JP2005101190A - 沸騰式冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】 第１コア部７１の過冷却部を通過した冷却風を冷却風ガイド９により転向させて第２コア部７２の凝縮部側に供給する。これにより、第１コア部７１の凝縮部を通過後の冷却風に比べて温度の低い冷却風、つまり第１コア部７１の過冷却部を通過した冷却風を第２コア部７２の凝縮部側に供給することとなる。したがって、第２コア部７２の凝縮部には、温度の低い冷却風が供給されることとなるので、第２コア部７２における放熱能力を上記試作検討品より高めることができ、沸騰式冷却装置１の放熱能力を向上させることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、発熱体で発生する熱により冷媒を沸騰させて発熱体から吸熱する沸騰式冷却装置に関するもので、中央演算装置（ＣＰＵ）等の電子計算機用の集積回路を冷却するための冷却装置に適用して有効である。

図１は発明者が試作検討した中央演算装置２を冷却するための沸騰式冷却装置１の外観図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

そして、中央演算装置２は稼動時に発熱する電気発熱素子であり、第１冷媒通路３は、図２に示すように、上下方向に延びて中央演算装置２を冷却する冷媒が流通する通路であり、第２冷媒通路４は、第１冷媒通路３と平行に上下方向に延びて第１冷媒通路３の上端側及び下端側で第１冷媒通路３と連通する通路である。

具体的には、第２冷媒通路４を構成する複数本（例えば、５本）のチューブ４ａの長手方向上端側及び下端側に、各チューブ４ａと第１冷媒通路３を構成するプレートチューブ３ａとを連通させる第１、２ヘッダタンク５ａ、５ｂを設けたものである。

なお、第１ヘッダタンク５ａは各チューブ４ａに冷媒を分配供給するもので、第２ヘッダタンク５ｂは各チューブ４ａから流出する冷媒を回収して第１冷媒通路３、つまりプレートチューブ３ａに戻すものである。

また、チューブ４ａは、冷却用流体をなす冷却風の流通方向が長径方向となるように断面が扁平状に形成された管であり、その扁平面には、冷媒と冷却風との熱交換を促進するフィン６が接合されて、チューブ４ａおよびフィン６等からなるコア部７が形成されている。

そして、図１に示すように、プレートチューブ３ａのうち中央演算装置２が接合された面の反対側の面であって、プレートチューブ３ａの図心を挟んで対向する位置に２個のコア部７を配置し、図示しない送風機により２個のコア部７に冷却風を送風するように構成している。

以上に述べた構成において、中央演算装置２が稼動して発熱すると、第１冷媒通路３に存在する液相冷媒は、吸熱部２ａにて加熱されて沸騰し、蒸気冷媒（気相冷媒）となって上方側に移動する。

このとき、気相冷媒が連続的に発生するため、第１ヘッダタンク５ａ内に充満して行き場を失った気相冷媒は、第２冷媒通路４をなすチューブ４ａ内を上方側から下方側に流れ、冷却風にて冷却されて凝縮する。そして、凝縮した液相冷媒は密度が大きくなるので、その自重により下方側に流れていく。

一方、吸熱部２ａでは、連続的に冷媒が気化して液面が低下しようとするものの、前述のごとく、チューブ４ａでは冷媒が凝縮しており、この凝縮した液相冷媒が吸熱部２ａに流れ込むので、冷媒は、吸熱部２ａ→第１ヘッダタンク５ａ→チューブ４ａ→第２ヘッダタンク５ｂ→吸熱部２ａの順に循環する。

つまり、吸熱部２ａにて液相冷媒が沸騰蒸発することにより、中央演算装置２の熱が蒸発潜熱として冷媒に吸熱される。

そして、吸熱チューブ４ａのうち液面より上方側の部位では、気相冷媒が凝縮することにより、中央演算装置２から吸熱した熱が凝縮熱として冷却風に放熱され、一方、吸熱チューブ４ａのうち液面より下方側の部位では、液相冷媒が過冷却されて中央演算装置２から吸熱した熱が液相冷媒の顕熱として冷却風に放熱される。

ところで、中央演算装置２から吸熱した熱が凝縮熱として冷却風に放熱される凝縮部では、中央演算装置２から吸熱した熱が液相冷媒の顕熱として冷却風に放熱される過冷却部に比べて多くの熱が冷却風中に放熱されるので、図３に示すように、凝縮部を通過した冷却風の温度は、過冷却部を通過した冷却風の温度より高くなる。

このとき、上記試作検討に係る沸騰式冷却装置１では、２つのコア部７は、冷却風流れに対して略直列に配置されているので、冷却風流れ上流側に位置するコア部７の凝縮部を通過した冷却風は、冷却風流れ下流側に位置するコア部７の凝縮部に流入する。

このため、冷却風流れ下流側に位置するコア部７の凝縮部には、温度の高い冷却風が供給されることとなるので、冷却風流れ下流側に位置するコア部７での放熱能力が低下してしまい、沸騰式冷却装置１の冷却能力が低下してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な沸騰式冷却装置を提供し、第２には、沸騰式冷却装置の冷却能力を向上させることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内を流れる冷媒は、その長手方向一端側から他端側に流れながら気相状態から液相状態に相変化し、さらに、流体転向ガイド（９）は、第１チューブ（４１ａ）の長手方向他端側を通過した冷却用流体を第２チューブ（４２ａ）の長手方向一端側に向けて転向させるように構成されていることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）の過冷却部を通過した冷却用流体を転向させて第２チューブ（４２ａ）の凝縮部側に供給することとなるので、第２チューブ（４２ａ）の凝縮部に温度の低い冷却用流体を供給することができる。

したがって、第２チューブ（４２ａ）における放熱能力を上記試作検討品より高めることができるので、沸騰式冷却装置の放熱能力を向上させることができる。

請求項２に記載の発明では、発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内を流れる冷媒は、その長手方向一端側から他端側に流れながら気相状態から液相状態に相変化し、さらに、流体転向ガイド（９）は、第１チューブ（４１ａ）の長手方向中間部より長手方向他端側を通過した冷却用流体を第２チューブ（４２ａ）の長手方向中間部より長手方向一端側に向けて転向させるように構成されていることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）の過冷却部を通過した冷却用流体を転向させて第２チューブ（４２ａ）の凝縮部側に供給することとなるので、第２チューブ（４２ａ）の凝縮部に温度の低い冷却用流体を供給することができる。

したがって、第２チューブ（４２ａ）における放熱能力を上記試作検討品より高めることができるので、沸騰式冷却装置の放熱能力を向上させることができる。

請求項３に記載の発明では、冷却用流体が第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の長手方向他端側を流れる際に発生する圧力損失が、冷却用流体が第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の長手方向一端側を流れる際に発生する圧力損失よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）の凝縮部を通過して第２チューブ（４２ａ）の過冷却部に至る冷却風経路における通風抵抗、および第１チューブ（４１ａ）の過冷却部を通過して第２チューブ（４２ａ）の凝縮部に至る冷却用流体経路における抵抗を小さくすることができるので、冷却用流体量を増大させることができ、沸騰式冷却装置の放熱能力を更に向上させることができる。

請求項４に記載の発明では、発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内を流れる冷媒は、その長手方向一端側から他端側に流れながら気相状態から液相状態に相変化し、さらに、流体転向ガイド（９）は、第１チューブ（４１ａ）内において液相冷媒が存在する過冷却領域側を通過した冷却用流体を第２チューブ（４２ａ）内において気相冷媒が存在する凝縮領域側に向けて転向させるように構成されていることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）の過冷却部を通過した冷却用流体を転向させて第２チューブ（４２ａ）の凝縮部側に供給することとなるので、第２チューブ（４２ａ）の凝縮部に温度の低い冷却用流体を供給することができる。

したがって、第２チューブ（４２ａ）における放熱能力を上記試作検討品より高めることができるので、沸騰式冷却装置の放熱能力を向上させることができる。

請求項５に記載の発明では、冷却用流体が第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の過冷却領域側を流れる際に発生する圧力損失が、冷却用流体が第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の凝縮領域側を流れる際に発生する圧力損失よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）の凝縮部を通過して第２チューブ（４２ａ）の過冷却部に至る冷却風経路における通風抵抗、および第１チューブ（４１ａ）の過冷却部を通過して第２チューブ（４２ａ）の凝縮部に至る冷却用流体経路における抵抗を小さくすることができるので、冷却用流体量を増大させることができ、沸騰式冷却装置の放熱能力を更に向上させることができる。

請求項６に記載の発明では、発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、さらに、流体転向ガイド（９）は、第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体を第２チューブ（４２ａ）が存在しない領域側に向けて転向させるとともに、第１チューブ（４１ａ）が存在しない領域を通過した冷却用流体を第２チューブ（４２ａ）側に向けて転向させることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）の冷却用流体流れ下流に位置する第２チューブ（４２ａ）に、第１チューブ（４１ａ）にて加熱されていない温度の低い冷却用流体を供給することが可能となるので、沸騰式冷却装置全体の放熱能力を増大させることができる。

請求項７に記載の発明では、第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内の液面位置が、第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の略下端に位置していることを特徴とする。

これにより、第１チューブ（４１ａ）にて加熱されていない温度の低い冷却用流体を、第２チューブ（４２ａ）の凝縮部に供給することが可能となるので、沸騰式冷却装置全体の放熱能力を増大させることができる。

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る沸騰式冷却装置を中央演算装置（ＣＰＵ）等の電子計算機用の集積回路を冷却するための冷却装置に適用したものである。

なお、図４（ａ）は本実施形態に係る沸騰式冷却装置１の正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の下面図であり、図５は本実施形態において、流体転向ガイドを構成する冷却風ガイド９の斜視図であり、図６は図４のＡ−Ａ断面図である。

以下、本実施形態に係る沸騰式冷却装置１の構成を述べる。

図６中、中央演算装置２は稼動時に発熱する発熱体であり、第１冷媒通路３は、上下方向に延びて中央演算装置２を冷却する冷媒が流通する通路であり、第２冷媒通路４は、第１冷媒通路３と平行に上下方向に延びて第１冷媒通路３の上端側及び下端側で第１冷媒通路３と連通する通路である。

具体的には、第２冷媒通路４を構成する複数本（本実施形態では、５本）のチューブ４ａの長手方向上端側及び下端側に、各チューブ４ａと第１冷媒通路３を構成するプレートチューブ３ａとを連通させる第１、２ヘッダタンク５ａ、５ｂを設けたものである。

なお、第１ヘッダタンク５ａは各チューブ４ａに冷媒を分配供給するもので、第２ヘッダタンク５ｂは各チューブ４ａから流出する冷媒を回収して第１冷媒通路３、つまりプレートチューブ３ａに戻すものである。

また、チューブ４ａは、冷却風の流通方向が長径方向となるように断面が扁平状に形成された管であり、その扁平面には、冷媒と冷却風との熱交換を促進するフィン６が接合されている。

そして、チューブ４ａ、第１、２ヘッダタンク５ａ、５ｂ及びフィン６からなる略矩形状のコア部７の端部のうち、プレートチューブ３ａと反対側には、コア部７を補強する補強プレート８が設けられており、この補強プレート８は、第１、２ヘッダタンク５ａ、５ｂ間を繋ぐ橋のようにチューブ４ａと平行に延びている。

また、プレートチューブ３ａは内部に冷媒通路が形成された略矩形板状のものであり、その図心に相当する部位に、中央演算装置２が密着接合されている。なお、図心とは、平面において、面積モーメントが釣り合う位置を言う。

因みに、本実施形態では、プレートチューブ３ａ、チューブ４ａ、第１、２ヘッダタンク５ａ、５ｂ、フィン６及び補強プレート８を、アルミニウム合金や銅等の熱伝導率の高い金属製とするとともに、これら３ａ、４ａ、５ａ、５ｂ、６、８をろう接にて一体接合している。

ここで、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。

また、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、プレートチューブ３ａのうち中央演算装置２が接合された面の反対側の面であって、プレートチューブ３ａの図心を挟んで対向する位置に同一構造を有する２個のコア部７を配置し、図示しない送風機により２個のコア部７に冷却風を送風する。

