on the inflow side is substantially equal to that of the coolant passage that communicates with the fluid passage on the inflow side is connected, made and curved in a height direction of the connection passage.

The heat sink according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant passage connected to the fluid passage on the inflow side and the refrigerant passage connected to the fluid passage of the communication passage on an outflow side from which the refrigerant flow exits from the communication passage are parallel to each other are arranged.