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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】P2024035713
(43)【公開日】2024-03-14
(54)【発明の名称】沸騰式冷却器および沸騰式冷却器の製造方法
(51)【国際特許分類】
F28D 15/02 20060101AFI20240307BHJP
F28D 15/04 20060101ALI20240307BHJP
F28F 13/02 20060101ALI20240307BHJP
H01L 23/427 20060101ALI20240307BHJP
B23K 26/354 20140101ALI20240307BHJP
【ＦＩ】
F28D15/02 101G
F28D15/04 B
F28F13/02 A
H01L23/46 A
B23K26/354
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022140345
(22)【出願日】2022-09-02
(71)【出願人】
【識別番号】000183369
【氏名又は名称】住友精密工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100155608
【弁理士】
【氏名又は名称】大日方 崇
(72)【発明者】
【氏名】山中 清晶
(72)【発明者】
【氏名】安東 賢二
(72)【発明者】
【氏名】田辺 章裕
【テーマコード（参考）】
4E168
5F136
【Ｆターム（参考）】
4E168AB01
4E168AD18
4E168CB02
4E168CB18
4E168DA42
4E168DA43
4E168JA03
5F136CC31
5F136CC37
5F136CC38
(57)【要約】
【課題】沸騰面部において凹凸の形成により気泡の発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することが可能な沸騰式冷却器を提供する。
【解決手段】この沸騰式冷却器１００は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒５を沸騰させる沸騰部１０と、沸騰部１０で気化した冷媒５を凝縮させ、沸騰部１０に戻す凝縮部２０と、を備える。沸騰部１０は、発熱体ＨＳの取付面１１ａと、取付面１１ａとは反対側の面１１ｂに設けられ冷媒５に接する沸騰面部１３と、を含む。沸騰面部１３は、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部１４を含む。
【選択図】図２
【解決手段】この沸騰式冷却器１００は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒５を沸騰させる沸騰部１０と、沸騰部１０で気化した冷媒５を凝縮させ、沸騰部１０に戻す凝縮部２０と、を備える。沸騰部１０は、発熱体ＨＳの取付面１１ａと、取付面１１ａとは反対側の面１１ｂに設けられ冷媒５に接する沸騰面部１３と、を含む。沸騰面部１３は、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部１４を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、
前記沸騰部で気化した前記冷媒を凝縮させ、前記沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、
前記沸騰部は、前記発熱体の取付面と、前記取付面とは反対側の面に設けられ前記冷媒に接する沸騰面部と、を含み、
前記沸騰面部は、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を含む、沸騰式冷却器。
前記沸騰部で気化した前記冷媒を凝縮させ、前記沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、
前記沸騰部は、前記発熱体の取付面と、前記取付面とは反対側の面に設けられ前記冷媒に接する沸騰面部と、を含み、
前記沸騰面部は、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を含む、沸騰式冷却器。
【請求項2】
前記溝部は、前記沸騰面部に開口する穴部、前記穴部における開口部分の少なくとも一部が覆われた中空部、前記穴部または前記中空部から側方に延びる横穴部、前記溝部の開口の一部が覆われたトンネル形状部の少なくともいずれかからなる空間部を含む、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項3】
前記空間部は、前記溝部の一部に部分的に形成された構造である、請求項２に記載の沸騰式冷却器。
【請求項4】
前記溝部の少なくとも一部は、前記溝部の延びる方向と直交する断面において、前記溝部の開口幅よりも幅広の底部を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。
【請求項5】
前記溝部は、前記沸騰面部に複数形成され、
複数の前記溝部は、
前記沸騰面部に沿って第１方向に延びる複数の第１溝部と、
前記沸騰面部に沿って前記第１方向と異なる第２方向に延びて、前記複数の第１溝部と互いに交差する複数の第２溝部と、を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。
複数の前記溝部は、
前記沸騰面部に沿って第１方向に延びる複数の第１溝部と、
前記沸騰面部に沿って前記第１方向と異なる第２方向に延びて、前記複数の第１溝部と互いに交差する複数の第２溝部と、を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。
【請求項6】
前記沸騰部は、前記沸騰部と前記凝縮部との間で前記冷媒を流通させる連通部を有し、
前記第１方向は、前記沸騰部のうちで、前記沸騰面部から前記連通部側に向かう方向であり、
前記第１溝部の数は、前記第２溝部の数よりも多い、請求項５に記載の沸騰式冷却器。
前記第１方向は、前記沸騰部のうちで、前記沸騰面部から前記連通部側に向かう方向であり、
前記第１溝部の数は、前記第２溝部の数よりも多い、請求項５に記載の沸騰式冷却器。
【請求項7】
前記沸騰面部は、
前記溝部が形成された複数の第１領域と、
前記複数の第１領域の間に配置されるとともに前記溝部が形成されていない第２領域と、を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。
前記溝部が形成された複数の第１領域と、
前記複数の第１領域の間に配置されるとともに前記溝部が形成されていない第２領域と、を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。
【請求項8】
前記沸騰面部において、前記複数の第１領域と複数の前記第２領域とが、交互に並んで配置されており、
前記複数の第１領域の各々が、隣接する前記第２領域に対して、前記沸騰面部の厚み方向へずれた段差状に形成されている、請求項７に記載の沸騰式冷却器。
前記複数の第１領域の各々が、隣接する前記第２領域に対して、前記沸騰面部の厚み方向へずれた段差状に形成されている、請求項７に記載の沸騰式冷却器。
【請求項9】
前記溝部は、１μｍ以上１ｍｍ未満の最大開口幅を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。
【請求項10】
発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、前記沸騰部で気化した前記冷媒を凝縮させ、前記沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器の製造方法であって、
前記凝縮部を形成する工程と、
前記発熱体の取付面と、前記取付面とは反対側の面に設けられ前記冷媒に接する沸騰面部と、を含む前記沸騰部を形成する工程と、を備え、
前記沸騰部を形成する工程は、前記沸騰面部にエネルギービームを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を、前記沸騰面部に形成する工程を含む、沸騰式冷却器の製造方法。
前記凝縮部を形成する工程と、
前記発熱体の取付面と、前記取付面とは反対側の面に設けられ前記冷媒に接する沸騰面部と、を含む前記沸騰部を形成する工程と、を備え、
前記沸騰部を形成する工程は、前記沸騰面部にエネルギービームを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を、前記沸騰面部に形成する工程を含む、沸騰式冷却器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、沸騰式冷却器および沸騰式冷却器の製造方法に関し、特に、冷媒を沸騰させる沸騰部と冷媒を凝縮させ沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器および沸騰式冷却器の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、冷媒を沸騰させる沸騰部と冷媒を凝縮させ沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１では、冷媒を沸騰させる受熱部（沸騰部）と、冷媒を凝縮させ受熱部に戻す放熱部（凝縮部）とを備える沸騰冷却装置（沸騰式冷却器）が開示されている。受熱部は、冷却対象物が取り付けられる発熱体取付部と、発熱体取付部の裏側に配置された沸騰伝熱面とを含む。沸騰伝熱面は、アルミニウム製板状素材にレーザービームが照射されることによって、内周面が粗面となっている複数の穴、および各穴の開口の周囲に形成された環状隆起部を有している。複数の穴は、いずれも、沸騰伝熱面に開口し、内周面および底部が形成された円形状を有する。環状隆起部は、アルミニウム製板状素材に高エネルギービームを照射することにより発生した溶融アルミニウムの液滴が飛散して穴の周囲に付着し、これが凝固すると共に堆積することによって形成されている。
【0004】
上記特許文献１では、発熱体から発せられる熱が、沸騰伝熱面を介して冷媒に伝わり、沸騰伝熱面に触れている部分において、液相冷媒が沸騰気化してガス状になり、沸騰伝熱面に気泡が発生して液相冷媒中に放出される。上記特許文献１には、表面が粗面になっているので、穴の内周面および環状隆起部の表面において気泡の発生率が向上すること、および、環状隆起部によって沸騰伝熱面の表面が蒸気膜で覆われにくくなるので、バーンアウトの発生を遅らせることができることが、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－１１４３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献１では、穴の内部における気泡の発生率を向上させている一方で、液相冷媒が開口を介してのみ穴の内部に進入可能な構造となっている。そして、穴の開口の周囲が環状隆起部で取り囲まれているため、液相冷媒が開口に流入しにくい構造となっている。このため、気泡が穴の内部から放出される際、穴の外部の液相冷媒が穴の内部へ円滑に供給されにくいため、穴の内部が継続的に気泡で充満し、乾いた状態（ドライアウト）になり易い。特に単位時間あたりの入熱量（熱流束）が大きい状況下で穴の内部のドライアウトが発生しやすいと考えられる。穴の内部がドライアウトの状態になると、沸騰伝熱面の熱伝達率が低下する要因となる。このため、凹凸の形成により気泡の発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することが望まれている。
【0007】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、沸騰面部において凹凸の形成により気泡の発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することが可能な沸騰式冷却器および沸騰式冷却器の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、第１発明による沸騰式冷却器は、発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、沸騰部で気化した冷媒を凝縮させ、沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、沸騰部は、発熱体の取付面と、取付面とは反対側の面に設けられ冷媒に接する沸騰面部と、を含み、沸騰面部は、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を含む。
【0009】
なお、「エネルギービーム」とは、エネルギーを持った粒子をビーム状に集束したものであり、たとえばレーザービーム、電子ビーム、イオンビームを含む広い概念である。「エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状」とは、沸騰面部を構成する材料表面にエネルギービームを照射して材料を除去する溝加工を行うことにより、材料表面に生じた温度上昇によって材料が急激に溶融および／または蒸発し、溶融および／または蒸発した材料が飛散すること、および飛散した材料がその後に堆積すること、などの結果として、沸騰面部に不規則に形成されるエネルギービーム加工特有の凹凸形状のことを意味する。
【0010】
第１発明による沸騰式冷却器では、上記のように、沸騰面部は、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を含む。これにより、沸騰面部に形成された不規則的な凹凸形状の溝部が、核沸騰の起点となることにより、気泡の発生率を高めることができる。そして、凹凸形状が、周囲を囲まれた穴ではなく、線状に延びる溝部であるため、少なくとも溝部の延びる方向には壁が形成されず、液相冷媒を流通させることができる。つまり、溝部の幅方向には一対の内側面が形成されるため、液相冷媒への伝熱面積を大きく確保することで気泡の発生率を高くすることができ、溝部の延びる方向には内側面が形成されないため、発生した気泡が溝部から離脱するのに伴って溝部の外部から溝部内に液相冷媒を円滑に供給することができる。これらの結果、沸騰面部において凹凸の形成により気泡の発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することができる。
【0011】
上記第１発明において、好ましくは、溝部は、沸騰面部に開口する穴部、穴部における開口部分の少なくとも一部が覆われた中空部、穴部または中空部から側方に延びる横穴部、溝部の開口の一部が覆われたトンネル形状部の少なくともいずれかからなる空間部を含む。なお、「沸騰面部に開口する穴部」とは、溝部の内面において、全周が囲まれた局所的な穴（凹部）になっており、かつ、上端が開放されている（開口している）部分である。「中空部」とは、エネルギービームの照射によって飛散した材料の堆積などに起因して、エネルギービームによって形成された穴の開口部分の一部または全部が覆われた部分である。「横穴部」は、エネルギービームの照射に伴う材料の急激な膨張などに起因して、溝部の深さ方向（すなわち、エネルギービームの照射方向）とは異なる側方に向けて窪むように形成された空間部分である。トンネル形状部は、溝部の開口の一部（溝部の長手方向の一部）が、エネルギービームの照射によって飛散した材料の堆積などに起因して屋根状に覆われた結果、トンネル状に形成された空間部分である。このような凹凸形状の空間部を含んだ溝部を形成することにより、沸騰面部において核沸騰の起点となる部分を効果的に形成できる。その結果、沸騰面部における気泡の発生率を効果的に高めることができる。
【0012】
この場合、好ましくは、空間部は、溝部の一部に部分的に形成された構造である。このように構成すれば、溝部の部分構造として、気泡の発生に適した微細な空間部を溝部内に設けることができる。
【0013】
上記第１発明において、好ましくは、溝部の少なくとも一部は、溝部の延びる方向と直交する断面において、溝部の開口幅よりも幅広の底部を有する。このように構成すれば、溝部の内部空間の幅が開口幅よりも大きくなり、溝部の底部で発生した気泡を両側から開口部まで囲む形状の内部空間が形成されるので、溝部の内表面積（伝熱面積）を増大させることができる。その結果、溝部内の冷媒へ効率的に熱伝達を行うことができる。
【0014】
上記第１発明において、好ましくは、溝部は、沸騰面部に複数形成され、複数の溝部は、沸騰面部に沿って第１方向に延びる複数の第１溝部と、沸騰面部に沿って第１方向と異なる第２方向に延びて、複数の第１溝部と互いに交差する複数の第２溝部と、を含む。このように構成すれば、互いに異なる方向に延びる第１溝部と第２溝部とが交差するので、たとえば線状溝を平行に配列した構造と比べて、溝部の延びる方向への液相冷媒の供給を、より効率的に行うことができる。その結果、溝部内での局所的なドライアウトの発生をさらに効果的に抑制できる。
【0015】
この場合、好ましくは、沸騰部は、沸騰部と凝縮部との間で冷媒を流通させる連通部を有し、第１方向は、沸騰部のうちで、沸騰面部から連通部側に向かう方向であり、第１溝部の数は、第２溝部の数よりも多い。このように構成すれば、沸騰部と凝縮部との間で冷媒が循環する際の冷媒の流通方向と、個数の多い第１溝部が延びる第１方向とを、揃えることができる。すなわち、凝縮部から沸騰部に戻る液相冷媒は、連通部から沸騰部に流入して、沸騰面部の位置まで沸騰部中を移動することになるので、概略的には、第１方向と同じ方向に液相冷媒の流れが形成される。この液相冷媒の流れ方向に沿って、個数の多い第１溝部を主たる溝部として設けることで、第１溝部内への液相冷媒の供給を、より効果的に行うことができる。その結果、溝部内での局所的なドライアウトの発生をより一層効果的に抑制できる。
【0016】
上記第１発明において、好ましくは、沸騰面部は、溝部が形成された複数の第１領域と、複数の第１領域の間に配置されるとともに溝部が形成されていない第２領域と、を含む。このように構成すれば、沸騰面部に、相対的に気泡の発生効率が高い第１領域を設けつつ、第１領域の間に、相対的に気泡の発生効率が低く液相冷媒が多く存在する第２領域を設けることができる。これにより、たとえば熱流束が大きく、第１領域に形成された溝部においてもドライアウトが発生しやすい状況下でも、第２領域から第１領域へ液相冷媒を供給する作用が得られる。その結果、溝部内におけるドライアウトの発生を抑制することができる。
【0017】
この場合、好ましくは、沸騰面部において、複数の第１領域と複数の第２領域とが、交互に並んで配置されており、複数の第１領域の各々が、隣接する第２領域に対して、沸騰面部の厚み方向へずれた段差状に形成されている。このように構成すれば、隣り合う第１領域と第２領域とによって、相対的に大きな溝状または穴状の第１構造を沸騰面部に形成しつつ、第１構造のうちの第１領域の表面に、溝部によって、相対的に小さな溝状の第２構造が形成される。これにより、平坦な沸騰面部に第２構造（溝部）だけを設ける場合と比較して、沸騰面部の伝熱面積（液相冷媒と接する表面積）を大きくすることができる。
【0018】
上記第１発明において、好ましくは、溝部は、１μｍ以上１ｍｍ未満の最大開口幅を有する。このように構成すれば、液相冷媒中で、核沸騰の起点となるのに適した大きさの溝部を設けることができる。その結果、沸騰面部における気泡の発生率を効果的に高めることができる。
【0019】
第２発明による沸騰式冷却器の製造方法は、発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、沸騰部で気化した冷媒を凝縮させ、沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器の製造方法であって、凝縮部を形成する工程と、発熱体の取付面と、取付面とは反対側の面に設けられ冷媒に接する沸騰面部と、を含む沸騰部を形成する工程と、を備え、沸騰部を形成する工程は、沸騰面部にエネルギービームを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を、沸騰面部に形成する工程を含む。
【0020】
第２発明による沸騰式冷却器の製造方法では、上記のように、沸騰部を形成する工程は、沸騰面部にエネルギービームを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部を、沸騰面部に形成する工程を含む。これにより、沸騰面部に形成された不規則的な凹凸形状の溝部が、核沸騰の起点となることにより、気泡の発生率を高めることができる。そして、凹凸形状が、周囲を囲まれた穴ではなく、線状に延びる溝部であるため、少なくとも溝部の延びる方向には壁が形成されず、液相冷媒を流通させることができる。つまり、溝部の幅方向には一対の内側面が形成されるため、液相冷媒への伝熱面積を大きく確保することで気泡の発生率を高くすることができ、溝部の延びる方向には内側面が形成されないため、発生した気泡が溝部から離脱するのに伴って溝部の外部から溝部内に液相冷媒を円滑に供給することができる。これらの結果、沸騰面部において凹凸の形成により気泡の発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、上記のように、沸騰面部において凹凸の形成により気泡の発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】第１実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な斜視図である。
【図2】第１実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図である。
【図3】第１実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な縦断面図である。
【図4】沸騰面部の第１例を示した模式的な平面図である。
【図5】沸騰面部の位置および溝部の向きを示した沸騰部の模式的な平面図である。
【図6】溝部の第１例の加工イメージを示した模式的な断面図（Ａ）および実際に形成される溝部の第１例の模式的な断面図（Ｂ）である。
【図7】エネルギービーム加工による凹凸形成を説明するための模式図である。
【図8】溝部の第２例（Ａ）および変形例（Ｂ）を示した模式的な断面図である。
【図9】溝部の第３例の平面図（Ａ）および模式的な断面図（Ｂ）、第３例の変形例を示した平面図（Ｃ）および模式的な断面図（Ｄ）である。
【図10】比較例による穴部の平面説明図（Ａ）、穴部のＰ－Ｐ断面説明図（Ｂ）、穴部のＱ－Ｑ断面説明図（Ｃ）と、第１実施形態による溝部の平面説明図（Ｄ）、溝部のＰ－Ｐ断面説明図（Ｅ）、溝部のＱ－Ｑ断面説明図（Ｆ）とである。
【図11】凝縮部を形成する工程の説明図である。
【図12】沸騰部を形成する工程の説明図である。
【図13】沸騰部と凝縮部とを接合する工程、および取付面への発熱体の取り付けを説明するための説明図である。
【図14】溝部の形成パターンの第１変形例の説明図である。
【図15】溝部の形成パターンの第２変形例の説明図である。
【図16】第１実施形態の第１変形例による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図である。
【図17】第１実施形態の第２変形例による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図である。
【図18】第２実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な斜視図である。
【図19】第２実施形態による沸騰式冷却器の沸騰部を示した模式的な分解斜視図（１）である。
【図20】第２実施形態による沸騰式冷却器の沸騰部を示した模式的な分解斜視図（２）である。
【図21】第２実施形態による沸騰式冷却器の取付部の蒸発部本体への取り付けを説明するための図である。
【図22】第２実施形態による沸騰式冷却器の蒸発部の凝縮部への取り付けを説明するための図である。
【図23】第２実施形態による沸騰式冷却器に発熱体を取り付けた状態を説明するための図である。
【図24】第２実施形態の第１変形例による沸騰式冷却器の蒸発部を示した模式的な分解斜視図である。
【図25】第２実施形態の第２変形例による沸騰式冷却器の蒸発部を示した模式的な分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
［第１実施形態］
図１～図９を参照して、第１実施形態による沸騰式冷却器１００（以下、冷却器１００という）の構成について説明する。冷却器１００は、冷媒５（図３参照）の気化と凝縮との相変化（潜熱）を利用して、発熱体ＨＳからの熱を吸収して、外部に放熱する沸騰冷却方式による冷却器である。発熱体ＨＳは、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）である。発熱体ＨＳは、特に限定されない。冷媒５は、たとえば、フルオロカーボン、ハイドロカーボン、または、水である。冷媒５は、特に限定されない。
図１～図９を参照して、第１実施形態による沸騰式冷却器１００（以下、冷却器１００という）の構成について説明する。冷却器１００は、冷媒５（図３参照）の気化と凝縮との相変化（潜熱）を利用して、発熱体ＨＳからの熱を吸収して、外部に放熱する沸騰冷却方式による冷却器である。発熱体ＨＳは、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）である。発熱体ＨＳは、特に限定されない。冷媒５は、たとえば、フルオロカーボン、ハイドロカーボン、または、水である。冷媒５は、特に限定されない。
【0025】
以下では、水平面内において、互いに略直交する２つの方向を、それぞれＸ方向およびＹ方向とする。水平面（Ｘ－Ｙ平面）と略直交する上下方向を、Ｚ方向とする。なお、Ｚ方向は重力方向と平行で、下方向に重力が作用するものとする。
【0026】
図１～図３に示すように、冷却器１００は、沸騰部１０と、凝縮部２０とを備える。沸騰部１０は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒５（図３参照）を沸騰させる。凝縮部２０は、沸騰部１０で気化した冷媒５を凝縮させ、沸騰部１０に戻す。沸騰部１０と、凝縮部２０とは、互いに連通した気密の内部空間を有し、内部空間内に冷媒５を収容している。第１実施形態では、沸騰部１０と凝縮部２０とは、一体型である。すなわち、沸騰部１０と、凝縮部２０とは、互いに隣接（接触）している。
【0027】
沸騰部１０は、取付部１１と、収容部１２（図３参照）とを含む。取付部１１は、水平方向に延びる板状形状を有する。また、取付部１１の下側（Ｚ２方向側）の面が、発熱体ＨＳの取付面１１ａである。取付部１１において、取付面１１ａと反対側の上側（Ｚ１方向側）の面１１ｂに、沸騰面部１３が設けられている。収容部１２は、液相の冷媒５を収容する。図３に示すように、収容部１２は、底面部１２ａおよび周壁１２ｂを有し、下方向（Ｚ２方向）に窪む凹状部材である。収容部１２は、上面が凝縮部２０の下面に接合されている。底面部１２ａには孔部１２ｄが設けられており、この孔部１２ｄが取付部１１によって塞がれている。沸騰面部１３は、取付部１１の面１１ｂにおいて、孔部１２ｄの内部に収まるように配置されている。収容部１２内において、沸騰面部１３は、液相の冷媒５に接する。なお、沸騰面部１３の詳細については、後述する。
【0028】
凝縮部２０は、プレートフィン型の熱交換器により構成されている。凝縮部２０は、１つ以上の冷媒通路２１と、１つ以上の外部通路２２とを含む。図１～図３の例では、４つの冷媒通路２１と５つの外部通路２２とが凝縮部２０に設けられている。図３に示すように、冷媒通路２１と外部通路２２とは、仕切板２３を間に挟んで、Ｚ方向に交互に配置されている。それぞれの冷媒通路２１は、Ｘ方向に延びる中空板状の空間であり、冷却器１００の閉じた内部空間の一部を構成する。冷媒通路２１は、冷媒５を流通させる流路である。冷媒通路２１内には、Ｘ方向に延びるコルゲートフィン（図示せず）が配置されている。
【0029】
外部通路２２は、外部流体を流通させる流路である。外部流体は、冷媒５を冷却させる流体であり、たとえば、空気である。外部流体は、特に限定されない。外部通路２２（図１参照）は、外部に開口している。外部通路２２は、冷媒通路２１および沸騰部１０（収容部１２）とは連通していない。外部通路２２は、冷却器１００をＹ方向に貫通するように形成されている。外部通路２２内には、Ｙ方向に延びるコルゲートフィン２２ａが配置されている。
【0030】
図３に示すように、凝縮部２０は、冷媒通路２１と沸騰部１０とを連通させる接続路２４を含む。５つの冷媒通路２１は、それぞれ、Ｚ方向に延びる接続路２４を介して、沸騰部１０の収容部１２に連通している。接続路２４は、沸騰部１０の連通部１２ｃに繋がる１つの一端部を有し、Ｘ方向の側面においてそれぞれの冷媒通路２１の端部開口に繋がるように形成された通路（分岐路）である。接続路２４は、Ｘ方向における、冷媒通路２１の一方側端部と他方側端部とに、それぞれ（２つ）設けられている。一方の接続路２４が、沸騰部１０で気化した気相の冷媒５を沸騰部１０から各冷媒通路２１に供給する機能を果たし、他方の接続路２４が、各冷媒通路２１で凝縮された液相の冷媒５を凝縮部２０から沸騰部１０に供給する機能を果たす。沸騰部１０の連通部１２ｃは、沸騰部１０と凝縮部２０との間で冷媒５を流通させるための接続口（開口）である。連通部１２ｃは、収容部１２と凝縮部２０とを仕切る仕切板２３ａに形成されている。連通部１２ｃは、２つの接続路２４に対応して、Ｘ方向における、沸騰部１０の一方側端部と他方側端部とに、それぞれ設けられている。
【0031】
発熱体ＨＳの熱が取付部１１を介して沸騰面部１３に伝達されると、収容部１２内に貯留された液相の冷媒５は、加熱されて沸騰する。沸騰に伴い気化した気相の冷媒５は、一方（図３では左側）の連通部１２ｃおよび接続路２４を通って冷媒通路２１内に移動する。気相の冷媒５は、冷媒通路２１内で、隣接する外部通路２２を流通する外部流体との熱交換により冷却されて凝縮する。凝縮した液相の冷媒５は、冷媒通路２１内を移動して、他方（図３では右側）の接続路２４および連通部１２ｃを通って収容部１２内に戻る。このように、冷却器１００内に封入された冷媒５は、発熱体ＨＳからの入熱により、沸騰部１０と凝縮部２０との間で循環される。冷媒５の循環に伴い、発熱体ＨＳが冷却される。
【0032】
（沸騰面部の構成）
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、沸騰面部１３は、線状に延びる溝部１４を有している。そして、溝部１４は、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状（図６（Ｂ）参照）を有する。溝部１４は、（１）沸騰面部１３における伝熱面積（冷媒５と接触する表面積）を増大させる機能、（２）冷媒５の核沸騰の起点となる凹凸を提供する機能、および、（３）溝部１４の内部に発生した気泡が溝部１４から離脱する際に新たな液相の冷媒５を離脱箇所へ供給する冷媒５の流動経路としての機能、を主として有する。なお、溝部１４は、沸騰面部１３側が開口し、底部を有する非貫通の凹溝である。溝部１４は、沸騰面部１３に対する深さよりも、沸騰面部１３に沿った長さが大きい線状の凹部である。
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、沸騰面部１３は、線状に延びる溝部１４を有している。そして、溝部１４は、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状（図６（Ｂ）参照）を有する。溝部１４は、（１）沸騰面部１３における伝熱面積（冷媒５と接触する表面積）を増大させる機能、（２）冷媒５の核沸騰の起点となる凹凸を提供する機能、および、（３）溝部１４の内部に発生した気泡が溝部１４から離脱する際に新たな液相の冷媒５を離脱箇所へ供給する冷媒５の流動経路としての機能、を主として有する。なお、溝部１４は、沸騰面部１３側が開口し、底部を有する非貫通の凹溝である。溝部１４は、沸騰面部１３に対する深さよりも、沸騰面部１３に沿った長さが大きい線状の凹部である。
【0033】
第１実施形態では、沸騰面部１３は、取付部１１の面１１ｂに一体形成されている。図２の例では、沸騰面部１３は、面１１ｂから一段突出するように形成された平坦面部分である。溝部１４は、この沸騰面部１３に対して、エネルギービーム加工が施されることによって、形成されている。エネルギービーム加工とは、沸騰面部１３にエネルギービームＥＢ（図７参照）を線状パターンで照射して溝加工を施すことである。照射されるエネルギービームＥＢは、たとえばレーザービーム（レーザー光）である。
【0034】
沸騰面部１３の材質は、特に限られないが、たとえば、アルミニウム材である。アルミニウム材は、熱伝導性が高いため沸騰面部１３の材料として好適であり、軽量であるため冷却器１００の重量低減のために好適である。なお、アルミニウム材とは、純アルミニウムおよびアルミニウム合金を含む概念である。
【0035】
図４～図９を参照して、沸騰面部１３の構成例を説明する。なお、以下では、沸騰面部１３に平行な面内において、互いに略直交する２つの方向を、それぞれＡ方向およびＢ方向とする。沸騰面部１３に直交する方向（沸騰面部１３の厚み方向）を、Ｃ方向とする。一例として、第１実施形態では、Ａ方向はＸ方向と一致し、Ｂ方向はＹ方向と一致する。第１実施形態では、Ｃ方向はＺ方向と一致する。なお、Ａ方向およびＢ方向は、それぞれ特許請求の範囲の「第１方向」および「第２方向」の一例である。
【0036】
（溝部の形成範囲、向きおよび配置）
図４に示す例では、溝部１４は、沸騰面部１３における所定範囲に形成されている。所定範囲は、取付面１１ａにおける発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と、取付部１１の厚み方向に重なる領域ＦＰの少なくとも一部を含む。領域ＦＰは、取付部１１の取付面１１ａにおける発熱体ＨＳのフットプリントを、取付部１１の厚み方向（Ｚ方向）に向けて沸騰面部１３に投影した投影形状を有する。図４では、所定範囲は、領域ＦＰを包含し、領域ＦＰよりも大きい範囲である。
図４に示す例では、溝部１４は、沸騰面部１３における所定範囲に形成されている。所定範囲は、取付面１１ａにおける発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と、取付部１１の厚み方向に重なる領域ＦＰの少なくとも一部を含む。領域ＦＰは、取付部１１の取付面１１ａにおける発熱体ＨＳのフットプリントを、取付部１１の厚み方向（Ｚ方向）に向けて沸騰面部１３に投影した投影形状を有する。図４では、所定範囲は、領域ＦＰを包含し、領域ＦＰよりも大きい範囲である。
【0037】
溝部１４は、領域ＦＰの全体にわたって形成されている。たとえば、領域ＦＰ内に形成された溝部１４の全体を抽出し、溝部１４を包絡線で取り囲むように閉じた図形を仮定したとき、当該図形の面積が、領域ＦＰの面積の８０％以上である。図４の例では、溝部１４は、領域ＦＰのいずれかの外周縁から、他の外周縁まで横切るように延びている。溝部１４は、領域ＦＰの外側と、領域ＦＰの内側とに跨がるように延びている。
【0038】
沸騰面部１３において、溝部１４は、１本以上形成される。溝部１４は、一筆書きのように、単一の溝部１４が曲がることで領域ＦＰ内の全体に亘る範囲で形成（図１４、図１５参照）されてもよいし、別々の複数の溝部１４の配列によって、領域ＦＰ内の全体に亘る範囲で形成（図４参照）されてもよい。図４のように、溝部１４が複数設けられる場合、溝部１４は、領域ＦＰにおいて、１０本以上、１００本以上、または、１０００本以上形成される。なお、図４および図５は、複数の溝部１４の概略的なパターンを説明するために、ごく少数の溝部１４のみを模式的に図示している。複数の溝部１４は、実際には、図示しているよりも高い密度で形成されうる。たとえば、平面視で、領域ＦＰ内における溝部１４の総面積が、領域ＦＰ内における非溝部分（溝部１４が形成されていない部分）の総面積の、３０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上である。
【0039】
複数の溝部１４のピッチは、１ｍｍ以下であり、好ましくは５００μｍ以下であり、より好ましくは２００μｍ以下である。ピッチが小さいほど、溝部１４が多く配置され、その分、沸騰面部１３の伝熱面積（表面積）を大きくできるためである。単一の溝部１４が設けられる場合（図１４および図１５参照）でも、単一の溝部１４のうち隣り合う線分ＬＳの間隔に、上記のピッチが適用されうる。
【0040】
溝部１４の最大開口幅（すなわち、平面視における溝幅の最大値）は、１ｍｍ以下であり、好ましくは５００μｍ以下であり、より好ましくは２００μｍ以下である。液相の冷媒５の核沸騰の起点となるのに適した溝幅が、数μｍ～数百μｍの範囲であるためである。溝部１４の最大開口幅は、１μｍ以上であり、たとえば１０μｍ以上である。溝幅が１μｍ未満になると、溝幅が小さすぎて冷媒５の核沸騰の起点として機能しにくいためである。好ましくは、溝部１４は、１μｍ以上１ｍｍ未満の最大開口幅を有する。
【0041】
（溝部の第１例）
図４に示す溝部１４の第１例では、沸騰面部１３には、複数の溝部１４が形成されている。複数の溝部１４の各々は、直線状に延びている。
図４に示す溝部１４の第１例では、沸騰面部１３には、複数の溝部１４が形成されている。複数の溝部１４の各々は、直線状に延びている。
【0042】
図４では、複数の溝部１４は、複数の第１溝部１４ａと、複数の第２溝部１４ｂと、を含む。複数の第１溝部１４ａは、沸騰面部１３に沿って第１方向（Ａ方向）に延びる。複数の第２溝部１４ｂは、沸騰面部１３に沿って第１方向（Ａ方向）と異なる第２方向（Ｂ方向）に延びて、複数の第１溝部１４ａと互いに交差する。図４では、複数の第１溝部１４ａは、Ａ方向に延びるとともに、Ｂ方向に沿って並んでいる。複数の第２溝部１４ｂは、Ｂ方向に延びるとともに、Ａ方向に沿って並んでいる。第１方向（Ａ方向）と第２方向（Ｂ方向）とは互いに直交している。
【0043】
第１実施形態では、第１方向（Ａ方向）は、沸騰部１０のうちで、沸騰面部１３から連通部１２ｃ側に向かう方向である。上記の通り、第１実施形態では、Ａ方向とＸ方向とが一致している。図５に示すように、Ｘ方向において、沸騰部１０の略中央に沸騰面部１３が配置され、沸騰部１０のＸ方向の両端部に連通部１２ｃ（図３参照）が設けられている。そのため、沸騰面部１３から連通部１２ｃ側に向かう方向は、Ｘ方向（Ａ方向）である。言い換えると、複数の第１溝部１４ａは、連通部１２ｃから沸騰面部１３に向かって移動する液相の冷媒５の流動方向に沿って延びている。そして、第１溝部１４ａの数は、第２溝部１４ｂの数よりも多い。このため、複数の第１溝部１４ａが、沸騰部１０内の冷媒５の流動方向に沿ってＸ方向（Ａ方向）へ冷媒５を流動させる主たる経路として機能し、複数の第２溝部１４ｂが、第１溝部１４ａに対して側方から冷媒５を流入させる副次的な経路として機能する。
【0044】
図４では、複数の第１溝部１４ａは、一定のピッチＰｔ１で配列され、複数の第２溝部１４ｂは、一定のピッチＰｔ２で配列されている。そして、ピッチＰｔ２が、ピッチＰｔ１よりも大きく設定されている。沸騰面部１３のうち、これらの複数の溝部１４（第１溝部１４ａ、第２溝部１４ｂ）の間の部分は、溝加工が施されていない平坦面である。
【0045】
図６は、第１例による溝部１４の断面形状を示す。図６（Ａ）は、沸騰面部１３に対するエネルギービーム加工の模式的な概念図（加工イメージ）であり、図６（Ｂ）は、第１実施形態のエネルギービーム加工の結果、沸騰面部１３に形成される溝部１４の断面形状の模式図である。
【0046】
図６（Ａ）に示すように、沸騰面部１３に対して、所定のピッチおよびスポット径で、エネルギービームＥＢ（図７参照）が線状に照射（走査）されることにより、沸騰面部１３に線状の溝加工が施される。ここで、図７に示すように、エネルギービームＥＢが沸騰面部１３の初期表面ＩＳ（溝部１４の形成前の表面）に照射されると、沸騰面部１３を構成する材料（母材）にエネルギービームＥＢが有するエネルギーが吸収されることにより、材料に急激な発熱が生じる。これにより、融点まで温度上昇した材料が溶融および／または蒸発し、エネルギービームＥＢの照射箇所から飛散する結果、材料が初期表面ＩＳから除去される。図７の二点鎖線の矢印は、材料の膨張、飛散や堆積の様子を示している。この結果、沸騰面部１３に溝状の凹部が形成されるが、飛散した材料の一部は、冷却され凹部の近傍に堆積する。また、エネルギービームＥＢの照射によって溶融／蒸発した材料が急激な膨張を伴って飛散するため、凹部の内面には、不規則かつ微小な凹凸が形成される。
【0047】
これらの結果、エネルギービーム加工後に沸騰面部１３に形成される溝部１４は、図６（Ａ）に示した溝のパターンを基調として、図６（Ｂ）のように不規則的な凹凸形状を有するものとなる。この図６（Ｂ）に示すように、沸騰面部１３に形成された溝部１４の各々は、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する。
【0048】
なお、一般的なエネルギービーム加工（たとえばレーザー精密加工）では、上記のような不規則な凹凸形状は、加工精度の低さを示すものとして扱われ、凹凸形状が極力発生しないようにエネルギービームＥＢの照射条件（エネルギー密度や照射時間（パルス幅）など）が最適化される。その結果、一般的なエネルギービーム加工では、極力均一で、凹凸が少ない加工面が形成される。これに対して、第１実施形態の溝部１４は、加工面に積極的に凹凸を形成する目的で、一般的なエネルギービーム加工において最適化されたエネルギービームＥＢの照射条件とは異なる照射条件が採用されることにより、不規則的な凹凸形状が形成される。特に、一般的には過剰とされるエネルギー密度でエネルギービームＥＢが照射されることにより、図６（Ｂ）に示すような不規則的な凹凸形状の溝部１４が形成される。また、特に高エネルギーかつ短パルスのエネルギービームＥＢの照射を行うと、材料にアブレーションが生じる。アブレーションとは、照射部位にごく短時間で高いエネルギーが印加されることにより、材料表面が瞬間的に分解され、爆発的に蒸散する現象である。アブレーションを生じさせることで、加工部表面への凹凸の形成を効果的に行える。溝部１４の形成には、このようなアブレーションを伴うエネルギービーム加工を行ってもよい。
【0049】
図６（Ｂ）に示す例では、溝部１４は、沸騰面部１３に開口する穴部、穴部における開口部分の少なくとも一部が覆われた中空部、穴部または中空部から側方に延びる横穴部、溝部１４の開口の一部が覆われたトンネル形状部の少なくともいずれかからなる空間部１５ａ～１５ｄを含む。
【0050】
沸騰面部１３に開口する穴部からなる空間部１５ａは、溝部１４の内面において、全周が囲まれた局所的な穴（凹部）になっており、かつ、上端が開放されている（開口している）部分である。中空部からなる空間部１５ｂは、エネルギービームＥＢの照射によって飛散した材料の堆積などに起因して、エネルギービームＥＢによって形成された穴の開口部分の一部または全部が覆われた部分である。空間部１５ｂは、内部空間の最大幅と比べて開口部分が小さいか、または開口部分が形成されていない中空空間となっている。横穴部からなる空間部１５ｃは、エネルギービームＥＢの照射に伴う材料の急激な膨張などに起因して、溝部１４の深さ方向（すなわち、エネルギービームＥＢの照射方向）とは異なる側方に向けて窪むように形成された空間部分である。また、空間部１５ｂのように飛散した材料の堆積などに起因して開口部分が覆われる形状が、溝部１４の開口の部分に形成される場合がある。その場合、溝部１４は、溝部１４の延びる方向に沿って開口の一部が覆われたトンネル形状部からなる空間部１５ｄを含む。エネルギービームＥＢの照射により形成される「不規則的な」凹凸形状とは、このような空間部１５ａ～１５ｄの少なくともいずれかを含むものである。
【0051】
このような空間部１５ａ～１５ｄは、溝部１４の一部に部分的に形成された構造である。すなわち、空間部１５ａ～１５ｄは溝部１４の一部（不規則的な凹凸形状の構成要素）であって、主要構造である溝部１４よりも小さい部分構造である。このような局所的な凹凸が、冷媒５の核沸騰の起点として好適である。
【0052】
（溝部の第２例）
図８に、溝部１４の第２例を示す。第２例では、溝部１４の少なくとも一部は、溝部１４の延びる方向と直交する断面において、溝部１４の開口幅Ｗ１よりも幅広の底部１６ａを有する。すなわち、沸騰面部１３の主表面における溝部１４の開口幅Ｗ１よりも、溝部１４の底部１６ａの幅Ｗ２が大きくなるように、溝部１４が形成されている。なお、図８は、図６（Ａ）と同様、エネルギービーム加工の模式的な概念図（加工イメージ）を示したものであり、溝部１４の不規則的な凹凸形状を図示していない。
図８に、溝部１４の第２例を示す。第２例では、溝部１４の少なくとも一部は、溝部１４の延びる方向と直交する断面において、溝部１４の開口幅Ｗ１よりも幅広の底部１６ａを有する。すなわち、沸騰面部１３の主表面における溝部１４の開口幅Ｗ１よりも、溝部１４の底部１６ａの幅Ｗ２が大きくなるように、溝部１４が形成されている。なお、図８は、図６（Ａ）と同様、エネルギービーム加工の模式的な概念図（加工イメージ）を示したものであり、溝部１４の不規則的な凹凸形状を図示していない。
【0053】
幅広の底部１６ａを有する溝部１４は、たとえば、沸騰面部１３の同一箇所に、互いに異なる向きに光軸ＡＸを傾けたエネルギービームＥＢをそれぞれ照射することにより形成される。つまり、沸騰面部１３の同一箇所に対する複数パスのエネルギービームＥＢの照射（走査）によって溝部１４が形成され、それぞれのパスにおけるエネルギービームＥＢの光軸ＡＸが、沸騰面部１３の主表面に対する法線方向から傾けられる。
【0054】
図８（Ａ）では、溝部１４の延びる方向と直交する断面において、沸騰面部１３の同一箇所に対して、光軸ＡＸを一方側に傾斜させた第１のエネルギービームＥＢと、光軸ＡＸを他方側に傾斜させた第２のエネルギービームＥＢとが照射されることにより、１つの溝部１４が形成されている。各エネルギービームＥＢの軌跡（破線部）は、沸騰面部１３の主表面では互いに重なる位置を通過するため、溝部１４には、相対的に幅狭の開口部１６ｂが形成される。各エネルギービームＥＢの軌跡は、主表面から深さ方向に向かうに従って、互いに離れる方向に傾いているため、開口部１６ｂよりも外側へ拡がる底部１６ａが形成される。
【0055】
図８（Ｂ）では、溝部１４の延びる方向と直交する断面において、沸騰面部１３の同一箇所に対して、一方側に傾斜させた第１のエネルギービームＥＢと、他方側に傾斜させた第２のエネルギービームＥＢと、傾斜させずに法線方向に沿った第３のエネルギービームＥＢとが、照射される。第３のエネルギービームＥＢによって、第１のエネルギービームＥＢの軌跡と第２のエネルギービームＥＢの軌跡との交点（開口部１６ｂ）の直下の部分の材料が除去される。その結果、開口部１６ｂに対して下向きの扇状に拡がる断面形状の溝部１４が形成される。
【0056】
（溝部の第３例）
図９に、溝部１４の第３例を示す。第３例では、沸騰面部１３は、溝部１４が形成された複数の第１領域１７ａと、複数の第１領域１７ａの間に配置され、溝部１４が形成されていない第２領域１７ｂとを含む。第１領域１７ａおよび第２領域１７ｂは、いずれも、発熱体ＨＳの設置領域と重なる領域ＦＰ（図４参照）内に少なくとも設けられ、領域ＦＰの外部まで延びていてもよい。
図９に、溝部１４の第３例を示す。第３例では、沸騰面部１３は、溝部１４が形成された複数の第１領域１７ａと、複数の第１領域１７ａの間に配置され、溝部１４が形成されていない第２領域１７ｂとを含む。第１領域１７ａおよび第２領域１７ｂは、いずれも、発熱体ＨＳの設置領域と重なる領域ＦＰ（図４参照）内に少なくとも設けられ、領域ＦＰの外部まで延びていてもよい。
【0057】
溝部１４は、たとえば第１領域１７ａの略全体に亘って形成される。たとえば、複数の溝部１４（第１溝部１４ａおよび第２溝部１４ｂ）が、所定のピッチで第１領域１７ａに形成される。第２領域１７ｂは、溝部１４が形成されていない平坦面である。
【0058】
図９（Ａ）および図９（Ｂ）では、第１領域１７ａおよび第２領域１７ｂは、沸騰面部１３において、それぞれ直線状に延びる。沸騰面部１３において、複数の第１領域１７ａと複数の第２領域１７ｂとが、交互に並んで配置されている。
【0059】
【0060】
図９（Ｃ）および図９（Ｄ）では、複数の第１領域１７ａの各々が、隣接する第２領域１７ｂに対して、沸騰面部１３の厚み方向（Ｃ方向）へずれた段差状に形成されている。すなわち、図９（Ｃ）および図９（Ｄ）の例では、沸騰面部１３の主表面に、第１領域１７ａを凸部分の頂面、第２領域１７ｂを凹部分の底面とする溝状構造１７が形成されている。第１領域１７ａは、隣接する第２領域１７ｂに対して、厚み方向に突出するようにずれた段差となっている。そして、凸部分の頂面を構成する第１領域１７ａに、溝部１４（第１溝部１４ａおよび第２溝部１４ｂ）が形成されている。このように、図９（Ｃ）および図９（Ｄ）の例では、第１領域１７ａと第２領域１７ｂとから構成される相対的に大きな（マクロな）溝状構造１７と、その溝状構造１７の一部である第１領域１７ａに形成される相対的に小さな（ミクロな）溝部１４とが、沸騰面部１３に形成されている。溝状構造１７における溝幅Ｗ３（すなわち、第２領域１７ｂの幅）は、溝部１４の開口幅Ｗ１（図６（Ａ）参照）よりも大きい。溝部１４の開口幅Ｗ１が１ｍｍ以下であるのに対して、溝状構造１７の溝幅Ｗ３は、１ｍｍよりも大きく、たとえば２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。なお、図９（Ｃ）および図９（Ｄ）では、第１領域１７ａの幅も、溝幅Ｗ３（すなわち、第２領域１７ｂの幅）と等しい。
【0061】
（溝部の作用）
図１０を参照して、沸騰面部１３に溝部１４を形成したことによる作用を説明する。
図１０を参照して、沸騰面部１３に溝部１４を形成したことによる作用を説明する。
【0062】
伝熱面（沸騰面部１３）における核沸騰は、単純化すると、伝熱面における冷媒５の蒸発、気泡の形成、伝熱面からの気泡の離脱および液相の冷媒５の伝熱面への供給、といった段階が繰り返される現象である。平坦な伝熱面であっても、微小な傷や穴が気泡の起点（発泡点）となる。
【0063】
図１０の（Ａ）～（Ｃ）は、伝熱面に円形穴９０を形成した比較例による沸騰モデルを示した模式図であり、図１０（Ａ）は円形穴９０の上面図、図１０（Ｂ）は円形穴９０のＰ－Ｐ断面図、図１０（Ｃ）は円形穴９０のＱ－Ｑ断面図である。円形穴９０は、Ｐ－Ｐ断面およびＱ－Ｑ断面で略同一断面形状を有しており、円形穴９０の内部空間は、全周にわたって、内周壁９１に囲まれている。
【0064】
比較例の円形穴９０には、開口部９２の部分のみから、液相の冷媒５が流入できる。言い換えると、円形穴９０からの気泡ＢＧの離脱も、円形穴９０への液相の冷媒５の供給も、同じ開口部９２を介して行われるのみである。そのため、比較例では、入熱が小さく、小さな気泡ＢＧ（破線部参照）がまばらに形成される段階では、気泡ＢＧの離脱と液相の冷媒５の供給とがバランスよく行える。一方、入熱が大きくなり、円形穴９０内での気泡ＢＧの形成および離脱が激しくなると、開口部９２からの液相の冷媒５の供給が気泡ＢＧによって妨げられる。その結果、円形穴９０内で大きな気泡ＢＧ（実線部参照）が開口部９２まで充満し、円形穴９０の内部がドライアウト状態（膜沸騰の状態）となる。内周壁９１および底部９３がエネルギービーム加工によって粗面化されていたとしても、円形穴９０内への液相の冷媒５の供給が妨げられる状況は改善できない。
【0065】
図１０の（Ｄ）～（Ｆ）は、第１実施形態による沸騰面部１３に形成された１つの溝部１４の沸騰モデルを示した模式図であり、図１０（Ｄ）は溝部１４の上面模式図、図１０（Ｅ）は溝部１４のＰ－Ｐ断面図、図１０（Ｆ）は溝部１４のＱ－Ｑ断面図である。溝部１４は、Ｐ－Ｐ断面では円形穴９０（図１０（Ｂ））と同じように内壁１６ｃに囲まれるが、Ｑ－Ｑ断面では内壁１６ｃに囲まれていない（溝部１４がＱ－Ｑ断面に沿って延びている）。
【0066】
第１実施形態による溝部１４には、開口部１６ｂの部分から上下方向に沿って液相の冷媒５が流入できるだけでなく、図１０（Ｆ）に示すように、溝部１４内の液相の冷媒５がＱ－Ｑ線に沿った方向（溝部１４が延びる方向）に流通できる。溝部１４内で発生した気泡ＢＧは、その直上の開口部１６ｂを介して溝部１４内から離脱する一方、液相の冷媒５は、溝部１４に沿った方向に流動して気泡ＢＧの離脱箇所へ供給されうる。つまり、溝部１４の場合、気泡ＢＧの離脱経路と、液相の冷媒５の供給経路とを異ならせることができる。
【0067】
溝部１４は、Ｐ－Ｐ断面においては、比較例と同じように伝熱面（内壁１６ｃ）に囲まれた狭い空間となっているため、その空間内の液相の冷媒５への熱伝導が効率的に行われる。また、不規則な凹凸形状の溝部１４には、核沸騰の起点となる箇所が多数存在するため、入熱が小さい状況でも、平坦な伝熱面と比較して、気泡ＢＧ（破線部参照）の発生率を高めることが可能である。入熱が大きくなり気泡ＢＧの形成及び離脱が激しくなると、Ｐ－Ｐ断面においては溝部１４内が気泡ＢＧ（実線部参照）で充填されうる。しかし、その場合でも、Ｑ－Ｑ断面では、内壁１６ｃが存在せず液相の冷媒５が流動できるため、気泡ＢＧの離脱に伴う液相の冷媒５の供給が円滑に行われる。その結果、第１実施形態の溝部１４では、比較例と比べて、溝部１４の内部における局所的なドライアウトの発生が抑制される。
【0068】
また、第１実施形態では、第１溝部１４ａと第２溝部１４ｂとが交差（図４参照）しているため、第１溝部１４ａと第２溝部１４ｂとの交差点では、Ｐ－Ｐ断面およびＱ－Ｑ断面のどちらにも内壁１６ｃが存在しないことになる。このため、交差点は、溝部１４内の他の部位と比べて、気泡ＢＧの発生率が相対的に低く、ドライアウト状態になりにくい（液相の冷媒５が存在しやすい）といえる。溝部１４内に、部分的に、他の部位よりも液相の冷媒５が存在しやすい箇所が設けられることによって、入熱が大きくなり溝部１４の大部分で激しく気泡ＢＧが発生する場合でも、溝部１４内における液相の冷媒５の供給が継続されやすくなる。つまり、交差する溝部１４を設けることは、ドライアウトが発生するまでの入熱量の限界レベルを引き上げることに寄与する。
【0069】
（沸騰式冷却器の製造方法）
図１１～図１３を参照して、第１実施形態による冷却器１００の製造方法を説明する。冷却器１００の製造方法は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒５を沸騰させる沸騰部１０と、沸騰部１０で気化した冷媒５を凝縮させ、沸騰部１０に戻す凝縮部２０とを備える沸騰式冷却器の製造方法である。
図１１～図１３を参照して、第１実施形態による冷却器１００の製造方法を説明する。冷却器１００の製造方法は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒５を沸騰させる沸騰部１０と、沸騰部１０で気化した冷媒５を凝縮させ、沸騰部１０に戻す凝縮部２０とを備える沸騰式冷却器の製造方法である。
【0070】
図１１に示すように、冷却器１００の製造方法は、凝縮部２０を形成する工程を備える。凝縮部２０を形成する工程は、冷媒通路２１となる冷媒通路構成部２１ｂと、外部通路２２となる外部通路構成部２２ｂとを接合することにより、凝縮部２０を形成する工程を含む。接合は、たとえば溶接、またはろう付けなどにより行うことができる。
【0071】
図１２に示すように、冷却器１００の製造方法は、沸騰部１０を形成する工程を備える。
【0072】
ここで、第１実施形態では、図６および図７に示したように、沸騰部１０を形成する工程は、溝部１４を沸騰面部１３に形成する工程を含む。すなわち、溝部１４を沸騰面部１３に形成する工程において、沸騰面部１３にエネルギービームＥＢを線状パターンで照射して溝加工を施す。そして、この溝加工により、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部１４（図６参照）を、沸騰面部１３に形成する。
【0073】
上記第１実施形態では、沸騰面部１３に対して、所定間隔（ピッチＰｔ１）で、互いに平行に、Ａ方向（図４参照）に沿った直線状パターンのエネルギービームＥＢの照射を行うことにより、複数の第１溝部１４ａが形成される。また、沸騰面部１３に対して、所定間隔（ピッチＰｔ２）で、互いに平行に、Ｂ方向（図４参照）に沿った直線状パターンでエネルギービームＥＢの照射を行うことにより、複数の第２溝部１４ｂが形成される。エネルギービームＥＢの照射は、連続照射でも、パルス照射（間欠照射）でもよい。エネルギービームＥＢの照射に関わる各パラメータは、上記の通り、不規則な凹凸形状を有する溝部１４を形成するのに適した値に設定される。設定されるパラメータは、たとえばエネルギービームＥＢがレーザービームである場合、レーザー出力、エネルギー密度、レーザー光の波長などを含む。エネルギービームＥＢのビーム径（スポット径）および焦点位置は、溝部１４の開口幅Ｗ１（図６参照）に応じて設定される。
【0074】
エネルギービームＥＢは、１つの溝部１４の形成に際して、複数回（複数パス）照射されうる。特に、上記第２例（図８参照）の場合、光軸ＡＸの角度を異ならせた複数回のビーム照射（走査）が行われる。また、上記第３例の場合、沸騰面部１３のうち、予め設定された第１領域１７ａに対して、選択的にエネルギービーム加工（溝加工）が施され、第２領域１７ｂはエネルギービーム加工（溝加工）の対象から除外される。なお、上記第３例のうち、図９（Ｃ）および（Ｄ）に示した溝状構造１７を設ける場合、たとえば切削加工によって沸騰面部１３の主表面から第１領域１７ａの間の部分を除去して段差を形成することにより、第２領域１７ｂが形成される。
【0075】
また、第１領域１７ａおよび第２領域１７ｂが平行な直線状である場合、溝状構造１７を設ける方法としては、押出成形がある。すなわち、沸騰面部１３が形成される取付部１１を、Ａ方向に沿った押出加工を行い、沸騰面部１３に溝状構造１７を形成することができる。なお、沸騰面部１３を取付部１１とは別個の押出型材の一方面に形成して、押出型材の他方面を取付部１１の面１１ｂに接合してもよい。
【0076】
第１実施形態では、沸騰部１０を形成する工程は、図１２に示すように、沸騰面部１３を設けた取付部１１を、収容部１２に接合する工程を含む。たとえば、第１溝部１４ａの向き（Ａ方向）がＸ方向に一致する（図５参照）ように取付部１１の向きを合わせて、収容部１２の孔部１２ｄを覆う位置に取付部１１を配置（この際、孔部１２ｄ内に沸騰面部１３が配置される）した状態で、取付部１１と収容部１２との接触部分の４辺（全周）が収容部１２に溶接される。
【0077】
冷却器１００の製造方法は、図１３に示すように、沸騰部１０と凝縮部２０とを接合する工程をさらに備える。たとえば溶接により、凝縮部２０の下面に収容部１２の上端面の周縁部（周壁１２ｂの端面の外周部）が接合される。冷却器１００が完成される。その後、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。
【0078】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0079】
第１実施形態では、上記のように、沸騰面部１３が、線状に延びるとともに、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部１４（図６参照）を含むので、この沸騰面部１３に形成された不規則的な凹凸形状の溝部１４が、核沸騰の起点となることにより、気泡ＢＧの発生率を高めることができる。そして、凹凸形状が、周囲を囲まれた穴ではなく、線状に延びる溝部１４であるため、少なくとも溝部１４の延びる方向には壁が形成されず、液相の冷媒５を流通させることができる。つまり、溝部１４の幅方向には一対の内側面（内壁１６ｃ、図１０参照）が形成されるため、液相の冷媒５への伝熱面積を大きく確保することで気泡ＢＧの発生率を高くすることができ、溝部１４の延びる方向には内側面（内壁１６ｃ）が形成されないため、発生した気泡ＢＧが溝部１４から離脱するのに伴って溝部１４の外部から溝部１４内に液相の冷媒５を円滑に供給することができる。これらの結果、沸騰面部１３において凹凸の形成により気泡ＢＧの発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することができる。
【0080】
第１実施形態（図６参照）では、上記のように、溝部１４が、沸騰面部１３に開口する穴部、穴部における開口部分の少なくとも一部が覆われた中空部、穴部または中空部から側方に延びる横穴部、溝部１４の開口の一部が覆われたトンネル形状部の少なくともいずれかからなる空間部１５ａ～１５ｄを含むので、沸騰面部１３において核沸騰の起点となる部分を効果的に形成できる。その結果、沸騰面部１３における気泡ＢＧの発生率を効果的に高めることができる。
【0081】
第１実施形態（図６参照）では、上記のように、空間部１５ａ～１５ｄが、溝部１４の一部に部分的に形成された構造であるので、溝部１４の部分構造として、気泡ＢＧの発生に適した微細な空間部１５ａ～１５ｄを溝部１４内に設けることができる。
【0082】
第１実施形態の第２例（図８参照）では、上記のように、溝部１４の少なくとも一部が、溝部１４の延びる方向と直交する断面において、溝部１４の開口幅Ｗ１よりも幅広の底部１６ａを有するので、溝部１４の内部空間の幅が開口幅Ｗ１よりも大きくなり、溝部１４の底部１６ａで発生した気泡ＢＧを両側から開口部１６ｂまで囲む形状の内部空間が形成される。これにより、溝部１４の内表面積（伝熱面積）を増大させることができる。その結果、溝部１４内の冷媒５へ、効率的に熱伝達を行うことができる。
【0083】
第１実施形態（図４参照）では、上記のように、複数の溝部１４が、沸騰面部１３に沿って第１方向（Ａ方向）に延びる複数の第１溝部１４ａと、沸騰面部１３に沿って第１方向（Ａ方向）と異なる第２方向（Ｂ方向）に延びて、複数の第１溝部１４ａと互いに交差する複数の第２溝部１４ｂと、を含むので、たとえば線状溝を平行に配列しただけの構造と比べて、溝部１４の延びる方向への液相の冷媒５の供給を、より効率的に行うことができる。その結果、溝部１４内での局所的なドライアウトの発生をさらに効果的に抑制できる。
【0084】
第１実施形態（図５参照）では、上記のように、第１方向（Ａ方向）は、沸騰部１０のうちで、沸騰面部１３から連通部１２ｃ側に向かう方向であるので、沸騰部１０と凝縮部２０との間で冷媒５が循環する際の冷媒５の流通方向と、個数の多い第１溝部１４ａが延びる第１方向（Ａ方向）とを、揃えることができる。すなわち、凝縮部２０から沸騰部１０に戻る液相の冷媒５は、連通部１２ｃから沸騰部１０に流入して、沸騰面部１３の位置まで沸騰部１０中を移動することになるので、概略的には、第１方向（Ａ方向）と同じ方向に液相の冷媒５の流れが形成される。そして、第１溝部１４ａの数が、第２溝部１４ｂの数よりも多いので、この液相の冷媒５の流れ方向に沿って、第１溝部１４ａ内への液相の冷媒５の供給を、より効果的に行うことができる。その結果、溝部１４内での局所的なドライアウトの発生をより一層効果的に抑制できる。
【0085】
第１実施形態の第３例（図９参照）では、上記のように、沸騰面部１３が、溝部１４が形成された複数の第１領域１７ａと、複数の第１領域１７ａの間に配置されるとともに溝部１４が形成されていない第２領域１７ｂと、を含むので、沸騰面部１３に、相対的に気泡ＢＧの発生効率が高い第１領域１７ａを設けつつ、第１領域１７ａの間に、相対的に気泡ＢＧの発生効率が低く液相の冷媒５が多く存在する第２領域１７ｂを設けることができる。これにより、たとえば熱流束が大きく、第１領域１７ａに形成された溝部１４においてもドライアウトが発生しやすい状況下でも、第２領域１７ｂから第１領域１７ａへ液相の冷媒５を供給する作用が得られる。その結果、溝部１４内におけるドライアウトの発生を抑制することができる。
