JP2003338593A

JP2003338593A - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JP2003338593A
Application number: JP2002144575A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Suzuki; 和貴鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒の循環をスムースにして、体格を大きく
することなく冷却性能を向上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２とヘッダタンク４とを連通す
るチューブ３内には、冷却風の風上側に配置された第１
の孔３ａと風下側に配置された第２の孔３ｂとが形成さ
れている。また、冷媒容器２を構成する中間プレート２
４には、遮断部２４３が形成されている。したがって、
発熱体６の発熱に伴ない蒸発気化した冷媒は、第２の孔
３ｂに流入し、第１の冷媒流路１１を逆流して第１の孔
３ａに流入することはない。これにより、第１の孔３ａ
内において、冷媒容器２に戻る冷媒の凝縮が効率的に行
なわれる。

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。

【０００２】

【従来の技術】本出願人が既に出願している特願２００
１−３２７４４４号等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
ダタンクとを備えるものである。このような沸騰冷却装
置の構成の一例を図９および図１０に示す。

【０００３】図９に示す沸騰冷却装置１０１は、冷媒容
器１０２、ヘッダタンク１０４、冷媒容器１０２とヘッ
ダタンク１０４の内部同士を連通するように設けられた
チューブ１０３、およびこのチューブ１０３間に設けら
れた放熱フィン１０５とにより構成されている。なお、
図９において、チューブ１０３間１箇所のみに放熱フィ
ン１０５を図示し、他のチューブ間の放熱フィンの図示
を省略している。

【０００４】図１０は、図９に示す沸騰冷却装置１０１
のＥ−Ｅ線断面図である。図１０に示すように、チュー
ブ１０３は、内部に冷媒を流通する複数の孔１０３ａが
形成されている多孔偏平チューブである。

【０００５】そして、図９および図１０に示すように冷
媒容器１０２の外側面に取り付けられた発熱体６を冷却
するときには、冷媒容器１０２内に貯留された冷媒が発
熱体６の熱を受けて沸騰気化し、その冷媒蒸気をチュー
ブ１０３およびヘッダタンク１０４内に循環する。この
とき、チューブ１０３に対し一方向から送風される冷却
風との熱交換により、チューブ１０３の孔１０３ａ内に
おいて冷媒蒸気を冷却し、凝縮させるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、発熱体６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１０１のチューブ１０３等からなる放熱部面積
を拡大することでまかなうことが可能となるが、発熱体
６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。

【０００７】そこで、本発明者は発熱体６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１０１においては、一方向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。

【０００８】また、中央部のチューブ１０３の孔１０３
ａ内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、一部が液冷媒になるので、図１０に示すよう
に、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１０１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。

【０００９】本発明は、上記点を鑑みてなされたもので
あって、冷媒の循環を更にスムースにして、体格を大き
くすることなく冷却性能を向上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。

【００１０】

【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、一面に発熱体（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）の発熱体（６）
の取付面に対向する面に略直立して組み付けられ、それ
ぞれの内部に冷媒を流通する複数の孔（３ａ、３ｂ）が
形成さ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）から、
放熱部（３、５）に対し一方向から送風される冷却風に
放出して発熱体（６）を冷却する沸騰冷却装置（１）で
あって、複数の孔（３ａ、３ｂ）は、冷却風の風上側に
配置された第１の孔（３ａ）と、冷却風の風下側に配置
された第２の孔（３ｂ）とからなり、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）は、沸騰領域
（６１）で蒸発気化した冷媒を第２の孔（３ｂ）に流入
させる冷媒循環制御手段（２４３）を備えることを特徴
としている。

【００１１】これによると、冷媒容器（２）内の沸騰領
域（６１）で沸騰しガス化した冷媒は、チューブ（３）
の風下側の第２の孔（３ｂ）内に流入して、ヘッダタン
ク（４）に向けて通過する。このとき、第２の孔（３
ｂ）の周辺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、冷媒通過時の流通抵抗を低減できる。

