(57)【要約】【課題】  流体を流路内で振動（往復動）させて発熱体を冷却する振動流型冷却装置の冷却性能を向上させる。【解決手段】  各発熱体１における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、チューブ放熱部３３のうち隣接する発熱体１間に位置する放熱部３３ａの、流体流れ方向の中央位置を放熱部中央位置とし、チューブ３放熱部３３のうちポンプ６に接続される放熱部３３ｂの、反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、発熱体中央位置から放熱部中央位置までの流体流れに沿う距離Ｌ２〜Ｌ５、および発熱体中央位置から放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離Ｌ１、Ｌ６とし、複数の熱輸送距離のうち最も長い熱輸送距離を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、Ｓ≧Ｌｍａｘとする。【選択図】        図１
2006032546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、前記チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、
前記チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および前記吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、
前記流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、
前記発熱体（１）が、流体流れ方向の１ヶ所に配置されており、
前記発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、
前記放熱部（３３）における反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、
前記発熱体中央位置から前記放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、
２つの熱輸送距離のうち長い方を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、
Ｓ≧Ｌｍａｘであることを特徴とする発熱体冷却装置。
【請求項２】
流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、前記チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、
前記チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および前記吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、
前記流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、
前記発熱体（１）が、流体流れ方向の１ヶ所に配置されており、
前記発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、
前記放熱部（３３）における反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、
前記発熱体中央位置から前記放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、
２つの熱輸送距離のうち長い方を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、
Ｓ≧０．７Ｌｍａｘであることを特徴とする発熱体冷却装置。
【請求項３】
流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、前記チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、
前記チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および前記吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、
前記流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、
前記発熱体（１）が、流体流れ方向の複数ヶ所に配置されており、
前記各発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、
前記放熱部（３３）のうち隣接する前記発熱体（１）間に位置する放熱部（３３ａ）の、流体流れ方向の中央位置を放熱部中央位置とし、
前記放熱部（３３）のうち前記ポンプ（６）に接続される放熱部（３３ｂ）の、反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、
前記発熱体中央位置から前記放熱部中央位置までの流体流れに沿う距離、および前記発熱体中央位置から前記放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、
複数の熱輸送距離のうち最も長い熱輸送距離を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、
Ｓ≧Ｌｍａｘであることを特徴とする発熱体冷却装置。
【請求項４】
流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、前記チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、
前記チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および前記吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、
前記流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、
前記発熱体（１）が、流体流れ方向の複数ヶ所に配置されており、
