JP3834873B2

JP3834873B2 - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JP3834873B2
Application number: JP15087096A
Authority: JP
Inventors: 貴英大原; 茂門田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: JPH102686A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱サイフォン式の沸騰冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品等の発熱体を密閉化されたハウジングに収容して使用する場合がある。この場合、発熱体を冷却する方法として、ハウジング内部に直接外気を取り入れて換気することができないため、ハウジング内部の空気とハウジング外部の空気との間で熱交換を行なう方法が行われている。そして、構成部品が少なく、熱移動量が大きいものとして、図９に示す様な、ハウジングを構成する隔離板１００を貫通して配置されたヒートパイプ２００を使用する方法が知られている。ヒートパイプ２００は、例えば筒状部材の内部に作動流体が封入されたものであり、高温流体側で吸熱して高温になった作動流体が、対流によって上部に移動し、低温流体側に放熱するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ヒートパイプ２００を使用する方法は、ヒートパイプ２００の外壁に取付けられる伝熱フィン２１０との間の熱抵抗が大きい。つまり、ヒートパイプ２００では、管内部に作動流体が封入された状態で伝熱フィン２１０を取付けている。従って、ろう付け等の高温状態での接合不可能であり、かしめ等の機械的な方法によって伝熱フィン２１０の取付けが行われる。このため、伝熱フィン２１０のろう付けによって接合した場合と比較して、熱抵抗が大きくなる。この結果、伝熱フィン２１０自体が大きくなって、あるいは使用するヒートパイプ２００の本数が多くなることで、体格の大型化を招いている。
【０００４】
本願出願人は、上記課題を解決するために、先に特願平７−３３２１４５号として新規な構成の沸騰冷却装置を提案している。
本発明は、特願平７−３３２１４５号の沸騰冷却装置において、更に組付け性を向上することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明においては、媒体隔離板よりも高温媒体側に配設されて高温媒体から受熱して沸騰気化する冷媒が内部に封入される冷媒槽と、一方が冷媒槽と気密に連通され、他方が媒体隔離板を通り抜けて低温媒体側に延設された連通管と、連通管の他方に気密に連通され、媒体隔離板よりも低温媒体側に配設されて冷媒槽で沸騰気化した冷媒の熱を前記低温媒体に放出して前記冷媒を凝縮液化させる凝縮部とを有している。また、受熱フィン及び放熱フィンが夫々冷媒槽及び凝縮部と融合した状態で接合されている。これにより、から、受熱フィン及び放熱フィンを機械的に夫々冷媒槽及び凝縮部へ接続させた場合に比較して、各フィンと冷媒槽及び凝縮部との間の熱抵抗を小さくできる。
【０００６】
そして連通管は、冷媒槽、凝縮部の少なくとも一方と、締結部材により着脱可能で気密に締結されている。このため、例えば冷媒槽及び凝縮部を夫々形成し、連通管を媒体隔離板に取付けた後に凝縮部をこの連通管に接続させて、沸騰冷却装置を構成できる。従って、媒体隔離板への組付け性の低下を防止できる。また、連通管と凝縮部との接続部は、締結部材により着脱可能で気密に締結される締結接続部で構成されているため、冷媒槽若しくは凝縮部の一方のみを交換したい場合においても、容易に交換ができる。特に、連通管は、冷媒槽で沸騰気化した冷媒を凝縮部に送出する高温側連通管と、凝縮部で凝縮液化された冷媒を前記冷媒槽に戻す低温側連通管とを備え、高温側連通管は凝縮部との接続部である凝縮部高温側接続部を有し、低温側連通管は凝縮部との接続部である凝縮部低温側接続部を有する。そして、凝縮部高温側接続部及び凝縮部低温側接続部が、共に媒体隔離板よりも低温媒体側に配置される。このため、例えば冷媒槽及び凝縮部を夫々形成し、連通管を冷媒槽側に先に接続しておき、連通管を媒体隔離板に取付けた後に、凝縮部を連通管に締結することもできる。このため、媒体隔離板への組付け性の低下を防止できる。
【０００７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の構成に更に、冷媒槽若しくは凝縮部の少なくとも一方に一体接続された管状部材を有し、締結接続部は、連通管を管状部材の先端に付勢して締結させるものであるため、気密性を保ちつつ容易に接続できる。請求項３記載の発明によれば、高温側連通管は冷媒槽との接続部である冷媒槽高温側接続部を有し、低温側連通管は冷媒槽との接続部である冷媒槽低温側接続部を有する。そして、冷媒槽高温側接続部及び冷媒槽低温側接続部が、共に媒体隔離板よりも高温媒体側に配置される。このため、例えば冷媒槽及び凝縮部を夫々形成し、連通管を凝縮部側に先に接続しておき、連通管を媒体隔離板に取付けた後に、冷媒槽を連通管に締結することもできる。このため、媒体隔離板への組付け性の低下を防止できる。
【０００９】
請求項４記載の発明によれば、冷媒槽は、略平行に配列された複数の吸熱管と、複数の吸熱管の下部に配設されて複数の吸熱管を夫々連通させる吸熱側下部連通部と、複数の吸熱管の上部に配設されて複数の吸熱管を夫々連通させる吸熱側上部連通部とから成る。また凝縮部は、略平行に配列された複数の放熱管と、複数の放熱管の下部に配設され、複数の放熱管を夫々連通させる放熱側下部連通部と、複数の放熱管の上部に配設され、複数の放熱管を夫々連通させる放熱側上部連通部とから成る。高温側連通管は、吸熱側上部連通部と放熱側上部連通部とを連通するものであり、低温側連通管は、吸熱側下部連通部と放熱側下部連通部とを連通するものであるが、高温側連通管及び低温側連通管は、夫々締結部材により着脱可能で気密に締結される締結接続部を有しているため、冷媒槽若しくは凝縮部の一方のみを交換したい場合においても、容易に交換ができる。
【００１０】
請求項５記載の発明によれば、高温媒体は高温流体からなり、低温媒体は低温流体からなるが、冷媒槽に受熱フィンを接合し、凝縮部放熱フィンを接合しているため、効率良く高温流体側の熱を低温流体側に移動させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の沸騰冷却装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の沸騰冷却装置を電子機器装置に組み込んだ例である。
本実施の形態は、例えば携帯電話や自動車電話等の移動無線電話の無線基地局装置であって、内部に送受信器、パワーアンプ等の電子部品７（発熱体）を気密的に収容するハウジング８０、およびこのハウジング８０内に組み込まれ、電子部品７を冷却する沸騰冷却装置１等から構成されている。
【００１２】
電子部品７は、電気が流れると所定の作動を行うと共に、発熱する発熱体（例えば送受信器に組み込まれる高周波スイッチング回路を構成する半導体スイッチング素子等）、電気が流れると所定の作動を行うと共に、発熱する発熱体（例えばパワーアンプに組み込まれるパワートランジスタ等の半導体増幅素子等）である。
【００１３】
ハウジング８０は、内部を外部から気密化する筐体であって、内部には密閉空間９が形成されている。この密閉空間９は、電子部品７に塵、埃や水分等の異物が付着することにより電子部品７の性能が低下することを防止するために、沸騰冷却装置１の流体隔離板（媒体隔離板）等により外部と完全に気密的に区画されている。
【００１４】
そして、密閉空間９は、沸騰冷却装置１の流体隔離板２および沸騰冷却装置１のケーシングによって、電子部品７を収容する電子部品収容空間と筐体内通路としての高温側伝熱空間１１とに区画されている。この高温側伝熱空間１１は、風上側が沸騰冷却装置１の奥行き寸法をできるだけ小さくするために流路面積が狭く、風下側が風上側よりも流路面積が広くなっている。さらに、ハウジング８０は、流体隔離板によって高温側伝熱空間１１と気密的に区画された筐体外通路としての低温側伝熱空間１２を形成している。
【００１５】
沸騰冷却装置１は、ハウジング８０に一体的に設けられたケーシング８１、低温空気（外部流体、低温流体）の空気流を発生させる２個の上部側遠心式送風機１８、高温空気（内部流体、高温流体）の空気流を発生させる２個の下部側遠心式送風機１５、密閉空間９内の空気温度を下限温度（例えば０℃）以上にするための電気ヒータ１９、これらの沸騰冷却装置１の電気機器を通電制御するコントローラ８２を更に備えている。
【００１６】
ケーシング８１は、ハウジング８０の最も外側に配される外壁板８３、および高温側伝熱空間１１を囲む背面側区画板２２等からなり、これらの外壁板８３と背面側区画板２２はスポット溶接等の手段による接合、あるいはねじやボルト等の締結具による締結によりハウジング８０に固定されている。
２個の上部側遠心式送風機１８は、本発明の筐体外流体循環手段であって、低温側伝熱空間１２内に空気流を発生させる遠心式ファン、この遠心式ファンを回転させる電動モータ、および遠心式ファンを回転自在に収容するスクロールケーシングをそれぞれ有している。
【００１７】
２個の下部側遠心式送風機１５は、本発明の筐体内流体循環手段であって、高温側伝熱空間１１内に空気流を発生させる遠心式ファン、この遠心式ファンを回転させる電動モータ、および遠心式ファンを回転自在に収容するスクロールケーシングをそれぞれ有している。
電気ヒータ１９は、密閉空間９内の温度が下限温度（例えば０℃）よりも低温のときに電子部品（例えば半導体素子）７の性能が低下するため、密閉空間９内の温度を下限温度以上となるように、高温側伝熱空間１１を流れる空気を加熱する内部流体加熱手段である。この実施例の電気ヒータ１９は、例えば１．２ｋＷの発熱量を持つものである。
【００１８】
コントローラ８２は、例えばサーミスタ等の感温素子よりなる温度センサ８４により検出した密閉空間９内の検出温度に基づいて、２個の上部側遠心式送風機１８の電動モータ、２個の下部側遠心式送風機１５の電動モータおよび電気ヒータ１９等の電気機器を制御する制御手段である。
コントローラ８２は、密閉空間９内の温度が下限温度（例えば０℃）以上の時に、２個の上部側遠心式送風機１８および２個の下部側遠心式送風機１５をＨｉ運転（強風量）またはＬｏ運転（弱風量）し、電気ヒータ１９をＯＦＦ（オフ）する。また、コントローラ８２は、密閉空間９内の温度が下限温度（例えば０℃）以下の時に、２個の上部側遠心式送風機１８の電動モータをＯＦＦ（オフ）し、２個の下部側遠心式送風機１５の電動モータをＨｉ運転（強風量）またはＬｏ運転（弱風量）し、電気ヒータ１９をＯＮ（オン）する。
【００１９】
以下に、沸騰冷却装置１を説明する。
図２は沸騰冷却装置１の正面図であり、図３はその側面図であり、図４は図２に示した沸騰冷却装置１の一部を下方から見た下視図である。本実施の形態の沸騰冷却装置１は、高温側伝熱空間１１に存在する高温流体（高温媒体に相当。例えば高温の空気）から熱を吸収し、流体隔離板２（媒体隔離板に相当）によって高温流体と隔離された、低温側伝熱空間１２に存在する低温流体（低温媒体に相当。例えば低温の空気）へ上記熱を放熱する。
【００２０】
図２に示すように沸騰冷却装置１は、流体隔離板２よりも高温流体側に配設された複数本の吸熱管３１ａからなる冷媒槽３ａ、吸熱管３１ａの内部に封入され、高温流体から熱を受けて沸騰気化するフロロカーボン系の冷媒８（図示せず）、一方が冷媒槽３ａに気密に連通され、他方が流体隔離板２を通り抜けて低温流体側に延設された低温側連通管３４ａ及び高温側連通管３４ｂ、この低温側連通管３４ａ及び高温側連通管３４ｂの他方に気密に連通され、流体隔離板２よりも低温流体側に配設され複数本の放熱管３１ｂからなる凝縮部３ｂ、冷媒槽３ａの各吸熱管３１ａの相互間に融合した状態（例えば、ろう付けされた状態）で接合された受熱フィン６ａ、凝縮部３ｂの各放熱管３１ｂの相互間に融合した状態（例えば、ろう付けされた状態）で接合された放熱フィン６ｂから構成される。
【００２１】
本実施の形態では、図３に示すように、上記沸騰冷却装置１を複数（実施の形態中では３つ。但し２つでも、４つ以上でも良い）積層して構成されている。
流体隔離板２は、例えば内部が高温となる密閉空間の一壁面を構成するもので、アルミニウム等の金属材料から成り、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４ｂと一体的に接合（例えばろう付け）されている。この流体隔離板２には、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４ｂを通すための挿通穴が複数開けられている。そして、本形態においては図４に示すように、低温側連通管３４ａが互い違いにずらして配置されている。また図示しないが、高温側連通管３４ｂも同様に互い違いにずらして配置されている。
【００２２】
図２において、冷媒槽３ａは、略平行に配列された複数本の吸熱管３１ａと、吸熱管３１ａの下部に配設されて、これら吸熱管３１ａを下方で連通する吸熱側下部連通部４１、及び吸熱管３１ａの上部に配設されて、これら吸熱管３１ａを上方で連通する吸熱側上部連通部４２とから成る。吸熱管３１ａは、伝熱性に優れた金属材（例えばアルミニウムや銅）を断面形状が細長い長方形（または長円形状）を成す偏平管に形成したものである。
【００２３】
凝縮部３ｂは、略平行に配列された複数本の放熱管３１ｂと、放熱管３１ｂの下部に配設されて、これら放熱管３１ｂを下方で連通する放熱側下部連通部４３、及び放熱管３１ｂの上部に配設されて、これら放熱管３１ｂを上方で連通する放熱側上部連通部４４とから成る。放熱管３１ｂも、伝熱性に優れた金属材（例えばアルミニウムや銅）を断面形状が細長い長方形（または長円形状）を成す偏平管に形成したものである。
【００２４】
低温側連通管３４ａは、一方が冷媒槽３ａの吸熱側下部連通部４１に連通され、他方が凝縮部３ｂで冷却液化された冷媒８を冷媒槽３ａに戻すように、凝縮部３ｂの放熱側下部連通部４３に連通されている。この低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分はユニオン７１とナット７０からなる。より詳しくは、図５に示すように吸熱側下部連通部４１に連通して一体に接合された管状部材からなるユニオン７１を有し、このユニオン７１内に低温側連通管３４ａが嵌合されている。ユニオン７１と低温側連通管３４ａとの間には気密性を向上させるＯリング７２が嵌入され、締結手段であるナット７０によりユニオン７１と低温側連通管３４ａとが気密に連通されている。また、この低温側連通管３４ａと放熱側下部連通部４３との接続部分も同様にユニオン７１とナット７０からなるが、低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分と同一であるのでその説明は省略する。
【００２５】
更に、低温側連通管３４ａは、冷媒封入パイプ６０及び冷媒封入口６１を夫々有しており（図３参照）、この冷媒封入口６１を介して外部から冷媒８を封入する。図６は、冷媒封入口６１の詳細図である。冷媒封入口６１は、冷媒封入パイプ６０を嵌入した管状部材からなるユニオン７３、ユニオン７３内に配設されたバルブ７４、バルブ７４と冷媒封入パイプ６０との間の気密性を向上させるパッキン７５、バルブ７４と反冷媒封入パイプ側との気密性を向上させるＯリング７６、バルブ７４に嵌合され気密に封止するキャップ７７、及びキャップ７７内に配設されキャップの気密性を向上させるＯリング７８からなる。
【００２６】
高温側連通管３４ｂは、一方が冷媒槽３ａの吸熱側上部連通部４２に連通され、他方が冷媒槽３ａで沸騰気化された冷媒８を凝縮部３ｂに送出するように、凝縮部３ｂの放熱側上部連通部４４に連通されている。この高温側連通管３４ｂと吸熱側上部連通部４２との接続部分、及び高温側連通管３４ｂと放熱側上部連通部４４との接続部分も同様にユニオン７１とナット７０からなるが、低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分と同一であるのでその説明は省略する。
【００２７】
冷媒８は、その液面が冷媒槽３ａの吸熱側上部連通部４２より僅かに下まで封入されている。但し、冷媒８の封入は、吸熱管３１ａ及び放熱管３１ｂに夫々吸熱フィン６ａ及び放熱フィン６ｂをろう付け接合した後に行なわれる。
受熱フィン６ａは、各吸熱管３１ａ相互間に配設され、放熱フィン６ｂは、各放熱管３１ｂ相互間に配設されている。受熱フィン６ａ及び放熱フィン６ｂは、伝熱性に優れる金属（例えばアルミニウム）の薄い板（板厚０．０２〜０．５mm程度）を交互に押し返して波状に形成したコルゲートフィンであり、吸熱管３１ａ、放熱管３１ｂの平坦な外壁面にろう付けされている（即ち、融合した状態で接合されている）。この受熱フィン６ａは、高温流体側の熱を冷媒８に伝えやすくするものであり、同時に吸熱管３１ａの強度を向上させている。また放熱フィン６ｂは、冷媒８の熱を低温流体側に伝えやすくするものであり、同時に放熱管３１ｂの強度を向上させている。
【００２８】
次に、沸騰冷却装置１を流体隔離板２に取付ける手順について説明する。
先ず、冷媒槽３ａ及び凝縮部３ｂを夫々形成する。そして冷媒槽３ａの吸熱側上部連通部４２に連通されたユニオン７１に、高温側連通管３４ｂを結合させ、また吸熱側下部連通部４１に連通されたユニオン７１に、低温側連通管３４ａを結合させる。次に高温側連通管３４ｂ及び低温側連通管３４ａを流体隔離板２に形成された挿通穴に挿入し、挿通穴部分をろう付け等により固定する。次に、凝縮部３ｂの放熱側上部連通部４４に連通されたユニオン７１に、高温側連通管３４ｂを結合させ、また放熱側下部連通部４３に連通されたユニオン７１に、低温側連通管３４ａを結合させる。なお、高温側連通管３４ｂ及び低温側連通管３４ａを凝縮部３ｂ側に先に接合し、その後流体隔離板２に形成された挿通穴に挿入し、冷媒槽３ａに結合させても良い。しかしながら、冷媒封入口が挿通穴を通過しにくいため、低温側連通管３４ａに冷媒封入口が取付けられている場合は、前者の方が簡便に取付けが可能となる。また、初めに凝縮部３ｂと高温側連通管３４ｂとを結合させ、同時に冷媒槽３ａと低温側連通管３４とａを結合させておき、夫々を流体隔離板２に形成された挿通穴に挿入させた後、凝縮部３ｂと低温側連通管３４ａとを結合させ、冷媒槽３ａと高温側連通管３４ｂとを結合させようにしても良い。
【００２９】
次に、本実施の形態の作動を説明する。
ケーシング８１中の密閉空間１５内の温度が下限温度（例えば０℃）以上の時に、２個の上部側遠心式送風機１８の電動モータおよび２個の下部側遠心式送風機１５の電動モータの通電を開始することにより、遠心式ファンが作動を始める。これにより、ケーシング８１内の密閉空間９中に高温空気（埃、塵または水分等の異物を含まない清浄な内気、内部流体）の循環流が発生する。また、ケーシング８１外の低温側伝熱空間１２中に低温空気（埃、塵または水分等の異物を含む外気、外部流体）の循環流が発生する。
【００３０】
そして、ケーシング８１の流体隔離板２を貫通した状態で取り付けられた多段式の沸騰冷却装置１は、冷媒槽３ａに封入された冷媒が、受熱フィン６ａを介して高温空気より伝達された熱を受けて沸騰気化する。気化した冷媒蒸気は、低温空気に晒されて低温となっている凝縮部３ｂで内壁面に凝縮液化し、その凝縮潜熱が放熱フィン６ｂを介して低温空気に伝達される。
【００３１】
凝縮部３ｂで凝縮液化した冷媒は、自重により各低温側連通管３４ａの内壁面を伝って冷媒槽３ａへ滴下する。以上のように、冷媒槽３ａの各吸熱管３１ａ内に封入された冷媒８が沸騰気化・凝縮液化を交互に繰り返すことにより、高温空気の熱を低温空気へ移動することにより、電子部品７で発生した熱を多段の沸騰冷却器３で放熱できる。
【００３２】
それによって、密閉空間９の高温側伝熱空間１１内を循環する高温空気（ケーシング８１内のきれいな空気）と低温側伝熱空間１２内を循環する低温空気（ケーシング８１外の汚れた空気）とが混合することなく、電子部品７を冷却することができる。
次に、本実施の形態の効果を説明する。
【００３３】
本実施の形態では冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管３４ａ、及び高温側連通管３４ｂを上記ユニオン７１及びナット７０を用いて容易に機械的に気密接続できる。つまり、組付け工数が大幅に小さくできる。従って、流体隔離板２への組付け性の低下を防止できる。
また、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管３４ａ、及び高温側連通管３４ｂを容易に機械的に接続しているため、冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂの一方のみを交換したい場合においても、容易に交換ができる。すなわち、複数の沸騰冷却装置を組付け後、気密チェックを行い、その結果所定の気密性を達成できない沸騰冷却装置がある場合も、容易にその交換・補修が可能となる。
【００３４】
更に、本実施の形態には、以下のような効果がある。
（１）冷媒槽３ａ及び凝縮部３ｂと、低温側連通管３４ａ及び高温側連通管３４ｂとの結合時に加熱工程を削除することができるため、熱歪みによる製品寸法の変化や、残存応力による耐久性低下を防止できる。
（２）この流体隔離板２には、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４ｂを通すための挿通穴が複数開けられているため、流体隔離板２と低温側連通管３４ｂとの気密性・防水性を向上させることができる。本実施の形態においては、沸騰冷却装置１を３つ積層して構成されているため、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４ｂは夫々３本づつ必要である。本形態においては図４に示すように、低温側連通管３４ａが互い違いにずらして配置されている。また図示しないが、高温側連通管３４ｂも同様に互い違いにずらして配置されている。これにより、後述するナット７０を形成した場合においても、ナット７０同士が干渉せず、従って積層方向の寸法を最小限に抑えることができ、小型化が可能となる。
【００３５】
（３）また、冷媒槽３ａは、略平行に配列された複数の吸熱管３１ａと、複数の吸熱管３１ａの下部に配設され、複数の吸熱管３１ａを夫々連通させる吸熱側下部連通部４１と、複数の吸熱管３１ａの上部に配設され、複数の吸熱管３１ａを夫々連通させる吸熱側上部連通部４２とから成り、連通管は、吸熱管３１ａに略平行に配設されて吸熱側下部連通部４１に連通するものであるため、小型化が可能となる。
【００３６】
（４）受熱フィン６ａおよび放熱フィン６ｂが夫々冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂと融合した状態で接合されていることから、受熱フィン６ａおよび放熱フィン６ｂを冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂに対して機械的に取り付けた場合と比較して、各フィンと沸騰冷却管との間の熱抵抗を小さくできる。これにより、受熱フィン６ａおよび放熱フィン６ｂを冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂに対して機械的に取り付けた場合より、更に沸騰冷却装置全体の小型化が可能となる。
【００３７】
（５）また、発熱体７の熱で高温になった気体が通気口１３から送風路２３内へ導入されてスムーズに冷媒槽３ａへ導かれるため、密閉空間９内の温度を均一に保つことができる。即ち、発熱体７から発生する熱で高温となった気体が対流によって密閉空間９内を上昇するため、密閉空間９内の上部に通気口１３を設けた方が密閉空間９内の冷却効率が良いと言える。言い換えれば、通気口１３が流体隔離板２より低い位置にあると、密閉空間９内の比較的低温の気体が通気口１３から送風路２３内に導入されて冷媒槽３ａへ導かれるため、密閉空間９内の冷却効率が悪いと言える。
【００３８】
（６）さらに本実施の形態では、高温側および低温側の各伝熱空間７、１２内で、冷媒槽３ａおよび凝縮部３ｂを通過する気体が、それぞれ吸入側の通気口１３、１６から排出側の通気口１４、１７へ向かってスムーズに流れる様に、沸騰冷却装置１全体が前後方向（図６の左右方向）に傾斜した状態で配置されている。これにより、冷媒槽３ａおよび凝縮部３ｂを通過する気体の流れ方向の変化を緩やかにできるため、狭いスペース内での送風経路損失を低減できる。その結果、密閉空間９内にあるファン１５を小型化できる上に、ファン１５の発熱量を低減できるため、その分、発熱体７の発熱量を増やすことができる（即ち、冷却能力を上げようとしてファン１５を大型化すると、ファン１５の発熱量が増加するため、結果的に発熱体７の発熱量を増やせなくなる）。
【００３９】
（第２の実施の形態）
以下に本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態における沸騰冷却装置は、低温側連通管３４ａ若しくは高温側連通管３４ｂと冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂとの接続部分が、第１の実施の形態と異なるだけであり、残りの構成については同一である。従って、以下に本実施の形態の接続部分について説明する。
【００４０】
また、本実施の形態において低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分、低温側連通管３４ａと放熱側下部連通部４３との接続部分、高温側連通管３４ｂと吸熱側上部連通部４２との接続部分、及び高温側連通管３４ｂと放熱側上部連通部４４との接続部分の各接続部分は実質的に同一構成であるので、代表して低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分のみ説明する。
【００４１】
図７は、本実施の形態における接合部分の断面図である。
この低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分はユニオン７１とナット７０からなる。より詳しくは、ユニオン７１は、吸熱側下部連通部４１に連通して一体に接合された管状部材からなり、ナット７０を締結する部分が細く、先端部分がテーパ形状をしている。低温側連通管３４ａは、ユニオン７１との接触部分で末広がり形状をしており、上記先端部分と当接している。ナット７０は、ユニオン７１の細くなった部分に嵌められ、低温側連通管３４ａをユニオン７１の先端部分側に付勢して気密接続させている。
【００４２】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管３４ａ、及び高温側連通管３４ｂを上記ユニオン７１及びナット７０を用いて容易に機械的に気密接続できる。つまり、組付け工数が大幅に小さくできる。従って、流体隔離板２への組付け性の低下を防止できる。
また、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管３４ａ、及び高温側連通管３４ｂを容易に機械的に接続しているため、冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂの一方のみを交換したい場合においても、容易に交換ができる。すなわち、複数の沸騰冷却装置を組付け後、気密チェックを行い、その結果所定の気密性を達成できない沸騰冷却装置がある場合も、容易にその交換・補修が可能となる。
【００４３】
なお、上記実施の形態においては、凝縮部３ｂが冷媒槽３ａのほぼ真上に形成されているが、図８に示すように互いにずらすようにしても良い。
さらに、凝縮部３ｂと冷媒槽３ａとが同一平面上に配置される必要はなく、例えば凝縮部３ｂを冷媒槽３ａの上部に形成するとともに、凝縮部３ｂを冷媒槽３ａに対して傾斜せる（例えば直交させる）ようにしても良く（図示せず）、配置されるハウジングの形状に応じてその位置関係を変更しても良い。本発明においては、低温側連通管３４ａ若しくは高温側連通管３４ｂと冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂとの接続部分が、締結部材（ユニオン７１、ナット７０等）を用いて接続されているため、容易にその配置形状を変更できる。さらに、予め一体的に冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂと各連通管が接続されているものに対し、保管場所も少なくなる。
【００４４】
また、低温側連通管３４ａは、冷媒槽３ａと凝縮部３ｂとの接続部分が、両方とも本発明によって接続される必要はなく、少なくとも一方あれば良く、同様に高温側連通管３４ｂも、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂの少なくとも一方の接続が本発明によって接続されれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の沸騰冷却装置を備えたハウジングの断面図である。
【図２】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の正面図である。
【図３】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の側面図である。
【図４】第１の実施の形態の沸騰冷却装置を下から見た図である。
【図５】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の接続部分の詳細図である。
【図６】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の冷媒封入口の詳細図である。
【図７】第２の実施の形態の沸騰冷却装置の接続部分の詳細図である。
【図８】その他の実施の形態の沸騰冷却装置の正面図である。
【図９】従来の熱交換器であるヒートパイプの断面図である。
【符号の説明】
１沸騰冷却装置
１１高温側伝熱空間
１２低温側伝熱空間
１４、１６、１７通気口
１５下部側遠心式送風機
１８上部側遠心式送風機
１９電気ヒータ
２流体隔離板
２２背面側区画板
２３送風路
３ａ冷媒槽
３ｂ凝縮部
３１ａ吸熱管
３１ｂ放熱管
３４ａ低温側連通管
３４ｂ高温側連通管
４１吸熱側下部連通部
４２吸熱側上部連通部
４３放熱側下部連通部
４４放熱側上部連通部
６０冷媒封入パイプ
６１冷媒封入口
６ａ受熱フィン
６ｂ放熱フィン
７電子部品
７０ナット
７１、７３ユニオン
７２、７６、７８Ｏリング
７４バルブ
７５パッキン
７７キャップ
８冷媒
８０ハウジング
８１ケーシング
８２コントローラ
８３外壁板
８４温度センサ
９密閉空間
９ａ一側壁面

Claims

媒体隔離板によって外部と区画された空間内を流れる高温媒体の熱を、前記外部を流れる低温媒体へ移動させる沸騰冷却装置であって、
前記媒体隔離板よりも前記高温媒体側に配設され、前記高温媒体から受熱して沸騰気化する冷媒が内部に封入される冷媒槽と、
前記冷媒槽に融合した状態で接合された受熱フィンと、
一方が前記冷媒槽と気密に連通され、他方が前記媒体隔離板を通り抜けて前記低温媒体側に延設された連通管と、
前記連通管の前記他方に気密に連通され、前記媒体隔離板よりも前記低温媒体側に配設され、前記冷媒槽で沸騰気化した冷媒の熱を前記低温媒体に放出して前記冷媒を凝縮液化させる凝縮部と、
前記凝縮部に融合した状態で接合された放熱フィンとを備え、前記連通管は、前記凝縮部と締結部材により着脱可能で気密に締結されており、
前記連通管は、前記冷媒槽で沸騰気化した前記冷媒を前記凝縮部に送出する高温側連通管と、前記凝縮部で凝縮液化された前記冷媒を前記冷媒槽に戻す低温側連通管とを備え、
前記高温側連通管は前記凝縮部との接続部である凝縮部高温側接続部を有し、
前記低温側連通管は前記凝縮部との接続部である凝縮部低温側接続部を有し、
前記凝縮部高温側接続部及び前記凝縮部低温側接続部は、共に前記媒体隔離板よりも前記低温媒体側に配置されることを特徴とする沸騰冷却装置。
前記冷媒槽若しくは前記凝縮部の少なくとも一方に一体接続された管状部材を更に有し、
前記連通管を前記管状部材に対し、前記締結部材により着脱可能で気密に締結されていることを特徴とする請求項１記載の沸騰冷却装置。
前記連通管は、前記冷媒槽と締結部材により着脱可能で気密に締結されており、
前記高温側連通管は前記冷媒槽との接続部である冷媒槽高温側接続部を有し、
前記低温側連通管は前記冷媒槽との接続部である冷媒槽低温側接続部を有し、
前記冷媒槽高温側接続部及び前記冷媒槽低温側接続部は、共に前記媒体隔離板よりも前記高温媒体側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の沸騰冷却装置。
前記冷媒槽は、略平行に配列された複数の吸熱管と、前記複数の吸熱管の下部に配設されて前記複数の吸熱管を夫々連通させる吸熱側下部連通部と、前記複数の吸熱管の上部に配設されて前記複数の吸熱管を夫々連通させる吸熱側上部連通部とから成り、
前記凝縮部は、略平行に配列された複数の放熱管と、前記複数の放熱管の下部に配設され、前記複数の放熱管を夫々連通させる放熱側下部連通部と、前記複数の放熱管の上部に配設され、前記複数の放熱管を夫々連通させる放熱側上部連通部とから成り、
前記高温側連通管は、前記吸熱側上部連通部と前記放熱側上部連通部とを連通するものであり、
前記低温側連通管は、前記吸熱側下部連通部と前記放熱側下部連通部とを連通するものである請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
前記高温媒体は高温流体からなり、前記低温媒体は低温流体からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。