JP2008281253A - Cooling device - Google Patents

Cooling device Download PDF

Info

Publication number
JP2008281253A
JP2008281253A JP2007124301A JP2007124301A JP2008281253A JP 2008281253 A JP2008281253 A JP 2008281253A JP 2007124301 A JP2007124301 A JP 2007124301A JP 2007124301 A JP2007124301 A JP 2007124301A JP 2008281253 A JP2008281253 A JP 2008281253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous member
refrigerant
heating element
region
cooling device
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007124301A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Tanaka
公司 田中
Kenji Kaneda
謙治 金田
Miyo Mochizuki
美代 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2007124301A priority Critical patent/JP2008281253A/en
Publication of JP2008281253A publication Critical patent/JP2008281253A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve cooling performance of a cooling device by improving discharging efficiency of a vapor-phase refrigerant by increasing the supply of liquid-phase refrigerant, promoting heat diffusion to the inside of a porous member, and encouraging boiling. <P>SOLUTION: A projecting portion 115 is disposed in a region corresponding to a heating element 10, of an inner face 114 of a wall portion 111 constituting a refrigerant tank 110. In fixing the porous member to the refrigerant tank, a part 131 opposed to the projecting portion 115, of the porous member 130 is compressed by the projecting portion 115 to reduce its porosity in comparison with that of the other region. Thus effective heat conductivity of the region 131 opposed to the projecting portion 115 can be increased in comparison with that of the other region, and the heat diffusion to the inside of the porous member 130 from the heating element 10 can be promoted. As the region having the relatively low porosity and the region having relatively high porosity can be formed, the boiling of the liquid-phase refrigerant can be encouraged, the discharging efficiency of the gas-phase refrigerant can be improved, and the supply of liquid-phase refrigerant can be increased. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷媒の気化と液化による潜熱移動によって半導体素子等の発熱体を冷却する冷却装置に関するものである。   The present invention relates to a cooling device that cools a heating element such as a semiconductor element by latent heat transfer caused by vaporization and liquefaction of a refrigerant.

冷媒の気化と液化による潜熱移動によって発熱体を冷却する冷却装置としては、例えば、特許文献1に、内部に液相の冷媒が貯留されるとともに、壁部の外面に発熱体が設置され、壁部の内面に多数の気孔を有する網目構造の多孔質部材が設置され、多孔質部材の毛細管力によって、発熱体に対応する領域に液相の冷媒を輸送する冷媒槽と、発熱体の熱によって気化した冷媒を、液化させた後に冷媒槽に戻す放熱部とを備える構成のものが示されている。   As a cooling device that cools a heating element by latent heat transfer due to vaporization and liquefaction of refrigerant, for example, Patent Document 1 stores a liquid-phase refrigerant inside, and a heating element is installed on the outer surface of a wall portion. A porous member having a mesh structure having a large number of pores on the inner surface of the part is installed, and by a capillary force of the porous member, a refrigerant tank that transports a liquid-phase refrigerant to a region corresponding to the heating element, and a heat of the heating element The thing of the structure provided with the thermal radiation part which returns the vaporized refrigerant to a refrigerant tank after liquefying is shown.

また、特許文献2では、このような構成において、多孔質部材の毛細管力を向上させることによって、冷媒の沸騰を促進するために、多孔質部材として、気孔径が100μm以下で、空隙率が80%以上である多孔質金属を用いる構造が提案されている。
特開2005−268658号公報 特開2006−177582号公報
Moreover, in patent document 2, in order to accelerate | stimulate the boiling of a refrigerant | coolant by improving the capillary force of a porous member in such a structure, as a porous member, a pore diameter is 100 micrometers or less, and the porosity is 80. A structure using a porous metal that is at least% is proposed.
JP 2005-268658 A JP 2006-177582 A

特許文献1に示されている構成の冷却装置は、多孔質部材の内部で液相冷媒が気化、特に沸騰する際の潜熱により、発熱体から除熱する冷却方式のものであり、この冷却方式では、液相冷媒の沸騰が冷却性能に大きく影響する。ここで、多孔質部材の内部での液相冷媒の沸騰には、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域への液相冷媒の供給量、発熱体から多孔質部材内部への熱の伝わりやすさ、沸騰の生じやすさ、発熱体の熱によって気化した冷媒の多孔質部材の内部からの排出量が影響することから、冷却装置の冷却能力を向上させるには、液相冷媒の供給量を増加させること、多孔質部材内部への熱拡散を促進させること、沸騰を生じやすくさせること、気相冷媒の排出性を向上させることのいずれかを満たせばよい。   The cooling device having the configuration shown in Patent Document 1 is a cooling system that removes heat from a heating element by the latent heat generated when a liquid-phase refrigerant is vaporized, particularly boiled, inside a porous member. Then, the boiling of the liquid refrigerant greatly affects the cooling performance. Here, in the boiling of the liquid phase refrigerant inside the porous member, the amount of liquid phase refrigerant supplied to the region corresponding to the heating element in the porous member, the transfer of heat from the heating element to the inside of the porous member In order to improve the cooling capacity of the cooling device, the supply amount of the liquid phase refrigerant is affected by the ease, the ease of boiling, and the amount of refrigerant vaporized by the heat of the heating element from the inside of the porous member. It is only necessary to satisfy one of the following: increasing the thermal conductivity, promoting thermal diffusion into the porous member, facilitating boiling, and improving the discharge performance of the gas-phase refrigerant.

また、これらを同時に満たすときに、冷却装置の冷却性能を最も向上させることができるが、それぞれを満たそうとするときに要求される多孔質部材の厚さ、気孔径、空隙率等の特性が異なるため、多孔質部材全体の特性を一律に規定するだけでは、これらを同時に満たすことは困難である。   Moreover, when satisfying these simultaneously, the cooling performance of the cooling device can be most improved, but characteristics such as the thickness, pore diameter, porosity, etc. of the porous member required to satisfy each of them can be obtained. Since they are different, it is difficult to satisfy them simultaneously only by uniformly defining the characteristics of the entire porous member.

すなわち、多孔質部材の厚みと気孔径については、多孔質部材の液相冷媒の供給量を増加させるには、特許文献2のように、気孔径を小さくして毛細管力を増加させたり、多孔質部材の厚みを増すことで、多孔質部材内を移動する液相冷媒の絶対量を増加させたりする必要があるのに対して、多孔質部材からの気相冷媒の排出性を向上させるには、気相冷媒が排出されやすいように、気孔径を大きくしたり、多孔質部材を薄くする必要がある。また、沸騰を生じやすくさせるためには、沸騰開始の芽となる発泡核の量が増加するように、厚みを増して、多孔質部材の表面積を増加させる必要がある。   That is, regarding the thickness and pore diameter of the porous member, in order to increase the supply amount of the liquid refrigerant of the porous member, as in Patent Document 2, the pore diameter is reduced to increase the capillary force, In order to increase the absolute amount of the liquid-phase refrigerant that moves through the porous member by increasing the thickness of the porous member, it is necessary to improve the discharge performance of the gas-phase refrigerant from the porous member. Needs to increase the pore diameter or make the porous member thin so that the gas-phase refrigerant is easily discharged. Moreover, in order to make boiling easy to occur, it is necessary to increase the surface area of the porous member by increasing the thickness so that the amount of foaming nuclei that become buds for starting boiling increases.

多孔質部材の空隙率については、多孔質部材内部への熱拡散を促進するには、多孔質部材での金属の割合を大きくする、すなわち、空隙率を小さくする必要があるのに対して、液相冷媒の供給量の増大と気相冷媒の排出性の向上とのためには、冷媒の移動量を多くするため、多孔質部材内部の気孔の割合を大きくする、すなわち、空隙率を大きくする必要がある。また、沸騰を生じやすくさせるためには、沸騰開始の芽となる発泡核の量が増加するように、空隙率を大きくして、多孔質部材の表面積を増加させる必要がある。   Regarding the porosity of the porous member, in order to promote thermal diffusion into the porous member, it is necessary to increase the proportion of the metal in the porous member, that is, to decrease the porosity. In order to increase the supply amount of the liquid-phase refrigerant and improve the discharge performance of the gas-phase refrigerant, in order to increase the amount of movement of the refrigerant, the ratio of pores inside the porous member is increased, that is, the porosity is increased. There is a need to. Moreover, in order to make boiling easy to occur, it is necessary to increase the porosity and increase the surface area of the porous member so that the amount of foam nuclei that become buds at the start of boiling increases.

本発明は、上記点に鑑み、液相冷媒の供給量の増加、多孔質部材内部への熱拡散の促進、沸騰を生じやすくさせること、気相冷媒の排出性の向上によって、冷却装置の冷却性能を向上させることが可能な構成の冷却装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention provides cooling of the cooling device by increasing the supply amount of the liquid-phase refrigerant, promoting thermal diffusion into the porous member, facilitating boiling, and improving the discharge performance of the gas-phase refrigerant. It is an object of the present invention to provide a cooling device having a configuration capable of improving performance.

上記目的を達成するため、本発明は、冷媒槽(110)が、壁部(111)の内面(114)のうち発熱体(10)に対応する領域内で、多孔質部材(130)に向かって突出する突起部(115)を有することを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention is directed to the porous member (130) in a region where the refrigerant tank (110) corresponds to the heating element (10) in the inner surface (114) of the wall (111). It has the 1st characteristic that it has the protrusion part (115) which protrudes.

これによれば、発熱体の熱が、冷媒槽の内面に設けた突起部を経由して、多孔質部材に伝達することとなるので、突起部が無い場合と比較して、発熱体から多孔質部材内への熱拡散を促進できる。この結果、多孔質部材の内部に熱が拡散することにより、多孔質部材内部で沸騰が発生する領域が拡大するので、冷却装置の冷却性能が向上する。   According to this, since the heat of the heating element is transmitted to the porous member via the protrusion provided on the inner surface of the refrigerant tank, the heating element is more porous than the case without the protrusion. It is possible to promote thermal diffusion into the material member. As a result, since heat diffuses inside the porous member, a region where boiling occurs in the porous member is expanded, so that the cooling performance of the cooling device is improved.

第1の特徴に関しては、さらに、突起部(115)は、壁部の内面(114)からの高さ(t1)が多孔質部材(130)の厚み(t2)よりも小さくなっており、多孔質部材(130)は、突起部(115)の突出方向で突起部(115)に対向する部位が突起部によって圧縮されることで、突起部(115)に対向していない部位よりも空隙率が小さくなっている領域(131)を有している構成とすることができる。   Regarding the first feature, the protrusion (115) further has a height (t1) from the inner surface (114) of the wall portion smaller than the thickness (t2) of the porous member (130). The material member (130) has a void ratio higher than that of the portion not facing the protrusion (115) because the portion facing the protrusion (115) in the protruding direction of the protrusion (115) is compressed by the protrusion. It can be set as the structure which has the area | region (131) where is small.

