[go: up one dir, main page]

WO1999039145A1 - Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device - Google Patents

Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device Download PDF

Info

Publication number
WO1999039145A1
WO1999039145A1 PCT/JP1998/000395 JP9800395W WO9939145A1 WO 1999039145 A1 WO1999039145 A1 WO 1999039145A1 JP 9800395 W JP9800395 W JP 9800395W WO 9939145 A1 WO9939145 A1 WO 9939145A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
heat pipe
cooling plate
cooling device
type cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1998/000395
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuyoshi Hasegawa
Toshio Takasaki
Hisashi Kondo
Osamu Suzuki
Yasuhiro Hara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to CNB988133660A priority Critical patent/CN1175239C/zh
Priority to PCT/JP1998/000395 priority patent/WO1999039145A1/ja
Priority to KR1020007008223A priority patent/KR20010034443A/ko
Publication of WO1999039145A1 publication Critical patent/WO1999039145A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

Definitions

  • the present invention relates to a heat pipe type cooling device, a method of manufacturing the same, and a cooling plate for the heat pipe type cooling device.
  • the present invention relates to a heat pipe type cooling device, and particularly to a heat source suitable for cooling a power conversion device such as an inverter device for a main motor, a converter device, or an inverter device for an auxiliary power source mounted on an electric vehicle. It is related to a top pipe cooling device.
  • a conventional heat pipe type cooling device is configured, for example, as shown in FIG. 1 of JP-A-3-133165 (Prior Art 1) and FIG. 1 of JP-A-4-1225790 (Prior Art 2). Have been.
  • a heating element is mounted on one side of a cooling plate, a hole is formed in the thickness direction from the other side, a heat pipe is inserted into the hole, and the cooling fin is further cooled. It is formed on the thickness side of the plate.
  • a concave groove is formed on one side surface of the cooling plate, and a heat pipe is mounted in the concave groove.
  • An object of the present invention is to provide a heat pipe type cooling device capable of efficiently cooling a cooling plate according to heat reception.
  • the present invention provides a heat pipe type cooling device comprising a cooling plate having one side as a heat receiving surface and the other side as a heat releasing surface, and a heat pipe embedded in the cooling plate. A plurality of heat radiation fins were provided on the heat radiation surface.
  • FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of a heat pipe type cooling device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • Fig. 3 is an enlarged view of Fig. 2 before caulking the heat pipe.
  • Fig. 4 is an equivalent view of Fig. 1 showing another embodiment of the heat pipe type cooling device as viewed from the right side.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4, wherein (a), (b), (c), and (d) show different cross-sectional shapes.
  • FIG. 6 shows a power conversion to which the heat pipe type cooling device according to the present invention is applied.
  • Block diagram showing the electrical circuit of the switching device for the u phase, and omitting the V and W phases.
  • FIGS. 1 to 3 by taking a power conversion device mounted under the floor of an electric vehicle as an example.
  • a cooling plate 3 is installed so as to cover the opening 2 of the electrical equipment box 1 that stores electrical equipment that dislikes dust, moisture, and water droplets among the electrical equipment required as a power converter.
  • This cooling plate 3 is secured to the peripheral edge 2F of the opening 2 by a well-known fastening means, for example, through packing (not shown), if necessary, in order to secure airtightness in the electrical equipment box 1. Installed.
  • the cooling plate 3 is formed of a good heat conductive material such as copper or aluminum, and the side facing the inside of the electric equipment box 1 is a flat heat receiving surface, and the side facing the outside of the electric equipment box 1 is Heat dissipation surface.
  • a plurality of heat radiating fins 4 projecting substantially perpendicular to the heat radiating surface and extending over the entire height of the cooling plate 3 are provided in parallel in the vertical direction.
  • a concave groove 5 is provided at the bottom between adjacent heat radiation fins 4 for every four or more heat radiation fins, and every three heat fins in FIGS. 2 and 3.
  • the concave groove 5 is provided so as to be parallel to the heat radiating fins 4 and has a length extending over the entire height of the cooling plate 3.
  • the concave groove 5 is a groove in which a heat pipe 10 described later is embedded, and has a cross-sectional shape similar to the outer shape of the heat pipe 10 in order to secure a contact area with the heat pipe 10. That is, when the outer shape of the heat pipe 10 has a circular cross-section, the heat pipe 10 is formed in the concave groove 5 having a semi-circular cross-section facing approximately 180 degrees of the circular cross-section.
  • Small sides 6a and 6b are provided on both sides of the opening edge of the concave groove 5 over its entire length.
  • the protruding dimensions of these small sides 6a and 6b are as follows. When the small sides 6a and 6b are caulked with the groove embedded in the concave groove 5, a length that covers the remaining 180 degrees of the circular cross section of the heat pipe 10 is required.
  • the cooling plate 3 having a plurality of heat radiating fins 4, concave grooves 5, and small sides 6a and 6b improves productivity by, for example, extruding aluminum by extrusion molding using a die. I do.
  • the cooling plate 3 may be formed by forming the concave groove 5 in a flat plate by cutting and screwing the ripe fin 4.
  • the heat pipe 10 buried in the concave groove 5 is formed in a circular cross section, is bent about 95 degrees at an intermediate portion, and is formed in an L-shape as a whole. Is the heat receiving part 11 and the other side is the heat radiating part 12.
  • a refrigerant having a volume substantially corresponding to the volume of the heat receiving portion 11 is sealed.
  • a large number of about 50 radiating fins 13 are attached to the radiating section 12 by press fitting.
  • the heat receiving portion 11 of the heat pipe 10 thus formed is buried in the concave groove 5, as shown in FIG. 3, the heat receiving portion 11 is inserted into the concave groove 5.
