散熱裝置及利用該散熱裝置的冷卻單元的制作方法

專利名稱：散熱裝置及利用該散熱裝置的冷卻單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及冷卻由電子器件等構成的發熱體的散熱裝置，特別是， 涉及利用強制對流進行冷卻的結構的散熱裝置。另外，涉及連接這種 散熱裝置的冷卻單元。
背景技術：
在特開2002- 170915號公報(下面稱為現有技術)中，揭示了這 種現有的散熱裝置。這種現有的散熱裝置，配備有在內部形成流路、 同時在上述流路內設置傳熱促進體(翅片或紊流促進體等)的傳熱容 器，在該傳熱容器內形成冷卻流體的入口側空間和冷卻流體出口側空 間，通過使冷卻流體從入口側空間流向出口側空間，對基板進行冷卻， 冷卻安裝在該基板上的電子器件。冷卻流體的入口空間側和冷卻流體 的出口側空間，如現有技術的圖3所示，分設在傳熱容器的兩側的端 部，或者，如現有技術的圖2所示，相互分離地形成在傳熱容器的一 側的同一端部上。
專利文獻1:特開2002 - 170915號公才艮
在過去的散熱裝置中，由于冷卻流體的入口側空間和冷卻流體的 出口側空間分設在傳熱容器的兩側，所以，在冷卻流體的入口側空間 中的冷卻流體送入口和在冷卻流體的出口側空間中的冷卻流體送出口 的配置位置離開很遠，分別需要通向冷卻流體送入口的配管及通向冷 卻流體送出口的配管的空間，進而，分別需要在維修時進行流通管的 拆裝用的空間，所以，存在著整個冷卻系統的容積變大的問題。
另外，在上述結構的情況下，在將散熱裝置和泵或者風扇在管路 上串聯配置以便構成冷卻系統時，根據冷卻系統的不同，流通管的長 度不同，部件的通用化困難。另外，存在著流通管的長度變長、在冷 卻系統內產生的壓力損失增大、產生冷卻流體循環流量降低以及熱性
能惡化的問題。
另外，也可以在冷卻流體的入口側空間設置分配用集管，在冷卻 流體的出口側空間設置合流用集管，但是，這些分配用集管和匯合用 集管具有抑制在傳熱容器的流路內的偏流的作用，通常，各個集管的 流通截面面積比傳熱容器的流路內的截面面積大。因此，在傳熱容器 的兩端部形成集管的情況下，由于在傳熱容器的兩端部分別形成集管， 所以，存在著安裝在傳熱容器上的發熱體的周邊的可接近的面少、或 者在發熱體安裝部的背面產生無用空間的問題。
另外，在將冷卻流體的入口側部分及其出口側部分分離地配置在 傳熱容器的一側的情況下，由于傳熱容器內的流路變成長的串列流路， 所以，冷卻流體在通過傳熱容器的流路的過程中，從發熱體受熱而升 溫，與冷卻流體的流入部相比，流出部的冷卻流體的溫度高，所以， 存在著在發熱體安裝面內的溫度差變大的問題。另外，為了消除該問 題，在于傳熱容器內形成多個流路、從而形成并列流路的情況下，由
于各個流路交錯，或者形成多重u形轉彎部，所以，存在著散熱裝置
容積變大的問題。

發明內容
本發明是為了消除上述問題而做出的，其目的是提供一種可以使 冷卻系統緊湊的散熱裝置。另外，本發明的目的是提供一種均熱性優 異的散熱裝置。
另外，本發明的目的是提供一種緊湊并且均熱性優異的冷卻單元。
根據本發明的散熱裝置，配備有分配用集管，所述分配用集管 連接到冷卻流體送入口上；合流用集管，所述合流用集管連接到冷卻 流體送出口上，并與上述分配用集管并行鄰接配置；傳熱容器，所述 傳熱容器具有發熱體安裝面，同時，在內部具有連接到上述分配用集 管和上述合流用集管上的至少一個以上的流路。
另外，本發明的冷卻單元，配備有多個散熱裝置，所述多個散 熱裝置分別具有分配用集管、與上述分配用集管并行鄰接配置的合流 用集管、具有發熱體安裝面且在內部具有連接到上述分配用集管和上述合流用集管上的至少一個以上的流路的傳熱容器；將上述多個散熱 裝置各自的上述分配用集管之間連接起來的連接口 ；將上述多個散熱 裝置各自的的上述合流用集管之間連接起來的連接口；連接到上述多 個散熱裝置中的任何一個散熱裝置的上述分配用集管上的冷卻流體送 入口；以及，連接到上述多個散熱裝置中的任何一個散熱裝置的上述 合流用集管上的冷卻流體送出口 ，上述多個散熱裝置各自的上述傳熱 容器內的上述流路相互連通。
本發明的散熱裝置，由于分配用集管和合流用集管并行鄰接地配 置，所以，可以將冷卻系統制造得更緊湊，并且可以提供均熱性優異 的冷卻單元。 '
另外，通過將并列鄰接配置有分配用集管和合流用集管的多個散 熱裝置疊層起來，可以提供緊湊并且均熱性優異的冷卻單元。


圖1是表示根據本發明的實施形式1的散熱裝置的結構圖。
圖2是表示根據本發明的實施形式1的另外一種散熱裝置的結構圖。
圖3是表示根據本發明的實施形式1的傳熱促進體的透視圖。 圖4是表示根據本發明的實施形式1的另外一種傳熱促進體的透 視圖。
圖5是表示根據本發明的實施形式2的散熱裝置的結構圖。
圖6是表示根據本發明的實施形式2的另外一種散熱裝置的結構圖。
圖7是表示根據本發明的實施形式2的又一種散熱裝置的結構圖。
圖8是表示根據本發明的實施形式3的散熱裝置的結構圖。
圖9是表示根據本發明的實施形式3的另外一種散熱裝置的結構圖。
圖10是表示根據本發明的實施形式3的又一種散熱裝置的結構圖。
圖11是表示根據本發明的實施形式4的散熱裝置的結構圖。
圖12是表示根據本發明的實施形式4的另外一種散熱裝置的結構圖。
圖13是表示根據本發明的實施形式4的又一種散熱裝置的結構圖。
圖14是表示根據本發明的實施形式5的散熱裝置的結構圖。
圖15是表示根據本發明的實施形式5的另外一種散熱裝置的結構圖。
圖16是表示根據本發明的實施形式6的散熱裝置的結構圖。 圖17是表示根據本發明的實施形式6的整流結構體和傳熱促進體 的整體構造物的透視圖。
圖18是表示根據本發明的實施形式7的散熱裝置的結構圖。
圖19是表示根據本發明的實施形式7的另外一種散熱裝置的結構圖。
圖20是表示根據本發明的實施形式8的冷卻單元的圖示。
圖21是表示根據本發明的實施形式8的另外一種冷卻單元的圖示。
圖22是表示根據本發明的實施形式8的又一種冷卻單元的圖示。 符號說明
1:冷卻流體送入口， 2:分配用集管，3、 3A、 3B、 3C、 3D:流 路，3a:去路，3b:回路，3c: U型轉彎流路，4、 4A、 4B:傳熱容器 41、 42、 43:傳熱容器層，4a、 4b、 4c:容器構件，5:合流用集管， 6:冷卻流體送出口， 8、 8A、 8B、 8C、 8D:發熱體，9:冷卻流體， 10:隔壁，11:傳熱促進體，12:連接部，13:整流結構體，15:開 口， 16a、 16b、 16c、 16d:連接通路，18:混合流路，19:混合促進 體，20:上段通路，21:下端通路，22、 25:間隔板，23、 24:開口， 26:中段通路，27:彎曲流路，28:高發熱源，29:低發熱源，30: 固定用突起，32、 320、 321、 322:連接口， 3210:連接通路，100、 100a~100i:散熱裝置，101:流通管
具體實施例方式
實施形式l.