これによれば、突起部によって圧縮することで形成された空隙率が小さい領域を、多孔質部材に設けているので、その領域では多孔質材の有効熱伝導率を他の領域よりも大きくできる。このため、多孔質部材のうち、この空隙率が小さな領域からその周囲の領域への熱拡散を促進でき、この結果、発熱体から多孔質材部材内部への熱拡散を促進できる。したがって、この多孔質部材内部への熱拡散の促進により、沸騰が発生する領域を拡大させることができるので、冷却装置の冷却性能を向上できる。   According to this, since the porous member is provided with a region having a small porosity formed by compression by the protrusion, the effective thermal conductivity of the porous material can be made larger in the region than other regions. . For this reason, in the porous member, heat diffusion from a region having a small porosity to a surrounding region can be promoted, and as a result, heat diffusion from the heating element to the inside of the porous material member can be promoted. Therefore, the region where boiling occurs can be expanded by promoting the thermal diffusion into the porous member, so that the cooling performance of the cooling device can be improved.

また、これらのような構成を採用することで、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域において、相対的に空隙率が小さな領域と、空隙率が大きな領域とを設けることが可能となるので、多孔質部材内部への熱拡散の促進と、液相冷媒の沸騰の促進と、気相冷媒の排出性の向上とを同時に満たすことが可能となる。また、この構成では、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域に液相冷媒を輸送する領域に、突起部および空隙率が小さな領域を設けないので、液相冷媒の供給量が低下することはなく、この領域の空隙率を大きくすることで、液相冷媒の供給量を増大させることも可能となる。   Further, by adopting such a configuration, it is possible to provide a region having a relatively low porosity and a region having a large porosity in the region corresponding to the heating element in the porous member. Thus, it is possible to simultaneously satisfy the promotion of thermal diffusion into the porous member, the promotion of boiling of the liquid-phase refrigerant, and the improvement of the discharge performance of the gas-phase refrigerant. Further, in this configuration, since the projection and the region having a small porosity are not provided in the region of the porous member that transports the liquid phase coolant to the region corresponding to the heating element, the supply amount of the liquid phase coolant is reduced. Rather, it is possible to increase the supply amount of the liquid-phase refrigerant by increasing the porosity in this region.

また、本発明では、多孔質部材(130)は、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域で、壁部側の表面(132)での空隙率が、その表面(132)を除く多孔質部材(130)の内部での空隙率よりも小さくなっていることを第2の特徴としている。   In the present invention, the porous member (130) is a region corresponding to the heating element in the porous member, and the porosity on the wall side surface (132) is porous except for the surface (132). The second feature is that the void ratio is smaller than that in the member (130).

これによれば、多孔質部材の壁部側の表面(132)での空隙率を、表面(132)を除く多孔質部材(130)の内部での空隙率よりも小さくしているので、これとは反対に空隙率を小さい部分を設けず空隙率が多孔質部材全体で均一な場合と比較して、その表面における多孔質部材の母材の存在割合を大きくでき、冷媒槽の壁部に接する多孔質部材の接合面積を増大させることができる。この結果、多孔質部材と冷媒槽の接合性を向上でき、発熱体から多孔質部材内への熱の拡散を促進できるため、冷却装置の冷却性能を向上できる。   According to this, the porosity on the wall-side surface (132) of the porous member is smaller than the porosity in the porous member (130) excluding the surface (132). Contrary to the case where the porosity is uniform throughout the porous member without providing a small portion, the proportion of the porous member base material on the surface can be increased, and the wall of the refrigerant tank The joining area of the porous member which contacts can be increased. As a result, the bonding property between the porous member and the refrigerant tank can be improved, and the diffusion of heat from the heating element into the porous member can be promoted, so that the cooling performance of the cooling device can be improved.

また、この構成を採用することで、多孔質部材内部では空隙率を相対的に大きくし、多孔質部材の壁部側の表面での空隙率を相対的に小さくできるので、多孔質部材内部への熱拡散の促進と、液相冷媒の沸騰の促進と、気相冷媒の排出性の向上とを同時に満たすことが可能となる。また、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域で、壁部側の表面(132)での空隙率を小さくし、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域以外の領域では空隙率を相対的に大きくすることで、液相冷媒の供給量を増大させることも可能となる。   Also, by adopting this configuration, the porosity can be relatively increased inside the porous member, and the porosity on the wall side surface of the porous member can be relatively reduced, so that the interior of the porous member can be reduced. It is possible to simultaneously satisfy the promotion of thermal diffusion, the promotion of boiling of the liquid-phase refrigerant, and the improvement of the discharge performance of the gas-phase refrigerant. Further, the porosity on the wall side surface (132) is reduced in the region corresponding to the heating element in the porous member, and the porosity is relatively set in the region other than the region corresponding to the heating element in the porous member. Therefore, it is possible to increase the supply amount of the liquid phase refrigerant.

また、本発明では、多孔質部材(130)は、発熱体(10)に対応する領域およびそれよりも上側の領域に至る範囲内に、部分的に除去されることによって形成された空間であって、他の領域に存在する気孔よりも大きな空間を構成する空間部(134、135)を有していることを第3の特徴としている。   Further, according to the present invention, the porous member (130) is a space formed by being partially removed within the range corresponding to the heating element (10) and the region above it. Thus, the third feature is that it has space portions (134, 135) constituting a space larger than pores existing in other regions.

この場合、空間部を、例えば、多孔質部材(130)を部分的に除去した領域の深さ(t5)が多孔質部材(130)の厚み(t4)と同じ切り込み(134)で構成でき、また、多孔質部材(130)の壁部(111)に接する面とは反対側の表面(137)から部分的に多孔質部材を除去した部分であって、その除去した部分の深さ(t6)が多孔質部材(130)の厚み(t4)よりも小さい溝(135)で構成できる。   In this case, for example, the depth (t5) of the region where the porous member (130) is partially removed can be configured by the same notch (134) as the thickness (t4) of the porous member (130), The porous member (130) is a portion where the porous member is partially removed from the surface (137) opposite to the surface in contact with the wall portion (111), and the depth (t6) of the removed portion. ) Can be constituted by a groove (135) smaller than the thickness (t4) of the porous member (130).

これらによれば、多孔質部材(130)のうち、発熱体(10)に対応する領域およびそれよりも上側の領域に至る範囲内に、他の領域に存在する気孔よりも大きな空間を設けているので、発熱体の熱によって多孔質部材の内部で気化した気相冷媒の排出を促進できる。この結果、沸騰が発生する頻度が増加するので、冷却装置の冷却性能が向上する。   According to these, in the porous member (130), a space larger than the pores existing in other regions is provided in the region corresponding to the heating element (10) and the region reaching the upper region. Therefore, it is possible to promote the discharge of the gas-phase refrigerant vaporized inside the porous member by the heat of the heating element. As a result, since the frequency of occurrence of boiling increases, the cooling performance of the cooling device is improved.

また、このような構成を採用することで、多孔質部材からの気相冷媒の排出性を悪化させることなく、多孔質部材の厚さを増大させることが可能となる。そして、多孔質部材の厚さを増大させることで、多孔質部材の内部の表面積を増大させることができるので、発熱体の発熱量が少ない場合にも、沸騰を発生させることが可能になり、この場合における冷却装置の冷却性能の向上が可能となる。   In addition, by adopting such a configuration, it is possible to increase the thickness of the porous member without deteriorating the discharge property of the gas-phase refrigerant from the porous member. And, by increasing the thickness of the porous member, it is possible to increase the surface area inside the porous member, so it is possible to generate boiling even when the heat generation amount of the heating element is small, In this case, the cooling performance of the cooling device can be improved.

また、このような構成を採用することで、多孔質部材からの気相冷媒の排出性を悪化させることなく、多孔質部材の厚さを増大させたり、多孔質部材の気孔径を小さくしたりすることができ、多孔質材内部への冷媒吸上げ量を増加させることが可能になる。したがって、発熱体の発熱量が多い場合でも、発熱体の近傍へ十分な量の液相冷媒を供給することができるので、この場合での冷却装置の冷却性能の向上が可能となる。   In addition, by adopting such a configuration, the thickness of the porous member can be increased, or the pore diameter of the porous member can be reduced without deteriorating the discharge property of the gas phase refrigerant from the porous member. It is possible to increase the amount of refrigerant sucked into the porous material. Therefore, even when the heat generation amount of the heat generating element is large, a sufficient amount of liquid phase refrigerant can be supplied to the vicinity of the heat generating element, so that the cooling performance of the cooling device in this case can be improved.

また、本発明では、放熱部(220)と、冷媒槽(110)内の多孔質部材(130)のうち発熱体(10)に対応する領域とを連通する冷媒通路(223)を備え、冷媒通路(223)の一端(223b)は多孔質部材(130)のうち発熱体(10)に対応する領域に接しているとともに、冷媒通路(223)の他端(223a)は放熱部(220)の内部に位置しており、放熱部(220)で凝縮した冷媒の一部が、冷媒通路(223)を介して、多孔質部材(130)のうち発熱体(10)に対応する領域に供給されるようになっていることを第4の特徴としている。   In the present invention, the heat dissipating part (220) and the refrigerant passage (223) communicating with the region corresponding to the heating element (10) in the porous member (130) in the refrigerant tank (110) are provided. One end (223b) of the passage (223) is in contact with the region corresponding to the heating element (10) in the porous member (130), and the other end (223a) of the refrigerant passage (223) is the heat radiating portion (220). And a part of the refrigerant condensed in the heat radiating section (220) is supplied to the region corresponding to the heating element (10) in the porous member (130) through the refrigerant passage (223). The fourth feature is that it is designed to be performed.

これによれば、放熱部で凝縮した冷媒の一部を、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域に、直に、供給できるので、多孔質部材の毛細管力によって発熱体に対応する領域に液相の冷媒を輸送する場合と比較して、液相冷媒の移動距離を短くでき、液相冷媒の多孔質部材への供給速度を増加させることができる。この結果、発熱体の発熱量が急増した場合であっても、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域に十分な量の液相冷媒を供給でき、十分に発熱体を冷却することができる。すなわち、冷却装置の応答性を向上できる。   According to this, a part of the refrigerant condensed in the heat radiating portion can be directly supplied to the region corresponding to the heating element in the porous member, so that the capillary force of the porous member causes the region corresponding to the heating element. Compared with the case of transporting the liquid-phase refrigerant, the moving distance of the liquid-phase refrigerant can be shortened, and the supply speed of the liquid-phase refrigerant to the porous member can be increased. As a result, even when the heat generation amount of the heating element increases rapidly, a sufficient amount of liquid-phase refrigerant can be supplied to the region corresponding to the heating element in the porous member, and the heating element can be sufficiently cooled. . That is, the responsiveness of the cooling device can be improved.

また、これによれば、多孔質部材の厚さを増したり、気孔径を小さくしたりしなくても、多孔質部材のうち発熱体に対応する領域への液相冷媒の供給量を増大できるので、液相冷媒の供給量の増大と、気相冷媒の排出性の向上との両立が可能となる。   Further, according to this, the supply amount of the liquid phase refrigerant to the region corresponding to the heating element in the porous member can be increased without increasing the thickness of the porous member or reducing the pore diameter. Therefore, it is possible to achieve both an increase in the supply amount of the liquid-phase refrigerant and an improvement in the discharge performance of the gas-phase refrigerant.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
まず、本実施形態の冷却装置の全体構成およびその製造方法の概略について説明する。
(First embodiment)
First, an overall configuration of the cooling device of the present embodiment and an outline of a manufacturing method thereof will be described.

