JP2021132168A - Boiling cooler - Google Patents
Boiling cooler Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021132168A JP2021132168A JP2020027633A JP2020027633A JP2021132168A JP 2021132168 A JP2021132168 A JP 2021132168A JP 2020027633 A JP2020027633 A JP 2020027633A JP 2020027633 A JP2020027633 A JP 2020027633A JP 2021132168 A JP2021132168 A JP 2021132168A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- chamber
- refrigerant
- condensing
- condensing chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 92
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 37
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 21
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 12
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 12
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、沸騰冷却器に関する。 The present invention relates to a boiling cooler.
冷媒の沸騰に伴う潜熱による熱輸送を利用して発熱体を冷却する沸騰冷却器が知られている。 A boiling cooler is known that cools a heating element by utilizing heat transport by latent heat accompanying boiling of a refrigerant.
例えば、特許文献1に記載の冷却器は、受熱部と、放熱部と、これらを連結する第1連結部および第2連結部と、を有する。ここで、受熱部は、冷媒を貯蔵し、冷却対象物からの熱を受け、当該熱により冷媒を気化させる。第1連結部は、受熱部で気化した冷媒を放熱部に輸送する。放熱部は、冷媒から放熱することで冷媒を凝縮液化させる。第2連結部は、放熱部で凝縮液化した冷媒を受熱部に輸送する。
For example, the cooler described in
特許文献1に記載の冷却器は、前述のように、冷媒の液相と気相との間の密度差を利用するサーモンサイフォン方式により受熱部と放熱部との間で冷媒を循環または移動させる。このため、特許文献1に記載の冷却器では、小型化を図ろうとすると、冷媒の循環流路における抵抗が増大したり、受熱部と放熱部との間における位置ヘッドが減少したりするとともに、気化した冷媒が第2連結部へ混入しやすくなることにより、冷媒の循環または移動を円滑に行うことができない。この結果、冷却能力が低下してしまうという課題がある。
As described above, the cooler described in
以上の課題を解決するために、本発明の一態様に係る沸騰冷却器は、冷媒を収容する収容室を有し、発熱体からの熱を受ける受熱部と、互いに放熱条件または放熱性の異なる第1凝縮室および第2凝縮室を有し、前記第1凝縮室および前記第2凝縮室で冷媒から外部流体へ放熱させることにより前記受熱部からの熱を放熱する放熱部と、前記収容室と前記第1凝縮室とを連通させる複数の第1管路、および、前記収容室と前記第2凝縮室とを連通させる複数の第2管路を有し、前記複数の第1管路および前記複数の第2管路における冷媒の自励振動を用いて前記受熱部から前記放熱部に熱を輸送する伝熱部と、を有する。 In order to solve the above problems, the boiling cooler according to one aspect of the present invention has a storage chamber for storing a fluid, and has different heat dissipation conditions or heat dissipation properties from the heat receiving unit that receives heat from the heating element. A heat radiating section having a first condensing chamber and a second condensing chamber, and radiating heat from the heat receiving portion by radiating heat from the refrigerant to an external fluid in the first condensing chamber and the second condensing chamber, and the accommodating chamber. It has a plurality of first pipelines that communicate with the first condensing chamber, and a plurality of second pipelines that communicate the accommodating chamber and the second condensing chamber. It has a heat transfer unit that transports heat from the heat receiving unit to the heat radiating unit by using the self-excited vibration of the fluid in the plurality of second pipelines.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。 Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the dimensions or scale of each part are appropriately different from the actual ones, and some parts are schematically shown for easy understanding. Further, the scope of the present invention is not limited to these forms unless it is stated in the following description that the present invention is particularly limited.
1.第1実施形態
1−1.沸騰冷却器1の概略
図1は、第1実施形態に係る沸騰冷却器1の概略構成を示す斜視図である。沸騰冷却器1は、例えば、鉄道車両、自動車または家庭用電気機械等に搭載されるインバーターまたは整流器等のパワーエレクトロニクス製品における冷却に用いられる。パワーエレクトロニクス製品は、例えば、ダイオードまたはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のパワー半導体素子を有する。当該パワー半導体素子は、沸騰冷却器1における冷却の対象物である発熱体の一例である。
1. 1. First Embodiment 1-1. Schematic FIG. 1 of the
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する「X軸」、「Y軸」および「Z軸」を適宜に用いて説明する。また、X軸に沿う一方向を「X1方向」といい、X1方向とは反対の方向を「X2方向」という。同様に、Y軸に沿う一方向を「Y1方向」といい、Y1方向とは反対の方向を「Y2方向」という。Z軸に沿う一方向を「Z1方向」といい、Z1方向とは反対の方向を「Z2方向」という。ここで、Z軸は、後述の受熱部10の第1面F1または第2面F2の法線に平行な軸である。また、Z1方向またはZ2方向でみることを「平面視」という。
