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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113442
(43)【公開日】2024-08-22
(54)【発明の名称】冷却装置
(51)【国際特許分類】
H01L 23/473 20060101AFI20240815BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240815BHJP
【ＦＩ】
H01L23/46 Z
H05K7/20 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023018423
(22)【出願日】2023-02-09
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】原 伸英
(72)【発明者】
【氏名】大谷 雄一
(72)【発明者】
【氏名】岡安 晋平
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322DA01
5E322EA11
5E322FA09
5F136BA03
5F136BA06
5F136BA14
5F136BA15
5F136BA24
5F136CB06
5F136CB11
5F136DA25
5F136FA03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】冷却効率を向上させることができる冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置１０は、発熱体に載置される底板１２、底板に対向する天板１３及び底板と天板とを外周側で接続する側板１４を有し、中空状とされたケーシング１１と、ケーシング内で底板上に設けられ、ケーシングの側板との間に外周通路１５を区画形成するとともに、複数の板フィン２２を有し冷媒が内部を流通可能な熱交換体２０と、外周通路に外部から冷媒を供給する供給部３０と、天板における平面視で熱交換体に重なる領域に接続されて、ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部４０と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】冷却装置１０は、発熱体に載置される底板１２、底板に対向する天板１３及び底板と天板とを外周側で接続する側板１４を有し、中空状とされたケーシング１１と、ケーシング内で底板上に設けられ、ケーシングの側板との間に外周通路１５を区画形成するとともに、複数の板フィン２２を有し冷媒が内部を流通可能な熱交換体２０と、外周通路に外部から冷媒を供給する供給部３０と、天板における平面視で熱交換体に重なる領域に接続されて、ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部４０と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱体に載置される底板、前記底板に対向する天板、及び、前記底板と前記天板とを外周側で接続する側板を有し、中空状とされたケーシングと、
前記ケーシング内で前記底板上に設けられ、前記ケーシングの前記側板との間に外周通路を区画形成するとともに、冷媒が内部を流通可能とされた熱交換体と、
前記外周通路に外部から冷媒を供給する供給部と、
前記天板における平面視で前記熱交換体に重なる領域に接続されて、前記ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部と、
を備える冷却装置。
前記ケーシング内で前記底板上に設けられ、前記ケーシングの前記側板との間に外周通路を区画形成するとともに、冷媒が内部を流通可能とされた熱交換体と、
前記外周通路に外部から冷媒を供給する供給部と、
前記天板における平面視で前記熱交換体に重なる領域に接続されて、前記ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部と、
を備える冷却装置。
【請求項2】
前記熱交換体は、上下方向に交差する第１方向に並ぶ複数の板フィンを有し、
各前記板フィンは、上下方向及び前記第１方向に交差する第２方向に延びている、請求項１に記載の冷却装置。
各前記板フィンは、上下方向及び前記第１方向に交差する第２方向に延びている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項3】
前記熱交換体は、平面視で前記排出部と重なる位置に設けられ、上下方向に延びるピンフィンをさらに有し、
前記ピンフィンは、前記複数の板フィンによって前記第２方向に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている請求項２に記載の冷却装置。
前記ピンフィンは、前記複数の板フィンによって前記第２方向に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている請求項２に記載の冷却装置。
【請求項4】
前記熱交換体は、上下方向に交差するように延在し、上下方向に並ぶ複数の格子フィンを有し、
隣り合う前記格子フィン同士は、上下方向に交差する方向にずらして配置されている請求項１に記載の冷却装置。
隣り合う前記格子フィン同士は、上下方向に交差する方向にずらして配置されている請求項１に記載の冷却装置。
【請求項5】
発熱体に載置される底板、前記底板に対向する天板、及び、前記底板と前記天板とを外周側で接続する側板を有し、中空状とされたケーシングと、
前記ケーシング内で前記底板上に設けられ、冷媒が内部を流通可能とされた熱交換体と、
前記ケーシング内に外部から冷媒を供給する供給部と、
前記天板における平面視で前記熱交換体に重なる領域に接続されて、前記ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部と、
を備え、
前記熱交換体は、上下方向に交差するように延在し、上下方向に並ぶ複数の格子フィンを有し、
隣り合う前記格子フィン同士は、上下方向に交差する方向にずらして配置されている冷却装置。
前記ケーシング内で前記底板上に設けられ、冷媒が内部を流通可能とされた熱交換体と、
前記ケーシング内に外部から冷媒を供給する供給部と、
前記天板における平面視で前記熱交換体に重なる領域に接続されて、前記ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部と、
を備え、
前記熱交換体は、上下方向に交差するように延在し、上下方向に並ぶ複数の格子フィンを有し、
隣り合う前記格子フィン同士は、上下方向に交差する方向にずらして配置されている冷却装置。
【請求項6】
前記熱交換体は、前記複数の格子フィンを支持する、上下方向に延びるピンフィンをさらに有する請求項４又は５に記載の冷却装置。
【請求項7】
前記ピンフィンは、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている請求項６に記載の冷却装置。
【請求項8】
前記熱交換体は、冷媒が通過可能な多孔質部を有する、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項9】
前記熱交換体は、平面視で前記排出部と重なる位置に設けられ、上下方向に延びるピンフィンをさらに有し、
前記ピンフィンは、前記多孔質部によって上下方向に交差する方向に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている請求項８に記載の冷却装置。
前記ピンフィンは、前記多孔質部によって上下方向に交差する方向に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている請求項８に記載の冷却装置。
【請求項10】
前記熱交換体は、上下方向に延び、前記外周通路に沿って設けられた複数のピンフィンを有する請求項１に記載の冷却装置。
【請求項11】
上下方向に交差する方向で前記排出部側に向かうにしたがって、前記ピンフィン同士のピッチが大きくなっている請求項１０に記載の冷却装置。
【請求項12】
上下方向に交差する方向で前記排出部側に向かうにしたがって、高さの低い前記ピンフィンが配置されている請求項１０又は１１に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、半導体の３次元実装が進められており、ＣＰＵやＧＰＵの発熱量が増加傾向にある。このため、空冷ではＣＰＵやＧＰＵ等の発熱体を十分に冷却することができず、例えば特許文献１に開示されるコールドプレート等で発熱体を局所的に冷却する対応がとられるようになっていた。特許文献１のコールドプレートは、冷媒流路が形成されたプレート本体を有する。
また、サーバにはＣＰＵやＧＰＵ等の発熱体が複数設置されており、発熱体毎に設けられたコールドプレートに冷媒を供給する必要がある。
また、サーバにはＣＰＵやＧＰＵ等の発熱体が複数設置されており、発熱体毎に設けられたコールドプレートに冷媒を供給する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４４１００６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、複数のコールドプレートに冷媒を供給しようとすると、各コールドプレートに冷媒を十分に供給することができず、コールドプレート内で冷媒の供給量に偏りが生じてしまう。特に、冷媒を沸騰状態にして高発熱の発熱体を冷却する際には、コールドプレート内での冷媒の供給量の偏りが大きくなり、発熱体を十分に冷却することができない場合があった。
このような事情から、コールドプレート内での冷媒の供給量を安定化しつつ、高発熱の発熱体を冷却することのできる、冷却効率の高い装置の開発が望まれていた。
このような事情から、コールドプレート内での冷媒の供給量を安定化しつつ、高発熱の発熱体を冷却することのできる、冷却効率の高い装置の開発が望まれていた。
【0005】
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、冷却効率を向上させることができる冷却装置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】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示に係る冷却装置は、発熱体に載置される底板、前記底板に対向する天板、及び、前記底板と前記天板とを外周側で接続する側板を有し、中空状とされたケーシングと、前記ケーシング内で前記底板上に設けられ、前記ケーシングの前記側板との間に外周通路を区画形成するとともに、冷媒が内部を流通可能とされた熱交換体と、前記外周通路に外部から冷媒を供給する供給部と、前記天板における平面視で前記熱交換体に重なる領域に接続されて、前記ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部と、を備える。
【0007】