図1に、本発明の第1実施形態における冷却装置の断面図を示す。なお、図の上下方向が冷却装置100の天地方向である。   In FIG. 1, sectional drawing of the cooling device in 1st Embodiment of this invention is shown. In addition, the vertical direction in the figure is the vertical direction of the cooling device 100.

冷却装置100は、半導体素子等の発熱体10を冷却するものであり、図1に示すように、内部に液相の冷媒が貯留されるとともに、外面に発熱体10が設置される冷媒槽110と、発熱体10の熱によって気化した冷媒を、液化させた後に冷媒槽110に戻す放熱部120とを備えている。   The cooling device 100 cools the heating element 10 such as a semiconductor element, and as shown in FIG. 1, a liquid-phase refrigerant is stored inside, and a refrigerant tank 110 in which the heating element 10 is installed on the outer surface. And a heat dissipating part 120 that returns the refrigerant vaporized by the heat of the heating element 10 to the refrigerant tank 110 after liquefying.

冷媒槽110は、例えば、扁平箱状の容器であり、第1壁部としての受熱壁111と、第1壁部に対向して配置された第2壁部としての放熱壁112とを有している。受熱壁111、放熱壁112は、例えば、銅もしくは銅系合金で構成されている。また、受熱壁111、放熱壁112は、平板状であり、鉛直方向に平行に配置されている。   The refrigerant tank 110 is, for example, a flat box-like container, and includes a heat receiving wall 111 as a first wall portion and a heat radiating wall 112 as a second wall portion disposed to face the first wall portion. ing. The heat receiving wall 111 and the heat radiating wall 112 are made of, for example, copper or a copper-based alloy. The heat receiving wall 111 and the heat radiating wall 112 have a flat plate shape and are arranged in parallel to the vertical direction.

そして、受熱壁111の外面113に発熱体10が設置されており、受熱壁111の内面114に多数の気孔を有する多孔質部材130が設置されている。発熱体10は、例えば、図示しないボルト等の締め付けにより固定され、多孔質部材130は、例えば、拡散接合、ろう付け等により固定されている。   The heating element 10 is installed on the outer surface 113 of the heat receiving wall 111, and the porous member 130 having a large number of pores is installed on the inner surface 114 of the heat receiving wall 111. The heating element 10 is fixed by tightening, for example, a bolt (not shown), and the porous member 130 is fixed by, for example, diffusion bonding or brazing.

また、本実施形態では、受熱壁11の内面114のうち、発熱体10に対応する領域、すなわち、設置されている発熱体10と同じ高さの領域に、多孔質部材130に向かって突出する複数の突起部115が設けられている。なお、この突起部115の詳細については、後述する。   In the present embodiment, the inner surface 114 of the heat receiving wall 11 projects toward the porous member 130 in a region corresponding to the heating element 10, that is, a region having the same height as the installed heating element 10. A plurality of protrusions 115 are provided. The details of the protrusion 115 will be described later.

多孔質部材130は、毛細管力によって、発熱体10に対応する領域まで液相の冷媒を輸送するものであり、3次元的な網目構造となっている。本実施形態では、多孔質部材130として、連続泡を有する銅製の発泡金属体を用いており、多孔質部材130の上端部の高さは発熱体10の上端部の高さと同等以上となっている。   The porous member 130 transports a liquid-phase refrigerant to a region corresponding to the heating element 10 by a capillary force, and has a three-dimensional network structure. In the present embodiment, a copper foam metal body having continuous bubbles is used as the porous member 130, and the height of the upper end portion of the porous member 130 is equal to or higher than the height of the upper end portion of the heating element 10. Yes.

また、多孔質部材130の気孔は、例えば、球状であり、多孔質部材130の気孔径は、150μm以下であり、多孔質部材130の厚みは、0.4mm以上1mm以下である。なお、多孔質部材130の厚み、気孔径としては、これらが最適であるが、本発明の効果が得られる範囲であれば、他の大きさとしてもかまわない。   The pores of the porous member 130 are, for example, spherical, the pore diameter of the porous member 130 is 150 μm or less, and the thickness of the porous member 130 is 0.4 mm or more and 1 mm or less. Note that these are optimal as the thickness and pore diameter of the porous member 130, but may be other sizes as long as the effects of the present invention can be obtained.

放熱部120は、気相冷媒の熱を外部空気に放熱することにより、冷媒を液化させるものである。本実施形態では、放熱部120は、水平方向に延びており、放熱壁112に直交して配置されている第1、第2ヘッダ121、122と、第1、第2ヘッダ121、122の間に配置され、第1、第2ヘッダ121、122に連通し、鉛直方向に延びる複数本の放熱チューブ123と、各放熱チューブ123間に介在される放熱フィン124とを備えている。   The heat radiating unit 120 liquefies the refrigerant by radiating the heat of the gas-phase refrigerant to the outside air. In the present embodiment, the heat radiating portion 120 extends in the horizontal direction, and is between the first and second headers 121 and 122 and the first and second headers 121 and 122 arranged orthogonal to the heat radiating wall 112. And a plurality of heat radiation tubes 123 extending in the vertical direction and communicating with the first and second headers 121 and 122, and heat radiation fins 124 interposed between the heat radiation tubes 123.

第1、第2ヘッダ121、122は、それぞれ冷媒槽110の両端側、すなわち、図1中の上側と下側で、放熱壁112に取り付けられており、冷媒槽110の内部空間と連通している。放熱フィン124は、周知のコルゲートフィンであり、放熱面積を増大させるために使用される。第1、第2ヘッダ121、122、放熱チューブ123および放熱フィン124は、例えば、銅もしくは銅系合金により構成されている。   The first and second headers 121 and 122 are attached to the heat radiating wall 112 on both ends of the refrigerant tank 110, that is, on the upper side and the lower side in FIG. 1, and communicate with the internal space of the refrigerant tank 110. Yes. The heat radiating fins 124 are well-known corrugated fins and are used to increase the heat radiating area. The first and second headers 121 and 122, the heat radiating tubes 123, and the heat radiating fins 124 are made of, for example, copper or a copper-based alloy.

そして、真空引きされた冷却装置100の内部空間には、液相冷媒の液面が発熱体10の設置位置よりも低い位置となるように、所定量の冷媒が封入されている。本実施形態では、冷媒槽110の底部を液相冷媒が満たす程度、すなわち、放熱部120の第2ヘッダ122を液相冷媒が満たす程度の冷媒が封入されている。   Then, a predetermined amount of the refrigerant is sealed in the evacuated cooling device 100 so that the liquid level of the liquid-phase refrigerant is lower than the installation position of the heating element 10. In this embodiment, the refrigerant | coolant of the grade which the liquid phase refrigerant | coolant fills the bottom part of the refrigerant tank 110, ie, the liquid phase refrigerant | coolant of the 2nd header 122 of the thermal radiation part 120, is enclosed.

冷媒としては、例えば、水、アルコール、フロロカーボン、フロン等が採用される。なお、冷媒として水を用いた場合では、水の沸点は、1気圧で100℃であるが、冷却装置100内を真空引きしているため、沸点は30〜40℃となる。   As the refrigerant, for example, water, alcohol, fluorocarbon, or chlorofluorocarbon is used. In addition, when water is used as the refrigerant, the boiling point of water is 100 ° C. at 1 atm. However, since the cooling device 100 is evacuated, the boiling point is 30 to 40 ° C.

このような構成の冷却装置100は、例えば、次のようにして製造される。   The cooling device 100 having such a configuration is manufactured as follows, for example.

受熱壁111の内面114に多孔質部材130を拡散接合により固定した後、受熱壁111に対向させて放熱壁112を配置して、冷媒槽110を組み付ける。   After fixing the porous member 130 to the inner surface 114 of the heat receiving wall 111 by diffusion bonding, the heat radiating wall 112 is arranged to face the heat receiving wall 111 and the refrigerant tank 110 is assembled.

一方、第1、第2ヘッダ121、122、放熱チューブ123および放熱フィン124を用意して、放熱部120を組み付ける。   On the other hand, the first and second headers 121 and 122, the heat radiating tubes 123 and the heat radiating fins 124 are prepared, and the heat radiating portion 120 is assembled.

そして、冷媒槽110の放熱壁112の外面に、放熱部120の第1、第2ヘッダ121、122を取り付けることにより、冷却装置100全体を組み付ける。   And the cooling device 100 whole is assembled | attached by attaching the 1st, 2nd header 121,122 of the thermal radiation part 120 to the outer surface of the thermal radiation wall 112 of the refrigerant tank 110. FIG.

その後、各部材間で接合される部位に施されたろう材によって、各部材間を一体ろう付けすることで、冷却装置100が製造される。   Then, the cooling device 100 is manufactured by brazing each member integrally with a brazing material applied to a portion to be joined between the members.

なお、受熱壁111の内面に多孔質部材130を拡散接合する代わりに、多孔質部材130と受熱壁111の間にろう材を配置して仮固定し、一体ろう付け時に、受熱壁111と多孔質部材130とをろう付けによって、固定するようにしても良い。   Instead of diffusion bonding the porous member 130 to the inner surface of the heat receiving wall 111, a brazing material is disposed and temporarily fixed between the porous member 130 and the heat receiving wall 111, and at the time of integral brazing, the heat receiving wall 111 and the porous member 130 are porous. The mass member 130 may be fixed by brazing.

上記した構成の冷却装置の内部での以下で説明する機構により、冷媒や発熱体の熱が移動することで、発熱体10の冷却が可能となる。   The heat generating body 10 can be cooled by moving the heat of the refrigerant or the heat generating element by the mechanism described below inside the cooling device having the above-described configuration.

冷媒槽110の底部に溜まっている液相冷媒は、多孔質部材130の毛細管力によって吸い上げられ、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域に供給される。   The liquid-phase refrigerant collected at the bottom of the refrigerant tank 110 is sucked up by the capillary force of the porous member 130 and supplied to a region of the porous member 130 corresponding to the heating element 10.

一方、発熱体10から発せされた熱は、受熱壁111を経由して多孔質部材130に伝達する。このため、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域およびその近傍の温度が上昇する。   On the other hand, the heat generated from the heating element 10 is transmitted to the porous member 130 via the heat receiving wall 111. For this reason, the area | region corresponding to the heat generating body 10 among the porous members 130 and the temperature of its vicinity rise.

したがって、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域に冷媒が供給されると、多孔質部材130の内部で冷媒の沸騰や蒸発が生じ、その際の潜熱により、発熱体10の熱が除熱される。このとき、気化した冷媒、すなわち、気相冷媒は、図1中の破線矢印のように、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域から排出され、冷媒槽110を上昇して、第1ヘッダ121内に流れ込み、第1ヘッダ121から各放熱チューブ123に分散して流れる。   Therefore, when the refrigerant is supplied to the region corresponding to the heating element 10 in the porous member 130, the refrigerant boils or evaporates inside the porous member 130, and the heat of the heating element 10 is generated by the latent heat at that time. Heat is removed. At this time, the vaporized refrigerant, that is, the gas-phase refrigerant, is discharged from the region corresponding to the heating element 10 in the porous member 130 as shown by the broken line arrow in FIG. 1 flows into the header 121 and flows from the first header 121 to the heat radiating tubes 123 in a distributed manner.