【００１２】また、この冷媒がヘッダタンク（４）から
冷媒容器（２）に戻る際には、冷却風の風上側に位置す
る第１の孔（３ａ）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。
したがって、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）の体格を大きくすることなく冷却性
能を向上することができる。

【００１３】また、請求項２に記載の発明では、冷媒容
器（２）は、沸騰領域（６１）と第１の孔（３ａ）とを
連通する第１の冷媒流路（１１）と、沸騰領域（６１）
と第２の孔（３ｂ）とを連通する第２の冷媒流路（１
２）とを備え、冷媒循環制御手段（２４３）は、第１の
冷媒流路（１１）と第２の冷媒流路（１２）とを分離す
るように仕切るとともに、第１の冷媒流路（１１）が第
２の冷媒流路（１２）より流路長さが長くなるように形
成する冷媒循環制御部（２４３）であることを特徴とし
ている。

【００１４】これによると、請求項１に記載の発明のよ
うに、冷媒容器（２）内において沸騰領域（６１）で蒸
発気化した冷媒を、第２の孔（３ｂ）に流入させる構成
を容易に形成できる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明では、複数本
のチューブ（３）は、第１の孔（３ａ）が形成されてい
る部分よりも第２の孔（３ｂ）が形成されている部分の
方が冷媒容器（２）内に長く延設されていることを特徴
としている。

【００１６】これによると、第１の冷媒流路（１１）と
第２の冷媒流路（１２）とを分離する構成を形成しやす
い。

【００１７】また、請求項４に記載の発明では、第２の
孔（３ｂ）は、冷媒容器（２）の沸騰領域（６１）内に
開口していることを特徴としている。

【００１８】これによると、沸騰領域（６１）で蒸発気
化した冷媒を第２の孔（３ｂ）に流入させやすい。

【００１９】また、請求項５に記載の発明では、冷媒容
器（２）は、複数のプレート部材（２１、２２、２３、
２４、２５、２６）を積層配置して形成されていること
を特徴としている。

【００２０】これによると、複数のプレート部材（２
１、２２、２３、２４、２５、２６）を積層すること
で、冷媒循環制御手段（２４３）を備える冷媒容器
（２）を容易に構成することができる。

【００２１】また、請求項６に記載の発明では、ヘッダ
タンク（４）は、複数のプレート部材（４１、４２、４
３、４４）を積層配置して形成されていることを特徴と
している。

【００２２】これによると、複数のプレート部材（４
１、４２、４３、４４）を積層することで、ヘッダタン
ク（４）を容易に構成することができる。

【００２３】また、請求項７に記載の発明では、放熱部
（３、５）は複数本のチューブ（３）間に、放熱フィン
（５）を備えることを特徴としている。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】

【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。

【００２７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態の沸騰冷却装置の概略構造を示す側面図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

【００２８】図１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。

【００２９】本実施形態の沸騰冷却装置１は、冷媒容器
２の発熱体６取付面が下方となるように配置して（所謂
ボトムヒートで）使用するに好適なものである。なお、
図１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箇所のチューブ間では図示を省略してい
る。

【００３０】以下の説明において、冷媒容器２に対する
発熱体６の取付け範囲を取付面に垂直方向（図１中上下
方向）の冷媒容器２内取付面側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。

【００３１】図１および図２に示すように、冷媒容器２
は、取付面側のプレート部材である受熱プレート２１、
取付面とは反対側の最外部に配置されるプレート部材で
ある放熱プレート２６、および受熱プレート２１と放熱
プレート２６との間に積層される４枚のプレート部材で
ある中間プレート２２、２３、２４、２５により構成さ
れている。

【００３２】また、ヘッダタンク４は、冷媒容器２を構
成する受熱プレート２１と同一構造のプレート部材であ
る外側プレート４１、冷媒容器２を構成する放熱プレー
ト２６と同一構造のプレート部材である外側プレート４
４、および２枚の外側プレート４１、４４の間に積層さ
れる２枚のプレート部材である中間プレート４２、４３
により構成されている。

