沸腾式冷却器的制作方法

本发明涉及一种沸腾式冷却器，特别是涉及一种使制冷剂在使制冷剂沸腾的沸腾部与使气化后的制冷剂冷凝的冷凝部之间循环的沸腾式冷却器。

背景技术：

1、以往已知一种使制冷剂在沸腾部与冷凝部之间循环的沸腾式冷却器。这种沸腾式冷却器公开于例如日本特开平8-204075号公报及日本特开2005-101190号公报中。

2、在上述日本特开平8-204075号公报中公开了一种元件冷却器，该元件冷却器具备：蒸发部(沸腾部)，包括供元件(发热体)安装的中空面板；以及冷凝部，具有与蒸发部的上端开口连通的制冷剂通路。冷凝部具有用于冷却制冷剂通路内的制冷剂气体的空气通路。在元件冷却器中反复进行下述循环：安装于蒸发部的元件通过制冷剂的蒸发所致的气化潜热而被冷却，气化后的制冷剂气体在上部的冷凝部通过空气而被冷却，并释放冷凝潜热后液化而回到蒸发部。

3、在上述日本特开2005-101190号公报中公开了一种沸腾式冷却装置，该沸腾式冷却装置具备：板管，形成有朝上下方向延伸的第1制冷剂通路；管，与第1制冷剂通路平行地朝上下方向延伸；第1集水槽，使板管的上端与管的上端连通；第2集水槽，使板管的下端与管的下端连通。存在于第1制冷剂通路的液相制冷剂被安装于板管的中央运算装置加热而沸腾，变成气相制冷剂而填充第1集水槽内并在管内从上方侧向下方侧流动。气相制冷剂在管内被冷却风冷却而冷凝，并通过本身的重量向第2集水槽流动。制冷剂以第1制冷剂通路、第1集水槽、管、第2集水槽、第1制冷剂通路的顺序进行循环。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开平8-204075号公报

7、专利文献2：日本特开2005-101190号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、在此，在沸腾式冷却器中，由于沸腾部的内表面(特别是发热体的设置处的内表面)的制冷剂液体一旦干枯，基于气化潜热的冷却就会无法进行而造成发热体的冷却性能急剧降低，因此抑制沸腾部的内表面干枯很重要。

3、在上述日本特开平8-204075号公报中，由于制冷剂气体的朝向冷凝部的上方移动与冷凝后的制冷剂液体的朝向蒸发部的下方移动会在相同的路径(蒸发部的上端开口)进行，因此制冷剂的气化量一旦增大，制冷剂液体的下方移动就会被上升的制冷剂气体阻碍，造成蒸发部干枯而冷却性能变得容易降低。

4、另一方面，在上述日本特开2005-101190号公报中，由于制冷剂气体的移动路径与制冷剂液体的移动路径相异，因此制冷剂液体的移动被制冷剂气体阻碍的现象并不容易发生。然而，特别是在外部流体为低温的情况下，冷凝部内的制冷剂压力下降而制冷剂相对于热输入量的气化量容易增大。在上述日本特开2005-101190号公报中也存在下述课题：外部流体为制冷剂的气化量容易增大的低温时，一旦来自发热体的热输入量变多，则与制冷剂的气化量相比，冷凝返回的制冷剂液体量就会不足，造成沸腾部的内表面干枯而冷却性能急剧降低。

5、本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的1个目的在于提供一种即使外部流体为低温时，也能够抑制热输入量的增大所造成的冷却性能的急剧降低的沸腾式冷却器。

6、用于解决技术课题的手段

7、为了达成上述目的，基于本发明的沸腾式冷却器具备：沸腾部，包含收容制冷剂的收容空间、与收容空间相连的制冷剂气体出口、以及与收容空间相连的制冷剂液体入口，并通过与发热体的热交换使制冷剂沸腾；以及冷凝部，具有与制冷剂气体出口及制冷剂液体入口连通的制冷剂通路、以及设置于制冷剂通路与沸腾部之间且使外部流体流通的外部通路，并通过与外部流体的热交换使从制冷剂气体出口接收的制冷剂气体冷凝，而冷凝后的制冷剂液体会被送往制冷剂液体入口，沸腾部具有：第1壁部，供发热体安装；第2壁部，隔着收容空间与第1壁部相对向，并与外部通路邻接；以及导热部，通过收容空间而连接第1壁部与第2壁部。

8、在基于本发明的沸腾式冷却器中，如上所述，沸腾部包含收容制冷剂的收容空间、与收容空间相连的制冷剂气体出口、以及与收容空间相连的制冷剂液体入口。由此，能够使从沸腾部朝向冷凝部的制冷剂气体的移动路径与从冷凝部往沸腾部返回的制冷剂液体的移动路径相异，因此能够抑制制冷剂液体的移动被制冷剂气体阻碍。而且，沸腾部具有：第1壁部，供发热体安装；第2壁部，隔着收容空间与第1壁部相对向，并与外部通路邻接；以及导热部，通过收容空间而连接第1壁部与第2壁部。由此，能够利用通过导热部进行的导热，使从发热体被施加至第1壁部的热移动至第2壁部，并直接(不经由制冷剂)释放到流动于与第2壁部邻接的外部通路的外部流体。因此，即使发生了热输入量增大而造成制冷剂在沸腾部的内表面干枯的状况，也能够经由导热部将来自发热体的热直接释放到外部流体，因此能够抑制冷却性能的急剧降低。由于外部流体越是低温，直接释放到外部流体的热量越增大，因此在外部流体为低温时特别有效。而且，由于第2壁部、导热部及第1壁部通过与外部流体的热交换而被冷却，因此收容空间内的制冷剂气体因与第2壁部或导热部接触而部分地冷凝，可得到抑制制冷剂在沸腾部的内表面干枯的效果。这些的结果是，即使外部流体为低温时，也能够抑制热输入量的增大所造成的冷却性能的急剧降低。

9、在上述发明中，优选导热部在收容空间内沿从制冷剂液体入口朝向制冷剂气体出口的方向延伸，并且在收容空间设有多个。如果采用这种结构，则能够在朝向制冷剂气体出口的制冷剂气体的移动不会被导热部妨碍的状态下，有效地增大以导热部进行的热移动量。并且，由于能够使收容空间内的导热部的表面积增加，因此能够通过导热部与制冷剂气体的接触提高使制冷剂气体的一部分冷凝的效果。

10、此时，优选导热部由设置于收容空间内的分隔壁构成。如果采用这种结构，则能够以单纯的结构将导热部设置于收容空间，还能够使导热部作为用于确保沸腾部的机械强度的加强结构而发挥作用。

11、在上述导热部在收容空间内沿从制冷剂液体入口朝向制冷剂气体出口的方向延伸的结构中，优选导热部由设置于收容空间内的波状散热片构成。如果采用这种结构，则能够通过波状散热片更进一步地增大以导热部进行的热移动量。

12、在上述发明中，优选导热部被设置成遍及从收容空间内的制冷剂气体出口至制冷剂液体入口为止。如果采用这种结构，则由于导热部被设置成遍及收容空间的宽广范围，因此能够有效地增大以导热部进行的热移动量。并且，导热部中浸没在制冷剂液体的部分能够将制冷剂液体冷却并使其成为过冷状态，而可得到减少制冷剂气体的产生量的效果。导热部中与制冷剂气体接触的部分如上述那样可得到使制冷剂气体的一部分冷凝而抑制制冷剂干枯的效果。另外，过冷状态是指制冷剂温度处于比与沸腾部内的压力相应的饱和温度更低的温度的状态，在过冷状态下，制冷剂液体的气化并非在制冷剂液体整体中产生，而是在加热壁面附近局部地产生。

13、在上述发明中，优选制冷剂气体出口配置于收容空间的上部，制冷剂液体入口配置于收容空间的下部，在没有来自发热体的热输入的室温下的非运转状态中，以使制冷剂液体的液面位于制冷剂气体出口与制冷剂液体入口之间的高度位置的方式，在收容空间收容有制冷剂；在第1壁部的外表面设有：第1安装部，位于比非运转状态中的液面更靠下方且供发热体安装；以及第2安装部，位于比非运转状态中的液面更靠上方且供发热体安装。如果采用这种结构，则不只是配置于浸泡在制冷剂液体的位置的外表面的第1安装部，连配置于远离制冷剂液体的位置的外表面的第2安装部也能够冷却发热体。通常，在比液面更靠上方位置，会因第1壁部的内表面变成干枯状态而造成冷却性能降低，但在本发明中，可得到上述导热部的作用，并且可得到下述作用：制冷剂液体的一部分会伴随着沸腾的制冷剂气体的上升而从液面被往上方抬升，因此附着于收容空间中比液面更靠上方位置的内表面。这些的结果是，即使是比液面更靠上方的第2安装部也能够得到充分的冷却性能。

14、在上述发明中，优选制冷剂通路包含将制冷剂通路与外部通路分隔的分隔板、以及划分制冷剂通路的外周部的周壁，且包含在制冷剂通路的内部与分隔板及周壁一体化的波状散热片。如果采用这种结构，则通过将波状散热片设置于制冷剂通路内，能够提高通过制冷剂通路的制冷剂气体与通过外部通路的外部流体的热交换效率。

15、在上述发明中，优选冷凝部具有由平板状的第1层与平板状的第2层层叠而成的结构，该第1层构成制冷剂通路，该第2层包含使制冷剂通路与沸腾部连通的连接通路以及外部通路，冷凝部层叠于沸腾部的第2壁部并且与沸腾部一体化。如果采用这种结构，则将第2层、第1层依序层叠于沸腾部，并通过焊接等接合手法将层叠体一体化，由此能够构成沸腾式冷却器。由于沸腾式冷却器由单纯的层叠结构构成，因此能够容易地得到沸腾式冷却器。

16、在上述发明中，优选导热部构成为在收容空间内沿从制冷剂液体入口朝向制冷剂气体出口的方向延伸，并且将收容空间划分成多个通路部，

17、多个通路部包含：第1通路部，配置于隔着第1壁部与发热体的配置区域重叠的位置，且与制冷剂气体出口连通；以及第2通路部，与第1通路部邻接且与制冷剂液体入口连通，第1通路部的下部与第2通路部的下部互相连通。如果采用这种结构，则通过以导热部划分收容空间内，能够在收容空间内个别地设置使朝向冷凝部的制冷剂气体流通的第1通路部、以及使从冷凝部返回至沸腾部的制冷剂液体流通的第2通路部。在此，在制冷剂液体在制冷剂气体的移动路径的途中返回的情况下，有时会因制冷剂气体的流动与制冷剂液体的流动发生冲突而造成制冷剂的循环被妨碍。根据上述结构，能够将制冷剂气体的移动路径(第1通路部)与制冷剂液体的移动路径(第2通路部)分开，因此可顺利地进行制冷剂的循环。其结果，能够提高热交换效率。

18、此时，优选制冷剂液体入口设置于不朝第1通路部开口而是朝第2通路部开口的位置。如果采用这种结构，则能够将第2通路部构成为从冷凝部返回的制冷剂液体专用的通路。由于能够分离沸腾部内的制冷剂气体的移动路径(第1通路部)与制冷剂液体的移动路径(第2通路部)，因此能够防止制冷剂气体的流动与制冷剂液体的流动发生冲突。

19、在上述发明中，优选冷凝部包含多个制冷剂通路，导热部构成为在收容空间内沿从制冷剂液体入口朝向制冷剂气体出口的方向延伸，并且将收容空间划分成多个通路部，

20、上述发明进一步具备分配部，该分配部设置于沸腾部的收容空间的一部分或沸腾部的第2壁部，并使多个制冷剂通路中的每一个与多个通路部中的每一个互相连通。如果采用这种结构，则即使是收容空间内被划分成多个通路部的情况下，也能够通过设置分配部来进行制冷剂气体在多个通路部中的每一个与冷凝部内的多个制冷剂通路中的每一个之间的流通。由此，即使例如制冷剂气体的流通量在多个通路部之间产生差异的情况下，通过夹设分配部，也能够抑制制冷剂气体在多个制冷剂通路中的每一个中的流通量出现变动。其结果，能够有效地抑制沸腾式冷却器的动作中的热交换性能的变动。

21、发明效果

22、根据本发明，如上所述，即使外部流体为低温时，也能够抑制热输入量的增大所造成的冷却性能的急剧降低。