JP3489247B2 - 沸騰冷却装置 - Google Patents
沸騰冷却装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車や汎用イン
バータ等に使用され、発熱体から出る熱を放出させる沸
騰冷却装置に関する。
バータ等に使用され、発熱体から出る熱を放出させる沸
騰冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば電気自動車に用いられているＩＧ
ＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−ｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒ
ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）モジュールは、動作中にＩＧＢ
Ｔ素子が発熱するので、この熱を放出してＩＧＢＴ素子
の異常過熱を防止する必要がある。このため、沸騰冷却
装置が用いられている。
ＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−ｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒ
ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）モジュールは、動作中にＩＧＢ
Ｔ素子が発熱するので、この熱を放出してＩＧＢＴ素子
の異常過熱を防止する必要がある。このため、沸騰冷却
装置が用いられている。
【０００３】この種の沸騰冷却装置として、特開昭５１
−１０７４３６号公報が知られており、このものは多数
枚の板状構成部材を積層接合して発熱体、例えばＩＧＢ
Ｔモジュールにより加熱される冷媒を収容した冷媒槽
と、この冷媒槽の上部に連通されこの冷媒槽にて加熱さ
れた冷媒が気化して上昇した場合に冷却液化して冷媒を
上記冷媒槽に戻す複数の筒状放熱部とを備えている。こ
のような多数枚の板状構成部材を積層して構成した沸騰
冷却装置は、高い気密性と低コストを実現できる利点が
ある。
−１０７４３６号公報が知られており、このものは多数
枚の板状構成部材を積層接合して発熱体、例えばＩＧＢ
Ｔモジュールにより加熱される冷媒を収容した冷媒槽
と、この冷媒槽の上部に連通されこの冷媒槽にて加熱さ
れた冷媒が気化して上昇した場合に冷却液化して冷媒を
上記冷媒槽に戻す複数の筒状放熱部とを備えている。こ
のような多数枚の板状構成部材を積層して構成した沸騰
冷却装置は、高い気密性と低コストを実現できる利点が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
沸騰冷却装置は、冷媒を収容する冷媒槽のタンク容量が
大きく構成されているため、冷媒として価格の高いフロ
ロカーボン等を用いる場合はそれだけ冷媒使用量が多く
なり、冷却装置全体のコストが高くなるという問題があ
る。
沸騰冷却装置は、冷媒を収容する冷媒槽のタンク容量が
大きく構成されているため、冷媒として価格の高いフロ
ロカーボン等を用いる場合はそれだけ冷媒使用量が多く
なり、冷却装置全体のコストが高くなるという問題があ
る。
【０００５】この発明はこのような事情に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、ＩＧＢＴモジュール
などのような発熱体が取付けられている付近にだけ冷媒
があれば必要な冷却機能を得ることができるという点に
着目し、冷媒槽の形状および容量を、機能とコストが両
立するように変更して上記問題点を解決しようとするも
のである。
もので、その目的とするところは、ＩＧＢＴモジュール
などのような発熱体が取付けられている付近にだけ冷媒
があれば必要な冷却機能を得ることができるという点に
着目し、冷媒槽の形状および容量を、機能とコストが両
立するように変更して上記問題点を解決しようとするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発熱
体により加熱される冷媒が収容された冷媒槽と、この冷
媒槽の上部に連通されこの冷媒槽にて加熱された冷媒が
気化して上昇した場合に冷却液化して上記冷媒槽に戻す
複数の筒状放熱部とを、複数の板状構成部材を積層接合
して構成された沸騰冷却装置において、上記冷媒槽は、
隣り合った上記板状構成部材を接合して構成されてお
り、上記放熱部の下部には、上記冷媒槽を形成した箇所
以外の箇所に、冷媒が封入されていないダミー冷媒槽が
構成されていることを特徴とする沸騰冷却装置である。
体により加熱される冷媒が収容された冷媒槽と、この冷
媒槽の上部に連通されこの冷媒槽にて加熱された冷媒が
気化して上昇した場合に冷却液化して上記冷媒槽に戻す
複数の筒状放熱部とを、複数の板状構成部材を積層接合
して構成された沸騰冷却装置において、上記冷媒槽は、
隣り合った上記板状構成部材を接合して構成されてお
り、上記放熱部の下部には、上記冷媒槽を形成した箇所
以外の箇所に、冷媒が封入されていないダミー冷媒槽が
構成されていることを特徴とする沸騰冷却装置である。
【０００７】請求項２の発明は、前記冷媒槽は、隣接す
る板状構成部材の一部分によって構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却装置である。
る板状構成部材の一部分によって構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却装置である。
【０００８】請求項３の発明は、前記冷媒槽は、沸騰冷
却装置全体の端部に形成されていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の沸騰冷却装置である。
