JP3480386B2 - 沸騰冷却装置 - Google Patents
沸騰冷却装置Info
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の沸騰及び凝
縮作用によって発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関す
る。
縮作用によって発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来装置として、産業用のパワーユニッ
トクーラ（沸騰冷却器）がある。この冷却器は、冷媒を
貯留する冷媒槽の受熱面にＩＧＢＴ等の発熱体を接触さ
せ、その発熱体から発生する熱を冷媒に伝達して放熱部
へ輸送し、放熱部で外部流体（例えば空気）に放熱する
装置である。ここで、発熱体であるＩＧＢＴは、単独で
パッケージされているため、冷却器に対し比較的自由に
取り付けることができる。しかし、発熱体がプリント基
板上に設置されたコンピュータチップである場合、コン
ピュータチップと接触する冷媒槽の受熱面側または冷媒
槽の周囲に突起部があると、その突起部がプリント基板
上の部品またはプリント基板自体と干渉する可能性があ
る。従って、冷却器としては、冷媒槽の受熱面側または
冷媒槽の周囲に突起部のない構造であることが望まれ
る。
トクーラ（沸騰冷却器）がある。この冷却器は、冷媒を
貯留する冷媒槽の受熱面にＩＧＢＴ等の発熱体を接触さ
せ、その発熱体から発生する熱を冷媒に伝達して放熱部
へ輸送し、放熱部で外部流体（例えば空気）に放熱する
装置である。ここで、発熱体であるＩＧＢＴは、単独で
パッケージされているため、冷却器に対し比較的自由に
取り付けることができる。しかし、発熱体がプリント基
板上に設置されたコンピュータチップである場合、コン
ピュータチップと接触する冷媒槽の受熱面側または冷媒
槽の周囲に突起部があると、その突起部がプリント基板
上の部品またはプリント基板自体と干渉する可能性があ
る。従って、冷却器としては、冷媒槽の受熱面側または
冷媒槽の周囲に突起部のない構造であることが望まれ
る。
【０００３】そこで、本出願人は、特願平１０−３３０
９８６号において、図４に示す沸騰冷却装置を提案し
た。この装置は、平板状の冷媒槽４を備え、この冷媒槽
４の一方の平面側に放熱部５を設けて、冷媒槽４の他方
の面（受熱面）に発熱体（例えばコンピュータチップ
３）を取り付ける構造である。放熱部５は、冷媒槽４に
対し略垂直方向に一組のヘッダタンク１６を差し込み、
両ヘッダタンク１６間に放熱チューブ１７と放熱フィン
１８とを配置して構成されている。これにより、冷媒槽
４の外形内で一方の平面側に放熱部５を収めることがで
きるので、冷媒槽４の受熱面側及び冷媒槽４の周囲に突
起部のない沸騰冷却装置を構成できる。
９８６号において、図４に示す沸騰冷却装置を提案し
た。この装置は、平板状の冷媒槽４を備え、この冷媒槽
４の一方の平面側に放熱部５を設けて、冷媒槽４の他方
の面（受熱面）に発熱体（例えばコンピュータチップ
３）を取り付ける構造である。放熱部５は、冷媒槽４に
対し略垂直方向に一組のヘッダタンク１６を差し込み、
両ヘッダタンク１６間に放熱チューブ１７と放熱フィン
１８とを配置して構成されている。これにより、冷媒槽
４の外形内で一方の平面側に放熱部５を収めることがで
きるので、冷媒槽４の受熱面側及び冷媒槽４の周囲に突
起部のない沸騰冷却装置を構成できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先願の沸騰
冷却装置は、図１８に示すように、ヘッダタンク１６の
端部を冷媒槽４内に差し込んで組付けているが、ヘッダ
タンク１６の差込量にばらつきが生じると、冷媒槽４と
接触する放熱フィン１８ａが潰れたり、冷媒槽４の表面
から放熱フィン１８ａが浮いたりすることにより、放熱
性能が損なわれるという問題があった。本発明は、上記
事情に基づいて成されたもので、その目的は、放熱フィ
ンの潰れや浮きを防止して放熱性能の低下を防ぐことの
できる沸騰冷却装置を提供することにある。
冷却装置は、図１８に示すように、ヘッダタンク１６の
端部を冷媒槽４内に差し込んで組付けているが、ヘッダ
タンク１６の差込量にばらつきが生じると、冷媒槽４と
接触する放熱フィン１８ａが潰れたり、冷媒槽４の表面
から放熱フィン１８ａが浮いたりすることにより、放熱
性能が損なわれるという問題があった。本発明は、上記
事情に基づいて成されたもので、その目的は、放熱フィ
ンの潰れや浮きを防止して放熱性能の低下を防ぐことの
できる沸騰冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）放熱
フィンを介して冷媒槽に最も近接する放熱チューブを第
１の放熱チューブとし、この第１の放熱チューブと冷媒
槽との間に介在される放熱フィンを第１の放熱フィンと
した場合に、冷媒槽と第１の放熱チューブとの間隔が第
１の放熱フィンのフィン高さに基づく所定値となるよう
に、冷媒槽内へ差し込まれるヘッダタンクの差込量が規
制されている。これにより、ヘッダタンクの差込量を適
正値に保つことができるので、第１の放熱フィンの潰れ
や浮きの発生を防止できる。
フィンを介して冷媒槽に最も近接する放熱チューブを第
１の放熱チューブとし、この第１の放熱チューブと冷媒
槽との間に介在される放熱フィンを第１の放熱フィンと
した場合に、冷媒槽と第１の放熱チューブとの間隔が第
１の放熱フィンのフィン高さに基づく所定値となるよう
に、冷媒槽内へ差し込まれるヘッダタンクの差込量が規
制されている。これにより、ヘッダタンクの差込量を適
正値に保つことができるので、第１の放熱フィンの潰れ
や浮きの発生を防止できる。
【０００６】（請求項２の手段）請求項１に記載した沸
