特許ウォッチ

公開番号2025062537
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171696
出願日2023-10-02
発明の名称噴流気化冷却システム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 23/473 20060101AFI20250407BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】冷却効率が安定した噴流気化冷却システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る噴流気化冷却システムは、発熱部を噴流によって冷却する冷却システムであって、発熱部の近傍に配される伝熱部と、伝熱部に対して液体の供給部から供給された液体を噴流させる開口部と仕切部とを含み構成される噴流ユニットと、伝熱部の一部と、噴流ユニットと、を収めたチャンバーと、を有し、噴流ユニットは、前記開口部を囲むように、開口部近傍に仕切部が配されており、チャンバーを減圧環境下に保つとともに、チャンバーに収められた開口部は、伝熱部のうち、発熱部が配される第一の部位とは異なる第二の部位に液体を噴流させるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
発熱部を噴流によって冷却する冷却システムであって、
前記発熱部の近傍に配される伝熱部と、
前記伝熱部に対して液体の供給部から供給された液体を噴流させる開口部と仕切部とを含み構成される噴流ユニットと、
前記伝熱部の一部と、前記噴流ユニットと、を収めたチャンバーと、を有し、
前記噴流ユニットは、前記開口部を囲むように、前記開口部の近傍に前記仕切部が配されており、
前記チャンバーを減圧環境下に保つとともに、
前記チャンバーに収められた前記開口部は、前記伝熱部のうち、前記発熱部が配される第一の部位とは異なる第二の部位に前記液体を噴流させるように構成されていることを特徴とする噴流気化冷却システム。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記発熱部が配される第一の部位は、前記チャンバーの内部に収めないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項３】
前記液体を排出する排出部をさらに有し、
前記噴流ユニットから噴流された液体を排出するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項４】
前記排出部は、前記第二の部位、および、前記噴流ユニット、の少なくとも一方を経由した液体を排出するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項５】
前記開口部の開口範囲が前記仕切部の開口範囲よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項６】
前記チャンバーは、前記噴流ユニットに対して前記第二の部位が鉛直下方になるよう、設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項７】
前記チャンバーは、前記第二の部位が前記噴流ユニットに対して鉛直上方になるよう、設置されていていることを特徴とする請求項１または２に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項８】
前記液体は水を主成分とすることを特徴とする請求項１または２に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項９】
前記液体を前記供給部に送出する冷媒送出部と、
前記チャンバーにおいて、前記液体が気化した気体を、前記チャンバーから排気部を経由して排気する減圧部と、をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の噴流気化冷却システム。
【請求項１０】
前記仕切部は、前記開口部に対して環状に配されることを特徴とする請求項１または２に記載の噴流気化冷却システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部を噴流によって冷却する噴流気化冷却システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年のデバイスの高集積化や産業用装置等の高度化等にともない、各種機器の発熱密度は増大する傾向にある。そのため、これら各種機器を冷却するため、これらと熱的に接した伝熱部の一部である冷却部を介し、より高い熱流束（ある面を単位時間に通過する単位面積当たりの熱量）を効率よく除熱することが課題となってきている。上記のような機能を有する冷却装置の冷却方法として、気体、液体等の冷媒と、冷媒が接する冷却部との温度差により冷却する顕熱冷却によるものや、冷媒が沸騰、蒸発する際に必要となる潜熱（気化熱）により冷却部を冷却する気化冷却によるもの等がある。
【０００３】
気化冷却には主に、冷却部を冷媒に浸漬し、沸騰により冷却する沸騰冷却と、ノズル等の開口部から冷媒を冷却部に噴流し、気化させて冷却するタイプのものがある（ここでは噴流気化冷却と呼称する）。特許文献１には、回路基板上に設けられた半導体装置を冷却するために、回路基板の上方に設置されたノズルから冷却液を噴流することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００３－５０９８７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、熱源によって気化されなかった冷却液が冷却面に滞留することによる噴流の阻害や、噴流した冷却液が重力により落下しノズルの開口部に到達することによる噴流の阻害により、冷却効率が低くなる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る噴流気化冷却システムは、発熱部を噴流によって冷却する冷却システムであって、発熱部の近傍に配される伝熱部と、伝熱部に対して液体の供給部から供給された液体を噴流させる開口部と仕切部とを含み構成される噴流ユニットと、伝熱部の一部と、噴流ユニットと、を収めたチャンバーと、を有し、噴流ユニットは、前記開口部を囲むように、開口部近傍に仕切部が配されており、チャンバーを減圧環境下に保つとともに、チャンバーに収められた開口部は、伝熱部のうち、発熱部が配される第一の部位とは異なる第二の部位に液体を噴流させるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却効率が安定した噴流気化冷却システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
第１の実施形態における噴流気化冷却システムの傾斜部の変形例を示す図。
第２の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
第２の実施形態における噴流気化冷却システムの傾斜部の変形例を示す図。
第１の実施形態または第２の実施形態における冷却部の変形例を示す図。
第３の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
第４の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
第４の実施形態における噴流気化冷却システムの仕切り部の変形例を示す概略図。
第５の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
第５の実施形態における噴流気化冷却システムの仕切り部の変形例を示す概略図。
第６の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
第７の実施形態における噴流気化冷却システムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本明細書に開示の噴流気化冷却システムの好ましい実施形態について説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また各実施形態における構成は適宜組み合わせて実施されてもよい。なお、開口部の仕切り部については、第４の実施形態および図７等を用いて詳述する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における発熱部周辺の噴流気化冷却システム１００の構成を示す図である。本実施形態における噴流気化冷却システム１００は、発熱部１０１が配される冷却部１０４に対して、液体の供給部１１０から供給された液体を噴流させることで、発熱部１０１を冷却する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許