JP2010203694A - Liquid cooling type cooling device - Google Patents

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JP2010203694A JP2009050274A JP2009050274A JP2010203694A JP 2010203694 A JP2010203694 A JP 2010203694A JP 2009050274 A JP2009050274 A JP 2009050274A JP 2009050274 A JP2009050274 A JP 2009050274A JP 2010203694 A JP2010203694 A JP 2010203694A
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Taizo Kuribayashi
泰造 栗林
Osamu Haneda
治 羽田
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid cooling type cooling device capable of uniforming a distribution of flow rate in the width direction of a parallel flow channel part in which a plurality of flow channels are formed in parallel with each other. <P>SOLUTION: This liquid cooling type cooling device 1 includes a casing 2 having a peripheral wall 5 including a right sidewall 6 and a left sidewall 7. A cooling liquid inlet 11 is formed on a front end section of the right sidewall 6, and a cooling liquid outlet 12 is formed on a back end section. The parallel flow channel part 16 composed of the plurality of flow channels 15 is formed on a position between both sidewalls 6, 7 and between the cooling liquid inlet 11 and the cooling liquid outlet 12 in the casing 2. An upstream-side part with respect to the parallel flow channel part 16 in the casing 2 is applied as an inlet header section 21, and a downstream-side part is applied as an outlet header section 22. In the parallel flow channel part 16, a plurality of flow channel groups 17A, 17B respectively composed of the plurality of flow channels 15 and having different passage resistances are arranged in the width direction of the parallel flow channel part 16. The passage resistance of the flow channel group 17A at a right sidewall 6 side is larger than that of the flow channel group 17B at a left sidewall 7 side. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、たとえば車両などの半導体電力変換装置に適用され、半導体素子などの発熱体を冷却する液冷式冷却装置に関する。   The present invention relates to a liquid cooling type cooling device that is applied to a semiconductor power conversion device such as a vehicle and cools a heating element such as a semiconductor element.

この明細書および特許請求の範囲において、「並列流路部分の幅」とは、並列流路部分に設けられている流路の長さ方向と直交する方向の幅を意味するものとする。また、この明細書および特許請求の範囲において、「コルゲートフィンのフィンピッチ」とは、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンにおける隣り合う波頂部間の間隔、または隣り合う波底部間の間隔を意味するものとする。   In this specification and claims, the “width of the parallel flow path portion” means a width in a direction orthogonal to the length direction of the flow paths provided in the parallel flow path portion. Further, in this specification and claims, “corrugated fin fin pitch” refers to the adjacent wave in one corrugated fin comprising a wave crest, a wave bottom, and a connecting portion that connects the wave crest and the wave bottom. It shall mean the distance between the tops or the distance between adjacent wave bottoms.

従来、この種の液冷式冷却装置として、本出願人は、先に、互いに対向する第1の側壁および第2の側壁を備えた周壁を有し、かつ第1の側壁の一端部に冷却液入口が形成されるとともに、第1の側壁の他端部に冷却液出口が形成されたケーシングを備えており、ケーシング内における第1および第2側壁間でかつ冷却液入口と冷却液出口との間の位置に、冷却液が第1および第2側壁の長さ方向に流れる複数の流路からなる並列流路部分が設けられ、ケーシング内における並列流路部分よりも上流側の部分が冷却液入口に通じる入口ヘッダ部となされるとともに、並列流路部分よりも下流側の部分が冷却液出口に通じる出口ヘッダ部となされ、並列流路部分の通路抵抗が、並列流路部分の幅方向の各部において等しくなっている液冷式冷却装置を提案した(特許文献1参照)。   Conventionally, as this type of liquid cooling type cooling device, the present applicant previously has a peripheral wall provided with a first side wall and a second side wall facing each other, and is cooled at one end of the first side wall. A liquid inlet is formed, and a casing having a cooling liquid outlet formed at the other end of the first side wall is provided. Between the first and second side walls in the casing and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet, A parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths in which the coolant flows in the length direction of the first and second side walls is provided at a position between them, and a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing is cooled. The inlet header portion that leads to the liquid inlet and the outlet header portion that communicates with the coolant outlet at the downstream side of the parallel flow passage portion, and the passage resistance of the parallel flow passage portion is the width direction of the parallel flow passage portion. Liquid cooling that is equal in each part of Proposed location (see Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1記載の液冷式冷却装置の場合、ケーシングの第1側壁に冷却液入口および冷却液出口が形成されるとともに、並列流路部分の通路抵抗が、並列流路部分の幅方向の各部において等しくなっているので、冷却液入口からケーシング内の入口ヘッダ部内に流入した冷却液は、並列流路部分における第1側壁側に位置する流路を流れやすくなるとともに、第2側壁側に位置する流路を流れにくくなって、並列流路部分の幅方向の流速分布が不均一になり、流速が低下した部分において冷却性能が低下するという問題がある。   However, in the case of the liquid cooling type cooling device described in Patent Document 1, a cooling liquid inlet and a cooling liquid outlet are formed on the first side wall of the casing, and the passage resistance of the parallel flow path portion is in the width direction of the parallel flow path portion. Therefore, the coolant flowing into the inlet header portion in the casing from the coolant inlet easily flows through the flow path located on the first side wall side in the parallel flow path portion, and the second side wall side. There is a problem that the flow rate distribution in the width direction of the parallel flow path portions becomes non-uniform and the cooling performance is deteriorated in the portion where the flow rate is reduced.

特開2005−274120号公報JP-A-2005-274120

この発明の目的は、上記問題を解決し、複数の流路が並列状に形成された並列流路部分の幅方向の流速分布を均一化しうる液冷式冷却装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a liquid cooling type cooling device that can solve the above-described problems and can uniformize the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow path portions in which a plurality of flow paths are formed in parallel.

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。   In order to achieve the above object, the present invention comprises the following aspects.

1)互いに対向する第1の側壁および第2の側壁を備えた周壁を有し、かつ第1の側壁の一端部に冷却液入口が形成されるとともに、第1の側壁の他端部に冷却液出口が形成されたケーシングを備えており、ケーシング内における第1および第2側壁間でかつ冷却液入口と冷却液出口との間の位置に、冷却液が第1および第2側壁の長さ方向に流れる複数の流路からなる並列流路部分が設けられ、ケーシング内における並列流路部分よりも上流側の部分が冷却液入口に通じる入口ヘッダ部となされるとともに、並列流路部分よりも下流側の部分が冷却液出口に通じる出口ヘッダ部となされている液冷式冷却装置であって、
並列流路部分に、複数の流路からなりかつ通路抵抗の異なる複数の流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、各流路群の通路抵抗が、第1側壁側端部の流路群で最も大きくなっているとともに、第2側壁側端部の流路群に向かって徐々に小さくなっている液冷式冷却装置。
1) A peripheral wall having a first side wall and a second side wall facing each other, and a coolant inlet is formed at one end of the first side wall, and cooling is performed at the other end of the first side wall. A casing having a liquid outlet is provided, and the length of the first and second side walls in the casing is between the first and second side walls and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet. A parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths flowing in the direction is provided, and a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing serves as an inlet header portion leading to the coolant inlet, and more than the parallel flow path portion. A liquid-cooling type cooling device in which a downstream portion is an outlet header portion that leads to a coolant outlet,
A plurality of flow path groups each having a plurality of flow paths and having different passage resistances are provided in the parallel flow path portion side by side in the width direction of the parallel flow path portions. A liquid-cooling type cooling device that is largest in the flow path group at the side wall side end and gradually decreases toward the flow path group at the second side wall side end.