却装置全体の端部に形成されていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の沸騰冷却装置である。
【０００９】請求項４の発明は、前記放熱部には波形フ
ィンが、その山部が放熱部の長手方向と接触して設けら
れていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれか１に記載の沸騰冷却装置である。
ィンが、その山部が放熱部の長手方向と接触して設けら
れていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれか１に記載の沸騰冷却装置である。
【００１０】請求項５の発明は、前記放熱部には波形フ
ィンが、その山部が放熱部の長手方向に対して交差する
方向に接触して設けられていることを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれか１に記載の沸騰冷却装置で
ある。
ィンが、その山部が放熱部の長手方向に対して交差する
方向に接触して設けられていることを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれか１に記載の沸騰冷却装置で
ある。
【００１１】 請求項６の発明は、前記フィンを通過す
る送風を強制的に発生させる送風ファンを備えたことを
特徴とする請求項４に記載の沸騰冷却装置である。
る送風を強制的に発生させる送風ファンを備えたことを
特徴とする請求項４に記載の沸騰冷却装置である。
【００１２】
【００１３】
【作用】請求項１の発明によれば、冷媒槽が隣り合った
板状構成部材を接合して構成されているので、冷媒槽を
偏平な形状にすることができ、タンク容量を小さくする
ことができる。発熱体から伝えられる熱は偏平な面で受
けることができ、熱伝達に必要な受熱面積を充分確保す
ることができ、冷媒に対する熱伝達効率を高くすること
ができる。また、収容される冷媒量を少なくすることが
できるから高価な冷媒の使用量を少なくすることがで
き、冷却装置全体のコストを下げることができる。そし
て、放熱部の下部にダミー冷媒槽を設けたから、積層方
向の圧縮荷重に対する耐圧強度が向上するとともに、冷
媒槽をプレス成形するための型の種類を減らすことがで
きる。
板状構成部材を接合して構成されているので、冷媒槽を
偏平な形状にすることができ、タンク容量を小さくする
ことができる。発熱体から伝えられる熱は偏平な面で受
けることができ、熱伝達に必要な受熱面積を充分確保す
ることができ、冷媒に対する熱伝達効率を高くすること
ができる。また、収容される冷媒量を少なくすることが
できるから高価な冷媒の使用量を少なくすることがで
き、冷却装置全体のコストを下げることができる。そし
て、放熱部の下部にダミー冷媒槽を設けたから、積層方
向の圧縮荷重に対する耐圧強度が向上するとともに、冷
媒槽をプレス成形するための型の種類を減らすことがで
きる。
【００１４】請求項２の発明によれば、冷媒槽が隣接す
る板状構成部材の一部分によって構成されているから、
発熱体から伝えられる熱を受ける面積を発熱体の放熱面
積に見合った大きさに設定することができ、冷媒の加熱
効率が良くなる。
る板状構成部材の一部分によって構成されているから、
発熱体から伝えられる熱を受ける面積を発熱体の放熱面
積に見合った大きさに設定することができ、冷媒の加熱
効率が良くなる。
【００１５】請求項３の発明によれば、冷媒槽を沸騰冷
却装置全体の端部に形成したから、放熱部の下部に形成
される空間を有効に活用できる。
却装置全体の端部に形成したから、放熱部の下部に形成
される空間を有効に活用できる。
【００１６】請求項４の発明によれば、放熱部からの放
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、しかも送風方向を鉛直方向にすることができ
るので、送風方向を鉛直方向にしたいときに都合がよ
い。
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、しかも送風方向を鉛直方向にすることができ
るので、送風方向を鉛直方向にしたいときに都合がよ
い。
【００１７】請求項５の発明によれば、放熱部からの放
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、送風方向を水平方向にすることができるの
で、送風方向を水平方向にしたいときに都合がよい。
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、送風方向を水平方向にすることができるの
で、送風方向を水平方向にしたいときに都合がよい。
【００１８】請求項６の発明によれば、放熱部からの放
熱はフィンを介して外気と熱交換され、かつ送風ファン
により強制的に送られる送風にて排除されるから、放熱
効率が高くなる。
熱はフィンを介して外気と熱交換され、かつ送風ファン
により強制的に送られる送風にて排除されるから、放熱
効率が高くなる。
【００１９】
【００２０】
【実施例】以下本発明について、図１ないし図６に示す
第１の実施例にもとづき説明する。
第１の実施例にもとづき説明する。
【００２１】図１は発熱体であるＩＧＢＴモジュールを
冷却するための沸騰冷却装置の正面図、図２は図１のII
−II線に沿う拡大した断面図、図３ないし図６はそれぞ
れ沸騰冷却装置の板状構成部材を示す図である。
冷却するための沸騰冷却装置の正面図、図２は図１のII
−II線に沿う拡大した断面図、図３ないし図６はそれぞ
れ沸騰冷却装置の板状構成部材を示す図である。
【００２２】図において、１は沸騰冷却装置、１０は放
熱フィン、２０は発熱体であるＩＧＢＴモジュール、３
０は送風ファンユニットをそれぞれ示す。沸騰冷却装置
１は、アルミニウムまたはアルミ合金などのような熱伝
導性に優れた金属からなる複数の板状構成部材６〜９を
積層し、これらをろう付などの手段で接合して構成され
ている。
熱フィン、２０は発熱体であるＩＧＢＴモジュール、３
０は送風ファンユニットをそれぞれ示す。沸騰冷却装置
１は、アルミニウムまたはアルミ合金などのような熱伝
導性に優れた金属からなる複数の板状構成部材６〜９を
積層し、これらをろう付などの手段で接合して構成され
ている。
【００２３】沸騰冷却装置１は、上記ＩＧＢＴモジュー
ル２０が取り付けられる冷媒槽２と、この冷媒槽２の上
端に連通した複数の放熱部３…とで構成されている。冷
媒槽２はタンク構成部材６、７を積層してろう付するこ
とにより偏平な気密容器状に構成されている。上記タン
ク構成部材６および７は、下部に上記冷媒槽２を構成す
るとともに、上部に１つの放熱部３を連続して構成する
ようになっており、それぞれ図３および図４に示される
通り、アルミニウムなどの熱伝導性金属板をプレス成形
して構成されている。なお、他方のタンク構成部材７に
は冷媒通路５…を形成するための開口７ａ…が形成され
ている。上記冷媒槽２は偏平な気密容器状に構成されて
おり、フロロカーボンなどのような冷媒４が収容されて
おり、この冷媒４を注入したのち脱気されている。な
お、冷媒４は冷媒槽２から溢れない程度に注入されてい
る。
ル２０が取り付けられる冷媒槽２と、この冷媒槽２の上
端に連通した複数の放熱部３…とで構成されている。冷
媒槽２はタンク構成部材６、７を積層してろう付するこ
とにより偏平な気密容器状に構成されている。上記タン
ク構成部材６および７は、下部に上記冷媒槽２を構成す
るとともに、上部に１つの放熱部３を連続して構成する
ようになっており、それぞれ図３および図４に示される
通り、アルミニウムなどの熱伝導性金属板をプレス成形
して構成されている。なお、他方のタンク構成部材７に
は冷媒通路５…を形成するための開口７ａ…が形成され
ている。上記冷媒槽２は偏平な気密容器状に構成されて
おり、フロロカーボンなどのような冷媒４が収容されて
おり、この冷媒４を注入したのち脱気されている。な
お、冷媒４は冷媒槽２から溢れない程度に注入されてい
る。
【００２４】上記冷媒槽２に連続して形成された１つの
放熱部３の側方には、この放熱部３と間隔を存して他の
複数の放熱部３…が並設されている。これら放熱部３…
は放熱部構成部材８…を積層してろう付することによ
り、それぞれ偏平な筒形の容器状に構成されている。放
熱部構成部材８…は図５に示される通り、アルミニウム
などの熱伝導性に優れた金属板をプレス成形したもので
ある。この放熱部構成部材８…にも冷媒通路５…を形成
するための開口８ａ…が形成されている。端部に位置す
る放熱部３は端部構成部材９により閉塞されており、こ
の端部構成部材９も、図６に示される通り、アルミニウ
ムなどの熱伝導性に優れた金属板をプレス成形したもの
である。このように構成された放熱部３…は下端部に形
成した冷媒通路５…を通じて相互に連通しているととも
に、これら放熱部３…は冷媒通路５…を介して冷媒槽２
に通じている。
放熱部３の側方には、この放熱部３と間隔を存して他の
複数の放熱部３…が並設されている。これら放熱部３…
は放熱部構成部材８…を積層してろう付することによ
り、それぞれ偏平な筒形の容器状に構成されている。放
熱部構成部材８…は図５に示される通り、アルミニウム
などの熱伝導性に優れた金属板をプレス成形したもので
ある。この放熱部構成部材８…にも冷媒通路５…を形成
するための開口８ａ…が形成されている。端部に位置す
る放熱部３は端部構成部材９により閉塞されており、こ
の端部構成部材９も、図６に示される通り、アルミニウ
ムなどの熱伝導性に優れた金属板をプレス成形したもの
である。このように構成された放熱部３…は下端部に形
成した冷媒通路５…を通じて相互に連通しているととも
に、これら放熱部３…は冷媒通路５…を介して冷媒槽２
に通じている。
【００２５】また、各放熱部３…は、所定の間隔を存し
て離間しており、これらの間隔部にはアルミ製の放熱フ
ィン１０がろう付により取り付けられている。本実施例
では放熱フィンとしてルーバ１１…を設けた波形フィン
１０が使用されている。この場合、波形フィン１０にお
ける波の山（谷でもある）となる部分の稜線方向は放熱
部３…の長手方向に沿う方向、つまり図示の上下方向
（図１０の場合と直交する方向）とされており、これら
山部が放熱部３…に接触して設けられている。
て離間しており、これらの間隔部にはアルミ製の放熱フ
ィン１０がろう付により取り付けられている。本実施例
では放熱フィンとしてルーバ１１…を設けた波形フィン
１０が使用されている。この場合、波形フィン１０にお
ける波の山（谷でもある）となる部分の稜線方向は放熱
部３…の長手方向に沿う方向、つまり図示の上下方向
（図１０の場合と直交する方向）とされており、これら
山部が放熱部３…に接触して設けられている。
【００２６】ＩＧＢＴモジュール２０は、図２に示すよ
うに、銅製の放熱板２１と、この放熱板２１に絶縁基板
２２を介して取り付けられた発熱体としてのＩＧＢＴ素
子２３と、これら絶縁基板２２およびＩＧＢＴ素子２３
を覆うキャップ２４とを備えている。放熱板２１は、冷
媒槽２を構成する一方のタンク構成部材６に熱伝導グリ
ース２５を介して密着されており、この放熱板２１はボ
ルト２６…により上記タンク構成部材６にろう付けされ
たブロック２７…に固定されている。
うに、銅製の放熱板２１と、この放熱板２１に絶縁基板
２２を介して取り付けられた発熱体としてのＩＧＢＴ素
子２３と、これら絶縁基板２２およびＩＧＢＴ素子２３
を覆うキャップ２４とを備えている。放熱板２１は、冷
媒槽２を構成する一方のタンク構成部材６に熱伝導グリ
ース２５を介して密着されており、この放熱板２１はボ
ルト２６…により上記タンク構成部材６にろう付けされ
たブロック２７…に固定されている。
【００２７】したがって、ＩＧＢＴ素子２３が発熱する