前記各発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、
前記放熱部（３３）のうち隣接する前記発熱体間に位置する放熱部（３３ａ）の、流体流れ方向の中央位置を放熱部中央位置とし、
前記放熱部（３３）のうち前記ポンプ（６）に接続される放熱部（３３ｂ）の、反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、
前記発熱体中央位置から前記放熱部中央位置までの流体流れに沿う距離、および前記発熱体中央位置から前記放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、
複数の熱輸送距離のうち最も長い熱輸送距離を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、
Ｓ≧０．７Ｌｍａｘであることを特徴とする発熱体冷却装置。
【請求項５】
前記多数の流路（３１）のうち隣り合う流路で流体が同位相で振動する部分が存在することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発熱体冷却装置。
【請求項６】
前記チューブ（３）と前記ポンプ（６）との間に設けられて、前記多数の流路（３１）と前記ポンプ（６）とを連通させるヘッダー（４）を備え、
前記ヘッダー（４）の内部空間を複数に仕切るセパレータ（４１）が、前記ヘッダー（４）の内部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の発熱体冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子計算機用の集積回路、携帯電話と最寄りの交換局等との間で送受信される信号を処理する送受信モデム、携帯電話へ発信する電波を増幅させる送信アンプ、ＩＧＢＴ（パワートランジスタ）、および産業用モータを制御するインバータ等の電気機器を冷却する冷却装置に適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器等の発熱体を冷却する冷却装置として、流体を流路内で循環させて発熱体を冷却する循環流型冷却装置が周知である。
【０００３】
また、流体が流れる流路が並行して多数設けられたチューブと、流体に振動流を生じさせるポンプとを備え、流体を流路内で振動（往復動）させて発熱体を冷却する強制振動流型のヒートパイプを用いた振動流型冷却装置も提案されている。そして、この振動流型冷却装置としては、隣り合う流路で流体が逆位相で振動する蛇行流路方式と、流体が同位相で振動する並行流路方式が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６４９９１号公報
【非特許文献１】「熱対策技術展ガイドブック（２００１年度版）」ｐ．４１−４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振動流型冷却装置は、循環流型冷却装置よりも冷却性能が劣るという問題があった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、振動流型冷却装置の冷却性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、発熱体（１）が、流体流れ方向の１ヶ所に配置されており、発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、放熱部（３３）における反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、発熱体中央位置から放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、２つの熱輸送距離のうち長い方を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、Ｓ≧Ｌｍａｘであることを特徴とする。
【０００７】
これによると、流体が吸熱部から放熱部先端部まで確実に移動するため、放熱部の全域が放熱のために有効に利用されるようになる。その結果、発熱体が流体流れ方向の１ヶ所に配置された振動流型冷却装置の冷却性能を、循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、発熱体（１）が、流体流れ方向の１ヶ所に配置されており、発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、放熱部（３３）における反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、発熱体中央位置から放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、２つの熱輸送距離のうち長い方を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、Ｓ≧０．７Ｌｍａｘであることを特徴とする。
【０００９】
これによると、流体が吸熱部から放熱部先端部近傍まで移動するため、放熱部の殆どの領域が放熱のために利用されるようになる。その結果、発熱体が流体流れ方向の１ヶ所に配置された振動流型冷却装置の冷却性能を、循環流型冷却装置に近いレベルまで向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、発熱体（１）が、流体流れ方向の複数ヶ所に配置されており、各発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、放熱部（３３）のうち隣接する発熱体（１）間に位置する放熱部（３３ａ）の、流体流れ方向の中央位置を放熱部中央位置とし、放熱部（３３）のうちポンプ（６）に接続される放熱部（３３ｂ）の、反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、発熱体中央位置から放熱部中央位置までの流体流れに沿う距離、および発熱体中央位置から放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、複数の熱輸送距離のうち最も長い熱輸送距離を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、Ｓ≧Ｌｍａｘであることを特徴とする。