2)並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、コルゲートフィンのフィンピッチが、各流路群を構成するコルゲートフィン毎に異なっており、第1側壁側端部の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが最も小さく、第2側壁側端部の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが最も大きくなっている上記1)記載の液冷式冷却装置。   2) Each flow path group of the parallel flow path portion is constituted by one corrugated fin including a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. It differs for each corrugated fin constituting the road group, the fin pitch of the corrugated fin of the flow path group at the first side wall side end is the smallest, and the fin pitch of the corrugated fin of the flow path group at the second side wall end is The liquid cooling type cooling apparatus according to 1), which is the largest.

3)並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが、第2側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチよりも小さくなっている上記1)記載の液冷式冷却装置。   3) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and each flow path group in the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The liquid cooling according to 1), wherein the fin pitch of the corrugated fins of the channel group on the first side wall side is smaller than the fin pitch of the corrugated fins of the channel group on the second side wall side. Cooling device.

4)並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の第1側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第2側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる複数のコルゲートフィンが冷却液の流れ方向に間隔をおいて並べられることにより構成されている上記1)記載の液冷式冷却装置。   4) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and the flow path group on the first side wall side of the parallel flow path portion connects the wave crest portion, the wave bottom portion, and the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of corrugated fins including a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion, the flow path of the coolant flows. The liquid cooling type cooling apparatus according to 1), which is configured by being arranged at intervals in the direction.

5)並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の第1側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第2側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる複数のコルゲートフィンが冷却液の流れ方向に並べられることにより構成され、第2側壁側の流路群のコルゲートフィンのうち少なくとも1つのコルゲートフィンのフィンピッチが、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチと等しくなっているとともに、第2側壁側の流路群の複数のコルゲートフィンのうち他のコルゲートフィンのフィンピッチが、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチよりも大きくなっている上記1)記載の液冷式冷却装置。   5) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and the flow path group on the first side wall side of the parallel flow path portion connects the wave crest portion, the wave bottom portion, and the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of corrugated fins including a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion, the flow path of the coolant flows. The fin pitch of at least one corrugated fin among the corrugated fins of the flow path group on the second side wall side is equal to the fin pitch of the corrugated fins of the flow path group on the first side wall side. In addition, the fin pitch of the other corrugated fins among the plurality of corrugated fins in the flow path group on the second side wall side is larger than the fin pitch of the corrugated fins in the flow path group on the first side wall side. Above 1), wherein the liquid-cooling type cooling device.

6)並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て蛇行し、第2側壁側の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て1直線状である上記1)記載の液冷式冷却装置。   6) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and each flow path group of the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The corrugated fins of the corrugated fins of the flow path group on the first side wall side meander, the wave bottoms and the connecting parts meander as viewed from the plane, and the wave crests of the corrugated fins of the flow path group on the second side wall side, The liquid cooling type cooling apparatus as described in 1) above, wherein the wave bottom portion and the connecting portion are linear when viewed from the plane.

7)並列流路部分に3つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第1側壁側端部の流路群のコルゲートフィンの連結部に複数のルーバが連結部の長さ方向に並んで形成され、第2側壁側端部の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て1直線状であり、中間部の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て蛇行している上記1)記載の液冷式冷却装置。   7) Three flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and each flow path group in the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of louvers are formed in the connecting portion of the corrugated fins of the flow path group at the first side wall side end portion side by side in the length direction of the connecting portion. The corrugated fin's wave crest, wave bottom and connecting portion are linear when viewed from the plane, and the corrugated fin's wave crest, wave bottom and connecting portion of the middle channel group meander as viewed from the plane. The liquid cooling type cooling device according to 1) above.

上記1)〜7)の液冷式冷却装置によれば、並列流路部分に、複数の流路からなりかつ通路抵抗の異なる複数の流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、各流路群の通路抵抗が、第1側壁側端部の流路群で最も大きくなっているとともに、第2側壁側端部の流路群に向かって徐々に小さくなっているので、入口ヘッダ部内に流入した冷却液は、並列流路部分における第1側壁側の端部の流路群の流路を流れにくくなるとともに、第2側壁側端部の流路群に向かうにしたがって当該流路群の流路を流れやすくなる。したがって、複数の流路が並列状に形成された並列流路部分の幅方向の流速分布を均一化することが可能になり、流速が低下することに起因する冷却性能が低下した部分の発生を防止することができる。   According to the liquid cooling type cooling apparatus of 1) to 7) above, a plurality of flow channel groups consisting of a plurality of flow channels and having different passage resistances are arranged in the parallel flow channel portion in the width direction of the parallel flow channel portion. The passage resistance of each flow path group is the largest in the flow path group at the first side wall side end, and gradually decreases toward the flow path group at the second side wall side end. Therefore, the coolant that has flowed into the inlet header portion is less likely to flow through the flow path group at the end portion on the first side wall side in the parallel flow path portion, and toward the flow path group at the end portion on the second side wall side. Accordingly, it becomes easier to flow through the flow path of the flow path group. Therefore, it becomes possible to equalize the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow passage portion in which a plurality of flow passages are formed in parallel, and the occurrence of a portion where the cooling performance is reduced due to the decrease in the flow velocity. Can be prevented.

上記2)の液冷式冷却装置によれば、比較的簡単に、各流路群の通路抵抗の調整をすることができる。   According to the liquid cooling type cooling apparatus 2), the passage resistance of each flow path group can be adjusted relatively easily.

上記3)〜6)の液冷式冷却装置によれば、並列流路部分に2つの流路群が設けられている場合に、比較的簡単に、各流路群の通路抵抗の調整をすることができる。   According to the liquid cooling type cooling apparatus of 3) to 6) above, when two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, the passage resistance of each flow path group is adjusted relatively easily. be able to.

上記7)の液冷式冷却装置によれば、並列流路部分に3つの流路群が設けられている場合に、比較的簡単に、各流路群の通路抵抗の調整をすることができる。   According to the liquid cooling type cooling device of the above 7), when three flow path groups are provided in the parallel flow path portion, the passage resistance of each flow path group can be adjusted relatively easily. .

