JP5162538B2 - Liquid cooling system - Google Patents
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Description
この発明は、たとえば車両などの半導体電力変換装置に適用され、半導体素子などの発熱体を冷却する液冷式冷却装置に関する。 The present invention relates to a liquid cooling type cooling device that is applied to a semiconductor power conversion device such as a vehicle and cools a heating element such as a semiconductor element.
この明細書および特許請求の範囲において、「並列流路部分の幅」とは、並列流路部分に設けられている流路の長さ方向と直交する方向の幅を意味するものとする。また、この明細書および特許請求の範囲において、「コルゲートフィンのフィンピッチ」とは、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンにおける隣り合う波頂部間の間隔、または隣り合う波底部間の間隔を意味するものとする。 In this specification and claims, the “width of the parallel flow path portion” means a width in a direction orthogonal to the length direction of the flow paths provided in the parallel flow path portion. Further, in this specification and claims, “corrugated fin fin pitch” refers to the adjacent wave in one corrugated fin comprising a wave crest, a wave bottom, and a connecting portion that connects the wave crest and the wave bottom. It shall mean the distance between the tops or the distance between adjacent wave bottoms.
従来、この種の液冷式冷却装置として、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を備えた周壁を有し、かつ第１の側壁の一端部に冷却液入口が形成されるとともに、第２の側壁の他端部に冷却液出口が形成されたケーシングを備えており、ケーシング内における第１および第２側壁間でかつ冷却液入口と冷却液出口との間の位置に、冷却液が第１および第２側壁の長さ方向に流れる複数の流路からなる並列流路部分が設けられ、ケーシング内における並列流路部分よりも上流側の部分が冷却液入口に通じる入口ヘッダ部となされるとともに、並列流路部分よりも下流側の部分が冷却液出口に通じる出口ヘッダ部となされ、並列流路部分に、複数の流路からなる３つの流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、冷却液入口側の流路群の各流路の幅をＷｂ、冷却液出口側の流路群の各流路の幅をＷｃ、中間部の流路群の各流路の幅をＷａとした場合、Ｗｂ＞Ｗｃ＞Ｗａという関係を満たしている液冷式冷却装置が知られている（特許文献１参照）。 Conventionally, as this type of liquid cooling type cooling device, it has a peripheral wall having a first side wall and a second side wall facing each other, and a cooling liquid inlet is formed at one end of the first side wall, A casing having a cooling liquid outlet formed at the other end of the second side wall is provided, and the cooling liquid is disposed between the first and second side walls in the casing and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet. Is provided with a parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths flowing in the length direction of the first and second side walls, and an inlet header portion in which a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing communicates with the coolant inlet port. In addition, the downstream portion of the parallel flow passage portion is an outlet header portion that leads to the coolant outlet, and the parallel flow passage portion includes three flow passage groups including a plurality of flow passages. The coolant inlets are arranged side by side in the width direction. When the width of each channel of the channel group is Wb, the width of each channel of the channel group on the coolant outlet side is Wc, and the width of each channel of the middle channel group is Wa, Wb> A liquid cooling type cooling device that satisfies the relationship of Wc> Wa is known (see Patent Document 1).
ところで、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を備えた周壁を有し、かつ第１の側壁の一端部に冷却液入口が形成されるとともに、第２の側壁の他端部に冷却液出口が形成されたケーシングを備えており、ケーシング内における第１および第２側壁間でかつ冷却液入口と冷却液出口との間の位置に、冷却液が第１および第２側壁の長さ方向に流れる複数の流路からなる並列流路部分が設けられ、ケーシング内における並列流路部分よりも上流側の部分が冷却液入口に通じる入口ヘッダ部となされるとともに、並列流路部分よりも下流側の部分が冷却液出口に通じる出口ヘッダ部となされている液冷式冷却装置の場合、冷却液入口からケーシング内の入口ヘッダ部内に流入した冷却液は、慣性力により冷却液出口が形成されている第２側壁側に多く流れ、その結果並列流路部分における冷却液出口側に位置する流路群の流路に多くの冷却液が流入するとともに、冷却液入口側に位置する流路群の流路に冷却液が流入しにくくなって、並列流路部分の幅方向の流速分布が不均一になり、流速が低下した部分において冷却性能が低下するという問題がある。 By the way, it has a peripheral wall provided with a first side wall and a second side wall facing each other, and a coolant inlet is formed at one end of the first side wall, and cooling is performed at the other end of the second side wall. A casing having a liquid outlet is provided, and the length of the first and second side walls of the cooling liquid is between the first and second side walls and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet in the casing. A parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths flowing in the direction is provided, and a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing serves as an inlet header portion leading to the coolant inlet, and more than the parallel flow path portion. In the case of a liquid cooling type cooling device in which the downstream part is an outlet header part that communicates with the coolant outlet, the coolant flowing into the inlet header part in the casing from the coolant inlet forms a coolant outlet due to inertial force. Second being done As a result, a large amount of coolant flows to the wall side, and as a result, a large amount of coolant flows into the channels of the channel group located on the coolant outlet side in the parallel channel part, and into the channels of the channel group located on the coolant inlet side. There is a problem that the cooling liquid becomes difficult to flow in, the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow path portions becomes non-uniform, and the cooling performance is lowered in the portion where the flow velocity is lowered.
特許文献１記載の液冷式冷却装置の場合、並列流路部分の冷却液入口側の流路群の流路の幅：Ｗｂと、冷却液出口側の流路群の流路の幅：Ｗｃとの関係が、Ｗｂ＞Ｗｃとなっているので、並列流路部分の冷却液入口側の流路群の流路を流れる冷却液の流速と、冷却液出口側の流路群の流路を流れる冷却液の流速とを均一化することができる。
In the case of the liquid cooling type cooling device described in
しかしながら、特許文献１記載の液冷式冷却装置では、並列流路部分の中間部の流路群の流路の幅：Ｗａが、Ｗｂ＞Ｗｃ＞Ｗａとなっているので、入口ヘッダ部内に流入した冷却液は、並列流路部分の中間部の流路群の流路に流入しにくくなる。したがって、並列流路部分の幅方向の流速分布が不均一になり、流速が低下した部分において冷却性能が低下するという問題がある。
However, in the liquid cooling type cooling device described in
この発明の目的は、上記問題を解決し、複数の流路が並列状に形成された並列流路部分の幅方向の流速分布を均一化しうる液冷式冷却装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid cooling type cooling device that can solve the above-described problems and can uniformize the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow path portions in which a plurality of flow paths are formed in parallel.
