JP2003234590A - 沸騰冷却装置 - Google Patents
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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- F28F9/0278—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 傾斜した状態で使用されたとしても冷媒の循
環不良を防止することが可能な沸騰冷却装置を提供する
こと。 【解決手段】 冷媒容器を構成する４枚のプレート２１
〜２４のうち、受熱プレート２１に接する中間プレート
２２には、冷媒の沸騰領域を取り囲むように半円弧状の
外周流路２２１が設けられるとともに、この外周流路２
２１のほぼ全周から沸騰領域に延びる直線状流路２２２
が設けられている。これによると、傾斜した状態で使用
されたとしても、凝縮が完了した液冷媒は、冷媒容器の
内部底面にある外周流路２２１により最も低い部位に貯
留した後、冷媒容器の内部底面にある直線状流路２２２
により沸騰領域に供給される。
環不良を防止することが可能な沸騰冷却装置を提供する
こと。 【解決手段】 冷媒容器を構成する４枚のプレート２１
〜２４のうち、受熱プレート２１に接する中間プレート
２２には、冷媒の沸騰領域を取り囲むように半円弧状の
外周流路２２１が設けられるとともに、この外周流路２
２１のほぼ全周から沸騰領域に延びる直線状流路２２２
が設けられている。これによると、傾斜した状態で使用
されたとしても、凝縮が完了した液冷媒は、冷媒容器の
内部底面にある外周流路２２１により最も低い部位に貯
留した後、冷媒容器の内部底面にある直線状流路２２２
により沸騰領域に供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の沸騰と凝縮
による潜熱移動によって発熱体を冷却する沸騰冷却装置
に関する。
による潜熱移動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】従来の沸騰冷却装置として、本出願人が
既に出願している特願２００１−３２７４４４号に記載
の沸騰冷却装置がある。この沸騰冷却装置は、発熱電子
部品等の発熱体に底面を接して熱を受ける冷媒容器と、
この冷媒容器の内部と連通して冷媒容器の上面に直立し
て組み付けられる複数本のチューブと、この複数本のチ
ューブ同士を連通するヘッダタンクを備えるものであ
る。
既に出願している特願２００１−３２７４４４号に記載
の沸騰冷却装置がある。この沸騰冷却装置は、発熱電子
部品等の発熱体に底面を接して熱を受ける冷媒容器と、
この冷媒容器の内部と連通して冷媒容器の上面に直立し
て組み付けられる複数本のチューブと、この複数本のチ
ューブ同士を連通するヘッダタンクを備えるものであ
る。
【０００３】そして、冷媒容器は、表面に発熱体が取り
付けられる受熱プレートと、表面にチューブが取り付け
られる放熱プレートとを有し、この受熱プレートと放熱
プレートとの間に、板厚方向に貫通する複数のスリット
状の開口部を有する２枚の中間プレートを重ね合わせた
ものが示されている。このような積層構造の冷媒容器に
用いられる中間プレートの一例を図９に示す。
付けられる受熱プレートと、表面にチューブが取り付け
られる放熱プレートとを有し、この受熱プレートと放熱
プレートとの間に、板厚方向に貫通する複数のスリット
状の開口部を有する２枚の中間プレートを重ね合わせた
ものが示されている。このような積層構造の冷媒容器に
用いられる中間プレートの一例を図９に示す。
【０００４】図９（ａ）に示す中間プレート１２３は、
表面にチューブが取り付けられる放熱プレートに隣接す
る中間プレートであり、中間プレート１２３には、図に
示すように、中間プレート１２３の図中縦方向に延びる
スリット状の開口部１２３ａが複数本並設されている。
また、図９（ｂ）に示す中間プレート１２２は、受熱プ
レートに隣接する中間プレートであり、中間プレート１
２２には、図に示すように、中間プレート１２２の図中
横方向に延びるスリット状の開口部１２２ａが複数本並
設されている。
表面にチューブが取り付けられる放熱プレートに隣接す
る中間プレートであり、中間プレート１２３には、図に
示すように、中間プレート１２３の図中縦方向に延びる
スリット状の開口部１２３ａが複数本並設されている。
また、図９（ｂ）に示す中間プレート１２２は、受熱プ
レートに隣接する中間プレートであり、中間プレート１
２２には、図に示すように、中間プレート１２２の図中
横方向に延びるスリット状の開口部１２２ａが複数本並
設されている。
【０００５】そして、これらの中間プレート１２２、１
２３を受熱プレートと放熱プレートとの間に重ね合わせ
るときには、スリット状の開口部１２２ａと開口部１２
３ａとが直交するように配置される。これにより、開口
部１２２ａと開口部１２３ａとがすべて連通し、冷媒容
器内に冷媒を貯留するための空間が形成されるようにな
っている。なお、発熱体の取付け範囲を上方側の冷媒容
器内に投影した部分を沸騰領域と呼ぶ場合に、沸騰領域
は、図９（ｂ）に示す一点鎖線で囲まれた符号１６１の
範囲となる。
２３を受熱プレートと放熱プレートとの間に重ね合わせ
るときには、スリット状の開口部１２２ａと開口部１２
３ａとが直交するように配置される。これにより、開口
部１２２ａと開口部１２３ａとがすべて連通し、冷媒容
器内に冷媒を貯留するための空間が形成されるようにな
っている。なお、発熱体の取付け範囲を上方側の冷媒容
器内に投影した部分を沸騰領域と呼ぶ場合に、沸騰領域
は、図９（ｂ）に示す一点鎖線で囲まれた符号１６１の
範囲となる。
【０００６】この冷媒容器を備える沸騰冷却装置が冷媒
容器の外部底面に取り付けられた発熱体を冷却するとき
には、冷媒容器内に貯留された冷媒が発熱体の熱を受け
て、主に沸騰領域１６１において沸騰する。沸騰してガ
ス化した冷媒は、主に沸騰領域１６１の上方にあるチュ
ーブを通り、ヘッダタンク内を通過して、主に沸騰領域
１６１外の上方にあるチューブを介して冷媒容器内の外
周部に戻る。このとき、チューブ内において、冷媒は潜
熱を外部に放出して凝縮し液冷媒となるようになってい
る。
容器の外部底面に取り付けられた発熱体を冷却するとき
には、冷媒容器内に貯留された冷媒が発熱体の熱を受け
て、主に沸騰領域１６１において沸騰する。沸騰してガ
ス化した冷媒は、主に沸騰領域１６１の上方にあるチュ
ーブを通り、ヘッダタンク内を通過して、主に沸騰領域
１６１外の上方にあるチューブを介して冷媒容器内の外
周部に戻る。このとき、チューブ内において、冷媒は潜
熱を外部に放出して凝縮し液冷媒となるようになってい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
沸騰冷却装置においては、冷却すべき発熱電子部品等の
発熱体を搭載した電子機器等が若干傾斜して設置された
場合等に、発熱体の沸騰冷却装置との当接面が傾斜し、
沸騰冷却装置の冷媒容器の底面が傾斜した状態で使用さ
れることがある。このようなときには、当然液冷媒は冷
媒容器内の空間において低い部位に貯留する。
沸騰冷却装置においては、冷却すべき発熱電子部品等の
発熱体を搭載した電子機器等が若干傾斜して設置された
場合等に、発熱体の沸騰冷却装置との当接面が傾斜し、
沸騰冷却装置の冷媒容器の底面が傾斜した状態で使用さ
れることがある。このようなときには、当然液冷媒は冷
媒容器内の空間において低い部位に貯留する。
【０００８】そして、発熱体が発熱し、主に沸騰領域１
６１が加熱されると、この領域において液冷媒は受熱し
て沸騰気化し、上記のようにチューブ内およびヘッダタ
ンク内を循環して凝縮した冷媒は、冷媒容器内の空間に
おいて低い部位に戻る。また、沸騰領域における冷媒の
沸騰気化に伴ない、冷媒容器内の低い部位から沸騰領域
１６１に液冷媒が移動供給される。
６１が加熱されると、この領域において液冷媒は受熱し
て沸騰気化し、上記のようにチューブ内およびヘッダタ
ンク内を循環して凝縮した冷媒は、冷媒容器内の空間に
おいて低い部位に戻る。また、沸騰領域における冷媒の
沸騰気化に伴ない、冷媒容器内の低い部位から沸騰領域
１６１に液冷媒が移動供給される。
【０００９】ところが、沸騰冷却装置が傾斜した状態で
使用されると、冷媒容器内の低い部位から沸騰領域１６
１への液冷媒の移動供給が順調に行なわれず、冷媒の循
環不良により冷却性能の低下を招く場合があるという問
題がある。
使用されると、冷媒容器内の低い部位から沸騰領域１６
１への液冷媒の移動供給が順調に行なわれず、冷媒の循
環不良により冷却性能の低下を招く場合があるという問
題がある。
【００１０】例えば、図９に示す中間プレート１２２、
１２３の角部Ｂが最下部となるように冷媒容器が傾斜し
