(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直立する一方の表面（１１１）の下側に発熱体（１０）が取付けられ、内部に冷媒を貯留する冷媒槽（１１０）と、
前記一方の表面（１１１）に対向する他方の表面（１１２）の上側に設けられると共に、前記発熱体（１０）によって沸騰気化した冷媒を凝縮液化して、前記冷媒槽（１１０）に戻す放熱部（１２０）とから成る沸騰冷却器（１０１）を２つ有し、
前記２つの沸騰冷却器（１０１、１０２）は、それぞれの前記他方の表面（１１２）が互いに向かい合うように配置され、
且つ、それぞれの前記放熱部（１２０）は、前記冷媒槽（１１０）の略直立する方向に並ぶように配置されたことを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】
それぞれの前記放熱部（１２０）間には、前記放熱部（１２０）の端部（１２４、１２４）同士を斜めに繋ぐ仕切り板（１３０）が設けられ、２つの送風手段（１４１、１４２）によってそれぞれの前記放熱部（１２０）に冷却風が供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒の沸騰と凝縮による潜熱移動によって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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、図６に示す沸騰冷却装置がある。この沸騰冷却装置１００は、内部に冷媒を貯留する冷媒槽１１０と、この冷媒槽１１０に組付けられる放熱コア部１２０とで構成され、冷媒槽１１０の一壁面を形成する受熱面１１１に発熱体（半導体素子等）１０が取付けられる。
【０００３】
放熱コア部１２０は、冷媒槽１１０の受熱面１１１と対向する放熱面１１２に対し略直立して組付けられる一組のヘッダ１２１と、両ヘッダ１２１間を連通する複数本の放熱チューブ１２２と、放熱面積を増大するための放熱フィン１２３より構成される。
【０００４】
冷媒槽１１０内に貯留された冷媒は、発熱体１０の熱を受けて沸騰気化し、上昇して冷媒槽１１０から一方のヘッダ１２１を通って放熱チューブ１２２内へ流れ込み、放熱チューブ１２２内を流れる際に、例えば図中下側から供給される冷却風を受けて外気に放熱して凝縮し、凝縮液となって他方のヘッダ１２１から冷媒槽１１０に還流する。これにより、発熱体１０から発生した熱が冷媒に伝達されて放熱コア部１２０で外気に放散されることで発熱体１０が冷却される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記沸騰冷却装置１００において、別々の発熱体１０、１１を冷却したい場合には、図７に示すように、放熱面１１２側にもう１つの発熱体１１を取付けることになる。この場合、放熱面１１２側に取付けられる発熱体１１は、冷却風に直接晒されることになるので、冷却風に含まれるゴミや塵等による配線ショートの虞が生ずる。
【０００６】
一方、本発明者は特願２００１−２３１２９９で、図８に示すように、１つの放熱コア部１２０に２つの冷媒槽１１０を設けることで、別々の発熱体１０、１１を冷却可能とする沸騰冷却装置１００を提案しているが、この沸騰冷却装置１００においては、ろう付け時に放熱コア部１２０に対する２つの冷媒槽１１０の組付け角度（直角度）を出すために形状保持用の治具等を必要とし、製造工数がかかるという問題を有していた。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、製造が容易で、別々の発熱体の冷却が可能となる沸騰冷却装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、略直立する一方の表面（１１１）の下側に発熱体（１０）が取付けられ、内部に冷媒を貯留する冷媒槽（１１０）と、一方の表面（１１１）に対向する他方の表面（１１２）の上側に設けられると共に、発熱体（１０）によって沸騰気化した冷媒を凝縮液化して、冷媒槽（１１０）に戻す放熱部（１２０）とから成る沸騰冷却器（１０１）を２つ有し、２つの沸騰冷却器（１０１、１０２）は、それぞれの他方の表面（１１２）が互いに向かい合うように配置され、且つ、それぞれの放熱部（１２０）は、冷媒槽（１１０）の略直立する方向に並ぶように配置されたことを特徴としている。
