(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンク（１００）であって、実質的に平面状のスラブ（１０１）を備え、複数の流体流路が設けられ、前記複数の流体流路は、前記スラブの入口（１１０）から出口（１２０）に冷却液を運ぶように形成され、
前記複数の流体流路は、少なくとも複数のブリッジング流路（３１〜３４、３６〜３７）によって相互接続された少なくとも２つの主流路（１０、２０）を含み、前記複数のブリッジング流路は、前記ブリッジング流路（３１〜３４、３６〜３７）の前記主流路（１０、２０）へのそれぞれの取付け点の間でさらに分岐しておらず、
前記ブリッジング流路（３１〜３４、３６〜３７）は、その横断面が流れ方向に局所的に増加し、
前記ブリッジング流路（３１〜３４、３６〜３７）は、前記横断面が局所的に増加する箇所の下流で、前記横断面が前記流れ方向に局所的に減少する、ヒートシンク。
【請求項２】
前記主流路（１０、２０）は、前記流れ方向に前記ヒートシンク（１００）の外寸の長さの少なくとも１／３の長さの、実質的に直線状に延びる部分を含む、請求項１に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項３】
前記横断面の局所的な増加は、前記ブリッジング流路（３１〜３７）のそれぞれの上流側の端部に位置する、前記主流路（１０）のうちの１つの側部との接続点から始まる、請求項１または２に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項４】
前記流体流路間に残る前記スラブの部分は、複数の対称軸を呈さない島を形成し、異なる島形状が生じる、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（１００）。
【請求項５】
前記入口（１１０）および／または前記出口（１２０）は、前記スラブ（１０１）の周囲に設けられている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項６】
前記複数の流体流路は、共通の最小幅を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項７】
前記実質的に平面状のスラブ（１０１）は、蓋を有する主面のうちの１つの表面上に設けられており、前記蓋は、前記複数の流体流路の間に存在するスラブ材料と係合する接続手段によって固定されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のヒートシンク（１００）の製造方法であって、
ある量の原材料を実質的に平面状のスラブ（１０１）の大きさに切断することと、
前記複数の流体流路が少なくとも複数のブリッジング流路（３１〜３７）によって相互接続された少なくとも２つの主流路（１０、２０）を含むように、かつ、前記ブリッジング流路が流れ方向に局所的に増加する断面を有するように、前記実質的に平面状で中実のスラブの全厚さよりも小さな深さまで、前記複数の流体流路を前記実質的に平面状で中実のスラブ内に加工することと、
実質的に平面状の蓋を、加工された前記スラブ（１０１）上に配置することとを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明分野
本発明は、ヒートシンクの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ヒートシンクは、他の装置によって生成された熱を流動媒体に伝達する物理的な構造物であり、流動媒体はその後、装置から離れるように案内される。
【０００３】
構成要素の冷却は、産業において繰り返し起こる問題である。その一つの理由は、構成要素の寿命が動作温度に強く依存している場合が非常に多いことである。それゆえ、最高温度を特定の制限温度未満に保つために、構成要素に能動冷却が適用される。そのような構成要素の例は、レーザからエンジン、およびパワーエレクトロニクスにわたる。また、製品は製造中に冷却が必要な場合がある。たとえば、鋳造の場合がそうである。鋳造中に能動冷却を適用することによって、サイクル時間が減少し、その結果、生産性が増大する。しかしながら、冷却が不十分だと、製品の品質が低下することがある。
【０００４】
液体冷却プレートは基本的に、液体冷却液が流れるヒートシンクである。冷却プレートには様々な熱源が搭載される。そのような一般的な冷却プレートに共通するデザインは、全ての熱源にわたって延びる１つの曲がりくねった冷却流路を有する金属プレートである。しかしながら、従来の曲がりくねったヒートシンクでは、曲がりくねった流路に沿って流体が熱くなり、流路の端部付近の冷却に悪影響を及ぼしていた。
【０００５】