この発明の実施形態1の液冷式冷却装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the liquid cooling type cooling device of Embodiment 1 of this invention. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図2のB−B線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 2. 実施形態1の液冷式冷却装置の並列流路部分の全流路での平均流速に対する各部の流路を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)を、両流路群の通路抵抗が等しい場合の並列流路部分の全流路での平均流速に対する各部の流路を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)とともに示すグラフである。The flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of the water flowing through each part flow path to the average flow speed in all flow paths of the parallel flow path part of the liquid cooling type cooling device of Embodiment 1 is expressed by the passages of both flow path groups. It is a graph shown with the flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of the water which flows through the flow path of each part with respect to the average flow speed in all the flow paths of the parallel flow path part in case resistance is equal. この発明の実施形態2の液冷式冷却装置を示す図3相当の図である。It is a figure equivalent to FIG. 3 which shows the liquid cooling type cooling device of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態3の液冷式冷却装置を示す図3相当の図である。It is a figure equivalent to FIG. 3 which shows the liquid cooling type cooling device of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施形態4の液冷式冷却装置を示す図3相当の図である。It is a figure equivalent to FIG. 3 which shows the liquid cooling type cooling device of Embodiment 4 of this invention. 図7の液冷式冷却装置の第1流路群のコルゲートフィンの一部を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows a part of corrugated fin of the 1st flow path group of the liquid cooling type cooling device of FIG. この発明の実施形態5の液冷式冷却装置を示す図3相当の図である。It is a figure equivalent to FIG. 3 which shows the liquid cooling type cooling device of Embodiment 5 of this invention. 図9の液冷式冷却装置の第1流路群のコルゲートフィンの一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 10 is an enlarged perspective view illustrating a part of the corrugated fins of the first flow path group of the liquid cooling type cooling device of FIG. 9. 実施形態5の液冷式冷却装置の並列流路部分の全流路での平均流速に対する各部の流路を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)を、3つの流路群の通路抵抗が等しい場合の並列流路部分の全流路での平均流速に対する各部の流路を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)とともに示すグラフである。The flow velocity ratio (local flow velocity / average flow velocity) of the flow velocity of the water flowing through each flow passage to the average flow velocity in all flow passages of the parallel flow passage portion of the liquid cooling type cooling device of the embodiment 5 of the three flow passage groups. It is a graph shown with the flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of the water which flows through the flow path of each part with respect to the average flow speed in all the flow paths of the parallel flow path part when passage resistance is equal.

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the same thing through all drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

以下の説明において、図2の上下、左右を上下、左右というものとし、図3、図5、図6、図7および図9の下側を前、上側を後というものとする。   In the following description, the top and bottom, left and right in FIG. 2 are referred to as top and bottom, and left and right, the bottom of FIGS. 3, 5, 6, 7, and 9 is the front, and the top is the back.

また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。   In the following description, the term “aluminum” includes aluminum alloys in addition to pure aluminum.

実施形態1
この実施形態は図1〜図4に示すものである。
Embodiment 1
This embodiment is shown in FIGS.

図1〜図3はこの発明の実施形態1の液冷式冷却装置に、発熱体である半導体素子が取り付けられた状態を示す。   1 to 3 show a state in which a semiconductor element as a heating element is attached to the liquid cooling type cooling device according to the first embodiment of the present invention.

図1〜図3において、液冷式冷却装置(1)は、頂壁(3)、底壁(4)および周壁(5)からなるケーシング(2)を備えており、ケーシング(2)の周壁(5)は、前後方向にのびる垂直状の右側壁(6)(第1側壁)、前後方向にのびるとともに右側壁(6)と対向する垂直状の左側壁(7)(第2側壁)、右側壁(6)および左側壁(7)の後端部どうしを連結する垂直状の後側壁(8)、ならびに右側壁(6)および左側壁(7)の前端部どうしを連結する垂直状の前側壁(9)よりなる。ケーシング(2)の周壁(5)における右側壁(6)の前端部に冷却液入口(11)が右方に突出するように形成され、同じく右側壁(6)の後端部に冷却液出口(12)が右方に突出するように形成されている。冷却液入口(11)および冷却液出口(12)はそれぞれ右方に開口している。ケーシング(2)は、頂壁(3)および周壁(5)の上半部を形成する上側周壁形成部(5A)からなるアルミニウム製上構成部材(13)と、底壁(4)および周壁(5)の下半部を形成する下側周壁形成部(5B)からなるアルミニウム製下構成部材(14)とよりなる。上構成部材(13)の上側周壁形成部(5A)の下端部、および下構成部材(14)の下側周壁形成部(5B)の上端部に、それぞれ外向きフランジ(13a)(14a)が一体に形成されており、両構成部材(13)(14)の外向きフランジ(13a)(14a)どうしがろう付されている。   1 to 3, the liquid cooling type cooling device (1) includes a casing (2) including a top wall (3), a bottom wall (4), and a peripheral wall (5), and the peripheral wall of the casing (2). (5) is a vertical right side wall (6) (first side wall) extending in the front-rear direction, a vertical left side wall (7) (second side wall) extending in the front-rear direction and facing the right side wall (6), A vertical rear wall (8) connecting the rear ends of the right side wall (6) and the left side wall (7), and a vertical shape connecting the front ends of the right side wall (6) and the left side wall (7). It consists of a front side wall (9). A coolant inlet (11) is formed at the front end of the right side wall (6) of the peripheral wall (5) of the casing (2) so as to protrude rightward, and the coolant outlet is also formed at the rear end of the right side wall (6). (12) is formed so as to protrude rightward. Each of the coolant inlet (11) and the coolant outlet (12) opens to the right. The casing (2) includes an upper upper component (13) made of an upper peripheral wall forming portion (5A) that forms the top half of the top wall (3) and the peripheral wall (5), and a bottom wall (4) and a peripheral wall ( 5) An aluminum lower component member (14) including a lower peripheral wall forming portion (5B) forming the lower half portion. Outward flanges (13a) and (14a) are respectively provided at the lower end portion of the upper peripheral wall forming portion (5A) of the upper component member (13) and the upper end portion of the lower peripheral wall forming portion (5B) of the lower component member (14). They are integrally formed, and the outward flanges (13a) and (14a) of the two component members (13) and (14) are brazed to each other.