本開示に係る冷却装置は、発熱体に載置される底板、前記底板に対向する天板、及び、前記底板と前記天板とを外周側で接続する側板を有し、中空状とされたケーシングと、前記ケーシング内で前記底板上に設けられ、冷媒が内部を流通可能とされた熱交換体と、前記ケーシング内に外部から冷媒を供給する供給部と、前記天板における平面視で前記熱交換体に重なる領域に接続されて、前記ケーシング内から冷媒を外部に排出する排出部と、
を備え、前記熱交換体は、上下方向に交差するように延在し、上下方向に並ぶ複数の格子フィンを有し、隣り合う前記格子フィン同士は、上下方向に交差する方向にずらして配置されている。
を備え、前記熱交換体は、上下方向に交差するように延在し、上下方向に並ぶ複数の格子フィンを有し、隣り合う前記格子フィン同士は、上下方向に交差する方向にずらして配置されている。
【発明の効果】
【0008】
本開示の冷却装置によれば、冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第１実施形態に係る冷却装置を備えた冷却システムの構成図である。
【図2】本開示の第１実施形態に係る冷却装置の斜視図である。
【図3】本開示の第１実施形態に係る冷却装置の平面図である。
【図4】本開示の第１実施形態の第１変形例に係る冷却装置の板フィン付近の構成を示す拡大側面図である。
【図5】本開示の第１実施形態の第２変形例に係る冷却装置の平面図である。
【図6】本開示の第１実施形態の第３変形例に係る冷却装置の平面図である。
【図7】本開示の第１実施形態の第４変形例に係る冷却装置の斜視図である。
【図8】本開示の第１実施形態の第４変形例に係るピンフィンの斜視図である。
【図9】本開示の第２実施形態に係る冷却装置を側方から見た図である。
【図10】本開示の第２実施形態に係る熱交換体を示す拡大平面図である。
【図11】本開示の第２実施形態の第１変形例に係る冷却装置を側方から見た図である。
【図12】本開示の第２実施形態の第２変形例に係る熱交換体の拡大斜視図である。
【図13】本開示の第３実施形態に係る冷却装置の平面図である。
【図14】本開示の第３実施形態の変形例に係る冷却装置の平面図である。
【図15】本開示の第４実施形態に係る冷却装置の平面図である。
【図16】本開示の第４実施形態に係る複数のピンフィンの配置を示す拡大平面図である。
【図17】本開示の第４実施形態に係る複数のピンフィンを示す拡大正面図である。
【図18】本開示の第４実施形態の第１変形例に係る複数のピンフィンの配置を示す拡大平面図である。
【図19】本開示の第４実施形態の第２変形例に係る複数のピンフィンを示す拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態に係る冷却装置１０について、図１から図３を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の冷却装置１０は、サーバ４を冷却する冷却システム１に搭載されている。図１は、冷却システム１の全体構成を示す模式図である。図示の例では、サーバ４は、上下方向Ｄｖに延びるラック２内に収容されている。ラック２には、複数のサーバシャーシ３が差し込まれている。サーバシャーシ３は、箱型の筐体である。これら複数のサーバシャーシ３は、上下方向Ｄｖに複数並んでいる。さらに、サーバシャーシ３には、複数のサーバ４が差し込まれている。これら複数のサーバ４は、水平方向に横向き差し込まれている。
以下、本開示の第１実施形態に係る冷却装置１０について、図１から図３を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の冷却装置１０は、サーバ４を冷却する冷却システム１に搭載されている。図１は、冷却システム１の全体構成を示す模式図である。図示の例では、サーバ４は、上下方向Ｄｖに延びるラック２内に収容されている。ラック２には、複数のサーバシャーシ３が差し込まれている。サーバシャーシ３は、箱型の筐体である。これら複数のサーバシャーシ３は、上下方向Ｄｖに複数並んでいる。さらに、サーバシャーシ３には、複数のサーバ４が差し込まれている。これら複数のサーバ４は、水平方向に横向き差し込まれている。
【0011】
サーバ４は、サーバケーシング４ａやサーバボード４ｂ、ＣＰＵやＧＰＵ等のチップ（発熱体）４ｃを有する。サーバケーシング４ａは、水平方向に延在する直方体状の筐体である。サーバケーシング４ａの内部には、サーバボード４ｂが収容されている。サーバボード４ｂには、チップ４ｃが搭載されている。チップ４ｃは稼働時に発熱するため、チップ４ｃを冷却する冷却システム１が導入されている。
【0012】
（冷却システムの構成）
冷却システム１は、冷却装置１０と、熱交換器５と、ポンプ６と、制御ユニット７とを有する。冷却装置１０は、チップ４ｃ毎に搭載されている。冷却装置１０には、冷媒Ｆが供給される。この冷媒Ｆは、例えばＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｃａｒｂｏｎ）やＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｏｌｅｆｉｎ）系の冷媒や、水等である。冷却装置１０は、冷媒Ｆとチップ４ｃとで熱交換を行わせることによりチップ４ｃを冷却するコールドプレートである。本実施形態の冷却装置１０は、冷媒Ｆの沸騰冷却により、高発熱のチップ４ｃを冷却する。冷却装置１０は、冷媒管８によって熱交換器５とポンプ６に接続されている。冷却装置１０でチップ４ｃと熱交換を行い加熱された冷媒Ｆは、冷媒管８を通って熱交換器５に送られる。熱交換器５は、いわゆる凝縮器である。熱交換器５は、冷媒Ｆを冷却し、気相冷媒Ｆを液相冷媒Ｆに凝縮する。熱交換器５で冷却された冷媒Ｆは、冷媒管８を通ってポンプ６に送られる。ポンプ６は、冷媒Ｆを再び冷却装置１０に向けて圧送する。冷却装置１０に圧送された冷媒Ｆは、再び各チップ４ｃと熱交換を行い、各チップ４ｃを冷却する。
冷却装置１０、熱交換器５、及びポンプ６等の冷却システム１を構成する各種機器は、制御ユニット７によって制御されている。
冷却システム１は、冷却装置１０と、熱交換器５と、ポンプ６と、制御ユニット７とを有する。冷却装置１０は、チップ４ｃ毎に搭載されている。冷却装置１０には、冷媒Ｆが供給される。この冷媒Ｆは、例えばＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｃａｒｂｏｎ）やＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｏｌｅｆｉｎ）系の冷媒や、水等である。冷却装置１０は、冷媒Ｆとチップ４ｃとで熱交換を行わせることによりチップ４ｃを冷却するコールドプレートである。本実施形態の冷却装置１０は、冷媒Ｆの沸騰冷却により、高発熱のチップ４ｃを冷却する。冷却装置１０は、冷媒管８によって熱交換器５とポンプ６に接続されている。冷却装置１０でチップ４ｃと熱交換を行い加熱された冷媒Ｆは、冷媒管８を通って熱交換器５に送られる。熱交換器５は、いわゆる凝縮器である。熱交換器５は、冷媒Ｆを冷却し、気相冷媒Ｆを液相冷媒Ｆに凝縮する。熱交換器５で冷却された冷媒Ｆは、冷媒管８を通ってポンプ６に送られる。ポンプ６は、冷媒Ｆを再び冷却装置１０に向けて圧送する。冷却装置１０に圧送された冷媒Ｆは、再び各チップ４ｃと熱交換を行い、各チップ４ｃを冷却する。
冷却装置１０、熱交換器５、及びポンプ６等の冷却システム１を構成する各種機器は、制御ユニット７によって制御されている。
【0013】
なお、図１では、サーバ４毎にチップ４ｃと冷却装置１０が３個設けられている例が図示されているが、チップ４ｃと冷却装置１０の個数は適宜変更可能である。例えば、サーバ４毎にチップ４ｃと冷却装置１０が８個程設けられていてもよい。
【0014】
【0015】
以下では、上下方向Ｄｖと交差する方向のうち、所定の一方向を第１方向Ｄ１と称し、上下方向Ｄｖ及び第１方向Ｄ１と交差する方向を第２方向Ｄ２と称する。本実施形態では、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とはともに水平方向である。さらに、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは互いに直交している。
【0016】
（ケーシング）
ケーシング１１は、金属等の熱伝導性の優れた材料により、中空状に形成されている。ケーシング１１の外形は、水平方向に押し潰されたような、直方体状に形成されている。上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の４つの角部１１ａは、面取りされたような、外側に向けて張り出す湾曲形状に形成されている。上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の外周縁が発熱体の外周縁と略一致する程度の大きさに、ケーシング１１は形成されている。
ケーシング１１は、金属等の熱伝導性の優れた材料により、中空状に形成されている。ケーシング１１の外形は、水平方向に押し潰されたような、直方体状に形成されている。上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の４つの角部１１ａは、面取りされたような、外側に向けて張り出す湾曲形状に形成されている。上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の外周縁が発熱体の外周縁と略一致する程度の大きさに、ケーシング１１は形成されている。
【0017】
上述したケーシング１１は、任意の寸法に設計可能である。
例えば、本実施形態では、ケーシング１１は上下方向Ｄｖ平面視で正方形状に形成されている。ケーシング１１の上下方向Ｄｖの高さＨ１は例えば１０ｍｍ程度であり、ケーシング１１の第１方向Ｄ１の幅Ｗ１、及び第２方向Ｄ２の幅Ｌ１は、例えば５５ｍｍ程度である。
なお、ケーシング１１は、第１方向Ｄ１と比較して第２方向Ｄ２に短く形成された長方形状に形成されていてもよい。この場合、例えば、ケーシング１１の第２方向Ｄ２の幅Ｌ１は例えば３０ｍｍ程度であってもよい。
例えば、本実施形態では、ケーシング１１は上下方向Ｄｖ平面視で正方形状に形成されている。ケーシング１１の上下方向Ｄｖの高さＨ１は例えば１０ｍｍ程度であり、ケーシング１１の第１方向Ｄ１の幅Ｗ１、及び第２方向Ｄ２の幅Ｌ１は、例えば５５ｍｍ程度である。
なお、ケーシング１１は、第１方向Ｄ１と比較して第２方向Ｄ２に短く形成された長方形状に形成されていてもよい。この場合、例えば、ケーシング１１の第２方向Ｄ２の幅Ｌ１は例えば３０ｍｍ程度であってもよい。
【0018】
ケーシング１１は、底板１２と、天板１３と、側板１４とを有する。
底板１２は、チップ４ｃに載置されている。底板１２は、水平方向に延在している。
天板１３は、底板１２の上方に配置され、底板１２と上下方向Ｄｖに対向している。天板１３は、水平方向に延在している。
底板１２は、チップ４ｃに載置されている。底板１２は、水平方向に延在している。
天板１３は、底板１２の上方に配置され、底板１２と上下方向Ｄｖに対向している。天板１３は、水平方向に延在している。
【0019】
側板１４は、底板１２と天板１３とを外周側で接続している。側板１４は、底板１２と天板１３との間に４枚配置されている。４枚の側板１４は、第１方向Ｄ１に対向する２枚の第１側板１４ａと、第２方向Ｄ２に対向する２枚の第２側板１４ｂとを含む。第１側板１４ａは、第２方向Ｄ２に延在し、第２側板１４ｂは、第１方向Ｄ１に延在している。また、各側板１４は、天板１３及び底板１２に対して直交するように配置されている。
