JPH102686A

JPH102686A - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JPH102686A
Application number: JP8150870A
Authority: JP
Inventors: Takahide Oohara; 貴英大原; Shigeru Kadota; 茂門田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: JP3834873B2

Abstract

(57)【要約】【課題】隔離板への組付け性を向上し、熱交換器にお
ける吸熱側若しくは放熱側の何れか一方のみでも交換で
きるようにする。【解決手段】高温流体と低温流体とを隔離する流体隔
離板２、流体隔離板２よりも高温流体側に配設された冷
媒槽３ａ、冷媒槽３ａの内部に封入された冷媒、一方が
冷媒槽３ａに気密に連通された一対の連通管３４ａ、３
４ｂ、連通管３４ａ、３４ｂの他方に気密に連通され、
流体隔離板２よりも低温流体側に配設された凝縮部３ｂ
とを有する。また、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連
通管３４ａ、及び高温側連通管３４ｂをユニオン７１及
びナット７０を用いて機械的に締結する。これにより、
流体隔離板２への組付け性を向上。また、冷媒槽３ａ若
しくは凝縮部３ｂの一方のみを交換したい場合において
も、容易に交換ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱サイフォン式の
沸騰冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品等の発熱体を密閉化
されたハウジングに収容して使用する場合がある。この
場合、発熱体を冷却する方法として、ハウジング内部に
直接外気を取り入れて換気することができないため、ハ
ウジング内部の空気とハウジング外部の空気との間で熱
交換を行なう方法が行われている。そして、構成部品が
少なく、熱移動量が大きいものとして、図９に示す様
な、ハウジングを構成する隔離板１００を貫通して配置
されたヒートパイプ２００を使用する方法が知られてい
る。ヒートパイプ２００は、例えば筒状部材の内部に作
動流体が封入されたものであり、高温流体側で吸熱して
高温になった作動流体が、対流によって上部に移動し、
低温流体側に放熱するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ヒートパイ
プ２００を使用する方法は、ヒートパイプ２００の外壁
に取付けられる伝熱フィン２１０との間の熱抵抗が大き
い。つまり、ヒートパイプ２００では、管内部に作動流
体が封入された状態で伝熱フィン２１０を取付けてい
る。従って、ろう付け等の高温状態での接合不可能であ
り、かしめ等の機械的な方法によって伝熱フィン２１０
の取付けが行われる。このため、伝熱フィン２１０のろ
う付けによって接合した場合と比較して、熱抵抗が大き
くなる。この結果、伝熱フィン２１０自体が大きくなっ
て、あるいは使用するヒートパイプ２００の本数が多く
なることで、体格の大型化を招いている。

【０００４】本願出願人は、上記課題を解決するため
に、先に特願平７−３３２１４５号として新規な構成の
沸騰冷却装置を提案している。本発明は、特願平７−３
３２１４５号の沸騰冷却装置において、更に組付け性を
向上することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、媒体隔離板よりも高温媒体側に配設されて高温
媒体から受熱して沸騰気化する冷媒が内部に封入される
冷媒槽と、一方が冷媒槽と気密に連通され、他方が媒体
隔離板を通り抜けて低温媒体側に延設された連通管と、
連通管の他方に気密に連通され、媒体隔離板よりも低温
媒体側に配設されて冷媒槽で沸騰気化した冷媒の熱を前
記低温媒体に放出して前記冷媒を凝縮液化させる凝縮部
とを有している。また、受熱フィン及び放熱フィンが夫
々冷媒槽及び凝縮部と融合した状態で接合されている。
これにより、から、受熱フィン及び放熱フィンを機械的
に夫々冷媒槽及び凝縮部へ接続させた場合に比較して、
各フィンと冷媒槽及び凝縮部との間の熱抵抗を小さくで
きる。

【０００６】そして連通管は、冷媒槽、凝縮部の少なく
とも一方と、締結部材により着脱可能で気密に締結され
ている。このため、例えば冷媒槽及び凝縮部を夫々形成
し、連通管を媒体隔離板に取付けた後に冷媒槽、凝縮部
の少なくとも一方をこの連通管に接続させて、沸騰冷却
装置を構成できる。従って、媒体隔離板への組付け性の
低下を防止できる。また、連通管と冷媒槽との接続部、
及び連通管と凝縮部との接続部の少なくとも一方の接続
部は、締結部材により着脱可能で気密に締結される締結
接続部で構成されているため、冷媒槽若しくは凝縮部の
一方のみを交換したい場合においても、容易に交換がで
きる。

