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公開番号2025050339
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159063
出願日2023-09-22
発明の名称液冷装置
出願人大同メタル工業株式会社
代理人弁理士法人浅村特許事務所
主分類H05K 7/20 20060101AFI20250327BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】省スペースであり、且つ放熱性能に優れた液冷装置を提供すること。
【解決手段】本発明によれば、液体の冷媒が流入する液体流入口と、冷媒が流出する液体流出口とを備え、少なくとも一部が多孔質体で構成され、該多孔質体に液体の冷媒が接触することで冷却を行う液冷装置であって、多孔質体の内部に存在する空孔の断面の円相当径平均値が150μm以上である、液冷装置が提供される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
液体の冷媒が流入する液体流入口と、前記冷媒が流出する液体流出口とを備え、少なくとも一部が多孔質体で構成され、該多孔質体に液体の前記冷媒が接触することで冷却を行う液冷装置であって、前記多孔質体の内部に存在する空孔の断面の円相当径平均値が１５０μｍ以上である、液冷装置。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記多孔質体の断面において、前記空孔の占める面積の割合が２０％以上である、請求項１に記載の液冷装置。
【請求項３】
前記多孔質体の断面において、高さ方向を前記多孔質体の主面と垂直な方向と定義するとき、高さ５００μｍで幅２０００μｍの視野範囲において前記高さ方向について前記視野範囲の上辺から下辺に連結している前記空孔の面積が、前記視野範囲に存在する前記空孔の全ての面積のうち４０％以上である、請求項１または請求項２に記載の液冷装置。
【請求項４】
前記多孔質体の空隙率が、３０％以上、且つ７０％以下である、請求項３に記載の液冷装置。
【請求項５】
前記多孔質体は、金属の粉末から形成される、請求項４に記載の液冷装置。
【請求項６】
前記金属の粉末のうち９０％以上の量が粒子径３００μｍ以上である、請求項５に記載の液冷装置。
【請求項７】
前記多孔質体は、焼結法によって形成される、請求項６に記載の液冷装置。
【請求項８】
前記多孔質体は、金属の板材に直接焼結される、請求項７に記載の液冷装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部が多孔質体で構成される液冷装置に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
液体の冷媒を用いて熱源から熱を奪う液冷装置は、電子機器の冷却、産業用冷却塔、化学反応の熱管理等の用途で極めて一般的に用いられている。また冷却フィン等、放熱体の形状を工夫して、冷却効率を向上させる方法も知られている。液冷装置の部材として多孔質体を用いて、その多孔質体に冷媒を接触させることで放熱させるという方法もある。多孔質体を用いる方法は、多孔質体の有する大きな表面積と、多孔質体の内部に存在する多数の小空間が、冷媒と熱源との間で熱伝達を促進するため効果的な冷却が期待できる。
【０００３】
特許文献１では、冷却流路を構成する壁部の少なくとも一部が多孔質体である液冷装置が開示されている。特許文献１に記載された実施例の中には、空隙率の異なる複数の多孔質体を用いる技術が開示されており、また空隙率によって冷却効率が異なってくることがシミュレーションの結果として示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１３４７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フィン形状の放熱体は、冷却能力は高いが、大きなスペースが必要になるという欠点を持つ。またバルクの金属表面からの放熱よりも冷却能力を向上させたいという課題がある。多孔質体を用いた液冷装置の冷却能力は多孔質体の空隙率だけでは決定されない。例えば多孔質体の内部に存在する空孔のサイズ等により、熱交換の効率は変化する。
本発明の目的は、省スペースであり、且つ放熱性能に優れた液冷装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明者は、多孔質体を用いた液冷の液冷装置の構成に関し、鋭意研究を行った。そして、多孔質体であればどんなものでも冷却効果が高くなるわけではないことを見出した。特に多孔質体の内部における液体交換がうまくいかない場合には、かえって冷却性能が落ちてしまうことがあるということがわかった。
したがって上記目的を達成するために、液体の冷媒が流入する液体流入口と、冷媒が流出する液体流出口とを備え、少なくとも一部が多孔質体で構成され、該多孔質体に液体の冷媒が接触することで冷却を行う液冷装置であって、多孔質体の内部に存在する空孔の断面の円相当径平均値が１５０μｍ以上である、液冷装置が提供される。
このような液冷装置においては、多孔質体が小さな占有体積で高い放熱性能を有し、例えば電子部品の放熱体として使用され得る。
【０００７】
本発明の一実施形態では、多孔質体の断面において、空孔の占める面積の割合が２０％以上である、液冷装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の実施形態では、多孔質体の断面において、高さ方向を多孔質体の主面と垂直な方向と定義するとき、高さ５００μｍで幅２０００μｍの視野範囲において高さ方向について視野範囲の上辺から下辺に連結している空孔の面積が、視野範囲に存在する空孔の全ての面積のうち４０％以上である、液冷装置が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の実施形態では、多孔質体の空隙率が、３０％以上、且つ７０％以下である、液冷装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらに他の実施形態では、多孔質体は、金属の粉末から形成される、液冷装置が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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