JPH09210583A - Heat pipe cooler - Google Patents
Heat pipe coolerInfo
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- JPH09210583A JPH09210583A JP2267596A JP2267596A JPH09210583A JP H09210583 A JPH09210583 A JP H09210583A JP 2267596 A JP2267596 A JP 2267596A JP 2267596 A JP2267596 A JP 2267596A JP H09210583 A JPH09210583 A JP H09210583A
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- heat
- heat pipe
- pipe
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体などの発
熱体のヒートパイプ冷却器に関し、特に受熱ブロックに
取り付けられた発熱体の位置による温度差を少なくする
ものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pipe cooler for a heating element such as a semiconductor, and more particularly to one for reducing a temperature difference due to the position of the heating element attached to a heat receiving block.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電力変換装置などの半導体装置において
は、高性能化のため半導体素子を使用した高周波スイッ
チング制御方式の採用が増え、半導体装置の大容量化に
伴い大容量の半導体素子を並列に接続して用いられてい
る。また、高周波スイッチング制御方式の半導体装置で
は半導体素子間を接続する導体のリアクタンスを少なく
し、スイッチング時に発生するサージ電圧を抑える必要
があるので、導体の長さは短く、半導体素子は互いに近
接して取り付けられている。従って、半導体素子で発生
した熱は局部的に集中するので、この局部に集中した熱
を冷却するため従来からヒートパイプ冷却器が用いられ
ていた。2. Description of the Related Art In semiconductor devices such as power converters, a high frequency switching control system using semiconductor elements has been increasingly used for high performance, and as the capacity of semiconductor devices increases, large capacity semiconductor elements are connected in parallel. It is used by connecting. Further, in a high frequency switching control type semiconductor device, it is necessary to reduce the reactance of the conductor connecting the semiconductor elements and suppress the surge voltage generated at the time of switching, so the conductor length is short and the semiconductor elements are close to each other. It is installed. Therefore, the heat generated in the semiconductor element is locally concentrated, so that the heat pipe cooler has been conventionally used to cool the heat concentrated in the local area.
【０００３】図９は、例えば特開平２−２０６１５１号
公報に示された従来のヒートパイプ冷却器を一部破断し
た正面図、図１０は図９を一部破断した平面図である。
このヒートパイプ冷却器は、銅などの熱伝導のよい金属
パイプの内部に純水などの液状の冷媒が封入されたヒー
トパイプ１の放熱部に熱伝導率のよい銅またはアルミニ
ウムなどからなる放熱フィン２が多枚数接合されてい
る。そして、ヒートパイプ１の受熱部が熱伝導率のよい
銅などからなる受熱ブロック３内に挿入され、受熱ブロ
ック３の表面に取り付けられた半導体素子などからなる
発熱体４ａ，４ｂの熱が受熱ブロック３からヒートパイ
プ１の受熱部、放熱部へと伝達し、冷却ファン５からの
冷却風６にてヒートパイプ１の放熱部および放熱フィン
２から放熱することにより発熱体４ａ，４ｂの温度を低
下させる。FIG. 9 is a partially cutaway front view of a conventional heat pipe cooler disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-206151, and FIG. 10 is a partially cutaway plan view of FIG.
In this heat pipe cooler, a heat radiating fin made of copper or aluminum having good heat conductivity is provided in a heat radiating portion of a heat pipe 1 in which a liquid refrigerant such as pure water is enclosed in a metal pipe having good heat conductivity such as copper. A large number of 2 are joined. Then, the heat receiving portion of the heat pipe 1 is inserted into the heat receiving block 3 made of copper or the like having good thermal conductivity, and the heat of the heating elements 4a and 4b made of semiconductor elements and the like attached to the surface of the heat receiving block 3 is received by the heat receiving block. 3 to the heat receiving portion and the heat radiating portion of the heat pipe 1, and the cooling air 6 from the cooling fan 5 radiates heat from the heat radiating portion of the heat pipe 1 and the heat radiating fins 2 to lower the temperature of the heat generating elements 4a and 4b. Let
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のヒートパイプ冷
却器は以上のように構成されているので、冷却風６の上
流側のヒートパイプ１の放熱部およびその近傍の放熱フ
ィン２はよく冷却され温度は低くなるが、冷却風６の下
流側のヒートパイプ１の放熱部およびその近傍の放熱フ
ィン２は上流側で暖められた冷却風６で風冷されるの
で、冷却され難く温度が高くなる。Since the conventional heat pipe cooler is constructed as described above, the heat radiating portion of the heat pipe 1 on the upstream side of the cooling air 6 and the radiating fins 2 in the vicinity thereof are well cooled. Although the temperature decreases, the heat radiating portion of the heat pipe 1 on the downstream side of the cooling air 6 and the heat radiating fins 2 in the vicinity thereof are air-cooled by the cooling air 6 warmed on the upstream side, so that it is difficult to cool and the temperature increases. .
【０００５】例えば、複数の発熱体４ａ，４ｂとしての
半導体素子を電気的に並列に接続して使用するときは半
導体素子間に温度のアンバランスが生じると、半導体素
子の一般的な特性により温度の高い半導体素子により多
くの電流が流れて発熱量が増加し、半導体素子間の温度
差がさらに大きくなって、温度の高い半導体素子の破壊
に至るおそれがあった。そのため温度の高い半導体素子
で許容電流が制限されるので、複数の半導体素子を並列
に接続した効果が発揮されず、電力変換装置などの半導
体装置の定格容量が大きくできなかった。上述のように
複数のヒートパイプ１にて冷却される受熱ブロック３
は、冷却風６の上流側のヒートパイプ１近傍より下流側
のヒートパイプ１近傍の温度が高くなるので、同一の受
熱ブロック３に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４ｂ
に温度差が発生するという問題点があった。また、上述
のように複数のヒートパイプ１にて冷却される受熱ブロ
ック３は、冷却風６の上流側のヒートパイプ１近傍より
下流側のヒートパイプ１近傍の温度が高くなるので、受
熱ブロック３に取り付けられた発熱体単体においても、
その発熱体の位置により温度差が発生するという問題点
があった。For example, when the semiconductor elements as the plurality of heat generating elements 4a and 4b are electrically connected in parallel and used, if a temperature imbalance occurs between the semiconductor elements, the general characteristics of the semiconductor elements cause a temperature difference. There is a possibility that a large amount of current will flow to the semiconductor element having a high temperature, the amount of heat generated will increase, the temperature difference between the semiconductor elements will further increase, and the semiconductor element having a high temperature will be destroyed. Therefore, since the allowable current is limited by the semiconductor element having a high temperature, the effect of connecting a plurality of semiconductor elements in parallel cannot be exhibited, and the rated capacity of the semiconductor device such as the power converter cannot be increased. As described above, the heat receiving block 3 cooled by the plurality of heat pipes 1
Has a higher temperature in the vicinity of the heat pipe 1 on the downstream side than in the vicinity of the heat pipe 1 on the upstream side of the cooling air 6, so that a plurality of heating elements 4a, 4b mounted on the same heat receiving block 3 are provided.
There was a problem in that a temperature difference occurred. Further, in the heat receiving block 3 cooled by the plurality of heat pipes 1 as described above, the temperature in the vicinity of the heat pipe 1 on the downstream side becomes higher than the temperature in the vicinity of the heat pipe 1 on the upstream side of the cooling air 6, so the heat receiving block 3 Even with the heating element attached to the
There is a problem that a temperature difference occurs depending on the position of the heating element.
