WO2010150747A1 - ヒートシンク - Google Patents

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青木 淳一
覚 平野
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株式会社明電舎
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    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
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    • HELECTRICITY
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    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
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Definitions

  • the present invention relates to a heat sink.
  • the present invention relates to a heat sink provided in an inverter.
  • the heat sink is for attaching and cooling a component to be cooled such as an electronic component.
  • a water-cooled heat sink that circulates cooling water inside the heat sink has advantages such as stable cooling and resistance to the temperature inside the apparatus, as compared to an air-cooled heat sink.
  • FIG. 5 shows an exploded perspective view of the water-cooled heat sink 20 described in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • the upper plate 12 and the lower plate 14 sandwich a metal flat plate-like middle plate 13 in which the opening 19 is formed, thereby forming a flow path of cooling water.
  • Inner fins 15, 16, 17 are interposed in the opening 19 of the middle plate 13.
  • the upper plate 12 is provided with a cooled component (not shown).
  • the heat of the parts to be cooled is heat-exchanged to low temperature cooling water through the upper plate 12 and the inner fins 15, 16, 17, whereby the parts to be cooled are cooled.
  • the cooling efficiency of the water-cooled heat sink is lowered when the cooling water does not flow smoothly or when the cooling water is distributed unevenly.
  • the guide grooves 23 and 24 are formed in a step shape in the portion where the cooling water turns, thereby cooling the inner fin 16 close to the partition portion 22. It has a structure in which water can easily flow. Therefore, the cooling water uniformly flows into the entire inner fins 16 and the heat exchange efficiency of the inner fins 16 is improved.
  • Patent Document 1 As shown in FIG. 6, the pressure loss is reduced by forming the end portion 21 of the portion where the cooling water turns into a projecting shape so that the depth is secured. ing.
  • the heat sink includes a plurality of refrigerant paths and a connection path connecting the refrigerant paths in a non-linear manner, and the height of the flow path on the refrigerant flow side of the connection path is
  • the height of the flow path of the connection path is set to be higher than the height of the refrigerant path connected to the flow path on the refrigerant inflow side, and the height of the flow path of the connection path is decreased as it reaches the end on the refrigerant outflow side of the connection path. It is characterized in that it was formed.
  • the present invention contributes to improving the cooling efficiency of the heat sink without increasing the size of the heat sink.
  • FIG. 1 The perspective view of the heat sink concerning the embodiment of the present invention.
  • A Top view of heat sink according to Embodiment 1 of the present invention,
  • b AA sectional view of heat sink according to Embodiment 1 of the present invention,
  • c B- of heat sink according to Embodiment 1 of the present invention B sectional drawing,
  • d CC sectional drawing of the heat sink which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 1 A) Top view of heat sink according to Embodiment 2 of the present invention, (b) AA sectional view of heat sink according to Embodiment 2 of the present invention, (c) B-of heat sink according to Embodiment 2 of the present invention B sectional drawing, (d) CC sectional drawing of the heat sink which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • the disassembled perspective view of the water cooling type heat sink which concerns on a prior art.
  • the enlarged view of the U-turn part of the water-cooled heat sink which has a U-shaped water flow path which concerns on a prior art.
  • the present invention relates to a heat sink provided with a plurality of refrigerant passages and a connection passage connecting the refrigerant passages in a non-linear manner.
  • the pressure in the connection path is set by setting the height of the flow path of the connection path on the side to which the refrigerant flows in greater than the height of the flow path of the refrigerant path that circulates the inflowing refrigerant. We are curbing losses.
  • the height of the flow path of the connection path is formed so as to gradually decrease as it reaches the end on the outflow side of the refrigerant of the connection path, so that the refrigerant flowing out of the connection path can be It can be made to distribute
  • the cooling efficiency can be improved without increasing the size of the heat sink.
  • the embodiments of the present invention described below relate to a water-cooled heat sink, but the refrigerant according to the present invention is not limited to water.
