JP3179147U - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱対象に設置されて該放熱対象の放熱を吸収して発散させる放熱装置であって、その冷媒の相転移が従来より円滑で、放熱効率がよりよく向上された熱装置の提供を目的とする。
【解決手段】本考案は、内部に水平収容空間（３１１）が形成されている水平部（３１）と、該水平部（３１）から突起する、内部に垂直収容空間（３２１）が形成されている少なくとも１つの垂直部（３２）とを有しているベース（３）と、前記垂直部（３２）の外側に配置されている複数の放熱フィン（４）と、前記垂直収容空間（３２１）内に挿し込まれて収容されている垂直伝熱ユニット（５）と、前記水平収容空間（３１１）内に挿し込まれて収容されている水平伝熱ユニット（６）とを備えることを特徴とする放熱装置（２）である。
【選択図】図７

Description

本考案は放熱装置に関し、特に、放熱対象に設置されて該放熱対象の発熱を吸収して発散させる放熱装置に関する。

図１及び図２に示されているのは、特許文献１により開示された従来の放熱装置の一例であり、そのうち図１はその斜視図であり、図２はその内部構成が示されている横断面図である。

図１に示されているように、該従来の放熱装置１は、底板１０を放熱対象に設置することによって、該放熱対象から熱を吸収して底板１０の上面に形成されている多数の放熱フィン１１で放熱するものである。

また、図２に図示されているように、底板１０の内部には中空１００が形成されており、この中空１００は複数の冷媒流路１０１が縦横交錯するように構成されている。

底板１０が放熱対象から吸収した熱によって加熱された冷媒は、冷媒流路１０１に沿って対流して流れながら熱を底板１０の上面に形成されている放熱フィン１１に伝え発散させることができる。

しかし、この従来の放熱装置１は、通常決まった流れ方向を有さない冷媒を冷媒流路１０１内で対流させることにより放熱するよう構成されているが、従来の放熱装置１では冷媒が温度の高低に応じて対流できる高度差が冷媒流路１０１内において十分に設けられていないため、熱により気化した冷媒と気化前の液体冷媒との冷媒流路１０１内での対流が滞りがちになり、冷媒の気液相転移を放熱に効率的に利用することができないという問題点があるので、まだ改善する余地が大いに残っている。

台湾実用新案登録第Ｍ２６１９７２号明細書

上記問題点に鑑みて、本考案は、放熱対象に設置されて該放熱対象の放熱を吸収して発散させる放熱装置であって、その冷媒の相転移が従来より円滑で、放熱効率がよりよく向上された放熱装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本考案は、水平部と、該水平部から突起する少なくとも１つの垂直部とを有し、前記垂直部内に垂直収容空間が形成されているベースと、前記垂直部の外側に配置されている複数の放熱フィンと、前記垂直収容空間内に収容され、且つ垂直方向に沿って延伸する少なくとも１つの垂直方向流路が内部に画成されている少なくとも１つの垂直伝熱ユニットとを備えることを特徴とする放熱装置を提供する。

本考案の放熱装置において、前記水平部内に水平収容空間が更に形成されており、前記水平収容空間内に収容され、且つ第１の水平方向に沿って延伸する少なくとも１つの第１の水平方向流路が内部に画成されている水平伝熱ユニットを更に備えることが好ましい。

本考案の放熱装置の実施態様の一つとして、前記垂直伝熱ユニットは、内部に複数の前記垂直方向流路と、前記第１の水平方向と直交し且つ前記垂直部が突起する方向である垂直方向とも直交する第２の水平方向に沿って延伸し、複数の前記垂直方向流路を連通させる第２の水平方向流路とが画成されており、前記水平伝熱ユニットは、内部に前記第１の水平方向に沿って延伸する複数の前記第１の水平方向流路と、前記第２の水平方向に沿って延伸し、複数の前記第１の水平方向流路を連通させる第２の水平方向流路とが画成されていることを特徴とする放熱装置が挙げられる。

また、本考案の放熱装置の実施態様の一つとして、前記垂直伝熱ユニットは、内部に前記第１の水平方向と直交し且つ前記垂直部が突起する方向である垂直方向とも直交する第２の水平方向に沿って延伸する複数の第２の水平方向流路と、前記複数の第２の水平方向流路を連通させる垂直方向流路とが画成されており、前記水平伝熱ユニットは、内部に前記第２の水平方向に沿って延伸する複数の第２の水平方向流路と、前記第１の水平方向に沿って延伸し、前記複数の第２の水平方向流路を連通させる第１の水平方向流路とが画成されており、更に、前記水平収容空間は、前記垂直収容空間と連通しており、前記水平伝熱ユニットは前記垂直伝熱ユニットと連結していることを特徴とする放熱装置が挙げられる。

