JPS5911456Y2 - 沸騰冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、凝縮性冷媒の相変化によって冷却を行なう沸
騰冷却装置に関するものである。

従来の沸騰冷却装置は、添付図面第１及び第２図に示す
ように、被冷却部材１、例えば、半導体を挾接して冷却
する複数個の蒸発器２と、蒸発器２へ供給する冷媒３を
貯留するための冷媒貯留部４と、蒸気化した冷媒を冷却
して液化させるための凝縮部５と、冷媒蒸気を送り、あ
るいは、液化した冷媒を送るための蒸発器２と冷媒貯留
部４との間の熱輸送用パイプ６、及び、冷媒貯留部４と
凝縮部５との間にあって冷媒蒸気を送る熱輸送用パイプ
７及び液化冷媒を送る熱輸送用パイプ８とから構或され
ており、従って、半導体等被冷却部材］の発熱を吸収し
て生した冷媒３の蒸気は、各蒸発器２に連通ずる複数個
の熱輸送用パイプ６によって冷媒貯留部４に送られ、こ
こで集められた冷媒蒸気は更に熱輸送用パイプ７によっ
て凝縮部５へ送られ、凝縮部５によって冷媒蒸気の持つ
熱を外部へ放出することによって冷媒蒸気は凝縮液化し
、液化した冷媒は熱輸送パイプ８を経て冷媒貯留部４へ
還流される。

従来の沸騰冷却装置は、上記のように構威され作用する
ので、複数個の蒸発器２へ冷媒３を平均的に循環させ、
また、蒸発器２に発生した冷媒蒸気を集めて凝縮部５に
送るようにする必要から、冷媒貯留部４が必要であって
しかも上部の凝縮部５と蒸発器２との間に配設すること
が要求される。

従って、沸騰冷却装置全体としては、その高さが高くな
ることを余儀なくされ、特に、被冷却部材１例えば半導
体が車輌に搭載された制御装置における半導体等である
場合には、冷却装置に許容される高さに制限があり、従
って、凝縮部の高さも制限されるが、凝縮部には所定の
容積が必要であるために、高さが制限されて低くなった
分だけ面積を大きくする必要から、据付面積の拡大を避
けることができず、更に、冷媒貯留部４と凝縮部５との
間の熱輸送用パイプ７，８においては、冷媒貯留部の大
きな断面から熱輸送用パイプのきわめて小さな断面に蒸
気を送ることになって流路断面に大きな変化を与えるこ
とになるために、流体すなわち冷媒蒸気にきわめて大き
な圧力損失を生じさせ、特に、ポンプ等により圧送によ
らない自然循環に依存する冷却にあっては、この大きな
圧力損失が冷却効果の低下をきたす等、多くの欠点が、
従来装置にはあった。

本考案は、このような従来装置の欠点を除去した沸騰冷
却装置を得ることを、その目的とするものであって、そ
のために、凝縮部の一端のヘッダを区画して隔壁を設け
その下方部分に冷媒貯留部を形威させると共に上記隔壁
に蒸案部から凝縮部へ冷媒蒸気を送る連通孔と、凝縮部
から蒸発部へ冷媒を送る戻し用パイプとを備えたことを
特徴とするものである。

以下、本考案をその一実施例を示す添付図面に基づいて
説明する。

第３〜６図において、凝縮部１１は、蒸発器２とこれに
連通ずる熱輸送用パイプ６とで構或する蒸発部２５の他
端が接続する管板１２、一方のヘッダの管板１３の下部
、カバー１４及び側板１５の下部によって形或され且つ
上部がカバー１４の延長部である隔壁１４ａによってヘ
ッダ部分と区画された冷媒貯留部１６と、ヘッダ力バー
１７、管板１３の上部及び側板１５の上部から形或され
るヘツダ１８と、他方のヘツダ１９と、ヘツダ１８の管
板１３及びヘッダ１９間を接続する複数個の凝縮管２０
ａ ，２０ ｂとから構威されている。

また、冷媒貯留部１６は、熱輸送用パイプ６によって、
蒸発器２に連通し、蒸発器２に供給する冷媒を貯留する
と共に、蒸発器２において生ずる冷媒蒸気をその上部に
おいて受ける。