【０００７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の構成に更に、冷媒槽若しくは凝縮部の少なくとも一
方に一体接続された管状部材を有し、締結接続部は、連
通管を管状部材の先端に付勢して締結させるものである
ため、気密性を保ちつつ容易に接続できる。請求項３記
載の発明によれば、連通管は、冷媒槽で沸騰気化した冷
媒を凝縮部に送出する高温側連通管と、凝縮部で凝縮液
化された冷媒を前記冷媒槽に戻す低温側連通管とを備
え、高温側連通管は冷媒槽との接続部である高温側接続
部を有し、低温側連通管は冷媒槽との接続部である低温
側接続部を有する。そして、高温側接続部及び低温側接
続部が、共に媒体隔離板よりも高温媒体側に配置され
る。このため、例えば冷媒槽及び凝縮部を夫々形成し、
連通管を凝縮部側に先に接続しておき、連通管を媒体隔
離板に取付けた後に、冷媒槽を連通管に締結することも
できる。このため、媒体隔離板への組付け性の低下を防
止できる。

【０００８】請求項４記載の発明によれば、連通管は、
冷媒槽で沸騰気化した冷媒を凝縮部に送出する高温側連
通管と、凝縮部で凝縮液化された冷媒を前記冷媒槽に戻
す低温側連通管とを備え、高温側連通管は凝縮部との接
続部である高温側接続部を有し、低温側連通管は凝縮部
との接続部である低温側接続部を有する。そして、高温
側接続部及び低温側接続部が、共に媒体隔離板よりも低
温媒体側に配置される。このため、例えば冷媒槽及び凝
縮部を夫々形成し、連通管を冷媒槽側に先に接続してお
き、連通管を媒体隔離板に取付けた後に、凝縮部を連通
管に締結することもできる。このため、媒体隔離板への
組付け性の低下を防止できる。

【０００９】請求項５記載の発明によれば、冷媒槽は、
略平行に配列された複数の吸熱管と、複数の吸熱管の下
部に配設されて複数の吸熱管を夫々連通させる吸熱側下
部連通部と、複数の吸熱管の上部に配設されて複数の吸
熱管を夫々連通させる吸熱側上部連通部とから成る。ま
た凝縮部は、略平行に配列された複数の放熱管と、複数
の放熱管の下部に配設され、複数の放熱管を夫々連通さ
せる放熱側下部連通部と、複数の放熱管の上部に配設さ
れ、複数の放熱管を夫々連通させる放熱側上部連通部と
から成る。高温側連通管は、吸熱側上部連通部と放熱側
上部連通部とを連通するものであり、低温側連通管は、
吸熱側下部連通部と放熱側下部連通部とを連通するもの
であるが、高温側連通管及び低温側連通管は、夫々締結
部材により着脱可能で気密に締結される締結接続部を有
しているため、冷媒槽若しくは凝縮部の一方のみを交換
したい場合においても、容易に交換ができる。

【００１０】請求項６記載の発明によれば、高温媒体は
高温流体からなり、低温媒体は低温流体からなるが、冷
媒槽に受熱フィンを接合し、凝縮部放熱フィンを接合し
ているため、効率良く高温流体側の熱を低温流体側に移
動させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の沸騰冷却装置の実
施の形態を図面に基づいて説明する。（第１の実施の形態）図１は、本発明の沸騰冷却装置を
電子機器装置に組み込んだ例である。本実施の形態は、
例えば携帯電話や自動車電話等の移動無線電話の無線基
地局装置であって、内部に送受信器、パワーアンプ等の
電子部品７（発熱体）を気密的に収容するハウジング８
０、およびこのハウジング８０内に組み込まれ、電子部
品７を冷却する沸騰冷却装置１等から構成されている。

【００１２】電子部品７は、電気が流れると所定の作動
を行うと共に、発熱する発熱体（例えば送受信器に組み
込まれる高周波スイッチング回路を構成する半導体スイ
ッチング素子等）、電気が流れると所定の作動を行うと
共に、発熱する発熱体（例えばパワーアンプに組み込ま
れるパワートランジスタ等の半導体増幅素子等）であ
る。

【００１３】ハウジング８０は、内部を外部から気密化
する筐体であって、内部には密閉空間９が形成されてい
る。この密閉空間９は、電子部品７に塵、埃や水分等の
異物が付着することにより電子部品７の性能が低下する
ことを防止するために、沸騰冷却装置１の流体隔離板
（媒体隔離板）等により外部と完全に気密的に区画され
ている。

