JPH08186208A - 沸騰冷却装置 - Google Patents
沸騰冷却装置Info
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- JPH08186208A JPH08186208A JP6326764A JP32676494A JPH08186208A JP H08186208 A JPH08186208 A JP H08186208A JP 6326764 A JP6326764 A JP 6326764A JP 32676494 A JP32676494 A JP 32676494A JP H08186208 A JPH08186208 A JP H08186208A
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- cooling device
- radiator
- heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置の大型化を招くことなく、最大熱輸送量
を増加させて放熱性能の向上を図ること。 【構成】 内部に冷媒Ｒを封入する冷媒槽３の上部に
は、複数の放熱チューブ４０とコルゲートフィン４１に
より構成される放熱器４が配置されており、各放熱チュ
ーブ４０の内部には、各々インナフィン５が挿入されて
いる。このインナフィン５は、薄いアルミニウム板を屈
曲形成したもので、放熱チューブ４０の内壁面にろう付
けされている。但し、インナフィン５の下端部は、冷媒
槽３の内部まで延びて、冷媒槽３内の冷媒に浸漬されて
いる。また、インナフィン５は、冷媒Ｒに浸漬されてい
る下端部の方が、放熱チューブ４０内にある上端部より
フィンピッチを小さくして、単位体積当たりの表面積を
大きくしても良い。
を増加させて放熱性能の向上を図ること。 【構成】 内部に冷媒Ｒを封入する冷媒槽３の上部に
は、複数の放熱チューブ４０とコルゲートフィン４１に
より構成される放熱器４が配置されており、各放熱チュ
ーブ４０の内部には、各々インナフィン５が挿入されて
いる。このインナフィン５は、薄いアルミニウム板を屈
曲形成したもので、放熱チューブ４０の内壁面にろう付
けされている。但し、インナフィン５の下端部は、冷媒
槽３の内部まで延びて、冷媒槽３内の冷媒に浸漬されて
いる。また、インナフィン５は、冷媒Ｒに浸漬されてい
る下端部の方が、放熱チューブ４０内にある上端部より
フィンピッチを小さくして、単位体積当たりの表面積を
大きくしても良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等の発熱体
を冷却する沸騰冷却装置に関する。
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５−２４３４３
８号公報に示す様な、熱サイホンによる沸騰冷却装置が
提案されている。この沸騰冷却装置は、冷媒を収容する
ヒートパイプを備え、発熱体で発生した熱が、冷媒の沸
騰・凝縮による熱伝達によってヒートパイプの蒸発部か
ら凝縮部へ輸送されることにより、発熱体の冷却を行な
うものである。
８号公報に示す様な、熱サイホンによる沸騰冷却装置が
提案されている。この沸騰冷却装置は、冷媒を収容する
ヒートパイプを備え、発熱体で発生した熱が、冷媒の沸
騰・凝縮による熱伝達によってヒートパイプの蒸発部か
ら凝縮部へ輸送されることにより、発熱体の冷却を行な
うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の沸騰
冷却装置は、ヒートパイプ内を上昇する蒸気流（ヒート
パイプの蒸発部で発熱体の熱を受けて沸騰した冷媒蒸
気）と、ヒートパイプ内を下降する帰還液流（ヒートパ
イプの凝縮部で冷却されて液化した凝縮液冷媒）が対向
しているため、発熱体より放出される熱量、即ち放熱量
が増大した時には、蒸気流の増加によって凝縮液流の帰
還が妨げられる。これにより、最大熱輸送量が減少し
て、放熱性能（冷却性能）が低下するという問題を生じ
る。
冷却装置は、ヒートパイプ内を上昇する蒸気流（ヒート
パイプの蒸発部で発熱体の熱を受けて沸騰した冷媒蒸
気）と、ヒートパイプ内を下降する帰還液流（ヒートパ
イプの凝縮部で冷却されて液化した凝縮液冷媒）が対向
しているため、発熱体より放出される熱量、即ち放熱量
が増大した時には、蒸気流の増加によって凝縮液流の帰
還が妨げられる。これにより、最大熱輸送量が減少し
て、放熱性能（冷却性能）が低下するという問題を生じ
る。
【０００４】これに対し、熱輸送量を増加させる方法と
して、ヒートパイプの内径を大きくすることが考えられ
るが、冷却装置の大型化を招くため、採用し難いと言え
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、装置の大型化を招くことなく、最大熱輸送量
を増加させて放熱性能の向上を図った沸騰冷却装置を提
供することにある。
して、ヒートパイプの内径を大きくすることが考えられ
るが、冷却装置の大型化を招くため、採用し難いと言え
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、装置の大型化を招くことなく、最大熱輸送量
を増加させて放熱性能の向上を図った沸騰冷却装置を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、以下の構成を採用した。請求項１で
は、発熱体と、この発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒を
収容した冷媒槽と、この冷媒槽の上部に前記冷媒槽と連
通して設けられて、前記冷媒槽より上昇してくる気相冷
媒を凝縮液化する放熱器と、熱伝導性に優れた薄板材よ
り成り、前記冷媒槽から前記放熱器まで延びて、一端側
が前記冷媒槽に収容された冷媒に浸漬され、他端側が前
記放熱器の内壁面に接触して設けられた伝熱促進手段と
を備えたことを特徴とする。
達成するために、以下の構成を採用した。請求項１で
は、発熱体と、この発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒を
収容した冷媒槽と、この冷媒槽の上部に前記冷媒槽と連
通して設けられて、前記冷媒槽より上昇してくる気相冷
媒を凝縮液化する放熱器と、熱伝導性に優れた薄板材よ
り成り、前記冷媒槽から前記放熱器まで延びて、一端側
が前記冷媒槽に収容された冷媒に浸漬され、他端側が前
記放熱器の内壁面に接触して設けられた伝熱促進手段と
を備えたことを特徴とする。
【０００６】請求項２では、請求項１に記載した沸騰冷
却装置において、前記伝熱促進手段は、冷媒に浸漬され
ている前記一端側の方が、前記放熱器内にある前記他端
側より単位高さ当りの表面積が大きく設けられているこ
とを特徴とする。請求項３では、請求項１または２に記
載した沸騰冷却装置において、前記伝熱促進手段は、フ
ィンであることを特徴とする。
却装置において、前記伝熱促進手段は、冷媒に浸漬され
ている前記一端側の方が、前記放熱器内にある前記他端
側より単位高さ当りの表面積が大きく設けられているこ
とを特徴とする。請求項３では、請求項１または２に記
載した沸騰冷却装置において、前記伝熱促進手段は、フ
ィンであることを特徴とする。
【０００７】請求項４では、請求項３に記載した沸騰冷
却装置において、前記フィンは、冷媒に浸漬されている
前記一端側の方が、前記放熱器内にある前記他端側より
フィンピッチが小さく設定されていることを特徴とす
る。請求項５では、請求項１〜４に記載した何れかの沸
騰冷却装置において、前記伝熱促進手段は、板厚方向の
両側を連通する連通口が設けられていることを特徴とす
る。
却装置において、前記フィンは、冷媒に浸漬されている
前記一端側の方が、前記放熱器内にある前記他端側より
フィンピッチが小さく設定されていることを特徴とす
る。請求項５では、請求項１〜４に記載した何れかの沸
騰冷却装置において、前記伝熱促進手段は、板厚方向の
両側を連通する連通口が設けられていることを特徴とす
る。
【０００８】請求項６では、請求項１〜５に記載した何
れかの沸騰冷却装置において、前記発熱体、またはこの
発熱体を内蔵する電気部品が前記冷媒槽の外壁面に接触
して取り付けられていることを特徴とする。
れかの沸騰冷却装置において、前記発熱体、またはこの
発熱体を内蔵する電気部品が前記冷媒槽の外壁面に接触
して取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】
【作用および発明の効果】本発明の沸騰冷却装置は、以
下の作用および効果を奏する。請求項１によれば、冷媒
槽で発熱体の熱を受けて沸騰した冷媒（気泡）が放熱器
へ上昇し、放熱器で冷却液化される際に凝縮潜熱を放出
することで、発熱体の冷却が行なわれる。この冷媒の沸
騰・凝縮による熱伝達と同時に、伝熱促進手段を介して
も熱伝達が行なわれる。即ち、伝熱促進手段の一端側が
冷媒槽内の冷媒に浸漬されていることから、沸騰により
攪拌された冷媒の熱が強制対流熱伝達によって伝熱促進
手段へ伝えられる。その伝熱促進手段は、他端側が放熱
器の内壁面に接触していることから、伝熱促進手段へ伝
えられた熱が放熱器へ伝えられて、外部へ放熱される。
これにより、最大熱輸送量が増加して、放熱性能の向上
を図ることができる。また、本発明では、最大熱輸送量
を増加させるために冷媒槽および放熱器を大きくする必
要がないことから、装置全体が大型化することもない。
下の作用および効果を奏する。請求項１によれば、冷媒
槽で発熱体の熱を受けて沸騰した冷媒（気泡）が放熱器
へ上昇し、放熱器で冷却液化される際に凝縮潜熱を放出
することで、発熱体の冷却が行なわれる。この冷媒の沸
騰・凝縮による熱伝達と同時に、伝熱促進手段を介して
も熱伝達が行なわれる。即ち、伝熱促進手段の一端側が
冷媒槽内の冷媒に浸漬されていることから、沸騰により
攪拌された冷媒の熱が強制対流熱伝達によって伝熱促進
手段へ伝えられる。その伝熱促進手段は、他端側が放熱
器の内壁面に接触していることから、伝熱促進手段へ伝
えられた熱が放熱器へ伝えられて、外部へ放熱される。
これにより、最大熱輸送量が増加して、放熱性能の向上
を図ることができる。また、本発明では、最大熱輸送量
を増加させるために冷媒槽および放熱器を大きくする必
要がないことから、装置全体が大型化することもない。
【００１０】また、請求項２に記載したように、伝熱促
進手段は、冷媒に浸漬されている一端側の方が、放熱器
内にある他端側より単位高さ当りの表面積が大きく設け
られていることから、冷媒槽内での冷媒から伝熱促進手
段への伝熱量を増加させることができる。つまり、冷媒
に浸漬している一端側では、冷媒の沸騰による強制対流
熱伝達が行なわれるため、他端側での冷媒蒸気の凝縮に
よる熱伝達と比べて、その熱伝達率がかなり小さくな
る。従って、冷媒に浸漬されている一端側の表面積を大
きくすることで、効率の良い熱伝達が行なわれ、その結
果、放熱性能が向上する。
進手段は、冷媒に浸漬されている一端側の方が、放熱器
内にある他端側より単位高さ当りの表面積が大きく設け
られていることから、冷媒槽内での冷媒から伝熱促進手
段への伝熱量を増加させることができる。つまり、冷媒
に浸漬している一端側では、冷媒の沸騰による強制対流
熱伝達が行なわれるため、他端側での冷媒蒸気の凝縮に
よる熱伝達と比べて、その熱伝達率がかなり小さくな
る。従って、冷媒に浸漬されている一端側の表面積を大
きくすることで、効率の良い熱伝達が行なわれ、その結
果、放熱性能が向上する。
【００１１】伝熱促進手段としては、請求項３に記載し
たように、フィンを用いることができる。このフィンを
用いる場合、請求項４に記載したように、冷媒に浸漬さ
れている一端側の方が放熱器内にある他端側よりフィン
ピッチを小さくすることで、単位高さ当りの表面積が大
きくすることができる。また、請求項５に記載したよう
に、伝熱促進手段は、連通口を設けて板厚方向の両側を
連通させることで、沸騰した冷媒蒸気が上下方向以外に
も連通口を通って拡散することができる。これにより、
冷媒蒸気が放熱器内を均等に流れることができるため、
効率の良い放熱が行なわれる。
たように、フィンを用いることができる。このフィンを
用いる場合、請求項４に記載したように、冷媒に浸漬さ
れている一端側の方が放熱器内にある他端側よりフィン
ピッチを小さくすることで、単位高さ当りの表面積が大
きくすることができる。また、請求項５に記載したよう
に、伝熱促進手段は、連通口を設けて板厚方向の両側を
連通させることで、沸騰した冷媒蒸気が上下方向以外に
も連通口を通って拡散することができる。これにより、
冷媒蒸気が放熱器内を均等に流れることができるため、
効率の良い放熱が行なわれる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の沸騰冷却装置の実施例を図面
に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は沸騰冷却装置の正面図、図２は沸
騰冷却装置の側面図である。本実施例の沸騰冷却装置１
は、電気自動車のインバータ回路（図示しない）を構成
するＩＧＢＴモジュール２（本発明の電気部品）に適用
されるもので、冷媒槽３、放熱器４、インナフィン５、
および冷却ファン６より構成される。
に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は沸騰冷却装置の正面図、図２は沸
騰冷却装置の側面図である。本実施例の沸騰冷却装置１
は、電気自動車のインバータ回路（図示しない）を構成
するＩＧＢＴモジュール２（本発明の電気部品）に適用
されるもので、冷媒槽３、放熱器４、インナフィン５、
および冷却ファン６より構成される。
【００１３】ＩＧＢＴモジュール２は、図３（図２のＢ
−Ｂ断面図）に示すように、内蔵する半導体素子２０
（本発明の発熱体）が絶縁基盤２１を介して放熱板２２
に固定され、その放熱板２２が冷媒槽３の底板にシール
部材７を介してボルト８で固定されている。
−Ｂ断面図）に示すように、内蔵する半導体素子２０
（本発明の発熱体）が絶縁基盤２１を介して放熱板２２
に固定され、その放熱板２２が冷媒槽３の底板にシール
部材７を介してボルト８で固定されている。
【００１４】冷媒槽３は、図３に示すように、ＩＧＢＴ
モジュール２が取り付けられる底部に開口部３ａが形成
されており、その開口部３ａがＩＧＢＴモジュール２の
放熱板２２によって気密に塞がれて、内部にフロロカー
ボン系の冷媒Ｒが封入されている。従って、ＩＧＢＴモ
ジュール２は、冷媒槽３の開口部３ａを塞ぐ放熱板２２
の表面２２ａが、冷媒槽３に封入された冷媒Ｒに晒され
ている。
モジュール２が取り付けられる底部に開口部３ａが形成
されており、その開口部３ａがＩＧＢＴモジュール２の
放熱板２２によって気密に塞がれて、内部にフロロカー
ボン系の冷媒Ｒが封入されている。従って、ＩＧＢＴモ
ジュール２は、冷媒槽３の開口部３ａを塞ぐ放熱板２２
の表面２２ａが、冷媒槽３に封入された冷媒Ｒに晒され
ている。
【００１５】放熱器４は、図１に示すように、複数の放
熱チューブ４０とコルゲートフィン４１とを交互に積層
して構成されている。放熱チューブ４０は、偏平なアル
ミニウム管により構成されて、下端部が冷媒槽３に開口
し、上端部が密閉されている。コルゲートフィン４１
は、放熱チューブ４０の外壁面に接触して取り付けられ
ている。この放熱器４は、冷媒槽３とともに（放熱器４
と冷媒槽３とが組付けられた状態で）一体ろう付けによ
り製造されている。
熱チューブ４０とコルゲートフィン４１とを交互に積層
して構成されている。放熱チューブ４０は、偏平なアル
ミニウム管により構成されて、下端部が冷媒槽３に開口
し、上端部が密閉されている。コルゲートフィン４１
は、放熱チューブ４０の外壁面に接触して取り付けられ
ている。この放熱器４は、冷媒槽３とともに（放熱器４
と冷媒槽３とが組付けられた状態で）一体ろう付けによ
り製造されている。
【００１６】インナフィン５は、薄いアルミニウム板を
断面コの字形の谷部と山部とが交互に繰り返されるよう
に屈曲形成されたもので（図４参照）、各放熱チューブ
４０内に挿入されて、放熱チューブ４０の内壁面にろう
付けされている。但し、インナフィン５の下端部は、図
１および図３に示すように、冷媒槽３内まで延びて、冷
媒Ｒに浸漬されている。
断面コの字形の谷部と山部とが交互に繰り返されるよう
に屈曲形成されたもので（図４参照）、各放熱チューブ
４０内に挿入されて、放熱チューブ４０の内壁面にろう
付けされている。但し、インナフィン５の下端部は、図
１および図３に示すように、冷媒槽３内まで延びて、冷
媒Ｒに浸漬されている。
【００１７】冷却ファン６は、軸流式で、放熱器４の前
面（または後面）に配されて、放熱器４に固定されてい
る。なお、冷却ファン６は、放熱器４に対して送風方向
の下流側に位置する吸込式でも良いし、放熱器４に対し
て送風方向の上流側に位置する押込式でも良い。
面（または後面）に配されて、放熱器４に固定されてい
る。なお、冷却ファン６は、放熱器４に対して送風方向
の下流側に位置する吸込式でも良いし、放熱器４に対し
て送風方向の上流側に位置する押込式でも良い。
【００１８】次に、本実施例の沸騰冷却装置１の作用を
説明する。ＩＧＢＴモジュール２内の半導体素子２０が
発熱すると、絶縁基盤２１および放熱板２２に熱が伝わ
り、さらに放熱板２２の表面２２ａから冷媒槽３内の冷
媒Ｒへ伝熱される。これにより、冷媒槽３内の冷媒Ｒ
が、図５（図１のＡ−Ａ断面図）に示すように、沸騰気
化して各放熱チューブ４０内を上昇し、放熱チューブ４
０の内壁面およびインナフィン５の表面に凝縮液化す
る。この時、冷媒Ｒが凝縮する際に放出された凝縮潜熱
が、放熱チューブ４０の管壁からコルゲートフィン４１
へ伝わり、大気に放出される。
説明する。ＩＧＢＴモジュール２内の半導体素子２０が
発熱すると、絶縁基盤２１および放熱板２２に熱が伝わ
り、さらに放熱板２２の表面２２ａから冷媒槽３内の冷
媒Ｒへ伝熱される。これにより、冷媒槽３内の冷媒Ｒ
が、図５（図１のＡ−Ａ断面図）に示すように、沸騰気
化して各放熱チューブ４０内を上昇し、放熱チューブ４
０の内壁面およびインナフィン５の表面に凝縮液化す
る。この時、冷媒Ｒが凝縮する際に放出された凝縮潜熱
が、放熱チューブ４０の管壁からコルゲートフィン４１
へ伝わり、大気に放出される。
【００１９】液化した冷媒Ｒは、自重により各放熱チュ
ーブ４０内を流下して、再び冷媒槽３へ戻る。この冷媒
Ｒの沸騰・凝縮による熱伝達と同時に、インナフィン５
を介しても熱伝達が行なわれる。即ち、インナフィン５
の下端部が冷媒槽３内の冷媒Ｒに浸漬されていることか
ら、沸騰により攪拌された冷媒Ｒの熱が強制対流熱伝達
によってインナフィン５へ伝えられる。そのインナフィ
ン５は、放熱器４の内壁面にろう付けされていることか
ら、インナフィン５へ伝えられた熱が放熱器４の管壁へ
伝えられて、大気へ放出される。
ーブ４０内を流下して、再び冷媒槽３へ戻る。この冷媒
Ｒの沸騰・凝縮による熱伝達と同時に、インナフィン５
を介しても熱伝達が行なわれる。即ち、インナフィン５
の下端部が冷媒槽３内の冷媒Ｒに浸漬されていることか
ら、沸騰により攪拌された冷媒Ｒの熱が強制対流熱伝達
によってインナフィン５へ伝えられる。そのインナフィ
ン５は、放熱器４の内壁面にろう付けされていることか
ら、インナフィン５へ伝えられた熱が放熱器４の管壁へ
伝えられて、大気へ放出される。
【００２０】（第１実施例の効果）本実施例では、放熱
チューブ４０内にインナフィン５を挿入したことによ
り、最大熱輸送量が増加して、放熱性能の向上を図るこ
とができる。また、本実施例では、最大熱輸送量を増加
させるために冷媒槽３および放熱器４を大きくする必要
がないことから、装置全体が大型化することもない。
チューブ４０内にインナフィン５を挿入したことによ
り、最大熱輸送量が増加して、放熱性能の向上を図るこ
とができる。また、本実施例では、最大熱輸送量を増加
させるために冷媒槽３および放熱器４を大きくする必要
がないことから、装置全体が大型化することもない。
【００２１】本実施例の沸騰冷却装置１は、電気自動車
に搭載されることから、車両の傾斜または振動等によ
り、冷媒槽３内の冷媒液面が傾く場合がある。そこで、
インナフィン５が各放熱チューブ４０内に挿入されてい
ない時、あるいは挿入されていても冷媒槽３の内部まで
インナフィン５の下端部が延びていない時には、図６に
示すように、車両の傾斜に伴って、冷媒槽３内の冷媒液
面が大きく傾斜する。この様な場合、ＩＧＢＴモジュー
ル２の放熱板２２が露出して、放熱板２２から冷媒Ｒへ
の熱伝達が行なわれなくなることで、放熱性能の急激な
低下を招く虞が生じる。
に搭載されることから、車両の傾斜または振動等によ
り、冷媒槽３内の冷媒液面が傾く場合がある。そこで、
インナフィン５が各放熱チューブ４０内に挿入されてい
ない時、あるいは挿入されていても冷媒槽３の内部まで
インナフィン５の下端部が延びていない時には、図６に
示すように、車両の傾斜に伴って、冷媒槽３内の冷媒液
面が大きく傾斜する。この様な場合、ＩＧＢＴモジュー
ル２の放熱板２２が露出して、放熱板２２から冷媒Ｒへ
の熱伝達が行なわれなくなることで、放熱性能の急激な
低下を招く虞が生じる。
【００２２】これに対して、本実施例では、各インナフ
ィン５の下端部が冷媒槽３の内部まで延びていることか
ら、車両の傾斜に伴って冷媒槽３内の冷媒液面が傾斜し
た時でも、図７に示すように、各インナフィン５によっ
て冷媒槽３内全体の液面変位が小さく抑えられる。この
ため、ＩＧＢＴモジュール２が取り付けられている冷媒
槽３の底面が冷媒Ｒに覆われて、ＩＧＢＴモジュール２
の放熱板２２が露出しにくくなるため、放熱性能の急激
な低下を防止できるという効果を奏する。
ィン５の下端部が冷媒槽３の内部まで延びていることか
ら、車両の傾斜に伴って冷媒槽３内の冷媒液面が傾斜し
た時でも、図７に示すように、各インナフィン５によっ
て冷媒槽３内全体の液面変位が小さく抑えられる。この
ため、ＩＧＢＴモジュール２が取り付けられている冷媒
槽３の底面が冷媒Ｒに覆われて、ＩＧＢＴモジュール２
の放熱板２２が露出しにくくなるため、放熱性能の急激
な低下を防止できるという効果を奏する。
【００２３】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
を説明する。図８はインナフィン５の挿入状態を示す放
熱チューブ４０の斜視図である。本実施例では、放熱チ
ューブ４０内のインナフィン５に連通孔５ａ（本発明の
連通口）が開けられている。この連通孔５ａは、インナ
フィン５によって形成される放熱チューブ４０内の各通
路４０ａをそれぞれ連通するもので、インナフィン５の
適宜な箇所に複数開けられている。これにより、冷媒槽
３から上昇してくる冷媒蒸気が、各通路４０ａを上下方
向のみに流れるのではなく、連通孔５ａを通って隣合う
通路４０ａへ拡散することができる。この結果、冷媒蒸
気が各放熱チューブ４０へ均等に分配されるため、コル
ゲートフィン４１の温度を均等に上昇させることがで
き、効率の良い放熱が可能となる。
を説明する。図８はインナフィン５の挿入状態を示す放
熱チューブ４０の斜視図である。本実施例では、放熱チ
ューブ４０内のインナフィン５に連通孔５ａ（本発明の
連通口）が開けられている。この連通孔５ａは、インナ
フィン５によって形成される放熱チューブ４０内の各通
路４０ａをそれぞれ連通するもので、インナフィン５の
適宜な箇所に複数開けられている。これにより、冷媒槽
３から上昇してくる冷媒蒸気が、各通路４０ａを上下方
向のみに流れるのではなく、連通孔５ａを通って隣合う
通路４０ａへ拡散することができる。この結果、冷媒蒸
気が各放熱チューブ４０へ均等に分配されるため、コル
ゲートフィン４１の温度を均等に上昇させることがで
き、効率の良い放熱が可能となる。
【００２４】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
を説明する。図９（図１のＡ−Ａ断面図）は沸騰冷却装
置１の断面図である。本実施例では、冷媒Ｒに浸漬され
ているインナフィン５の下端部のみ、フィンピッチを小
さくしたものである。これにより、冷媒Ｒに浸漬されて
いるインナフィン５の表面積を増大することができ、冷
媒Ｒからインナフィン５への伝熱量を増加させることが
できる。つまり、冷媒Ｒに浸漬している下端部では、冷
媒の沸騰による強制対流熱伝達が行なわれるため、放熱
チューブ４０内での冷媒蒸気の凝縮による熱伝達と比べ
て、その熱伝達率がかなり小さくなる。従って、冷媒Ｒ
に浸漬されている下端部のフィンピッチを小さくして、
単位高さ当りの表面積を大きくすることで、効率の良い
熱伝達が行なわれ、その結果、放熱性能が向上する。
を説明する。図９（図１のＡ−Ａ断面図）は沸騰冷却装
置１の断面図である。本実施例では、冷媒Ｒに浸漬され
ているインナフィン５の下端部のみ、フィンピッチを小
さくしたものである。これにより、冷媒Ｒに浸漬されて
いるインナフィン５の表面積を増大することができ、冷
媒Ｒからインナフィン５への伝熱量を増加させることが
できる。つまり、冷媒Ｒに浸漬している下端部では、冷
媒の沸騰による強制対流熱伝達が行なわれるため、放熱
チューブ４０内での冷媒蒸気の凝縮による熱伝達と比べ
て、その熱伝達率がかなり小さくなる。従って、冷媒Ｒ
に浸漬されている下端部のフィンピッチを小さくして、
単位高さ当りの表面積を大きくすることで、効率の良い
熱伝達が行なわれ、その結果、放熱性能が向上する。
【００２５】なお、第１実施例では、冷媒槽３の底部に
開口部３ａを形成して、ＩＧＢＴモジュール２の放熱板
２２を直接冷媒Ｒに晒す構成としたが、図９に示すよう
に、冷媒槽３の底部を壁厚の薄い底板３ｂで形成し、こ
の底板３ｂの外表面に、熱伝導グリース（図示しない）
を介してＩＧＢＴモジュール２の放熱板２２を密着固定
させても良い。
開口部３ａを形成して、ＩＧＢＴモジュール２の放熱板
２２を直接冷媒Ｒに晒す構成としたが、図９に示すよう
に、冷媒槽３の底部を壁厚の薄い底板３ｂで形成し、こ
の底板３ｂの外表面に、熱伝導グリース（図示しない）
を介してＩＧＢＴモジュール２の放熱板２２を密着固定
させても良い。
【図１】沸騰冷却装置の正面図である。
【図２】沸騰冷却装置の側面図である。
【図３】沸騰冷却装置の内部構造を示す斜視図である
（第１実施例）。
（第１実施例）。
【図４】インナフィンの挿入状態を示す放熱チューブの
斜視図である（第１実施例）。
斜視図である（第１実施例）。
【図５】沸騰冷却装置の作用を説明する断面図である
（第１実施例）。
（第１実施例）。
【図６】液面が傾斜した状態を示す冷媒槽の模式図であ
る（第１実施例）。
る（第１実施例）。
【図７】液面が傾斜した状態を示す冷媒槽の模式図であ
る（第１実施例）。
る（第１実施例）。
【図８】インナフィンの挿入状態を示す放熱チューブの
斜視図である（第２実施例）。
斜視図である（第２実施例）。
【図９】沸騰冷却装置の作用を説明する断面図である
（第３実施例）。
（第３実施例）。
１ 沸騰冷却装置 ２ ＩＧＢＴモジュール（電気部品） ３ 冷媒槽 ４ 放熱器 ５ インナフィン（伝熱促進手段） ５ａ 連通孔（連通口） ２０ 半導体素子（発熱体） Ｒ 冷媒
Claims (6)
- 【請求項１】発熱体と、 この発熱体の熱を受けて沸騰する冷媒を収容した冷媒槽
と、 この冷媒槽の上部に前記冷媒槽と連通して設けられて、
前記冷媒槽より上昇してくる気相冷媒を凝縮液化する放
熱器と、 熱伝導性に優れた薄板材より成り、前記冷媒槽から前記
放熱器まで延びて、一端側が前記冷媒槽に収容された冷
媒に浸漬され、他端側が前記放熱器の内壁面に接触して
設けられた伝熱促進手段とを備えた沸騰冷却装置。 - 【請求項２】請求項１に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記伝熱促進手段は、冷媒に浸漬されている前記一端側
の方が、前記放熱器内にある前記他端側より単位高さ当
りの表面積が大きく設けられていることを特徴とする沸
騰冷却装置。 - 【請求項３】請求項１または２に記載した沸騰冷却装置
において、 前記伝熱促進手段は、フィンであることを特徴とする沸
騰冷却装置。 - 【請求項４】請求項３に記載した沸騰冷却装置におい
て、 前記フィンは、冷媒に浸漬されている前記一端側の方
が、前記放熱器内にある前記他端側よりフィンピッチが
小さく設定されていることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項５】請求項１〜４に記載した何れかの沸騰冷却
装置において、 前記伝熱促進手段は、板厚方向の両側を連通する連通口
が設けられていることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項６】請求項１〜５に記載した何れかの沸騰冷却
装置において、 前記発熱体、またはこの発熱体を内蔵する電気部品が前
記冷媒槽の外壁面に接触して取り付けられていることを
特徴とする沸騰冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32676494A JP3487374B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 沸騰冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32676494A JP3487374B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 沸騰冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186208A true JPH08186208A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3487374B2 JP3487374B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=18191436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32676494A Expired - Lifetime JP3487374B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 沸騰冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3487374B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1383369A3 (en) * | 2002-07-18 | 2005-04-06 | Delphi Technologies, Inc. | Thermosiphon for electronics cooling with high performance boiling and condensing surfaces |
| JP2006012926A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Furukawa Sky Kk | 沸騰冷却器 |
| JP2008085052A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 発熱体冷却装置 |
| CN114234535A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-25 | 浙江酷灵信息技术有限公司 | 热虹吸散热装置 |
| CN117168085A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 苏州韬盛电子科技有限公司 | 一种用于芯片高低温测试的散热冷却装置 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32676494A patent/JP3487374B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1383369A3 (en) * | 2002-07-18 | 2005-04-06 | Delphi Technologies, Inc. | Thermosiphon for electronics cooling with high performance boiling and condensing surfaces |
| JP2006012926A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Furukawa Sky Kk | 沸騰冷却器 |
| JP4583082B2 (ja) * | 2004-06-22 | 2010-11-17 | 古河スカイ株式会社 | 沸騰冷却器 |
| JP2008085052A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 発熱体冷却装置 |
| CN114234535A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-25 | 浙江酷灵信息技术有限公司 | 热虹吸散热装置 |
| CN117168085A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 苏州韬盛电子科技有限公司 | 一种用于芯片高低温测试的散热冷却装置 |
| CN117168085B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-03-26 | 苏州韬盛电子科技有限公司 | 一种用于芯片高低温测试的散热冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3487374B2 (ja) | 2004-01-19 |
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