【0086】
さらに、第３例のうち図９（Ｃ）および（Ｄ）に示した例では、上記のように、複数の第１領域１７ａの各々が、隣接する第２領域１７ｂに対して、沸騰面部１３の厚み方向へずれた段差状に形成されているので、隣り合う第１領域１７ａと第２領域１７ｂとによって、相対的に大きな溝状の第１構造（溝状構造１７）を沸騰面部１３に形成しつつ、溝状構造１７のうちの第１領域１７ａの表面に、溝部１４によって、相対的に小さな溝状の第２の溝状構造が形成される。これにより、平坦な沸騰面部１３に溝部１４だけを設ける場合と比較して、沸騰面部１３の伝熱面積（液相の冷媒５と接する表面積）を大きくすることができる。
【0087】
第１実施形態では、上記のように、溝部１４が、１μｍ以上１ｍｍ未満の最大開口幅を有するので、液相の冷媒５中で、核沸騰の起点となるのに適した大きさの溝部１４を設けることができる。その結果、沸騰面部１３における気泡ＢＧの発生率を効果的に高めることができる。
【0088】
（溝部の形成パターンの第１変形例）
図１４は、図４に示した溝部１４の形成パターンの第１変形例を示す。図１４の例では、溝部１４は、沸騰面部１３に１本のみ設けられている。溝部１４は、Ａ方向に沿って延びるととともに、溝部１４の形成範囲のＡ方向の端部においてＢ方向に屈曲し、その後Ａ方向に沿って逆向きに延びるように、蛇行している。この蛇行が複数回反復されることにより、溝部１４は、発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と重なる領域ＦＰを含む所定範囲の全体にわたる蛇行形状（ミアンダ形状）に形成されている。図１４では、単一の溝部１４のうち隣り合う線分ＬＳ同士が、図４と同じ一定のピッチＰｔ１で配置されている例を示している。
図１４は、図４に示した溝部１４の形成パターンの第１変形例を示す。図１４の例では、溝部１４は、沸騰面部１３に１本のみ設けられている。溝部１４は、Ａ方向に沿って延びるととともに、溝部１４の形成範囲のＡ方向の端部においてＢ方向に屈曲し、その後Ａ方向に沿って逆向きに延びるように、蛇行している。この蛇行が複数回反復されることにより、溝部１４は、発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と重なる領域ＦＰを含む所定範囲の全体にわたる蛇行形状（ミアンダ形状）に形成されている。図１４では、単一の溝部１４のうち隣り合う線分ＬＳ同士が、図４と同じ一定のピッチＰｔ１で配置されている例を示している。
【0089】
（溝部の形成パターンの第２変形例）
図１５は、溝部１４の形成パターンの第２変形例を示す。図１５の例では、溝部１４は、沸騰面部１３に１本のみ設けられている。溝部１４は、渦巻形状のパターンで形成されている。溝部１４は、発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と重なる領域ＦＰの中央部から、外周側に向けて半径が拡大するように渦巻状に形成されている。渦巻形状を構成する個々の線分ＬＳは、直線状である。溝部１４は、発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と重なる領域ＦＰを含む所定範囲の全体にわたる渦巻形状に形成されている。図１５では、単一の溝部１４のうち隣り合う線分ＬＳ同士が、図４と同じ一定のピッチＰｔ１で配置されている例を示している。
図１５は、溝部１４の形成パターンの第２変形例を示す。図１５の例では、溝部１４は、沸騰面部１３に１本のみ設けられている。溝部１４は、渦巻形状のパターンで形成されている。溝部１４は、発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と重なる領域ＦＰの中央部から、外周側に向けて半径が拡大するように渦巻状に形成されている。渦巻形状を構成する個々の線分ＬＳは、直線状である。溝部１４は、発熱体ＨＳ（図３参照）の設置領域と重なる領域ＦＰを含む所定範囲の全体にわたる渦巻形状に形成されている。図１５では、単一の溝部１４のうち隣り合う線分ＬＳ同士が、図４と同じ一定のピッチＰｔ１で配置されている例を示している。
【0090】
（溝部の形成パターンの他の例）
溝部１４の形成パターンは、図４、図１４および図１５に示した例には限られない。たとえば、溝部１４は、環状パターンで形成されていてもよい。たとえば、複数の環状の溝部１４が、同心状（たとえば同心円状または同心矩形状）に形成されていてもよい。溝部１４は、直線状に限らず、曲線状に延びていてもよい。
溝部１４の形成パターンは、図４、図１４および図１５に示した例には限られない。たとえば、溝部１４は、環状パターンで形成されていてもよい。たとえば、複数の環状の溝部１４が、同心状（たとえば同心円状または同心矩形状）に形成されていてもよい。溝部１４は、直線状に限らず、曲線状に延びていてもよい。
【0091】
（第１実施形態の第１変形例）
図１６を参照して、上記第１実施形態の第１変形例を説明する。この第１変形例では、収容部１２に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、取付部１１と収容部１２（図３参照）とが一体形成されている例を説明する。
図１６を参照して、上記第１実施形態の第１変形例を説明する。この第１変形例では、収容部１２に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、取付部１１と収容部１２（図３参照）とが一体形成されている例を説明する。
【0092】
図１６に示す例では、取付部１１に凹部１１ｃが設けられている。凹部１１ｃの内部空間が、上記第１実施形態（図１２参照）の収容部１２の内部空間として機能する。そのため、図１６では、収容部１２が別部材として設けられていない。凹部１１ｃの内底面によって面１１ｂが構成されており、この面１１ｂに沸騰面部１３が形成されている。
【0093】
図１６に示す例では、沸騰部１０と凝縮部２０とを接合する工程は、凝縮部２０に取付部１１をろう付けにより接合する工程を含む。この場合、凝縮部２０と取付部１１との間に、心材と、心材の両面に設けられたろう材とを有するブレージングシート３０が設けられる。ブレージングシート３０を介して、凝縮部２０に取付部１１がろう付けされる。これにより、沸騰部１０と凝縮部２０とが接合され、冷却器１００が完成される。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。
【0094】
なお、沸騰面部１３に溝部１４を形成した後、沸騰部１０を構成する各部と、凝縮部２０を構成する各部とを、ろう材を介在させつつ組み立てた組立体を用意して、この組立体の全体に対してろう付けをおこなってもよい。この場合、凝縮部２０を形成する工程と、沸騰部１０を形成する工程と、沸騰部１０と凝縮部２０とを接合する工程とが、１回のろう付け工程によって一括して実行されうる。
【0095】
（第１実施形態の第２変形例）
図１７を参照して、上記第１実施形態の第２変形例を説明する。この第２変形例では、収容部１２に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、収容部１２に取付部１１がねじ止めにより接合される例を説明する。
図１７を参照して、上記第１実施形態の第２変形例を説明する。この第２変形例では、収容部１２に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、収容部１２に取付部１１がねじ止めにより接合される例を説明する。
【0096】
図１７に示すように、沸騰部１０を形成する工程は、収容部１２に取付部１１をねじ止めにより接合する工程を含む。この場合、取付部１１にねじ４０の挿通孔が設けられるとともに、収容部１２にねじ４０の螺合孔が設けられる。また、収容部１２と取付部１１との間に、Ｏリングなどのシール部材５０が設けられる。シール部材５０を間に挟んだ状態で、ねじ４０により、収容部１２に取付部１１がねじ止めされる。これにより、収容部１２が形成されて沸騰部１０が形成される。この例では、収容部１２を、予め凝縮部２０に接合しておいてもよい。また、ねじ止めの場合にも、シール部材５０により、収容部１２内に冷媒５を密閉することができる。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。
【0097】
［第２実施形態］
次に、図１８～図２０を参照して、本発明の第２実施形態による沸騰式冷却器２００（以下、冷却器２００という）の構成について説明する。第２実施形態では、沸騰部１０と凝縮部２０とが一体型である上記第１実施形態とは異なり、沸騰部２１０と凝縮部２２０とが分離型である例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。
次に、図１８～図２０を参照して、本発明の第２実施形態による沸騰式冷却器２００（以下、冷却器２００という）の構成について説明する。第２実施形態では、沸騰部１０と凝縮部２０とが一体型である上記第１実施形態とは異なり、沸騰部２１０と凝縮部２２０とが分離型である例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。
【0098】
図１８～図２０に示すように、冷却器２００は、沸騰部２１０と、凝縮部２２０と、接続部２６０とを備える。沸騰部２１０は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒５を沸騰させる。凝縮部２２０は、沸騰部２１０により沸騰された冷媒５を凝縮させ、沸騰部２１０に戻す。接続部２６０は、沸騰部２１０と凝縮部２２０とを接続して連通させる接続管である。第２実施形態の冷却器２００は、沸騰部２１０と凝縮部２２０とが、互いに離れて配置されるとともに接続部２６０を介して互いに連通している分離型である。なお、冷媒５は、第２実施形態（図１８～図２０）では図示を省略する。
【0099】
沸騰部２１０は、取付部１１と、収容部２１２（図２０参照）とを含む。収容部２１２は、液相の冷媒５を収容する。収容部２１２は、沸騰部２１０の本体２１４に形成された凹部２１４ａ（図２０参照）と、取付部１１の面１１ｂとにより区画されている。収容部２１２は、箱状の空間として設けられている。収容部２１２内において、沸騰面部１３は、液相の冷媒５に接する。なお、沸騰面部１３は、上記第１実施形態と同様であるので、詳細な説明はしないが、沸騰面部１３にエネルギービーム加工による溝部１４が形成されている。