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following aspects.
1)互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を備えた周壁を有し、かつ第１の側壁の一端部に冷却液入口が形成されるとともに、第２の側壁の他端部に冷却液出口が形成されたケーシングを備えており、ケーシング内における第１および第２側壁間でかつ冷却液入口と冷却液出口との間の位置に、冷却液が第１および第２側壁の長さ方向に流れる複数の流路からなる並列流路部分が設けられ、ケーシング内における並列流路部分よりも上流側の部分が冷却液入口に通じる入口ヘッダ部となされるとともに、並列流路部分よりも下流側の部分が冷却液出口に通じる出口ヘッダ部となされている液冷式冷却装置であって、
並列流路部分に、複数の流路からなりかつ通路抵抗の異なる複数の流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、各流路群の通路抵抗が、冷却液入口が形成された第１側壁側端部の流路群で最も小さくなっているとともに、冷却液出口が形成された第２側壁側端部の流路群に向かって大きくなっている液冷式冷却装置。
1) A peripheral wall having a first side wall and a second side wall facing each other, and a coolant inlet is formed at one end of the first side wall, and cooling is performed at the other end of the second side wall. A casing having a liquid outlet is provided, and the length of the first and second side walls of the cooling liquid is between the first and second side walls and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet in the casing. A parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths flowing in the direction is provided, and a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing serves as an inlet header portion leading to the coolant inlet, and more than the parallel flow path portion. A liquid-cooled cooling device in which a downstream portion is an outlet header portion that leads to a coolant outlet,
A plurality of flow path groups each having a plurality of flow paths and having different passage resistances are provided in the parallel flow path portion side by side in the width direction of the parallel flow path portions. Liquid-cooled type that is the smallest in the flow path group at the first side wall side end portion where the inlet is formed, and is larger toward the flow path group at the second side wall side end portion where the cooling liquid outlet is formed. Cooling system.
2)並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンによって構成され、コルゲートフィンのフィンピッチが、各流路群を構成するコルゲートフィン毎に異なっており、第１側壁側端部の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが最も大きく、第２側壁側端部の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが最も小さくなっている上記1)記載の液冷式冷却装置。 2) Each flow path group of the parallel flow path portion is constituted by one corrugated fin including a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. It differs for each corrugated fin constituting the road group, the fin pitch of the corrugated fin of the flow path group at the first side wall side end is the largest, and the fin pitch of the corrugated fin of the flow path group at the second side wall end is The liquid cooling type cooling apparatus according to 1), which is the smallest.
3)並列流路部分に２つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンによって構成され、第１側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチが、第２側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチよりも大きくなっている上記1)記載の液冷式冷却装置。 3) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and each flow path group in the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The liquid cooling according to the above 1), wherein the fin pitch of the corrugated fins of the channel group on the first side wall side is larger than the fin pitch of the corrugated fins of the channel group on the second side wall side. Cooling device.
4)並列流路部分に２つの流路群が設けられており、並列流路部分の第１側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる複数のコルゲートフィンが冷却液の流れ方向に間隔をおいて並べられることにより構成され、第２側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンによって構成されている上記1)記載の液冷式冷却装置。 4) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and the flow path group on the first side wall side of the parallel flow path portion connects the wave crest portion, the wave bottom portion, and the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of corrugated fins arranged at intervals in the flow direction of the coolant, and the flow path group on the second side wall connects the wave crest, the wave bottom, and the wave crest and the wave bottom. The liquid cooling type cooling apparatus according to 1), wherein the liquid cooling type cooling apparatus is configured by one corrugated fin including a connecting portion.
5)並列流路部分に２つの流路群が設けられ、並列流路部分の第１側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる複数のコルゲートフィンが冷却液の流れ方向に並べられることにより構成され、第２側壁側の流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンによって構成されており、第１側壁側の流路群のコルゲートフィンのうち少なくとも１つのコルゲートフィンのフィンピッチが、第２側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチと等しくなっているとともに、第１側壁側の流路群の複数のコルゲートフィンのうち他のコルゲートフィンのフィンピッチが、第２側壁側の流路群のコルゲートフィンのフィンピッチよりも大きくなっている上記1)記載の液冷式冷却装置。 5) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and the flow path group on the first side wall side of the parallel flow path portion is from the wave crest portion, the wave bottom portion, and the connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. A plurality of corrugated fins arranged in the flow direction of the coolant, and the flow path group on the second side wall side includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The fin pitch of at least one corrugated fin among the corrugated fins in the flow path group on the first side wall side is equal to the fin pitch of the corrugated fins in the flow path group on the second side wall side. And the fin pitch of the other corrugated fins of the plurality of corrugated fins in the flow path group on the first side wall side is larger than the fin pitch of the corrugated fins in the flow path group on the second side wall side. Above 1), wherein the liquid-cooling type cooling device.
6)並列流路部分に２つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンによって構成され、第１側壁側の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て１直線状であり、第２側壁側の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て蛇行している上記1)記載の液冷式冷却装置。 6) Two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and each flow path group of the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The corrugated fins of the corrugated fins of the channel group on the first side wall side are straight when viewed from the plane, and the corrugated fins of the corrugated fins of the channel group on the second side wall side. The liquid cooling type cooling apparatus as described in 1) above, wherein the wave crest portion, the wave bottom portion and the connecting portion meander in a plan view.
7)並列流路部分に３つの流路群が設けられており、並列流路部分の各流路群が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなる１つのコルゲートフィンによって構成され、第１側壁側端部の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て１直線状であり、第２側壁側端部の流路群のコルゲートフィンの連結部に複数のルーバが連結部の長さ方向に並んで形成され、中間部の流路群のコルゲートフィンの波頂部、波底部および連結部が平面から見て蛇行している上記1)記載の液冷式冷却装置。 7) Three flow path groups are provided in the parallel flow path portion, and each flow path group in the parallel flow path portion includes a wave crest portion, a wave bottom portion, and a connecting portion that connects the wave crest portion and the wave bottom portion. The corrugated fin's corrugated fin crest, corrugated bottom, and connecting portion of the channel group at the first side wall side end portion are straight when viewed from the plane, and the second side wall side end channel group. A plurality of louvers are formed in the connecting portion of the corrugated fin in the longitudinal direction of the connecting portion, and the corrugated fin's crest, wave bottom and connecting portion of the intermediate channel group meander as seen from the plane. The liquid cooling type cooling device according to 1) above.
