(57)【要約】  電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するための冷却装置（１０）において、  所定の波長の超音波を形成するための少なくとも１つのソノトロードエレメント（１２）と、前記ソノトロードエレメント（１２）に対応付けられた共振管（１６）とを有しており、  前記共振管（１６）は、開口した第１端部（５０）と、開口した第２端部（５５）とを備えており、  前記ソノトロードエレメント（１２）は、前記第２端部（５５）よりも前記第１端部（５０）の近くに配置されているか、又は、前記第１端部（５０）は、前記ソノトロードエレメント（１２）の方に向いており、  前記ソノトロードエレメント（１２）と前記第２端部（５５）との間隔、及び／又は、前記第１端部（５０）と前記第２端部（５５）との間隔は、実質的に半波長の整数倍に相当する、ことを特徴とする冷却装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するための冷却装置（１０）において、
所定の波長の超音波を形成するための少なくとも１つのソノトロードエレメント（１２）と、前記ソノトロードエレメント（１２）に対応付けられた共振管（１６）とを有しており、
前記共振管（１６）は、開口した第１端部（５０）と、開口した第２端部（５５）とを備えており、
前記ソノトロードエレメント（１２）は、前記第２端部（５５）よりも前記第１端部（５０）の近くに配置されているか、又は、前記第１端部（５０）は、前記ソノトロードエレメント（１２）の方に向いており、
前記ソノトロードエレメント（１２）と前記第２端部（５５）との間隔、及び／又は、前記第１端部（５０）と前記第２端部（５５）との間隔（Ｌ）は、実質的に半波長の整数倍に相当する、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するための冷却装置（１０）において、
所定の波長の超音波を形成するための少なくとも１つのソノトロードエレメント（１２）と、前記ソノトロードエレメント（１２）に対応付けられた共振管（１６）とを有しており、
前記共振管（１６）は、開口した第１端部（５０）と、開口した第２端部（５５）とを備えており、
特に、前記冷却装置（１０）は、請求項１に記載の冷却装置であり、
前記ソノトロードエレメント（１２）は、前記第２端部（５５）よりも前記第１端部（５０）の近くに配置されているか、又は、前記第１端部（５０）は、前記ソノトロードエレメント（１２）の方に向いており、
前記ソノトロードエレメント（１２）と前記第２端部（５５）との間の通流距離、及び／又は、前記共振管（１６）を通過する前記第１端部（５０）と前記第２端部（５５）との間の通流距離（Ｌ）は、実質的に半波長の整数倍に相当する、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記電子コンポーネントに結合される冷却体（３０）をさらに含み、
前記冷却体（３０）は、前記共振管（１６）の前記第２端部（５５）の近傍に、特に前記共振管（１６）の端面に、及び／又は、前記共振管（１６）の外側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記共振管（１６）の前記第２端部（５５）と前記冷却体（３０）との間に空隙が設けられている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の冷却装置。
【請求項５】
前記共振管（１６）の前記第１端部（５０’；５０’’；５０’’’；５０’’’’）は、カッティングエッジ（５１’；５１’’；５１’’’）を有する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却装置は、導流手段（５７）を有しており、
通流空気は、前記導流手段（５７）によって、前記カッティングエッジ（５１’’）に衝突するように誘導される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の冷却装置。
【請求項７】
前記導流手段（５７）は、少なくとも１つの通流チャネル（８０）を有し、
前記通流チャネル（８０）は、前記カッティングエッジ（５１’’）の近傍では先細になっており、
特に前記通流チャネル（８０）の断面は、前記カッティングエッジ（５１’’）の近傍では小さくなっている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の冷却装置。
【請求項８】
電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するための冷却装置（２６）において、
前記電子コンポーネントに熱的に結合される冷却体（１４）と、前記冷却体（１４）の方に向けられる所定の波長の超音波を形成するための少なくとも１つのソノトロードエレメント（１２）と、前記ソノトロードエレメント（１２）に対応付けられた共振管（１６）とを備えており、
前記共振管（１６）は、前記ソノトロードエレメント（１２）と前記冷却体（１４）との間に配置されており、
特に前記冷却装置（２６）は、前記電子コンポーネントに熱的に結合される冷却体を有する請求項１から７のいずれか一項記載の冷却装置であり、
前記ソノトロードエレメント（１２）と前記冷却体（１４）との間の間隔は、４分の１波長の整数倍に相当する、
ことを特徴とする冷却装置
【請求項９】
前記共振管（１６）の冷却体側の端部（１８）と前記冷却体（１４）との間に、空隙が設けられている、
ことを特徴とする請求項８記載の冷却装置（２６）。
【請求項１０】
前記共振管（１６）の冷却体側の端部（１８）に対向する、前記冷却体（１４）の表面領域（２８）に、少なくとも１つの導流要素（４０）が設けられている、
ことを特徴とする請求項８又は９記載の冷却装置（２６）。
【請求項１１】
前記導流要素（４０）は、前記冷却体（１４）の前記表面（２８）の面法線の方向に流入してきた空気流を１８０°偏向するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１０記載の冷却装置（２６）。
【請求項１２】
前記共振管（１６）に対して平行に延在している排気チャネル（３８）が設けられている、
ことを特徴とする請求項１１記載の冷却装置（２６）。
【請求項１３】
前記導流要素（４０）は、前記冷却体（１４）の前記表面（２８）の面法線の方向に流入してきた空気流を９０°偏向するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１０記載の冷却装置（２６）。
【請求項１４】
前記導流要素（４０）は、前記冷却体（１４）の前記表面（２８）の縁部領域（４４）に達するまで延在している、
ことを特徴とする請求項１３記載の冷却装置（２６）。
【請求項１５】
前記導流要素（４０）は、前記冷却体（１４）の前記表面（２８）における窪んだ溝であり、前記溝の幅は、実質的に前記共振管（１６）の直径に相当する、
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の冷却装置（２６）。
【請求項１６】
前記導流要素（４０）は、螺旋形の経路曲線を描いている、
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の冷却装置（２６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するための冷却装置に関する。
【０００２】
例えばパワー半導体のような熱的負荷が大きい電子コンポーネントを冷却するためには、冷却体を用いた受動的な対流冷却では不十分なことが多い。従ってこのような場合には、受動的な対流冷却に加えて、冷却体へと向かう空気流を能動的に形成する必要がある。
【０００３】
このためには、摩耗しやすい機械式の送風機を使用する他に、超音波変換器を使用することも知られている。このような超音波変換器、例えばピエゾ式のソノトロードは、本来の超音波振動の他に、変換器から離れる方向への空気流、いわゆる超音波風も形成し、この超音波風を能動的な冷却のために利用することができる。
【０００４】
しかしながら、機械式の送風機と比較すると、超音波変換器では比較的僅かな空気流量しか形成されない。
【０００５】
従って本発明の課題は、電子コンポーネントからの良好な熱輸送を可能にし、特により多い空気流量を形成する、より改善された冷却装置を提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する冷却装置と、請求項２に記載の特徴を有する冷却装置と、請求項８に記載の特徴を有する冷却装置とによって解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項、以下の説明、及び、図面から明らかになる。
【０００７】
本発明の冷却装置は、電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するために構成されている。冷却装置は、所定の波長の超音波を形成するための少なくとも１つのソノトロードエレメントを有する。本発明の冷却装置はさらに、ソノトロードエレメントに対応付けられた共振管を有し、前記共振管は、開口した第１端部と、開口した第２端部とを備えている。本発明の冷却装置においては、ソノトロードエレメントは、共振管の第２端部よりも第１端部の近くに配置されているか、又は、第１端部がソノトロードエレメントの方に向いている。ソノトロードエレメントと第２端部との間隔、及び／又は、第１端部と第２端部との間隔は、実質的に半波長の整数倍に相当する。上記の各間隔に対して択一的又は付加的に、ソノトロードエレメントと第２端部との間の通流距離、及び／又は、共振管を通過する第１端部と第２端部との間の通流距離は、実質的に半波長の整数倍に相当する。
【０００８】
実質的に半波長の整数倍に相当する間隔又は通流距離は、半波長の整数倍から僅かにだけずれてもよく、すなわち、特に最大でも８分の１波長、有利には最大でも１６分の１波長だけ、半波長の整数倍からずれてもよいことを理解されたい。理想的には、半波長の整数倍からのずれは、最大でも３２分の１波長である。特に有利には、この間隔又は通流距離は、製造公差の範囲内において精確に半波長の整数倍に相当する。
【０００９】
上記の幾何学的配置に基づいて、共振管の第２端部には、ソノトロードエレメントによって共振励振された超音波定在波の波腹が形成される。つまり、ソノトロードエレメントと共振管の第２端部との間、又は、共振管の第１端部と第２端部との間に、定在波が形成される。従って、上に記載したような本発明の冷却体の場合には、発振条件は、開管したパイプオルガンに相当する。
【００１０】
共振管内で振動する超音波場によって、共振管の第２端部における通流空気の流速は、共振管を有さない装置に比べて格段に増加する。この結果、第２端部の近傍に配置された冷却体から通流空気への熱移動が格段に改善される。
【００１１】
特に有利には、共振管の第１端部は、ソノトロードから半波長の倍数だけ離間している。さらに、共振管の第１端部と第２端部とは、互いに半波長の倍数だけ離間しているか、又は、第１端部と第２端部との間の通流距離は、半波長の倍数である。このようにすれば、第１端部と第２端部との間において形成される共振と、ソノトロードエレメントと第２端部との間において形成される共振とが、有利には互いに重畳されて増幅される。
【００１２】
本発明の冷却装置において有利には、ソノトロードエレメントは、共振管の外側、及び／又は、共振管の端面に配置されている。このようにすれば、ソノトロードエレメントは、共振管内において特に効果的な共振を励振することができる。
【００１３】
有利には、本発明の冷却装置はさらに、電子コンポーネントに結合される冷却体を含み、この冷却体は、共振管の第２端部の近傍に、特に共振管の端面に、及び／又は、共振管の外側に配置されている。こうすることにより、共振管から出てくる従来技術に比べて格段に速度が増加した空気によって、冷却体を、適切に排熱空気に触れさせることが可能となる。
【００１４】
本発明の冷却装置において有利には、共振管の第２端部と冷却体との間に空隙が設けられている。これにより、超音波風によって供給された空気流を排出することができる。
【００１５】
本発明の冷却装置において理想的には、ソノトロードと共振管の第２端部との間の間隔、及び／又は、共振管の第１端部と第２端部との間の間隔、及び／又は、ソノトロードと共振管の第２端部との間の通流距離、及び／又は、共振管を通過する共振管の第１端部と第２端部との間の通流距離は、２分の１波長、及び／又は、１波長、及び／又は、１と２分の１波長、及び／又は、２波長、及び／又は、２と２分の１波長、及び／又は、３波長に相当する。このようにすると、実際に効果的な共振を励振することができる。
【００１６】
本発明の冷却装置において有利には、共振管の直径は、実質的に波長に相当する。この場合には共振を、共振管内において特に簡単に励振することができる。
【００１７】
実質的に波長に相当する共振管の直径は、波長から僅かにだけずれてもよく、すなわち特に最大でも８分の１波長、有利には最大でも１６分の１波長だけずれてもよいことを理解されたい。理想的には、半波長の整数倍からのずれは、最大でも３２分の１波長である。
【００１８】
本発明の冷却装置において特に有利には、共振管の第１端部は、カッティングエッジを有する。カッティングエッジによって、パイプオルガンの場合のように空気流の流入時に共振管流の共振効果が強められる。理想的には、空気流の流れは、カッティングエッジの形状、及び／又は、共振管の第１端部の形状、及び／又は、ソノトロードエレメントの形状に基づき、特に少なくとも１つの適切に設けられた導流手段によって、精確にカッティングエッジに衝突するように誘導される。
【００１９】
本発明の有利な発展形態においては、第１端部における共振管の壁の内側は、共振管の長手延在方向に対して傾斜されており、有利には、共振管の壁は、第１端部において又は第１端部に向かって先鋭になるように傾斜されている。
【００２０】
択一的又は付加的に、共振管の第１端部の壁の外側が、共振管の長手延在方向に対して傾斜されており、有利には、共振管の壁は、第１端部において又は第１端部に向かって先鋭になるように傾斜されている。
【００２１】
本発明の特に有利な実施形態においては、冷却装置に付加的に導流手段が設けられており、通流空気は、この導流手段によって、カッティングエッジに衝突するように誘導される。
【００２２】
有利には、導流手段は、少なくとも１つの通流チャネルを有するように配置及び構成されており、この通流チャネルの断面は、カッティングエッジの近傍では小さくなっている。有利には、通流チャネルは、共振管に対して軸方向に一直線に並んで配置されている。好ましくは、通流チャネルは、カッティングエッジから離れた方の端部において、ソノトロードエレメントの近傍に配置されている。
【００２３】
有利には、導流手段は、少なくとも１つの導流管と、少なくとも１つの通流制限手段とを有しており、この通流制限手段と導流管とが協働して、少なくとも１つの通流チャネルを形成している。有利には、導流管は、共振管に対して軸方向に一直線に並んで配置されている。本発明の有利な発展形態においては、通流制限手段は、漏斗、円錐、又は、錐台であり、共振管に対して軸方向に一直線に並んで配置されており、導流管の内部に設けられており、導流管の長手軸に沿って共振管の方向に広がっており、有利には中実に形成されている。このようにすれば、軸方向において導流管の排出口をカッティングエッジと部分的に重ね合わせることができる。カッティングエッジの流れは、このようにして特に良好に達成される。
【００２４】
超音波変換器によって形成される空気流量、ひいては冷却能力は、上で説明したような適切な手段によって改善することができる。
【００２５】
しかしながら、上で説明したような本発明の解決方法によって空気流量を増加させても、超音波変換器による能動的な冷却時に、冷却体の表面に静止した空気の境界層が形成されることにより、通流する超音波風の空気流への熱移動が制限されてしまうことがある。
【００２６】
これに対して、請求項８に記載の特徴を、上で説明したような本発明の冷却装置の特徴に対して択一的又は付加的（少なくとも請求項８に記載の特徴が上で説明した特徴に適合しない限り）に設けることができ、このような特徴を有する本発明の冷却装置によって、電子コンポーネントの熱輸送を一層改善することが可能となる。
【００２７】
電子コンポーネント、特にパワー半導体を冷却するためのこのような本発明の冷却装置は、電子コンポーネントに熱的に結合される冷却体と、前記冷却体の方に向けられる所定の波長の超音波を形成するための少なくとも１つのソノトロードエレメントと、前記ソノトロードエレメントに対応付けられた共振管とを含み、前記共振管は、前記ソノトロードエレメントと前記冷却体との間に配置されている。
【００２８】
本発明によれば、ソノトロードエレメントと冷却体との間の間隔は、４分の１波長の整数倍に相当する。
【００２９】
上記の幾何学的配置に基づいて、冷却体の表面に波節が形成される。つまり、ソノトロードエレメントと冷却体との間に定在波が形成される。上で説明した構成とは異なり、この場合の発振条件は、もはや開管したパイプオルガンには相当せず、閉管したパイプオルガンに相当する。
【００３０】
振動する超音波場によって冷却体の表面における静止した境界層の厚さが格段に減少するので、通流空気への熱移動は格段に改善される。特に境界層の領域に渦を形成することができ、この渦が冷却体と空気との熱交換を格段に促進することによって、このような装置の冷却効率が特に良好になる。
【００３１】
本発明の別の実施形態においては、共振管の冷却体側の端部と冷却体との間に、空隙が設けられている。これにより、超音波風によって供給された空気流の排出が可能となる。空隙の幅は適切に選択することができ、例えば、共振管の開口部に振動腹が形成されるように、超音波波長の４分の１の空隙幅を選択することができる。
【００３２】
さらには、共振管の冷却体側の端部に対向する、冷却体の表面領域に、少なくとも１つの導流要素を設けると有利である。これによって、超音波風の排出流を所期のように偏向することができる。このことは、複数のソノトロードエレメントと、それに対応する複数の共振管とを使用すべき場合に特に有利である。導流要素の形状を適当に構成することによって、各ソノトロードエレメントの個々の空気流同士が相互に悪影響を与え合うことを阻止することができる。
【００３３】
考えられる実施形態においては、導流要素は、冷却体の表面の面法線の方向に流入してきた空気流を１８０°偏向するように構成されている。つまりこの場合には、超音波風は、流入方向に対して逆平行に偏向される。このことは、共振管に対して平行に延在している排気チャネルと組み合わせ、この排気チャネルによって空気流を冷却体の表面から離れる方向へと垂直に誘導すると特に有利である。
【００３４】
しかしながら、特に省スペースな択一的実施形態では、導流要素が、冷却体の表面の面法線の方向に流入してきた空気流を９０°偏向するように構成されている。
【００３５】
従ってこの場合には、流入してきた超音波風は、冷却体の縁部の方向へと偏向される。導流要素が冷却体の表面の縁部領域に達するまで延在している場合は、特に有利である。
【００３６】
この場合の導流要素は、冷却体の表面における窪んだ溝とすることができ、この溝の幅は、実質的に共振管の直径に相当する。複数の導流要素が、冷却体の縁部へと螺旋形に延在するような形状も可能である。個々のソノトロードエレメントの構成に応じて、他の形状も有利であろう。
【００３７】
以下、本発明と、本発明の有利な実施形態とを、図面に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の冷却装置の概略断面図である。
【図２】カッティングエッジを有する共振管を備えた本発明の冷却装置の別の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図３】カッティングエッジを有する共振管を備えた本発明の冷却装置の別の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図４】カッティングエッジを有する共振管を備えた本発明の冷却装置の別の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図５】カッティングエッジと導流手段とを有する共振管を備えた本発明の冷却装置の別の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の図１の冷却装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の冷却装置の別の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図８】冷却体の表面に存在する熱絶縁層を説明するための、図６の冷却装置を示す概略断面図である。
【図９】冷却体の表面に存在する熱絶縁層を説明するための、本発明の図７の冷却装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図１０】複数のソノトロードを有する本発明の冷却装置の１つの実施形態を示す斜視図である。
【図１１】共振管に対して平行に延在する、加熱空気を排出するための通流チャネルを備えた本発明の冷却装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の冷却装置の１つの実施形態に使用するための、導流要素を備えた冷却体を示す斜視図である。
【図１３】本発明の冷却装置の１つの実施形態に使用するための、導流要素を備えた択一的な冷却体を示す斜視図である。
【００３９】
図１に図示した冷却装置１０は、半導体コンポーネント（図１には詳細には図示せず）を能動的に冷却するために使用される。冷却装置１０は、ピエゾ式のソノトロード１２と、半導体に熱的に結合される冷却体３０とを含む。ソノトロード１２と冷却体３０との間には、開口した第１端部５０と、開口した第２端部５５とを有する円筒形の共振管１６が配置されており、この共振管１６は、当該共振管１６の第１端部５０がソノトロード１２の方を向き、第２端部５５が冷却体３０の方を向くように配置されている。
【００４０】
図において、ソノトロード１２は、所定の波長を有する超音波を共振管１６の第１端部５５の中へと放出する。共振管１６の長さＬは、実質的に、１と２分の１波長に相当する。特に図示していない別の実施形態においては、共振管１６の波長Ｌは、半波長の別の整数倍である。共振管１６の第１端部５０は、ソノトロード１２から半波長だけ、すなわち間隔ａだけ離間されている。上記の配置及び構成により、共振管１６の第１端部５０と第２端部５５との間、並びに、ソノトロード１２と共振管１６の第２端部５５との間に超音波定在波が形成される。共振管１６の直径Ｄは、波長に相当する。上記直径により、定在波の形成が著しく支持される。
【００４１】
この定在波は、それぞれ第２端部５５において波腹２０を形成する。これによって、本来の超音波振動の他にソノトロード１２によって形成される矢印２２の方向への空気流、いわゆる超音波風が強められる。
【００４２】
図２〜５に図示された実施形態のように、第１端部５０’，５０’’，５０’’’，５０’’’’に、共振管に流入する空気をより良好に励振させるためのカッティングエッジ５１’，５１’’，５１’’’を設けることによって、定在波の励振が一層改善される。
【００４３】
例えば図２に示されているように、カッティングエッジ５１’は、共振管１６’の第１端部５０’における壁の内側が、共振管１６’の長手延在方向Ｌに対して傾斜するように、すなわち第１端部５０’における壁が、ソノトロード１２の方向に向かって先鋭になるように形成されている。
【００４４】
択一的に、共振管１６’’の第１端部５０’’における壁の外側を、共振管１６’’の長手延在方向Ｌに対して傾斜させて、第１端部５０’’における壁が先鋭になるように、かつ、カッティングエッジ５１’’が形成されるようにすることができる（図３）。
【００４５】
さらに図４に図示されているように、共振管１６’’’の第１端部５０’’’における壁を、内側においても外側においても共振管１６’’’の長手延在方向Ｌに先鋭になるよう傾斜させることによって、カッティングエッジ５１’’’を形成することも可能である。
【００４６】
図５に図示された実施形態（残りの部分は図３の装置に相当する）による冷却装置では、通流空気がカッティングエッジ５１’に衝突するように、通流空気を所期のように誘導するための導流手段５７が設けられている。基本的に、特に図示していない別の実施形態において、図２又は図４のようなカッティングエッジを設けることも可能である。