と、この熱は絶縁基板２２、放熱板２１、熱伝導グリー
ス２５およびタンク構成部材６を介して冷媒槽２内の冷
媒４に熱伝達されるようになっている。
と、この熱は絶縁基板２２、放熱板２１、熱伝導グリー
ス２５およびタンク構成部材６を介して冷媒槽２内の冷
媒４に熱伝達されるようになっている。
【００２８】上記沸騰冷却装置１の上部には送風ファン
ユニット３０が取り付けられている。送風ファンユニッ
ト３０は送風ダクト３１内に送風ファン３２を取り付け
たものであり、送風ファン３２の駆動により空気が沸騰
冷却装置１から送風ダクト３１…を通じて図１の矢印３
４に示す様に強制的に送られ、この送風は前記放熱部３
…、放熱フィン１０および冷媒通路５の外周面を通過す
ることから、これらの表面を冷却するようになってい
る。この場合、上記したように波形フィン１０における
波の山（谷でもある）となる部分の稜線方向が放熱部３
…の長手方向に沿う方向、つまり図示の上下方向となっ
ているから、図１の矢印３４の方向の送風の抵抗が少な
くなっている。
ユニット３０が取り付けられている。送風ファンユニッ
ト３０は送風ダクト３１内に送風ファン３２を取り付け
たものであり、送風ファン３２の駆動により空気が沸騰
冷却装置１から送風ダクト３１…を通じて図１の矢印３
４に示す様に強制的に送られ、この送風は前記放熱部３
…、放熱フィン１０および冷媒通路５の外周面を通過す
ることから、これらの表面を冷却するようになってい
る。この場合、上記したように波形フィン１０における
波の山（谷でもある）となる部分の稜線方向が放熱部３
…の長手方向に沿う方向、つまり図示の上下方向となっ
ているから、図１の矢印３４の方向の送風の抵抗が少な
くなっている。
【００２９】 このような構成による第１の実施例の作
用を説明する。ＩＧＢＴモジュール２０…内部のＩＧＢ
Ｔ素子２３が発熱すると、この熱は絶縁基板２２、放熱
板２１、熱伝導グリース２５を介してタンク構成部材６
に伝わり、冷媒槽２内に収容されている冷媒４に伝えら
れる。この冷媒４が加熱されて沸騰されると蒸発し、こ
のように気化した冷媒４は上昇し、冷媒通路５を通り各
放熱部３…に分配される。各放熱部３…内では冷媒蒸気
が上昇し、低温の放熱部３…の壁面に接触して凝縮す
る。液化した冷媒４は放熱部３…の壁面を伝わって滴下
し、冷媒通路５に流れ、この冷媒通路５に溜まることな
く冷媒槽２内に戻される。 一方、放熱部３…の壁面に
与えられた熱は、放熱フィン１０に伝えられ、送風ファ
ン３２にて発生される強制送風によって外部へ放出され
る。よって冷却性能が高くなる。この場合、波形フィン
１０における波の山となる部分の稜線方向が放熱部３…
の長手方向に沿う方向、つまり図示の上下方向となって
いるから、図１の矢印３４で示す鉛直方向への送風抵抗
が少なく、鉛直方向への送風効率も良好になる。
用を説明する。ＩＧＢＴモジュール２０…内部のＩＧＢ
Ｔ素子２３が発熱すると、この熱は絶縁基板２２、放熱
板２１、熱伝導グリース２５を介してタンク構成部材６
に伝わり、冷媒槽２内に収容されている冷媒４に伝えら
れる。この冷媒４が加熱されて沸騰されると蒸発し、こ
のように気化した冷媒４は上昇し、冷媒通路５を通り各
放熱部３…に分配される。各放熱部３…内では冷媒蒸気
が上昇し、低温の放熱部３…の壁面に接触して凝縮す
る。液化した冷媒４は放熱部３…の壁面を伝わって滴下
し、冷媒通路５に流れ、この冷媒通路５に溜まることな
く冷媒槽２内に戻される。 一方、放熱部３…の壁面に
与えられた熱は、放熱フィン１０に伝えられ、送風ファ
ン３２にて発生される強制送風によって外部へ放出され
る。よって冷却性能が高くなる。この場合、波形フィン
１０における波の山となる部分の稜線方向が放熱部３…
の長手方向に沿う方向、つまり図示の上下方向となって
いるから、図１の矢印３４で示す鉛直方向への送風抵抗
が少なく、鉛直方向への送風効率も良好になる。
【００３０】このような沸騰冷却装置１によれば、隣接
する一対の板状タンク構成部材６および７により冷媒槽
２を形成するから冷媒槽２の厚みＤを薄くすることがで
き、複数の放熱部３…が並ぶ方向に沿った偏平形状にす
ることができる。冷媒槽２の幅はタンク構成部材６およ
び７の幅を越えない範囲で形成されるから、結局、冷媒
槽２のタンク容量を小さくすることができる。このた
め、高価な冷媒４を使用したとしても少量ですみ、低コ
スト化を図ることができる。
する一対の板状タンク構成部材６および７により冷媒槽
２を形成するから冷媒槽２の厚みＤを薄くすることがで
き、複数の放熱部３…が並ぶ方向に沿った偏平形状にす
ることができる。冷媒槽２の幅はタンク構成部材６およ
び７の幅を越えない範囲で形成されるから、結局、冷媒
槽２のタンク容量を小さくすることができる。このた
め、高価な冷媒４を使用したとしても少量ですみ、低コ
スト化を図ることができる。
【００３１】この場合、冷媒槽２は、厚みＤを小さくし
ても、幅および高さを従来と同等にすることができるの
で、複数のＩＧＢＴモジュール２０…を取り付けるため
の設置面積を確保することができ、所定の受熱面積を保
つことができる。そして、この受熱面から沸騰熱伝達に
より熱が伝えられるから、冷媒４に対する熱伝達効率が
良くなり、性能の向上が可能になる。
ても、幅および高さを従来と同等にすることができるの
で、複数のＩＧＢＴモジュール２０…を取り付けるため
の設置面積を確保することができ、所定の受熱面積を保
つことができる。そして、この受熱面から沸騰熱伝達に
より熱が伝えられるから、冷媒４に対する熱伝達効率が
良くなり、性能の向上が可能になる。
【００３２】また、上記のような構成によれば、タンク
構成部材６および７により冷媒槽２およびこれに連なる
１つの放熱部３を一体に形成したから、冷媒槽２を別体
で構成する場合に比べて、部品点数が少なくなるばかり
でなく、ろう付けなどの接合箇所が少なくなるので気液