  • the crimping tool 14 presses the small sides 6a and 6b at the edge of the concave groove 5. Due to the pressing by the crimping tool 14, the small sides 6a and 6b are plastically deformed so as to surround the heat receiving portion 11 of the heat pipe 10 and adhere to each other. Due to the plastic deformation of the small sides 6a and 6b due to this caulking, the heat receiving portion 11 can be always kept in a pressure contact state in the concave groove 5.
  • the crimping tool 14 has a concave curved surface portion 15 at the distal end so as to plastically deform the small sides 6 a and 6 b so as to surround the heat receiving portion 11.
  • a method of plastically deforming the small sides 6a and 6b by using the crimping tool 14 such as a method of fixing the crimping tool 14 to a punch and lowering it by a press machine, or a method of caulking.
  • the cooling plate 3 having the heat-generating electric parts 9 attached to the heat-receiving surface side and the heat pipe 10 attached to the heat-dissipating surface side is used as shown in FIG. Fix so that opening 2 of box 1 is closed.
  • the cooling plate 3 When attaching the cooling plate 3 to the electric equipment box 1, be careful about the direction of the heat radiation fins 4.
  • the radiating fins 4 by mounting the radiating fins 4 so as to face up and down, it is possible to follow the flow of the outside air due to natural convection, and to perform efficient cooling.
  • the cooling plate 3 may be configured by assembling a plurality of small cooling plates 3 as shown in FIG. 4 in consideration of ease of assembly and handling. That is, it has the same height dimensions as the cooling plate 3, like the cooling plate 3, mounts the heat-generating electric parts 9 with one side as a heat-receiving surface, and heats the heat-radiating fins 4 with the other side as a heat-radiating surface.
  • the small cooling plates 3 U, 3 V, 3 W provided with the main pipe 10 are connected to the opening 2 of the electric equipment box 1 and fixed.
  • the electrical equipment box When mounting multiple small cooling plates 3U, 3V, 3W in a row, the electrical equipment box should be between the opposing adjacent cooling plates 3U—3V, 3V—3W between the boundary surfaces 7a, 7b.
  • engaging recesses parallel to the heat radiating fins 4 and the concave grooves 5 as shown in FIG. 8a and the engaging projection 8b are formed.
  • the engaging concave portions 8a and the engaging convex portions 8b are formed by the engaging small portions of the adjacent small cooling plates 3U—3V and 3V-3W, respectively. 8b and the engaging recess 8a are fitted and adhered to each other with a slight tolerance, preventing invasion of outside air and moisture from the boundary surfaces 7a and 7b.
  • the fitting structure between the engaging concave portion 8a and the engaging convex portion 8b is, as shown in (a) of FIG. 5 and (c), (d) in FIG. 5, two sets of rectangular engaging recesses and engaging projections are respectively provided.
  • the fitting structure between the engaging concave portion 8a and the engaging convex portion 8b is, as shown in (a) of FIG. 5 and (c), (d) in FIG. 5, two sets of rectangular engaging recesses and engaging projections are respectively provided.
  • a heat generating electric component 9 for one phase consisting of four series gate-insulated bipolar transistors, diodes, etc.
  • the assembly work and maintenance work can be performed in units of small cooling plates 3U, 3V, 3W. It will be easier.
  • the engaging concave portion 8a and the engaging convex portion 8b of the boundary surfaces 7a, 7b of the adjacent small cooling plates 3U, 3V, 3W are engaged.
  • the airtightness of the boundary surfaces 7a and 7b can be improved.
  • the cooling plate is The surface facing the electrical equipment box 1 of 3 becomes a heat receiving surface, and absorbs heat generated from the electrical equipment in the electrical equipment box 1 and heat generated from the heat generating electrical components 9 mounted on the cooling plate 3.
  • the heat transmitted to the heat receiving surface is guided to the heat radiating surface of the cooling plate 3 facing the outside air, and is released into the outside air by the heat radiating fins 4 and the heat pipe 10.
  • the evaporated refrigerant in the heat pipe 10 freezes as it is condensed in the heat radiating section 12 and does not return to the heat receiving section 11, a so-called dryout phenomenon may occur. There is. If the refrigerant freezes in the heat radiating section 12 and does not return to the heat receiving section 11, the refrigerant is not present in the heat receiving section 11 at the time of start-up, and even if there is a small amount, the refrigerant is transmitted to the cooling plate 3. Heat cannot be transferred to the heat radiating section 12 to dissipate heat, and the heat-generating electrical components 9 may be thermally damaged.
  • a short heat pipe shorter than the heat pipe 10 is provided separately from the heat pipe 10 to intentionally lower the cooling performance and raise the temperature. It is also conceivable that the function of the heat pipe 10 is restored by melting the frozen refrigerant in the heat receiving section 11.
  • cooling plate 3 can be efficiently cooled according to the heat reception.
  • the heat radiation fin 4 the concave groove 5, the small side 6a,
  • the cooling plate 3 having the engaging concave portions 8a and the engaging convex portions 8b of the boundary surfaces 7a and 7b can be integrally formed by extrusion, so that a hole is required for mounting the heat pipe 10 therein. Since there is no need for a machine to be provided, manufacturing is simplified.
  • the small sides 6 a and 6 b provided at the edge of the concave groove 5 at the same length as the heat radiation fin 4 are caulked over the entire length after the heat pipe 10 is attached, and the plastic
  • the caulking is not necessarily performed for the entire length, but may be performed partially, for example, only one side or discontinuously on both sides.
  • a slight gap remains between the concave groove 5 and the surface of the heat pipe 10.
  • the contact thermal resistance increases. Heat conduction efficiency and crevice corrosion.
  • the surface of the heat receiving portion 11 of the heat pipe 10 is coated with a soft metal film 16 of low hardness, such as solder, tin, or lead, and is put into the groove 5.
  • a filler having good heat conductivity, a sheet-like soft metal is applied or wound on the surface of the heat receiving portion 11 of the heat pipe 10 or a concave groove is used.
  • the heat receiving portion 11 is inserted into the concave groove 5 while being applied or spread in the inside of the groove 5, and the crimping work is performed in this state, so that the generation of the gap can be eliminated.
  • a resin having good thermal conductivity may be permeated by vacuum impregnation or the like to eliminate the gap.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