  • the water-cooled heat sink 1 has a structure in which a refrigerant passage 2 and a refrigerant passage 3 are connected in a U-shape via a connection passage 4. And the partition part 7 is formed by the refrigerant path 2, the refrigerant path 3, and the connection path 4 being connected in a U-shape.
  • a connection passage 4 is connected to one end of the refrigerant passage 2 so as to communicate with the refrigerant passage 2.
  • the other end of the refrigerant passage 2 is connected to an inlet pipe 5 for the refrigerant.
  • One end of the refrigerant path 3 is in communication with the flow path on the side where the cooling water of the connection path 4 flows out. Then, the outlet pipe 6 for the cooling water is connected to the end of the refrigerant path 3 to which the connection path 4 is not connected.
  • the refrigerant passages 2 and 3 form a plate-like cylinder, but the shape of the refrigerant passages 2 and 3 of the heat sink 1 according to the present invention is not limited to this, and any arbitrary cylinder may be used. You can use the body.
  • connection path having the same shape as the connection path 4 may be connected to the end of the refrigerant path 3 to connect another heat sink 1 or another refrigerant path.
  • the refrigerant passage 3 is disposed on the same plane as and in parallel with the refrigerant passage 2, but the arrangement location of the refrigerant passage 3 can be set arbitrarily.
  • a component to be cooled 8 is provided in the vicinity of the heat sink 1, and the heat of the component to be cooled 8 is heat-exchanged with the cooling water flowing through the connection path 2 or 3.
  • the cooling water to be subjected to the heat exchange flows from the inlet pipe 5 into the refrigerant path 2, passes through the connection path 4 and the refrigerant path 3, and flows out from the outlet pipe 6.
  • the height of the flow passage on the side where the cooling water flows in the connection passage 4 is set higher than the height of the refrigerant passage 2.
  • the height of the flow path of the connection path 4 on the side into which the refrigerant flows is formed to increase successively from the connection portion 4 a between the connection path 4 and the refrigerant path 2.
  • the flow path height of the refrigerant path 2 in the vicinity of the connection path 4 is formed such that the height of the flow path is gradually increased as the connection path 4 is approached.
  • the width direction height of the flow passage from the connection portion 4a between the connection passage 4 and the refrigerant passage 2 is increased.
  • the flow velocity of the cooling water flowing from the refrigerant path 2 into the connection path 4 becomes constant at the left and right of the flow path.
  • the refrigerant passage 2 leading to the connection portion 4a is increased in height in the width direction of the flow passage, the refrigerant passage 2 is increased.
  • the flow velocity of the circulating cooling water becomes constant at the left and right of the flow path. Therefore, while being able to suppress the pressure loss in connection way 4, cooling water comes to circulate through the inside of refrigerant way 2 uniformly.
  • the to-be-cooled component 8 is provided on the upper surface of the refrigerant passage 2 as illustrated in FIGS. 2B and 2C, even if the connection passage 4 is increased in the height direction, the water cooling method is used. There is no hindrance to miniaturizing the heat sink 1.
  • connection path 4 is a flow path of the connection path 4 as it approaches the end 4 c on the side where the cooling water flows out from the flow path central portion 4 b in the flow direction of the connection path 4. Is formed to be low in height.
  • the position at which the height of the connection path 4 decreases is not limited to the central portion 4 b, and may be any portion in the longitudinal direction of the connection path 4 from the refrigerant path 2 to the refrigerant path 3.
  • the cooling water can flow uniformly.
  • the shape of the connection path 4 is not limited to this embodiment, and the cooling water is uniform in the refrigerant path 3
  • the heat sink according to the second embodiment of the present invention is different from the heat sink 1 according to the first embodiment in the shape of the flow path of the connection path. Therefore, in each component which constitutes the heat sink concerning Embodiment 2, about the thing similar to the heat sink 1 concerning Embodiment 1, the same numerals are attached and detailed explanation is omitted.
  • the heat sink 10 has a structure in which the refrigerant path 2 and the refrigerant path 3 are connected in a U-shape via the connection path 11. And the partition part 7 is formed by the refrigerant path 2, the refrigerant path 3, and the connection path 11 being connected in a U-shape.
  • a connection passage 11 is connected to one end of the refrigerant passage 2 so as to be in communication with the refrigerant passage 2.
  • the other end of the refrigerant passage 2 is connected to an inlet pipe 5 for the refrigerant.
  • One end of the refrigerant passage 3 is in communication with the passage on the side where the cooling water of the connection passage 11 flows out.
  • the outlet pipe 6 of the cooling water is connected to an end of the refrigerant passage 3 to which the connection passage 11 is not connected.
  • connection path having the same shape as that of the connection path 11 may be connected to the end of the refrigerant path 3 to connect another heat sink or another refrigerant path.
  • the refrigerant passage 3 is disposed on the same plane as and in parallel with the refrigerant passage 2, but the arrangement location of the refrigerant passage 3 can be set arbitrarily.
  • a component to be cooled 8 is provided in the vicinity of the heat sink 10, and the heat of the component to be cooled 8 is heat exchanged with the cooling water flowing through the connection path 2 or 3.
  • the cooling water to be subjected to the heat exchange flows from the inlet pipe 5 into the refrigerant path 2, passes through the connection path 4 and the refrigerant path 3, and flows out from the outlet pipe 6.
  • the height of the connection path 11 on the side where the cooling water flows in is formed higher than the height of the refrigerant path 2.
  • the height of the connection path 11 on the side where the refrigerant flows in is formed to increase successively from the connection portion 11 b between the connection path 11 and the refrigerant path 2.
  • the height of the refrigerant passage 2 in the vicinity of the connection passage 11 is formed to increase successively as the connection passage 11 is approached.
  • the to-be-cooled component 8 is provided on the upper surface of the refrigerant path 2, even if the connection path 11 is increased in the height direction, the miniaturization of the water-cooled heat sink 10 is not hindered.
  • connection path 11 on the side where the cooling water flows in is formed to increase successively, the connection is made so that the height in the width direction (the direction of the arrow E in FIG. 3C) becomes equal.
  • the height of the passage 11 is increased, and the passage of the connection passage 11 located on the extension of the refrigerant passage 2 is formed to warp in the height direction of the connection passage 11.
  • the cross section of the flow path substantially equal to the cross section of the flow path of the refrigerant path 2 from the connection portion 11 b of the refrigerant path 2 and the connection path 11 to the upper end portion 11 a of the connection path 11 where the cooling water abuts
  • the flow velocity of the cooling water can be made substantially constant until the cooling water flowing through the refrigerant passage 2 reaches the upper end portion 11a of the connecting passage 11, and the cooling water flowing through the connecting passage 11 can flow substantially uniformly.
  • the height of the flow path of the connection path 11 is lower as the connection path 11 approaches the end 11 d on the side where the cooling water flows out from the flow direction central portion 11 c of the connection path 11. It is formed to be
  • the position at which the height of the connection path 11 decreases is not limited to the central portion 11 c, and may be any portion in the longitudinal direction of the connection path 11 from the refrigerant path 2 to the refrigerant path 3.
  • the cooling water can flow uniformly.
  • connection path 11 is not limited to this embodiment, What is necessary is just to set the shape which a cooling water flows uniformly to the refrigerant path 3, suitably. That is, the pressure loss of the cooling water is equalized as the cooling water in the flow direction central portion 11c of the connection passage 11 approaches the end 11d on the side where the cooling water in the connection passage 11 flows out. You just have to make it flow.
  • the heat sink of the present invention As described above in detail by exemplifying the first and second embodiments, according to the heat sink of the present invention, the pressure loss of the refrigerant flowing through the heat sink is suppressed, and the refrigerant flows uniformly in the refrigerant path. Thus, the cooling efficiency of the heat sink can be improved. In addition, it is possible to minimize the increase in the volume in the depth direction (the depth of the portion where the refrigerant flow path of the heat sink U-turns), and the heat sink can be made compact. Therefore, it is possible to obtain a heat sink having a uniform temperature distribution, space saving and a small pressure loss.