ヘッダ１８は、その内部に設けた隔壁２１によって、左
右に冷媒貯留部１６の上部にたまった冷媒蒸気の凝縮部
への通路となる気相室２２と凝縮液化した冷媒が還流す
る液相室２３とに分離され、気相室２２の下端は、カバ
ー１４の延長部であるヘッダ部分と冷媒貯留部とを区画
する隔壁１４ ａが切り欠かれて、第５図に示すように
、気化した冷媒を蒸発部２５から凝縮部１１へ送る、す
なわち、冷媒貯留部１６の上部と気相室２２とを連通す
る連通孔１４ｂを形或することによって、冷媒貯留部１
６の上部と連通ずると共に、複数個の凝縮管２０ ａに
よって、ヘツダ１９と連通しており、また、液相室２３
は、隔壁１４ ａに設けられ下端が冷媒貯留部１６の冷
媒３中に侵入している戻し用パイプ２４によって、冷媒
貯留部１６と連通させ、これによって、凝縮した冷媒を
凝縮部１１から蒸発部２５に送ると共に、複数個の凝縮
管２０ ｂによって、ヘツダ１９と連通している。

ヘツダ１９は、前記のように、凝縮管２０ ａ及び２０
ｂによって、気相室２２及び液相室２３に連通すると
共に、これらが相互に連通し、冷媒蒸気を凝縮管２０
ｂに送るための一室を形威している。

本考案は上記のように構或されるので、被冷却部材１の
発熱を吸収して蒸気化した蒸発器２中の冷媒３は熱輸送
用パイプ６中を上昇し、冷媒貯留部１６に入り、冷媒３
中を通ってその上部に入る。

この冷媒貯留部１６の上部に入った冷媒蒸気は、気相室
２２に、隔壁１４ａの切欠きを通って入り、次いで、凝
縮管２０ ａを経由してヘツダ１９に入る。

ヘツダ１９中の冷媒蒸気は、凝縮管２０ ｂに入り、こ
れによって凝縮液化された後、ヘツダ１８の液相室２３
に入り、次いで戻し用パイプ２４を経て、冷媒貯留部１
６中に還元する。

このように、蒸発器２において生じた冷媒蒸気は、凝縮
液化した後、再び蒸発器２に還元されて、被冷却部材１
の冷却に供される。

本考案はこのように構戊され作用するが、冷媒蒸気は冷
媒貯留部から大きな断面積を有する連通７Ｌ１４ｂ及び
気相室２２に入るために圧力損失を小さくすることがで
き、従って、冷却効率を増大することができると共に、
冷媒貯留部をヘッダと一体としたために、凝縮部と蒸発
器との間を短かく構威することができ、従って、装置全
体の高さを据付面積を増大することなく低くできる等大
きな効果を有している。

なお、冷媒蒸気の通路である気相室を、上記実施例にお
いては、一側に設けたが、必要に応じては両側に設けて
も差し支えなく、この場合には蒸気の圧力損失を一層小
さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の沸騰冷却装置の構或右側面図、第２図は
その正面図、第３図は本考案の一実施例の一部断面背面
図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線による断面平面図、
第５図は第３図の■一■線による断面図、第６図は第３
図のＶＩ−ＶＩ線による断面図である。 １・・・・・・被冷却部材（半導体）、２・・・・・・
蒸発器、３・・・・・・冷媒、４，１６・・・・・・冷
媒貯留部、５，１１・・・・・・凝縮部、６，７，８・
・・・・・熱輸送用パイプ、１２．１３・・・・・・管
板、１４・・・・・・カバー、１４ａ・・・・・・隔壁
、１４ ｂ・・・・・・連通孔、１５・・・・・・側板
、１７・・・・・・ヘッダ力バー、１８．１９・・・・
・・ヘッダ、２０ ａ ，２０ｂ・・・・・・凝縮管、
２１・・・・・・隔壁、２２・・・・・・気相室、２３
・・・・・・液相室、２４・・・・・・戻し用パイプ、
２５・・・・・・蒸発部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気化した冷媒を蒸発部から凝縮部に送る連通孔及び凝縮
   した冷媒を凝縮部から蒸発部に送る戻し用パイプを備え
   た隔壁により、凝縮部のヘッダを区画し当該ヘッダに凝
   縮した冷媒を貯留する機能を兼ねさせたことを特徴とす
   る沸騰冷却装置。