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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-19
(45)【発行日】2023-06-27
(54)【発明の名称】沸騰式冷却器
(51)【国際特許分類】
H01L 23/427 20060101AFI20230620BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20230620BHJP
【ＦＩ】
H01L23/46 A
H05K7/20 Q
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2023517404
(86)(22)【出願日】2022-09-15
(86)【国際出願番号】 JP2022034557
【審査請求日】2023-03-15
(31)【優先権主張番号】P 2021152161
(32)【優先日】2021-09-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【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
(72)【発明者】
【氏名】田辺 章裕
(72)【発明者】
【氏名】山中 清晶
(72)【発明者】
【氏名】安東 賢二
【審査官】高橋 優斗
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２６８６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４６９６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０６８６１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４７０５１０２（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００４－２４１５８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１６４４８６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｄ１５／００－１５／０６
Ｈ０１Ｌ２３／２９
Ｈ０１Ｌ２３／３４－２３／３６
Ｈ０１Ｌ２３／３７３－２３／４２７
Ｈ０１Ｌ２３／４４
Ｈ０１Ｌ２３／４６７－２３／４７３
Ｈ０５Ｋ７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷媒を収容する収容空間と、前記収容空間に繋がる冷媒ガス出口と、前記収容空間に繋がる冷媒液入口とを含み、発熱体との熱交換により、前記冷媒を沸騰させる沸騰部と、前記冷媒ガス出口および前記冷媒液入口に連通する冷媒通路と、前記冷媒通路と前記沸騰部との間に設けられ外部流体を流通させる外部通路とを有し、前記冷媒ガス出口から受け入れた冷媒ガスを前記外部流体との熱交換により凝縮させ、凝縮した冷媒液が前記冷媒液入口へ送られる凝縮部と、を備え、
前記沸騰部は、前記発熱体が取り付けられる第１壁部と、前記収容空間を介して前記第１壁部と対向し、前記外部通路と隣接する第２壁部と、前記収容空間を通って前記第１壁部と前記第２壁部とを接続する熱伝導部とを有し、
前記冷媒ガス出口が前記収容空間の上部に配置され、前記冷媒液入口が前記収容空間の下部に配置され、
前記収容空間には、前記発熱体からの入熱がない室温下の非稼働状態において、前記冷媒ガス出口と前記冷媒液入口との間の高さ位置に前記冷媒液の上端が位置するように前記冷媒が収容されており、
前記第１壁部の外面には、前記非稼働状態における前記冷媒液の前記上端よりも下方に位置し第１発熱体が取り付けられる第１取付部と、前記非稼働状態における前記冷媒液の前記上端よりも上方に位置し第２発熱体が取り付けられる第２取付部と、が設けられており、
前記熱伝導部は、前記冷媒液入口から前記冷媒ガス出口に向かう方向において、前記冷媒液の前記上端よりも下方の第１熱伝導部分と、前記冷媒液の前記上端よりも上方の第２熱伝導部分とを有し、
前記第１熱伝導部分は、前記第１壁部を介して前記第１取付部と対向しており、
前記第２熱伝導部分は、前記第１壁部を介して前記第２取付部と対向している、沸騰式冷却器。
【請求項2】
前記第２取付部において、前記冷媒ガスによって前記冷媒液の前記上端よりも上方へ持上げられた前記冷媒液によって、前記第２発熱体との熱交換が行われる、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項3】
前記熱伝導部は、前記収容空間内で前記冷媒液入口から前記冷媒ガス出口に向かう方向に延びるとともに、前記収容空間に複数設けられている、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項4】
前記熱伝導部は、前記収容空間内に設けられた仕切壁により構成されている、請求項３に記載の沸騰式冷却器。
【請求項5】
前記熱伝導部は、前記収容空間内に設けられたコルゲートフィンにより構成されている、請求項３に記載の沸騰式冷却器。
【請求項6】
前記熱伝導部は、前記収容空間内の前記冷媒ガス出口から前記冷媒液入口までに亘って設けられている、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項7】
前記冷媒通路は、前記冷媒通路と前記外部通路とを仕切る仕切板と、前記冷媒通路の外周部を区画する周壁とを含み、かつ、前記冷媒通路の内部に前記仕切板および前記周壁と一体化されたコルゲートフィンを含む、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項8】
前記凝縮部は、前記冷媒通路を構成する平板状の第１層と、前記冷媒通路と前記沸騰部とを連通させる接続通路と前記外部通路とを含む平板状の第２層と、が積層された構造を有し、前記凝縮部が前記沸騰部の前記第２壁部に積層されるとともに前記沸騰部と一体化されている、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項9】
前記熱伝導部は、前記収容空間内で前記冷媒液入口から前記冷媒ガス出口に向かう方向に延びるとともに、前記収容空間を複数の通路部に区画するように構成され、前記複数の通路部は、
前記発熱体の配置領域と前記第１壁部を介して重なる位置に配置され、前記冷媒ガス出口と連通する第１通路部と、
前記第１通路部と隣接し、前記冷媒液入口と連通する第２通路部と、を含み、
前記第１通路部の下部と前記第２通路部の下部とは互いに連通している、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項10】
前記冷媒液入口は、前記第１通路部には開口せずに前記第２通路部に開口する位置に設けられている、請求項９に記載の沸騰式冷却器。
【請求項11】
前記凝縮部は、複数の前記冷媒通路を含み、前記熱伝導部は、前記収容空間内で前記冷媒液入口から前記冷媒ガス出口に向かう方向に延びるとともに、前記収容空間を複数の通路部に区画するように構成され、
前記沸騰部の前記収容空間の一部、または、前記沸騰部の前記第２壁部に設けられ、複数の前記冷媒通路の各々と前記複数の通路部の各々とを相互に連通させる分配部をさらに備える、請求項１に記載の沸騰式冷却器。
【請求項12】
冷媒を収容する収容空間と、前記収容空間に繋がる冷媒ガス出口と、前記収容空間に繋がる冷媒液入口とを含み、発熱体との熱交換により、前記冷媒を沸騰させる沸騰部と、前記冷媒ガス出口および前記冷媒液入口に連通する冷媒通路と、前記冷媒通路と前記沸騰部との間に設けられ外部流体を流通させる外部通路とを有し、前記冷媒ガス出口から受け入れた冷媒ガスを前記外部流体との熱交換により凝縮させ、凝縮した冷媒液が前記冷媒液入口へ送られる凝縮部と、を備え、
前記沸騰部は、前記発熱体が取り付けられる第１壁部と、前記収容空間を介して前記第１壁部と対向し、前記外部通路と隣接する第２壁部と、前記収容空間を通って前記第１壁部と前記第２壁部とを接続する熱伝導部とを有し、
前記熱伝導部は、前記収容空間内の前記冷媒液入口の下端から前記冷媒ガス出口の上端まで、前記収容空間内で前記冷媒液入口から前記冷媒ガス出口に向かう方向に板状に延びるように設けられている、沸騰式冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、沸騰式冷却器に関し、特に、冷媒を沸騰させる沸騰部と気化した冷媒を凝縮させる凝縮部との間で冷媒を循環させる沸騰式冷却器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、沸騰部と凝縮部との間で冷媒を循環させる沸騰式冷却器が知られている。このような沸騰式冷却器は、例えば、特開平８－２０４０７５号公報および特開２００５－１０１１９０号公報に開示されている。
