JPH02103957A - ヒートパイプ式冷却装置 - Google Patents
ヒートパイプ式冷却装置Info
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- JPH02103957A JPH02103957A JP25592688A JP25592688A JPH02103957A JP H02103957 A JPH02103957 A JP H02103957A JP 25592688 A JP25592688 A JP 25592688A JP 25592688 A JP25592688 A JP 25592688A JP H02103957 A JPH02103957 A JP H02103957A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は特にサイリスタ等の半導体素子の冷却に用いる
ヒートパイプ式冷却装置に関するものである。
ヒートパイプ式冷却装置に関するものである。
従来半導体デバイスの１種であるサイリスタ等の冷却に
用いられるヒートパイプ式冷却装置は第２図（イ）（ロ
）に示すように円筒状のパイプの内部に気液２相となる
作動液を封入し、一端部を蒸発部（５）、他端部を凝縮
部（６）とした１または２本以上の放熱用ヒートバイブ
（２）を、熱の集合または分散を容易にするために銅な
どの熱伝導特性の良好なブロック（１）内の凹孔にその
蒸発部（５）を圧入して接合し、かつ凝縮部（６）には
多数のフィン（７）を設けて互いに連結したものである
。
用いられるヒートパイプ式冷却装置は第２図（イ）（ロ
）に示すように円筒状のパイプの内部に気液２相となる
作動液を封入し、一端部を蒸発部（５）、他端部を凝縮
部（６）とした１または２本以上の放熱用ヒートバイブ
（２）を、熱の集合または分散を容易にするために銅な
どの熱伝導特性の良好なブロック（１）内の凹孔にその
蒸発部（５）を圧入して接合し、かつ凝縮部（６）には
多数のフィン（７）を設けて互いに連結したものである
。
そしてこのようなヒートパイプ式冷却装置は上記ブロッ
ク（１）に被冷却体であるサイリスタ等を密接させるこ
とによりサイリスタ等から発生する熱を効率よく奪って
ゆ（ものである。
ク（１）に被冷却体であるサイリスタ等を密接させるこ
とによりサイリスタ等から発生する熱を効率よく奪って
ゆ（ものである。
また実際に使用されている装置としては、例えば第２図
に示すような２個の最大発熱量１０００ＷのＧＴＯサイ
リスタ（４）を冷却する場合は銅製で水を作動液とする
３本の直径１５．８８ｗｘ長さ４００■の放熱用ヒート
パイプをそれらの凝縮部には長さ１５０ｍｍｘ幅３５ｍ
ｍＸ厚さ０．２ ｗａ（Ｄ Ａ ｌ製フィンを多数接合
し、蒸発部は１００ Ｘ１００ ｘ３Ｑ＋ｍａの銅製ブ
ロック内に設けて一体化したものを３台用い、これらに
よりＧＴＯサイリスタ（４）を挟み込んで使用している
。
に示すような２個の最大発熱量１０００ＷのＧＴＯサイ
リスタ（４）を冷却する場合は銅製で水を作動液とする
３本の直径１５．８８ｗｘ長さ４００■の放熱用ヒート
パイプをそれらの凝縮部には長さ１５０ｍｍｘ幅３５ｍ
ｍＸ厚さ０．２ ｗａ（Ｄ Ａ ｌ製フィンを多数接合
し、蒸発部は１００ Ｘ１００ ｘ３Ｑ＋ｍａの銅製ブ
ロック内に設けて一体化したものを３台用い、これらに
よりＧＴＯサイリスタ（４）を挟み込んで使用している
。
ところが従来のヒートパイプ式冷却装置においてブロッ
クは半導体素子からの熱を、その内部に設けた複数本の
放熱用ヒートパイプの蒸発部に分散させる効果を有する
ものであった。そのため素子よりも大きいサイズのブロ
ックを取付け、放熱量に合わせて放熱用ヒートパイプの
本数を決定していた。
クは半導体素子からの熱を、その内部に設けた複数本の
放熱用ヒートパイプの蒸発部に分散させる効果を有する
ものであった。そのため素子よりも大きいサイズのブロ
ックを取付け、放熱量に合わせて放熱用ヒートパイプの
本数を決定していた。
しかし近年半導体素子が大容量化して発熱量は増加して
いるが、サイズは小型化する傾向下においては、ブロッ
クだけで熱を各放熱用ヒートパイプの蒸発部に分散させ
る方法ではこれらヒートパイプの作動温度が大きく異な
ってしまい、各ヒートパイプで放熱性能が低下してしま
う。特に自然対流により放熱を行うタイプの装置につい
ては、ブロック中央部のヒートパイプの温度が最も高く
なるのにもかかわらず、自由空間が離れているため自然
対流の影響が僅かであるので熱抵抗が高くなってしまう
という問題が生じていた。
いるが、サイズは小型化する傾向下においては、ブロッ
クだけで熱を各放熱用ヒートパイプの蒸発部に分散させ
る方法ではこれらヒートパイプの作動温度が大きく異な
ってしまい、各ヒートパイプで放熱性能が低下してしま
う。特に自然対流により放熱を行うタイプの装置につい
ては、ブロック中央部のヒートパイプの温度が最も高く
なるのにもかかわらず、自由空間が離れているため自然
対流の影響が僅かであるので熱抵抗が高くなってしまう
という問題が生じていた。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、上記問題点を解決
し性能の向上を実現したヒートパイプ式冷却装置を開発
したものである。
し性能の向上を実現したヒートパイプ式冷却装置を開発
したものである。
即ち本発明は１または２以上の放熱用ヒートパイプの蒸
発部をブロック内に設け、被冷却体をブロックに密接さ
せてこれを冷却するヒートパイプ式冷却装置において、
ブロック内に均熱用のヒートパイプを設けたことを特徴
とするものであり、均熱用のヒートパイプを放熱用ヒー
トパイプの蒸発部に対して直交する方向に設けるのは有
効である。
発部をブロック内に設け、被冷却体をブロックに密接さ
せてこれを冷却するヒートパイプ式冷却装置において、
ブロック内に均熱用のヒートパイプを設けたことを特徴
とするものであり、均熱用のヒートパイプを放熱用ヒー
トパイプの蒸発部に対して直交する方向に設けるのは有
効である。
このようにブロック内に均熱用ヒートパイプを設けるの
は、均熱用ヒートパイプによってブロック自体の温度を
均一化するためであり、この結果各放熱用ヒートパイプ
の作動温度を同一にすることができ放熱性能の低下を防
止することが可能となる。
は、均熱用ヒートパイプによってブロック自体の温度を
均一化するためであり、この結果各放熱用ヒートパイプ
の作動温度を同一にすることができ放熱性能の低下を防
止することが可能となる。
そして均熱用ヒートパイプをブロック内に設けられてい
る放熱用ヒートパイプの蒸発部の方向に対して直交する
方向に設けることにより、ブロック温度の均一化の効果
を一層向上させることができる。
る放熱用ヒートパイプの蒸発部の方向に対して直交する
方向に設けることにより、ブロック温度の均一化の効果
を一層向上させることができる。
なお通常均熱用ヒートパイプは放熱用ヒートパイプの直
径より小さいものを用いる。
径より小さいものを用いる。
従って本発明装置によれば今後小型化していくであろう
素子の冷却に対しても効率よく対応することが可能であ
る。
素子の冷却に対しても効率よく対応することが可能であ
る。
次に本発明の一実施例について説明する。
第１図（イ）（ロ）に示すように従来と同様に１００
ｘｌｏｏ Ｘ３０ｍｍの銅製のブロック（１）内に直径
１５．８８ ｗ ｘ長さ４００１ｍの銅製で水を作動液
とした３本の放熱用ヒートパイプ（２）の蒸発部を一方
向に並設し、これらヒートパイプ（２）の両側にその蒸
発部に対して直交する方向にブロックに穿設した片側に
つき５本の貫通孔にそれぞれ直径４Ｍの銅製で水を作動
液とした均熱用ヒートパイプ（３） を嵌着してヒート
パイプ式冷却装置を作製した。
ｘｌｏｏ Ｘ３０ｍｍの銅製のブロック（１）内に直径
１５．８８ ｗ ｘ長さ４００１ｍの銅製で水を作動液
とした３本の放熱用ヒートパイプ（２）の蒸発部を一方
向に並設し、これらヒートパイプ（２）の両側にその蒸
発部に対して直交する方向にブロックに穿設した片側に
つき５本の貫通孔にそれぞれ直径４Ｍの銅製で水を作動
液とした均熱用ヒートパイプ（３） を嵌着してヒート
パイプ式冷却装置を作製した。
このようなヒートパイプ式冷却装置３台を用いて最大発
熱量１０００ＷのＧＴＯサイリスタ（４）２個を第２図
に示すようにこれら装置のブロック（１）で挟み、それ
ぞれのブロック面に密接させて冷却したが、中央に配置
した装置内の３本の放熱用ヒートパイプの間での温度差
は０℃であった。これに対して第２図に示すように従来
のヒートパイプ式冷却装置３台で同じく最大発熱量１０
００ＷのＧＴＯサイリスタ２個を冷却したところ、中央
に配置した装置内の３本の放熱用ヒートパイプ間での温
度差は５℃であった。
熱量１０００ＷのＧＴＯサイリスタ（４）２個を第２図
に示すようにこれら装置のブロック（１）で挟み、それ
ぞれのブロック面に密接させて冷却したが、中央に配置
した装置内の３本の放熱用ヒートパイプの間での温度差
は０℃であった。これに対して第２図に示すように従来
のヒートパイプ式冷却装置３台で同じく最大発熱量１０
００ＷのＧＴＯサイリスタ２個を冷却したところ、中央
に配置した装置内の３本の放熱用ヒートパイプ間での温
度差は５℃であった。
このように本発明装置によれば装置内のヒートパイプの
最高温度点の温度を下げることができ、しかも性能向上
を実現できた。また最高温度点の温度の低下は素子の小
型化にも十分対応可能であることが明らかになった。
最高温度点の温度を下げることができ、しかも性能向上
を実現できた。また最高温度点の温度の低下は素子の小
型化にも十分対応可能であることが明らかになった。
なお本実施例は放熱用ヒートパイプの両側のブロック内
に均熱用ヒートパイプを設けたものであってこれはブロ
ックの両面に被冷却体を密接させる場合に有効であるが
、ブロックの片面にしか被冷却体を密接しない場合等に
はブロック内で放熱用ヒートパイプの片側のみに均熱用
ヒートパイプを設けることも可能である。
に均熱用ヒートパイプを設けたものであってこれはブロ
ックの両面に被冷却体を密接させる場合に有効であるが
、ブロックの片面にしか被冷却体を密接しない場合等に
はブロック内で放熱用ヒートパイプの片側のみに均熱用
ヒートパイプを設けることも可能である。
また放熱量によって均熱用ヒートパイプの本数を変更す
ることも可能であるし、ブロックの厚さによっては該ヒ
ートパイプの径を大きくすることもできる。
ることも可能であるし、ブロックの厚さによっては該ヒ
ートパイプの径を大きくすることもできる。
このように本発明によればヒートパイプ式冷却装置の冷
却性能が向上し、半導体素子および機器の故障等を著し
く低減させることができると共に素子が小型化しても十
分な冷却性能を得ることが可能となる等工業上顕著な効
果を奏するものである。
却性能が向上し、半導体素子および機器の故障等を著し
く低減させることができると共に素子が小型化しても十
分な冷却性能を得ることが可能となる等工業上顕著な効
果を奏するものである。
第１図（イ）（ロ）は本発明の一実施例を示すもので（
イ）は正面図、（ロ）は側面図、第２図（イ）（ロ）は
従来例を示すもので（イ）は正面図、（ロ）は側面図で
ある。 １・・・・・・・・ブロック ２・・・・・・・・放熱用ヒートパイプ３・・・・・・
・・均熱用ヒートパイプ４・・・・・・・・サイリスク ５・・・・・・・・蒸発部 ６・・・・・・・・凝縮部 ７・・・・・・・・フィン
イ）は正面図、（ロ）は側面図、第２図（イ）（ロ）は
従来例を示すもので（イ）は正面図、（ロ）は側面図で
ある。 １・・・・・・・・ブロック ２・・・・・・・・放熱用ヒートパイプ３・・・・・・
・・均熱用ヒートパイプ４・・・・・・・・サイリスク ５・・・・・・・・蒸発部 ６・・・・・・・・凝縮部 ７・・・・・・・・フィン
Claims (2)
- （１）１または２以上の放熱用ヒートパイプの蒸発部を
ブロック内に設け、被冷却体をブロックに密接させてこ
れを冷却するヒートパイプ式冷却装置において、ブロッ
ク内に均熱用のヒートパイプを設けたことを特徴とする
ヒートパイプ式冷却装置。 - （２）均熱用のヒートパイプを放熱用ヒートパイプの蒸
発部に対して直交する方向に設けた請求項（１）記載の
ヒートパイプ式冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25592688A JPH02103957A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25592688A JPH02103957A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103957A true JPH02103957A (ja) | 1990-04-17 |
| JPH048947B2 JPH048947B2 (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=17285492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25592688A Granted JPH02103957A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | ヒートパイプ式冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02103957A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4419564B4 (de) * | 1993-08-24 | 2006-12-07 | Actronics K.K., Isehara | Plattenwärmerohr |
| JP2009119260A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | General Electric Co <Ge> | 磁気共鳴撮像装置の発熱性構成要素を冷却するための温度管理システム |
| JP2010267912A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 冷却装置 |
| JP2018004165A (ja) * | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 古河電気工業株式会社 | ヒートシンク構造 |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP25592688A patent/JPH02103957A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4419564B4 (de) * | 1993-08-24 | 2006-12-07 | Actronics K.K., Isehara | Plattenwärmerohr |
| JP2009119260A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | General Electric Co <Ge> | 磁気共鳴撮像装置の発熱性構成要素を冷却するための温度管理システム |
| JP2010267912A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 冷却装置 |
| JP2018004165A (ja) * | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 古河電気工業株式会社 | ヒートシンク構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048947B2 (ja) | 1992-02-18 |
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