  • the heat sink according to the present invention is an invention relating to the flow path through which the refrigerant of the heat sink flows, and the configuration may be changed as appropriate without departing from the effects of the present invention.
  • a heat sink may be formed in which flow paths having the same shape as the refrigerant paths 2 and 3 and the connection path 4 are formed.
  • connection path according to the heat sink of the present invention is not limited to the case where the refrigerant makes a U-turn as described in the embodiment, and may be appropriately used if the flow direction of the refrigerant changes. it can.
  • a refrigerant way and a connection way may be constituted separately, respectively, a refrigerant way and a connection way may be formed in one.

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Abstract

【課題】ヒートシンクを大型化することなく、ヒートシンクの冷却効率を向上させる。 【解決手段】複数の冷媒路2、3と、この冷媒路2、3を非直線状に接続する接続路4とを備えたヒートシンク1である。接続路4の冷媒が流入する側の流路の高さは、冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路2の高さより高く形成される。一方、接続路4の流路の高さは、接続路4の冷媒が流出する側の端部に至るにつれて減少するように形成される。接続路4の冷却水が流入する側の流路の高さを逐次増大するように形成する際に、冷媒路2の流路の幅方向の高さが等しくなるように接続路4の高さを増大させるように形成する。

Description

ヒートシンク
 本発明は、ヒートシンクに関するものである。特に、インバータに具備されるヒートシンクに関する。
 ヒートシンクは、電子部品等の被冷却部品を取り付けて冷却するものである。特に、ヒートシンク内部に冷却水を流通させる水冷式ヒートシンクは、空冷式ヒートシンクと比較して、安定した冷却ができること、装置内部の温度の影響を受けにくいこと等の利点を有する。
 図5に、特許文献1に記載の水冷式ヒートシンク20の分解斜視図を示す。
 この水冷式ヒートシンク20は、開口部19が形成された金属製平板状のミドルプレート13をアッパプレート12とロアプレート14が挟装することで、冷却水の流路を形成している。このミドルプレート13の開口部19には、インナーフィン15、16、17が介装されている。
 アッパプレート12には、図示省略の被冷却部品が備えられる。該被冷却部品の熱が、アッパプレート12、インナーフィン15、16、17を介して、低温の冷却水に熱交換されることにより、前記被冷却部品が冷却される。
特開2008-235725号公報
 冷却水を流通させて被冷却部品を冷却するヒートシンクにおいて、冷却水がスムーズに流通しない場合や冷却水が偏って流通した場合、水冷式ヒートシンクの冷却効率が低下する。
 例えば、特許文献1の水冷式ヒートシンク20では、図5で示すように、ヒートシンク20の流路のU字型にターンしている場所では、仕切り部分22の近傍に冷却水が流れにくく、Uターン部分での圧力損失が大きい。
 そこで、特許文献1の水冷式ヒートシンク20では、図6に示すように、冷却水がターンする部分にガイド溝23、24を階段状に形成することで、仕切り部分22に近いインナーフィン16に冷却水が流れやすい構造としている。したがって、冷却水がインナーフィン16全体に対して均一に流入し、インナーフィン16の熱交換効率が向上する。
 さらに、特許文献1では、図6に示すように、冷却水がターンする部分は、奥行きが確保されるように、その端部21が突出した形状に形成されることで、圧力損失を低減している。
 しかしながら、水冷式ヒートシンクの流路を奥行き方向に容積を広げることは、水冷式ヒートシンクの小型化を妨げている。