【0003】
上記特開平８－２０４０７５号公報では、素子（発熱体）が装着される中空面板からなる蒸発部（沸騰部）と、蒸発部の上端開口と連通する冷媒通路を有する凝縮部とを備える素子冷却器が開示されている。凝縮部は、冷媒通路内の冷媒ガスを冷却するための空気通路を有する。素子冷却器では、蒸発部に取り付けられた素子が冷媒の蒸発による気化潜熱により冷却され、気化した冷媒ガスが上部の凝縮部で空気により冷却され、凝縮潜熱を放出し液化されて蒸発部に戻るサイクルを繰り返す。
【0004】
上記特開２００５－１０１１９０号公報では、上下方向に延びる第１冷媒通路が形成されたプレートチューブと、第１冷媒通路と平行に上下方向に延びるチューブと、プレートチューブの上端とチューブの上端とを連通させる第１ヘッダタンクと、プレートチューブの下端とチューブの下端とを連通させる第２ヘッダタンクと、を備えた沸騰式冷却装置が開示されている。第１冷媒通路に存在する液相冷媒が、プレートチューブに取り付けられた中央演算装置に加熱されて沸騰し、気相冷媒となって第１ヘッダタンク内に充満してチューブ内を上方側から下方側に流れる。気相冷媒は、チューブにて冷却風に冷却されて凝縮し、自重により第２ヘッダタンクへ流れる。冷媒は、第１冷媒通路、第１ヘッダタンク、チューブ、第２ヘッダタンク、第１冷媒通路の順に循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平８－２０４０７５号公報
【文献】特開２００５－１０１１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ここで、沸騰式冷却器では、沸騰部の内表面（特に発熱体の設置箇所の内表面）の冷媒液が乾くと気化潜熱による冷却が行えずに発熱体の冷却性能が急激に低下してしまうため、沸騰部の内表面が乾くのを抑制することが重要となる。
【0007】
上記特開平８－２０４０７５号公報では、冷媒ガスの凝縮部への上方移動と、凝縮した冷媒液の蒸発部への下方移動とが、同じ経路（蒸発部の上端開口）で行われるため、冷媒の気化量が増大すると、上昇する冷媒ガスによって冷媒液の下方移動が阻害されることにより、蒸発部が乾き冷却性能が低下しやすくなる。
【0008】
一方、上記特開２００５－１０１１９０号公報では、冷媒ガスの移動経路と冷媒液の移動経路とが異なるため、冷媒ガスによって冷媒液の移動が阻害される現象は生じにくい。しかし、特に外部流体が低温の場合、凝縮部内の冷媒圧力が下がって入熱量に対する冷媒の気化量が増大しやすい。上記特開２００５－１０１１９０号公報においても、冷媒の気化量が増大しやすくなる外部流体の低温時に、発熱体からの入熱量が多くなると、冷媒の気化量に比べて凝縮して戻る冷媒液量が不足することにより沸騰部の内表面が乾いて、冷却性能が急激に低下してしまうという課題がある。
【0009】
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、外部流体の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することが可能な沸騰式冷却器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、第１の発明による沸騰式冷却器は、冷媒を収容する収容空間と、収容空間に繋がる冷媒ガス出口と、収容空間に繋がる冷媒液入口とを含み、発熱体との熱交換により、冷媒を沸騰させる沸騰部と、冷媒ガス出口および冷媒液入口に連通する冷媒通路と、冷媒通路と沸騰部との間に設けられ外部流体を流通させる外部通路とを有し、冷媒ガス出口から受け入れた冷媒ガスを外部流体との熱交換により凝縮させ、凝縮した冷媒液が冷媒液入口へ送られる凝縮部と、を備え、沸騰部は、発熱体が取り付けられる第１壁部と、収容空間を介して第１壁部と対向し、外部通路と隣接する第２壁部と、収容空間を通って第１壁部と第２壁部とを接続する熱伝導部とを有し、冷媒ガス出口が収容空間の上部に配置され、冷媒液入口が収容空間の下部に配置され、収容空間には、発熱体からの入熱がない室温下の非稼働状態において、冷媒ガス出口と冷媒液入口との間の高さ位置に冷媒液の上端が位置するように冷媒が収容されており、第１壁部の外面には、非稼働状態における冷媒液の上端よりも下方に位置し第１発熱体が取り付けられる第１取付部と、非稼働状態における冷媒液の上端よりも上方に位置し第２発熱体が取り付けられる第２取付部と、が設けられており、熱伝導部は、冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向において、冷媒液の上端よりも下方の第１熱伝導部分と、冷媒液の上端よりも上方の第２熱伝導部分とを有し、第１熱伝導部分は、第１壁部を介して第１取付部と対向しており、第２熱伝導部分は、第１壁部を介して第２取付部と対向している。
【0011】
第１の発明による沸騰式冷却器では、上記のように、沸騰部が冷媒を収容する収容空間と、収容空間に繋がる冷媒ガス出口と、収容空間に繋がる冷媒液入口とを含む。これにより、沸騰部から凝縮部へ向かう冷媒ガスの移動経路と、凝縮部から沸騰部へ戻る冷媒液の移動経路とを異ならせることができるので、冷媒ガスによって冷媒液の移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部は、発熱体が取り付けられる第１壁部と、収容空間を介して第１壁部と対向し、外部通路と隣接する第２壁部と、収容空間を通って第１壁部と第２壁部とを接続する熱伝導部とを有し、冷媒ガス出口が収容空間の上部に配置され、冷媒液入口が収容空間の下部に配置され、収容空間には、発熱体からの入熱がない室温下の非稼働状態において、冷媒ガス出口と冷媒液入口との間の高さ位置に冷媒液の上端が位置するように冷媒が収容されており、第１壁部の外面には、非稼働状態における冷媒液の上端よりも下方に位置し第１発熱体が取り付けられる第１取付部と、非稼働状態における冷媒液の上端よりも上方に位置し第２発熱体が取り付けられる第２取付部と、が設けられており、熱伝導部は、冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向において、冷媒液の上端よりも下方の第１熱伝導部分と、冷媒液の上端よりも上方の第２熱伝導部分とを有し、第１熱伝導部分は、第１壁部を介して第１取付部と対向しており、第２熱伝導部分は、第１壁部を介して第２取付部と対向している。これにより、発熱体から第１壁部に加えられる熱を、熱伝導部を通じた熱伝導により第２壁部まで移動させて、第２壁部と隣接する外部通路を流れる外部流体へ直接（冷媒を介さずに）放出することができる。このため、仮に入熱量が増大して沸騰部の内表面で冷媒が乾く状況が生じても、熱伝導部を介して発熱体からの熱を外部流体へ直接放出できるので、冷却性能の急激な低下を抑制できる。外部流体へ直接放出される熱量は、外部流体が低温であるほど増大するので、外部流体の低温時に特に効果的である。さらに、外部流体との熱交換によって第２壁部、熱伝導部および第１壁部が冷却されるので、収容空間内の冷媒ガスが第２壁部や熱伝導部と接触することで部分的に凝縮し、沸騰部の内表面で冷媒が乾くこと自体を抑制する効果が得られる。これらの結果、外部流体の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
上記第１の発明において、好ましくは、第２取付部において、冷媒ガスによって冷媒液の上端よりも上方へ持上げられた冷媒液によって、第２発熱体との熱交換が行われる。
上記第１の発明において、好ましくは、第２取付部において、冷媒ガスによって冷媒液の上端よりも上方へ持上げられた冷媒液によって、第２発熱体との熱交換が行われる。
【0012】
上記第１の発明において、好ましくは、熱伝導部は、収容空間内で冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向に延びるとともに、収容空間に複数設けられている。このように構成すれば、冷媒ガス出口に向かう冷媒ガスの移動が熱伝導部により妨げられることなく、熱伝導部による熱の移動量を効果的に増大させることができる。また、収容空間内における熱伝導部の表面積を大きくできるので、熱伝導部と冷媒ガスとの接触により冷媒ガスの一部を凝縮させる効果を向上させることができる。
【0013】
この場合、好ましくは、熱伝導部は、収容空間内に設けられた仕切壁により構成されている。このように構成すれば、単純な構造で熱伝導部を収容空間に設けることができ、さらに熱伝導部を、沸騰部の機械的強度を確保するための補強構造として機能させることもできる。
【0014】
上記熱伝導部が収容空間内で冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向に延びる構成において、好ましくは、熱伝導部は、収容空間内に設けられたコルゲートフィンにより構成されている。このように構成すれば、コルゲートフィンにより、熱伝導部による熱の移動量をより一層増大させることができる。