【００１１】
これによると、流体が吸熱部から放熱部中央位置または放熱部先端部まで確実に移動するため、放熱部の全域が放熱のために有効に利用されるようになる。その結果、発熱体が流体流れ方向の複数ヶ所に配置された振動流型冷却装置の冷却性能を、循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、流体が流れる流路（３１）が並行して多数設けられたチューブ（３）と、チューブ（３）の両端に接続されて流体に振動流を生じさせるポンプ（６）とを備え、チューブ（３）は、発熱体（１）の熱を流体に伝える吸熱部（３２）および吸熱部（３２）の両側にあって流体の熱を外部に放熱する放熱部（３３）を有し、流路（３１）の内部を流体が振幅Ｓで振動して熱輸送する発熱体冷却装置において、発熱体（１）が、流体流れ方向の複数ヶ所に配置されており、各発熱体（１）における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とし、放熱部（３３）のうち隣接する発熱体間に位置する放熱部（３３ａ）の、流体流れ方向の中央位置を放熱部中央位置とし、放熱部（３３）のうちポンプ（６）に接続される放熱部（３３ｂ）の、反吸熱部側の端部を放熱部先端部とし、発熱体中央位置から放熱部中央位置までの流体流れに沿う距離、および発熱体中央位置から放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を熱輸送距離とし、複数の熱輸送距離のうち最も長い熱輸送距離を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとしたとき、Ｓ≧０．７Ｌｍａｘであることを特徴とする。
【００１３】
これによると、流体が吸熱部から放熱部中央位置または放熱部先端部の近傍まで移動するため、放熱部の殆どの領域が放熱のために利用されるようになる。その結果、発熱体が流体流れ方向の複数ヶ所に配置された振動流型冷却装置の冷却性能を、循環流型冷却装置に近いレベルまで向上させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、多数の流路（３１）のうち隣り合う流路で流体が同位相で振動する部分が存在することを特徴とする。
【００１５】
ところで、振動流型冷却装置において、蛇行流路方式と並行流路方式を比較した場合、冷却性能の面では蛇行流路方式が優れているものの、蛇行流路方式は、隣り合う流路ごとに逆位相に流体が流れるように流路を構成する必要があるため構造が複雑になり、また圧損が大きくなってしまう。その対策として、特開２００１−２２７８８５号公報や特開２０００−２１６３１４号公報にて、流路端部の作成方法などが提案されている。しかしこれらの構造においてもやはり隣り合う流路ごとに流体を逆位相に流すために構造は依然としてかなり複雑であり、コストや生産性に問題がある。
【００１６】
これに対し、請求項５に記載の発明は、隣り合う流路で流体が同位相で振動する部分が存在する並行流路方式であるため、蛇行流路方式よりも構造が簡単になる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、チューブ（３）とポンプ（６）との間に設けられて、多数の流路（３１）とポンプ（６）とを連通させるヘッダー（４）を備え、ヘッダー（４）の内部空間を複数に仕切るセパレータ（４１）が、ヘッダー（４）の内部に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
これによると、ポンプと多数の流路との連通関係をセパレータにて適宜に設定することにより、隣り合う流路で流体が逆位相で振動する蛇行流路方式、または、隣り合う流路で流体が同位相で振動する流路群が複数個設けられた並行流路方式とすることができる。この場合、全ての流路で流体が同位相で振動する並行流路方式よりもポンプの吐出流量は少なくてすむため、ポンプを小型にすることができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図、図２は図１のチューブ３を展開して示すもので、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２１】
本実施形態に係る発熱体冷却装置は、携帯電話基地局内の電子機器や電気機器の冷却、あるいは、各種産業機器の電子機器や電気機器（例えば、産業用モータを制御するインバータに用いるＩＧＢＴ等のパワー素子）等の冷却に、適用することができる。
【００２２】
図１、図２に示すように、発熱素子等の発熱体１は、熱伝導率が高い金属材からなるベースプレート２に装着され、ベースプレート２がチューブ３に密着固定され、これにより、発熱体１の熱がベースプレート２を介してチューブ３に伝達されるようになっている。また、発熱体１は流体流れ方向の３ヶ所に配置されている。
【００２３】
チューブ３は、流体（例えば水）が流れる流路３１が並行して多数設けられており、銅やアルミニウム等の熱伝導率が高い金属材からなる多穴チューブである。チューブ３において、発熱体１と対向する部分が発熱体１の熱を流体に伝える吸熱部３２であり、吸熱部３２の両側にあって流体の熱を外部に放熱する部分が放熱部３３である。
【００２４】
チューブ３の長手方向（流体流れ方向）の両端には、全ての流路３１と連通する空間を形成するヘッダー４（詳細後述）が設けられ、ヘッダー４は、パイプ５を介してポンプ６に接続されている。そして、チューブ３、ヘッダー４、およびパイプ５内には流体が充填されている。
【００２５】
ポンプ６は、例えば電磁力によりプランジャを往復動させることにより流体を振動させるもので、流路３１内においては流体は振幅Ｓで振動する。因みに、流路３１内における流体の移動範囲は２Ｓであり、流路３１内における１周期当たりの流体の移動距離は４Ｓである。
【００２６】
チューブ３には、空気との伝熱面積を増大させてチューブ３内の流体と冷却用の空気（本実施形態では、携帯電話基地局内の空気）との熱交換を促進する放熱フィン７が接合されている。この放熱フィン３は、コルゲート型のフィンであり、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属よりなる。