明 細 書
ヒートパイプ形冷却装置及びその製造方法並びにヒートパイプ形冷却装置用冷却版 技術分野
本発明は、 ヒー トパイプ形冷却装置に係り、 特に、 電気車に搭載され る主電動機用ィンパ一タ装置やコンバータ装置または補助電源用ィンバ —タ装置などの電力変換装置の冷却に好適なヒ一 卜パイプ形冷却装置に 関する。 背景技術
従来におけるヒートパイプ形冷却装置は、 例えば、 特開平 3— 133165 号公報 （従来技術 1 ) の第 1 図及び特開平 4一 225790号公報 （従来技術 2 ) の第 1 図に記載のように構成されている。
即ち、 上記従来技術 1 は、 冷却板の一側面に発熱素子を取付け、 他側 面から板厚方向に穴を開け、 この穴にヒ一 卜パイプを挿入して取付け、 さらに放熱フィ ンを冷却板の板厚側に形成するものである。
—方、 上記従来技術 2は、 冷却板の一側面に凹溝を形成し、 この凹溝 内にヒー 卜パイプを取付けるようにしたものである。
上記従来技術 1 は、 冷却板の板厚方向にヒー卜パイプを埋込んでいる ので、 冷却板とヒー トパイプとの接触面積が冷却板の板厚以下となって 小さくなり、 冷却板で受けた熱をヒ一 トパイプに有効に伝達することが できないと共に、 放熱フィ ンが冷却板の板厚側に形成されているので、 放熱フィ ンの数も少なく、 効率良い冷却が行えない問題がある。
また、 上記従来技術 2は、 ヒー 卜パイプ内の冷媒液が凍結してヒー ト パイプの機能を失った場合の配慮がなされておらず、 受熱に応じて冷却 板を効率良く冷却できない問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 受熱に応じて冷却板を効率良く冷却することができ るヒー トパイプ形冷却装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、 一側面を受熱面とし他側面を放 熱面とした冷却板と、 この冷却板に埋設したヒー トパイプとを備えたヒ 一卜パイプ形冷却装置において、 前記放熱面に複数の放熱フィ ンを設け たのである。
上記構成のように、 冷却板の放熱面側にも複数の放熱フィンを設けた ので、 ヒー トパイプによる放熱と放熱フィ ンによる放熱とで効率良い冷 却を行うことができ、 かつヒー 卜パイプ内の冷媒液が凍結して機能が失 われても放熱フィ ンによる放熱が行われるので、 冷却効率の低下を最小 限に抑えることができる。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明によるヒ一 卜パイプ形冷却装置の一実施の形態を示 す縦断側面図。
第 2図は、 第 1 図の Π— Π線に沿う拡大横断面図。
第 3図は、 第 2図のヒー トパイプ加締め前の拡大図。
第 4図は、 ヒー トパイプ形冷却装置の別の実施の形態を示す第 1 図を 右側から見た相当図。
第 5図は、 第 4図の V— V線に沿う断面図で、 （ a )， （b )， （ c )， ( d ) は夫々異なる断面形状を示す。
第 6図は、 本発明によるヒー 卜パイプ形冷却装置が適用される電力変 換装置の電気回路を u相分表し、 V， W相を省略したブロック図。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明による一実施の形態を電気車の床下に搭載される電力変換 装置を一例として第 1 図〜第 3図に基づいて説明する。
電力変換装置として必要な電気機器のうち、 塵埃や湿気， 水滴を嫌う 電気機器を収納する電気機器箱 1 の開口部 2 を塞ぐように冷却板 3が取 付けられている。 この冷却板 3は、 電気機器箱 1 内の気密を確保するた めに、 必要に応じて例えばパッキング （図示せず） などを介して前記開 口部 2の周縁 2 Fに周知の締結手段によって取付けられている。
また、 この冷却板 3は、 例えば銅やアルミニウムなどの良熱伝導材で 形成されており、 前記電気機器箱 1 内に臨む側は平な受熱面とし、 前記 電気機器箱 1外に臨む側は放熱面としている。 冷却板 3の放熱面側には、 放熱面と略直角に突出し冷却板 3の全高に亘たる長さの放熱フイ ン 4が 上下方向に沿って複数平行に設けられている。 そして、 放熱フィ ン 4複 数枚毎、 第 2図， 第 3図では 3枚毎に、 隣接放熱フィ ン 4間の底部に凹 溝 5 を設けている。 この凹溝 5は当然前記放熱フィ ン 4 と平行となるよ うに、 しかも冷却板 3の全高に亘たる長さで設けられている。 この凹溝 5は、 後述するヒー 卜パイプ 1 0を埋込む溝で、 ヒー トパイプ 1 0との 接触面積を確保するために、 ヒー トパイプ 1 0の外形と相似の断面形状 をしている。 即ち、 ヒー トパイプ 1 0の外形が円形断面をしている場合 には、 円形断面のほぼ 1 8 0度対向する半円形断面の凹溝 5に形成され ている。
前記凹溝 5の開口縁部両側には、 その全長に亘つて小辺 6 a， 6 bが 設けられている。 この小辺 6 a， 6 bの突出寸法は、 ヒ一 卜パイプ 1 0 を凹溝 5内に埋込んだ状態で、 小辺 6 a， 6 bを加締めたとき、 ヒート パイプ 1 0の円形断面の残りの 1 8 0度を覆い隠す長さが必要である。 上記のように複数の放熱フィ ン 4， 凹溝 5， 小辺 6 a， 6 bを有する 冷却板 3は、 例えばアルミニウムを押出し成形金型による押出し成形に より一体成形した方が生産性は向上する。 しかし、 量産しないのであれ ば、 平板に凹溝 5 を切削により形成し、 かつ放熟フィ ン 4 をねじ止めし て冷却板 3 を形成するようにしてもよい。
上記構成の冷却板 3の放熱フイ ン 4 とは反対側の受熱面に、 電力変換 装置を構成する部品の一部であるゲ一 卜絶縁型バイポーラ · 卜ランジス タゃダイォ一 ド等の発熱電気部品 9 を取付ける。
一方、 前記凹溝 5内に埋設されるヒー トパイプ 1 0は、 断面円形に形 成され、 中間部で約 9 5度折曲げられて全体的に L字状に形成されてお り、 その一辺を受熱部 1 1 とし、 他辺を放熱部 1 2 としている。 このよ うなヒートパイプ 1 0内には、 略受熱部 1 1の容積に相当する量の冷媒 が封入されている。 また、 放熱部 1 2には、 5 0枚程度の多数の放熱フ イ ン 1 3が圧入によリ取付けられている。
このように形成されたヒー 卜パイプ 1 0の受熱部 1 1 を、 前記凹溝 5 内に埋設する際は、 第 3図に示すように、 受熱部 1 1 を前記凹溝 5内に 挿入後、 加締め工具 1 4で凹溝 5の縁部の小辺 6 a， 6 bを押圧する。 加締め工具 1 4による押圧により、 小辺 6 a， 6 bはヒー トパイプ 1 0 の受熱部 1 1 を包むように塑性変形し、 密着する。 この加締めによる小 辺 6 a， 6 bの塑性変形により、 受熱部 1 1 を凹溝 5内に常時圧接状態 に維持できる。
ところで、 前記加締め工具 1 4は、 受熱部 1 1 を包むように小辺 6 a , 6 bを塑性変形させるために、 先端部に凹曲面部 1 5 を形成している。 このような加締め工具 1 4によって小辺 6 a， 6 bを塑性変形させる方 法としては、 加締め工具 1 4 をポンチに固定してプレス機械によって下 降させて加締める方法や、 加締め工具 1 4 を回転できるロールとし、 こ れを加圧しながら小辺 6 a， 6 b上を転動させる所謂ロールフォーミン グによって加締める方法があり、 いずれの方法によっても加締め作業を 行うことができる。
上述のように、 受熱面側に発熱電気部品 9 を取付け、 放熱面側にヒー 卜パイプ 1 0を取付けた冷却板 3 を、 第 1 図に示すように、 既に電気機 器を収納した電気機器箱 1 の開口部 2 を塞ぐように固定する。 この冷却 板 3の電気機器箱 1への取付けに際し、 注意することは、 放熱フィ ン 4 の向きである。 本実施の形態においては、 放熱フィ ン 4が上下方向に向 くように取付けることによリ、 自然対流による外気の流れに沿わせるこ とができ、 効率よい冷却を行うことができる。
上記実施の形態においては、 冷却板 3 を 1枚とし、 その冷却板 3に放 熱フィ ン 4， 発熱電気部品 9， ヒー トパイプ 1 0を装着した。 しかし、 組立性や取扱性を考慮して第 4図に示すように、 冷却板 3 を複数の小冷 却板 3 を集合させて構成してもよい。 即ち、 前記冷却板 3 と同じ高さ寸 法を有し、 前記冷却板 3 と同じように、 一側面を受熱面として発熱電気 部品 9 を取付け、 他側面を放熱面として放熱フィ ン 4 とヒー 卜パイプ 1 0を備えた小冷却板 3 U， 3 V , 3 Wを前記電気機器箱 1 の開口部 2 へ連ねて固定するのである。
複数の小冷却板 3 U， 3 V , 3 Wを連ねて取付ける場合、 対向する隣 接冷却板 3 U— 3 V， 3 V— 3 Wの境界面 7 a， 7 bの間から電気機器 箱 1 内に塵埃や湿気， 水滴が浸入しないように、 前記隣接境界面 7 a， 7 bに第 3図に示すような前記放熱フィ ン 4や凹溝 5 と平行な係合凹部 8 aと係合凸部 8 b とを形成する。 この係合凹部 8 aと係合凸部 8 bと は、 第 5図の （ a ) に示すように、 夫々隣接する小冷却板 3 U— 3 V， 3 V- 3 Wの係合 ώ部 8 bと係合凹部 8 aと僅かな公差で嵌合して密着 し、 境界面 7 a , 7 bからの外気や湿気の浸入を防いでいる。
尚、 係合凸部 8 bと係合凹部 8 aとを嵌合するに際し、 係合凸部 8 b と係合凹部 8 aとの間に接着剤を塗布、 あるいはパッキングを介在させ ることにより、 隣接冷却板の境界面の気密性を高めることができる。 ところで、 係合凹部 8 aと係合凸部 8 bとの嵌合構造は、 上記実施の 形態によれば、 第 5図の （ a ) に示すように、 1組の角形の係合凹部 8 aと係合凸部 8 b を嵌合させる構成であるが、 第 5図の （ b)， （ c ), (d ) に示すように、 夫々 2組の角形の係合凹部と係合凸部を嵌合させ る構成， 1組のクランクを係合させる構成， 1組の半円形の係合凹部と 係合凸部を嵌合させる構成などがあり、 要するに、 電気機器箱 1 の内外 が隣接冷却板 3 U, 3 V, 3Wの境界面 7 a， 7 bが直線状の平面分割 面にならないようにする必要がある。
また、 本発明による他の実施の形態においては、 第 6図に示すような 4個直列のゲ一 卜絶縁型パイポーラ · トランジスタやダイオー ド等から なる 1相分の発熱電気部品 9 を、 第 4図に示すように、 小冷却板 3 U， 3 V, 3Wに夫々実装することにより、 組立作業や保守点検作業を小冷 却板 3 U, 3 V, 3 W単位で行うことができるので、 容易となる。 尚、 隣接小冷却板 3 U， 3 V, 3Wの境界面 7 a， 7 bの係合凹部 8 aと係 合凸部 8 bとを嵌合するに際し、 係合凹部 8 aと係合凸部 8 b間に接着 剤を塗布、 あるいはパッキングを介在させることにより、 境界面 7 a , 7 bの気密性を高めることができる。
上述のように構成したことにより、 電力変換装置の運転時は、 冷却板 3の電気機器箱 1 内に臨む面が受熱面となり、 電気機器箱 1 内の電気機 器から発生する熱及び冷却板 3に実装された発熱電気部品 9から発生す る熱を吸熱する。 受熱面に伝えられた熱は、 冷却板 3の外気に臨んでい る放熱面に導かれ、 放熱フイ ン 4やヒー トパイプ 1 0によって外気中に 放出される。
通常運転時に放熱面側に伝わってきた熱は、 放熱フィ ン 4やヒー トパ イブ 1 0さらには冷却板 3の放熱面から放出されるが、 電気車走行中は、 走行に伴う走行風により、 主にヒー 卜パイプ 1 0の放熱フイ ン 1 3によ つて放熱される。 電気車停車中は、 走行風が生じないので、 主に自然対 流による外気が上下方向に延在する放熱フィ ン 4や冷却板 3の放熱面に 接触するので、 それによつて放熱される。
一方、 寒冷地の冬期間、 運転停止後にヒ一 トパイプ 1 0内の蒸発した 冷媒が放熱部 1 2で凝縮されたまま凍結して受熱部 1 1 に戻らない現象、 所謂ドライアウ ト現象が起きる可能性がある。 冷媒が放熱部 1 2で凍結 して受熱部 1 1 に戻らないと、 起動時に受熱部 1 1 に冷媒が存在せず、 存在していたとしても僅かであるので、 冷却板 3に伝達された熱を放熱 部 1 2に運んで放熱することができなくなり、 発熱電気部品 9 を熱的に 破壊する恐れがある。
このようなドライアゥ 卜現象の発生を考慮して、 ヒー トパイプ 1 0と は別に、 このヒー トパイプ 1 0よりも短い短尺ヒー トパイプを設けて意 識的に冷却性能を落として温度を上げ、 これにより凍結した受熱部 1 1 の冷媒を融かしてヒー トパイプ 1 0の機能を復帰させることも考えられ る。
しかし、 本実施の形態によれば、 起動時又は起動直後の低速度走行の 走行風の少ないときは、 ヒー トパイプ 1 0が機能しなくても、 自然対流 による外気が冷却板 3 と一体の放熱フイ ン 4に接触して冷却板 3の内外 に温度差を作るので、 冷却性能は低いが冷却板 3の内側の発熱電気部品 9が発生する熱は冷却板 3の外側に伝達され、 放熱フイ ン 4から放熱さ れるので、 発熱電気部品 9の過熱を抑えることができる。 その間に、 ヒ 一卜パイプ 1 0の放熱部 1 2内で凍結していた冷媒が融けるので、 ヒー 卜パイプ 1 0は本来の機能を発揮することになる。
したがって、 本実施の形態によれば、 受熱に応じて冷却板 3 を効率良 く冷却することができる。
また、 本実施の形態によれば、 放熱フィ ン 4， 凹溝 5， 小辺 6 a，
6 b、 境界面 7 a， 7 bの係合凹部 8 a及び係合凸部 8 bとを有する冷 却板 3は、 押出し成形により一体成形できるので、 ヒー トパイプ 1 0を 取付けるために穴を設けたりする機械加ェが不要となるので、 製作が簡 単となる。
さらに、 小冷却板 3 U， 3 V , 3 Wを複数連ねて用いる場合、 隣接冷 却板の境界面 7 a， 7 bが縦方向に沿つているので、 塵埃や水滴は ½記 境界面 7 a , 7 bの同一箇所に留まらずに下方に落下するので、 境界面
7 a， 7 bから電気機器箱 1 内部に 入することを防ぐことができる。 ところで、 上記実施の形態は、 凹溝 5の縁部に放熱フィ ン 4 と同じ長 さに設けた小辺 6 a， 6 bを、 ヒー 卜パイプ 1 0装着後に全長に亘つて 加締めて塑性変形させるものであるが、 加締めは必ずしも全長に豆って 行わなくても部分的、 例えば片側のみ、 あるいは両側を不連続に加締め るようにしてもよい。
また、 小辺 6 a， 6 bの加締めの程度によっては、 凹溝 5 とヒー トパ イブ 1 0表面との間に僅かな隙間が残る。 しかし、 凹溝 5 とヒー 卜パイ プ 1 0表面との間に僅かな隙間が存在すると、 接触熱抵抗の増加をきた して熱伝導効率を低下させたり、 隙間腐食の原因になる。 そのようなと きには、 ヒ一 卜パイプ 1 0の受熱部 1 1の表面に硬度の低いはんだ， 錫， 鉛などの軟質金属皮膜 1 6 を被覆させ、 これを凹溝 5内に入れて小辺 6 a , 6 bを加締めることにより、 上記隙間の発生はなくなリ接触熱抵 抗の増加を抑えると共に、 隙間腐食の発生を防止できる。
上記隙間の発生を少なくする別の方法としては、 熱伝導性のよい充填 剤ゃシー 卜状の軟質金属をヒ一 卜パイプ 1 0の受熱部 1 1の表面に塗布 あるいは巻付けるか、 凹溝 5内に塗布あるいは敷き詰めた状態で、 凹溝 5内に受熱部 1 1 を入れ、 この状態で加締め作業を行うことにより隙間 の発生をなくすことができる。 さらには、 加締め作業の終了後に、 熱伝 導性のよい樹脂を真空含浸等で浸透させて隙間をなくすようにしてもよ い。
以上説明したように本発明によれば、 受熱に応じて冷却板を効率良く 冷却することができるヒー トパイプ形冷却装置を得ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 一側面を受熱面とし他側面を放熱面とした冷却板と、 この冷却板に 埋設したヒー 卜パイプとを備えたヒー トパイプ形冷却装置において、 前 記放熱面に複数の放熱フィ ンを設けたことを特徴とするヒー トパイプ形 冷却装置。
2 . 一側面を受熱面とし他側面を複数の平行な放熱フィ ンを設けた放熱 面とした冷却板と、 この冷却板に取付けたヒ一 卜パイプとを備えたヒー 卜パイプ形冷却装置において、 前記放熱面に放熱フィ ンと平行に凹溝を 設け、 この凹溝内に前記ヒー トパイプを埋込み、 前記凹溝の縁部を塑性 変形させて前記ヒー トパイプを固定したことを特徴とするヒ一卜パイプ 形冷却装置。
3 . 前記凹溝の縁部には、 前記放熱フィ ンと平行な加締め用の小辺が設 けられ、 この小辺を加締めて前記ヒー トパイプを前記凹溝内に固定した ことを特徴とする請求項 2記載のヒ一 卜パイプ形冷却装置。
4 . 前記小辺の加締める前の高さは、 埋設されたヒー 卜パイプよりも突 出していることを特徴とする請求項 3記載のヒー トパイプ形冷却装置。
5 . 前記ヒー 卜パイプの前記凹溝内への埋込み部分は、 軟質金属皮膜が 被覆されていることを特徴とする請求項 2， 3又は 4記載のヒー 卜パイ プ形冷却装置。
6 . 前記冷却板は、 前記受熱面に発熱電気部品が固定されていることを 特徴とする請求項 2記載のヒー 卜パイプ形冷却装置。
7 . 前記冷却板は、 幅方向の両端部に上下方向に沿った境界面を有する 複数の小冷却板を前記境界面同士を密着させて構成され、 前記各小冷却 板の境界面には隣接する小冷却板の境界面と合致する板厚方向の段差が 設けられていることを特徴とする請求項 2， 3， 4， 5又は 6記載のヒ 一トパイプ形冷却装置。
8 . 前記冷却板は、 前記受熱面を内側にして電気機器箱の開口部を塞い で固定されていることを特徴とする請求項 7記載のヒ一 卜パイプ形冷却
9 . 一側を受熱面とし他側面を複数の平行な放熱フィ ンを設けた放熱面 とし、 かつヒー トパイプを取付けたヒー 卜パイプ形冷却装置用冷却板に おいて、 隣接する放熱フィ ンの間に、 これら放熱フィ ンと平行なヒー ト パイプ埋設用の凹溝を有し、 かつ前記凹溝の溝縁には加締め用小辺が設 けられていることを特徴とするヒ一 卜パイプ形冷却装置用冷却板。
1 0 . 前記放熱フィ ンと凹溝と小辺とは、 押出し成形加工によって一体 に形成されていることを特徴とする請求項 9記載のヒー 卜パイプ形冷却 装置用冷却板。
1 1 . 複数の放熱フィ ンとヒー トパイプ埋設用凹溝とを一側面に平行に 設けた冷却板を形成し、 成形後の未処理のヒー トパイプ埋設用凹溝とヒ ー トパイプの埋設部との間に熱伝導性物質を介在させ、 その後、 前記ヒ — トパイプ埋設用凹溝の溝縁を前記埋設したヒー 卜パイプ側に塑性変形 させてヒ一 卜パイプを前記冷却板に固定したことを特徴とするヒー トパ ィプ形冷却装置の製造方法。
PCT/JP1998/000395 1998-01-30 1998-01-30 Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device Ceased WO1999039145A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB988133660A CN1175239C (zh) 1998-01-30 1998-01-30 热管型冷却装置及其制造方法
PCT/JP1998/000395 WO1999039145A1 (en) 1998-01-30 1998-01-30 Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device
KR1020007008223A KR20010034443A (ko) 1998-01-30 1998-01-30 히트 파이프형 냉각장치 및 그 제조방법, 히트 파이프형냉각장치용 냉각판

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP1998/000395 WO1999039145A1 (en) 1998-01-30 1998-01-30 Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999039145A1 true WO1999039145A1 (en) 1999-08-05

Family

ID=14207522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1998/000395 Ceased WO1999039145A1 (en) 1998-01-30 1998-01-30 Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20010034443A (ja)
CN (1) CN1175239C (ja)
WO (1) WO1999039145A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010828A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Cooler Master Co Ltd 導熱モジュールおよびその製造方法
US20130155616A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Hybrid heat sink and hybrid heat sink assembly for power module
EP3422403A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung
WO2019012579A1 (ja) * 2017-07-10 2019-01-17 三菱電機株式会社 冷却装置及び冷却装置の製造方法
WO2019131834A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 古河電気工業株式会社 冷却装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003023307A1 (fr) * 2001-09-05 2003-03-20 Showa Denko K.K. Dissipateur de chaleur, dispositif de commande et machine-outil associee au dispositif de commande
CN100356557C (zh) * 2003-09-05 2007-12-19 良维科技股份有限公司 加热除气式的导热管制法
DE102010015018A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Krones Ag Strahlerkühlung
DE102010018214A1 (de) * 2010-04-23 2011-10-27 Krones Ag Heizmodul mit Oberflächenkühlung für Vorformlinge
CN109066007B (zh) * 2018-07-26 2020-06-30 东南大学 一种基于热管的大规模电池模组集成箱冷却系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57104181U (ja) * 1980-12-17 1982-06-26
JPS599495A (ja) * 1982-07-09 1984-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒ−トパイプ式放熱装置
JPH0536897U (ja) * 1991-10-11 1993-05-18 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ式放熱装置
JPH07169889A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Hitachi Cable Ltd ヒートシンク

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57104181U (ja) * 1980-12-17 1982-06-26
JPS599495A (ja) * 1982-07-09 1984-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒ−トパイプ式放熱装置
JPH0536897U (ja) * 1991-10-11 1993-05-18 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ式放熱装置
JPH07169889A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Hitachi Cable Ltd ヒートシンク

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010828A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Cooler Master Co Ltd 導熱モジュールおよびその製造方法
US20130155616A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Hybrid heat sink and hybrid heat sink assembly for power module
US9136201B2 (en) * 2011-12-16 2015-09-15 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Hybrid heat sink and hybrid heat sink assembly for power module
EP3422403A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung
WO2019012579A1 (ja) * 2017-07-10 2019-01-17 三菱電機株式会社 冷却装置及び冷却装置の製造方法
JPWO2019012579A1 (ja) * 2017-07-10 2020-01-23 三菱電機株式会社 冷却装置及び冷却装置の製造方法
WO2019131834A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 古河電気工業株式会社 冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1175239C (zh) 2004-11-10
CN1284160A (zh) 2001-02-14
KR20010034443A (ko) 2001-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5560423A (en) Flexible heat pipe for integrated circuit cooling apparatus
US7898806B2 (en) Motor controller
KR100455924B1 (ko) 펠티어소자를 이용한 냉각 및 가열 장치
US7019395B2 (en) Double-sided cooling type semiconductor module
JP4429251B2 (ja) 電力変換装置
US9271427B2 (en) Flexible thermal transfer strips
WO2007105580A1 (ja) パワーモジュール用ベース
JP2001332670A (ja) 半導体装置の実装構造
WO1999039145A1 (en) Heat pipe type cooling device, method of producing the same and cooling plate for heat pipe type cooling device
JP2005175163A (ja) 半導体モジュールの冷却構造
JP2011091088A (ja) 発熱体の放熱構造、および該放熱構造を用いた半導体装置
CA3063005A1 (en) Cooling structure of power conversion device
JP2001308245A (ja) 冷媒冷却型両面冷却半導体装置
WO2013105166A1 (ja) 電力変換装置
JP3726767B2 (ja) 半導体モジュール
JP3665508B2 (ja) フィン付ヒートシンク
CN104025291A (zh) 半导体装置
JPH08159601A (ja) 電子冷却装置
JP2001358259A (ja) 半導体パッケージ
CN111465268B (zh) 散热器及其制造方法和电子设备
JP2010129806A (ja) 電力用半導体装置および製造方法
JP2011228430A (ja) 半導体モジュール冷却装置
JP7172065B2 (ja) 半導体装置
CN221573624U (zh) 一种电感器及电感器组件
JP2021097135A (ja) 放熱器、冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 98813366.0

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020007008223

Country of ref document: KR

Ref document number: 09601214

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020007008223

Country of ref document: KR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1020007008223

Country of ref document: KR