放熱チューブ123内へ流入した気相冷媒は、この放熱チューブ123内を流れる際に、例えば、図示しない送風手段から供給される冷却風を受けて冷却されて液化された後、液相冷媒が、図1中の実線矢印のように、第2ヘッダ122から冷媒槽110へと還流する。   When the gas-phase refrigerant that has flowed into the heat radiating tube 123 flows through the heat radiating tube 123, for example, the liquid-phase refrigerant is cooled and liquefied by receiving cooling air supplied from a blower (not shown). As indicated by the solid line arrow in FIG. 1, the refrigerant flows back from the second header 122 to the refrigerant tank 110.

このように、発熱体10から発生した熱が液相冷媒に伝達されて気相冷媒となり、気相冷媒が放熱部120へ輸送され、この放熱部120で冷媒が凝縮する際に凝縮潜熱として放出され、放熱フィン124を介して外気に放熱される。すなわち、発熱体10から発生した熱が冷媒に伝達されて、放熱部120で外気に放出されることで発熱体10が冷却される。   In this way, the heat generated from the heating element 10 is transferred to the liquid phase refrigerant to become a gas phase refrigerant, and the gas phase refrigerant is transported to the heat radiating unit 120 and released as condensation latent heat when the refrigerant condenses in the heat radiating unit 120. Then, the heat is radiated to the outside air through the radiation fins 124. That is, the heat generated from the heating element 10 is transmitted to the refrigerant, and is released to the outside air by the heat radiating unit 120, thereby cooling the heating element 10.

次に、突起部115について説明する。図2に、図1中の冷媒槽110の受熱壁111を矢印Aの方向で見たときの受熱壁111の正面図を示す。また、図3(a)、(b)に固定前後の多孔質部材130および冷媒槽110の断面図を示す。   Next, the protrusion 115 will be described. FIG. 2 shows a front view of the heat receiving wall 111 when the heat receiving wall 111 of the refrigerant tank 110 in FIG. 1 is viewed in the direction of the arrow A. 3A and 3B are sectional views of the porous member 130 and the refrigerant tank 110 before and after fixing.

本実施形態では、図2に示すように、例えば、図2中の破線で示される発熱体10に対応する領域の四隅と中央の5カ所に、突起部115を配置している。なお、本実施形態では、突起部115を5つ設けているが、突起部115の数については、1以上の範囲で任意に変更可能である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, for example, the protrusions 115 are arranged at the four corners and the central five places of the region corresponding to the heating element 10 indicated by the broken line in FIG. 2. In the present embodiment, five protrusions 115 are provided, but the number of protrusions 115 can be arbitrarily changed within a range of one or more.

この突起部115は、多孔質部材130を部分的に押し潰すためのものである。すなわち、上記した冷媒槽110の組み付けの際に、図3(a)に示すように、内面114に高さt1の突起部115が設けられた受熱壁111と、全域が均一の厚みt2である多孔質部材130とを用意し、図3(b)に示すように、受熱壁111の内面114に多孔質部材130を固定する。これにより、多孔質部材130は、その厚み方向で突起部115によって押し潰されて空隙率が小さくなった領域131を有する構造となっている。   The protrusion 115 is for partially crushing the porous member 130. That is, when the above-described refrigerant tank 110 is assembled, as shown in FIG. 3A, the heat receiving wall 111 having the inner surface 114 provided with the projecting portion 115 having the height t1 and the entire region have a uniform thickness t2. A porous member 130 is prepared, and the porous member 130 is fixed to the inner surface 114 of the heat receiving wall 111 as shown in FIG. Thereby, the porous member 130 has a structure having a region 131 that is crushed by the protrusion 115 in the thickness direction and has a reduced porosity.

突起部115の高さt1は、図3(a)、(b)に示すように、多孔質部材130の厚みt2よりも小さく、例えば、多孔質部材130の厚みt2の1/3〜1/2の範囲が好適である。この範囲より、高さt2が低くなると、多孔質部材130の押し潰し量が小さくなり、この範囲より、突起部115の高さt1が高くなると、多孔質部材130の網目構造が破壊されてしまうからである。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the height t1 of the protrusion 115 is smaller than the thickness t2 of the porous member 130, for example, 1/3 to 1/1 of the thickness t2 of the porous member 130. A range of 2 is preferred. When the height t2 is lower than this range, the amount of crushing of the porous member 130 is reduced. When the height t1 of the protrusion 115 is higher than this range, the mesh structure of the porous member 130 is destroyed. Because.

また、本実施形態では、突起部115によって多孔質部材130を押し潰した時に、多孔質部材の網目構造が破損することを防止するため、図1、2に示すように、突起部115を円柱形状とし、突起部115の横断面形状を円形状としている。なお、突起部115の形状については、横断面形状を楕円形状としたり、突起部115の形状を円錐形状としたり、あるいは、縦断面が台形であって内面114から突起部の先端に向けて円錐状に直径が次第に減少するテーパ形状としてもよい。   Further, in the present embodiment, in order to prevent the mesh structure of the porous member from being damaged when the porous member 130 is crushed by the protruding portion 115, the protruding portion 115 is formed as a cylinder as shown in FIGS. The cross section of the protrusion 115 is circular. As for the shape of the protrusion 115, the cross-sectional shape is elliptical, the shape of the protrusion 115 is conical, or the longitudinal section is trapezoidal and conical from the inner surface 114 toward the tip of the protrusion. It is good also as a taper shape in which a diameter reduces gradually.

また、突起部115は、受熱壁111の一部が突出したものであり、受熱壁111と同じ材質で構成されている。   Further, the protruding portion 115 is a part of the heat receiving wall 111 protruding, and is made of the same material as the heat receiving wall 111.

本実施形態では、このように突起部115を設けたことにより、突起部115を設けていない場合と比較して、発熱体10を設置した領域での受熱壁111と多孔質部材130との接触面積を増加させることができる。また、突起部115は、受熱壁111と同じ材質であるため、熱伝導率も同じであり、多孔質ではないので、多孔質部材130よりも熱拡散し易くなっている。   In the present embodiment, the protrusion 115 is provided as described above, so that the heat receiving wall 111 and the porous member 130 are in contact with each other in the region where the heating element 10 is installed, as compared with the case where the protrusion 115 is not provided. The area can be increased. Further, since the protrusion 115 is made of the same material as the heat receiving wall 111, it has the same thermal conductivity and is not porous. Therefore, the protrusion 115 is more easily diffused than the porous member 130.

したがって、突起部115の存在により、突起部115を設けていない場合と比較して、発熱体10が発熱したときに受熱壁111から多孔質部材130への熱の拡散を促進できる。   Therefore, due to the presence of the protrusion 115, it is possible to promote the diffusion of heat from the heat receiving wall 111 to the porous member 130 when the heating element 10 generates heat compared to the case where the protrusion 115 is not provided.

また、本実施形態では、受熱壁111の内面114に多孔質部材130を固定する際に、受熱壁111に設けた突起部115により多孔質部材130を押し潰して、多孔質部材130をその厚み方向に圧縮することで、多孔質部材130のうち突起部115の突出方向で突起部115に対面する領域に、圧縮されていない領域と比較して空隙率が小さな領域131を形成している。なお、突起部115の突出方向は、多孔質部材130の厚みt2方向と同じ方向である。   In the present embodiment, when the porous member 130 is fixed to the inner surface 114 of the heat receiving wall 111, the porous member 130 is crushed by the protrusion 115 provided on the heat receiving wall 111, and the thickness of the porous member 130 is increased. By compressing in the direction, a region 131 having a smaller porosity than the uncompressed region is formed in the region of the porous member 130 that faces the protruding portion 115 in the protruding direction of the protruding portion 115. The protruding direction of the protruding portion 115 is the same direction as the thickness t2 direction of the porous member 130.

この空隙率が小さな領域131では、多孔質部材130の母材金属の割合が増加するため、圧縮されていない領域と比較して、多孔質部材130の有効熱伝導率が増加している。このため、空隙率が小さな領域131からその周囲の領域への熱拡散が促進される。   In the region 131 where the porosity is small, the ratio of the base metal of the porous member 130 is increased, so that the effective thermal conductivity of the porous member 130 is increased compared to the region where the porosity is not compressed. For this reason, thermal diffusion from the region 131 having a small porosity to the surrounding region is promoted.

このように、本実施形態によれば、突起部115と多孔質部材130の空隙率が小さな領域131によって、発熱体10から受熱壁111、突起部115および多孔質部材130の空隙率が小さな領域131を経由しての多孔質部材130内部への熱拡散を促進させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the region 131 where the porosity of the protrusion 115 and the porous member 130 is small, and the region where the porosity of the heat receiving wall 111, the protrusion 115, and the porous member 130 is small from the heating element 10. Thermal diffusion into the porous member 130 via 131 can be promoted.

この結果、多孔質部材130の内部で沸騰が発生する領域を拡大させることができ、冷却装置100の冷却性能を向上できる。   As a result, the region where boiling occurs in the porous member 130 can be expanded, and the cooling performance of the cooling device 100 can be improved.

なお、本実施形態では、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域に対向する位置に、突起部115を設けており、多孔質部材130のうち冷媒を吸い上げる領域、すなわち、発熱体10に対応する領域よりも下側の領域に対向する位置に、突起部115を設けていないので、突起部115の存在による液相冷媒の吸上げ性は悪化しない。また、突起部115により多孔質部材130が押し潰される領域131の総面積は、発熱体10の面積より小さくなっている。したがって、突起部115を設けても、多孔質部材130の内部からの気相冷媒の排出性は悪化しない。   In the present embodiment, the protrusion 115 is provided at a position facing the region corresponding to the heating element 10 in the porous member 130, and the region in the porous member 130 that sucks the refrigerant, that is, the heating element 10. Since the protrusion 115 is not provided at a position opposite to the area below the area corresponding to, the liquid-phase refrigerant suction performance due to the presence of the protrusion 115 does not deteriorate. Further, the total area of the region 131 where the porous member 130 is crushed by the protrusion 115 is smaller than the area of the heating element 10. Therefore, even if the protrusion 115 is provided, the gas-phase refrigerant dischargeability from the inside of the porous member 130 does not deteriorate.

また、本実施形態では、突起部115および空隙率が小さな領域131の両方による熱の促進効果を得るために、突起部115の高さt1を、多孔質部材130の厚みt2よりも小さくしていたが、突起部115による熱の促進効果を得るという観点では、突起部115の高さt1を多孔質部材130の厚みt2よりも大きくしても良い。   In the present embodiment, the height t1 of the protrusion 115 is made smaller than the thickness t2 of the porous member 130 in order to obtain the heat promotion effect by both the protrusion 115 and the region 131 having a small porosity. However, from the viewpoint of obtaining a heat promoting effect by the protrusion 115, the height t1 of the protrusion 115 may be larger than the thickness t2 of the porous member 130.

また、突起部115を受熱壁111と同一の材質で構成していたが、受熱壁111と異なる材質で構成しても良い。ただし、この場合、受熱壁111から多孔質部材130への熱の促進の観点より、受熱壁111と同等以上の熱伝導率を有する材料で構成することが好ましい。   Further, although the protrusion 115 is made of the same material as the heat receiving wall 111, it may be made of a material different from the heat receiving wall 111. However, in this case, from the viewpoint of promoting heat from the heat receiving wall 111 to the porous member 130, it is preferable to use a material having a thermal conductivity equal to or higher than that of the heat receiving wall 111.

(第2実施形態)
図4に、本発明の第2実施形態における冷却装置の断面図を示す。また、図5に、図4中の領域200の部分拡大図を示す。なお、図4では、図1中の冷却装置と同様の構成部に同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
In FIG. 4, sectional drawing of the cooling device in 2nd Embodiment of this invention is shown. FIG. 5 shows a partially enlarged view of the region 200 in FIG. In FIG. 4, the same components as those of the cooling device in FIG.

本実施形態の冷却装置100は、第1実施形態で説明した冷却装置100と基本的な構成が同一のものであり、以下では、第1実施形態と異なる点について説明する。   The cooling device 100 of the present embodiment has the same basic configuration as that of the cooling device 100 described in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

図5に示すように、本実施形態の多孔質部材130は、発熱体10に対応する領域において、受熱壁111側の表面132、すなわち、受熱壁111との接合面132と、多孔質部材130の内部を表面132と平行に切断したときの切断面とを比較したとき、受熱壁111側の表面132に存在する気孔133の数が、多孔質部材130の内部に存在する気孔133の数よりも少なくなっている。このため、多孔質部材130の受熱壁111側の表面132での空隙率が、表面132を除く多孔質部材130の全体での空隙率よりも小さくなっている。   As shown in FIG. 5, the porous member 130 of the present embodiment includes a surface 132 on the heat receiving wall 111 side, that is, a bonding surface 132 with the heat receiving wall 111, and a porous member 130 in a region corresponding to the heating element 10. The number of pores 133 present on the surface 132 on the heat receiving wall 111 side is greater than the number of pores 133 present inside the porous member 130 when the inside of the tube is compared with the cut surface when cut in parallel with the surface 132. Is also decreasing. For this reason, the porosity of the surface 132 on the heat receiving wall 111 side of the porous member 130 is smaller than the overall porosity of the porous member 130 excluding the surface 132.

具体的には、多孔質部材130は、厚みt3が0.5mmであり、気孔133の直径が150μm前後であり、表面132を除く多孔質部材130の全体の空隙率が90%であり、受熱壁111側の表面132での空隙率が35%である。   Specifically, the porous member 130 has a thickness t3 of 0.5 mm, the pores 133 have a diameter of around 150 μm, and the entire porosity of the porous member 130 excluding the surface 132 is 90%. The porosity at the surface 132 on the wall 111 side is 35%.

このような構造の多孔質部材130は、以下の方法により、製造可能である。例えば、全体の空隙率が90%である多孔質部材130を用意し、その多孔質部材130の表面132側を加熱して、多孔質部材130の表面132側のみを溶かして、気孔を埋めることで、多孔質部材130の受熱壁111側の表面132での空隙率を、他の領域よりも下げることができる。この場合、多孔質部材130の母材によって、気孔を埋めることとなるが、その他にも、多孔質部材130と受熱壁111とを接合するための接合材を、多孔質部材130の表面132に塗布し、接合材を気孔に充填することで、多孔質部材130の表面132の空隙率を、他の領域よりも下げることもできる。   The porous member 130 having such a structure can be manufactured by the following method. For example, a porous member 130 having a total porosity of 90% is prepared, the surface 132 side of the porous member 130 is heated, and only the surface 132 side of the porous member 130 is melted to fill the pores. Thus, the porosity at the surface 132 of the porous member 130 on the heat receiving wall 111 side can be made lower than in other regions. In this case, the pores are filled with the base material of the porous member 130, but in addition, a bonding material for bonding the porous member 130 and the heat receiving wall 111 to the surface 132 of the porous member 130. By applying and filling the pores with the bonding material, the porosity of the surface 132 of the porous member 130 can be lowered as compared with other regions.

このように、多孔質部材130の受熱壁111側の表面132での空隙率を、多孔質部材130の全体での空隙率よりも小さくすることにより、表面132に対する多孔質部材130の母材の存在割合を大きくできるので、空隙率が多孔質部材130の全体で均一の場合と比較して、多孔質部材130と冷媒槽110の内面114との接合面の面積を増大させることができる。   As described above, the porosity of the surface 132 on the heat receiving wall 111 side of the porous member 130 is made smaller than the porosity of the entire porous member 130, whereby the base material of the porous member 130 with respect to the surface 132 is reduced. Since the existence ratio can be increased, the area of the joint surface between the porous member 130 and the inner surface 114 of the refrigerant tank 110 can be increased as compared with the case where the porosity is uniform throughout the porous member 130.

その結果、両者の接合性を向上できるので、図5中の矢印で示される発熱体10から受熱壁111を介しての多孔質部材130への熱拡散を促進することが可能となる。多孔質部材130内での熱拡散が促進されると、多孔質部材130の内部で沸騰が生じる領域が拡大するので、冷却装置100の冷却性能が向上する。   As a result, the bonding property between the two can be improved, so that it is possible to promote thermal diffusion from the heating element 10 indicated by the arrow in FIG. 5 to the porous member 130 via the heat receiving wall 111. When the thermal diffusion in the porous member 130 is promoted, the region where boiling occurs in the porous member 130 is expanded, so that the cooling performance of the cooling device 100 is improved.

ここで、図6に、多孔質部材130の表面132の空隙率が冷媒槽110の熱抵抗に及ぼす影響の調査結果を示す。調査した多孔質部材130の厚みt3は0.5mm、空隙率は90%であり、多孔質部材130内部の気孔径は150μm前後である。多孔質表面の気孔径を130μm、200μmとすることにより、表面132の気孔133の面積割合、すなわち、表面の空隙率を35%、90%と変化させた。図6からわかるように、表面132の空隙率を35%としたとき、90%としたときと比較して、熱抵抗を大幅に低減できる。なお、本実施形態では、表面132を除く多孔質部材130の全体の空隙率を90%、受熱壁111側の表面132での空隙率を35%としたが、多孔質部材130の表面132での空隙率が、表面132を除く多孔質部材130の全体での空隙率よりも小さくなっていれば、空隙率を他の大きさとしても良い。ただし、表面132を除く多孔質部材130の全体の空隙率を80%以上とし、受熱壁111側の表面132での空隙率を40%以下とすることが好適である。   Here, FIG. 6 shows a result of investigating the influence of the porosity of the surface 132 of the porous member 130 on the thermal resistance of the refrigerant tank 110. The thickness t3 of the investigated porous member 130 is 0.5 mm, the porosity is 90%, and the pore diameter inside the porous member 130 is around 150 μm. By setting the pore diameter of the porous surface to 130 μm and 200 μm, the area ratio of the pores 133 on the surface 132, that is, the porosity of the surface was changed to 35% and 90%. As can be seen from FIG. 6, when the porosity of the surface 132 is set to 35%, the thermal resistance can be significantly reduced as compared with the case where the porosity is set to 90%. In the present embodiment, the porosity of the entire porous member 130 excluding the surface 132 is 90%, and the porosity of the surface 132 on the heat receiving wall 111 side is 35%. As long as the porosity of the porous member 130 is smaller than the overall porosity of the porous member 130 excluding the surface 132, the porosity may be set to other sizes. However, it is preferable that the porosity of the entire porous member 130 excluding the surface 132 is 80% or more and the porosity on the surface 132 on the heat receiving wall 111 side is 40% or less.

図7に、多孔質部材130の厚みt3が熱抵抗に及ぼす影響の調査結果を示す。図7は、多孔質部材130の空隙率を90%、多孔質部材130の表面132の気孔径を110±20μmとしたときの調査結果である。また、図7の横軸は多孔質部材130の厚みt3を示しており、横軸の左側ほど、厚みt3が薄くなり、気相冷媒の排出性が向上する。横軸の右側ほど、厚みt3が厚くなり、液相冷媒の吸上げ量が増加するとともに、多孔質部材130内の表面積が増加し、沸騰開始の芽となる発泡核の量が増加する。厚みを増すと特性が改善される因子と、悪化する因子があるため、熱抵抗はある厚みで最小値をもつ。このため、気相冷媒の排出性と液相冷媒の吸上げ性との両立を図る観点より、多孔質部材130の厚みt3としては、図7に示すように、熱抵抗の比が1.5以下となるように、0.4mm以上、1mm以下とすることが好適である。   FIG. 7 shows the results of investigating the influence of the thickness t3 of the porous member 130 on the thermal resistance. FIG. 7 shows the results of the investigation when the porosity of the porous member 130 is 90% and the pore diameter of the surface 132 of the porous member 130 is 110 ± 20 μm. Further, the horizontal axis of FIG. 7 indicates the thickness t3 of the porous member 130, and the thickness t3 becomes thinner toward the left side of the horizontal axis, and the gas-phase refrigerant discharge performance is improved. As the right side of the horizontal axis increases, the thickness t3 increases, and the amount of liquid-phase refrigerant absorbed increases, the surface area within the porous member 130 increases, and the amount of foaming nuclei that become buds at the start of boiling increases. Since there are factors that improve characteristics and factors that deteriorate when the thickness is increased, the thermal resistance has a minimum value at a certain thickness. For this reason, from the viewpoint of achieving both the discharge performance of the gas-phase refrigerant and the suction performance of the liquid-phase refrigerant, the thickness t3 of the porous member 130 has a thermal resistance ratio of 1.5 as shown in FIG. It is preferable to set it to 0.4 mm or more and 1 mm or less so that it may become below.

なお、図7の結果については、本実施形態に限らず、第1、第3〜第6および他の実施形態においても、同様のことが言える。   In addition, about the result of FIG. 7, the same can be said not only in the present embodiment but also in the first, third to sixth and other embodiments.

(第3実施形態)
図8に、本発明の第3実施形態における冷却装置の断面図を示す。図8では、図1中の冷却装置と同様の構成部に同一の符号を付している。また、図9に、図8中の多孔質部材130を矢印B方向から見たときの多孔質部材130および受熱部111の正面図を示し、図10に、図9中のC−C線断面図を示す。
(Third embodiment)
In FIG. 8, sectional drawing of the cooling device in 3rd Embodiment of this invention is shown. In FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the cooling device in FIG. 9 shows a front view of the porous member 130 and the heat receiving portion 111 when the porous member 130 in FIG. 8 is viewed from the direction of the arrow B, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. The figure is shown.

本実施形態では、多孔質部材130に複数の切り込み134を設けている。切り込み134とは、図10に示すように、多孔質部材130の厚みt4方向に 完全に多孔質部材を除去した領域のことであり、除去した領域の深さt5が多孔質部材130の厚みt4と同じ領域のことである。したがって、切り込み134は、他の領域に存在する気孔と比較して、大きな空間を構成する空間部となっており、気相冷媒が移動しやすくなっている。   In the present embodiment, a plurality of cuts 134 are provided in the porous member 130. As shown in FIG. 10, the notch 134 is a region where the porous member is completely removed in the direction of the thickness t4 of the porous member 130, and the depth t5 of the removed region is the thickness t4 of the porous member 130. Is the same area. Therefore, the notch 134 is a space portion that forms a larger space than the pores existing in other regions, and the gas-phase refrigerant is easy to move.

また、切り込み134は、図8、9に示すように、発熱体10に対応する領域の上部およびそれよりも上側の領域にまたがって配置されている。発熱体10に対応する領域が、基本的に、多孔質部材の内部で沸騰が生じる領域であるため、このような位置に切り込み134を設けることで、沸騰によって生じた気相冷媒の排出性を向上できる。   Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the notch 134 is arranged across the upper portion of the region corresponding to the heating element 10 and the region above it. Since the region corresponding to the heating element 10 is basically a region where boiling occurs inside the porous member, by providing a cut 134 at such a position, the gas phase refrigerant generated by boiling can be discharged. It can be improved.

この結果、冷却装置100全体でのサイクル、すなわち、多孔質部材130の液相冷媒の吸上げ、多孔質部材130の内部での冷媒の気化、多孔質部材130からの気相冷媒の排出、放熱部120での冷媒の液化により、発熱体10の熱を冷却装置100の外部に移動させるというサイクルを活発化させることができ、冷媒の沸騰が発生する頻度が増加するので、冷却装置100の冷却性能が向上する。   As a result, the cycle of the entire cooling device 100, that is, the suction of the liquid phase refrigerant in the porous member 130, the vaporization of the refrigerant inside the porous member 130, the discharge of the gas phase refrigerant from the porous member 130, and the heat dissipation The liquefaction of the refrigerant in the section 120 can activate a cycle of moving the heat of the heating element 10 to the outside of the cooling device 100, and the frequency of occurrence of boiling of the refrigerant increases. Performance is improved.

切り込み134を設ける領域は、気相冷媒の移動方向を考慮すると、沸騰が生じる領域および沸騰が生じる領域よりも上部の領域に至る範囲内とすることが好適である。なお、沸騰が生じる領域および沸騰が生じる領域よりも上部の領域に至る範囲内には、多孔質部材130のうち沸騰が生じる領域内のみや、沸騰が生じる領域よりも上部の領域内のみが含まれる。   In consideration of the moving direction of the gas-phase refrigerant, it is preferable that the region where the notch 134 is provided be within a range reaching a region where boiling occurs and a region above the region where boiling occurs. It should be noted that the region where boiling occurs and the range reaching the region above the region where boiling occurs include only the region where boiling occurs in the porous member 130 or only the region above the region where boiling occurs. It is.

また、切り込み134の幅134aは多孔質部材の厚みt4の1〜4倍程度が好適である。幅134aを多孔質部材130の厚みt4より小さくすると、気相冷媒の排出促進効果が小さくなってしまい、幅134aを多孔質部材130の厚みt4の4倍以上とすると、多孔質部材130の内部で沸騰が発生する領域の面積が減少し、冷却性能が低下してしまうからである。   The width 134a of the notch 134 is preferably about 1 to 4 times the thickness t4 of the porous member. If the width 134a is smaller than the thickness t4 of the porous member 130, the effect of promoting the discharge of the gas-phase refrigerant is reduced. If the width 134a is four times or more the thickness t4 of the porous member 130, the inside of the porous member 130 is reduced. This is because the area of the region where boiling occurs is reduced and the cooling performance is lowered.

また、本実施形態によれば、以下の効果が得られる。   Moreover, according to this embodiment, the following effects are acquired.

発熱体10の発熱量に比例して、気相冷媒の発生量は増加する。しかし、液相冷媒の吸上げ量より、気相冷媒の発生量が多くなると、多孔質部材130の内部のうち発熱体10近傍では多孔質部材130の内部に冷媒が存在しない領域が生じてしまうため、冷媒の潜熱を利用して、発熱体10から除熱することが不可能になり、発熱体10の温度が急上昇してしまう。   The amount of gas-phase refrigerant generated increases in proportion to the amount of heat generated by the heating element 10. However, if the amount of gas-phase refrigerant generated is greater than the amount of liquid-phase refrigerant sucked up, a region where no refrigerant exists in the porous member 130 is generated in the vicinity of the heating element 10 in the porous member 130. For this reason, it becomes impossible to remove heat from the heating element 10 using the latent heat of the refrigerant, and the temperature of the heating element 10 rises rapidly.

この対策としては、多孔質部材130の厚さを増す、もしくは、気孔径を小さくすることによって、冷媒の吸上げ量を増大させることが考えられるが、この場合、逆に、気相冷媒の排出性が悪化し、沸騰の発生頻度が低下してしまうという問題が生じる。   As a countermeasure against this, it is conceivable to increase the suction amount of the refrigerant by increasing the thickness of the porous member 130 or decreasing the pore diameter. The problem that the property deteriorates and the frequency of occurrence of boiling decreases.

これに対して、本実施形態のように、切り込み134を設けることにより、気相冷媒の排出性を悪化させることなく、多孔質部材130の厚みt4を増すことや、気孔径を小径化することが可能になる。厚みt4を増した場合は、多孔質部材130を水平方向に平行な面で切断したときの断面積が増加し、気孔径を小径化した場合は、毛細管力が増加する。その結果、液相冷媒の吸上げ量を増加させることが可能になる。液相冷媒の吸上げ量を増加させることにより、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域等の発熱体10の発熱量が増加する領域においても、多孔質部材130の内部に十分な量の冷媒を供給することが可能になる。したがって、本実施形態によれば、発熱体10の発熱量が多い場合における冷却装置100の冷却性能の向上が可能となる。   On the other hand, by providing the notches 134 as in the present embodiment, the thickness t4 of the porous member 130 is increased and the pore diameter is reduced without deteriorating the gas-phase refrigerant discharge performance. Is possible. When the thickness t4 is increased, the cross-sectional area when the porous member 130 is cut along a plane parallel to the horizontal direction is increased, and when the pore diameter is reduced, the capillary force is increased. As a result, it is possible to increase the suction amount of the liquid phase refrigerant. By increasing the suction amount of the liquid-phase refrigerant, the porous member 130 has a sufficient amount in the porous member 130 even in a region where the heat generation amount of the heating element 10 such as a region corresponding to the heating element 10 increases. An amount of refrigerant can be supplied. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the cooling performance of the cooling device 100 when the heat generation amount of the heating element 10 is large.

また、多孔質部材130の内部で液相冷媒の沸騰を発生させるためには、その内部に蒸気が存在する、空洞や微小な傷(以下、発泡核)が伝熱面上に必要になる。そして、伝熱面の面積が増加するほど、発泡核が存在する確率やその量は増加することから、多孔質部材130の厚さを増大させれば、多孔質部材内の表面積を増加させることができ、発泡核の存在量を増加させることができる。その結果、発熱体10の発熱量が少ない場合においても、沸騰を発生させやすくできる。   Further, in order to generate boiling of the liquid-phase refrigerant inside the porous member 130, a cavity and minute scratches (hereinafter referred to as foaming nuclei) in which steam exists are required on the heat transfer surface. And as the area of the heat transfer surface increases, the probability and amount of foam nuclei increase, so increasing the thickness of the porous member 130 increases the surface area in the porous member. And the amount of foam nuclei can be increased. As a result, boiling can be easily generated even when the heat generation amount of the heating element 10 is small.

しかしながら、多孔質部材130の厚さを増大させるほど、気相冷媒の排出性は悪化してしまう。   However, the greater the thickness of the porous member 130, the worse the gas-phase refrigerant discharge performance.

これに対して、本実施形態のように、切り込み134を設けることにより、蒸気の排出性を悪化させることなく、多孔質部材130の厚みt4を増大させることができ、多孔質部材130内の表面積を増加させることが可能になる。表面積が増加すると、沸騰開始の芽となる発泡核が多孔質部材内に存在する量が増加する。発泡核の量が増加すると、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域の周辺領域等の発熱量が少ない領域においても、沸騰が生じやすくなる。その結果、発熱体10の発熱量が少ない場合においても、潜熱を利用した高い冷却性能を維持することが可能になる。   On the other hand, by providing the notches 134 as in the present embodiment, the thickness t4 of the porous member 130 can be increased without deteriorating the vapor discharge performance, and the surface area in the porous member 130 can be increased. Can be increased. As the surface area increases, the amount of foam nuclei that become buds at the start of boiling increases in the porous member. When the amount of foam nuclei increases, boiling easily occurs even in a region where the amount of heat generation is small, such as a peripheral region of the porous member 130 corresponding to the heating element 10. As a result, even when the heat generation amount of the heating element 10 is small, it is possible to maintain high cooling performance using latent heat.

(第4実施形態)
図11に、本発明の第4実施形態における冷却装置の断面図を示す。図11は、図10に対応する図であり、図10と同様の構成部には図10と同一の符号を付している。
(Fourth embodiment)
In FIG. 11, sectional drawing of the cooling device in 4th Embodiment of this invention is shown. FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10, and components similar to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 10.

本実施形態では、第3実施形態で説明した切り込み134の代わりに、溝135を、多孔質部材130の受熱壁111との接合面136とは反対側の表面137に複数設けている。ここで、溝135とは、多孔質部材130の表面137から部分的に多孔質部材を除去し、除去した深さt6が多孔質部材130の厚みt4よりも小さいものを意味する。   In the present embodiment, a plurality of grooves 135 are provided on the surface 137 opposite to the bonding surface 136 with the heat receiving wall 111 of the porous member 130 instead of the notches 134 described in the third embodiment. Here, the groove 135 means that the porous member is partially removed from the surface 137 of the porous member 130, and the removed depth t6 is smaller than the thickness t4 of the porous member 130.

溝135を形成する手段としては、切削加工により多孔質部材を部分的に削除する手段、あるいは多孔質部材を部分的に圧縮する手段を採用することができる。また、溝135の幅135aは、切り込み134の幅134aと同様に、多孔質部材の厚みt4の1〜4倍程度が好適である。   As a means for forming the groove 135, a means for partially removing the porous member by cutting or a means for partially compressing the porous member can be employed. Further, the width 135a of the groove 135 is preferably about 1 to 4 times the thickness t4 of the porous member, similarly to the width 134a of the cut 134.

本実施形態においても、溝135は、多孔質部材130が有する気孔よりも、空隙が大きな領域であり、気相冷媒が移動しやすくなっているので、第3実施形態と同様の効果が得られる。   Also in this embodiment, since the groove 135 is a region having a larger gap than the pores of the porous member 130 and the gas-phase refrigerant is easily moved, the same effect as in the third embodiment can be obtained. .

(第5実施形態)
図12に、本発明の第5実施形態における冷却装置の断面図を示す。図12は、図10、11に対応する図であり、図10、11と同様の構成部には図10、11と同一の符号を付している。
(Fifth embodiment)
In FIG. 12, sectional drawing of the cooling device in 5th Embodiment of this invention is shown. FIG. 12 is a diagram corresponding to FIGS. 10 and 11, and components similar to those in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 10 and 11.

本実施形態は、第3実施形態と第4実施形態の組み合わせである。すなわち、本実施形態では、多孔質部材130に、切り込み134と溝135の両方を混在させている。このようにしても、第3実施形態と同様の効果が得られる。   This embodiment is a combination of the third embodiment and the fourth embodiment. That is, in this embodiment, both the cuts 134 and the grooves 135 are mixed in the porous member 130. Even if it does in this way, the effect similar to 3rd Embodiment is acquired.

(第6実施形態)
図13に、本発明の第6実施形態における冷却装置の斜視図を示す。また、図14に、図13中の放熱部のD矢視図を示し、図15に、図13中のE−E線断面図を示す。
(Sixth embodiment)
In FIG. 13, the perspective view of the cooling device in 6th Embodiment of this invention is shown. Moreover, FIG. 14 shows a D arrow view of the heat dissipation part in FIG. 13, and FIG. 15 shows a cross-sectional view taken along line EE in FIG.

本実施形態の冷却装置100は、図13に示すように、外面に発熱体10が固定された冷媒槽110と放熱部220とを備えている。   As shown in FIG. 13, the cooling device 100 according to the present embodiment includes a refrigerant tank 110 having a heat generating body 10 fixed to the outer surface and a heat radiating unit 220.

放熱部220は、図14に示すように、放熱フィン221と凝縮管222とが交互に積層された構成である。   As shown in FIG. 14, the heat dissipating unit 220 has a configuration in which heat dissipating fins 221 and condensing tubes 222 are alternately stacked.

冷媒槽110は、図15に示すように、第1実施形態と同様に、受熱壁111と放熱壁112とによって構成されており、受熱壁111の内面に多孔質部材130が設置されている。   As shown in FIG. 15, the refrigerant tank 110 includes a heat receiving wall 111 and a heat radiating wall 112, as in the first embodiment, and a porous member 130 is installed on the inner surface of the heat receiving wall 111.

さらに、冷却装置100は、冷媒槽110と放熱部220とを連通する冷媒通路として、上側流路223と下側流路224とを備えている。   Furthermore, the cooling device 100 includes an upper flow path 223 and a lower flow path 224 as a refrigerant path that allows the refrigerant tank 110 and the heat radiation unit 220 to communicate with each other.

上側流路223は、凝縮管222の上部と多孔質部材130のうち沸騰が生じる領域、すなわち、発熱体10に対応する領域とを結ぶ流路である。放熱部220の上部は、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域の下端よりも上側に位置する部分である。上側流路223の放熱部220側の端部が上端223aとなり、上側流路223の冷媒槽110側の端部が下端223bとなり、上端223aから下端223bに向けて液相冷媒の流れが生じるように傾斜している。また、上側流路223の上端223aは、凝縮館221の内部に位置しており、上側流路223の下端223bは、多孔質部材130に接している。   The upper flow path 223 is a flow path that connects the upper part of the condensing tube 222 and a region of the porous member 130 where boiling occurs, that is, a region corresponding to the heating element 10. The upper part of the heat radiating part 220 is a part located above the lower end of the region corresponding to the heating element 10 in the porous member 130. The end of the upper flow path 223 on the heat radiation part 220 side is the upper end 223a, the end of the upper flow path 223 on the refrigerant tank 110 side is the lower end 223b, and the liquid refrigerant flows from the upper end 223a toward the lower end 223b. It is inclined to. Further, the upper end 223 a of the upper flow path 223 is positioned inside the condensate hall 221, and the lower end 223 b of the upper flow path 223 is in contact with the porous member 130.

これにより、本実施形態では、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域で気化した気相冷媒は、図15中の破線矢印のように、上側流路223を介して、放熱部220に流れ、放熱部220の上方で凝縮した液相冷媒の一部が、図15中の実線矢印のように、上側流路223を介して、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域に流れ込むようになっている。   Thereby, in this embodiment, the gaseous-phase refrigerant | coolant vaporized in the area | region corresponding to the heat generating body 10 among the porous members 130 is the heat radiating part 220 via the upper flow path 223 like the broken-line arrow in FIG. A part of the liquid-phase refrigerant that has flowed through the heat dissipation section 220 and condensed above the heat radiating section 220 passes through the upper flow path 223 and corresponds to the heating element 10 in the porous member 130 as indicated by the solid line arrow in FIG. It has come to flow into.

また、下側流路224は、冷媒槽110の下部と放熱部220の下部とを結ぶ流路であり、この下側流路224を介して、放熱部220から冷媒槽110に液相冷媒が移動する。   The lower flow path 224 is a flow path connecting the lower part of the refrigerant tank 110 and the lower part of the heat radiating part 220, and the liquid phase refrigerant is transferred from the heat radiating part 220 to the refrigerant tank 110 via the lower flow path 224. Moving.

このように、本実施形態では、放熱部220の凝縮管222の上部で凝縮した冷媒の一部を、上側流路223を経由させて、多孔質部材130の内部で沸騰が生じる領域に直に供給するようになっている。   As described above, in the present embodiment, a part of the refrigerant condensed at the upper part of the condenser tube 222 of the heat radiating unit 220 is directly passed through the upper flow path 223 to a region where boiling occurs in the porous member 130. It comes to supply.

これにより、放熱部220で凝縮した液相冷媒が下側流路224から、冷媒槽110の底部を経由して、多孔質部材130によって吸い上げられて、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域に、液相冷媒が供給される場合と比較して、液相冷媒の移動距離を短くできる。その結果、多孔質部材130の内部への液相冷媒の供給速度を増加させることができ、発熱体10の発熱量が急増した場合に、多孔質部材130のうち発熱体10に対応する領域に十分な量の冷媒を供給することが可能になる、すなわち、冷却装置100の応答性を向上させることが可能になる。   Thereby, the liquid-phase refrigerant condensed in the heat radiating section 220 is sucked up by the porous member 130 from the lower flow path 224 via the bottom of the refrigerant tank 110, and corresponds to the heating element 10 in the porous member 130. The moving distance of the liquid-phase refrigerant can be shortened as compared with the case where the liquid-phase refrigerant is supplied to the area to be operated. As a result, the supply speed of the liquid-phase refrigerant into the porous member 130 can be increased, and when the amount of heat generated by the heating element 10 increases rapidly, the porous member 130 is moved to a region corresponding to the heating element 10. A sufficient amount of refrigerant can be supplied, that is, the responsiveness of the cooling device 100 can be improved.

なお、図示しないが、上側流路223の内部に多孔質部材を設けることで、この多孔質部材の毛細管力により、液相冷媒の供給速度をさらに増加させることが可能になる。このとき、上側流路223の内部に設ける多孔質部材は、冷媒槽110に設けられた多孔質部材130とは別のものである。   Although not shown, by providing a porous member inside the upper flow path 223, the supply speed of the liquid-phase refrigerant can be further increased by the capillary force of the porous member. At this time, the porous member provided in the upper flow path 223 is different from the porous member 130 provided in the refrigerant tank 110.

(他の実施形態)
(1)第3〜第5実施形態では、多孔質部材130に切り込み134や溝135を設けていたが、これらの代わりに、局所的に気孔径が大きな領域を部分的に設けてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the third to fifth embodiments, the cuts 134 and the grooves 135 are provided in the porous member 130, but instead of these, a region having a large pore diameter may be locally provided.

(2)第1〜第5実施形態では、受熱壁111、放熱壁112を鉛直方向に平行にして、冷媒槽110を配置していたが、放熱部120が上を向くように冷媒槽110の受熱壁111、放熱壁112を水平方向にして、冷媒槽110の底面となる受熱壁111の外面に、発熱体10を設置した状態で、冷却装置100を使用することも可能である。   (2) In the first to fifth embodiments, the refrigerant tank 110 is arranged with the heat receiving wall 111 and the heat radiating wall 112 parallel to the vertical direction, but the refrigerant tank 110 is arranged so that the heat radiating unit 120 faces upward. It is also possible to use the cooling device 100 in a state where the heat receiving wall 111 and the heat radiating wall 112 are horizontal and the heating element 10 is installed on the outer surface of the heat receiving wall 111 which is the bottom surface of the refrigerant tank 110.

(3)第1〜第5実施形態における冷却装置100において、放熱部120の構成は任意に変更可能である。   (3) In the cooling device 100 in the first to fifth embodiments, the configuration of the heat radiating unit 120 can be arbitrarily changed.

(4)上記した各実施形態では、多孔質部材130として銅製の発泡金属体を用いていたが、多孔質部材130としては、他の金属からなる発泡金属体を用いても良く、また、焼結金属、金網、金属製フェルト等を採用しても良い。   (4) In each of the above-described embodiments, a copper foam metal body is used as the porous member 130. However, as the porous member 130, a foam metal body made of another metal may be used. Bonded metal, wire mesh, metal felt or the like may be employed.

また、上記した各実施形態では、多孔質部材130は、例えば、図1に示すように、受熱壁111と同じ大きさであったが、少なくとも、液相冷媒が接する領域から発熱体10に対応する領域に至る範囲の大きさであれば、多孔質部材130の大きさは任意に変更可能である。   Further, in each of the above-described embodiments, the porous member 130 has the same size as the heat receiving wall 111 as shown in FIG. 1, for example, but corresponds to the heating element 10 at least from the region in contact with the liquid phase refrigerant. The size of the porous member 130 can be arbitrarily changed as long as the size reaches the region to be processed.

本発明の第1実施形態における冷却装置の断面図である。It is sectional drawing of the cooling device in 1st Embodiment of this invention. 図1中の冷媒槽110の受熱壁111を矢印Aの方向で見たときの受熱壁111の正面図である。FIG. 2 is a front view of the heat receiving wall 111 when the heat receiving wall 111 of the refrigerant tank 110 in FIG. 1 is viewed in the direction of arrow A. (a)、(b)は、固定前後の多孔質部材130および冷媒槽110の断面図である。(A), (b) is sectional drawing of the porous member 130 and the refrigerant tank 110 before and behind fixation. 本発明の第2実施形態における冷却装置の断面図である。It is sectional drawing of the cooling device in 2nd Embodiment of this invention. 図4中の領域200の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the area | region 200 in FIG. 多孔質部材130の表面132の空隙率が冷媒槽110の熱抵抗に及ぼす影響の調査結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of investigating the influence of the porosity of the surface 132 of the porous member 130 on the thermal resistance of the refrigerant tank 110. 多孔質部材130の厚みt3が熱抵抗に及ぼす影響の調査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the investigation result of the influence which thickness t3 of the porous member 130 has on thermal resistance. 本発明の第3実施形態における冷却装置の断面図である。It is sectional drawing of the cooling device in 3rd Embodiment of this invention. 図8中の多孔質部材130を矢印B方向から見たときの多孔質部材130および受熱部111の正面図である。It is a front view of the porous member 130 and the heat receiving part 111 when the porous member 130 in FIG. 8 is seen from the arrow B direction. 図9中のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line in FIG. 本発明の第4実施形態における冷却装置の断面図である。It is sectional drawing of the cooling device in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態における冷却装置の断面図である。It is sectional drawing of the cooling device in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態における冷却装置の断面図である。It is sectional drawing of the cooling device in 6th Embodiment of this invention. 図13中の放熱部のD矢視図である。It is D arrow line view of the thermal radiation part in FIG. 図13中のE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10… 発熱体、100…冷却装置、110…冷媒槽、111…受熱壁、
112…放熱壁、120、220…放熱部、
121…第1ヘッダ、122…第2ヘッダ、123…放熱チューブ、
124…放熱フィン、130…多孔質部材。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Heat generating body, 100 ... Cooling device, 110 ... Refrigerant tank, 111 ... Heat receiving wall,
112 ... Radiating wall, 120, 220 ... Radiating part,
121 ... 1st header, 122 ... 2nd header, 123 ... Radiation tube,
124 ... radiating fins, 130 ... porous member.