In the following, for convenience of explanation, the "X-axis", "Y-axis", and "Z-axis" that are orthogonal to each other will be described as appropriate. Further, one direction along the X axis is referred to as "X1 direction", and the direction opposite to the X1 direction is referred to as "X2 direction". Similarly, one direction along the Y axis is referred to as "Y1 direction", and the direction opposite to the Y1 direction is referred to as "Y2 direction". One direction along the Z axis is referred to as "Z1 direction", and the direction opposite to the Z1 direction is referred to as "Z2 direction". Here, the Z axis is an axis parallel to the normal line of the first surface F1 or the second surface F2 of the
沸騰冷却器1は、冷媒REの沸騰に伴う潜熱による熱輸送を利用して、図示しない発熱体を冷却する冷却器である。特に、沸騰冷却器1は、冷媒REの気相と液相との間の相変化に伴う圧力差に起因する振動流を冷媒REに生じさせる自励振動型の冷却器である。すなわち、沸騰冷却器1は、冷媒REの相変化による潜熱輸送だけでなく、冷媒REの液体の移動に伴う温度変化による顕熱輸送でも冷却を行う。
The boiling
沸騰冷却器1は、図1に示すように、受熱部10と放熱部20と伝熱部30とを有する。まず、沸騰冷却器1の各部を簡単に説明すると、受熱部10は、図示しない発熱体からの熱を受ける構造体である。受熱部10には、冷媒REを収容する空間として収容室S1が設けられる。放熱部20は、受熱部10からの熱を放熱する構造体である。放熱部20には、冷媒REを気化した状態から凝縮液化させる空間として複数の凝縮室S2が設けられる。図1に示す例では、放熱部20は、当該複数の凝縮室S2からの放熱のための複数の放熱フィン22を有する。伝熱部30は、受熱部10から放熱部20へ熱を伝達する構造体である。伝熱部30には、凝縮室S2ごとに、収容室S1と凝縮室S2とを連通させる空間として2つの管路S3が形成される。図1に示す例では、伝熱部30は、管路S3を形成する複数の管体31を有する。
As shown in FIG. 1, the
ここで、放熱部20が有する複数の凝縮室S2は、互いに放熱条件または放熱性の異なる複数の凝縮室S2を含む。互いに放熱条件または放熱性の異なる複数の凝縮室S2の間では、温度差が生じやすく、これに伴い、圧力が不均一となりやすい。このため、当該複数の凝縮室S2のそれぞれで前述の振動流を生じさせやすい。この結果、沸騰冷却器1の優れた放熱特性が得られる。なお、「放熱性の異なる」とは、比較対象の熱交換の効率が異なることをいう。「放熱条件の異なる」とは、比較対象の熱交換の効率に関する条件が異なることをいう。
Here, the plurality of condensing chambers S2 included in the
図1に示す例では、放熱部20が有する凝縮室S2の数が8個である。したがって、伝熱部30が有する管体31の数が16個である。また、凝縮室S2ごとに2つの管体31の組が設けられるので、伝熱部30が有する管体31の当該組の数が8組である。以下では、放熱部20が有する8個の凝縮室S2を凝縮室S2_1〜S2_8という場合がある。同様に、伝熱部30が有する8組の管体31を管体31_1〜31_8という場合がある。管路S3についても、管体31_1〜31_8に対応して、管路S3_1〜S3_8という場合がある。以下、沸騰冷却器1の各部を順次説明する。
In the example shown in FIG. 1, the number of the condensing chambers S2 included in the
1−2.沸騰冷却器1の各部の詳細
図2は、第1実施形態に係る沸騰冷却器1の平面図である。図3は、図2中のA−A線断面図である。
1-2. Detailed FIG. 2 of each part of the boiling
受熱部10は、冷媒REを収容する収容室S1を有し、図示しない発熱体からの熱を受ける容器である。受熱部10は、熱伝導性に優れる材料で構成される。受熱部10の具体的な構成材料としては、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属材料が挙げられる。
The
冷媒REとしては、特に限定されないが、例えば、水等の水系冷媒、メタノール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒、エチレングリコール等のグリコール系冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HFC134a等のフロン系冷媒、およびブタン等の炭化水素系冷媒等が挙げられる。なお、冷媒REには、必要に応じて、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤または炭化水素系界面活性剤等の界面活性剤等が添加されてもよい。また、冷媒REは、前述の冷媒の2種以上を組み合わせてもよい。 The refrigerant RE is not particularly limited, but for example, an aqueous refrigerant such as water, an alcohol-based refrigerant such as methanol, a ketone-based refrigerant such as acetone, a glycol-based refrigerant such as ethylene glycol, a fluorocarbon-based refrigerant such as fluorocarbon, and HFC134a. Freon-based refrigerants such as, and hydrocarbon-based refrigerants such as butane can be mentioned. If necessary, a surfactant such as a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, or a hydrocarbon-based surfactant may be added to the refrigerant RE. Further, the refrigerant RE may be a combination of two or more of the above-mentioned refrigerants.
図3に示すように、受熱部10の外形は、第1面F1と第1面F1とは反対側の第2面F2とを有する略板状をなす。なお、図1および図2に示す受熱部10には、冷却の対象物に対してネジ止めにより固定するための複数の孔HMが設けられる。当該複数の孔HMは、図1に示す形態に限定されず任意であり、必要に応じて設ければよく省略してもよい。
As shown in FIG. 3, the outer shape of the
第1面F1は、図示しない発熱体に熱的に接続される面である。第2面F2は、伝熱部30が接続される面である。なお、「熱的に接続」とは、次の条件a、bまたはcのいずれかを満たすことをいう。条件a:2つの部材が物理的に直接に接する。条件b:2つの部材が50μm以下の間隙を介して配置される。条件c:2つの部材が10W・m−1・K−1以上の熱伝導率の他の部材を介して物理的に接続される。なお、各条件における2つの部材間には、伝熱グリースや接着剤等が存在してもよい。この場合、接着剤は、熱伝導性を高める観点から、熱伝導性のフィラー等を含むことが好ましい。
The first surface F1 is a surface that is thermally connected to a heating element (not shown). The second surface F2 is a surface to which the
図3に示す例では、第1面F1および第2面F2のそれぞれは、Z軸に直交する平面である。なお、第1面F1および第2面F2のそれぞれの形状は、図3に示す形状に限定されず、冷却対象の形状等に応じて決められ、例えば、湾曲した部分を有してもよい。 In the example shown in FIG. 3, each of the first surface F1 and the second surface F2 is a plane orthogonal to the Z axis. The shapes of the first surface F1 and the second surface F2 are not limited to the shapes shown in FIG. 3, but are determined according to the shape of the object to be cooled and the like, and may have a curved portion, for example.
図3に示すように、受熱部10は、底板11と天板12と側壁13とを有する。底板11および天板12のそれぞれは、Z軸に直交する方向に拡がる平板である。ただし、天板12には、伝熱部30が有する複数の管体31の各端を接続するための複数の貫通孔14が設けられる。底板11および天板12は、互いに平行に配置される。側壁13は、底板11および天板12の外周同士を全周にわたって連結する。ここで、底板11におけるZ2方向の面が第1面F1である。天板12のZ1方向の面が第2面F2である。
As shown in FIG. 3, the
なお、底板11、天板12および側壁13のそれぞれが別部材で構成されてもよいし、底板11、天板12および側壁13のうちの2以上が一体で構成されてもよい。また、底板11、天板12および側壁13の構成材料は、互いに同じであっても異なってもよい。
The
図3に示す放熱部20は、複数の凝縮室S2を有し、当該複数の凝縮室S2で冷媒REを外部の流体との熱交換により外部へ放熱することにより気体の状態から凝縮液化させる構造体である。当該外部の流体は、特に限定されず、液体でも気体でもよいが、典型的には、例えば、空気である。
The
本実施形態の放熱部20は、筒体21_1〜21_8と複数の放熱フィン22とを有する。筒体21_1は、凝縮室S2_1を内部空間として形成する容器である。具体的には、筒体21_1は、筒部と当該筒部の両端を塞ぐ1対の板部とを有する。ただし、当該1対の板部のうちの一方には、2つの管体31を接続するための孔が設けられる。同様に、筒体21_2〜21_8は、凝縮室S2_2〜S2_8を内部空間として形成する容器である。
The
本実施形態では、各筒体21の内部空間、すなわち各凝縮室S2は、円柱状をなす。したがって、放熱部20に設けられる複数の凝縮室S2の平面視形状は、それぞれ円形をなしており、互いに同じ形状である。ただし、凝縮室S2_1、S2_4およびS2_6の平面視での面積は、互いに等しいが、他の凝縮室S2とは異なる。また、凝縮室S2_2、S2_5およびS2_7の平面視での面積は、互いに等しいが、他の凝縮室S2とは異なる。さらに、凝縮室S2_3およびS2_8の平面視での面積は、互いに等しいが、他の凝縮室S2とは異なる。
In the present embodiment, the internal space of each
ここで、図2に示すように、平面視で、凝縮室S2_1、S2_4およびS2_6のそれぞれの面積は、凝縮室S2_2、S2_3、S2_5、S2_7およびS2_8のそれぞれの面積よりも大きい。また、平面視で、凝縮室S2_2、S2_5およびS2_7のそれぞれの面積は、凝縮室S2_3およびS2_8のそれぞれの面積よりも大きい。 Here, as shown in FIG. 2, in a plan view, the areas of the condensing chambers S2_1, S2_4, and S2_6 are larger than the areas of the condensing chambers S2_2, S2_3, S2_5, S2_7, and S2_8, respectively. Further, in a plan view, the areas of the condensing chambers S2_2, S2_5 and S2_7 are larger than the areas of the condensing chambers S2_3 and S2_8, respectively.
また、平面視で、凝縮室S2_1〜S2_3は、この順でX2方向に並ぶ。また、平面視で、凝縮室S2_4およびS2_5は、この順でX2方向に並ぶ。さらに、平面視で、凝縮室S2_6〜S2_8は、この順でX2方向に並ぶ。ここで、凝縮室S2_1〜S2_3からなる群と凝縮室S2_4およびS2_5からなる群と凝縮室S2_6〜S2_8からなる群とは、この順でY2方向に並ぶ。 Further, in a plan view, the condensing chambers S2-1 to S2_3 are arranged in the X2 direction in this order. Further, in a plan view, the condensing chambers S2_4 and S2_5 are arranged in the X2 direction in this order. Further, in a plan view, the condensing chambers S2_6 to S2_8 are arranged in the X2 direction in this order. Here, the group consisting of the condensing chambers S2-1 to S2_3, the group consisting of the condensing chambers S2_4 and S2_5, and the group consisting of the condensing chambers S2_6 to S2_8 are arranged in this order in the Y2 direction.
本実施形態では、Z軸に沿う凝縮室S2_1〜S2_8の長さは、図3に示すように、互いに等しい。なお、Z軸に沿う凝縮室S2_1〜S2_8の長さが互いに異なってもよい。 In this embodiment, the lengths of the condensing chambers S2-1 to S2_8 along the Z axis are equal to each other as shown in FIG. The lengths of the condensing chambers S2-1 to S2_8 along the Z axis may be different from each other.
以上から理解されるように、凝縮室S2_1、S2_4およびS2_6の容積は、互いに等しいが、他の凝縮室S2とは異なる。また、凝縮室S2_2、S2_5およびS2_7の容積は、互いに等しいが、他の凝縮室S2とは異なる。さらに、凝縮室S2_3およびS2_8の容積は、互いに等しいが、他の凝縮室S2とは異なる。 As can be seen from the above, the volumes of the condensing chambers S2_1, S2_4 and S2_6 are equal to each other but different from the other condensing chambers S2. Further, the volumes of the condensing chambers S2_2, S2_5 and S2_7 are equal to each other, but different from the other condensing chambers S2. Further, the volumes of the condensing chambers S2_3 and S2_8 are equal to each other but different from the other condensing chambers S2.
ここで、凝縮室S2_1、S2_4およびS2_6のそれぞれの容積は、凝縮室S2_2、S2_3、S2_5、S2_7およびS2_8のそれぞれの容積よりも大きい。また、凝縮室S2_2、S2_5およびS2_7のそれぞれの容積は、凝縮室S2_3およびS2_8のそれぞれの容積よりも大きい。 Here, the volumes of the condensing chambers S2_1, S2_4, and S2_6 are larger than the volumes of the condensing chambers S2_2, S2_3, S2_5, S2_7, and S2_8, respectively. Further, the volumes of the condensing chambers S2_2, S2_5 and S2_7 are larger than the volumes of the condensing chambers S2_3 and S2_8, respectively.
互いに容積の異なる複数の凝縮室S2では、熱容量が互いに異なる。このため、当該複数の凝縮室S2では、放熱条件または放熱性が互いに異なるため、温度差が生じやすい傾向を示す。また、凝縮室S2_1〜S2_3と凝縮室S2_4およびS2_5と凝縮室S2_6〜S2_8とでは、外径における表面積が異なるので、この点でも、放熱条件または放熱性が互いに異なり、温度差が生じやすい。 The plurality of condensing chambers S2 having different volumes have different heat capacities. Therefore, in the plurality of condensing chambers S2, heat dissipation conditions or heat dissipation properties are different from each other, so that a temperature difference tends to occur easily. Further, since the surface areas in the outer diameters of the condensing chambers S2-1 to S2_3, the condensing chambers S2_4 and S2_5, and the condensing chambers S2_6 to S2_8 are different, the heat radiating conditions or the heat radiating properties are different from each other, and a temperature difference is likely to occur.
放熱部20に設けられる複数の放熱フィン22は、前述の筒体21_1〜21_8に熱的に接続される。各放熱フィン22は、熱伝導性に優れる材料で構成される。放熱フィン22の具体的な構成材料としては、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属材料が挙げられる。
The plurality of
図3に示す例では、各放熱フィン22は、平板状をなす。また、複数の放熱フィン22は、互いに厚さ方向に間隔を隔てて配置される。本実施形態の各放熱フィン22は、平面視で受熱部10のほぼ全範囲にわたり重なるように配置される。ここで、各放熱フィン22には、前述の筒体21_1〜21_8を挿入するための孔が設けられる。また、放熱フィン22は、筒体21_1〜21_8に対して熱的に接続されるように筒体21_1〜21_8に接着剤、ネジ止めまたは溶接等により固定される。
In the example shown in FIG. 3, each
なお、放熱フィン22の形状および数等は、図3に示す例に限定されず、任意である。また、各放熱フィン22は、凝縮室S2ごとに個別に設けられてもよい。この場合、凝縮室S2ごとの複数の放熱フィン22の構成は、互いに同一でも異なってもよい。さらに、放熱フィン22は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
The shape, number, and the like of the
伝熱部30は、複数の管路S3を有し、受熱部10から放熱部20へ熱を伝達する構造体である。本実施形態の伝熱部30は、管路S3を形成する管体31を複数有する。本実施形態の管体31は、Z軸に沿って直線的に延びる。各管体31は、熱伝導性に優れる材料で構成される。管体31の具体的な構成材料としては、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらのいずれかの合金等の金属材料が挙げられる。なお、複数の管体31のうちの2以上の管体31の形状または構成材料等は、互いに同じでも異なってもよい。
The
伝熱部30が有する複数の管体31は、2個の管体31_1と2個の管体31_2と2個の管体31_3と2個の管体31_4と2個の管体31_5と2個の管体31_6と2個の管体31_7と2個の管体31_8とを有する。
The plurality of
2個の管体31_1は、受熱部10と筒体21_1とを接続する。2個の管体31_2は、受熱部10と筒体21_2とを接続する。2個の管体31_3は、受熱部10と筒体21_3とを接続する。2個の管体31_4は、受熱部10と筒体21_4とを接続する。2個の管体31_5は、受熱部10と筒体21_5とを接続する。2個の管体31_6は、受熱部10と筒体21_6とを接続する。2個の管体31_7は、受熱部10と筒体21_7とを接続する。2個の管体31_8は、受熱部10と筒体21_8とを接続する。
The two pipe bodies 31_1 connect the
管体31_1〜31_8のそれぞれには、管路S3が形成される。したがって、図3に示すように、管体31_1に形成される管路S3は、収容室S1と凝縮室S2_1とを連通させる。同様に、管体31_2〜31_8に形成される管路S3は、収容室S1と凝縮室S2_2〜S2_8とを連通させる。 A pipe line S3 is formed in each of the pipe bodies 31_1 to 31_8. Therefore, as shown in FIG. 3, the conduit S3 formed in the tubular body 31_1 communicates the accommodating chamber S1 and the condensing chamber S2_1. Similarly, the conduit S3 formed in the tubular body 31_2 to 31_8 communicates the accommodating chamber S1 and the condensing chamber S2_2 to S2_8.
以上のように、複数の管路S3が収容室S1と複数の凝縮室S2とを連通させる。ここで、収容室S1では、図示しない発熱体からの熱により冷媒REの一部が気化される。収容室S1で気化した冷媒REは、各管路S3を介して、各管路S3ごとの適宜のタイミングで、当該管路S3に対応する凝縮室S2に供給される。各凝縮室S2では、冷媒REを気体の状態から凝縮液化される。各管路S3では、収容室S1からの冷媒REの気体のほか、凝縮室S2からの冷媒REの液体が存在する。 As described above, the plurality of pipelines S3 communicate the accommodating chamber S1 with the plurality of condensing chambers S2. Here, in the accommodation chamber S1, a part of the refrigerant RE is vaporized by heat from a heating element (not shown). The refrigerant RE vaporized in the storage chamber S1 is supplied to the condensing chamber S2 corresponding to the pipe S3 at an appropriate timing for each pipe S3 via each pipe S3. In each condensing chamber S2, the refrigerant RE is condensed and liquefied from the gaseous state. In each pipeline S3, in addition to the gas of the refrigerant RE from the accommodating chamber S1, the liquid of the refrigerant RE from the condensing chamber S2 is present.
図4は、伝熱部30の管路S3における冷媒REの液柱RELおよび気柱REGを示す図である。図4に示すように、管路S3では、冷媒REの液体で構成される液柱RELと、冷媒REの気体で構成される気柱REGとが形成される。このように、管路S3に液柱RELおよび気柱REGが形成されることにより、収容室S1における冷媒REの気化に伴う収容室S1の圧力上昇と凝縮室S2における冷媒REの凝縮液化に伴う圧力下降とに起因して、管路S3の両端間に圧力差が生じる。この圧力差を駆動力として、冷媒REの自励振動を生じさせることができる。
FIG. 4 is a diagram showing a liquid column RE and an air column REG of the refrigerant RE in the conduit S3 of the
ここで、管路S3の幅W(管体31の内径)は、液柱RELおよび気柱REGを効率的に形成させるように、冷媒REのラプラス長さ以下であることが好ましい。このラプラス長さは、以下の式(1)により求められる。
D=[σ/(g・(ρL−ρv))]^0.5 (1)
なお、この式(1)中、Dは、ラプラス長さである。σは、冷媒REの表面張力である。gは、重力加速度である。ρLは、冷媒REが液体である場合の密度である。ρvは、冷媒REが気体である場合の密度である。
Here, the width W of the conduit S3 (inner diameter of the tubular body 31) is preferably equal to or less than the Laplace length of the refrigerant RE so as to efficiently form the liquid column RE and the air column REG. This Laplace length is calculated by the following formula (1).
D = [σ / (g · (ρL-ρv))] ^ 0.5 (1)
In this equation (1), D is the Laplace length. σ is the surface tension of the refrigerant RE. g is the gravitational acceleration. ρL is the density when the refrigerant RE is a liquid. ρv is the density when the refrigerant RE is a gas.
前述のように、放熱条件または放熱性の異なる複数の凝縮室S2では、温度差が生じやすい。このため、当該複数の凝縮室S2では、圧力差が生じやすい。この圧力差を有する2つの凝縮室S2のうち、圧力の低い方の凝縮室S2に接続される管路S3は、圧力の高い方の凝縮室S2に接続される管路S3に比べて、液柱RELおよび気柱REGを凝縮室S2に向けて移動させやすい。逆に、この圧力差を有する2つの凝縮室S2のうち、圧力の高い方の凝縮室S2に接続される管路S3は、圧力の低い方の凝縮室S2に接続される管路S3に比べて、液柱RELおよび気柱REGを収容室S1に向けて移動させやすい。このように、各管路S3での液柱RELおよび気柱REGが移動しやすくなるため、優れた冷却性能が得られる。 As described above, a temperature difference is likely to occur in a plurality of condensing chambers S2 having different heat dissipation conditions or heat dissipation properties. Therefore, a pressure difference is likely to occur in the plurality of condensing chambers S2. Of the two condensing chambers S2 having this pressure difference, the conduit S3 connected to the condensing chamber S2 having the lower pressure has a liquid as compared with the conduit S3 connected to the condensing chamber S2 having the higher pressure. It is easy to move the column RL and the air column REG toward the condensing chamber S2. On the contrary, of the two condensing chambers S2 having this pressure difference, the conduit S3 connected to the condensing chamber S2 having the higher pressure is compared with the conduit S3 connected to the condensing chamber S2 having the lower pressure. Therefore, the liquid column RL and the air column REG can be easily moved toward the accommodation chamber S1. As described above, since the liquid column RE and the air column REG in each pipeline S3 can be easily moved, excellent cooling performance can be obtained.
以上の沸騰冷却器1は、前述のように、図示しない発熱体からの熱を受ける受熱部10と、受熱部10からの熱を放熱する放熱部20と、受熱部10から放熱部20に熱を輸送する伝熱部30と、を有する。
As described above, the boiling
ここで、受熱部10は、冷媒REを収容する収容室S1を有する。放熱部20は、第1凝縮室の一例である凝縮室S2_1と、第2凝縮室の一例である凝縮室S2_2と、を有する。凝縮室S2_1およびS2_2の放熱条件または放熱性は、互いに異なる。放熱部20は、凝縮室S2_1およびS2_2で冷媒REから外部流体へ放熱させることにより受熱部10からの熱を放熱する。伝熱部30は、複数の第1管路の一例である2個の管路S3_1と、複数の第2管路の一例である2個の管路S3_2と、を有する。2個の管路S3_1は、収容室S1と凝縮室S2_1とを連通させる。2個の管路S3_2は、収容室S1と凝縮室S2_2とを連通させる。伝熱部30は、2個の管路S3_1および2個の管路S3_2における冷媒REの自励振動を用いて受熱部10から放熱部20に熱を輸送する。
Here, the
以上の沸騰冷却器1では、伝熱部30が冷媒REの自励振動を用いて受熱部10から放熱部20に熱を輸送するので、沸騰冷却器1の小型化を図っても、冷媒REの循環または移動を円滑に行うことができる。このため、特許文献1に記載のようなサーモンサイフォン方式を採用する構成に比べて、小型化しても、優れた冷却能力が得られる。また、自励振動を用いることにより、重力方向に関係なく、冷媒REの循環または移動を行うことができる。このため、沸騰冷却器1が設置姿勢の変化を伴う自動車等に設置される場合においても、優れた冷却性能が得られる。
In the above boiling
そのうえ、凝縮室S2_1およびS2_2の放熱条件または放熱性が互いに異なるので、これらの凝縮室間で温度差および圧力差を生じさせやすい。このため、冷媒REの自励振動による移動を容易に生じさせることができる。この結果、沸騰冷却器1の冷却能力の安定化を図ることができる。
Moreover, since the heat dissipation conditions or heat dissipation properties of the condensing chambers S2_1 and S2_1 are different from each other, a temperature difference and a pressure difference are likely to occur between these condensing chambers. Therefore, the refrigerant RE can be easily moved by the self-excited vibration. As a result, the cooling capacity of the boiling
ここで、各管路S3の幅Wは、前述のように、冷媒REのラプラス長さ以下であることが好ましい。この場合、管路S3に冷媒REの気柱および液柱を形成することができる。この結果、管路S3における冷媒REの移動または循環を効率的に行うことができる。 Here, the width W of each pipeline S3 is preferably equal to or less than the Laplace length of the refrigerant RE, as described above. In this case, an air column and a liquid column of the refrigerant RE can be formed in the pipeline S3. As a result, the refrigerant RE can be efficiently moved or circulated in the pipeline S3.
本実施形態では、凝縮室S2_1の外形における表面積が凝縮室S2_2の外形における表面積よりも大きい。このため、これらの凝縮室S2_1およびS2_2の放熱性を異ならせることができる。 In the present embodiment, the surface area of the outer shape of the condensing chamber S2_1 is larger than the surface area of the outer shape of the condensing chamber S2_1. Therefore, the heat dissipation properties of these condensing chambers S2_1 and S2_1 can be made different.
また、凝縮室S2_1の容積が凝縮室S2_2の容積よりも大きい。このため、本実施形態では、この点でも、これらの凝縮室S2_1およびS2_2の放熱性を異ならせることができる。 Further, the volume of the condensing chamber S2_1 is larger than the volume of the condensing chamber S2_1. Therefore, in the present embodiment, the heat dissipation properties of these condensing chambers S2_1 and S2_1 can be made different in this respect as well.
本実施形態の放熱部20は、凝縮室S2_1およびS2_2を含む8個の凝縮室S2を有する。ここで、放熱部20は、第3凝縮室の一例である凝縮室S2_3を有する。凝縮室S2_3の放熱条件または放熱性は、凝縮室S2_1およびS2_2とは異なる。放熱部20は、凝縮室S2_3で冷媒REから外部流体へ放熱させることにより受熱部10からの熱を放熱する。伝熱部30は、複数の第3管路の一例である2個の管路S3_3を有する。2個の管路S3_3は、収容室S1と凝縮室S2_3とを連通させる。放熱部20は、2個の管路S3_3における冷媒REの自励振動を用いて受熱部10から放熱部20に熱を輸送する。このように、凝縮室S2_1、S2_2およびS2_3の放熱条件または放熱性が互いに異なるので、管路S3_1、S3_2およびS3_3における冷媒REの自励振動による移動を容易に生じさせることができる。この結果、沸騰冷却器1の冷却能力の安定化を図ることができる。
The
なお、放熱部20が有する複数の凝縮室S2_1〜S2_8のうち、任意の1つの凝縮室S2を第1凝縮室として捉えてもよい。この場合、当該任意の1つの凝縮室S2とは異なる他の任意の2つの凝縮室S2のうち、一方を第2凝縮室とし、他方を第3凝縮室として捉えればよい。また、第1管路、第2管路および第3管路は、8組の管路S3のうち、第1凝縮室、第2凝縮室および第3凝縮室に対応して選択される。
Of the plurality of condensing chambers S2-1 to S2_8 included in the
2.第2実施形態
以下、本発明の第2実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
2. Second Embodiment Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described. For the elements whose actions and functions are the same as those of the first embodiment in the embodiments illustrated below, the reference numerals used in the description of the first embodiment will be diverted and detailed description of each will be omitted as appropriate.
図5は、第2実施形態に係る沸騰冷却器1Aの平面図である。図6は、図5中のB−B線断面図である。沸騰冷却器1Aは、放熱部20に代えて放熱部20Aを有する以外は、前述の第1実施形態の沸騰冷却器1と同様である。放熱部20Aは、放熱側管体23をさらに有する以外は、前述の放熱部20と同様である。
FIG. 5 is a plan view of the boiling cooler 1A according to the second embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The boiling cooler 1A is the same as the boiling
ただし、図5および図6に示す例では、複数の凝縮室S2または複数の筒体21が互いに等しい形状および大きさである。本実施形態では、このような複数の凝縮室S2または複数の筒体21であっても、複数の凝縮室S2の放熱条件を異ならせることができる。なお、複数の凝縮室S2は、前述の第1実施形態と同様の構成であってもよい。
However, in the examples shown in FIGS. 5 and 6, the plurality of condensing chambers S2 or the plurality of
図5に示すように、放熱側管体23は、放熱フィン22上に配置される。図5に示す例では、放熱部20Aが有する複数の放熱フィン22のうち受熱部10から最も遠い位置の放熱フィン22上に放熱側管体23が配置される。なお、放熱側管体23の配置は、図5に示す例に限定されない。例えば、放熱側管体23は、複数の放熱フィン22のうち任意の隣り合う2つの放熱フィン22の間に配置されてもよい。
As shown in FIG. 5, the heat radiating
放熱側管体23は、閉ループ形状、すなわち無端状の管体である。図5に示す例では、放熱側管体23は、放熱部20Aが有する筒体21_1〜21_8のうち、筒体21_4を除く複数の筒体21に接続される。ここで、放熱側管体23は、筒体21に接触するだけでもよいし、ロウ材等により筒体21に接合されてもよい。また、放熱側管体23は、放熱フィン22に接着剤またはロウ材等により接合されてもよい。
The heat radiating
なお、放熱側管体23は、筒体21_1〜21_8のうち少なくとも1つの筒体21に接続されていればよく、例えば、1つの筒体21に接続されてもよいし、すべての筒体21に接続されてもよい。また、放熱側管体23と複数の筒体21とが接続する面積は、互いに同じでも異なってもよい。
The heat radiating
放熱側管体23には、冷媒REXが流通する管路S4が形成される。管路S4は、筒体21からの熱により冷媒REXの自励振動を生じさせる閉ループ形状、すなわち無端状の空間である。したがって、管路S4の幅は、前述の管路S3の幅Wと同様、冷媒REXのラプラス長さ以下であることが好ましい。冷媒REXとしては、前述の冷媒REと同様の冷媒を用いることができる。
A pipe line S4 through which the refrigerant REX flows is formed in the heat radiating
図7は、放熱側管体23の作用を説明するための図である。図7では、放熱側管体23と2つの凝縮室S2_1およびS2_2とが代表的に図示される。放熱側管体23では、冷媒REXの複数の液柱REXLおよび複数の気柱REXGが形成される。複数の液柱REXLおよび複数の気柱REXGは、互いに間隔または長さが異なりやすい。ここで、気柱REXGは、液柱REXLに比べて、熱伝導率が低い。このため、凝縮室S2_1およびS2_2の放熱条件を異ならせることができる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the heat radiating
以上のように、放熱部20Aは、冷媒REXを収容する空間を凝縮室S2_1およびS2_2に連通しない空間として形成する放熱側管体23を有する。放熱側管体23は、凝縮室S2_1およびS2_2に熱的に接続され、凝縮室S2_1およびS2_2からの熱により冷媒REXを自励振動させる。このため、これらの凝縮室S2_1およびS2_2の放熱条件を異ならせることができる。
As described above, the
ここで、放熱側管体23が閉ループ状をなすので、放熱側管体23内の冷媒REXを自励振動により循環させることができる。
Here, since the heat radiating
また、放熱側管体23に収容される冷媒REXの沸点は、収容室S1に収容される冷媒REの沸点よりも低いことが好ましい。この場合、放熱側管体23に収容される冷媒REXの沸点が、収容室S1に収容される冷媒REの沸点以上である場合に比べて、凝縮室S2からの熱により放熱側管体23の冷媒REXの自励振動を生じさせやすくすることができる。
Further, the boiling point of the refrigerant REX contained in the heat
以上の第2実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。 The same effect as that of the above-mentioned first embodiment can be obtained also by the above-mentioned second embodiment.
3.第3実施形態
以下、本発明の第3実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
3. 3. Third Embodiment Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described. For the elements whose actions and functions are the same as those of the first embodiment in the embodiments illustrated below, the reference numerals used in the description of the first embodiment will be diverted and detailed description of each will be omitted as appropriate.
図8は、第3実施形態に係る沸騰冷却器1Bの断面図である。沸騰冷却器1Bは、放熱部20に代えて放熱部20Bを有する以外は、前述の第1実施形態の沸騰冷却器1と同様である。放熱部20Bは、複数の放熱フィン22の一部が放熱フィン22aおよび22bである以外は、前述の放熱部20と同様である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the boiling cooler 1B according to the third embodiment. The boiling cooler 1B is the same as the boiling
ただし、図5および図6に示す例では、前述の第2実施形態と同様、複数の凝縮室S2または複数の筒体21が互いに等しい形状および大きさである。本実施形態では、このような複数の凝縮室S2または複数の筒体21であっても、複数の凝縮室S2の放熱条件を異ならせることができる。なお、複数の凝縮室S2は、前述の第1実施形態と同様の構成であってもよい。
However, in the examples shown in FIGS. 5 and 6, as in the second embodiment described above, the plurality of condensing chambers S2 or the plurality of
前述の第1実施形態と同様、各放熱フィン22は、凝縮室S2_1、S2_2およびS2_3のそれぞれに接続される。これに対し、放熱フィン22aは、凝縮室S2_1およびS2_2に接続されずに凝縮室S2_3に接続される。放熱フィン22bは、凝縮室S2_1に接続されずに凝縮室S2_2およびS2_3のそれぞれに接続される。
Similar to the first embodiment described above, each
なお、放熱フィン22aおよび22bの配置、数または大きさ等は、図8に示す例に限定されず、任意である。例えば、放熱フィン22aおよび22bのそれぞれの大きさが放熱フィン22と同じであってもよい。この場合、放熱フィン22aおよび22bと凝縮室S2_1およびS2_2との間に適宜に隙間を設ければよい。
The arrangement, number, size, etc. of the
以上のように、放熱部20Bは、複数の放熱フィン22、22aおよび22bを有する。複数の放熱フィン22、22aおよび22bと凝縮室S2_1との間の熱抵抗は、複数の放熱フィン22、22aおよび22bと凝縮室S2_2との間の熱抵抗よりも小さい。このため、これらの凝縮室S2_1およびS2_2の放熱条件を異ならせることができる。
As described above, the
以上の第3実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。 The same effect as that of the above-mentioned first embodiment can be obtained also by the above-mentioned third embodiment.
4.変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
4. Modification Examples Each of the above-exemplified forms can be variously transformed. Specific modifications that can be applied to each of the above-described forms are illustrated below. Two or more embodiments arbitrarily selected from the following examples can be appropriately merged to the extent that they do not contradict each other.
前述の形態では、放熱部20が有する複数の凝縮室S2の平面視形状が互いに等しい構成が例示されるが、この例示に限定されない。放熱部20が有する複数の凝縮室S2のうち、2以上の凝縮室S2の平面視形状が互いに異なってもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the plurality of condensing chambers S2 of the
また、前述の形態では、放熱部20が有する凝縮室S2の数が8個である構成が例示されるが、当該数は、8個に限定されず、2個以上7個以下または9個以上でもよい。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the number of the condensing chambers S2 included in the
また、前述の形態では、凝縮室S2の平面視形状が円形である構成が例示されるが、この例示に限定されない。例えば、凝縮室S2の平面視形状は、三角形、四角形、五角形または六角形等の他の多角形でもよいし、楕円形等でもよい。 Further, in the above-described embodiment, a configuration in which the shape of the condensing chamber S2 in a plan view is circular is exemplified, but the present invention is not limited to this example. For example, the plan view shape of the condensing chamber S2 may be another polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon or a hexagon, or an ellipse or the like.
また、前述の形態では、凝縮室S2の平面視での配置は、千鳥配置である構成が例示されるが、この例示に限定されない。例えば、凝縮室S2の平面視での配置は、行列配置等他の規則的な配置でもよいし、不規則な配置でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the arrangement of the condensing chamber S2 in a plan view is exemplified by a staggered arrangement, but the arrangement is not limited to this example. For example, the arrangement of the condensing chamber S2 in a plan view may be another regular arrangement such as a matrix arrangement, or an irregular arrangement.
また、前述の形態では、伝熱部30が有する複数の管路S3または複数の管体31の形状が互いに同じである構成が例示されるが、この例示に限定されない。伝熱部30が有する複数の管路S3または複数の管体31のうちの2以上の形状は、互いに異なってもよい。また、伝熱部30が有する複数の管路S3または複数の管体31のうちの2以上の長さまたは幅が互いに異なってもよい。
Further, in the above-described embodiment, a configuration in which the shapes of the plurality of conduits S3 or the plurality of
また、前述の形態では、1つの凝縮室S2に接続される管路S3の数が2個である構成が例示されるが、この例示に限定されず、当該数は、3個以上でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the number of pipelines S3 connected to one condensing chamber S2 is two is exemplified, but the configuration is not limited to this example, and the number may be three or more.
前述の形態では、管路S3が管体31に設けられる構成が例示されるが、この例示に限定されない。例えば、管路S3が板状またはブロック状の部材に設けられてもよい。また、複数の管路S3が1つの部材に設けられてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the conduit S3 is provided in the
1…沸騰冷却器、1A…沸騰冷却器、1B…沸騰冷却器、10…受熱部、20…放熱部、20A…放熱部、20B…放熱部、22…放熱フィン、22a…放熱フィン、22b…放熱フィン、23…放熱側管体、30…伝熱部、RE…冷媒、REX…冷媒、S1…収容室、S2…凝縮室、S2_1…凝縮室、S2_2…凝縮室、S2_3…凝縮室、S2_4…凝縮室、S2_5…凝縮室、S2_6…凝縮室、S2_7…凝縮室、S2_8…凝縮室、S3…管路、S3_1…管路、S3_2…管路、S3_3…管路、S3_4…管路、S3_5…管路、S3_6…管路、S3_7…管路、S3_8…管路、S4…管路。 1 ... boiling cooler, 1A ... boiling cooler, 1B ... boiling cooler, 10 ... heat receiving part, 20 ... heat dissipation part, 20A ... heat dissipation part, 20B ... heat dissipation part, 22 ... heat dissipation fin, 22a ... heat dissipation fin, 22b ... Heat dissipation fins, 23 ... heat dissipation side tube, 30 ... heat transfer part, RE ... refrigerant, REX ... refrigerant, S1 ... storage chamber, S2 ... condensing chamber, S2_1 ... condensing chamber, S2_2 ... condensing chamber, S2_3 ... condensing chamber, S2_4 ... Condensing chamber, S2_5 ... Condensing chamber, S2_6 ... Condensing chamber, S2_7 ... Condensing chamber, S2_8 ... Condensing chamber, S3 ... Pipeline, S3_1 ... Pipeline, S3_2 ... Pipeline, S3_3 ... Pipeline, S3_4 ... Pipeline, S3_5 ... Pipeline, S3_6 ... Pipeline, S3_7 ... Pipeline, S3_8 ... Pipeline, S4 ... Pipeline.
Claims (9)
互いに放熱条件または放熱性の異なる第1凝縮室および第2凝縮室を有し、前記第1凝縮室および前記第2凝縮室で冷媒から外部流体へ放熱させることにより前記受熱部からの熱を放熱する放熱部と、
前記収容室と前記第1凝縮室とを連通させる複数の第1管路、および、前記収容室と前記第2凝縮室とを連通させる複数の第2管路を有し、前記複数の第1管路および前記複数の第2管路における冷媒の自励振動を用いて前記受熱部から前記放熱部に熱を輸送する伝熱部と、を有する、
沸騰冷却器。 A heat receiving part that has a storage chamber for storing the refrigerant and receives heat from the heating element,
It has a first condensing chamber and a second condensing chamber having different heat radiating conditions or heat radiating properties from each other, and radiates heat from the heat receiving portion by radiating heat from the refrigerant to the external fluid in the first condensing chamber and the second condensing chamber. The heat dissipation part and
It has a plurality of first pipelines communicating the accommodation chamber and the first condensation chamber, and a plurality of second pipelines communicating the accommodation chamber and the second condensation chamber, and the plurality of first pipelines. It has a heat transfer part that transports heat from the heat receiving part to the heat radiating part by using the self-excited vibration of the refrigerant in the pipeline and the plurality of second pipelines.
Boiling cooler.
請求項1に記載の沸騰冷却器。 The surface area of the outer shape of the first condensation chamber is larger than the surface area of the outer shape of the second condensation chamber.
The boiling cooler according to claim 1.
請求項1または2に記載の沸騰冷却器。 The volume of the first condensing chamber is larger than the volume of the second condensing chamber.
The boiling cooler according to claim 1 or 2.
前記複数の放熱フィンと前記第1凝縮室との間の熱抵抗は、前記複数の放熱フィンと前記第2凝縮室との間の熱抵抗よりも小さい、
請求項1から3のいずれか1項に記載の沸騰冷却器。 The heat radiating portion further has a plurality of heat radiating fins.
The thermal resistance between the plurality of heat radiation fins and the first condensation chamber is smaller than the thermal resistance between the plurality of heat radiation fins and the second condensation chamber.
The boiling cooler according to any one of claims 1 to 3.
前記放熱側管体は、前記第1凝縮室および前記第2凝縮室からの熱により自励振動する冷媒を収容する空間を前記第1凝縮室および前記第2凝縮室に連通しない空間として形成する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の沸騰冷却器。 The heat radiating unit has a heat radiating side tube connected to the first condensing chamber and the second condensing chamber.
The heat radiation side tube body forms a space for accommodating a refrigerant self-excited and vibrated by heat from the first condensing chamber and the second condensing chamber as a space that does not communicate with the first condensing chamber and the second condensing chamber. ,
The boiling cooler according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の沸騰冷却器。 The boiling point of the refrigerant contained in the heat-dissipating side tube is lower than the boiling point of the refrigerant contained in the storage chamber.
The boiling cooler according to claim 5.
請求項5または6に記載の沸騰冷却器。 The heat dissipation side tube has a closed loop shape.
The boiling cooler according to claim 5 or 6.
前記伝熱部は、前記収容室と前記第3凝縮室とを連通させる複数の第3管路を有し、前記複数の第3管路における冷媒の自励振動を用いて前記受熱部から前記放熱部に熱を輸送する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の沸騰冷却器。 The heat radiating unit has a third condensing chamber having different heat radiating conditions or heat radiating properties from the first condensing chamber and the second condensing chamber, and the refrigerant is condensed and liquefied from the gaseous state in the third condensing chamber. The heat from the heat receiving part is dissipated to dissipate the heat.
The heat transfer unit has a plurality of third pipelines that communicate the storage chamber and the third condensation chamber, and the heat receiving unit uses the self-excited vibration of the refrigerant in the plurality of third pipelines to obtain the heat transfer unit. Transport heat to the heat dissipation part,
The boiling cooler according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から8のいずれか1項に記載の沸騰冷却器。 The width of each of the plurality of first pipelines and the plurality of second pipelines is equal to or less than the Laplace length of the refrigerant contained in the storage chamber.
The boiling cooler according to any one of claims 1 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020027633A JP7452080B2 (en) | 2020-02-21 | 2020-02-21 | boiling cooler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020027633A JP7452080B2 (en) | 2020-02-21 | 2020-02-21 | boiling cooler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021132168A true JP2021132168A (en) | 2021-09-09 |
JP7452080B2 JP7452080B2 (en) | 2024-03-19 |
Family
ID=77551232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020027633A Active JP7452080B2 (en) | 2020-02-21 | 2020-02-21 | boiling cooler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7452080B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5131323B2 (en) | 2010-07-02 | 2013-01-30 | 日立電線株式会社 | Heat pipe type cooling device and vehicle control device using the same |
JP6102815B2 (en) | 2014-03-31 | 2017-03-29 | 株式会社デンソー | Cooler |
-
2020
- 2020-02-21 JP JP2020027633A patent/JP7452080B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7452080B2 (en) | 2024-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8773855B2 (en) | Heat-dissipating device and electric apparatus having the same | |
US7652885B2 (en) | Electronic device, cooling device and loop heat pipe | |
TWI787425B (en) | heat sink | |
US20140293541A1 (en) | Heat pipe heat sink for high power density | |
US10247485B2 (en) | Pipe member, heat pipe, and cooling device | |
JP6640401B1 (en) | heatsink | |
JPWO2017061408A1 (en) | heatsink | |
WO2017170153A1 (en) | Phase change cooler and electronic equipment | |
JP6932276B2 (en) | Cooling system | |
JP2010133686A (en) | Heat pipe and cooler | |
JP5874935B2 (en) | Flat plate cooling device and method of using the same | |
TW202028679A (en) | Heat sink | |
WO2013005622A1 (en) | Cooling device and method for manufacturing same | |
JP2021132168A (en) | Boiling cooler | |
JP6825615B2 (en) | Cooling system and cooler and cooling method | |
JP2021132167A (en) | Boiling cooler | |
US11953272B2 (en) | Cycling heat dissipation module | |
JP2022143797A (en) | Evaporative cooling device | |
JPWO2017169969A1 (en) | Cooling system | |
JP6197651B2 (en) | Cooling system | |
JP2021132169A (en) | Boiling cooler | |
JP2005077018A (en) | Loop type thermo siphon, stirling refrigerator, and assembling structure of loop type thermo siphon | |
JP2006234267A (en) | Ebullient cooling device | |
JP2022143796A (en) | Evaporative cooling device and cooling method of electric heating element | |
JP5961948B2 (en) | COOLING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231017 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231012 |
|
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: 20240206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7452080 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |