JP4026038B2

JP4026038B2 - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JP4026038B2
Application number: JP33161998A
Authority: JP
Inventors: 公良寺尾; 清司川口; 公司田中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP2000156447A

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。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平９−２０５１６７号公報に記載された沸騰冷却装置が公知である。この沸騰冷却装置は、発熱体の熱を受ける受熱部で冷媒が沸騰して放熱部へ移動し、その放熱部で外部流体との熱交換により放熱して凝縮する。従って、受熱部は内部の冷媒液面より下方に設けられ、放熱部は冷媒液面より上方に設置され、放熱部で液化した凝縮液は重力によって放熱部から受熱部へ還流する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、受熱部で沸騰した冷媒を放熱部で凝縮させる沸騰冷却装置では、上記のように受熱部と放熱部との高さ方向における配置に制約があり、取付け姿勢が自由にならないという問題があった。
一方では、コンピュータの設計をする上で、ＣＰＵを複数備えたコンピュータ等では、同じ基板を複数配置してシステムを構成する場合があり、その配置の上で沸騰冷却装置を上下反転して取り付けても、性能を維持したいという要求がある。
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、上下反転して設置しても性能を維持できる沸騰冷却装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
放熱器は、冷媒槽内の冷媒液面より上部側と下部側とにそれぞれ沸騰空間に連通する放熱部を有している。この構成によれば、常に冷媒槽内の冷媒液面より上部側に放熱部を配置できるので、沸騰冷却装置を上下反転して使用しても必要な放熱性能を確保できる。
【０００５】
また、放熱器は、上部側の放熱部と下部側の放熱部とを連通する連通路を具備し、上部側の放熱部で凝縮した液冷媒が連通路を通って下部側の放熱部へ導入され、その下部側の放熱部で更に冷却されて沸騰空間へ戻るように構成されている。この構成によれば、上部側の放熱部で凝縮した液冷媒を下部側の放熱部で更に冷却できるので、上部側の放熱部だけで必要な放熱性能を確保する必要がない。言い換えると、上部側の放熱部だけで必要な放熱性能を確保する必要がある場合は、放熱部の放熱面積を十分に大きく設計する必要があるが、本発明の構成であれば、放熱部の大きさに制約がある場合でも必要な放熱性能を確保できる。
【０００６】
（請求項２の手段）
連通路が冷媒槽の内部に設けられている。この場合、冷媒槽内に連通路を形成できるので、連通路を別部品で設ける必要がなく、冷媒槽の外部で上部側の放熱部と下部側の放熱部とを連通路によって接続する場合と比較して、構造が簡単で、コストを低く抑えることができる。
【０００７】
（請求項３の手段）
放熱部は、冷媒槽の上部側に配置される時に、内部で凝縮した液冷媒が連通路へ流れやすいように傾斜している。これにより、上部側の放熱部で凝縮した冷媒が安定的に連通路を通って下部側の放熱部へ戻ることができる。
【０００８】
（請求項４の手段）
請求項３に記載した沸騰冷却装置において、連通路は、上部側の放熱部の最下端部と下部側の放熱部の最上端部とを結んで設けられている。これにより、上部側の放熱部で凝縮した冷媒が放熱部内に滞留することを防止でき、冷媒の循環を良好に行うことができる。
【０００９】
（請求項５の手段）
放熱部は、連通路が接続されるヘッダを有し、冷媒槽の上部側に配置される時に、ヘッダ内に溜まった凝縮液が連通路へ流れやすいように、ヘッダの底面が傾斜している。これにより、ヘッダに溜まった凝縮液が安定的に連通路を通って下部側の放熱部へ戻ることができる。
【００１０】
（請求項６の手段）
上部側の放熱部と下部側の放熱部は、それぞれ冷媒槽に接続される一組のヘッダを有し、共に一方のヘッダを一体化することにより、そのヘッダ内部を連通路とすることができる。この場合、連通路を別部品で構成する必要がない。
【００１１】
（請求項７の手段）