【０００６】この発明によるヒートパイプ冷却器は上記
のような問題点を解消するためになされたもので、冷却
風の上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に
設置されたヒートパイプの放熱部からの放熱量を大きく
し、受熱ブロックに取り付けられた発熱体の位置による
温度差を少なくすることができるヒートパイプ冷却器を
提供するものである。The heat pipe cooler according to the present invention is made in order to solve the above-mentioned problems, and the heat pipe cooler installed on the downstream side of the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air is A heat pipe cooler capable of increasing the amount of heat radiated from a heat radiating portion and reducing the temperature difference depending on the position of a heating element attached to a heat receiving block.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係るヒートパ
イプ冷却器は、発熱体の熱を受熱ブロックを介して冷媒
を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、ヒー
トパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱するよう
にしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプの放
熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に設置
されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒート
パイプの放熱部からの放熱量を大きくしたものである。In the heat pipe cooler according to the present invention, the heat of the heat generating element is received by the heat receiving portion of the heat pipe in which the refrigerant is enclosed via the heat receiving block, and the heat radiating portion of the heat pipe is removed. In the heat pipe cooler designed to radiate heat through the heat radiating fins, compared to the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiating portion and the heat radiating fins of the heat pipe, the heat pipe installed on the downstream side The amount of heat released from the heat sink is increased.
【０００８】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部の表面積を大きくし、そのヒートパ
イプの放熱部からの放熱量を大きくしたものである。Further, the heat of the heat generating element is received by the heat receiving portion of the heat pipe in which the refrigerant is enclosed via the heat receiving block.
In the heat pipe cooler configured to radiate heat from the heat radiating portion of the heat pipe through the heat radiating fins, the heat radiating portion of the heat pipe and the heat radiating fins are provided on the downstream side as compared with the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air for cooling the fins. The surface area of the heat radiating portion of the installed heat pipe is increased, and the amount of heat radiated from the heat radiating portion of the heat pipe is increased.
【０００９】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの設置本数の密度を高くし、そのヒートパイ
プの放熱部からの放熱量を大きくしたものである。Further, the heat of the heat generating element is received by the heat receiving portion of the heat pipe having the refrigerant enclosed therein through the heat receiving block,
In the heat pipe cooler configured to radiate heat from the heat radiating portion of the heat pipe via the heat radiating fins, the heat radiating portion of the heat pipe and the heat radiating fins are provided on the downstream side as compared with the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiating fins. The density of the installed heat pipes is increased, and the amount of heat radiated from the heat radiating portion of the heat pipe is increased.
【００１０】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置された放熱
フィンからの放熱量を大きくしたものである。Further, the heat of the heat generating element is received by the heat receiving portion of the heat pipe in which the refrigerant is enclosed through the heat receiving block,
In the heat pipe cooler configured to radiate heat from the heat radiating portion of the heat pipe via the heat radiating fins, the heat radiating portion of the heat pipe and the heat radiating fins for cooling the heat radiating fins are more downstream than the heat radiating fins installed on the upstream side. The amount of heat radiated from the radiating fins installed is increased.
【００１１】また、発熱体の熱を受熱ブロックを介して
冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒートパイプ
の放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上流側に
設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置された放熱
フィンの表面積を大きくし、その放熱フィンからの放熱
量を大きくしたものである。Further, the heat of the heat generating element is received by the heat receiving portion of the heat pipe having the refrigerant enclosed therein through the heat receiving block,
In the heat pipe cooler configured to radiate heat from the heat radiating portion of the heat pipe via the heat radiating fins, the heat radiating portion of the heat pipe and the heat radiating fins for cooling the heat radiating fins are more downstream than the heat radiating fins installed on the upstream side. The surface area of the radiating fins installed is increased, and the amount of heat radiated from the radiating fins is increased.
【００１２】さらにまた、発熱体の熱を受熱ブロックを
介して冷媒を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受
熱し、ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放
熱するようにしたヒートパイプ冷却器において、ヒート
パイプの放熱部および放熱フィンを冷却する冷却風の上
流側に設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置され
た放熱フィンの枚数を多くし、その放熱フィンからの放
熱量を大きくしたものである。Furthermore, the heat of the heat generating element is received by the heat receiving portion of the heat pipe in which the refrigerant is enclosed via the heat receiving block, and is radiated from the heat radiating portion of the heat pipe through the heat radiating fins. In the container, the number of radiating fins installed on the downstream side is increased compared to the radiating fins installed on the upstream side of the cooling air for cooling the radiating part of the heat pipe and the radiating fins, and the amount of heat radiated from the radiating fins is increased. It is a big one.
【００１３】[0013]
実施の形態１．図１はこの発明に係るヒートパイプ冷却
器の実施の形態１を一部破断した正面図、図２は図１を
一部破断した平面図である。図１および図２において、
７ａ，７ｂは銅などの熱伝導のよい金属パイプの内部に
純水などの液状の冷媒を封入し、受熱部を放熱部より低
くして冷媒が受熱部側に貯留するようにし、冷却ファン
５にて送風される冷却風６の上流側に設置される上流側
のヒートパイプである。８ａ，８ｂは銅などの熱伝導の
よい金属パイプの内部に純水などの液状の冷媒を封入
し、受熱部を放熱部より低くして冷媒が受熱部側に貯留
するようにし、上記上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂよ
り冷却風６の下流側に設置される下流側のヒートパイプ
であり、上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂより放熱部の
直径を太くして表面積を大きくすることで、その放熱部
からの放熱量が大きくなるようにする。９は熱伝導率の
よい銅またはアルミニウムなどからなる多枚数の放熱フ
ィンで、この放熱フィン９にヒートパイプ７ａ，７ｂ，
８ａ，８ｂの放熱部を貫通させ、それらの接触部分の熱
伝導が良好になるように接合する。Embodiment 1. 1 is a partially cutaway front view of a first embodiment of a heat pipe cooler according to the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG. 1 and 2,
The cooling fans 5a and 7b are filled with a liquid refrigerant such as pure water inside a metal pipe having good heat conductivity such as copper, and the heat receiving portion is made lower than the heat radiating portion so that the refrigerant is stored on the heat receiving portion side. Is a heat pipe on the upstream side, which is installed on the upstream side of the cooling air 6 blown by. 8a and 8b are liquid pipes such as pure water enclosed in a metal pipe having good heat conductivity such as copper, and the heat receiving portion is made lower than the heat radiating portion so that the refrigerant is stored on the heat receiving portion side. Of the heat pipes 7a, 7b on the downstream side installed downstream of the cooling air 6, and by increasing the diameter of the heat radiating portion and increasing the surface area of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side. Increase the amount of heat released from the heat sink. Reference numeral 9 denotes a large number of heat radiation fins made of copper or aluminum having a high thermal conductivity. The heat radiation fins 9 have heat pipes 7a, 7b,
The heat radiating portions of 8a and 8b are penetrated and joined so that their contact portions have good heat conduction.
【００１４】１０はヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８
ｂの受熱部が冷却風６の上流側から下流側の方向に順次
列をなして、一端面に挿入される熱伝導率のよい銅など
からなる受熱ブロックであり、この受熱ブロック１０の
表面には、例えば電力変換装置としてスイッチング動作
をしたときに発熱する半導体素子などからなる発熱体４
ａ，４ｂが取り付けられている。なお、冷却風６は図示
しないダクト内を矢印の方向に冷却ファン５から上流側
のヒートパイプ７ａの放熱部およびその近傍の放熱フィ
ン９、そして順次下流側のヒートパイプ７ｂ，８ａ，８
ｂの放熱部およびその近傍の放熱フィン９へ向かって流
れ、ヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部およ
び放熱フィン９を冷却する。10 is a heat pipe 7a, 7b, 8a, 8
The heat receiving portion of b is a heat receiving block made of copper or the like having a high thermal conductivity, which is inserted in one end surface in a row from the upstream side to the downstream side of the cooling air 6, and the surface of the heat receiving block 10 is Is a heating element 4 including a semiconductor element that generates heat when performing a switching operation as a power conversion device, for example.
a and 4b are attached. The cooling air 6 is directed in the direction of the arrow in a duct (not shown) from the cooling fan 5 to the heat radiating portion of the heat pipe 7a on the upstream side, the radiating fins 9 in the vicinity thereof, and the heat pipes 7b, 8a, 8 on the downstream side in sequence.