【００１４】そして、密閉空間９は、沸騰冷却装置１の
流体隔離板２および沸騰冷却装置１のケーシングによっ
て、電子部品７を収容する電子部品収容空間と筐体内通
路としての高温側伝熱空間１１とに区画されている。こ
の高温側伝熱空間１１は、風上側が沸騰冷却装置１の奥
行き寸法をできるだけ小さくするために流路面積が狭
く、風下側が風上側よりも流路面積が広くなっている。
さらに、ハウジング８０は、流体隔離板によって高温側
伝熱空間１１と気密的に区画された筐体外通路としての
低温側伝熱空間１２を形成している。

【００１５】沸騰冷却装置１は、ハウジング８０に一体
的に設けられたケーシング８１、低温空気（外部流体、
低温流体）の空気流を発生させる２個の上部側遠心式送
風機１８、高温空気（内部流体、高温流体）の空気流を
発生させる２個の下部側遠心式送風機１５、密閉空間９
内の空気温度を下限温度（例えば０℃）以上にするため
の電気ヒータ１９、これらの沸騰冷却装置１の電気機器
を通電制御するコントローラ８２を更に備えている。

【００１６】ケーシング８１は、ハウジング８０の最も
外側に配される外壁板８３、および高温側伝熱空間１１
を囲む背面側区画板２２等からなり、これらの外壁板８
３と背面側区画板２２はスポット溶接等の手段による接
合、あるいはねじやボルト等の締結具による締結により
ハウジング８０に固定されている。２個の上部側遠心式
送風機１８は、本発明の筐体外流体循環手段であって、
低温側伝熱空間１２内に空気流を発生させる遠心式ファ
ン、この遠心式ファンを回転させる電動モータ、および
遠心式ファンを回転自在に収容するスクロールケーシン
グをそれぞれ有している。

【００１７】２個の下部側遠心式送風機１５は、本発明
の筐体内流体循環手段であって、高温側伝熱空間１１内
に空気流を発生させる遠心式ファン、この遠心式ファン
を回転させる電動モータ、および遠心式ファンを回転自
在に収容するスクロールケーシングをそれぞれ有してい
る。電気ヒータ１９は、密閉空間９内の温度が下限温度
（例えば０℃）よりも低温のときに電子部品（例えば半
導体素子）７の性能が低下するため、密閉空間９内の温
度を下限温度以上となるように、高温側伝熱空間１１を
流れる空気を加熱する内部流体加熱手段である。この実
施例の電気ヒータ１９は、例えば１．２ｋＷの発熱量を
持つものである。

【００１８】コントローラ８２は、例えばサーミスタ等
の感温素子よりなる温度センサ８４により検出した密閉
空間９内の検出温度に基づいて、２個の上部側遠心式送
風機１８の電動モータ、２個の下部側遠心式送風機１５
の電動モータおよび電気ヒータ１９等の電気機器を制御
する制御手段である。コントローラ８２は、密閉空間９
内の温度が下限温度（例えば０℃）以上の時に、２個の
上部側遠心式送風機１８および２個の下部側遠心式送風
機１５をＨｉ運転（強風量）またはＬｏ運転（弱風量）
し、電気ヒータ１９をＯＦＦ（オフ）する。また、コン
トローラ８２は、密閉空間９内の温度が下限温度（例え
ば０℃）以下の時に、２個の上部側遠心式送風機１８の
電動モータをＯＦＦ（オフ）し、２個の下部側遠心式送
風機１５の電動モータをＨｉ運転（強風量）またはＬｏ
運転（弱風量）し、電気ヒータ１９をＯＮ（オン）す
る。

【００１９】以下に、沸騰冷却装置１を説明する。図２
は沸騰冷却装置１の正面図であり、図３はその側面図で
あり、図４は図２に示した沸騰冷却装置１の一部を下方
から見た下視図である。本実施の形態の沸騰冷却装置１
は、高温側伝熱空間１１に存在する高温流体（高温媒体
に相当。例えば高温の空気）から熱を吸収し、流体隔離
板２（媒体隔離板に相当）によって高温流体と隔離され
た、低温側伝熱空間１２に存在する低温流体（低温媒体
に相当。例えば低温の空気）へ上記熱を放熱する。

【００２０】図２に示すように沸騰冷却装置１は、流体
隔離板２よりも高温流体側に配設された複数本の吸熱管
３１ａからなる冷媒槽３ａ、吸熱管３１ａの内部に封入
され、高温流体から熱を受けて沸騰気化するフロロカー
ボン系の冷媒８（図示せず）、一方が冷媒槽３ａに気密
に連通され、他方が流体隔離板２を通り抜けて低温流体
側に延設された低温側連通管３４ａ及び高温側連通管３
４ｂ、この低温側連通管３４ａ及び高温側連通管３４ｂ
の他方に気密に連通され、流体隔離板２よりも低温流体
側に配設され複数本の放熱管３１ｂからなる凝縮部３
ｂ、冷媒槽３ａの各吸熱管３１ａの相互間に融合した状
態（例えば、ろう付けされた状態）で接合された受熱フ
ィン６ａ、凝縮部３ｂの各放熱管３１ｂの相互間に融合
した状態（例えば、ろう付けされた状態）で接合された
放熱フィン６ｂから構成される。

【００２１】本実施の形態では、図３に示すように、上
記沸騰冷却装置１を複数（実施の形態中では３つ。但し
２つでも、４つ以上でも良い）積層して構成されてい
る。流体隔離板２は、例えば内部が高温となる密閉空間
の一壁面を構成するもので、アルミニウム等の金属材料
から成り、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４ｂと
一体的に接合（例えばろう付け）されている。この流体
隔離板２には、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４
ｂを通すための挿通穴が複数開けられている。そして、
本形態においては図４に示すように、低温側連通管３４
ａが互い違いにずらして配置されている。また図示しな
いが、高温側連通管３４ｂも同様に互い違いにずらして
配置されている。

【００２２】図２において、冷媒槽３ａは、略平行に配
列された複数本の吸熱管３１ａと、吸熱管３１ａの下部
に配設されて、これら吸熱管３１ａを下方で連通する吸
熱側下部連通部４１、及び吸熱管３１ａの上部に配設さ
れて、これら吸熱管３１ａを上方で連通する吸熱側上部
連通部４２とから成る。吸熱管３１ａは、伝熱性に優れ
た金属材（例えばアルミニウムや銅）を断面形状が細長
い長方形（または長円形状）を成す偏平管に形成したも
のである。

【００２３】凝縮部３ｂは、略平行に配列された複数本
の放熱管３１ｂと、放熱管３１ｂの下部に配設されて、
これら放熱管３１ｂを下方で連通する放熱側下部連通部
４３、及び放熱管３１ｂの上部に配設されて、これら放
熱管３１ｂを上方で連通する放熱側上部連通部４４とか
ら成る。放熱管３１ｂも、伝熱性に優れた金属材（例え
ばアルミニウムや銅）を断面形状が細長い長方形（また
は長円形状）を成す偏平管に形成したものである。

【００２４】低温側連通管３４ａは、一方が冷媒槽３ａ
の吸熱側下部連通部４１に連通され、他方が凝縮部３ｂ
で冷却液化された冷媒８を冷媒槽３ａに戻すように、凝
縮部３ｂの放熱側下部連通部４３に連通されている。こ
の低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続
部分はユニオン７１とナット７０からなる。より詳しく
は、図５に示すように吸熱側下部連通部４１に連通して
一体に接合された管状部材からなるユニオン７１を有
し、このユニオン７１内に低温側連通管３４ａが嵌合さ
れている。ユニオン７１と低温側連通管３４ａとの間に
は気密性を向上させるＯリング７２が嵌入され、締結手
段であるナット７０によりユニオン７１と低温側連通管
３４ａとが気密に連通されている。また、この低温側連
通管３４ａと放熱側下部連通部４３との接続部分も同様
にユニオン７１とナット７０からなるが、低温側連通管
３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分と同一であ
るのでその説明は省略する。

【００２５】更に、低温側連通管３４ａは、冷媒封入パ
イプ６０及び冷媒封入口６１を夫々有しており（図３参
照）、この冷媒封入口６１を介して外部から冷媒８を封
入する。図６は、冷媒封入口６１の詳細図である。冷媒
封入口６１は、冷媒封入パイプ６０を嵌入した管状部材
からなるユニオン７３、ユニオン７３内に配設されたバ
ルブ７４、バルブ７４と冷媒封入パイプ６０との間の気
密性を向上させるパッキン７５、バルブ７４と反冷媒封
入パイプ側との気密性を向上させるＯリング７６、バル
ブ７４に嵌合され気密に封止するキャップ７７、及びキ
ャップ７７内に配設されキャップの気密性を向上させる
Ｏリング７８からなる。

【００２６】高温側連通管３４ｂは、一方が冷媒槽３ａ
の吸熱側上部連通部４２に連通され、他方が冷媒槽３ａ
で沸騰気化された冷媒８を凝縮部３ｂに送出するよう
に、凝縮部３ｂの放熱側上部連通部４４に連通されてい
る。この高温側連通管３４ｂと吸熱側上部連通部４２と
の接続部分、及び高温側連通管３４ｂと放熱側上部連通
部４４との接続部分も同様にユニオン７１とナット７０
からなるが、低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４
１との接続部分と同一であるのでその説明は省略する。

