JP2003243867A - Boiling cooler - Google Patents

Boiling cooler

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JP2003243867A
JP2003243867A JP2002044234A JP2002044234A JP2003243867A JP 2003243867 A JP2003243867 A JP 2003243867A JP 2002044234 A JP2002044234 A JP 2002044234A JP 2002044234 A JP2002044234 A JP 2002044234A JP 2003243867 A JP2003243867 A JP 2003243867A
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JP
Japan
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refrigerant
heat
cooling
tube
heat dissipation
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Application number
JP2002044234A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Goto
哲也 後藤
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a boiling cooler in which a cooling performance can be improved with the same physique by further smoothing circulation of a refrigerant. <P>SOLUTION: The boiling cooler comprises a refrigerant tank 110 in which the refrigerant is stored therein, a plurality of heating tubes 121 substantially erected and connected to an upper side of the tank 110, and a header 130 for communicating with ends of the plurality of the tubes 121. Thus, when the boiled and vaporized refrigerant by heat of a heater 10 mounted on a lower surface 110a of the tank 110 is returned to the tank 110 from other heating tube 121 via the header 130 from the partial tube 121, the refrigerant is condensed and liquefied by a cooling air supplied from one of the tubes 121, condensed latent heat is discharged to the air to cool the heater 10. The cooler further comprises refrigerant circulation control means 111, 111a provided in the tank 110 for introducing the boiled and vaporized refrigerant to the tube 121 of the leeward side of the air. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の沸騰熱伝達
により半導体素子等の発熱体を冷却する沸騰冷却装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boiling cooling device for cooling a heating element such as a semiconductor element by transferring boiling heat of a refrigerant.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は本発明者が試作検討している沸騰
冷却装置100であり、この沸騰冷却装置100は、内
部に冷媒が貯留される冷媒槽110、放熱コア部120
およびヘッダ130から成り、冷媒槽110の下側の受
熱面110aに発熱体10が取付けられる。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a boiling cooling device 100 which the present inventor is trial-making and examining. The boiling cooling device 100 includes a refrigerant tank 110 in which a refrigerant is stored and a heat radiating core portion 120.
The heating element 10 is attached to the heat receiving surface 110a below the refrigerant tank 110.

【0003】放熱コア部120は、放熱チューブ121
および放熱フィン122から成り、放熱チューブ121
は冷媒槽110の放熱面110bに対して略直立して配
置され、冷媒槽110とヘッダ130とを互いに連通さ
せるようにしている。
The heat dissipating core portion 120 includes a heat dissipating tube 121.
And a radiation fin 122, and a radiation tube 121.
Is arranged substantially upright with respect to the heat radiation surface 110b of the coolant tank 110 so that the coolant tank 110 and the header 130 communicate with each other.

【0004】冷媒槽110に貯留された冷媒は、図7に
示すように、発熱体10の熱を受けて沸騰気化し、主に
発熱体10近傍の放熱チューブ121からヘッダ130
内に流れ込み、更には、発熱体10の領域外の放熱チュ
ーブ121内に流れ込み、放熱コア部120の一方から
送風される冷却風との熱交換により凝縮し、凝縮液とな
ってヘッダ130から冷媒槽110に還流する。これに
より、発熱体10から発生した熱が冷媒に伝達されて、
放熱コア部120で外気に放出されることで発熱体10
が冷却される。
As shown in FIG. 7, the refrigerant stored in the refrigerant tank 110 receives the heat of the heating element 10 to be boiled to vaporize, mainly from the heat radiation tube 121 near the heating element 10 to the header 130.
Flows into the inside of the heat dissipation tube 121 outside the area of the heat generating body 10 and condenses due to heat exchange with the cooling air blown from one side of the heat dissipation core part 120 to become a condensed liquid from the header 130 as a refrigerant. Reflux to the bath 110. Thereby, the heat generated from the heating element 10 is transferred to the refrigerant,
The heat-dissipating core portion 120 emits the heat to the outside air so that the heating element 10
Is cooled.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、発熱体10の発
熱量は増加傾向にあり、沸騰冷却装置に対する冷却性能
向上のニーズが高まっている。これに対しては上記沸騰
冷却装置100の放熱コア部120を拡大することで、
まかなうことが可能となるが、発熱体10を有する相手
側機器への搭載上の制約を受け、単純には対応ができな
い。
In recent years, the amount of heat generated by the heating element 10 has been increasing, and there is an increasing need for improving the cooling performance of the boiling cooling device. On the other hand, by enlarging the heat dissipation core part 120 of the boiling cooling device 100,
Although it can be provided, it cannot be simply handled due to restrictions in mounting on the counterpart device having the heating element 10.