圖l是示意地表示根據本發明的實施形式l的散熱裝置的結構圖，
圖l(c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖l(a)是在圖l(c) 中的A-A線處的剖視圖，圖1 (b)是在圖1 (c)中的B-B線處的 剖視圖。另外，圖2是表示根據本發明的實施形式1的散熱裝置的另 外一種結構的圖示，圖2 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示， 圖2 (a)是在圖2(c)中的A-A線處的剖視圖，圖2 (b)是在圖2 (c)中的B-B線處的剖視圖。
在圖1、圖2中，散熱裝置100，構成對安裝在其上的發熱體8 進行冷卻的冷卻系統。該散熱裝置100由以下部分形成串列的流動通 路送入低溫的冷卻流體9的冷卻流體送入口 1;將送入的冷卻流體9 分流的分配用集管2;與設置在發熱體安裝面上的發熱體8熱結合、 在內部形成流路3的傳熱容器4;將從發熱體8吸收熱且變成高溫的 冷卻流體9合流的合流用集管5;以及將合流的冷卻流體9送出的冷 卻流體送出口 6。本實施形式1的分配用集管2和合流用集管5并行 鄰接配置在散熱裝置100的一側端部，具體地說，配置在其左側端部。 這些分配用集管2和合流用集管5，在圖1的結構中，在傳熱容器4 的厚度方向上下并行地配置，在傳熱容器4的厚度方向上相互鄰接、 重疊。另外，在圖2的結構中，相對于傳熱容器4的傳熱面，即，相 對于發熱體安裝面，鄰接并行配置在同一側，在與傳熱容器4的厚度 方向正交的方向上相互鄰接。在圖2的結構中，與圖l的結構相比， 散熱裝置100的厚度變薄，更加緊湊。另外，流路3由相互并列的兩 個流路3A、 3B構成，各流路3A、 3B是由U形轉彎流路3c將各個去 路3a和回路3b連接起來的結構，去路3a和回路3b形成經由構成隔 壁的中間板10上下重疊的雙層結構。分配用集管2分別與各個流路 3A、 3B的去路3a連通，另外，合流用集管5分別與各個流路3A、 3B的回路3b連通。另外，冷卻流體送入口 l設置在分配用集管2的 端部，冷卻流體送出口 6設置在合流用集管5的端部。作為冷卻對象 的發熱體8連接并安裝到傳熱容器4上，并且被熱結合。 通過利用流通管101將泵或者風扇連接到這樣構成的散熱裝置 100上，使冷卻流體9在散熱裝置100內流通，可以構筑將由發熱體8 產生的熱向周圍散出的冷卻系統、即開放型冷卻系統。
進而，通過利用流通管101將散熱裝置100與散熱器連接，進而 形成循環的流通環路，可以構筑循環型冷卻系統。另外，也可以在流 通環路的途中設置貯存器及過濾器。在這種情況下，冷卻流體9在流 通環路內循環，將由發熱體8產生的熱向散熱器輸送，從散熱器向周 圍散熱。
另外，也可以將上述實施形式中給出的結構的多個散熱裝置100 經由流通管101串列或者并列地連接，構成串列式冷卻單元或者并列 式冷卻單元。
另外，如圖1 (c)、圖2 (c)所示，在上述實施形式中，表示了 這樣的結構，即，流路3具有流路3A、 3B兩個流路，這些流路3A、 3B分別包含去路3a、 U型轉彎流路3c以及回路3b,分配用集管2和 合流用集管相互并列連接，但是，并不局限于這種結構，也可以用單 一的流路，或者將三個以上的流路并列地連接構成。
進而，對冷卻流體的流通方向沒有特定的限制，冷卻流體送入口 l和冷卻流體送出口6、分配用集管2和合流用集管5、以及流路3的 去路3a和回路3b的位置關系或作用也可以交換。
另外，如圖1 (c)、圖2 (c)所示，表示出發熱體8也包括兩個 發熱體8A、 8B，各個發熱體8A、 8B分別在對應于流路3A、 3B的位 置上安裝到傳熱容器4上，借助在各個流路3A、 3B內流動的冷卻流 體進行冷卻的結構，但是，沒有必要限定于這種結構，也可以制成一 個發熱體8對應于兩個以上的流路3進行配置，利用流過各個流路的 冷卻流體進行冷卻的結構。
進而，上述實施形式的散熱裝置100，所表示的是利用整體成形 體構成傳熱容器4和分配用集管2、合流用集管5的結構，但是，也 可以在將分配用集管2、合流用集管5和傳熱容器4分開制作之后， 將它們組裝成一體。另外，在制作傳熱容器4時，可以將頂板、中間
板、底板分開制作，也可以制成覆層材料的疊層結構。對于散熱裝置 的制造方法，或者分開的各個部件的制造方法以及各個部件的組裝方 法、即固定方法及密封方法等，沒有特定的限制。
其次，說明本實施形式的散熱裝置100的動作。在圖1中，從冷 卻流體送入口 1向分配用集管2送入的冷卻流體9、例如制冷劑，分 流到傳熱容器4內的兩個流路3A、 3B中。向傳熱容器4送入的冷卻 流體9，在各個流路3A、 3B中，通過去路3a (下段流路)，在散熱裝 置100的右端部的U型轉彎流路3c中進行U形轉彎，通過回路3b(上 段流路)，在合流用集管5中合流，流向冷卻流體送出口6。這時，與 發熱體8A、 8B直接接觸的傳熱容器4的回路3b的壁，即，設置有發 熱體8A、 8B的側壁，由于受熱而溫度上升，在回路3b內的冷卻流體 9與回路3b的壁之間產生溫度差，所以，從回路3b的壁向冷卻流體 9傳熱。其結果是，冷卻流體9升溫到高溫，被從冷卻流體送出口 6 送出。另一方面，由于回路3b中的冷卻流體9升溫到高溫，所以，回 路3b中的冷卻流體9與去路3a (下段流路)中的冷卻流體9相比， 溫度變高，因此，經由將去路3a和回路3b之間隔開的中間板10，從 回路3b中的冷卻流體9向去路3a中的冷卻流體9傳熱。其結果是， 去路3a中的冷卻流體9受熱，升溫到高溫，反之，由于回路3b中的 冷卻流體9被冷卻，所以，回路3b中的冷卻流體9的溫度上升幅度變 小，發熱體8A、 8B的安裝面內的溫度偏差變小，提高了均熱性。從 而，冷卻流體9依次流過冷卻流體送入口 1、分配用集管2、傳熱容器 4內的流路3A、 3B、合流用集管5及冷卻流體送出口 6，在通過流路 3A、 3B的期間，升溫至高溫，高溫的冷卻流體9被連續地送出。
一般地，在流路內流動的冷卻流體從傳熱容器的流路壁、特別是 從設置有發熱體一側受熱并升溫至高溫時，與上游側流路內的冷卻流 體相比，下游側流路內的冷卻流體的溫度變高。因此，與位于流路上 游側的發熱體安裝面相比，位于下游側的發熱體安裝面的溫度高，發 熱體安裝面內的溫度偏差大。例如，這在發熱體為電子設備的情況下， 由于該溫度偏差，會發生電學特性的起伏，會產生不能得到所希望的
功能的問題。另外，由于該溫度偏差，會產生電阻偏差，會產生引起 發熱量的偏差(局部發熱)或熱失控等問題。
與此相對，在本實施形式中，由于形成將流路3A、 3B折回的雙 層結構，經由中間板IO，于在去路3a內流動的冷卻流體9和在回路 3b內流動的冷卻流體9之間進行熱交換，所以，在去路3a和回路3b 中，內部的冷卻流體9的溫度變化幅度變小，所以，發熱體8安裝面 內的溫度偏差變小，提高了均熱性，可以抑制上述問題。
另外，在過去的散熱裝置中，如前面所述，由于冷卻流體送入口 和冷卻流體送出口分離開地設置，所以，裝入冷卻系統時的配管所需 的空間變大。另外，在為了在維修時能夠卸下而在流通管中途設置拆 裝用連接器的情況下，有必要分別確保用于進行拆裝作業的空間，冷 卻系統的容積變大。另外，作為現有的散熱裝置，還使用具有一連串 式的蛇行流路的散熱裝置，在這種情況下，也可以將冷卻流體送入口 和冷卻流體送出口鄰接配置，但是，在散熱裝置大、流路長度變長的 情況下，存在著壓力損失變大、冷卻流體的循環流量降低、熱特性惡 化的問題。另外，如前面所述，存在著由于冷卻流體的溫度上升而引 起的發熱體安裝面溫度偏差大的問題。進而，為了降低壓力損失，也 存在加大流路的冷卻部內的流路寬度、或者將流路部分制成并列流路 的情況，但是，在這種情況下，存在流路中容易產生偏流、發熱體安 裝面溫度偏差大的問題。
與此相對，在本實施形式中，由于通過將分配用集管2和合流用 集管5并行鄰接配置在散熱裝置100的一側，可以將冷卻流體送入口 l和冷卻流體送出口 6接近地配置，所以，可以將冷卻流體送入口 1 和冷卻流體送出口 6各自必需的上述空間公用化，可以將冷卻系統制 造得緊湊。
另外，在本實施形式中，由于將分配用集管2和合流用集管5并 列設置在散熱裝置100的一側，所以，向安裝在散熱裝置100上的發 熱體8、 8A、 8B的接近面大，可以更靈活地進行配線。
進而，如圖1 (c)、圖2 (c)所示，由于可以將冷卻流體送入口
1和冷卻流體送出口 6相互接近地設置在散熱裝置100的一個側面的 一個角部，所以，通過分配用集管2和合流用集管5的上方的配線也 可以容易地進行。
在圖1、圖2中，分配用集管2和合流用集管5，相對于流路3A、 3B的去路3a、回路3b的延長線而言，基本上垂直的方向作為長度方 向，從冷卻流體送入口 1沿著分配用集管2的長度方向送入冷卻流體 9。另外，冷卻流體沿著合流用集管5的長度方向，從冷卻流體送出口 6送出。特別是，由于在分配用集管2上，沿著其長度方向結合流路 3A、 3B各自的去路3a,所以，通過將冷卻流體沿著分配用集管2的 長度方向送入，可以將基本上均等的冷卻流體供應給各個流路3A、 3B 的去路3a。如果將冷卻流體沿著與分配用集管2的長度方向正交的方 向從一個部位送入，則冷卻流體集中到該送入部位附近的回路3a中， 不能將充分的冷卻流體供應給其它去路3a。
進而，在本實施形式中，由于可以很容易將流路部分制成相互獨 立的并列流路，所以，可以降低壓力損失，進而，不容易在流路中生 成偏流。
另外，在圖1、圖2中，以方塊的方式示意地表示出發熱體8A、 8B，但是，作為發熱體8A、 8B，例如，是加熱器、電子設備、電子 器件等的發熱源，以及將它們集成起來的發熱源，并且，從這些發熱 源進行熱輸送的設備的散熱部包含根據本發明的散熱裝置的熱交換器 等，只要是將熱施加到散熱裝置100上即可，其結構及尺寸沒有特定 的限制。
另外，發熱體8A、 8B通過錫焊或釬焊、進而通過壓接等固定到 傳熱容器4上，經由熱油脂等接觸熱阻降低劑(也包括片)進行熱連 接，只要可以將發熱體8A、 8B和冷卻流體9熱結合即可，其結構沒 有特定的限制。
另外，發熱體8可以在一個散熱裝置100上設置一個或者多個， 進而，可以設置在散熱裝置100的上面、下面或者兩個面上。
另外，在于散熱裝置100的兩個面上設置發熱體8的情況下，可
以按照用這些發熱體8夾持散熱裝置的方式進行固定。
如前面所述，傳熱容器4在內部形成有流路3A、 3B，起著冷卻 流體9的容納以及冷卻流體9流動的通路的作用，但是，也起著將發 熱體8A、 8B和冷卻流體9熱連接，或者將從發熱體8A、 8B傳來的 熱進行熱擴散、均熱化的作用。從而，為了促進從流路3A、 3B的壁 面向冷卻流體9的傳熱，也可以在流路3A、 3B內設置傳熱促進體11。 作為上述傳熱促進體ll，是指例如，兼有擴大傳熱表面面積的效果和 通過促進紊流提高熱傳導效果的翅片，例如，設置在流路壁上的大致 板狀、大致圓柱形等的突起、以及具有通過促進紊流來提高熱傳導效 果的紊流促進體，例如，設置在與發熱體安裝面對向的流路壁上的各 種形狀的突起、條帶、盤巻、圖3所示的內翅片、圖4所示的各種形 狀的突起、具有多個開口的基板等內插物等。
在流路上設置上述傳熱促進體11的情況下，可以將劃分成多個的 傳熱促進體鄰接設置，也可以保持任意間隙地設置多個傳熱促進體。 進而，在傳熱促進體與傳熱促進體之間的間隙中，也可以設置以加強 流路3A、 3B為主要目的的整流加強體。
整流加強體利用彈簧結構或者梁結構等對構成流路3A、 3B的上 下壁面進行加強，只要能夠確保流動通路并且抑制流路3A、 3B的上 下壁面的變形的話，其結構沒有繞特定的限制。另外，整流加強體有 時也起著冷卻流體9的混和及整流作用的功能。
中間板10具有進行去路3a內的冷卻流體9與回路3b內的冷卻流 體9之間的熱交換的作用，在中間板10的表面上，也可以設置和上述 傳熱促進體11具有同樣結構的傳熱促進體。
另夕卜，連接去路3a和回路3b的U形轉彎流路3c，可以是肘形(急 彎形)，也可以是彎曲形，只要起連接去路3a和回路3b的通路的作用， 其形狀和結構沒有特定的限制。
另外，傳熱容器4也可以用于固定發熱體8及其附帶的部件。進 而，也可以設置安裝到周圍設備、例如冷卻系統等上用的通孔、螺紋 孔等固定用具等。
另外，圖1所示的散熱裝置100，其發熱體8A、 8B為與傳熱容 器4的壁接觸的結構，即，間接冷卻結構，但是，如圖2所示，也可 以是將發熱體8A、 8B安裝到設于傳熱容器4上的開口 15上的結構， 即，直接冷卻結構。通過這樣做，由于發熱體8A、 8B的下表面直接 與冷卻流體9接觸，從發熱體8A、 8B直接向冷卻流體9傳熱，所以， 可以消除在間接冷卻中在發熱體8A、 8B和傳熱容器4的壁之間產生 的接觸熱阻，提高熱特性。另外，該開口 15也和發熱體8—樣，可以 在散熱裝置100中設置一個或者多個，可以設置的上面、下面或者兩 個面上。另外，為了易于進行發熱體8A、 8B的定位，也可以在上述 開口 15周圍的傳熱容器表面上設置圍繞該表面的或者斷續的定位用 突起或者凹部。
另外，作為上述直接冷卻結構中的傳熱容器4與發熱體8A、 8B 之間的固定方法，可以利用螺栓、螺母等工具固定，也可以利用板簧 等彈簧結構固定。另外，作為傳熱容器4與發熱體8A、 8B之間的密 封方法，可以利用熔敷、粘結等進行固定。另外，也可以利用密封墊 片或者0型環形成可以拆裝的結構，只要能夠防止冷卻流體9的泄漏、 將發熱體8A、 8B和冷卻流體9直接熱結合的話，其結構沒有特定的 限制。
分配用集管2具有將從冷卻流體送入口 1送入的冷卻流體9分流、 向流路3A、 3B引導的作用，進而，也具有抑制單一流路內的偏流、 或者多個并列流路3A、 3B之間的偏流的作用。另外，合流用集管5 具有將從流路3A、 3B流出的冷卻流體9引導向冷卻流體送出口 6的 作用，進而，和分配用集管2—樣，具有抑制單一流路內的偏流或者 多個并列流路3A、 3B之間的偏流的作用。
另外，在分配用集管2及合流用集管5內，也可以設置抑制流路 3A、 3B內的偏流用的整流結構體，例如，設置有多個孔的板、設置 有多個狹縫的板、網狀板、設置在集管壁上的突起、或者將上述中的 多種組合起來的構造等。特別是，為了將從流路3A、 3B流出的冷卻 流體9向合流用集管5內的下游方向、即向大致冷卻流體送出口 6的
方向改變其流出方向，也可以在合流用集管5的壁上設置彎曲的突起 (導向葉片)或者彎曲的流路。
另外，在圖1所示的散熱裝置100中，并列設置的分配用集管2 和合流用集管5相對于中間板10對稱地設置，各個集管2、 5的截面 相同，但是，各個集管2、 5的截面并不必須是相同的，也可以扁平率 不同、或者其中的某一個的截面面積大。另外，對截面形狀也沒有特 定的限制，可以是圓形、橢圓形、矩形等。
另外，在圖2所示的散熱裝置100中，并列設置的分配用集管2 和合流用集管5相對于中間板10而言設置在同一側。在這種情況下， 各個集管的截面形狀也可以是任意的，但是，如圖2所示，由分配用 集管2和合流用集管5構成的集管部的外框的高度優選是一定的，在 將配線板等向發熱體8A、 8B上安裝時，易于安裝。
冷卻流體送入口 l具有送入低溫的冷卻流體9的作用，另一方面， 冷卻流出送出口 6具有將高溫的冷卻流體9送出的作用。它們與流通 管101，例如圓管、矩形管、柔性管、軟管等連接，但是，在分配用 集管2的截面或者合流用集管5的截面是扁平的形狀的情況下，冷卻 流體送入口 1及冷卻流體送出口 6為扁平的形狀時，比較理想，與此 相伴，理想的是，流通管101是在與它們的連接部附近是順滑的扁平 連接的管。
另外，在圖1、圖2中，表示了將流通管101固定到冷卻流體送 入口 l及冷卻流體送出口 6上的結構，或者制成一個整體的結構物的 結構，但是，其結構沒有特定的限制，也可以采用固定帶有管接頭的 流通管的結構，或者利用O型環或者密封墊片，與流通管101或同樣 的散熱裝置100連接的結構。
另外，在圖1、圖2中，冷卻流體送入口 l及冷卻流體送出口 6 鄰接地設置在左角部的上側面上，但是，并不局限于這種結構，在構 成冷卻系統時，可以在鄰接的分配用集管2和合流用集管5的壁面上 適當地選擇配置位置。
作為構成散熱裝置IOO的材料，優選地由熱傳導率高的材料構成,
例如，可以由鋁、銅等金屬、或者以它們為主材料的復合材料等傳熱
性良好的材料構成。特別是，傳熱容器4的發熱體8A、 8B的安裝面、 流路3A、 3B的壁、以及中間板IO，由傳熱性良好的材料構成是更理 想的。另一方面，除此之外的部分也可以用同樣的金屬材料構成，但 是，從成形的容易程度、降低成本的角度出發，也可以用樹脂材料成 形。在傳熱容器4的一部分利用樹脂材料成形的情況下，也可以在其 表面的至少一部分上設置金屬板，例如，設置不銹鋼板等。
藉此，可以抑制由于樹脂材料隨著時間變化而引起的變形。特別 是，當借助發熱體8A、 8B或者其固定用工具和上述金屬板，以夾著 傳熱容器4的方式將其固定時，其效果更大。
另外，為了上述金屬板與冷卻流體9接觸，也可以使金屬板的一 部分暴露到流路3A、 3B中，借此，在作為發熱體8A、 8B設置有電 子設備等的情況下，容易進行絕緣耐壓試驗。
上述金屬板只要設置在傳熱容器4上即可，其尺寸和安裝方法沒 有特定的限制，可以用螺栓等固定工具進行固定，也可以通過蒸發、 熔敷、粘結等進行固定，另外，在金屬板的一部分暴露到流路3A、 3B 中的情況下，需要防止冷卻流體9從該暴露的部分泄漏的結構，可以 經由O型環或者密封墊片等使之緊密接觸。
冷卻流體9可以是蒸餾水、防凍液、油、液化二氧化碳、乙醇以 及氨等液體、或者空氣、氮氣等氣體。
實施形式2.
圖5是示意地表示根據本發明的實施形式2的散熱裝置的結構圖， 圖5 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖5 (a)是圖5 (c) 中的A-A線處的剖視圖，圖5 (b)是圖5 (c)中的B-B線處的剖 視圖。另外，圖6表示根據本發明的實施形式2的散熱裝置的另外一 種結構的圖示，圖6 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖6 (a)是圖6 (c)中的A-A線處的剖視圖，圖6 (b)是圖6 (c)中 的B-B線處的剖視圖。
在本實施形式2的散熱裝置100中，如圖5、圖6所示，形成在 傳熱容器4內的流路3由兩個流路3A、 3B構成，所述各個流路3A、 3B相互形成在同一個平面內，形成單一層的流路，即，單一流路平面。 即，在實施形式l中，沿著傳熱容器4的厚度方向形成各個流路3A、 3B的去路3a和回路3b，是在厚度方向上各個流路3A、 3B呈U形轉 彎的二層流路結構，但是，在本實施形式2中，各個流路3A、 3B形 成在傳熱容器4內的同一個平面內。各個流路3A、 3B分別具有在同 一個平面內的去路3a和回路3b，另外，利用形成在與去路3a、回路 3b相同的面內的U形轉彎流路3c構成轉彎。進而，分配用集管2和 合流用集管5，和實施形式l一樣，并行鄰接配置在散熱裝置100的 左側，但是，在本實施形式2中，分配用集管2和合流用集管5中的 任意一個集管，相對于配置有上述各個流路3A、 3B的單一流路平面 偏置地配置，利用連接通路將偏置配置的集管2、 5和上述各個流路 3A、 3B連接起來。分配用集管2分別與各個流路3A、 3B的去路3a 連通，另外，合流用集管5分別與各個流路3A、 3B的回路3b連通。
在圖5的結構中，分配用集管2和合流用集管5夾著配置有上述 各個流路3A、 3B的單一流路平面、在傳熱容器4的厚度方向上上下 配置。所述分配用集管2和合流用集管5兩者相對于配置有上述各個 流路3A、 3B的單一流路平面而言，在傳熱容器4的厚度方向上以規 定的間隔偏置地配置，分配用集管2借助連接到設于該集管2上的連 接口上的連接通路16a與各個流路3A、 3B的各個去路3a連通，另夕卜， 合流用集管5借助連接到設于該集管5上的連接口上的連接通路16b 與各個流路3A、 3B的各個回路3b連通。
在圖6的結構中，分配用集管2和合流用集管5相對于傳熱容器 4的傳熱面鄰接地配置在同一側。在這些集管2、 5中，配置在外側的 分配用集管2利用連接通路16c與形成在上述單一流路平面上的各個 流路3A、 3B的各個去路3a連接，另外，在集管2、 5中，配置在內 側、即配置在傳熱容器5側的合流用集管5相對于配置有上述流路3A、 3B的單一流路平面，在傳熱容器4的厚度方向上以規定的間隔偏置地 配置，借助連接到設于該合流用集管5上的連接口上的連接通路16d，
與各個流路3A、 3B的各個回路3b連通。
借此，傳熱容器4的厚度變薄，變得更加緊湊。另外，盡管是將 流路3A、 3B形成在單一流路平面內的結構，但是，也可以不使兩個 流路3A、 3B交錯，而是整齊地并列設置。
在圖6中，分配用集管2和合流用集管5以相對于流路3A、 3B 的去路3a、回路3b的延長線而言基本上垂直的方向作為長度方向， 從冷卻流體送入口 1沿著分配用集管2的長度方向送入冷卻流體9。 另外，將冷卻流體沿著合流用集管5的長度方向從冷卻流體送出口 6 送出。特別是，由于分配用集管2在其長度方向上結合了流路3A、 3B 各自的去路3a,所以，通過將冷卻流體沿著分配用集管2的長度方向 送入，可以向各個流路3A、 3B的去路3a供應基本上均等的冷卻流體。
另外，在本實施形式的結構中，在各個流路3A、 3B的每一個中， 與去路3a中的冷卻流體9相比，回路3b中的冷卻流體9變為高溫， 但是，由于可以將由去路3a、 U形轉彎流路3c和回路3b構成的一連 串多個流路3A、 3B鄰接并列設置，所以，傳熱容器4的傳熱容器4 或發熱體8A、 8B中的熱擴散有效地起作用，在發熱體8A、 8B的安 裝面內的溫度偏差小，提高均熱性。特別是，流路寬度小，在并列設 置更多個流路3A、 3B、 3C、...時，均熱性提高。另外，發熱體8A、 8B在對應于各個流路3A、 3B的位置固定到傳熱容器4上。
多個流路3A、 3B并列設置的做法，在圖5的結構中，以流路3A 的去路3a與流路3B的回路3b相互鄰接的方式按照適當的順序配置， 但是，也可以如圖6所示，以鄰接的流路3A、 3B的各自的去路3a相 互鄰接的方式將流路3A、 3B對稱地配置。另外，在圖6中，也可以 以鄰接的流路3A、 3B各自的回路3b相互鄰接的方式將流路3A、 3B 對稱地配置。這樣，對于流路3A、 3B的配置結構沒有限制。
進而，冷卻流體的流通方向沒有特定的限制，冷卻流體送入口 1 和冷卻流體送出口6、分配用集管2和合流用集管5、以及流路3A、 3B的去路3a和回路3b的位置關系或作用也可以交換。
進而，連接去路3a和回路3b的U形轉彎流路3c可以是肘形(急
彎形)，也可以是彎曲的形狀，其形狀沒有特定的限制。
另外，優選地，在U形轉彎流路3c中設置導向葉片，例如。抑 制偏流及分離流用的翼狀突起。
圖7是表示根據實施形式2的散熱裝置的又一種結構的結構圖， 圖7 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖7 (a)是圖7 (c) 中的A - A線剖視圖，圖7(b)是圖7(c)中的B-B線剖視圖。
在圖5及圖6的散熱裝置100中，各個集管2、 5安裝在傳熱容器 4的一側，但是，在圖7的散熱裝置100中，在傳熱容器4的大致中 央設置各個集管2、 5。在圖7的結構中，以并列設置的分配用集管2 及合流用集管5為中心，在它們的兩側設置翼狀的傳熱容器4A、 4B。 在傳熱容器4A上，在單一流路平面內形成兩個流路3A、 3B，另外， 在傳熱容器4B上，在同樣的單一流路平面內形成兩個流路3C、 3D。 各個流路3A、 3B、 3C、 3D分別具有去路3a、 U形轉彎流路3c和回 路3b。
通過這樣，在各個集管2、 5的兩側，可以設置傳熱容器4A、 4B、 即發熱體8A、 8B、 8C、 8D的安裝面，進而，可以更自由地配置發熱 體8A、 8B、 8C、 8D,并且，可以容易地接近發熱體8A、 8B、 8C、 8D，以便易于向其上配線等。在圖7的結構中，發熱體8A、 8B、 8C、 8D在分別對應于流路3A、 3B、 3C、 3D的位置固定到傳熱容器4A、 4B上。
另外，在圖7中，分配用集管2的連接口 D設置在標號D的位置， 合流用集管5的連接口 E設置在標號E的位置，兩個連接口相互鄰接 地設置。在分配用集管2上形成兩個連接口 D，它們與流路3A、 3B 各自的去路3a連通。在合流用集管5上也形成兩個連接口 E，它們與 流路3C、 3D各自的回路3b連通。流路3A的回路3b和流路3C的去 路3a由連接口 F相互連通，流路3A、 3C相互串聯地連接在分配用集 管2的連接口 D和合流用集管5的連接口 E之間。流路3B的回路3b 和流路3D的去路3a也由連通口 F相互連通，流路3B、 3D相互串聯 地連接在分配用集管2的連接口 D與合流用集管5的連接口 E之間。
在這種結構中，冷卻流體9從分配用集管2起在左側傳熱容器4A內 的流路3A、 3B中流通，通過集管2、 5的上部，在右側傳熱容器4B 內的流路3C、 3D中流通，向合流用集管5送出。
盡管圖中沒有示出，但也可以連接圖7所示的流路3A、 3C的流 路端部G而形成環形流路，另外，也可以連接流路3B、 3D的流路端 部G，形成環形流路。在這種情況下，分配用集管2的兩個連接口 D 設置在標號D的位置，合流用集管5的兩個連接口 H設置在標號H 的位置。通過這樣，從分配用集管2流入到環形流路內的冷卻流體9 被分流為左右兩路， 一路在左側傳熱容器4A內的流路3A、 3B和集 管2、 5的上部流通，向合流用集管5送出，另一路在集管2、 5的上 部和右側傳熱容器4B內的流路3C、 3D內流通，再向合流用集管5 送出，所以，流通長度變短，提高了流動性能，提高了包括均熱性在 內的熱特性。
另外，在圖7中，給出了傳熱容器4呈平板狀的例子，但是，并 不局限于這種結構，也可以是大致的V字形或者大致的U形，進而， 也可以是大致的口字形或者大致的O形(包括傳熱容器的兩端被結合 起來的情況)。
對于圖1 圖6，關于傳熱容器4的形狀，也可以是同樣的形狀。 實施形式3.
圖8是示意地表示根據本發明的實施形式3的散熱裝置的結構圖， 圖8 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖8 (a)是圖8 (c) 中的A-A線處的剖視圖，圖8 (b)是圖8 (c)中的B-B線處的剖 視圖。
根據實施形式3的散熱裝置100,設置將流路3A、 3B的中途的U 形轉彎流路3c相互連通的混合流路18。在將多個、例如兩個發熱體 8A、 8B設置在對應于流路3A、 3B的位置、各個發熱體8A、 8B的發 熱量不同的情況下，各個流路3A、 3B中的冷卻流體9的溫度上升幅 度不同。因此，在流路3A、 3B的途中，通過將在各個流路3A、 3B 中流動的冷卻流體9混合，冷卻流體9的溫度變得均勻。即，通過降
低冷卻流體9的最大溫度，再向流路3A、 3B送入混合的冷卻流體9， 提高了散熱裝置100內的均熱性，提高了熱特性。
在圖8的散熱裝置100中，列舉了利用混合流路18連接圖6的散 熱裝置100中的流路3A、 3B的U形轉彎流路3c的例子，在該混合流 路18中，在去路3a中升溫的冷卻流體9混合、被向回路3b送出。
另外，在圖8的散熱裝置100中，與圖6的散熱裝置100—樣， 分配用集管2借助連接流路16c與各個流路3A、 3B各自的去路3a連 通，另外，合流用集管5借助連接流路16d與各個流路3A、 3B各自 的回路3b連通。
另外，在混合流路18中，優選地，安裝混合促進體，例如，設置 有多個孔的板、設置有多個狹縫的板、網、扭轉帶、盤巻等的內插物、 設置在混合流路18的內壁上的突起、或者將前述多種構件組合而成的 結構。另外，混合促進體也可以和實施形式1中所述的整流加強體具 有相同的結構。
圖9是表示根據本發明的實施形式3的散熱裝置的另外的結構的 圖示，圖9 (e)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖9(a)是圖 9(e)中的A-A線處的剖視圖，圖9(b)是圖9(e)中的B-B線 處的剖視圖，圖9(c)是圖9(e)中的C-C線處的剖視圖，圖9(d) 是圖9 (e)中的D-D線處的剖視圖。
圖9所示的散熱裝置100，兩個流路3A、 3B各自的回路3b在傳 熱容器4的中央鄰接，通過在連接這些流路3A、 3B的各自的去路3b 的混合流路18內的側壁上設置突起、即混合促進體19，在混合流路 18內形成上段通路20和下段通路21。另一方面，在連接位于散熱裝 置100的兩端處的流路3A、 3B的各自的去路3a的混合流路18內， 設置用于將回路3b和去路3a間隔開的間隔板22，以各個去路3a與 上段通路20或者下段通路21中的一個連接的方式，在上述間隔板22 上設置開口 23。
借此，在散熱裝置100的流路3A、 3B各自的去路3a內流通的冷 卻流體9，從設置在各個間隔板22上的開口 23向混合流路18內的上
段通路20或者下段通路21流入，在與回路3b連接的混合流路18內 混合，混合后的冷卻流體9可以在流路3A、 3B各自的回路3b中流通。
另外，在圖9的散熱裝置100中，分配用集管2借助連接通路16c 與各個流路3A、 3B各自的去路3a連通，另外，合流用集管5借助連 接通路16d與各個流路3A、 3B各自的回路3b連通。
在圖8、圖9中，分配用集管2和合流用集管5，以相對于流路 3A、 3B的去路3a、回路3b的延長線基本上垂直的方向作為長度方向， 從冷卻流體送入口 1沿著分配用集管2的長度方向送入冷卻流體9。 另外，冷卻流體沿著合流用集管5的長度方向從冷卻流體送出口 6被 送出。特別是，在分配用集管2上，沿著其長度方向分別結合有流路 3A、 3B的各自的去路3a，所以，通過沿著分配用集管2的長度方向 送入冷卻流體，可以向各個流路3A、 3B各自的去路3a供應基本上均 等的冷卻流體。
另外，在圖9中，冷卻流體的流通方向沒有特定的限制，即使交 換冷卻流體送入口 1和冷卻流體送出口 6、分配用集管2和合流用集 管5、以及流路3A、 3B的去路3a和回路3b的位置關系或者作用， 也具有相同的效果。
圖10是表示根據本發明的實施形式3的散熱裝置的又一種結構的 圖示，圖10 (e)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖10(a)是 圖10 (e)中的A-A線處的剖視圖，圖10 (b)是圖10 (e)中的B -B線處的剖視圖，圖10 (c)是IO (e)中的C-C線處的剖視圖， 圖10 (d)是圖10 (e)中的D-D線處的剖視圖。
對于圖10所示的散熱裝置100,流路3A、 3B各自的回路3b在 傳熱容器4的中央鄰接，在與這些流路3A、 3B各自的回路3b連接的 混合流路18內，設置兩個設有多個開口 24的間隔板25,構成上段、 中段、下段三段流路。另一方面，在與位于傳熱容器4兩端的流路3A、 3B各自的去路3a相連接的混合流路18內，設置用于將回路3b和去 路3a間隔開的間隔板22，以各個去路3a連接到上段通路20或者下 段通路21中的一個上的方式，在該間隔板22上設置開口 23。在這種
情況下，在位于傳熱容器4兩端的流路3A、 3B各自的去路3a內流通 的冷卻流體9，可以從設于各個間隔板22上的開口 23向混合流路18 內的上段通路20或者下段通路21流入，分別從多個設置在間隔板25 上的開口 24向中段通路26流出，在與回路3b連接的混合流路18內 混合，混合后的冷卻流體9在各個流路3A、 3B各自的回路3b中流通。
另外，在圖9的散熱裝置100中，分配用集管2借助連接通路16c 與各個流路3A、 3B各自的去路3a連通，另外，合流用集管5借助連 接通路16d與各個流路3A、 3B各自的回路3b連通。
另外，在圖10中，對冷卻流體的流通方向沒有特定的限制，即使 冷卻流體送入口 l和冷卻流體送出口 6、分配用集管2和合流用集管5、 以及流路3A、 3B的去路3a和回路3b的位置關系或者作用交換，也 具有相同的效果。
另外，即使是在傳熱容器4上形成一個流路3的情況下，在流路 截面內冷卻流體的溫度分布大的情況下，也具有上述效果，另外，在 并列地設置三個以上的流路3的情況下，通過恰當地設置間隔板22 和開口 23，也獲得和圖9及圖10同樣的效果。
實施形式4.
圖11是示意地表示本發明的實施形式4的散熱裝置的結構圖，圖 11 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖11 (a)是從左方觀 察散熱裝置時看到的側視圖，圖11 (b)是圖11 (c)中B-B線處的 剖視圖。另外，圖12是示意地表示根據本發明的實施形式4的另外一 種散熱裝置的結構圖，圖12 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖 示，圖12 (a)是從左方觀察散熱裝置時看到的側視圖，圖12(b)是 圖12 (c)中的B-B線處的剖視圖。
根據本實施形式4的散熱裝置100，如圖11、圖12所示，在散熱 裝置100的左側，分配用集管2和合流用集管5相對于流路3A、 3B 的配置面相互偏置地并列設置，進而，左側、即外側的分配用集管2 比右側、即內側的合流用集管5的長度短。分配用集管2借助連接通 路16c與各個流路3A、 3B各自的去路3a連通，合流用集管5借助連
接通路16d與各個流路3A、 3B各自的回路3b連通。另外，在圖11 所示的散熱裝置100中，相對于分配用集管2形成兩個冷卻流體送入 口 1、 l，，另外，相對于合流用集管5形成兩個冷卻流體送出口 6、 6，， 為了能夠將流通管101連接到這些冷卻流體送入口 1、 l，和冷卻流體 送出口 6、 6，各自的其中一個上，根據設置情況，可以更靈活地進行 配管。在圖12所示的散熱裝置100中，將長度長的內側的合流用集管 5制成L狀，通過引導到散熱裝置100的左側端面，可以在散熱裝置 100的左側端面、即在與各個集管2、 5鄰接的方向正交的面上，設置 冷卻流體送入口 l和冷卻流體送出口 6，可以更靈活地進行配管，所 以，可以將冷卻系統制造得緊湊。另外，即使將圖12所示的散熱裝置 100的合流用集管5制成3字形，也獲得同樣的效果。
另外，如圖ll所示，在將多個在左側端部設置有流通管101的散 熱裝置100疊層制成堆疊結構、制成將所述多個散熱裝置100連接起 來的冷卻單元的情況下，可以將各個散熱裝置100的配管安裝位置統 一到左側上部或者下部，使冷卻系統更加緊湊。另外，在圖6、圖8、 圖9所示的散熱裝置100中，可以進行配管的面為四個面，而在本實 施形式中，左側面也能夠配管，能夠進行配管的面成為五個面，所以， 可以更靈活地進行配管。另外，在堆疊結構的情況下，只有左側面和 上面、下面三個面是能夠看到整個散熱裝置的面，在將各個散熱裝置 100連接到與上述各個散熱裝置100分離地設置的冷卻流體循環環路 中的分離型集管上的情況下，特別有效。
另外，在圖1~6、圖8~圖IO所示的各個散熱裝置100中，由于 和傳熱容器4的厚度相比，集管2、 5的厚度厚，所以，散熱裝置IOO 的兩個面的形狀不同，散熱裝置IOO具有方向性。從而，在同一個方 向上進行疊層的情況下，可以利用一種類型的散熱裝置IOO構成上述 結構，但是，在對向地疊層的情況下，必須利用冷卻流體送入口 l及 冷卻流體送出口 6的配置位置不同的兩種類型的散熱裝置100。但是， 如圖11、圖12所示，當在兩個集管2、 5的上下兩端部分別設置冷卻 流體送入口 1、 l，及冷卻流體送出口 6、 6，時，在對向地疊層的結構中，
成為冷卻流體送入口及冷卻流體送出口分別配置在堆疊結構的散熱裝
置100的左側的上部及下部的同一高度位置處的結構，所以，在進行
配管時，可以選擇上部或者下部的冷卻流體送入口和冷卻流體送出口 進行配管，通過利用隔水帽等(包括泄水閥)將未被選擇的一組冷卻 流體送入口和冷卻流體送出口密閉，可更加靈活地組合散熱裝置，構
成冷卻單元。對于圖1~6，圖8~10，同樣地，通過在上下兩端部分 別設置冷卻流體送入口 1、 l，及冷卻流體送出口 6、 6，，具有同樣的效 果。
另外，在圖11中，構成冷卻流體9以與分配用集管2和合流用集 管5正交地方式流入或流出的配管結構，冷卻流體向分配用集管2的 送入方向和向流路3A、 3B的送入方向相同，所以，將更多的冷卻流 體9向靠近分配用集管2內的冷卻流體9的送入部一方的流路3A或 者3B送入，有時會產生流路3A、 3B內以及各個流路3A、 3B之間的 偏流。因此，如圖13所示，在冷卻流體送入口 1與分配用集管2之間， 設置彎曲的流路27，當將冷卻流體9向分配用集管2的長度方向送入 時，即，向與流路3A、 3B中的冷卻流體的流通方向正交的方向送入 時，分配用集管2內的冷卻流體的流通方向與流路3A、 3B內的冷卻 流體的流通方向不同，所以，在各個流路3A、 3B的端部處的流動狀 態成為比較類似的狀態，可以抑制上述偏流。
在于外側設置合流用集管5的情況下，也可以在合流用集管5與 冷卻流體送出口 6的連接部設置彎曲的流路27。在這種情況下，沿著 合流用集管5的長度方向將冷卻流體9送出，可以從各個流路3A、 3B 的回路3b將基本上均等的冷卻流體送出。
實施形式5.
圖14是示意地表示根據本發明的實施形式5的散熱裝置的結構 圖，圖14 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示，圖14(a)是圖 14 (c)中的A-A線剖視圖，圖14 (b)是圖14 (c)中的B-B線
剖視圖。
實施形式5表示在將具有高發熱源28和低發熱源29的多個發熱體8配置在本發明的散熱裝置100上時的最佳配置例。作為高發熱密 度的典型的電子設備，有電源組件。電源組件，主要將IGBT和二極 管的兩個芯片配置在基板上，大多比較規則地配置成偶數列。因電源 組件的使用情況而異，但是，在大多數情況下，IGBT和二極管中的 一個發熱量更大，通常，為了將其中的一個高發熱源28的溫度保持在 允許溫度以下，利用散熱裝置100進行冷卻。在本實施形式中，不是 將發熱量比較大的熱源，而是將發熱流束大的熱源，即，單位面積的 發熱量大的熱源稱為高發熱源28。低發熱源29包括高發熱源28之外 的發熱源。
在圖14中，沿著流路3A、 3B各自的去路3a配置多個這樣的高 發熱源28，另外，沿著流路3A、 3B各自的回路3b配置多個低發熱 源29。
借助這種結構，低溫的冷卻流體9，在通過各個流路3A、 3B的 去路3a的過程中，主要從高發熱源28的列受熱、升溫。升溫的冷卻 流體9在U形轉彎流路3c處做U形轉彎，在通過各個流路3A、 3B 各自的去路3b的過程中，從低發熱源29的列受熱，進一步升溫，經 由合流用集管5從冷卻流體送出口 6將高溫度的冷卻流體9送出。從 而，利用溫度更低的冷卻流體9冷卻高發熱源8的列，利用在另一個 去路3a中流通的過程中受熱、升溫的冷卻流體9,冷卻低發熱源29 的列，所以，與利用去路或回路中的任何一個流路冷卻兩個熱源的情 況下相比，低發熱源29的列中的最大溫度上升，但是，高發熱源28 的列中的最大溫度降低，發熱體8中的溫度偏差變小，促進均熱性， 同時，降低最重要的高熱發熱源28的最大溫度，提高熱特性。
另外，在圖14的散熱裝置100中，分配用集管2借助連接通路 16c與各個流路3A、 3B各自的去路3a連通，另外，合流用集管5借 助連接通路16d與各個流路3A、 3B各自的回路3b連通。
另外，圖15是示意地表示根據本發明的實施形式5的另外一種散 熱裝置的結構圖，圖15 (c)是從上方觀察散熱裝置時看到的圖示， 圖15 (a)是圖15 (c)中的A-A線處的剖視圖，圖15 (b)是圖15
(c)中的B-B線處的剖視圖。圖15的散熱裝置100，在圖14的散 熱裝置100中，共同構成流路3A、 3B的去路3a，在具有高發熱源28 和低發熱源29的多個發熱體8中，沿著去路3a將包含多個高發熱源 28的主發熱源組配置成兩列，將包含多個低發熱源29的主發熱源的 周邊部以跨越去路3a和回路3b的方式配置成兩列。在圖14所示的散 熱裝置100中，兩個流路3A、 3B相互獨立地形成在同一平面上，然 而，在圖15的散熱裝置100中，將流路3A、 3B的去路3a通用化， 流路3A、 3B的去路3b分別經由U形轉彎流路3c與該通用化的去路 3a連通。在該圖15的散熱裝置100中，也獲得與圖14的散熱裝置100 同樣的效果。
另外，在圖14及圖15的散熱裝置100中，表示了在傳熱容器4 的中央設置高發熱源28的例子，但是，也可以在外側設置高發熱源 28，只要是主要利用去路3a冷卻高發熱源28或者主發熱源組，主要 利用回路3b冷卻低發熱源29或者主發熱源周邊部的結構即可。換句 話說，只要是利用去路3a冷卻最難滿足允許溫度的發熱源安裝部、利 用去路3b冷卻除此之外的部分的結構即可。
實施形式6.
圖16是示意地表示根據本發明的實施形式6的散熱裝置的結構 圖，圖16(b)是實施形式6的散熱裝置的側剖視圖，圖16(a)是圖 16 (b)中的A-A線處的剖視圖。另外，在圖16 (a)中，也一并表 示出傳熱促進體11及整流結構體13的透視圖。
如圖16所示，根據實施形式6的散熱裝置100，在發熱體安裝面 的正下方的流路3A、 3B的各個去路3a和回路3b內，分別設置與冷
11，同時，在上述傳熱促進體11的上游或者下游的至少一個中，與傳 熱促進體11隔開間隙地設置整流結構體13。例如，在安裝包含多個 IGBT等發熱源的發熱體、例如電源組件等的情況下，傳熱促進體ll 的長度為沿著去路3a、回路3b的每一個與位于上游側的發熱源和位 于最下游側的發熱源之間的傳熱面熱連接的流路的長度。另外，在傳
熱促進體11及整流結構體13的各個端部所處的流路3A、 3B的壁面 上，分別設置固定用突起30。
通過這樣，由于流路3A、 3B內的偏流;故整流結構體13整流，均 流化了的冷卻流體9通過傳熱促進體11，所以，有效地從發熱體8向 冷卻流體9傳熱，提高了熱傳導特性。另外，可以抑制冷卻流體的偏 流或者隨著剝離產生的熱點。
另外，在圖16的散熱裝置100中，分配用集管2借助連接通路 16c與各個流路3A、 3B各自的去路3a連通，另外，合流用集管5借 助連接通路16d與各個流路3A、 3B各自的回路3b連通。
在圖16的散熱裝置100中，在流路3A、 3B的壁面上設置固定用 突起30，但是，也可以在流路3A、 3B的壁面上設置可以安裝傳熱促 進體11及整流結構體13的固定用凹部。
另外，關于在實施形式1中所述的整流加強體，也可以利用同樣 的固定用突起30或者固定用凹部固定到流路中。
另外，傳熱促進體ll,也可以是在該冷卻流體的流通方向上的長 度比發熱體安裝長度長的傳熱促進體，但是，在這種情況下，發熱體 周邊部會被過分冷卻，發熱體安裝面內的溫度偏差變大。另外，壓力 損失增大，流體特性及傳熱特性惡化。但是，在本實施形式中，設置 傳熱促進體11，所述傳熱促進體11的長度與流通方向的發熱體安裝 長度基本上相同，即，在圖16中，比發熱體安裝長度稍短，同時，通 過與傳熱促進體11隔開間隙，并在與發熱體基本上不熱連接的部分設 置整流結構體13，可以借助整流結構體13抑制偏流，同時，消除上 述冷卻過度的部分，縮小發熱體安裝面內的溫度偏差，提高均熱性。
另外，該傳熱促進體11與整流結構體13的間隙的長度，優選為 整流結構體13內的水壓等效直徑的2倍以上的長度，利用上述長度， 獲得整流效果。進而，上述間隙的長度為上述水壓等效直徑的5倍以 上的長度時，其效果更大。
另外，在作為傳熱促進體ll采用內裝物的情況下，如圖16所示， 通過設置固定用突起30或者固定用凹部，正確地進行傳熱促進體11
及整流結構體13的定位，并且，制作作業也變得容易。
另外，如圖17所示，也可以采用利用連接部12連接整流結構體
13和傳熱促進體11的整體結構物。 實施形式7,
圖18是示意地表示根據本發明的實施形式7的散熱裝置的透視 圖。另外，圖19是示意地表示根據本發明的實施形式7的另外一種散 熱裝置的透視圖。
根據本實施形式7的散熱裝置，如圖18所示，成形為以傳熱容器 4具有大致S形截面的方式折回的結構，傳熱容器4具有三個平坦的 傳熱容器層41、 42、 43。在所述傳熱容器4的三個傳熱容器層41、 42、 43的每一個上，分別設置發熱體8A、 8B、 8C。通過這樣，可以提供 冷卻多個發熱體8A、 8B、 8C的緊湊的散熱裝置。另外，傳熱容器層 41、 42、 43分別與實施形式1~4的傳熱容器4同樣地構成。
另外，圖19表示，將上述截面為大致S形的傳熱容器4分割成多 個容器構件4a、 4b、 4c，將分割的容器構件4a、 4b、 4c相互連接構 成的散熱裝置或者冷卻單元；通過將傳熱容器4分割，制作變得容易。 容器構件4a、 4b、 4c分別具有傳熱容器層41、 42、 43。
另外，發熱體8A、 8B、 8C，可以只被從一面冷卻，也可以被從 兩面,皮冷卻。
另外，在本實施形式中，優選地，傳熱容器4由具有柔性的材料 構成。即，將傳熱容器4的鄰接的傳熱容器層41、 42、 43的間隔加寬 一些，安裝發熱體8A、 8B、 8C，之后，通過將它們全部夾在一起， 可以提高發熱體8A、 8B、 8C和傳熱容器層41、 42、 43之間的熱接 觸。另外，在傳熱容器4上設置實施形式1中所述的開口 15的情況下， 可以提高流路3A、 3B的氣密性。進而，在將傳熱容器4分割的情況 下，可以容易地進行分割的傳熱容器4a、 4b、 4c之間的連接。
在圖18及圖19所示的上述實施形式7中，表示的是將傳熱容器 4制成截面S形的情況，但是，也可以制成大致U字形或者大致W形 等大致波浪狀的折回結構，只要是將發熱體夾在折回的層之間的結構 即可，對于其它結構沒有特定的限制。
實施形式8.
圖20是示意地表示根據本發明的實施形式8的冷卻單元的圖示， 是每個結構部件的圖示。圖20 (A)表示上段散熱裝置100a，圖20 (B)表示中段散熱裝置100b，圖20 (C)表示下段散熱裝置100c， 將這些散熱裝置100a、 100b、 100c三段重疊，形成冷卻單元。另外， 在圖20 (A) (B) (C)的每一個中，圖(c)是從上方觀察各段的散 熱裝置時看到的圖示，圖(b)是圖(a)中的A-A線剖視圖，圖(c) 是圖(a)中的B-B線剖視圖。
圖20 (C)所示的下段散熱裝置100c,例如，相對于和實施形式 2的圖6所示具有同樣的結構的散熱裝置而言，在分配用集管2和合 流用集管5的上面、即和中段的散熱裝置100b的疊層面上，設置連接 口 32。圖20 (B)所示的中段散熱裝置100b，例如，相對于和實施形 式2的圖6所示具有同樣結構的散熱裝置而言，沒有冷卻流體送入口 l及冷卻流體送出口 6，在分配用集管2和合流用集管5的上下面、即 和上下段的散熱裝置100a、 100c的疊層面上，設置連接口 32。圖20 (A)所示的上段散熱裝置100a,例如，相對于和實施形式2的圖6 所示具有同樣結構的散熱裝置而言，沒有冷卻流體送入口 l及冷卻流 體送出口6，在分配用集管2和合流用集管5的下面、即與中段的散 熱裝置100b的疊層面上，設置連接口 32。本實施形式8的圖20所示 的冷卻單元，通過將上述結構的散熱裝置100a、 100b、 100c三段重疊， 各個散熱裝置100a、 100b、 100c的流路3A、 3B以經由連接口32相 互并列的方式構成。
另外，在各個散熱裝置100a、 100b、 100c中，分配用集管2借助 連接通路16c與各個流路3A、 3B的去路3a連通，合流用集管5借助 連接通路16d與各個流路3A、 3B的回路3b連通。
圖21是示意地表示根據本發明的實施形式8的另外一種冷卻單元 的圖示，是每個結構部件的圖示。圖21(A)表示上段散熱裝置100d， 圖21(B)表示中段散熱裝置100e，圖21(C)表示下段散熱裝置100f，
將這些散熱裝置100d、 100e、 100f三段重疊，形成冷卻單元。另外， 在各圖21 (A) (B) (C)中，圖(c)是從上方觀察各段散熱裝置時 看到的圖示，圖(a)是圖(c)中的A-A線處的剖視圖，圖(b)是 圖(c)中的B-B線處的剖視圖。
圖21 (C)所示的下段散熱裝置100f，在分配用集管2的端部設 置冷卻流體送入口 1,在合流用集管5的上面、即和中段的散熱裝置 100e的疊層面上，設置連接口 320，同時，與上述合流用集管5分離 地將在散熱裝置的上面、即和中段的散熱裝置100e的疊層面上設置的 連接口 321和冷卻流體送出口 6連通。在該下段散熱裝置100f中，如 圖21(C)所示，將冷卻流體送入口 l設置在集管2的上端面上，但 是，也可以將該冷卻流體送入口 l設置在與之相反側的端面上。另夕卜， 該下段的散熱裝置100f的分配用集管2借助連接通路16c與各個流路 3A、 3B的去路3a連通，另外，合流用集管5借助連接通路16d與各 個流路3A、 3B的回路3b連通。
圖21 (B)所示的中段散熱裝置100e,沒有冷卻流體送入口 l及 冷卻流體送出口6，在分配用集管2的下面、即與下段散熱裝置100f 的疊層面上，設置連接口 320，同時，在合流用集管5的上面、即與 上段散熱裝置100d的疊層面上，設置連接口 322，進而，與上述分配 用集管2及合流用集管5分離地設置連接通路3210，所述連接通路 3210連接下段散熱裝置100f的連接口 321和上段散熱裝置100d的連 接口 321。另外，該中段散熱裝置100e的分配用集管2借助連接通路 16c與各個流路3A、 3B的去路3a連通，另外，合流用集管5借助連 接通路16d與各個流路3A、 3B的去路3b連通。
圖21 (A)所示的上段散熱裝置100d，沒有冷卻流體送入口 l及 冷卻流體送出口6，在分配用集管2的下面、即和中段散熱裝置100e 的疊層面上，設置連接口 322，同時，在合流用集管5的下面、即和 中段散熱裝置100e的疊層面上，設置連接口 321。另外，在上段散熱 裝置100d的分配用集管2借助連接通路16c與各個流路3A、 3B的去 路3a連通，合流用集管5借助連接通路16d與各個流路3A、 3B的回
路3b連通。
圖21所示的冷卻單元，將上述結構的散熱裝置100d、 100e、 100f 三段重疊，以各個散熱裝置100d、 100e、 100f的流路3A、 3B串列的 方式構成。
圖22是示意地表示根據本發明的實施形式8的又一種冷卻單元的 圖示，是每個結構部件的圖示。圖22 (A)表示上段散熱裝置100g, 圖22(B)表示中段散熱裝置100h，圖22(C)表示下段散熱裝置100i， 將這些散熱裝置100g、 100h、 100i三段重疊，形成冷卻單元。
另外，在圖22 (A) (B) (B)中，圖(c)是從上方觀察各個散 熱裝置時看到的圖示，圖(a)是圖(c)中的A-A線處的剖視圖， 圖(b)是圖(c)中的B-B線處的剖視圖。
圖22 (C)所示的下段散熱裝置100i，沒有冷卻流體送出口 6， 在分配用集管2的端部設置冷卻流體送入口 1，在合流用集管5的上 面、即與中段散熱裝置100h的疊層面上，設置連接口 32。另外，該 下段散熱裝置100i的分配用集管2借助連接通路16c與各個流路3A、 3B的去路3a連通，并且，合流用集管5借助連接通路16d與各個流 路3A、 3B的回路3b連通。
圖22 (B)所示的中段散熱裝置100h,沒有冷卻流體送入口 l及 冷卻流體送出口 6,在分配用集管2的下面、即和下段散熱裝置100i 的疊層面上，以及在合流用集管5的上面、即和上段散熱裝置100g 的疊層面上，設置連接口 32。另外，該中段散熱裝置100h的分配用 集管2借助連接通路16c與各個流路3A、 3B的去路3a連通，并且， 合流用集管5借助連接通路16d與各個流路3A、 3B的回路3b連通。
圖22 ( A)所示的上段散熱裝置100g，沒有冷卻流體送入口 1， 在分配用集管2的下面、即與中段散熱裝置100h的疊層面上，設置連 接口 32,在合流用集管5的端部設置冷卻流體送出口 6。另外，該上 段散熱裝置100g的分配用集管2借助連接通路16c與各個流路3A、 3B的去路3a連通，并且，合流用集管5借助連接通路16d與各個流 路3A、 3B的回路3b連通。
圖22所示的冷卻單元，將上述結構的散熱裝置lOOg、 lOOh、 lOOi 三段重疊，以各個散熱裝置100g、 100h、 100i的流路3A、 3B串列的 方式構成。
借此，可以容易地將多個散熱裝置疊層，可以提供緊湊的冷卻單元。
另外，上述連接口 32、 320、 321、 322,只要將連接口彼此連接、 使冷卻流體9流通即可，其結構及連接方法沒有特定的限制。例如， 可以將兩個連接口直接固定結合，或者經由O型環、密封墊片等連接， 也可以經由流通管(包括彎管接頭、肘形管)進行連接。
進而，在上述實施形式中，列舉了在集管2、 5的上面或者下面配 置連接口 32的例子，但是，其結構并不特別限定于此，也可以在集管 2、 5的側壁上設置連接口，借助U形彎管接頭，將各個散熱裝置的流 路3A、 3B串列地或者并列地將連接口之間連通，形成冷卻單元。
另外，在上述實施形式中，利用將多個散熱裝置疊層的堆疊結構 的例子進行了說明，但是，也可以在任意的面內配置多個散熱裝置， 將它們相互連接起來。
另外，也可以將集管2、 5對向，在任意的面內配置多個散熱裝置， 將它們相互連接起來，只要是使將多個散熱裝置組合起來構成的冷卻 單元即可，對其集成結構沒有特定的限制。
另外，對各個散熱裝置的安裝方法沒有特定的限制，可以利用固 定用工具(螺栓、螺母等)將它們分別連接起來，另外，也可以安裝 到框架等上。
另外，在散熱裝置的至少四個角部中的任何一個上，設置與另外 的散熱裝置接觸的突起，抑制散熱裝置的變形。
進而，在利用樹脂成形散熱裝置的一部分的情況下，由于結構上 的強度降低，所以，例如，可以在將多個散熱裝置疊層的冷卻單元中， 在兩端的散熱裝置的外側設置固定用板，由輥固定用板夾著冷卻單元， 固定冷卻單元。
另外，在上述各個實施形式中，各個結構部件的截面形狀、流路
形狀、相對的大小等，始終是例子，并不局限于這里的描述。
權利要求
1.一種散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置配備有分配用集管，所述分配用集管連接到冷卻流體送入口上；合流用集管，所述合流用集管連接到冷卻流體送出口上，并且與上述分配用集管并行鄰接配置；傳熱容器，所述傳熱容器具有發熱體安裝面，同時，在內部具有連接到上述分配用集管和上述合流用集管上的至少一個以上的流路。
2. 如權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，上述傳熱容器內 的流路包括連接到上述分配用集管上的去路和連接到上述合流用集管 上的回路，上述去路和上述回路是經由隔壁沿著垂直于上述傳熱容器 的發熱體安裝面的方向重疊的雙層結構。
3. 如權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，上述傳熱容器內 的流路包括連接到上述分配用集管上的去路和連接到上述合流用集管 上的回路，上述去路和上述回路配置在沿著上述傳熱容器的發熱體安 裝面的同一個面內，同時，上述分配用集管和上述合流用集管中的至 少一個相對于上述傳熱容器內的流路面偏置地配置，該偏置地配置的 集管和上述傳熱容器內的流路由連接通路連接起來。
4. 如權利要求1~3中任何一項所述的散熱裝置，其特征在于，在 上述傳熱容器的發熱體安裝面上設置開口 ，利用發熱體將上述開口堵 塞。
5. 如權利要求1~3中任何一項所述的散熱裝置，其特征在于，上 述傳熱容器內的流路包括連接到上述分配用集管上的多個去路和連接 到上述合流用集管上的多個回路，進而，包括連接上述多個去路和上 述多個回路的混和通路。
6. 如權利要求1~3中任何一項所述的散熱裝置，其特征在于，使 上述分配用集管和上述合流用集管中的一個的長度比另一個的長度 短，在與將上述各個集管鄰接配置的方向垂直的面上，設置上述冷卻 流體送入口和上述冷卻流體送出口 。
7. 如權利要求1、 2、 3、 6中任何一項所述的散熱裝置，其特征在 于，沿著上述分配用集管的長度方向送入冷卻流體。
8. 如權利要求7所述的散熱裝置，其特征在于，冷卻流體沿著上 述合流用集管的長度方向流出。
9. 如權利要求1~3中任何一項所述的散熱裝置，其特征在于，在 上述流路內設置傳熱促進體，另外，在上述傳熱促進體的上游和下游 中的至少一個上，與上述傳熱促進體隔開間隙地設置整流結構體。
10. 如權利要求1~3中任何一項所述的散熱裝置，其特征在于， 上述傳熱容器是具有多個傳熱容器層的折回結構，將發熱體夾在鄰接 的兩個傳熱容器層之間。
11. 一種冷卻單元，其特征在于，所述冷卻單元包括 多個散熱裝置，所述多個散熱裝置分別具有分配用集管；合流用集管，所述合流用集管與上述分配用集管并行鄰接配置；傳熱容器， 所述傳熱容器具有發熱體安裝面，同時，在內部具有連接到上述分配 用集管和上述合流用集管上的至少一個以上的流路，將上述多個散熱裝置的各自的上述分配用集管之間連接起來的連 接口，將上述多個散熱裝置的各自的上述合流用集管之間連接起來的連 接口，連接到上述多個散熱裝置中的任意一個散熱裝置的上述分配用集 管上的冷卻流體送入口 ，連接到上述多個散熱裝置中的任意一個散熱裝置的上述合流用集 管上的冷卻流體送出口，上述多個散熱裝置的各自的上述傳熱容器內的上述流路相互連通。
全文摘要
本發明的課題是提供一種將冷卻系統制造得緊湊、并且均熱性優異的散熱裝置。并且提供緊湊而且均熱性優異的冷卻單元。其解決方案為由下述部分構成散熱裝置(100)連接到冷卻流體送入口(1)上的分配用集管(2)，連接到冷卻流體送出口(6)上、與分配用集管(2)并列鄰接配置的合流用集管(5)，以及具有發熱體安裝面、同時在內部具有連接到分配用集管(2)和合流用集管(5)上的流路(3)的傳熱容器(4)。
文檔編號H05K7/20GK101099237SQ200680001518
公開日2008年1月2日 申請日期2006年1月11日 優先權日2005年1月14日
發明者一法師茂俊, 東矢和義, 岡山秀夫, 山田晃, 村端章浩, 田中毅 申請人:三菱電機株式會社