It flows toward the heat radiation part of b and the heat radiation fin 9 of the vicinity, and cools the heat radiation part and heat radiation fin 9 of heat pipe 7a, 7b, 8a, 8b.
【００１５】次に動作について説明する。図１および図
２において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
０に伝達し、この受熱ブロック１０に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの受熱部に伝達す
る。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱によりヒートパ
イプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの受熱部で内部の冷媒が気
化する。この気化した冷媒はヒートパイプ７ａ，７ｂ，
８ａ，８ｂの内部を受熱部から放熱部へ上昇し、放熱フ
ィン９を介して冷却風６で冷却されたヒートパイプ７
ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部の内周面に触れ、凝縮し
て元の冷媒に液化する。この液化した冷媒はヒートパイ
プ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの内面を流下して受熱部に貯
留される。Next, the operation will be described. In FIG. 1 and FIG. 2, the heat of the heating elements 4 a and 4 b is the heat receiving block 1.
0 to the heat receiving portions of the plurality of heat pipes 7a, 7b, 8a, 8b inserted in the heat receiving block 10. Then, the heat from the heating elements 4a and 4b causes the internal refrigerant to vaporize at the heat receiving portions of the heat pipes 7a, 7b, 8a and 8b. The vaporized refrigerant is heat pipes 7a, 7b,
The heat pipe 7 that has risen from the heat receiving portion to the heat radiating portion inside 8a and 8b and is cooled by the cooling air 6 through the heat radiating fins 9
The inner peripheral surface of the heat dissipation portion of a, 7b, 8a, 8b is touched, condensed and liquefied into the original refrigerant. The liquefied refrigerant flows down the inner surfaces of the heat pipes 7a, 7b, 8a, 8b and is stored in the heat receiving portion.
【００１６】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの内
部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇および放熱・液化
・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱部へ移動させる
ことにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒートパイプ７
ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの放熱部および放熱フィン９から
放熱され、発熱体４ａ，４ｂの温度を低下させる。上記
説明したように、冷却風６の下流側のヒートパイプ８
ａ，８ｂの放熱部の直径を上流側のヒートパイプ７ａ、
７ｂより太くして表面積を大きくし、その放熱部からの
放熱量を大きくしたので、下流側のヒートパイプ８ａ，
８ｂを上流側のヒートパイプ７ａなどにより暖められた
冷却風６で冷却しても、上流側のヒートパイプ７ａと下
流側のヒートパイプ８ｂとの温度差が少なくなる。The refrigerant inside the heat pipes 7a, 7b, 8a, 8b repeats the heat reception, vaporization, rising, heat radiation, liquefaction, and flow-down described above to move the heat from the heat receiving portion to the heat radiating portion, whereby the heat generating elements 4a, 4b heat is heat pipe 7
Heat is dissipated from the heat dissipating portions a, 7b, 8a, 8b and the heat dissipating fins 9 to lower the temperature of the heating elements 4a, 4b. As described above, the heat pipe 8 on the downstream side of the cooling air 6
The diameter of the heat radiating portion of a and 8b is set to the upstream side heat pipe 7a,
Since it is made thicker than 7b to increase the surface area and increase the amount of heat radiation from the heat radiation portion, the heat pipe 8a on the downstream side,
Even if 8b is cooled by the cooling air 6 warmed by the upstream heat pipe 7a or the like, the temperature difference between the upstream heat pipe 7a and the downstream heat pipe 8b is reduced.
【００１７】以上のように、冷却風６の上流側のヒート
パイプ７ａ，７ｂの放熱部の直径に比べ、下流側のヒー
トパイプ８ａ，８ｂの放熱部の直径を太くして表面積を
大きくし、下流側のヒートパイプ８ａ，８ｂの放熱部か
らの放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ
７ａ近傍と下流側のヒートパイプ８ｂ近傍とにおける受
熱ブロック１０の温度差が少なくなるので、同一の受熱
ブロック１０に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４ｂ
の温度差を少なくできる。As described above, the diameter of the heat radiating portion of the heat pipes 8a, 8b on the downstream side is made larger than the diameter of the heat radiating portion of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side of the cooling air 6, thereby increasing the surface area, By increasing the amount of heat radiated from the heat radiating portions of the downstream heat pipes 8a and 8b, the temperature difference between the heat receiving block 10 in the vicinity of the upstream heat pipe 7a and in the vicinity of the downstream heat pipe 8b is reduced. Heating elements 4a, 4b attached to the heat receiving block 10 of
The temperature difference can be reduced.
【００１８】また、上記説明では冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａ，７ｂの直径に比べ、下流側のヒートパ
イプ８ａ，８ｂの直径を太くして表面積を大きくした場
合について述べたが、冷却風６の下流側のヒートパイプ
８ａ，８ｂの放熱部のパイプの断面形状を円形でなく星
形などの凹凸のある断面形状にして表面積を大きくして
もよい。In the above description, the case where the diameter of the heat pipes 8a, 8b on the downstream side is made larger and the surface area is made larger than the diameter of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side of the cooling air 6 has been described. The cross-sectional shape of the heat dissipation pipes of the heat pipes 8a and 8b on the downstream side of the wind 6 may have a cross-sectional shape with irregularities such as a star shape instead of a circular shape to increase the surface area.
【００１９】また、上記説明では冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａ，７ｂの直径に比べ、下流側のヒートパ
イプ８ａ，８ｂの直径を太くして表面積を大きくした場
合について述べたが、上流側のヒートパイプ７ａから順
次下流側のヒートパイプ７ｂ，８ａ，８ｂの直径を太く
して表面積を大きくしてもよい。In the above description, the case where the diameter of the heat pipes 8a, 8b on the downstream side is made larger and the surface area is made larger than the diameter of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side of the cooling air 6 has been described. The diameter of the heat pipes 7b, 8a, 8b on the downstream side may be increased in order from the heat pipe 7a on the side to increase the surface area.
【００２０】さらにまた、上記説明では冷却風６の上流
側のヒートパイプ７ａ，７ｂの直径に比べ、下流側のヒ
ートパイプ８ａ，８ｂの直径を太くして表面積を大きく
した場合について述べたが、上流側のヒートパイプ７
ａ，７ｂに用いられる金属の熱伝導率に比べ、下流側の
ヒートパイプ８ａ，８ｂには熱伝導率の高い金属を用い
て、ヒートパイプ８ａ，８ｂからの放熱量を大きくして
もよい。Furthermore, in the above description, the case where the diameter of the heat pipes 8a, 8b on the downstream side is made larger and the surface area is made larger than the diameter of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side of the cooling air 6 has been described. Upstream heat pipe 7
A metal having a higher thermal conductivity may be used for the heat pipes 8a, 8b on the downstream side than the heat conductivity of the metal used for a, 7b to increase the heat radiation amount from the heat pipes 8a, 8b.
【００２１】実施の形態２．図３はこの発明に係るヒー
トパイプ冷却器の実施の形態２を一部破断した正面図、
図４は図３を一部破断した平面図である。図３および図
４において、４ａ，４ｂ，５，６，７ａおよび７ｂは実
施の形態１と同様であり、その説明を省略する。１１
ａ，１１ｂ，１１ｃは銅などの熱伝導のよい金属パイプ
の内部に純水などの液状の冷媒を封入し、受熱部を放熱
部より低くして冷媒が受熱部側に貯留するようにし、上
流側のヒートパイプ７ａ、７ｂより冷却風６の下流側に
設置される下流側のヒートパイプであり、上流側のヒー
トパイプ７ａ、７ｂより設置本数の密度を高くすること
で、その放熱部からの放熱量が大きくなるようにする。
１２は熱伝導率のよい銅またはアルミニウムなどからな
る多枚数の放熱フィンで、この放熱フィン１２にヒート
パイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部を
貫通させ、それらの接触部分の熱伝導が良好になるよう
に接合する。Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a partially cutaway front view of the second embodiment of the heat pipe cooler according to the present invention,
FIG. 4 is a plan view in which FIG. 3 is partially broken. 3 and 4, 4a, 4b, 5, 6, 7a and 7b are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. 11
Reference numerals a, 11b, 11c enclose a liquid refrigerant such as pure water inside a metal pipe having good heat conductivity such as copper, and make the heat receiving portion lower than the heat radiating portion to store the refrigerant on the heat receiving portion side. Side heat pipes 7a, 7b are downstream heat pipes installed downstream of the cooling air 6, and by increasing the density of the number of installed heat pipes 7a, 7b, the heat radiating portion Increase the amount of heat radiation.
Reference numeral 12 is a large number of heat radiation fins made of copper or aluminum having a high heat conductivity. The heat radiation fins 12 penetrate the heat radiation portions of the heat pipes 7a, 7b, 11a, 11b, 11c, and the heat conduction at their contact portions. Are joined so that
【００２２】１３はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，
１１ｂ，１１ｃの受熱部が冷却風６の上流側から下流側
の方向に順次列をなして、一端面に挿入される熱伝導率
のよい銅などからなる受熱ブロックであり、この受熱ブ
ロック１３の表面には、例えば電力変換装置としてスイ
ッチング動作をしたときに発熱する半導体素子などから
なる発熱体４ａ，４ｂが取り付けられている。なお、冷
却風６は図示しないダクト内を矢印の方向に冷却ファン
５から上流側のヒートパイプ７ａの放熱部およびその近
傍の放熱フィン１２、そして順次下流側のヒートパイプ
７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部およびその近傍
の放熱フィン１２へ向かって流れ、ヒートパイプ７ａ，
７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部および放熱フィ
ン１２を冷却する。13 is a heat pipe 7a, 7b, 11a,
The heat receiving portions 11b and 11c are heat receiving blocks made of copper or the like, which are inserted in one end face of the cooling air 6 in order from the upstream side to the downstream side and are inserted into one end face. On the surface, for example, heating elements 4a and 4b, which are semiconductor elements that generate heat when performing a switching operation as a power conversion device, are attached. The cooling air 6 flows in a duct (not shown) in the direction of the arrow from the cooling fan 5 to the heat radiation portion of the heat pipe 7a on the upstream side and the radiation fins 12 in the vicinity thereof, and the heat pipes 7b, 11a, 11b, 11c on the downstream side in sequence. Of the heat pipes 7a,
The heat radiation portions of 7b, 11a, 11b, 11c and the heat radiation fin 12 are cooled.
【００２３】次に動作について説明する。図３および図
４において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
３に伝達し、この受熱ブロック１３に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの受
熱部に伝達する。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱に
よりヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
の受熱部の内部で冷媒が気化する。この気化した冷媒は
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内
部を受熱部から放熱部へ上昇し、放熱フィン１２を介し
て冷却風６で冷却されたヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱部の内周面に触れ、凝縮して
元の冷媒に液化する。この液化した冷媒はヒートパイプ
７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内面を流下して
受熱部に貯留される。Next, the operation will be described. In FIGS. 3 and 4, the heat of the heating elements 4 a and 4 b is the heat receiving block 1.
3 to the heat receiving portions of the plurality of heat pipes 7a, 7b, 11a, 11b, 11c inserted in the heat receiving block 13. Then, the heat pipes 7a, 7b, 11a, 11b, 11c are heated by the heat generated from the heating elements 4a, 4b.
The refrigerant evaporates inside the heat receiving part of the. The vaporized refrigerant rises inside the heat pipes 7a, 7b, 11a, 11b, 11c from the heat receiving portion to the heat radiating portion, and is cooled by the cooling air 6 through the heat radiating fins 12 to the heat pipes 7a, 7b, 11.
The inner peripheral surfaces of the heat dissipation portions a, 11b, and 11c are touched, condensed, and liquefied into the original refrigerant. The liquefied refrigerant flows down the inner surfaces of the heat pipes 7a, 7b, 11a, 11b, 11c and is stored in the heat receiving portion.
【００２４】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの内部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇お
よび放熱・液化・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱
部へ移動させることにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒ
ートパイプ７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの放熱
部および放熱フィン１２から放熱され、発熱体４ａ，４
ｂの温度を低下させる。上記説明したように、冷却風６
の下流側のヒートパイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置
本数の密度を上流側のヒートパイプ７ａ、７ｂより高く
し、その放熱部からの放熱量を大きくしたので、下流側
のヒートパイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを冷却風６の上
流側のヒートパイプ７ａなどにより暖められた冷却風６
で冷却しても、上流側のヒートパイプ７ａと下流側のヒ
ートパイプ１１ｃとの温度差が少なくなる。Heat pipes 7a, 7b, 11a, 11
The refrigerant inside b and 11c repeats the above-mentioned heat reception / vaporization / rise and heat radiation / liquefaction / downflow to move the heat from the heat receiving portion to the heat radiating portion, whereby the heat of the heating elements 4a, 4b is changed to the heat pipes 7a, 7b. , 11a, 11b, 11c and the heat dissipating fins 12 dissipate heat, and the heat generating elements 4a, 4
Lower the temperature of b. As described above, the cooling air 6
Since the density of the number of installed heat pipes 11a, 11b, 11c on the downstream side is made higher than that on the heat pipes 7a, 7b on the upstream side, and the heat radiation amount from the heat radiation portion is increased, the heat pipes 11a, 11b on the downstream side are The cooling air 6 heated by the heat pipe 7a on the upstream side of the cooling air 6
Even if the cooling is performed with, the temperature difference between the heat pipe 7a on the upstream side and the heat pipe 11c on the downstream side becomes small.
【００２５】以上のように、冷却風６の下流側のヒート
パイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置本数の密度を上流
側のヒートパイプ７ａ，７ｂより高くし、その放熱部か
らの放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ
７ａ近傍と下流側のヒートパイプ１１ｃ近傍とにおける
受熱ブロック１３の温度差が少なくなるので、同一の受
熱ブロック１３に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４
ｂの温度差を少なくできる。As described above, the density of the number of heat pipes 11a, 11b, 11c on the downstream side of the cooling air 6 is set higher than that of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side, and the amount of heat radiation from the heat radiation portion is increased. Thus, the temperature difference between the heat receiving block 13 in the vicinity of the heat pipe 7a on the upstream side and in the vicinity of the heat pipe 11c on the downstream side is reduced, so that the plurality of heating elements 4a, 4 attached to the same heat receiving block 13 are provided.
The temperature difference of b can be reduced.
【００２６】また、上記説明では冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設置本数の密度を
高くした場合について述べたが、冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａから下流側のヒートパイプ７ｂ，１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの設置本数の密度を順次高くしても
よい。In the above description, the case where the density of the number of the heat pipes 11a, 11b, 11c on the downstream side of the cooling air 6 is increased is described. However, the heat pipes 7a on the upstream side of the cooling air 6 to the downstream side of the cooling air 6 are described. Heat pipes 7b, 11
The density of the installed numbers of a, 11b, and 11c may be sequentially increased.
【００２７】実施の形態３．図５はこの発明に係るヒー
トパイプ冷却器の実施の形態３を一部破断した正面図、
図６は図５を一部破断した平面図である。図５および図
６において、４ａ，４ｂ，５，６，７ａおよび７ｂは実
施の形態１と同様であり、その説明を省略する。１４
ａ，１４ｂは銅などの熱伝導のよい金属パイプの内部に
純水などの液状の冷媒を封入し、受熱部を放熱部より低
くして冷媒が受熱部側に貯留するようにし、上流側のヒ
ートパイプ７ａ、７ｂより冷却風６の下流側に設置され
る下流側のヒートパイプである。１５ａ，１５ｂは熱伝
導率のよい銅またはアルミニウムなどからなる多枚数の
放熱フィンで、この放熱フィン１５ａ，１５ｂにヒート
パイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部を貫通さ
せ、それらの接触部分の熱伝導が良好になるように接合
する。そして、冷却風６の下流側のヒートパイプ１４
ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１５ｂの表面積
を、上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放
熱フィン１５ａより大きくすることにより、下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１
５ｂからの放熱量が大きくなるようにする。Embodiment 3 FIG. 5 is a partially cutaway front view of a heat pipe cooler according to a third embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a plan view in which FIG. 5 is partially broken. 5 and 6, 4a, 4b, 5, 6, 7a and 7b are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. 14
Reference numerals a and 14b enclose a liquid refrigerant such as pure water inside a metal pipe having good heat conductivity such as copper, and make the heat receiving portion lower than the heat radiating portion to store the refrigerant on the heat receiving portion side. It is a heat pipe on the downstream side which is installed on the downstream side of the cooling air 6 with respect to the heat pipes 7a and 7b. Reference numerals 15a and 15b denote a large number of heat radiating fins made of copper or aluminum having a high thermal conductivity. The heat radiating fins 15a and 15b penetrate the heat radiating portions of the heat pipes 7a, 7b, 14a and 14b, and their contact portions are Join so that heat conduction is good. Then, the heat pipe 14 on the downstream side of the cooling air 6
By making the surface area of the heat radiation fins 15b near the heat radiation portions of a and 14b larger than that of the heat radiation fins 15a near the heat radiation portions of the upstream heat pipes 7a and 7b, the heat radiation portions near the heat radiation portions of the downstream heat pipes 14a and 14b can be formed. Radiation fin 1
The amount of heat radiation from 5b is increased.
【００２８】１６はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，
１４ｂの受熱部が冷却風６の上流側から下流側の方向に
順次列をなして、一端面に挿入される熱伝導率のよい銅
などからなる受熱ブロックであり、この受熱ブロック１
６の表面には、例えば電力変換装置としてスイッチング
動作をしたときに発熱する半導体素子などからなる発熱
体４ａ，４ｂが取り付けられている。なお、冷却風６は
図示しないダクト内を矢印の方向に冷却ファン５から上
流側のヒートパイプ７ａの放熱部およびその近傍の放熱
フィン１５ａ、そして順次下流側のヒートパイプ７ｂ，
１４ａ，１４ｂの放熱部およびその近傍の放熱フィン１
５ａ，１５ｂへ向かって流れ、ヒートパイプ７ａ，７
ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱フィン１５ａ，
１５ｂを冷却する。Reference numeral 16 denotes heat pipes 7a, 7b, 14a,
The heat receiving portion 14b is a heat receiving block made of copper or the like having a high thermal conductivity, which is inserted into one end face of the cooling air 6 in a row from the upstream side to the downstream side, and the heat receiving block 1
On the surface of 6, the heating elements 4a and 4b made of, for example, semiconductor elements that generate heat when performing a switching operation as a power conversion device are attached. The cooling air 6 is directed in the direction of the arrow in a duct (not shown) from the cooling fan 5 to the heat radiating portion of the heat pipe 7a on the upstream side and the radiating fins 15a in the vicinity thereof, and the heat pipe 7b on the downstream side in sequence.
Heat sinks 14a and 14b and heat sink fins 1 in the vicinity thereof
Flow toward 5a, 15b, heat pipes 7a, 7
b, 14a, 14b heat dissipation portion and heat dissipation fin 15a,
Cool 15b.
【００２９】次に動作について説明する。図５および図
６において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
６に伝達し、この受熱ブロック１６に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部に伝
達する。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱によりヒー
トパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部で内部の
冷媒が気化する。この気化した冷媒はヒートパイプ７
ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの内部を受熱部から放熱部へ
上昇し、放熱フィン１５ａ，１５ｂを介して冷却風６で
冷却されたヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの
放熱部の内周面に触れ、凝縮して元の冷媒に液化する。
この液化した冷媒はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，
１４ｂの内面を流下して受熱部に貯留される。Next, the operation will be described. In FIG. 5 and FIG. 6, the heat of the heating elements 4 a and 4 b is the heat receiving block 1.
6 to the heat receiving portions of the plurality of heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b inserted in the heat receiving block 16. Then, the refrigerant from the inside of the heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b is vaporized by the heat from the heating elements 4a, 4b. This vaporized refrigerant is heat pipe 7
The inner peripheral surface of the heat radiating portion of the heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b that rises from the heat receiving portion to the heat radiating portion inside the a, 7b, 14a, 14b and is cooled by the cooling air 6 through the heat radiating fins 15a, 15b. Touch and condense to liquefy the original refrigerant.
The liquefied refrigerant is heated by the heat pipes 7a, 7b, 14a,
It flows down the inner surface of 14b and is stored in the heat receiving portion.
【００３０】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂ
の内部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇および放熱・
液化・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱部へ移動さ
せることにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒートパイプ
７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱フィン
１５ａ，１５ｂから放熱され、発熱体４ａ，４ｂの温度
を低下させる。上記説明したように、冷却風６の下流側
のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィ
ン１５ｂの表面積を上流側のヒートパイプ７ａ、７ｂの
放熱部近傍の放熱フィン１５ａより大きくし、放熱フィ
ン１５ｂからの放熱量が大きくなる。これにより、冷却
風６の上流側のヒートパイプ７ａなどにより暖められた
冷却風６で冷却しても、上流側のヒートパイプ７ａと下
流側のヒートパイプ１４ｂとの温度差が少なくなる。Heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b
The refrigerant inside the
By repeatedly liquefying and flowing down to move the heat from the heat receiving part to the heat radiating part, the heat of the heat generating elements 4a, 4b is radiated from the heat radiating parts of the heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b and the heat radiating fins 15a, 15b, and heat is generated. The temperature of the bodies 4a and 4b is lowered. As described above, the surface area of the heat radiating fins 15b near the heat radiating portions of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side of the cooling air 6 is made larger than that of the heat radiating fins 15a near the heat radiating portions of the heat pipes 7a and 7b on the upstream side to radiate heat. The amount of heat released from the fins 15b increases. As a result, even if the cooling air 6 is cooled by the cooling air 6 heated by the upstream heat pipe 7a or the like, the temperature difference between the upstream heat pipe 7a and the downstream heat pipe 14b is reduced.
【００３１】以上のように、冷却風６の下流側のヒート
パイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１５ｂ
の表面積を上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近
傍の放熱フィン１５ａより大きくし、下流側のヒートパ
イプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１５ｂか
らの放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ
７ａ近傍と下流側のヒートパイプ１４ｂ近傍とにおける
受熱ブロック１６の温度差が少なくなるので、同一の受
熱ブロック１６に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４
ｂの温度差を少なくできる。As described above, the heat radiating fins 15b near the heat radiating portions of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side of the cooling air 6 are radiated.
By increasing the surface area of the heat radiation fins 15a near the heat radiation portions of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side and increasing the heat radiation amount from the heat radiation fins 15b near the heat radiation portions of the heat pipes 14a, 14b on the downstream side. Since the temperature difference between the heat receiving block 16 in the vicinity of the heat pipe 7a on the one side and in the vicinity of the heat pipe 14b on the downstream side becomes small, the plurality of heating elements 4a, 4a mounted on the same heat receiving block 16 are provided.
The temperature difference of b can be reduced.
【００３２】また、上記説明では冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィン１
５ｂの表面積を上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱
部近傍の放熱フィン１５ａの表面積より大きくした場合
について述べたが、冷却風６の上流側のヒートパイプ７
ａの放熱部近傍の放熱フィン１５ａの表面積から下流側
のヒートパイプ７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放
熱フィン１５ａ，１５ｂの表面積を順次または連続的に
大きくしてもよい。Further, in the above description, the radiating fins 1 near the radiating portion of the heat pipes 14a, 14b on the downstream side of the cooling air 6 are described.
The case where the surface area of 5b is made larger than the surface area of the heat radiation fins 15a near the heat radiation portions of the heat pipes 7a, 7b on the upstream side has been described.
The surface area of the heat radiating fins 15a and 15b near the heat radiating parts of the heat pipes 7b, 14a and 14b on the downstream side may be increased sequentially or continuously from the surface area of the heat radiating fins 15a near the heat radiating part of a.
【００３３】実施の形態４．図７はこの発明に係るヒー
トパイプ冷却器の実施の形態４を一部破断した正面図、
図８は図７を一部破断した平面図である。図７および図
８において、４ａ，４ｂ，５，６，７ａ，７ｂ，１４
ａ，１４ｂおよび１６は実施の形態３と同様であり、そ
の説明を省略する。１７は熱伝導率のよい銅またはアル
ミニウムなどからなる多枚数の放熱フィンで、この放熱
フィン１７にヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂ
の放熱部を貫通させ、それらの接触部分の熱伝導が良好
になるように接合する。１８は熱伝導率のよい銅または
アルミニウムなどからなる多枚数の放熱フィンで、この
放熱フィン１８に冷却風６の下流側のヒートパイプ１４
ａ，１４ｂの放熱部を貫通させ、それらの接触部分の熱
伝導が良好になるように接合し、放熱フィン１７の間ま
たは隣接して所定の間隔を置いて設置する。このよう
に、冷却風６の下流側のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの
放熱部近傍の放熱フィンの枚数を上流側のヒートパイプ
７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱フィンより多くして冷却
風６の下流側の放熱フィンの表面積を大きくすることに
より、下流側のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近
傍の放熱フィン１５ｂからの放熱量が大きくなるように
する。Embodiment 4 FIG. FIG. 7 is a partially cutaway front view of a heat pipe cooler according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view in which FIG. 7 is partially broken. 7 and 8, 4a, 4b, 5, 6, 7a, 7b, 14
Since a, 14b and 16 are the same as those in the third embodiment, the description thereof will be omitted. Reference numeral 17 denotes a large number of heat radiating fins made of copper or aluminum having high heat conductivity. The heat radiating fin 17 has heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b.
The heat radiating parts are penetrated and joined so that their contact parts have good heat conduction. Reference numeral 18 denotes a large number of heat radiating fins made of copper, aluminum or the like having a high thermal conductivity.
The heat dissipating portions of a and 14b are penetrated and joined so that their contact portions have good heat conduction, and they are installed between the heat dissipating fins 17 or adjacent to each other with a predetermined interval. As described above, the number of the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side of the cooling air 6 is set to be larger than that of the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 7a and 7b on the upstream side, and the cooling air 6 is downstream. By increasing the surface area of the heat radiating fins on the side, the amount of heat radiated from the heat radiating fins 15b near the heat radiating portions of the heat pipes 14a, 14b on the downstream side is increased.
【００３４】なお、冷却風６は図示しないダクト内を矢
印の方向に冷却ファン５から上流側のヒートパイプ７ａ
の放熱部およびその近傍の放熱フィン１７、そして順次
下流側のヒートパイプ７ｂの放熱部およびその近傍の放
熱フィン１７、ヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部お
よびその近傍の放熱フィン１７，１８へ向かって流れ、
ヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部および放熱フィン１７
並びにヒートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱
フィン１７，１８を冷却する。The cooling air 6 is heated in the duct (not shown) in the direction of the arrow from the cooling fan 5 on the upstream side of the heat pipe 7a.
To the heat radiating portion of the heat pipe 7b on the downstream side, the heat radiating fin 17 of the heat pipe 7b on the downstream side, and the heat radiating fins 17 and 18 of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side. flow,
Heat radiation part of heat pipes 7a and 7b and heat radiation fin 17
In addition, the heat radiation portions of the heat pipes 14a and 14b and the heat radiation fins 17 and 18 are cooled.
【００３５】次に動作について説明する。図７および図
８において、発熱体４ａ，４ｂの熱が、受熱ブロック１
６に伝達し、この受熱ブロック１６に挿入された複数の
ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部に伝
達する。すると、発熱体４ａ，４ｂからの熱によりヒー
トパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの受熱部で内部の
冷媒が気化する。この気化した冷媒はヒートパイプ７
ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの内部を受熱部から放熱部へ
上昇し、放熱フィン１７を介して冷却風６で冷却された
ヒートパイプ７ａ，７ｂおよび放熱フィン１７，１８を
介して冷却風６で冷却されたヒートパイプ１４ａ，１４
ｂの放熱部の内周面に触れ、凝縮して元の冷媒に液化す
る。この液化した冷媒はヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４
ａ，１４ｂの内面を流下し受熱部に貯留される。Next, the operation will be described. In FIGS. 7 and 8, the heat of the heating elements 4 a and 4 b is the heat receiving block 1.
6 to the heat receiving portions of the plurality of heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b inserted in the heat receiving block 16. Then, the refrigerant from the inside of the heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b is vaporized by the heat from the heating elements 4a, 4b. This vaporized refrigerant is heat pipe 7
The inside of a, 7b, 14a, 14b rises from the heat receiving portion to the heat radiating portion, and is cooled by the cooling air 6 through the heat radiating fins 17 and 7b and the heat radiating fins 17, 18 by the cooling air 6 Cooled heat pipes 14a, 14
The inner peripheral surface of the heat radiating portion b is touched, condensed and liquefied into the original refrigerant. This liquefied refrigerant is applied to the heat pipes 7a, 7b, 14
It flows down the inner surfaces of a and 14b and is stored in the heat receiving portion.
【００３６】ヒートパイプ７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂ
の内部の冷媒は上述した受熱・気化・上昇および放熱・
液化・流下を繰り返して熱を受熱部から放熱部へ移動さ
せることにより、発熱体４ａ，４ｂの熱がヒートパイプ
７ａ，７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱部および放熱フィン
１７，１８から放熱され、発熱体４ａ，４ｂの温度を低
下させる。上記説明したように、冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍に放熱フィン１
８を追加して設置することにより、下流側のヒートパイ
プ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンの枚数を上
流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱フィ
ンより多くし、下流側のヒートパイプ１４ａ，１４ｂの
放熱部近傍の放熱フィンからの放熱量を大きくすること
で、冷却風６の上流側のヒートパイプ７ａなどにより暖
められた冷却風６で冷却しても、冷却風６の上流側のヒ
ートパイプ７ａと下流側のヒートパイプ１４ｂとの温度
差が少なくなる。Heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b
The refrigerant inside the
By repeatedly liquefying and flowing down to move the heat from the heat receiving portion to the heat radiating portion, the heat of the heat generating elements 4a, 4b is radiated from the heat radiating portions of the heat pipes 7a, 7b, 14a, 14b and the heat radiating fins 17, 18 to generate heat. The temperature of the bodies 4a and 4b is lowered. As described above, the heat radiating fins 1 are provided near the heat radiating portions of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side of the cooling air 6.
By additionally installing 8, the number of the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side is made larger than the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 7a and 7b on the upstream side, and By increasing the amount of heat radiation from the radiation fins near the heat radiation portions of the heat pipes 14a and 14b, even if the cooling air 6 is cooled by the cooling air 6 heated by the heat pipe 7a on the upstream side of the cooling air 6, The temperature difference between the heat pipe 7a on the upstream side and the heat pipe 14b on the downstream side is reduced.
【００３７】以上のように、冷却風６の下流側のヒート
パイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンの枚数
を上流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱
フィンより多くして表面積を大きくし、下流側のヒート
パイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンからの
放熱量を大きくすることで、上流側のヒートパイプ７ａ
近傍と下流側のヒートパイプ１４ｂ近傍とにおける受熱
ブロック１６の温度差が少なくなるので、同一の受熱ブ
ロック１６に取り付けられた複数の発熱体４ａ，４ｂの
温度差を少なくできる。As described above, the number of heat radiating fins near the heat radiating portions of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side of the cooling air 6 is set to be larger than that of the heat radiating fins near the heat radiating portions of the heat pipes 7a and 7b on the upstream side. Is increased to increase the amount of heat radiation from the heat radiation fins near the heat radiation portions of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side.
Since the temperature difference between the heat receiving block 16 in the vicinity and in the vicinity of the heat pipe 14b on the downstream side is reduced, the temperature difference between the plurality of heating elements 4a and 4b attached to the same heat receiving block 16 can be reduced.
【００３８】なお、上記説明では冷却風６の下流側のヒ
ートパイプ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍に放熱フィン１
８を追加して設置することにより、下流側のヒートパイ
プ１４ａ，１４ｂの放熱部近傍の放熱フィンの枚数を上
流側のヒートパイプ７ａ，７ｂの放熱部近傍の放熱フィ
ンより多くした場合について述べたが、冷却風６の上流
側のヒートパイプ７ａの放熱部近傍の放熱フィンの枚数
から下流側のヒートパイプ７ｂ，１４ａ，１４ｂの放熱
部近傍の放熱フィンの枚数を順次多くしてもよい。In the above description, the heat radiating fins 1 are provided near the heat radiating portions of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side of the cooling air 6.
The case where the number of the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 14a and 14b on the downstream side is made larger than the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 7a and 7b on the upstream side by adding 8 is described. However, the number of heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipe 7a on the upstream side of the cooling air 6 may be sequentially increased from the number of heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipes 7b, 14a, 14b on the downstream side.
【００３９】上記実施の形態１から実施の形態４におい
ては、放熱フィンを複数のヒートパイプの放熱部を貫通
させた場合について述べたが、放熱フィンを各ヒートパ
イプ毎に分割して設置してもよい。In the above-described first to fourth embodiments, the case where the heat radiation fins penetrate the heat radiation portions of a plurality of heat pipes has been described, but the heat radiation fins are separately installed for each heat pipe. Good.
【００４０】また、上記実施の形態１から実施の形態４
においては、同一の受熱ブロックに取り付けられた複数
の発熱体の温度差を少なくする場合について述べたが、
受熱ブロックを発熱体毎に分割して設置してもよい。Further, the above-mentioned first to fourth embodiments
In the above, in the case of reducing the temperature difference between a plurality of heating elements attached to the same heat receiving block,
The heat receiving block may be installed separately for each heating element.
【００４１】また、上記実施の形態１から実施の形態４
においては、同一の受熱ブロックに取り付けられた複数
の発熱体の温度差を少なくする場合について述べたが、
冷却風の上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流
側に設置されたヒートパイプからの放熱量を大きくする
ことで、受熱ブロックの位置による温度差が少なくなる
ので、受熱ブロックに取り付けられた発熱体単体の場合
でも、その発熱体の位置による温度差を少なくすること
ができる。Further, the above-mentioned first to fourth embodiments
In the above, in the case of reducing the temperature difference between a plurality of heating elements attached to the same heat receiving block,
By installing a larger amount of heat from the heat pipe installed on the downstream side compared to the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air, the temperature difference due to the position of the heat receiving block is reduced, so it was installed on the heat receiving block. Even in the case of the heating element alone, the temperature difference due to the position of the heating element can be reduced.
【００４２】さらにまた、上記実施の形態１から実施の
形態４においては、半導体からなる発熱体を冷却する場
合について述べたが、半導体以外の電気機器、内燃機関
または軸受け等の発熱体の位置による温度差を少なくす
るヒートパイプ冷却器にも利用できる。Furthermore, in the above-described first to fourth embodiments, the case where the heating element made of a semiconductor is cooled has been described, but it depends on the position of the heating element such as an electric device other than the semiconductor, the internal combustion engine or the bearing. It can also be used for heat pipe coolers that reduce the temperature difference.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、冷却風
の上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設
置されたヒートパイプの放熱部からの放熱量を大きくし
たので、受熱ブロックの位置による温度差が少なくな
り、それに取り付けられた発熱体の位置による温度差を
少なくできる。As described above, according to the present invention, the amount of heat radiated from the heat radiating portion of the heat pipe installed on the downstream side is made larger than that of the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air. The temperature difference due to the position of the block is reduced, and the temperature difference due to the position of the heating element attached to the block can be reduced.
【００４４】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部の表面積を大きくして、その放熱部
からの放熱量を大きくしたので、受熱ブロックの位置に
よる温度差が少なくなり、それに取り付けられた発熱体
の位置による温度差を少なくできる。Further, according to the present invention, the surface area of the heat dissipation portion of the heat pipe installed on the downstream side is made larger than that of the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air so that the heat dissipation amount from the heat dissipation portion is increased. Since the size is increased, the temperature difference due to the position of the heat receiving block is reduced, and the temperature difference due to the position of the heating element attached thereto can be reduced.
【００４５】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの設置本数の密度を高くして、その放熱部か
らの放熱量を大きくしたので、受熱ブロックの位置によ
る温度差が少なくなり、それに取り付けられた発熱体の
位置による温度差を少なくできる。According to the present invention, the density of the number of heat pipes installed on the downstream side is made higher than that of the heat pipes installed on the upstream side of the cooling air so that the amount of heat radiated from the heat radiating portion is increased. Since the size is increased, the temperature difference due to the position of the heat receiving block is reduced, and the temperature difference due to the position of the heating element attached thereto can be reduced.
【００４６】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部近傍の放熱フィンからの放熱量を大
きくしたので、受熱ブロックの位置による温度差が少な
くなり、それに取り付けられた発熱体の位置による温度
差を少なくできる。Further, according to the present invention, as compared with the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air, the amount of heat radiated from the radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipe installed on the downstream side is made larger, so that the heat receiving block. The temperature difference due to the position of is reduced, and the temperature difference due to the position of the heating element attached thereto can be reduced.
【００４７】またこの発明によれば、冷却風の上流側に
設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部近傍の放熱フィンの表面積を大きく
して、その放熱フィンからの放熱量を大きくしたので、
受熱ブロックの位置による温度差が少なくなり、それに
取り付けられた発熱体の位置による温度差を少なくでき
る。According to the present invention, the surface area of the heat radiating fin near the heat radiating portion of the heat pipe installed on the downstream side is made larger than that of the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air so that Since the amount of heat radiation of
The temperature difference due to the position of the heat receiving block is reduced, and the temperature difference due to the position of the heating element attached thereto can be reduced.
【００４８】さらにまたこの発明によれば、冷却風の上
流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置さ
れたヒートパイプの放熱部近傍の放熱フィンの枚数を多
くして、その放熱フィンからの放熱量を大きくしたの
で、受熱ブロックの位置による温度差が少なくなり、そ
れに取り付けられた発熱体の位置による温度差を少なく
できる。Further, according to the present invention, the number of the heat radiating fins near the heat radiating portion of the heat pipe installed on the downstream side is increased as compared with the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air, and the heat radiating fins are increased. Since the amount of heat radiated from is increased, the temperature difference due to the position of the heat receiving block is reduced, and the temperature difference due to the position of the heating element attached thereto can be reduced.
【図１】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
１を一部破断した正面図である。FIG. 1 is a partially cutaway front view of a first embodiment of a heat pipe cooler of the present invention.
【図２】 図１を一部破断した平面図である。FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG.
【図３】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
２を一部破断した正面図である。FIG. 3 is a partially cutaway front view of a heat pipe cooler according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 図３を一部破断した平面図である。FIG. 4 is a plan view in which FIG. 3 is partially broken.
【図５】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
３を一部破断した正面図である。FIG. 5 is a partially cutaway front view of a heat pipe cooler according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 図５を一部破断した平面図である。FIG. 6 is a plan view in which FIG. 5 is partially broken.
【図７】 この発明のヒートパイプ冷却器の実施の形態
４を一部破断した正面図である。FIG. 7 is a partially cutaway front view of a heat pipe cooler according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】 図７を一部破断した平面図である。FIG. 8 is a plan view in which FIG. 7 is partially broken.
【図９】 従来のヒートパイプ冷却器を一部破断した正
面図である。FIG. 9 is a partially cutaway front view of a conventional heat pipe cooler.
【図１０】 図９を一部破断した平面図である。FIG. 10 is a plan view in which FIG. 9 is partially broken.
４ａ，４ｂ 発熱体 ６ 冷却風 ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
４ａ，１４ｂ ヒートパイプ ９，１２，１５ａ，１５ｂ，１７，１８ 放熱フィン １０，１３，１６ 受熱ブロック4a, 4b heating element 6 cooling air 7a, 7b, 8a, 8b, 11a, 11b, 11c, 1
4a, 14b Heat pipe 9, 12, 15a, 15b, 17, 18 Radiating fin 10, 13, 16 Heat receiving block
Claims (6)
を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、上記
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、上記ヒートパ
イプの放熱部および上記放熱フィンを冷却する冷却風の
上流側に設置されたヒートパイプに比べ、下流側に設置
されたヒートパイプの放熱部からの放熱量が大きくなる
ように構成したことを特徴とするヒートパイプ冷却器。1. A heat pipe cooling system in which heat of a heat generating element is received by a heat receiving portion of a heat pipe in which a refrigerant is enclosed via a heat receiving block and is radiated from a heat radiating portion of the heat pipe through a heat radiating fin. In the container, the amount of heat radiated from the heat radiating portion of the heat pipe installed on the downstream side is larger than that of the heat radiating portion of the heat pipe and the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air for cooling the radiating fins. A heat pipe cooler characterized by being configured.
を冷却する冷却風の上流側に設置されたヒートパイプに
比べ、下流側に設置されたヒートパイプの放熱部の表面
積を大きくすることにより、上記下流側に設置されたヒ
ートパイプの放熱部からの放熱量が大きくなるように構
成したことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプ
冷却器。2. The surface area of the heat radiating portion of the heat pipe installed on the downstream side is made larger than that of the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiating portion of the heat pipe and the heat radiating fins. The heat pipe cooler according to claim 1, wherein a heat radiation amount from a heat radiation portion of the heat pipe installed on the downstream side is increased.
を冷却する冷却風の上流側に設置されたヒートパイプに
比べ、下流側に設置されたヒートパイプの設置本数の密
度を高くすることにより、上記下流側に設置されたヒー
トパイプの放熱部からの放熱量が大きくなるように構成
したことを特徴とする請求項１に記載のヒートパイプ冷
却器。3. By increasing the density of the number of heat pipes installed on the downstream side as compared with the heat pipe installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiating portion and the heat radiating fins of the heat pipe, The heat pipe cooler according to claim 1, wherein a heat radiation amount from a heat radiation portion of the heat pipe installed on the downstream side is increased.
を内部に封入したヒートパイプの受熱部が受熱し、上記
ヒートパイプの放熱部から放熱フィンを介して放熱する
ようにしたヒートパイプ冷却器において、上記ヒートパ
イプの放熱部および上記放熱フィンを冷却する冷却風の
上流側に設置された放熱フィンに比べ、下流側に設置さ
れた放熱フィンからの放熱量が大きくなるように構成し
たことを特徴とするヒートパイプ冷却器。4. A heat pipe cooling in which the heat of a heat generating element is received by a heat receiving portion of a heat pipe having a refrigerant enclosed therein through a heat receiving block and is radiated from a heat radiating portion of the heat pipe through a heat radiating fin. In the container, the heat radiation amount from the heat radiation fin installed on the downstream side is larger than the heat radiation fin installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiation part of the heat pipe and the heat radiation fin. Heat pipe cooler characterized by.
を冷却する冷却風の上流側に設置された放熱フィンに比
べ、下流側に設置された放熱フィンの表面積を大きくす
ることにより、上記下流側に設置された放熱フィンから
の放熱量が大きくなるように構成したことを特徴とする
請求項４に記載のヒートパイプ冷却器。5. The downstream surface of the heat radiating fins installed on the downstream side is increased by increasing the surface area of the radiating fins installed on the downstream side as compared with the radiating fins installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiating part of the heat pipe and the radiating fins. The heat pipe cooler according to claim 4, wherein the heat radiation amount from the installed radiation fins is increased.
を冷却する冷却風の上流側に設置された放熱フィンに比
べ、下流側に設置された放熱フィンの枚数を多くするこ
とにより、上記下流側に設置された放熱フィンからの放
熱量が大きくなるように構成したことを特徴とする請求
項４に記載のヒートパイプ冷却器。6. The number of the heat radiating fins installed on the downstream side is larger than that of the heat radiating fins installed on the upstream side of the cooling air for cooling the heat radiating part and the heat radiating fins of the heat pipe, thereby reducing the number of the heat radiating fins on the downstream side. The heat pipe cooler according to claim 4, wherein the heat radiation amount from the installed radiation fins is increased.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2267596A JPH09210583A (en) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Heat pipe cooler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2267596A JPH09210583A (en) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Heat pipe cooler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210583A true JPH09210583A (en) | 1997-08-12 |
Family
ID=12089447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2267596A Pending JPH09210583A (en) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Heat pipe cooler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210583A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000161880A (en) * | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Toshiba Corp | Heat pipe type cooler |
| US7675752B2 (en) | 2008-01-31 | 2010-03-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
| JP2014224652A (en) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 古河電気工業株式会社 | Heat sink |
| WO2016075742A1 (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-19 | 古河電気工業株式会社 | Heat sink |
| JP2024002802A (en) * | 2022-06-24 | 2024-01-11 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | Cooling module and electronic equipment |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP2267596A patent/JPH09210583A/en active Pending
Cited By (7)
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| CN107076521A (en) * | 2014-11-10 | 2017-08-18 | 古河电气工业株式会社 | Radiator |
| CN107076521B (en) * | 2014-11-10 | 2019-05-07 | 古河电气工业株式会社 | Radiator |
| JP2024002802A (en) * | 2022-06-24 | 2024-01-11 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | Cooling module and electronic equipment |
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