【0020】
（熱交換体）
熱交換体２０は、ケーシング１１内で底板１２上に設けられている。より詳細には、熱交換体２０は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の重心を含む領域（以下では、この領域を、中央部Ａｃと称する場合がある。）と重なる位置に配置されている。本実施形態では、上下方向Ｄｖ平面視で、熱交換体２０の重心がケーシング１１の重心と重なる位置に配置されている。以下では、熱交換体２０が形成されるケーシング１１内の領域を熱交換領域Ａ１と称する。熱交換領域Ａ１は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中央部Ａｃを含んでいる。熱交換体２０は、ケーシング１１の側板１４との間に外周通路１５を区画形成している。外周通路１５は、上下方向Ｄｖからみて矩形枠状に形成されている。また、熱交換体２０の内部は、冷媒Ｆが流通可能となっている。熱交換体２０の構成の詳細については後述する。
熱交換体２０は、ケーシング１１内で底板１２上に設けられている。より詳細には、熱交換体２０は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の重心を含む領域（以下では、この領域を、中央部Ａｃと称する場合がある。）と重なる位置に配置されている。本実施形態では、上下方向Ｄｖ平面視で、熱交換体２０の重心がケーシング１１の重心と重なる位置に配置されている。以下では、熱交換体２０が形成されるケーシング１１内の領域を熱交換領域Ａ１と称する。熱交換領域Ａ１は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中央部Ａｃを含んでいる。熱交換体２０は、ケーシング１１の側板１４との間に外周通路１５を区画形成している。外周通路１５は、上下方向Ｄｖからみて矩形枠状に形成されている。また、熱交換体２０の内部は、冷媒Ｆが流通可能となっている。熱交換体２０の構成の詳細については後述する。
【0021】
（供給管）
供給管３０は、ケーシング１１外から、ケーシング１１を構成する複数の側板１４のうち１枚の第１側板１４ａに接続されている。供給管３０は、側板１４に接続されてケーシング１１内と連通する供給開口３１を有した円管である。供給開口３１は、上下方向Ｄｖに交差する水平方向に開口している。本実施形態では、供給開口３１は、第１側板１４ａの中央に設けられている。
供給管３０は、冷媒管８を介してポンプ６と接続されており、ケーシング１１外から外周通路１５に冷媒Ｆを供給する。
供給管３０は、ケーシング１１外から、ケーシング１１を構成する複数の側板１４のうち１枚の第１側板１４ａに接続されている。供給管３０は、側板１４に接続されてケーシング１１内と連通する供給開口３１を有した円管である。供給開口３１は、上下方向Ｄｖに交差する水平方向に開口している。本実施形態では、供給開口３１は、第１側板１４ａの中央に設けられている。
供給管３０は、冷媒管８を介してポンプ６と接続されており、ケーシング１１外から外周通路１５に冷媒Ｆを供給する。
【0022】
（排出管）
排出管４０は、ケーシング１１外から、ケーシング１１を構成する天板１３に接続されている。より詳細には、排出管４０は、天板１３における上下方向Ｄｖ平面視で熱交換体２０に重なる領域に接続されている。排出管４０は、天板１３に接続されてケーシング１１内と連通する排出開口４１を有した円管である。排出開口４１は、上下方向Ｄｖに開口している。排出開口４１の中心は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中央部Ａｃと重なる位置に配置されている。本実施形態では、排出開口４１の中心は、中央部Ａｃの中でもケーシング１１の重心と上下方向Ｄｖに重なる位置に設けられている。このため、排出開口４１は、熱交換体２０と上下方向Ｄｖに重なっている。
排出管４０は、冷媒管８を介して熱交換器５と接続されており、ケーシング１１内から冷媒Ｆを外部に排出する。
排出管４０は、ケーシング１１外から、ケーシング１１を構成する天板１３に接続されている。より詳細には、排出管４０は、天板１３における上下方向Ｄｖ平面視で熱交換体２０に重なる領域に接続されている。排出管４０は、天板１３に接続されてケーシング１１内と連通する排出開口４１を有した円管である。排出開口４１は、上下方向Ｄｖに開口している。排出開口４１の中心は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中央部Ａｃと重なる位置に配置されている。本実施形態では、排出開口４１の中心は、中央部Ａｃの中でもケーシング１１の重心と上下方向Ｄｖに重なる位置に設けられている。このため、排出開口４１は、熱交換体２０と上下方向Ｄｖに重なっている。
排出管４０は、冷媒管８を介して熱交換器５と接続されており、ケーシング１１内から冷媒Ｆを外部に排出する。
【0023】
（熱交換体の構成）
本実形態の熱交換体２０は、仕切り部２１と、板フィン２２とを有する。
本実形態の熱交換体２０は、仕切り部２１と、板フィン２２とを有する。
【0024】
（仕切り部）
本実施形態の仕切り部２１は、金属等の熱伝導性の優れた材料により、上下方向Ｄｖ平面視で排出管４０を囲うように矩形枠状に形成されている。より詳細には、上下方向Ｄｖ平面視で、仕切り部２１の４つの角部２１ｃは、面取りされたような、外側に向けて張り出す湾曲形状に形成されている。すなわち、仕切り部２１の角部２１ｃは、ケーシング１１の角部１１ａと同様の形状に成形されている。
本実施形態の仕切り部２１は、金属等の熱伝導性の優れた材料により、上下方向Ｄｖ平面視で排出管４０を囲うように矩形枠状に形成されている。より詳細には、上下方向Ｄｖ平面視で、仕切り部２１の４つの角部２１ｃは、面取りされたような、外側に向けて張り出す湾曲形状に形成されている。すなわち、仕切り部２１の角部２１ｃは、ケーシング１１の角部１１ａと同様の形状に成形されている。
【0025】
仕切り部２１は、第１隔壁２１ａと、第２隔壁２１ｂとを有する。第１隔壁２１ａは、第２方向Ｄ２に延びる板状に形成され、第１方向Ｄ１に離間して一対設けられている。第２隔壁２１ｂは、第１方向Ｄ１に延びる板状に形成され、第２方向Ｄ２に離間して一対設けられている。一対の第２隔壁２１ｂは、それぞれ、第１隔壁２１ａの第２方向Ｄ２の端部を接続している。第２隔壁２１ｂには、第２隔壁２１ｂを第２方向Ｄ２に貫通する流入口２３が形成されている。流入口２３は、第１方向Ｄ１に延びている。流入口２３の下縁は、底板１２に接触している。一方、流入口２３の上縁は、天板１３よりも下方に位置している。
【0026】
仕切り部２１は、供給管３０側の第１隔壁２１ａによって、供給管３０から供給された冷媒Ｆの第１方向Ｄ１の流れを遮り、冷媒Ｆの流れを第２方向Ｄ２両側に分岐させる。
本実施形態の仕切り部２１は、底板１２と天板１３とを接続している。
本実施形態の仕切り部２１は、底板１２と天板１３とを接続している。
【0027】
（板フィン）
板フィン２２は、仕切り部２１の内側に、第１方向Ｄ１に並んで複数設けられている。各板フィン２２は、第２方向Ｄ２に延びる矩形板状の部材である。板フィン２２は、金属等の熱伝導性の優れた材料により形成されている。本実施形態では、板フィン２２は、銅により形成されている。このため、板フィン２２の表面温度は、均一となる。板フィン２２は、底板１２から上方に延びている。板フィン２２の上縁は、天板１３から離間し、板フィン２２と天板１３との間には所定のクリアランスＣ１が設けられている。なお、板フィン２２は、仕切り部２１と同程度の高さに形成されていてもよい。また、各板フィン２２は、底板１２と直交する姿勢で配置されている。
板フィン２２は、仕切り部２１の内側に、第１方向Ｄ１に並んで複数設けられている。各板フィン２２は、第２方向Ｄ２に延びる矩形板状の部材である。板フィン２２は、金属等の熱伝導性の優れた材料により形成されている。本実施形態では、板フィン２２は、銅により形成されている。このため、板フィン２２の表面温度は、均一となる。板フィン２２は、底板１２から上方に延びている。板フィン２２の上縁は、天板１３から離間し、板フィン２２と天板１３との間には所定のクリアランスＣ１が設けられている。なお、板フィン２２は、仕切り部２１と同程度の高さに形成されていてもよい。また、各板フィン２２は、底板１２と直交する姿勢で配置されている。
【0028】
複数の板フィン２２は、第２方向Ｄ２に対向するように配置されている。第２方向Ｄ２に対向した一対の板フィン２２の組は、それぞれ第２隔壁２１ｂ沿っており、各板フィン２２は、第２隔壁２１ｂから第２方向Ｄ２に延びている。また、第２方向Ｄ２側面視では、複数の板フィン２２の全体が、仕切り部２１の流入口２３の内側に位置している。
【0029】
これら複数の板フィン２２によって、板フィン２２同士の間には、冷媒Ｆの流路抵抗となる程度に狭小（狭隘）な隙間Ｓ１が形成されている。この板フィン２２同士の隙間Ｓ１は、仕切り部２１の流入口２３と連通している。
板フィン２２同士のピッチＰ１は、例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。また、板フィン２２の厚さＴ１は、例えば０．５ｍｍ程度であり、板フィン２２の高さＨ２は、例えば５．０ｍｍである。
板フィン２２同士のピッチＰ１は、例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。また、板フィン２２の厚さＴ１は、例えば０．５ｍｍ程度であり、板フィン２２の高さＨ２は、例えば５．０ｍｍである。
【0030】
（作用効果）
続いて、上述した冷却装置１０の作用効果について説明する。
まず、冷却装置１０内での冷媒Ｆの流れを説明する。
供給管３０からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、外周通路１５に流入する。このため、冷媒Ｆは外周通路１５によって第２方向Ｄ２両側に分岐し、熱交換体２０を回り込むように流れる。その後、熱交換体２０に冷媒Ｆが供給される。本実施形態では、冷媒Ｆが第２方向Ｄ２両側から供給される。冷媒Ｆは、板フィン２２同士の間を通り、平面視で外周側から中央部Ａｃ側に向けて流れる。この際、板フィン２２は全て冷媒Ｆに液没する。冷媒Ｆは、板フィン２２及び底板１２を介してチップ４ｃと熱交換を行う。これにより、チップ４ｃは冷却される。一方で冷媒Ｆは、チップ４ｃの熱を受けて加熱される。冷媒Ｆは、チップ４ｃの熱よって沸騰して蒸発し、液相冷媒Ｆから気相冷媒Ｆに変化する。加熱された冷媒Ｆは、熱交換体２０から排出管４０を介して直接ケーシング１１外に排出される。
続いて、上述した冷却装置１０の作用効果について説明する。
まず、冷却装置１０内での冷媒Ｆの流れを説明する。