騰冷却装置において、ヘッダタンクの差込量は、ヘッダ
タンクに設けた基準面を冷媒槽の表面に当接させること
で規制できる。
騰冷却装置において、ヘッダタンクの差込量は、ヘッダ
タンクに設けた基準面を冷媒槽の表面に当接させること
で規制できる。
【０００７】（請求項３の手段）請求項１に記載した沸
騰冷却装置において、ヘッダタンクの差込量は、冷媒槽
内へ差し込まれるヘッダタンクの端面を冷媒槽内の壁面
に当接させることで規制できる。
騰冷却装置において、ヘッダタンクの差込量は、冷媒槽
内へ差し込まれるヘッダタンクの端面を冷媒槽内の壁面
に当接させることで規制できる。
【０００８】（請求項４〜７の手段）請求項１に記載し
た沸騰冷却装置において、ヘッダタンクの差込量をスペ
ーサによって規制することができる。具体的には、請求
項５の手段に記載したように、スペーサの端面を冷媒槽
の表面に当接させる。または請求項６の手段に記載した
ように、冷媒槽内へ差し込まれるスペーサの端面を冷媒
槽内の壁面に当接させることで規制できる。あるいは、
請求項７の手段に記載したように、第１の放熱チューブ
と冷媒槽との間にスペーサを介在させてヘッダタンクの
差込量を規制することができる。
た沸騰冷却装置において、ヘッダタンクの差込量をスペ
ーサによって規制することができる。具体的には、請求
項５の手段に記載したように、スペーサの端面を冷媒槽
の表面に当接させる。または請求項６の手段に記載した
ように、冷媒槽内へ差し込まれるスペーサの端面を冷媒
槽内の壁面に当接させることで規制できる。あるいは、
請求項７の手段に記載したように、第１の放熱チューブ
と冷媒槽との間にスペーサを介在させてヘッダタンクの
差込量を規制することができる。
【０００９】（請求項８の手段）請求項１に記載した沸
騰冷却装置において、第１の放熱フィンの冷媒槽側にも
放熱チューブを配置し、この放熱チューブを冷媒槽の表
面に接触させることでヘッダタンクの差込量を規制でき
る。
騰冷却装置において、第１の放熱フィンの冷媒槽側にも
放熱チューブを配置し、この放熱チューブを冷媒槽の表
面に接触させることでヘッダタンクの差込量を規制でき
る。
【００１０】（請求項９の手段）請求項４に記載した沸
騰冷却装置において、スペーサは、例えば切削加工によ
って冷媒槽と一体に設けることができる。あるいは、複
数枚の板状部材を積み重ねて冷媒槽を構成する場合に
は、各板状部材にそれぞれスペーサの一部を成す柱部を
設けておき、その柱部同士が積み重なることでスペーサ
を設けることもできる。
騰冷却装置において、スペーサは、例えば切削加工によ
って冷媒槽と一体に設けることができる。あるいは、複
数枚の板状部材を積み重ねて冷媒槽を構成する場合に
は、各板状部材にそれぞれスペーサの一部を成す柱部を
設けておき、その柱部同士が積み重なることでスペーサ
を設けることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本実施例の沸騰冷却装置１は、プリン
ト基板２（図６参照）に設置されたコンピュータチップ
３（以下チップ３と略す）に適用されるもので、図４に
示すように、内部に液冷媒（例えば水、アルコール、フ
ロロカーボン、フロン等）を貯留する冷媒槽４と、この
冷媒槽４でチップ３の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気の熱
を外部流体に放出する放熱部５とを備え、一体ろう付け
により製造されている。
づいて説明する。本実施例の沸騰冷却装置１は、プリン
ト基板２（図６参照）に設置されたコンピュータチップ
３（以下チップ３と略す）に適用されるもので、図４に
示すように、内部に液冷媒（例えば水、アルコール、フ
ロロカーボン、フロン等）を貯留する冷媒槽４と、この
冷媒槽４でチップ３の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気の熱
を外部流体に放出する放熱部５とを備え、一体ろう付け
により製造されている。
【００１２】先ず、冷媒槽４と放熱部５の基本的な構成
について説明する。 Ａ）冷媒槽４は、熱伝導性に優れる金属材料（例えばア
ルミニウム）で形成された薄型容器６とプレート状の蓋
部品７から構成され、図４に示すように、直立した状態
で使用される。薄型容器６は、図５に示すように、平面
形状が縦長の長方形であり、厚み方向の一方側（図５の
裏側）が平坦面でチップ３の取付け面（受熱面）として
使用され、他方側には下述する沸騰空間８、一組のヘッ
ダ接続部９、１０、液戻り通路１１、及び冷媒注入部１
２が設けられている。また、薄型容器６の上下両端部に
は、薄型容器６の表面（平坦面）にチップ３を固定する
ための接続部品（例えば螺子、ボルト等）を通すための
孔１３が複数箇所設けられている。
について説明する。 Ａ）冷媒槽４は、熱伝導性に優れる金属材料（例えばア
ルミニウム）で形成された薄型容器６とプレート状の蓋
部品７から構成され、図４に示すように、直立した状態
で使用される。薄型容器６は、図５に示すように、平面
形状が縦長の長方形であり、厚み方向の一方側（図５の
裏側）が平坦面でチップ３の取付け面（受熱面）として
使用され、他方側には下述する沸騰空間８、一組のヘッ
ダ接続部９、１０、液戻り通路１１、及び冷媒注入部１
２が設けられている。また、薄型容器６の上下両端部に
は、薄型容器６の表面（平坦面）にチップ３を固定する
ための接続部品（例えば螺子、ボルト等）を通すための
孔１３が複数箇所設けられている。
【００１３】沸騰空間８は、チップ３の熱を受けて液冷
媒が沸騰する空間で、薄型容器６の中央部全体に設けら
れている。この沸騰空間８には、多数の角柱１４が一定
の間隔をおいて格子状に配置され、沸騰空間８全体が碁
