(57)【要約】  本発明は、電力用電子部品の冷却に係り、特に、凝縮器を有する冷却モジュール、及び、この冷却モジュールを有する電力モジュール、並びに、電気部品および／または電子部品を冷却するための方法に係る。少なくとも一枚のパネル（１１）を有する凝縮器（１）を備えた冷却モジュール（１００）が、電気部品および／または電子部品を冷却するために設けられる。パネルの二枚のシート（１１４，１１５）は、これらのシート（１１４，１１５）の間に経路（１１３）が形成されるように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより互いに対して取り付けられる。この経路（１１３）は、シート（１１４，１１５）により形成される平面の方向に伸びている。冷却剤（５）が、経路（１１３）の中に存在する。冷却は、パネル（１１）の気化セクションで冷却剤（５）を気化させることにより、そして、パネル（１１）の凝縮セクションで冷却剤（５）を凝縮させることにより、もたらされても良い。熱負荷が、電気部品および／または電子部品のような熱源（３）から、受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）へ、移送されても良い。この受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）は、熱負荷をパネル（１１）に移送するように構成され、このパネルは、空気（４）のような熱的キャリア（４）により、熱負荷を周囲に移送する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの電子部品および／または電気部品を冷却するための冷却モジュール（１００）であって、
この冷却モジュール（１００）は、二枚のシート（１１４，１１５）を有するパネル（１１）を有する凝縮器（１）を有していて、これらの二枚のシートは、これらのシート（１１４，１１５）の間に、これらのシート（１１４，１１５）により形成される平面の方向に伸びる経路（１１３）が形成されるように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより、互いに対して取り付けられていること、を特徴とする冷却モジュール。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載の冷却モジュール（１００）、
前記経路（１１３）は、少なくとも一つのループ（１１３０）を有している。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の冷却モジュール（１００）、
経路（１１３）に流路的に接続された受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）を更に有し、
この受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）は、熱負荷が前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）へ熱的に移送されるように、少なくとも一つの熱源（３）を接続するための接続手段を有している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項３に記載の冷却モジュール（１００）、
パネル・スタック（１１１）が形成されるように、前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）に配置された複数のパネル（１１）を有し、
前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）は、各パネル（１１）の少なくとも一つの経路（１１３）に接続されている。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項３または４に記載の冷却モジュール（１００）、
前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）は、熱伝導性を有するベース・プレート（２Ｂ）である。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項３から５の何れか１項に記載の冷却モジュール（１００）、
前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）は、気化器（２Ａ）である。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載の冷却モジュール（１００）、
熱を移送するために経路（１１３）の中に存在する冷却剤（５）を更に有していて、
熱が、冷却剤（５）の第一の部分（１１３４）を気化させることにより、そして、冷却剤（５）の第二の部分（１１３５）を凝縮させることにより、移送可能である。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項７に記載の冷却モジュール（１００）、
前記冷却剤（５）が経路（１１３）を飽和状態で満たすように、前記冷却剤（５）の第一のパーセンテージは、液体であり、前記冷却剤（５）の第二のパーセンテージは、気体である。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項７または８に記載の冷却モジュール（１００）、
冷却モジュール（１００）の運転状態で、冷却剤の動きが重力により、または脈動冷却により、もたらされるように、少なくとも一つの経路（１１３）が形成されている。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１から９の何れか１項に記載の冷却モジュール（１００）、
冷却モジュール（１００）の運転状態で、熱的キャリア（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）により、熱が凝縮器（１）から周囲へ移送可能である。
【請求項１１】
電力モジュールであって、
受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）に熱的に接続された、少なくとも一つの電気部品および／または電子部品（３）と、
冷却モジュール（１００）の運転状態で、熱的キャリア（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）により、前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）から熱を受け取るため、そして熱を周囲へ移送するための冷却剤（５）を備えた、請求項１から１０の何れか１項に記載の冷却モジュール（１００）と、
を有することを特徴とする電力モジュール。
【請求項１２】
電気部品および／または電子部品（３）を冷却する方法（１５０）であって、
冷却モジュール（１００，１５１）の運転状態で、前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）により、冷却モジュール（１００）の受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）に熱的に接続された、少なくとも一つの電気部品および／または電子部品（３）から、熱を受け取ること、
冷却モジュール（１００，１５２）の運転状態で、前記受熱ユニット（２，２Ａ，２Ｂ）から、二枚のシート（１１４，１１５）を有するパネル（１１）を有する冷却モジュール（１００）の凝縮器（１）へ、熱を移送すること、
これらの二枚のシートは、これらのシート（１１４，１１５）の間に、これらのシート（１１４，１１５）により形成される平面の方向に伸びる経路（１１３）が形成されるように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより互いに対して取り付けられていること、
を特徴とする方法。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の方法（１５０）、
前記経路（１１３）の中で冷却剤（５）の第一の部分（１１３４）を気化させることにより、そして、前記経路（１１３）の中で冷却剤（５）の第二の部分（１１３５）を凝縮させることにより、そして、経路（１１３）から熱的キャリア（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，１５３）へ熱を移送することにより、凝縮器（１）から周囲へ、熱を移送する工程を、更に有していて、
ここで、冷却モジュール（１００）の運転状態で、冷却剤の動きが重力によりもたらされるように、少なくとも一つの経路（１１３）が形成されている。
【請求項１４】
下記特徴を有する請求項１２に記載の方法（１５０）、
前記経路（１１３）の中で冷却剤（５）の第一の部分（１１３４）を気化させることにより、そして、前記経路（１１３）の中で冷却剤（５）の第二の部分（１１３５）を凝縮させることにより、そして、経路（１１３）から熱的キャリア（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，１５３）へ熱を移送することにより、凝縮器（１）から周囲へ、熱を移送する工程を、更に有していて、
ここで、冷却モジュール（１００）の運転状態で、冷却剤の動きが脈動冷却によりもたらされるように、少なくとも一つの経路（１１３）が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品及び電気部品の冷却に係る。特に、本発明は、凝縮器を有する冷却モジュール、冷却モジュールを有する電力モジュール、及び電気部品および／または電子部品を冷却するための方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
電気的な、電子的な、低電圧、中電圧及び高電圧の適用分野において、冷却システムが広く使用されている。
【０００３】
電力用の電子デバイスは、過剰な温度及びその結果としてのデバイスの故障を避けるために、運転中に冷却されなければならない。典型的な適用分野の特徴は、デバイスによる高速度の発熱のみではなく、高い電力密度、即ち、熱流束にもある。
【０００４】
水冷システムは、高い電力密度を典型的にうまく対処することが可能である。しかしながら、このシステムは、高価になることがあり、また、ポンプの形態の能動的な可動部分を必要とすることがあり、その様な部分は、有限の寿命を有していて、また、保守点検作業が必要になる。更に、水冷却システムは、通常、非常に高価である。
【０００５】
従来の空気冷却システムは、ベース・プレートから伸びるフィンのアレイからなり、ポンプを必要としないことがあるが、強制対流のファンを必要とすることもある。しかしながら、フィン表面と空気の間の熱伝達率が低いので、十分な冷却性能を得るために、大きなフィン領域が要求される。更に、もし、過剰な空気流速、圧力低下、及びノイズ・レベルを回避しようとする場合には、空気流れの十分な断面がもたらされなければならない。そのようなデザインは、許容可能なフィン効率のために、長い、厚い、結果として重たいフィンを有する、嵩張る熱シンクをもたらすことがある。この問題は、もし、多くの適用分野において生ずることがあるような、汚染された空気の環境におけるフィンの間のチャネルの閉塞を避けるために、隣接するフィンの間に最小の間隔を確保することが求められる場合には、より一層、難しくなることがある。二相クーラーは、EP 2 031 332 A1 の中に記載されていて、これは、ループ型の熱サイフォンの原理に基づく受動的なシステムを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開ＥＰ２０３１３３２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、電子部品及び電気部品のための、改良され、効率が良く、且つフレキシブルな冷却を提供することにある。
【０００８】
この目的は、独立請求項に基づく、冷却モジュール、冷却モジュールを有する電力モジュール、及び電気部品および／または電子部品を冷却する方法により実現される。更なる実施形態は、従属請求項から明らかである。
【０００９】
本発明の一つの実施形態よれば、凝縮器を有する冷却モジュールが設けられ、ここで、この凝縮器は、二枚のシートを有する少なくとも一枚のパネルを有していて、これら二枚のシートは、これらのシートの間に、これらのシートにより形成される平面の方向に伸びる経路が形成されるように、ロールボンディング（roll-bonding）を含むプロセスにより互いに対して取り付けられている。
【００１０】
そのような冷却モジュールは、従来の空気冷却または水冷却システムと比べてより良い性能を有することがあり、汚染された空気の環境における閉塞を防ぐことがある。
【００１１】
この冷却モジュールの他の可能性のある優位性は、それが高い冷却性能をもたらすことがあり、また、高い電力密度（即ち、高い熱流束）を取り扱うことが可能であることである。
【００１２】
先に説明したように、冷却モジュールは、能動的なポンプを必要としなくても良いことがあり、また、広い冷却空気の経路をもたらして、汚染された空気の環境における閉塞の危険を減少させることがある。十分な流れの断面積及びフィン表面積が、冷却モジュールによりもたらされ、それによって、適度な空気流速、圧力低下及びノイズを可能にすることがあり、そのような冷却モジュールは、場合によれば、軽量により可能にされ、且つ効率の高いフィンである。
【００１３】
そのような冷却モジュールを用いて、電動機コンバータ及び地下鉄用の補助コンバータにおいて使用される集積ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）モジュールのような、電力用電子部品が、効率の良く冷却されることがある。冷却されるＩＧＢＴモジュールは、１５００Ａ／３３００ＶのＡＢＢ社の“HiPak”モジュールであっても良い。
【００１４】
上記の冷却モジュールは、地下鉄用コンバータのような、電子部品に対して十分な冷却性能をもたらしても良く、電子的なデバイスの温度及び温度変動（特に、ＩＧＢＴ及びダイオード接続部の温度）を、地下鉄の運転の過渡的負荷の下で十分に低く保ち、電子部品の十分な寿命を確保する。上述の冷却モジュールにより冷却される地下鉄用のコンバータは、地下鉄の車体の下に取り付けられても良く、ここで、その高さは、約５６０〜６００ｍｍに限定されることがある。冷却モジュールは、最小スペースが冷却モジュールのために使用されるように、最適なやり方で高さを利用しても良い。
【００１５】
例えば、先に説明したように、地下鉄用コンバータを冷却するために、冷却モジュールは、互いに近付けて配置された地下鉄用コンバータのモジュールを有することが可能であっても良く、例えば、６〜１２個のＩＧＢＴモジュールが、２ｘ３，２ｘ４，２ｘ５，または、２ｘ６のマトリクスとして、平面内に配置され、それにより、隣接するモジュールの間の大きなギャップが回避されることがあるようになる。このようにして、不必要に長い電子的な接続（バスバー）が回避されることがあり、それ故に、高い電力（高い損失）に対処することに次いで、冷却モジュールはまた、高い電力密度にも対処することができる。
【００１６】
冷却モジュールの更なる優位性は、その音響学的なノイズ・レベルが低いことにあり、それは、地下鉄用コンバータに対して適切であり、例えば、もし、地下鉄が駅で待っている場合に、ノイズ・レベルを低く維持するために、冷却空気流速及び強力な冷却ファンの使用を制限する。
【００１７】
冷却モジュールは、先に説明したように、例えば、水のホースを用いて、外側から清掃可能なであっても良く、また、地下鉄での使用において典型的であるような、汚れた空気の条件の下で、その性能が損なわれないことがある。
【００１８】
更にまた、冷却モジュールは、重量及びスペースが最適化され、コスト競争力を有していることがあり、また、モジュラー式であっても良く、例えば、冷却モジュールは、２ｘ１のＩＧＢＴモジュールのために作られても良い。ｎ個の同一の冷却モジュールを互い隣り合わせに配置することにより、例えば、２ｘｎのＩＧＢＴモジュールのためのクーラーが得られることが、可能性である。上述の冷却モジュールは、２５ｋｇを超えない重量を有していても良く、それは、製造の間のハンドリングを容易にする。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、凝縮器は、一枚の以上のパネル、例えば、少なくとも二枚のパネルを有していても良い。  
ロール・ボンドされたシートは、二枚のシートの間に、少なくとも経路が設けられるように、互いに対して取り付けられても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、一つまたはそれ以上の経路は、パネル毎に設けられても良い。
【００２０】
本発明の更なる実施形態によれば、経路は、複数のループを有していても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、経路は、ループ状の形態を有していても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、経路は、開放型であっても良く、閉鎖ループでなくても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、経路は、閉鎖型であっても良い。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、熱サイフォン冷却モジュールであっても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、ループ状の熱サイフォンの冷却モジュールであっても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、二相の冷却モジュールであっても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、パネルは、フィンまたは凝縮器パネルを形成するように構成されても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、電子部品のための冷却モジュール、例えば電力用電子部品、例えばＩＧＢＴであっても良い。
【００２２】
本発明の他の実施形態によれば、凝縮器は、気化器から若干の距離に組み込まれても良く、それが意味するところは、凝縮器が、熱が気化により集められるところから特定の距離に、例えば、キャビネットの頂部に、あっても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、経路は、少なくとも一つのループを有している。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、経路に接続された受熱ユニットを有していても良い。この受熱ユニットは、熱負荷が受熱ユニットへ熱的に移送されるように、少なくとも一つの熱源を接続するための接続手段を有している。受熱ユニットは、経路に流路的に接続されても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、一以上の受熱ユニットを有していても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、パネルは、前記受熱ユニットを有している。
【００２４】
本発明の他の実施形態によれば、凝縮器パネルは、ベース・プレートに機械的に且つ熱的に接続されても良く、例えば、ベース・プレートは、凝縮器パネルまたは凝縮器パネルの末端を受ける溝を有していても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、受熱ユニットは、一以上の熱源から熱を受け取る。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、受熱ユニットは、低電圧、中電圧または高電圧用の電子部品などのような、熱源から熱を受け取る。熱源は、電力用の電子デバイスであっても良い。高電圧の電子部品は、受熱ユニットに配置されても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、高電圧の電子部品は、前記受熱ユニットに取り付けられても良い。
【００２６】
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、複数のパネルを更に有していて、それらのパネルは、パネル・スタックが形成されるように、受熱ユニットに配置され、ここで、受熱ユニットは、各パネルの少なくとも一つの経路に接続される。受熱ユニットは、各パネルの少なくとも一つの経路に流路的に接続されても良い。
【００２７】
本発明の他の実施形態によれば、複数のパネルは、受熱ユニットに配置されても良く、あるいは、例えば、複数のパネル）を有するパネル・スタックがキャビネットの頂部に組み込まれることがあるのように、冷却される要素から特定の距離で、配置されても良く、ここで、受熱ユニット（例えば、気化器）は、キャビネットの内側に配置される。
【００２８】
本発明の他の実施形態によれば、複数のパネルは、各パネルが交換可能であることがあるように、前記受熱ユニットでモジュラー式に配置される。  
本発明の他の実施形態によれば、パネルの少なくとも一部は、ベース・プレートと比べて、パネル・アレイのパネル・スタックの幅を拡大するように湾曲されても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、パネル・アレイの頂部または頂部及び底部は、カバー・パネルまたはカバー凝縮器パネルにより覆われされても良い。このようにして、パネル間の空気チャネルの小さい側は、熱的にアクティブに作られても良く、このようにして、場合によれば、若干の熱的な性能を得る。
【００２９】
本発明の他の実施形態によれば、前記受熱ユニットは、熱伝導性のベース・プレートである。  
本発明の他の実施形態によれば、ベース・プレートは、アルミニウム板または二重のアルミニウム板であっても良く、そして、ロール・ボンドされたユニットで支えられていても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、各凝縮器は、凝縮器スタックを形成する他の凝縮器の隣に配置されても良く、ここで、凝縮器は、互いに対して、各凝縮器の各ベース・プレートをロウ付けすることにより、互いに対して取り付けられても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、受熱ユニットは、気化器である。
【００３０】
本発明の他の実施形態によれば、冷却モジュールは、熱を移送するために経路の中に存在する冷却剤を、更に有していて、ここで、熱は、冷却剤の第一の部分を気化させることにより、そして、冷却剤の第二の部分を凝縮させることにより、移送される。
【００３１】
本発明の他の実施形態によれば、冷却剤の第一のパーセンテージは、液体であり、冷却剤の第二のパーセンテージは、気体である。このようにして、冷却剤は、飽和状態で経路を満たしても良い。
【００３２】
冷却剤の液体対気体の比率は、冷却剤のタイプ、温度、冷却剤の圧力、熱的負荷（放散されなければならない熱）、及び、冷却剤を含む経路の直径並びに幾何学的形状に依存しても良い。
【００３３】
本発明の他の実施形態によれば、経路、例えば、内部のチャネルは、非脈動パネルのための、矩形、多角形、三角形、台形、円形、及び楕円形の内の一つの、断面幾何学的形状を有していても良い。
【００３４】
ロール・ボンドされたパネルの間の間隔は、例えば、強制対流において、数ミリメータの間の範囲であっても良く、自然対流を採用するためにまたは閉塞防止の目的のために、１０ｍｍ以上まであっても良い。
【００３５】
経路は、このようにして、本発明の一つの実施形態に基づいて、重力冷却によりもたらされる冷却剤の動きに適した幾何学的形状を有していても良い。そのような経路は、複数のループを有していても良く、また、閉じられた経路であっても良く、ここで、冷却剤は、移送された熱源の熱負荷により加熱され、経路の気化器セクションで気化される。気化した冷却剤は、重力に起因して、経路の凝縮器セクションへ移動する。凝縮器セクションで、気体冷却剤は、凝縮されて液体になり、空気のような熱的キャリアに熱を移送する。重力に起因して、液体冷却剤は、気化器セクションに流れて戻り、上述のプロセスが再び始まる。
【００３６】
本発明の他の実施形態によれば、経路は、脈動冷却をもたらす幾何学的形状を有していて、この脈動冷却は、重力の原理に基づいて作動せず、それ故に、クーラーが重力加速度の方向に対して任意に配置されても良い。脈動経路は、曲がりくねった形態に曲げられ且つ端部で互いに接続された、毛細管の寸法を有していても良い。この経路は、最初に排気され、次に、作業液体で部分的に満たされても良く、この作業液体は、毛細管脈動経路の内側の液体−蒸気プラグ及びスラグ（liquid-vapor plugs and slugs）の形態で、自然にそれ自身を分布させても良く、。経路の一端は、熱（気化器セクション）を受けても良く、それを、液体−蒸気システムの脈動動作により、もう一方の端（凝縮器セクション）に移送しても良い。オプションの断熱ゾーンが、間に存在しても良い。
【００３７】
このようにして、脈動経路を有する冷却モジュールは、本質的に、不平衡熱移送デバイスであっても良く、その性能の成否は、システムの中での、これらの不平衡状態の連続するメインテナンスに、第一に依存しても良い。
【００３８】
液体−蒸気スラグ移送（slug transport）は、それぞれの経路内での、熱的に駆動される圧力の脈動に起因していても良い。運転の間に、温度勾配が、気化器と凝縮器セクションとの間で、広がっても良く、不平衡の圧力状態を生じさせる。
【００３９】
気化セクションへの熱移送は、気化器セクションの中で、気泡を連続的に成長させても良く、より高い圧力／温度に起因して、液体を低い温度の端部（凝縮器セクション）の方へ押し出す。同時に、他方の端部での凝縮は、二つの端部の間の圧力差を更に増大させることになる。このようにして、駆動熱的ポテンシャルとシステムとの間に、不平衡状態が形成されても良く、次に、内部の圧力を等しくするように図っても良い。
【００４０】
もし、複数の経路のループが互いに接続されている場合には、一つのループの中の液体スラグ及び蒸気気泡の動きが、隣接するループ一つのループの中で、スラグ及び気泡の動きをもたらしても良い。駆動力と復元力の間の相互作用は、蒸気気泡及び液体スラグの振動をもたらす。更に、現実のシステムの中に存在する固有の動揺が、システムの中の圧力変動を増大させることがある。
【００４１】
例えば重力の経路を有する従来のヒート・パイプの中とは異なり、非定常状態の圧力平衡が、作動している脈動冷却のために、実現されても良い。振動の周波数及び強度は、脈動経路内の、熱の流量及び液体の質量分率に依存していても良い。これらの振動により、気化器セクションで熱源により供給される熱は、凝縮器セクションに運ばれても良く、また、空気のような熱的キャリアにより取り除かれても良い。
【００４２】
本発明の他の実施形態によれば、少なくとも一つの経路が、冷却モジュールの運転状態で、冷却剤の動きが重力または脈動冷却によりもたらされように、形成される。
【００４３】
本発明の他の実施形態によれば、冷却剤の気化した蒸気の密度は、凝縮された冷却剤と比べて小さいくても良い。
【００４４】
本発明の他の実施形態によれば、脈動冷却のための経路の直径は、２ｍｍ未満であっても良い。一般的に、脈動冷却のための経路の直径は、脈動冷却、脈動ヒート・パイプ冷却、または脈動熱サイフォン冷却の動きを可能にする寸法を有していても良い。
【００４５】
本発明の他の実施形態によれば、脈動冷却のための経路は、開放型であっても良く、閉じられたループ経路でなくても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、脈動冷却のための経路は、閉鎖型であっても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、脈動冷却のための経路は、幾つかのループを有していても良い。
【００４６】
脈動冷却により冷却剤の動きをもたらす経路を有する、そのような冷却モジュールは、重力に依存しないものであっても良く、それ故に、重力から独立の形態で配置されても良い。
【００４７】
二相冷却剤の脈動流れは、経路の中で、例えばスラグ流れ（slug flow）の形態で、生じても良く、それは、非常に効率の良い熱移送をもたらす。
【００４８】
脈動流れは、幾何学的形状により促進されても良く、ここで、経路は、蛇行経路の形状を有していても良く、また、経路の１８０度の湾曲部で、受熱ユニットと接触しても良く、ここで、蛇行経路は、閉鎖型であっても、開放型であっても良い。
【００４９】
本発明の他の実施形態によれば、湾曲部は、少なくとも部分的に矩形の湾曲部であっても良く、それにより、ベース・プレートへの小さい熱抵抗、及びベース・プレートの溝の中でのフィンの良好な機械的な安定性をもたらすために、ベース・プレートとの接触領域を最大化する。
【００５０】
本発明の他の実施形態によれば、熱は、冷却モジュールの運転状態で、熱的キャリアにより、凝縮器から周囲へ移送可能である。  
本発明の他の実施形態によれば、熱的キャリアは、冷却空気であっても良い。  
本発明の他の実施形態によれば、熱的キャリアは、水であっても良い。
【００５１】
本発明の他の実施形態によれば、受熱ユニットに熱的に接続された少なくとも一つの電気部品および／または電子部品、及び、本発明の先行する代表的な実施形態の内の何れかの冷却モジュールを有する、電力モジュールが設けられ、この冷却モジュールは、冷却モジュールの運転状態において、熱的キャリアにより、前記受熱ユニットから熱を受け取りそして熱を周囲へ移送するための冷却剤を有している。
【００５２】
本発明の他の実施形態によれば、少なくとも一つの電気部品および／または電子部品を冷却するために、上述の代表的な実施形態の内の何れかの冷却モジュールの使用が提供される。  
本発明の他の実施形態によれば、電子部品は、電力用電子部品であっても良く、例えばＩＧＢＴである。
【００５３】
本発明の他の実施形態によれば、電気部品および／または電子部品を冷却する方法が提供される。この方法は、下記の工程を有している：冷却モジュールの運転状態で、冷却モジュールの受熱ユニットに熱的に接続された少なくとも一つの電気部品および／または電子部品から、前記受熱ユニットにより、熱を受け取り；前記受熱ユニットから冷却モジュールの凝縮器へ、熱を移送する。冷却モジュールは、二枚のシートを有するパネルを有していて、これら二枚のシートは、冷却モジュールの運転状態で、これらのシートにより形成される平面の方向に伸びる経路が、二枚のシートの間に形成されように、ロールボンディングを含むプロセスにより、互いに対して取り付けられている。
【００５４】
本発明の他の実施形態によれば、この方法は、更に、以下の工程を有している：経路の中で冷却剤の第一の部分を気化させることにより、経路の中で冷却剤の第二の部分を凝縮させることにより、そして、経路から熱的キャリアへ熱を移送することにより、凝縮器から周囲へ熱を移送する。少なくとも一つの経路が、冷却モジュールの運転状態で、冷却動作が重力によりもたらされように形成される。
【００５５】
本発明の他の実施形態によれば、この方法は、更に、以下の工程を有している：経路の中で冷却剤の第一の部分を気化させることにより、経路の中で冷却剤の第二の部分を凝縮させることにより、そして、経路から熱的キャリアへ熱を移送することにより、凝縮器から周囲へ熱を移送し、ここで、冷却モジュールの運転状態で、冷却動作が脈動冷却によりもたらされように、少なくとも一つの経路が形成される。
【００５６】
本願発明のこれらの及び他のアスペクトは、以下に記載された実施形態を参照することにより、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に基づく、凝縮器及び気化器を有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図２】図２は、図１の凝縮器のパネルの斜視図を概略的に示している。
【図３】図３は、図１の気化器の斜視図を概略的に示している。
【図４】図４は、図１の気化器の断面の斜視図を概略的に示している。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に基づく、凝縮器及び気化器を有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図６】図６は、図５の気化器の斜視図を概略的に示している。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に基づく、凝縮器及び気化器を有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に基づく、凝縮器及び気化器を有する冷却モジュールの断面の斜視図を概略的に示している。
【図９】図９は、図８の冷却モジュールの他の断面の斜視図を概略的に示している。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施形態に基づく、対称的に配置されたパネル及び気化器を有する凝縮器を有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態に基づく、ベース・プレートを有する凝縮器の斜視図を概略的に示している。
【図１２】図１２は、本発明の一つの実施形態に基づく、図１１のベース・プレートの斜視図を概略的に示している。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施形態に基づく、図１１のベース・プレートの斜視図を概略的に示している。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施形態に基づく、凝縮器及びベース・プレートを有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図１５】図１５は、本発明の他の実施形態に基づく、凝縮器及びベース・プレートを有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図１６】図１６は、本発明の他の実施形態に基づく、ベース・プレートを有するパネル・スタックを形成する複数の凝縮器を有する冷却モジュールの斜視図を概略的に示している。
【図１７】図１７は、図１６のベース・プレートを有する一枚のパネルの斜視図を概略的に示している。
【図１８】図１８は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのベース・プレートに取り付けられる前の凝縮器のパネルの側面図を概略的に示している。
【図１９】図１９は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのベース・プレートに取り付けられたパネルを概略的に示している。
【図２０】図２０は、本発明の他の実施形態に基づく、気化セクション及び凝縮セクションを示す冷却モジュールのパネルの斜視図を概略的に示している。
【図２１】図２１は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールの一枚のパネルの斜視図を概略的に示している。
【図２２】図２２は、本発明の他の実施形態に基づく、ベース・プレート及び複数のパネルを有する冷却モジュールの断面図を概略的に示している。
【図２３】図２３は、本発明の他の実施形態に基づく、ベース・プレート及び複数のパネルを有する冷却モジュールの断面図を概略的に示している。
【図２４】図２４は、本発明の他の実施形態に基づく、ベース・プレート及び複数のパネルを有する冷却モジュールの断面図を概略的に示している。
【図２５】図２５は、本発明の他の実施形態に基づく、ベース・プレート及び複数のパネルを有する冷却モジュールの断面図を概略的に示している。
【図２６】図２６は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの二枚のシートの断面の拡大図を概略的に示している。
【図２７】図２７は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの二枚のシートの断面の拡大図を概略的に示している。
【図２８】図２８は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの断面図を概略的に示している。
【図２９】図２９は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの断面図を概略的に示している。
【図３０】図３０は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの断面図を概略的に示している。
【図３１】図３１は、本発明の他の実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの断面図を概略的に示している。
【図３２】図３２は、本発明の他の実施形態に基づく、脈動冷却のための冷却モジュールの閉じられた経路及び示された気化セクションを有するパネルを概略的に示している。
【図３３】図３３は、本発明の他の実施形態に基づく、脈動冷却のための冷却モジュールの、開放型の経路及び示された気化セクションを有するパネルを概略的に示している。
【図３４】図３４は、本発明の他の代表的な実施形態に基づく、冷却モジュールのパネルの気化セクションの断面の拡大図を概略的に示している。
【図３５】図３５は、本発明の他の実施形態に基づく、図３４のベース・プレートの断面Ａ−Ａの部分を概略的に示している。
【図３６】図３６は、本発明の他の実施形態に基づく、電気部品および／または電子部品を冷却する方法のフローチャートを概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明の主題は、以下のテキストにおいて、添付図面に示された代表的な実施形態を参照しながら、より詳細に説明される。
【００５９】
これらの図面において使用される参照符号、及びそれらの意味は、参照符号のリストに、まとめの形態で掲載されている。原則として、これらの図の中で、同一の部品には、同一の参照符号が与えられている。
【００６０】
図１は、二枚のシートを有するパネル１１を有する凝縮器１を有する冷却モジュール１００を、概略的に示していて、それらの二枚のシートは、これら二枚のシートの間に、これらのシートにより形成される平面の方向に伸びる経路１１３が形成されるように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより互いに対して取り付けられている。この経路１１３は、複数のループ１１３０を有している。凝縮器１は、経路１１３を有する複数のパネル１１を有していて、各経路１１３は、個々のパネル１１またはフィン１１から、凝縮液ヘッダ１２１につながる凝縮液経路１２をもたらす。一つの凝縮液パイプ１２２は、凝縮液ヘッダ１２２から気化器２Ａの形態の受熱ユニット２，２Ａにつながっている。気化器２Ａは、蒸気経路２１により、経路１１３に流路的に接続され、それぞれの蒸気経路が、一つのフィン１１またはパネル１１の経路１１３をもたらす。
【００６１】
気化器２Ａの形態の受熱ユニット２，２Ａは、熱源３の熱負荷が受熱ユニット２，２Ａへ熱的に移送されるように、少なくとも一つの熱源３を気化器２Ａにを接続するための接続手段を有している。この熱源３は、地下鉄用コンバータであっても良く、例えば、半導体スイッチであっても良く、または、受熱ユニット２，２Ａに熱的に接続された、電力電子部品またはＩＧＢＴような、他の電気部品および／または電子部品であっても良い。
【００６２】
図１の中に記載された実施形態、並びに、以下の図に示された全ての更なる実施形態は、地下鉄用コンバータの冷却の適用分野において、従来の空冷のフィンの熱シンクを用いた場合に遭遇する、フィンの限定された効率の問題を解決するように構成されていて、ここで、熱の伝導は、フィン内の熱移送のメカニズムのみである。従来のシステムにおいて、高い冷却性能、高い電力密度、限定された空気流速（地下鉄の駅でのノイズの制限による）、及び、十分に広いフィンの間のチャネルの境界条件は、長いフィンをもたらすことがある。フィン効率を十分に高く維持するために、これらのフィンは、かなり厚く作られていなければならず、それが、重たく且つ大きい熱シンクをもたらすことになる。この問題は、図１の実施形態により、及び更なる図に示された実施形態により解決され、その理由は、フィンの内側での熱移送が、対流により増大されるからである。
【００６３】
二相冷却剤を有するループ型の熱サイフォンが、図に示された実施形態によれば、冷却動作がアクティブなポンプを必要とすることなく、重力のみにより駆動されるように、使用されても良い。ループ型の熱サイフォンは、二相領域で動作する冷却剤を含むループ形状の経路１１３，１１３０から構成されても良い。経路１１３の一つのセクションは、冷却剤を気化させるように機能しても良く、これに対して、経路の他のセクションは、冷却剤を凝縮させるように機能しても良い。冷却剤の動きは、重力により駆動されても良く、その理由は、冷却剤蒸気の密度が液体の密度と比べて遥かに小さいからである。
【００６４】
これらの図に示された実施形態に基づく冷却システムにおいて、熱サイフォン経路の気化セクションは、電子的なデバイス３から熱を受け取り、これに対して、熱サイフォン経路の凝縮器セクションは、冷却空気または他の適当な冷却媒体へ熱を移送する。
【００６５】
コスト効率の良い冷却のソリューションは、ロール・ボンドされたパネル、および／または、太陽熱吸収設備を有していることがある。ロール・ボンドされたパネルは、電気部品または電子部品３の冷却のためのフィンとしてうまく適合されることがあり、その理由は、それらが、安価で、薄く、軽量であって、且つ、パネル１１の中でのチャネル１１３または経路１１３の正確なパターンに関して、大きなフレキシビリティがあるからである。ロール・ボンドされたパネル１１は、非常に効率の良いフィン１１とみなされることがある。
【００６６】
ロール・ボンディング（roll-bonding）において、金属の二枚のシートが、圧延により高い圧力で、一緒にプレスされても良い。それ故に、シートの特定の領域が、シートがこれらの領域で接合しないことが可能であるように、グラファイト・パウダーのような、分離媒体でそれらを処理することにより省略されても良い。貼り付けの後に、シートが膨張され、分離媒体で処理された領域において、フィン・チャネルまたは経路を作り出す。
【００６７】
そのようなロール・ボンドされたパネル１１は、ループ型の熱サイフォンまたは冷却モジュール１００の凝縮器１として使用されても良い。ループ型の熱サイフォン１００を完成させるために、別個の気化器２Ａが追加されても良く、この別個の気化器に、電力用の電子デバイス３が取り付けられる。以下に記載されているように、別個の気化器２Ａが省略されても良く、ここで、フィン１１の中のチャネル１１３または経路１１３のセクションが、気化器２Ａを構成しても良い。全てのフィン１１が、ベース・プレート２Ｂに直接的に取り付けられても良く、このべース・プレートに、電子的なデバイス３が、取り付けられても良い（例えば、図１１を参照）。
【００６８】
フィン１１としてロール・ボンドされたパネル１１を使用することの特別の優位性は、パネル１１の表面が平坦ではなく、パネル１１の内側で、チャネルまたは経路１１３からの高所（elevations）を含んでいると言うことにあることがある。これらの高所は、空気の流れを妨げる効果を有していて、乱流の強度を増大させ、それによって、パネル表面と空気の間の熱移送を増大させる。
【００６９】
図２は、請求項１の個々のパネル１１またはフィン１１を概略的に示していて、このフィンは、経路１１３がループ状の形状を有するように、幾つかのループ１１３０を有する経路１１３を有している。
【００７０】
図３は、図１の受熱ユニット２，２Ａの斜視図を概略的に示している。
【００７１】
図４は、図１の気化器２Ａの形態の、受熱ユニット２，２Ａの断面の斜視図を概略的に示していて、この気化器は、凝縮液を凝縮器からを受け取るために凝縮液パイプ１２２、並びに、気化した冷却剤を気化器２Ａから受け取るために、凝縮器の経路をもたらす、複数の蒸気経路２１を備えている。
【００７２】
図５は、図１の冷却モジュール１００の斜視図を概略的に示しているが、但し、次のような相違点がある：凝縮液ヘッダが無く、一つの凝縮液パイプ１２２のみではなく複数の凝縮液パイプ１２２があり、それぞれの凝縮液パイプは、凝縮器１のパネル１１のそれぞれの経路１１３から、凝縮液経路１２を介して、気化器２Ａへ直接的につながっている。
【００７３】
図６は、図５に基づく凝縮液パイプ１２２を有する、気化器２Ａの形態の受熱ユニット２の斜視図を、概略的に示している。
【００７４】
図７は、図１の冷却モジュール１００の斜視図を概略的に示しているが、但し、次のような相違点がある：冷却モジュール１００が、蒸気ヘッダ２１１または蒸気コレクタ２１１を更に有していて、このヘッダは、気化器２Ａの形態の受熱ユニット２から、気体状態の冷却剤を受けて、気化した冷却剤を、複数の蒸気経路２１を介して、冷却モジュール１００の凝縮器１のパネル１１の経路１１３へ、移送する。
【００７５】
冷却空気４は、異なる方向から、フィン１１またはパネル１１の経路１１３またはチャネル１１３の中を通って、矢印４ａ，４ｂ，４ｃ及び４ｄにより示されているように、流れても良い。
【００７６】
電子的なデバイス３が、図７の中に示されているように、気化器２Ａの両側に、あるいは、その片側のみに取り付けられても良い。
【００７７】
フィン１１の中を通る空気流れは、ファンまたはブロアを使用する強制対流に起因しても良く、または、自然対流に起因しても良い。列車上で、更には、広く乗り物上で使用されるとき、フィン１１は、駆動の風を利用するように方向付けられても良い。フィンの間のチャネル１１３または経路１１３の軸が、駆動方向に方向付けられても良い。
【００７８】
図８は、二枚のシートを有する複数のパネル１１を有する凝縮器１を有する、冷却モジュールの断面の斜視図１００を概略的に示していて、これらの二枚のシートは、これら二枚のシートの間に、これらのシートにより形成される平面の方向に伸びる経路１１３が形成されるように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより互いに対して取り付けられていて、各経路は、凝縮液ヘッダ１２１に接続された凝縮液経路１２をもたらす。凝縮液パイプ１２２は、凝縮液ヘッダ１２１を気化器２Ａの形態の受熱ユニット２，２Ａに接続する。蒸気パイプ２１２は、気化器２Ａの気体状態の冷却剤を、蒸気ヘッダ２１１または蒸気コレクタ２１１へ導く。
【００７９】
図９は、図８の冷却モジュール１００の断面図を概略的に示している。
【００８０】
図１０は、図１の冷却モジュール１００を概略的に示しているが、但し、凝縮器１が対称的に配置された複数のパネル１１を有していると言う相違点がある。冷却剤の蒸気は、気化器２Ａから、蒸気ヘッダ２１１または蒸気コレクタ２１１へ移送され、そこから、各経路１１３に対する複数のパイプを介して、凝縮器１の対称的に配置されたパネル１１のそれぞれへ、移送される。
【００８１】
図１１は、二枚のシートを有する複数のパネル１１を有する凝縮器１を有する冷却モジュール１００の斜視図を概略的に示していて、これら二枚のシートは、これら二枚のシートの間に、これらのシートにより形成される平面の方向に伸びる経路１１３が形成されように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより互いに対して取り付けられている。冷却モジュール１００は、ベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂを更に有していて、このベース・プレートは、熱負荷が受熱ユニット２，２Ｂへ熱的に移送可能であるように、少なくとも一つの熱源３を接続するための接続手段を有していて、この受熱ユニットは、熱負荷が受熱ユニット２，２Ｂから経路１１３へ移送可能であるのように、各パネル１１の経路１１３に接続されている。
【００８２】
ベース・プレート２Ｂは、熱負荷を凝縮器１の各パネル１１の経路１１３へ伝える、熱伝導性のベース・プレート２Ｂであっても良い。
【００８３】
フィン１１またはパネル１１は、ベース・プレート２Ｂに対して機械的に及び熱的に接続されても良い。図１１によれば、この接続は、フィン１１を受ける溝２０を有するベース・プレート２Ｂを使用することにより、作り出される。最適な熱的接触をもたらすための、溝２０に深さは、経路１１３またはチャネル１１３の気化セクションの周りを、それらが完全に取り囲むように設定されても良い。対応するフィン１１は、キーホール形状を有していても良い。溝を有するベース・プレート２Ｂを製造するための一つのやり方は、アルミニウムの押出しである。
【００８４】
しかしながら、キーホール形状の溝２０は、押出しにより形成することが難しいかもしれない。その理由は、溝２０が、その出口で狭いことがあり、それによって、押出しのツールが壊れることがあるからである。押出し性を改善するために、チャネル１１３または経路１１３の気化セクションが、広く作られても良い。対応する溝２０は、ボトルネックを有していてなくも良い。
【００８５】
フィン１１またはパネル１１とベース・プレート２Ｂとの間の、タイトな接触（最小の熱抵抗をもたらす）を確保するための、一つのやり方は、膨張に先立って、ベース・プレート２Ｂのベース・プレートの溝２０の中にフィン１１を挿入し、次いで、フィン・チャネル１１３または経路１１３を膨張させることであり、それにより、溝２０の中のチャネル１１３が、ベース・プレート２Ｂの溝２０の正確な形状を得ることになる。
【００８６】
フィン１１をベース・プレート２Ｂに接合する他のオプションは、ロウ付けである。これは、もし、ベース・プレートの溝２０が、ロール・ボンドされたパネル１１の平らなシート端部のみを受け、気化チャネル１１３を受けない場合に、特に興味深い。その理由は、この場合には、膨張によるタイトな接触の確立がオプションでないからである。
【００８７】
ベース・プレート２Ｂは、図１１の中に示されているように、複数のフィン１１の片側に配置されても良く、または、複数のフィン１１の底部に配置されても良い（図示されていない）。
【００８８】
図１２は複数の溝２０を有する、図１１のベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂの斜視図を概略的に示していて、これらの溝は、凝縮器のパネルを受け取るためにキーホールの形状を有している。
【００８９】
図１３は、図１２のベース・プレート２Ｂの斜視図を概略的に示しているが、但し、溝２０が、ボトルネックのあるキーホールの形状を有していないで、ボトルネックのないボトルの形状を有していると言う相違がある。
【００９０】
図１４は、図１１の冷却モジュール１００の斜視図を概略的に示していて、ここで、ベース・プレート２Ｂは、パネル１１の各経路１１３の気化セクションの周りを部分的に取り囲んでいる。
【００９１】
図１５は、パネル・スタック１１１を形成する複数のパネル１１を受ける、ベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂを有する、冷却モジュール１００の斜視図を概略的に示していて、各パネル１１は、運転に先立って冷却剤を充填するための流入口１１３３を有している。
【００９２】
図１６は、ベース・プレート２Ｂを有する各パネル１１が、パネル・スタック１１１または凝縮器スタック１１１に積み重ねられた状態の、図１５の冷却モジュール１００を概略的に示している。
【００９３】
図１７は、一枚のパネル１１を受けるベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂを有する、図１６の一つの凝縮器１を概略的に示している。
【００９４】
図１８は、図１７の凝縮器１の斜視図を概略的に示していて、ここで、経路１１３を有するパネル１１は、ベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂに接続される前の状態にある。
【００９５】
図１９は、図１８の凝縮器１の斜視図を概略的に示していて、ここで、経路１１３を有するパネル１１は、ベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂに取り付けられている。
【００９６】
図２０は、経路１１３を有する冷却モジュールのパネル１１の斜視図を概略的に示していて、ここで、気化セクション１１３１及び凝縮セクション１１３２が示されている。
【００９７】
冷却剤は、熱を移送するために経路１１３の中に存在していて、ここで、気化セクション１１３１の中で冷却剤の第一の部分１１３４を気化させる、そして、凝縮セクション１１３２で冷却剤の第二の部分１１３５を凝縮させることにより、熱が移送される。
【００９８】
図２１は、運転に先立って、複数のループ１１３０を用いて冷却剤を経路１１３に充填するための流入口１１３３を有する、冷却モジュールのパネル１１の斜視図を概略的に示している。
【００９９】
図２２は、凝縮器のロール・ボンドされたパネル１１を受けるベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂを有する、冷却モジュールの断面１００を概略的に示していて、ここで、湾曲部１１２を有する４枚のパネル１１の対が、ベース・プレート２Ｂで、一つの真っ直ぐなパネル１１の隣に対称的に配置されている。湾曲部１１２を有するパネル１１は、ベース・プレート２Ｂと比べて、複数のパネル１１の幅を増大させるために使用されても良い。図２２の実施形態によれば、ベース・プレート２Ｂのサイズを小さく維持しながら、高い電力密度のために必要とされるように、広いフィン表面及び流れの断面積が、設けられても良い。図２２及び２３の湾曲部１１２が、丸くされても良い。
【０１００】
湾曲部１１２を有するパネル１１は、二つの丸められたエッジを有している。これらのパネル１１は、複数の丸められたエッジを有していても良い。
【０１０１】
図２３は、図２２の冷却モジュール１００の断面図を概略的に示していて、ここで、湾曲部１１２を有する６枚のパネル１１の対が、対称的にベース・プレート２Ｂに配置されている。
【０１０２】
図２４は、冷却モジュール１００を形成する凝縮器のパネル１を受けるベース・プレート２Ｂの形態の、受熱ユニット２，２Ｂの断面図を概略的に示していて、ここで、一つのカバー・パネル１１６またはカバー・ユニット１１６が複数のパネル１１を覆っていて、ここで、カバー・パネル１１６は、ベース・プレート２Ｂから遠いパネル１１の経路の小さい側が、熱的にアクティブに作られても良いように、二つの湾曲部１１２を有していて、このようにして、熱的性能を獲得する。カバー・ユニット１１６は、パネルでなくても良い。
【０１０３】
より効率の良い空気の流れを可能にするために、パネル１１に対して横方向に配置された内部のサブ・チャネル１１７は、オプションであっても良い。サブ・チャネル１１７は、パネル１１の平面に対して垂直な方向に、場合によればプラスチック板または金属板により形成されても良い。サブ・チャネル１１７は、空気流れをガイドしても良く、規定された流れのためにより高い速度を可能にしても良く、逆方向への空気の流れを有する可能性をもたらしても良い。
【０１０４】
図２５は、図２４の冷却モジュール１００の上面図を概略的に示している。
【０１０５】
図２６は、本発明に基づく、冷却モジュールの凝縮器のパネルの二枚のシート１１４，１１５を概略的に示していて、二枚のシートが、これら二枚のシート１１４，１１５の間に、これらのシート１１４，１１５により形成される平面の方向に伸びる経路１１３が、形成されるように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより、互いに対して取り付けられている。冷却剤５は、熱を移送するために、経路１１３の中に存在する。第一のシート１１４及び第二のシート１１５は、湾曲した経路１１３を形成する。
【０１０６】
図２７は、図２６に基づく二枚のシート１１４及び１１５断面図を概略的に示していて、ここで、第一のシート１１４のみが曲げられて、冷却剤５がその中に存在する経路１１３を形成する。
【０１０７】
図２８は、幾つかのループ１１３０を有する経路１１３を有する、パネル１１の断面図を概略的に示している。
【０１０８】
ループ１１３０のエッジは、丸められたエッジである。図２８から３０の中に示されているように、異なる数の平行な経路１１３またはチャネル１１３が、可能であることがある。図２８の中には、一つの経路１１３またはチャネル１１３が示されている。
【０１０９】
図２９は、ループ１１３０経路１１３を有する、パネル１１の断面図を概略的に示していて、ここで、エッジは、丸められたエッジである。図２９の中に、複数の平行な経路１１３またはチャネル１１３が示されている。
【０１１０】
図３０は、パネル１１の断面図を概略的に示していて、ここで、経路１１３は、ループ１１３０を有していて、このループは、丸められたエッジであるところのエッジを有している。図３０は、二つの平行な経路１１３またはチャネル１１３を示している。
【０１１１】
図３１は、経路１１３を有するパネル１１の断面図を概略的に示していて、この経路は、僅かに傾斜したチャネル１１３、または重力により流れを促進するための経路１１３を有している。重力により流れを促進することがある経路１１３の全ての幾何学的形状が、選択されても良い。
【０１１２】
図３２は、脈動熱サイフォン運転を可能にする経路１１３を有する、パネル１１の断面図を概略的に示している。気化セクション１１３１の中で、経路１１３の中に存在する冷却剤が、加熱され、それぞれ気化され、冷却剤を、気化セクション１１３１から離れる方向へ移動させる。
【０１１３】
そのような脈動熱サイフォン１１の中で、不安定な、二相冷却剤の脈動流れが、例えば、スラグ流（slug flow）の形態の流れが、経路１１３の中で発生し、非常に効率の良い熱移送をもたらす。この脈動流れは、図３２幾何学的形状により促進される。蛇行経路１１３は、経路１１３の１８０度の湾曲部１１３０で、熱源と接触状態にある。蛇行経路１１３は、図３２の中に示されているように、閉鎖型であることも、図３３の中に概略的に示されているように、開放型であることも可能である。１８０度の湾曲部１１３０は、図３２及び３３中に示されているように、正確に半円形である必要はない。
【０１１４】
図３４は、図３２または図３３の、ベース・プレート２Ｂの形態の受熱ユニット２，２Ｂを有する気化セクション１１３１での、パネル１１の部分の拡大図を概略的に示している。経路１１３のほぼ矩形の湾曲部１１３０は、ベース・プレート２Ｂへの小さい熱抵抗、及び、ベース・プレート２Ｂのベース・プレート溝２０（図３５の中に示されている）の中でのフィン１１の良好な機械的安定性の両者のために、ベース・プレート２Ｂとの接触領域を最大化させることがある。
【０１１５】
ベース・プレートの溝２０の中にそれらを挿入する際に、パネル１１またはフィン１１とベース・プレート２Ｂとの間のタイトな接触が、チャネル１１３を膨張させることにより作り出されても良い。ベース・プレート２Ｂは、プリズムの形状であっても良く、また、アルミニウムの押出し材から作られても良い。
【０１１６】
図３５は、図３４に示された断面Ａ−Ａによる、断面の上面図を示していて、ベース・プレート２Ｂであるところの受熱ユニット２，２Ｂの溝２０を示している。
【０１１７】
以上において説明したように、図３３は、脈動冷却のための開放型の経路１１３を有するパネル１１の側面図を概略的に示していて、この経路が、冷却モジュールの運転状態において、脈動動きを可能にする。
【０１１８】
図３６は、電気部品および／または電子部品の冷却の方法１５０のフローチャートを概略的に示していて、この方法は以下の工程を有している：
冷却モジュールの運転状態１５１で、受熱ユニットにより、冷却モジュールの受熱ユニットに熱的に接続された少なくとも一つの電気部品および／または電子部品から、熱を受け取り；
受熱ユニットから、二枚のシートを有するパネルを有する冷却モジュールの凝縮器へ、熱を移送し、ここで、これらの二枚のシートは、冷却モジュールの運転状態１５２で、これら二枚のシートの間に、これらのシートにより形成される平面の方向に伸びる経路が形成されように、ロール・ボンディングを含むプロセスにより互いに対して取り付けられていて；
経路の中で冷却剤の第一の部分を気化させることにより、経路の中で冷却剤の第二の部分を凝縮させることにより、そして、経路から熱的キャリアへ熱を移送することにより、凝縮器から周囲へ熱を移送する。
【０１１９】
本発明の一つの実施形態に基づく冷却モジュールの運転状態において、冷却剤の動きが重力によりもたらされように、少なくとも一つの経路が形成されても良い。
【０１２０】
本発明の他の実施形態に基づく冷却モジュールの運転状態において、冷却剤の動きが脈動冷却によりもたらされることがあるように、少なくとも一つの経路が形成されても良い。
【０１２１】
本発明は、図面及び以上の説明の中で、示され、詳細に説明されてきたが、そのような図及び説明は、例示的または代表的なものであると考えられるべきであって、限定的なものではなく、本発明は、記載された実施形態に限定されない。
【０１２２】
記載された実施形態の他の変形形態は、当業者により理解され且つ実行されても良く、且つ、図面、開示、及び添付された請求項を研究することにより、クレームされた本発明を実施することが可能である。
【０１２３】
請求項の記載において、“comprising”（〜を有する）と言う言葉は、他の要素または工程を排除するものではなく、また、不定冠詞“a”または“an”は、複数を排除するものではない。単一の冷却モジュールまたは単一の電力モジュールが、請求項の中に記載された幾つかの要素機能を充足しても良い。特定の手段が、互いに異なる従属請求項の中に記載されていると言う、単なる事実は、これらの手立ての組み合わせが、好ましい結果を伴って使用されることがないということを示していない。請求項の中の如何なる参照符号も、本発明の範囲を限定するものとして、解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【０１２４】
１・・・凝縮器、凝縮器、２・・・受熱ユニット、２ａ・・・気化器、２ｂ・・・ベース・プレート、３・・・熱源、電子的なデバイス、電子部品、電気的な部品、ＩＧＢＴ、高電圧の電子部品、電力用の電子デバイス、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・冷却空気、冷却媒体、５・・・冷却剤、二相冷却剤、１１・・・パネル、フィン、凝縮器パネル、１２・・・凝縮液経路、２０・・・ベース・プレートの溝、溝、２１・・・蒸気経路、１００・・・冷却モジュール、１１１・・・パネル・アレイ、パネル・スタック、凝縮器スタック、１１２・・・湾曲部、パネルの湾曲部、パネルの湾曲部、１１３・・・経路、チャネル、蛇行経路、１１４・・・第一のシート、第一の金属シート、シート、１１５・・・第二のシート、第二の金属シート、シート、１１６・・・カバー・パネル、カバー・ユニット、１１７・・・内部のサブ・チャネル、サブ・チャネル、１２１・・・凝縮液ヘッダ、液体コレクタ、凝縮液充填用流入口、１２２・・・凝縮パイプ、２１１・・・蒸気ヘッダ、蒸気コレクタ、２１２・・・蒸気パイプ、１１３０・・・ループ、湾曲部、１８０度の湾曲部、矩形の湾曲部、１１３１・・・パネルの中の経路の気化セクション、１１３２・・・パネルの中の経路の凝縮セクション、１１３３・・・流入口、冷却剤の充填のための経路開口部、１１３４・・・（冷却剤の）第一の部分、１１３５・・・（冷却剤の）第二の部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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