供給管３０からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、外周通路１５に流入する。このため、冷媒Ｆは外周通路１５によって第２方向Ｄ２両側に分岐し、熱交換体２０を回り込むように流れる。その後、熱交換体２０に冷媒Ｆが供給される。本実施形態では、冷媒Ｆが第２方向Ｄ２両側から供給される。冷媒Ｆは、板フィン２２同士の間を通り、平面視で外周側から中央部Ａｃ側に向けて流れる。この際、板フィン２２は全て冷媒Ｆに液没する。冷媒Ｆは、板フィン２２及び底板１２を介してチップ４ｃと熱交換を行う。これにより、チップ４ｃは冷却される。一方で冷媒Ｆは、チップ４ｃの熱を受けて加熱される。冷媒Ｆは、チップ４ｃの熱よって沸騰して蒸発し、液相冷媒Ｆから気相冷媒Ｆに変化する。加熱された冷媒Ｆは、熱交換体２０から排出管４０を介して直接ケーシング１１外に排出される。
【0031】
本実施形態では、冷却装置１０は、ケーシング１１と、熱交換体２０と、供給管３０と、排出管４０とを備える。ケーシング１１は、底板１２、天板１３、及び、側板１４を有する。ケーシング１１は、中空状とされている。熱交換体２０は、ケーシング１１内で底板１２上に設けられている。熱交換体２０は、ケーシング１１の側板１４との間に外周通路１５を区画形成するとともに、冷媒Ｆが内部を流通可能とされている。供給管３０は、外周通路１５に外部から冷媒Ｆを供給する。排出管４０は、天板１３における平面視で熱交換体２０に重なる領域に接続されて、ケーシング１１内から冷媒Ｆを外部に排出する。
【0032】
本実施形態によれば、供給管３０からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、外周通路１５を通って熱交換体２０の内部に供給される。冷媒Ｆが外周通路１５を通過する過程で冷媒Ｆに圧力損失が生じるため、冷媒Ｆの流速が過度に上昇することが抑制される。このため、冷媒Ｆがケーシング１１内に均等に供給される。よって、ケーシング１１内の全体に冷媒Ｆを安定して供給することができる。さらに、熱交換体２０の内部に流入した冷媒Ｆは、熱交換体２０で熱交換が行われて加熱された後、熱交換体２０から排出管４０へ直接排出される。よって、熱交換後の冷媒Ｆがケーシング１１からスムーズに排出される。これにより、ケーシング１１内に熱交換後の冷媒Ｆが滞留することが抑制されるので、冷却効率を向上させることができる。
また、圧力損失の高い状態にしているので、従来のように、ケーシング１１毎（発熱体毎）にバルブを設置する等して冷媒Ｆの流量を微調整する煩雑な制御システムを必要とすることなく、冷媒Ｆをケーシング１１内に均等に供給することができる。
また、圧力損失の高い状態にしているので、従来のように、ケーシング１１毎（発熱体毎）にバルブを設置する等して冷媒Ｆの流量を微調整する煩雑な制御システムを必要とすることなく、冷媒Ｆをケーシング１１内に均等に供給することができる。
【0033】
本実施形態では、熱交換体２０は、第１方向Ｄ１に並ぶ複数の板フィン２２を有し、各板フィン２２は、第２方向Ｄ２に延びている。
【0034】
これにより、供給管３０からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、外周通路１５を通って複数の板フィン２２間に供給される。その後、冷媒Ｆは板フィン２２同士の間を流れる。冷媒Ｆが板フィン２２同士の間を通過する過程で冷媒Ｆに圧力損失が生じるため、冷媒Ｆの流速が過度に上昇することがより一層抑制される。このため、冷媒Ｆがケーシング１１内により一層均等に供給される。さらに、板フィン２２によって、熱交換を行う熱交換体２０の表面積（以下、伝熱面積と称する。）が増大するので、冷却効率をより一層向上させることができる。
【0035】
また、板フィン２２の厚さＴ１や、複数の板フィン２２のピッチＰ１を変更するという簡単な方法で、流路抵抗を調整し、圧力損失を適切な大きさに調整することができる。
【0036】
なお、本実施形態では、複数の板フィン２２を囲うように、仕切り部２１が上下方向Ｄｖ平面視で矩形状に形成されているとしたが、これに限られない。仕切り部２１は、第２方向Ｄ２に延びる一対の第１隔壁２１ａのみから構成されていてもよい。また、第１隔壁２１ａの代わりに、第１隔壁２１ａと同じ第２方向Ｄ２長さの板フィン２２を設けてもよい。
【0037】
本実施形態では、第２隔壁２１ｂには、第１方向Ｄ１に延びる流入口２３が形成されているとしたが、これに限られない。第２隔壁２１ｂには、流入口２３に代えて、上下方向Ｄｖに延びるスリットや、円形または多角形状の微細な貫通孔等が設けられていてもよい。
【0038】
本実施形態では、仕切り部２１は、底板１２と天板１３とを上下方向Ｄｖに接続するように形成されているとしたが、これに限られない。仕切り部２１は、底板１２から上方に向けて延び、天板１３からは下方に離間するように形成されていてもよい。この場合、冷媒Ｆが熱交換体２０と接触せずに排出管４０から排出されないよう、ケーシング１１内で全ての冷媒Ｆが蒸発される程度に、供給管３０から供給される冷媒Ｆの流量を調整する必要がある。この場合、仕切り部２１が小さくなるため、冷却装置１０を軽量化し、製造コストを削減することができる。
【0039】
＜第１実施形態の第１変形例＞
続いて、図４を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。
図４に示すように、本変形例では、熱交換体２０は、板フィン２２同士の間に、ビーズ状（球状）に形成された複数の粒子２４を有する。粒子２４は、例えば金属や樹脂、ポリマー等により形成されている。粒子２４の径は、例えば数μｍから１ｍｍ程度である。
続いて、図４を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。
図４に示すように、本変形例では、熱交換体２０は、板フィン２２同士の間に、ビーズ状（球状）に形成された複数の粒子２４を有する。粒子２４は、例えば金属や樹脂、ポリマー等により形成されている。粒子２４の径は、例えば数μｍから１ｍｍ程度である。
【0040】
この場合、板フィン２２の間に冷媒Ｆを流通可能としつつ、粒子２４が板フィン２２の外に流出しないようにする必要がある。本実施形態では、例えば板フィン２２の第２方向Ｄ２外側の端部に設けられた第２隔壁２１ｂに、流入口２３に代えて、粒子２４の径よりも狭小なスリット２３Ａが複数形成されている。スリット２３Ａは、例えば上下方向Ｄｖに延びている。さらに、板フィン２２の第２方向Ｄ２内側の端部にも同様のスリット２３Ａが複数形成された閉塞板（不図示）を設けている。
【0041】
このように、本変形例では、冷媒Ｆの流れや冷媒Ｆが沸騰することよって生じる浮力によって、板フィン２２内の粒子２４が運動し、冷媒Ｆが攪拌される。これにより、冷媒Ｆが均等に熱交換を行えるようになる。
【0042】
また、複数の粒子２４の間には、冷媒Ｆが流通可能な細かい隙間が形成される。冷媒Ｆは、これら複数の粒子２４間の隙間を通って分散されながら上昇する。さらに、複数の粒子２４は、冷媒Ｆの流れや冷媒Ｆが沸騰した際に生じる揚力によって熱交換内で運動する。これにより、冷媒Ｆの沸騰によって生じる気泡が合一しにくくなる。よって、核沸騰から膜沸騰への遷移点を、高熱流束側（高温側）にシフトさせることができる。よって、複数の粒子２４を配置するだけの簡単な構成で、核沸騰から膜沸騰への遷移を抑制することができる。
【0043】
また、これら複数の粒子２４には、汚れや湿分、油分等の不純物を吸収する機能を付加してもよい。これにより、冷却装置１０は、熱交換体２０を流れる冷媒Ｆを清浄化することができる。よって、冷媒Ｆとチップ４ｃとの熱交換が促進される為、冷却効率をより一層向上させることができる。
複数の粒子２４に不純物を吸収する機能を付与する方法として、粒子２４を特定の吸着材により形成する方法や、粒子２４の密度を増大させて粒子２４間の隙間に不純物が捕捉されるようにする方法等が挙げられる。
複数の粒子２４に不純物を吸収する機能を付与する方法として、粒子２４を特定の吸着材により形成する方法や、粒子２４の密度を増大させて粒子２４間の隙間に不純物が捕捉されるようにする方法等が挙げられる。
【0044】
なお、本変形では、板フィン２２同士の隙間に、複数の粒子２４に代えて、冷媒Ｆが流通可能な多孔質部を配置してもよい。
【0045】
＜第１実施形態の第２変形例＞
続いて、図５を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。
図５に示すように、各板フィン２２は、熱交換体２０の第２方向Ｄ２全域にわたって延びている。このため、板フィン２２は、ケーシング１１の中央部Ａｃに設けられることなり、排出開口４１と上下方向Ｄｖに重なっている。また、本変形例では、仕切り部２１は設けられていなくてもよい。
続いて、図５を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。
図５に示すように、各板フィン２２は、熱交換体２０の第２方向Ｄ２全域にわたって延びている。このため、板フィン２２は、ケーシング１１の中央部Ａｃに設けられることなり、排出開口４１と上下方向Ｄｖに重なっている。また、本変形例では、仕切り部２１は設けられていなくてもよい。
【0046】
このように、本変形例では、各板フィン２２の長さが長くなるため、伝熱面積が増大させ、冷却効率を向上させることができる。
【0047】
＜第１実施形態の第３変形例＞
続いて、図６を参照して、第１実施形態の第３変形例について説明する。
図６に示すように、板フィン２２は、平面視でジグザグ状に第２方向Ｄ２に延びるように、波型に形成されていてもよい。
続いて、図６を参照して、第１実施形態の第３変形例について説明する。
図６に示すように、板フィン２２は、平面視でジグザグ状に第２方向Ｄ２に延びるように、波型に形成されていてもよい。
【0048】
これにより、伝熱面積をさらに増大させ、冷却効率をより一層向上させることができる。
【0049】
＜第１実施形態の第４変形例＞
続いて、図７、図８を参照して、第１実施形態の第４変形例について説明する。
図７に示すように、熱交換体２０は、上下方向Ｄｖ平面視で排出管４０の排出開口４１と重なる位置に設けられ、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン５０をさらに有する。ピンフィン５０は、底板１２に複数形成されている。ピンフィン５０が形成される領域（以下、この領域をピンフィン領域Ａ２と称する。）は、第１方向Ｄ１に延在している。ピンフィン領域Ａ２は、第２方向Ｄ２に離間した複数の板フィン２２の組の間に設けられている。すなわち、これら複数のピンフィン５０は、第２方向Ｄ２に離間した複数の板フィン２２の組によって第２方向Ｄ２に挟み込まれている。
続いて、図７、図８を参照して、第１実施形態の第４変形例について説明する。
図７に示すように、熱交換体２０は、上下方向Ｄｖ平面視で排出管４０の排出開口４１と重なる位置に設けられ、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン５０をさらに有する。ピンフィン５０は、底板１２に複数形成されている。ピンフィン５０が形成される領域（以下、この領域をピンフィン領域Ａ２と称する。）は、第１方向Ｄ１に延在している。ピンフィン領域Ａ２は、第２方向Ｄ２に離間した複数の板フィン２２の組の間に設けられている。すなわち、これら複数のピンフィン５０は、第２方向Ｄ２に離間した複数の板フィン２２の組によって第２方向Ｄ２に挟み込まれている。
【0050】