盤の目のように区画された冷媒通路を形成している。な
お、沸騰空間８に設けられた多数の角柱１４は、冷媒槽
４の強度を確保するための補強リブとしても機能してい
る。ヘッダ接続部９、１０は、放熱部５のヘッダタンク
１６（下述する）を接続する部分で、ヘッダタンク１６
の断面形状に対応したスペースが設けられている。一方
のヘッダ接続部９は、沸騰空間８の上部右側に隣接して
設けられ、沸騰空間８と連通している。他方のヘッダ接
続部１０は、沸騰空間８の上部左側に設けられ、液戻り
通路１１を通じて沸騰空間８に連通している。
媒が沸騰する空間で、薄型容器６の中央部全体に設けら
れている。この沸騰空間８には、多数の角柱１４が一定
の間隔をおいて格子状に配置され、沸騰空間８全体が碁
盤の目のように区画された冷媒通路を形成している。な
お、沸騰空間８に設けられた多数の角柱１４は、冷媒槽
４の強度を確保するための補強リブとしても機能してい
る。ヘッダ接続部９、１０は、放熱部５のヘッダタンク
１６（下述する）を接続する部分で、ヘッダタンク１６
の断面形状に対応したスペースが設けられている。一方
のヘッダ接続部９は、沸騰空間８の上部右側に隣接して
設けられ、沸騰空間８と連通している。他方のヘッダ接
続部１０は、沸騰空間８の上部左側に設けられ、液戻り
通路１１を通じて沸騰空間８に連通している。
【００１４】液戻り通路１１は、放熱部５で液化された
凝縮液を沸騰空間８へ戻すための通路で、他方のヘッダ
接続部１０の下部から下方へ延びて設けられ、沸騰空間
８の最下部に通じている。冷媒注入部１２は、冷媒槽４
の内部（沸騰空間８）へ冷媒を注入する時の注入通路で
あり、一方のヘッダ接続部９の下方に設けられて、沸騰
空間８に通じている。上記の沸騰空間８、ヘッダ接続部
９、１０、液戻り通路１１、及び冷媒注入部１２等は、
切削、放電加工、鍛造、鋳造等によって形成することが
できる。
凝縮液を沸騰空間８へ戻すための通路で、他方のヘッダ
接続部１０の下部から下方へ延びて設けられ、沸騰空間
８の最下部に通じている。冷媒注入部１２は、冷媒槽４
の内部（沸騰空間８）へ冷媒を注入する時の注入通路で
あり、一方のヘッダ接続部９の下方に設けられて、沸騰
空間８に通じている。上記の沸騰空間８、ヘッダ接続部
９、１０、液戻り通路１１、及び冷媒注入部１２等は、
切削、放電加工、鍛造、鋳造等によって形成することが
できる。
【００１５】蓋部品７は、例えば、表面にろう材を一体
成型したクラッド材から成り、薄型容器６の他方側を全
面的に塞いで、薄型容器６に設けられた沸騰空間８及び
液戻り通路１１の開口面を閉じている。但し、蓋部品７
の上部両側には、ヘッダタンク１６の端部を差し込むた
めの差込み口（図示しない）が開けられ、この差込み口
がそれぞれ薄型容器６のヘッダ接続部９、１０に通じて
いる。また、蓋部品７には、薄型容器６に設けられた冷
媒注入部１２に通じる丸孔（図示しない）が一方の差込
み口の下部に開けられ、この丸孔に注入パイプ１５が接
続される。注入パイプ１５は、冷媒槽４内へ冷媒を注入
する時の注入口であり、注入パイプ１５を通じて冷媒槽
４内へ所定量の冷媒を注入した後、注入パイプ１５の先
端開口部が封じられる。
成型したクラッド材から成り、薄型容器６の他方側を全
面的に塞いで、薄型容器６に設けられた沸騰空間８及び
液戻り通路１１の開口面を閉じている。但し、蓋部品７
の上部両側には、ヘッダタンク１６の端部を差し込むた
めの差込み口（図示しない）が開けられ、この差込み口
がそれぞれ薄型容器６のヘッダ接続部９、１０に通じて
いる。また、蓋部品７には、薄型容器６に設けられた冷
媒注入部１２に通じる丸孔（図示しない）が一方の差込
み口の下部に開けられ、この丸孔に注入パイプ１５が接
続される。注入パイプ１５は、冷媒槽４内へ冷媒を注入
する時の注入口であり、注入パイプ１５を通じて冷媒槽
４内へ所定量の冷媒を注入した後、注入パイプ１５の先
端開口部が封じられる。
【００１６】Ｂ）放熱部５は、一組のヘッダタンク１６
（１６Ａ、１６Ｂ）とコア部（下述する）を備え、冷媒
槽４に対し略垂直に組付けられている。一組のヘッダタ
ンク１６は、冷媒槽４の沸騰空間８でチップ３の熱を受
けて沸騰した冷媒蒸気が流入する蒸気側ヘッダタンク１
６Ａと、コア部で液化した凝縮液が流入する液側ヘッダ
タンク１６Ｂであり、図１に示すように、それぞれ内側
ヘッダプレート１６ａと外側ヘッダプレート１６ｂとを
組み合わせて構成されている。蒸気側ヘッダタンク１６
Ａは、長手方向の一端部が蓋部品７の一方の差込み口よ
り冷媒槽４の内部（一方のヘッダ接続部９）へ差し込ま
れ、蓋部品７に対して略垂直方向に延びた状態で配置さ
れる。液側ヘッダタンク１６Ｂは、長手方向の一端部が
蓋部品７の他方の差込み口より冷媒槽４の内部（他方の
ヘッダ接続部１０）へ差し込まれ、蓋部品７に対して略
垂直方向に延びた状態で配置される。
（１６Ａ、１６Ｂ）とコア部（下述する）を備え、冷媒
槽４に対し略垂直に組付けられている。一組のヘッダタ
ンク１６は、冷媒槽４の沸騰空間８でチップ３の熱を受
けて沸騰した冷媒蒸気が流入する蒸気側ヘッダタンク１
６Ａと、コア部で液化した凝縮液が流入する液側ヘッダ
タンク１６Ｂであり、図１に示すように、それぞれ内側
ヘッダプレート１６ａと外側ヘッダプレート１６ｂとを
組み合わせて構成されている。蒸気側ヘッダタンク１６
Ａは、長手方向の一端部が蓋部品７の一方の差込み口よ
り冷媒槽４の内部（一方のヘッダ接続部９）へ差し込ま
れ、蓋部品７に対して略垂直方向に延びた状態で配置さ
れる。液側ヘッダタンク１６Ｂは、長手方向の一端部が
蓋部品７の他方の差込み口より冷媒槽４の内部（他方の
ヘッダ接続部１０）へ差し込まれ、蓋部品７に対して略
垂直方向に延びた状態で配置される。
【００１７】コア部は、複数本の放熱チューブ１７と、
