JP7229195B2

JP7229195B2 - 発熱素子冷却装置

Info

Publication number: JP7229195B2
Application number: JP2020040862A
Authority: JP
Inventors: 琢視井上; 章裕長瀬; 啓太酒井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2023-02-27
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: JP2021144978A

Description

本開示は、発熱素子を冷却する発熱素子冷却装置に関する。

コンピュータの中央処理装置、グラフィックカード、パワーサプライなどのコンピュータ電子素子、通信中継器などの増幅器、または音響機器などの電子素子は、動作中に熱が発生する。このような電子素子は、過度に熱を受けると、誤作動を起こすかまたは隣接製品に影響を与える。したがって、このような電子機器においては、電子素子を放熱冷却するための冷却装置を使用する。

特許文献１には、流入口及び流出口を有し、吸熱流体が流動できる複数の流路を備える胴体と、流入口から遠くなるほど断面積が狭くなるように設けられる流入案内部と、流入口から遠くなるほど断面積が狭くなるように設けられる流出案内部を備える電子素子用ヒートシンク装置が示されている。

特開２００６－２９５１７８号公報

特許文献１では、流入案内部および流出案内部は、断面積が連続的に狭くなっているため、流入案内部および流出案内部での圧力損失が大きくなる。また、発熱素子が冷却装置の面上に離散的に存在する場合、流入案内部での連続的な断面積の縮小により、発熱体の直下でない流路にまで冷媒を流入させるため、複数の発熱素子の直下に均等に冷媒を流入させることができないという問題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、入口側ヘッダー部および出口側ヘッダー部での圧力損失を低減し、離散配置された複数の発熱素子を均等に効率よく冷却することができる発熱素子冷却装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、離散配置された複数の発熱素子が搭載される発熱素子冷却装置であって、複数の発熱素子が搭載される搭載面と、内部に冷媒が流れる冷媒流路とを有する筐体を備える。冷媒流路は、冷媒入口から冷媒が第１方向に沿って流れる入口側ヘッダー部と、搭載面に沿って第１方向に交差する第２方向に冷媒が流れる複数の流路を有する冷却部と、冷却部を挟んで入口側ヘッダー部と対向するように設けられ、複数の流路から流入した冷媒を第１方向に沿って冷媒出口へ流出する出口側ヘッダー部とを備える。入口側ヘッダー部は、第１方向に垂直な面の断面積である第１断面積が冷媒入口から遠くなるほど連続的に小さくなる複数の第１区間と、第１区間よりも第１断面積の変化が小さい第２区間とを有する。出口側ヘッダー部は、第１方向に垂直な面の断面積である第２断面積が冷媒出口から遠くなるほど連続的に小さくなる複数の第３区間であって、複数の流路を挟んで複数の第１区間に対向するように設けられる複数の第３区間と、第３区間よりも第２断面積の変化が小さい第４区間であって、複数の流路を挟んで第２区間に対向するように設けられる第４区間とを有する。搭載面のうちの第１区間と第３区間とを結ぶ複数の流路の上に発熱素子が搭載されている。

本開示によれば、入口側ヘッダー部および出口側ヘッダー部での圧力損失を低減し、離散配置された複数の発熱素子を均等に効率よく冷却することができるという効果を奏する。

実施の形態１の発熱素子冷却装置を示す斜視図実施の形態１の発熱素子冷却装置の断面図実施の形態２の発熱素子冷却装置の断面図実施の形態３の発熱素子冷却装置を示す斜視図実施の形態３の発熱素子冷却装置の断面図実施の形態４の発熱素子冷却装置の断面図実施の形態４の発熱素子冷却装置の各流路の入口側を示す断面図実施の形態４の発熱素子冷却装置の各流路の出口側を示す断面図実施の形態５の発熱素子冷却装置の各流路の出口側を示す断面図実施の形態６の発熱素子冷却装置の入口側ヘッダー部の断面図

以下に、実施の形態にかかる発熱素子冷却装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる発熱素子冷却装置を示した斜視図であり、図２は図１に示された発熱素子冷却装置のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。発熱素子冷却装置は、離散配置された複数の発熱素子５からの熱を放熱して冷却する。実施の形態１では、発熱素子５として６個の発熱素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを例示している。実施の形態１では、発熱素子５は、半導体素子である。以下、発熱素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを、便宜上、発熱素子５として表現する場合もある。

発熱素子冷却装置は、長尺形状の筐体１を有する。筐体１は、複数の発熱素子５が搭載される搭載面１０を有する。複数の発熱素子５は、筐体１の搭載面１０に直接または絶縁基板を介して接合されている。図２では、筐体１の搭載面１０に搭載されている発熱素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを破線で示している。筐体１の内部には、冷媒が流れる冷媒流路が形成されている。冷媒流路を含む筐体１を３Ｄプリンタによって製造してもよい。なお筐体１を構成する材料は、発熱素子５から発せられた熱を伝導し、冷媒へ放熱するために、熱伝導率が高い物質が好ましく、例えばアルミニウムを使用することができる。冷媒としては、例えば水、水にエチレングリコール等を加えたいわゆる不凍液などを使用することができる。

冷媒流路は、入口側ヘッダー部２０と、冷媒入口２１と、出口側ヘッダー部３０と、冷媒出口３１と、冷却部４０とを備える。冷媒流路は、冷媒入口２１および冷媒出口３１を除いて密閉された構造になっている。冷却部４０は、平行に等間隔に配置された複数のフィン４１を有し、複数のフィン４１間には、入口側ヘッダー部２０と出口側ヘッダー部３０とを連通する複数の流路４２が形成されている。流路４２の断面形状は、円形、長方形などの任意の形状を採用してもよい。

入口側ヘッダー部２０での冷媒の主流の流れ方向を第１方向とする。入口側ヘッダー部２０は、第１方向に垂直な面の断面積が冷媒入口２１から遠くなるほど小さくなる複数の第１の漸減区間２０ａと、第１の漸減区間２０ａより第１方向に垂直な面の断面積の変化が小さい第２の漸減区間２０ｂとを有する。図２では、２つの第１の漸減区間２０ａが示されている。複数の第１の漸減区間２０ａは間欠的に形成され、第１の漸減区間２０ａの間に第２の漸減区間２０ｂが設けられている。図２では、第２の漸減区間２０ｂは、第１方向に垂直な面の断面積が一定としている。複数の第１の漸減区間２０ａにおける断面積の変化は同じであってもよいし、異なっていてもよい。図２の場合、入口側ヘッダー部２０の断面積は、冷媒入口２１に近い方の第１の漸減区間２０ａにおいて、冷媒入口２１と同じ断面積から下流に進むに従って小さくなり、第２の漸減区間２０ｂにおいて、一定の断面積を維持し、冷媒入口２１に遠い方の第１の漸減区間２０ａにおいて、第２の漸減区間２０ｂと同じ断面積から下流に進むにしたがって小さくなる。図２の場合は、筐体１の側壁の肉厚を調整することで、入口側ヘッダー部２０の断面積を調整している。第１の漸減区間２０ａが請求項１の第１区間に対応し、第２の漸減区間２０ｂが請求項１の第２区間に対応する。

出口側ヘッダー部３０では、入口側ヘッダー部２０と同様、冷媒の主流が第１方向に流れる。出口側ヘッダー部３０は、第１方向に垂直な面の断面積が冷媒出口３１から遠くなるほど小さくなる複数の第３の漸減区間３０ａと、第３の漸減区間３０ａより第１方向に垂直な面の断面積の変化が小さい第４の漸減区間３０ｂとを有する。図２では、２つの第３の漸減区間３０ａが示されている。複数の第３の漸減区間３０ａは間欠的に形成され、第３の漸減区間３０ａの間に第４の漸減区間３０ｂが設けられている。図２では、第４の漸減区間３０ｂは、第１方向に垂直な面の断面積が一定としている。複数の第３の漸減区間３０ａにおける断面積の変化は同じであってもよいし、異なっていてもよい。図２の場合、出口側ヘッダー部３０の断面積は、冷媒出口３１に近い方の第３の漸減区間３０ａにおいて、冷媒出口３１と同じ断面積から上流に進むに従って小さくなり、第４の漸減区間３０ｂにおいて、一定の断面積を維持し、冷媒出口３１に遠い方の第３の漸減区間３０ａにおいて、第４の漸減区間３０ｂと同じ断面積から上流に進むにしたがって小さくなる。図２の場合は、筐体１の側壁の肉厚を調整することで、出口側ヘッダー部３０の断面積を調整している。第３の漸減区間３０ａが請求項１の第３区間に対応し、第４の漸減区間３０ｂが請求項１の第４区間に対応する。

以下の説明において、単に断面積と言う場合、断面積とは第１方向に垂直な面の断面積のことを言うものとする。

入口側ヘッダー部２０と出口側ヘッダー部３０とは、冷却部４０を挟んで対向するように設けられている。複数の第１の漸減区間２０ａと、複数の第３の漸減区間３０ａとは、冷却部４０を挟んで対向するように設けられ、複数の第２の漸減区間２０ｂと、複数の第４の漸減区間３０ｂとは、冷却部４０を挟んで対向するように設けられている。

冷却部４０の複数の流路４２を流れる冷媒の方向を第２方向とする。第２方向は、第１方向に交差している。図２の場合は、第２方向は第１方向に直交している。なお、第２方向は、筐体１の搭載面１０に垂直な方向であってもよい。

筐体１と、筐体１の内部に形成された入口側ヘッダー部２０、出口側ヘッダー部３０および冷却部４０とは、一体型であり、冷却部４０の複数の流路４２と筐体１の底面との間には隙間がないことが好ましい。例えば筐体１の底面と流路４２との間に隙間がある場合、隙間での流路抵抗が低くなり、冷媒が隙間を流動するため、各流路４２での冷媒の流速が低下し、冷却装置としての性能を損なう可能性がある。

このような冷媒流路を有する発熱素子冷却装置においては、冷却部４０の複数の流路４２に冷媒を通過させるとともに、発熱素子５で発生した熱を筐体１に伝達し、筐体１の内部に設けた複数の流路４２の壁面から冷媒中に放熱を行う。発熱素子５ａ、５ｂ、５ｅ、５ｆは、冷却部４０における、入口側ヘッダー部２０の第１の漸減区間２０ａと出口側ヘッダー部３０の第３の漸減区間３０ａとを結ぶ流路４２上に搭載されている。

実施の形態１では、入口側ヘッダー部２０の２つの第１の漸減区間２０ａの間に、第１の漸減区間２０ａより断面積の変化が小さい第２の漸減区間２０ｂを設け、出口側ヘッダー部３０の２つの第３の漸減区間３０ａの間に、第３の漸減区間３０ａより断面積の変化が小さい第４の漸減区間３０ｂを設けているので、入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０での圧力損失を抑えることができる。このため、離散配置された複数の発熱素子５を均等に効率よく冷却することが可能となる。

実施の形態２．
図３は実施の形態２の発熱素子冷却装置を示した断面図であり、図３は図１に示された発熱素子冷却装置のＩＩ－ＩＩ線に沿った概念的な断面図である。

実施の形態２においては、入口側ヘッダー部２０と出口側ヘッダー部３０の構成は図２に示した実施の形態１と同様であるが、冷却部６０の構成が、図２の冷却部４０と異なっている。実施の形態２の発熱素子冷却装置においても、複数の発熱素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆが搭載される搭載面１０を有する筐体１を備える。

冷却部６０は、第１フィン部６１と、第１流路閉塞部６２と、第２フィン部６３と、第２流路閉塞部６４と、第３フィン部６５とを有する。第１フィン部６１と、第２フィン部６３と、第３フィン部６５は、間欠的に設けられ、これらの間に、第１流路閉塞部６２および第２流路閉塞部６４が設けられている。第１フィン部６１、第２フィン部６３、および第３フィン部６５は、夫々、平行に等間隔に配置された複数のフィン４１を有し、複数のフィン４１間には、入口側ヘッダー部２０と出口側ヘッダー部３０とを連通する複数の流路４２が形成されている。第１流路閉塞部６２および第２流路閉塞部６４には、流路が形成されていない。すなわち、第１流路閉塞部６２および第２流路閉塞部６４は、材料が充填されていて、流路が閉塞されている。例えば、第１フィン部６１が、請求項４の第１並列流路部に対応し、第３フィン部６５が請求項４の第２並列流路部に対応し、第１流路閉塞部６２が請求項４の流路閉塞部に対応する。

筐体１の搭載面１０における第１フィン部６１の上には、発熱素子５ａ、５ｂが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第２フィン部６３の上には、発熱素子５ｃ、５ｄが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第３フィン部６５の上には、発熱素子５ｅ、５ｆが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第１流路閉塞部６２の上には、発熱素子は搭載されていない。筐体１の搭載面１０における第２流路閉塞部６４の上には、発熱素子は搭載されていない。すなわち、実施の形態２では、複数のフィン４１が形成されている第１フィン部６１、第２フィン部６３、および第３フィン部６５は、発熱素子５の直下にのみ形成されている。

このように実施の形態２では、発熱素子５の直下にのみに冷媒を流すことができるため、発熱素子５から発せられた熱を効率的に放熱できるとともに、冷媒流路での圧力損失を低減することができる。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３にかかる発熱素子冷却装置を示した斜視図であり、図５は図４に示された発熱素子冷却装置のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。図４に示すように、筐体１の搭載面１０には、８つの発熱素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈが離散配置されている。

実施の形態３においては、入口側ヘッダー部２０は、第１方向に垂直な面の断面積が冷媒入口２１から遠くなるほど小さくなる４つの第１の漸減区間２０ａと、断面積が変化しない３つの第２の漸減区間２０ｂとを有する。入口側ヘッダー部２０の断面積は、３つの第２の漸減区間２０ｂでの断面積一定区間を経由しながら、冷媒入口２１での最大断面積から下流に進むに従って徐々に小さくなる。

出口側ヘッダー部３０は、第１方向に垂直な面の断面積が冷媒入口２１から遠くなるほど小さくなる複数（４つ）の第３の漸減区間３０ａと、断面積が変化しない複数（３つ）の第４の漸減区間３０ｂとを有する。出口側ヘッダー部３０の断面積は、３つの第４の漸減区間３０ｂでの断面積一定区間を経由しながら、冷媒出口３１での最大断面積から上流に進むに従って徐々に小さくなる。

冷却部７０は、第１フィン部７１と、第１流路閉塞部７２と、第２フィン部７３と、第２流路閉塞部７４と、第３フィン部７５と、第３流路閉塞部７６と、第４フィン部７７とを有する。第１フィン部７１と、第２フィン部７３と、第３フィン部７５と、第４フィン部７７とは、間欠的に設けられ、これらの間に、第１流路閉塞部７２、第２流路閉塞部７４、および第３流路閉塞部７６が設けられている。第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７は、夫々、平行に等間隔に配置された複数のフィン４１を有し、複数のフィン４１間には、入口側ヘッダー部２０と出口側ヘッダー部３０とを連通する複数の流路４２が形成されている。第１流路閉塞部７２、第２流路閉塞部７４、および第３流路閉塞部７６には、流路が形成されていない。すなわち、第１流路閉塞部７２、第２流路閉塞部７４および第３流路閉塞部７６は、材料が充填されていて、流路が閉塞されている。例えば、第１フィン部７１が、請求項４の第１並列流路部に対応し、第２フィン部７３が請求項４の第２並列流路部に対応し、第１流路閉塞部７２が請求項４の流路閉塞部に対応する。

筐体１の搭載面１０における第１フィン部７１の上には、発熱素子５ａ、５ｂが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第２フィン部７３の上には、発熱素子５ｃ、５ｄが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第３フィン部７５の上には、発熱素子５ｅ、５ｆが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第４フィン部７７の上には、発熱素子５ｇ、５ｈが搭載されている。筐体１の搭載面１０における第１流路閉塞部７２の上には、発熱素子は搭載されていない。筐体１の搭載面１０における第２流路閉塞部７４の上には、発熱素子は搭載されていない。筐体１の搭載面１０における第３流路閉塞部７６の上には、発熱素子は搭載されていない。

このように実施の形態３では、複数のフィン４１が形成されている第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７は、発熱素子５の直下にのみ形成されている。また、第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７は、入口側ヘッダー部２０における断面積が変化する第１の漸減区間２０ａと、出口側ヘッダー部３０における断面積が変化する第３の漸減区間３０ａとの間に設けられている。別言すれば、第１流路閉塞部７２、第２流路閉塞部７４および第３流路閉塞部７６は、入口側ヘッダー部２０における断面積が変化しない第２の漸減区間２０ｂと、出口側ヘッダー部３０における断面積が変化しない第４の漸減区間３０ｂとの間に設けられている。すなわち、実施の形態３では、冷却部７０における各フィン部（第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７）の配置に対応するように断面積が変化する第１の漸減区間２０ａおよび第３の漸減区間３０ａが配置され、冷却部７０における各流路閉塞部（第１流路閉塞部７２、第２流路閉塞部７４および第３流路閉塞部７６）の配置に対応するように断面積が変化しない第２の漸減区間２０ｂおよび第４の漸減区間３０ｂが配置されている。

また、各フィン部（第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７）の両側に位置する第１の漸減区間２０ａと第３の漸減区間３０ａとの断面積の和が、第１方向のどの位置に関しても同じとなるように、入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０の断面積変化が設定されている。図５の場合は、図１と同様、筐体１の側壁の肉厚を調整することで、入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０の断面積を調整しているので、第１の漸減区間２０ａと第３の漸減区間３０ａとの断面積の和が同一となるように、第１の漸減区間２０ａを形成する内壁面の勾配および第３の漸減区間３０ａを形成する内壁面の勾配が形成されている。

このような構造を有しているので、第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７のどの位置においても冷媒の流量分布が均一化され、各フィン部間で流路４２を流れる冷媒流量を均一にすることができる。また、第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７の上部には、発熱素子５が搭載されているので、各フィン部で発熱素子５から同量の熱を吸収して放熱させることができ、第１方向に沿って並ぶ複数の発熱素子間で均一な温度を維持できるようになる。

また、実施の形態３では、実施の形態２と同様、発熱素子５の直下にのみに冷媒を流すことができるため、発熱素子５から発せられた熱を効率的に放熱できるとともに、冷媒流路での圧力損失を低減することができる。

実施の形態４.
図６～図８にしたがって実施の形態４について説明する。実施の形態４は、図４および図５に示した実施の形態３の発熱素子冷却装置における冷却部７０の各流路４２を流れる冷媒の方向である第２方向に沿った形状に関する。図６は図４の発熱素子冷却装置のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図７は、図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った筐体の断面図である。図８は、図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図７は、各流路４２の流路入口を示しており、図８は、各流路４２の流路出口を示している。

冷却部７０の各フィン部（第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７）の各流路４２の流路断面積は、入口側ヘッダー部２０から出口側ヘッダー部３０に向かうに従って徐々に小さくなるよう、各流路４２を構成する少なくとも一つの内壁面に勾配を備えている。

実施の形態４によれば、冷却部７０の各流路４２の流路断面積が入口側ヘッダー部２０から出口側ヘッダー部３０に向かうに従って徐々に小さくなるようになっているので、出口側ヘッダー部３０に向かうに従って流速が速くなる。このため、発熱素子５が第２方向に複数配置されている場合でも、出口側ヘッダー部３０側に位置する発熱素子５の冷却効果を高めて温度上昇を抑えることができる。したがって、第２方向に複数配置された発熱素子５の温度分布のばらつきを抑えて、発熱素子５の寿命及び信頼性を向上することが可能である。

実施の形態５．
図９にしたがって実施の形態５について説明する。図９は実施の形態５の発熱素子冷却装置を示す図である。図９は、図５の発熱素子冷却装置のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。すなわち、図９は各流路４２の流路出口を示している。実施の形態５では、各流路４２の流路出口の断面積は、図９に示されるように、第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７毎に異なっている。実施の形態５において、各流路４２の流路入口の断面積は、図７に示されるように、同じであるとする。

実施の形態５では、各流路４２の流路断面積の第２方向についての漸減勾配が、フィン部毎に異なっている。図９の場合は、第１フィン部７１、第２フィン部７３、第３フィン部７５、および第４フィン部７７の順に、各流路４２の流路断面積の第２方向についての漸減勾配が、大きくなっている。このような構成の発熱素子冷却装置では、搭載面１０上に搭載される複数の発熱素子５の発熱量が第１方向に関して異なる場合、個々の発熱素子５の発熱量に応じて、各発熱素子５が載置されるフィン部の流路の断面積変化の勾配を調整して、各流路４２の流路出口での冷媒流速を調整することによって、出口側ヘッダー部３０側に位置する発熱素子５の冷却効果を高めて温度上昇を抑えることができる。つまり、実施の形態５によれば、複数の発熱素子５の第１方向および第２方向についての温度分布のばらつきを抑えて、発熱素子５の寿命及び信頼性を向上することが可能である。

実施の形態６．
図１０にしたがって実施の形態６について説明する。図１０は、入口側ヘッダー部２０の第１方向についての断面図を示している。出口側ヘッダー部３０に関しても同様の形状を有している。実施の形態６では、入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０を形成する筐体１の底面部の高さを調整することで、入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０の流路高さを調整している。入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０の流路高さは、流路高さが変化しない複数の流路高さ一定区間を経由しながら下流に向かうに従って低くなっている。

実施の形態６では、入口側ヘッダー部２０および出口側ヘッダー部３０の側壁を調整するより断面積の変化を自由に調整できるため、冷却部への流量分配をより細かく調整することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１筐体、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ発熱素子、１０搭載面、２０入口側ヘッダー部、２１冷媒入口、３０出口側ヘッダー部、３１冷媒出口、４０，６０，７０冷却部、４１フィン、４２流路。

Claims

離散配置された複数の発熱素子が搭載される発熱素子冷却装置であって、
前記複数の発熱素子が搭載される搭載面と、内部に冷媒が流れる冷媒流路とを有する筐体を備え、
前記冷媒流路は、
冷媒入口から冷媒が第１方向に沿って流れる入口側ヘッダー部と、
前記搭載面に沿って前記第１方向に交差する第２方向に前記冷媒が流れる複数の流路を有する冷却部と、
前記冷却部を挟んで前記入口側ヘッダー部と対向するように設けられ、前記複数の流路から流入した冷媒を前記第１方向に沿って冷媒出口へ流出する出口側ヘッダー部と、
を備え、
前記入口側ヘッダー部は、前記第１方向に垂直な面の断面積である第１断面積が前記冷媒入口から遠くなるほど連続的に小さくなる複数の第１区間と、前記第１区間よりも前記第１断面積の変化が小さい第２区間とを有し、
前記出口側ヘッダー部は、前記第１方向に垂直な面の断面積である第２断面積が前記冷媒出口から遠くなるほど連続的に小さくなる複数の第３区間であって、前記複数の流路を挟んで前記複数の第１区間に対向するように設けられる複数の第３区間と、前記第３区間よりも前記第２断面積の変化が小さい第４区間であって、前記複数の流路を挟んで前記第２区間に対向するように設けられる第４区間とを有し、
前記搭載面のうちの前記第１区間と前記第３区間とを結ぶ前記複数の流路の上に前記発熱素子が搭載されている
ことを特徴とする発熱素子冷却装置。
前記第２区間は、前記第１断面積が一定であり、前記第４区間は、前記第２断面積が一定である
ことを特徴とする請求項１に記載の発熱素子冷却装置。
離散配置された複数の発熱素子が搭載される発熱素子冷却装置であって、
前記複数の発熱素子が搭載される搭載面と、内部に冷媒が流れる冷媒流路とを有する筐体を備え、
前記冷媒流路は、
冷媒入口から冷媒が第１方向に沿って流れる入口側ヘッダー部と、
前記搭載面に沿って前記第１方向に交差する第２方向に前記冷媒が流れる複数の第１流路を含む第１並列流路部と、前記搭載面に沿って前記第１方向に交差する前記第２方向に冷媒が流れる複数の第２流路を含む第２並列流路部と、前記第１並列流路部と前記第２並列流路部との間に設けられ、流路が閉塞されている流路閉塞部とが前記入口側ヘッダー部と接するように設けられる冷却部と、
前記冷却部を挟んで前記入口側ヘッダー部と対向するように設けられ、前記第１並列流路部および前記第２並列流路部から流入した冷媒を前記第１方向に沿って冷媒出口へ流出する出口側ヘッダー部と、
を備え、
前記入口側ヘッダー部における前記第１並列流路部と接する区間である第１区間および前記入口側ヘッダー部における前記第２並列流路部と接する区間である第２区間では、前記第１方向に垂直な面の断面積である第１断面積が前記冷媒入口から遠くなるほど連続的に小さくなり、前記入口側ヘッダー部における前記流路閉塞部と接する区間である第３区間では、前記第１断面積が一定であり、
前記出口側ヘッダー部における前記第１並列流路部と接する区間である第４区間および前記出口側ヘッダー部における前記第２並列流路部と接する区間である第５区間では、前記第１方向に垂直な面の断面積である第２断面積が前記冷媒出口から遠くなるほど連続的に小さくなり、前記出口側ヘッダー部における前記流路閉塞部と接する区間である第６区間では、前記第２断面積が一定であり、
前記搭載面における前記第１並列流路部の上部および前記搭載面における前記第２並列流路部の上部に前記複数の発熱素子が搭載されている
ことを特徴とする発熱素子冷却装置。
前記搭載面における前記流路閉塞部の上部には、前記発熱素子が搭載されていない
ことを特徴とする請求項３に記載の発熱素子冷却装置。
前記入口側ヘッダー部の前記第１区間における前記第１断面積と前記出口側ヘッダー部の前記第４区間における第２断面積の和と、前記入口側ヘッダー部の前記第２区間における前記第１断面積と前記出口側ヘッダー部の前記第５区間における第２断面積の和とが等しい
ことを特徴とする請求項４に記載の発熱素子冷却装置。
前記第１並列流路部の前記複数の第１流路は、前記第２方向に垂直な方向の断面積が下流に進むに従って小さくなり、
前記第２並列流路部の前記複数の第２流路は、前記第２方向に垂直な方向の断面積が下流に進むに従って小さくなる
ことを特徴とする請求項３から請求項５の何れか一項に記載の発熱素子冷却装置。
前記第１並列流路部の上部に搭載される発熱素子の発熱量と、前記第２並列流路部の上部に搭載される発熱素子の発熱量との違いに応じて、前記第１流路の前記断面積の変化と、前記第２流路の前記断面積の変化が異なる
ことを特徴とする請求項６に記載の発熱素子冷却装置。
前記入口側ヘッダー部は、流路高さの変化によって前記第１断面積を変化させ、
前記出口側ヘッダー部は、流路高さの変化によって前記第２断面積を変化させる
ことを特徴とする請求項３から請求項７の何れか一項に記載の発熱素子冷却装置。