JPS6011832B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、冷蝶の沸騰によって冷却されるたとえばト
ランジスタ等の発熱体からなる電子回路部品の冷却装置
に関するものである。

第１図は従来のこの種冷却装置を示す断面図で、１は密
閉容器、２および３はこの密閉容器１内に封入された互
いに密度の異なる複数の第１と第２の液体で、下側の第
１の液体２の密度は、上側の第２の液体３の密度よりも
大きく、しかも、この両液体２，３の沸点は、下側の第
１の液体２のほうが低いものが用いられている。

４は上記第１と第２の液体２と３の境界面、５はたとえ
ぱトランジスタ等の電子回路部品からなる冷却すべき発
熱体、６は上記第２の液体３の上部に形成され、温度上
昇に伴なう上記両液体２，３の膨張を逃がすために設け
られた気相空間である。

以上のように機成された従来の冷却装置において、いま
、トランジスタ等の電子回路部品からなる発熱体５が発
熱を開始すると、発熱体５が接触している第１の液体２
内においては、第１図に示すように蒸気泡７が発生して
順次上昇する。

したがって、発熱体６の表面は、順次発生し、そして離
脱する上記蒸気泡７による第１の液体２の騒乱作用等に
よってきわめて効率よく冷却される。そして、上昇した
上記蒸気泡７は境界面４を突き抜けて上側の第２の液体
３内に侵入する。しかして、この第２の液体３は、密閉
容器１の外壁面を電動ファン（図示せず）等によって強
制冷却することにより、この密閉容器１の内壁面との間
において熱交換して冷却されているため、この第２の液
体３内に侵入した上記蒸気泡７は、この第２の液体３に
よって冷却され、第１図に示すように凝縮して液滴８と
なる。このように、第２の液体３内で凝縮した第１の液
体２、すなわち上記液滴８はその密度が第２の液体３の
密度よりも大きいため、自重により境界面４を突き抜け
て第１の液体２内に戻るが、このとき、この第２の液体
３の沸点は、第１の液体２の沸点よりも高いため沸騰は
おこらない。以ｒ述べたように、従来の冷却装置におい
て、発熱体５において発生した熱は、第１の液体２の蒸
気泡７となって上側の第２の液体３内に侵入し、ここで
凝縮されて第２の液体３内に放熱を行ない、第２の液体
３から密閉容器１の壁面を介して外部に放散するように
なされている。しかしながら、上述した従来の冷却装置
における第２の液体３内には、この第２の液体３内に侵
入して上昇する蒸気泡７と、凝縮下降する第１の液体２
の液滴８とが混在しているため、蒸気泡７による第２の
液体３の鷹乱効果が低下する欠点があった。すなわち、
第２の液体３から密閉容器１の内周壁面への熱伝達は、
主にその自然Ｓ対流現象によって行なわれるが、この自
然対流現象に、第２の液体３内を上昇する蒸気泡７によ
る上記騒乱効果が加わると、熱伝達率が著しく向上する
ことが明らかであるにもかかわらず、従釆のこの種冷却
装置においてはこの蒸気泡７の案内装置がないために第
２の液体３と密閉容器１の内周壁面との熱伝達効率が著
しく悪、かつた。この発明はかかる点に着目してなされ
たもので、第２の液体３内を上昇する蒸気泡７を、密閉
容器１の内壁面に沿って上昇させるように案内する案内
装置を設けて蒸気泡７の騒乱効果を有効に利用し、第２
の液体３と、密閉容器１の内周壁面との熱伝達効率を向
上させようとするものである。

すなわち、第２図はこの発明の一実施例を示すもので、
１は密閉容器、２および３はこの密閉容器１内に封入さ
れた互いに密度の異なる複数の第１と第２の液体で、下
側の第１の液体２の密度は、上側の第２の液体３の密度
よりも大きく、しかも、この両液体２，３の沸点は、下
側の第１の液体２のほうが低いものが用いられている。

４は上記第１と第２の液体２と３の境界面、５はたとえ
ばトランジスタ等の電子回路部品からなる発熱体、６は
上記第２の液体３の上部に形成され、温度上昇に伴なう
上記両液体２，３の膨張を逃がすために設けられた気相
空間、７は上記第１の液体２内において発生し、境界面
４を突き抜けて上側の第２の液体３内に侵入する蒸気泡
ト８は上記第２の液体３によって冷却され凝縮すること
によって形成された液滴である。９は上記密閉容器１内
において第１と第２の液体２，３に跨がり、この両液体
の境界面４に対応して配設されたカップ状の案内装置で
、この案内装置９の底面と周壁部には、液滴８は通過さ
せるが蒸気泡７は通過させない比較的径の小さい多数の
４・孔１０が形成されており、実際には金網、または多
孔板等が用いられており、このカップ状の案内装置９は
第１の液体２内において発熱体５の近傍で発生した蒸気
泡７を、密閉容器１の内周壁面に沿って集中的に上昇さ
せ、また、第２の液体３内において冷却されそして凝縮
により生成された液滴８を第１の液体２内に戻すために
設けられたものである。

以上述べたようにこの発明によれば、発熱体５を収容し
た密閉容器１内において、互いに密度と沸点の異なる第
１と第２の液体２，３に跨って、この両液体の境界面４
に対応して案内装置９を配設するようにしたので、上記
第１の液体２内において発熱体５の近傍で発生した蒸気
泡７は、密閉容器１の内周姿面に沿って集中的に上昇す
るように案内装置９によって案内されるため、第２の液
体３と、密閉容器１の内周壁面との熱伝達効率が著しく
向上する。

したがって、この種電子回路部品の冷却菱直の小形化が
計り得られるばかりでなく、電子回路部品からなる発熱
体５の異常温度上昇を抑えることができる優れた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置を示す断面図、第２図はこの発
明の一実施例を示す断面図である。 図面中、１は密閉容器、２は第１の液体、３は第２の液
体、４は境界面、５は発熱体、７は蒸気泡、８は液滴、
９は案内装置、１０‘ま小孔である。なお、図中同一符
号は同一または相当部分を示す。第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部所定位置に発熱体を収容した密閉容器内に、互
   いに密度と沸点の異なる第１と第２の液体を封入すると
   ともに、この両液中に跨って、これらの境界面に対応し
   て配設された案内装置を備え、この案内装置により、上
   記発熱体の近傍で発生した蒸気泡を密閉容器の内周壁面
   に沿って集中的に上昇させるようにしたことを特徴とす
   る冷却装置。 ２ 案内装置をコツプ状に形状し、この案内装置に、蒸
   気泡は通過しないが液滴を通過する多数の小孔を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却装
   置。