【００１０】
これにより、冷媒槽（１１０）と放熱部（１２０）とから成る沸騰冷却器（１０１）を２つ組み合わせることで、別々の発熱体（１０、１１）の冷却を可能とする沸騰冷却装置（１００）を容易に形成できる。この時、２つの冷媒槽（１１０）の間に冷却風を供給することで、発熱体（１０、１１）に直接冷却風が晒されることはなく、配線ショートを起こす心配がない。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、それぞれの放熱部（１２０）間には、放熱部（１２０）の端部（１２４、１２４）同士を斜めに繋ぐ仕切り板（１３０）が設けられ、２つの送風手段（１４１、１４２）によってそれぞれの放熱部（１２０）に冷却風が供給されるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、一方の放熱部（１２０）を通過する冷却風が他方の放熱部（１２０）に流入しないようにできるので、相手側の放熱部（１２０）によって温度上昇した冷却風の影響を受けることがなく、冷却性能を向上させることができる。
【００１３】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の沸騰冷却装置１００における第１実施形態を図１に示す。沸騰冷却装置１００は、別々に設けられる半導体素子等の発熱体１０、１１を冷却するようにしたもので、２つの沸騰冷却器１０１と１０２とから構成されている。そして、以下説明する各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金より成り、各部材間で接合される部位に施されたろう材により一体でろう付けされている。
【００１５】
沸騰冷却器１０１、１０２は、共に冷媒槽１１０と放熱コア部１２０とから成る。尚、両沸騰冷却器１０１、１０２の基本構成は同一のため、以下、沸騰冷却器１０１側を代表にして説明する。
【００１６】
まず、冷媒槽１１０は、縦長の扁平箱状の冷媒容器であり、略直立する一方の表面となる受熱面１１１の下側には発熱体１０が図示しないボルト等の締め付けにより固定される。ここで、発熱体１０と受熱面１１１との間の接触熱抵抗を小さくするために、両者間に熱伝導グリースを介在させても良い。
【００１７】
そして、冷媒槽１１０の内部空間には所定量の冷媒が封入されている。冷媒は、水、アルコール、フロロカーボン、フロン等が用いられる。
【００１８】
放熱コア部（放熱部）１２０は、２本のヘッダ１２１と、その２本のヘッダ１２１を連通する複数本の放熱チューブ１２２と、各放熱チューブ１２２間に介在される放熱フィン１２３とから構成される。
【００１９】
２本のヘッダ１２１は、それぞれ冷媒槽１１０の受熱面１１１に対向する放熱面１１２の上側に略直立して組付けられ、冷媒槽１１０の内部空間と連通して設けられている。
【００２０】
放熱チューブ１２２は、ヘッダ１２１が組付けられる冷媒槽１１０の放熱面１１２および放熱面１１２の長手方向端部と略平行に（あるいは放熱面１１２の長手方向端部に対して若干傾斜して）配列され、２本のヘッダ１２１を介して冷媒槽１１０の内部空間と連通している。
【００２１】
放熱フィン１２３は、周知のコルゲートフィンであり、放熱面積を増大させるために使用される。
【００２２】
このように形成される沸騰冷却器１０１および１０２のそれぞれの放熱面１１２が互いに向かい合うように配置され、且つ、それぞれの放熱コア部１２０が冷媒槽１１０の略直立する方向に並ぶように配置されて沸騰冷却装置１００が形成される。
【００２３】
次に、上記構成に基づく沸騰冷却装置１００の作動および作用効果について説明する。
【００２４】
冷媒槽１１０に貯留されている冷媒は、発熱体１０、１１から受熱して沸騰気化し、冷媒槽１１０内を上昇し、一方のヘッダ１２１内に流れ込み（図１中の冷媒槽１１０内の破線）、そのヘッダ１２１から各放熱チューブ１２２に分散して流れる。放熱チューブ１２２内へ流入した冷媒蒸気は、この放熱チューブ１２２内を流れる際に、冷媒槽１１０間において例えば図１中の下側に配置される送風手段１４１から供給される冷却風を受けて冷却され、凝縮液となって他方のヘッダ１２１から冷媒槽１１０へと還流する（図１中の冷媒槽１１０内の実線）。
【００２５】
