2018 年度研究成果報告書

省エネルギー・低炭素化社会を支える一方向性ユニポーラス銅ヒートシンクの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06134
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	熱工学
研究機関	山陽小野田市立山口東京理科大学
研究代表者	結城和久山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (90302182)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	高熱流束 / 冷却 / ポラース体 / 一方向性気孔 / 電子機器 / インバータ
研究成果の概要	本研究では、次代の省エネルギー・低炭素化社会の実現を大きく牽引するパワーエレクトロニクスの冷却技術を開発するため、一方向性ユニポーラス型ヒートシンクの飽和プール沸騰および流動沸騰特性を評価する。まず機械加工によって製作されたユニポーラス体をグルーブ伝熱面に設置して流動沸騰試験を実施し、従来技術よりも低いポンプ動力で1000W/cm2に迫る冷却性能を実証した。飽和プール沸騰試験では、機械加工により沸騰伝熱面を製作し、限界熱流束300W/cm2が達成可能であることを実証し、ユニポーラス上部から自発的に液が供給されていることを明らかにした。
自由記述の分野	熱工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ユニポーラス体を用い、従来技術よりも低いポンプ動力で、1000W/cm2に迫る冷却性能を実証した。更に飽和プール沸騰試験では、限界熱流束300W/cm2を達成可能であることを実施した。これらの成果は省エネルギー社会の普及を後押しする有益な成果であり、今後、実装ベースでの冷却ユニット設計を可能とするものである。