各ピンフィン５０は、上下方向Ｄｖ平面視で、円形状に形成されている。さらに、図８に示すように、ピンフィン５０は、底板１２に接続される根本から上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。すなわち、ピンフィン５０は、底板１２側の根本から上下方向Ｄｖに徐々に水平方向の径を絞った形状に形成されている。また、より詳細には、ピンフィン５０は、円錐形状の部材であり、水平方向側面視では涙型に成形されている。ピンフィン５０は、金属等の熱伝導性の優れた材料により形成されている。
【0051】
このように、本変形例では、熱交換体２０は、上下方向Ｄｖ平面視で排出管４０の排出開口４１と重なる位置に設けられ、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン５０をさらに有する。ピンフィン５０は、複数の板フィン２２によって第２方向Ｄ２に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。
【0052】
これにより、冷媒Ｆは板フィン２２同士の間を通過した後、さらにピンフィン５０と熱交換を行う。また、ピンフィン５０は上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。このため、伝熱面積を増大することができる。さらに、ピンフィン５０が形成される領域では、上側ほど流路抵抗が低減される。このため、冷媒Ｆをスムーズに外部に排出することが可能となる。特に、冷媒Ｆがケーシング１１内で沸騰して気化した際、気相冷媒Ｆをよりスムーズに外部に排出することができる。
このように、伝熱性能を向上させつつ、上部に配置した排出管４０から冷媒Ｆをスムーズに排出することができるので、冷却性能をより一層向上させることができる。
このように、伝熱性能を向上させつつ、上部に配置した排出管４０から冷媒Ｆをスムーズに排出することができるので、冷却性能をより一層向上させることができる。
【0053】
＜第２実施形態＞
以下、本開示の第２実施形態に係る冷却装置２１０について、図９、図１０を参照して説明する。第２実施形態の構成のうち、第１実施形態と共通する構成については、同一の名称、符号等を付す等して、説明を適宜省略する。
図９、図１０に示すように、本実施形態では、熱交換体２２０は、仕切り部２１と、格子フィン６０と、ピンフィン２５０とを有する。
以下、本開示の第２実施形態に係る冷却装置２１０について、図９、図１０を参照して説明する。第２実施形態の構成のうち、第１実施形態と共通する構成については、同一の名称、符号等を付す等して、説明を適宜省略する。
図９、図１０に示すように、本実施形態では、熱交換体２２０は、仕切り部２１と、格子フィン６０と、ピンフィン２５０とを有する。
【0054】
（仕切り部）
仕切り部２１には、全周にわたって複数の貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６は、例えば円形に形成されている。なお、貫通孔２６の形状は、適宜変更可能である。供給管３０からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、複数の貫通孔２６を通り、全周から熱交換体２２０に流入する。
仕切り部２１には、全周にわたって複数の貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６は、例えば円形に形成されている。なお、貫通孔２６の形状は、適宜変更可能である。供給管３０からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、複数の貫通孔２６を通り、全周から熱交換体２２０に流入する。
【0055】
（格子フィン）
格子フィン６０は、上下方向Ｄｖに交差するように水平方向に延在している。また、格子フィン６０の各格子６３は、第１方向Ｄ１に延びる第１ポール６１と、第２方向Ｄ２に延びる第２ポール６２とが組み合わされて正方形状に形成されている。ここでは、格子６３の内縁間の幅のうち、最短の幅を「格子径Ｒ１」と称する。本実施形態では、格子６３は正方形状に形成されているため、格子６３の一辺の長さが格子径Ｒ１となる。
格子フィン６０は、上下方向Ｄｖに交差するように水平方向に延在している。また、格子フィン６０の各格子６３は、第１方向Ｄ１に延びる第１ポール６１と、第２方向Ｄ２に延びる第２ポール６２とが組み合わされて正方形状に形成されている。ここでは、格子６３の内縁間の幅のうち、最短の幅を「格子径Ｒ１」と称する。本実施形態では、格子６３は正方形状に形成されているため、格子６３の一辺の長さが格子径Ｒ１となる。
【0056】
第１ポール６１と第２ポール６２とは、ともに円柱状に形成されている。なお、第１ポール６１と第２ポール６２の形状は、適宜変更可能である。例えば第１ポール６１と第２ポール６２とは、ともに四角柱状に形成されていてもよい。
【0057】
格子フィン６０は、上下方向Ｄｖに並んで、等間隔に複数設けられている。以下では、複数の格子フィン６０のピッチを第１ピッチＰ２と称する。さらに、隣り合う格子フィン６０同士は、上下方向Ｄｖに交差する方向（本実施形態では水平方向）にずらして配置されている。
複数の格子フィン６０は、第１格子フィン６０ａと、第２格子フィン６０ｂとを含む。第１格子フィン６０ａと第２格子フィン６０ｂとは、上下方向Ｄｖに交互に配置されている。第１格子フィン６０ａと第２格子フィン６０ｂとは互い違いに配置されている。このため、上下方向Ｄｖ平面視で、第１格子フィン６０ａの格子６３の中心に、第２格子フィン６０ｂの格子点６４が配置されている。第１格子フィン６０ａ同士は、同一の水平方向位置に配置され、第２格子フィン６０ｂ同士は、同一の水平方向位置に配置される。
複数の格子フィン６０は、第１格子フィン６０ａと、第２格子フィン６０ｂとを含む。第１格子フィン６０ａと第２格子フィン６０ｂとは、上下方向Ｄｖに交互に配置されている。第１格子フィン６０ａと第２格子フィン６０ｂとは互い違いに配置されている。このため、上下方向Ｄｖ平面視で、第１格子フィン６０ａの格子６３の中心に、第２格子フィン６０ｂの格子点６４が配置されている。第１格子フィン６０ａ同士は、同一の水平方向位置に配置され、第２格子フィン６０ｂ同士は、同一の水平方向位置に配置される。
【0058】
図示の例では、第１格子フィン６０ａが２段設けられ、第２格子フィン６０ｂが１段設けられているが、これに限られない。第１格子フィン６０ａの段数と第２格子フィン６０ｂの段数は、適宜変更可能である。
また、複数の格子フィン６０のうち最も上方の格子フィン６０と天板１３との間には、所定のクリアランスＣ１が設けられている。
また、複数の格子フィン６０のうち最も上方の格子フィン６０と天板１３との間には、所定のクリアランスＣ１が設けられている。
【0059】
（ピンフィン）
ピンフィン２５０は、上下方向Ｄｖに延びて格子フィン６０を支持する支柱である。ピンフィン２５０は、上下方向Ｄｖ平面視で、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に並ぶ格子状に配列されている。ここでは、第１方向Ｄ１に延びるピンフィン２５０の列を第１ピン列２５１と称し、第２方向Ｄ２に延びるピンフィン２５０の列を第２ピン列２５２と称する。隣り合う第１ピン列２５１同士は、互い違いに配列されている。このため、隣り合う第１ピン列２５１の組を構成する複数のピンフィン２５０は、第１方向Ｄ１に延びるジグザグ状に配置されている。同様に、隣り合う第２ピン列２５２同士は、互い違いに配列されている。このため、隣り合う第２ピン列２５２の組を構成する複数のピンフィン２５０は、第２方向Ｄ２に延びるジグザグ状に配置されている。
ピンフィン２５０は、上下方向Ｄｖに延びて格子フィン６０を支持する支柱である。ピンフィン２５０は、上下方向Ｄｖ平面視で、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に並ぶ格子状に配列されている。ここでは、第１方向Ｄ１に延びるピンフィン２５０の列を第１ピン列２５１と称し、第２方向Ｄ２に延びるピンフィン２５０の列を第２ピン列２５２と称する。隣り合う第１ピン列２５１同士は、互い違いに配列されている。このため、隣り合う第１ピン列２５１の組を構成する複数のピンフィン２５０は、第１方向Ｄ１に延びるジグザグ状に配置されている。同様に、隣り合う第２ピン列２５２同士は、互い違いに配列されている。このため、隣り合う第２ピン列２５２の組を構成する複数のピンフィン２５０は、第２方向Ｄ２に延びるジグザグ状に配置されている。
【0060】
また、第２ピン列２５２を構成するピンフィン２５０同士のピッチは、第１ピン列２５１を構成するピンフィン２５０同士のピッチよりも狭くなっている。以下では、第２ピン列２５２を構成するピンフィン２５０同士のピッチを第２ピッチＰ３と称する。
なお、第１ピン列２５１を構成するピンフィン２５０同士のピッチが、第２ピン列２５２を構成するピンフィン２５０同士のピッチよりも狭くなっていてもよい。この場合、第１ピン列２５１を構成するピンフィン２５０同士のピッチが第２ピッチＰ３となる。
なお、第１ピン列２５１を構成するピンフィン２５０同士のピッチが、第２ピン列２５２を構成するピンフィン２５０同士のピッチよりも狭くなっていてもよい。この場合、第１ピン列２５１を構成するピンフィン２５０同士のピッチが第２ピッチＰ３となる。
【0061】
各ピンフィン２５０は、格子フィン６０と直交している。本実施形態では、ピンフィン２５０は、円柱状に形成されている。なお、ピンフィン２５０の形状は、適宜変更可能である。例えば、ピンフィン２５０は、四角柱状に形成されていてもよい。
【0062】
続いて、上述した格子フィン６０、及びピンフィン２５０の寸法について説明する。
格子フィン６０の格子径Ｒ１と第１ピッチＰ２、及びピンフィン２５０の第２ピッチＰ３は、ともに数十μｍ以上であることが好ましい。例えば、格子径Ｒ１は３００μｍ、第１ピッチＰ２は１５０μｍ、第２ピッチＰ３は０，４５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下に設計されている。また、ピンフィン２５０の上下方向Ｄｖの高さＨ３は、例えば３ｍｍに設計されている。
格子フィン６０、及びピンフィン２５０の各寸法は、適宜変更可能である。
格子フィン６０の格子径Ｒ１と第１ピッチＰ２、及びピンフィン２５０の第２ピッチＰ３は、ともに数十μｍ以上であることが好ましい。例えば、格子径Ｒ１は３００μｍ、第１ピッチＰ２は１５０μｍ、第２ピッチＰ３は０，４５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下に設計されている。また、ピンフィン２５０の上下方向Ｄｖの高さＨ３は、例えば３ｍｍに設計されている。
格子フィン６０、及びピンフィン２５０の各寸法は、適宜変更可能である。
【0063】
（作用効果）
続いて、上述した冷却装置２１０の作用効果について説明する。
続いて、上述した冷却装置２１０の作用効果について説明する。
【0064】
本実施形態では、熱交換体２２０は、水平方向に延在し、上下方向Ｄｖに並んで複数の格子フィン６０を有する。隣り合う格子フィン６０同士は、水平方向にずらして配置されている。
【0065】
これにより、冷媒Ｆが熱交換によって沸騰した際に生じる気泡が上昇する過程で格子フィン６０によって分断される。よって、気泡が合一することを防止し、臨界熱流束の発生を遅らせることができる。
