JP4155091B2 - Heat dissipation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱装置に関するもので、特に、高出力レーザダイオードアレイの放熱に好適な放熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高出力レーザダイオードアレイの発熱密度は、数十〜数百W/cm2程度と大きなものである。しかしながら、レーザダイオードアレイは、底面が10mm×1〜1.5mm程度の小型なものであり、空冷方式の放熱装置では十分な放熱を期待することができない。
【0003】
このため、レーザダイオードアレイを放熱するための装置としては、図8に示すように、上受熱体1、中受熱体2および下受熱体3を順次積層接合し、上受熱体1の上面1aにレーザダイオードアレイLDを設置させるとともに、これら受熱体1,2,3の間に適宜冷却液を通過させるようにした水冷方式のものが適用されている。これらの受熱体1,2,3は、それぞれ銅等の熱伝導率の大きな金属からなる平板状部材である。上受熱体1における中受熱体2との接合面、並びに下受熱体3における中受熱体2との接合面には、それぞれ冷媒空所4,5が設けてあり、また、中受熱体2の一端縁部には冷媒空所4,5を相互に連通する連絡通路6が設けてある。
【0004】
この放熱装置では、一方の冷媒空所5に冷却液を供給すれば、この冷却液が連絡通路6および他方の冷媒空所4を順次通過することになり、上受熱体1の上面1aに設置させたレーザダイオードアレイLDを冷却することができるようになる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
国際出願公開第00/11922号パンフレット
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような放熱装置においては、冷却液の圧力損失を低減するため、上受熱体1の冷媒空所4をできるだけ大きく形成すること、つまり上受熱体1の上壁をできるだけ薄く構成することが好ましい。
【0007】
しかしながら、上受熱体1の上壁を薄く構成した場合には、その面方向(図8において左右方向)に沿った熱抵抗が増大することになる。この結果、レーザダイオードアレイLDから上受熱体1に伝達した熱は、広範に至ることなくその極近傍でのみ冷却液と熱交換されるだけに留まり、放熱効率の点で問題がある。
【0008】
もちろん、上受熱体1の上壁を厚く構成すれば、レーザダイオードアレイLDから上受熱体1に伝達された熱が広範に至ることになり、冷却液との熱交換の点では有利となる。しかしながら、上述したように、上受熱体1の上壁を厚く構成した場合には、その分だけ冷媒空所4が狭くなるため、冷却液の圧力損失の点から放熱効率の向上を図ることが困難となる。
【0009】
本発明は、上記実情に鑑みて、放熱効率の向上を図ることのできる放熱装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る放熱装置は、一方の表面に受熱面を有する第1受熱体と、一方の表面を前記第1受熱体の他方の表面に対向させる態様で積層接合し、該第1受熱体との間に冷媒供給空所を構成する第2受熱体とを備え、前記冷媒供給空所に冷却液を通過させることにより、前記受熱面に設置した発熱体の放熱を行う放熱装置において、前記第2受熱体の一方の表面において中央部から発熱体の設置箇所に対応した一方の端縁部に亘る部位に前記冷媒供給空所を構成するとともに、前記第2受熱体の他方の表面に第3受熱体を積層接合して成り、さらに、前記第3受熱体の中央部に形成し、前記冷媒供給空所へ冷却液を導入するための導入口と、前記第2受熱体および前記第3受熱体との間において前記導入口を避けた部位に構成し、前記第3受熱体において導入口よりも他方の端縁部側に位置する部位に冷却液の導出口を有する冷媒排出空所と、前記第2受熱体の一方の端縁部に形成し、前記冷媒供給空所を通過した冷却液を前記冷媒排出空所に送出する連絡通路と、前記第2受熱体において前記冷媒供給空所よりも他方の端縁部側に形成し、前記冷媒排出空所を通過する冷却