【0006】そこで、本発明者は発熱体10を冷却する
基礎原理にかかわる冷媒の流れに重点をおいて再考した
ところ、以下のことが明らかになった。即ち、この沸騰
冷却装置100においては、一方から送風される冷却風
の温度が風上側から風下側に向けて冷媒との熱交換によ
り上昇していくので、風下側での冷媒凝縮能力が低下す
る。また中央部では蒸発した冷媒蒸気がある程度冷却風
によって凝縮されることになるので、上昇しようとする
気化冷媒にとっては流通抵抗が増加することになり、総
じて沸騰冷却装置100内の冷媒の循環がスムースに行
なわれていないことが解った。換言すれば、この部分を
改良することにより冷却性能を向上させる余地があるこ
とを見出した。
Then, the present inventor reconsidered by focusing on the flow of the refrigerant involved in the basic principle for cooling the heating element 10, and the following facts became clear. That is, in the boiling cooling device 100, the temperature of the cooling air blown from one side rises from the windward side to the leeward side due to heat exchange with the refrigerant, so that the refrigerant condensing capacity on the leeward side decreases. . Further, since the evaporated refrigerant vapor is condensed to some extent by the cooling air in the central portion, the flow resistance increases for the vaporized refrigerant that is about to rise, and the circulation of the refrigerant in the boiling cooling device 100 is generally smooth. It turns out that it has not been done. In other words, it was found that there is room for improving the cooling performance by improving this part.

【0007】本発明の目的は、上記問題に鑑み、冷媒の
循環を更にスムースにして、体格同一で冷却性能の向上
が可能となる沸騰冷却装置を提供することにある。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a boiling cooling device which makes it possible to further smoothly circulate the refrigerant and to improve the cooling performance with the same size.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
The present invention employs the following technical means in order to achieve the above object.

【0009】請求項1に記載の発明では、内部に冷媒が
貯留される冷媒槽(110)と、冷媒槽(110)の上
側に略直立して接続される複数の放熱チューブ(12
1)と、複数の放熱チューブ(121)の端部同士を連
通させるヘッダ(130)とを有し、冷媒槽(110)
の下面(110a)に取付けられる発熱体(10)の熱
を受けて沸騰気化した冷媒が、一部の放熱チューブ(1
21)からヘッダ(130)を経て、他の放熱チューブ
(121)から冷媒槽(110)にもどる際に、複数の
放熱チューブ(121)の一方から送風される冷却風に
よって凝縮液化されて、この時の凝縮潜熱を冷却風に放
出することで発熱体(10)を冷却する沸騰冷却装置で
あって、冷媒槽(110)内には、沸騰気化した冷媒を
冷却風の風下側となる放熱チューブ(121)に流入さ
せる冷媒循環制御手段(111、111a)が設けられ
たことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, the refrigerant tank (110) in which the refrigerant is stored, and the plurality of heat radiation tubes (12) connected substantially upright to the upper side of the refrigerant tank (110).
1) and a header (130) for communicating the ends of the plurality of heat dissipation tubes (121) with each other, and the refrigerant tank (110)
A part of the heat radiating tube (1) is the refrigerant that is boiled and vaporized by receiving the heat of the heating element (10) attached to the lower surface (110a) of the
21) through the header (130) and from the other heat dissipation tube (121) back to the refrigerant tank (110), it is condensed and liquefied by the cooling air blown from one of the plurality of heat dissipation tubes (121). A cooling device for cooling a heating element (10) by releasing the latent heat of condensation to the cooling air at the time, wherein a heat-radiating tube is provided in the refrigerant tank (110) where the boiled vaporized refrigerant is on the lee side of the cooling air. It is characterized in that a refrigerant circulation control means (111, 111a) for flowing into (121) is provided.

【0010】これにより、沸騰気化した冷媒が風下側の
放熱チューブ(121)内に流入して、ヘッダ(13
0)に向けて上昇する際に、この放熱チューブ(12
1)には風上側からすでに熱交換されて温度上昇した冷
却風が通過することになるので、ここでの冷媒の凝縮が
抑えられ、冷媒上昇時の流通抵抗を低減できる。また、
この冷媒がヘッダ(130)から冷媒槽(110)に戻
る際には、冷却風の風上側に位置する放熱チューブ(1
21)を流通することになり、熱交換前の温度の低い冷
却風により冷媒の凝縮液化が促進される。総じて、冷媒
の循環はよりスムースなものとなり、沸騰冷却装置(1
00)の体格同一条件で冷却性能を向上することができ
る。
As a result, the boiling vaporized refrigerant flows into the heat radiation tube (121) on the leeward side, and the header (13)
This heat dissipation tube (12)
In 1), the cooling air, which has already been heat-exchanged from the windward side and whose temperature has risen, passes, so that the condensation of the refrigerant here is suppressed and the flow resistance when the refrigerant rises can be reduced. Also,
When this refrigerant returns from the header (130) to the refrigerant tank (110), the heat radiating tube (1) located on the upwind side of the cooling air.
21), and the cooling air having a low temperature before heat exchange accelerates the condensation and liquefaction of the refrigerant. Generally, the circulation of the refrigerant becomes smoother, and the boiling cooling device (1
It is possible to improve the cooling performance under the same conditions as in (00).

【0011】尚、請求項2に記載の発明のように、冷媒
循環制御手段(111)は、冷却風の風上側となる放熱
チューブ(121)の開口部(121a)を覆うように
対向配置される冷媒循環制御板(111)とすることに
より、容易に安価に冷媒の循環方向を規制して冷却性能
を向上できる。
According to the second aspect of the present invention, the refrigerant circulation control means (111) is arranged so as to face the opening (121a) of the heat radiation tube (121) on the windward side of the cooling air. By using the cooling medium circulation control plate (111), the cooling direction can be easily and inexpensively regulated to improve the cooling performance.

【0012】更に、請求項3に記載の発明のように、冷
媒槽(110)を、下面に発熱体(10)が取付けられ
る下側の受熱プレート(112)およびその上側に配置
される放熱プレート(113)間に、複数の開口部(1
14a、115a、116a)を有する複数の中間プレ
ート(114、115、116)が積層されて形成され
るものにして、冷媒循環制御手段(111a)として
は、冷却風の風上側となる放熱チューブ(121)の開
口部(121a)を覆うように対向配置される複数の開
口部(115a、116a)間の肉厚部(115c、1
16c)によって形成されるようにしても良く、請求項
2に記載の発明と同様に容易に安価に冷却性能向上の対
応ができる。
Further, as in the third aspect of the present invention, the refrigerant tank (110) is provided with a lower heat receiving plate (112) on the lower surface of which a heating element (10) is attached and a heat radiating plate arranged above it. A plurality of openings (1
14a, 115a, 116a) is formed by stacking a plurality of intermediate plates (114, 115, 116), and the refrigerant circulation control means (111a) serves as a heat dissipation tube (upstream side) of cooling air. 121), the thick portions (115c, 1) between the plurality of openings (115a, 116a) arranged to face each other so as to cover the opening (121a).
16c), the cooling performance can be easily and inexpensively improved similarly to the invention described in claim 2.

【0013】請求項4に記載の発明では、内部に冷媒が
貯留される冷媒槽(110)と、冷媒槽(110)の上
側に略直立して接続される複数の放熱チューブ(12
1)と、複数の放熱チューブ(121)の端部同士を連
通させるヘッダ(130)とを有し、冷媒槽(110)
の下面(110a)に取付けられる発熱体(10)の熱
を受けて沸騰気化した冷媒が、一部の放熱チューブ(1
21)からヘッダ(130)を経て、他の放熱チューブ
(121)から冷媒槽(110)にもどる際に、複数の
放熱チューブ(121)の一方から送風される冷却風に
よって凝縮液化されて、この時の凝縮潜熱を冷却風に放
出することで発熱体(10)を冷却する沸騰冷却装置で
あって、発熱体(10)は、冷媒槽(110)の下面
(110a)の中で、冷却風の風下側となる放熱チュー
ブ(121)に対応する領域に取付けられるようにした
ことを特徴としている。
According to the fourth aspect of the present invention, the refrigerant tank (110) in which the refrigerant is stored, and the plurality of heat radiation tubes (12) connected substantially upright to the upper side of the refrigerant tank (110).
1) and a header (130) for communicating the ends of the plurality of heat dissipation tubes (121) with each other, and the refrigerant tank (110)
A part of the heat radiating tube (1) is the refrigerant that is boiled and vaporized by receiving the heat of the heating element (10) attached to the lower surface (110a) of the
21) through the header (130) and from the other heat dissipation tube (121) back to the refrigerant tank (110), it is condensed and liquefied by the cooling air blown from one of the plurality of heat dissipation tubes (121). A boiling cooling device for cooling a heating element (10) by discharging latent latent heat of condensation to cooling air, wherein the heating element (10) is a cooling air in a lower surface (110a) of a refrigerant tank (110). It is characterized in that it is attached to a region corresponding to the heat radiation tube (121) on the leeward side.

【0014】これにより、沸騰気化した冷媒を近接する
風下側の放熱チューブ(121)から流入させるように
することができ、請求項1に記載の発明と同様に、風下
側の放熱チューブ(121)での冷媒の凝縮抑制、風上
側の放熱チューブ(121)での凝縮促進が図れ、体格
同一での冷却性能向上が可能となる。
Thus, the boiling vaporized refrigerant can be made to flow from the adjacent leeward heat radiation tube (121), and like the invention of claim 1, the leeward heat radiation tube (121). The condensation of the refrigerant can be suppressed, and the condensation can be promoted in the heat radiation tube (121) on the windward side, so that the cooling performance can be improved with the same physical constitution.