た場合には、液冷媒は冷媒容器内の最も低い部位である
開口部１２２ａの最下部１２２ｂ側に貯留する。開口部
１２２ａの最下部１２２ｂに貯留した液冷媒は、必ず開
口部１２２ａと開口部１２３ａと経て沸騰領域１６１に
供給される。最下部１２２ｂの液冷媒は一段上部にある
中間プレート１２３の開口部１２３ａを経て異なる開口
部１２２ａ間を移動する必要があるため、液冷媒の移動
に対し抵抗となり易く、冷媒の循環不良の原因となる。
１２３の角部Ｂが最下部となるように冷媒容器が傾斜し
た場合には、液冷媒は冷媒容器内の最も低い部位である
開口部１２２ａの最下部１２２ｂ側に貯留する。開口部
１２２ａの最下部１２２ｂに貯留した液冷媒は、必ず開
口部１２２ａと開口部１２３ａと経て沸騰領域１６１に
供給される。最下部１２２ｂの液冷媒は一段上部にある
中間プレート１２３の開口部１２３ａを経て異なる開口
部１２２ａ間を移動する必要があるため、液冷媒の移動
に対し抵抗となり易く、冷媒の循環不良の原因となる。
【００１１】本発明は、上記点を鑑みてなされたもので
あって、傾斜した状態で使用されたとしても、冷媒の循
環不良を防止することが可能な沸騰冷却装置を提供する
ことを目的とする。
あって、傾斜した状態で使用されたとしても、冷媒の循
環不良を防止することが可能な沸騰冷却装置を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、外部底面に発熱体
（６）が取り付けられ、内部に発熱体（６）の熱を受け
て沸騰する冷媒を貯留する冷媒容器（２）と、この冷媒
容器（２）の内部と連通して冷媒容器（２）の上面に略
直立して組み付けられた複数本のチューブ（３）を有す
る放熱部（３、５）と、複数本のチューブ（３）同士を
連通するヘッダタンク（４）とを備え、冷媒容器（２）
に貯留されている冷媒が発熱体（６）から受熱して沸騰
気化し、その冷媒蒸気が有する潜熱を放熱部（３、５）
より放出して発熱体（６）を冷却する沸騰冷却装置
（１）であって、冷媒容器（２）の内部には、発熱体
（６）により冷媒が蒸発気化する沸騰領域（６１）が形
成され、冷媒容器（２）の内部底面には、同一平面内
に、沸騰領域（６１）を取り囲む略円弧状冷媒流路（２
２１）と、この略円弧状冷媒流路（２２１）の略全周か
ら沸騰領域（６１）まで延びる複数の略直線状冷媒流路
（２２２）とが形成されていることを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明では、外部底面に発熱体
（６）が取り付けられ、内部に発熱体（６）の熱を受け
て沸騰する冷媒を貯留する冷媒容器（２）と、この冷媒
容器（２）の内部と連通して冷媒容器（２）の上面に略
直立して組み付けられた複数本のチューブ（３）を有す
る放熱部（３、５）と、複数本のチューブ（３）同士を
連通するヘッダタンク（４）とを備え、冷媒容器（２）
に貯留されている冷媒が発熱体（６）から受熱して沸騰
気化し、その冷媒蒸気が有する潜熱を放熱部（３、５）
より放出して発熱体（６）を冷却する沸騰冷却装置
（１）であって、冷媒容器（２）の内部には、発熱体
（６）により冷媒が蒸発気化する沸騰領域（６１）が形
成され、冷媒容器（２）の内部底面には、同一平面内
に、沸騰領域（６１）を取り囲む略円弧状冷媒流路（２
２１）と、この略円弧状冷媒流路（２２１）の略全周か
ら沸騰領域（６１）まで延びる複数の略直線状冷媒流路
（２２２）とが形成されていることを特徴としている。
【００１３】これによると、沸騰冷却装置（１）が傾斜
した状態で使用されたとしても、凝縮が完了した液冷媒
は、冷媒容器（２）の内部底面にある略円弧状冷媒流路
（２２１）により最も低い部位に貯留した後、冷媒容器
（２）の内部底面にある略直線状冷媒流路（２２２）に
より沸騰領域（６１）に供給される。したがって、液冷
媒の移動に対し抵抗となり難く、冷媒の循環不良を防止
することが可能である。
した状態で使用されたとしても、凝縮が完了した液冷媒
は、冷媒容器（２）の内部底面にある略円弧状冷媒流路
（２２１）により最も低い部位に貯留した後、冷媒容器
（２）の内部底面にある略直線状冷媒流路（２２２）に
より沸騰領域（６１）に供給される。したがって、液冷
媒の移動に対し抵抗となり難く、冷媒の循環不良を防止
することが可能である。
【００１４】また、請求項２に記載の発明のように、略
円弧状冷媒流路（２２１）は、２つの向かい合った略半
円弧状冷媒流路（２２１）とすることができる。
円弧状冷媒流路（２２１）は、２つの向かい合った略半
円弧状冷媒流路（２２１）とすることができる。
【００１５】また、請求項３に記載の発明では、冷媒容
器（２）は、２枚の外側プレート部材（２１、２４）の
間に冷媒流路となる板厚方向に貫通するスリット（２２
１、２２２）を形成した中間プレート部材（２２）を積
層配置して形成されており、略円弧状冷媒流路（２２
１）および略直線状冷媒流路（２２２）は、冷媒容器
（２）の最も底面側に配置された中間プレート部材（２
２）にスリットとして形成されていることを特徴として
いる。
器（２）は、２枚の外側プレート部材（２１、２４）の
間に冷媒流路となる板厚方向に貫通するスリット（２２
１、２２２）を形成した中間プレート部材（２２）を積
層配置して形成されており、略円弧状冷媒流路（２２
１）および略直線状冷媒流路（２２２）は、冷媒容器
（２）の最も底面側に配置された中間プレート部材（２
２）にスリットとして形成されていることを特徴として
いる。
【００１６】これによると、冷媒流路となるスリットを
形成した中間プレート部材（２２）を外側プレート部材
（２１、２４）とともに積層することで冷媒容器（２）
を容易に構成することができる。また、沸騰領域（６
１）を取り囲む冷媒流路は略円弧状であるため、この冷
媒流路を板厚方向に貫通するスリットにより形成して
も、中間プレート部材（２２）形成時に沸騰領域（６
１）を取り囲む冷媒流路（２２１）の内側と外側とが接
続したものとすることが可能である。したがって、中間
プレート部材（２２）の取り扱いが容易である。
形成した中間プレート部材（２２）を外側プレート部材
（２１、２４）とともに積層することで冷媒容器（２）
を容易に構成することができる。また、沸騰領域（６
１）を取り囲む冷媒流路は略円弧状であるため、この冷
媒流路を板厚方向に貫通するスリットにより形成して
も、中間プレート部材（２２）形成時に沸騰領域（６
１）を取り囲む冷媒流路（２２１）の内側と外側とが接
続したものとすることが可能である。したがって、中間
プレート部材（２２）の取り扱いが容易である。
【００１７】また、請求項２に記載の発明のように、略
円弧状冷媒流路（２２１）を２つの向かい合った略半円
弧状冷媒流路（２２１）とすれば、沸騰領域（６１）を
取り囲む冷媒流路（２２１）の内側と外側との接続を一
層確実なものとすることが可能である。
円弧状冷媒流路（２２１）を２つの向かい合った略半円
弧状冷媒流路（２２１）とすれば、沸騰領域（６１）を
取り囲む冷媒流路（２２１）の内側と外側との接続を一
層確実なものとすることが可能である。
【００１８】また、請求項４に記載の発明では、最も底
面側に配置された中間プレート部材（２２）である第１
の中間プレート部材（２２）に隣接配置された第２の中
間プレート部材（２３）には、略円弧状冷媒流路（２２
１）の端部（２２１ａ）相互を連通する連通流路（２３
２）が形成されていることを特徴としている。
面側に配置された中間プレート部材（２２）である第１
の中間プレート部材（２２）に隣接配置された第２の中
間プレート部材（２３）には、略円弧状冷媒流路（２２
１）の端部（２２１ａ）相互を連通する連通流路（２３
２）が形成されていることを特徴としている。
【００１９】これによると、第１の中間プレート部材
（２２）の略円弧状冷媒流路（２２１）と、第２の中間
部材（２３）の連通流路（２３２）とで環状の冷媒流路
を形成することができる。したがって、冷媒の循環不良
を確実に防止することが可能である。
（２２）の略円弧状冷媒流路（２２１）と、第２の中間
部材（２３）の連通流路（２３２）とで環状の冷媒流路
を形成することができる。したがって、冷媒の循環不良
を確実に防止することが可能である。
【００２０】また、請求項５に記載の発明では、略円弧
状冷媒流路（２２１）および略直線状冷媒流路（２２
２）は、沸騰領域（６１）に対して対称的な形状を有す
ることを特徴としている。
状冷媒流路（２２１）および略直線状冷媒流路（２２
２）は、沸騰領域（６１）に対して対称的な形状を有す
ることを特徴としている。
【００２１】これによると、沸騰冷却装置（１）がどの
ような向きに傾斜していたとしても、略円弧状冷媒流路
（２２１）および略直線状冷媒流路（２２２）を介し
て、冷媒を沸騰領域（６１）に供給することができる。
ような向きに傾斜していたとしても、略円弧状冷媒流路