これにより、発熱体１０、１１から発生した熱が冷媒に伝達されて放熱コア部１２０へ輸送され、この放熱コア部１２０で冷媒蒸気が凝縮する際に凝縮潜熱として放出され、放熱フィン１２３を介して外気（冷却風）に放熱される。
【００２６】
本発明においては、冷媒槽１１０と放熱コア部１２０とから成る沸騰冷却器１０１と１０２を２つ組み合わせることで、別々の発熱体１０、１１の冷却を可能とする沸騰冷却装置１００を容易に形成できる。この時、２つの冷媒槽１１０の間に冷却風を供給することで、発熱体１０、１１に直接冷却風が晒されることがなく、配線ショートを起こす心配がない。
【００２７】
尚、冷媒槽１１０は、扁平箱状の容器として説明したが、複数の平板部材を積層した積層構造体として形成するようにしても良い。具体的には、受熱面１１１、放熱面１１２をそれぞれ形成する受熱プレートと放熱プレートとの間に開口部を有する中間プレートを複数介在させることで、内部空間を有する冷媒容器として形成でき、安価で容易に対応が可能である。
【００２８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図２、図３に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、２つの放熱コア部１２０間に仕切り板１３０を設けたものである。
【００２９】
仕切り板１３０は、各放熱コア部１２０の反冷媒槽側の端部１２４同士を斜めに繋ぐように設けられている。そして、例えばそれぞれの放熱コア部１２０の上側および下側の２ヶ所に送風手段１４１、１４２（１４１は押込みタイプ、１４２は吸込みタイプ）を設け、それぞれの放熱コア部１２０に冷却風が供給されるようにしている。
【００３０】
即ち、送風手段１４１によって図２、図３中の実線で示すように、冷却風は下側の放熱コア部１２０を通過した後に仕切り板１３０に沿って図中の左上方にぬける。また、送風手段１４２によって図３中の破線で示すように、冷却風は仕切り板１３０と上側の放熱コア部１２０との間の空間から吸引され、上側の放熱コア部１２０を通過して上方にぬける。
【００３１】
これにより、一方の放熱コア部１２０を通過する冷却風が他方の放熱コア部１２０に流入しないようにできるので、相手側の放熱コア部１２０によって温度上昇した冷却風の影響を受けることがなく、冷却性能を向上させることができる。
【００３２】
尚、仕切り板１３０は、上記実施形態に限らず、図４に示すように、それぞれの放熱コア部１２０の冷媒槽側の端部同士を斜めに繋ぐようにしても良い。また、図５に示すように、それぞれの放熱コア部１２０のヘッダ１２１側の端部同士を斜めに繋ぐようにしても良い（図５（ｂ）中の破線あるいは２点鎖線）。更に、送風手段１４１、１４２は、図５（ｂ）中の破線で示すように配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における沸騰冷却装置全体を示す正面図である。
【図２】第２実施形態における沸騰冷却装置を示す正面図である。
【図３】送風手段によって放熱コア部に冷却風が供給される状態を示す斜視図である。
【図４】仕切り板の変形例１を示す正面図である。
【図５】仕切り板の変形例２を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向からの矢視図である。
【図６】従来技術における沸騰冷却装置を示す斜視図である。
【図７】従来技術の沸騰冷却装置を用いて別々の発熱体を冷却する場合の正面図である。
【図８】出願中の沸騰冷却装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１０  発熱体
１００  沸騰冷却装置
１０１、１０２  沸騰冷却器
１１０  冷媒槽
１１１  受熱面（一方の表面）
１１２  放熱面（他方の表面）
１２０  放熱コア部（放熱部）
１２４  端部
１３０  仕切り板
１４１、１４２  送風手段
【図１】
0003656607.tif 000002
【図２】
0003656607.tif 000003
【図３】
0003656607.tif 000004
【図４】
0003656607.tif 000005
【図５】
0003656607.tif 000006
【図６】
0003656607.tif 000007
【図７】
0003656607.tif 000008
【図８】
0003656607.tif 000009