なお、以下、冷却風流れ上流側に位置するコア部７を第１コア部７１と表記し、冷却風流れ下流側に位置するコア部７を第１コア部７２と表記し、第１コア部７１のチューブ４ａを第１チューブ４１ａと表記し、第２コア部７２のチューブ４ａを第２チューブ４２ａと表記し、第１、２コア部７１、７２を総称するときはコア部７と表記し、第１、２チューブ４１ａ、４２ａを総称するときはチューブ４ａと表記する。

そして、本実施形態では、図６に示すように、第１冷媒通路３のうち中央演算装置２と冷媒とを熱交換させる吸熱部２ａの中心位置を基準として、所定の上下寸法範囲内に第１冷媒通路３内の冷媒液面が位置するように、冷媒の液面高さｈが吸熱部２ａの位置と略一致するような量の冷媒を沸騰式冷却装置１、つまりコア部７内に封入している。

ここで、吸熱部２ａとは、プレートチューブ３ａのうち中央演算装置２が配置されている部位を言い、本実施形態では、中央演算装置２は第１冷媒通路３のうち上下方向略中央部に配置されている。

なお、コア部７に冷媒を封入する際には、コア部７内を略真空とした状態で所定質量の冷媒を充填することが望ましい。

また、第１、２コア部７１、７２間には、図４（ａ）に示すように、第１チューブ４１ａの中間部より上端側を通過した冷却風を第２チューブ４２ａの中間部より下端側に向けて転向させるとともに、第１チューブ４１ａの中間部より下端側を通過した冷却風を第２チューブ４２ａの中間部より上端側に向けて転向させる冷却風ガイド９が設けられている。

ここで、チューブ４ａの中間部とは、チューブ４ａの長手方向一端（上端）と長手方向他端（下端）との間といった意味であり、チューブ４ａの長手方向中央部のみを意味するものではない。

なお、本実施形態では、第１冷媒通路３または第２冷媒通路４内の液面位置をチューブ４ａの中間部として想定してており、かつ、本実施形態では、冷媒の液面高さｈが吸熱部２ａの位置と略一致するようにしているので、チューブ４ａの中間部は、水平方向において中央演算装置２の位置と一致する。

因みに、冷却風ガイド９は、図５に示すように、略角筒状のダクト９ａ、９ｂの軸方向が互いに略９０°ずれるように交互に積層したものであり、樹脂等の熱伝導率の低い材質で構成することが望ましい。

また、図４（ａ）中、符号９ｃは、冷却風がコア部７を迂回して流れることを防止する樹脂等の断熱性の高い材質からなるシュラウドである。

次に、本実施形態に係る沸騰式冷却装置１の作動を述べる。

第１冷媒通路３に存在する液相冷媒は、吸熱部２ａにて加熱されて沸騰し、蒸気冷媒（気相冷媒）となって上方側に移動する。

このとき、気相冷媒が連続的に発生するため、第１ヘッダタンク５ａ内に充満して行き場を失った気相冷媒は、第２冷媒通路４をなすチューブ４ａ内を上方側から下方側に流れ、冷却風にて冷却されて凝縮する。そして、凝縮した液相冷媒は密度が大きくなるので、その自重により下方側に流れていく。

一方、吸熱部２ａでは、連続的に冷媒が気化して液面が低下しようとするものの、前述のごとく、チューブ４ａでは冷媒が凝縮しており、この凝縮した液相冷媒が吸熱部２ａに流れ込むので、冷媒は、吸熱部２ａ→第１ヘッダタンク５ａ→チューブ４ａ→第２ヘッダタンク５ｂ→吸熱部２ａの順に循環する。

つまり、吸熱部２ａにて液相冷媒が沸騰蒸発することにより、中央演算装置２の熱が蒸発潜熱として冷媒に吸熱される。

そして、吸熱チューブ４ａのうち液面より上方側の部位では、気相冷媒が凝縮することにより、中央演算装置２から吸熱した熱が凝縮熱として冷却風に放熱され、一方、吸熱チューブ４ａのうち液面より下方側の部位では、液相冷媒が過冷却されて中央演算装置２から吸熱した熱が液相冷媒の顕熱として冷却風に放熱される。

このとき、第１コア部７１の凝縮部を通過した冷却風、つまり第１チューブ４１ａ内において気相冷媒が存在する凝縮領域側を通過した冷却風は、冷却風ガイド９により転向させられて第２コア部７２の過冷却部側、つまり第２チューブ４２ａ内において液相冷媒が存在する過冷却領域側に供給される。

一方、第１コア部７１の過冷却部を通過した冷却風、つまり第１チューブ４１ａ内において液相冷媒が存在する過冷却領域側を通過した冷却風は、冷却風ガイド９により転向させられて第２コア部７２の凝縮部側、つまり第２チューブ４２ａ内において液相冷媒が存在する凝縮部側に供給される。

次に、本実施形態の作用効果を述べる。

本実施形態では、第１コア部７１の過冷却部を通過した冷却風を冷却風ガイド９により転向させて第２コア部７２の凝縮部側に供給するので、第１コア部７１の凝縮部を通過後の冷却風に比べて温度の低い冷却風、つまり第１コア部７１の過冷却部を通過した冷却風を第２コア部７２の凝縮部側に供給することとなる。

したがって、第２コア部７２の凝縮部には、温度の低い冷却風が供給されることとなるので、第２コア部７２における放熱能力を上記試作検討品より高めることができ、沸騰式冷却装置１の放熱能力を向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、冷却風がチューブ４ａの長手方向他端側、つまり過冷却部を流れる際に発生する圧力損失が、冷却風がチューブ４ａのの長手方向一端側、つまり凝縮部を流れる際に発生する圧力損失よりも小さくなるようにしたものである。

具体的には、過冷却部におけるフィン６のフィンピッチ寸法を凝縮部におけるフィン６のフィンピッチ寸法より大きくする、または過冷却部のフィン６を廃止する等したものである。

なお、フィンピッチ寸法とは、波状のコルゲートフィンでは、隣り合う折り曲げ部間の距離であり、ピンフィンやプレートフィンでは、隣り合うピンまたはセグメント間の距離である。

これにより、第１コア部７１の凝縮部を通過して第２コア部７２の過冷却部に至る冷却風経路における通風抵抗、および第１コア部７１の過冷却部を通過して第２コア部７２の凝縮部に至る冷却風経路における通風抵抗を小さくすることができるので、冷却風量を増大させることができ、沸騰式冷却装置１の放熱能力を更に向上させることができる。

なお、過冷却部におけるフィン６のフィンピッチ寸法を大きくする、または過冷却部のフィン６を廃止する等すると、過冷却部における放熱効率が低下するものの、図３に示されるように、そもそも過冷却部における放熱量は凝縮部における放熱量に比べて小さいので、過冷却部での通風抵抗を減らして凝縮部を通過する冷却風量を増大させた方が、沸騰式冷却装置１全体の放熱能力を増大させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、図８に示すように、冷却風ガイド９により、第１チューブ４１ａ内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却風を第２チューブ４２ａが存在しない領域側に向けて転向させるとともに、第１チューブ４１ａが存在しない領域を通過した冷却風を第２チューブ４２ａ側に向けて転向させるとともに、液面の位置が第１、２チューブ４１ａ、４２ａの略下端に位置するように冷媒を充填したものである。

換言すれば、冷却風ガイド９により、第１コア部７１を通過した冷却風を第２コア部７２が存在しない領域側に向けて転向させるとともに、第１コア部７１が存在しない領域を通過した冷却風を第２コア部７２側に向けて転向させるとともに、吸熱部２ａの位置が第１、２コア部７１、７２略下端に位置するように冷媒を充填したものである。

これにより、第１コア部７１の冷却風流れ下流に位置する第２コア部７２に、第１コア部７１にて加熱されていない温度の低い冷却風を供給することが可能となるので、沸騰式冷却装置１全体の放熱能力を増大させることができる。

また、吸熱部２ａの位置が第１、２コア部７１、７２略下端に位置するようにして、液面の位置が第１、２コア部７１、７２略下端に位置するようにしているので、第１、２コア部７１、７２全体が凝縮部となる。