（２２１）および略直線状冷媒流路（２２２）を介し
て、冷媒を沸騰領域（６１）に供給することができる。
【００２２】また、請求項６に記載の発明では、外部底
面に発熱体（６）が取り付けられ、内部に発熱体（６）
の熱を受けて沸騰する冷媒を貯留する冷媒容器（２）
と、この冷媒容器（２）の内部と連通して冷媒容器
（２）の上面に略直立して組み付けられた複数本のチュ
ーブ（３）を有する放熱部（３、５）と、複数本のチュ
ーブ（３）同士を連通するヘッダタンク（４）とを備
え、冷媒容器（２）に貯留されている冷媒が発熱体
（６）から受熱して沸騰気化し、その冷媒蒸気が有する
潜熱を前記放熱部（３、５）より放出して発熱体（６）
を冷却する沸騰冷却装置（１）であって、冷媒容器
（２）の内部には、発熱体（６）により冷媒が蒸発気化
する沸騰領域（６１）が形成され、冷媒容器（２）の内
部底面には、同一平面内に、沸騰領域（６１）を取り囲
む環状冷媒流路（２２１、４２１）と、この環状冷媒流
路（２２１、４２１）の略全周から沸騰領域（６１）ま
で延びる複数の略直線状冷媒流路（２２２）とが形成さ
れていることを特徴としている。
面に発熱体（６）が取り付けられ、内部に発熱体（６）
の熱を受けて沸騰する冷媒を貯留する冷媒容器（２）
と、この冷媒容器（２）の内部と連通して冷媒容器
（２）の上面に略直立して組み付けられた複数本のチュ
ーブ（３）を有する放熱部（３、５）と、複数本のチュ
ーブ（３）同士を連通するヘッダタンク（４）とを備
え、冷媒容器（２）に貯留されている冷媒が発熱体
（６）から受熱して沸騰気化し、その冷媒蒸気が有する
潜熱を前記放熱部（３、５）より放出して発熱体（６）
を冷却する沸騰冷却装置（１）であって、冷媒容器
（２）の内部には、発熱体（６）により冷媒が蒸発気化
する沸騰領域（６１）が形成され、冷媒容器（２）の内
部底面には、同一平面内に、沸騰領域（６１）を取り囲
む環状冷媒流路（２２１、４２１）と、この環状冷媒流
路（２２１、４２１）の略全周から沸騰領域（６１）ま
で延びる複数の略直線状冷媒流路（２２２）とが形成さ
れていることを特徴としている。
【００２３】これによると、沸騰冷却装置（１）が傾斜
した状態で使用されたとしても、凝縮が完了した液冷媒
は、冷媒容器（２）の内部底面にある環状冷媒流路（２
２１、４２１）により最も低い部位に貯留した後、冷媒
容器（２）の内部底面にある略直線状冷媒流路（２２
２）により沸騰領域（６１）に供給される。したがっ
て、液冷媒の移動に対し抵抗となり難く、冷媒の循環不
良を防止することが可能である。
した状態で使用されたとしても、凝縮が完了した液冷媒
は、冷媒容器（２）の内部底面にある環状冷媒流路（２
２１、４２１）により最も低い部位に貯留した後、冷媒
容器（２）の内部底面にある略直線状冷媒流路（２２
２）により沸騰領域（６１）に供給される。したがっ
て、液冷媒の移動に対し抵抗となり難く、冷媒の循環不
良を防止することが可能である。
【００２４】また、請求項７に記載の発明では、冷媒容
器（２）は、２枚の外側プレート部材（２１、２４）の
間に冷媒流路となる板厚方向に貫通するスリット（２２
１）および板厚方向に底面を有する溝（４２１）を形成
した中間プレート部材（４２）を積層配置して形成され
ており、環状冷媒流路（２２１、４２１）および略直線
状冷媒流路（２２２）は、冷媒容器（２）の最も底面側
に配置された中間プレート部材（４２）に形成され、環
状冷媒流路（２２１、４２１）はスリット（２２１）お
よび溝（４２１）により形成されていることを特徴とし
ている。
器（２）は、２枚の外側プレート部材（２１、２４）の
間に冷媒流路となる板厚方向に貫通するスリット（２２
１）および板厚方向に底面を有する溝（４２１）を形成
した中間プレート部材（４２）を積層配置して形成され
ており、環状冷媒流路（２２１、４２１）および略直線
状冷媒流路（２２２）は、冷媒容器（２）の最も底面側
に配置された中間プレート部材（４２）に形成され、環
状冷媒流路（２２１、４２１）はスリット（２２１）お
よび溝（４２１）により形成されていることを特徴とし
ている。
【００２５】これによると、冷媒流路となるスリット
（２２１）および溝（４２１）を形成した中間プレート
部材（４２）を外側プレート部材（２１、２４）ととも
に積層することで、冷媒容器（２）を容易に構成するこ
とができる。また、沸騰領域（６１）を取り囲む冷媒流
路（２２１、４２１）をスリット（２２１）と溝（４２
１）により形成されるため、中間プレート部材（４２）
形成時に沸騰領域（６１）を取り囲む冷媒流路（２２
１、４２１）の内側と外側とを溝（４２１）を形成した
部分で接続したものとすることが可能である。したがっ
て、中間プレート部材（４２）の取り扱いが容易であ
る。
（２２１）および溝（４２１）を形成した中間プレート
部材（４２）を外側プレート部材（２１、２４）ととも
に積層することで、冷媒容器（２）を容易に構成するこ
とができる。また、沸騰領域（６１）を取り囲む冷媒流
路（２２１、４２１）をスリット（２２１）と溝（４２
１）により形成されるため、中間プレート部材（４２）
形成時に沸騰領域（６１）を取り囲む冷媒流路（２２
１、４２１）の内側と外側とを溝（４２１）を形成した
部分で接続したものとすることが可能である。したがっ
て、中間プレート部材（４２）の取り扱いが容易であ
る。
【００２６】また、請求項８に記載の発明では、冷媒容
器（２）は、複数のプレート部材（５１、２３、２４）
を積層配置して形成されており、環状冷媒流路（５２
１）および略直線状冷媒流路（５２２）は、冷媒容器
（２）の最も底面側に配置されたプレート部材（５１）
に形成され、底面を有する溝であることを特徴としてい
る。
器（２）は、複数のプレート部材（５１、２３、２４）
を積層配置して形成されており、環状冷媒流路（５２
１）および略直線状冷媒流路（５２２）は、冷媒容器
（２）の最も底面側に配置されたプレート部材（５１）
に形成され、底面を有する溝であることを特徴としてい
る。
【００２７】これによると、環状冷媒流路（５２１）と
略直線状冷媒流路（５２２）とを形成したプレート部材
（５１）を他のプレート部材とともに積層することで、
冷媒容器（２）を容易に構成することができる。
略直線状冷媒流路（５２２）とを形成したプレート部材
（５１）を他のプレート部材とともに積層することで、
冷媒容器（２）を容易に構成することができる。
【００２８】また、請求項９に記載の発明では、環状冷
媒流路（２２１、４２１）および略直線状冷媒流路（２
２２）は、沸騰領域（６１）に対して対称的な形状を有
することを特徴としている。
媒流路（２２１、４２１）および略直線状冷媒流路（２
２２）は、沸騰領域（６１）に対して対称的な形状を有
することを特徴としている。
【００２９】これによると、沸騰冷却装置（１）がどの
ような向きに傾斜していたとしても、環状冷媒流路（２
２１、４２１）および略直線状冷媒流路（２２２）を介
して、冷媒を沸騰領域（６１）に供給することができ
る。
ような向きに傾斜していたとしても、環状冷媒流路（２
２１、４２１）および略直線状冷媒流路（２２２）を介
して、冷媒を沸騰領域（６１）に供給することができ
る。
【００３０】また、請求項１０に記載の発明では、複数
本のチューブ（３）間には、放熱フィン（５）が形成さ
れていることを特徴としている。
本のチューブ（３）間には、放熱フィン（５）が形成さ
れていることを特徴としている。
【００３１】これによると、放熱部（３、５）の放熱性
能を向上することが可能である。
能を向上することが可能である。
【００３２】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示す。
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示す。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００３４】（第１の実施形態）図１は、第１の実施形
態の冷媒容器の積層構造を示す斜視説明図である。ま
た、図２は、沸騰冷却装置の外観斜視図である。
態の冷媒容器の積層構造を示す斜視説明図である。ま
た、図２は、沸騰冷却装置の外観斜視図である。
【００３５】図２に示すように、沸騰冷却装置１は、例
えば、半導体素子等の発熱体６を冷却するもので、内部
空間に冷媒を貯留する冷媒容器２と、この冷媒容器２の
内部空間と連通する複数本（本例では７本）のチューブ
３と、この複数本のチューブ３同士を連通するヘッダタ
ンク４と、複数本のチューブ３の間に設けられた放熱フ
ィン５とで構成されている。
えば、半導体素子等の発熱体６を冷却するもので、内部
空間に冷媒を貯留する冷媒容器２と、この冷媒容器２の
内部空間と連通する複数本（本例では７本）のチューブ