各放熱チューブ１７の間に介在される放熱フィン１８と
から成り、図６に示すように、ダクト１９を介して外部
流体（例えば空気）が供給される。放熱チューブ１７
は、放熱フィン１８が接触する表面の幅に対して厚みが
薄い偏平形状に設けられ、両ヘッダタンク１６Ａ、１６
Ｂ間に複数本並設されて、それぞれ両ヘッダタンク１６
Ａ、１６Ｂに連通している。放熱フィン１８は、熱伝導
性に優れる薄い金属板（例えばアルミニウム板）を交互
に折り曲げて波状に形成したもので、放熱チューブ１７
の表面に熱的に接合されている。
各放熱チューブ１７の間に介在される放熱フィン１８と
から成り、図６に示すように、ダクト１９を介して外部
流体（例えば空気）が供給される。放熱チューブ１７
は、放熱フィン１８が接触する表面の幅に対して厚みが
薄い偏平形状に設けられ、両ヘッダタンク１６Ａ、１６
Ｂ間に複数本並設されて、それぞれ両ヘッダタンク１６
Ａ、１６Ｂに連通している。放熱フィン１８は、熱伝導
性に優れる薄い金属板（例えばアルミニウム板）を交互
に折り曲げて波状に形成したもので、放熱チューブ１７
の表面に熱的に接合されている。
【００１８】ダクト１９は、図６に示すように、両ヘッ
ダタンク１６Ａ、１６Ｂの外側を通って放熱部５を囲む
ように設置されている。なお、ダクト１９は、各ヘッダ
タンク１６Ａ、１６Ｂの外側表面との間に大きな隙間が
生じない程度に、あるいは各ヘッダタンク１６Ａ、１６
Ｂの外側表面と略接触した状態で、各ヘッダタンク１６
Ａ、１６Ｂの外側表面に沿って配されている。ダクト１
９を通じてコア部へ導入される外部流体は、図６に矢印
で示すように、下方から上方へ向かって流れている。
ダタンク１６Ａ、１６Ｂの外側を通って放熱部５を囲む
ように設置されている。なお、ダクト１９は、各ヘッダ
タンク１６Ａ、１６Ｂの外側表面との間に大きな隙間が
生じない程度に、あるいは各ヘッダタンク１６Ａ、１６
Ｂの外側表面と略接触した状態で、各ヘッダタンク１６
Ａ、１６Ｂの外側表面に沿って配されている。ダクト１
９を通じてコア部へ導入される外部流体は、図６に矢印
で示すように、下方から上方へ向かって流れている。
【００１９】次に、本実施例の作動を説明する。冷媒槽
４内の液冷媒は、チップ３の熱を受けて沸騰し、沸騰空
間８より蒸気側ヘッダタンク１６Ａへ進入し、蒸気側ヘ
ッダタンク１６Ａから各放熱チューブ１７へ流れる。放
熱チューブ１７を流れる冷媒蒸気は、ダクト１９を通っ
てコア部に導入される外部流体によって冷却され、放熱
チューブ１７内で凝縮する。凝縮した冷媒は、液滴とな
って液側ヘッダタンク１６Ｂへ進入し、更に液側ヘッダ
タンク１６Ｂより冷媒槽４内の液戻り通路１１を通って
沸騰空間８へ還流する。この作動における冷媒の流れを
図７に示す。
４内の液冷媒は、チップ３の熱を受けて沸騰し、沸騰空
間８より蒸気側ヘッダタンク１６Ａへ進入し、蒸気側ヘ
ッダタンク１６Ａから各放熱チューブ１７へ流れる。放
熱チューブ１７を流れる冷媒蒸気は、ダクト１９を通っ
てコア部に導入される外部流体によって冷却され、放熱
チューブ１７内で凝縮する。凝縮した冷媒は、液滴とな
って液側ヘッダタンク１６Ｂへ進入し、更に液側ヘッダ
タンク１６Ｂより冷媒槽４内の液戻り通路１１を通って
沸騰空間８へ還流する。この作動における冷媒の流れを
図７に示す。
【００２０】続いて、冷媒槽４内に差し込まれるヘッダ
タンク１６の差込量を規制する実施例について説明す
る。 （第１実施例）図１〜３はヘッダタンク１６の差込量を
規制する方法を示す断面図である。本実施例では、図１
において、最下部の放熱チューブ１７ａ（本発明の第１
の放熱チューブ）と冷媒槽４との間隔Ｌが、最下段の放
熱フィン１８ａ（本発明の第１の放熱フィン）のフィン
高さに基づく所定値となるように、冷媒槽４内へ差し込
まれるヘッダタンク１６の差込量が規制されている。な
お、上記の「所定値」とは、放熱フィン１８ａの適正な
フィン高さと略同一寸法（例えばフィン高さ±０．０
５）である。
タンク１６の差込量を規制する実施例について説明す
る。 （第１実施例）図１〜３はヘッダタンク１６の差込量を
規制する方法を示す断面図である。本実施例では、図１
において、最下部の放熱チューブ１７ａ（本発明の第１
の放熱チューブ）と冷媒槽４との間隔Ｌが、最下段の放
熱フィン１８ａ（本発明の第１の放熱フィン）のフィン
高さに基づく所定値となるように、冷媒槽４内へ差し込
まれるヘッダタンク１６の差込量が規制されている。な
お、上記の「所定値」とは、放熱フィン１８ａの適正な
フィン高さと略同一寸法（例えばフィン高さ±０．０
５）である。
【００２１】ヘッダタンク１６の差込量を規制する手段
としては、図１に示すように、ヘッダタンク１６を構成
する内側ヘッダプレート１６ａに段差面２０（本発明の
基準面）を設け、この段差面２０を冷媒槽４の上面に当
接させることでヘッダタンク１６の差込量を規制してい
る。または、図２に示すように、外側ヘッダプレート１
６ｂに段差面２０を設けて、その段差面２０を冷媒槽４
の上面に当接させることでヘッダタンク１６の差込量を
規制しても良い。このように、何方か一方のヘッダプレ
ート１６ａまたは１６ｂのみでヘッダタンク１６の差込
量を規制する場合は、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂ
に位置決め部１６ｃを設け、この位置決め部１６ｃによ
って両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂを所定の位置に組
付けることにより、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂの
ずれを防止できる。
としては、図１に示すように、ヘッダタンク１６を構成