ケーシング(2)内における右側壁(6)と左側壁(7)との間でかつ冷却液入口(11)と冷却液出口(12)との間の部分に、前後方向にのびかつ冷却液が前後方向(右側壁(6)および左側壁(7)の長さ方向)に流れる複数の流路(15)が左右方向に並んで形成されており、これにより複数の流路からなる並列流路部分(16)が設けられている。並列流路部分(16)には、連続して並んだ複数の流路(15)からなりかつ通路抵抗の異なる複数、ここでは2つのの流路群(17A)(17B)が左右方向(並列流路部分の幅方向)に並んで設けられている。以下、右側壁(6)側の流路群(17A)を第1流路群といい、左側壁(7)側の流路群(17B)を第2流路群というものとする。第1流路群(17A)の通路抵抗は、第2流路群(17B)の通路抵抗よりも大きくなっている。すなわち、各流路群(17A)(17B)の通路抵抗が、右側壁(6)側端部の第1流路群(17A)で最も大きくなっているとともに、左側壁(7)側端部の第2流路群(17B)に向かって徐々に小さくなっている。   In the casing (2), the coolant extends in the front-rear direction between the right side wall (6) and the left side wall (7) and between the coolant inlet port (11) and the coolant outlet port (12). A plurality of flow paths (15) flowing in the front-rear direction (the length direction of the right side wall (6) and the left side wall (7)) are formed side by side in the left-right direction. A portion (16) is provided. In the parallel flow path portion (16), a plurality of continuous flow paths (15) and a plurality of different flow path resistances, here two flow path groups (17A) and (17B) are arranged in the left-right direction (parallel They are provided side by side in the width direction of the flow path portion. Hereinafter, the channel group (17A) on the right side wall (6) side is referred to as a first channel group, and the channel group (17B) on the left side wall (7) side is referred to as a second channel group. The passage resistance of the first flow path group (17A) is larger than the passage resistance of the second flow path group (17B). That is, the passage resistance of each flow path group (17A) (17B) is the largest in the first flow path group (17A) at the end portion on the right side wall (6), and the end portion on the left side wall (7) side. It gradually decreases toward the second flow path group (17B).

並列流路部分(16)の各流路群(17A)(17B)は、波頂部(18a)(19a)、波底部(18b)(19b)および波頂部(18a)(19a)と波底部(18b)(19b)とを連結する垂直状連結部(18c)(19c)からなる1つのアルミニウム製コルゲートフィン(18)(19)によって構成されている。各コルゲートフィン(18)(19)の波頂部(18a)(19a)がケーシング(2)の頂壁(3)に、波底部(18b)(19b)がケーシング(2)の底壁(4)にそれぞれろう付されている。第1流路群(17A)を構成するコルゲートフィン(18)のフィンピッチは、第2流路群(17B)を構成するコルゲートフィン(19)のフィンピッチよりも小さくなっており、これにより第1流路群(17A)の通路抵抗が第2流路群(17B)の通路抵抗よりも大きくなっている。なお、両コルゲートフィン(18)(19)の肉厚は等しくなっている。   Each flow path group (17A) (17B) of the parallel flow path portion (16) includes a wave crest (18a) (19a), a wave bottom (18b) (19b) and a wave crest (18a) (19a) and a wave bottom ( 18 b, 19 b, and a single aluminum corrugated fin 18, 19 composed of vertical connecting portions 18 c, 19 c. Each corrugated fin (18) (19) has a wave crest (18a) (19a) on the top wall (3) of the casing (2), and a wave bottom (18b) (19b) is on the bottom wall (4) of the casing (2). Each is brazed. The fin pitch of the corrugated fins (18) constituting the first flow path group (17A) is smaller than the fin pitch of the corrugated fins (19) constituting the second flow path group (17B). The passage resistance of the first flow path group (17A) is larger than the passage resistance of the second flow path group (17B). The corrugated fins (18) and (19) have the same wall thickness.

ケーシング(2)内における並列流路部分(16)よりも上流側(前側)の部分が冷却液入口(11)に通じる入口ヘッダ部(21)となされるとともに、並列流路部分(16)よりも下流側(後側)の部分が冷却液出口(12)に通じる出口ヘッダ部(22)となされている。ケーシング(2)全体の内部高さ、すなわち入口ヘッダ部(21)、出口ヘッダ部(22)および並列流路部分(16)の高さは等しくなっている。また、入口ヘッダ部(21)および出口ヘッダ部(22)の前後方向の幅は全長にわたってい等しくなっている。入口ヘッダ部(21)における冷却液入口(11)に通じる右側壁(6)側の流入端部(21a)の形状、ならびに出口ヘッダ部(22)における冷却液出口(12)に通じる右側壁(6)側の流出端部(22a)の形状は方形であり、入口ヘッダ部(21)の流入端部(21a)の幅(前後方向の幅)と、出口ヘッダ部(22)の流出端部(22a)の幅(前後方向の幅)とは等しくなっている。また、図2に示すように、並列流路部分(16)の断面形状は方形である。   In the casing (2), the upstream (front) portion of the parallel flow passage portion (16) is an inlet header portion (21) leading to the coolant inlet port (11), and the parallel flow passage portion (16) Further, the downstream (rear) portion is an outlet header portion (22) communicating with the coolant outlet (12). The internal height of the entire casing (2), that is, the heights of the inlet header portion (21), the outlet header portion (22), and the parallel flow path portion (16) are equal. In addition, the width in the front-rear direction of the inlet header portion (21) and the outlet header portion (22) is the same over the entire length. The shape of the inflow end portion (21a) on the right side wall (6) side leading to the coolant inlet port (11) in the inlet header portion (21), and the right side wall leading to the coolant outlet port (12) in the outlet header portion (22) ( 6) The shape of the outflow end (22a) on the side is square, the width of the inflow end (21a) of the inlet header (21) (the width in the front-rear direction), and the outflow end of the outlet header (22) The width of (22a) (the width in the front-rear direction) is equal. Moreover, as shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of a parallel flow path part (16) is a square.

ここで、並列流路部分(16)の左右方向の幅をamm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをbmmとした場合、a≧bとなっている。また、並列流路部分(16)の左右方向の幅をamm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをbmmとし、さらに入口ヘッダ部(21)の流入端部(21a)および出口ヘッダ部(22)の流出端部(22a)の幅をcmm、入口ヘッダ部(21)、出口ヘッダ部(22)および並列流路部分(16)の高さを10mm以下とした場合、bc/a≦0.15という関係を満たしていることが好ましい。また、並列流路部分(16)の第1流路群(17A)の通路抵抗をRa、第2流路群(17B)の通路抵抗をRcとした場合、Rc=Ra×C、およびC=0.5〜0.9という関係を満たしていることが好ましい。さらに、並列流路部分(16)の左右方向の幅をammとし、並列流路部分(16)の第1流路群(17A)の左右方向の幅をdとした場合、d=a×K、およびK=0.15〜0.8という関係を満たしていることが好ましい。 Here, when the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is a mm and the length in the front-rear direction of the flow path (15) of the parallel flow path portion (16) is b mm, a ≧ b. . The width in the left-right direction of the parallel channel portion (16) is amm, the length in the front-rear direction of the channel (15) in the parallel channel portion (16) is bmm, and the inlet end of the inlet header (21) The width of the outflow end portion (22a) of the section (21a) and the outlet header section (22) is cmm, and the height of the inlet header section (21), the outlet header section (22) and the parallel flow path section (16) is 10 mm or less. In this case, it is preferable that the relationship of bc / a 2 ≦ 0.15 is satisfied. Further, when the passage resistance of the first passage group (17A) of the parallel passage portion (16) is Ra and the passage resistance of the second passage group (17B) is Rc, Rc = Ra × C and C = It is preferable that the relationship of 0.5 to 0.9 is satisfied. Further, when the horizontal width of the parallel flow path portion (16) is amm and the horizontal width of the first flow path group (17A) of the parallel flow path portion (16) is d, d = a × K And K = 0.15 to 0.8 are preferably satisfied.