【００３３】受熱プレート２１、放熱プレート２６、中
間プレート２２、２３、２４、２５および外側プレート
４１、４４、中間プレート４２、４３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および外側プレート４１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〜
２６、４２〜４４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。

【００３４】図３は、冷媒容器２の積層構造を示す説明
図である。

【００３５】図３に示すように、放熱プレート２６に
は、スリット状の開口部２６１が複数形成されている。
開口部２６１は後述するチューブ３が差し込まれる挿入
孔である。なお、中間プレート２２、２３、２４、２
５、４２、４３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。

【００３６】図１および図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冷媒通路となる
複数の孔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２１〜２６、４１〜４４、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。

【００３７】図２に断面構造を示すように、チューブ３
には、沸騰冷却装置１に冷却風が送風されたときに、冷
却風の風上となる側に複数（本例では４つ）の第１の孔
３ａが、冷却風の風下となる側に複数（本例では５つ）
の第２の孔３ｂが形成されている。そして、チューブ３
は、第１の孔３ａが形成されている部分よりも第２の孔
３ｂが形成されている部分の方が図中下方に長くなって
おり、第２の孔３ｂが形成されている部分は、後述する
中間プレート２４の開口部２４１にまで挿入されるよう
になっている。

【００３８】図３において、受熱プレート２１および中
間プレート２２の、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２
２には、図中上下方向に延びる複数のスリット状の開口
部２２１が形成されている。また、中間プレート２３に
は、図中左右方向に延びる複数のスリット状の開口部２
３１が形成されている。

【００３９】さらに、中間プレート２４には、図中左右
方向に延びる複数のスリット状の開口部２４１と、図中
左端側に図中上下方向に延びる幅広スリット状の開口部
２４２が形成されている。開口部２４１と開口部２４２
との間には、両者を離設するように遮断部２４３が形成
されている。また、中間プレート２５には、図中左右方
向に延びる複数のスリット状の開口部２５１が形成され
ている。なお、開口部２３１、２４１、２５１は、開口
部２６１に対応した位置に形成されている。

【００４０】そして、６枚のプレート２１〜２６が積層
一体化すると、冷媒容器２内において、開口部２３１の
図中左側部、開口部２４２および開口部２５１の図中左
側部により沸騰領域６１とチューブ３の第１の孔３ａと
が連通する。また、開口部２３１の中央部により、沸騰
領域６１とチューブ３の第２の孔３ｂとが連通する。こ
こで、開口部２３１の図中左側部、開口部２４２および
開口部２５１の図中左側部からなる構成が本実施形態に
おける第１の冷媒流路１１（図２に図示）であり、開口
部２３１の中央部が本実施形態における第２の冷媒流路
１２（図２に図示）である。

【００４１】一方、ヘッダタンク側において、詳細な図
示は省略しているが、図２に示すように、中間プレート
４３には、外側プレート４４にチューブ３が組み付けら
れる位置に対応して、複数のスリット状の開口部４３１
が設けられ、中間プレート４２には、開口部４３１に直
交するように複数のスリット状の開口部４２１が設けら
れている。そして、４枚のプレート４１〜４４が積層一
体化すると、ヘッダタンク４内において、開口部４２１
および開口部４３１により複数のチューブ３の孔３ａ、
３ｂ間が連通するようになっている。

【００４２】上述の各部材を積層し、これらを一体化し
た沸騰冷却装置１においては、図２に示すように、第１
の冷媒流路１１と第２の冷媒流路１２とは、冷媒容器２
内において、遮断部２４３およびチューブ３の第１の孔
３ａと第２の孔３ｂとの隔壁により分離して形成されて
いる。また、遮断部２４３が、第１の孔３ａの下方側に
水平方向（図中左右方向）に張り出すように形成されて
いるので、第１の冷媒流路１１は、第２の冷媒流路１２
より流路長さが非常に長くなっている。

【００４３】また、複数のチューブ３は、冷媒容器２の
沸騰領域６１に対し、前述の冷却風の風上側にオフセッ
ト配置されており、中央部に配置されたチューブ３の第
２の孔３ｂは、沸騰領域６１内（沸騰領域６１の直上）
に下端部を開口している。

