JP2013175526A - 冷却器及び冷却装置 - Google Patents

冷却器及び冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013175526A
JP2013175526A JP2012038094A JP2012038094A JP2013175526A JP 2013175526 A JP2013175526 A JP 2013175526A JP 2012038094 A JP2012038094 A JP 2012038094A JP 2012038094 A JP2012038094 A JP 2012038094A JP 2013175526 A JP2013175526 A JP 2013175526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
heat exchange
plate
flow path
cooler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012038094A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5901343B2 (ja
Inventor
Masayoshi Tamura
正佳 田村
Seiji Hashimo
誠司 羽下
Yosuke Kikuchi
洋輔 菊地
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2012038094A priority Critical patent/JP5901343B2/ja
Priority to US13/748,779 priority patent/US9291404B2/en
Priority to DE102013101747.9A priority patent/DE102013101747B4/de
Priority to CN201310056053.0A priority patent/CN103298317B/zh
Publication of JP2013175526A publication Critical patent/JP2013175526A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5901343B2 publication Critical patent/JP5901343B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/022Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/086Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning having one or more openings therein forming tubular heat-exchange passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】熱交換効率が高く、かつ冷却水の圧力損失が小さい冷却器及びそれを用いた冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置では、冷却水の流通経路に熱交換ユニット20が配設される。熱交換ユニット20は、板状のプレート部21と、プレート部21の板面に立設される複数のフィン22を有し、プレート部21の板面が冷却水の流通経路に沿うとともにフィン22同士の隙間に冷却水が流れるように冷却装置に配設される。複数のフィン22のそれぞれは、菱形柱状であり、その長い対角線が冷却水の流通経路に沿うように、プレート部21に格子状に配設される。
【選択図】図2

Description

本発明は、冷却器及び冷却装置に係り、詳しくは、冷却水の流通経路に配設されて冷却水と熱交換する冷却器及びそれを用いた冷却装置に関する。
従来、CPUやLSI、インバータ等の電子機器・パワー半導体等の冷却対象を冷却する高効率な冷却機構として、金属で構成されて、冷却対象が熱的に接続されるベース部の板面に、円柱状や直方体状の複数のピンフィンが立設されるものが知られている(例えば、特許文献1や非特許文献1参照)。特許文献1や非特許文献1に記載の冷却機構では、ピンフィンに対して冷却風を吹き付けて冷却対象を冷却している。
特開平10−190265号公報
近藤義広、松島均,「LSIパッケージ搭載用ピンフィン形ヒートシンクの噴流冷却特性に関する実験的検討」,日本機械学会論文集(B編)61巻582号,p.339−345,1995年2月