上記1)〜7)の液冷式冷却装置によれば、並列流路部分に、複数の流路からなりかつ通路抵抗の異なる複数の流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、各流路群の通路抵抗が、冷却液入口が形成された第１側壁側端部の流路群で最も小さくなっているとともに、冷却液出口が形成された第２側壁側端部の流路群に向かって大きくなっているので、入口ヘッダ部内に流入した冷却液は、慣性力により冷却液出口が形成されている第２側壁側に多く流れるが、並列流路部分における第２側壁側の端部の流路群の流路に流入しにくくなるとともに、第１側壁側の端部の流路群に向かうにしたがって当該流路群の流路に流入しやすくなる。したがって、複数の流路が並列状に形成された並列流路部分の幅方向の流速分布を均一化することが可能になり、流速が低下することに起因する冷却性能が低下した部分の発生を防止することができる。 According to the liquid cooling type cooling apparatus of 1) to 7) above, a plurality of flow channel groups consisting of a plurality of flow channels and having different passage resistances are arranged in the parallel flow channel portion in the width direction of the parallel flow channel portion. The passage resistance of each flow path group is the smallest in the flow path group at the first side wall side end where the cooling liquid inlet is formed, and the second side wall side where the cooling liquid outlet is formed Since the flow rate increases toward the flow path group at the end, a large amount of the coolant flowing into the inlet header portion flows toward the second side wall where the coolant outlet is formed due to inertial force. It becomes difficult to flow into the flow path group of the flow path group at the end portion on the second side wall side, and it becomes easier to flow into the flow path group of the flow path group toward the flow path group at the end portion on the first side wall side. Therefore, it becomes possible to equalize the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow passage portion in which a plurality of flow passages are formed in parallel, and the occurrence of a portion where the cooling performance is reduced due to the decrease in the flow velocity. Can be prevented.
上記2)の液冷式冷却装置によれば、比較的簡単に、各流路群の通路抵抗の調整をすることができる。 According to the liquid cooling type cooling apparatus 2), the passage resistance of each flow path group can be adjusted relatively easily.
上記3)〜6)の液冷式冷却装置によれば、並列流路部分に２つの流路群が設けられている場合に、比較的簡単に、各流路群の通路抵抗の調整をすることができる。 According to the liquid cooling type cooling apparatus of 3) to 6) above, when two flow path groups are provided in the parallel flow path portion, the passage resistance of each flow path group is adjusted relatively easily. be able to.
上記7)の液冷式冷却装置によれば、並列流路部分に３つの流路群が設けられている場合に、比較的簡単に、各流路群の通路抵抗の調整をすることができる。 According to the liquid cooling type cooling device of the above 7), when three flow path groups are provided in the parallel flow path portion, the passage resistance of each flow path group can be adjusted relatively easily. .
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the same thing through all drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
以下の説明において、図２の上下、左右を上下、左右というものとし、図３、図５、図６、図７および図９の下側を前、上側を後というものとする。 In the following description, the top and bottom, left and right in FIG. 2 are referred to as top and bottom, and left and right, and the lower side of FIGS.
また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。 In the following description, the term “aluminum” includes aluminum alloys in addition to pure aluminum.
実施形態１
この実施形態は図１〜図４に示すものである。
This embodiment is shown in FIGS.
図１〜図３はこの発明の実施形態１の液冷式冷却装置に、発熱体である半導体素子が取り付けられた状態を示す。 1 to 3 show a state in which a semiconductor element as a heating element is attached to the liquid cooling type cooling device according to the first embodiment of the present invention.
図１〜図３において、液冷式冷却装置(1)は、頂壁(3)、底壁(4)および周壁(5)からなるケーシング(2)を備えており、ケーシング(2)の周壁(5)は、前後方向にのびる垂直状の左側壁(6)（第１側壁）、前後方向にのびるとともに左側壁(6)と対向する垂直状の右側壁(7)（第２側壁）、左側壁(6)および右側壁(7)の後端部どうしを連結する垂直状の後側壁(8)、ならびに左側壁(6)および右側壁(7)の前端部どうしを連結する垂直状の前側壁(9)よりなる。ケーシング(2)の周壁(5)における左側壁(6)の前端部に冷却液入口(11)が左方に突出するように形成され、同じく右側壁(7)の後端部に冷却液出口(12)が右方に突出するように形成されている。冷却液入口(11)は左方に開口し、冷却液出口(12)は右方に開口している。ケーシング(2)は、頂壁(3)および周壁(5)の上半部を形成する上側周壁形成部(5A)からなるアルミニウム製上構成部材(13)と、底壁(4)および周壁(5)の下半部を形成する下側周壁形成部(5B)からなるアルミニウム製下構成部材(14)とよりなる。上構成部材(13)の上側周壁形成部(5A)の下端部、および下構成部材(14)の下側周壁形成部(5B)の上端部に、それぞれ外向きフランジ(13a)(14a)が一体に形成されており、両構成部材(13)(14)の外向きフランジ(13a)(14a)どうしがろう付されている。 1 to 3, the liquid cooling type cooling device (1) includes a casing (2) including a top wall (3), a bottom wall (4), and a peripheral wall (5), and the peripheral wall of the casing (2). (5) is a vertical left side wall (6) (first side wall) extending in the front-rear direction, a vertical right side wall (7) (second side wall) extending in the front-rear direction and facing the left side wall (6), A vertical rear wall (8) connecting the rear end portions of the left side wall (6) and the right side wall (7), and a vertical shape connecting the front end portions of the left side wall (6) and the right side wall (7). It consists of a front side wall (9). A coolant inlet (11) is formed at the front end of the left side wall (6) of the peripheral wall (5) of the casing (2) so as to protrude leftward, and the coolant outlet is also formed at the rear end of the right side wall (7). (12) is formed so as to protrude rightward. The coolant inlet (11) opens to the left and the coolant outlet (12) opens to the right. The casing (2) includes an upper upper component (13) made of an upper peripheral wall forming portion (5A) that forms the top half of the top wall (3) and the peripheral wall (5), and a bottom wall (4) and a peripheral wall ( 5) An aluminum lower component member (14) including a lower peripheral wall forming portion (5B) forming the lower half portion. Outward flanges (13a) and (14a) are respectively provided at the lower end portion of the upper peripheral wall forming portion (5A) of the upper component member (13) and the upper end portion of the lower peripheral wall forming portion (5B) of the lower component member (14). They are integrally formed, and the outward flanges (13a) and (14a) of the two component members (13) and (14) are brazed to each other.