【0015】尚、上記各手段の括弧内の符号は、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もので
ある。
The reference numerals in the parentheses of the above means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)本発明の沸騰冷
却装置の第1実施形態を図1、図2に基づいて説明す
る。この沸騰冷却装置100は、例えば半導体素子等の
発熱体10を冷却するもので、冷媒槽110、放熱コア
部120、ヘッダ130から構成されており、以下説明
する各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金
より成り、各部材間で接合される部位に施されたろう材
により一体でろう付けされている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment of a boiling cooling apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The boiling cooling device 100 cools a heating element 10 such as a semiconductor element, and is composed of a coolant tank 110, a radiating core portion 120, and a header 130. Each member described below is made of aluminum or aluminum alloy. And is brazed integrally with the brazing material applied to the portions to be joined between the respective members.

【0017】図1は沸騰冷却装置100の断面図、図2
は図1のA方向から見た矢視図である。冷媒槽110
は、上下方向に扁平状の直方体を成す容器で、内部には
所定量の冷媒が封入されている。冷媒は、水、アルコー
ル、フロロカーボン、フロン等が用いられる。
FIG. 1 is a sectional view of a boiling cooling device 100, and FIG.
FIG. 2 is a view seen from the direction A in FIG. 1. Refrigerant tank 110
Is a container having a flat rectangular parallelepiped shape in the vertical direction, and a predetermined amount of refrigerant is sealed inside. Water, alcohol, fluorocarbon, chlorofluorocarbon, or the like is used as the refrigerant.

【0018】冷媒槽110の下側の受熱面(請求項中の
下面に対応)110aの中央には、発熱体10が配置さ
れ、図示しないボルト等の締め付けにより固定されてい
る。尚、発熱体10と受熱面110aとの間の接触熱抵
抗を小さくするために、両者間に熱伝導グリースを介在
させても良い。また、冷媒槽110の図中上側となる放
熱面110bには後述する放熱チューブ121が挿入さ
れるチューブ孔110cが複数設けられている。そし
て、冷媒槽110の内部には、本発明の特徴部となる冷
媒循環制御手段(111)が設けられている。この詳細
については後述する。
The heating element 10 is arranged at the center of the lower heat receiving surface (corresponding to the lower surface in the claims) 110a of the refrigerant tank 110, and is fixed by tightening bolts or the like (not shown). In addition, in order to reduce the contact thermal resistance between the heating element 10 and the heat receiving surface 110a, a heat conductive grease may be interposed therebetween. In addition, a plurality of tube holes 110c into which a heat dissipation tube 121, which will be described later, is inserted are provided on the heat dissipation surface 110b on the upper side of the refrigerant tank 110 in the figure. Inside the coolant tank 110, there is provided a coolant circulation control means (111) which is a feature of the present invention. The details will be described later.

【0019】放熱コア部120は、放熱チューブ121
および放熱フィン122から成る。放熱チューブ121
は、断面が扁平状のチューブであって、この断面の長辺
方向および短辺方向にそれぞれ複数配置されている。そ
して、冷媒槽110のチューブ孔110cに放熱チュー
ブ121の一方の端部が挿入、ろう付けされ、冷媒槽1
10の上側に直立するように設けられている。
The heat dissipation core portion 120 is composed of a heat dissipation tube 121.
And a radiation fin 122. Heat dissipation tube 121
Is a tube having a flat cross section, and a plurality of tubes are arranged in the long side direction and the short side direction of this cross section. Then, one end of the heat dissipation tube 121 is inserted and brazed into the tube hole 110c of the refrigerant tank 110, and the refrigerant tank 1
It is provided on the upper side of 10 so as to stand upright.

【0020】放熱フィン122は、薄肉板材を波状に成
形したもので、上記放熱チューブ121のうち、断面の
短辺方向に配置された放熱チューブ121間に介在され
て、ろう付けされている。
The radiating fins 122 are formed by corrugating a thin plate material and are brazed between the radiating tubes 121 arranged in the short side direction of the cross section among the radiating tubes 121.

【0021】ヘッダ130は、冷媒槽110と同様に上
下方向に扁平状の直方体を成す容器であり、下側の面に
はチューブ孔131が設けられ、上記放熱チューブ12
1の他方の端部が挿入、ろう付けされている。そして、
放熱チューブ131によって冷媒槽110とヘッダ13
0の内部同士が連通される。
The header 130 is a container having a rectangular parallelepiped shape that is flat in the vertical direction like the refrigerant tank 110, and has a tube hole 131 on the lower surface thereof.
The other end of 1 is inserted and brazed. And
The heat dissipation tube 131 allows the coolant tank 110 and the header 13
The insides of 0 are communicated with each other.

【0022】尚、放熱チューブ121の端部は、冷媒流
通時の流通抵抗低減、冷媒槽110、ヘッダ130の小
型化、ヘッダ130内での冷媒の滞留防止のために、冷
媒槽110およびヘッダ130の内部空間に突出しない
ように、位置決めされている。
The end portion of the heat dissipation tube 121 has a refrigerant tank 110 and a header 130 for the purpose of reducing the flow resistance when the refrigerant flows, reducing the size of the refrigerant tank 110 and the header 130, and preventing the refrigerant from staying in the header 130. It is positioned so that it does not project into the internal space of the.

【0023】そして、この沸騰冷却装置100を作動さ
せる際には、熱交換を促進させるために、図示しない送
風装置等により複数の放熱チューブ121の一方(図1
中の左側)から放熱フィン122を通過するように冷却
風が供給されるようにしている。
When the boiling cooling device 100 is operated, one of the plurality of heat radiation tubes 121 (see FIG.
Cooling air is supplied from the left side of the inside) so as to pass through the radiation fins 122.

【0024】次に、本発明の要部について説明する。冷
媒槽110の内部には冷媒循環制御手段としての冷媒循
環制御板(以下、制御板)111が設けられており、冷
媒槽110で沸騰気化した冷媒を冷却風の下流側となる
放熱チューブ121に流入させるようにしている。
Next, the essential part of the present invention will be described. A refrigerant circulation control plate (hereinafter referred to as a control plate) 111 as a refrigerant circulation control unit is provided inside the refrigerant tank 110, and the refrigerant boiled and vaporized in the refrigerant tank 110 is connected to a heat dissipation tube 121 on the downstream side of the cooling air. I am trying to make it inflow.

【0025】この制御板111は、具体的には、冷媒槽
110の冷却風流れ方向の中間部において放熱面110
bから垂下して、冷却風の風上側となる放熱チューブ1
21側(図1中の左側)に延びて、この風上側の放熱チ
ューブ121の開口部121aを覆うように対向配置さ
れている。尚、制御板111の端部と冷媒槽110の側
壁との間には流通路110dが形成されるようにしてい
る。
Specifically, the control plate 111 has a heat radiating surface 110 at an intermediate portion in the cooling air flow direction of the refrigerant tank 110.
Radiation tube 1 that hangs from b and becomes the windward side of the cooling air
21 is extended to the 21 side (left side in FIG. 1), and it is arrange | positioned facing so that the opening part 121a of this heat radiation tube 121 of this windward side may be covered. A flow passage 110d is formed between the end of the control plate 111 and the side wall of the coolant tank 110.

【0026】以上のように構成される沸騰冷却装置10
0においては、冷媒槽110の受熱面110aに取付け
られた発熱体10の熱を受けて沸騰気化した冷媒が、一
部の放熱チューブ121からヘッダ130を経て、他の
放熱チューブ121から冷媒槽110にもどる際に、複
数の放熱チューブ121の一方から送風される冷却風に
よって凝縮液化されて、この時の凝縮潜熱を冷却風に放
出することで発熱体10を冷却する。
The boiling cooling device 10 constructed as described above
At 0, the refrigerant that has been boiled and vaporized by receiving the heat of the heating element 10 attached to the heat receiving surface 110a of the refrigerant tank 110 passes from a part of the heat dissipation tubes 121 to the header 130, and from another heat dissipation tube 121 to the refrigerant tank 110. When returning, the heat generating element 10 is cooled by being condensed and liquefied by the cooling air blown from one of the plurality of heat radiation tubes 121 and discharging the latent heat of condensation at this time to the cooling air.

【0027】本発明においては、冷媒槽110内に冷却
風の風上側の放熱チューブ121の開口部121aを覆
うように制御板111を設けているので、沸騰気化した
冷媒が風下側の放熱チューブ121内に流入して、ヘッ
ダ130に向けて上昇する際に、この放熱チューブ12
1には風上側からすでに熱交換されて温度上昇した冷却
風が通過することになり、ここでの冷媒の凝縮が抑えら
れ、冷媒上昇時の流通抵抗を低減できる。また、この冷
媒がヘッダ130から冷媒槽110に戻る際には、冷却
風の風上側に位置する放熱チューブ121を流通するこ
とになり、熱交換前の温度の低い冷却風により冷媒の凝
縮液化が促進される。総じて、冷媒の循環はよりスムー
スなものとなり、沸騰冷却装置100の体格同一条件で
冷却性能を向上することができる。
In the present invention, since the control plate 111 is provided in the refrigerant tank 110 so as to cover the opening 121a of the heat radiation tube 121 on the windward side of the cooling air, the boiling vaporized refrigerant is located on the leeward side of the heat radiation tube 121. When it flows into the inside and rises toward the header 130, the heat dissipation tube 12
The cooling air, which has already undergone heat exchange from the windward side and whose temperature has risen, passes through No. 1, so that the condensation of the refrigerant here is suppressed and the flow resistance when the refrigerant rises can be reduced. Further, when this refrigerant returns from the header 130 to the refrigerant tank 110, it flows through the heat dissipation tube 121 located on the windward side of the cooling air, and the cooling air having a low temperature before heat exchange condenses and liquefies the refrigerant. Be promoted. In general, the circulation of the refrigerant becomes smoother, and the cooling performance can be improved under the same condition of the boil cooling apparatus 100.