密構造が容易に得られる。また、一方向に加圧した状態
でろう付けできるので、高気密な接合が得られやすくな
る。
構成部材６および７により冷媒槽２およびこれに連なる
１つの放熱部３を一体に形成したから、冷媒槽２を別体
で構成する場合に比べて、部品点数が少なくなるばかり
でなく、ろう付けなどの接合箇所が少なくなるので気液
密構造が容易に得られる。また、一方向に加圧した状態
でろう付けできるので、高気密な接合が得られやすくな
る。
【００３３】そして、沸騰冷却装置１は、タンク構成部
材６および７、放熱部構成部材８…ならびに端部構成部
材９を積層して構成されるから、構成部材の種類が少な
くてすみ、成形型の種類も少なくてよく、型費用が安価
になる。
材６および７、放熱部構成部材８…ならびに端部構成部
材９を積層して構成されるから、構成部材の種類が少な
くてすみ、成形型の種類も少なくてよく、型費用が安価
になる。
【００３４】さらに、上記の構成によれば、冷媒槽２を
タンク構成部材６および７により構成するとともに、複
数の放熱部３…は多数の放熱部構成部材８…を積層して
構成したから、放熱部３…の数を容易に増減することが
できる。つまり、放熱部３…の数を増減したい場合は、
放熱部構成部材８…の使用数を選択すればよく、よって
放熱部３…の大きさ、つまり放熱性能の変更を容易に実
施できる。
タンク構成部材６および７により構成するとともに、複
数の放熱部３…は多数の放熱部構成部材８…を積層して
構成したから、放熱部３…の数を容易に増減することが
できる。つまり、放熱部３…の数を増減したい場合は、
放熱部構成部材８…の使用数を選択すればよく、よって
放熱部３…の大きさ、つまり放熱性能の変更を容易に実
施できる。
【００３５】 さらにまた、冷媒槽２をタンク構成部材
６および７により、沸騰冷却装置１の端部に偏って形成
した場合は、放熱部３…の下方にスペースが生じ、この
スペースを有効利用することができる。例えば図７に示
す第２の実施例の場合、ＩＧＢＴモジュール２０…を他
方のタンク構成部材７に取り付けてあり、これによりＩ
ＧＢＴモジュール２０…は放熱部３…の下方のスペース
に収容される。また、このスペースに、図７に示すよう
に、制御回路部３５を収容することもでき、全体を小形
化できる利点がある。
６および７により、沸騰冷却装置１の端部に偏って形成
した場合は、放熱部３…の下方にスペースが生じ、この
スペースを有効利用することができる。例えば図７に示
す第２の実施例の場合、ＩＧＢＴモジュール２０…を他
方のタンク構成部材７に取り付けてあり、これによりＩ
ＧＢＴモジュール２０…は放熱部３…の下方のスペース
に収容される。また、このスペースに、図７に示すよう
に、制御回路部３５を収容することもでき、全体を小形
化できる利点がある。
【００３６】しかしながら、本発明は上述した第１およ
び第２の実施例に制約されるものではなく、冷媒槽２を
沸騰冷却装置１の端部に偏って形成することには限ら
ず、図８に示す第３の実施例のように、冷媒槽２を沸騰
冷却装置１の中央部に形成してもよい。このような構造
であっても、第１および第２の実施例と同様に、冷媒４
の使用量を少なくすることができる。また、この場合、
複数の板状構成部材は、それぞれ符号４１，４２，４３
として示す部品を複数ずつ使用することができ、部品は
３種類で済み、第１実施例の場合の４種類（６、７、８
および９）に比べて少なくてよく、部品の種類が少なく
なる点から、成形型の費用などのコストを低減すること
ができる。なお、冷媒槽２は必ずしも中央にあることに
限らず、中央から偏った位置にあっても、上記各実施例
と同様に冷媒量を少なくし、型費用等のコスト低減を図
ることができる。
び第２の実施例に制約されるものではなく、冷媒槽２を
沸騰冷却装置１の端部に偏って形成することには限ら
ず、図８に示す第３の実施例のように、冷媒槽２を沸騰
冷却装置１の中央部に形成してもよい。このような構造
であっても、第１および第２の実施例と同様に、冷媒４
の使用量を少なくすることができる。また、この場合、
複数の板状構成部材は、それぞれ符号４１，４２，４３
として示す部品を複数ずつ使用することができ、部品は
３種類で済み、第１実施例の場合の４種類（６、７、８
および９）に比べて少なくてよく、部品の種類が少なく
なる点から、成形型の費用などのコストを低減すること
ができる。なお、冷媒槽２は必ずしも中央にあることに
限らず、中央から偏った位置にあっても、上記各実施例
と同様に冷媒量を少なくし、型費用等のコスト低減を図
ることができる。
【００３７】図９および図１０は、第４の実施例を示
す。この実施例で第１の実施例と異なる点は、送風ファ
ンユニット３０を放熱部３…の側部に設けたことであ
る。これにともない、波形の放熱フィン１０は、その山
部が放熱部３の長手方向に対して交差する方向に接触し
て設けられており、空気の抜ける方向が矢印で示すよう
に水平方向となるように配置されている。
す。この実施例で第１の実施例と異なる点は、送風ファ
ンユニット３０を放熱部３…の側部に設けたことであ
る。これにともない、波形の放熱フィン１０は、その山
部が放熱部３の長手方向に対して交差する方向に接触し
て設けられており、空気の抜ける方向が矢印で示すよう
に水平方向となるように配置されている。
【００３８】このような構成にすることにより、水平方
向にも送風できるとともに、冷却風が通る流路に冷媒を
流す通路５…が存在しないから圧力損失が小さくなり、
送風ファンユニット３０の体格を小型化することができ
る。なお、図７に示す波形放熱フィン１０の配置の場合
も、送風ファン３２を放熱部３…の側部に設ければ、同
様の作用を奏する。
向にも送風できるとともに、冷却風が通る流路に冷媒を
流す通路５…が存在しないから圧力損失が小さくなり、
送風ファンユニット３０の体格を小型化することができ
る。なお、図７に示す波形放熱フィン１０の配置の場合
も、送風ファン３２を放熱部３…の側部に設ければ、同
様の作用を奏する。
【００３９】図１１は、本発明の沸騰冷却装置１を汎用
インバータに適用した第５の実施例を示す。この実施例
において、沸騰冷却装置１は、電力制御ボックス５０の
背板５１に取付けられており、電力制御ボックス５０内
の換気は、天井５２に設けた冷却ファン５３によって行
なわれる。すなわち、電力制御ボックス５０の前扉５４
の下部には吸気孔５５が開口されており、冷却ファン５
３を運転すると、この吸気孔５５から冷却風が導入さ
れ、この冷却風は沸騰冷却装置１を通過後、上部の冷却
ファン５３からボックス５０の外に排気される。ＩＧＢ
Ｔモジュール２０は前扉５４に向けて沸騰冷却装置１の
前面に縦置きに取付けられており、前扉５４を開けてメ
ンテナンスをする場合に都合のよいように配置されてい
る。また、送風ファンユニット３０は沸騰冷却装置１の
上部に設置されているとともに、コルゲートフィン１０
は、送風ファン３２を運転した場合に送風がコルゲート
フィン１０間を上方向に通過できるように、放熱部３…
に接して配置されている。よって、送風ファン３２から
排気される熱風は上方に強制排除されるので、前扉５４
を開けた時に、熱風が顔に当たることはない。
インバータに適用した第５の実施例を示す。この実施例
において、沸騰冷却装置１は、電力制御ボックス５０の
背板５１に取付けられており、電力制御ボックス５０内
の換気は、天井５２に設けた冷却ファン５３によって行
なわれる。すなわち、電力制御ボックス５０の前扉５４
の下部には吸気孔５５が開口されており、冷却ファン５
３を運転すると、この吸気孔５５から冷却風が導入さ
れ、この冷却風は沸騰冷却装置１を通過後、上部の冷却
ファン５３からボックス５０の外に排気される。ＩＧＢ
Ｔモジュール２０は前扉５４に向けて沸騰冷却装置１の
前面に縦置きに取付けられており、前扉５４を開けてメ
ンテナンスをする場合に都合のよいように配置されてい
る。また、送風ファンユニット３０は沸騰冷却装置１の
上部に設置されているとともに、コルゲートフィン１０
は、送風ファン３２を運転した場合に送風がコルゲート
フィン１０間を上方向に通過できるように、放熱部３…
に接して配置されている。よって、送風ファン３２から
排気される熱風は上方に強制排除されるので、前扉５４
を開けた時に、熱風が顔に当たることはない。
【００４０】図１２ないし図１６に示す第６の実施例
は、矢印１００で示す方向に圧縮荷重を受けても荷重に
耐え得る構造にした例である。通常、このような積層構
造の場合、矢印１００に示す方向に圧縮荷重をかけた状
態でろう付を行なう。この際、図１２に示す構造であれ
ば圧縮荷重をかけ易くなる。
は、矢印１００で示す方向に圧縮荷重を受けても荷重に
耐え得る構造にした例である。通常、このような積層構
造の場合、矢印１００に示す方向に圧縮荷重をかけた状
態でろう付を行なう。この際、図１２に示す構造であれ
ば圧縮荷重をかけ易くなる。
【００４１】すなわち、図１２の場合、放熱部の下部
に、冷媒槽２の側方に連なって空のダミー冷媒槽６０…
を設けたものである。このような構成の沸騰冷却装置１
は、構成部材６１、６２、６３、６４を積層してろう付
けにより接合されている。これら構成部材６１、６２、
６３、６４は、それぞれ図１３ないし図１６に示されて
いる。なお、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂは冷媒通
路５、７０を形成するための開口部である。このような
構成部材６１、６２、６３、６４を積層して形成された
沸騰冷却装置１は、放熱部の下部に、冷媒槽２の側方に
連なる空のダミー冷媒槽６０…が形成されるから、矢印
１００の方向の圧縮荷重が加わってもダミー冷媒槽６０
…を介して荷重が分散されるようになり、へたりや変形
を生じることがない。
に、冷媒槽２の側方に連なって空のダミー冷媒槽６０…
を設けたものである。このような構成の沸騰冷却装置１
は、構成部材６１、６２、６３、６４を積層してろう付
けにより接合されている。これら構成部材６１、６２、
６３、６４は、それぞれ図１３ないし図１６に示されて
いる。なお、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂは冷媒通
路５、７０を形成するための開口部である。このような
構成部材６１、６２、６３、６４を積層して形成された
沸騰冷却装置１は、放熱部の下部に、冷媒槽２の側方に
連なる空のダミー冷媒槽６０…が形成されるから、矢印
１００の方向の圧縮荷重が加わってもダミー冷媒槽６０
…を介して荷重が分散されるようになり、へたりや変形
を生じることがない。
【００４２】図１７に示す第７の実施例の場合は、冷媒
槽２を左右対称にしてそれぞれ設けた例である。このよ
うにすれば冷却性能が一層向上するとともに、使用する
構成部品の種類も少なくてすみ、型費用も安価になる。
槽２を左右対称にしてそれぞれ設けた例である。このよ
うにすれば冷却性能が一層向上するとともに、使用する
構成部品の種類も少なくてすみ、型費用も安価になる。
【００４３】 なお、上記各実施例では、タンク構成部
材６および７の下部を全面に亘り利用して冷媒槽２を形
成したが、例えばＩＧＢＴモジュール２０を１個だけ使
用するなどの場合は広い面積の冷媒槽２は必要でないの
で、タンク構成部材６および７の下部の一部分を用いて
冷媒槽２を形成してもよく、要するに受熱面積に応じて
冷媒槽２の大きさを選定すればよい。このようにすれ
ば、冷媒槽２に無駄な表面がなくなるから熱伝達効率が
良くなる。
材６および７の下部を全面に亘り利用して冷媒槽２を形
成したが、例えばＩＧＢＴモジュール２０を１個だけ使
用するなどの場合は広い面積の冷媒槽２は必要でないの
で、タンク構成部材６および７の下部の一部分を用いて
冷媒槽２を形成してもよく、要するに受熱面積に応じて
冷媒槽２の大きさを選定すればよい。このようにすれ