液を第1受熱体の他方の表面に接触させるための連通空所とを備えたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項2に係る放熱装置は、上述した請求項1において、前記第1受熱体及び前記第2受熱体の間の冷媒供給空所を前記第2受熱体にのみ形成したことを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項3に係る放熱装置は、上述した請求項1において、前記冷媒供給空所の内部において前記発熱体の設置箇所に対応した部位から前記導入口に向かう部位に該冷媒供給空所の外形形状に沿って複数の放熱フィンを延在させたことを特徴とする。
【0013】
また、本発明の請求項4に係る放熱装置は、上述した請求項1または3において、前記連通空所の内部に該連通空所の外形形状に沿って前記導出口に向かう複数の補助放熱フィンを延在させたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る放熱装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【0016】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1である放熱装置を示したものである。ここで例示する放熱装置は、高出力レーザダイオードアレイLDを発熱体としてその放熱を行うためのもので、互いに積層接合した上受熱体(第1受熱体)10、中受熱体(第2受熱体)20および下受熱体(第3受熱体)30を備えている。これらの受熱体10,20,30は、いずれも銅、銅−タングステン、アルミニウム等の熱伝導率が良好な金属によって矩形の平板状に構成したものである。具体的な一例を挙げれば、発熱体として長さ10mm×幅1〜1.5mm×高さ0.1〜0.2mmの直方状のレーザダイオードアレイLDを放熱対象とする場合、それぞれ長さ11mm×幅20mm×高さ1mmの寸法を有した受熱体10,20,30を適用している(3層で合計高さ3mm)。
【0017】
上受熱体10は、上方に位置する一方の表面(図1において上方の面)に受熱面10aを構成するとともに、受熱面10aの一端縁部にレーザダイオードアレイLDの設置箇所を設定したもので、図2に示すように、いずれの面にも何等加工を施すことなく、全長に亘って一様な板厚を有した矩形平板状のまま適用している。
【0018】
中受熱体20は、上受熱体10の下方に位置する他方の表面(図1において下方の面)に積層接合するもので、図3および図4に示すように、冷媒供給凹所21、導入連絡口22、連絡通路23および連通空所24を有している。
【0019】
冷媒供給凹所21は、中受熱体20の一方の表面(図1において上方の面)に開口した凹部であり、該中受熱体20のほぼ中央となる部位からレーザダイオードアレイLDの設置箇所に対応した一端縁部に亘る部位に設けてある。図3からも明らかなように、冷媒供給凹所21は、中受熱体20の中央部においては一端縁部側に向けて漸次幅が増大し、中受熱体20の一端縁部においては一様な幅となるように形成してある。冷媒供給凹所21の深さは、図1に示すように、その全域に亘って一様であり、冷却液を通過させる際の圧力損失が最小となるように設定してある。具体的には、所望の強度を確保した上で、冷媒供給凹所21の底壁を可及的に薄く構成するようにしている。冷媒供給凹所21は、その周囲が同一の高さを有した連続する壁部分によって囲まれており、中受熱体20を上受熱体10の他方の表面に積層接合した場合にこの壁部分によって上方の開口が閉塞され、該上受熱体10との間に冷媒供給空所25を画成することになる。
【0020】
導入連絡口22は、冷媒供給凹所21の内部において中受熱体20のほぼ中央となる部位に板厚方向に沿って貫設した円形の孔である。本実施の形態1では、導入連絡口22として、中受熱体20の幅のほぼ1/3程度の内径を有したものを示している。
【0021】
連絡通路23は、冷媒供給凹所21の内部において中受熱体20の一端縁部に板厚方向に沿って貫設した円形の孔であり、レーザダイオードアレイLDの設置箇所に対応した部位において中受熱体20の幅方向に沿って複数並設してある。それぞれの連絡通路23は、互いに同一の内径を有したもので、本実施の形態1では、導入連絡口22よりも充分細径に形成してある。
【0022】
連通空所24は、壁部分を挟んで冷媒供給凹所21よりも他端縁部側に位置する部位に板厚方向に沿って設けた貫通孔である。この連通空所24は、中受熱体20の他端縁部側においては一端縁部側に向けて漸次幅が増大し、中受熱体20の中央部においては冷媒供給凹所21と同等の幅となるように形成してある。但し、連通空所24において冷媒供給凹所21と隣接する部分に関しては、該冷媒供給空所25を避けるように、中受熱体20の他端縁部側に向けて窪んだ形状となっている。
【0023】
また、上記中受熱体20には、冷媒供給凹所21の内部に複数の放熱フィン26が設けてある。これらの放熱フィン26は、各連絡通路23の両側となる部位からそれぞれ中受熱体20の他端縁部側に向けて互いに平行に延設したもので、レーザダイオードアレイLDの設置箇所に対応した部位に形成してある。各放熱フィン26は、冷媒供給空所25を囲む壁部分と同一の高さを有しており、中受熱体20を上受熱体10の他方の表面に積層した場合に該上受熱体10の他方の表面に接合することが可能である。
【0024】
下受熱体30は、中受熱体20の下方に位置する他方の表面(図1において下方の面)に積層接合するもので、図4に示すように、冷媒排出凹所31、ボス部32および導出口33を有している。
【0025】
冷媒排出凹所31は、下受熱体30の一方の表面(図1において上方の面)に開口した凹部であり、中受熱体20に形成した冷媒供給凹所21および連通空所24に対応する部位に亘って形成してある。冷媒排出凹所31の深さは、冷媒供給凹所21と同様に、その全域に亘って一様である。冷媒排出凹所31は、その周囲が同一の高さを有した連続する壁部分によって囲まれており、下受熱体30を中受熱体20の他方の表面に積層接合した場合にこの壁部分によって上方の開口が閉塞され、該中受熱体20との間に冷媒排出空所34を画成することになる。
【0026】
ボス部32は、冷媒排出凹所31の内部において中受熱体20の導入連絡口22に対応する部位に、該導入連絡口22の内径よりも大きな外径をもって設けた柱状部分である。このボス部32は、冷媒排出凹所31を囲む壁部分と同一の高さを有しており、下受熱体30を中受熱体20の他方の表面に積層した場合に該中受熱体20の他方の表面に接合することが可能である。
【0027】
このボス部32には、その軸心位置に下受熱体30の板厚方向に沿って導入口32aが設けてあるとともに、一端縁部側に位置する外周面に振分案内部32bが設けてある。導入口32aは、中受熱体20の導入連絡口22に対応する部位に該導入連絡口22と同一の内径を有して形成した円形の貫通孔である。振分案内部32bは、ボス部32の外周面から下受熱体30の一端縁部側に向けて漸次幅が小さくなる態様で突出し、冷媒排出凹所31の内部において下受熱体30の一端縁部側から他端縁部側に向けて流体が通過した場合にこれを左右に振り分けるように案内するための部分である。
【0028】
導出口33は、冷媒排出凹所31の内部において中受熱体20の連通空所24に対応する部位に板厚方向に沿って貫設した円形の孔である。本実施の形態1では、導入口32aとほぼ同一の内径を有した導出口33を設けてある。
【0029】
また、上記下受熱体30には、冷媒排出凹所31の内部に複数の副放熱フィン35が設けてある。これらの副放熱フィン35は、中受熱体20に設けた放熱フィン26に対応する部位に同一の肉厚、同一のピッチとなるように設けたものである。各副放熱フィン35は、冷媒排出空所34を囲む壁部分と同一の高さを有しており、下受熱体30を中受熱体20の他方の表面に積層した場合に該中受熱体20の他方の表面に接合することが可能である。
【0030】
なお、以上説明した中受熱体20の冷媒供給凹所21、導入連絡口22、連絡通路23、連通空所24および放熱フィン26、並びに下受熱体30の冷媒排出凹所31、ボス部32、導出口33および副放熱フィン35は、たとえばそれぞれの受熱体20,30にエッチング等の化学処理、あるいは切削や研削等の機械加工を施すことによって構成してある。
【0031】
上記のような構成を有した上受熱体10、中受熱体20および下受熱体30は、半田付けや溶着等、適宜な接合方法を適用し、相互に積層接合することによって機械的、かつ熱的に接続された状態で放熱装置を構成する。
【0032】
この放熱装置を適用してレーザダイオードアレイLDの放熱を行う場合には、上受熱体10に設けた設置箇所にレーザダイオードアレイLDを接合し、この状態から冷却液供給管40を通じて下受熱体30の導入口32aに冷却液、たとえば冷却水を順次供給する。
【0033】
下受熱体30の導入口32aに供給された冷却液は、中受熱体20の導入連絡口22を通じて冷媒供給空所25に導入され、該冷媒供給空所25を満たした状態で適宜通過した後、連絡通路23を通じて冷媒排出空所34に至る。冷媒排出空所34に到達した冷却液は、ボス部32において2分割された後、再び連通空所24において合流し、導出口33および冷却液排出管41を通じて最終的に外部に排出される。なお、外部に排出された冷却液は、適宜冷却された後、再び導入口32aを通じて冷媒供給空所25に供給するようにしても良い。
【0034】
この間、レーザダイオードアレイLDを駆動した際に発生する熱は、上受熱体10に伝達された後、放熱フィン26を通じて冷媒供給空所25を通過する冷却液に順次伝達されることになる。
【0035】
ここで、上記放熱装置によれば、上受熱体10に何ら加工を施すことなく一様な板厚に構成するとともに、中受熱体20にのみ冷媒供給凹所21を形成し、この冷媒供給凹所21と上受熱体10との間に冷却液が通過するための冷媒供給空所25を画成するようにしているため、外形寸法が同じ放熱装置と比較した場合、上受熱体10の面方向に沿った熱抵抗を増大させることなく冷却液の圧力損失を可及的に低減することが可能になる。つまり、外形寸法の増大を招来することなく、上受熱体10の面方向に沿った熱抵抗および冷却液の圧力損失を低減することができるようになる。
【0036】
従って、レーザダイオードアレイLDで発生した熱は、上受熱体10に伝達された後にその面方向に沿ってスムーズに広範に至るようになり、放熱フィン26に対応する部位以外においても冷媒供給空所25を通過する冷却液との間で熱交換が行われるようになる。この結果、レーザダイオードアレイLDから効率よく放熱を行うことができるようになり、レーザの出力を大きくした場合であっても、レーザ出力や発信波長が安定する、出力効率が向上する、素子寿命が長くなる、等々の効果を奏するようになる。
【0037】
また、冷媒供給凹所21での冷却液の圧力損失を低減できることから、冷却液を供給、もしくは循環するためのポンプ等の駆動装置としては、ごく小型のものを適用すればよく、設置スペースの点やコストの点できわめて有利となる。
【0038】
さらに、上記放熱装置によれば、中受熱体20に連通空所24を設けているため、連絡通路23を経て冷媒排出空所34に至った冷却液が当該連通空所24において再び上受熱体10の他方の表面に接触することになる。従って、レーザダイオードアレイLDから上受熱体10に伝達された熱は、連通空所24に対応する部位においても冷却液との間で熱交換が行われるようになり、上述した効果が一層顕著となる。
【0039】
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2である放熱装置を示したものである。ここで例示する放熱装置は、実施の形態1で示した放熱装置と同様に、高出力レーザダイオードアレイLDを発熱体としてその放熱を行うためのもので、実施の形態1の放熱装置とは中受熱体(第2受熱体)の構成のみが異なっている。
【0040】
すなわち、実施の形態2の放熱装置では、中受熱体120における冷媒供給凹所121の内部に設けた複数の放熱フィン126を延長するとともに、連通空所124の内部にも複数の補助放熱フィン127を設けるようにしている。
【0041】
冷媒供給凹所121の放熱フィン126は、図6および図7に示すように、互いの間に同一の間隔を確保し、かつ冷媒供給凹所121の外形形状に沿う態様で導入連絡口122に向けて延長してある。これらの放熱フィン126は、中受熱体120を上受熱体10の他方の表面に積層した場合に該上受熱体10の他方の表面に接合することが可能である。
【0042】
補助放熱フィン127は、冷媒供給凹所121と連通空所124との間を仕切る壁部分から互いの間に一定の間隔を確保し、かつ連通空所124の外形形状に沿う態様で下受熱体30の導出口33に向けて延設してある。これら補助放熱フィン127も、中受熱体120を上受熱体10の他方の表面に積層した場合に該上受熱体10の他方の表面に接合することが可能である。
【0043】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0044】
この放熱装置においても、上受熱体10に設けた設置箇所にレーザダイオードアレイLDを接合し、この状態から冷却液供給管40を通じて下受熱体30の導入口32aに冷却液、たとえば冷却水を順次供給すれば、レーザダイオードアレイLDの放熱を行うことが可能になる。
【0045】
ここで、上記放熱装置によれば、上受熱体10に何ら加工を施すことなく一様な板厚に構成するとともに、中受熱体120にのみ冷媒供給凹所121を形成し、この冷媒供給凹所121と上受熱体10との間に冷却液が通過するための冷媒供給空所125を画成するようにしているため、上受熱体10の面方向に沿った熱抵抗を増大させることなく冷却液の圧力損失を可及的に低減することが可能になる。しかも、冷媒供給空所125においては、冷却液との接触面積を増大するべく放熱フィン126を延長するようにしている。
【0046】
従って、レーザダイオードアレイLDで発生した熱は、上受熱体10に伝達された後にその面方向に沿ってスムーズに広範に至るようになり、延長した放熱フィン126を通じて冷媒供給空所125を通過する冷却液との間でより効率的に熱交換が行われるようになる。この場合、放熱装置としての外形寸法を増大する必要がないのは実施の形態1と同様である。
【0047】
さらに、上記放熱装置によれば、中受熱体120に補助放熱フィン127を有した連通空所124を設けているため、この補助放熱フィン127による冷却液との接触面積増大作用により、連通空所124において再び上受熱体10の他方の表面に接触する冷却液と、連通空所124に対応する部位に伝達された熱との間においてより効率的に熱交換が行われることになる。
【0048】
これらの結果、レーザの出力を大きくした場合にも、レーザ出力や発信波長が安定する、出力効率が向上する、素子寿命が長くなる、等々の効果が実施の形態1の放熱装置を適用した場合に比べてより一層顕著となる。
【0049】
なお、上述した実施の形態1および2では、いずれもレーザダイオードアレイLDの放熱を行うための装置を例示しているが、その他の発熱体の放熱を行うものにも適用することが可能である。
【0050】
また、上述した実施の形態1および2では、いずれも第2受熱体20,120にのみ冷媒供給空所25,125を形成するための凹所21,121を設けるようにしているが、第1受熱体10にも凹所を設けて構わない。この場合、面方向に沿った熱抵抗を考慮した場合、第1受熱体10に設ける凹所は可及的に小さいものであることが好ましいのは言うまでもない。
【0051】
さらに、上述した実施の形態1および2では、いずれも第2受熱体20,120に第3受熱体30を積層接合し、これらの受熱体の間に冷媒排出空所34を設けるとともに、第2受熱体20,120に冷媒供給空所25,125と冷媒排出空所34との間を連通する連絡通路23を設け、冷媒供給空所25,125に供給した冷却液を冷媒排出空所34に導くようにしているが、上述した連通空所24,124を設けないのであれば、必ずしも第3受熱体30および連絡通路23を設ける必要はない。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る放熱装置によれば、第2受熱体の一方の表面に、少なくとも冷媒供給空所の一部を構成するための凹所を形成するようにしているため、第1受熱体の面方向に沿った熱抵抗を増大させることなく冷却液の圧力損失を可及的に低減することが可能になる。さらに、本発明に係る放熱装置のごとく、冷媒供給空所を第2受熱体にのみ形成すれば、第1受熱体の面方向に沿った熱抵抗および冷却液の圧力損失がより小さくなる。従って、発熱体からの熱が、第1受熱体に伝達された後にその面方向に沿ってスムーズに広範に至り、冷媒供給空所を通過する冷却液との間で効率的に熱交換が行われるようになるため、放熱効率の向上を図ることが可能になる。特に、レーザダイオードアレイに適用した場合には、レーザの出力を大きくした場合であっても、レーザ出力や発信波長が安定する、出力効率が向上する、素子寿命が長くなる、等々の効果を奏するようになる。
【0053】
また、本発明に係る放熱装置によれば、第2受熱体の他方の表面に第3受熱体を積層接合するとともに、これら第2受熱体および第3受熱体との間に冷媒供給空所からの冷却液を導出するための冷媒排出空所を構成し、さらに第2受熱体に連通空所を設けることにより冷媒排出空所を通過する冷却液を第1受熱体に接触させるようにしているため、発熱体から第1受熱体に伝達された熱が、連通空所に対応する部位においても冷却液との間で熱交換が行われ、放熱効率が一層向上するようになる。
【0054】
また、本発明に係る放熱装置によれば、冷媒供給空所の内部において発熱体の設置箇所に対応した部位から導入口に向かう部位に該冷媒供給空所の外形形状に沿って複数の放熱フィンを延在させるようにしているため、また、本発明に係る放熱装置によれば、連通空所の内部に該連通空所の外形形状に沿って導出口に向かう複数の補助放熱フィンを延在させるようにしているため、いずれにおいても冷却液との接触面積が増大するようになり、上述した効果が一層顕著となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1である放熱装置を示した断面図である。
【図2】図1における II−II 線矢視図である。
【図3】(a)は図1における IIIa−IIIa 線矢視図、(b)は図1における IIIb−IIIb 線矢視図である。
【図4】(a)は図1における IVa−IVa 線矢視図、(b)は図1における IVb−IVb 線矢視図である。
【図5】本発明の実施の形態2である放熱装置を示した矢視図である。
【図6】図5における VI−VI 線矢視図である。
【図7】(a)は図5における VIIa−VIIa 線矢視図、(b)は図5における VIIb−VIIb 線矢視図である。
【図8】従来の放熱装置を示した断面図である。
【符号の説明】
10 上受熱体
10a 受熱面
20 中受熱体
21 冷媒供給凹所
22 導入連絡口
23 連絡通路
24 連通空所
25 冷媒供給空所
26 放熱フィン
30 下受熱体
31 冷媒排出凹所
32 ボス部
32a 導入口
32b 振分案内部
33 導出口
34 冷媒排出空所
35 副放熱フィン
40 冷却液供給管
41 冷却液排出管
120 中受熱体
121 冷媒供給凹所
122 導入連絡口
124 連通空所
125 冷媒供給空所
126 放熱フィン
127 補助放熱フィン
LD レーザダイオードアレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipation device, and more particularly to a heat dissipation device suitable for heat dissipation of a high-power laser diode array.
[0002]
[Prior art]
The heat generation density of the high-power laser diode array is as high as several tens to several hundreds W / cm 2 . However, the laser diode array has a small bottom surface of about 10 mm × 1 to 1.5 mm, and an air-cooling type heat dissipation device cannot expect sufficient heat dissipation.
[0003]
Therefore, as a device for radiating heat from the laser diode array, as shown in FIG. 8, the upper
[0004]
In this heat radiating device, if the coolant is supplied to one of the
[0005]
[Patent Document 1]
International Application Publication No. 00/11922 Pamphlet [0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the heat radiating device as described above, in order to reduce the pressure loss of the coolant, the refrigerant space 4 of the
[0007]
However, when the upper wall of the upper
[0008]
Of course, if the upper wall of the upper
[0009]
An object of this invention is to provide the thermal radiation apparatus which can aim at the improvement of the thermal radiation efficiency in view of the said situation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a heat dissipation device according to
[0011]
According to
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the heat dissipating device according to the first aspect , wherein the refrigerant is supplied from a portion corresponding to an installation location of the heating element to a portion facing the introduction port in the refrigerant supply space. A plurality of radiating fins are extended along the outer shape of the void .
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a heat radiating device according to the first or third aspect, wherein a plurality of auxiliary heat radiating fins are directed to the outlet along the outer shape of the communication space. It is characterized by extending .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of a heat dissipation device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0016]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a heat radiating device according to
[0017]
The upper
[0018]
The middle
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Further, the middle
[0024]
The lower
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The lead-out
[0029]
The lower
[0030]
In addition, the
[0031]
The upper
[0032]
When the laser diode array LD is radiated by applying this heat radiating device, the laser diode array LD is joined to an installation location provided in the upper
[0033]
After the coolant supplied to the
[0034]
During this time, the heat generated when the laser diode array LD is driven is transmitted to the upper
[0035]
Here, according to the heat radiating device, the upper
[0036]
Therefore, after the heat generated in the laser diode array LD is transferred to the upper
[0037]
In addition, since the pressure loss of the coolant in the
[0038]
Further, according to the heat dissipation device, since the
[0039]
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows a heat dissipation device according to the second embodiment of the present invention. The heat dissipating device exemplified here is for dissipating heat using the high-power laser diode array LD as a heating element, similar to the heat dissipating device shown in the first embodiment, and is different from the heat dissipating device of the first embodiment. Only the configuration of the heat receiving body (second heat receiving body) is different.
[0040]
That is, in the heat radiating device of the second embodiment, the plurality of
[0041]
As shown in FIGS. 6 and 7, the radiating
[0042]
The auxiliary
[0043]
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and detailed descriptions thereof are omitted.
[0044]
Also in this heat radiating device, the laser diode array LD is joined to the installation location provided in the upper
[0045]
Here, according to the heat radiating device, the upper
[0046]
Therefore, after the heat generated in the laser diode array LD is transferred to the upper
[0047]
Further, according to the above heat radiating device, since the
[0048]
As a result, even when the laser output is increased, the laser output and the transmission wavelength are stabilized, the output efficiency is improved, the element life is extended, and the effects of applying the heat dissipation device of the first embodiment are applied. It becomes even more prominent than.
[0049]
In the first and second embodiments described above, the apparatus for radiating the heat from the laser diode array LD is exemplified, but the present invention can also be applied to a device for radiating heat from other heating elements. .
[0050]
In the first and second embodiments described above, the
[0051]
Furthermore, in
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the heat radiating device of the present invention, a recess for forming at least a part of the refrigerant supply space is formed on one surface of the second heat receiving body. It becomes possible to reduce the pressure loss of the coolant as much as possible without increasing the thermal resistance along the surface direction of the first heat receiver . Furthermore, if the refrigerant supply space is formed only in the second heat receiving body as in the heat dissipation device according to the present invention, the thermal resistance along the surface direction of the first heat receiving body and the pressure loss of the coolant are further reduced. Therefore, after the heat from the heating element is transferred to the first heat receiving body , the heat spreads smoothly and widely along the surface direction, and heat exchange is efficiently performed with the coolant passing through the refrigerant supply space. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation efficiency. In particular, when applied to a laser diode array, even when the laser output is increased, the laser output and the transmission wavelength are stabilized, the output efficiency is improved, the element life is increased, and the like. It becomes like this.
[0053]
Moreover, according to the heat radiating device according to the present invention, the third heat receiving body is laminated and joined to the other surface of the second heat receiving body, and the refrigerant supply space is provided between the second heat receiving body and the third heat receiving body. A coolant discharge space for deriving the coolant is formed, and a communication space is provided in the second heat receiving body so that the coolant passing through the coolant discharge space is brought into contact with the first heat receiving body . Therefore, the heat transferred from the heating element to the first heat receiving body is heat exchanged with the cooling liquid even at the portion corresponding to the communication space, and the heat radiation efficiency is further improved.
[0054]
Further, according to the heat dissipating device of the present invention, a plurality of heat dissipating fins along the outer shape of the refrigerant supply cavity from the part corresponding to the installation location of the heating element to the introduction port inside the refrigerant supply cavity. Further, according to the heat dissipating device according to the present invention, a plurality of auxiliary heat dissipating fins extending toward the outlet along the outer shape of the communicating space are extended inside the communicating space. In any case, the contact area with the coolant increases in any case, and the above-described effects become more remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a heat dissipation device according to
FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG.
3A is a view taken along the line IIIa-IIIa in FIG. 1, and FIG. 3B is a view taken along the line IIIb-IIIb in FIG.
4A is a view taken along line IVa-IVa in FIG. 1, and FIG. 4B is a view taken along line IVb-IVb in FIG.
FIG. 5 is an arrow view showing a heat dissipation device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view taken along the line VI-VI in FIG. 5;
7A is a view taken along line VIIa-VIIa in FIG. 5, and FIG. 7B is a view taken along line VIIb-VIIb in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional heat dissipation device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第2受熱体の一方の表面において中央部から発熱体の設置箇所に対応した一方の端縁部に亘る部位に前記冷媒供給空所を構成するとともに、前記第2受熱体の他方の表面に第3受熱体を積層接合して成り、さらに、
前記第3受熱体の中央部に形成し、前記冷媒供給空所へ冷却液を導入するための導入口と、
前記第2受熱体および前記第3受熱体との間において前記導入口を避けた部位に構成し、前記第3受熱体において導入口よりも他方の端縁部側に位置する部位に冷却液の導出口を有する冷媒排出空所と、
前記第2受熱体の一方の端縁部に形成し、前記冷媒供給空所を通過した冷却液を前記冷媒排出空所に送出する連絡通路と、
前記第2受熱体において前記冷媒供給空所よりも他方の端縁部側に形成し、前記冷媒排出空所を通過する冷却液を第1受熱体の他方の表面に接触させるための連通空所と
を備えたことを特徴とする放熱装置。A first heat-receiving body having a heat-receiving surface on one surface is laminated and joined in such a manner that one surface faces the other surface of the first heat-receiving body, and a refrigerant supply space is formed between the first heat-receiving body and the first heat-receiving body. A heat dissipating device that dissipates heat from the heat generating body installed on the heat receiving surface by allowing the coolant to pass through the refrigerant supply space.
Thereby forming the refrigerant supply cavity to the site over the edge of the one corresponding to the installation location of the heat generating element from Oite central portion on one surface of the second heat receiving member, the other of the second heat receiving member It is formed by laminating and bonding a third heat receiver on the surface,
An inlet for introducing a coolant into the coolant supply space, formed in a central portion of the third heat receiver;
The second heat receiving body and the third heat receiving body are configured so as to avoid the introduction port, and the third heat receiving body has a coolant that is located on the other edge side of the introduction port. A refrigerant discharge space having an outlet,
A communication passage formed at one end edge of the second heat receiving body and sending the coolant that has passed through the refrigerant supply space to the refrigerant discharge space;
A communication space formed in the second heat receiving body on the other edge side of the refrigerant supply space and for contacting the coolant passing through the refrigerant discharge space with the other surface of the first heat receiving body. When
Radiating apparatus characterized by comprising a.
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