【0028】そして、上記のような冷媒流れの規制を制
御板111というシンプルな構成で容易に安価に対応可
能としている。
The regulation of the refrigerant flow as described above can be easily and inexpensively dealt with by the simple construction of the control plate 111.

【0029】(第2実施形態)本発明の第2実施形態を
図3、図4に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態
に対して、冷媒槽110を複数のプレートを積層したも
のから構成し、各プレートの形状の組合せにより冷媒循
環制御手段(111a)を形成するようにしたものであ
る。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in that the refrigerant tank 110 is configured by laminating a plurality of plates, and the refrigerant circulation control means (111a) is formed by combining the shapes of the plates. It is a thing.

【0030】冷媒槽110は、下面を形成する受熱プレ
ート112と上面を形成する放熱プレート113、およ
び受熱プレート112と放熱プレート113との間に積
層される中間プレート114、115、116より構成
され、全体が一体ろう付けされている。
The refrigerant tank 110 is composed of a heat receiving plate 112 forming a lower surface, a heat radiating plate 113 forming an upper surface, and intermediate plates 114, 115, 116 laminated between the heat receiving plate 112 and the heat radiating plate 113. The whole is brazed together.

【0031】図4に示すように、受熱プレート112
は、長方形の平板部材であり、上記第1実施形態におけ
る受熱面(110a)に対応し、発熱体10が取付けら
れる。
As shown in FIG. 4, the heat receiving plate 112.
Is a rectangular flat plate member and corresponds to the heat receiving surface (110a) in the first embodiment, and the heating element 10 is attached thereto.

【0032】放熱プレート113は、上記受熱プレート
112と同様の長方形の平板部材であり、上記第1実施
形態における放熱面(110b)に対応し、放熱チュー
ブ121の一方の端部が挿入されるチューブ孔113a
が複数設けられている。
The heat radiating plate 113 is a rectangular flat plate member similar to the heat receiving plate 112, corresponds to the heat radiating surface (110b) in the first embodiment, and is a tube into which one end of the heat radiating tube 121 is inserted. Hole 113a
Are provided in plural.

【0033】中間プレート114は、長方形の平板部材
にスリット状の開口部114aが部材の横方向(図4中
の左右方向)に沿って複数本形成されている。また、隣
り合う開口部114a間においては肉厚部114bが形
成されている。
The intermediate plate 114 has a plurality of slit-shaped openings 114a formed in a rectangular flat plate member along the lateral direction (horizontal direction in FIG. 4) of the member. A thick portion 114b is formed between adjacent openings 114a.

【0034】中間プレート115は、長方形の平板部材
から成り、冷却風の流れ方向において放熱チューブ12
1の風下側に位置する領域と、一番の風上側となる位置
とにスリット状の開口部115aが部材の縦方向(図4
中の上下方向)に沿って複数本形成されている。また、
隣り合う開口部115a間においては肉厚部115bが
形成されている。そして、冷却風の風上側に位置する放
熱チューブ121に対応する領域には開口部のない幅広
肉厚部115cが形成されている。
The intermediate plate 115 is composed of a rectangular flat plate member, and the heat radiating tube 12 is arranged in the flow direction of the cooling air.
The slit-shaped opening 115a is formed in the region located on the leeward side of No. 1 and the position on the most windward side in the longitudinal direction of the member (see FIG.
A plurality of them are formed along the inner vertical direction). Also,
A thick portion 115b is formed between the adjacent openings 115a. A wide thick portion 115c having no opening is formed in a region corresponding to the heat dissipation tube 121 located on the windward side of the cooling air.

【0035】更に、中間プレート116は、上記中間プ
レート114と同様に長方形の平板部材にスリット状の
開口部116aが部材の横方向(図4中の左右方向)に
沿って複数本形成されている。また、隣り合う開口部1
14a間においては肉厚部116bが形成されている。
そして、ここでは冷却風の流れ方向において放熱チュー
ブ121の風上側に位置する領域と風下側に位置する領
域との間に中間肉厚部116cが形成されている。
Further, in the intermediate plate 116, like the intermediate plate 114, a plurality of slit-shaped openings 116a are formed in a rectangular flat plate member along the lateral direction of the member (left-right direction in FIG. 4). . Also, the adjacent openings 1
A thick portion 116b is formed between 14a.
Then, here, an intermediate thick portion 116c is formed between a region located on the windward side and a region located on the leeward side of the heat dissipation tube 121 in the flow direction of the cooling air.

【0036】尚、中間プレート114、115、116
の各開口部114a、115a、116aは、切削加
工、プレス加工、エッチング加工等により形成されてい
る。
The intermediate plates 114, 115, 116
The openings 114a, 115a, 116a are formed by cutting, pressing, etching, or the like.

