JP2000269393A

JP2000269393A - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JP2000269393A
Application number: JP11298636A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Osakabe; 長賀部　　博之; Hajime Sugito; 肇杉戸
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】沸騰面積を増大して放熱性能の向上を図ると
ともに、沸騰面が沸騰に必要な液冷媒で満たされるよう
にして、沸騰面でのバーンアウトを生じ難くすることに
ある。【解決手段】液冷媒を貯留する冷媒室８には、沸騰面
積を増大するために波形フィン１２が挿入されている。
この波形フィン１２は、発熱体の熱を受ける沸騰面の下
部側に対応して配される下部波形フィン１２Ａと、沸騰
面の上部側に対応して配される上部波形フィン１２Ｂと
を有し、それぞれ冷媒室８の沸騰面と熱的に接触してい
る。下部波形フィン１２Ａと上部波形フィン１２Ｂは、
同一のフィンピッチＰを有し、それぞれ冷媒室８の各通
路内に縦向きに挿入されて、各通路内を更に複数の小さ
な通路状部分に区画している。但し、下部波形フィン１
２Ａと上部波形フィン１２Ｂは、互いの山部及び谷部が
冷媒室８の左右方向にずれた状態で挿入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の蒸発と凝縮
の繰り返しによって発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、特開平８−２３６６６
９号公報に記載された沸騰冷却装置が公知である。この
沸騰冷却装置は、図１４に示すように、液冷媒を貯留す
る冷媒槽１００の表面に発熱体１１０が取り付けられ、
その発熱体の熱を受ける冷媒槽１００内の沸騰面に対応
してフィン１２０を配置することにより、冷媒槽１００
内の沸騰面積を増大して放熱性能の向上を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の沸騰
冷却装置では、冷媒槽１００の内部に配置したフィン１
２０によって複数の通路部１３０が形成され、発熱体１
１０の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気（気泡）が各通路部
１３０を上昇する。この時、各通路部１３０では、図５
に示すように、発熱体１１０の発熱部の位置に応じて気
泡量の多い所と少ない所が生じることがあり、且つ通路
部１３０の上方へいく程、気泡量が増大し、小さな気泡
同士が合体して大きくなるため、気泡量の多い通路では
沸騰面が多くの気泡で覆われるので沸騰熱伝達率が低下
してしまう。その結果、沸騰面が温度急上昇（バーンア
ウト）を生じ易くなるという問題があった。

【０００４】特に、より大きな沸騰面積を確保するため
にフィンピッチを小さくすると、通路部１３０の平均開
口面積が小さくなって通路部１３０が殆ど気泡で満たさ
れ、液冷媒量が大幅に低下するため、沸騰面でバーンア
ウトを生じる可能性が高くなる。本発明は、上記事情に
基づいて成されたもので、その目的は、沸騰面積を増大
して放熱性能の向上を図るとともに、沸騰面が沸騰に必
要な液冷媒で満たされるよにして、沸騰面でのバーンア
ウトを生じ難くすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）冷媒
槽の内部に設けられ、冷媒槽の内部を上下方向に延びる
複数の通路状部分に区画して沸騰面積を増大させる沸騰
面積増大手段を備え、この沸騰面積増大手段によって区
画される複数の通路状部分が相互に連通している。この
構成によれば、複数の通路状部分において、発熱体に内
蔵される発熱部の位置に応じて気泡量の多い所と少ない
所が生じても、各通路状部分が相互に連通しているの
で、通路状部分を上昇する気泡は、他の通路状部分へも
進入することができる。その結果、各通路状部分の気泡
量が略均一化されて、沸騰面が液冷媒で満たされ易くな
るため、特に気泡量が増大する沸騰面の上方でバーンア
ウトを生じ難くできる。