T. Van Oevelen（KU Leuven、２０１４年１１月）の博士論文「Optimal Heat Sink Design for Liquid Cooling of Electronics（電子機器の液体冷却に最適なヒートシンクデザイン）」では、マイクロヒートシンクのための高度な数値設計方法について詳しく述べられている。単一のマイクロ流路の形状最適化と、ヒートシンクのトポロジー最適化の２つのアプローチについて述べられている。トポロジー最適化の問題は、固形物を流体から区別するために用いられる２次元モデルで用いられる仮想的多孔度（fictitious porosity）を最適に制御することによって解決される。この論文によると、理論上は曲がりくねったヒートシンクに改良が加えられるが、たとえば温度勾配を減らすという観点では、プレートの「中実の」一部が多孔性であるモデルと、基本的に無限に幅の狭い流路を用いる可能性とを用いるために、その結果は、現実の製造では実用的ではない。
【０００６】
Volkswagen DEの名義のドイツ特許出願公開公報第１０  ２０１１  １１８４８３  号では、先端側から後側にその長手方向が方向付けられたケーシングを含む熱交換器が開示されている。中実部分の構成された伝熱面は、相互に間隔をおいて配置された伝熱要素を有する平面状のベース面を有する。伝熱要素は、ベースに平行な突起部として並べられている。ベースの方向付けられた断面は、最大長さが最大幅よりも大きくなるように、長手方向に垂直な異なる幅および長手方向に平行な異なる長さで設定されている。
【０００７】
株式会社豊田自動織機に譲渡された米国特許出願公開第２０１４／０９１４５３号では、基体と複数の放熱フィンとを備える冷却装置が開示されている。基体は、外面、内面、入口、および出口を含む。発熱体が、基体の外面に接続されている。放熱フィンは、基体の内部において発熱体の近くに設けられている。放熱フィンは、入口から出口に配置されている。各放熱フィンは、冷却媒体の流動方向の寸法と、冷却媒体の流動方向と直交する幅方向の寸法とを有する横断面を有する。流動方向の寸法は、横方向の寸法よりも大きい。放熱フィンは、横方向に所定の距離だけ間隔をおいて配置されている。
【０００８】
Paul Hoffmanなどの名義の米国特許出願公開第２００９／１４５５８１号では、装置から均一に熱の放散／除去を行うための非線形フィンヒートシンクが開示されており、このヒートシンクでは、小さく比較的軽量のヒートシンクを提供するものの、発熱が当該装置にわたって不均一である。ヒートシンクは、張り出した表面突起を有し、これらの表面突起は、ヒートシンクが、冷却液媒体の温度上昇を相殺し冷却液の温度について冷却を高めること、冷却液媒体の局所的な物性に従って最適な冷却効率を提供すること、伝熱を実現するための流体、たとえば、冷却液、ガス冷却液、またはそれらの組合せと共に用いられるようにすることを可能にする対流熱伝達と伝導性熱伝達と流れ抵抗とを認識して、最適に成形されると主張されている。さらに、ヒートシンクは、冷却液の流れが通過するフィンアレイによる冷却液の流れの乱流促進を特徴としており、そのようなフィンアレイは、容積と流れ抵抗とを同時に低減しつつ最適な冷却をもたらす非線形形状、間隔、および高さパターンを特徴としている。
【０００９】
A. Kosarなどによる論文「TCPT-2006-096.R2:Micro Scale pin fin Heat Sinks - Parametric Performance Evaluation Study（マイクロスケールピンフィンヒートシンク―パラメトリック性能評価の研究）」IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, vol. 30, no. 4では、異なる間隔、配置、および形状の５つのマイクロピンフィンヒートシンクについて、脱イオン水の強制流動と関連する、伝熱および圧力損失についての実験的に行われたパラメトリック研究が示されている。ヌッセルト数および摩擦係数が、１４〜７２０の範囲のレイノルズ数について得られた。熱的および水力的結果は、固定された質量流量、固定された圧力損失、および固定されたポンプ能力でヒートシンクの性能の評価および比較するために得られた。非流線形ピンフィン装置について臨界レイノルズ数によって分離された、レイノルズ数に対するヌッセルト数の依存性の２つの別個の領域が識別された一方で、流線形装置では、傾斜の変化が見られなかった。ピンの間隔、形状、ならびに配置の摩擦係数および伝熱に対する影響は、既存の文献と整合した。これらの結果によると、流線型ピンフィンヒートシンクの使用により、ヒートシンクの熱的および水力的性能が著しく増大されるが、レイノルズ数は中程度でしかない。
【００１０】
これらの既存の解決策は、熱効率と圧力損失との十分なトレードオフを提供するようには思えない。したがって、改良されたヒートシンクが依然として必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