放熱器は、上部側の放熱部と下部側の放熱部とを一体に構成している。この場合、上部側の放熱部と下部側の放熱部とを独立に構成するのではなく、両者を繋げて一体化することにより、冷媒槽内の冷媒液面より上方にある部分を上部側の放熱部として用い、冷媒液面より下方にある部分を下部側の放熱部として用いることができる。
【００１２】
【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。
（第１実施例）
図１は沸騰冷却装置１の斜視図である。
本実施例の沸騰冷却装置１は、図１に示すように、例えばプリント基板に設置されたコンピュータチップ等の発熱体２を冷却するもので、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３と、この冷媒槽３で発熱体２の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気を外部流体（例えば外気）との熱交換によって液化する放熱器（上側放熱部４と下側放熱部５）とを備える。この冷媒槽３と放熱器は、ろう付けにより一体成型される。
【００１３】
Ａ）冷媒槽３は、熱伝導性に優れる金属材料（例えばアルミニウム）により板状に設けられ、図１に示すように、略直立した状態で使用される。なお、発熱体２は、冷媒槽３の直立する一方の表面（図１の裏面）に取り付けられ、図示しない螺子等で冷媒槽３に固定される。
冷媒槽３の内部には、図２（ｂ）に示すように、沸騰空間６、上側ヘッダ接続部７、８、下側ヘッダ接続部９、１０等が設けられている。
沸騰空間６は、発熱体２の熱を受けて液冷媒が沸騰する空間を形成するもので、冷媒槽３の中央部全体に設けられている。
【００１４】
上側ヘッダ接続部７、８と下側ヘッダ接続部９、１０は、それぞれ下述のヘッダ４ａ、４ｂ及びヘッダ５ａ、５ｂを接続する部分で、図２に示すように、ヘッダ４ａ、４ｂ及びヘッダ５ａ、５ｂの断面形状に対応したスペースが設けられ、且つ冷媒槽３の他方の表面に開口している。
一方の上側ヘッダ接続部７は、沸騰空間６の上部右側に隣接して、沸騰空間６と連通して設けられ、他方の上側ヘッダ接続部８は、沸騰空間６の上部左側に、沸騰空間６と離れて設けられている。
一方の下側ヘッダ接続部９は、沸騰空間６の下部右側に隣接して、沸騰空間６と連通して設けられ、他方の下側ヘッダ接続部１０は、沸騰空間６の下部左側に、沸騰空間６と離れて設けられている。
なお、冷媒槽３に封入される液冷媒は、上側ヘッダ接続部７、８の下端より若干低い位置に液面を有している。
【００１５】
Ｂ）放熱器は、冷媒槽３の上部側（冷媒槽３内の冷媒液面より上方）に配置される上側放熱部４、下部側（冷媒槽３内の冷媒液面より下方）に配置される下側放熱部５、及び両放熱部４、５を連結する連結管１１を備える。但し、上側放熱部４と下側放熱部５は、同一形状に設けられ、上側放熱部４が冷媒槽３の上部側に配置された場合、あるいは沸騰冷却装置１を上下反転して下側放熱部５が冷媒槽３の上部側に配置された場合でも、共に沸騰空間６で発熱体２の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気を凝縮させる性能を満足する仕様で設計されている。
【００１６】
上側放熱部４は、一組のヘッダ４ａ、４ｂ、両ヘッダ４ａ、４ｂを連通する複数本の放熱チューブ４ｃ、及び各放熱チューブ４ｃの間に介在される放熱フィン４ｄから成る。
一方のヘッダ４ａは、冷媒槽３の一方の上側ヘッダ接続部７に挿入されて、冷媒槽３の内部で沸騰空間６と連通し、冷媒槽３に対し略垂直方向に延びて配置されている。
他方のヘッダ４ｂは、冷媒槽３の他方の上側ヘッダ接続部８に挿入され、冷媒槽３に対し略垂直方向（一方のヘッダ４ａと平行）に延びて配置されている。
【００１７】
下側放熱部５は、一組のヘッダ５ａ、５ｂ、両ヘッダ５ａ、５ｂを連通する複数本の放熱チューブ５ｃ、及び各放熱チューブ５ｃの間に介在される放熱フィン５ｄから成る。
一方のヘッダ５ａは、冷媒槽３の一方の下側ヘッダ接続部９に挿入されて、冷媒槽３の内部で沸騰空間６と連通し、冷媒槽３に対し略垂直方向に延びて配置されている。
他方のヘッダ５ｂは、冷媒槽３の他方の下側ヘッダ接続部１０に挿入され、冷媒槽３に対し略垂直方向（一方のヘッダ５ａと平行）に延びて配置されている。
【００１８】
上側放熱部４と下側放熱部５で使用される放熱チューブ４ｃ、５ｃは、放熱フィン４ｄ、５ｄが接触する外壁面の幅に対して厚みが薄い偏平形状に設けられている。
放熱フィン４ｄ、５ｄ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４ｃ、５ｃの外壁面に熱的に接合されている。
各放熱部４、５には、図１に示すように、ダクト１２を通じて外部流体が導入される。ダクト１２は、上側放熱部４の両ヘッダ４ａ、４ｂと下側放熱部５の両ヘッダ５ａ、５ｂのそれぞれ外側を通って各放熱部４、５を囲むように設置されている。ダクト１２を通じて各放熱部４、５へ導入される外部流体は、図１の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。
ａ）沸騰冷却装置１を正常に設置した場合（図１に示す状態）。
冷媒槽３内の液冷媒は、発熱体２の熱を受けて沸騰し、図３の矢印ａで示すように、沸騰空間６から上側放熱部４へ進入し、上側放熱部４を一方のヘッダ４ａ→放熱チューブ４ｃ→他方のヘッダ４ｂへと流れる際に外部流体により冷却されて凝縮する。
上側放熱部４で凝縮した冷媒は、連結管１１を通って下側放熱部５へ移動し、図３の矢印ｂで示すように、下側放熱部５を他方のヘッダ５ｂ→放熱チューブ５ｃ→一方のヘッダ５ａへと流れる際に外部流体により更に冷却され、再び沸騰空間６へと還流する。この下側放熱部５では、液冷媒が低速で流れるため、殆ど外部流体の温度まで冷却することができる。
【００２０】
ｂ）沸騰冷却装置１を上下反転して設置した場合。
冷媒槽３内の液冷媒は、発熱体２の熱を受けて沸騰し、沸騰空間６から下側放熱部５へ進入し、下側放熱部５を一方のヘッダ５ａ→放熱チューブ５ｃ→他方のヘッダ５ｂへと流れる際に外部流体により冷却されて凝縮する。
下側放熱部５で凝縮した冷媒は、連結管１１を通って上側放熱部４へ移動し、上側放熱部４を他方のヘッダ４ｂ→放熱チューブ４ｃ→一方のヘッダ４ａへと流れる際に外部流体により更に冷却され、再び沸騰空間６へと還流する。この上側放熱部４では、液冷媒が低速で流れるため、殆ど外部流体の温度まで冷却することができる。
【００２１】
（本実施例の効果）
本実施例の沸騰冷却装置１は、冷媒槽３の上部側と下部側とにそれぞれ放熱部４、５を配置しているので、沸騰冷却装置１を正常に設置した場合は、冷媒槽３の上部に上側放熱部４が配置され、沸騰冷却装置１を上下反転した場合は、冷媒槽３の上部に下側放熱部５が配置される。これにより、常に冷媒槽３内の冷媒液面より上方に上側放熱部４または下側放熱部５が配置されるので、沸騰冷却装置１を上下反転して使用しても必要な放熱性能を確保することができる。
また、上側放熱部４と下側放熱部５とを連結管１１で連結しているので、上側放熱部４で凝縮した液冷媒を下側放熱部５で更に冷却することができ、上側放熱部４だけで必要な放熱性能を確保する必要がない。言い換えると、上側放熱部４と下側放熱部５とを連結していない場合は、下側放熱部５が殆ど放熱性能に寄与できないため、上側放熱部４だけで必要な放熱性能を確保する必要がある。その結果、本実施例の構成によれば、各放熱部４、５の大きさ（放熱面積の大きさ）を小さく設計することができ、放熱部４、５の大きさに制約がある場合でも必要な放熱性能を確保できる。
【００２２】
（第２実施例）
図４は沸騰冷却装置１の正面図である。
本実施例の沸騰冷却装置１は、第１実施例と構成は略同じであるが、上部の放熱部（正常に設置した場合は上側放熱部４、上下反転して設置した場合は下側放熱部５）で凝縮した液冷媒を連結管１１へ流れやすくするために、冷媒槽３に対して上側放熱部４及び下側放熱部５を傾斜して取り付けた一例を示す。
上側放熱部４は、一方のヘッダ４ａより他方のヘッダ４ｂの方が若干低い位置に設けられ、両ヘッダ４ａ、４ｂを連通する放熱チューブ４ｃが一方のヘッダ４ａから他方のヘッダ４ｂへ向かって斜め下方に傾斜している。
下側放熱部５は、一方のヘッダ５ａより他方のヘッダ５ｂの方が若干高い位置に設けられ、両ヘッダ５ａ、５ｂを連通する放熱チューブ５ｃが一方のヘッダ５ａから他方のヘッダ５ｂへ向かって斜め上方に傾斜している。
上記の構成により、上側放熱部４で凝縮した液冷媒は、放熱チューブ４ｃを他方のヘッダ４ｂへ向かって流れ、他方のヘッダ４ｂから連結管１１へ流れやすくなる。また、沸騰冷却装置１を上下反転した場合は、下側放熱部５の一方のヘッダ５ａより他方のヘッダ５ｂの方が若干低くなるので、凝縮した液冷媒が他方のヘッダ５ｂから連結管１１へ流れやすくなる。
【００２３】
（第３実施例）
図５（ａ）は沸騰冷却装置１の正面図、（ｂ）は冷媒槽３の内部構造を示す平面図であり、冷媒の流れを図中に矢印で示す。
本実施例は、冷媒槽３に対して下側放熱部５の左右方向（両ヘッダ５ａ、５ｂの位置）を反対に配置した一例を示すものである。即ち、図５（ａ）に示すように、一方のヘッダ５ａを左側（上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂの下方）に配置し、他方のヘッダ５ｂを右側（上側放熱部４の一方のヘッダ４ａの下方）に配置している。下側放熱部５の両ヘッダ５ａ、５ｂを左右反対に配置したことにより、連結管１１は、上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂと下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂとを斜めに連結している。
また、下側放熱部５のヘッダ５ａ、５ｂが接続される下側ヘッダ接続部９、１０は、図５（ｂ）に示すように、一方の下側ヘッダ接続部９と他方の下側ヘッダ接続部１０とが第１実施例と左右反対側に設けられている。
【００２４】
（第４実施例）
図６は沸騰冷却装置１の正面図である。
本実施例の沸騰冷却装置１は、第３実施例と構成は略同じであるが、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連結管１１へ流れやすくするため、冷媒槽３に対して上側放熱部４及び下側放熱部５を傾斜して取り付けた一例を示す。
この構成により、沸騰冷却装置１を正常に設置した場合、及び上下反転して設置した場合でも、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連結管１１へ流れやすくできる。
【００２５】
（第５実施例）
図７（ａ）は沸騰冷却装置１の正面図、（ｂ）は冷媒槽３の内部構造を示す平面図であり、冷媒の流れを図中に矢印で示す。
本実施例は、上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂと下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂとを連通する連通路１３を冷媒槽３の内部に設けた一例を示すものである。
この場合、冷媒槽３の外部では、図７（ａ）に示すように、上側放熱部４と下側放熱部５とを連結する連結管は存在していない。
連通路１３は、図７（ｂ）に示すように、冷媒槽３の内部で他方の上側ヘッダ接続部８と他方の下側ヘッダ接続部１０とを連通して設けられている。これにより、他方の上側ヘッダ接続部８に接続される上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂと他方の下側ヘッダ接続部１０に接続される下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂとが連通路１３を通じて連通される。
沸騰冷却装置１の機能は、連結管を使用する第１実施例と同等である。
【００２６】
（第６実施例）
図８（ａ）は沸騰冷却装置１の正面図、（ｂ）は冷媒槽３の内部構造を示す平面図であり、冷媒の流れを図中に矢印で示す。
本実施例は、第５実施例と同様に、上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂと下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂとを連通する連通路１３を冷媒槽３の内部に設け、且つ連通路１３と沸騰空間６との間に断熱層１４を設けた一例を示すものである。
この場合、冷媒槽３の外部では、図８（ａ）に示すように、上側放熱部４と下側放熱部５とを連結する連結管は存在していない。
【００２７】
断熱層１４は、図８（ｂ）に示すように、連通路１３と沸騰空間６との間に通路状に設けられている。冷媒槽３の内部に連通路１３を設けると、沸騰空間６からの伝熱により連通路１３を流れる凝縮液が再沸騰して連通路１３を逆流する可能性がある。そこで、連通路１３と沸騰空間６との間に断熱層１４を設けることで、連通路１３を流れる凝縮液が再沸騰して逆流することを防止できる。なお、断熱層１４としては、熱伝達率の小さい物質で構成されていれば断熱効果を発揮できるので、通路状の空間を設けて、その内部が空気で埋められていれば良い。あるいは空間内部を真空にすれば更に断熱効果を大きくできる。
【００２８】
（第７実施例）
図９は沸騰冷却装置１の正面図である。
本実施例の沸騰冷却装置１は、第５実施例または第６実施例と同様に、冷媒槽３の内部に連通路１３を設けた構成であるが、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連通路１３へ流れやすくするため、冷媒槽３に対して上側放熱部４及び下側放熱部５を傾斜して取り付けた一例を示す。
この構成により、沸騰冷却装置１を正常に設置した場合、及び上下反転して設置した場合でも、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連通路１３へ流れやすくできる。
【００２９】
（第８実施例）
図１０（ａ）は沸騰冷却装置１の正面図、（ｂ）は冷媒槽３の内部構造を示す平面図であり、冷媒の流れを図中に矢印で示す。
本実施例は、上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂと下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂを一体化した一例を示すものである。
上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂと下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂは、図１０（ａ）に示すように、一体化された共通ヘッダ１５によって構成される。
冷媒槽３の内部では、図１０（ｂ）に示すように、他方の上側ヘッダ接続部８と他方の下側ヘッダ接続部１０とが一体化された共通ヘッダ接続部１６によって構成され、この共通ヘッダ接続部１６に上記の共通ヘッダ１５が挿入される。
本実施例では、上述の連結管１１あるいは連通路１３の機能を共通ヘッダ１５が有していることになる。
【００３０】
（第９実施例）
図１１（ａ）は沸騰冷却装置１の正面図、（ｂ）は冷媒槽３の内部構造を示す平面図であり、冷媒の流れを図中に矢印で示す。
本実施例は、上側放熱部４と下側放熱部５とを一体化した一例を示すものである。
上側放熱部４と下側放熱部５は、図１１（ａ）に示すように、一体化された共通放熱部１７を略コの字状に曲げて構成される。その共通放熱部１７の冷媒液面より上方にある部分を上側放熱部４として使用し、冷媒液面より下方にある部分を下側放熱部５として使用することができる。
この場合、上側放熱部４及び下側放熱部５ともに、他方のヘッダ４ｂ、５ｂが不要となるため、冷媒槽３の内部では、図１１（ｂ）に示すように、一方の上側ヘッダ接続部７及び一方の下側ヘッダ接続部９だけが設けられている。
【００３１】
（第１０実施例）
図１２は沸騰冷却装置１の側面図である。
本実施例は、図１２に示すように、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連結管１１へ流れやすくするため、冷媒槽３に対して上側放熱部４及び下側放熱部５を傾斜して取り付けた一例である。
上側放熱部４は、冷媒槽３に対して、冷媒槽３から遠ざかる先端側を若干下方へ傾けて取り付けている。
下側放熱部５は、冷媒槽３に対して、冷媒槽３から遠ざかる先端側を若干上方へ傾けて取り付けている。
連結管１１は、上側放熱部４の他方のヘッダの最下端部と下側放熱部５の他方のヘッダの最上端部とを連結している。
この構成により、沸騰冷却装置１を正常に設置した場合、及び上下反転して設置した場合でも、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連結管１１へ流れやすくできる。
【００３２】
（第１１実施例）
図１３は沸騰冷却装置１の側面図である。
本実施例は、図１３に示すように、冷媒槽３の内部に上側放熱部４と下側放熱部５とを連通する連通路１３を設け、且つ上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連通路１３へ流れやすくするため、冷媒槽３に対して上側放熱部４及び下側放熱部５を傾斜して取り付けた一例を示す。
上側放熱部４は、冷媒槽３に対して、冷媒槽３から遠ざかる先端側を若干上方へ傾けて取り付けている。
下側放熱部５は、冷媒槽３に対して、冷媒槽３から遠ざかる先端側を若干下方へ傾けて取り付けている。
連通路１３は、冷媒槽３の内部で他方の上側ヘッダ接続部（上側放熱部４の他方のヘッダの最下端部）と他方の下側ヘッダ接続部（下側放熱部５の他方のヘッダの最上端部）とを連通している。
この構成により、沸騰冷却装置１を正常に設置した場合、及び上下反転して設置した場合でも、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連通路１３へ流れやすくできる。
【００３３】
（第１２実施例）
図１４は沸騰冷却装置１の側面図である。
本実施例は、図１４に示すように、冷媒槽３の内部に上側放熱部４と下側放熱部５とを連通する連通路１３を設け、且つ上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連通路１３へ流れやすくするため、上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂ及び下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂの底面を傾斜した一例を示す。
上側放熱部４は、他方のヘッダ４ｂの底面４ｅが冷媒槽３に近づく程、低くなるように傾斜している。
下側放熱部５は、他方のヘッダ４ｂの底面５ｅが冷媒槽３に近づく程、高くなるように傾斜している。
連通路１３は、冷媒槽３の内部で他方の上側ヘッダ接続部（上側放熱部４の他方のヘッダ４ｂの最下端部）と他方の下側ヘッダ接続部（下側放熱部５の他方のヘッダ５ｂの最上端部）とを連通している。
この構成により、沸騰冷却装置１を正常に設置した場合、及び上下反転して設置した場合でも、上部の放熱部４または放熱部５で凝縮した液冷媒を連結管１１へ流れやすくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】沸騰冷却装置の斜視図である（第１実施例）。
【図２】沸騰冷却装置の正面図（ａ）と冷媒槽の内部構造を示す平面図（ｂ）である（第１実施例）。
【図３】冷媒の流れを示す沸騰冷却装置の斜視図である（第１実施例）。
【図４】沸騰冷却装置の正面図である（第２実施例）。
【図５】沸騰冷却装置の正面図（ａ）と冷媒槽の内部構造を示す平面図（ｂ）である（第３実施例）。
【図６】沸騰冷却装置の正面図である（第４実施例）。
【図７】沸騰冷却装置の正面図（ａ）と冷媒槽の内部構造を示す平面図（ｂ）である（第５実施例）。
【図８】沸騰冷却装置の正面図（ａ）と冷媒槽の内部構造を示す平面図（ｂ）である（第６実施例）。
【図９】沸騰冷却装置の正面図である（第７実施例）。
【図１０】沸騰冷却装置の正面図（ａ）と冷媒槽の内部構造を示す平面図（ｂ）である（第８実施例）。
【図１１】沸騰冷却装置の正面図（ａ）と冷媒槽の内部構造を示す平面図（ｂ）である（第９実施例）。
【図１２】沸騰冷却装置の側面図である（第１０実施例）。
【図１３】沸騰冷却装置の側面図である（第１１実施例）。
【図１４】沸騰冷却装置の側面図である（第１２実施例）。
【符号の説明】
１沸騰冷却装置
２発熱体
３冷媒槽
４上側放熱部（上部側の放熱部）
５下側放熱部（下部側の放熱部）
６沸騰空間
１１連結管（連通路）
１３連通路

Claims

内部に液冷媒を貯留し、この液冷媒が発熱体の熱を受けて沸騰する沸騰空間を形成する冷媒槽と、
この冷媒槽で前記発熱体の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気を外部流体との熱交換によって凝縮させる放熱器とを備える沸騰冷却装置であって、
前記放熱器は、前記冷媒槽内の冷媒液面より上部側と下部側とにそれぞれ前記沸騰空間に連通する放熱部を有するとともに、前記上部側の放熱部と前記下部側の放熱部とを連通する連通路を具備し、前記上部側の放熱部で凝縮した液冷媒が前記連通路を通って前記下部側の放熱部へ導入され、その下部側の放熱部で更に冷却されて前記沸騰空間へ戻るように構成されていることを特徴とする沸騰冷却装置。
前記連通路が前記冷媒槽の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載した沸騰冷却装置。
前記放熱部は、前記冷媒槽の上部側に配置される時に、内部で凝縮した液冷媒が前記連通路へ流れやすいように傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載した沸騰冷却装置。
請求項３に記載した沸騰冷却装置において、
前記連通路は、前記上部側の放熱部の最下端部と前記下部側の放熱部の最上端部とを結んで設けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。
前記放熱部は、前記連通路が接続されるヘッダを有し、前記冷媒槽の上部側に配置される時に、前記ヘッダ内に溜まった凝縮液が前記連通路へ流れやすいように、前記ヘッダの底面が傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載した沸騰冷却装置。
前記上部側の放熱部と前記下部側の放熱部は、それぞれ前記冷媒槽に接続される一組のヘッダを有し、共に一方のヘッダを一体化して、そのヘッダ内部を前記連通路とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載した沸騰冷却装置。
前記放熱器は、前記上部側の放熱部と前記下部側の放熱部とを一体に構成していることを特徴とする請求項１に記載した沸騰冷却装置。