JPS5926606Y2 - 沸騰冷却装置用凝縮器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、半導体などの発熱体を凝縮性の冷却媒体（
以下冷媒という）の相変化によって冷却を行なう沸騰冷
却装置用凝縮器に関するものである。

沸騰冷却装置用凝縮器は、半導体を冷却するために、半
導体の発熱で生じた冷媒の蒸気を冷却して凝縮させ、液
体に相変化させることにより、外部に熱を輸送している
。

従来、沸騰冷却装置を車輛などの半導体装置の冷却に用
いる場合には、第１図に示すように構成し、凝縮器１の
一部を装置外箱１０外に突出させ、車輌の走行風を利用
して冷却し、冷却能力の向上をはかつていた。

しかし、第１図に示すように、凝縮器１の凝縮管２を多
段多列に配設し、これらの両端に冷媒の通路を構成する
ヘッダ１２．１３を連通させていたために、冷却風はヘ
ッダで囲まれた中にしか通ることができない。

このため、車輌が走行している時には、進行方向に冷却
風が流下するが、風下に配置した凝縮管は風上側に配置
した凝縮管の熱放散のため、冷却効率が低下する。

また、車輌の停止時には、上下方向の自然対流で冷却さ
れるが、上段に配置した凝縮管は下段の凝縮管の熱放散
によって冷却効率が低下する。

そして、凝縮管の本数が多くなるほど、また車輌の速度
が小さく走行風が微風であるほど、前述の傾向は著しく
なる。

さらに、構造的には、ヘッダ１２．１３と半導体８を収
納する密閉容器９とを連結する熱輸送バイブロ、７のい
ずれか一方が装置外箱１０外に突出するために配管が複
雑となる欠点があった。

この考案は、前述した従来のものの欠点を改善した沸騰
冷却装置用凝縮器を提供することを目的とするものであ
る。

以下、この考案の実施例を図に基いて説明する。

この考案の一実施例を示す第２図、第３図において、１
は凝縮器で、この凝縮器１のヘッダ１１は、管板３と仕
切り板４とヘッダカバー５とによって、気相ヘッダ室１
１Ａと液相ヘッダ室１１ Ｂとが厚さ方向に重ね合せて
形成しである。

凝縮管２はＵ字状に形成され、彎曲部よりそれぞれの端
までの長さが異なる上方の凝縮管部２Ａと下方の凝縮管
部２Ｂとから構威しである。

短い方の下方の凝縮管部２Ｂの内部と液相ヘッダ室１１
Ｂとを連通させ、長い方の上方の凝縮管部２Ａの内部
と気相ヘッダ室１１Ａとを連通させるように、管板３お
よび仕切り板４と凝縮管２を溶接などの手段で固着する
。

密閉容器９の上部とヘッダ１１の気相ヘッダ室１１Ａと
を熱輸送バイブロで連通させ、密閉容器９の下部と液相
ヘッダ室１１ Ｂとを熱輸送パイプ７で連通させる。

前記密閉容器９内には、半導体８を設置し、この半導体
８を充分に浸漬するように凝縮性の液相冷媒（フロンＲ
−１１３など）１４が充填されている。

密閉容器９の上部空間および凝縮器１の内部には気相の
冷媒が満たされている。

なお、第２図中、２Ｃは冷却片で、凝縮管２ Ａ、２
Ｂに密着するように固定されている。

また、１０は装置外箱である。

前述のように構成した沸騰冷却装置は、密閉容器９内の
半導体８が発熱すると、冷媒１４が液相から気相に相変
化し、この気相冷媒は、密閉容器９内の液相の冷媒中を
上昇して、この容器９の上部から熱輸送バイブロを通っ
て気相ヘッダ室１１Ａに導かれる。

ここで各凝縮管２に分配された冷媒が凝縮管２の外面の
２次冷却によって凝縮し、気相から液相に相変化する。

液化した冷媒は液相ヘッダ室１１ Ｂに流込み、熱輸送
パイプ７を通って密閉容器９に戻る。

このサイクルで冷媒が循環して半導体８が冷却される。

そして、この実施例では、凝縮管２の内部で気相から液
相に相変化した冷媒を重力によって液相ヘッダ１１ Ｂ
に流入させるために、液相ヘッダ室１１Ｂと連通ずる凝
縮管部２Ｂを下方にし、これに対し蒸気ヘッド室１１Ａ
と連通ずる凝縮管部２Ａを上方に配設している。

なお、この考案は、第４図に示すように、凝縮管２を横
Ｖ字状に形成してもよく、このようにすると、凝縮管部
２ Ａ、２ Ｂが水平面に対して所定角度だけ傾斜する
ので凝縮管内の液冷媒が一層流れ易くなる。

なお、以上この考案を、密閉容器９内に半導体８を内蔵
したものについて説明したが、この考案は、蒸発器の外
面から半導体を圧接してその発熱を蒸発器に伝導し、前
記蒸発器内の冷媒を沸騰させる構造のものにも適用でき
、この場合でも同様な効果が得られる。

以上説明したように、この考案によれば、ヘッダに対し
てＵ字状またはＶ字状に形成された凝縮管を突出させた
ので、第２図の上下方向および紙面の表裏方向の冷却風
以外にそれぞれの凝縮管の隙間から自由に新鮮な冷却風
が出入することができ、冷却性能が向上する。

また、凝縮管が汚れた場合には、第２図の上下方向、紙
面の表裏方向および右側面方向から清掃を栗に行なうこ
とができ、全部の熱輸送パイプを装置外箱内に納めるこ
とができて、配管作業も容易に行なうことができる。

さらに、凝縮管がＵ字状またはＶ字状に形成され、これ
らとヘッダとの気密溶接部が減少するので、気密性が向
上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の沸騰冷却装置を示す構成説明図、第２図
はこの考案の一実施例による凝縮器を備えた沸騰冷却装
置を示す一部を断面した構成説明図、第３図はこの考案
の一実施例による凝縮器の正面図、第４図はこの考案の
他の実施例による凝縮器の一部を示す側断面図である。 １・・・・・・凝縮器、２・・・・・・凝縮管、２Ａ・
・・・・・上方の凝縮管部、２Ｂ・・・・・・下方の凝
縮管部、１１・・・・・・ヘッダ、１１Ａ・・・・・・
気相ヘッダ室、１１Ｂ・・・・・・液相ヘッダ室。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）複数本の凝縮管と、これらの凝縮管と連通して冷
   却媒体の通路を形成するためのヘッダとを備えたものに
   おいて、前記ヘッダは気相の冷却媒体を分配する気相ヘ
   ッダ室と、液相の冷却媒体を集合する液相ヘッダ室とを
   重ね合せて構成し、前記凝縮管はＵ字状またはＶ字状に
   形成して、一端を前記ヘッダの気相ヘッダ室に、他端を
   ヘッダの液相ヘッダ室にそれぞれ連通させたことを特徴
   とする沸騰冷却装置用凝縮器。
2. （２）凝縮管の曲がった部位から各端までを上方の凝縮
   管部と下方の凝縮管部とに分け、上方の凝縮管部を気相
   ヘッダ室に、下方の凝縮管部を液相ヘッダ室にそれぞれ
   連通させた実用新案登録請求の範囲第１項記載の沸騰冷
   却装置用凝縮器。