する内側ヘッダプレート１６ａに段差面２０（本発明の
基準面）を設け、この段差面２０を冷媒槽４の上面に当
接させることでヘッダタンク１６の差込量を規制してい
る。または、図２に示すように、外側ヘッダプレート１
６ｂに段差面２０を設けて、その段差面２０を冷媒槽４
の上面に当接させることでヘッダタンク１６の差込量を
規制しても良い。このように、何方か一方のヘッダプレ
ート１６ａまたは１６ｂのみでヘッダタンク１６の差込
量を規制する場合は、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂ
に位置決め部１６ｃを設け、この位置決め部１６ｃによ
って両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂを所定の位置に組
付けることにより、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂの
ずれを防止できる。
【００２２】あるいは、図３に示すように、両ヘッダプ
レート１６ａ、１６ｂにそれぞれ段差面２０を設けて、
その段差面２０を冷媒槽４の上面に当接させてヘッダタ
ンク１６の差込量を規制しても良い。この場合、上記の
位置決め部１６ｃは不要である。本実施例の構成によれ
ば、ヘッダタンク１６の差込量がばらつくことなく、適
正値に保つことができるので、冷媒槽４と最下部の放熱
チューブ１７ａとの間に介在される放熱フィン１８ａの
潰れや浮きの発生を防止でき、放熱性能の低下を防ぐこ
とができる。
レート１６ａ、１６ｂにそれぞれ段差面２０を設けて、
その段差面２０を冷媒槽４の上面に当接させてヘッダタ
ンク１６の差込量を規制しても良い。この場合、上記の
位置決め部１６ｃは不要である。本実施例の構成によれ
ば、ヘッダタンク１６の差込量がばらつくことなく、適
正値に保つことができるので、冷媒槽４と最下部の放熱
チューブ１７ａとの間に介在される放熱フィン１８ａの
潰れや浮きの発生を防止でき、放熱性能の低下を防ぐこ
とができる。
【００２３】（第２実施例）図８〜１０はヘッダタンク
１６の差込量を規制する方法を示す断面図である。本実
施例では、図８に示すように、冷媒槽４内に差し込まれ
る内側ヘッダプレート１６ａの端面を冷媒槽４の底面に
当接させることでヘッダタンク１６の差込量を規制して
いる。または、図９に示すように、外側ヘッダプレート
１６ｂの端面を冷媒槽４の底面に当接させることでヘッ
ダタンク１６の差込量を規制しても良い。なお、冷媒槽
４とヘッダタンク１６との連通を妨げないように、内側
ヘッダプレート１６ａまたは外側ヘッダプレート１６ｂ
の端部に開口部２１を設けても良い。
１６の差込量を規制する方法を示す断面図である。本実
施例では、図８に示すように、冷媒槽４内に差し込まれ
る内側ヘッダプレート１６ａの端面を冷媒槽４の底面に
当接させることでヘッダタンク１６の差込量を規制して
いる。または、図９に示すように、外側ヘッダプレート
１６ｂの端面を冷媒槽４の底面に当接させることでヘッ
ダタンク１６の差込量を規制しても良い。なお、冷媒槽
４とヘッダタンク１６との連通を妨げないように、内側
ヘッダプレート１６ａまたは外側ヘッダプレート１６ｂ
の端部に開口部２１を設けても良い。
【００２４】このように、何方か一方のヘッダプレート
１６ａまたは１６ｂのみでヘッダタンク１６の差込量を
規制する場合は、第１実施例と同様に、両ヘッダプレー
ト１６ａ、１６ｂを位置決め部１６ｃによって所定の位
置に組付けることにより、両ヘッダプレート１６ａ、１
６ｂのずれを防止できる。あるいは、図１０に示すよう
に、内側ヘッダプレート１６ａの端面と外側ヘッダプレ
ート１６ｂの端面の両方を冷媒槽４の底面に当接させて
ヘッダタンク１６の差込量を規制しても良い。この場
合、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂに位置決め部１６
ｃを設ける必要はない。
１６ａまたは１６ｂのみでヘッダタンク１６の差込量を
規制する場合は、第１実施例と同様に、両ヘッダプレー
ト１６ａ、１６ｂを位置決め部１６ｃによって所定の位
置に組付けることにより、両ヘッダプレート１６ａ、１
６ｂのずれを防止できる。あるいは、図１０に示すよう
に、内側ヘッダプレート１６ａの端面と外側ヘッダプレ
ート１６ｂの端面の両方を冷媒槽４の底面に当接させて
ヘッダタンク１６の差込量を規制しても良い。この場
合、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂに位置決め部１６
ｃを設ける必要はない。
【００２５】（第３実施例）図１１〜１３はヘッダタン
ク１６の差込量を規制する方法を示す断面図である。本
実施例では、スペーサ２２を使用してヘッダタンク１６
の差込量を規制している。スペーサ２２は、例えば図１
１に示すように、内側ヘッダプレート１６ａに設けた段
差部２３と冷媒槽４の上面との間に介在される。この場
合、スペーサ２２の下端面が冷媒槽４の上面に当接する
ことでヘッダタンク１６の差込量を規制することができ
る。または、図１２に示すように、スペーサ２２を内側
ヘッダプレート１６ａに設けた段差部２３と冷媒槽４の
底面との間に介在させても良い。この場合、スペーサ２
２の下端面が冷媒槽４内の底面に当接することでヘッダ
タンク１６の差込量を規制することができる。
ク１６の差込量を規制する方法を示す断面図である。本
実施例では、スペーサ２２を使用してヘッダタンク１６
の差込量を規制している。スペーサ２２は、例えば図１
１に示すように、内側ヘッダプレート１６ａに設けた段
差部２３と冷媒槽４の上面との間に介在される。この場
合、スペーサ２２の下端面が冷媒槽４の上面に当接する
ことでヘッダタンク１６の差込量を規制することができ
る。または、図１２に示すように、スペーサ２２を内側
ヘッダプレート１６ａに設けた段差部２３と冷媒槽４の
底面との間に介在させても良い。この場合、スペーサ２
２の下端面が冷媒槽４内の底面に当接することでヘッダ
タンク１６の差込量を規制することができる。
【００２６】なお、外側ヘッダプレート１６ｂに段差部
２３を設け、その段差部２３と冷媒槽４との間にスペー
サ２２を介在させてヘッダタンク１６の差込量を規制し
ても良いことは言うまでもない。このように、何方か一
方のヘッダプレート１６ａまたは１６ｂと冷媒槽４との
間にスペーサ２２を介在させる場合は、両ヘッダプレー
ト１６ａ、１６ｂを位置決め部１６ｃによって所定の位
置に組付けることにより、両ヘッダプレート１６ａ、１
６ｂのずれを防止できる。あるいは、図１３に示すよう
に、冷媒槽４内に差し込まれる内側ヘッダプレート１６
ａと外側ヘッダプレート１６ｂの両端面と冷媒槽４の底
面との間にスペーサ２２を介在させても良い。この場
合、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂに位置決め部１６
ｃは不要である。
２３を設け、その段差部２３と冷媒槽４との間にスペー
サ２２を介在させてヘッダタンク１６の差込量を規制し
ても良いことは言うまでもない。このように、何方か一
方のヘッダプレート１６ａまたは１６ｂと冷媒槽４との
間にスペーサ２２を介在させる場合は、両ヘッダプレー
ト１６ａ、１６ｂを位置決め部１６ｃによって所定の位
置に組付けることにより、両ヘッダプレート１６ａ、１
６ｂのずれを防止できる。あるいは、図１３に示すよう
に、冷媒槽４内に差し込まれる内側ヘッダプレート１６
ａと外側ヘッダプレート１６ｂの両端面と冷媒槽４の底
面との間にスペーサ２２を介在させても良い。この場
合、両ヘッダプレート１６ａ、１６ｂに位置決め部１６
ｃは不要である。
【００２７】（第４実施例）図１４はヘッダタンク１６
の差込量を規制する方法を示す断面図である。本実施例
では、図１４に示すように、最下段に配される放熱フィ
ン１８ａの下側にも放熱チューブ１７ｂを配置し、この
放熱チューブ１７ｂを冷媒槽４の上面に接触させること
でヘッダタンク１６の差込量を規制している。この場
合、他の放熱フィン１８と同様に、最下段の放熱フィン
１８ａを放熱チューブ１７ａと放熱チューブ１７ｂとの
間に保持できるので、最下段に配される放熱フィン１８
ａの潰れや浮きを防止できる。なお、最下段に配される
放熱フィン１８ａの下側には、放熱チューブ１７ｂの代
わりに、適切なスペーサを配置しても良い。
の差込量を規制する方法を示す断面図である。本実施例
では、図１４に示すように、最下段に配される放熱フィ
ン１８ａの下側にも放熱チューブ１７ｂを配置し、この
放熱チューブ１７ｂを冷媒槽４の上面に接触させること
でヘッダタンク１６の差込量を規制している。この場
合、他の放熱フィン１８と同様に、最下段の放熱フィン
１８ａを放熱チューブ１７ａと放熱チューブ１７ｂとの
間に保持できるので、最下段に配される放熱フィン１８
ａの潰れや浮きを防止できる。なお、最下段に配される
放熱フィン１８ａの下側には、放熱チューブ１７ｂの代
わりに、適切なスペーサを配置しても良い。
【００２８】（第５実施例）図１５はヘッダタンク１６
の差込量を規制する方法を示す断面図である。本実施例
では、図１５に示すように、冷媒槽４を構成する蓋部品
７にヘッダタンク１６の差込量を規制するためのヘッダ
受け部２４を設けている。ヘッダタンク１６は、蓋部品
７のヘッダ受け部２４にヘッダタンク１６の端面が当接
することで差込量が規制される。この構造では、ヘッダ
タンク１６の下端部をヘッダ受け部２４にろう付けでき
るので、接合強度の向上を期待できる。
の差込量を規制する方法を示す断面図である。本実施例
では、図１５に示すように、冷媒槽４を構成する蓋部品
７にヘッダタンク１６の差込量を規制するためのヘッダ
受け部２４を設けている。ヘッダタンク１６は、蓋部品
７のヘッダ受け部２４にヘッダタンク１６の端面が当接
することで差込量が規制される。この構造では、ヘッダ
タンク１６の下端部をヘッダ受け部２４にろう付けでき
るので、接合強度の向上を期待できる。
【００２９】（第６実施例）図１６及び図１７は、それ
ぞれヘッダタンク１６の差込量を規制する方法を示す断
面図である。本実施例は、冷媒槽４の内部にヘッダタン
ク１６の差込み量を規制するスペーサ２５を有し、且つ
このスペーサ２５を冷媒槽４と一体に設けた例である。
この場合、例えば冷媒槽４を切削加工や冷間鍛造加工に
より形成することで、図１６に示すように、スペーサ２
５を冷媒槽４の薄形容器６と一体に設けることができ
る。また、図１７に示すように、冷媒槽４を複数枚の板
状部材４ａを積み重ねて構成する場合は、各板状部材４
ａにそれぞれスペーサ２５の一部を成す柱部４ｂを設け
ておき、その柱部４ｂ同士が積み重なることでスペーサ
２５を設けることができる。
ぞれヘッダタンク１６の差込量を規制する方法を示す断
面図である。本実施例は、冷媒槽４の内部にヘッダタン
ク１６の差込み量を規制するスペーサ２５を有し、且つ
このスペーサ２５を冷媒槽４と一体に設けた例である。
この場合、例えば冷媒槽４を切削加工や冷間鍛造加工に
より形成することで、図１６に示すように、スペーサ２
５を冷媒槽４の薄形容器６と一体に設けることができ
る。また、図１７に示すように、冷媒槽４を複数枚の板
状部材４ａを積み重ねて構成する場合は、各板状部材４
ａにそれぞれスペーサ２５の一部を成す柱部４ｂを設け
ておき、その柱部４ｂ同士が積み重なることでスペーサ
２５を設けることができる。
【００３０】本実施例の構造によれば、第５実施例の場
合と同様に、ヘッダタンク１６の下端面をスペーサ２５
の上端面にろう付けできるので、接合強度を向上でき
る。なお、本実施例の構造では、ろう付けされる前の組
付状態において、ヘッダタンク１６の下端面とスペーサ
２５の上端面との間に若干の隙間が確保されており、ろ
う付け時にろう材の溶融と共にヘッダタンク１６が沈み
込んでスペーサ２５に接触するように構成されている。
即ち、ろう付け時に溶融するろう材量を考慮して、スペ
ーサ２５の高さ寸法を設定している。
合と同様に、ヘッダタンク１６の下端面をスペーサ２５
の上端面にろう付けできるので、接合強度を向上でき
る。なお、本実施例の構造では、ろう付けされる前の組
付状態において、ヘッダタンク１６の下端面とスペーサ
２５の上端面との間に若干の隙間が確保されており、ろ
う付け時にろう材の溶融と共にヘッダタンク１６が沈み
込んでスペーサ２５に接触するように構成されている。
即ち、ろう付け時に溶融するろう材量を考慮して、スペ
ーサ２５の高さ寸法を設定している。
【図１】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す断
面図である（第１実施例）。
面図である（第１実施例）。
【図２】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す断
面図である（第１実施例）。
面図である（第１実施例）。
【図３】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す断
面図である（第１実施例）。
面図である（第１実施例）。
【図４】沸騰冷却装置の斜視図である。
【図５】薄型容器の平面図である。
【図６】沸騰冷却装置の使用状態を示す斜視図である。
【図７】冷媒の流れを示す沸騰冷却装置の斜視図であ
る。
る。
【図８】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す断
面図である（第２実施例）。
面図である（第２実施例）。
【図９】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す断
面図である（第２実施例）。
面図である（第２実施例）。
【図１０】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第２実施例）。
断面図である（第２実施例）。
【図１１】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第３実施例）。
断面図である（第３実施例）。
【図１２】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第３実施例）。
断面図である（第３実施例）。
【図１３】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第３実施例）。
断面図である（第３実施例）。
【図１４】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第４実施例）。
断面図である（第４実施例）。
【図１５】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第５実施例）。
断面図である（第５実施例）。
【図１６】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第６実施例）。
断面図である（第６実施例）。
【図１７】ヘッダタンクの差込量を規制する方法を示す
断面図である（第６実施例）。
断面図である（第６実施例）。
【図１８】冷媒槽とヘッダタンクとの接続部を示す断面
図である（先願技術）。
図である（先願技術）。
１ 沸騰冷却装置
４ 冷媒槽
５ 放熱部
１６ ヘッダタンク
１７ 放熱チューブ
１７ａ 最下部の放熱チューブ（第１の放熱チューブ）
１８ 放熱フィン
１８ａ 最下段の放熱フィン（第１の放熱フィン）
２０ 段差面（ヘッダタンクに設けた基準面）
２２ スペーサ（第３実施例）
２５ スペーサ（第６実施例）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大原 貴英
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式
会社デンソー内
(72)発明者 前田 明宏
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式
会社デンソー内
(72)発明者 田中 栄太郎
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式
会社デンソー内
(56)参考文献 特開 平９−107058（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−335549（ＪＰ，Ａ)
特開2000−156444（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/427
H05K 7/20
Claims (9)
- 【請求項１】内部に液冷媒を貯留する冷媒槽と、 この冷媒槽に接続される一組のヘッダタンク、両ヘッダ
タンクを連通する放熱チューブ、この放熱チューブの表
面に接触する放熱フィンを有し、前記ヘッダタンクの端
部を前記冷媒槽内に差し込んで組付けられる放熱部とを
備え、 前記冷媒槽で発熱体の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気を前
記放熱部で外部流体との熱交換により液化する沸騰冷却
装置であって、 前記放熱フィンを介して前記冷媒槽に最も近接する前記
放熱チューブを第１の放熱チューブとし、この第１の放
熱チューブと前記冷媒槽との間に介在される前記放熱フ
ィンを第１の放熱フィンとした場合に、 前記冷媒槽と前記第１の放熱チューブとの間隔が前記第
１の放熱フィンのフィン高さに基づく所定値となるよう
に、前記冷媒槽内へ差し込まれる前記ヘッダタンクの差
込量が規制されていることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項２】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記ヘッダタンクの差込量は、前記ヘッダタンクに設け
た基準面を前記冷媒槽の表面に当接させて規制されてい
ることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項３】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記ヘッダタンクの差込量は、前記冷媒槽内へ差し込ま
れる前記ヘッダタンクの端面を前記冷媒槽内の壁面に当
接させて規制されていることを特徴とする沸騰冷却装
置。 - 【請求項４】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記ヘッダタンクの差込量を規制するスペーサを有して
いることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項５】請求項４に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記ヘッダタンクの差込量は、前記スペーサの端面を前
記冷媒槽の表面に当接させて規制されていることを特徴
とする沸騰冷却装置。 - 【請求項６】請求項４に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記ヘッダタンクの差込量は、前記冷媒槽内へ差し込ま
れる前記スペーサの端面を前記冷媒槽内の壁面に当接さ
せて規制されていることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項７】請求項４に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記ヘッダタンクの差込量は、前記第１の放熱チューブ
と前記冷媒槽との間に前記スペーサを介在させて規制さ
れていることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項８】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記第１の放熱フィンの前記冷媒槽側にも前記放熱チュ
ーブを配置し、この放熱チューブを前記冷媒槽の表面に
接触させることで前記ヘッダタンクの差込量が規制され
ていることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項９】請求項４に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記スペーサは、前記冷媒槽と一体に設けられているこ
とを特徴とする沸騰冷却装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874099A JP3480386B2 (ja) | 1998-12-16 | 1999-09-22 | 沸騰冷却装置 |
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35759498 | 1998-12-16 | ||
| JP10-357594 | 1998-12-16 | ||
| JP26874099A JP3480386B2 (ja) | 1998-12-16 | 1999-09-22 | 沸騰冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000236055A JP2000236055A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3480386B2 true JP3480386B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=26548456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26874099A Expired - Fee Related JP3480386B2 (ja) | 1998-12-16 | 1999-09-22 | 沸騰冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP5532113B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2014-06-25 | パナソニック株式会社 | 冷却装置およびそれを備えた電子機器 |
| WO2014192279A1 (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | 日本電気株式会社 | 冷却装置およびその製造方法 |
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-
1999
- 1999-09-22 JP JP26874099A patent/JP3480386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000236055A (ja) | 2000-08-29 |
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