Claims (7)

内部に液相の冷媒が貯留されるとともに、壁部(111)の外面に発熱体(10)が設置され、前記壁部(111)の内面(114)に多数の気孔を有する網目構造の多孔質部材(130)が設置されており、前記多孔質部材(130)の毛細管力によって、前記発熱体(10)に対応する領域に液相の冷媒を輸送する冷媒槽(110)と、
前記発熱体(10)の熱によって気化した冷媒を、液化させた後に前記冷媒槽(110)に戻す放熱部(120)とを備える冷却装置(100)において、
前記冷媒槽(110)は、前記壁部(111)の内面(114)のうち前記発熱体(10)に対応する領域内で、前記多孔質部材(130)に向かって突出する突起部(115)を有することを特徴とする冷却装置。
A liquid-phase refrigerant is stored therein, a heating element (10) is installed on the outer surface of the wall (111), and a porous network having a large number of pores on the inner surface (114) of the wall (111). A refrigerant tank (110) for transporting a liquid phase refrigerant to a region corresponding to the heating element (10) by a capillary force of the porous member (130),
In the cooling device (100), comprising a heat dissipating part (120) that returns the refrigerant tank (110) after liquefying the refrigerant vaporized by the heat of the heating element (10),
The refrigerant tank (110) has a protrusion (115) protruding toward the porous member (130) in a region corresponding to the heating element (10) in the inner surface (114) of the wall (111). And a cooling device.
前記突起部(115)は、前記壁部の内面(114)からの高さ(t1)が前記多孔質部材(130)の厚み(t2)よりも小さくなっており、
前記多孔質部材(130)は、前記突起部(115)の突出方向で前記突起部(115)に対向する部位が前記突起部によって圧縮されることで、前記突起部(115)に対向していない部位よりも空隙率が小さくなっている領域(131)を有することを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
The protrusion (115) has a height (t1) from the inner surface (114) of the wall portion smaller than the thickness (t2) of the porous member (130),
The porous member (130) is opposed to the protrusion (115) by compressing a portion of the porous member (130) facing the protrusion (115) in the protrusion direction of the protrusion (115) by the protrusion. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling device has a region (131) in which the porosity is smaller than that of the non-existing portion.
内部に液相の冷媒が貯留されるとともに、壁部(111)の外面に発熱体(10)が設置され、前記壁部(111)の内面(114)に多数の気孔を有する網目構造の多孔質部材(130)が設置されており、前記多孔質部材(130)の毛細管力によって、前記発熱体(10)に対応する領域に液相の冷媒を輸送する冷媒槽(110)と、
前記発熱体(10)の熱によって気化した冷媒を、液化させた後に前記冷媒槽(110)に戻す放熱部(120)とを備える冷却装置(100)において、
前記多孔質部材(130)は、前記多孔質部材のうち前記発熱体(10)に対応する領域で、前記壁部(111)側の表面(132)での空隙率が、前記表面(132)を除く前記多孔質部材(130)の内部での空隙率よりも小さくなっていることを特徴とする冷却装置。
A liquid-phase refrigerant is stored therein, a heating element (10) is installed on the outer surface of the wall (111), and a porous network having a large number of pores on the inner surface (114) of the wall (111). A refrigerant tank (110) for transporting a liquid phase refrigerant to a region corresponding to the heating element (10) by a capillary force of the porous member (130),
In the cooling device (100), comprising a heat dissipating part (120) that returns the refrigerant tank (110) after liquefying the refrigerant vaporized by the heat of the heating element (10),
The porous member (130) is a region corresponding to the heating element (10) in the porous member, and the porosity on the wall (111) side surface (132) is the surface (132). A cooling device, wherein the porosity is smaller than the porosity in the porous member (130) excluding.
内部に液相の冷媒が貯留されるとともに、壁部(111)の外面に発熱体(10)が設置され、前記壁部(111)の内面(114)に多数の気孔を有する網目構造の多孔質部材(130)が設置されており、前記多孔質部材(130)の毛細管力によって、前記発熱体(10)に対応する領域に液相の冷媒を輸送する冷媒槽(110)と、
前記発熱体(10)の熱によって気化した冷媒を、液化させた後に前記冷媒槽(110)に戻す放熱部(120)とを備える冷却装置(100)において、
前記多孔質部材(130)は、前記発熱体(10)に対応する領域およびそれよりも上側の領域に至る範囲内に、部分的に除去されることによって形成された空間であって、他の領域に存在する前記気孔よりも大きな前記空間を構成する空間部(134、135)を有していることを特徴とする冷却装置。
A liquid-phase refrigerant is stored therein, a heating element (10) is installed on the outer surface of the wall (111), and a porous network having a large number of pores on the inner surface (114) of the wall (111). A refrigerant tank (110) for transporting a liquid phase refrigerant to a region corresponding to the heating element (10) by a capillary force of the porous member (130),
In the cooling device (100), comprising a heat dissipating part (120) that returns the refrigerant tank (110) after liquefying the refrigerant vaporized by the heat of the heating element (10),
The porous member (130) is a space formed by being partially removed within a range extending to a region corresponding to the heating element (10) and a region higher than the region. A cooling device having a space (134, 135) constituting the space larger than the pores existing in the region.
前記空間部は、前記多孔質部材(130)を部分的に除去した領域の深さ(t5)が前記多孔質部材(130)の厚み(t4)と同じ切り込み(134)であることを特徴とする請求項4に記載の冷却装置。 The space portion has a depth (t5) of a region from which the porous member (130) is partially removed is the same notch (134) as the thickness (t4) of the porous member (130). The cooling device according to claim 4. 前記空間部は、前記多孔質部材(130)の前記壁部(111)に接する面とは反対側の表面(137)から部分的に前記多孔質部材を除去した部分であって、その除去した部分の深さ(t6)が前記多孔質部材(130)の厚み(t4)よりも小さい溝(135)であることを特徴とする請求項4または5に記載の冷却装置。 The space portion is a portion obtained by partially removing the porous member from the surface (137) opposite to the surface in contact with the wall portion (111) of the porous member (130). The cooling device according to claim 4 or 5, wherein the depth (t6) of the portion is a groove (135) smaller than the thickness (t4) of the porous member (130). 内部に液相の冷媒が貯留されるとともに、壁部(111)の外面に発熱体(10)が設置され、前記壁部(111)の内面(114)に多数の気孔を有する網目構造の多孔質部材(130)が設置されており、前記多孔質部材(130)の毛細管力によって、前記発熱体(10)に対応する領域に液相の冷媒を輸送する冷媒槽(110)と、
前記発熱体(10)の熱によって気化した冷媒を、液化させた後に前記冷媒槽(110)に戻す放熱部(220)とを備える冷却装置(100)において、
前記放熱部(220)と、前記冷媒槽(110)内の前記多孔質部材(130)のうち前記発熱体(10)に対応する領域とを連通する冷媒通路(223)を備え、
前記冷媒通路(223)の一端(223b)が、前記多孔質部材(130)のうち前記発熱体(10)に対応する領域に接しており、前記冷媒通路(223)の他端(223a)が、前記放熱部(220)の内部に位置しており、
前記放熱部(220)で凝縮した冷媒の一部が、前記冷媒通路(223)を介して、前記多孔質部材(130)のうち前記発熱体(10)に対応する領域に供給されるようになっていることを特徴とする冷却装置。
A liquid-phase refrigerant is stored therein, a heating element (10) is installed on the outer surface of the wall (111), and a porous network having a large number of pores on the inner surface (114) of the wall (111). A refrigerant tank (110) for transporting a liquid phase refrigerant to a region corresponding to the heating element (10) by a capillary force of the porous member (130),
In the cooling device (100) comprising a heat radiating section (220) that returns the refrigerant tank (110) after liquefying the refrigerant vaporized by the heat of the heating element (10),
A refrigerant passage (223) that communicates the heat radiating section (220) and a region corresponding to the heating element (10) in the porous member (130) in the refrigerant tank (110);
One end (223b) of the refrigerant passage (223) is in contact with a region of the porous member (130) corresponding to the heating element (10), and the other end (223a) of the refrigerant passage (223) is , Located inside the heat dissipating part (220),
A part of the refrigerant condensed in the heat radiating part (220) is supplied to a region of the porous member (130) corresponding to the heating element (10) through the refrigerant passage (223). The cooling device characterized by becoming.
JP2007124301A 2007-05-09 2007-05-09 Cooling device Withdrawn JP2008281253A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007124301A JP2008281253A (en) 2007-05-09 2007-05-09 Cooling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007124301A JP2008281253A (en) 2007-05-09 2007-05-09 Cooling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008281253A true JP2008281253A (en) 2008-11-20

Family

ID=40142212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007124301A Withdrawn JP2008281253A (en) 2007-05-09 2007-05-09 Cooling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008281253A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013182439A (en) * 2012-03-02 2013-09-12 Hitachi Ltd Cooling system of electronic device
JP2013243249A (en) * 2012-05-21 2013-12-05 Denso Corp Heat transfer surface for ebullient cooling and ebullient cooling device
JP2015197245A (en) * 2014-04-01 2015-11-09 昭和電工株式会社 Evaporative cooling device
WO2023189232A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 株式会社巴川製紙所 Wick for heat pipe, heat pipe using same, cooling unit, and cooling system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013182439A (en) * 2012-03-02 2013-09-12 Hitachi Ltd Cooling system of electronic device
JP2013243249A (en) * 2012-05-21 2013-12-05 Denso Corp Heat transfer surface for ebullient cooling and ebullient cooling device
JP2015197245A (en) * 2014-04-01 2015-11-09 昭和電工株式会社 Evaporative cooling device
WO2023189232A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 株式会社巴川製紙所 Wick for heat pipe, heat pipe using same, cooling unit, and cooling system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5759606B1 (en) heat pipe
US10184729B2 (en) Heat pipe
US20140318167A1 (en) Evaporator, cooling device, and electronic apparatus
JPH0878588A (en) Boiling/cooling device
JP6688863B2 (en) Cooling device and cooling system using the cooling device
US20120227935A1 (en) Interconnected heat pipe assembly and method for manufacturing the same
JP6169969B2 (en) Cooling device and manufacturing method thereof
JP2013243249A (en) Heat transfer surface for ebullient cooling and ebullient cooling device
JP2006503436A (en) Plate heat transfer device and manufacturing method thereof
JP2007519877A (en) Plate heat transfer device and manufacturing method thereof
JP2008267743A (en) Cooling device and its manufacturing method
JP2020076554A (en) heat pipe
KR102032069B1 (en) Plumbing Elements, Heat Pipes, and Cooling Devices
JP5370074B2 (en) Loop type heat pipe and electronic device equipped with the same
JP2008281253A (en) Cooling device
JP2005268658A (en) Boiling cooler
US20110240263A1 (en) Enhanced Electronic Cooling by an Inner Fin Structure in a Vapor Chamber
KR101329886B1 (en) Evaporator for phase change heat transfer system
JP2010050326A (en) Cooling device
JP5125869B2 (en) Cooling system
JP2010007893A (en) Evaporative cooling device
JP2010025407A (en) Heat pipe container and heat pipe
JP7444704B2 (en) Heat transfer member and cooling device having heat transfer member
JP2012237491A (en) Flat cooling device, method for manufacturing the same and method for using the same
JP2008116180A (en) Boil cooling device, and manufacturing method for the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100803