【００２７】
ヘッダー４の内部には、ヘッダー４の内部空間を複数に仕切るセパレータ４１が設けられている。そして、多数の流路３１はセパレータ４１によって３つの流路群３１ａ〜３１ｃに分けられている。各流路群３１ａ〜３１ｃは、隣り合う流路で流体が同位相で振動する複数本の流路の集まりである。そして、第１流路群３１ａの流体と第３流路群３１ｃの流体は同位相で振動し、第２流路群３１ｂの流体は他の流路群３１ａ、３１ｃの流体とは逆位相で振動する。なお、本実施形態の発熱体冷却装置は、流体が同位相で振動する並行流路方式に属する。
【００２８】
本実施形態に係る発熱体冷却装置は、振動流による拡散促進効果（特開２００２−３６４９９１号公報等参照）を利用した強制振動流型の冷却装置であり、ポンプ６により流体を振動させると、吸熱部３２で流体に伝えられた発熱体１の熱が放熱部３３に輸送され、その熱が放熱フィン７を介して周囲の空気に放出され、これにより発熱体１が冷却される。
【００２９】
次に、本実施形態に係る振動流型冷却装置の冷却性能を、振幅Ｓをパラメータとして評価した。その評価結果について説明する。
【００３０】
まず、以下の説明で用いる用語を定義する。各発熱体１における流体流れ方向の中央位置を発熱体中央位置とする。放熱部３３のうち隣接する発熱体１間に位置する放熱部３３ａの、流体流れ方向の中央位置を放熱部中央位置とする。放熱部３３のうちヘッダー４およびパイプ５を介してポンプ６に接続される放熱部３３ｂの、反吸熱部３２側の端部、すなわちヘッダー４に接続される部位を、放熱部先端部とする。
【００３１】
また、発熱体中央位置から放熱部中央位置までの流体流れに沿う距離、および発熱体中央位置から放熱部先端部までの流体流れに沿う距離を、熱輸送距離Ｌ１〜Ｌｎとする。複数の熱輸送距離Ｌ１〜Ｌｎのうち最も長い熱輸送距離を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとする。
【００３２】
この評価に用いた振動流型冷却装置の仕様は、次の通りである。発熱体１は図１に示すように流体流れ方向の３ヶ所に配置した。熱輸送距離は、Ｌ１〜Ｌ６のいずれも１２０ｍｍであり、したがって、Ｌｍａｘ＝１２０ｍｍである。流路３１は７つの流路群に分けられ、各流路群の流路はいずれも９本である。また、流体は、０．５Ｈｚで振動させた。
【００３３】
図３は評価結果を示すものである。図３において、縦軸は、循環流型冷却装置において流体の流量が無限大のときの冷却性能（以下、基準冷却性能という）を１とした場合の、基準冷却性能に対する冷却性能の比である。横軸は、循環流型冷却装置および振動流型冷却装置のチューブ３内での流体の平均流速ｕと、振動流型冷却装置の振幅Ｓである。
【００３４】
図３から明らかなように、Ｓ≧Ｌｍａｘにおいては、振動流型冷却装置の冷却性能が循環流型冷却装置と同等レベルまで向上することが確認された。因みに、Ｓ≧Ｌｍａｘとした場合、流体が吸熱部３２から放熱部中央位置または放熱部先端部まで確実に移動して、放熱部３３の全域が放熱のために有効に利用されるためである。
【００３５】
以上述べたように、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、発熱体１が流体流れ方向の複数ヶ所に配置された振動流型冷却装置の冷却性能を、循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００３６】
また、本実施形態の冷却装置は、隣り合う流路で流体が同位相で振動する部分が存在する並行流路方式であるため、蛇行流路方式よりも構造が簡単になる。
【００３７】
また、本実施形態の冷却装置は、隣り合う流路で流体が同位相で振動する流路群３１ａ〜３１ｃが複数個設けられた並行流路方式であるため、全ての流路で流体が同位相で振動する並行流路方式よりもポンプ６の吐出流量は少なくてすみ、したがってポンプ６を小型にすることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な断面図であり、チューブ３を展開して示している。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態は、第１実施形態におけるヘッダー４内のセパレータ４１を廃止して、全ての流路３１で流体が同位相で振動する並行流路方式にしたものである。
【００４０】
本実施形態の冷却装置においても、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。また、ヘッダー４の構造をシンプルにすることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図５は第３実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な断面図であり、チューブ３を展開して示している。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図５に示すように、本実施形態は、第１実施形態におけるヘッダー４内のセパレータ４１を増加して、隣り合う流路３１で流体が逆位相で振動する蛇行流路方式にしたものである。
【００４３】
本実施形態の冷却装置においても、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００４４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図６は第４実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態は、ポンプ６の配置の関係により各放熱部３３の長さが異なっており、それに伴って熱輸送距離Ｌ１〜Ｌ６が異なっている。
【００４６】
この場合、最も長い熱輸送距離（本実施形態では、Ｌ４、Ｌ５）を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとして採用すると最も冷却性能を高めることができ、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００４７】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図７は第５実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