【００４４】本実施形態では、上述の各プレート２１〜
２６、４１〜４４に設けられたスリット等は、プレス加
工により形成した。プレス加工以外に、切削加工、エッ
チング加工等により形成することも可能である。なお、
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。また、冷媒
として、本例ではフロンが用いられる。

【００４５】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。

【００４６】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の第２
の孔３ｂ内へ流れ込む。冷媒容器２から第２の孔３ｂへ
流れ込んだ冷媒は、ヘッダタンク４内を通過してチュー
ブ３の第１の孔３ａから冷媒容器２内へ戻る。

【００４７】沸騰領域６１において蒸発気化したガス冷
媒は、流路長さが極めて短い第２の冷媒流路１２から第
２の孔３ｂに流入し、流路長さが長い第１の冷媒流路１
１を逆流して第１の孔３ａに流入することはない。第１
の冷媒流路１１と第２の冷媒流路１２とを分離形成して
いる中間プレート２４の遮断部２４３が、本実施形態の
冷媒循環制御部であり冷媒循環制御手段である。

【００４８】上述のように流れる冷媒は、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。

【００４９】上述の構成および作動によれば、冷媒容器
２内の沸騰領域６１で沸騰しガス化した冷媒は、チュー
ブ３の風下側の第２の孔３ｂ内に流入して、ヘッダタン
ク４に向けて上昇する。このとき、第２の孔３ｂの周辺
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。

【００５０】また、この冷媒がヘッダタンク４から冷媒
容器２に戻る際には、冷却風の風上側に位置する第１の
孔３ａ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。したがって、
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の体格を大きくすることなく冷却性能を向上すること
ができる。

【００５１】また、冷媒容器２を６枚のプレート２１〜
２６により構成しているので、上記のような冷媒循環の
制御を遮断部２４３というシンプルな構成で容易に形成
することができる。さらに、チューブ３の冷媒容器２内
の端部は、第１の孔３ａ端部よりも第２の孔３ｂ端部が
沸騰領域６１に近い下方部にあるため、上記の冷媒循環
制御構成を形成しやすい。

【００５２】また、チューブ３は、沸騰領域６１に対し
風上側にオフセット配置され、第２の孔３ｂが沸騰領域
６１の直上に配置されているので、沸騰領域６１で蒸発
気化した冷媒を第２の孔３ｂに確実に流入させることが
できる。

【００５３】また、ヘッダタンク４を４枚のプレート４
１〜４４により構成しているので、製造が容易である。

【００５４】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
について、図４〜図８に基づいて説明する。

【００５５】本第２の実施形態の沸騰冷却装置１は、図
４に示すように、冷媒容器２の発熱体６取付面が側方と
なるように配置して（所謂サイドヒートで）使用するに
好適なものであり、前述の第１の実施形態と比較して、
冷媒容器２の構造が若干異なる。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。

【００５６】図４は、本第２の実施形態の沸騰冷却装置
の概略構造を示す側面図であり、図５は、冷媒容器２の
積層構造を示す説明図である。また、図６は、図４のＢ
−Ｂ線断面図であり、図７は、図６のＣ−Ｃ線断面図、
図８は、図６のＤ−Ｄ線断面図である。

【００５７】図５に示すように、本実施形態の冷媒容器
２を構成する中間プレート２４Ａには、図中中央部から
上方側に複数（本例では５つ）の開口部２４１が形成さ
れており、開口部２４１より図中下方側には遮断部２４
３Ａが形成されている。

【００５８】また、冷媒容器２とヘッダタンク４とを連
通する７本のチューブのうち、上側の５本のチューブ３
は、図７に示すように、第１の実施形態のチューブ３と
同一の構造であり、下側の２本のチューブ３１は、図８
に示すように、内部に形成された孔３１ａの長さはすべ
て同一となっている。ちなみに、孔３１ａの長さは、第
１の孔３ａの長さと同一である。

