JP2001077257A - 沸騰冷却装置 - Google Patents
沸騰冷却装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 沸騰冷却容器内の圧力が高い場合、受熱壁と
放熱壁との間に複数の連結部材を設けている。この連結
部材は、沸騰冷却容器の強度を向上させると同時に、伝
熱部材ともなり伝熱面積を拡大する効果を得ている。し
かし、沸騰冷却容器の熱抵抗を更に下げるために、連結
部材を多くしたりその高さを高くしても、必ずしも充分
な伝熱面積の拡大効果が得られず、熱抵抗もそれほど下
がらないため、簡単な構造で伝熱面積を拡大ことが望ま
れる。 【解決手段】 発熱体の接触する受熱壁の内側表面に、
多孔質層を設けることにより、受熱壁の内側表面に最も
近い表面で、冷媒との接触面積が拡大される。これによ
り受熱壁の内側表面の広い範囲において冷媒を効率良く
蒸発させることができ、蒸発量が増えて過熱度を低減で
きる。結果的に沸騰冷却装置の冷却性能を向上できる。
放熱壁との間に複数の連結部材を設けている。この連結
部材は、沸騰冷却容器の強度を向上させると同時に、伝
熱部材ともなり伝熱面積を拡大する効果を得ている。し
かし、沸騰冷却容器の熱抵抗を更に下げるために、連結
部材を多くしたりその高さを高くしても、必ずしも充分
な伝熱面積の拡大効果が得られず、熱抵抗もそれほど下
がらないため、簡単な構造で伝熱面積を拡大ことが望ま
れる。 【解決手段】 発熱体の接触する受熱壁の内側表面に、
多孔質層を設けることにより、受熱壁の内側表面に最も
近い表面で、冷媒との接触面積が拡大される。これによ
り受熱壁の内側表面の広い範囲において冷媒を効率良く
蒸発させることができ、蒸発量が増えて過熱度を低減で
きる。結果的に沸騰冷却装置の冷却性能を向上できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の沸騰及び凝
縮作用によって発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する
もので、電子機器の冷却、特にＣＰＵなどを含む発熱量
の多い高密度実装基板の冷却に用いて好適なものであ
る。
縮作用によって発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する
もので、電子機器の冷却、特にＣＰＵなどを含む発熱量
の多い高密度実装基板の冷却に用いて好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、高発熱のＣＰＵなどの冷却
装置として好適な小型の沸騰冷却装置を出願した（特開
平１０−２０９３５５号公報、特開平１０−２０９３５
６号公報および特開平１１−８７５８３号公報参照）。
装置として好適な小型の沸騰冷却装置を出願した（特開
平１０−２０９３５５号公報、特開平１０−２０９３５
６号公報および特開平１１−８７５８３号公報参照）。
【０００３】この沸騰冷却装置は、偏平な箱型を成す密
閉型の沸騰冷却容器の対向する一方の壁面（受熱壁）に
発熱体（例えばＣＰＵ）が固定され、他方の壁面（放熱
壁）に放熱フィンがとりつけられ、沸騰冷却容器の内部
に所定量の冷媒が封入されるものである。発熱体の熱は
受熱壁を介して内部の冷媒に伝達されて冷媒を沸騰さ
せ、沸騰した蒸気冷媒が放熱面にて冷却されて凝縮する
際に凝縮潜熱として放出され、その凝縮潜熱が放熱壁よ
り放熱フィンを介して大気に放出される。
閉型の沸騰冷却容器の対向する一方の壁面（受熱壁）に
発熱体（例えばＣＰＵ）が固定され、他方の壁面（放熱
壁）に放熱フィンがとりつけられ、沸騰冷却容器の内部
に所定量の冷媒が封入されるものである。発熱体の熱は
受熱壁を介して内部の冷媒に伝達されて冷媒を沸騰さ
せ、沸騰した蒸気冷媒が放熱面にて冷却されて凝縮する
際に凝縮潜熱として放出され、その凝縮潜熱が放熱壁よ
り放熱フィンを介して大気に放出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の沸騰冷却装置に
おいて、密閉された沸騰冷却容器内の圧力が高い場合、
その圧力によって沸騰冷却容器に歪みが生じると、沸騰
冷却容器と発熱体との接触状況に不具合が生じるため、
発熱体との接触部での熱伝導が悪くなり、冷却が充分に
行なわれなくなる。
おいて、密閉された沸騰冷却容器内の圧力が高い場合、
その圧力によって沸騰冷却容器に歪みが生じると、沸騰
冷却容器と発熱体との接触状況に不具合が生じるため、
発熱体との接触部での熱伝導が悪くなり、冷却が充分に
行なわれなくなる。
【０００５】そこで沸騰冷却容器内に、対向配置した受
熱壁と放熱壁との間に複数の連結部材を設け、両壁間を
一定間隔に保持するように構成している。この連結部材
は通常金属製であり、沸騰冷却容器の強度を向上させ変
形を抑えると同時に、伝熱部材ともなり伝熱面積を拡大
する効果が得られ、伝熱面の加熱度を下げることが従来
より知られている。しかし、伝熱面の加熱度を更に下げ
るために、連結部材を多くしたりその高さを高くして
も、必ずしも充分な伝熱面積の拡大効果が得られず、沸
騰冷却容器の熱抵抗もそれほど下がらない。
熱壁と放熱壁との間に複数の連結部材を設け、両壁間を
一定間隔に保持するように構成している。この連結部材
は通常金属製であり、沸騰冷却容器の強度を向上させ変
形を抑えると同時に、伝熱部材ともなり伝熱面積を拡大
する効果が得られ、伝熱面の加熱度を下げることが従来
より知られている。しかし、伝熱面の加熱度を更に下げ
るために、連結部材を多くしたりその高さを高くして
も、必ずしも充分な伝熱面積の拡大効果が得られず、沸
騰冷却容器の熱抵抗もそれほど下がらない。
【０００６】本発明者等の研究によると、発熱体が設け
られる受熱壁の内側表面に最も近い表面で沸騰による熱
伝導が行なわれ、その内側表面から離れると大幅に冷媒
への熱伝達が悪くなる（熱伝達の寄与率が低下する）こ
とが判明した。そこで、本発明の目的は、上記の点に着
目し、簡単な構造で受熱壁より冷媒への熱伝達を高める
ことができる沸騰冷却装置を提供することである。
られる受熱壁の内側表面に最も近い表面で沸騰による熱
伝導が行なわれ、その内側表面から離れると大幅に冷媒
への熱伝達が悪くなる（熱伝達の寄与率が低下する）こ
とが判明した。そこで、本発明の目的は、上記の点に着
目し、簡単な構造で受熱壁より冷媒への熱伝達を高める
ことができる沸騰冷却装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１および請求項２
記載の発明によれば、沸騰冷却装置は発熱体が設けられ
る受熱壁の内側表面に最も近い表面で、多孔質層により
冷媒との接触面積が拡大される。また多孔質層は微細キ
ャビティを有することにより、蒸発し易くなる効果があ
る。これにより発熱体が設けられる受熱壁の内側表面の
広い範囲において冷媒を効率良く蒸発させることができ
るため、蒸発量が増えて発熱体を設けた部分の過熱度を
低減できる。結果的に沸騰冷却装置の冷却性能を向上で
きる。
記載の発明によれば、沸騰冷却装置は発熱体が設けられ
る受熱壁の内側表面に最も近い表面で、多孔質層により
冷媒との接触面積が拡大される。また多孔質層は微細キ
ャビティを有することにより、蒸発し易くなる効果があ
る。これにより発熱体が設けられる受熱壁の内側表面の
広い範囲において冷媒を効率良く蒸発させることができ
るため、蒸発量が増えて発熱体を設けた部分の過熱度を
低減できる。結果的に沸騰冷却装置の冷却性能を向上で
きる。
【０００８】請求項２記載の発明によれば、発熱体が設
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面に、多孔質層
を厚み２ｍｍ以下の範囲で設けることにより、熱伝達の
寄与率の最も高い部分で伝熱面積の拡大効果が得られ、
多孔質層内で発生した気泡がそこに貯留することによる
熱抵抗の増大も抑えることができる。結果的に発熱体の
熱が冷媒へ効率的に伝達され、発熱体を設けた部分の過
熱度を低減できる。このことより、多孔質層は薄くて良
く、多孔質原料は少なくてすみコストを抑えることがで
きる。また残りの空間は蒸気通路として有効に利用でき
ることから装置全体を薄くすることができる。
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面に、多孔質層
を厚み２ｍｍ以下の範囲で設けることにより、熱伝達の
寄与率の最も高い部分で伝熱面積の拡大効果が得られ、
多孔質層内で発生した気泡がそこに貯留することによる
熱抵抗の増大も抑えることができる。結果的に発熱体の
熱が冷媒へ効率的に伝達され、発熱体を設けた部分の過
熱度を低減できる。このことより、多孔質層は薄くて良
く、多孔質原料は少なくてすみコストを抑えることがで
きる。また残りの空間は蒸気通路として有効に利用でき
ることから装置全体を薄くすることができる。
【０００９】請求項３記載の発明によれば、発熱体が設
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面に、多孔質層
を空孔率２０％以上の範囲で設けることにより、熱伝達
の寄与率の最も高い部分で伝熱面積の拡大効果が得ら
れ、発熱体の熱が冷媒へ効率的に伝達され、発熱体を設
けた部分の伝熱面過熱度を低減できる。このことより、
多孔質層は低密度で良く、多孔質原料は少なくてすみコ
ストを抑えることができる。
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面に、多孔質層
を空孔率２０％以上の範囲で設けることにより、熱伝達
の寄与率の最も高い部分で伝熱面積の拡大効果が得ら
れ、発熱体の熱が冷媒へ効率的に伝達され、発熱体を設
けた部分の伝熱面過熱度を低減できる。このことより、
多孔質層は低密度で良く、多孔質原料は少なくてすみコ
ストを抑えることができる。
【００１０】請求項４記載の発明によれば、沸騰冷却容
器と多孔質層の材質をアルミニウム合金とすることよ
り、沸騰冷却容器は押し出しや冷鍛で容易に形成でき、
多孔質層も微細な粒状形・粉末・ワイヤー・棒状・金網
などをプレスによって圧縮成型することで容易に形成で
きる。また成型後の沸騰冷却容器との一体化も、プレス
での圧縮や焼結・ロウ付けなどの方法で容易にできるこ
とから、沸騰冷却装置の生産性が向上し、コストを抑え
ることができる。
器と多孔質層の材質をアルミニウム合金とすることよ
り、沸騰冷却容器は押し出しや冷鍛で容易に形成でき、
多孔質層も微細な粒状形・粉末・ワイヤー・棒状・金網
などをプレスによって圧縮成型することで容易に形成で
きる。また成型後の沸騰冷却容器との一体化も、プレス
での圧縮や焼結・ロウ付けなどの方法で容易にできるこ
とから、沸騰冷却装置の生産性が向上し、コストを抑え
ることができる。
【００１１】請求項５記載の発明によれば、発熱体が設
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面のみならず、
沸騰冷却容器に形成する連結部材の壁面にも多孔質層を
設けることにより、連結部材の壁面でも冷媒の蒸発効率
が上り、伝熱部材としての性能向上により発熱体取付部
の過熱度を低減できる。
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面のみならず、
沸騰冷却容器に形成する連結部材の壁面にも多孔質層を
設けることにより、連結部材の壁面でも冷媒の蒸発効率
が上り、伝熱部材としての性能向上により発熱体取付部
の過熱度を低減できる。
【００１２】請求項６記載の発明によれば、発熱体が設
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面のみならず、
沸騰冷却容器に形成する連結部材そのものを多孔質材を
用いて形成することにより、連結部材でも冷媒の蒸発効
率が上り、発熱体を設けた部分の過熱度を低減できる。
また、多孔質層が連結部材の機能を兼ねたり補ったりす
ることにより、冷媒槽に形成する連結部材は強度上必要
な所のみとできるため、数を少なくでき構造を簡単にで
きることから生産性が向上し、コストを抑えることがで
きる。
けられる受熱壁の内側表面に最も近い表面のみならず、
沸騰冷却容器に形成する連結部材そのものを多孔質材を
用いて形成することにより、連結部材でも冷媒の蒸発効
率が上り、発熱体を設けた部分の過熱度を低減できる。
また、多孔質層が連結部材の機能を兼ねたり補ったりす
ることにより、冷媒槽に形成する連結部材は強度上必要
な所のみとできるため、数を少なくでき構造を簡単にで
きることから生産性が向上し、コストを抑えることがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。 〔第１の実施形態〕第１の実施形態を図１、図２と図
３、図４のグラフを用いて説明する。なお、図１は沸騰
冷却装置１であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は沸騰
冷却容器２のＡ−Ａ断面図、図２は沸騰冷却装置１の使
用例を示す斜視図である。図３は受熱壁３からの距離と
熱伝達の寄与率との関係を示し、（ａ）は実験に用いた
沸騰冷却容器２の部分断面図、（ｂ）は実験結果を示す
グラフ、図４は多孔質層４の厚さと過熱度との関係を示
すグラフである。
面に基づき説明する。 〔第１の実施形態〕第１の実施形態を図１、図２と図
３、図４のグラフを用いて説明する。なお、図１は沸騰
冷却装置１であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は沸騰
冷却容器２のＡ−Ａ断面図、図２は沸騰冷却装置１の使
用例を示す斜視図である。図３は受熱壁３からの距離と
熱伝達の寄与率との関係を示し、（ａ）は実験に用いた
沸騰冷却容器２の部分断面図、（ｂ）は実験結果を示す
グラフ、図４は多孔質層４の厚さと過熱度との関係を示
すグラフである。
【００１４】本実施形態の沸騰冷却装置１は、図２に示
すように、例えばプリント基板５に実装された高発熱の
ＣＰＵ等を含む高密度実装回路からなる発熱体６を冷却
するもので、内部に液状の冷媒（例えば、水、アルコー
ル、フロロカーボン、フロン等）を封入した沸騰冷却容
器２を含む。この沸騰冷却容器２は受熱壁３を介して発
熱体６の熱を受け、沸騰した冷媒蒸気を放熱器９に導入
し、外部流体（例えば外気）との熱交換によって液化す
る。この沸騰冷却容器２と放熱器９は、ろう付けにより
一体成型される。また放熱器９へ冷却風を導くため、放
熱器９を取り囲むようにダクト１０が配置されており、
ダクト１０の下方から上方へ送風するように設置される
ことが最も多い。
すように、例えばプリント基板５に実装された高発熱の
ＣＰＵ等を含む高密度実装回路からなる発熱体６を冷却
するもので、内部に液状の冷媒（例えば、水、アルコー
ル、フロロカーボン、フロン等）を封入した沸騰冷却容
器２を含む。この沸騰冷却容器２は受熱壁３を介して発
熱体６の熱を受け、沸騰した冷媒蒸気を放熱器９に導入
し、外部流体（例えば外気）との熱交換によって液化す
る。この沸騰冷却容器２と放熱器９は、ろう付けにより
一体成型される。また放熱器９へ冷却風を導くため、放
熱器９を取り囲むようにダクト１０が配置されており、
ダクト１０の下方から上方へ送風するように設置される
ことが最も多い。
【００１５】沸騰冷却容器２は、熱伝導性に優れる金属
材料であるアルミニウムにより板状に設けられ、図１に
示すように、略直立した状態で且つ液状の冷媒７に浸か
って使用される。なお、発熱体６は、図示しない螺子等
で前記受熱壁３の外面で平板状の発熱体取付面３ａに接
触するよう取り付け固定される。沸騰冷却容器２は、発
熱体取付面３ａのある受熱壁３と、それと対向配置して
圧力容器を構成する放熱壁８とを有し、受熱壁３と放熱
壁８との間には、両壁間を所定間隔に保持し、冷媒７が
流れる空間を形成するための複数の連結部材３ｂを設け
てある。
材料であるアルミニウムにより板状に設けられ、図１に
示すように、略直立した状態で且つ液状の冷媒７に浸か
って使用される。なお、発熱体６は、図示しない螺子等
で前記受熱壁３の外面で平板状の発熱体取付面３ａに接
触するよう取り付け固定される。沸騰冷却容器２は、発
熱体取付面３ａのある受熱壁３と、それと対向配置して
圧力容器を構成する放熱壁８とを有し、受熱壁３と放熱
壁８との間には、両壁間を所定間隔に保持し、冷媒７が
流れる空間を形成するための複数の連結部材３ｂを設け
てある。
【００１６】また図３に示すように、沸騰による受熱壁
３の内側表面より冷媒７への熱伝達に最も寄与率の高い
のは、前記発熱体６及びその近傍に対向する受熱壁３の
内側表面の全表面または一部表面が望ましい。具体的に
は沸騰冷却容器２の発熱体取付面３ａに最も近い受熱壁
３の内側表面より厚みが２ｍｍ以下の範囲であることが
解ったため、そこに多孔質層４を配置する。
３の内側表面より冷媒７への熱伝達に最も寄与率の高い
のは、前記発熱体６及びその近傍に対向する受熱壁３の
内側表面の全表面または一部表面が望ましい。具体的に
は沸騰冷却容器２の発熱体取付面３ａに最も近い受熱壁
３の内側表面より厚みが２ｍｍ以下の範囲であることが
解ったため、そこに多孔質層４を配置する。
【００１７】多孔質層４は、熱伝導性に優れる金属材料
であるアルミニウム合金を、微細な粒状形、粉末、ワイ
ヤー、棒状、金網などをプレスによって圧縮成型した焼
結金属、金属繊維、金属メッシュ、または発泡金属等で
あり、冷媒７との接触面積拡大と微細キャビティとして
機能する。
であるアルミニウム合金を、微細な粒状形、粉末、ワイ
ヤー、棒状、金網などをプレスによって圧縮成型した焼
結金属、金属繊維、金属メッシュ、または発泡金属等で
あり、冷媒７との接触面積拡大と微細キャビティとして
機能する。
【００１８】多孔質層４は、所定の厚みと空孔率を有す
るように設けられている。図４にアルミニウム合金の多
孔質層４とフロン系の冷媒を用いて行った実験結果を示
すが、多孔質層４の厚みを変えることで伝熱面の過熱度
は変化する。具体的に厚みは２ｍｍ以下で、望ましくは
０．２ｍｍ〜１ｍｍとすることで、多孔質層４内で発生
した気泡がそこに貯留することによる熱抵抗の増大を抑
えることができ、伝熱面の過熱度を低減できる。また空
孔率は、伝熱面積の拡大効果を得るため２０％以上で、
望ましくは５０％以上とすることで受熱壁３の熱が冷媒
へ効率的に伝達され、伝熱面の過熱度を低減できる。
るように設けられている。図４にアルミニウム合金の多
孔質層４とフロン系の冷媒を用いて行った実験結果を示
すが、多孔質層４の厚みを変えることで伝熱面の過熱度
は変化する。具体的に厚みは２ｍｍ以下で、望ましくは
０．２ｍｍ〜１ｍｍとすることで、多孔質層４内で発生
した気泡がそこに貯留することによる熱抵抗の増大を抑
えることができ、伝熱面の過熱度を低減できる。また空
孔率は、伝熱面積の拡大効果を得るため２０％以上で、
望ましくは５０％以上とすることで受熱壁３の熱が冷媒
へ効率的に伝達され、伝熱面の過熱度を低減できる。
【００１９】また、多孔質層４は、受熱壁３の内面にほ
ぼ一致する大きさの板状であり、受熱壁３と多孔質層４
との間の良好な熱伝達が得られるように、接合すること
が望ましく、例えば焼結、ろう付け、ハンダ付け等で一
体に製造されている。このため、発熱体取付面３ａで受
けた熱が効率良く内部の冷媒に伝えられる。
ぼ一致する大きさの板状であり、受熱壁３と多孔質層４
との間の良好な熱伝達が得られるように、接合すること
が望ましく、例えば焼結、ろう付け、ハンダ付け等で一
体に製造されている。このため、発熱体取付面３ａで受
けた熱が効率良く内部の冷媒に伝えられる。
【００２０】沸騰冷却容器２に封入される冷媒は発熱体
３の熱によって蒸発し、空冷によって冷却される放熱器
９で凝縮するもので、水、アルコール、フロロカーボ
ン、フロン、その他の有機溶剤などから、作動温度域
や、沸騰冷却装置１の構成材料との適合性等に基づいて
選定される。なお、一般的には、アルミ−フロン系の冷
媒が使用される場合が多い。
３の熱によって蒸発し、空冷によって冷却される放熱器
９で凝縮するもので、水、アルコール、フロロカーボ
ン、フロン、その他の有機溶剤などから、作動温度域
や、沸騰冷却装置１の構成材料との適合性等に基づいて
選定される。なお、一般的には、アルミ−フロン系の冷
媒が使用される場合が多い。
【００２１】沸騰冷却装置１の作動を説明する。
【００２２】発熱体６の熱は、発熱体取付面３ａから沸
騰冷却容器２内に伝達され、その受熱壁３の内面近傍の
液状の冷媒７を沸騰させる。発生した冷媒蒸気は放熱器
９に入り、外部流体により冷却されて凝縮潜熱を放出し
て凝縮液化し、液状の冷媒７となって沸騰冷却容器２に
戻り、蒸発と凝縮を繰返す。
騰冷却容器２内に伝達され、その受熱壁３の内面近傍の
液状の冷媒７を沸騰させる。発生した冷媒蒸気は放熱器
９に入り、外部流体により冷却されて凝縮潜熱を放出し
て凝縮液化し、液状の冷媒７となって沸騰冷却容器２に
戻り、蒸発と凝縮を繰返す。
【００２３】本発明の他の実施形態を図５を用いて説明
する。
する。
【００２４】（ａ）は、図１（ｂ）に示したものの変形
例である。これは受熱壁３に形成する連結部材３ｂの根
元の形状を円弧状にしたもので、この受熱壁３自体を押
し出しや冷鍛で形成しやすくするだけでなく、多孔質層
４を円弧状の底にプレスで整形する際も均等に整形しや
すくなり、生産性が向上してコストを抑えることができ
る。
例である。これは受熱壁３に形成する連結部材３ｂの根
元の形状を円弧状にしたもので、この受熱壁３自体を押
し出しや冷鍛で形成しやすくするだけでなく、多孔質層
４を円弧状の底にプレスで整形する際も均等に整形しや
すくなり、生産性が向上してコストを抑えることができ
る。
【００２５】（ｂ）は、図１（ｂ）に示したものの変形
例である。受熱壁３の内面や連結部材３ｂの根元のみな
らず、連結部材３ｂの壁面にも多孔質層４を設けたもの
である。結果として連結部材３ｂの壁面でも冷媒７の蒸
発効率が上り、伝熱部材としての性能が上がることによ
り伝熱面の過熱度を低減できる。
例である。受熱壁３の内面や連結部材３ｂの根元のみな
らず、連結部材３ｂの壁面にも多孔質層４を設けたもの
である。結果として連結部材３ｂの壁面でも冷媒７の蒸
発効率が上り、伝熱部材としての性能が上がることによ
り伝熱面の過熱度を低減できる。
【００２６】（ｃ）は、（ｂ）に示したものの変形例で
ある。これは受熱壁３に形成する連結部材３ｂを根元か
ら先端に向けて細くしたものであり、（ｂ)に示した多
孔質層４の配し方を実際に生産する場合に適している。
ある。これは受熱壁３に形成する連結部材３ｂを根元か
ら先端に向けて細くしたものであり、（ｂ)に示した多
孔質層４の配し方を実際に生産する場合に適している。
【００２７】（ｄ）、（ｅ）は、（ｃ）及び図１（ｂ）
に示したものの変形例である。受熱壁３の内面と連結部
材３ｂの壁面のみならず、受熱壁３に形成する連結部材
３ｂの一部または全てを多孔質層４で形成したものであ
る。連結部材３ｂでも冷媒７の蒸発効率が上り、伝熱面
の過熱度を低減できるのみならず、多孔質層４が連結部
材３ｂの機能を兼ねたり補ったりすることにより、沸騰
冷却容器２に形成する連結部材３ｂは強度上必要な所の
みとできるため、数を少なくでき構造を簡単にできるこ
とから生産性が向上し、コストを抑えることができる。
に示したものの変形例である。受熱壁３の内面と連結部
材３ｂの壁面のみならず、受熱壁３に形成する連結部材
３ｂの一部または全てを多孔質層４で形成したものであ
る。連結部材３ｂでも冷媒７の蒸発効率が上り、伝熱面
の過熱度を低減できるのみならず、多孔質層４が連結部
材３ｂの機能を兼ねたり補ったりすることにより、沸騰
冷却容器２に形成する連結部材３ｂは強度上必要な所の
みとできるため、数を少なくでき構造を簡単にできるこ
とから生産性が向上し、コストを抑えることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、（ａ）は沸騰
冷却装置を示す斜視図、（ｂ）は沸騰冷却装置の沸騰冷
却容器の断面図を示す。
冷却装置を示す斜視図、（ｂ）は沸騰冷却装置の沸騰冷
却容器の断面図を示す。
【図２】図１に示す沸騰冷却装置の使用例を示す斜視図
である。
である。
【図３】（ａ）は沸騰冷却装置の沸騰冷却容器の部分断
面図、（ｂ）は受熱壁からの距離範囲と熱伝達の寄与率
との関係を示すグラフである。
面図、（ｂ）は受熱壁からの距離範囲と熱伝達の寄与率
との関係を示すグラフである。
【図４】多孔質層の厚みと過熱度との関係を示すグラフ
である。
である。
【図５】本発明の他の実施形態を示し（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ異なった沸騰冷却
装置の沸騰冷却容器の断面図を示す。
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ異なった沸騰冷却
装置の沸騰冷却容器の断面図を示す。
１ 沸騰冷却装置 ２ 沸騰冷却容器 ３ 受熱壁 ３ａ 発熱体取付面 ３ｂ 連結部材 ４ 多孔質層 ５ 基板 ６ 発熱体 ７ 冷媒 ８ 放熱壁 ９ 放熱器 １０ ダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 清司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA08 BB53 BD03
Claims (7)
- 【請求項１】 互いに対向配置した受熱壁と放熱壁を有
する沸騰冷却容器と、前記受熱壁の外側表面に設けた発
熱体と、前記沸騰冷却容器内において前記受熱壁と前記
放熱壁との間に設けた複数の連結部材とを備え、前記沸
騰冷却容器内に冷媒を封入した沸騰冷却装置において、
少なくとも前記発熱体及びその近傍に対向する前記受熱
壁の内側表面の全表面または一部表面に、多孔質層を設
けたことを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項２】 前記沸騰冷却容器に、外部流体との熱交
換により冷媒を液化する放熱器を備えた前記沸騰冷却装
置において、少なくとも前記発熱体及びその近傍に対向
する前記受熱壁の内側表面の全表面または一部表面に、
多孔質層を設けたことを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項３】 前記多孔質層は、厚みが２ｍｍ以下、望
ましくは０．２ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請
求項１または請求項２記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項４】 前記多孔質層は、空孔率が２０％以上、
望ましくは５０％以上とすることを特徴とする請求項１
または請求項２記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項５】 前記沸騰冷却容器及び前記多孔質層はア
ルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項６】 前記連結部材の壁面に、多孔質層を備え
たことを特徴とする請求項１または請求項２記載の沸騰
冷却装置。 - 【請求項７】 前記連結部材が多孔質材からなることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の沸騰冷却装
置。
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- 1999-09-07 JP JP25292999A patent/JP4042268B2/ja not_active Expired - Fee Related
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