【００２７】冷媒８は、その液面が冷媒槽３ａの吸熱側
上部連通部４２より僅かに下まで封入されている。但
し、冷媒８の封入は、吸熱管３１ａ及び放熱管３１ｂに
夫々吸熱フィン６ａ及び放熱フィン６ｂをろう付け接合
した後に行なわれる。受熱フィン６ａは、各吸熱管３１
ａ相互間に配設され、放熱フィン６ｂは、各放熱管３１
ｂ相互間に配設されている。受熱フィン６ａ及び放熱フ
ィン６ｂは、伝熱性に優れる金属（例えばアルミニウ
ム）の薄い板（板厚０．０２〜０．５mm程度）を交互に
押し返して波状に形成したコルゲートフィンであり、吸
熱管３１ａ、放熱管３１ｂの平坦な外壁面にろう付けさ
れている（即ち、融合した状態で接合されている）。こ
の受熱フィン６ａは、高温流体側の熱を冷媒８に伝えや
すくするものであり、同時に吸熱管３１ａの強度を向上
させている。また放熱フィン６ｂは、冷媒８の熱を低温
流体側に伝えやすくするものであり、同時に放熱管３１
ｂの強度を向上させている。

【００２８】次に、沸騰冷却装置１を流体隔離板２に取
付ける手順について説明する。先ず、冷媒槽３ａ及び凝
縮部３ｂを夫々形成する。そして冷媒槽３ａの吸熱側上
部連通部４２に連通されたユニオン７１に、高温側連通
管３４ｂを結合させ、また吸熱側下部連通部４１に連通
されたユニオン７１に、低温側連通管３４ａを結合させ
る。次に高温側連通管３４ｂ及び低温側連通管３４ａを
流体隔離板２に形成された挿通穴に挿入し、挿通穴部分
をろう付け等により固定する。次に、凝縮部３ｂの放熱
側上部連通部４４に連通されたユニオン７１に、高温側
連通管３４ｂを結合させ、また放熱側下部連通部４３に
連通されたユニオン７１に、低温側連通管３４ａを結合
させる。なお、高温側連通管３４ｂ及び低温側連通管３
４ａを凝縮部３ｂ側に先に接合し、その後流体隔離板２
に形成された挿通穴に挿入し、冷媒槽３ａに結合させて
も良い。しかしながら、冷媒封入口が挿通穴を通過しに
くいため、低温側連通管３４ａに冷媒封入口が取付けら
れている場合は、前者の方が簡便に取付けが可能とな
る。また、初めに凝縮部３ｂと高温側連通管３４ｂとを
結合させ、同時に冷媒槽３ａと低温側連通管３４とａを
結合させておき、夫々を流体隔離板２に形成された挿通
穴に挿入させた後、凝縮部３ｂと低温側連通管３４ａと
を結合させ、冷媒槽３ａと高温側連通管３４ｂとを結合
させようにしても良い。

【００２９】次に、本実施の形態の作動を説明する。ケ
ーシング８１中の密閉空間１５内の温度が下限温度（例
えば０℃）以上の時に、２個の上部側遠心式送風機１８
の電動モータおよび２個の下部側遠心式送風機１５の電
動モータの通電を開始することにより、遠心式ファンが
作動を始める。これにより、ケーシング８１内の密閉空
間９中に高温空気（埃、塵または水分等の異物を含まな
い清浄な内気、内部流体）の循環流が発生する。また、
ケーシング８１外の低温側伝熱空間１２中に低温空気
（埃、塵または水分等の異物を含む外気、外部流体）の
循環流が発生する。

【００３０】そして、ケーシング８１の流体隔離板２を
貫通した状態で取り付けられた多段式の沸騰冷却装置１
は、冷媒槽３ａに封入された冷媒が、受熱フィン６ａを
介して高温空気より伝達された熱を受けて沸騰気化す
る。気化した冷媒蒸気は、低温空気に晒されて低温とな
っている凝縮部３ｂで内壁面に凝縮液化し、その凝縮潜
熱が放熱フィン６ｂを介して低温空気に伝達される。

【００３１】凝縮部３ｂで凝縮液化した冷媒は、自重に
より各低温側連通管３４ａの内壁面を伝って冷媒槽３ａ
へ滴下する。以上のように、冷媒槽３ａの各吸熱管３１
ａ内に封入された冷媒８が沸騰気化・凝縮液化を交互に
繰り返すことにより、高温空気の熱を低温空気へ移動す
ることにより、電子部品７で発生した熱を多段の沸騰冷
却器３で放熱できる。

【００３２】それによって、密閉空間９の高温側伝熱空
間１１内を循環する高温空気（ケーシング８１内のきれ
いな空気）と低温側伝熱空間１２内を循環する低温空気
（ケーシング８１外の汚れた空気）とが混合することな
く、電子部品７を冷却することができる。次に、本実施
の形態の効果を説明する。

【００３３】本実施の形態では冷媒槽３ａ、凝縮部３
ｂ、低温側連通管３４ａ、及び高温側連通管３４ｂを上
記ユニオン７１及びナット７０を用いて容易に機械的に
気密接続できる。つまり、組付け工数が大幅に小さくで
きる。従って、流体隔離板２への組付け性の低下を防止
できる。また、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管
３４ａ、及び高温側連通管３４ｂを容易に機械的に接続
しているため、冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂの一方の
みを交換したい場合においても、容易に交換ができる。
すなわち、複数の沸騰冷却装置を組付け後、気密チェッ
クを行い、その結果所定の気密性を達成できない沸騰冷
却装置がある場合も、容易にその交換・補修が可能とな
る。

【００３４】更に、本実施の形態には、以下のような効
果がある。（１）冷媒槽３ａ及び凝縮部３ｂと、低温側連通管３４
ａ及び高温側連通管３４ｂとの結合時に加熱工程を削除
することができるため、熱歪みによる製品寸法の変化
や、残存応力による耐久性低下を防止できる。（２）この流体隔離板２には、低温側連通管３４ａ，高
温側連通管３４ｂを通すための挿通穴が複数開けられて
いるため、流体隔離板２と低温側連通管３４ｂとの気密
性・防水性を向上させることができる。本実施の形態に
おいては、沸騰冷却装置１を３つ積層して構成されてい
るため、低温側連通管３４ａ，高温側連通管３４ｂは夫
々３本づつ必要である。本形態においては図４に示すよ
うに、低温側連通管３４ａが互い違いにずらして配置さ
れている。また図示しないが、高温側連通管３４ｂも同
様に互い違いにずらして配置されている。これにより、
後述するナット７０を形成した場合においても、ナット
７０同士が干渉せず、従って積層方向の寸法を最小限に
抑えることができ、小型化が可能となる。

【００３５】（３）また、冷媒槽３ａは、略平行に配列
された複数の吸熱管３１ａと、複数の吸熱管３１ａの下
部に配設され、複数の吸熱管３１ａを夫々連通させる吸
熱側下部連通部４１と、複数の吸熱管３１ａの上部に配
設され、複数の吸熱管３１ａを夫々連通させる吸熱側上
部連通部４２とから成り、連通管は、吸熱管３１ａに略
平行に配設されて吸熱側下部連通部４１に連通するもの
であるため、小型化が可能となる。

【００３６】（４）受熱フィン６ａおよび放熱フィン６
ｂが夫々冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂと融合した状態で接合
されていることから、受熱フィン６ａおよび放熱フィン
６ｂを冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂに対して機械的に取り付
けた場合と比較して、各フィンと沸騰冷却管との間の熱
抵抗を小さくできる。これにより、受熱フィン６ａおよ
び放熱フィン６ｂを冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂに対して機
械的に取り付けた場合より、更に沸騰冷却装置全体の小
型化が可能となる。

【００３７】（５）また、発熱体７の熱で高温になった
気体が通気口１３から送風路２３内へ導入されてスムー
ズに冷媒槽３ａへ導かれるため、密閉空間９内の温度を
均一に保つことができる。即ち、発熱体７から発生する
熱で高温となった気体が対流によって密閉空間９内を上
昇するため、密閉空間９内の上部に通気口１３を設けた
方が密閉空間９内の冷却効率が良いと言える。言い換え
れば、通気口１３が流体隔離板２より低い位置にある
と、密閉空間９内の比較的低温の気体が通気口１３から
送風路２３内に導入されて冷媒槽３ａへ導かれるため、
密閉空間９内の冷却効率が悪いと言える。

【００３８】（６）さらに本実施の形態では、高温側お
よび低温側の各伝熱空間７、１２内で、冷媒槽３ａおよ
び凝縮部３ｂを通過する気体が、それぞれ吸入側の通気
口１３、１６から排出側の通気口１４、１７へ向かって
スムーズに流れる様に、沸騰冷却装置１全体が前後方向
（図６の左右方向）に傾斜した状態で配置されている。
これにより、冷媒槽３ａおよび凝縮部３ｂを通過する気
体の流れ方向の変化を緩やかにできるため、狭いスペー
ス内での送風経路損失を低減できる。その結果、密閉空
間９内にあるファン１５を小型化できる上に、ファン１
５の発熱量を低減できるため、その分、発熱体７の発熱
量を増やすことができる（即ち、冷却能力を上げようと
してファン１５を大型化すると、ファン１５の発熱量が
増加するため、結果的に発熱体７の発熱量を増やせなく
なる）。

【００３９】（第２の実施の形態）以下に本発明の第２
の実施の形態について説明する。本実施の形態における
沸騰冷却装置は、低温側連通管３４ａ若しくは高温側連
通管３４ｂと冷媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂとの接続部
分が、第１の実施の形態と異なるだけであり、残りの構
成については同一である。従って、以下に本実施の形態
の接続部分について説明する。

【００４０】また、本実施の形態において低温側連通管
３４ａと吸熱側下部連通部４１との接続部分、低温側連
通管３４ａと放熱側下部連通部４３との接続部分、高温
側連通管３４ｂと吸熱側上部連通部４２との接続部分、
及び高温側連通管３４ｂと放熱側上部連通部４４との接
続部分の各接続部分は実質的に同一構成であるので、代
表して低温側連通管３４ａと吸熱側下部連通部４１との
接続部分のみ説明する。

【００４１】図７は、本実施の形態における接合部分の
断面図である。この低温側連通管３４ａと吸熱側下部連
通部４１との接続部分はユニオン７１とナット７０から
なる。より詳しくは、ユニオン７１は、吸熱側下部連通
部４１に連通して一体に接合された管状部材からなり、
ナット７０を締結する部分が細く、先端部分がテーパ形
状をしている。低温側連通管３４ａは、ユニオン７１と
の接触部分で末広がり形状をしており、上記先端部分と
当接している。ナット７０は、ユニオン７１の細くなっ
た部分に嵌められ、低温側連通管３４ａをユニオン７１
の先端部分側に付勢して気密接続させている。

【００４２】本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管３４
ａ、及び高温側連通管３４ｂを上記ユニオン７１及びナ
ット７０を用いて容易に機械的に気密接続できる。つま
り、組付け工数が大幅に小さくできる。従って、流体隔
離板２への組付け性の低下を防止できる。また、冷媒槽
３ａ、凝縮部３ｂ、低温側連通管３４ａ、及び高温側連
通管３４ｂを容易に機械的に接続しているため、冷媒槽
３ａ若しくは凝縮部３ｂの一方のみを交換したい場合に
おいても、容易に交換ができる。すなわち、複数の沸騰
冷却装置を組付け後、気密チェックを行い、その結果所
定の気密性を達成できない沸騰冷却装置がある場合も、
容易にその交換・補修が可能となる。

【００４３】なお、上記実施の形態においては、凝縮部
３ｂが冷媒槽３ａのほぼ真上に形成されているが、図８
に示すように互いにずらすようにしても良い。さらに、
凝縮部３ｂと冷媒槽３ａとが同一平面上に配置される必
要はなく、例えば凝縮部３ｂを冷媒槽３ａの上部に形成
するとともに、凝縮部３ｂを冷媒槽３ａに対して傾斜せ
る（例えば直交させる）ようにしても良く（図示せ
ず）、配置されるハウジングの形状に応じてその位置関
係を変更しても良い。本発明においては、低温側連通管
３４ａ若しくは高温側連通管３４ｂと冷媒槽３ａ若しく
は凝縮部３ｂとの接続部分が、締結部材（ユニオン７
１、ナット７０等）を用いて接続されているため、容易
にその配置形状を変更できる。さらに、予め一体的に冷
媒槽３ａ若しくは凝縮部３ｂと各連通管が接続されてい
るものに対し、保管場所も少なくなる。

【００４４】また、低温側連通管３４ａは、冷媒槽３ａ
と凝縮部３ｂとの接続部分が、両方とも本発明によって
接続される必要はなく、少なくとも一方あれば良く、同
様に高温側連通管３４ｂも、冷媒槽３ａ、凝縮部３ｂの
少なくとも一方の接続が本発明によって接続されれば良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の沸騰冷却装置を備えたハウ
ジングの断面図である。

【図２】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の正面図であ
る。

【図３】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の側面図であ
る。

【図４】第１の実施の形態の沸騰冷却装置を下から見た
図である。

【図５】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の接続部分の
詳細図である。

【図６】第１の実施の形態の沸騰冷却装置の冷媒封入口
の詳細図である。

【図７】第２の実施の形態の沸騰冷却装置の接続部分の
詳細図である。

【図８】その他の実施の形態の沸騰冷却装置の正面図で
ある。

【図９】従来の熱交換器であるヒートパイプの断面図で
ある。

【符号の説明】

１沸騰冷却装置１１高温側伝熱空間１２低温側伝熱空間１４、１６、１７通気口１５下部側遠心式送風機１８上部側遠心式送風機１９電気ヒータ２流体隔離板２２背面側区画板２３送風路３ａ冷媒槽３ｂ凝縮部３１ａ吸熱管３１ｂ放熱管３４ａ低温側連通管３４ｂ高温側連通管４１吸熱側下部連通部４２吸熱側上部連通部４３放熱側下部連通部４４放熱側上部連通部６０冷媒封入パイプ６１冷媒封入口６ａ受熱フィン６ｂ放熱フィン７電子部品７０ナット７１、７３ユニオン７２、７６、７８Ｏリング７４バルブ７５パッキン７７キャップ８冷媒８０ハウジング８１ケーシング８２コントローラ８３外壁板８４温度センサ９密閉空間９ａ一側壁面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温媒体と低温媒体とが媒体隔離板によ
って隔離されて、前記高温媒体の熱を前記低温媒体へ移
動させる沸騰冷却装置であって、前記媒体隔離板よりも前記高温媒体側に配設され、前記
高温媒体から受熱して沸騰気化する冷媒が内部に封入さ
れる冷媒槽と、前記冷媒槽に融合した状態で接合された受熱フィンと、一方が前記冷媒槽と気密に連通され、他方が前記媒体隔
離板を通り抜けて前記低温媒体側に延設された連通管
と、前記連通管の前記他方に気密に連通され、前記媒体隔離
板よりも前記低温媒体側に配設され、前記冷媒槽で沸騰
気化した冷媒の熱を前記低温媒体に放出して前記冷媒を
凝縮液化させる凝縮部と、前記凝縮部に融合した状態で接合された放熱フィンとを
備え、前記連通管は、前記冷媒槽、前記凝縮部の少なく
とも一方と、締結部材により着脱可能で気密に締結され
ていることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】前記冷媒槽若しくは前記凝縮部の少なく
とも一方に一体接続された管状部材を更に有し、前記連通管を前記管状部材に対し、前記締結部材により
着脱可能で気密に締結されていることを特徴とする請求
項１記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】前記連通管は、前記冷媒槽で沸騰気化し
た前記冷媒を前記凝縮部に送出する高温側連通管と、前
記凝縮部で凝縮液化された前記冷媒を前記冷媒槽に戻す
低温側連通管とを備え、前記高温側連通管は前記冷媒槽との接続部である高温側
接続部を有し、前記低温側連通管は前記冷媒槽との接続部である低温側
接続部を有し、前記高温側接続部及び前記低温側接続部は、共に前記媒
体隔離板よりも前記高温媒体側に配置されることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】前記連通管は、前記冷媒槽で沸騰気化し
た前記冷媒を前記凝縮部に送出する高温側連通管と、前
記凝縮部で凝縮液化された前記冷媒を前記冷媒槽に戻す
低温側連通管とを備え、前記高温側連通管は前記凝縮部との接続部である高温側
接続部を有し、前記低温側連通管は前記凝縮部との接続部である低温側
接続部を有し、前記高温側接続部及び前記低温側接続部は、共に前記媒
体隔離板よりも前記低温媒体側に配置されることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】前記冷媒槽は、略平行に配列された複数
の吸熱管と、前記複数の吸熱管の下部に配設されて前記
複数の吸熱管を夫々連通させる吸熱側下部連通部と、前
記複数の吸熱管の上部に配設されて前記複数の吸熱管を
夫々連通させる吸熱側上部連通部とから成り、前記凝縮部は、略平行に配列された複数の放熱管と、前
記複数の放熱管の下部に配設され、前記複数の放熱管を
夫々連通させる放熱側下部連通部と、前記複数の放熱管
の上部に配設され、前記複数の放熱管を夫々連通させる
放熱側上部連通部とから成り、前記高温側連通管は、前記吸熱側上部連通部と前記放熱
側上部連通部とを連通するものであり、前記低温側連通管は、前記吸熱側下部連通部と前記放熱
側下部連通部とを連通するものである請求項３または請
求項４記載の沸騰冷却装置。
【請求項６】前記高温媒体は高温流体からなり、前記
低温媒体は低温流体からなることを特徴とする請求項１
ないし請求項５記載の沸騰冷却装置。