発熱体である半導体素子(P)は、板状絶縁部材(I)を介してケーシング(2)の頂壁(3)外面に接合されている。   The semiconductor element (P), which is a heating element, is joined to the outer surface of the top wall (3) of the casing (2) via the plate-like insulating member (I).

上記構成の液冷式冷却装置(1)において、冷却液入口(11)から流入端部(21a)を通って入口ヘッダ部(21)内に流入した冷却液は、並列流路部分(16)の全流路(15)に分流し、全流路(15)内を後方に流れる。このとき、第2流路群(17B)の通路抵抗が第1流路群(17A)の通路抵抗よりも小さくなっていることによって、並列流路部分(16)の全流路(15)での流速分布、すなわち並列流路部分(16)の幅方向の流速分布が均一化される。   In the liquid cooling type cooling device (1) having the above configuration, the coolant flowing into the inlet header portion (21) from the coolant inlet (11) through the inflow end portion (21a) is the parallel flow path portion (16). The flow is divided into all the flow paths (15), and flows backward in all the flow paths (15). At this time, the passage resistance of the second passage group (17B) is smaller than the passage resistance of the first passage group (17A). , That is, the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow path portion (16) is made uniform.

並列流路部分(16)の流路(15)内を後方に流れた冷却液は、出口ヘッダ部(22)内に入るとともに、出口ヘッダ部(22)内を右方に流れ、出口ヘッダ部(22)における左側壁(7)側の流出端部(22a)を通って冷却液出口(12)から流出する。   The coolant flowing backward in the flow path (15) of the parallel flow path portion (16) enters the outlet header (22) and flows to the right in the outlet header (22). It flows out from the coolant outlet (12) through the outflow end (22a) on the left side wall (7) side in (22).

そして、半導体素子(P)から発せられる熱は、絶縁部材(I)、ケーシング(2)の頂壁(3)およびコルゲートフィン(18)(19)を経て流路(15)内を流れる冷却液に伝わり、半導体素子(P)が冷却される。   The heat generated from the semiconductor element (P) is a coolant that flows in the flow path (15) through the insulating member (I), the top wall (3) of the casing (2), and the corrugated fins (18) (19). The semiconductor element (P) is cooled.

参考のために、並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)を、図4に実線で示す。また、両流路群(17A)(17B)の通路抵抗が等しい場合の並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)を、図4に破線で示す。   For reference, the flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of the water flowing through each flow channel (15) to the average flow velocity in all flow channels (15) of the parallel flow channel portion (16) is shown in FIG. Is shown by a solid line. In addition, the flow velocity of the water flowing through the flow passages (15) of each part relative to the average flow velocity of all flow passages (15) of the parallel flow passage portion (16) when the passage resistances of both flow passage groups (17A) and (17B) are equal The flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) is shown by a broken line in FIG.

実施形態2
この実施形態は図5に示すものである。
Embodiment 2
This embodiment is shown in FIG.

この実施形態の液冷式冷却装置(25)の場合、並列流路部分(16)の第1流路群(17A)は1つのコルゲートフィン(18)によって構成され、第2流路群(17b)は、波頂部(図示略)、波底部(図示略)、および波頂部と波底部とを連結する連結部(26a)からなる複数、ここでは2つのアルミニウム製コルゲートフィン(26)が前後方向(冷却液の流れ方向)に間隔をおいて並べられることにより構成されている。各コルゲートフィン(18)(26)の波頂部がケーシング(2)の頂壁(3)に、波底部がケーシング(2)の底壁(4)にそれぞれろう付されている。第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)のフィンピッチと、第2流路群(17B)の両コルゲートフィン(26)のフィンピッチとは等しくなっている。なお、両コルゲートフィン(18)(26)の肉厚は等しくなっている。そして、第2流路群(17B)を構成する両コルゲートフィン(26)間に間隙が存在することによって、第1流路群(17A)の通路抵抗が第2流路群(17B)の通路抵抗よりも大きくなっている。   In the case of the liquid cooling type cooling device (25) of this embodiment, the first flow path group (17A) of the parallel flow path portion (16) is constituted by one corrugated fin (18), and the second flow path group (17b ) Is composed of a wave crest (not shown), a wave bottom (not shown), and a plurality of connecting portions (26a) for connecting the wave crest and the wave bottom, and here two aluminum corrugated fins (26) are provided in the front-rear direction. It is configured by being arranged at intervals in the (cooling liquid flow direction). The corrugated fins (18) and (26) have their wave crests brazed to the top wall (3) of the casing (2), and the wave bottoms are brazed to the bottom wall (4) of the casing (2). The fin pitch of the corrugated fins (18) of the first flow path group (17A) is equal to the fin pitch of both corrugated fins (26) of the second flow path group (17B). The corrugated fins (18) and (26) are equal in thickness. Then, since there is a gap between the corrugated fins (26) constituting the second flow path group (17B), the passage resistance of the first flow path group (17A) is reduced to the passage of the second flow path group (17B). It is larger than the resistance.

その他の構成は実施形態1の液冷式冷却装置(1)と同様である。   Other configurations are the same as those of the liquid cooling type cooling apparatus (1) of the first embodiment.

実施形態3
この実施形態は図6に示すものである。
Embodiment 3
This embodiment is shown in FIG.