３と、この複数本のチューブ３同士を連通するヘッダタ
ンク４と、複数本のチューブ３の間に設けられた放熱フ
ィン５とで構成されている。
【００３６】なお、図２では、１箇所のチューブ３間の
みに放熱フィン５を図示し、他の５箇所のチューブ３間
では図示を省略している。また、発熱体６は冷媒容器２
の外部底面中央部に取り付けられるものであるが、図２
においては、位置関係を理解し易くするために発熱体６
を下方にずらして図示している。なお、以下の説明にお
いて、冷媒容器２に対する発熱体６の取付け範囲を上方
側の冷媒容器２内に投影した部分が沸騰領域であり、こ
の沸騰領域において発熱体６の熱を受けて冷媒は蒸発気
化する。
みに放熱フィン５を図示し、他の５箇所のチューブ３間
では図示を省略している。また、発熱体６は冷媒容器２
の外部底面中央部に取り付けられるものであるが、図２
においては、位置関係を理解し易くするために発熱体６
を下方にずらして図示している。なお、以下の説明にお
いて、冷媒容器２に対する発熱体６の取付け範囲を上方
側の冷媒容器２内に投影した部分が沸騰領域であり、こ
の沸騰領域において発熱体６の熱を受けて冷媒は蒸発気
化する。
【００３７】図１および図２に示すように、冷媒容器２
は、底面側の外側プレート部材である受熱プレート２１
と上側の外側プレート部材である放熱プレート２４、お
よび受熱プレート２１と放熱プレート２４との間に積層
される第１の中間プレート部材である中間プレート２２
と第２の中間プレート部材である中間プレート２３とに
より構成されている。また、図２に示すように、ヘッダ
タンク４は、冷媒容器２を構成する４枚のプレート２１
〜２４を冷媒容器２と逆の順に積層し構成されている。
は、底面側の外側プレート部材である受熱プレート２１
と上側の外側プレート部材である放熱プレート２４、お
よび受熱プレート２１と放熱プレート２４との間に積層
される第１の中間プレート部材である中間プレート２２
と第２の中間プレート部材である中間プレート２３とに
より構成されている。また、図２に示すように、ヘッダ
タンク４は、冷媒容器２を構成する４枚のプレート２１
〜２４を冷媒容器２と逆の順に積層し構成されている。
【００３８】受熱プレート２１、放熱プレート２４、お
よび中間プレート２２、２３は、それぞれろう付けが可
能で、熱伝導性に優れる金属板（例えばアルミニウム板
もしくはアルミニウム合金板）からなり、それぞれ平面
形状が同一な矩形に形成されている。具体的には、受熱
プレート２１には熱伝導性よりアルミニウム板を使用
し、他のプレート２２〜２４には母材となるアルミニウ
ム合金板の表面にろう材層が形成されたクラッド材を使
用している。
よび中間プレート２２、２３は、それぞれろう付けが可
能で、熱伝導性に優れる金属板（例えばアルミニウム板
もしくはアルミニウム合金板）からなり、それぞれ平面
形状が同一な矩形に形成されている。具体的には、受熱
プレート２１には熱伝導性よりアルミニウム板を使用
し、他のプレート２２〜２４には母材となるアルミニウ
ム合金板の表面にろう材層が形成されたクラッド材を使
用している。
【００３９】図１に示すように、放熱プレート２４に
は、スリット状の開口部２４１が複数形成されている。
この開口部２４１は後述するチューブ３が差し込まれる
挿入孔である。また、各プレート２１〜２４には、積層
時に対応する複数（本例では４ヶ所）の部位に、それぞ
れ貫通孔２１４、２２４、２３４、２４４が設けられて
いる。これらの貫通孔２１４、２２４、２３４、２４４
は、発熱体６を搭載した図示しない電子機器等に沸騰冷
却器２を螺子止め際に使用される孔である。なお、中間
プレート２２、２３内に形成された冷媒流路となるスリ
ット等については後述する。
は、スリット状の開口部２４１が複数形成されている。
この開口部２４１は後述するチューブ３が差し込まれる
挿入孔である。また、各プレート２１〜２４には、積層
時に対応する複数（本例では４ヶ所）の部位に、それぞ
れ貫通孔２１４、２２４、２３４、２４４が設けられて
いる。これらの貫通孔２１４、２２４、２３４、２４４
は、発熱体６を搭載した図示しない電子機器等に沸騰冷
却器２を螺子止め際に使用される孔である。なお、中間
プレート２２、２３内に形成された冷媒流路となるスリ
ット等については後述する。
【００４０】図２に示すチューブ３は、アルミニウム材
の押し出し成形により内部に複数の管状通路を有する多
孔偏平チューブである。また、放熱フィン５は、熱伝導
性に優れるアルミニウムの薄肉板材を波状に成形したも
のである。なお、放熱フィン５を形成する薄肉板材は、
表面にろう材層が形成されたものを使用している。そし
て、冷媒容器２およびヘッダタンク４を構成する各プレ
ート２１〜２４、チューブ３および放熱フィン５を一体
ろう付けして沸騰冷却装置１は形成されている。
の押し出し成形により内部に複数の管状通路を有する多
孔偏平チューブである。また、放熱フィン５は、熱伝導
性に優れるアルミニウムの薄肉板材を波状に成形したも
のである。なお、放熱フィン５を形成する薄肉板材は、
表面にろう材層が形成されたものを使用している。そし
て、冷媒容器２およびヘッダタンク４を構成する各プレ
ート２１〜２４、チューブ３および放熱フィン５を一体
ろう付けして沸騰冷却装置１は形成されている。
【００４１】図３は中間プレート２２の平面図である。
なお、一点鎖線で囲まれた領域は前述の沸騰領域６１で
ある。図３に示すように、中間プレート２２には、コの
字型をした略半円弧状冷媒流路である外周流路２２１
が、沸騰領域６１を取り囲むように２つ向かい合わせて
形成されている。外周流路２２１は本実施形態における
略円弧状冷媒流路である。
なお、一点鎖線で囲まれた領域は前述の沸騰領域６１で
ある。図３に示すように、中間プレート２２には、コの
字型をした略半円弧状冷媒流路である外周流路２２１
が、沸騰領域６１を取り囲むように２つ向かい合わせて
形成されている。外周流路２２１は本実施形態における
略円弧状冷媒流路である。
【００４２】コの字型の外周流路２２１の内側には、外
周流路２２１から沸騰領域６１まで延びる複数の直線状
流路２２２が形成されている。直線状流路２２２は、外
周流路２２１のほぼ全長にわたり形成されている。すな
わち、２つの外周流路２２１が沸騰領域６１を取り囲む
ように形成されるとともに、外周流路２２１のほぼ全周
に略直線状冷媒流路である直線状流路２２２が形成され
ている。
周流路２２１から沸騰領域６１まで延びる複数の直線状
流路２２２が形成されている。直線状流路２２２は、外
周流路２２１のほぼ全長にわたり形成されている。すな
わち、２つの外周流路２２１が沸騰領域６１を取り囲む
ように形成されるとともに、外周流路２２１のほぼ全周
に略直線状冷媒流路である直線状流路２２２が形成され
ている。
【００４３】外周流路２２１と直線状流路２２２とは、
前述の貫通孔２２４とともに、プレス加工によりスリッ
トとして形成される。本例ではスリット形成にプレス加
工を採用したが、切削加工、エッチング加工等を採用す
ることも可能である。
前述の貫通孔２２４とともに、プレス加工によりスリッ
トとして形成される。本例ではスリット形成にプレス加
工を採用したが、切削加工、エッチング加工等を採用す
ることも可能である。
【００４４】一方、中間プレート２３には、図１に示す
ように、スリット状の開口部２３１が形成されている。
これにより、冷媒容器２の内部とチューブ３とが連通す
る構成となる。また、中間プレート２３には、図３に示
す中間プレート２２の外周流路２２１の端部２２１ａ相
互を連通可能な部位に開口部２３２が２つ（図１中には
１つのみ図示）形成されている。開口部２３２は本実施
形態における連通流路である。
ように、スリット状の開口部２３１が形成されている。
これにより、冷媒容器２の内部とチューブ３とが連通す
る構成となる。また、中間プレート２３には、図３に示
す中間プレート２２の外周流路２２１の端部２２１ａ相
互を連通可能な部位に開口部２３２が２つ（図１中には
１つのみ図示）形成されている。開口部２３２は本実施
形態における連通流路である。
【００４５】開口部２３１と開口部２３２とは、前述の
貫通孔２３４とともに、プレス加工により形成される。
本例では開口部形成にプレス加工を採用したが、切削加
工、エッチング加工等を採用することも可能である。
貫通孔２３４とともに、プレス加工により形成される。
本例では開口部形成にプレス加工を採用したが、切削加
工、エッチング加工等を採用することも可能である。
【００４６】図示を省略しているが、冷媒容器２には、
その内部空間に通じる注入パイプが設けられており、内
部空間に注入パイプを通じて所定量の冷媒が注入され、
注入後、注入パイプの先端を封じ切って密閉されてい
る。冷媒として、本例ではフロンが用いられる。
その内部空間に通じる注入パイプが設けられており、内