【0015】
上記第１の発明において、好ましくは、熱伝導部は、収容空間内の冷媒ガス出口から冷媒液入口までに亘って設けられている。このように構成すれば、熱伝導部が収容空間の広い範囲に亘って設けられるので、熱伝導部による熱の移動量を効果的に増大することができる。また、熱伝導部のうち冷媒液に漬かる部分は、冷媒液を冷却してサブクール状態にすることができ、冷媒ガスの発生量を低減する効果が得られる。熱伝導部のうち冷媒ガスと接触する部分は、上記の通り冷媒ガスの一部を凝縮させて冷媒が乾くことを抑制する効果が得られる。なお、サブクール状態とは、冷媒温度が沸騰部内の圧力に応じた飽和温度よりも低い温度にある状態であり、サブクール状態では冷媒液の気化が冷媒液全体ではなく加熱壁面付近で局所的に生じるようになる。
【0017】
上記第１の発明において、好ましくは、冷媒通路は、冷媒通路と外部通路とを仕切る仕切板と、冷媒通路の外周部を区画する周壁とを含み、かつ、冷媒通路の内部に仕切板および周壁と一体化されたコルゲートフィンを含む。このように構成すれば、冷媒通路内にコルゲートフィンを設けることによって、冷媒通路を通過する冷媒ガスと外部通路を通過する外部流体との熱交換効率を向上させることができる。
【0018】
上記第１の発明において、好ましくは、凝縮部は、冷媒通路を構成する平板状の第１層と、冷媒通路と沸騰部とを連通させる接続通路と外部通路とを含む平板状の第２層と、が積層された構造を有し、凝縮部が沸騰部の第２壁部に積層されるとともに沸騰部と一体化されている。このように構成すれば、沸騰部に第２層、第１層を順に積層して、積層体をろう付けなどの接合手法により一体化することで、沸騰式冷却器を構成できる。沸騰式冷却器が単純な積層構造によって構成されるので、沸騰式冷却器を容易に得ることができる。
【0019】
上記第１の発明において、好ましくは、熱伝導部は、収容空間内で冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向に延びるとともに、収容空間を複数の通路部に区画するように構成され、複数の通路部は、発熱体の配置領域と第１壁部を介して重なる位置に配置され、冷媒ガス出口と連通する第１通路部と、第１通路部と隣接し、冷媒液入口と連通する第２通路部と、を含み、第１通路部の下部と第２通路部の下部とは互いに連通している。このように構成すれば、熱伝導部で収容空間内を区画することにより、凝縮部へ向かう冷媒ガスを流通させる第１通路部と、凝縮部から沸騰部に戻る冷媒液を流通させる第２通路部とを、収容空間内に別個に設けることができる。ここで、冷媒ガスの移動経路の途中に冷媒液が戻される場合、冷媒ガスの流れと冷媒液の流れとが衝突することに起因して、冷媒の循環が妨げられることがある。上記構成によれば、冷媒ガスの移動経路（第１通路部）と冷媒液の移動経路（第２通路部）とを別々にすることができるので、冷媒の循環を円滑に行える。その結果、熱交換効率を向上させることができる。
【0020】
この場合、好ましくは、冷媒液入口は、第１通路部には開口せずに第２通路部に開口する位置に設けられている。このように構成すれば、第２通路部を凝縮部から戻る冷媒液専用の通路として構成することができる。沸騰部内の冷媒ガスの移動経路（第１通路部）と冷媒液の移動経路（第２通路部）とを分離できるので、冷媒ガスの流れと冷媒液の流れとが衝突することを防止できる。
【0021】
上記第１の発明において、好ましくは、凝縮部は、複数の冷媒通路を含み、熱伝導部は、収容空間内で冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向に延びるとともに、収容空間を複数の通路部に区画するように構成され、沸騰部の収容空間の一部、または、沸騰部の第２壁部に設けられ、複数の冷媒通路の各々と複数の通路部の各々とを相互に連通させる分配部をさらに備える。このように構成すれば、収容空間内が複数の通路部に区画される場合でも、分配部を設けることによって、複数の通路部の各々と、凝縮部内の複数の冷媒通路の各々との間で冷媒ガスの流通を行える。これにより、たとえば複数の通路部の間で冷媒ガスの流通量に差が生じた場合でも、分配部を介在させることにより、複数の冷媒通路の各々への冷媒ガスの流通量がばらつくことを抑制できる。その結果、沸騰式冷却器の動作中の熱交換性能のばらつきを効果的に抑制できる。
また、上記目的を達成するために、第２の発明による沸騰式冷却器は、冷媒を収容する収容空間と、収容空間に繋がる冷媒ガス出口と、収容空間に繋がる冷媒液入口とを含み、発熱体との熱交換により、冷媒を沸騰させる沸騰部と、冷媒ガス出口および冷媒液入口に連通する冷媒通路と、冷媒通路と沸騰部との間に設けられ外部流体を流通させる外部通路とを有し、冷媒ガス出口から受け入れた冷媒ガスを外部流体との熱交換により凝縮させ、凝縮した冷媒液が冷媒液入口へ送られる凝縮部と、を備え、沸騰部は、発熱体が取り付けられる第１壁部と、収容空間を介して第１壁部と対向し、外部通路と隣接する第２壁部と、収容空間を通って第１壁部と第２壁部とを接続する熱伝導部とを有し、熱伝導部は、収容空間内の冷媒液入口の下端から冷媒ガス出口の上端まで、収容空間内で冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向に板状に延びるように設けられている。
また、上記目的を達成するために、第２の発明による沸騰式冷却器は、冷媒を収容する収容空間と、収容空間に繋がる冷媒ガス出口と、収容空間に繋がる冷媒液入口とを含み、発熱体との熱交換により、冷媒を沸騰させる沸騰部と、冷媒ガス出口および冷媒液入口に連通する冷媒通路と、冷媒通路と沸騰部との間に設けられ外部流体を流通させる外部通路とを有し、冷媒ガス出口から受け入れた冷媒ガスを外部流体との熱交換により凝縮させ、凝縮した冷媒液が冷媒液入口へ送られる凝縮部と、を備え、沸騰部は、発熱体が取り付けられる第１壁部と、収容空間を介して第１壁部と対向し、外部通路と隣接する第２壁部と、収容空間を通って第１壁部と第２壁部とを接続する熱伝導部とを有し、熱伝導部は、収容空間内の冷媒液入口の下端から冷媒ガス出口の上端まで、収容空間内で冷媒液入口から冷媒ガス出口に向かう方向に板状に延びるように設けられている。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、上記のように、外部流体の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】第１実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【図6】沸騰部の内部をＹ方向に見た平面図である。
【図7】凝縮部のＹＺ方向に沿った模式的な拡大断面図である。
【図8】第２実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【図12】第３実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【図14】第１実施形態の冷却器の冷却性能測定結果を示したグラフである。
【図15】第２実施形態の冷却器の冷却性能測定結果を示したグラフである。
【図16】第３実施形態の冷却器の冷却性能測定結果を示したグラフである。
【図17】第４実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【図21】第５実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【図26】第６実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【図30】第７実施形態による冷却器の全体構成を示した模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
［第１実施形態］
図１～図６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。冷却器１００は、冷媒の吸熱により発熱体ＨＳを冷却する。吸熱により気化した冷媒ガスが、外部流体により冷却されることにより、凝縮して液相に戻る。本実施形態の冷却器１００は、発熱体ＨＳからの熱を後述する外部通路２２まで熱伝導で移動させることにより、外部通路２２を流通する外部流体２との熱交換によって発熱体ＨＳからの熱を外部に放熱する機能をさらに備えている。
図１～図６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。冷却器１００は、冷媒の吸熱により発熱体ＨＳを冷却する。吸熱により気化した冷媒ガスが、外部流体により冷却されることにより、凝縮して液相に戻る。本実施形態の冷却器１００は、発熱体ＨＳからの熱を後述する外部通路２２まで熱伝導で移動させることにより、外部通路２２を流通する外部流体２との熱交換によって発熱体ＨＳからの熱を外部に放熱する機能をさらに備えている。
【0026】
発熱体ＨＳは、特に限定されない。発熱体ＨＳは、たとえば電子回路を備えた機器である。具体的には、インバータ装置などの電力変換回路を構成するパワーモジュールである。パワーモジュールは、１つまたは複数の電力変換用スイッチング素子を備えた回路部品である。電力変換用スイッチング素子は、たとえばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）素子である。
【0027】
（冷却器の全体構成）
図１に示すように、冷却器１００は、沸騰部１０と、凝縮部２０とを備えている。沸騰部１０および凝縮部２０の各々の内部には、冷媒１（図３参照）を収容するための空間(図３参照)が形成されている。冷却器１００は、沸騰部１０と、凝縮部２０とによって、密閉された内部空間を有している。この密閉空間内に、冷媒１が収容されている。沸騰部１０および凝縮部２０は、たとえばアルミニウム（アルミニウム合金を含む）、銅（銅合金を含む）などの熱伝導性の高い金属材料により形成されている。
図１に示すように、冷却器１００は、沸騰部１０と、凝縮部２０とを備えている。沸騰部１０および凝縮部２０の各々の内部には、冷媒１（図３参照）を収容するための空間(図３参照)が形成されている。冷却器１００は、沸騰部１０と、凝縮部２０とによって、密閉された内部空間を有している。この密閉空間内に、冷媒１が収容されている。沸騰部１０および凝縮部２０は、たとえばアルミニウム（アルミニウム合金を含む）、銅（銅合金を含む）などの熱伝導性の高い金属材料により形成されている。
【0028】
冷媒１は、気相と液相とに相変化するものであれば、特に限定されない。冷媒１には、たとえば、フルオロカーボン、ハイドロカーボン、水などが用いられる。冷却器１００の内部空間は、単一の冷媒１で満たされており、気相の冷媒１によって飽和蒸気状態となっている。冷媒１の状態を区別する場合、便宜的に、気相の冷媒１を冷媒ガス１ａ（図３参照）といい、液相の冷媒１を冷媒液１ｂ（図３参照）という。なお、外部流体２は、空気である。
【0029】
以下では、水平面内において、互いに直交する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。
【0030】
沸騰部１０、および凝縮部２０は、上下方向（Ｚ方向）に沿って延びる。沸騰部１０の厚み方向（Ｙ方向）における一方側（Ｙ１方向側）が発熱体ＨＳの取付面となっており、沸騰部１０の厚み方向における他方側（Ｙ２方向側）に凝縮部２０が設けられている。
【0031】
（沸騰部）
図２および図３に示すように、沸騰部１０は、冷媒１（図３参照）を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含む。冷媒ガス出口１２が収容空間１１の上部に配置され、冷媒液入口１３が収容空間１１の下部に配置されている。沸騰部１０は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒１を沸騰させるように構成されている。
図２および図３に示すように、沸騰部１０は、冷媒１（図３参照）を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含む。冷媒ガス出口１２が収容空間１１の上部に配置され、冷媒液入口１３が収容空間１１の下部に配置されている。沸騰部１０は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒１を沸騰させるように構成されている。
【0032】
図２に示すように、沸騰部１０はＺ方向に延びる長方形の平板状構造を有している。沸騰部１０は、Ｙ方向の一方側（Ｙ１方向側）の第１壁部１４（図３参照）と、Ｙ方向の他方側（Ｙ２方向側）の第２壁部１５と、Ｘ方向の両端の一対の側壁部１６と、Ｚ方向の上端の上壁部１７とＺ方向の下端の下壁部１８と、を有する板状の中空構造体である。収容空間１１は、これらの第１壁部１４、第２壁部１５、一対の側壁部１６、上壁部１７および下壁部１８によって囲まれた空間である。
【0033】
図３に示すように、第１壁部１４は、Ｚ方向に延びる平板形状を有する。第１壁部１４は、Ｙ１方向側表面である外表面１４ａと、Ｙ２方向側表面である内表面１４ｂとを有する。
【0034】
第２壁部１５は、収容空間１１を介して第１壁部１４とＹ方向に対向している。第２壁部１５は、Ｙ２方向側表面である外表面１５ａと、Ｙ１方向側表面である内表面１５ｂとを有する。第２壁部１５の外表面１５ａに、凝縮部２０が設けられている。第２壁部１５は、凝縮部２０の外部通路２２と隣接している。図３の例では、第２壁部１５の外表面１５ａが外部通路２２内に露出し（外部通路２２を区画し）ている。また、第２壁部１５の内表面１５ｂが収容空間１１内に露出し（収容空間１１を区画し）ている。
【0035】
第２壁部１５の上端部近傍には、冷媒ガス出口１２が形成されている。冷媒ガス出口１２は、第２壁部１５を貫通する貫通孔（図２参照）である。冷媒ガス出口１２は、凝縮部２０の冷媒通路２１の上端と連通している。
【0036】
第２壁部１５の下端部近傍には、冷媒液入口１３が形成されている。冷媒液入口１３は、第２壁部１５を貫通する貫通孔（図２参照）である。冷媒液入口１３は、凝縮部２０の冷媒通路２１の下端と連通している。
【0037】
重力の作用により、収容空間１１の下側に液相の冷媒液１ｂが貯留され、収容空間１１の上側に気相の冷媒ガス１ａが収容されている。冷媒１は、上壁部１７に設けられた管部３５から収容空間１１内に導入され、管部３５は冷媒１が収容空間１１に注入された後で封止されている。収容空間１１には、発熱体ＨＳからの入熱がない室温下の非稼働状態において、冷媒ガス出口１２と冷媒液入口１３との間の高さ位置に冷媒液１ｂの液面１ｃが位置するように、冷媒１が収容されている。図３の例では、液面１ｃは、冷媒ガス出口１２と冷媒液入口１３との間の略中間位置に設定されている。
【0038】
第１壁部１４の外表面１４ａが、発熱体ＨＳの取付面であり、Ｚ方向に沿って６つの取付部が設けられている。具体的には、第１壁部１４の外面（外表面１４ａ）には、非稼働状態における液面１ｃよりも下方に位置し発熱体ＨＳが取り付けられる第１取付部３１と、非稼働状態における液面１ｃよりも上方に位置し発熱体ＨＳが取り付けられる第２取付部３２と、が設けられている、第１実施形態では、３つの第１取付部３１と３つの第２取付部３２とが、第１壁部１４に設けられている。
【0039】
ここで、図２および図４に示すように、沸騰部１０は、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９を有する。図５に示すように、熱伝導部１９は、Ｙ１方向の一端部１９ａが第１壁部１４の内表面１４ｂと接触し、Ｙ２方向の他端部１９ｂが第２壁部１５の内表面１５ｂと接触している。熱伝導部１９は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）、銅（銅合金を含む）などの熱伝導性の高い金属材料により形成されている。本実施形態では、熱伝導部１９は、沸騰部１０の一部として沸騰部１０を構成する第１壁部１４と同じ材料により構成されている。このため、熱伝導部１９は、発熱体ＨＳから第１壁部１４に加えられた熱を、熱伝導により第２壁部１５まで移動させる。
【0040】
図６に示すように、熱伝導部１９は、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向（Ｚ方向）に延びるとともに、収容空間１１に複数設けられている。第１実施形態では、熱伝導部１９は、収容空間１１内に設けられた仕切壁により構成されている。具体的には、収容空間１１において、３つの熱伝導部１９が、Ｘ方向に間隔を隔てて配置されていて、収容空間１１が４つの領域１１ａ～１１ｄに仕切られている。３つの熱伝導部１９はＸ方向に等間隔で配置されており、４つの領域１１ａ～１１ｄは略同一形状の空間である。
【0041】
熱伝導部１９は、収容空間１１内の冷媒ガス出口１２から冷媒液入口１３までに亘って設けられている。具体的には、Ｚ方向において、熱伝導部１９の上端部１９ｃが冷媒ガス出口１２の形成位置まで延び、熱伝導部１９の下端部１９ｄが冷媒液入口１３の形成位置まで延びている。図６の例では、熱伝導部１９の上端部１９ｃが冷媒ガス出口１２の形成位置よりも上方の上壁部１７と接し、熱伝導部１９の下端部１９ｄが冷媒液入口１３の形成位置よりも下方の下壁部１８の近傍まで延びている。つまり、熱伝導部１９は、Ｚ方向において収容空間１１の略全長に亘って形成されている。
【0042】
したがって、熱伝導部１９は、冷媒１の液面１ｃよりも下側の領域と、液面１ｃよりも上側の領域との両方に跨がって設けられている。熱伝導部１９は、Ｚ方向において、６つの取付部（３つの第１取付部３１および３つの第２取付部３２）の各形成位置に跨がるように設けられている。熱伝導部１９により、液面１ｃよりも下側の部分では、第２壁部１５を介した外部流体２との熱交換によって冷媒液１ｂを冷却し、液面１ｃよりも上側の部分では、第２壁部１５を介した外部流体２との熱交換によって冷媒ガス１ａを冷却することができる。
【0043】
なお、沸騰部１０の一対の側壁部１６には、発熱体ＨＳを取り付けるための取付穴３３が形成されている。取付穴３３は、１つの発熱体ＨＳに対して四隅に相当する各位置に設けられている。取付穴３３は、たとえばねじ孔であり、ボルトなどの締結部材が取り付けられる。
【0044】
第１実施形態では、沸騰部１０のうち、第１壁部１４、一対の側壁部１６および３つの仕切壁（熱伝導部１９）が、押出成形または切削加工により単一部材として一体形成されている。図２に示したように、この単一部材に、第２壁部１５と、上壁部１７および下壁部１８とがそれぞれ接合されている。
【0045】
（凝縮部）
図３に示すように、凝縮部２０は、冷媒１を流通させる冷媒通路２１と、外部流体２を流通させる外部通路２２とを有する。冷媒通路２１は、沸騰部１０の冷媒ガス出口１２および冷媒液入口１３に連通している。凝縮部２０は、冷媒ガス出口１２から受け入れた冷媒ガス１ａを外部流体２との熱交換により凝縮させるように構成されている。冷媒通路２１において、凝縮した冷媒液１ｂが冷媒液入口１３へ送られる。
図３に示すように、凝縮部２０は、冷媒１を流通させる冷媒通路２１と、外部流体２を流通させる外部通路２２とを有する。冷媒通路２１は、沸騰部１０の冷媒ガス出口１２および冷媒液入口１３に連通している。凝縮部２０は、冷媒ガス出口１２から受け入れた冷媒ガス１ａを外部流体２との熱交換により凝縮させるように構成されている。冷媒通路２１において、凝縮した冷媒液１ｂが冷媒液入口１３へ送られる。
【0046】
凝縮部２０は、複数の冷媒通路２１を有している。そして、凝縮部２０は、沸騰部１０の冷媒ガス出口１２と各冷媒通路２１とを接続する冷媒ガス分配路２３と、各冷媒通路２１と沸騰部１０の冷媒液入口１３とを接続する冷媒液集合路２４とを含む。
【0047】
また、凝縮部２０は、冷媒通路２１を構成する平板状の第１層４０と、冷媒通路２１と沸騰部１０とを連通させる接続通路５１と外部通路２２とを含む平板状の第２層５０と、が積層された構造を有している。
【0048】
図３の例では、凝縮部２０は、第１層４０を６つ、第２層５０を７つ、備えている。これらの第１層４０および第２層５０は、沸騰部１０側（Ｙ１方向側）から、第２層５０、第１層４０、第２層５０、第１層４０、・・・、第１層４０、第２層５０、の順で交互に積層されている。
【0049】
〈第１層〉
図７に示すように、第１層４０は、冷媒通路２１と、冷媒通路２１と連通する冷媒ガス入口部４１と、冷媒通路２１と連通する冷媒液出口部４２と、を含む。第１層４０（冷媒通路２１）は、冷媒通路２１と外部通路２２とを仕切る仕切板４３と、冷媒通路２１の外周部を区画する周壁４４（図２参照）とにより区画されている。図２に示すように、仕切板４３の上端近傍には、冷媒ガス入口部４１と接続通路５１とを連通させる貫通孔４３ａが形成されている。仕切板４３の下端近傍には、冷媒液出口部４２と接続通路５２とを連通させる貫通孔４３ｂが形成されている。
図７に示すように、第１層４０は、冷媒通路２１と、冷媒通路２１と連通する冷媒ガス入口部４１と、冷媒通路２１と連通する冷媒液出口部４２と、を含む。第１層４０（冷媒通路２１）は、冷媒通路２１と外部通路２２とを仕切る仕切板４３と、冷媒通路２１の外周部を区画する周壁４４（図２参照）とにより区画されている。図２に示すように、仕切板４３の上端近傍には、冷媒ガス入口部４１と接続通路５１とを連通させる貫通孔４３ａが形成されている。仕切板４３の下端近傍には、冷媒液出口部４２と接続通路５２とを連通させる貫通孔４３ｂが形成されている。
【0050】
仕切板４３は、Ｚ方向に延びる長方形状の平板であり、第１層４０と、第１層４０に隣接する第２層５０との間を仕切る。仕切板４３は、冷媒通路２１に対して、Ｙ１方向側とＹ２方向側とに一対設けられる。周壁４４は、一対の仕切板４３の間で、仕切板４３の周縁に沿って環状に設けられている。周壁４４は、仕切板４３の２つの辺に対応するＬ字状の部材を２つ組み合わせることにより、仕切板４３の周縁に沿った矩形環状に形成されている。これにより、第１層４０は、一対の仕切板４３と環状の周壁４４とによって区画された平板状の内部空間を有する。
【0051】
冷媒通路２１は、一対の仕切板４３と環状の周壁４４とによって区画されたＺ方向に沿って延びる平板状の通路である。冷媒通路２１は、仕切板４３を介して第２層５０の外部通路２２と隣接し、仕切板４３を介して冷媒通路２１の内部の冷媒ガス１ａと外部通路２２の外部流体２との熱交換を行うように構成されている。冷媒通路２１は、Ｚ方向の上端部が冷媒ガス入口部４１（図７参照）に開口し、Ｚ方向の下端部が冷媒液出口部４２（図７参照）に開口している。
【0052】
冷媒通路２１は、冷媒通路２１の内部に仕切板４３および周壁４４と一体化されたコルゲートフィン４５（図２参照）を含む。コルゲートフィン４５は、波状に成形された板部材である。コルゲートフィン４５は、図４に示したように、Ｘ方向の両端がそれぞれ周壁４４と接するとともに、Ｙ方向の両端が一対の仕切板４３とそれぞれ接している。そして、コルゲートフィン４５と、周壁４４と、一対の仕切板４３とは、接触箇所で相互に接合されて一体化している。
【0053】
図７に示すように、冷媒ガス入口部４１は、冷媒通路２１の上端に配置されている。冷媒ガス入口部４１は、仕切板４３の貫通孔４３ａを介して、隣り合う第２層５０の接続通路５１と接続している。冷媒ガス入口部４１は、冷媒ガス分配路２３の一部を構成している。
【0054】
冷媒液出口部４２は、冷媒通路２１の下端に配置されている。冷媒液出口部４２は、仕切板４３の貫通孔４３ｂを介して、隣り合う第２層５０の接続通路５２と接続している。冷媒液出口部４２は、冷媒液集合路２４の一部を構成している。
【0055】
〈第２層〉
図７に示すように、第２層５０は、外部通路２２と、冷媒ガス分配路２３を構成する上側の接続通路５１と、冷媒液集合路２４を構成する下側の接続通路５２と、を含む。
図７に示すように、第２層５０は、外部通路２２と、冷媒ガス分配路２３を構成する上側の接続通路５１と、冷媒液集合路２４を構成する下側の接続通路５２と、を含む。
【0056】
外部通路２２は、凝縮部２０の外部に開放された通路である。外部通路２２は、Ｙ方向の両面が第２層５０と第１層４０との間を仕切る仕切板４３によって区画されている。外部通路２２は、Ｚ方向の上面が接続通路５１を構成する環状壁５３（図２参照）により区画され、Ｚ方向の下面が接続通路５２を構成する環状壁５４（図２参照）により区画されている。外部通路２２は、Ｘ方向の両端がそれぞれ凝縮部２０の外部に開口（図１参照）していて、外部通路２２は凝縮部２０をＸ方向に貫通している。
【0057】
外部通路２２の内部には、コルゲートフィン５５が設けられている。コルゲートフィン５５は、Ｚ方向に沿って波状に形成され、Ｘ方向に沿って延びている。コルゲートフィン５５は、Ｙ方向の両端がそれぞれ一対の仕切板４３と接しており、Ｚ方向の上端が環状壁５３の外周面と接し、Ｚ方向の下端が環状壁５４の外周面と接している。そして、コルゲートフィン５５と、一対の仕切板４３と、環状壁５３および５４とが、接触箇所で相互に接合されて一体化している。
【0058】
接続通路５１は、上側の環状壁５３の内部空間である。環状壁５３は、仕切板４３に形成された貫通孔４３ａ（冷媒ガス入口部４１）を取り囲むように設けられている。この環状壁５３のＹ方向の両端が、それぞれ仕切板４３の表面と接合されることにより、環状壁５３の内部空間である接続通路５１と、冷媒通路２１の冷媒ガス入口部４１とが連通している。同様に、接続通路５２は、下側の環状壁５４の内部空間である。環状壁５４は、仕切板４３に形成された貫通孔４３ｂ（冷媒液出口部４２）を取り囲むように設けられている。この環状壁５４のＹ方向の両端が、それぞれ仕切板４３の表面と接合されることにより、環状壁５４の内部空間である接続通路５２と、冷媒通路２１の冷媒液出口部４２とが連通している。
【0059】
このような構成により、図３に示したように、沸騰部１０の冷媒ガス出口１２に対して、７つ（７層）の接続通路５１と、６つ（６層）の冷媒ガス出口１２とが、交互に接続しあって、Ｙ方向に延びる１つの冷媒ガス分配路２３を構成している。沸騰部１０の冷媒ガス出口１２から流出した冷媒ガス１ａは、冷媒ガス分配路２３を介して、６つの第１層４０のそれぞれの冷媒通路２１に流入する。
【0060】
また、沸騰部１０の冷媒液入口１３に対して、７つ（７層）の接続通路５２と、６つ（６層）の冷媒液出口部４２とが、交互に接続しあって、Ｙ方向に延びる１つの冷媒液集合路２４を構成している。６つの第１層４０のそれぞれの冷媒通路２１で凝縮した冷媒液１ｂは、重力の作用によりそれぞれの冷媒液出口部４２まで下方移動し、冷媒液集合路２４を介して、沸騰部１０の冷媒液入口１３に流入する。
【0061】
なお、図７に示したように、凝縮部２０のうち、沸騰部１０側（Ｙ１方向側）の端部には、第２層５０が配置されている。最もＹ１方向側の第２層５０は、第２壁部１５に接している。最もＹ１方向側の第２層５０の外部通路２２は、第２壁部１５を介して、沸騰部１０の収容空間１１と隣接し、接続通路５１は冷媒ガス出口１２と接続し、接続通路５２は冷媒液入口１３と接続している。
【0062】
以上のように、本実施形態の冷却器１００は、平板状の沸騰部１０と、凝縮部２０の平板状の第１層４０と、平板状の第２層５０と、がＹ方向に積層された構造を有している。そして、沸騰部１０と凝縮部２０とが積層された積層体が真空ろう付けにより一体化されることによって、冷却器１００が構成されている。真空ろう付けにより、第１層４０の内部では、仕切板４３および周壁４４とコルゲートフィン４５とが相互に一体化される。第２層５０では環状壁５３、環状壁５４およびコルゲートフィン５５と仕切板４３（または第２壁部１５）とが相互に一体化される。
【0063】
（冷却器の動作）
次に、冷却器１００の動作を説明する。パワーモジュールである発熱体ＨＳの動作に伴い、発熱体ＨＳが発熱する。発熱体ＨＳの冷却時には、冷却器１００の外部に設置される送風機（図示せず）によって外部通路２２に外部流体２としての空気が送り込まれる。
次に、冷却器１００の動作を説明する。パワーモジュールである発熱体ＨＳの動作に伴い、発熱体ＨＳが発熱する。発熱体ＨＳの冷却時には、冷却器１００の外部に設置される送風機（図示せず）によって外部通路２２に外部流体２としての空気が送り込まれる。
【0064】
図３において、発熱体ＨＳで発生した熱は、各取付部において第１壁部１４に伝わる。液面１ｃよりも下方の第１取付部３１から伝わる熱は、第１壁部１４の内表面１４ｂと接する冷媒液１ｂにより吸収され、内表面１４ｂ付近の冷媒液１ｂが沸騰して冷媒ガス１ａとなる。冷媒ガス１ａは、上方の冷媒ガス出口１２へ向けて移動する。また、冷媒ガス１ａの上方移動に伴って冷媒液１ｂの一部が冷媒ガス１ａに持ち上げられる結果、液面１ｃよりも上方の領域では、第１壁部１４の内表面１４ｂ、熱伝導部１９の表面および第２壁部１５の内表面１５ｂに冷媒液１ｂが付着する。
【0065】
冷媒１による吸熱と並行して、図５に示したように、第１壁部１４に伝わる熱が熱伝導部１９を介して第２壁部１５へ伝わり、第２壁部１５に隣接する外部通路２２を流れる外部流体２に吸収される。また、冷媒ガス１ａの一部は、冷媒ガス出口１２へ向けて移動する過程で熱伝導部１９や第２壁部１５と接触して熱伝導部１９や第２壁部１５に熱を放出して凝縮する。その結果、収容空間１１内の液面１ｃよりも上方の領域でも、凝縮した冷媒液１ｂが、第１壁部１４の内表面１４ｂ、熱伝導部１９の表面および第２壁部１５の内表面１５ｂに付着する。このようにして、収容空間１１のうち液面１ｃよりも上方の領域における各表面には、冷媒ガス１ａに持ち上げられた冷媒液１ｂや、外部流体２への放熱によって凝縮された冷媒液１ｂが付着する。
【0066】
図３に戻り、液面１ｃよりも上方の第２取付部３２から伝わる熱は、第１壁部１４、熱伝導部１９を介して第２壁部１５へ伝わる。この過程で、第２取付部３２から伝わる熱は、第１壁部１４、熱伝導部１９および第２壁部１５の各表面に付着した冷媒液１ｂと、第２壁部１５に隣接する外部通路２２を流れる外部流体２とに吸収される。熱を吸収した冷媒液１ｂは沸騰して冷媒ガス１ａとなる。
【0067】
冷媒ガス出口１２へ到達した冷媒ガス１ａは、冷媒ガス出口１２を通過して凝縮部２０の冷媒ガス分配路２３へ流入する。そして、冷媒ガス１ａが第１層４０の冷媒ガス入口部４１を介してそれぞれの冷媒通路２１に流入する（分配される）。
【0068】
各冷媒通路２１に流入した冷媒ガス１ａは、冷媒通路２１と隣接する外部通路２２を流れる外部流体２との間で、仕切板４３を介して熱交換し、冷却される。その結果、冷媒通路２１内の冷媒ガス１ａは、凝縮して冷媒液１ｂとなり、重力の作用によって下方の冷媒液出口部４２へ向けて移動する。
【0069】
なお、冷媒１の液面１ｃは、沸騰部１０の冷媒ガス出口１２と冷媒液入口１３との間の中間位置付近に設定されているため、冷媒通路２１内においても、冷媒ガス入口部４１と冷媒液出口部４２との間の中間位置付近に液面１ｃが位置する。凝縮した冷媒液１ｂは、冷媒通路２１内の液面１ｃに到達すると、貯留されている冷媒液１ｂに合流する。冷媒通路２１のうち、液面１ｃから冷媒液出口部４２までの下部では、冷媒液１ｂが外部通路２２を流れる外部流体２との熱交換により冷却されて、サブクール状態となる。
【0070】
沸騰部１０での冷媒液１ｂの気化に伴い、収容空間１１内の冷媒液１ｂの液面１ｃは低下しようとするが、凝縮部２０の各冷媒通路２１内では凝縮した冷媒液１ｂが追加されて液面１ｃが上昇しようとするため、両者の水位差を一致させるように、冷媒液１ｂが冷媒液集合路２４を介して凝縮部２０から沸騰部１０の冷媒液入口１３へ流入する。そのため、冷媒１は、相変化を伴いながら、沸騰部１０（収容空間１１）、冷媒ガス分配路２３、各冷媒通路２１、冷媒液集合路２４、沸騰部１０（収容空間１１）の順で循環する。
【0071】
以上の動作の結果、発熱体ＨＳは、収容空間１１内での冷媒液１ｂの気化潜熱により冷却されるとともに、第１壁部１４、熱伝導部１９および第２壁部１５を経由した熱伝導による外部流体２との直接的な（冷媒１を介さない）熱交換により冷却される。
【0072】
（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。
【0073】
第１実施形態では、上記のように、沸騰部１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、沸騰部１０から凝縮部２０へ向かう冷媒ガス１ａの移動経路と、凝縮部２０から沸騰部１０へ戻る冷媒液１ｂの移動経路とを異ならせることができる。そのため、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部１０は、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、発熱体ＨＳから第１壁部１４に加えられる熱を、熱伝導部１９を通じた熱伝導により第２壁部１５まで移動させて、第２壁部１５と隣接する外部通路２２を流れる外部流体２へ直接（冷媒１を介さずに）放出することができる。このため、仮に入熱量が増大して沸騰部１０の内表面で冷媒１が乾く状況が生じても、熱伝導部１９を介して発熱体ＨＳからの熱を外部流体２へ直接放出できるので、冷却性能の急激な低下を抑制できる。外部流体２へ直接放出される熱量は、外部流体２が低温であるほど増大するので、外部流体２の低温時に特に効果的である。さらに、外部流体２との熱交換によって第２壁部１５、熱伝導部１９および第１壁部１４が冷却されるので、収容空間１１内の冷媒ガス１ａが第２壁部１５や熱伝導部１９と接触することで部分的に凝縮し、沸騰部１０の内表面で冷媒１が乾くこと自体を抑制する効果が得られる。これらの結果、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0074】
また、第１実施形態では、上記のように、熱伝導部１９が、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向に延びるとともに、収容空間１１に複数設けられているので、冷媒ガス出口１２に向かう冷媒ガス１ａの移動が熱伝導部１９により妨げられることなく、熱伝導部１９による熱の移動量を効果的に増大させることができる。また、収容空間１１内における熱伝導部１９の表面積を大きくできるので、熱伝導部１９と冷媒ガス１ａとの接触により冷媒ガス１ａの一部を凝縮させる効果を向上させることができる。
【0075】
また、第１実施形態では、上記のように、熱伝導部１９が、収容空間１１内に設けられた仕切壁により構成されているので、単純な構造で熱伝導部１９を収容空間１１に設けることができ、さらに熱伝導部１９を、沸騰部１０の機械的強度を確保するための補強構造として機能させることもできる。
【0076】
また、第１実施形態では、上記のように、熱伝導部１９は、収容空間１１内の冷媒ガス出口１２から冷媒液入口１３までに亘って設けられているので、熱伝導部１９を収容空間１１の広い範囲に亘って設けることができ、その結果、熱伝導部１９による熱の移動量を効果的に増大することができる。また、熱伝導部１９のうち冷媒液１ｂに漬かる部分は、冷媒液１ｂを冷却してサブクール状態にすることができ、冷媒ガス１ａの発生量を低減する効果が得られる。熱伝導部１９のうち冷媒ガス１ａと接触する部分は、上記の通り冷媒ガス１ａの一部を凝縮させて冷媒１が乾くことを抑制する効果が得られる。
【0077】
また、第１実施形態では、上記のように、第１壁部１４の外面には、非稼働状態における液面１ｃよりも下方に位置し発熱体ＨＳが取り付けられる第１取付部３１と、非稼働状態における液面１ｃよりも上方に位置し発熱体ＨＳが取り付けられる第２取付部３２と、が設けられているので、冷媒液１ｂに漬かった位置の外面に配置される第１取付部３１だけでなく、冷媒液１ｂから離れた位置の外面に配置される第２取付部３２でも、発熱体ＨＳを冷却することができる。通常、液面１ｃよりも上方位置では、第１壁部１４の内表面１４ｂが乾いた状態となるため冷却性能が低下するが、第１実施形態では、上記した熱伝導部１９の作用が得られるとともに、沸騰した冷媒ガス１ａの上昇に伴って冷媒液１ｂの一部が液面１ｃから上方へ持ち上げられることで液面１ｃよりも上方位置における収容空間１１の内表面に付着する作用が得られる。これらの結果、液面１ｃよりも上方の第２取付部３２でも十分な冷却性能を得ることができる。
【0078】
また、第１実施形態では、上記のように、冷媒通路２１が、冷媒通路２１と外部通路２２とを仕切る仕切板４３と、冷媒通路２１の外周部を区画する周壁４４とを含み、かつ、冷媒通路２１の内部に仕切板４３および周壁４４と一体化されたコルゲートフィン４５を含むので、冷媒通路２１を通過する冷媒ガス１ａと外部通路２２を通過する外部流体２との熱交換効率を向上させることができる。
【0079】
また、第１実施形態では、上記のように、凝縮部２０は、冷媒通路２１を構成する平板状の第１層４０と、冷媒通路２１と沸騰部１０とを連通させる接続通路５１と外部通路２２とを含む平板状の第２層５０と、が積層された構造を有し、凝縮部２０が沸騰部１０の第２壁部１５に積層されるとともに沸騰部１０と一体化されているので、沸騰部１０に第２層５０、第１層４０を順に積層して、積層体をろう付けなどの接合手法により一体化することで、沸騰式冷却器１００を構成できる。沸騰式冷却器１００が単純な積層構造によって構成されるので、沸騰式冷却器１００を容易に得ることができる。
【0080】
［第２実施形態］
次に、図８～図１１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の熱伝導部１９が収容空間１１を仕切る仕切壁により構成された上記第１実施形態とは異なり、熱伝導部１９がコルゲートフィン１６０（図９参照）により構成された例について説明する。
次に、図８～図１１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の熱伝導部１９が収容空間１１を仕切る仕切壁により構成された上記第１実施形態とは異なり、熱伝導部１９がコルゲートフィン１６０（図９参照）により構成された例について説明する。
【0081】
なお、第２実施形態では、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。特に、第２実施形態において、沸騰部１１０以外の構成は、上記第１実施形態と同様である。以下では、沸騰部１１０の構造のみについて説明する。
【0082】
【0083】
図１０および図１１に示すように、コルゲートフィン１６０は、第１壁部１４に接する第１部分１６１と、第２壁部１５に接する第２部分１６２と、Ｙ方向に延びて第１部分１６１および第２部分１６２を接続する第３部分１６３と、を含む。第１部分１６１および第２部分１６２の各々は、波状のコルゲートフィン１６０の屈曲部分であり、Ｘ方向に一定間隔で周期的に設けられている。第３部分１６３は屈曲部分同士を接続する平板状部分である。
【0084】
このように、コルゲートフィン１６０からなる熱伝導部１９は、第１部分１６１において第１壁部１４の内表面と接続し、第２部分１６２において第２壁部１５の内表面と接続している。図１１に示すように、第１壁部１４に加えられる熱は、熱伝導により第１部分１６１、第３部分１６３、第２部分１６２を通って第２壁部１５に伝わる。コルゲートフィン１６０は所定の間隔Ｄで複数（図１０では２１個）の第３部分１６３を有しており、１つ１つの第３部分１６３が第１壁部１４と第２壁部１５との間の熱伝導経路となる。このため、第２実施形態では、３つの熱伝導部１９（仕切壁）を設けた上記第１実施形態と比較して、より多くの熱伝導経路（第３部分１６３）が、収容空間１１のＸ方向の全幅に亘って分散して設けられている。
【0085】
また、第１壁部１４との接触点および第２壁部１５との接触点を除いたコルゲートフィン１６０の外表面全体が、収容空間１１内で冷媒１との熱交換を行う伝熱面となる。そのため、第２実施形態では、３つの熱伝導部１９（仕切壁）を設けた上記第１実施形態と比較して、収容空間１１内の熱伝導部１９の伝熱面積を大きくすることができ、冷媒液１ｂを冷却し、冷媒ガス１ａを凝縮させる効果が向上する。
【0086】
図９に示すように、第２実施形態において、上記第１実施形態と同様に、熱伝導部１９（コルゲートフィン１６０）は、収容空間１１内の冷媒ガス出口１２から冷媒液入口１３までに亘って設けられている。Ｚ方向において、コルゲートフィン１６０の上端部１６０ａは、冷媒ガス出口１２の形成範囲と重複する位置に配置され、コルゲートフィン１６０の下端部１６０ｂは、冷媒液入口１３の形成範囲と重複する位置に配置されている。熱伝導部１９（コルゲートフィン１６０）は、冷媒ガス出口１２から冷媒液入口１３まで途切れることなく連続して設けられている。
【0087】
なお、第２実施形態の沸騰部１１０は、平板部材の切削加工で形成されている。すなわち、平板部材の第２壁部１５側に形成された凹部によって収容空間１１が形成されている。このため、沸騰部１１０は、上壁部１７、下壁部１８、一対の側壁部１６および第１壁部１４が一体形成されている。平板部材の収容空間１１内にコルゲートフィン１６０が収納された後、第２壁部１５で収容空間１１を塞いで、凝縮部２０とともに真空ろう付けにより、平板部材、コルゲートフィン１６０および第２壁部１５が一体化されることにより、沸騰部１１０が構成される。
【0088】
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。
【0089】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、発熱体ＨＳから第１壁部１４に加えられる熱を、熱伝導部１９を通じた熱伝導により第２壁部１５まで移動させて、第２壁部１５と隣接する外部通路２２を流れる外部流体２へ直接（冷媒１を介さずに）放出することができるとともに、収容空間１１内の冷媒ガス１ａの一部を凝縮させて、沸騰部１０の内表面で冷媒１が乾くことを抑制する効果が得られる。これらの結果、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、発熱体ＨＳから第１壁部１４に加えられる熱を、熱伝導部１９を通じた熱伝導により第２壁部１５まで移動させて、第２壁部１５と隣接する外部通路２２を流れる外部流体２へ直接（冷媒１を介さずに）放出することができるとともに、収容空間１１内の冷媒ガス１ａの一部を凝縮させて、沸騰部１０の内表面で冷媒１が乾くことを抑制する効果が得られる。これらの結果、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0090】
また、第２実施形態では、上記のように、熱伝導部１９が、収容空間１１内に設けられたコルゲートフィン１６０により構成されているので、コルゲートフィン１６０により、熱伝導部１９による熱の移動量をより一層増大させることができる。
【0091】
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。
【0092】
［第３実施形態］
次に、図１２～図１３を参照して、本発明の第３実施形態による沸騰式冷却器３００（以下、冷却器３００という）の構成について説明する。第３実施形態では、Ｚ方向において凝縮部２０が沸騰部１０の全体に亘って設けられる上記第１実施形態とは異なり、Ｚ方向において凝縮部２２０が沸騰部１０の上側の一部に設けられる例について説明する。
次に、図１２～図１３を参照して、本発明の第３実施形態による沸騰式冷却器３００（以下、冷却器３００という）の構成について説明する。第３実施形態では、Ｚ方向において凝縮部２０が沸騰部１０の全体に亘って設けられる上記第１実施形態とは異なり、Ｚ方向において凝縮部２２０が沸騰部１０の上側の一部に設けられる例について説明する。
【0093】
なお、第３実施形態では、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。特に、第３実施形態において、凝縮部２２０の形成範囲以外の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0094】
図１２に示すように、第３実施形態の冷却器３００では、凝縮部２２０が、沸騰部１０のうち上側の第１領域３０１に設けられており、沸騰部１０のうち残りの（下側の）第２領域３０２には凝縮部２２０が設けられていない。
【0095】
図１３に示すように、凝縮部２２０が設けられる第１領域３０１（図１２参照）は、Ｚ方向における長さＬ１の領域であり、長さＬ１は、沸騰部１０の全長の略半分である。したがって、第３実施形態では、凝縮部２２０は、沸騰部１０の略上半分に設けられている。第２領域３０２（図１２参照）は、Ｚ方向における長さＬ２の領域であり、長さＬ２は、沸騰部１０の全長の略半分である。なお、凝縮部２２０の幅寸法（Ｘ方向寸法）と沸騰部１０の幅寸法（Ｘ方向寸法）とは略等しく、凝縮部２２０は沸騰部１０の全幅に亘って設けられている。