【0037】そして、図3に示す様に、中間プレート1
14、115、116が受熱プレート112と放熱プレ
ート113との間に積層されて、冷媒槽110として形
成されることになり、各開口部114a、115a、1
16aが交差する位置で互いに連通して内部空間が形成
される。
Then, as shown in FIG. 3, the intermediate plate 1
14, 115, and 116 are stacked between the heat receiving plate 112 and the heat radiating plate 113 to form the coolant tank 110, and the openings 114a, 115a, 1
Internal spaces are formed by communicating with each other at positions where 16a intersect.

【0038】更には、中間プレート115の幅広肉厚部
115cと中間プレート116の中間肉厚部116cと
によって、上記第1実施形態で説明した制御板111と
同様の冷媒循環制御手段としての肉厚部制御板111a
が形成される。
Further, by the wide wall thickness portion 115c of the intermediate plate 115 and the wall thickness portion 116c of the intermediate plate 116, the wall thickness as a refrigerant circulation control means similar to the control plate 111 described in the first embodiment is obtained. Control plate 111a
Is formed.

【0039】これにより、複数のプレート112〜11
6を積層することで、容易に安価に肉厚部制御板111
aを有する冷媒槽110を形成でき、上記第1実施形態
と同様に冷媒の流れを更にスムースにして沸騰冷却装置
100の冷却性能を向上させることができる。
As a result, the plurality of plates 112 to 11 are
By stacking 6 sheets, the thick portion control plate 111 can be easily and inexpensively manufactured.
The coolant tank 110 having a can be formed, and the cooling performance of the boiling cooling device 100 can be improved by further smoothing the flow of the coolant as in the first embodiment.

【0040】(第3実施形態)本発明の第3実施形態を
図5に示す。第3実施形態は、上記第1実施形態に対し
て制御板111を設けずに、発熱体10の取付け位置を
変更することで性能向上を図るようにしたものである。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment in that the control plate 111 is not provided and the mounting position of the heating element 10 is changed to improve the performance.

【0041】ここでは、発熱体10を、冷媒槽110の
受熱面110aの中で、冷却風の風下側となる放熱チュ
ーブ121に対応する領域に取付けるようにしている。
Here, the heating element 10 is attached to the heat receiving surface 110a of the refrigerant tank 110 in a region corresponding to the heat radiating tube 121 on the lee side of the cooling air.

【0042】これにより、沸騰気化した冷媒を近接する
風下側の放熱チューブ121から流入させるようにする
ことができ、上記第1実施形態と同様に、風下側の放熱
チューブ121での冷媒の凝縮抑制、風上側の放熱チュ
ーブ121での凝縮促進が図れ、体格同一での冷却性能
向上が可能となる。
As a result, the boiled vaporized refrigerant can be made to flow from the adjacent leeward heat radiation tube 121, and the condensation of the refrigerant in the leeward heat radiation tube 121 can be suppressed as in the first embodiment. Further, the condensation can be promoted in the heat radiation tube 121 on the windward side, and the cooling performance can be improved with the same physical constitution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるA方向からの矢視図である。FIG. 2 is an arrow view from the direction A in FIG.

【図3】本発明の第2実施形態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図4】図3における冷媒槽を示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing the refrigerant tank in FIG.

【図5】本発明の第3実施形態を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図6】試作品を示す外観斜視図である。FIG. 6 is an external perspective view showing a prototype.

【図7】試作品を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a prototype.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 発熱体 100 沸騰冷却装置 110 冷媒槽 110a 受熱面(下面) 111 冷媒循環制御板(冷媒循環制御手段) 111a 肉厚部制御板(冷媒循環制御手段) 112 受熱プレート 113 放熱プレート 114、115、116 中間プレート 114a、115a、116a 開口部 115c 幅広肉厚部 116c 中間肉厚部 121 放熱チューブ 121a 開口部 130 ヘッダ 10 heating element 100 boiling cooling system 110 Refrigerant tank 110a Heat receiving surface (bottom surface) 111 Refrigerant circulation control plate (refrigerant circulation control means) 111a Thick part control plate (refrigerant circulation control means) 112 Heat receiving plate 113 Heat dissipation plate 114, 115, 116 Intermediate plate 114a, 115a, 116a openings 115c Wide wall thickness 116c Middle thickness part 121 Heat dissipation tube 121a opening 130 header

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に冷媒が貯留される冷媒槽(11
0)と、 前記冷媒槽(110)の上側に略直立して接続される複
数の放熱チューブ(121)と、 前記複数の放熱チューブ(121)の端部同士を連通さ
せるヘッダ(130)とを有し、 前記冷媒槽(110)の下面(110a)に取付けられ
る発熱体(10)の熱を受けて沸騰気化した冷媒が、一
部の前記放熱チューブ(121)から前記ヘッダ(13
0)を経て、他の前記放熱チューブ(121)から前記
冷媒槽(110)にもどる際に、前記複数の放熱チュー
ブ(121)の一方から送風される冷却風によって凝縮
液化されて、この時の凝縮潜熱を前記冷却風に放出する
ことで前記発熱体(10)を冷却する沸騰冷却装置であ
って、 前記冷媒槽(110)内には、前記沸騰気化した冷媒を
前記冷却風の風下側となる前記放熱チューブ(121)
に流入させる冷媒循環制御手段(111、111a)が
設けられたことを特徴とする沸騰冷却装置。
1. A refrigerant tank (11) in which a refrigerant is stored.
0), a plurality of heat dissipation tubes (121) connected to the upper side of the refrigerant tank (110) substantially upright, and a header (130) for communicating the ends of the plurality of heat dissipation tubes (121). The refrigerant that has been boiled and vaporized by receiving the heat of the heating element (10) attached to the lower surface (110a) of the refrigerant tank (110) is partially transferred from the heat dissipation tube (121) to the header (13).
0), when returning from the other heat radiation tube (121) to the refrigerant tank (110), it is condensed and liquefied by the cooling air blown from one of the plurality of heat radiation tubes (121). A boiling cooling device that cools the heating element (10) by releasing latent heat of condensation to the cooling wind, wherein the boiling vaporized refrigerant is in the leeward side of the cooling wind in the refrigerant tank (110). The heat dissipation tube (121)
A boil cooling apparatus, characterized in that it is provided with a refrigerant circulation control means (111, 111a) for flowing into the.
【請求項2】 前記冷媒循環制御手段(111)は、前
記冷却風の風上側となる前記放熱チューブ(121)の
開口部(121a)を覆うように対向配置される冷媒循
環制御板(111)としたことを特徴とする請求項1に
記載の沸騰冷却装置。
2. The coolant circulation control means (111) is arranged so as to face the coolant circulation control plate (111) so as to cover the opening (121a) of the heat radiation tube (121) on the upwind side of the cooling wind. The boiling cooling device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記冷媒槽(110)は、下面に発熱体
(10)が取付けられる下側の受熱プレート(112)
およびその上側に配置される放熱プレート(113)間
に、複数の開口部(114a、115a、116a)を
有する複数の中間プレート(114、115、116)
が積層されて形成されるものであり、 前記冷媒循環制御手段(111a)は、前記冷却風の風
上側となる前記放熱チューブ(121)の開口部(12
1a)を覆うように対向配置される前記複数の開口部
(115a、116a)間の肉厚部(115c、116
c)によって形成されるようにしたことを特徴とする請
求項1に記載の沸騰冷却装置。
3. A lower heat receiving plate (112) having a lower surface on which a heating element (10) is mounted, in the refrigerant tank (110).
And a plurality of intermediate plates (114, 115, 116) having a plurality of openings (114a, 115a, 116a) between the heat dissipation plate (113) arranged on the upper side thereof.
The cooling medium circulation control means (111a) has an opening (12) of the heat dissipation tube (121) which is on the upwind side of the cooling air.
1a), the thick portions (115c, 116) between the plurality of openings (115a, 116a) arranged so as to face each other.
The boil cooling apparatus according to claim 1, wherein the boil cooling apparatus is formed by c).
【請求項4】 内部に冷媒が貯留される冷媒槽(11
0)と、 前記冷媒槽(110)の上側に略直立して接続される複
数の放熱チューブ(121)と、 前記複数の放熱チューブ(121)の端部同士を連通さ
せるヘッダ(130)とを有し、 前記冷媒槽(110)の下面(110a)に取付けられ
る発熱体(10)の熱を受けて沸騰気化した冷媒が、一
部の前記放熱チューブ(121)から前記ヘッダ(13
0)を経て、他の前記放熱チューブ(121)から前記
冷媒槽(110)にもどる際に、前記複数の放熱チュー
ブ(121)の一方から送風される冷却風によって凝縮
液化されて、この時の凝縮潜熱を前記冷却風に放出する
ことで前記発熱体(10)を冷却する沸騰冷却装置であ
って、 前記発熱体(10)は、前記冷媒槽(110)の下面
(110a)の中で、前記冷却風の風下側となる前記放
熱チューブ(121)に対応する領域に取付けられるよ
うにしたことを特徴とする沸騰冷却装置。
4. A refrigerant tank (11) in which a refrigerant is stored.
0), a plurality of heat dissipation tubes (121) connected to the upper side of the refrigerant tank (110) substantially upright, and a header (130) for communicating the ends of the plurality of heat dissipation tubes (121). The refrigerant that has been boiled and vaporized by receiving the heat of the heating element (10) attached to the lower surface (110a) of the refrigerant tank (110) is partially transferred from the heat dissipation tube (121) to the header (13).
0), when returning from the other heat radiation tube (121) to the refrigerant tank (110), it is condensed and liquefied by the cooling air blown from one of the plurality of heat radiation tubes (121). A boiling cooling device for cooling the heating element (10) by releasing latent heat of condensation to the cooling air, wherein the heating element (10) is in a lower surface (110a) of the refrigerant tank (110), A boiling cooling device, characterized in that it is attached to a region corresponding to the radiation tube (121) on the lee side of the cooling wind.
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