図７に示すように、本実施形態は、発熱体１の配置の関係により各放熱部３３の長さが異なっており、それに伴って熱輸送距離Ｌ１〜Ｌ６が異なっている。
【００４９】
この場合、最も長い熱輸送距離（本実施形態ではＬ４、Ｌ５）を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとして採用すると最も冷却性能を高めることができ、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００５０】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。図８は第６実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
第１実施形態では、発熱体１をベースプレート２に装着し、ベースプレート２をチューブ３に接合する構成としたが、本実施形態では、図８に示すように、発熱体１をチューブ３の平坦部に直接接合する構成としている。これにより、ベースプレート２の分の熱抵抗が削減されて冷却性能が向上するほか、コスト面でも有利になる。
【００５２】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。図９は第７実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
第１実施形態では、曲げたチューブ３の平坦部をベースプレート２に接合する構造としたが、本実施形態では、図９に示すように、直線状のチューブ部材３ａと、直方体の吸熱側接合部材３ｂと、直方体の放熱側接合部材３ｃとにより、チューブ３を構成し、吸熱側接合部材３ｂをベースプレート２に接合するようにしている。ただし、この場合ヘッダー内のセパレータと同様の働きをする仕切り部材が接合部材３ｂ、３ｃ内に配置されることが望ましい。
【００５４】
このようにすると、チューブ部材３ａ同士のピッチが曲げＲに制限されないのでチューブ本数を多くすることも可能になるため冷却性能を高めることができる。
【００５５】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態について説明する。図１０は第８実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
第１実施形態では、チューブ３がおおむねベースプレート２に対して垂直方向に配置されている例を示したが、図１０に示すように、チューブ３がおおむねベースプレート２に対して平行に配置されている構成でもよい。この場合は、ベースプレート２とチューブ３の接触面積が大きくなるため、その部分での熱抵抗を低減することができる。
【００５７】
次に、本実施形態に係る並行流路方式振動流型冷却装置の冷却性能、および、本実施形態に係る蛇行流路方式振動流型冷却装置の冷却性能を、振幅Ｓをパラメータとして評価した。
【００５８】
この評価に用いた振動流型冷却装置の仕様は、次の通りである。発熱体１は、図１０に示すように流体流れ方向の１ヶ所に配置するとともに、ベースプレート２上において流体流れ方向の中央に配置した。熱輸送距離は、Ｌ１、Ｌ２のいずれも４００ｍｍであり、したがって、Ｌｍａｘ＝４００ｍｍである。流体は、０．５Ｈｚで振動させた。また、並行流路方式振動流型冷却装置の流路３１は７つの流路群に分けられ、各流路群の流路はいずれも９本である。
【００５９】
図１１は評価結果を示すものである。図１１において、縦軸は、循環流型冷却装置において流体の流量が無限大のときの冷却性能（以下、基準冷却性能という）を１とした場合の、基準冷却性能に対する冷却性能の比である。横軸は、循環流型冷却装置および振動流型冷却装置のチューブ３内での流体の平均流速ｕと、振動流型冷却装置の振幅Ｓである。
【００６０】
図１１から明らかなように、振動流型冷却装置は、Ｓ≧Ｌｍａｘにおいて冷却性能はほぼ飽和し、また並行流路方式と蛇行流路方式での差もなくなることがわかる。
【００６１】
さらに、並行流路方式振動流型冷却装置および蛇行流路方式振動流型冷却装置は、Ｓ≧Ｌｍａｘにおいてはその冷却性能が循環流型冷却装置と同等レベルまで向上することが確認された。
【００６２】
なお、Ｓ≧Ｌｍａｘであることが望ましいが、図１１を見ると、振幅Ｓが最大熱輸送距離Ｌｍａｘの０．７倍程度（Ｓ≒０．７Ｌｍａｘ）の場合、並行流路方式振動流型冷却装置は循環流型冷却装置の冷却性能に比べ９０％以上の性能を確保できる。実用上はこれでも十分有用なことが多いため、Ｓ≧０．７Ｌｍａｘでも十分実用的である。また、蛇行流路方式振動流型冷却装置においても、Ｓ≧０．７Ｌｍａｘでも十分実用的である。
【００６３】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態について説明する。図１２は第９実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第８実施形態（図１０参照）と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
図１２に示すように、本実施形態は、発熱体１を、ベースプレート２における流体流れ方向の一方側にオフセットして配置している。それに伴って熱輸送距離Ｌ１、Ｌ２が異なっている。
【００６５】
この場合、長い方の熱輸送距離（本実施形態ではＬ２）を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとして採用すると最も冷却性能を高めることができ、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００６６】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態について説明する。図１３は第１０実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第８実施形態（図１０参照）と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
図１３に示すように、本実施形態は、発熱体１を、ベースプレート２における流体流れ方向の一方側にオフセットして配置するとともに、流体流れ方向の３ヶ所に配置している。それに伴って熱輸送距離Ｌ１〜Ｌ６が異なっている。
【００６８】
この場合、最も長い熱輸送距離（本実施形態ではＬ６）を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとして採用すると最も冷却性能を高めることができ、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００６９】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態について説明する。図１４は第１１実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
第１実施形態では、コルゲート型の放熱フィン７を用いていたが、コルゲートフィンは一般的にフィン間を通過する冷却風に対する圧損が大きいため大型のファンが必要である。これに対し大型のファンが設置できない場合やファンを使用しない自然空冷方式が求められる場合には、図１４に示す第１１実施形態のように、ストレート型のプレートフィン７Ａを用いるのが望ましい。また、チューブ３はストレート型を用いている。
【００７１】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態について説明する。図１５は第１２実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１１実施形態（図１４参照）と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７２】
図１５に示すように、本実施形態は、発熱体１を、ベースプレート２における流体流れ方向の一方側にオフセットして配置している。それに伴って熱輸送距離Ｌ１、Ｌ２が異なっている。
【００７３】
この場合、長い方の熱輸送距離（本実施形態ではＬ１）を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとして採用すると最も冷却性能を高めることができ、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【００７４】
（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態について説明する。図１６は第１３実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。なお、第１１実施形態（図１４参照）と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
図１６に示すように、本実施形態は、発熱体１を、ベースプレート２における流体流れ方向の一方側にオフセットして配置するとともに、流体流れ方向の３ヶ所に配置している。それに伴って熱輸送距離Ｌ１〜Ｌ６が異なっている。
【００７６】
この場合、最も長い熱輸送距離（本実施形態ではＬ１）を最大熱輸送距離Ｌｍａｘとして採用すると最も冷却性能を高めることができ、Ｓ≧Ｌｍａｘとすることにより、その冷却性能を循環流型冷却装置と同等レベルまで向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】第１実施形態に係る振動流型冷却装置の冷却性能を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な断面図である。
【図５】第３実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な断面図である。
【図６】第４実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図７】第５実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図８】第６実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図９】第７実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図１０】第８実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図１１】第８実施形態に係る振動流型冷却装置の冷却性能を示す図である。
【図１２】第９実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図１３】第１０実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図１４】第１１実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図１５】第１２実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【図１６】第１３実施形態に係る発熱体冷却装置の模式的な構成図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…発熱体、３…チューブ、６…ポンプ、３１…流路、３２…吸熱部、３３…放熱部。
【図１】
2006032546.tif 000003
【図２】
2006032546.tif 000004
【図３】
2006032546.tif 000005
【図４】
2006032546.tif 000006
【図５】
2006032546.tif 000007
【図６】
2006032546.tif 000008
【図７】
2006032546.tif 000009
【図８】
2006032546.tif 000010
【図９】
2006032546.tif 000011
【図１０】
2006032546.tif 000012
【図１１】
2006032546.tif 000013
【図１２】
2006032546.tif 000014
【図１３】
2006032546.tif 000015
【図１４】
2006032546.tif 000016
【図１５】
2006032546.tif 000017
【図１６】
2006032546.tif 000018