ば、冷媒槽２に無駄な表面がなくなるから熱伝達効率が
良くなる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、冷却槽のタンク容量を小さくすることができ、収
容される冷媒量を少なくすることができるから高価な冷
媒の使用量を少なくすることができ、冷却装置全体のコ
ストを下げることができる。しかも、放熱部の下部にダ
ミー冷媒槽を設けたから、積層方向の圧縮荷重に対する
耐圧強度が向上する。
れば、冷却槽のタンク容量を小さくすることができ、収
容される冷媒量を少なくすることができるから高価な冷
媒の使用量を少なくすることができ、冷却装置全体のコ
ストを下げることができる。しかも、放熱部の下部にダ
ミー冷媒槽を設けたから、積層方向の圧縮荷重に対する
耐圧強度が向上する。
【００４５】また、請求項２の発明によれば、冷媒槽に
おける発熱体から伝えられる熱を受ける面積を発熱体の
放熱面積に見合った大きさに設定することができ、冷媒
の加熱効率が良くなる。
おける発熱体から伝えられる熱を受ける面積を発熱体の
放熱面積に見合った大きさに設定することができ、冷媒
の加熱効率が良くなる。
【００４６】請求項３の発明によれば、冷媒槽を沸騰冷
却装置全体の端部に形成したから、放熱部の下部に形成
される空間を有効に活用できる。
却装置全体の端部に形成したから、放熱部の下部に形成
される空間を有効に活用できる。
【００４７】請求項４の発明によれば、放熱部からの放
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、しかも送風方向を鉛直方向にしたいときに都
合がよい。
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、しかも送風方向を鉛直方向にしたいときに都
合がよい。
【００４８】請求項５の発明によれば、放熱部からの放
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、しかも送風方向を水平方向にしたいときに都
合がよい。
熱はフィンを介して外気と熱交換されるため放熱効率が
高くなり、しかも送風方向を水平方向にしたいときに都
合がよい。
【００４９】請求項６の発明によれば、放熱部からの放
熱はフィンおよび送風ファンにより強制的に放出される
から、放熱効率が高くなる。
熱はフィンおよび送風ファンにより強制的に放出される
から、放熱効率が高くなる。
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施例を示す沸騰冷却装置の正
面図。
面図。
【図２】図１のII−II線に沿う拡大した断面面。
【図３】同実施例に用いる一方のタンク構成部材を示
し、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＡ−Ａ線
の断面図。
し、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＡ−Ａ線
の断面図。
【図４】同実施例に用いる他方のタンク構成部材を示
し、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ−Ｂ線
の断面図。
し、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＢ−Ｂ線
の断面図。
【図５】同実施例に用いる放熱部構成部材を示し、
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＣ−Ｃ線の断
面図。
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＣ−Ｃ線の断
面図。
【図６】同実施例に用いる端部構成部材を示し、（Ａ）
図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＤ−Ｄ線の断面図。
図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＤ−Ｄ線の断面図。
【図７】本発明の第２の実施例を示す沸騰冷却装置の断
面面。
面面。
【図８】本発明の第３の実施例を示す沸騰冷却装置の断
面面。
面面。
【図９】本発明の第４の実施例を示す沸騰冷却装置の正
面図。
面図。
【図１０】図１０のＸ−Ｘ線の断面面。
【図１１】本発明の第５の実施例を示し、沸騰冷却装置
を汎用インバータに適用した場合の断面図。
を汎用インバータに適用した場合の断面図。
【図１２】本発明の第６の実施例を示す沸騰冷却装置の
断面面。
断面面。
【図１３】同実施例に用いる板状構成部材を示し、
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＥ−Ｅ線の断
面図。
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＥ−Ｅ線の断
面図。
【図１４】同実施例に用いる他の板状構成部材を示し、
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＦ−Ｆ線の断
面図。
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＦ−Ｆ線の断
面図。
【図１５】同実施例に用いる他の板状構成部材を示し、
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＧ−Ｇ線の断
面図。
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＧ−Ｇ線の断
面図。
【図１６】同実施例に用いる他の板状構成部材を示し、
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＨ−Ｈ線の断
