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公開番号2024126263
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023034537
出願日2023-03-07
発明の名称沸騰冷却装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H01L 23/427 20060101AFI20240912BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】凍結破損を防止することができる沸騰冷却装置を提供する。
【解決手段】沸騰冷却装置は、冷媒を収容し、発熱体からの熱を受ける受熱部と、前記受熱部からの熱を放熱する放熱部と、受熱部冷媒が気化されることにより生成された気相冷媒を放熱部に輸送し、放熱部で気相冷媒が凝縮されることにより生成された液相冷媒を受熱部に輸送する熱輸送管部と、を備え、受熱部は、受熱本体を有し、受熱本体には、鉛直線に沿って延び、互いに離間する複数の貫通孔と、前記複数の貫通孔よりも鉛直下方に配置され、複数の貫通孔に連通する第1空間と、が設けられており、複数の貫通孔および第1空間には、冷媒が収容されており、第1空間は、複数の貫通孔のそれぞれよりも狭い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒を収容し、発熱体からの熱を受ける受熱部と、
前記受熱部からの熱を放熱する放熱部と、
前記受熱部で前記冷媒が気化されることにより生成された気相冷媒を前記放熱部に輸送し、前記放熱部で前記気相冷媒が凝縮されることにより生成された液相冷媒を前記受熱部に輸送する熱輸送管部と、を備え、
前記受熱部は、受熱本体を有し、
前記受熱本体には、鉛直線に沿って延び、互いに離間する複数の貫通孔と、前記複数の貫通孔よりも鉛直下方に配置され、前記複数の貫通孔に連通する第１空間と、が設けられており、
前記複数の貫通孔および前記第１空間には、前記冷媒が収容されており、
前記第１空間は、前記複数の貫通孔のそれぞれよりも狭い、
ことを特徴とする沸騰冷却装置。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記第１空間の内壁面の間の距離の最小値は、前記複数の貫通孔のそれぞれの内壁面の間の距離の最小値よりも小さい、
請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
前記第１空間の前記鉛直線に沿った第１長さは、前記複数の貫通孔のそれぞれの前記鉛直線に直交する方向の第２長さよりも短い、
請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】
前記第２長さは、前記第１空間に向かって縮小しており、
前記第１長さは、前記第２長さの最小値よりも小さい、
請求項３に記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】
前記受熱本体には、前記複数の貫通孔と前記熱輸送管部との間に配置され、前記複数の貫通孔に連通する第２空間が、さらに設けられ、
前記第２空間の前記鉛直線に沿った第３長さは、前記第１空間の前記鉛直線に沿った第１長さよも長い、
請求項１に記載の沸騰冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰冷却装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
冷媒の沸騰に伴う潜熱による熱輸送を利用して発熱体を冷却する沸騰冷却装置が知られている。当該沸騰冷却装置として、特許文献１に冷却装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置は、受熱器と熱交換器と第１の流路と第２の流路とを備える。受熱器は、冷媒を収容し、発熱体からの熱を奪う。熱交換器は、冷媒の熱を放熱する。第１の流路は、受熱器から熱交換器に冷媒を送る。第２の流路は、熱交換器から受熱器に冷媒を送る。
【０００４】
寒冷環境での輸送および保管時において、冷媒の凍結に伴って冷媒が体積膨張し、冷却装置が凍結破損するおそれがある。特許文献１に記載の冷却装置では、凍結破損の防止のために、純水にエタノールを０．１質量％から５質量％で加えた混合作動液を冷媒として用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０１５－８３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、当該文献に記載のように、冷媒に不純物を添加して凍結破損を防止する方法では、凍結破損を充分に防止することが難しい。また、冷媒に不純物を添加すると、冷却装置の冷却性能が低下する場合や、受熱器の構成材料および冷媒の種類によっては受熱器が腐食する場合がある。このため、沸騰冷却装置の凍結破損を防止する他の方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る沸騰冷却装置は、冷媒を収容し、発熱体からの熱を受ける受熱部と、前記受熱部からの熱を放熱する放熱部と、前記受熱部で前記冷媒が気化されることにより生成された気相冷媒を前記放熱部に輸送し、前記放熱部で前記気相冷媒が凝縮されることにより生成された液相冷媒を前記受熱部に輸送する熱輸送管部と、を備え、前記受熱部は、受熱本体を有し、前記受熱本体には、鉛直線に沿って延び、互いに離間する複数の貫通孔と、前記複数の貫通孔よりも鉛直下方に配置され、前記複数の貫通孔に連通する第１空間と、が設けられており、前記複数の貫通孔および前記第１空間には、前記冷媒が収容されており、前記第１空間は、前記複数の貫通孔のそれぞれよりも狭い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る沸騰冷却装置の概略構成を示す斜視図である。
図１に示す沸騰冷却装置の断面図である。
図２中のＡ－Ａ線断面図である。
図２に示す受熱本体における冷媒の凍結を説明するための図である。
比較例の受熱本体における冷媒の凍結を説明するための図である。
第２実施形態に係る沸騰冷却装置の断面図である
図６に示す受熱本体における冷媒の凍結を説明するための図である。
沸騰冷却装置の応用例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【００１０】
１．第１実施形態
１－１．沸騰冷却装置１の概要
図１は、第１実施形態に係る沸騰冷却装置１の概略構成を示す斜視図である。以下の説明は、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向とは反対の方向がＸ２方向である。Ｙ軸に沿う一方向がＹ１方向であり、Ｙ１方向とは反対の方向がＹ２方向である。Ｚ軸に沿う一方向がＺ１方向であり、Ｚ１方向とは反対の方向がＺ２方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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