JP6926325B2 - ヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートシンクの分野に関する。
ヒートシンクは、他の装置によって生成された熱を流動媒体に伝達する物理的な構造物であり、流動媒体はその後、装置から離れるように案内される。
本発明の実施形態は、特に工業環境での使用について、トポロジー最適化によって可能になる新しい冷却の解決策を提示する。
上述のように、ヒートシンクは、他の装置によって生成された熱を液体媒体(以降では「冷却液」とも呼ばれる)に伝達する物理的な構造物であり、液体媒体はその後、装置から離れるように案内される。液体冷却プレートは基本的に、液体冷却液が流れるヒートシンクである。伝熱は、液体冷却プレートの流路を通過する冷却液の流動特性(たとえば、流れが層流であるか乱流であるか)の影響を受けるが、これは、流路の形状、冷却液の性質および流量によって決まる。効率的な伝熱は、冷却液における対流によって得られる。
ヒートシンク100は、複数の流体流路が設けられた、実質的に平面状で中実のスラブを備える。複数の流体流路は、冷却液をスラブの入口110から出口120に運ぶように形成されている。本実施形態では、スラブは、非通過性の縁によって周囲の境界がつけられており、入口110および出口120はそれぞれ、当該縁における中断であり、それを通過して冷却液がヒートシンク100に入るまたはヒートシンク100から離れる。入口110および出口120がスラブ101の両側に配置されているため、冷却液は基本的に、スラブを左から右へと進む。
ヒートシンク100は、複数の流体流路が設けられた、実質的に平面状で中実のスラブ101を備える。複数の流体流路は、スラブの入口110から出口120に冷却液を運ぶように形成されている。本実施形態では、スラブは非透過性の縁によって周囲の境界をつけられており、入口110および出口120は、スラブ101の周囲に設けられており、流体輸送管などのための取付け地点が設けられている。入口110および出口120が スラブ101の両側に配置されているため、冷却液は基本的に、スラブを左から右へと進む。
ヒートシンク100は、複数の流体流路が設けられた、実質的に平面状の中実のスラブ101を備える。複数の流体流路は、スラブの入口110から出口120に冷却液を運ぶように形成されている。本実施形態では、スラブは、非透過性の縁によって周囲の境界がつけられており、入口110および出口120は、スラブ101の周囲に設けられており、スラブには、流体輸送管などのための取付け地点が設けられている。入口110および出口120がスラブ101の同じ側に配置されているため、冷却液は基本的に、スラブを通過してUターンする。
本発明に係るヒートシンク上で観察される圧力損失は、先行技術に係るヒートシンク上で観察される圧力損失よりもほぼ1桁低く、この相違は、より良好な冷却を行うためにより小さな(安価な)冷却液ポンプを使用可能であるということを表すため、重要な技術経済的利益を有する。
Claims (8)
- ヒートシンク(100)であって、実質的に平面状のスラブ(101)を備え、複数の流体流路が設けられ、前記複数の流体流路は、前記スラブの入口(110)から出口(120)に冷却液を運ぶように形成され、
前記複数の流体流路は、少なくとも複数のブリッジング流路(31〜34、36〜37)によって相互接続された少なくとも2つの主流路(10、20)を含み、前記複数のブリッジング流路は、前記ブリッジング流路(31〜34、36〜37)の前記主流路(10、20)へのそれぞれの取付け点の間でさらに分岐しておらず、
前記ブリッジング流路(31〜34、36〜37)は、その横断面が流れ方向に局所的に増加し、
前記ブリッジング流路(31〜34、36〜37)は、前記横断面が局所的に増加する箇所の下流で、前記横断面が前記流れ方向に局所的に減少する、ヒートシンク。 - 前記主流路(10、20)は、前記流れ方向に前記ヒートシンク(100)の外寸の長さの少なくとも1/3の長さの、実質的に直線状に延びる部分を含む、請求項1に記載のヒートシンク(100)。
- 前記横断面の局所的な増加は、前記ブリッジング流路(31〜37)のそれぞれの上流側の端部に位置する、前記主流路(10)のうちの1つの側部との接続点から始まる、請求項1または2に記載のヒートシンク(100)。
- 前記流体流路間に残る前記スラブの部分は、複数の対称軸を呈さない島を形成し、異なる島形状が生じる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のヒートシンク(100)。
- 前記入口(110)および/または前記出口(120)は、前記スラブ(101)の周囲に設けられている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のヒートシンク(100)。
- 前記複数の流体流路は、共通の最小幅を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のヒートシンク(100)。
- 前記実質的に平面状のスラブ(101)は、蓋を有する主面のうちの1つの表面上に設けられており、前記蓋は、前記複数の流体流路の間に存在するスラブ材料と係合する接続手段によって固定されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のヒートシンク(100)。
- 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のヒートシンク(100)の製造方法であって、
ある量の原材料を実質的に平面状のスラブ(101)の大きさに切断することと、
前記複数の流体流路が少なくとも複数のブリッジング流路(31〜37)によって相互接続された少なくとも2つの主流路(10、20)を含むように、かつ、前記ブリッジング流路が流れ方向に局所的に増加する断面を有するように、前記実質的に平面状で中実のスラブの全厚さよりも小さな深さまで、前記複数の流体流路を前記実質的に平面状で中実のスラブ内に加工することと、
実質的に平面状の蓋を、加工された前記スラブ(101)上に配置することとを備える、方法。
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