【００５９】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。

【００６０】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の第２
の孔３ｂ内へ流れ込む。冷媒容器２から第２の孔３ｂへ
流れ込んだ冷媒は、ヘッダタンク４内を通過してチュー
ブ３の第１の孔３ａおよびチューブ３１の孔３１ａから
冷媒容器２内へ戻る。

【００６１】沸騰領域６１において蒸発気化したガス冷
媒は、流路長さが極めて短い第２の冷媒流路１２から第
２の孔３ｂに流入し、流路長さが長い第１の冷媒流路１
１を逆流して第１の孔３ａに流入することはない。ま
た、本実施形態の沸騰冷却装置１はサイドヒートの姿勢
で使用され、内部の下方側には液冷媒が溜まっていると
ともに、遮断部２４３Ａによって沸騰領域６１と孔３１
ａを連通する冷媒流路が長くなるように形成されている
ため、沸騰領域６１において蒸発気化したガス冷媒が逆
流し孔３１ａに流入することはない。

【００６２】したがって、中間プレート２４の遮断部２
４３および遮断部２４３Ａが、本実施形態の冷媒循環制
御部であり冷媒循環制御手段である。

【００６３】上述のように流れる冷媒は、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。

【００６４】チューブ３、３１内の冷媒の流れを詳述す
ると、冷媒容器２内の沸騰領域６１で蒸発気化したガス
冷媒は、図６に示す２点鎖線で囲まれた範囲７０内にあ
る第２の孔３ｂ内をヘッダタンク４に流れる。そしてヘ
ッダタンク４に流入した冷媒は、２点鎖線で囲まれた範
囲７１内にある第１の孔３ａおよび孔３１ａを冷媒容器
２に還流する。

【００６５】第２の孔３ｂ内でガス冷媒の極一部は凝縮
して液冷媒となる。第２の孔３ｂ内で凝縮しなかったガ
ス冷媒は第１の孔３ａ内を流れ、凝縮して液冷媒となり
冷媒容器２に戻る。第２の孔３ｂ内で凝縮した液冷媒の
大部分は孔３１ａを流れ冷却されながら冷媒容器２に戻
る。

【００６６】上述の構成および作動によれば、冷媒容器
２内の沸騰領域６１で沸騰しガス化した冷媒は、チュー
ブ３の風下側の第２の孔３ｂ内に流入して、ヘッダタン
ク４に向けて流れる。このとき、第２の孔３ｂの周辺に
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、冷媒通過時の流通抵抗を低減できる。

【００６７】また、この冷媒がヘッダタンク４から冷媒
容器２に戻る際には、冷却風の風上側に位置する第１の
孔３ａ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。したがって、
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の体格を大きくすることなく冷却性能を向上すること
ができる。

【００６８】また、冷媒容器２を６枚のプレート２１〜
２６により構成しているので、上記のような冷媒循環の
制御を遮断部２４３および遮断部２４３Ａというシンプ
ルな構成で容易に形成することができる。さらに、チュ
ーブ３の冷媒容器２内の端部は、第１の孔３ａ端部より
も第２の孔３ｂ端部が沸騰領域６１に近い下方部にある
ため、上記の冷媒循環制御構成を形成しやすい。

【００６９】また、チューブ３は、沸騰領域６１に対し
風上側にオフセット配置され、第２の孔３ｂが沸騰領域
６１の直上に配置されているので、沸騰領域６１で蒸発
気化した冷媒を第２の孔３ｂに確実に流入させることが
できる。

【００７０】また、ヘッダタンク４を４枚のプレート４
１〜４４により構成しているので、製造が容易である。

【００７１】（他の実施形態）上記各実施形態におい
て、冷媒容器２は、図３に示す形状の６枚のプレート２
１〜２６により構成されていたが、沸騰領域６１におい
て蒸発気化したガス状冷媒が風下側の第２の孔３ｂに流
入し、風上側の第１の孔３ａに流入し難い構造であれ
ば、これに限定されるものではない。

【００７２】また、上記各実施形態において、チューブ
３は、第１の孔３ａと第２の孔３ｂとが一列に並設され
た偏平チューブであったが、これに限定されるものでは
ない。例えば、風上側に第１の孔３ａが２列に並び、風
下側に第２の孔３ｂが２列に並んだチューブであっても
かまわない。

【００７３】また、上記各実施形態において、チューブ
３は、第１の孔３ａが形成されている部分よりも、第２
の孔３ｂが形成されている部分の方が、冷媒容器２内に
長く延設されるようになっていたが、第１の冷媒流路１
１と第２の冷媒流路１２とが分離されていれば、これに
限定されるものではない。例えば、チューブ３の長さは
部位によらず同一とし、中間プレート２５の開口部２５
１において、第１の孔３ａと第２の孔３ｂとの隔壁に対
応する位置に仕切りを設けたものであってもよい。

【００７４】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における沸騰冷却装置
の概略構造を示す側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態における冷媒容器の積
層構造を示す説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態における沸騰冷却装置
の概略構造を示す側面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態における冷媒容器の積
層構造を示す説明図である。

【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】図６のＤ−Ｄ断面図である。

【図９】従来の沸騰冷却装置の概略構造を示す側面図で
ある。

【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図である。

【符号の説明】

１沸騰冷却装置２冷媒容器３チューブ（放熱部の一部）３ａ第１の孔３ｂ第２の孔４ヘッダタンク５放熱フィン（放熱部の一部）６発熱体１１第１の冷媒流路１２第２の冷媒流路２１受熱プレート（プレート部材）２２、２３、２４、２４Ａ、２５中間プレート（プレ
ート部材）２６放熱プレート（プレート部材）３１チューブ（放熱部の一部）３１ａ孔４１、４４外側プレート（プレート部材）４２、４３中間プレート（プレート部材）６１沸騰領域２４３、２４３Ａ遮断部（冷媒循環制御手段、冷媒循
環制御部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０１Ｌ 23/46 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一面に発熱体（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）の前記発熱体（６）の取付面に対向する面に略直
立して組み付けられ、それぞれの内部に冷媒を流通する
複数の孔（３ａ、３ｂ）が形成さ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）から、前記放熱部（３、
５）に対し一方向から送風される冷却風に放出して前記
発熱体（６）を冷却する沸騰冷却装置（１）であって、前記複数の孔（３ａ、３ｂ）は、前記冷却風の風上側に
配置された第１の孔（３ａ）と、前記冷却風の風下側に
配置された第２の孔（３ｂ）とからなり、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）は、前記沸騰領域（６１）で蒸発気
化した冷媒を前記第２の孔（３ｂ）に流入させる冷媒循
環制御手段（２４３）を備えることを特徴とする沸騰冷
却装置。
【請求項２】前記冷媒容器（２）は、前記沸騰領域
（６１）と前記第１の孔（３ａ）とを連通する第１の冷
媒流路（１１）と、前記沸騰領域（６１）と前記第２の
孔（３ｂ）とを連通する第２の冷媒流路（１２）とを備
え、前記冷媒循環制御手段（２４３）は、前記第１の冷媒流
路（１１）と前記第２の冷媒流路（１２）とを分離する
ように仕切るとともに、前記第１の冷媒流路（１１）が
前記第２の冷媒流路（１２）より流路長さが長くなるよ
うに形成する冷媒循環制御部（２４３）であることを特
徴とする請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】前記複数本のチューブ（３）は、前記第
１の孔（３ａ）が形成されている部分よりも前記第２の
孔（３ｂ）が形成されている部分の方が前記冷媒容器
（２）内に長く延設されていることを特徴とする請求項
２に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】前記第２の孔（３ｂ）は、前記冷媒容器
（２）の前記沸騰領域（６１）内に開口していることを
特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記
載の沸騰冷却装置。
【請求項５】前記冷媒容器（２）は、複数のプレート
部材（２１、２２、２３、２４、２５、２６）を積層配
置して形成されてい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】前記ヘッダタンク（４）は、複数のプレ
ート部材（４１、４２、４３、４４）を積層配置して形
成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５
のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項７】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６のいずれか１つに記
載の沸騰冷却装置。