【０００６】（請求項２の手段）沸騰面積増大手段は、
冷媒槽の内部で下側に配される第１の沸騰面積増大部材
と上側に配される第２の沸騰面積増大部材とを有し、第
１の沸騰面積増大部材によって区画される複数の第１の
通路状部分と、第２の沸騰面積増大部材によって区画さ
れる複数の第２の通路状部分とが左右方向にずれた状態
で連通している。この場合、第１の通路状部分を上昇し
てきた気泡が、第２の通路状部分へ進入する際に左右に
分かれるため、仮に第１の通路状部分で気泡量の多い所
と少ない所が生じても、第２の通路状部分では略均一化
される。また、第１の通路状部分を上昇する気泡同士が
合体して大きくなっても、第２の通路状部分へ進入する
際に左右に分かれて分割される。その結果、第１の通路
状部分を上昇してきた気泡は、より均等に分散されて第
２の通路状部分へ進入することができる。

【０００７】（請求項３の手段）沸騰面積増大手段は、
冷媒槽の内部で下側に配される第１の沸騰面積増大部材
と上側に配される第２の沸騰面積増大部材とを有し、第
１の沸騰面積増大部材と第２の沸騰面積増大部材との間
に空間が確保されている。この場合、第１の通路状部分
を上昇してきた気泡が、空間で左右方向に分散されるた
め、第１の通路状部分で気泡量の多い所と少ない所が生
じても、第２の通路状部分では略均一化される。また、
第１の通路状部分を上昇する気泡同士が合体して大きく
なっても、空間で分散された後、更に第２の通路状部分
へ進入する際に左右に分かれて分割されることで、より
均等に分散されて第２の通路状部分へ進入することがで
きる。

【０００８】（請求項４の手段）第１の沸騰面積増大部
材と第２の沸騰面積増大部材との間に確保される空間
は、発熱体に内蔵される発熱部とずれた位置に設けら
れ、発熱部の直下には第１の沸騰面積増大部材または第
２の沸騰面積増大部材が配置されている。本発明では、
発熱部の直下が最も高温となるため、発熱部の直下に前
記空間を設けると、沸騰面積増大部材により得られる効
果が小さくなってしまう。そこで、前記空間を発熱部と
ずれた位置に設けて、発熱部の直下に沸騰面積増大部材
を配置することにより、沸騰面積増大部材による効果
（放熱性能の向上）を得ることができる。

【０００９】（請求項５の手段）沸騰面積増大手段は、
冷媒槽の内部で下側に配される第１の沸騰面積増大部材
と上側に配される第２の沸騰面積増大部材とを有し、第
１の沸騰面積増大部材によって区画される複数の第１の
通路状部分の平均開口面積より、第２の沸騰面積増大部
材によって区画される複数の第２の通路状部分の平均開
口面積の方が大きくなっている。この構成によれば、通
路状部分の上方へいく程、気泡量が増大しても、第１の
通路状部分の平均開口面積より第２の通路状部分の平均
開口面積の方が大きくなっているので、第１の通路状部
分と第２の通路状部分とで、平均開口面積に対する気泡
量の割合を均等化できる。その結果、第２の通路状部分
を沸騰に必要な充分な量の液冷媒にて満たし易くなり、
沸騰面上部でのバーンアウトの発生を抑制できる。

【００１０】（請求項６の手段）第１の沸騰面積増大部
材と第２の沸騰面積増大部材との間に確保される空間に
は、沸騰面積増大手段として第３の沸騰面積増大部材が
配され、この第３の沸騰面積増大部材によって区画され
る第３の通路状部分は、第１の沸騰面積増大部材によっ
て区画される第１の通路状部分及び第２の沸騰面積増大
部材によって区画される第２の通路状部分より、平均開
口面積が大きく設けられている。この場合、前記空間に
第３の沸騰面積増大部材を配置することで、更に沸騰面
積を増大でき、且つ第１の通路状部分を上昇してきた気
泡が、第３の通路状部分で分散されて第２の通路状部分
へ進入できる。

【００１１】（請求項７の手段）沸騰面積増大手段は、
波形フィンである。この場合、より簡単な構成で沸騰面
積を増大でき、且つ波形フィンによって形成される通路
状部分を気泡が通り抜け易くできる。