この実施形態の液冷式冷却装置(30)の場合、並列流路部分(16)の第2流路群(17B)における2つのコルゲートフィン(26)間の間隙に、波頂部(図示略)、波底部(図示略)、および波頂部と波底部とを連結する連結部(31a)からなる1つのアルミニウム製コルゲートフィン(31)が配置されている。コルゲートフィン(31)のフィンピッチは、第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)のフィンピッチよりも大きくなっている。すなわち、並列流路部分(16)の第2流路群(17B)が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部(26a)(31a)からなる複数のコルゲートフィン(26)(31)が前後方向(冷却液の流れ方向)に並べられることにより構成され、第2流路群(17B)の全コルゲートフィン(26)(31)のうち前後両端の2つのコルゲートフィン(26)のフィンピッチが、第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)のフィンピッチと等しくなっているとともに、第2流路群(17B)の中央部のコルゲートフィン(31)のフィンピッチが、第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)のフィンピッチよりも大きくなっている。そして、第2流路群(17B)を構成する両コルゲートフィン(26)間に間隙に配置されたコルゲートフィン(31)のフィンピッチが、第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)のフィンピッチよりも大きくなっていることによって、第1流路群(17A)の通路抵抗が第2流路群(17B)の通路抵抗よりも大きくなっている。なお、全コルゲートフィン(18)(26)(31)の肉厚は等しくなっている。   In the case of the liquid cooling type cooling device (30) of this embodiment, a wave crest (not shown) is formed in the gap between the two corrugated fins (26) in the second channel group (17B) of the parallel channel portion (16). One aluminum corrugated fin (31) including a wave bottom portion (not shown) and a connecting portion (31a) connecting the wave top portion and the wave bottom portion is disposed. The fin pitch of the corrugated fins (31) is larger than the fin pitch of the corrugated fins (18) of the first flow path group (17A). That is, the second flow path group (17B) of the parallel flow path portion (16) includes a plurality of corrugated fins including a wave crest part, a wave bottom part, and connecting parts (26a) and (31a) that connect the wave crest part and the wave bottom part. (26) (31) are arranged in the front-rear direction (flow direction of coolant), and the two corrugations at the front and rear ends of all corrugated fins (26) (31) in the second flow path group (17B) The fin pitch of the fin (26) is equal to the fin pitch of the corrugated fin (18) of the first flow path group (17A), and the corrugated fin (31) at the center of the second flow path group (17B). This fin pitch is larger than the fin pitch of the corrugated fins (18) of the first flow path group (17A). And the fin pitch of the corrugated fin (31) arranged in the gap between the corrugated fins (26) constituting the second flow path group (17B) is the corrugated fin (18) of the first flow path group (17A). As a result, the passage resistance of the first flow path group (17A) is larger than the passage resistance of the second flow path group (17B). In addition, the thickness of all the corrugated fins (18), (26), and (31) is equal.

その他の構成は実施形態2の液冷式冷却装置(25)と同様である。   Other configurations are the same as those of the liquid cooling type cooling device (25) of the second embodiment.

実施形態4
この実施形態は図7および図8に示すものである。
Embodiment 4
This embodiment is shown in FIG. 7 and FIG.

この実施形態の液冷式冷却装置の場合、並列流路部分(16)の第1流路群(17A)が、波頂部(36a)、波底部(36b)、および波頂部(36a)と波底部(36b)とを連結する連結部(36c)からなる1つのアルミニウム製コルゲートフィン(36)によって構成されている。第1流路群(17A)のコルゲートフィン(36)の波頂部(36a)、波底部(36b)および連結部(36c)は平面から見て蛇行している。また、第2流路群(17B)を構成するコルゲートフィン(18)は、実施形態1の第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)と同一の構成であり、波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て1直線状となっている。なお、両流路群(17A)(17B)のコルゲートフィン(36)(18)のフィンピッチは等しくなっている。なお、両コルゲートフィン(36)(18)の肉厚は等しくなっている。そして、第1流路群(17A)のコルゲートフィン(36)の波頂部(36a)、波底部(36b)および連結部(36c)は平面から見て蛇行しており、第2流路群(17B)のコルゲートフィン(18)の波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て1直線状となっていることによって、第1流路群(17A)の通路抵抗が第2流路群(17B)の通路抵抗よりも大きくなっている。   In the case of the liquid cooling type cooling device of this embodiment, the first flow path group (17A) of the parallel flow path portion (16) includes the wave crest (36a), the wave bottom (36b), and the wave crest (36a). It is constituted by one aluminum corrugated fin (36) comprising a connecting portion (36c) for connecting the bottom portion (36b). The wave crest portion (36a), the wave bottom portion (36b), and the connecting portion (36c) of the corrugated fin (36) of the first flow path group (17A) meander as viewed from the plane. Further, the corrugated fins (18) constituting the second flow path group (17B) have the same configuration as the corrugated fins (18) of the first flow path group (17A) of Embodiment 1, and the wave crest part and the wave bottom part. The connecting portion (18c) is linear when viewed from the plane. Note that the fin pitches of the corrugated fins (36) and (18) of the two flow path groups (17A) and (17B) are equal. The corrugated fins (36) and (18) are equal in thickness. The wave crest (36a), the wave bottom (36b) and the connecting portion (36c) of the corrugated fin (36) of the first flow path group (17A) meander as viewed from the plane, and the second flow path group ( The corrugated fin (18) of the corrugated fin (17B) has a wave crest, a wave bottom and a connecting portion (18c) that are straight when viewed from above, so that the passage resistance of the first flow path group (17A) is the second flow. It is larger than the passage resistance of the road group (17B).

その他の構成は実施形態1の液冷式冷却装置(1)と同様である。   Other configurations are the same as those of the liquid cooling type cooling apparatus (1) of the first embodiment.

実施形態5
この実施形態は図9〜図11に示すものである。
Embodiment 5
This embodiment is shown in FIGS.

この実施形態の液冷式冷却装置(40)の場合、並列流路部分(16)には、連続して並んだ複数の流路(15)からなりかつ通路抵抗の異なる複数、ここでは3つの流路群(41A)(41B)(41C)が左右方向(並列流路部分の幅方向)に並んで設けられている。以下、右側壁側(6)側の流路群(41A)を第1流路群といい、第1流路群(41A)の左隣の流路群(41B)を第2流路群といい、左側壁(7)側の流路群(41C)を第3流路群というものとする。   In the case of the liquid cooling type cooling device (40) of this embodiment, the parallel flow path portion (16) includes a plurality of continuous flow paths (15) and a plurality of flow resistances (here, three) having different flow resistances. The channel groups (41A), (41B), and (41C) are provided side by side in the left-right direction (the width direction of the parallel channel portion). Hereinafter, the channel group (41A) on the right side wall (6) side is referred to as a first channel group, and the channel group (41B) on the left side of the first channel group (41A) is referred to as a second channel group. The flow path group (41C) on the left side wall (7) side is referred to as a third flow path group.

並列流路部分(16)の第1流路群(41A)は、波頂部(42a)、波底部(42b)、および波頂部(42a)と波底部(42b)とを連結する連結部(42c)からなり、連結部(42c)に上下方向にのびる複数のルーバ(43)が前後方向に並んで形成されている1つのアルミニウム製コルゲートフィン(42)によって構成されている。   The first flow path group (41A) of the parallel flow path portion (16) includes a wave crest part (42a), a wave bottom part (42b), and a connection part (42c) that connects the wave crest part (42a) and the wave bottom part (42b). ), And a plurality of louvers (43) extending in the vertical direction on the connecting portion (42c) are formed by one aluminum corrugated fin (42).

第2流路群(41B)を構成するコルゲートフィン(36)は、実施形態4の第1流路群(17A)のコルゲートフィン(36)と同一の構成であり、波頂部、波底部および連結部(36c)は平面から見て蛇行している。また、第3流路群(41C)を構成するコルゲートフィン(18)は、実施形態1の第1流路群(17A)のコルゲートフィン(18)と同一の構成であり、波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て1直線状となっている。なお、3つの両流路群(41A)(41B)(41C)のコルゲートフィン(42)(36)(18)のフィンピッチは等しくなっている。なお、全コルゲートフィン(42)(36)(18)の肉厚は等しくなっている。そして、第1流路群(41A)のコルゲートフィン(42)の連結部(42c)に複数のルーバ(43)が形成され、第2流路群(41B)のコルゲートフィン(36)の波頂部、波底部および連結部(36c)は平面から見て蛇行しており、第3流路群(41C)のコルゲートフィン(18)の波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て1直線状となっていることによって、第1流路群(41A)の通路抵抗が第2流路群(41B)の通路抵抗よりも大きく、第2流路群(41B)の通路抵抗が第3流路群(41C)の通路抵抗よりも大きくなっている。すなわち、各流路群(41A)(41B)(41C)の通路抵抗が、右側壁(6)側端部の第1流路群(41A)で最も大きくなっているとともに、左側壁(7)側端部の第3流路群(41C)に向かって徐々に小さくなっている。   The corrugated fin (36) constituting the second flow path group (41B) has the same configuration as the corrugated fin (36) of the first flow path group (17A) of the fourth embodiment, and has a wave crest part, a wave bottom part, and a connection part. The part (36c) meanders as seen from the plane. Further, the corrugated fins (18) constituting the third flow path group (41C) have the same configuration as the corrugated fins (18) of the first flow path group (17A) of Embodiment 1, and the wave crest part and the wave bottom part. The connecting portion (18c) is linear when viewed from the plane. Note that the fin pitches of the corrugated fins (42), (36), and (18) of the three flow path groups (41A), (41B), and (41C) are equal. In addition, the thickness of all the corrugated fins (42), (36) and (18) is equal. A plurality of louvers (43) are formed in the connecting portion (42c) of the corrugated fin (42) of the first channel group (41A), and the wave crest portion of the corrugated fin (36) of the second channel group (41B). The wave bottom part and the connecting part (36c) meander from the plane, and the wave crest part, the wave bottom part and the connecting part (18c) of the corrugated fin (18) of the third channel group (41C) are seen from the plane. By being linear, the passage resistance of the first flow path group (41A) is larger than the passage resistance of the second flow path group (41B), and the passage resistance of the second flow path group (41B) is the first. It is larger than the passage resistance of the three channel groups (41C). That is, the passage resistance of each channel group (41A) (41B) (41C) is the highest in the first channel group (41A) at the end on the right side wall (6) side, and the left side wall (7) It gradually decreases toward the third flow path group (41C) at the side end.

ここで、並列流路部分(16)の左右方向の幅をamm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをbmmとした場合、a≧bとなっている。また、並列流路部分(16)の左右方向の幅をamm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをbmmとし、さらに入口ヘッダ部(21)の流入端部(21a)および出口ヘッダ部(22)の流出端部(22a)の幅をcmm、入口ヘッダ部(21)、出口ヘッダ部(22)および並列流路部分(16)の高さを10mm以下とした場合、bc/a≦0.15という関係を満たしていることが好ましい。また、並列流路部分(16)の第1流路群(41A)の通路抵抗をRa、第2流路群(41B)の通路抵抗をRb、第3流路群(41C)の通路抵抗をRcとした場合、Rb=Ra×C1、Rc=Ra×C2、C1=0.5〜0.9、およびC2=0.2〜0.7という関係を満たしていることが好ましい。さらに、並列流路部分(16)の左右方向の幅をammとし、並列流路部分(16)の第1流路群(41A)の左右方向の幅をe、並列流路部分(16)の第2流路群(41B)の左右方向の幅をfとした場合、e=a×K、f=a×K、およびK=0.15〜0.5という関係を満たしていることが好ましい。 Here, when the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is a mm and the length in the front-rear direction of the flow path (15) of the parallel flow path portion (16) is b mm, a ≧ b. . The width in the left-right direction of the parallel channel portion (16) is amm, the length in the front-rear direction of the channel (15) in the parallel channel portion (16) is bmm, and the inlet end of the inlet header (21) The width of the outflow end portion (22a) of the section (21a) and the outlet header section (22) is cmm, and the height of the inlet header section (21), the outlet header section (22) and the parallel flow path section (16) is 10 mm or less. In this case, it is preferable that the relationship of bc / a 2 ≦ 0.15 is satisfied. In addition, the passage resistance of the first passage group (41A) of the parallel passage portion (16) is Ra, the passage resistance of the second passage group (41B) is Rb, and the passage resistance of the third passage group (41C) is In the case of Rc, it is preferable that the relationship of Rb = Ra × C1, Rc = Ra × C2, C1 = 0.5 to 0.9, and C2 = 0.2 to 0.7 is satisfied. Furthermore, the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is amm, the width in the left-right direction of the first flow path group (41A) of the parallel flow path portion (16) is e, and the width of the parallel flow path portion (16) is When the width in the left-right direction of the second flow path group (41B) is f, it is preferable that the relationship of e = a × K, f = a × K, and K = 0.15 to 0.5 is satisfied. .

参考のために、並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)を、図11に実線で示す。また、全流路群(41A)(41B)(41C)の通路抵抗が等しい場合の並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比(局所流速/平均流速)を、図11に破線で示す。   For reference, the flow velocity ratio (local flow velocity / average flow velocity) of the flow velocity of the water flowing through each flow passage (15) with respect to the average flow velocity in all flow passages (15) of the parallel flow passage portion (16) is shown in FIG. Is shown by a solid line. In addition, when the passage resistances of all the channel groups (41A), (41B), and (41C) are equal, the parallel flow channel portion (16) flows through each channel (15) with respect to the average flow velocity in all the channels (15). The flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of water is shown by a broken line in FIG.

この発明の液冷式冷却装置は、たとえば車両などの半導体電力変換装置に適用され、半導体素子などの発熱体を冷却するのに好適に使用される。   The liquid cooling type cooling device of the present invention is applied to a semiconductor power conversion device such as a vehicle, and is suitably used for cooling a heating element such as a semiconductor element.

(1)(25)(30)(35)(40):液冷式冷却装置
(2):ケーシング
(5):周壁
(6):右側壁(第1側壁)
(7):左側壁(第2側壁)
(11):冷却液入口
(12):冷却液出口
(15):流路
(16):並列流路部分
(17A)(17B):流路群
(18)(19):コルゲートフィン
(18a)(19a):波頂部
(18b)(19b):波底部
(18c)(19c):連結部
(21):入口ヘッダ部
(22):出口ヘッダ部
(26):コルゲートフィン
(26a):連結部
(31):コルゲートフィン
(36):コルゲートフィン
(36a):波頂部
(36b):波底部
(36c):連結部
(41A)(41B)(41C):流路群
(42):コルゲートフィン
(42a):波頂部
(42b):波底部
(42c):連結部
(43):ルーバ
(1) (25) (30) (35) (40): Liquid cooling type cooling device
(2): Casing
(5): Perimeter wall
(6): Right side wall (first side wall)
(7): Left side wall (second side wall)
(11): Coolant inlet
(12): Coolant outlet
(15): Flow path
(16): Parallel flow path
(17A) (17B): Channel group
(18) (19): Corrugated fin
(18a) (19a): Wave peak
(18b) (19b): Wave bottom
(18c) (19c): Connection part
(21): Entrance header
(22): Exit header
(26): Corrugated fin
(26a): Connection part
(31): Corrugated fin
(36): Corrugated fin
(36a): Wave peak
(36b): Wave bottom
(36c): Connection part
(41A) (41B) (41C): Channel group
(42): Corrugated fin
(42a): Wave peak
(42b): Wave bottom
(42c): Connection part
(43): Louva

Claims (7)

互いに対向する第1の側壁および第2の側壁を備えた周壁を有し、かつ第1の側壁の一端部に冷却液入口が形成されるとともに、第1の側壁の他端部に冷却液出口が形成されたケーシングを備えており、ケーシング内における第1および第2側壁間でかつ冷却液入口と冷却液出口との間の位置に、冷却液が第1および第2側壁の長さ方向に流れる複数の流路からなる並列流路部分が設けられ、ケーシング内における並列流路部分よりも上流側の部分が冷却液入口に通じる入口ヘッダ部となされるとともに、並列流路部分よりも下流側の部分が冷却液出口に通じる出口ヘッダ部となされている液冷式冷却装置であって、
並列流路部分に、複数の流路からなりかつ通路抵抗の異なる複数の流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、各流路群の通路抵抗が、第1側壁側端部の流路群で最も大きくなっているとともに、第2側壁側端部の流路群に向かって徐々に小さくなっている液冷式冷却装置。
A cooling liquid inlet is formed at one end of the first side wall and a cooling liquid outlet at the other end of the first side wall, the peripheral wall having a first side wall and a second side wall facing each other. The cooling liquid is disposed in the casing between the first and second side walls and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet in the length direction of the first and second side walls. A parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths is provided, and a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing serves as an inlet header portion leading to the coolant inlet, and is further downstream than the parallel flow path portion. Is a liquid cooling type cooling device in which the part is an outlet header part leading to the cooling liquid outlet,
A plurality of flow path groups each having a plurality of flow paths and having different passage resistances are provided in the parallel flow path portion side by side in the width direction of the parallel flow path portions. A liquid-cooling type cooling device that is largest in the flow path group at the side wall side end and gradually decreases toward the flow path group at the second side wall side end.
並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、コルゲートフィンのフィンピッチが、各流路群を構成するコルゲートフィン毎に異なっており、第1側壁側端部の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが最も小さく、第2側壁側端部の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが最も大きくなっている請求項1記載の液冷式冷却装置。 Each flow path group of the parallel flow path portion is constituted by one corrugated fin composed of a wave crest part, a wave bottom part, and a connecting part that connects the wave crest part and the wave bottom part. The corrugated fins of the corrugated fins in the flow path group at the first side wall side end are the smallest, and the fin pitches of the corrugated fins in the flow path group at the second side wall end are the largest. The liquid cooling type cooling device according to claim 1. 並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが、第2側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチよりも小さくなっている請求項1記載の液冷式冷却装置。 Two channel groups are provided in the parallel channel portion, and each channel group of the parallel channel portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The liquid cooling type cooling according to claim 1, wherein the fin pitch of the corrugated fins of the channel group on the first side wall side is smaller than the fin pitch of the corrugated fins of the channel group on the second side wall side. apparatus. 並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の第1側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第2側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる複数のコルゲートフィンが冷却液の流れ方向に間隔をおいて並べられることにより構成されている請求項1記載の液冷式冷却装置。 Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and the flow path group on the first side wall side of the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of corrugated fins including a wave crest part, a wave bottom part, and a connecting part that connects the wave crest part and the wave bottom part in the flow direction of the coolant. The liquid cooling type cooling apparatus according to claim 1, wherein the liquid cooling type cooling apparatus is configured by being arranged at intervals. 並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の第1側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第2側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる複数のコルゲートフィンが冷却液の流れ方向に並べられることにより構成され、第2側壁側の流路群のコルゲートフィンのうち少なくとも1つのコルゲートフィンのフィンピッチが、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチと等しくなっているとともに、第2側壁側の流路群の複数のコルゲートフィンのうち他のコルゲートフィンのフィンピッチが、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチよりも大きくなっている請求項1記載の液冷式冷却装置。 Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and the flow path group on the first side wall side of the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of corrugated fins including a wave crest part, a wave bottom part, and a connecting part that connects the wave crest part and the wave bottom part in the flow direction of the coolant. The fin pitch of at least one corrugated fin among the corrugated fins in the flow path group on the second side wall side is equal to the fin pitch of the corrugated fins in the flow path group on the first side wall side. The fin pitch of the other corrugated fins among the plurality of corrugated fins in the flow path group on the second side wall side is larger than the fin pitch of the corrugated fins in the flow path group on the first side wall side. Motomeko 1 wherein the liquid-cooling type cooling device. 並列流路部分に2つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第1側壁側の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て蛇行し、第2側壁側の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て1直線状である請求項1記載の液冷式冷却装置。 Two channel groups are provided in the parallel channel portion, and each channel group of the parallel channel portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The corrugated fin's wave crest, wave bottom and connecting portion of the flow path group on the first side wall side meander in a plan view, and the wave crest and wave bottom of the corrugated fin in the flow path group on the second side wall side. The liquid cooling type cooling device according to claim 1, wherein the connecting portion is linear when viewed from a plane. 並列流路部分に3つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる1つのコルゲートフィンによって構成され、第1側壁側端部の流路群のコルゲートフィンの連結部に複数のルーバが連結部の長さ方向に並んで形成され、第2側壁側端部の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て1直線状であり、中間部の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て蛇行している請求項1記載の液冷式冷却装置。 Three channel groups are provided in the parallel channel portion, and each channel group of the parallel channel portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of louvers are formed in the connecting portion of the corrugated fin of the flow path group at the end portion on the first side wall side, and are arranged side by side in the length direction of the connecting portion. The wave crest portion, wave bottom portion and connecting portion of the fin are linear when viewed from the plane, and the wave crest portion, wave bottom portion and connecting portion of the corrugated fin of the intermediate channel group meander as viewed from the plane. The liquid cooling type cooling device according to 1.
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