概要
本発明の実施形態は、特に工業環境での使用について、トポロジー最適化によって可能になる新しい冷却の解決策を提示する。
【００１２】
本発明のある実施形態によれば、ヒートシンクが提供され、ヒートシンクは、実質的に平面状で中実のスラブを備え、複数の流体流路が設けられ、複数の流体流路は、スラブの入口から出口に冷却液を運ぶように形成され、複数の流路は、少なくとも複数のブリッジング流路によって相互接続された少なくとも２つの主流路を含み、複数のブリッジング流路は、それらの主流路へのそれぞれの取付け点の間でさらに分岐しておらず、ブリッジング流路は、流れ方向に局所的に増加する断面を有し、ブリッジング流路は、断面における上記局所的な増加の下流で、流れ方向に局所的に減少する断面を有する。
【００１３】
「スラブ」という用語は、実質的に平行の上面および底面ならびに周縁を有するプレート状構造物を表すために用いられ、上面および／または底面は、熱が取り除かれる熱源と接触させられる。周縁は典型的に矩形を規定するが、用途によっては他の多角形状および非多角形状が好ましい場合がある。
【００１４】
本明細書では、「主流路」という用語は、他の流路によって相互接続された流路の広がりを表すために用いられる。本発明に係るヒートシンクは２つ以上の主流路を有してもよく、これらの主流路は、典型的に何らかの対称な構成を呈するが、必須ではない。
【００１５】
主流路の対を相互接続する流路のうちいくつかまたは全ては、特許請求に係る発明の意味では「ブリッシング流路」と考えることができ、流れ方向に局所的に増加し、断面におけるこの局所的な増加の下流で、流れ方向に局所的に減少する断面がブリッジング流路に設けられていること、および、ブリッジング流路が主流路へのそれぞれの取付け点の間でさらに分岐しないことを表す。
【００１６】
本発明は特に、流れ方向に局所的に増加する断面を有するブリッジング流路を提供することによって、圧力損失と流量との間でより最適な均衡をとることができるという、発明者らの驚くべき知見に基づいている。許容できる圧力損失は典型的に、外部状況（たとえば、使用される冷却液ポンプの特徴）によって決められるため、特定の所与の圧力について流体の流れ（およびそれゆえ、熱輸送）を最大化することは、ヒートシンクに大いに求められる特性である。文献では理論考察上、流れ方向に狭くなる流路の使用が示唆されているが、この示唆に反して局所的に拡張する段を示すブリッジング流路を用いることによって、驚くほど良好な流量が得られた。
【００１７】
さらに、ブリッジング流路は、流体を運ぶ主流路に到達する前に、上述の狭窄部の下流で再び狭くなる。発明者らは、このような配置によって、流路にわたる圧力損失を抑制する、ブリッジング流路のより広い「中間セクション」が可能になることを発見した。特に、より広い「中間セクション」とブリッジング流路の流入部および流出部における狭窄部との組合せによって、流路にわたる圧力損失と廃熱効率との間の最適な設計トレードオフが可能になる。
【００１８】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、主流路は、ブリッジング流路の最大断面よりも大きな最小断面を有する。
【００１９】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、主流路は、流れ方向にヒートシンクの外寸の長さの少なくとも１／３、好ましくは少なくとも１／２、より好ましくは少なくとも２／３、または最も好ましくは３／４までもにわたって、実質的に直線の軌跡を辿る。
【００２０】
主流路は、実質的に同じ長さ、たとえば、上述の最小長さを満たす長さの、複数の実質的に直線の部分で構成可能である。
【００２１】
これらの配置によって、スラブを通過する冷却流体の全体的な流れを主流路が規定し、ブリッジング流路が、単位領域毎に吸収および廃熱可能な熱の量を局所的に調整する設計が可能になる。
【００２２】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、断面のこの局所的な増加は、ブリッジング流路の上流に位置する主流路のうちの１つとの接続点から始まる。
【００２３】
本実施形態では、ブリッジング流路は、それらが流れを受ける主流路に接続されている地点において断面狭窄部を呈する。発明者らは、このような狭窄部がそのようなブリッジング流路を通過する質量流量を調整するという特に効果的な特徴であり、それによって、これらの地点での熱交換および廃熱が改良されることを発見した。
【００２４】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、流体流路間に残る中実のスラブの部分は、複数の対称軸を呈さない島を形成し、異なる島形状が生じる。
【００２５】
本実施形態では、島（「フィン」とも呼ばれる）は幾分か幾何学的な変化を示し、冷却流体の経路全体に沿って伝熱特性の変化を可能にする。
【００２６】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、入口および／または出口は、スラブの周囲に設けられている。
【００２７】
実質的に平面状で中実のスラブの主面上に入口および／または出口を有することも同様に可能であるが、ヒートシンク全体が実質的に平面状のままであり、それによって、使用可能な設置高さが制限される空間をより効率的に使用できることが、周囲に入口および出口を設ける利点である。
【００２８】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、複数の流体流路は、共通の最小幅を有する。
【００２９】
同じ生産プロセスでスラブに複数の流路を製造できることが、本実施形態の利点である。たとえば、０．１ｍｍの共通最小幅だと、流路がＣＮＣミリングなどによる製造に好適になる一方で、０．５ｍｍの共通最小幅が、ＳＬＭを用いた金属印刷によって得られる。
【００３０】
本発明に係るヒートシンクのある実施形態では、実質的に平面状で中実のスラブは、蓋を有する主面のうちの１つの表面上に設けられており、蓋は、複数の流路の間に存在するスラブ材料と係合する接続手段によって固定されている。
【００３１】
ＣＮＣミリングなどの公知の生産プロセスによって複数の流路を有するスラブの生産が可能になり、それによって、流路が開放した端部において蓋によって閉鎖されることが、本実施形態の利点である。接続手段（ねじまたはボルトなどの従来のコネクタを含み得るが、接着剤および溶接部も含む）が流路間に存在するスラブ材料と係合するため、これらは冷却効率を妨げることはない。
【００３２】
本発明のある態様によると、上述のヒートシンクを製造する方法が提供され、この方法は、ある量の原材料を実質的に平面状で中実のスラブの大きさに切断することと、複数の流路が少なくとも複数のブリッジング流路によって相互接続された少なくとも２つの主流路を含むように、かつ、ブリッジング流路が流れ方向に局所的に増加する断面を有するように、実質的に平面状で中実のスラブの全厚さよりも小さな深さまで、複数の流路を実質的に平面状で中実のスラブ内に加工することと、実質的に平面状の蓋を、加工されたスラブ上に配置することとを備える。
【００３３】
本発明に係る方法の実施形態の技術的効果および利点は、本発明に係るヒートシンクの対応する実施形態の技術的効果および利点に、必要な変更を加えて対応する。
【００３４】
本発明の実施形態のこれらおよび他の特徴について、添付の図面を参照して以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るヒートシンクの第１の実施形態の２次元画像を示す図である。
【図２】本発明に係るヒートシンクの第２の実施形態の２次元画像を示す図である。
【図３】本発明に係るヒートシンクの第３の実施形態の２次元画像を示す図である。
【図４】従来技術で知られているような曲がりくねった流路を有する、例示的なヒートシンクを示す図である。
【図５】本発明に係る方法のある実施形態のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
実施形態の説明
上述のように、ヒートシンクは、他の装置によって生成された熱を液体媒体（以降では「冷却液」とも呼ばれる）に伝達する物理的な構造物であり、液体媒体はその後、装置から離れるように案内される。液体冷却プレートは基本的に、液体冷却液が流れるヒートシンクである。伝熱は、液体冷却プレートの流路を通過する冷却液の流動特性（たとえば、流れが層流であるか乱流であるか）の影響を受けるが、これは、流路の形状、冷却液の性質および流量によって決まる。効率的な伝熱は、冷却液における対流によって得られる。
【００３７】
発明者らは、冷却プレートの液体流路の特定の真新しい設計が、低減された熱膨張、より低い最高温度、より均一な表面温度などの特定の基準を満たすのに好ましいことを発見した。本発明に係る設計は、組立における制約（ねじ）、製造における制約、構造的完全性、および制限された圧力降下などの該当する制約を満たすように適合可能である。
【００３８】
一般に、本発明で求められる流路断面の変化は、流路の幅および／または深さを変えることによって得ることができる。本記載が２次元図面を参照するので、断面の変化は全て幅のみの変化によって得られると想定するが、これは、分かりやすくするためだけに行われるものであり、一般性を欠くものではない。
【００３９】
図１は、本発明に係るヒートシンクの第１の実施形態の２次元画像を示す図である。
ヒートシンク１００は、複数の流体流路が設けられた、実質的に平面状で中実のスラブを備える。複数の流体流路は、冷却液をスラブの入口１１０から出口１２０に運ぶように形成されている。本実施形態では、スラブは、非通過性の縁によって周囲の境界がつけられており、入口１１０および出口１２０はそれぞれ、当該縁における中断であり、それを通過して冷却液がヒートシンク１００に入るまたはヒートシンク１００から離れる。入口１１０および出口１２０がスラブ１０１の両側に配置されているため、冷却液は基本的に、スラブを左から右へと進む。
【００４０】
複数の流路は、少なくとも複数のブリッジング流路３１〜３４および３５〜３７によって相互接続された少なくとも２つの主流路１０、２０を含む。当業者であれば、中心の横軸の周りに図１の配置が対称であると分かり、図面および説明を簡潔にするために、図１の下半分における主流路２０およびブリッジング流路３１〜３７と同等のものには番号が付けられていないが、当然のことながら、それらの動作は同一であると分かるであろう。
【００４１】
ブリッジング流路３１〜３４および３６〜３７は、流れ方向（すなわち、図では主流路１０から主流路２０に向かう方向）に局所的に増加する断面を有する。実際は、断面の局所的な増加は、ブリッジング流路３１〜３４および３６〜３７の上流に位置する主流路１０との接続点から始まって、当該接続点においてまたはその付近で狭窄部を形成することが分かる。
【００４２】
また、ブリッジング流路３１〜３４および３６〜３７が枝分かれしないこと、および、これらのブリッジング流路が断面の局所的な増加の下流で流れ方向に局所的に減少する断面を有することも分かる。これは、ブリッジング流路３１〜３４および３６〜３７の下流に位置する主流路２０との接続点付近で、第２の狭窄部として明示されている。
【００４３】
図２は、本発明に係るヒートシンクの第２の実施形態の２次元画像を示す図である。
ヒートシンク１００は、複数の流体流路が設けられた、実質的に平面状で中実のスラブ１０１を備える。複数の流体流路は、スラブの入口１１０から出口１２０に冷却液を運ぶように形成されている。本実施形態では、スラブは非透過性の縁によって周囲の境界をつけられており、入口１１０および出口１２０は、スラブ１０１の周囲に設けられており、流体輸送管などのための取付け地点が設けられている。入口１１０および出口１２０が スラブ１０１の両側に配置されているため、冷却液は基本的に、スラブを左から右へと進む。
【００４４】
複数の流路は、少なくとも複数のブリッジング流路３１、３１’によって相互接続された少なくとも２つの主流路１０、２０、２０’を含む。当業者であれば、中心の横軸の周りに図１の配置が対称であると分かるであろう。
【００４５】
ブリッジング流路３１、３１’は、流れ方向（すなわち、図では主流路１０から主流路２０／２０’に向かう方向）に局所的に増加する断面を有する。実際は、断面の局所的な増加は、ブリッジング流路３１、３１’の上流に位置する主流路１０との接続点から始まって、当該接続点においてまたはその付近で狭窄部を形成することが分かる。
【００４６】
流路および流路間のスラブ材料の島が、不規則な、高エントロピーパターンを示すこと、すなわち、入口および出口の配置による対称性（図示された場合では、中央の横軸について対称性）の他にパターンに識別できる規則性がないことが、図１および図２に示された実施形態の特徴である。個々の島は、複数の対称軸を呈さず、多くの異なる島形状が発生する傾向がある。島のなかには、近づいてくる流れに合わせたくさび形状の特徴を有し、流路を複数の流路に分岐させるものもある。
【００４７】
図３は、本発明に係るヒートシンクの第３の実施形態の２次元画像を示す図である。
ヒートシンク１００は、複数の流体流路が設けられた、実質的に平面状の中実のスラブ１０１を備える。複数の流体流路は、スラブの入口１１０から出口１２０に冷却液を運ぶように形成されている。本実施形態では、スラブは、非透過性の縁によって周囲の境界がつけられており、入口１１０および出口１２０は、スラブ１０１の周囲に設けられており、スラブには、流体輸送管などのための取付け地点が設けられている。入口１１０および出口１２０がスラブ１０１の同じ側に配置されているため、冷却液は基本的に、スラブを通過してＵターンする。
【００４８】
複数の流路は、少なくとも複数のブリッジング流路３１〜３３によって相互接続された少なくとも２つの主流路１０、２０を含む。
【００４９】
ブリッジング流路３１〜３３は、流れ方向（すなわち、図では主流路１０から主流路２０に向かう方向）に沿って局所的に増加する断面を有する。実際は、断面の局所的な増加は、ブリッジング流路３１〜３３の上流に位置する主流路１０との接続点から始まって、当該接続点においてまたはその付近で狭窄部を形成することが分かる。
【００５０】
また、ブリッジング流路３１〜３３は分岐せず、断面の局所的な増加の下流で、流れ方向に局所的に減少する断面を有することが分かる。これは、ブリッジング流路３１〜３３の下流に位置する主流路２０との接続点付近で、第２の狭窄部として明示されている。
【００５１】
なお、「主流路」および「ブリッジング流路」に流路の単一の固有のパーティションが必ずしもあるわけではなく、少なくとも２つの主流路が少なくとも複数のブリッジング流路で相互接続されるという要件を満たす各実施形態において、少なくとも１つのそのようなパーティションがあり（たとえば、それぞれの図面で示されるパーティション）、当該ブリッジング流路は、流れ方向に局所的に増加する断面を有する。
【００５２】
図面を通して、１つの入口と１つの出口のみが示されているが、２つ以上の入口および／または２つ以上の出口を有することも同様に可能である。図面を通して、図示された入口および出口は、スラブの平面における周囲に沿って配置されているが、ヒートシンクの主面に接続する１つ以上の入口および／または１つ以上の出口を有することも同様に可能である。
【００５３】
比較のために、図４は、従来技術で知られているような曲がりくねった流路を有する例示的なヒートシンクを示す。構成は、０．００２ｍの厚さを有する鋼板（黒）に搭載された水冷式のアルミニウムヒートシンク（灰色）に関する。この鋼板は、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形である。入口１１０および出口１２０は、ヒートシンクの１つの周囲端部に設けられており、これらは両方とも、１ｃｍ×１ｃｍの正方形の断面を有する。１つの曲がりくねった冷却液流路は、入口１１０から出口１２０に延びる、すなわち、冷却液流路が、図４に示す本発明に係るヒートシンクと同じ量の材料、すなわち６０．３％の材料になるように設計されている。
【００５４】
本比較のシミュレーションの目的で、入口側１１０で０．１ｍ／ｓの均一な水の速度が課されている。入口での冷却液の温度（Ｔｉｎ）は、２９３Ｋとする。鋼板は、１０ｋＷ／ｍ２の熱流束で下方から均一に加熱される。
【００５５】
図４および図５の設計の熱性能は、熱源の場所でもある鋼板の底部で測定される。図４および図５の設計の比較は以下の通りである。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
ヒートシンクの材料の量が同じで、入口における冷却液の温度および速度が同じで、かつ、入口および出口において位置決めが同じである場合、平均温度および最高温度は、本発明に係るヒートシンクで大幅に低いことが分かる。
【００５８】
入口温度Ｔｉｎ、出口温度Ｔ、および全熱入力Ｑ（Q = qA = 10 kW/m2 × 0.01 m2 = 100 W）において定義される熱抵抗Ｒｔｈに関しても、以下で示すように同じ結論になる。
【００５９】
Rth = (T ‐ Tin) / Q
本発明に係るヒートシンク上で観察される圧力損失は、先行技術に係るヒートシンク上で観察される圧力損失よりもほぼ１桁低く、この相違は、より良好な冷却を行うためにより小さな（安価な）冷却液ポンプを使用可能であるということを表すため、重要な技術経済的利益を有する。
【００６０】
本発明に係るヒートシンク、特に実質的に平面状のスラブにおける流路は、フライス加工、レーザー切断、エッチング、３Ｄ印刷、金属薄板成形（たとえば、型成形およびハイドロフォーミング）、および他の既知の製造方法で製造され得る。本発明に係るヒートシンク１００を、複数の流体流路が製造技術に適した共通の最小幅を有するように設計することには、特に利点がある。
【００６１】
本発明に係るヒートシンク１００の特定の製造方法を、図５に示す。この方法は、所望の形状を得るために、ある量の原材料を実質的に平面状で中実のスラブ１０１の大きさに切断すること（図５に示すステップ１０１０）を含む。ヒートシンクの多くは矩形であるが、他の形状も可能である。複数の流路は、複数の流路が少なくとも複数のブリッジング流路３１〜３７によって相互接続された少なくとも２つの主流路１０、２０を含むように、かつ、ブリッジング流路が流れ方向に局所的に増加する断面を有するように、実質的に平面状で中実のスラブの全厚さよりも小さな厚さまで、実質的に平面状で中実のスラブ内に加工される（図５に示すステップ１０２０）。最後に、実質的に平面状の蓋が加工されたスラブ１０１の上に配置される（図５に示すステップ１０３０）。
【００６２】
本発明について特定の実施形態を参照して説明したが、これは、本発明を限定するのではなく明確にするためのものであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して決められるべきものである。また、本明細書で説明された概念は、同様の効果で、熱交換器に適用可能であることにも留意すべきである。
【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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