【0100】
凝縮部２２０は、プレートフィン型の熱交換器により構成されている。凝縮部２２０は、冷媒通路２２１と、外部通路２２２とを含む。冷媒通路２２１と外部通路２２２とは、仕切板を間に挟んで、交互に配置されている。冷媒通路２２１は、冷媒５を流通させる流路である。冷媒通路２２１は、接続部２６０を介して、沸騰部１０の収容部２１２に連通している。冷媒通路２２１内には、Ｘ方向に延びるコルゲートフィン（図示せず）が配置されている。外部通路２２２は、外部流体を流通させる流路である。外部通路２２２は、外部に開口している。外部通路２２２内には、Ｙ方向に延びるコルゲートフィン２２２ａが配置されている。
【0101】
発熱体ＨＳの熱が取付部１１を介して沸騰面部１３に伝達されると、収容部２１２内の液相の冷媒５は、加熱されて沸騰する。沸騰により気化した冷媒５は、接続部２６０を介して収容部２１２に連通する冷媒通路２２１内に移動し、外部通路２２２を流通する外部流体により冷却されて凝縮する。凝縮により液化した冷媒５は、冷媒通路２２１内および接続部２６０内を移動して、収容部２１２内に戻る。このように、冷却器２００内に封入された冷媒５は、沸騰部２１０と凝縮部２２０との間で循環される。これにより、発熱体ＨＳが冷却される。
【0102】
【0103】
図２１に示すように、冷却器２００の製造方法は、沸騰部２１０を形成する工程を備える。沸騰部２１０を形成する工程は、沸騰面部１３を形成する工程と、本体２１４に取付部１１を接合する工程とを含む。沸騰面部１３を形成する工程は、上記第１実施形態と同様であるので、詳細な説明はしないが、沸騰面部１３にエネルギービームＥＢを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、不規則的な凹凸形状を有する溝部１４を沸騰面部１３に形成する工程を含む。
【0104】
本体２１４に取付部１１を接合する工程は、本体２１４に取付部１１を溶接により接合する工程を含む。この際、たとえば、取付部１１と本体２１４との接触部分の４辺（全周）が溶接される。また、本体２１４に取付部１１が溶接により接合されることにより、収容部２１２が形成される。これにより、沸騰部２１０が形成される。図２２に示すように、冷却器２００の製造方法は、凝縮部２２０を形成する工程を備える。凝縮部２２０を形成する工程は、冷媒通路２２１となる冷媒通路構成部２２１ｂと、外部通路２２２となる外部通路構成部２２２ｂとを接合することにより、凝縮部２２０を形成する工程を含む。また、冷却器２００の製造方法は、沸騰部２１０と凝縮部２２０とを接続部２６０を介して接合する工程を備える。その後、冷却器２００が完成される。そして、図２３に示すように、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。
【0105】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0106】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態による沸騰式冷却器２００および沸騰式冷却器２００の製造方法では、沸騰面部１３にエネルギービームＥＢを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部１４を、沸騰面部１３に形成するので、上記第１実施形態と同様に、沸騰面部１３において凹凸の形成により気泡ＢＧの発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することができる。
第２実施形態による沸騰式冷却器２００および沸騰式冷却器２００の製造方法では、沸騰面部１３にエネルギービームＥＢを線状パターンで照射して溝加工を施すことにより、エネルギービーム加工による材料の溶融凝固に伴う不規則的な凹凸形状を有する溝部１４を、沸騰面部１３に形成するので、上記第１実施形態と同様に、沸騰面部１３において凹凸の形成により気泡ＢＧの発生率を高めつつ、局所的なドライアウトの発生を抑制することができる。
【0107】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【0108】
（第２実施形態の第１変形例）
図２４を参照して、上記第２実施形態の第１変形例を説明する。この第１変形例では、本体２１４に取付部１１が溶接により接合された上記第２実施形態と異なり、本体２１４に取付部１１がろう付けにより接合される例を説明する。
図２４を参照して、上記第２実施形態の第１変形例を説明する。この第１変形例では、本体２１４に取付部１１が溶接により接合された上記第２実施形態と異なり、本体２１４に取付部１１がろう付けにより接合される例を説明する。
【0109】
図２４に示すように、本体２１４に取付部１１を接合する工程は、本体２１４に取付部１１をろう付けにより接合する工程を含む。この場合、本体２１４と取付部１１との間に、心材と、心材の両面に設けられたろう材とを有するブレージングシート２３０が設けられる。ブレージングシート２３０を介して、本体２１４に取付部１１がろう付けされる。本体２１４に取付部１１がろう付けされると、収容部２１２が形成される。これにより、沸騰部２１０が形成され、冷却器２００が完成される。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。
【0110】
（第２実施形態の第２変形例）
図２５を参照して、上記第１実施形態の第２変形例を説明する。この第２変形例では、本体２１４に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、本体２１４に取付部１１がねじ止めにより接合される例を説明する。
図２５を参照して、上記第１実施形態の第２変形例を説明する。この第２変形例では、本体２１４に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、本体２１４に取付部１１がねじ止めにより接合される例を説明する。
【0111】
図２５に示すように、本体２１４に取付部１１を接合する工程は、本体２１４に取付部１１をねじ止めにより接合する工程を含む。この場合、取付部１１にねじ２４０の挿通孔が設けられるとともに、本体２１４にねじ２４０の螺合孔が設けられる。また、本体２１４と取付部１１との間に、Ｏリングなどのシール部材２５０が設けられる。シール部材２５０を間に挟んだ状態で、ねじ２４０により、本体２１４に取付部１１がねじ止めされる。これにより、収容部２１２が形成されて沸騰部２１０が形成され、冷却器２００が完成される。また、ねじ止めの場合にも、シール部材２５０により、収容部２１２内に冷媒５を密閉することができる。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。
【0112】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0113】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、沸騰面部が水平な水平型の沸騰式冷却器の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、沸騰式冷却器は、沸騰面部が垂直な垂直型であってもよい。また、上記第１および第２実施形態の沸騰式冷却器は、あくまでも一例であり、沸騰式冷却器の各部の形状や配置などは特に限定されない。
【0114】
また、上記第１および第２実施形態では、１つの沸騰面部１３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、沸騰面部１３が複数設けられてもよい。取付面１１ａには、複数の発熱体ＨＳが設定されてもよい。その場合、１つの発熱体ＨＳに対応して（領域ＦＰに）１つの沸騰面部１３を設けてもよいし、複数の発熱体ＨＳに対応した体面積の１つの沸騰面部１３を設けてもよい。
【0115】
上記第１実施形態（図４参照）では、第１溝部１４ａが延びる方向（Ａ方向）と、第２溝部１４ｂが延びる方向（Ｂ）とが、直交している例を示したが、本発明はこれに限られない。第１溝部１４ａが延びる方向（Ａ方向）と、第２溝部１４ｂが延びる方向（Ｂ）とが、直交していなくてもよい。第１溝部１４ａと、第２溝部１４ｂとは、任意の方向に延びていてよく、任意の角度で交差してよい。
【0116】
上記第１実施形態（図９参照）では、第１領域１７ａおよび第２領域１７ｂを、直線状に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。第１領域１７ａおよび第２領域１７ｂを、たとえば格子状に配列してもよい。また、図９（Ｃ）および（Ｄ）の例では、第１領域１７ａが第２領域１７ｂに対して突出する（凸部となる）例を示したが、第１領域１７ａの方が、第２領域１７ｂに対して窪んだ凹部（凹溝）となっていてもよい。図９（Ｃ）および（Ｄ）の例のように、沸騰面部１３に溝状構造１７を設けて、溝状構造１７の頂面（第１領域１７ａの部分）および底面（第２領域１７ｂの部分）の両方に、溝部１４を形成してもよい。
【0117】
上記第１および第２実施形態では、エネルギービームＥＢがレーザービームである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エネルギービームＥＢが電子ビームまたはイオンビームであってもよい。
【符号の説明】
【0118】
５ 冷媒
１０、２１０ 沸騰部
１１ａ 取付面
１１ｂ 面
１２ｃ 連通部
１３ 沸騰面部
１４ 溝部
１４ａ 第１溝部
１４ｂ 第２溝部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 空間部
１６ａ 底部
１７ａ 第１領域
１７ｂ 第２領域
２０、２２０ 凝縮部
１００、２００ 冷却器（沸騰式冷却器）
ＨＳ 発熱体
ＥＢ エネルギービーム
Ｗ１ 溝部の開口幅
Ｗ２ 底部の幅
１０、２１０ 沸騰部
１１ａ 取付面
１１ｂ 面
１２ｃ 連通部
１３ 沸騰面部
１４ 溝部
１４ａ 第１溝部
１４ｂ 第２溝部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 空間部
１６ａ 底部
１７ａ 第１領域
１７ｂ 第２領域
２０、２２０ 凝縮部
１００、２００ 冷却器（沸騰式冷却器）
ＨＳ 発熱体
ＥＢ エネルギービーム
Ｗ１ 溝部の開口幅
Ｗ２ 底部の幅
【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】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】