したがって、第１コア部７１にて加熱されていない温度の低い冷却風を、第２コア部７２、つまり第２コア部７２の凝縮部に供給することが可能となるので、沸騰式冷却装置１全体の放熱能力を増大させることができる。

なお、本実施形態では、第１、２コア部７１、７２の総放熱面積が第１、２実施形態に比べて小さくなるもの、前述したように、そもそも過冷却部における放熱量は凝縮部における放熱量に比べて小さいので、過冷却部での通風抵抗を減らして凝縮部を通過する冷却風量を増大させた方が、沸騰式冷却装置１全体の放熱能力を増大させることができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、冷媒を水に防錆剤を混合した流体を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、中央演算装置２の冷却に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、コア部７を２個としたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、フィン６を波状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばピンフィン、プレートフィン、オフセットフィン等としてもよい。

また、上述の実施形態では、冷却用流体として空気を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものではればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

沸騰式冷却装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 冷却風空気の温度分布を示す図である。 （ａ）は第１実施形態に係る沸騰式冷却装置の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 実施形態に係る冷却風ガイドの斜視図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 第２実施形態に係る沸騰式冷却装置の正面図である。 第３実施形態に係る沸騰式冷却装置の正面図である。

符号の説明

１…沸騰式冷却装置、９…冷却風ガイド、７１…第１コア部、７２…第２コア部。

Claims (7)

1. 発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて前記発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、
   前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、
   前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内を流れる冷媒は、その長手方向一端側から他端側に流れながら気相状態から液相状態に相変化し、
   さらに、前記流体転向ガイド（９）は、前記第１チューブ（４１ａ）の長手方向他端側を通過した冷却用流体を前記第２チューブ（４２ａ）の長手方向一端側に向けて転向させるように構成されていることを特徴とする沸騰式冷却装置。
2. 発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて前記発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、
   前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、
   前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内を流れる冷媒は、その長手方向一端側から他端側に流れながら気相状態から液相状態に相変化し、
   さらに、前記流体転向ガイド（９）は、前記第１チューブ（４１ａ）の長手方向中間部より長手方向他端側を通過した冷却用流体を前記第２チューブ（４２ａ）の長手方向中間部より長手方向一端側に向けて転向させるように構成されていることを特徴とする沸騰式冷却装置。
3. 冷却用流体が前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の長手方向他端側を流れる際に発生する圧力損失が、冷却用流体が前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の長手方向一端側を流れる際に発生する圧力損失よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰式冷却装置。
4. 発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて前記発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、
   前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、
   前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内を流れる冷媒は、その長手方向一端側から他端側に流れながら気相状態から液相状態に相変化し、
   さらに、前記流体転向ガイド（９）は、前記第１チューブ（４１ａ）内において液相冷媒が存在する過冷却領域側を通過した冷却用流体を前記第２チューブ（４２ａ）内において気相冷媒が存在する凝縮領域側に向けて転向させるように構成されていることを特徴とする沸騰式冷却装置。
5. 冷却用流体が前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の過冷却領域側を流れる際に発生する圧力損失が、冷却用流体が前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の凝縮領域側を流れる際に発生する圧力損失よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の沸騰式冷却装置。
6. 発熱体（２）で発生する熱により冷媒を沸騰させて前記発熱体（２）から吸熱する沸騰式冷却装置であって、
   前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が流れる第１チューブ（４１ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）より冷却用流体流れ下流側に配置され、前記発熱体（２）で発生した熱を吸熱した冷媒が前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と略同一の向きに向かって流れる第２チューブ（４２ａ）と、
   前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体の流通方向を転向させる流体転向ガイド（９）とを備え、
   さらに、前記流体転向ガイド（９）は、前記第１チューブ（４１ａ）内を流れる冷媒と熱交換を終えた冷却用流体を前記第２チューブ（４２ａ）が存在しない領域側に向けて転向させるとともに、前記第１チューブ（４１ａ）が存在しない領域を通過した冷却用流体を前記第２チューブ（４２ａ）側に向けて転向させることを特徴とする沸騰式冷却装置。
7. 前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）内の液面位置が、前記第１、２チューブ（４１ａ、４２ａ）の略下端に位置していることを特徴とする請求項６に記載の沸騰式冷却装置。

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