【００１２】（請求項８の手段）通路状部分を区画する
波形フィンの側面に開口部が設けられている。この場
合、波形フィンの側面を介して隣合う通路状部分同士が
開口部を通じて連通しているため、１つの通路状部分を
上昇する気泡が開口部を通って他の通路状部分へも進入
できる。その結果、各通路状部分の気泡量が略均一化さ
れて、沸騰面をより多くの液冷媒で満たし易くなるの
で、特に気泡量が増大する沸騰面の上方でバーンアウト
を生じ難くできる。

【００１３】（請求項９の手段）通路状部分を区画する
波形フィンの側面にルーバが切り起こされている。この
場合も、波形フィンの側面を介して隣合う通路状部分同
士がルーバの切り起こしによって開口する開口孔を介し
て連通しているため、請求項６の場合と同様に、１つの
通路状部分を上昇する気泡が開口孔を通って他の通路状
部分へも進入できる。また、波形フィンの側面にルーバ
を設けても、波形フィン自体の表面積は変わらないた
め、ルーバを設けることで放熱面積が低減することはな
い。

【００１４】（請求項１０の手段）沸騰面積増大手段
は、複数の板状部材から成り、この板状部材に複数の通
路状部分を連通する穴が開いている。この場合、板状部
材に穴を開けただけの簡単な構成で沸騰面積を増大で
き、且つ穴を通って隣の通路状部分へ気泡が進入するこ
とができる。

【００１５】（請求項１１の手段）板状部材の穴は、発
熱体に内蔵される発熱部とずれた位置に設けられてい
る。本発明では、発熱部の直下が最も高温となるため、
発熱部の直下に前記穴を設けると、沸騰面積増大部材に
より得られる効果が小さくなってしまう。そこで、前記
穴を発熱部とずれた位置に設けて、発熱部の直下に板状
部材の穴の無い部分を配置することにより、沸騰面積増
大部材による効果（放熱性能の向上）を得ることができ
る。

【００１６】（請求項１２の手段）冷媒槽の内壁面に板
状部材を嵌め込むための凹部が設けられている。これに
より、板状部材を冷媒槽の内部で容易に位置決めでき、
且つ組付も簡単に行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。（第１実施例）図１は沸騰冷却装置１の正面図である。
本実施例の沸騰冷却装置１は、冷媒の沸騰と凝縮の繰り
返しによって発熱体２を冷却するもので、内部に液冷媒
を貯留する冷媒槽３と、この冷媒槽３の上部に組付けら
れる放熱器４とを備え、一体ろう付けにより製造され
る。発熱体２は、例えば電気自動車のインバータ回路を
構成するＩＧＢＴモジュールであり、図２に示すよう
に、ボルト５等により冷媒槽３の表面に密着して固定さ
れる。

【００１８】冷媒槽３は、中空部材６とエンドカップ７
から成り、内部に冷媒室８、液戻り通路９、断熱通路１
０、及び連通路１１を有している（図１参照）。中空部
材６は、アルミニウム等の熱伝導性に優れる金属材料か
ら成る押出成形品で、図３に示すように、横幅に対して
厚みが薄い薄型形状に設けられ、その内部に冷媒室８、
液戻り通路９、及び断熱通路１０を形成する複数の中空
孔が上下方向に貫通している。エンドカップ７は、例え
ば中空部材６と同じアルミニウム製で、中空部材６の下
端部に被せられている。

【００１９】冷媒室８は、複数の通路状に区画され、そ
の内部に貯留する液冷媒が発熱体２の熱を受けて沸騰す
る空間を形成している。この冷媒室８には、冷媒槽３内
の沸騰面積を増大するために、図３（ａ）に示すよう
に、各通路毎に波形に成形された波形フィン１２が挿入
されている。この波形フィン１２は、発熱体２の熱を受
ける沸騰面の下部側に対応して配される下部波形フィン
１２Ａと、沸騰面の上部側に対応して配される上部波形
フィン１２Ｂとを有し、それぞれ冷媒室８の沸騰面と熱
的に接触している。

【００２０】下部波形フィン１２Ａと上部波形フィン１
２Ｂは、同一のフィンピッチＰを有し、それぞれ縦向き
に挿入されて、冷媒室８の各通路内を更に複数の小さな
通路状部分に区画している。但し、下部波形フィン１２
Ａと上部波形フィン１２Ｂは、図３（ｂ）に示すよう
に、互いの山部及び谷部が冷媒室８の左右方向（図３の
左右方向）にずれた状態で各通路に挿入されている。具
体的には、下部波形フィン１２Ａと上部波形フィン１２
Ｂとの前後方向（図３の上下方向）の向きを反対にして
各通路に挿入されている。

【００２１】液戻り通路９は、放熱器４で冷却され液化
した凝縮液が流入する通路で、図１において、中空部材
６の最も左側に設けられている。断熱通路１０は、冷媒
室８と液戻り通路９との間を断熱するための通路で、冷
媒室８と液戻り通路９との間に設けられている。連通路
１１は、液戻り通路９へ流入した凝縮液を冷媒室８へ供
給するための通路で、エンドカップ７と中空部材６の下
端面との間に形成され、液戻り通路９と冷媒室８及び断
熱通路１０とを相互に連通している。

【００２２】放熱器４は、所謂ドロンカップタイプの熱
交換器で、連結管１３、放熱管１４、及び放熱フィン１
５（図２参照）より構成される。連結管１３は、冷媒槽
３との連結部であり、冷媒槽３の上端部に組付けられて
いる。この連結管１３は、プレス成形された２枚の成形
プレートを互いの外周縁部で接合して形成され、長手方
向（図１の左右方向）の両端部に円形の連通口１６が開
口している。連結管１３の内部には、仕切り板１７が配
され、この仕切り板１７によって冷媒槽３の冷媒室８と
連通する第１の連通室（図１では仕切り板１７より右側
の空間）と、冷媒槽３の液戻り通路９及び断熱通路１０
と連通する第２の連通室（図１では仕切り板１７より左
側の空間）とに仕切られている。また、連結管１３の内
部には、図１に示すように、例えばアルミニウム製のイ
ンナフィン１８が挿入されている。

【００２３】放熱管１４は、プレス成形された２枚の成
形プレートを互いの外周縁部で接合して偏平な中空管に
形成され、長手方向（図１の左右方向）の両端部に円形
の連通口１９が開口している。各放熱管１４は、図２に
示すように、連結管１３の両側にそれぞれ複数個ずつ設
けられ、互いの連通口１６、１９を通じて相互に連通し
ている。なお、この放熱管１４は、図１に示すように、
左右両側の連通口１９に高低差を持たせるように、若干
傾斜した状態で連結管１３に組付けられている。放熱フ
ィン１５は、熱伝導性に優れる薄い金属板（例えばアル
ミニウム板）を交互に折り曲げて波状に成形したもの
で、連結管１３と放熱管１４との間、及び隣合う放熱管
１４同士の間に介在され、連結管１３及び放熱管１４の
表面に接合されている。

【００２４】次に、本実施例の作動を説明する。発熱体
２から発生した熱は、冷媒室８の沸騰面及び下部波形フ
ィン１２Ａと上部波形フィン１２Ｂを介して冷媒室８に
貯留されている液冷媒に伝達されて液冷媒が沸騰する。
沸騰した冷媒蒸気は、冷媒室８を上昇して冷媒室８から
連結管１３の第１の連通室へ進入し、更に第１の連通室
から放熱管１４へ流入する。放熱管１４へ流入した冷媒
蒸気は、放熱管１４を流れる際に外部流体との熱交換に
よって冷却され、潜熱を放出して凝縮する。冷媒蒸気の
潜熱は、放熱管１４から放熱フィン１５へ伝達され、放
熱フィン１５を通じて外部流体に放出される。放熱管１
４の内部で凝縮して液滴となった凝縮液は、放熱管１４
の内部を傾斜下方向（図１の右側から左側）に流れた
後、連結管１３の第２の連通室を通って冷媒室８の液戻
り通路９及び断熱通路１０へ流れ込み、更に連通路１１
を通って冷媒室８へ還流する。

【００２５】（第１実施例の効果）本実施例では、図４
に示すように、沸騰面の下部側に対応して配置される下
部波形フィン１２Ａによって区画される下部通路状部分
１２ａと、沸騰面の上部側に対応して配置される上部波
形フィン１２Ｂによって区画される上部通路状部分１２
ｂとが左右方向にずれた状態で連通している。つまり、
図４において、１つの下部通路状部分１２ａは、その上
端で２つの上部通路状部分１２ｂと連通している。この
場合、１つの下部通路状部分１２ａを上昇してきた気泡
は、２つの上部通路状部分１２ｂに分かれて進入するこ
とができる。

【００２６】従って、図５に示すように、複数の下部通
路状部分１２ａで気泡量の多い所と少ない所が生じて
も、各下部通路状部分１２ａを上昇してきた気泡が、そ
れぞれ２つの上部通路状部分１２ｂへ分散して進入する
ことにより、各上部通路状部分１２ｂでは気泡量が略均
一化される。また、下部通路状部分１２ａを上昇する気
泡同士が合体して大きくなっても、上部通路状部分１２
ｂへ進入する際に、上部波形フィン１２Ｂの下端に当た
って再び小さな気泡に分割される可能性が高い。これら
の結果、下部通路状部分１２ａを上昇してきた気泡は、
より均等に分散されて上部通路状部分１２ｂへ進入する
ことができ、各上部通路状部分１２ｂの気泡量が略均一
化されて、沸騰面がより安定して液冷媒で満たされるの
で、特に気泡量が増大する沸騰面の上方でバーンアウト
を生じ難くできる。

【００２７】（第２実施例）図６は沸騰冷却装置１の正
面図である。本実施例は、冷媒槽３の沸騰面の下部、中
間部、上部に対応する位置にそれぞれ波形フィン１２を
配置した一例である。各波形フィン１２は、それぞれ同
一のフィンピッチを有し、第１実施例と同様に、冷媒室
８の各通路に縦向きに挿入されている。また、各波形フ
ィン１２は、上下方向に接触して配置されている訳では
なく、図７に示すように、上下方向において下側に配置
される下部波形フィン１２Ａと上側に配置される上部波
形フィン１２Ｂとの間に所定の空間２０が確保されてい
る。

【００２８】なお、以下の説明において、下側に配置さ
れる下部波形フィン１２Ａと上側に配置される上部波形
フィン１２Ｂとは、図６に示す最も下部に配置される波
形フィン１２と中間部に配置される波形フィン１２との
関係では、最も下部に配置される波形フィン１２が下側
に配置される下部波形フィン１２Ａであり、中間部に配
置される波形フィン１２が上側に配置される上部波形フ
ィン１２Ｂとなるが、中間部に配置される波形フィン１
２と最も上部に配置される波形フィン１２との関係で
は、中間部に配置される波形フィン１２が下側に配置さ
れる下部波形フィン１２Ａであり、最も上部に配置され
る波形フィン１２が上側に配置される上部波形フィン１
２Ｂとなる。

【００２９】本実施例の構成では、下側に配置される下
部波形フィン１２Ａによって区画される下部通路状部分
１２ａを上昇してきた気泡が、上側に配置される上部波
形フィン１２Ｂとの間に確保されている空間２０で左右
方向に分散される。従って、下部通路状部分１２ａで気
泡量の多い所と少ない所が生じても、各通路状部分１２
ａを上昇してきた気泡は、上側に配置される上部波形フ
ィン１２Ｂによって区画される上部通路状部分１２ｂへ
分散して進入することができ、各上部通路状部分１２ｂ
では気泡量が略均一化される。

【００３０】また、下部通路状部分１２ａを上昇する気
泡同士が合体して大きくなっても、上部通路状部分１２
ｂへ進入する際に、上側に配置される上部波形フィン１
２Ｂの下端に当たって再び小さな気泡に分割される可能
性が高い。これらの結果、下部通路状部分１２ａを上昇
してきた気泡は、より均等に分散されて上部通路状部分
１２ｂへ進入することができ、各上部通路状部分１２ｂ
の気泡量が略均一化されて、沸騰面がより安定して液冷
媒で満たされるので、特に気泡量が増大する沸騰面の上
方でバーンアウトを生じ難くできる。

【００３１】更に、本実施例では、発熱体２に内蔵され
る発熱部（例えばコンピュータチップ等）の位置に対
し、下部波形フィン１２Ａと上部波形フィン１２Ｂとの
間に確保される空間２０の位置が上下方向にずれている
ことが望ましい。これは、発熱部の直下が最も高温とな
るため、発熱部の直下に空間２０を設けると、波形フィ
ン１２による沸騰面積増大効果が小さくなってしまう。
そこで、発熱部と空間２０とを上下方向にずれた位置に
設けて、発熱部の直下に波形フィン１２を配置すること
により、波形フィン１２による沸騰面積増大効果を得る
ことができる。

【００３２】（変形例）この実施例では、下側に配置さ
れる下部波形フィン１２Ａと上側に配置される上部波形
フィン１２Ｂとの間に空間２０を設けているが、この空
間２０に、本発明の第３の沸騰面積増大部材としての第
３の波形フィンを配置することができる。但し、この波
形フィンは、下部通路状部分１２ａを上昇してきた気泡
が分散できるように、第３の波形フィンのフィンピッチ
を下部波形フィン１２Ａ及び上部波形フィン１２Ｂより
大きく設けることが望ましい。また、本実施例では、下
部波形フィン１２Ａと上部波形フィン１２Ｂとの間に空
間２０を設けているので、下部波形フィン１２Ａと上部
波形フィン１２Ｂとを左右方向にずらす必要はないが、
第１実施例と同様に、互いの山部及び谷部が左右方向に
ずれた状態で各通路に挿入しても良い。

【００３３】（第３実施例）図８は波形フィン１２の斜
視図である。本実施例は、通路状部分を区画する波形フ
ィン１２の側面１２ｃに開口部１２ｄを設けた一例であ
る。この場合、波形フィンの側面１２ｃを介して隣合う
通路状部分同士が開口部１２ｄを通じて連通するため、
１つの通路状部分を上昇する気泡が開口部１２ｄを通っ
て他の通路状部分へも進入できる。その結果、各通路状
部分の気泡量が略均一化されて、気泡が抜け易くなるた
め、特に気泡量が増大する沸騰面の上方でバーンアウト
を生じ難くできる。

【００３４】なお、開口部１２ｄを開ける代わりに、波
形フィン１２の側面１２ｃにルーバ（図示しない）を切
り起こして形成しても良い。この場合も、波形フィン１
２の側面１２ｃを介して隣合う通路状部分同士がルーバ
の切り起こしによって開口する開口孔を介して連通する
ため、波形フィン１２の側面１２ｃに開口部１２ｄを開
けた場合と同様に、１つの通路状部分を上昇する気泡が
開口孔を通って他の通路状部分へも進入できる。また、
波形フィン１２の側面１２ｃにルーバを設けても、波形
フィン１２自体の表面積は変わらないため、ルーバを設
けることで放熱面積が低減することもない。

【００３５】（第４実施例）図９は冷媒槽３の断面図で
ある。本実施例は、図９に示すように、下側に配置され
る下部波形フィン１２ＡのフィンピッチＰａより、上側
に配置される上部波形フィン１２ＢのフィンピッチＰｂ
の方を大きくした一例である。この場合、下部波形フィ
ン１２Ａによって区画される複数の下部通路状部分１２
ａの平均開口面積より、上部波形フィン１２Ｂによって
区画される複数の上部通路状部分１２ｂの平均開口面積
の方が大きくなる。この構成によれば、冷媒室８の上方
へいく程、気泡量が増大しても、下部通路状部分１２ａ
と上部通路状部分１２ｂとで、平均開口面積に対する気
泡量の割合を均等化できる。その結果、上部波形フィン
１２Ｂによって区画される上部通路状部分１２ｂにおい
て、より安定して液冷媒で満たされるので、沸騰面上部
でのバーンアウトの発生を抑制できる。

【００３６】（第５実施例）図１０は冷媒槽３の縦方向
断面図である。本実施例は、本発明の沸騰面積増大部材
として複数の板状部材２１を使用した一例である。板状
部材２１は、図１１に示すように、一定の板厚ｔと横幅
ｗを有し、細長い板状に設けられ、且つ板厚方向に貫通
する矩形状の穴２１ａが複数箇所開けられている。

【００３７】冷媒槽３には、冷媒室８の対向する両内壁
面に板状部材２１を支持するための凹部２２が設けられ
ている。この凹部２２は、冷媒室８の上下方向に延びて
溝状に形成されている。板状部材２１は、図１２に示す
ように、幅方向の両辺部を凹部２２に嵌め込んで組み付
けられ、冷媒室８を複数の通路状部分２３に区画してい
る。但し、板状部材２１によって区画される通路状部分
２３は、板状部材２１に開けられた穴２１ａを介して相
互に連通している。なお、図１２（ａ）は図１３に示す
冷媒槽のＣ−Ｃ断面図であり、図１２（ｂ）は図１２
（ａ）のＤ部拡大図である。

【００３８】本実施例では、冷媒室８に板状部材２１を
挿入することで、冷媒室８を複数の通路状部分２３に区
画しているが、ある通路状部分２３を上昇する気泡は、
板状部材２１に開けられた穴２１ａを通じて他の通路状
部分２３へ進入することができる。これにより、各通路
状部分２３の気泡量が略均一化されるため、沸騰面で気
泡量の偏りが無くなり、沸騰面の温度急上昇（バーンア
ウト）を抑制できる。

【００３９】また、発熱体２は、図１３に示すように、
その内部にコンピュータチップ等の複数の発熱部２ａを
有し、この発熱部２ａの直下が最も高温となっている。
従って、板状部材２１は、図１０（図１３のＥ−Ｅ断面
図）に示すように、発熱体２に内蔵される発熱部２ａの
位置と板状部材２１の穴２１ａの位置とが上下方向にず
れていることが望ましい。これは、発熱部２ａの直下が
最も高温となるため、発熱部２ａの直下に穴２１ａを配
置すると、板状部材２１による沸騰面積増大効果が小さ
くなってしまう。そこで、板状部材２１の穴２１ａを発
熱部２ａとずれた位置に設けて、発熱部２ａの直下に板
状部材２１の穴２１ａの無い部分を配置することによ
り、板状部材２１による沸騰面積増大効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】沸騰冷却装置の正面図である（第１実施例）。

【図２】沸騰冷却装置の側面図である（第１実施例）。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】波形フィンを配置した効果を説明する模式図で
ある（第１実施例）。

【図５】波形フィンによって形成される通路状部分の気
泡量を示す模式図である。

【図６】沸騰冷却装置の正面図である（第２実施例）。

【図７】波形フィンを配置した効果を説明する模式図で
ある（第２実施例）。

【図８】波形フィンの斜視図である（第３実施例）。

【図９】図１のＡ−Ａ断面図（ａ）とＢ−Ｂ断面図
（ｂ）である（第４実施例）。

【図１０】冷媒槽の縦方向断面図である（第５実施
例）。

【図１１】板状部材の端面図（ａ）と平面図（ｂ）であ
る（第５実施例）。

【図１２】板状部材の取付け状態を示す冷媒槽の断面図
である（第５実施例）。

【図１３】冷媒槽の正面図である（第５実施例）。

【図１４】冷媒槽の内部を示す平面図である（従来技
術）。

【符号の説明】

１沸騰冷却装置２発熱体２ａ発熱部３冷媒槽４放熱器１２波形フィン（沸騰面積増大手段）１２Ａ下部波形フィン（第１の沸騰面積増大部材）１２Ｂ上部波形フィン（第２の沸騰面積増大部材）１２ａ下部通路状部分（第１の通路状部分）１２ｂ上部通路状部分（第２の通路状部分）１２ｃ波形フィンの側面１２ｄ開口部２０空間２１板状部材２１ａ穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱体の熱を受けて沸騰する液冷媒を貯留
する冷媒槽と、この冷媒槽で沸騰した冷媒蒸気の熱を外部流体に放出す
る放熱器と、前記冷媒槽の内部に設けられ、前記冷媒槽の内部を上下
方向に延びる複数の通路状部分に区画して沸騰面積を増
大させる沸騰面積増大手段とを備え、この沸騰面積増大手段によって区画される複数の通路状
部分が相互に連通していることを特徴とする沸騰冷却装
置。
【請求項２】前記沸騰面積増大手段は、前記冷媒槽の内
部で下側に配される第１の沸騰面積増大部材と上側に配
される第２の沸騰面積増大部材とを有し、前記第１の沸騰面積増大部材によって区画される複数の
第１の通路状部分と、前記第２の沸騰面積増大部材によって区画される複数の
第２の通路状部分とが左右方向にずれた状態で連通して
いることを特徴とする請求項１に記載した沸騰冷却装
置。
【請求項３】請求項１及び２に記載した沸騰冷却装置に
おいて、前記沸騰面積増大手段は、前記冷媒槽の内部で下側に配
される第１の沸騰面積増大部材と上側に配される第２の
沸騰面積増大部材とを有し、前記第１の沸騰面積増大部材と前記第２の沸騰面積増大
部材との間に空間が確保されていることを特徴とする沸
騰冷却装置。
【請求項４】請求項３に記載した沸騰冷却装置におい
て、前記第１の沸騰面積増大部材と前記第２の沸騰面積増大
部材との間に確保される空間は、前記発熱体に内蔵され
る発熱部とずれた位置に設けられ、前記発熱部の直下には前記第１の沸騰面積増大部材また
は前記第２の沸騰面積増大部材が配置されていることを
特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項５】請求項１〜４に記載した沸騰冷却装置にお
いて、前記沸騰面積増大手段は、前記冷媒槽の内部で下側に配
される第１の沸騰面積増大部材と上側に配される第２の
沸騰面積増大部材とを有し、前記第１の沸騰面積増大部材によって区画される複数の
第１の通路状部分の平均開口面積より、前記第２の沸騰
面積増大部材によって区画される複数の第２の通路状部
分の平均開口面積の方が大きくなっていることを特徴と
する沸騰冷却装置。
【請求項６】請求項３及び４に記載した沸騰冷却装置に
おいて、前記第１の沸騰面積増大部材と前記第２の沸騰面積増大
部材との間に確保される空間には、前記沸騰面積増大手
段として第３の沸騰面積増大部材が配され、この第３の
沸騰面積増大部材によって区画される第３の通路状部分
は、前記第１の沸騰面積増大部材によって区画される第
１の通路状部分及び前記第２の沸騰面積増大部材によっ
て区画される第２の通路状部分より、平均開口面積が大
きく設けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項７】請求項１〜６に記載した沸騰冷却装置にお
いて、前記沸騰面積増大手段は、波形フィンであることを特徴
とする沸騰冷却装置。
【請求項８】請求項７に記載した沸騰冷却装置におい
て、前記通路状部分を区画する前記波形フィンの側面に開口
部が設けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項９】請求項７に記載した沸騰冷却装置におい
て、前記通路状部分を区画する前記波形フィンの側面にルー
バが切り起こされていることを特徴とする沸騰冷却装
置。
【請求項１０】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、前記沸騰面積増大手段は、複数の板状部材から成り、こ
の板状部材に前記複数の通路状部分を連通する穴が開い
ていることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項１１】請求項１０に記載した沸騰冷却装置にお
いて、前記板状部材の穴は、前記発熱体に内蔵される発熱部と
ずれた位置に設けられていることを特徴とする沸騰冷却
装置。
【請求項１２】請求項１０及び１１に記載した沸騰冷却
装置において、前記冷媒槽の内壁面に前記板状部材を嵌め込むための凹
部が設けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。