また、本考案の放熱装置の実施態様の一つとして、前記垂直伝熱ユニット内に画成されている前記垂直方向流路と、前記水平伝熱ユニット内に画成されている前記第１の水平方向流路とが連通していることを特徴とする放熱装置が挙げられる。

また、本考案の放熱装置の実施態様の一つとして、前記垂直伝熱ユニットは、内部に複数の前記垂直方向流路が画成されており、前記水平伝熱ユニットは、内部に前記第１の水平方向に沿って延伸する複数の前記第１の水平方向流路と、前記第１の水平方向と直交し且つ前記垂直部が突起する方向である垂直方向とも直交する第２の水平方向に沿って延伸し、複数の前記第１の水平方向流路を連通させる第２の水平方向流路とが画成されており、前記水平収容空間は、前記垂直収容空間と連通しており、前記水平伝熱ユニットと前記垂直伝熱ユニットとは、前記垂直伝熱ユニットの内部に画成されている複数の前記垂直方向流路と、前記水平伝熱ユニットの内部に画成されている複数の前記第１の水平方向流路とが互いに連通するように連結していることを特徴とする放熱装置が挙げられる。

更に、本考案の放熱装置において、各前記垂直伝熱ユニットと各前記水平伝熱ユニットとの内部に画成されている各流路の周面は、ジグザグ状の断面を有していることが好ましい。

上記構造により、本考案の放熱装置は、水平伝熱ユニットによる放熱だけではなく、垂直伝熱ユニットの存在によって、冷媒の蒸発や凝縮の相転移に応じた十分な高度差を放熱空間に持たせているので、従来より放熱効率が良い放熱装置を提供することができる。

従来の放熱装置の一例の斜視図である。 図１における放熱装置の内部構成が示されている横断面図である。 本考案の放熱装置の第１の実施形態の斜視図である。 本考案の放熱装置の第１の実施形態の分解斜視図である。 図３におけるＶ−Ｖ線に沿って切った縦断面図である。 本考案の放熱装置の第２の実施形態の分解斜視図である。 本考案の放熱装置の第３の実施形態の分解斜視図である。 本考案の放熱装置の垂直伝熱ユニットと水平伝熱ユニットとの内部に画成されている各流路の周面の断面図である。 本考案の放熱装置の第３の実施形態における垂直伝熱ユニットと水平伝熱ユニットの配置の一例の側面図である。 本考案の放熱装置の第３の実施形態における垂直伝熱ユニットと水平伝熱ユニットの配置の一例の側面図である。 本考案の放熱装置の第３の実施形態における垂直伝熱ユニットと水平伝熱ユニットの配置の一例の側面図である。 本考案の放熱装置の第４の実施形態を示す分解斜視図である。

以下は各図面を参照しながら、本考案の実施形態について詳しく説明する。図３〜図５は本考案の放熱装置の第１の実施形態を示す図であり、図示されているように、放熱装置２は、内部に水平収容空間３１１が形成されている水平部３１と、該水平部３１から突起して、内部に垂直収容空間３２１が形成されている垂直部３２とを有しているベース３と、各垂直部３２の外側に配置されている複数の放熱フィン４と、垂直収容空間３２１内に挿し込まれて収容されている垂直伝熱ユニット５と、水平収容空間３１１内に挿し込まれて収容されている水平伝熱ユニット６を備えている。

本考案における垂直伝熱ユニット５は、垂直方向Ｚに沿って延伸する少なくとも１つの垂直方向流路が内部を区切ることで画成されるように構成されればよいが、この第1の実施形態の垂直伝熱ユニット５では、その内部を区切ることで、複数の垂直方向流路５１１と、第１の水平方向Ｘと直交し且つ垂直部３２が突起する方向である垂直方向Ｚとも直交する第２の水平方向Ｙに沿って延伸し、複数の垂直方向流路５１１を連通させる第２の水平方向流路５１２とが画成されている。

本考案における水平伝熱ユニット６は、第１の水平方向Ｘまたは第２の水平方向Ｙに沿って延伸する少なくとも１つの水平方向流路が内部に画成されていればよいが、この第1の実施形態の水平伝熱ユニット６では、内部に第１の水平方向Ｘに沿って延伸する複数の第１の水平方向流路６１１（図７参照）と、第２の水平方向Ｙに沿って延伸し、複数の第１の水平方向流路６１１を連通させる第２の水平方向流路６１２とが画成されている。

続いて、図面を参照しながら、この第1の実施形態に示されている垂直伝熱ユニット５及び水平伝熱ユニット６の構成例について詳細に説明する。

垂直伝熱ユニット５は、一側（図４では上側）が開口する伝熱部５１と、伝熱部５１の内部を区切ることで複数の垂直方向流路５１１が画成されるように形成された複数の区切り板５３と、第１の水平方向Ｘと直交し且つ垂直部３２が突起する方向である垂直方向Ｚとも直交する第２の水平方向Ｙに沿って延伸し、伝熱部５１に取り付けられて伝熱部５１の前記開口を覆うと共に、伝熱部５１の複数の垂直方向流路５１１を連通させる第２の水平方向流路５１２が画成されるように中空状に形成された封止部５２とにより組み立てられて構成されることができる。

水平伝熱ユニット６は、一側（図４では奥側）が開口する伝熱部６１と、伝熱部６１の内部に複数の第１の水平方向流路６１１が画成されるように取り付けられた複数の区切り板６３（図７参照）と、第２の水平方向Ｙに沿って延伸し、伝熱部６１に取り付けられて伝熱部６１の前記開口を覆うと共に、複数の第１の水平方向流路６１１を連通させる第２の水平方向流路６１２が画成されるように中空状に形成された封止部６２とにより組み立てられて構成されることができる。

本考案の放熱装置２は、まず、伝熱部５１と封止部５２と区切り板５３とからなる垂直伝熱ユニット５、及び伝熱部６１と封止部６２と区切り板６３とからなる水平伝熱ユニット６を組み立て、それぞれベース３における垂直部３２内部の垂直収容空間３２１と水平部３１内部の水平収容空間３１１に入れてから、例えば半田付けなどによって固着することで構成されている。また、封止部５２及び封止部６２には、それぞれ冷媒を注入するための冷媒注入口５２１と冷媒注入口６２１が設けられている。

上記構成により、本考案の放熱装置２は、冷媒が貯蔵されている垂直伝熱ユニット５を備えているので、発熱体９から熱を吸収して加熱され気化された冷媒は、垂直伝熱ユニット５における複数の垂直方向流路５１１に沿って上昇すると共に、吸収した熱を垂直部３２から複数の放熱フィン４に伝熱して再び液体に凝縮されて複数の垂直方向流路５１１を経由して降下することができる。これに加えて、水平伝熱ユニット６では、複数の第１の水平方向流路６１１と第２の水平方向流路６１２に沿って対流し、発熱体９から吸収した熱を水平部３１に均一的に伝えて放熱させることができる。

このように、本考案の放熱装置２は、冷媒が水平方向での液体―気体混合流動だけではなく、垂直方向での気体流動もできるので、冷媒の相転移の特性を十分且つ円滑に利用することにより、短時間で多くの熱量を放熱させることができ、従来よりも高い放熱効率を持つことができる。

図６は本考案の放熱装置の第２の実施形態を示す図であり、図示されているように、この第２の実施形態は第１の実施形態と類似する構成を有しており、以下は第１の実施形態と相違する構成のみを説明する。

本考案の放熱装置２の第２の実施形態において、垂直伝熱ユニット５は、内部に第１の水平方向Ｘと直交し且つ垂直部３２が突起する方向である垂直方向Ｚとも直交する第２の水平方向Ｙに沿って延伸する複数の第２の水平方向流路５１２と、複数の第２の水平方向流路５１２を連通させる垂直方向流路５１１が画成されており、水平伝熱ユニット６は、内部に第２の水平方向Ｙに沿って延伸する複数の第２の水平方向流路６１２と、第１の水平方向Ｘに沿って延伸し、複数の第２の水平方向流路６１２を連通させる第１の水平方向流路６１１が画成されている。

ベース３における水平収容空間３１１は、垂直収容空間３２１と連通しており、また、垂直伝熱ユニット５は、下述する封止ユニット７１によって水平伝熱ユニット６と連結している。

封止ユニット７１は、水平収容空間３１１と垂直収容空間３２１との連通に対応し、水平伝熱ユニット６に取り付けられる水平部分７１１と、垂直伝熱ユニット５に取り付けられる垂直部分７１２と、水平部分７１１と垂直部分７１２とを連結するつなぎ部分７１３とからなり、垂直部分７１２に垂直伝熱ユニット５の複数の第２の水平方向流路５１２を連通させる垂直方向流路５１１が画成され、そして水平部分７１１に水平伝熱ユニット６の複数の第２の水平方向流路６１２を連通させる第１の水平方向流路６１１が画成されるようにそれぞれ中空状に形成されている。

この第２の実施形態は、第１の実施形態と同等な効果を発揮することができる。

図７は本考案の放熱装置の第３の実施形態を示す図であり、図示されているように、この第３の実施形態は第２の実施形態と類似する構成を有しているが、この実施形態において、水平伝熱ユニット６と垂直伝熱ユニット５とが連結部８で連結していると共に、水平伝熱ユニット６内を区切ることで画成された第１の水平方向Ｘに沿って延伸する複数の第１の水平方向流路６１１と、垂直伝熱ユニット５内を区切ることで画成された複数の垂直方向流路５１１（図示せず）とがそれぞれ連通するようになっている。更に、この第３の実施形態における水平伝熱ユニット６は図中での手前側で開口し、該開口を覆う封止部６２は中空に形成されて各第１の水平方向流路６１１と連通すると共に各第１の水平方向流路６１１同士を連通させる第２の水平方向流路６１２が画成されている。

上記構成により、本考案の放熱装置２は、冷媒が貯蔵されている垂直伝熱ユニット５（使用中、冷媒は主に気体）及び水平伝熱ユニット６（使用中、冷媒は主に液体）を備えており、発熱体９から熱を吸収して加熱された冷媒は、水平伝熱ユニット６において、複数の第１の水平方向流路６１１と第２の水平方向流路６１２に沿って対流しながら熱を垂直伝熱ユニット５を経由して放熱フィン４に伝え発散させることができ、また、それに加えて、垂直伝熱ユニット５において熱の吸収によって気化された冷媒が、前記対流中に複数の垂直方向流路５１１に沿って上昇すると共に、吸収した熱を垂直部３２から複数の放熱フィン４に伝熱して再び液体に凝縮されて複数の垂直方向流路５１１を経由して、該複数の垂直方向流路５１１と連通する複数の第１の水平方向流路６１１に戻ることができる。

このように、本考案の第３の実施形態においても、放熱装置２は、冷媒が水平方向での液体―気体混合流動だけではなく、垂直方向での気体流動もできるので、冷媒の相転移の特性を十分且つ円滑に利用することにより、短時間で多くの熱量を放熱させることができ、従来よりも高い放熱効率を持つことができる。

一方、図８に示されるように、本考案では冷媒と各流路との接触面積の増加あるいは冷媒の流動空間の増加により放熱効率の更なる向上を図るべく、各実施形態における垂直伝熱ユニット５の内部に画成された各流路の周面は、ジグザグ状の断面５１３を有するように構成されている。また、図中では示されていないが、水平伝熱ユニット６の内部を区切って画成された各流路の周面も同じようにジグザグ状の断面を有するように構成されている。

また、図９〜図１１は本考案の放熱装置の他の構成例が示されており、図示されているように、本考案の放熱装置に形成される水平収容空間３１１や垂直収容空間３２１の配置は特に制限されず、例えば図９に示されているように、垂直収容空間３２１が水平収容空間３１１の中央部分から立ち上がるように形成することができ、そして図１０に示されているように１つの水平収容空間３１１に対応して２つの垂直収容空間３２１が形成されているように構成されることも可能であり、更に、図１１に示されているように２つの垂直収容空間３２１が１つの水平収容空間３１１の両端からそれぞれ上方へ延伸するように構成されることも可能である。無論、水平収容空間３１１や垂直収容空間３２１に収容される水平伝熱ユニット６や垂直伝熱ユニット５は、水平収容空間３１１や垂直収容空間３２１の構成に対応して変更される。

図１２は本考案の放熱装置の第４の実施形態を示す図であり、図示されているように、この第４の実施形態は第３の実施形態と類似する構成を有しており、以下は第３の実施形態と相違する構成のみを説明する。

本考案の放熱装置２の第４の実施形態においては、２つの封止ユニット７２によって、連結部８を介して互いに連結されている垂直伝熱ユニット５と水平伝熱ユニット６とを第２の水平方向Ｙにおける両側から封止している。

封止ユニット７２は、水平収容空間３１１と垂直収容空間３２１との連通に対応し、また、垂直伝熱ユニット５内に画成されている垂直方向流路５１１と、水平伝熱ユニット６に画成されている第１の水平方向流路６１１とが連通するように中空状に形成されている。