 そこで、本発明のヒートシンクは、複数の冷媒路と、前記冷媒路を非直線状に接続する接続路とを備えたヒートシンクにおいて、前記接続路の冷媒が流入する側の流路の高さを、前記冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路の高さより高く形成し、前記接続路の流路の高さを、前記接続路の冷媒が流出する側の端部に至るにつれて減少するように形成したことを特徴としている。
 以上の発明によれば、ヒートシンクを大型化することなく、ヒートシンクの冷却効率を向上させることに貢献する。
本発明の実施形態に係るヒートシンクの斜視図。 (a)本発明の実施形態1に係るヒートシンクの上面図、(b)本発明の実施形態1に係るヒートシンクのA-A断面図、(c)本発明の実施形態1に係るヒートシンクのB-B断面図、(d)本発明の実施形態1に係るヒートシンクのC-C断面図。 (a)本発明の実施形態2に係るヒートシンクの上面図、(b)本発明の実施形態2に係るヒートシンクのA-A断面図、(c)本発明の実施形態2に係るヒートシンクのB-B断面図、(d)本発明の実施形態2に係るヒートシンクのC-C断面図。 本発明の実施形態1に係る流路にフィンを備えたヒートシンクの上面図。 従来技術に係る水冷式ヒートシンクの分解斜視図。 従来技術に係るU字型流水路を有する水冷式ヒートシンクのUターン部の拡大図。
 本発明は、複数の冷媒路と、その冷媒路を非直線状に接続する接続路とを備えたヒートシンクに関するものである。
 本発明に係るヒートシンクは、冷媒が流入する側の接続路の流路の高さを、前記流入する冷媒を流通させる冷媒路の流路の高さより大きく設定することで、該接続路での圧力損失を抑制している。
 このように、冷媒が流入する側の接続路の高さを設定することで、前記接続路の流路の幅(奥行き)を拡大する必要がなくなり、ヒートシンクの大型化を回避することができる。
 さらに、接続路の流路の高さを、当該接続路の前記冷媒の流出する側の端部に至るにつれて逐次減少するように形成することで、接続路から流出した冷媒を、該接続路の下流に連通して接続される冷媒路に均一に流通させることができる。
 上記構成により、本発明に係るヒートシンクによれば、ヒートシンクを大型化することなく、冷却効率を向上させることができる。なお、以下の本発明の実施形態は、水冷式ヒートシンクに関するものであるが、本発明に係る冷媒は水に限るものではない。
 (実施形態1)
 本発明の実施形態1に係る水冷式ヒートシンクについて、図1及び図2(a)~(d)を参照して詳細に説明する。
 図1に示すように、本発明の実施形態1に係る水冷式ヒートシンク1は、冷媒路2と冷媒路3が接続路4を介して、U字状に接続された構造となっている。そして、冷媒路2、冷媒路3、及び接続路4がU字状に接続されたことにより、仕切り部7が形成されている。
 冷媒路2の一端には、冷媒路2と連通するように接続路4が接続される。そして、冷媒路2の他端には冷媒の入口配管5が接続されている。
 冷媒路3の一端は接続路4の冷却水が流出する側の流路と連通している。そして、冷媒路3の接続路4が接続されていない端部には、冷却水の出口配管6が接続される。
 図1において、冷媒路2、3は板状の筒体を成しているが、本発明に係るヒートシンク1の冷媒路2、3の形状はこれに限定されるものではなく、適宜任意の筒体を用いればよい。
 なお、前記冷媒路3の端部に、さらに接続路4と同じ形状の接続路を接続して、他のヒートシンク1又は他の冷媒路を接続してもよい。また、本実施例において、冷媒路3は、冷媒路2と同一平面上かつ平行に配置されているが、冷媒路3の配置場所は任意に設定可能である。
 図2(b)に示すように、ヒートシンク1近傍には、被冷却部品8が備えられ、被冷却部品8の熱が、接続路2又は3を流通する冷却水に熱交換される。この熱交換に供される冷却水は、図2(a)に示すように、入口配管5から冷媒路2に流入し、接続路4、冷媒路3を通って出口配管6より流出する。
 図2(b)に示すように、接続路4の冷却水が流入する側の流路の高さは、冷媒路2の高さと比較して高く設定される。図示されたように、前記冷媒が流入する側の接続路4の流路の高さは、接続路4と冷媒路2との接続部4aから逐次増大するように形成される。また、接続路4の近傍における冷媒路2の流路高さは、接続路4に近づくにつれて、その流路の高さが逐次増大するように形成される。
 前記のように接続路4の冷却水が流入する側の流路の高さを逐次増大するように形成する際に、接続路4と冷媒路2との接続部4aから流路の幅方向高さが等しくなるように接続路4の流路の高さを増大させると、冷媒路2から接続路4に流れ込む冷却水の流速が流路の左右で一定となる。同様に、冷媒路2の流路高さを逐次増大させるように形成する際にも、接続部4aに至る冷媒路2流路の幅方向高さが等しくなるように増大させると冷媒路2を流通する冷却水の流速が流路の左右で一定となる。よって、接続路4での圧力損失を抑えることができるとともに、冷媒路2内を冷却水が均一に流通するようになる。
 冷媒路2の上面には、図2(b)、(c)に例示されたように、被冷却部品8が備えられるため、接続路4をその高さ方向に増大させたとしても、水冷式ヒートシンク1の小型化を妨げることはない。
 また、接続路4は、図2(d)で示すように、接続路4の流れ方向の流路中央部4bから冷却水が流出する側の端部4cに近づくにつれて、接続路4の流路の高さが低くなるように形成されている。この接続路4の高さが減少する位置は、中央部4bに限定されず、冷媒路2から冷媒路3に至る接続路4の長手方向の任意の部分であればよい。このように、接続路4を狭めることにより、接続路4の流れ方向の流路中央部4bから冷却水が流出する側の端部4cまでの流路内の圧力損失が等しくなり、冷媒路3に冷却水を均一に流すことができる。
 なお、接続路4の高さが低くなるように接続路4の流路を形成する場合、接続路4の形状は、本実施形態に限定されるものではなく、冷媒路3に冷却水が均一に流れる形状を適宜設定すればよい。すなわち、接続路4から冷媒路3に流れる冷却水は、接続路4を流通した冷却水の余勢により冷媒路3の仕切り部7近傍には流れにくい。そこで、接続路4の流れ方向の流路中央部4bから接続路4の冷却水が流出する側の端部4cに近づくにつれて流路内の圧力損失が等しくなる形状とし、冷媒路3に冷却水が均一に流れるようにすればよい。
 (実施形態2)
 本発明の実施形態2に係るヒートシンクは、接続路の流路の形状が実施形態1に係るヒートシンク1と異なるものである。よって、実施形態2に係るヒートシンクを構成する各構成要素において、実施形態1に係るヒートシンク1と同様のものについては、同様の符号を付し詳細な説明は省略する。
 図3(a)に示すように、本発明の実施形態2に係るヒートシンク10は、冷媒路2と冷媒路3が接続路11を介して、U字状に接続された構造となっている。そして、冷媒路2、冷媒路3、及び接続路11がU字状に接続されたことにより、仕切り部7が形成されている。
 冷媒路2の一端には、冷媒路2と連通するように接続路11が接続される。そして、冷媒路2の他端には冷媒の入口配管5が接続されている。
 冷媒路3の一端は接続路11の冷却水が流出する側の流路と連通している。そして、冷媒路3の接続路11が接続されていない端部には、冷却水の出口配管6が接続される。
 なお、前記冷媒路3の端部に、さらに接続路11と同じ形状の接続路を接続して、他のヒートシンク又は他の冷媒路を接続してもよい。また、本実施例において、冷媒路3は、冷媒路2と同一平面上かつ平行に配置されているが、冷媒路3の配置場所は任意に設定可能である。
 図3(b)に示すように、ヒートシンク10近傍には、被冷却部品8が備えられ、被冷却部品8の熱が、接続路2又は3を流通する冷却水に熱交換される。この熱交換に供される冷却水は、図3(a)に示すように、入口配管5から冷媒路2に流入し、接続路4、冷媒路3を通って出口配管6より流出する。
 図3(b)に示すように、冷却水が流入する側の接続路11の高さは、冷媒路2の高さと比較して高く形成される。図示されたように、前記冷媒が流入する側の接続路11の高さは、接続路11と冷媒路2との接続部11bから逐次増大するように形成される。また、接続路11の近傍における冷媒路2の高さは、接続路11に近づくにつれて逐次増大するように形成される。
 冷媒路2の上面には、被冷却部品8が備えられるため、接続路11をその高さ方向に増大させたとしても、水冷式ヒートシンク10の小型化を妨げることはない。
 このように、冷却水が流入する側の接続路11の高さを逐次増大するように形成する際に、幅方向(図3(c)の矢印E方向)の高さが等しくなるように接続路11の高さを増大させるとともに、冷媒路2の延長上に位置する接続路11の流路を接続路11の高さ方向にそり上がるように形成する。冷媒路2と接続路11の接続部11bから冷却水が突き当る接続路11の上端部11aに至るまで、この流路の断面を冷媒路2の流路の断面と略等しく形成することで、冷媒路2を流通した冷却水が接続路11の上端部11aに至るまで、冷却水の流速を略一定とすることができ、当該接続路11を流通する冷却水を略均一に流すことができる。
 接続路11は、図3(d)で示すように、接続路11の流れ方向中央部11cから冷却水が流出する側の端部11dに近づくにつれて、接続路11の流路の高さが低くなるように形成されている。この接続路11の高さが減少する位置は、中央部11cに限定されず、冷媒路2から冷媒路3に至る接続路11の長手方向の任意の部分であればよい。このように、接続路11を狭めることにより、接続路4の流れ方向の流路中央部11cから冷却水が流出する側の端部11dまでの流路内の圧力損失が等しくなり、冷媒路3に冷却水を均一に流すことができる。
 なお、接続路11の形状は本実施形態に限定されるものではなく、冷媒路3に冷却水が均一に流れる形状を適宜設定すればよい。すなわち、接続路11の流れ方向中央部11cから接続路11の冷却水が流出する側の端部11dに近づくにつれて、冷却水の圧力損失が等しくなる形状とし、冷媒路3において冷却水が均一に流れるようにすればよい。
