JP2007221153A - Heat sink cooling device - Google Patents
Heat sink cooling device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007221153A JP2007221153A JP2007080683A JP2007080683A JP2007221153A JP 2007221153 A JP2007221153 A JP 2007221153A JP 2007080683 A JP2007080683 A JP 2007080683A JP 2007080683 A JP2007080683 A JP 2007080683A JP 2007221153 A JP2007221153 A JP 2007221153A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- cooling device
- heat
- fins
- heating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の直線フィンを備えたヒートシンクに発熱体を配したヒートシンク冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a heat sink cooling apparatus in which a heating element is arranged on a heat sink having a plurality of straight fins.
図4、及び図5は、それぞれ従来のヒートシンク冷却装置の構成例を示す断面図で、それぞれの図の(a)は冷却媒体の流れ方向に沿って切断した縦断面を、また(b)は同図(a)における矢視Aの断面を示す。 4 and 5 are cross-sectional views showing examples of the configuration of the conventional heat sink cooling device, where (a) in each figure shows a longitudinal section cut along the flow direction of the cooling medium, and (b) shows The cross section of the arrow A in the figure (a) is shown.
図4、及び図5において、1は直線フィン、2は複数の直線フィン1を配したヒートシンク、3は素子などの発熱体、4は軸流タイプのファン、5はこれらからなるヒートシンク冷却装置である。
4 and 5, 1 is a linear fin, 2 is a heat sink having a plurality of
図4に示すヒートシンク冷却装置5では、複数の直線フィン1を備えたヒートシンク2に発熱体3を配し、直線フィン1の長手方向の冷却媒体上流側に、軸流タイプのファン4を配しており、ファン4からの旋回成分を伴った流れが直線フィン1に流入する。発熱体3から熱は伝導により直線フィン1に伝わり、フィン1間を流れる空気に熱伝達する。
In the heat
また、図5に示すヒートシンク冷却装置5では、複数の直線フィン1を備えたヒートシンク2に発熱体3を配し、直線フィン1の長手方向の冷却媒体下流側に、軸流タイプのファン4を配しており、ファン4の作用により冷却空気が直線フィン1に流入する。発熱体3から熱は伝導により直線フィン1に伝わり、フィン1間を流れる空気に熱伝達する。
Further, in the heat
なお、このような、複数の直線フィンを備えたヒートシンクに発熱体を配し、直線フィンの長手方向の冷却媒体上流側に、ファンを配したヒートシンク冷却装置は、例えば特許文献1にも記載されている。
上述のようなヒートシンク冷却装置において、IBGTなどの素子発熱体の発熱密度は年々上昇しており、従来の構造では素子の温度が許容温度を上回ってしまう可能性が生じてきた。よって複数の直線フィンを備えたヒートシンクに発熱体を配した冷却装置において、その冷却能力を向上させ、素子の温度を許容温度以下に抑える必要がある。 In the heat sink cooling device as described above, the heat generation density of element heating elements such as IBGT is increasing year by year, and there is a possibility that the element temperature may exceed the allowable temperature in the conventional structure. Therefore, in a cooling device in which a heating element is arranged on a heat sink having a plurality of straight fins, it is necessary to improve the cooling capacity and to keep the temperature of the element below an allowable temperature.
そこで、本発明は、冷却能力を向上させたヒートシンク冷却装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat sink cooling device with improved cooling capacity.
本発明は、複数のピンフィンを備えたヒートシンクに発熱体を配したヒートシンク冷却装置において、ピンフィンの流入側の上流に、ピンフィンの高さ方向に対し略垂直に、別のフィンを発熱体に向けて配したことを特徴とする。 The present invention relates to a heat sink cooling device in which a heating element is arranged on a heat sink provided with a plurality of pin fins, and the other fin is directed to the heating element upstream of the inflow side of the pin fins and substantially perpendicular to the height direction of the pin fins. It is characterized by having arranged.
このように、ピンフィンの流入側の上流に、ピンフィンの高さ方向に対し略垂直に、別のフィンを発熱体に向けて配することにより、別のフィンから流出する流体は、発熱体を配したヒートシンクのピンフィン間を斜めに流入し、ピンフィン下流側で渦を生じながら、ピンフィン根元部に斜めに衝突する。このためピンフィン根元部の境界層厚さが薄くなり熱伝達率が増加する。従って、冷却能力を向上させることができる。 In this way, by arranging another fin toward the heating element upstream of the inflow side of the pin fin, substantially perpendicular to the height direction of the pin fin, the fluid flowing out from the other fin can arrange the heating element. It flows diagonally between the pin fins of the heat sink, and collides with the pin fin base portion diagonally while generating a vortex on the downstream side of the pin fin. For this reason, the boundary layer thickness of the pin fin base portion is reduced, and the heat transfer coefficient is increased. Therefore, the cooling capacity can be improved.
本発明によれば、発熱体及びヒートシンクを有するヒートシンク冷却装置においてフィン表面の熱伝達が増加し、冷却能力を強化することができ、またヒートシンク冷却装置をコンパクトにすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the heat sink cooling device which has a heat generating body and a heat sink, the heat transfer of a fin surface increases, a cooling capability can be strengthened, and a heat sink cooling device can be made compact.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図において、同符号は同一部分または対応部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the same symbols indicate the same or corresponding parts.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るヒートシンク冷却装置の構成を示す断面図で、同図(a)は冷却媒体の流れ方向に沿って切断した縦断面を、同図(b)は同図(a)における矢視Aの断面を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the heat sink cooling device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a longitudinal cross section cut along the flow direction of the cooling medium, and FIG. The cross section of the arrow A in the figure (a) is shown.
図1に示すように、この実施形態は、パワー半導体素子を搭載したパワーエレクトロニクス機器などのヒートシンク冷却装置5に、複数のピンフィン11を備えたヒートシンク2に発熱体3を配する。複数のピンフィン11の一端11aの側に、1つもしくは複数の軸流タイプもしくは斜流タイプのファン4が配されている。複数のピンフィン11の反対側の一端11bの側に、ピンフィン11の高さ方向に対し略垂直に、平行に配列された複数の別の直線フィン(以下、ルーバと称する)6を発熱体3の方に向けて配する。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, a
この構造において、ヒートシンク冷却装置5の空気流入口5aからの空気はルーバ6の間に沿って流れ、発熱体3の方に向いてピンフィン11に斜めに流入する。流れはピンフィン11の下流側で渦を生じながら、発熱体3の近傍のフィン根元部11cに衝突する。これにより境界層が薄くなり、熱伝達率がアップする。これらより、ヒートシンク2の冷却性能が向上し、発熱体3をより低い温度に冷却できるようになる。
In this structure, the air from the air inlet 5 a of the heat
(第2の実施形態)
図2は本発明の第2の実施形態に係るヒートシンク冷却装置の構成を示す断面図で、同図(a)は冷却媒体の流れ方向に沿って切断した縦断面を、同図(b)は同図(a)における矢視Aの断面を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the heat sink cooling device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) is a longitudinal cross section cut along the flow direction of the cooling medium, and FIG. The cross section of the arrow A in the figure (a) is shown.
図2に示すように、この第2の実施形態は、上述の第1の実施形態において、ピンフィン11とルーバ6の間にルーバのピッチと略同等の隙間7を設けたものである。これにより、冷却空気はルーバ6から流入する他に、該隙間7から流入するため、第1の実施形態より流量が増え、ピンフィン11を通過する流速が大きくなり、ピンフィンの表面、ピンフィン根元部の熱伝達率が増加する。
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, a gap 7 substantially equal to the pitch of the louver is provided between the
(第3の実施形態)
図3は本発明の第3の実施形態に係るヒートシンク冷却装置の構成を示す断面図で、同図(a)は冷却媒体の流れ方向に沿って切断した縦断面を、同図(b)は同図(a)における矢視Aの断面を示す。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a heat sink cooling device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a longitudinal cross section cut along the flow direction of the cooling medium, and FIG. The cross section of the arrow A in the figure (a) is shown.
図3に示すように、この第3の実施形態は、上述の第1の実施形態において、ルーバ6を発熱体に取り付けた面に対し略45°以下の角度γで発熱体に向けて配する(このように発熱体取り付け面に対し略45°以下の角度γで発熱体3に向けて配したルーバを図3において、6cで示す)。これにより、通風抵抗が小さくなり流体流量が増え、ピンフィン11の表面、ピンフィン根元部の熱伝達率が増加する。
As shown in FIG. 3, in the third embodiment, in the first embodiment described above, the
(第4の実施形態)
次に本発明の第4の実施形態について説明する。この第4の実施形態は、上述の第1の実施形態から第3の実施形態までのいずれかのヒートシンク冷却装置を備えたパワーエレクトロニクス装置である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment is a power electronics device including any one of the heat sink cooling devices from the first embodiment to the third embodiment described above.
パワーエレクトロニクス装置において、上述のような構成のヒートシンク冷却装置を備えることにより、冷却能力を向上させることができるので、パワーエレクトロニクス装置を小形化することができる。 In the power electronics device, since the cooling capacity can be improved by providing the heat sink cooling device having the above-described configuration, the power electronics device can be miniaturized.
(第5の実施形態)
この第5の実施形態は、第1の実施形態から第3の実施形態までのいずれかのヒートシンク冷却装置において、ルーバ6、6cのいずれかをパワーエレクトロニクス装置の筐体の流入口のルーバとし、ルーバが斜め上を向くように、ヒートシンク2のピンフィン11の根元部が上側、ヒートシンク2のピンフィン11の先端部が下側になるように配することにより、防滴構造となり、筐体内に水滴が流入しにくくなる。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, in any one of the heat sink cooling devices from the first embodiment to the third embodiment, any one of the
1…直線フィン
2…ヒートシンク
3…発熱体
4…ファン
5…ヒートシンク冷却装置
6、6c…別の直線フィン(ルーバ)
11…ピンフィン
DESCRIPTION OF
11 ... pin fin
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007080683A JP4135960B2 (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Heat sink cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007080683A JP4135960B2 (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Heat sink cooling device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003067484A Division JP4135904B2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Heat sink cooling device and power electronics device having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007221153A true JP2007221153A (en) | 2007-08-30 |
JP4135960B2 JP4135960B2 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=38498015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007080683A Expired - Fee Related JP4135960B2 (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Heat sink cooling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4135960B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014165378A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling device and electronic apparatus |
DE102016102832A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Rehm Gmbh & Co. Kg | Device comprising a power part comprising a power electronics and a housing surrounding this, in particular welding device, and housing for a welding device |
US11018076B2 (en) | 2018-04-02 | 2021-05-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Cooling apparatus, semiconductor module, and vehicle |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4853282B2 (en) | 2006-12-28 | 2012-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | Braking device for vehicle |
-
2007
- 2007-03-27 JP JP2007080683A patent/JP4135960B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014165378A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling device and electronic apparatus |
DE102016102832A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Rehm Gmbh & Co. Kg | Device comprising a power part comprising a power electronics and a housing surrounding this, in particular welding device, and housing for a welding device |
US11018076B2 (en) | 2018-04-02 | 2021-05-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Cooling apparatus, semiconductor module, and vehicle |
US11538736B2 (en) | 2018-04-02 | 2022-12-27 | Fuji Electric Co., Ltd. | Cooling apparatus, semiconductor module, and vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4135960B2 (en) | 2008-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4532422B2 (en) | Heat sink with centrifugal fan | |
JP2008140802A (en) | Heat sink | |
JP5078872B2 (en) | Heat sink with centrifugal fan | |
JP2011091301A (en) | Liquid cooling type cooling device | |
JP7081203B2 (en) | Radiation fin structure and cooling structure of electronic board using this | |
JP5567076B2 (en) | Radiator | |
JP4135960B2 (en) | Heat sink cooling device | |
JP2008288330A (en) | Semiconductor device | |
JP2016207928A (en) | Heat sink for cooling multiple heating components | |
JP2013165298A (en) | Liquid cooling device | |
JP2009277699A (en) | Heat sink, heat sink assembly, semiconductor module, and semiconductor device with cooling device | |
JP6904389B2 (en) | Heat dissipation parts and mounting board | |
JP2010118497A (en) | Heat exchanger equipped with fin with louvers | |
JP4135904B2 (en) | Heat sink cooling device and power electronics device having the same | |
JP2011054778A (en) | Heat exchanger using comb-type radiation unit | |
JP5715352B2 (en) | heatsink | |
JP2014045134A (en) | Flow passage member, heat exchanger using the same, and semiconductor device | |
JP2010093034A (en) | Cooling device for electronic component | |
TWI588437B (en) | Heat dissipator and heat dissipating device | |
JP2006237366A (en) | Heat sink | |
JP2017069522A (en) | Cold plate | |
JP2007005397A (en) | Dissipator unit for electronic part | |
JP4875454B2 (en) | Heat sink with centrifugal fan for heat dissipation | |
JP2016086018A (en) | heat sink | |
JP2004273876A (en) | Heating body cooling device and power electronics device equipped therewith |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080310 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20080528 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080602 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |