[发明专利]液冷式冷却器

说明书

液冷式冷却器(1)利用配置于散热片(2b、3b)之间的分隔构件(4)形成入口集管区域(6)和出口集管区域(9)。当将制冷剂向流入口(31)的流入方向设为Y方向，将与Y方向正交的方向设为X方向时，分隔构件(4)使在Y方向上流入到入口集管区域(6)的制冷剂一边由于分隔壁(43)而使行进方向弯曲一边向入口流路(7)引导，从而使穿过了集管区域(6)的制冷剂以基本相等的流速流入入口流路(7)的整个区域，进而在X方向上以均匀的流速流入散热区域(11)的一个侧面。由此，能在发热元件(50)的设置面上得到均匀的冷却效果。

技术领域

本发明涉及一种冷却发热元件的液冷式冷却器。

背景技术

功率半导体的SiC芯片等由于成本高，芯片尺寸的缩小必不可少。其结果是，由于发热密度增大会导致高温，因此通常使用冷却性能比现有的空冷式冷却器高的液冷式冷却器。

例如，在专利文献1中，公开了一种液冷式冷却器，该液冷式冷却器的流路为3层结构，在上层和下层配置散热片作为散热区域，将中层作为冷媒的出入口。在该现有例中，在散热区域的其他区域形成用分隔壁划分好的入口集管区域和出口集管区域，冷却液的流入口和流出口分别能在入口集管区域和出口集管区域的外侧面整个区域的任意部位设置。

此外，专利文献2公开了一种冷却器，包括：制冷剂导入流路，该制冷剂导入流路的制冷剂的导入口和排出口形成于水冷套的同一壁面，且该制冷剂导入流路从导入口延伸；制冷剂排出流路，该制冷剂排出流路与制冷剂导入流路并排配置并且向排出口延伸；以及冷却用流路，该冷却用流路配置有在将制冷剂导入流路和制冷剂排出流路连通的位置形成的散热器。在该现有例中，在制冷剂导入流路配置用于将制冷剂朝向散热器的一个侧面诱导的导向部，消除了向冷却用流路流入的制冷剂偏移地流动的偏流。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015-153799号公报

专利文献2：WO2012/147544号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1中，通过设置入口集管区域和出口集管区域，提高了冷却液的流入口和流出口的配置部位的自由度。然而，现有的液冷式冷却器通常受到管道布局的限制，并且通常会固定制冷剂的流入口和流出口的位置。因此，随着设置的发热元件增加，在制冷剂行进方向上扩大冷却器，从而确保发热元件的设置面。在这种情况下，由于发热元件在制冷剂的行进方向上排列，因此存在配置于流出口侧的发热元件正下方的制冷剂温度比流入口侧高的问题。

此外，伴随冷却器的扩大，冷却器内的流路的距离延长，进而由于成为压力损失的主要原因的翅片区域的穿过距离延伸，因此存在压力损失增大的问题。此外，当在散热区域的旁边设置流量调节用的集管，增大流路截面积时，冷却器的投影面积变大，存在冷却器大型化的问题。

在上述专利文献2中，由于制冷剂导入流路和配置有散热器的冷却用流路正交，因此即使冷却器在制冷剂行进方向上扩大，翅片区域的穿过距离也不会延伸。但是，由于制冷剂导入流路延伸，因此导向部的效果被削弱，难以将制冷剂朝向散热器的一个侧面无偏移地诱导。此外，如上述专利文献2所述，当用于弯曲制冷剂的行进方向的区域设于散热区域之外的部位时，冷却器的投影面积变大，无法避免大型化。

本发明公开了用于解决上述技术问题的技术，其目的在于提供一种液冷式冷却器，能抑制伴随发热元件的设置面的扩大带来的压力损失的增大和装置的大型化，并在设置面上得到均匀的冷却效果。

解决技术问题所采用的技术方案