 以上、実施形態1、2を例示して詳細に説明したように、本発明のヒートシンクによれば、ヒートシンクを流通する冷媒の圧力損失を抑えるとともに、冷媒路に均一に冷媒が流れるようになる。よって、ヒートシンクの冷却効率を向上させることができる。また、奥行き方向の容積(ヒートシンクの冷媒の流路がUターンしている部分の奥行き)の増大を極力抑えることが可能となり、ヒートシンクをコンパクト化できる。よって、温度分布が均一で、省スペースかつ圧力損失が少ないヒートシンクを得ることができる。
 なお、本発明に係るヒートシンクは、ヒートシンクの冷媒が流通する流路に係る発明であり、本発明の効果を損なわない範囲で適宜その構成を変更してもよい。例えば、箇体内部を仕切ることにより、冷媒路2、3及び接続路4と同形の流路を形成させたヒートシンクの形態としてもよい。
 また、冷媒路2、3及び接続路4の流路内若しくは流路面上に、図4に図示したような複数のフィン9を形成すると、被冷却部品(図示省略)の熱がフィン9を介して冷媒に熱交換されるので、冷却効率が向上する。
 さらに、本発明のヒートシンクに係る接続路の形状は、実施例で説明したように冷媒がUターンする場合にのみ適応するものではなく、冷媒の流れる方向が変化する場所であれば適宜用いることができる。そして、冷媒路、接続路は、それぞれ別々に構成されてもよいが、冷媒路と接続路を一体に形成してもよい。
1、10…ヒートシンク
2、3…冷媒路
4、11…接続路
7…仕切り部
8…被冷却部品
9…フィン

Claims (4)

  1.  複数の冷媒路と、
     前記冷媒路を非直線状に接続する接続路と
    を備えたヒートシンクにおいて、
     前記接続路の冷媒が流入する側の流路の高さを、前記冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路の高さより高く形成し、
     前記接続路の流路の高さを、前記接続路の冷媒が流出する側の端部に至るにつれて減少するように形成した
    ことを特徴とするヒートシンク。
  2.  前記冷媒が流入する側の接続路の高さは、前記接続路と前記冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路との接続部から逐次増大する
    ことを特徴とする請求項1に記載のヒートシンク。
  3.  前記冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路の延長に位置する接続路の流路の断面は、前記冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路の流路の断面と略等しく、且つ、前記接続路の高さ方向に湾曲して形成された
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のヒートシンク。
  4.  前記冷媒が流入する側の流路に接続される冷媒路と、前記接続路の冷媒が流出する側の流路に接続される冷媒路が平行に配置された
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のヒートシンク。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016076641A (ja) * 2014-10-08 2016-05-12 カルソニックカンセイ株式会社 半導体冷却装置
JP2017044455A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 三菱重工業株式会社 空気調和装置
US20190162483A1 (en) * 2017-11-29 2019-05-30 Honda Motor Co., Ltd. Cooling apparatus
US10847441B2 (en) 2017-03-16 2020-11-24 Mitsubishi Electric Corporation Cooling system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150034280A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Hamilton Sundstrand Corporation Header for electronic cooler
US20190301809A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-03 Aavid Thermalloy, Llc Wrap around heat exchanger
CN111447805A (zh) * 2020-05-11 2020-07-24 珠海格力电器股份有限公司 散热效率高的散热组件、电器盒及空调
CN114811756A (zh) * 2022-04-14 2022-07-29 青岛海尔空调器有限总公司 一种散热器以及空调器
EP4311384A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-24 Aptiv Technologies Limited Cooling system with flow guiding element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03113843U (ja) * 1990-03-09 1991-11-21
JP2006295178A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Samsung Electronics Co Ltd 電子素子用ヒートシンク装置
JP2007150203A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ヒートシンク

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2640000C2 (de) * 1976-09-04 1986-09-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Zylindrische Kühldose mit gegenüberliegenden Ein- und Ausflußöffnungen für flüssigkeitsgekühlte Leistungshalbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung derselben
US5159529A (en) * 1991-05-15 1992-10-27 International Business Machines Corporation Composite liquid cooled plate for electronic equipment
DE19830863A1 (de) * 1998-07-10 2000-01-13 Behr Gmbh & Co Flachrohr mit Querversatz-Umkehrbogenabschnitt und damit aufgebauter Wärmeübertrager
CN2372785Y (zh) * 1999-05-28 2000-04-05 郭清松 用于电器的散热器
CA2392610C (en) * 2002-07-05 2010-11-02 Long Manufacturing Ltd. Baffled surface cooled heat exchanger
CA2425233C (en) * 2003-04-11 2011-11-15 Dana Canada Corporation Surface cooled finned plate heat exchanger
JP4379339B2 (ja) * 2005-01-19 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 半導体冷却装置
JP2008235725A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Calsonic Kansei Corp 水冷式ヒートシンク
US20090114373A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Calsonic Kansei Corporation Heat exchanger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03113843U (ja) * 1990-03-09 1991-11-21
JP2006295178A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Samsung Electronics Co Ltd 電子素子用ヒートシンク装置
JP2007150203A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ヒートシンク

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016076641A (ja) * 2014-10-08 2016-05-12 カルソニックカンセイ株式会社 半導体冷却装置
JP2017044455A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 三菱重工業株式会社 空気調和装置
US10847441B2 (en) 2017-03-16 2020-11-24 Mitsubishi Electric Corporation Cooling system
US20190162483A1 (en) * 2017-11-29 2019-05-30 Honda Motor Co., Ltd. Cooling apparatus

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