また、格子フィン６０によって伝熱面積を増大させることができるので、冷却効率を向上させることができる。
また、格子フィン６０によって伝熱面積を増大させることができるので、冷却効率を向上させることができる。
【0066】
本実施形態では、複数の格子フィン６０を支持する、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン２５０をさらに有する。
【0067】
これにより、冷媒Ｆは格子フィン６０及びピンフィン２５０と熱交換を行うことできるので、伝熱面積が増大される。よって、冷却効率をより一層向上させることができる。
【0068】
本実施形態では、複数の格子フィン６０のうち最も上方の格子フィン６０と天板１３との間には、クリアランスＣ１が設けられている。
これにより、熱交換体２２０の上側の領域が広くなり、熱交換体２２０の上方への開口率が大きくなる。このため、冷媒Ｆが沸騰した生じた際に生じる気泡が熱交換体２２０から離脱しやすくなる。このため、ケーシング１１内の気相冷媒Ｆを排出管４０からスムーズに排出することができる。
これにより、熱交換体２２０の上側の領域が広くなり、熱交換体２２０の上方への開口率が大きくなる。このため、冷媒Ｆが沸騰した生じた際に生じる気泡が熱交換体２２０から離脱しやすくなる。このため、ケーシング１１内の気相冷媒Ｆを排出管４０からスムーズに排出することができる。
【0069】
また、冷媒Ｆが熱交換体２２０で加熱されると、冷媒Ｆの一部が蒸発してケーシング１１内が気液二相状態となる。このため、気液界面によって液相冷媒Ｆが格子フィン６０よりも上方に移動することが抑制されるので、原則として液相冷媒Ｆは格子フィン６０と接触して熱交換を行ってからケーシング１１外に排出される。
【0070】
なお、本実施形態では、供給管３０からケーシング１１内に流入した冷媒Ｆは、熱交換体２２０に１箇箇所から流入するとしたが、これに限られない。例えば、ケーシング１１内部に、供給管３０の供給開口３１と連通するサブヘッダ（不図示）を設ける等して、複数箇所から冷媒Ｆを分岐させ、熱交換体２２０に流入させてもよい。
【0071】
本実施形態では、格子フィン６０及び、第１ピン列２５１と第２ピン列２５２の配置は、適宜変更可能である。例えば、格子フィン６０及び、第１ピン列２５１と第２ピン列２５２は、上下方向Ｄｖ平面視で第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に対して傾いていてもよい。
【0072】
本実施形態では、格子フィン６０がピンフィン２５０によって支持されている場合について説明したが、これに限られない。格子フィン６０は、外周側に設けられた仕切り部２１によって支持されていてもよい。この場合、ピンフィン２５０は設けられていなくてもよい。
【0073】
本実施形態では、仕切り部２１は、必ずしも底板１２と天板１３とを接続するように設けられている必要はない。例えば、仕切り部２１は、底板１２から延び、仕切り部２１の上端が天板１３から下方に離間していてよい。また、格子フィン６０を外周側から囲う仕切り部２１が設けられていなくてもよい。
【0074】
本実施形態では、格子フィン６０の格子６３が正方形状に形成されているとしたが、これに限られない。格子フィン６０の格子６３は、例えば長方形状や多角形状、円形状に形成されていてもよい。
【0075】
＜第２実施形態の第１変形例＞
続いて、図１１を参照して、第２実施形態の第１変形例について説明する。
図１１に示すように、本変形例では、格子フィン６０は、ケーシング１１内の水平方向全域に敷設されている。このため、本変形例では、伝熱面積をより一層増大させることができる。したがって、冷却効率をより一層増大させることができる。
続いて、図１１を参照して、第２実施形態の第１変形例について説明する。
図１１に示すように、本変形例では、格子フィン６０は、ケーシング１１内の水平方向全域に敷設されている。このため、本変形例では、伝熱面積をより一層増大させることができる。したがって、冷却効率をより一層増大させることができる。
【0076】
なお、本変形例では、格子フィン６０をケーシング１１の側板１４によって支持するようにしてもよい。この場合、格子フィン６０を支持するピンフィン２５０が設けられていなくてもよい。
【0077】
＜第２実施形態の第２変形例＞
続いて、図１２を参照して、第２実施形態の第２変形例について説明する。
図１２に示すように、本変形例では、格子フィン６０を支持するピンフィン２５０Ａは、第１実施形態の第４変形例のピンフィン５０と同様の形状に形成されている。すなわち、ピンフィン２５０Ａは、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。
続いて、図１２を参照して、第２実施形態の第２変形例について説明する。
図１２に示すように、本変形例では、格子フィン６０を支持するピンフィン２５０Ａは、第１実施形態の第４変形例のピンフィン５０と同様の形状に形成されている。すなわち、ピンフィン２５０Ａは、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。
【0078】
これにより、伝熱面積をより一層増大することができる。さらに、ピンフィン２５０Ａが形成される領域では、上側ほど流路抵抗が低減される。このため、冷媒Ｆをスムーズに外部に排出することが可能となる。特に、冷媒Ｆがケーシング１１内で沸騰して気化した際、気相冷媒Ｆをよりスムーズに外部に排出することができる。
よって、伝熱性能をより一層向上させつつ、上部に配置した排出管４０から冷媒Ｆをスムーズに排出することができるので、冷却性能をより一層向上させることができる。
よって、伝熱性能をより一層向上させつつ、上部に配置した排出管４０から冷媒Ｆをスムーズに排出することができるので、冷却性能をより一層向上させることができる。
【0079】
＜第３実施形態＞
以下、本開示の第３実施形態に係る冷却装置３１０について、図１３を参照して説明する。第３実施形態の構成のうち、上記実施形態と共通する構成については、同一の名称、符号等を付す等して、説明を適宜省略する。
図１３に示すように、本実施形態では、冷却装置３１０は、冷媒Ｆが流通可能な多孔質部２７をさらに備える。
以下、本開示の第３実施形態に係る冷却装置３１０について、図１３を参照して説明する。第３実施形態の構成のうち、上記実施形態と共通する構成については、同一の名称、符号等を付す等して、説明を適宜省略する。
図１３に示すように、本実施形態では、冷却装置３１０は、冷媒Ｆが流通可能な多孔質部２７をさらに備える。
【0080】
熱交換体３２０は、第１実施形態における複数の板フィン２２に代えて、多孔質部２７を有する。
【0081】
多孔質部２７は、第２方向Ｄ２に離間して一対設けられている。各多孔質部２７は、第１方向Ｄ１に延びている。多孔質部２７には、冷媒Ｆが流通可能な多数の孔（不図示）が形成されている。この多孔質部２７が流路抵抗となり、圧力損失を生じさせる。
【0082】
（作用効果）
続いて、上述した冷却装置３１０の作用効果について説明する。
本実施形態では、熱交換体３２０は、冷媒Ｆが通過可能な多孔質部２７を有する。
続いて、上述した冷却装置３１０の作用効果について説明する。
本実施形態では、熱交換体３２０は、冷媒Ｆが通過可能な多孔質部２７を有する。
【0083】
これにより、多孔質部２７を設けるだけの簡単な構成で圧力損失を生じさせ、ケーシング１１内に冷媒Ｆを均等に供給することができる。よって、ケーシング１１内の全体に冷媒Ｆを安定して供給し、冷却効率を向上させることができる。冷媒Ｆが熱交換によって沸騰した際に生じる気泡が多孔質部２７を通過することによって離散する。よって、気泡の合一を抑制し、臨界熱流束の発生を遅らせることができる。さらに、多孔質部２７は、冷媒Ｆ中に含まれている汚れや湿分、油分を内部の孔によって捕捉し、吸収することができる。
【0084】
＜第３実施形態の変形例＞
続いて、図１４を参照して、第３実施形態の変形例について説明する。
図１４に示すように、本変形例では、熱交換体３２０は、上下方向Ｄｖ平面視で排出管の排出開口と重なる位置（ピンフィン領域Ａ２）に、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン３５０を有する。ピンフィン３５０は、ピンフィン領域Ａ２内に複数設けられている。これら複数のピンフィン３５０は、第２方向Ｄ２に離間した一対の多孔質部２７によって第２方向Ｄ２に挟み込まれている。
さらに、ピンフィン３５０は、第１実施形態の第４変形例のピンフィン５０と同様の形状に形成されている。すなわちピンフィン３５０は、上方に向かうにしたがって先細る形状に形成されている。
続いて、図１４を参照して、第３実施形態の変形例について説明する。
図１４に示すように、本変形例では、熱交換体３２０は、上下方向Ｄｖ平面視で排出管の排出開口と重なる位置（ピンフィン領域Ａ２）に、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン３５０を有する。ピンフィン３５０は、ピンフィン領域Ａ２内に複数設けられている。これら複数のピンフィン３５０は、第２方向Ｄ２に離間した一対の多孔質部２７によって第２方向Ｄ２に挟み込まれている。
さらに、ピンフィン３５０は、第１実施形態の第４変形例のピンフィン５０と同様の形状に形成されている。すなわちピンフィン３５０は、上方に向かうにしたがって先細る形状に形成されている。
【0085】
これにより、冷媒Ｆは多孔質部２７を通過した後、さらにピンフィン３５０と熱交換を行う。また、ピンフィン３５０は上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。このため、伝熱面積を増大することができる。さらに、ピンフィン３５０が形成される領域では、上側ほど流路抵抗が低減される。このため、冷媒Ｆをスムーズに外部に排出することが可能となる。よって、冷却効率をより一層向上させることができる。
【0086】
＜第４実施形態＞
以下、本開示の第４実施形態に係る冷却装置４１０について、図１５から図１７を参照して説明する。第４実施形態の構成のうち、上記実施形態と共通する構成については、同一の名称、符号等を付す等して、説明を適宜省略する。
図１５に示すように、本実施形態では、熱交換体４２０は、外周通路１５に沿って複数設けられたピンフィン４５０を有する。図１５では、ピンフィン４５０の配置が模式的に図示されている。各ピンフィン４５０は、上下方向Ｄｖに延びている。
本実施形態では、複数のピンフィン４５０が形成されたピンフィン領域Ａ２は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中心部を外周側から囲うように環状に設けられている。また、本実施形態では、複数のピンフィン４５０によってケーシング１１内に外周通路１５を形成しており、第１実施形態のような仕切り部２１は設けられていない。なお、仕切り部２１が設けられていてもよく、この場合、仕切り部２１には、全周に亘って、第２実施形態の貫通孔２６のような貫通孔が設けられている必要がある。
ここで、ピンフィン領域Ａ２のうち、中央部Ａｃに対して第２方向Ｄ２一方側に位置する領域（以下、この領域を代表領域Ａ３とする。）を例に、図１６、図１７を参照して、ピンフィン４５０の配置及び形状について、詳細に説明する。
以下、本開示の第４実施形態に係る冷却装置４１０について、図１５から図１７を参照して説明する。第４実施形態の構成のうち、上記実施形態と共通する構成については、同一の名称、符号等を付す等して、説明を適宜省略する。
図１５に示すように、本実施形態では、熱交換体４２０は、外周通路１５に沿って複数設けられたピンフィン４５０を有する。図１５では、ピンフィン４５０の配置が模式的に図示されている。各ピンフィン４５０は、上下方向Ｄｖに延びている。
本実施形態では、複数のピンフィン４５０が形成されたピンフィン領域Ａ２は、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中心部を外周側から囲うように環状に設けられている。また、本実施形態では、複数のピンフィン４５０によってケーシング１１内に外周通路１５を形成しており、第１実施形態のような仕切り部２１は設けられていない。なお、仕切り部２１が設けられていてもよく、この場合、仕切り部２１には、全周に亘って、第２実施形態の貫通孔２６のような貫通孔が設けられている必要がある。
ここで、ピンフィン領域Ａ２のうち、中央部Ａｃに対して第２方向Ｄ２一方側に位置する領域（以下、この領域を代表領域Ａ３とする。）を例に、図１６、図１７を参照して、ピンフィン４５０の配置及び形状について、詳細に説明する。
【0087】
図１６、図１７に示すように、ピンフィン４５０は、上下方向Ｄｖに延びる円柱状に形成されている。ピンフィン４５０は、水平面一方向に等間隔に並んで設けられ、上下方向Ｄｖ平面視で、直線状に延びるピン列４５１を形成している。さらに、ピン列４５１は、水平方向のうちピン列４５１の延在方向に交差（直交）する方向に等間隔で複数設けられている。代表領域Ａ３では、ピン列４５１は、第２方向に直線状に形成され、ピン列４５１は、第１方向Ｄ１に等間隔に配列されている。加えて、隣り合う２列のピン列４５１間において、ピンフィン４５０は、互い違いとなるようにジグザグ状に配列されている。
【0088】
ピンフィン４５０の寸法及び、ピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、適宜変更可能である。
例えば、ピンフィン４５０の径が３００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が３ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、０．４５ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下に設定される。
例えば、ピンフィン４５０の径が５００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が５ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、１ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下に設定される。
例えば、ピンフィン４５０の径が１０００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が１０ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、１．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定される。
例えば、ピンフィン４５０の径が３００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が３ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、０．４５ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下に設定される。
例えば、ピンフィン４５０の径が５００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が５ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、１ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下に設定される。
例えば、ピンフィン４５０の径が１０００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が１０ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、１．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定される。
【0089】
（作用効果）
続いて、上述した冷却装置４１０の作用効果について説明する。
本実施形態では、熱交換体４２０は、上下方向Ｄｖに延び、外周通路１５に沿って設けられた複数のピンフィン４５０を有する。
続いて、上述した冷却装置４１０の作用効果について説明する。
本実施形態では、熱交換体４２０は、上下方向Ｄｖに延び、外周通路１５に沿って設けられた複数のピンフィン４５０を有する。
【0090】
これにより、冷媒Ｆはピンフィン４５０同士の間を通って熱交換体４２０の内部に供給される。冷媒Ｆがピンフィン４５０同士の間を通過する過程で冷媒Ｆに圧力損失が生じるため、冷媒Ｆの流速が過度に上昇することがより一層抑制される。このため、冷媒Ｆが熱交換体４２０により一層均等に供給される。よって、ピンフィン４５０を設けるという比較的簡素な構成で、冷媒Ｆをケーシング１１内に均等に供給することができる。
【0091】
さらに、これら複数のピンフィン４５０は、例えばＡＭ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）造形で製造することにより、製造効率を向上させることができる。
【0092】
（第４実施形態の第１変形例）
続いて、図１８を参照して、第４実施形態の第１変形例について説明する。
図１８に示すように、本変形例では、水平方向で排出管４０の排出開口４１側に向かうにしたがって、複数のピンフィン４５０同士のピッチＰ４が大きくなるように設けられている。
続いて、図１８を参照して、第４実施形態の第１変形例について説明する。
図１８に示すように、本変形例では、水平方向で排出管４０の排出開口４１側に向かうにしたがって、複数のピンフィン４５０同士のピッチＰ４が大きくなるように設けられている。
【0093】
例えば、ピンフィン４５０の径が３００μｍ、ピンフィン４５０の高さＨ４が３ｍｍの場合、ピン列４５１を構成するピンフィン４５０同士のピッチＰ４は、最も上流側では０．６ｍｍとなり、最も下流側では１．８ｍｍとなる。
【0094】
ところで、ケーシング１１内で冷媒Ｆが沸騰し、気液二相状態で存在する場合、冷媒Ｆの流通方向下流側に向かうにしたがって気相冷媒Ｆの割合が増大する。本変形例によれば、下流側に向かうにしたがって複数のピンフィン４５０同士のピッチＰ４が大きくなるため、下流側ほど気相冷媒Ｆが流通しやすくなる。よって、下流側で気相冷媒Ｆの急激な圧力上昇を抑制することができる。よって、気相冷媒Ｆをスムーズに排出することができる。
【0095】
なお、排出開口４１の近傍（例えば、上下方向Ｄｖ平面視で、排出開口４１の中心から排出開口４１の径の０．５倍から５倍程度）の領域は、ピンフィン４５０が形成されていなくてもよい。
【0096】
（第４実施形態の第２変形例）
続いて、図１９を参照して、第４実施形態の第２変形例について説明する。
図１９に示すように、本変形例では、第１変形例のようなピンフィン４５０間のピッチ変化に加え、冷媒Ｆの流通方向下流側に向かうにしたがって、高さＨ４の低いピンフィン４５０が配置されている。
例えば、最も上流側ではピンフィン４５０の高さＨ４が３ｍｍであるが、そこから次第に低いピンフィン４５０が配置され、最も下流側ではピンフィン４５０の高さＨ４が１ｍｍとなる。
続いて、図１９を参照して、第４実施形態の第２変形例について説明する。
図１９に示すように、本変形例では、第１変形例のようなピンフィン４５０間のピッチ変化に加え、冷媒Ｆの流通方向下流側に向かうにしたがって、高さＨ４の低いピンフィン４５０が配置されている。
例えば、最も上流側ではピンフィン４５０の高さＨ４が３ｍｍであるが、そこから次第に低いピンフィン４５０が配置され、最も下流側ではピンフィン４５０の高さＨ４が１ｍｍとなる。
【0097】
本変形例によれば、下流側に向かうにしたがって高さＨ４の低いピンフィン４５０が配置されているため、下流側ほど気相冷媒Ｆが流通しやすくなる。よって、下流側で気相冷媒Ｆの急激な圧力上昇を抑制することができる。
【0098】
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。上述した各実施形態と各変形例とを適宜組み合わせることも可能である。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。上述した各実施形態と各変形例とを適宜組み合わせることも可能である。
【0099】
上記実施形態では、冷却装置１０、２１０、３１０、４１０は、サーバ４に搭載されたＣＰＵやＧＰＵ等のチップ４ｃを冷却するコールドプレートである場合について説明したが、これに限られない。冷却装置１０、２１０、３１０、４１０は、チップ４ｃ以外の発熱体を冷却するために用いられてもよい。
【0100】
上記実施形態では、冷却装置１０、２１０、３１０、４１０がケーシング１１内で冷媒Ｆを沸騰・蒸発させる場合について説明したが、これに限られない。冷媒Ｆは、チップ４ｃと熱交換を行う過程で、必ずしも沸騰・気化する必要はなく、液相の状態で冷却システム１内を循環してもよい。
【0101】
上記実施形態では、ケーシング１１が直方体状に形成される場合について説明したが、これに限られない。ケーシング１１は、例えば直方体以外の多角形状に形成されていてもよく、例えば円板状に形成されていてもよい。同様に、熱交換体２０、２２０、３２０、４２０の形状も直方体状に限られず、外周通路１５の形状も矩形枠状に限られない。すなわち、熱交換体２０、２２０、３２０、４２０は、例えば直方体以外の多角形状に形成されていてもよく、例えば円板状に形成されていてもよい。また、外周通路１５は、矩形以外の多角形枠状に形成されていてもよく、例えば円環状に形成されていてもよい。
【0102】
上記実施形態では、供給部は供給開口３１を有した供給管３０であり、排出部は排出開口４１を有した排出管４０であるとしたが、これに限られない。供給部は供給開口３１のみから構成され、排出部は排出開口４１のみから構成されていてもよい。この場合、冷媒管８は、供給開口３１及び排出開口４１に直接接続される。また、供給開口３１は、側板１４に接続しているとしたが、これに限られない。供給開口３１は、例えば天板１３のうち外周通路１５と上下方向Ｄｖに重なる位置に接続していてもよい。また、排出開口４１は、ケーシング１１の中央部Ａｃで天板１３と接続しているとしたが、これに限られない。排出開口４１は、熱交換体２０、２２０、３２０、４２０と上下方向Ｄｖに重なる位置であれば、上下方向Ｄｖ平面視で、ケーシング１１の中央部Ａｃよりも外周側に配置されていてもよい。
【0103】
＜付記＞