部空間に注入パイプを通じて所定量の冷媒が注入され、
注入後、注入パイプの先端を封じ切って密閉されてい
る。冷媒として、本例ではフロンが用いられる。
【００４７】次に、上記構成の沸騰冷却装置１の作動に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４８】冷媒容器２に貯留されている冷媒は、発熱
体６の熱を受けて主に沸騰領域６１において沸騰気化
し、ガス冷媒となって冷媒容器２からチューブ３内（図
１に示すように中央の５本のチューブ３内）へ流れ込
む。冷媒容器２からチューブ３へ流れ込んだ冷媒は、ヘ
ッダタンク４内を通過して外側の２本のチューブ３から
冷媒容器２内へ戻る。
体６の熱を受けて主に沸騰領域６１において沸騰気化
し、ガス冷媒となって冷媒容器２からチューブ３内（図
１に示すように中央の５本のチューブ３内）へ流れ込
む。冷媒容器２からチューブ３へ流れ込んだ冷媒は、ヘ
ッダタンク４内を通過して外側の２本のチューブ３から
冷媒容器２内へ戻る。
【００４９】このとき、冷媒はチューブ３内を流れる際
に外気との熱交換によって冷却され、凝縮液となって冷
媒容器２に還流する。上記サイクル（沸騰−凝縮液化）
を繰り返すことにより発熱体６は冷却される。なお、チ
ューブ３間には放熱フィン５が配設されているので、冷
媒を良好に凝縮することができる。なお、チューブ３お
よび放熱フィン５からなる構成が本実施形態における放
熱部である。
に外気との熱交換によって冷却され、凝縮液となって冷
媒容器２に還流する。上記サイクル（沸騰−凝縮液化）
を繰り返すことにより発熱体６は冷却される。なお、チ
ューブ３間には放熱フィン５が配設されているので、冷
媒を良好に凝縮することができる。なお、チューブ３お
よび放熱フィン５からなる構成が本実施形態における放
熱部である。
【００５０】チューブ３から冷媒容器２に戻る液冷媒
は、中間プレート２３の最も外側部位に設けられた開口
部２３１を介して、中間プレート２２の外周流路２２１
に流入する。外周流路２２１に流入した液冷媒は、直線
状流路２２２を介して沸騰領域６１に供給される。この
ようにして、冷媒は沸騰冷却装置１内を循環する。
は、中間プレート２３の最も外側部位に設けられた開口
部２３１を介して、中間プレート２２の外周流路２２１
に流入する。外周流路２２１に流入した液冷媒は、直線
状流路２２２を介して沸騰領域６１に供給される。この
ようにして、冷媒は沸騰冷却装置１内を循環する。
【００５１】ここで、沸騰冷却装置１が、図２に示す冷
媒容器２の角部Ａが最下部となるように傾斜して設置さ
れた場合において、冷媒容器２内の冷媒の流れについて
説明する。
媒容器２の角部Ａが最下部となるように傾斜して設置さ
れた場合において、冷媒容器２内の冷媒の流れについて
説明する。
【００５２】図２に示す最も外側に配置されたチューブ
３より冷媒容器２内に流入した液冷媒は、図１に示す中
間プレート２３の最も外側部位に設けられた開口部２３
１を通過して、中間プレート２２の図３中左右の外周流
路２２１に流入する。このとき冷媒容器２は角部Ａ方向
を下として傾斜しているので、図中右側の外周流路２２
１に流入した液冷媒は、角部Ａよりに溜まる。
３より冷媒容器２内に流入した液冷媒は、図１に示す中
間プレート２３の最も外側部位に設けられた開口部２３
１を通過して、中間プレート２２の図３中左右の外周流
路２２１に流入する。このとき冷媒容器２は角部Ａ方向
を下として傾斜しているので、図中右側の外周流路２２
１に流入した液冷媒は、角部Ａよりに溜まる。
【００５３】一方、図中左側の外周流路２２１に流入し
た液冷媒は、図中左側の外周流路２２１から、左右の外
周流路２２１の端部２２１ａ相互を連通する中間プレー
ト２３の開口部２３２（図１に図示）を介して図中右側
の外周流路２２１に流れ込み、角部Ａよりに溜まる。な
お、図中右側の外周流路２２１に流入し切れない液冷媒
は、図中左側の外周流路２２１内において角部Ａよりに
溜まる。
た液冷媒は、図中左側の外周流路２２１から、左右の外
周流路２２１の端部２２１ａ相互を連通する中間プレー
ト２３の開口部２３２（図１に図示）を介して図中右側
の外周流路２２１に流れ込み、角部Ａよりに溜まる。な
お、図中右側の外周流路２２１に流入し切れない液冷媒
は、図中左側の外周流路２２１内において角部Ａよりに
溜まる。
【００５４】このように外周流路２２１内において角部
Ａ方向を底部として溜まった液冷媒は、前述した発熱体
６の発熱により沸騰領域６１で液冷媒が沸騰気化してチ
ューブ３方向に流出するのに伴い、図３中右辺側から沸
騰領域６１方向に延びる直線状流路２２２および図３中
下辺側から沸騰領域６１方向に延びる直線状流路２２２
を介して、沸騰領域６１に供給される。
Ａ方向を底部として溜まった液冷媒は、前述した発熱体
６の発熱により沸騰領域６１で液冷媒が沸騰気化してチ
ューブ３方向に流出するのに伴い、図３中右辺側から沸
騰領域６１方向に延びる直線状流路２２２および図３中
下辺側から沸騰領域６１方向に延びる直線状流路２２２
を介して、沸騰領域６１に供給される。
【００５５】沸騰冷却装置１が、他の方向に傾斜して設
置された場合においても、凝縮して冷媒容器２内に流入
した液冷媒は、外周流路２２１内の下方となった側に溜
まり、その部位より沸騰領域６１方向に延びる直線状流
路２２２を介して沸騰領域６１に供給される。すなわ
ち、本実施形態の沸騰冷却装置１は、いかなる方向に傾
斜して設置された場合であっても、凝縮後の液冷媒を外
周流路２２１から直線状流路２２２を介して沸騰領域６
１に供給することができる。
置された場合においても、凝縮して冷媒容器２内に流入
した液冷媒は、外周流路２２１内の下方となった側に溜
まり、その部位より沸騰領域６１方向に延びる直線状流
路２２２を介して沸騰領域６１に供給される。すなわ
ち、本実施形態の沸騰冷却装置１は、いかなる方向に傾
斜して設置された場合であっても、凝縮後の液冷媒を外
周流路２２１から直線状流路２２２を介して沸騰領域６
１に供給することができる。
【００５６】上述の構成および作動によれば、沸騰冷却
装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の移動に
対し抵抗となり難い同一平面内に形成された外周流路２
２１と直線状流路２２２とにより、冷媒の循環不良を防
止することが可能である。
装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の移動に
対し抵抗となり難い同一平面内に形成された外周流路２
２１と直線状流路２２２とにより、冷媒の循環不良を防
止することが可能である。
【００５７】また、冷媒容器２およびヘッダタンク４を
それぞれ４枚のプレート２１〜２４により構成している
ので、製造が容易である。さらに、中間プレート２２の
外周流路２２１をコの字型のスリット２つにより形成し
ているので、中間プレート２２が外周流路２２１の外側
と内側とに分割されず、製造が一層容易である。
それぞれ４枚のプレート２１〜２４により構成している
ので、製造が容易である。さらに、中間プレート２２の
外周流路２２１をコの字型のスリット２つにより形成し
ているので、中間プレート２２が外周流路２２１の外側
と内側とに分割されず、製造が一層容易である。
【００５８】外周流路２２１は２つのコの字型のスリッ
トであるが、その端部２２１ａ相互は、中間プレート２
３の開口部２３２により連通しているので、同一平面内
において連通している場合ほど低抵抗ではないが、上方
側に位置する外周流路２２１から下方側に位置する外周
流路２２１へ液冷媒を確実に送ることができる。
トであるが、その端部２２１ａ相互は、中間プレート２
３の開口部２３２により連通しているので、同一平面内
において連通している場合ほど低抵抗ではないが、上方
側に位置する外周流路２２１から下方側に位置する外周
流路２２１へ液冷媒を確実に送ることができる。
【００５９】（第２実施形態）次に、第２の実施形態に
ついて図４に基づいて説明する。本第２の実施形態は、
前述の第１の実施形態と比較して、第１の中間プレート
部材の構造が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部
分については、同一の符号をつけ、その説明を省略す
る。
ついて図４に基づいて説明する。本第２の実施形態は、
前述の第１の実施形態と比較して、第１の中間プレート
部材の構造が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部
分については、同一の符号をつけ、その説明を省略す
る。
【００６０】図４に第１の中間プレート部材である中間
プレート３２の平面図を示す。図４に示すように中間プ
レート３２は、沸騰領域６１を取り囲むＣ字型の外周流
路３２１を備えている。この外周流路３２１は本実施形
態における略円弧状冷媒流路である。そして、この外周
流路３２１から沸騰領域６１まで延びる直線状流路２２
２がほぼ全周にわたって形成されている。なお、冷媒容
器２およびヘッダタンク４は、プレート２１、３２、２
３、２４により構成されている。
プレート３２の平面図を示す。図４に示すように中間プ
レート３２は、沸騰領域６１を取り囲むＣ字型の外周流
路３２１を備えている。この外周流路３２１は本実施形
態における略円弧状冷媒流路である。そして、この外周
流路３２１から沸騰領域６１まで延びる直線状流路２２
２がほぼ全周にわたって形成されている。なお、冷媒容
器２およびヘッダタンク４は、プレート２１、３２、２
３、２４により構成されている。
【００６１】これにより、第１の実施形態と同様に、沸
騰冷却装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の
移動に対し抵抗となり難い同一平面内に形成された外周
流路３２１と直線状流路２２２とにより、冷媒の循環不
良を防止することが可能である。
騰冷却装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の
移動に対し抵抗となり難い同一平面内に形成された外周
流路３２１と直線状流路２２２とにより、冷媒の循環不
良を防止することが可能である。
【００６２】また、冷媒容器２およびヘッダタンク４を
それぞれ４枚のプレート２１、３２、２３、２４により
構成しているので、製造が容易である。さらに、中間プ
レート３２の外周流路３２１をＣ字型のスリット１つに
より形成しているので、中間プレート３２が外周流路３
２１の外側と内側とに分割されない。外周流路３２１は
１つのＣ字型のスリットであるが、その端部３２１ａ相
互は、第１の実施形態と同様に、中間プレート２３の開
口部２３２により連通しているので、同一平面内におい
て連通している場合ほど低抵抗ではないが、上方側に位
置する端部３２１ａから下方側に位置する端部３２１ａ
へ液冷媒を確実に送ることができる。
それぞれ４枚のプレート２１、３２、２３、２４により
構成しているので、製造が容易である。さらに、中間プ
レート３２の外周流路３２１をＣ字型のスリット１つに
より形成しているので、中間プレート３２が外周流路３
２１の外側と内側とに分割されない。外周流路３２１は
１つのＣ字型のスリットであるが、その端部３２１ａ相
互は、第１の実施形態と同様に、中間プレート２３の開
口部２３２により連通しているので、同一平面内におい
て連通している場合ほど低抵抗ではないが、上方側に位
置する端部３２１ａから下方側に位置する端部３２１ａ
へ液冷媒を確実に送ることができる。
【００６３】（第３実施形態）次に、第３の実施形態に
ついて図５に基づいて説明する。本第３の実施形態も、
前述の第１の実施形態と比較して、第１の中間プレート
部材の構造が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部
分については、同一の符号をつけ、その説明を省略す
る。
ついて図５に基づいて説明する。本第３の実施形態も、
前述の第１の実施形態と比較して、第１の中間プレート
部材の構造が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部
分については、同一の符号をつけ、その説明を省略す
る。
【００６４】図５に第１の中間プレート部材である中間
プレート４２の平面図を示す。図５に示すように中間プ
レート４２は、第１の実施形態の中間プレート２２と同
様に沸騰領域６１を取り囲む２つのコの字型の外周流路
２２１を備えている。そして、外周流路２２１の隣接す
る端部２２１ａの間には、深さが板厚の約半分である連
通溝４２１が設けられており、各プレート２１、４２、
２３、２４を積層して冷媒容器を形成した時に、この連
通溝４２１により２つの外周流路２２１が連通するよう
になっている。
プレート４２の平面図を示す。図５に示すように中間プ
レート４２は、第１の実施形態の中間プレート２２と同
様に沸騰領域６１を取り囲む２つのコの字型の外周流路
２２１を備えている。そして、外周流路２２１の隣接す
る端部２２１ａの間には、深さが板厚の約半分である連
通溝４２１が設けられており、各プレート２１、４２、
２３、２４を積層して冷媒容器を形成した時に、この連
通溝４２１により２つの外周流路２２１が連通するよう
になっている。
【００６５】したがって、本実施形態においては、中間
プレート２３に開口部２３２は不要である。ここで、貫
通構造のスリットである２つの外周流路２２１と、非貫
通構造の溝である２つの連通溝４２１とで本実施形態の
環状冷媒流路を構成している。そして、この外周流路２
２１から沸騰領域６１まで延びる直線状流路２２２がほ
ぼ全周にわたって形成されている。なお、冷媒容器２お
よびヘッダタンク４は、プレート２１、４２、２３、２
４により構成されている。
プレート２３に開口部２３２は不要である。ここで、貫
通構造のスリットである２つの外周流路２２１と、非貫
通構造の溝である２つの連通溝４２１とで本実施形態の
環状冷媒流路を構成している。そして、この外周流路２
２１から沸騰領域６１まで延びる直線状流路２２２がほ
ぼ全周にわたって形成されている。なお、冷媒容器２お
よびヘッダタンク４は、プレート２１、４２、２３、２
４により構成されている。
【００６６】これにより、第１の実施形態と同様に、沸
騰冷却装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の
移動に対し抵抗となり難い同一平面内に形成された外周
流路２２１、連通溝４２１および直線状流路２２２とに
より、冷媒の循環不良を防止することが可能である。
騰冷却装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の
移動に対し抵抗となり難い同一平面内に形成された外周
流路２２１、連通溝４２１および直線状流路２２２とに
より、冷媒の循環不良を防止することが可能である。
【００６７】また、冷媒容器２およびヘッダタンク４を
それぞれ４枚のプレート２１、４２、２３、２４により
構成しているので、製造が容易である。さらに、中間プ
レート３２の環状冷媒流路をコの字型のスリットである
２つ外周流路２２１とそれらを連通する連通溝４２１と
により形成しているので、中間プレート４２が環状冷媒
流路の外側と内側とに分割されない。同一平面内におい
て環状冷媒流路が形成されているので、環状冷媒流路内
の下方側へ液冷媒を確実に送ることができる。
それぞれ４枚のプレート２１、４２、２３、２４により
構成しているので、製造が容易である。さらに、中間プ
レート３２の環状冷媒流路をコの字型のスリットである
２つ外周流路２２１とそれらを連通する連通溝４２１と
により形成しているので、中間プレート４２が環状冷媒
流路の外側と内側とに分割されない。同一平面内におい
て環状冷媒流路が形成されているので、環状冷媒流路内
の下方側へ液冷媒を確実に送ることができる。
【００６８】（第４実施形態）次に、第４の実施形態に
ついて図６に基づいて説明する。本第４の実施形態は、
前述の第１の実施形態と比較して、第１の中間プレート
部材を採用せず、最も底面側に配置されるプレート部材
である受熱プレートの構造が異なる。なお、第１の実施
形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その
説明を省略する。
ついて図６に基づいて説明する。本第４の実施形態は、
前述の第１の実施形態と比較して、第１の中間プレート
部材を採用せず、最も底面側に配置されるプレート部材
である受熱プレートの構造が異なる。なお、第１の実施
形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その
説明を省略する。
【００６９】図６にプレート部材である受熱プレート５
１の平面図を示す。図６に示すように受熱プレート５１
は、沸騰領域６１を取り囲む板厚方向に非貫通構造であ
る環状溝５２１を備えている。この環状溝５２１は本実
施形態における環状冷媒流路である。そして、この環状
溝５２１から沸騰領域６１まで延びる非貫通構造の直線
状溝５２２がほぼ全周にわたって形成されている。この
直線状溝５２２は本実施形態における略直線状冷媒流路
である。
１の平面図を示す。図６に示すように受熱プレート５１
は、沸騰領域６１を取り囲む板厚方向に非貫通構造であ
る環状溝５２１を備えている。この環状溝５２１は本実
施形態における環状冷媒流路である。そして、この環状
溝５２１から沸騰領域６１まで延びる非貫通構造の直線
状溝５２２がほぼ全周にわたって形成されている。この
直線状溝５２２は本実施形態における略直線状冷媒流路
である。
【００７０】なお、本実施形態においては、中間プレー
ト２２は採用しておらず、冷媒容器２およびヘッダタン
ク４は、プレート５１、２３、２４により構成されてい
る。また、中間プレート２３には、開口部２３２は設け
られていない。
ト２２は採用しておらず、冷媒容器２およびヘッダタン
ク４は、プレート５１、２３、２４により構成されてい
る。また、中間プレート２３には、開口部２３２は設け
られていない。
【００７１】これにより、第１の実施形態と同様に、沸
騰冷却装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の
移動に対し抵抗となり難い同一平面内に形成された環状
溝５２１と直線状溝５２２とにより、冷媒の循環不良を
防止することが可能である。
騰冷却装置１が傾斜して設置されたとしても、液冷媒の
移動に対し抵抗となり難い同一平面内に形成された環状
溝５２１と直線状溝５２２とにより、冷媒の循環不良を
防止することが可能である。
【００７２】また、冷媒容器２およびヘッダタンク４を
それぞれ３枚のプレート５１、２３、２４により構成し
ているので、製造が容易である。さらに、受熱プレート
５１の環状冷媒流路を環状溝５２１により形成している
ので、受熱プレート５１が環状冷媒流路により分割され
ることはない。同一平面内において環状冷媒流路が形成
されているので、環状冷媒流路内の下方側へ液冷媒を確
実に送ることができる。
それぞれ３枚のプレート５１、２３、２４により構成し
ているので、製造が容易である。さらに、受熱プレート
５１の環状冷媒流路を環状溝５２１により形成している
ので、受熱プレート５１が環状冷媒流路により分割され
ることはない。同一平面内において環状冷媒流路が形成
されているので、環状冷媒流路内の下方側へ液冷媒を確
実に送ることができる。
【００７３】なお、本実施形態では、受熱プレート５１
に環状溝５２１と直線状溝５２２とを形成したが、受熱
プレートとして第１の実施形態と同様な受熱プレート２
１を採用するとともに、第１の中間プレート部材として
環状冷媒流路を挟む２部材を形成して、受熱プレート２
１とこの２部材とが接合されたときに、受熱プレート５
１と同一の構造となるように積層するものであってもよ
い。
に環状溝５２１と直線状溝５２２とを形成したが、受熱
プレートとして第１の実施形態と同様な受熱プレート２
１を採用するとともに、第１の中間プレート部材として
環状冷媒流路を挟む２部材を形成して、受熱プレート２
１とこの２部材とが接合されたときに、受熱プレート５
１と同一の構造となるように積層するものであってもよ
い。
【００７４】（他の実施形態）上記各実施形態におい
て、略直線状冷媒流路として長さの異なる流路を並設し
ていたが、環状冷媒流路もしくは略円弧状冷媒流路から
沸騰領域に延びる流路であればこれに限定されるもので
はない。例えば、図７に示すように、外周流路２２１の
ほぼ全周から沸騰領域６１に延びる２種類の長さの直線
状流路７２２ａ、７２２ｂを設けた第１の中間プレート
部材である中間プレート７２を採用してもよい。
て、略直線状冷媒流路として長さの異なる流路を並設し
ていたが、環状冷媒流路もしくは略円弧状冷媒流路から
沸騰領域に延びる流路であればこれに限定されるもので
はない。例えば、図７に示すように、外周流路２２１の
ほぼ全周から沸騰領域６１に延びる２種類の長さの直線
状流路７２２ａ、７２２ｂを設けた第１の中間プレート
部材である中間プレート７２を採用してもよい。
【００７５】また、例えば、図８（ｂ）に示すような、
外周流路８２１と直線状流路８２２とを有する第１の中
間プレート部材である中間プレート８２と、図８（ａ）
に示す第２の中間プレート部材である中間プレート８３
とを、第１の実施形態と同様に、受熱プレート２１、放
熱プレート２４とともに積層するものであってもよい。
上記各実施形態によれば、プレート２２、３２、４２、
７２、８２、８３のスリットはプレス加工により形成さ
れるので、スリットが複雑な形状であったとしても、容
易に形成することができる。
外周流路８２１と直線状流路８２２とを有する第１の中
間プレート部材である中間プレート８２と、図８（ａ）
に示す第２の中間プレート部材である中間プレート８３
とを、第１の実施形態と同様に、受熱プレート２１、放
熱プレート２４とともに積層するものであってもよい。
上記各実施形態によれば、プレート２２、３２、４２、
７２、８２、８３のスリットはプレス加工により形成さ
れるので、スリットが複雑な形状であったとしても、容
易に形成することができる。
【００７６】また、上記各実施形態において、略直線状
冷媒流路として直線状流路２２２もしくは直線状溝５２
２を形成していたが、液冷媒の移動に対し大きな抵抗に
ならないのであれば、これらの流路もしくは溝は若干湾
曲もしくは蛇行していてもかまわない。
冷媒流路として直線状流路２２２もしくは直線状溝５２
２を形成していたが、液冷媒の移動に対し大きな抵抗に
ならないのであれば、これらの流路もしくは溝は若干湾
曲もしくは蛇行していてもかまわない。
【００７７】また、上記各実施形態において、チューブ
３の間に所謂コルゲートタイプの放熱フィン５を設けた
が、他のタイプのフィンであってもよい。また、放熱性
能が充分確保できるのであれば、フィンを廃止してもか
まわない。
３の間に所謂コルゲートタイプの放熱フィン５を設けた
が、他のタイプのフィンであってもよい。また、放熱性
能が充分確保できるのであれば、フィンを廃止してもか
まわない。
【図１】本発明の第１の実施形態における冷媒容器の積
層構造を示す斜視説明図である。
層構造を示す斜視説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における沸騰冷却装置
の外観斜視図である。
の外観斜視図である。
【図３】図１、図２における中間プレート２２の平面図
である。
である。
【図４】第２の実施形態における中間プレート３２の平
面図である。
面図である。
【図５】第３の実施形態における中間プレート４２の平
面図である。
面図である。
【図６】第４の実施形態における受熱プレート５１の平
面図である。
面図である。
【図７】他の実施形態における中間プレート７２の平面
図である。
図である。
【図８】他の実施形態における（ａ）は中間プレート８
３、（ｂ）は中間プレート８２の平面図である。
３、（ｂ）は中間プレート８２の平面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、従来の沸騰冷却装置におけ
る中間プレートの平面図である。
る中間プレートの平面図である。
１ 沸騰冷却装置
２ 冷媒容器
３ チューブ（放熱部の一部）
４ ヘッダタンク
５ 放熱フィン（放熱部の一部）
６ 発熱体
２１ 受熱プレート（外側プレート部材）
２２ 中間プレート（中間プレート部材、第１の中間プ
レート部材） ２３ 中間プレート（中間プレート部材、第２の中間プ
レート部材） ２４ 放熱プレート（外側プレート部材） ３２ 中間プレート（中間プレート部材、第１の中間プ
レート部材） ４２ 中間プレート（中間プレート部材、第１の中間プ
レート部材） ５１ 受熱プレート（プレート部材） ６１ 沸騰領域 ２２１ 外周流路（略円弧状冷媒流路、略半円弧状冷媒
流路、環状冷媒流路の一部、スリット） ２２１ａ 端部 ２２２ 直線状流路（略直線状冷媒流路） ２３２ 開口部（連通流路） ３２１ 外周流路（略円弧状冷媒流路） ３２１ａ 端部 ４２１ 連通溝（環状冷媒流路の一部、溝） ５２１ 環状溝（環状冷媒流路） ５２２ 直線状溝（略直線状冷媒流路）
レート部材） ２３ 中間プレート（中間プレート部材、第２の中間プ
レート部材） ２４ 放熱プレート（外側プレート部材） ３２ 中間プレート（中間プレート部材、第１の中間プ
レート部材） ４２ 中間プレート（中間プレート部材、第１の中間プ
レート部材） ５１ 受熱プレート（プレート部材） ６１ 沸騰領域 ２２１ 外周流路（略円弧状冷媒流路、略半円弧状冷媒
流路、環状冷媒流路の一部、スリット） ２２１ａ 端部 ２２２ 直線状流路（略直線状冷媒流路） ２３２ 開口部（連通流路） ３２１ 外周流路（略円弧状冷媒流路） ３２１ａ 端部 ４２１ 連通溝（環状冷媒流路の一部、溝） ５２１ 環状溝（環状冷媒流路） ５２２ 直線状溝（略直線状冷媒流路）
Claims (10)
- 【請求項１】 外部底面に発熱体（６）が取り付けら
れ、内部に前記発熱体（６）の熱を受けて沸騰する冷媒
を貯留する冷媒容器（２）と、 この冷媒容器（２）の内部と連通して前記冷媒容器
（２）の上面に略直立して組み付けられた複数本のチュ
ーブ（３）を有する放熱部（３、５）と、 前記複数本のチューブ（３）同士を連通するヘッダタン
ク（４）とを備え、 前記冷媒容器（２）に貯留されている冷媒が前記発熱体
（６）から受熱して沸騰気化し、その冷媒蒸気が有する