この第４の実施形態は、第１〜第３の実施形態と同等な効果を発揮することができる。

尚、本考案は上記各実施形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

上記構造により、本考案の放熱装置は、水平伝熱ユニットによる放熱だけではなく、垂直伝熱ユニットの存在によって、放熱空間において、冷媒の蒸発や凝縮の相転移に応じた十分な高度差を持たせているので、従来より放熱効率が良い放熱装置を提供することができる。

１ 放熱装置
１０ 底板
１１ 放熱フィン
１００ 中空
１０１ 冷媒流路
２ 放熱装置
３ ベース
３１ 水平部
３１１ 水平収容空間
３２ 垂直部
３２１ 垂直収容空間
４ 放熱フィン
５ 垂直伝熱ユニット
５１ 伝熱部
５２ 封止部
５２１ 冷媒注入口
５３ 区切り板
５１１ 垂直方向流路
５１２ 第２の水平方向流路
５１３ 断面
６ 水平伝熱ユニット
６１ 伝熱部
６２ 封止部
６２１ 冷媒注入口
６３ 区切り板
６１１ 第１の水平方向流路
６１２ 第２の水平方向流路
７１ 封止ユニット
７１１ 水平部分
７１２ 垂直部分
７１３ つなぎ部分
７２ 封止ユニット
８ 連結部
９ 発熱体
Ｘ 第１の水平方向
Ｙ 第２の水平方向
Ｚ 垂直方向

Claims (8)

1. 水平部と、該水平部から突起する少なくとも１つの垂直部とを有し、前記垂直部内に垂直収容空間が形成されているベースと、
   前記垂直部の外側に配置されている複数の放熱フィンと、
   前記垂直収容空間内に収容され、且つ垂直方向に沿って延伸する少なくとも１つの垂直方向流路が内部に画成されている少なくとも１つの垂直伝熱ユニットとを備えることを特徴とする放熱装置。
2. 前記水平部内に水平収容空間が更に形成されており、
   前記水平収容空間内に収容され、且つ第１の水平方向に沿って延伸する少なくとも１つの第１の水平方向流路が内部に画成されている水平伝熱ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
3. 前記垂直伝熱ユニットは、内部に複数の前記垂直方向流路と、前記第１の水平方向と直交し且つ前記垂直部が突起する方向である垂直方向とも直交する第２の水平方向に沿って延伸し、複数の前記垂直方向流路を連通させる第２の水平方向流路とが画成されており、
   前記水平伝熱ユニットは、内部に前記第１の水平方向に沿って延伸する複数の前記第１の水平方向流路と、前記第２の水平方向に沿って延伸し、複数の前記第１の水平方向流路を連通させる第２の水平方向流路とが画成されていることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
4. 前記垂直伝熱ユニットは、内部に前記第１の水平方向と直交し且つ前記垂直部が突起する方向である垂直方向とも直交する第２の水平方向に沿って延伸する複数の第２の水平方向流路と、前記複数の第２の水平方向流路を連通させる垂直方向流路とが画成されており、
   前記水平伝熱ユニットは、内部に前記第２の水平方向に沿って延伸する複数の第２の水平方向流路と、前記第１の水平方向に沿って延伸し、前記複数の第２の水平方向流路を連通させる第１の水平方向流路とが画成されており、
   更に、前記水平収容空間は、前記垂直収容空間と連通しており、
   前記水平伝熱ユニットは前記垂直伝熱ユニットと連結していることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
5. 前記垂直伝熱ユニット内に画成されている前記垂直方向流路と、前記水平伝熱ユニット内に画成されている前記第１の水平方向流路とが連通していることを特徴とする請求項４に記載の放熱装置。
6. 前記垂直伝熱ユニットは、内部に複数の前記垂直方向流路が画成されており、
   前記水平伝熱ユニットは、内部に前記第１の水平方向に沿って延伸する複数の前記第１の水平方向流路と、前記第１の水平方向と直交し且つ前記垂直部が突起する方向である垂直方向とも直交する第２の水平方向に沿って延伸し、複数の前記第１の水平方向流路を連通させる第２の水平方向流路とが画成されていることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
7. 前記水平収容空間は、前記垂直収容空間と連通しており、
   前記水平伝熱ユニットと前記垂直伝熱ユニットとは、前記垂直伝熱ユニットの内部に画成されている複数の前記垂直方向流路と、前記水平伝熱ユニットの内部に画成されている複数の前記第１の水平方向流路とが互いに連通するように連結していることを特徴とする請求項６に記載の放熱装置。
8. 各前記垂直伝熱ユニットと各前記水平伝熱ユニットとの内部に画成されている各流路の周面は、ジグザグ状の断面を有していることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。

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