こうした円柱状や直方体状の複数のピンフィンを備える冷却機構では、ピンフィンの熱伝達率が良く、高い冷却性能を実現することができる。しかし、水やLLCなどの冷却水を用いて、ピンフィン同士の隙間に冷却水を流通させる場合には、冷却水の圧力損失が大きく、冷却水を圧送する機構として出力が大きなものを用いる必要があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、熱交換効率が高く、かつ冷却水の圧力損失が小さい冷却器及びそれを用いた冷却装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の冷却器は、
冷却水の流通経路に配設されて該冷却水と熱交換する冷却器であって、
板面が前記冷却水の流通経路に沿って配設されるベース板と、
格子状に並ぶように前記ベース板の板面にそれぞれ立設され、前記冷却水の流通経路内に配設される複数のフィンと、
を備え、
前記複数のフィンのそれぞれは、菱形柱状であり、該菱形柱状における菱形の長い対角線が前記冷却水の流通経路方向に沿って配設される、
ことを特徴とする。
本発明によれば、熱交換効率が高く冷却水の圧力損失が小さい冷却器や冷却装置を実現することができる。
本発明の実施の形態1に係る冷却装置の構成の概要を示す斜視図である。 実施の形態1に係る熱交換ユニット示す斜視図である。 実施の形態1に係る熱交換ユニットを示す平面図である。 図1中のA−A矢視断面図である。 実施の形態1に係る熱交換ユニットのフィンを拡大して示す図である。 熱交換ユニットの形状を変化させたときの圧力損失と熱伝達率特性とを示す図である。 フィンの菱形形状の短長比を固定して、菱形形状の長い対角線の長さと、フィン同士の隙間距離とを変化させたときの圧力損失と熱伝達率特性とを模式的に示す図である。 フィンの菱形形状のアスペクト比ごとにパレート最適度を示す図である。 実施の形態2の冷却装置の構成の概要を示す図である。 実施の形態2に係る冷却装置の積層体を示す平面図である。 図10中のB−B矢視断面図である。 プレートのスリット周辺を拡大して示す図である。 複数のプレートを積層させて積層体とするのを説明する図である。 実施の形態3に係る積層体の構成の概要を示す図である。 図14中のC−C矢視断面図である。 図14中のD−D矢視断面図である。 実施の形態4に係る積層体の構成の概要を示す図である。 実施の形態4に係る積層体のプレートを示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷却装置10の構成の概要を示す図である。本発明の実施の形態1に係る冷却装置10は、例えばCPUやLSI、インバータなどの電子機器やパワー半導体などの冷却対象を冷却するために用いられる。冷却装置10は、図1に示すように、冷却水の流入口11と、流出口12と、ケース13と、熱交換ユニット(冷却器)20とを備える。また、この冷却装置10は、例えば電動式モータによって駆動されるポンプなどの図示しない冷却水圧送機構を備える。以下、図中太線矢印は、冷却水の流れを示している。なお、冷却装置10では、冷却水圧送機構によって冷却水を循環させてもよい。この場合、循環する流通経路内に、リザーバやフィルタを備えてもよい。また、冷却水としては、例えば水やLLC、アルコールなど適宜選択して用いることができる。
流入口11や流出口12、ケース13のそれぞれは、銅、アルミニウム、鉄などの熱伝導性の高い材料で生成され、冷却水の流通経路の一部を構成する。この実施の形態では、ケース13は、直方体状の広い一面が開口した箱状に形成されており、流入口11や流出口12と接続する孔13a付近に掘り込み13bが形成されている。また、流入口11や流出口12は、パイプ状に形成されている。流入口11や流出口12、ケース13は、鋳造などによって一体に形成されてもよいし、それぞれの部材が接着剤によって接着、または溶剤によって溶着されてもよい。
熱交換ユニット20は、ケース13などと同様に、銅、アルミニウム、鉄などの熱伝導性の高い材料で形成され、ケース13の開口面に取り付けられる。熱交換ユニット20は、図2〜図4に示すように、板状のプレート部21と、複数のフィン22とを有する。プレート部21は、ケース13の開口面に合わせた形状に形成されており、接着剤による接着や溶剤による溶着によってケース13の開口面に取り付けられる。これにより、プレート部21は、板面が冷却水の流通経路に沿って配置され、ケース13や流入口11、流出口12とともに冷却水の流通経路を構成する。
複数のフィン22は、プレート部21の板面に立設されている。この複数のフィン22は、例えばダイカスト法を用いてプレート部21と一体に形成してもよいし、プレート部21に対してそれぞれにろう付けやはんだ付けなどしてもよい。複数のフィン22のそれぞれは、プレート部21の板面に平行な断面を菱形とする菱形柱状であり、冷却水の流入口11と流出口12とを結んだ冷却水の流通経路方向に沿った方向、及び、その垂直な方向に沿って、プレート部21に格子状に二次元配列されている。複数のフィン22のそれぞれは、菱形の長い対角線が流通経路方向に沿うように配設されており、この実施の形態では、複数のフィン22の壁面同士の距離tが略均等になるように、プレート部21の板面に千鳥格子状に配置されている。
冷却装置10では、ケース13や、熱交換ユニット20における複数のフィン22が配設された面とは反対側の面に冷却対象が取り付けられ、流入口11からケース13と熱交換ユニット20との間に冷却水が流入し、複数のフィン22の隙間を通って、流出口13から冷却水が流出される。そして、冷却装置10では、冷却対象からケース13や熱交換ユニット20に熱が伝えられ、冷却水がケース13と熱交換ユニット20との間を通過するときに、ケース13や熱交換ユニット20から冷却水に熱が放散されることによって冷却対象が冷却される。この実施の形態の冷却装置10では、菱形柱状の複数のフィン22が格子状に立設されて熱交換ユニット20が構成されているので、冷却水がフィン22の隙間を流通するときの圧力損失を小さくすることができるとともに冷却装置10の熱伝達率効率を高くすることができる。
次に、熱交換ユニット20における菱形柱状のフィン22の、特に好ましい形状について説明する。図5は、複数のフィン22の一部を上面から見て模式的に示す図であり、図6は、菱形柱状のフィン22における菱形の短長比(b/a)、菱形の長い対角線の長さa、複数のフィン22同士の隙間距離tを変化させたときの冷却装置10の圧力損失、熱伝達率特性を示す図である。図6では、フィン22の菱形の短長比(b/a)、長い対角線の長さa(mm)、隙間距離t(mm)をそれぞれ、次式(1)〜(3)の範囲で変更し、三次元流体シミュレーションによって圧力損失、熱伝達率特性を得ている。そして、図6には、フィン22の形状及び配置(短長比(b/a)、長い対角線の長さa、隙間距離t)に対する、圧力損失と熱伝達率特性のパレート解Pを太線で示している。ここで、パレート解Pは、圧力損失と熱伝達率特性との一方を改善させるためには、他方を改悪せざるをえない状態となる解であり、パレート解Pとなるフィン22の形状は、圧力損失と熱伝達率特性において最適な形状であるといえる。
0.15≦b/a≦0/45 ・・・(1)
1.0≦a≦7.0 ・・・(2)
0.6≦t≦2.0 ・・・(3)
図7は、フィン22の菱形の短長比(b/a)の値を固定し(例えば、0.15≦x≦0.45を満たす任意のx(mm)に固定)、長い対角線の長さaと隙間距離tを上記式(2)、(3)を満たす範囲で変化させたときの冷却装置10の圧力損失、熱伝達率特性を模式的に示す図である。図7には、フィン22の菱形の短長比(b/a)を固定したときの圧力損失、熱伝達率特性の計算結果範囲の境界線Lと、図5に示したパレート解Pとを合わせて示している。境界線Lとパレート解Pとが近いほど、その短長比(b/a)のフィン22の圧力損失、熱伝達率特性がパレート解Pに近く、好適な短長比(b/a)であるといえる。ここで、次式(4)に示すパレート最適度Opを定義して、任意の短長比(b/a)の境界線Lとパレート解Pとの近さを表す指標とした。このパレート最適度Opは、境界線Lとパレート解Pとの間の面積(図7中、斜線部)を熱伝達率の幅Δhbで除して逆数をとったものに相当し、パレート最適度Opが大きいほど、その短長比(b/a)での境界線Lがパレート解Pに近く、性能が優れたフィン22とすることができる短長比(b/a)であるといえる。
Op=Δhb/∫[L(hb)-P(hb)]dhb ・・・(4)
図8は、フィン22の短長比(b/a)とパレート再適度Opとの関係を示す図である。図示するように、パレート最適度Opは、短長比(b/a)が0.3付近で極大値をとっている。この実施の形態の計算結果では、短長比(b/a)が0.270≦b/a≦0.325を満たす範囲のときに、パレート最適度Opが40以上となって、フィン22の性能が特に優れたものとなった。
上述した冷却装置10では、複数のフィン20は、互いの隙間距離tが略等しくなるように千鳥格子状に配列されるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、冷却水の流入口11と流出口12とを結ぶ流通経路方向およびその垂直な方向への間隔が一定(近接を含む)となるように格子状に配設されてもよい。
実施の形態2.
図9は、実施の形態2の冷却装置110の構成の概要を示す図である。実施の形態2の冷却装置120では、実施の形態1の熱交換ユニット20に代えて積層体30が備えられている。積層体30は、複数のプレート(熱交換プレート)31が積層されて構成されており、ケース13の開口から入れられて蓋14で覆われることにより、冷却水の流通経路に配設される。以下、実施の形態1と共通する構成については説明を省略する。
積層体30を構成する複数のプレート31は、銅やアルミニウム、鉄などの熱伝導率が高い材料で形成されている。複数のプレート31のそれぞれは、図9〜図11に示すように、板面を長方形とする板状に形成され、厚さ方向(積層方向)に貫通する複数の鋸刃状(ジグザグ状)のスリット32が形成されている。複数の鋸刃状のスリット32のそれぞれは、冷却水の流入口11と流出口12とを結ぶ方向である冷却水の流通経路方向に沿って長い形状に形成され、それぞれが冷却水の流通経路方向と垂直な方向に並んで形成されている。また、複数のスリット32それぞれは、屈折するパターンが連続する鋸刃状であり、隣り合うスリット32同士で位相が反対となっている(180度ずれている)。プレート31における複数のスリット32は、例えば、プレス加工による打ち抜きや、レーザカット加工、エッチング加工などによって形成することができる。
この実施の形態では、複数のスリット32は、実施の形態1で説明した菱形に基づいてパターンが定められている。複数のスリット32は、図12に示すように、底辺aと高さb’が、0.270≦b’/(2・a)≦0.325を満たす二等辺三角形のパターンが連続する鋸刃状に形成されている。つまり、複数のプレート31では、隣り合うスリット32を隔てるプレート31の部位において、二等辺三角形のパターンに左右両側(冷却水の流通経路方向に垂直な方向の両側)に突出しており、実施の形態1で説明した菱形に類似する形状となっている(b’=b/2)。
複数のプレート31は、図13に示すように、隣接するプレート31同士のスリット32が連通するように、ろう付けやはんだ付けによって水密に接合され、積層体30を構成する。そして、積層体30がケース13に入れられて蓋14で覆われ、冷却装置110が構成される。この実施の形態では、上述したように、ケース13には、流入口11と流出口12と接続する孔13a付近に掘り込み13bが形成されている。この堀り込み13bは、積層体30の積層方向に拡口するように形成されており、冷却装置110では、流入口11からケース13内に冷却水が進入すると、掘り込み13bを通じて、積層体30のプレート31の板面に対して冷却水が垂直に流入する。そして、プレート31に形成された複数のスリット32を通じて、冷却水が流出口12側に向かい、流出口12側の掘り込み13bを通じて、プレート31の板面に対して垂直に流出する。
以上説明した実施の形態2の冷却装置110では、積層体30を構成するプレート31のスリット32が、隣り合うスリット同士32で位相が反対となるように鋸刃状に形成され、隣り合うスリット32を隔てるプレート31の部位が、実施の形態1で説明した菱形と類似する形状となるように二等辺三角形のパターンに突出しているので、冷却装置の冷却水の圧力損失を小さくできるとともに熱伝達効率を高くすることができる。また、プレート31を積層させるときに、スリット32同士の位置を板面方向に互いに若干量ずらして連通させることにより、冷却水と積層体30が接触する面積を大きくしたり冷却水の攪拌させたりして熱交換効率を向上を図ることができる。また、スリット32を冷却水の流通経路方向にずらせば、例えばケース13の掘り込み13bを設けなくとも、スリット32に冷却水を容易に流入させることができる。
実施の形態3.
図14は、実施の形態3の積層体30Aの平面図であり、図15および図16は、図14中のCCおよびDD矢視断面図である。実施の形態3では、実施の形態2と同様に、複数の鋸刃状のスリット32が形成されたプレート31が積層されて積層体30が構成されているが、積層されるプレート31に、冷却水の流通経路方向に長いプレート31Aと短いプレート31Bとが含まれる。図14〜図16に示すように、スリット32の位置をずらして積層体30を構成すると、冷却水と積層体30の接触する面積を大きくすることができるとともに、冷却水を積層方向へ移動させて、冷却装置の熱交換効率の向上を図ることができる。ここで、スリット32同士のずらす量を大きくすることによって、こうした効果を得やすくなるものの、スリット32同士の連通するスペースが小さくなると、図15中、破線矢印に示すように、積層体30内に異物が侵入した場合に、異物が積層体30から排出できなくなってしまうおそれがある。例えば、冷却水の流通経路方向にずらした量(図16中、符号j1)よりも、その直交する方向にずらした量(図15中、符号i)が小さい場合には、隙間j1から入った異物が大きいと、隙間iを通ることができない(積層方向に異物が移動できない)。これに対して、この実施の形態3では、図15に示すように、プレート31に、冷却水の流通経路方向にスリット32が長いプレート31Aと短い31Bとを用いて、交互に積層させることにより、流出口12付近に異物を排出できるスペースを確保することができ(図16中、隙間j2>j1)、異物が詰まるのを抑制することができる。
実施の形態4.
図17は、実施の形態4の積層体30Bの平面図であり、図18は、実施の形態4のプレート31Cの平面図である。実施の形態4の積層体30Bは、図示するように、1種類の複数のプレート31Cを1枚置きに180°回転させて積層することにより構成されている。この実施の形態のプレート31Cは、冷却水の流入口11、流出口12付近の所定領域(図16中、斜線部)において、スリット32が平行に形成されている。このようにスリット32が平行に形成されることによって、プレート31Cを180°回転させても、スリット32同士の位置をずらさずに連通させることができる。また、平行に形成されたスリット32の流入側と流出側の一方は、端部が切り欠き32aとなっている。これにより、流入口11、流出口12への冷却水の流通を阻害しないようにすることができるとともに、プレート31C間での冷却水の移動を促進させて熱伝達効率を高くすることができる。また、切り欠き32aとスリット32とを隔てるプレート部分を適当な位置とすることによって、実施の形態3の積層体30Aと同様に、異物が排出されるスペースを確保して異物が詰まるのを抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上述した実施の形態に限定されず、種々の変形および応用が可能である。例えば、ケース13は、直方体状であるものとしたが、例えば、流入口11や流出口12付近が流入口11から拡径したり、流出口13に向けて縮径するように形成されるなど、形状は如何なるものとしても構わない。
上述した実施の形態2〜4では、積層体30は、ケース13に蓋14で覆われて収納されるものとしたが、積層体30の端面に蓋14の代わりとなるカバープレートが積層されて、蓋14を用いることなく、積層体30がケース13に取り付けられてもよい。
10 冷却装置
11 流入口
12 流出口
13 ケース
14 蓋
20 熱交換ユニット
21 プレート部
22 フィン
30、30A、30B 積層体
31、31A、31B、31C プレート
32 スリット

Claims (9)

  1. 冷却水の流通経路に配設されて該冷却水と熱交換する冷却器であって、
    板面が前記冷却水の流通経路に沿って配設されるベース板と、
    格子状に並ぶように前記ベース板の板面にそれぞれ立設され、前記冷却水の流通経路内に配設される複数のフィンと、
    を備え、
    前記複数のフィンのそれぞれは、菱形柱状であり、該菱形柱状における菱形の長い対角線が前記冷却水の流通経路方向に沿って配設される、
    ことを特徴とする冷却器。
  2. 前記複数のフィンは、前記菱形柱状における菱形の長い対角線の長さa(mm)、該菱形の短い対角線の長さb(mm)が、0.270≦b/a≦0.325を満たすように構成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の冷却器。
  3. 前記複数のフィンは、前記菱形柱状における菱形の長い対角線の長さa(mm)、該複数のフィンの互いの隙間距離t(mm)が、1.0≦a≦7.0,0.6≦t≦2.0
    を満たすように構成されている、
    ことを特徴とする請求項2に記載の冷却器。
  4. 冷却水の流通経路に配設されて該冷却水と熱交換する冷却器であって、
    厚さ方向に貫通する複数のスリットが前記冷却水の流通経路方向に対して垂直な方向に並んで形成されている熱交換プレートが複数積層されて構成され、前記熱交換プレートの板面が前記冷却水の流通経路に沿うように配設されて前記スリットを前記冷却水が流通する積層体を備え、
    前記複数のスリットのそれぞれは、前記熱交換プレートの板面に垂直な方向から見て、隣り合うスリット同士で位相が反対となるように、屈折したパターンを連続して有する鋸刃状に形成されている、
    ことを特徴とする冷却器。
  5. 前記屈折したパターンは、前記熱交換プレートの板面に垂直な方向から見て、底辺a(mm)、高さb’(mm)が0.270≦a/(2・b’)≦0.325を満たす二等辺三角形状である、
    ことを特徴とする請求項4に記載の冷却器。
  6. 前記積層体は、前記複数の熱交換プレートごとに前記複数のスリットの位置を板面に沿ってずらして構成される、
    ことを特徴とする請求項4又は5に記載の冷却器。
  7. 前記複数の熱交換プレートには、第1の熱交換プレートと、該第1の熱交換プレートよりも前記複数のスリットが短く形成されている第2の熱交換プレートとが含まれ、
    前記積層体は、前記第1の熱交換プレートと前記第2の熱交換プレートとが交互に積層されて構成されている、
    ことを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の冷却器。
  8. 前記積層体は、同一の構成の熱交換プレートが複数積層されて構成され、
    前記複数のスリットは、前記冷却水の流入出側の端部の所定領域において、該冷却水の流通経路方向に沿って平行に形成されている、
    ことを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の冷却器。
  9. 請求項4乃至8の何れか1項に記載の冷却器が冷却水の流通経路に配設され、
    前記流通経路における前記冷却器への冷却水の流入出口には、前記積層体の積層方向に拡口された拡口部が形成されており、該拡口部を通じて前記熱交換プレートの板面に対して冷却水が垂直に流入出する、
    ことを特徴とする冷却装置。
JP2012038094A 2012-02-24 2012-02-24 冷却器及び冷却装置 Active JP5901343B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012038094A JP5901343B2 (ja) 2012-02-24 2012-02-24 冷却器及び冷却装置
US13/748,779 US9291404B2 (en) 2012-02-24 2013-01-24 Cooler and cooling device
DE102013101747.9A DE102013101747B4 (de) 2012-02-24 2013-02-21 Kühler
CN201310056053.0A CN103298317B (zh) 2012-02-24 2013-02-22 冷却器以及冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012038094A JP5901343B2 (ja) 2012-02-24 2012-02-24 冷却器及び冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013175526A true JP2013175526A (ja) 2013-09-05
JP5901343B2 JP5901343B2 (ja) 2016-04-06

Family

ID=48950923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012038094A Active JP5901343B2 (ja) 2012-02-24 2012-02-24 冷却器及び冷却装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9291404B2 (ja)
JP (1) JP5901343B2 (ja)
CN (1) CN103298317B (ja)
DE (1) DE102013101747B4 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016194158A1 (ja) * 2015-06-03 2016-12-08 三菱電機株式会社 液冷冷却器、及び液冷冷却器に於ける放熱フィンの製造方法
JP2016219572A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置
JP2018049861A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2019057739A (ja) * 2019-01-07 2019-04-11 日本軽金属株式会社 液冷ジャケット
JP2019096649A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 富士電機株式会社 冷却器
JP6563161B1 (ja) * 2018-03-15 2019-08-21 三菱電機株式会社 冷却器、電力変換装置ユニット及び冷却システム
WO2019176620A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 三菱電機株式会社 冷却器、電力変換装置ユニット及び冷却システム
CN110848821A (zh) * 2019-11-21 2020-02-28 青岛海尔空调器有限总公司 散热构件、散热器和空调器
WO2022071099A1 (ja) * 2020-10-01 2022-04-07 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法
JP7407577B2 (ja) 2019-12-04 2024-01-04 三菱電機株式会社 ヒートシンク

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6262422B2 (ja) * 2012-10-02 2018-01-17 昭和電工株式会社 冷却装置および半導体装置
WO2014092655A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 Sieva, Podjetje Za Razvoj In Trženje V Avtomobilski Industriji, D.O.O. Advanced heat exchanger with integrated coolant fluid flow deflector
CN103633933A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 成都聚合科技有限公司 一种聚光光伏光电转换接收器专用散热器
CN103633932A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 成都聚合科技有限公司 一种聚光光伏光电转换接收器用散热器
FR3020135A1 (fr) * 2014-04-16 2015-10-23 Commissariat Energie Atomique Module d'echangeur de chaleur a echange thermique et compacite ameliores, utilisation avec du metal liquide et du gaz.
US20160025423A1 (en) * 2014-07-22 2016-01-28 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Heat transfer plate
US10302371B2 (en) * 2014-10-20 2019-05-28 Signify Holding B.V. Low weight tube fin heat sink
CN104669509B (zh) * 2015-02-10 2017-02-01 华南理工大学 一种基于流场阵列排布的扰流柱及其制备方法与模具
DE102015209274A1 (de) 2015-05-21 2016-11-24 Robert Bosch Gmbh Wärmetauscher, Kühlsystem
US20170363375A1 (en) * 2015-06-30 2017-12-21 Georgia Tech Research Corporation Heat exchanger with variable density feature arrays
RU167922U1 (ru) * 2016-04-04 2017-01-12 Публичное акционерное общество "Газпром" Пластинчатый теплообменник
KR20180016102A (ko) * 2016-08-05 2018-02-14 엘지이노텍 주식회사 전자 부품 패키지
CN106151982A (zh) * 2016-08-12 2016-11-23 华南理工大学 一种大功率led液冷散热系统
US11348850B2 (en) * 2017-03-27 2022-05-31 Mitsubishi Electric Corporation Vehicle power conversion device
US10178800B2 (en) * 2017-03-30 2019-01-08 Honeywell International Inc. Support structure for electronics having fluid passageway for convective heat transfer
CN107166968B (zh) * 2017-07-21 2023-01-17 三河熙博机械制造有限公司 静密封环冷机双层送风系统
US11788801B2 (en) * 2017-10-13 2023-10-17 Volvo Truck Corporation Heat exchanger and an additive manufacturing method for manufacturing a heat exchanger
CN108024486A (zh) * 2018-01-04 2018-05-11 钦州学院 基于蜻蜓翅膀微观表面的微型散热器及其制造方法
JP6642603B2 (ja) * 2018-02-28 2020-02-05 株式会社富士通ゼネラル 隔壁式熱交換器
EP3564992B1 (en) * 2018-05-02 2021-07-07 EKWB d.o.o. Fluid-based cooling device for cooling at least two distinct first heat-generating elements of a heat source assembly
US10405466B1 (en) * 2018-06-14 2019-09-03 Ford Global Technologies, Llc Power-module assembly with endcap
JP7118788B2 (ja) * 2018-07-19 2022-08-16 株式会社フジクラ コールドプレート及びコールドプレートの製造方法
CN109387096A (zh) * 2018-11-12 2019-02-26 东莞运宏模具有限公司 积层式水冷散热器
EP3671828A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Evaporative microchip cooling
USD916149S1 (en) * 2019-02-08 2021-04-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser impingement cooler
USD917587S1 (en) * 2019-02-08 2021-04-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser impingement cooler
USD916150S1 (en) * 2019-02-08 2021-04-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser impingement cooler
JP6789335B2 (ja) * 2019-03-05 2020-11-25 三菱電機株式会社 ヒートシンク及びこれを備えた半導体モジュール
CN110173957B (zh) * 2019-06-19 2023-09-08 广东文轩热能科技股份有限公司 一种新型液冷板
CN110636742B (zh) * 2019-08-16 2021-02-05 电子科技大学 一种基于3d打印技术的仿鱼鳞型微通道及多层冷板安装架
USD942403S1 (en) 2019-10-24 2022-02-01 Wolfspeed, Inc. Power module having pin fins
JP6874823B1 (ja) * 2019-12-26 2021-05-19 株式会社明電舎 冷却構造及びヒートシンク
CN111584442A (zh) * 2020-04-23 2020-08-25 南方科技大学 散热装置
CN111525820B (zh) * 2020-06-09 2021-02-05 重庆宗申电子科技有限公司 一种逆变器及其装配工艺
US20220084740A1 (en) * 2020-09-14 2022-03-17 Intel Corporation Embedded cooling channel in magnetics
EP4349143A1 (en) * 2021-05-27 2024-04-10 Valeo eAutomotive Germany GmbH Cooling structure, power module comprising such a cooling structure, electrical power converter, such as an inverter, comprising such a power module
TWI805433B (zh) * 2022-07-01 2023-06-11 艾姆勒科技股份有限公司 具有針柱式鰭片的水冷散熱板、以及具有其的封閉式水冷散熱器
WO2024020602A2 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 The Johns Hopkins University Lattice heatsink for impingement cooling

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006324647A (ja) * 2005-04-21 2006-11-30 Nippon Light Metal Co Ltd 液冷ジャケット
WO2010136017A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-02 Electrovac Ag Gekühlte elektrische baueinheit
JP2011017516A (ja) * 2009-07-10 2011-01-27 Mitsubishi Electric Corp プレート積層型冷却装置及びその製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2640000C2 (de) * 1976-09-04 1986-09-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Zylindrische Kühldose mit gegenüberliegenden Ein- und Ausflußöffnungen für flüssigkeitsgekühlte Leistungshalbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung derselben
DE4017749C2 (de) 1989-03-18 1993-12-16 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitskühlkörpers aus elektrisch isolierendem Material
US5655600A (en) * 1995-06-05 1997-08-12 Alliedsignal Inc. Composite plate pin or ribbon heat exchanger
WO1997025741A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Kühlkörper mit zapfen
JPH10190265A (ja) 1996-12-20 1998-07-21 Yaskawa Electric Corp ピンフィン型放熱装置
DE19727912C1 (de) * 1997-07-01 1998-10-29 Daimler Benz Ag Kühlkörper für Leistungsbauelemente
JPH11204978A (ja) 1998-01-12 1999-07-30 Mitsubishi Electric Corp 電子機器
US6729383B1 (en) * 1999-12-16 2004-05-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fluid-cooled heat sink with turbulence-enhancing support pins
JP2001319998A (ja) 2000-05-09 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒートシンクとその製造方法およびそのヒートシンクを用いた冷却装置
CN2446572Y (zh) * 2000-09-04 2001-09-05 林利坤 Cpu特殊鳍片散热装置
US20040150956A1 (en) * 2003-01-24 2004-08-05 Robert Conte Pin fin heat sink for power electronic applications
JP2005166855A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Hitachi Ltd 電子機器
US20080066888A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-20 Danaher Motion Stockholm Ab Heat sink
CN201145509Y (zh) * 2007-12-11 2008-11-05 华南理工大学 内交叉螺旋外三维菱形肋双侧强化传热管
CN101464104A (zh) * 2009-01-12 2009-06-24 黄晓军 板翼式多循环热交换器
CN101941072B (zh) * 2009-07-08 2013-06-05 富准精密工业(深圳)有限公司 平板式热管的制造方法
US20110315367A1 (en) 2010-06-25 2011-12-29 Romero Guillermo L Fluid cooled assembly and method of making the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006324647A (ja) * 2005-04-21 2006-11-30 Nippon Light Metal Co Ltd 液冷ジャケット
WO2010136017A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-02 Electrovac Ag Gekühlte elektrische baueinheit
JP2012528471A (ja) * 2009-05-27 2012-11-12 キュラミーク エレクトロニクス ゲーエムベーハー 冷却される電気構成ユニット
JP2011017516A (ja) * 2009-07-10 2011-01-27 Mitsubishi Electric Corp プレート積層型冷却装置及びその製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016219572A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 昭和電工株式会社 液冷式冷却装置
US11003227B2 (en) 2015-06-03 2021-05-11 Mitsubishi Electric Corporation Liquid-type cooling apparatus and manufacturing method for heat radiation fin in liquid-type cooling apparatus
JPWO2016194158A1 (ja) * 2015-06-03 2017-12-14 三菱電機株式会社 液冷冷却器、及び液冷冷却器に於ける放熱フィンの製造方法
WO2016194158A1 (ja) * 2015-06-03 2016-12-08 三菱電機株式会社 液冷冷却器、及び液冷冷却器に於ける放熱フィンの製造方法
JP2018049861A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2019096649A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 富士電機株式会社 冷却器
JP7024962B2 (ja) 2017-11-17 2022-02-24 富士電機株式会社 冷却器
JP6563161B1 (ja) * 2018-03-15 2019-08-21 三菱電機株式会社 冷却器、電力変換装置ユニット及び冷却システム
WO2019176620A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 三菱電機株式会社 冷却器、電力変換装置ユニット及び冷却システム
JP2019057739A (ja) * 2019-01-07 2019-04-11 日本軽金属株式会社 液冷ジャケット
CN110848821A (zh) * 2019-11-21 2020-02-28 青岛海尔空调器有限总公司 散热构件、散热器和空调器
CN110848821B (zh) * 2019-11-21 2023-10-20 青岛海尔空调器有限总公司 散热构件、散热器和空调器
JP7407577B2 (ja) 2019-12-04 2024-01-04 三菱電機株式会社 ヒートシンク
WO2022071099A1 (ja) * 2020-10-01 2022-04-07 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 流体冷却式コールドプレート及び流体冷却式コールドプレートの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130220587A1 (en) 2013-08-29
DE102013101747B4 (de) 2020-09-24
CN103298317B (zh) 2016-03-02
US9291404B2 (en) 2016-03-22
JP5901343B2 (ja) 2016-04-06
CN103298317A (zh) 2013-09-11
DE102013101747A1 (de) 2013-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5901343B2 (ja) 冷却器及び冷却装置
US7017655B2 (en) Forced fluid heat sink
JP5157681B2 (ja) 積層型冷却器
JP5545260B2 (ja) 熱交換器
JP4586772B2 (ja) 冷却構造及び冷却構造の製造方法
JP6406348B2 (ja) 冷却器およびそれを用いた半導体モジュール
JP6349161B2 (ja) 液冷式冷却装置
CN107924897A (zh) 层叠芯体型散热器
JP2010114174A (ja) ヒートシンク用コア構造
JP6279980B2 (ja) 液冷式冷却装置
JP2009266937A (ja) 積層型冷却器
JP2011192730A (ja) 冷却器、積層冷却器および中間プレート
JP2012169429A (ja) 熱交換器
JP5715352B2 (ja) ヒートシンク
JP2014086505A (ja) 電力変換装置
JP2020004766A (ja) 冷却器
JP5601257B2 (ja) プレート型冷却器の製造方法
JP2021106176A (ja) ヒートシンク
JP6563161B1 (ja) 冷却器、電力変換装置ユニット及び冷却システム
JP5251916B2 (ja) 電子機器の冷却器
JP5382185B2 (ja) 積層型冷却器
JP7294126B2 (ja) 冷却器
JP2013175532A (ja) 冷却装置及び放熱プレート
WO2017077566A1 (ja) ヒートシンク、それを用いた冷却器及び半導体装置
JP5893976B2 (ja) ヒートシンク及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160209

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160308

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5901343

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250