面図。
（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＨ−Ｈ線の断
面図。
【図１７】本発明の第７の実施例を示す沸騰冷却装置の
断面面。
断面面。
１…沸騰冷却装置 １０…放熱フィン
２…冷媒槽 ３…放熱部
４…冷媒 ５…冷媒通路
６〜９…板状構成部材
２０…ＩＧＢＴモジュール ２１…放熱板
２２…絶縁基板 ２３…ＩＧＢＴ素子
２４…キャップ ２５…熱伝導グリース
２６…ボルト
３０…送風ファンユニット ３１…送風ダクト
３２…送風ファン
４１〜４３…板状構成部材
５０…電力制御ボックス ５３…冷却ファン
６１〜６４…板状構成部材。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭51−107436（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−124590（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−53376（ＪＰ，Ａ)
実開 昭55−4501（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/427
H05K 7/20
Claims (6)
- 【請求項１】 発熱体により加熱される冷媒が収容され
た冷媒槽と、この冷媒槽の上部に連通されこの冷媒槽に
て加熱された冷媒が気化して上昇した場合に冷却液化し
て上記冷媒槽に戻す複数の筒状放熱部とを、複数の板状
構成部材を積層接合して構成された沸騰冷却装置におい
て、 上記冷媒槽は、隣り合った上記板状構成部材を接合して
構成されており、上記筒状放熱部の下部には、上記冷媒
層を形成した箇所以外の箇所に、冷媒が封入されていな
いダミー冷媒槽が構成されていることを特徴とする沸騰
冷却装置。 - 【請求項２】 前記冷媒槽は、隣接する板状構成部材の
一部分によって構成されていることを特徴とする請求項
１に記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項３】 前記冷媒槽は、沸騰冷却装置全体の端部
に形成されていることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項４】 前記放熱部には波形フィンが、その山部
が放熱部の長手方向と接触して設けられていることを特
徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１に記載の
沸騰冷却装置。 - 【請求項５】 前記放熱部には波形フィンが、その山部
が放熱部の長手方向に対して交差する方向に接触して設
けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１に記載の沸騰冷却装置。 - 【請求項６】 前記フィンを通過する送風を強制的に発
生させる送風ファンを備えたことを特徴とする請求項４
に記載の沸騰冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5612295A JP3489247B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 沸騰冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5612295A JP3489247B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 沸騰冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255857A JPH08255857A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3489247B2 true JP3489247B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13018279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5612295A Expired - Fee Related JP3489247B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 沸騰冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489247B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6005772A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-21 | Denso Corporation | Cooling apparatus for high-temperature medium by boiling and condensing refrigerant |
| JP2001268927A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-09-28 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 車両のインバータ冷却構造 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP5612295A patent/JP3489247B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08255857A (ja) | 1996-10-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |