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公開番号2025128719
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025576
出願日2024-02-22
発明の名称コールドプレート
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 23/473 20060101AFI20250827BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サーバを大型化させることなく、冷却能力を向上させることができるコールドプレートを提供する。
【解決手段】コールドプレートは、発熱体の外面に取り付けられ、内部を流通する冷媒を沸騰させて発熱体から熱を奪うケーシングと、ケーシング内に、第1方向と交差する第2方向に間隔を空けて配置された複数のフィンと、を備え、フィンは、ケーシングの内面のうち外面に沿う底面から第1方向に突出するとともに、第1方向及び第2方向の両方と交差する方向に延び、複数のフィンは、隣り合うフィンの間に、冷媒が流通可能な流路を形成し、複数のフィンは、流路の上流端から下流端まで延びる複数の第1フィンと、隣り合う第1フィンの間に配置された複数の第2フィンと、を含み、流路の流通方向の上流側における第2フィンの第1方向の高さは、流通方向の下流側における第2フィンの第1方向の高さよりも高い。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
発熱体と第１方向に隣り合うように配置されるとともに、前記発熱体の外面に取り付けられ、内部を流通する冷媒を沸騰させて前記発熱体から熱を奪うケーシングと、
前記ケーシング内に、前記第１方向と交差する第２方向に間隔を空けて配置された複数のフィンと、
を備え、
前記フィンは、前記ケーシングの内面のうち前記外面に沿う底面から前記第１方向に突出するとともに、前記第１方向及び前記第２方向の両方と交差する方向に延び、
複数の前記フィンは、隣り合う前記フィンの間に、前記冷媒が流通可能な流路を形成し、
複数の前記フィンは、
前記流路の上流端から下流端まで延びる複数の第１フィンと、
隣り合う前記第１フィンの間に配置された複数の第２フィンと、
を含み、
前記流路の流通方向の上流側における前記第２フィンの前記第１方向の高さは、前記流通方向の下流側における前記第２フィンの前記第１方向の高さよりも高い、
コールドプレート。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記第２フィンは、前記第１方向で前記底面とは反対側に形成されるとともに前記流通方向に延びる先端縁を有し、
前記先端縁は、前記上流側から前記下流側に向かうにしたがって前記第１方向で前記底面側に接近するように傾斜している、
請求項１に記載のコールドプレート。
【請求項３】
前記第２フィンは、前記第１方向で前記底面とは反対側に形成されるとともに前記流通方向に延びる先端縁を有し、
前記先端縁は、前記上流側から前記下流側に向かうにしたがって前記第１方向で前記底面側に段階的に接近する階段状に形成されている、
請求項１に記載のコールドプレート。
【請求項４】
前記第２フィンの前記流通方向の中心は、前記上流側に位置し、
前記第２フィンの前記流通方向の長さは、前記第１フィンの前記流通方向の長さよりも短い、
請求項１に記載のコールドプレート。
【請求項５】
発熱体と第１方向に隣り合うように配置されるとともに、前記発熱体の外面に取り付けられ、内部を流通する冷媒を沸騰させて前記発熱体から熱を奪うケーシングと、
前記ケーシング内に、前記第１方向と交差する第２方向に間隔を空けて配置された複数のフィンと、
を備え、
前記フィンは、前記ケーシングの内面のうち前記外面に沿う底面から前記第１方向に突出するとともに、前記第１方向及び前記第２方向の両方と交差する方向に延び、
複数の前記フィンは、隣り合う前記フィンの間に、前記冷媒が流通可能な流路を形成し、
前記流路の流通方向の上流側における前記フィンの前記第１方向の高さは、前記流通方向の下流側における前記フィンの前記第１方向の高さよりも高い、
コールドプレート。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コールドプレートに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
サーバ等に搭載されるＣＰＵやＧＰＵ等の電子機器は、稼働時に発熱する。これらの発熱体を冷却するため、コールドプレートが用いられる。コールドプレートの内部には、冷媒が流通している。コールドプレート内の冷媒が発熱体の熱を奪うことにより、発熱体が冷却される。コールドプレートには、例えば冷媒を沸騰させて気化熱により発熱体から熱を奪う、沸騰冷却型のコールドプレートがある。
【０００３】
また、下記特許文献１には、冷媒が流通する流路内にフィンを設け、伝熱面積を増大させる技術が開示されている。このようなフィンがコールドプレート内に形成されることにより、伝熱面積が増大し、冷却能力の向上が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－３５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コールドプレート内にフィンが設けられると、フィン間の流れに逆流や不安定流動が生じる場合がある。これらの流動現象が発熱体から冷媒への伝熱を妨げ、冷却性能が低下するおそれがある。
【０００６】
また、フィン間の流路幅が狭いと、上流側の気泡体積が小さい領域では、気泡が扁平して薄い液膜領域が拡大する。この液膜領域では、発熱体から冷媒への伝熱が促進される。一方、下流側の気泡体積が大きい領域では、気泡の扁平が進行し、伝熱性能の悪いドライアウト領域が拡大する。このため、上流側から下流側に向かうにしたがい、伝熱性能が悪化し、冷却性能が低下するおそれがある。
【０００７】
また、不安定流動を防止するために、例えば冷媒が封入されるケーシングの形状を変更し、フィンの上方の空間を下流側に向かうにしたがって徐々に拡大して、沸騰による蒸気量の増大に応じてフィン上方の空間へ気泡を抜けやすくする手法がある。しかしながら、この手法では、コールドプレートが大型化し、サーバへの設置が困難となる場合がある。
【０００８】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、サーバを大型化させることなく、冷却能力を向上させることができるコールドプレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示に係るコールドプレートは、発熱体と第１方向に隣り合うように配置されるとともに、前記発熱体の外面に取り付けられ、内部を流通する冷媒を沸騰させて前記発熱体から熱を奪うケーシングと、前記ケーシング内に、前記第１方向と交差する第２方向に間隔を空けて配置された複数のフィンと、を備え、前記フィンは、前記ケーシングの内面のうち前記外面に沿う底面から前記第１方向に突出するとともに、前記第１方向及び前記第２方向の両方と交差する方向に延び、複数の前記フィンは、隣り合う前記フィンの間に、前記冷媒が流通可能な流路を形成し、複数の前記フィンは、前記流路の上流端から下流端まで延びる複数の第１フィンと、隣り合う前記第１フィンの間に配置された複数の第２フィンと、を含み、前記流路の流通方向の上流側における前記第２フィンの前記第１方向の高さは、前記流通方向の下流側における前記第２フィンの前記第１方向の高さよりも高い。
【００１０】
本開示に係るコールドプレートは、発熱体と第１方向に隣り合うように配置されるとともに、前記発熱体の外面に取り付けられ、内部を流通する冷媒を沸騰させて前記発熱体から熱を奪うケーシングと、前記ケーシング内に、前記第１方向と交差する第２方向に間隔を空けて配置された複数のフィンと、を備え、前記フィンは、前記ケーシングの内面のうち前記外面に沿う底面から前記第１方向に突出するとともに、前記第１方向及び前記第２方向の両方と交差する方向に延び、複数の前記フィンは、隣り合う前記フィンの間に、前記冷媒が流通可能な流路を形成し、前記流路の流通方向の上流側における前記フィンの前記第１方向の高さは、前記流通方向の下流側における前記フィンの前記第１方向の高さよりも高い。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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