各実施形態に記載の冷却装置１０、２１０、３１０、４１０は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の冷却装置１０、２１０、３１０、４１０は、例えば以下のように把握される。
【0104】
（１）第１の態様に係る冷却装置１０、２１０、３１０、４１０は、発熱体に載置される底板１２、前記底板１２に対向する天板１３、及び、前記底板１２と前記天板１３とを外周側で接続する側板１４を有し、中空状とされたケーシング１１と、前記ケーシング１１内で前記底板１２上に設けられ、前記ケーシング１１の前記側板１４との間に外周通路１５を区画形成するとともに、冷媒Ｆが内部を流通可能とされた熱交換体２０、２２０、３２０、４２０と、前記外周通路１５に外部から冷媒Ｆを供給する供給部と、前記天板１３における平面視で前記熱交換体２０、２２０、３２０、４２０に重なる領域に接続されて、前記ケーシング１１内から冷媒Ｆを外部に排出する排出部と、を備える。
供給部の例として、上記実施形態の供給管３０等が挙げられ、排出部の例として、上記実施形態の排出管４０等が挙げられる。
供給部の例として、上記実施形態の供給管３０等が挙げられ、排出部の例として、上記実施形態の排出管４０等が挙げられる。
【0105】
本態様によれば、供給部からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、外周通路１５を通って熱交換体２０、２２０、３２０、４２０の内部に供給される。冷媒Ｆが外周通路１５を通過する過程で冷媒Ｆに圧力損失が生じるため、冷媒Ｆの流速が過度に上昇することが抑制される。このため、冷媒Ｆがケーシング１１内に均等に供給される。よって、ケーシング１１内の全体に冷媒Ｆを安定して供給することができる。さらに、熱交換体２０、２２０、３２０、４２０の内部に流入した冷媒Ｆは、熱交換体２０、２２０、３２０、４２０で熱交換が行われて加熱された後、熱交換体２０、２２０、３２０、４２０から排出部へ直接排出される。よって、熱交換後の冷媒Ｆがケーシング１１からスムーズに排出される。これにより、ケーシング１１内に熱交換後の冷媒Ｆが滞留することが抑制されるので、冷却効率を向上させることができる。
【0106】
（２）第２の態様の冷却装置１０は、（１）の冷却装置１０であって、前記熱交換体２０は、上下方向Ｄｖに交差する第１方向Ｄ１に並ぶ複数の板フィン２２を有し、各前記板フィン２２は、上下方向Ｄｖ及び前記第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に延びていてもよい。
【0107】
これにより、供給部からケーシング１１内に供給された冷媒Ｆは、外周通路１５を通って複数の板フィン２２間に供給される。その後、冷媒Ｆは板フィン２２同士の間を流れる。冷媒Ｆが板フィン２２同士の間を通過する過程で冷媒Ｆに圧力損失が生じるため、冷媒Ｆの流速が過度に上昇することがより一層抑制される。このため、冷媒Ｆがケーシング１１内により一層均等に供給される。さらに、板フィン２２によって、熱交換を行う熱交換体２０の表面積（伝熱面積）が増大する。
【0108】
（３）第３の態様の冷却装置１０は、（２）の冷却装置１０であって、前記熱交換体２０は、平面視で前記排出部と重なる位置に設けられ、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン５０をさらに有し、前記ピンフィン５０は、前記複数の板フィン２２によって前記第２方向Ｄ２に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されていてもよい。
【0109】
これにより、冷媒Ｆは板フィン２２同士の間を通過した後、さらにピンフィン５０と熱交換を行う。また、ピンフィン５０は上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。このため、伝熱面積を増大することができる。さらに、ピンフィン５０が形成される領域では、上側ほど流路抵抗が低減される。このため、冷媒Ｆをスムーズに外部に排出することが可能となる。
【0110】
（４）第４の態様の冷却装置２１０は、（１）の冷却装置２１０であって、前記熱交換体２２０は、上下方向Ｄｖに交差するように延在し、上下方向Ｄｖに並ぶ複数の格子フィン６０を有し、隣り合う前記格子フィン６０同士は、上下方向Ｄｖに交差する方向にずらして配置されていてもよい。
【0111】
これにより、冷媒Ｆが熱交換によって沸騰した際に生じる気泡が上昇する過程で格子フィン６０によって分断される。よって、気泡が合一することを防止することができる。
【0112】
（５）第５の態様の冷却装置２１０は、発熱体に載置される底板１２、前記底板１２に対向する天板１３、及び、前記底板１２と前記天板１３とを外周側で接続する側板１４を有し、中空状とされたケーシング１１と、前記ケーシング１１内で前記底板１２上に設けられ、冷媒Ｆが内部を流通可能とされた熱交換体２２０と、前記ケーシング１１内に外部から冷媒Ｆを供給する供給部と、前記天板１３における平面視で前記熱交換体２２０に重なる領域に接続されて、前記ケーシング１１内から冷媒Ｆを外部に排出する排出部と、を備え、前記熱交換体２２０は、上下方向Ｄｖに交差するように延在し、上下方向Ｄｖに並ぶ複数の格子フィン６０を有し、隣り合う前記格子フィン６０同士は、上下方向Ｄｖに交差する方向にずらして配置されている。
【0113】
（６）第６の態様の冷却装置２１０は、（４）又は（５）の冷却装置２１０であって、前記熱交換体２２０は、前記複数の格子フィン６０を支持する、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン２５０、２５０Ａをさらに有してもよい。
【0114】
これにより、冷媒Ｆは格子フィン６０及びピンフィン２５０、２５０Ａと熱交換を行うことできるので、伝熱面積が増大される。
【0115】
（７）第７の態様の冷却装置２１０は、（６）の冷却装置２１０であって、前記ピンフィン２５０Ａは、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されていてもよい。
【0116】
これにより、伝熱面積をより一層増大することができる。さらに、ピンフィン２５０Ａが形成される領域では、上側ほど流路抵抗が低減される。このため、冷媒Ｆをスムーズに外部に排出することが可能となる。
【0117】
（８）第８の態様の冷却装置３１０は、（１）の冷却装置３１０であって、前記熱交換体３２０は、冷媒Ｆが通過可能な多孔質部２７を有してもよい。
【0118】
これにより、多孔質部２７を設けるだけの簡単な構成で、多孔質部２７と冷媒Ｆとで熱交換を行わせつつ、圧力損失を生じさせ、ケーシング１１内に冷媒Ｆを均等に供給することができる。冷媒Ｆが熱交換によって沸騰した際に生じる気泡が多孔質部２７を通過することによって離散する。よって、気泡の合一を抑制することができる。さらに、多孔質部２７は、冷媒Ｆ中に含まれている汚れや湿分、油分を吸収することができる。
【0119】
（９）第９の態様の冷却装置３１０は、（８）の冷却装置３１０であって、前記熱交換体３２０は、平面視で前記排出部と重なる位置に設けられ、上下方向Ｄｖに延びるピンフィン３５０をさらに有し、前記ピンフィン３５０は、前記多孔質部２７によって上下方向Ｄｖに交差する方向に挟み込まれ、上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されていてもよい。
【0120】
これにより、冷媒Ｆは多孔質部２７を通過した後、さらにピンフィン３５０と熱交換を行う。また、ピンフィン３５０は上方に向かうにしたがって先細る形状に成形されている。このため、伝熱面積を増大することができる。さらに、ピンフィン３５０が形成される領域では、上側ほど流路抵抗が低減される。このため、冷媒Ｆをスムーズに外部に排出することが可能となる。
【0121】
（１０）第１０の態様の冷却装置４１０は、（１）の冷却装置４１０であって、前記熱交換体４２０は、上下方向Ｄｖに延び、前記外周通路１５に沿って設けられた複数のピンフィン４５０を有してもよい。
【0122】
これにより、冷媒Ｆはピンフィン４５０同士の間を通って熱交換体４２０の内部に供給される。冷媒Ｆがピンフィン４５０同士の間を通過する過程で冷媒Ｆに圧損が生じるため、冷媒Ｆの流速が過度に上昇することがより一層抑制される。このため、冷媒Ｆが熱交換体４２０により一層均等に供給される。
【0123】
（１１）第１１の態様の冷却装置４１０は、（１０）の冷却装置４１０であって、上下方向Ｄｖに交差する方向で前記排出部側に向かうにしたがって、前記ピンフィン４５０同士のピッチＰ４が大きくなっていてもよい。
【0124】
ところで、冷媒Ｆがケーシング１１内で沸騰し、気液二相状態で存在する場合、冷媒Ｆの流通方向下流側に向かうにしたがって気相冷媒Ｆの割合が増大する。本態様によれば、下流側に向かうにしたがって複数のピンフィン４５０同士のピッチＰ４が大きくなるため、下流側ほど気相冷媒Ｆが流通しやすくなる。よって、下流側で気相冷媒Ｆの急激な圧力上昇を抑制することができる。
【0125】
（１２）第１２の態様の冷却装置４１０は、（１０）又は（１１）の冷却装置４１０であって、上下方向Ｄｖに交差する方向で前記排出部側に向かうにしたがって、高さＨ４の低い前記ピンフィン４５０が配置されていてもよい。
【0126】
本態様によれば、下流側に向かうにしたがって高さＨ４の低いピンフィン４５０が配置されているため、下流側ほど気相冷媒Ｆが流通しやすくなる。よって、下流側で気相冷媒Ｆの急激な圧力上昇を抑制することができ、気相冷媒Ｆをスムーズに排出することができる。
【符号の説明】
【0127】
１…冷却システム、２…ラック、３…サーバシャーシ、４…サーバ、４ａ…サーバケーシング、４ｂ…サーバボード、４ｃ…チップ（発熱体）、５…熱交換器、６…ポンプ、７…制御ユニット、８…冷媒管、１０…冷却装置、１１…ケーシング、１１ａ…角部、１２…底板、１３…天板、１４…側板、１４ａ…第１側板、１４ｂ…第２側板、１５…外周通路、２０…熱交換体、２１…仕切り部、２１ａ…第１隔壁、２１ｂ…第２隔壁、２１ｃ…角部、２２…板フィン、２３…流入口、２３Ａ…スリット、２４…粒子、２６…貫通孔、２７…多孔質部、３０…供給管（供給部）、３１…供給開口、４０…排出管（排出部）、４１…排出開口、５０…ピンフィン、６０…格子フィン、６０ａ…第１格子フィン、６０ｂ…第２格子フィン、６１…第１ポール、６２…第２ポール、６３…格子、６４…格子点、２１０…冷却装置、２２０…熱交換体、２５０…ピンフィン、２５０Ａ…ピンフィン、２５１…第１ピン列、２５２…第２ピン列、３１０…冷却装置、３２０…熱交換体、３５０…ピンフィン、４１０…冷却装置、４２０…熱交換体、４５０…ピンフィン、４５１…ピン列、Ａ１…熱交換領域、Ａ２…ピンフィン領域、Ａ３…代表領域、Ａｃ…中央部、Ｃ１…クリアランス、Ｄｖ…上下方向、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｆ…冷媒、Ｈ１…高さ、Ｈ２…高さ、Ｈ３…高さ、Ｈ４…高さ、Ｌ１…幅、Ｐ１…ピッチ、Ｐ２…第１ピッチ、Ｐ３…第２ピッチ、Ｐ４…ピッチ、Ｒ１…格子径、Ｓ１…隙間、Ｔ１…厚さ、Ｗ１…幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】