【００４７】
導流手段５７は導流管６０を有しており、この導流管６０は、ソノトロード１２と共振管１６’’’’との間において、共振管１６’’’’に対して軸方向に一直線に並んで配置されている。導流手段５７はさらに、導流管６０の内部に配置された中実の漏斗６５を有しており、この漏斗６５は、導流管６０に沿って共振管１６’’’’の方向に広がっている。このようにして漏斗６５と導流管６０との間に、通流チャネル８０が形成される。この通流チャネル８０は、共振管１６’’’’の近傍に、低減された断面積を有する排出口７０を有しており、導流手段５７を通流する空気を、この排出口７０から排出させることができる。導流手段５７のこの排出口７０は、径方向においてカッティングエッジ５１’’と部分的に重なり合っている。
【００４８】
半導体コンポーネントを能動的に冷却するために、上で説明したような本発明の冷却装置１０、及び、図６及び図８に図示するような本発明の冷却装置１０を使用することができる。このような冷却装置は、上で説明したように、ピエゾ式のソノトロード１２と、半導体に熱的に結合された冷却体（ここから以下で説明する図面及び明細書においては、参照符号３０ではなく参照符号１４が付されている）とを含み、これらの間に共振管１６が配置されている。
【００４９】
共振管の冷却体側の端部（ここから以下で説明する図面及び明細書においては、参照符号５５ではなく参照符号１８が付されている）において、ソノトロード１２によって形成された超音波振動の振動腹２０が形成される。これによって、本来の超音波振動の他にソノトロード１２によって形成される矢印２２の方向への空気流、いわゆる超音波風が強められる。
【００５０】
しかしながら図８のように、静止した空気の境界層２４によって、冷却体１４からの熱輸送が妨げられることがある。
【００５１】
境界層２４の形成を緩和するために、図７及び図９に図示した本発明の冷却装置２６の別の実施形態においては、ソノトロード１２と冷却体１４の表面２８との間の間隔が、ソノトロード１２によって形成される超音波の４分の１波長の整数倍となるように選択されている。
【００５２】
こうすることによって、冷却体１４の表面２８に振動節３１が形成される。つまり、ソノトロード１２と表面２８との間に定在波が形成される。定在波は境界層２４の広がりを減少させるので、境界層２４は、上で説明した冷却装置１０の場合よりも格段に小さい厚さを有することとなる。特に定在波によって表面２８の領域に渦が形成され、この渦が境界層の形成に対抗し、冷却体１４からの熱輸送を改善する。
【００５３】
図１０は、冷却体１４が図示されていない冷却装置２６の斜視図である。冷却装置２６は、複数のピエゾ式のソノトロード１２を含み、これらのソノトロード１２は、電極３２と３４の間に挟まれている。各ソノトロード１２に対応付けられた各共振管１６は、共に１つのブロック３６の中に収容されているが、見やすくするために全ては図示していない。
【００５４】
共振管１６と共に、さらなる別の通流チャネル３８（全ては図示せず）もブロック３６の中に収容されている。これらの通流チャネル３８は、冷却体１４の表面２８に設けられた導流要素４０と協働して、表面２８からの加熱空気を排出するために使用される。
【００５５】
図１１に図示したように、流入してきた超音波風は、共振管１６から出た後、導流要素４０に衝突すると１８０°偏向されて通流チャネル３８へと誘導され、これによって冷却体１４からの加熱空気が排出される。これによって特に、隣接する各ソノトロード１２によって形成された空気流同士が相互に悪影響を与え合うことが回避される。従って、冷却体１４の表面全体に亘って均等に良好な熱排出が実施される。
【００５６】
図１２及び図１３は、冷却体１４の表面２８に設けられる導流要素４０の択一的な実施形態を図示している。図１２の実施形態では、導流要素４０は、窪んだ溝として形成されており、この溝は、図示していない共振管の合流領域４２から冷却体１４の縁部４４まで延在している。この溝の幅は、共振管１６の直径にほぼ相当する。
【００５７】
図１３の実施形態では、導流要素４０は、冷却体１４の表面２８に設けられた隆起したウェブとして形成されており、これらのウェブは、表面２８の中心４６から冷却体１４の縁部４４へと螺旋形の経路に沿って延在している。
【００５８】
もちろん本発明は、図１１〜１３に図示したような導流要素４０の形状に限定されているわけではない。冷却体１４の形状と、排出すべき空気量乃至熱量とに応じて、別の実施形態も有利であろう。
【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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【国際調査報告】
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