潜熱を前記放熱部（３、５）より放出して前記発熱体
（６）を冷却する沸騰冷却装置（１）であって、 前記冷媒容器（２）の内部には、前記発熱体（６）によ
り冷媒が蒸発気化する沸騰領域（６１）が形成され、 前記冷媒容器（２）の内部底面には、同一平面内に、前
記沸騰領域（６１）を取り囲む略円弧状冷媒流路（２２
１）と、この略円弧状冷媒流路（２２１）の略全周から
前記沸騰領域（６１）まで延びる複数の略直線状冷媒流
路（２２２）とが形成されていることを特徴とする沸騰
冷却装置。 - 【請求項２】 前記略円弧状冷媒流路（２２１）は、２
つの略半円弧状冷媒流路（２２１）を向かい合わせて形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の沸騰冷
却装置。 - 【請求項３】 前記冷媒容器（２）は、２枚の外側プレ
ート部材（２１、２４）の間に冷媒流路となる板厚方向
に貫通するスリット（２２１、２２２）を形成した中間
プレート部材（２２）を積層配置して形成されており、 前記略円弧状冷媒流路（２２１）および前記略直線状冷
媒流路（２２２）は、前記冷媒容器（２）の最も底面側
に配置された中間プレート部材（２２）に前記スリット
として形成されていることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項４】 前記最も底面側に配置された中間プレー
ト部材（２２）である第１の中間プレート部材（２２）
に隣接配置された第２の中間プレート部材（２３）に
は、前記略円弧状冷媒流路（２２１）の端部（２２１
ａ）相互を連通する連通流路（２３２）が形成されてい
ることを特徴とする請求項３に記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項５】 前記略円弧状冷媒流路（２２１）および
前記略直線状冷媒流路（２２２）は、前記沸騰領域（６
１）に対して対称的な形状を有することを特徴とする請
求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の沸騰冷却
装置。 - 【請求項６】 外部底面に発熱体（６）が取り付けら
れ、内部に前記発熱体（６）の熱を受けて沸騰する冷媒
を貯留する冷媒容器（２）と、 この冷媒容器（２）の内部と連通して前記冷媒容器
（２）の上面に略直立して組み付けられた複数本のチュ
ーブ（３）を有する放熱部（３、５）と、 前記複数本のチューブ（３）同士を連通するヘッダタン
ク（４）とを備え、 前記冷媒容器（２）に貯留されている冷媒が前記発熱体
（６）から受熱して沸騰気化し、その冷媒蒸気が有する
潜熱を前記放熱部（３、５）より放出して前記発熱体
（６）を冷却する沸騰冷却装置（１）であって、 前記冷媒容器（２）の内部には、前記発熱体（６）によ
り冷媒が蒸発気化する沸騰領域（６１）が形成され、 前記冷媒容器（２）の内部底面には、同一平面内に、前
記沸騰領域（６１）を取り囲む環状冷媒流路（２２１、
４２１）と、この環状冷媒流路（２２１、４２１）の略
全周から前記沸騰領域（６１）まで延びる複数の略直線
状冷媒流路（２２２）とが形成されていることを特徴と
する沸騰冷却装置。 - 【請求項７】 前記冷媒容器（２）は、２枚の外側プレ
ート部材（２１、２４）の間に冷媒流路となる板厚方向
に貫通するスリット（２２１）および板厚方向に底面を
有する溝（４２１）を形成した中間プレート部材（４
２）を積層配置して形成されており、 前記環状冷媒流路（２２１、４２１）および前記略直線
状冷媒流路（２２２）は、前記冷媒容器（２）の最も底
面側に配置された中間プレート部材（４２）に形成さ
れ、前記環状冷媒流路（２２１、４２１）は前記スリッ
ト（２２１）および前記溝（４２１）により形成されて
いることを特徴とする請求項６に記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項８】 前記冷媒容器（２）は、複数のプレート
部材（５１、２３、２４）を積層配置して形成されてお
り、 前記環状冷媒流路（５２１）および前記略直線状冷媒流
路（５２２）は、前記冷媒容器（２）の最も底面側に配
置されたプレート部材（５１）に形成され、底面を有す
る溝であることを特徴とする請求項６に記載の沸騰冷却
装置。 - 【請求項９】 前記環状冷媒流路（２２１、４２１）お
よび前記略直線状冷媒流路（２２２）は、前記沸騰領域
（６１）に対して対称的な形状を有することを特徴とす
る請求項６ないし請求項８のいずれか１つに記載の沸騰
冷却装置。 - 【請求項１０】 前記放熱部（３、５）は、前記複数本
のチューブ（３）間に、放熱フィン（５）を備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１つに
記載の沸騰冷却装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032424A JP2003234590A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 沸騰冷却装置 |
| US10/357,140 US6725908B2 (en) | 2002-02-08 | 2003-02-03 | Cooling apparatus boiling and condensing refrigerant with effective performance in a tilted position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032424A JP2003234590A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 沸騰冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234590A true JP2003234590A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27654818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002032424A Withdrawn JP2003234590A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 沸騰冷却装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6725908B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003234590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003247790A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-05 | Denso Corp | 沸騰冷却装置 |
| JP2008527285A (ja) * | 2005-01-03 | 2008-07-24 | ノイズ リミット エーピーエス | 気泡ポンプを有する多方位冷却システム |
| US20070008680A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | The Agus S | Power converter having housing with improved thermal properties |
| US8376032B2 (en) * | 2006-10-24 | 2013-02-19 | Vapro Inc. | Systems and methods for providing two phase cooling |
| US8056615B2 (en) * | 2007-01-17 | 2011-11-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Evaporative compact high intensity cooler |
| US20080308257A1 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Cooler Master Co., Ltd. | Heat dissipating assembly |
| TWM347809U (en) * | 2008-05-26 | 2008-12-21 | Xu xiu cang | Fast temperature-averaging heat conductive device |
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