ケーシング(2)内における左側壁(6)と右側壁(7)との間でかつ冷却液入口(11)と冷却液出口(12)との間の部分に、前後方向にのびかつ冷却液が前後方向（左側壁(6)および右側壁(7)の長さ方向）に流れる複数の流路(15)が左右方向に並んで形成されており、これにより複数の流路(15)からなる並列流路部分(16)が設けられている。並列流路部分(16)には、連続して並んだ複数の流路(15)からなりかつ通路抵抗の異なる複数、ここでは２つのの流路群(17A)(17B)が左右方向（並列流路部分の幅方向）に並んで設けられている。以下、左側壁(6)側の流路群(17A)を第１流路群といい、右側壁(7)側の流路群(17B)を第２流路群というものとする。第１流路群(17A)の通路抵抗は、第２流路群(17B)の通路抵抗よりも小さくなっている。すなわち、各流路群(17A)(17B)の通路抵抗が、左側壁(6)側端部の第１流路群(17A)で最も小さくなっているとともに、右側壁(7)側端部の第２流路群(17B)に向かって大きくなっている。 In the casing (2), between the left side wall (6) and the right side wall (7) and between the coolant inlet (11) and the coolant outlet (12), the coolant extends in the front-rear direction. A plurality of flow paths (15) that flow in the front-rear direction (the length direction of the left side wall (6) and the right side wall (7)) are formed side by side in the left-right direction, thereby comprising a plurality of flow paths (15). A parallel flow path portion (16) is provided. In the parallel flow path portion (16), a plurality of continuous flow paths (15) and a plurality of different flow path resistances, here two flow path groups (17A) and (17B) are arranged in the left-right direction (parallel They are provided side by side in the width direction of the flow path portion. Hereinafter, the channel group (17A) on the left side wall (6) side is referred to as a first channel group, and the channel group (17B) on the right side wall (7) side is referred to as a second channel group. The passage resistance of the first channel group (17A) is smaller than the passage resistance of the second channel group (17B). That is, the passage resistance of each flow path group (17A) (17B) is the smallest in the first flow path group (17A) at the left side wall (6) side end, and the right side wall (7) side end part Toward the second flow path group (17B).
並列流路部分(16)の各流路群(17A)(17B)は、波頂部(18a)(19a)、波底部(18b)(19b)および波頂部(18a)(19a)と波底部(18b)(19b)とを連結する垂直状連結部(18c)(19c)からなる１つのアルミニウム製コルゲートフィン(18)(19)によって構成されている。各コルゲートフィン(18)(19)の波頂部(18a)(19a)がケーシング(2)の頂壁(3)に、波底部(18b)(19b)がケーシング(2)の底壁(4)にそれぞれろう付されている。第１流路群(17A)を構成するコルゲートフィン(18)のフィンピッチは、第２流路群(17B)を構成するコルゲートフィン(19)のフィンピッチよりも大きくなっており、これにより第１流路群(17A)の通路抵抗が第２流路群(17B)の通路抵抗よりも小さくなっている。なお、両コルゲートフィン(18)(19)の肉厚は等しくなっている。
Each flow path group (17A) (17B) of the parallel flow path portion (16) includes a wave crest (18a) (19a), a wave bottom (18b) (19b) and a wave crest (18a) (19a) and a wave bottom ( 18 b, 19 b, and a single aluminum corrugated
ケーシング(2)内における並列流路部分(16)よりも上流側（前側）の部分が冷却液入口(11)に通じる入口ヘッダ部(21)となされるとともに、並列流路部分(16)よりも下流側（後側）の部分が冷却液出口(12)に通じる出口ヘッダ部(22)となされている。ケーシング(2)全体の内部高さ、すなわち入口ヘッダ部(21)、出口ヘッダ部(22)および並列流路部分(16)の高さは等しくなっている。また、入口ヘッダ部(21)および出口ヘッダ部(22)の前後方向の幅は全長にわたって等しくなっている。入口ヘッダ部(21)における冷却液入口(11)に通じる左側壁(6)側の流入端部(21a)の形状、ならびに出口ヘッダ部(22)における冷却液出口(12)に通じる右側壁(7)側の流出端部(22a)の形状は方形であり、入口ヘッダ部(21)の流入端部(21a)の幅（前後方向の幅）と、出口ヘッダ部(22)の流出端部(22a)の幅（前後方向の幅）とは等しくなっている。また、図２に示すように、並列流路部分(16)の断面形状は方形である。 In the casing (2), the upstream (front) portion of the parallel flow passage portion (16) is an inlet header portion (21) leading to the coolant inlet port (11), and the parallel flow passage portion (16) Further, the downstream (rear) portion is an outlet header portion (22) communicating with the coolant outlet (12). The internal height of the entire casing (2), that is, the heights of the inlet header portion (21), the outlet header portion (22), and the parallel flow path portion (16) are equal. Further, the width in the front-rear direction of the inlet header portion (21) and the outlet header portion (22) is the same over the entire length. The shape of the inflow end portion (21a) on the left side wall (6) side leading to the coolant inlet port (11) in the inlet header portion (21) and the right side wall leading to the coolant outlet port (12) in the outlet header portion (22) ( 7) The shape of the outflow end (22a) on the side is square, the width of the inflow end (21a) of the inlet header (21) (width in the front-rear direction), and the outflow end of the outlet header (22) The width of (22a) (the width in the front-rear direction) is equal. Moreover, as shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of a parallel flow path part (16) is a square.
ここで、並列流路部分(16)の左右方向の幅をａmm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをｂmmとした場合、ａ≧ｂとなっている。また、並列流路部分(16)の左右方向の幅をａmm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをｂmmとし、さらに入口ヘッダ部(21)の流入端部(21a)および出口ヘッダ部(22)の流出端部(22a)の幅をｃmm、入口ヘッダ部(21)、出口ヘッダ部(22)および並列流路部分(16)の高さを１０mm以下とし、ｂｃ／ａ２≦０．２５という関係を満たしている場合、並列流路部分(16)の第１流路群(17A)の通路抵抗をＲａ、第２流路群(17B)の通路抵抗をＲｃとすると、Ｒｃ＝Ｒａ×Ｃ、およびＣ＝１．２〜２．０という関係を満たしていることが好ましい。さらに、上記条件を満たしている場合、並列流路部分(16)の左右方向の幅をａmmとし、並列流路部分(16)の第２流路群(17B)の左右方向の幅をｄとすると、ｄ＝ａ×Ｋ、およびＫ＝０．４〜０．８という関係を満たしていることが好ましい。 Here, when the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is a mm and the length in the front-rear direction of the flow path (15) of the parallel flow path portion (16) is b mm, a ≧ b. . The width in the left-right direction of the parallel channel portion (16) is amm, the length in the front-rear direction of the channel (15) in the parallel channel portion (16) is bmm, and the inlet end of the inlet header (21) The width of the outflow end portion (22a) of the section (21a) and the outlet header section (22) is cmm, and the height of the inlet header section (21), the outlet header section (22) and the parallel flow path section (16) is 10 mm or less. When the relationship of bc / a 2 ≦ 0.25 is satisfied, the passage resistance of the first passage group (17A) of the parallel passage portion (16) is Ra, and the passage of the second passage group (17B) When the resistance is Rc, it is preferable that the relationship of Rc = Ra × C and C = 1.2 to 2.0 is satisfied. Furthermore, when the above conditions are satisfied, the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is amm, and the width in the left-right direction of the second flow path group (17B) of the parallel flow path portion (16) is d. Then, it is preferable that the relations d = a × K and K = 0.4 to 0.8 are satisfied.
発熱体である半導体素子(P)は、板状絶縁部材(I)を介してケーシング(2)の頂壁(3)外面に接合されている。 The semiconductor element (P), which is a heating element, is joined to the outer surface of the top wall (3) of the casing (2) via the plate-like insulating member (I).
上記構成の液冷式冷却装置(1)において、冷却液入口(11)から流入端部(21a)を通って入口ヘッダ部(21)内に流入した冷却液は、並列流路部分(16)の全流路(15)に分流し、全流路(15)内を後方に流れる。このとき、冷却液入口(11)から流入端部(21a)を通って入口ヘッダ部(21)内に流入した冷却液は、慣性力によって右側壁(7)側に多く流れようとするが、第２流路群(17B)の通路抵抗が第１流路群(17A)の通路抵抗よりも大きくなっていることによって、並列流路部分(16)の全流路(15)での流速分布、すなわち並列流路部分(16)の幅方向の流速分布が均一化される。 In the liquid cooling type cooling device (1) having the above configuration, the coolant flowing into the inlet header portion (21) from the coolant inlet (11) through the inflow end portion (21a) is the parallel flow path portion (16). The flow is divided into all the flow paths (15), and flows backward in all the flow paths (15). At this time, the coolant flowing into the inlet header (21) from the coolant inlet (11) through the inflow end (21a) tends to flow to the right side wall (7) due to inertial force. Flow velocity distribution in all channels (15) of the parallel channel portion (16) because the channel resistance of the second channel group (17B) is larger than the channel resistance of the first channel group (17A). That is, the flow velocity distribution in the width direction of the parallel flow path portions (16) is made uniform.
並列流路部分(16)の流路(15)内を後方に流れた冷却液は、出口ヘッダ部(22)内に入るとともに、出口ヘッダ部(22)内を右方に流れ、出口ヘッダ部(22)における右側壁(7)側の流出端部(22a)を通って冷却液出口(12)から流出する。 The coolant flowing backward in the flow path (15) of the parallel flow path portion (16) enters the outlet header (22) and flows to the right in the outlet header (22). It flows out from the coolant outlet (12) through the outflow end (22a) on the right side wall (7) side in (22).
そして、半導体素子(P)から発せられる熱は、絶縁部材(I)、ケーシング(2)の頂壁(3)およびコルゲートフィン(18)(19)を経て流路(15)内を流れる冷却液に伝わり、半導体素子(P)が冷却される。 The heat generated from the semiconductor element (P) is a coolant that flows in the flow path (15) through the insulating member (I), the top wall (3) of the casing (2), and the corrugated fins (18) (19). The semiconductor element (P) is cooled.
参考のために、並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比（局所流速／平均流速）を、図４に実線で示す。また、両流路群(17A)(17B)の通路抵抗が等しい場合の並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比（局所流速／平均流速）を、図４に破線で示す。なお、図４の横軸の左側が並列流路部分(16)の冷却液入口(11)側（左側壁(6)側）を表し、同じく右側が並列流路部分(16)の冷却液出口(12)側（右側壁(7)側）を表す。 For reference, the flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of the water flowing through each flow channel (15) to the average flow velocity in all flow channels (15) of the parallel flow channel portion (16) is shown in FIG. Is shown by a solid line. In addition, the flow velocity of the water flowing through the flow passages (15) of each part relative to the average flow velocity of all flow passages (15) of the parallel flow passage portion (16) when the passage resistances of both flow passage groups (17A) and (17B) are equal The flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) is shown by a broken line in FIG. In addition, the left side of the horizontal axis in FIG. 4 represents the coolant inlet (11) side (left wall (6) side) of the parallel channel portion (16), and the right side is the coolant outlet of the parallel channel portion (16). Represents the (12) side (right side wall (7) side).
実施形態２
この実施形態は図５に示すものである。
This embodiment is shown in FIG.
この実施形態の液冷式冷却装置(25)の場合、並列流路部分(16)の第１流路群(17A)は、波頂部（図示略）、波底部（図示略）、および波頂部と波底部とを連結する連結部(26a)からなる複数、ここでは２つのアルミニウム製コルゲートフィン(26)が前後方向（冷却液の流れ方向）に間隔をおいて並べられることにより構成され、第２流路群(17A)は１つのコルゲートフィン(19)によって構成されている。各コルゲートフィン(26)(19)の波頂部がケーシング(2)の頂壁(3)に、波底部がケーシング(2)の底壁(4)にそれぞれろう付されている。第１流路群(17A)の両コルゲートフィン(26)のフィンピッチと、第２流路群(17B)のコルゲートフィン(19)のフィンピッチとは等しくなっている。なお、両コルゲートフィン(26)(19)の肉厚は等しくなっている。そして、第１流路群(17A)を構成する両コルゲートフィン(26)間に間隙が存在することによって、第１流路群(17A)の通路抵抗が第２流路群(17B)の通路抵抗よりも小さくなっている。
In the case of the liquid cooling type cooling device (25) of this embodiment, the first flow path group (17A) of the parallel flow path portion (16) includes a wave crest (not shown), a wave bottom (not shown), and a wave crest. And a plurality of connecting portions (26a) connecting the wave bottom portions, here, two aluminum corrugated fins (26) are arranged in the front-rear direction (cooling liquid flow direction) with an interval therebetween, The two flow path groups (17A) are constituted by one corrugated fin (19). The
その他の構成は実施形態１の液冷式冷却装置(1)と同様である。 Other configurations are the same as those of the liquid cooling type cooling apparatus (1) of the first embodiment.
実施形態３
この実施形態は図６に示すものである。
This embodiment is shown in FIG.
この実施形態の液冷式冷却装置(30)の場合、並列流路部分(16)の第１流路群(17A)における２つのコルゲートフィン(26)間の間隙に、波頂部（図示略）、波底部（図示略）、および波頂部と波底部とを連結する連結部(31a)からなる１つのアルミニウム製コルゲートフィン(31)が配置されている。コルゲートフィン(31)のフィンピッチは、第２流路群(17B)のコルゲートフィン(19)のフィンピッチよりも大きくなっている。すなわち、並列流路部分(16)の第１流路群(17A)が、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部(26a)(31a)からなる複数のコルゲートフィン(26)(31)が前後方向（冷却液の流れ方向）に並べられることにより構成され、第１流路群(17A)の全コルゲートフィン(26)(31)のうち前後両端の２つのコルゲートフィン(26)のフィンピッチが、第２流路群(17B)のコルゲートフィン(19)のフィンピッチと等しくなっているとともに、第１流路群(17A)の中央部のコルゲートフィン(31)のフィンピッチが、第２流路群(17B)のコルゲートフィン(19)のフィンピッチよりも大きくなっている。そして、第１流路群(17A)を構成する両コルゲートフィン(26)間に間隙に配置されたコルゲートフィン(31)のフィンピッチが、第２流路群(17B)のコルゲートフィン(19)のフィンピッチよりも大きくなっていることによって、第１流路群(17A)の通路抵抗が第２流路群(17B)の通路抵抗よりも小さくなっている。なお、全コルゲートフィン(19)(26)(31)の肉厚は等しくなっている。 In the case of the liquid cooling type cooling device (30) of this embodiment, a wave crest (not shown) is formed in the gap between the two corrugated fins (26) in the first flow path group (17A) of the parallel flow path portion (16). One aluminum corrugated fin (31) including a wave bottom portion (not shown) and a connecting portion (31a) connecting the wave top portion and the wave bottom portion is disposed. The fin pitch of the corrugated fin (31) is larger than the fin pitch of the corrugated fin (19) of the second flow path group (17B). That is, the first channel group (17A) of the parallel channel portion (16) includes a plurality of corrugated fins including a wave crest portion, a wave bottom portion, and connecting portions (26a) and (31a) that connect the wave crest portion and the wave bottom portion. (26) (31) are arranged in the front-rear direction (flow direction of the coolant), and the two corrugations at the front and rear ends of all corrugated fins (26) (31) in the first flow path group (17A) The fin pitch of the fin (26) is equal to the fin pitch of the corrugated fin (19) of the second flow path group (17B), and the corrugated fin (31) at the center of the first flow path group (17A). This fin pitch is larger than the fin pitch of the corrugated fins (19) of the second flow path group (17B). And the fin pitch of the corrugated fin (31) disposed in the gap between the corrugated fins (26) constituting the first flow path group (17A) is the corrugated fin (19) of the second flow path group (17B). As a result, the passage resistance of the first flow path group (17A) is smaller than the passage resistance of the second flow path group (17B). In addition, the thickness of all the corrugated fins (19), (26), and (31) is equal.
その他の構成は実施形態２の液冷式冷却装置(25)と同様である。 Other configurations are the same as those of the liquid cooling type cooling device (25) of the second embodiment.
実施形態４
この実施形態は図７および図８に示すものである。
This embodiment is shown in FIG. 7 and FIG.
この実施形態の液冷式冷却装置(35)の場合、並列流路部分(16)の第２流路群(17B)が、波頂部(36a)、波底部(36b)、および波頂部(36a)と波底部(36b)とを連結する連結部(36c)からなる１つのアルミニウム製コルゲートフィン(36)によって構成されている。第２流路群(17B)のコルゲートフィン(36)の波頂部(36a)、波底部(36b)および連結部(36c)は平面から見て蛇行している。また、第１流路群(17A)を構成するコルゲートフィン(18)は、実施形態１の第１流路群(17A)のコルゲートフィン(18)と同一の構成であり、波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て１直線状となっている。なお、両流路群(17A)(17B)のコルゲートフィン(18)(36)のフィンピッチは等しくなっているとともに、両コルゲートフィン(18)(36)の肉厚は等しくなっている。そして、第１流路群(17B)のコルゲートフィン(36)の波頂部(36a)、波底部(36b)および連結部(36c)は平面から見て蛇行しており、第１流路群(17A)のコルゲートフィン(18)の波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て１直線状となっていることによって、第１流路群(17A)の通路抵抗が第２流路群(17B)の通路抵抗よりも小さくなっている。 In the case of the liquid cooling type cooling device (35) of this embodiment, the second flow path group (17B) of the parallel flow path portion (16) includes a wave crest (36a), a wave bottom (36b), and a wave crest (36a). ) And a wave bottom portion (36b), and a single aluminum corrugated fin (36) composed of a connecting portion (36c). The wave crest portion (36a), the wave bottom portion (36b), and the connecting portion (36c) of the corrugated fin (36) of the second flow path group (17B) meander as viewed from above. Further, the corrugated fins (18) constituting the first flow path group (17A) have the same configuration as the corrugated fins (18) of the first flow path group (17A) of the first embodiment, and the wave crest portion and the wave bottom portion. The connecting portion (18c) is linear when viewed from the plane. Note that the fin pitches of the corrugated fins (18) and (36) of both flow path groups (17A) and (17B) are equal, and the thicknesses of both corrugated fins (18) and (36) are equal. The wave crest (36a), the wave bottom (36b) and the connecting portion (36c) of the corrugated fin (36) of the first flow path group (17B) meander as viewed from above, and the first flow path group ( The corrugated fin (18) of the corrugated fin (17A) has a wave-top portion, a wave-bottom portion, and a connecting portion (18c) that are straight when viewed from above, so that the passage resistance of the first flow path group (17A) It is smaller than the passage resistance of the route group (17B).
その他の構成は実施形態１の液冷式冷却装置(1)と同様である。 Other configurations are the same as those of the liquid cooling type cooling apparatus (1) of the first embodiment.
実施形態５
この実施形態は図９〜図１１に示すものである。
This embodiment is shown in FIGS.
この実施形態の液冷式冷却装置(40)の場合、並列流路部分(16)には、連続して並んだ複数の流路(15)からなりかつ通路抵抗の異なる複数、ここでは３つの流路群(41A)(41B)(41C)が左右方向（並列流路部分の幅方向）に並んで設けられている。以下、左壁側(6)側の流路群(41A)を第１流路群といい、第１流路群(41A)の右隣の流路群(41B)を第２流路群といい、右側壁(7)側の流路群(41C)を第３流路群というものとする。 In the case of the liquid cooling type cooling device (40) of this embodiment, the parallel flow path portion (16) is composed of a plurality of continuous flow paths (15) and a plurality of flow resistances (here, three). The channel groups (41A), (41B), and (41C) are provided side by side in the left-right direction (the width direction of the parallel channel portion). Hereinafter, the channel group (41A) on the left wall side (6) side is referred to as a first channel group, and the channel group (41B) on the right side of the first channel group (41A) is referred to as a second channel group. The flow path group (41C) on the right side wall (7) side is referred to as a third flow path group.
並列流路部分(16)の第１流路群(41A)を構成するコルゲートフィン(18)は、実施形態１の第１流路群(17A)のコルゲートフィン(18)と同一の構成であり、波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て１直線状となっている。 The corrugated fin (18) constituting the first flow path group (41A) of the parallel flow path portion (16) has the same configuration as the corrugated fin (18) of the first flow path group (17A) of the first embodiment. The wave crest portion, the wave bottom portion and the connecting portion (18c) are linear when viewed from the plane.
並列流路部分(16)の第２流路群(41B)を構成するコルゲートフィン(36)は、実施形態４の第２流路群(17B)のコルゲートフィン(36)と同一の構成であり、波頂部、波底部および連結部(36c)は平面から見て蛇行している。 The corrugated fin (36) constituting the second flow path group (41B) of the parallel flow path portion (16) has the same configuration as the corrugated fin (36) of the second flow path group (17B) of the fourth embodiment. The wave crest part, the wave bottom part and the connecting part (36c) meander as viewed from the plane.
並列流路部分(16)の第３流路群(41C)は、波頂部(42a)、波底部(42b)、および波頂部(42a)と波底部(42b)とを連結する連結部(42c)からなり、連結部(42c)に上下方向にのびる複数のルーバ(43)が前後方向に並んで形成されている１つのアルミニウム製コルゲートフィン(42)によって構成されている。 The third channel group (41C) of the parallel channel portion (16) includes a wave crest portion (42a), a wave bottom portion (42b), and a connecting portion (42c) that connects the wave crest portion (42a) and the wave bottom portion (42b). ), And a plurality of louvers (43) extending in the vertical direction on the connecting portion (42c) are formed by one aluminum corrugated fin (42).
なお、３つの両流路群(41A)(41B)(41C)のコルゲートフィン(42)(36)(18)のフィンピッチは等しくなっているとともに、全コルゲートフィン(42)(36)(18)の肉厚は等しくなっている。 In addition, the fin pitches of the corrugated fins (42), (36), and (18) of the three channel groups (41A), (41B), and (41C) are equal, and all the corrugated fins (42), (36), (18) ) Are equal in thickness.
そして、第３流路群(41C)のコルゲートフィン(42)の連結部(42c)に複数のルーバ(43)が形成され、第２流路群(41B)のコルゲートフィン(36)の波頂部、波底部および連結部(36c)が平面から見て蛇行しており、第１流路群(41A)のコルゲートフィン(18)の波頂部、波底部および連結部(18c)が平面から見て１直線状となっていることによって、第３流路群(41C)の通路抵抗が第２流路群(41B)の通路抵抗よりも大きく、第２流路群(41B)の通路抵抗が第１流路群(41A)の通路抵抗よりも大きくなっている。すなわち、各流路群(41A)(41B)(41C)の通路抵抗が、冷却液入口(11)が形成された左側壁(6)側端部の第１流路群(41A)で最も小さくなっているとともに、冷却液出口(12)が形成された右側壁(7)側端部の第３流路群(41C)に向かって徐々に大きくなっている。 A plurality of louvers (43) are formed in the connecting portion (42c) of the corrugated fin (42) of the third channel group (41C), and the wave crest portion of the corrugated fin (36) of the second channel group (41B). The wave bottom part and the connection part (36c) meander from the plane, and the wave crest part, the wave bottom part and the connection part (18c) of the corrugated fin (18) of the first flow path group (41A) are seen from the plane. Due to the linear shape, the passage resistance of the third passage group (41C) is larger than the passage resistance of the second passage group (41B), and the passage resistance of the second passage group (41B) is the first. It is larger than the passage resistance of one channel group (41A). That is, the passage resistance of each channel group (41A) (41B) (41C) is the smallest in the first channel group (41A) at the left side wall (6) side end portion where the coolant inlet (11) is formed. And gradually increases toward the third flow path group (41C) at the end on the right side wall (7) side where the coolant outlet (12) is formed.
ここで、並列流路部分(16)の左右方向の幅をａmm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをｂmmとした場合、ａ≧ｂとなっている。また、並列流路部分(16)の左右方向の幅をａmm、並列流路部分(16)の流路(15)の前後方向の長さをｂmmとし、さらに入口ヘッダ部(21)の流入端部(21a)および出口ヘッダ部(22)の流出端部(22a)の幅をｃmm、入口ヘッダ部(21)、出口ヘッダ部(22)および並列流路部分(16)の高さを１０mm以下とし、ｂｃ／ａ２≦０．２５という関係を満たしている場合、並列流路部分(16)の第１流路群(41A)の通路抵抗をＲａ、第２流路群(41B)の通路抵抗をＲｂ、第３流路群(41C)の通路抵抗をＲｃとすると、Ｒｂ＝Ｒａ×Ｃ１、Ｒｃ＝Ｒａ×Ｃ２、Ｃ１＝１．２〜３．０、およびＣ２＝２．０〜５．０という関係を満たしていることが好ましい。さらに、上記条件を満たしている場合、並列流路部分(16)の左右方向の幅をａmmとし、並列流路部分(16)の第１流路群(41A)の左右方向の幅をｅ、並列流路部分(16)の第２流路群(41B)の左右方向の幅をｆとすると、ｅ＝ａ×Ｋ、ｆ＝ａ×Ｋ、およびＫ＝０．２〜０．５という関係を満たしていることが好ましい。 Here, when the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is a mm and the length in the front-rear direction of the flow path (15) of the parallel flow path portion (16) is b mm, a ≧ b. . The width in the left-right direction of the parallel channel portion (16) is amm, the length in the front-rear direction of the channel (15) in the parallel channel portion (16) is bmm, and the inlet end of the inlet header (21) The width of the outflow end portion (22a) of the section (21a) and the outlet header section (22) is cmm, and the height of the inlet header section (21), the outlet header section (22) and the parallel flow path section (16) is 10 mm or less. When the relationship of bc / a 2 ≦ 0.25 is satisfied, the passage resistance of the first passage group (41A) of the parallel passage portion (16) is Ra, and the passage of the second passage group (41B) Assuming that the resistance is Rb and the passage resistance of the third flow path group (41C) is Rc, Rb = Ra × C1, Rc = Ra × C2, C1 = 1.2 to 3.0, and C2 = 2.0 to 5 0.0 is preferably satisfied. Furthermore, when the above conditions are satisfied, the width in the left-right direction of the parallel flow path portion (16) is amm, and the width in the left-right direction of the first flow path group (41A) of the parallel flow path portion (16) is e, When the horizontal width of the second flow path group (41B) of the parallel flow path portion (16) is assumed to be f, the relationship of e = a × K, f = a × K, and K = 0.2 to 0.5 Is preferably satisfied.
参考のために、並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比（局所流速／平均流速）を、図１１に実線で示す。また、全流路群(41A)(41B)(41C)の通路抵抗が等しい場合の並列流路部分(16)の全流路(15)での平均流速に対する各部の流路(15)を流れる水の流速の流速比（局所流速／平均流速）を、図１１に破線で示す。なお、図１１の横軸の左側が並列流路部分(16)の冷却液入口(11)側（左側壁(6)側）を表し、同じく右側が並列流路部分(16)の冷却液出口(12)側（右側壁(7)側）を表す。 For reference, the flow velocity ratio (local flow velocity / average flow velocity) of the flow velocity of the water flowing through each flow passage (15) with respect to the average flow velocity in all flow passages (15) of the parallel flow passage portion (16) is shown in FIG. Is shown by a solid line. In addition, when the passage resistances of all the channel groups (41A), (41B), and (41C) are equal, the parallel flow channel portion (16) flows through each channel (15) with respect to the average flow velocity in all the channels (15). The flow rate ratio (local flow rate / average flow rate) of the flow rate of water is shown by a broken line in FIG. In addition, the left side of the horizontal axis in FIG. 11 represents the coolant inlet (11) side (left wall (6) side) of the parallel channel portion (16), and the right side is the coolant outlet of the parallel channel portion (16). Represents the (12) side (right side wall (7) side).
この発明の液冷式冷却装置は、たとえば車両などの半導体電力変換装置に適用され、半導体素子などの発熱体を冷却するのに好適に使用される。 The liquid cooling type cooling device of the present invention is applied to a semiconductor power conversion device such as a vehicle, and is suitably used for cooling a heating element such as a semiconductor element.
(1)(25)(30)(35)(40)：液冷式冷却装置
(2)：ケーシング
(5)：周壁
(6)：右側壁（第１側壁）
(7)：左側壁（第２側壁）
(11)：冷却液入口
(12)：冷却液出口
(15)：流路
(16)：並列流路部分
(17A)(17B)：流路群
(18)(19)：コルゲートフィン
(18a)(19a)：波頂部
(18b)(19b)：波底部
(18c)(19c)：連結部
(21)：入口ヘッダ部
(22)：出口ヘッダ部
(26)：コルゲートフィン
(26a)：連結部
(31)：コルゲートフィン
(36)：コルゲートフィン
(36a)：波頂部
(36b)：波底部
(36c)：連結部
(41A)(41B)(41C)：流路群
(42)：コルゲートフィン
(42a)：波頂部
(42b)：波底部
(42c)：連結部
(43)：ルーバ
(1) (25) (30) (35) (40): Liquid cooling type cooling device
(2): Casing
(5): Perimeter wall
(6): Right side wall (first side wall)
(7): Left side wall (second side wall)
(11): Coolant inlet
(12): Coolant outlet
(15): Flow path
(16): Parallel flow path
(17A) (17B): Channel group
(18) (19): Corrugated fin
(18a) (19a): Wave peak
(18b) (19b): Wave bottom
(18c) (19c): Connection part
(21): Entrance header
(22): Exit header
(26): Corrugated fin
(26a): Connection part
(31): Corrugated fin
(36): Corrugated fin
(36a): Wave peak
(36b): Wave bottom
(36c): Connection part
(41A) (41B) (41C): Channel group
(42): Corrugated fin
(42a): Wave peak
(42b): Wave bottom
(42c): Connection part
(43): Louva
Claims (7)
並列流路部分に、複数の流路からなりかつ通路抵抗の異なる複数の流路群が、並列流路部分の幅方向に並んで設けられており、各流路群の通路抵抗が、冷却液入口が形成された第１側壁側端部の流路群で最も小さくなっているとともに、冷却液出口が形成された第２側壁側端部の流路群に向かって大きくなっている液冷式冷却装置。 A cooling liquid inlet is formed at one end of the first side wall and a cooling liquid outlet at the other end of the second side wall, the peripheral wall having a first side wall and a second side wall facing each other. Is formed between the first and second side walls and between the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet in the longitudinal direction of the first and second side walls. A parallel flow path portion composed of a plurality of flow paths is provided, and a portion upstream of the parallel flow path portion in the casing serves as an inlet header portion leading to the coolant inlet, and is downstream of the parallel flow path portion. Is a liquid cooling type cooling device in which the part is an outlet header part leading to the cooling liquid outlet,
A plurality of flow path groups each having a plurality of flow paths and having different passage resistances are provided in the parallel flow path portion side by side in the width direction of the parallel flow path portions. Liquid-cooled type that is the smallest in the flow path group at the first side wall side end portion where the inlet is formed, and is larger toward the flow path group at the second side wall side end portion where the cooling liquid outlet is formed. Cooling system.
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