【0096】
また、凝縮部２２０の冷媒通路２１は、発熱体ＨＳからの入熱がない室温下の非稼働状態における冷媒液１ｂの液面１ｃよりも上方に設けられている。つまり、冷媒通路２１の下端部が液面１ｃ以上の高さに配置されている。図１３の例では、液面１ｃは、Ｚ方向における冷媒液集合路２４の中間位置に設定されている。第３実施形態では、冷媒液１ｂが凝縮部２２０の冷媒通路２１内に留まることがないので、冷媒通路２１に留まった冷媒液１ｂが冷媒通路２１での伝熱を大きく阻害することなく通過し、沸騰部１０の収容空間１１内に貯留される。
【0097】
第３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。
【0098】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、発熱体ＨＳから第１壁部１４に加えられる熱を、熱伝導部１９を通じた熱伝導により第２壁部１５まで移動させて、第２壁部１５と隣接する外部通路２２を流れる外部流体２へ直接（冷媒１を介さずに）放出することができるとともに、収容空間１１内の冷媒ガス１ａの一部を凝縮させて、沸騰部１０の内表面で冷媒１が乾くことを抑制する効果が得られる。これらの結果、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、発熱体ＨＳから第１壁部１４に加えられる熱を、熱伝導部１９を通じた熱伝導により第２壁部１５まで移動させて、第２壁部１５と隣接する外部通路２２を流れる外部流体２へ直接（冷媒１を介さずに）放出することができるとともに、収容空間１１内の冷媒ガス１ａの一部を凝縮させて、沸騰部１０の内表面で冷媒１が乾くことを抑制する効果が得られる。これらの結果、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0099】
第３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。
【0100】
［実施例］
次に、第１～第３実施形態の冷却器の効果を確認するための実験結果について説明する。
次に、第１～第３実施形態の冷却器の効果を確認するための実験結果について説明する。
【0101】
（実験内容）
実施例では、第１実施形態の冷却器１００、第２実施形態の冷却器２００、第３実施形態の冷却器３００のそれぞれについて、試験用の発熱体ＨＳを取り付けて加熱した状況での冷却性能の測定を行った。その際、凝縮部２０の外部通路２２に対して所定風量で送風した。発熱体ＨＳの取付面（第１壁部１４の外表面１４ａ）の表面温度と、沸騰部１０の収容空間１１内の冷媒温度とを測定し、冷却性能の指標として、測定された表面温度と冷媒温度との温度差ΔＴを求めた。温度差ΔＴが小さいほど沸騰部１０の冷却性能が高いことを示す。
実施例では、第１実施形態の冷却器１００、第２実施形態の冷却器２００、第３実施形態の冷却器３００のそれぞれについて、試験用の発熱体ＨＳを取り付けて加熱した状況での冷却性能の測定を行った。その際、凝縮部２０の外部通路２２に対して所定風量で送風した。発熱体ＨＳの取付面（第１壁部１４の外表面１４ａ）の表面温度と、沸騰部１０の収容空間１１内の冷媒温度とを測定し、冷却性能の指標として、測定された表面温度と冷媒温度との温度差ΔＴを求めた。温度差ΔＴが小さいほど沸騰部１０の冷却性能が高いことを示す。
【0102】
実施例では、各実施形態に示した６つの取付部を、Ｚ方向の下方から上方に向けてＰ１～Ｐ６（図３、図８、図１３参照）として区別する。Ｐ１～Ｐ３が液面１ｃよりも下側の第１取付部３１であり、Ｐ４～Ｐ６が液面１ｃよりも上側の第２取付部３２である（第３実施形態のみ、Ｐ４の取付部は液面１ｃを跨ぐ）。
【0103】
実施例では、下記の２種類の加熱条件を設定した。
（条件１）取付部Ｐ１～Ｐ６の６つの発熱体ＨＳにより加熱する。
（条件２）上側の取付部Ｐ４～Ｐ６の３つの発熱体ＨＳだけで加熱し、下側の取付部Ｐ１～Ｐ３は加熱しない。
そして、条件１について、冷媒１の液面１ｃから最も離れた最上部の取付部Ｐ６における温度差ΔＴと、下側の３つの取付部Ｐ１～Ｐ３における温度差ΔＴの最高値と、を取得した。条件２について、冷媒１の液面１ｃから最も離れた最上部の取付部Ｐ６における温度差ΔＴを取得した。温度測定の際、各発熱体ＨＳの発熱量（発熱密度［Ｗ／ｃｍ２］）を段階的に変化させ、それぞれの発熱量における温度差ΔＴを取得した。
（条件１）取付部Ｐ１～Ｐ６の６つの発熱体ＨＳにより加熱する。
（条件２）上側の取付部Ｐ４～Ｐ６の３つの発熱体ＨＳだけで加熱し、下側の取付部Ｐ１～Ｐ３は加熱しない。
そして、条件１について、冷媒１の液面１ｃから最も離れた最上部の取付部Ｐ６における温度差ΔＴと、下側の３つの取付部Ｐ１～Ｐ３における温度差ΔＴの最高値と、を取得した。条件２について、冷媒１の液面１ｃから最も離れた最上部の取付部Ｐ６における温度差ΔＴを取得した。温度測定の際、各発熱体ＨＳの発熱量（発熱密度［Ｗ／ｃｍ２］）を段階的に変化させ、それぞれの発熱量における温度差ΔＴを取得した。
【0104】
【0105】
図１４～図１６の各グラフの横軸は、発熱体ＨＳの発熱密度［Ｗ／ｃｍ２］を示す。各グラフの縦軸は、温度差ΔＴ［Ｋ］を示す。図１４～図１６の各グラフでは、各発熱密度で測定された温度差ΔＴのプロットからの近似曲線を図示している。条件１の取付部Ｐ６の測定結果（近似曲線）を実線で示し、条件２の取付部Ｐ６の測定結果（近似曲線）を破線で示し、条件１の取付部Ｐ１～Ｐ３における温度差ΔＴの最高値の測定結果（近似曲線）を一点鎖線で示している。
【0106】
図１４～図１６の各グラフから、冷却器１００～冷却器３００について同様の傾向が確認された。具体的には、上側の取付部Ｐ４～Ｐ６（第２取付部３２）の３つの発熱体ＨＳだけで加熱した「条件２」の場合、取付部Ｐ６における温度差ΔＴ（点線）が、比較的低い発熱量でも急上昇した。その一方で、熱伝導部１９の効果により、温度暴走することなく、ある程度の高温に収まった。条件２の測定結果と比較して、取付部Ｐ１～Ｐ６の６つの発熱体ＨＳで加熱した「条件１」では、同じ取付部Ｐ６における温度差ΔＴ（実線）が、顕著に低くなることが確認された。
【0107】
また、「条件１」の２つの測定結果について、液面１ｃより上側の取付部Ｐ６の測定結果（実線）と、液面１ｃより下側の取付部Ｐ１～Ｐ３の測定結果（一点鎖線）との相違は、点線で示した条件２の測定結果との相違と比較して十分に小さいことが確認された。
【0108】
これらの結果から、第１～第３実施形態の冷却器１００～冷却器３００では、冷媒１の液面１ｃよりも下側の第１取付部３１と液面１ｃよりも上側の第２取付部３２の両方に発熱体ＨＳを取り付けて各発熱体ＨＳを冷却する場合に、第１取付部３１の発熱体ＨＳだけでなく、液面１ｃよりも上側の第２取付部３２に取り付けた発熱体ＨＳについても第１取付部３１に近い冷却性能を得られることが確認された。
【0109】
このことから、第１～第３実施形態の冷却器１００～冷却器３００では、液面１ｃよりも下側の第１取付部３１に入熱があり、十分な気化量が確保される状況（条件１）では、液面１ｃから上昇する冷媒ガス１ａの一部が、外部流体２との熱交換により冷却された第２壁部１５や熱伝導部１９に接触して凝縮することで、液面１ｃよりも上方位置における収容空間１１の内表面に付着するとともに、沸騰した冷媒ガス１ａの上昇に伴って冷媒液１ｂの一部が液面１ｃから上方へ持ち上げられることで液面１ｃよりも上方位置における収容空間１１の内表面に付着する。これらにより、液面１ｃよりも上側位置でも収容空間１１の内表面が乾くことが抑制され、それによって第２取付部３２の冷却性能が維持されるという作用が示唆された。
【0110】
［第４実施形態］
次に、図１７～図２０を参照して、本発明の第４実施形態による沸騰式冷却器４００（以下、冷却器４００という）の構成について説明する。第４実施形態では、上記第３実施形態の構成に加えて、沸騰部４１０の収容空間１１内に、冷媒ガス出口１２と連通する第１通路部４１１ａ（図１９参照）と冷媒液入口１３と連通する第２通路部４１１ｂ（図１９参照）とを設けた例について説明する。
次に、図１７～図２０を参照して、本発明の第４実施形態による沸騰式冷却器４００（以下、冷却器４００という）の構成について説明する。第４実施形態では、上記第３実施形態の構成に加えて、沸騰部４１０の収容空間１１内に、冷媒ガス出口１２と連通する第１通路部４１１ａ（図１９参照）と冷媒液入口１３と連通する第２通路部４１１ｂ（図１９参照）とを設けた例について説明する。
【0111】
なお、第４実施形態では、上記第３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。特に、第４実施形態において、沸騰部４１０以外の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【0112】
図１７および図１８に示すように、第４実施形態の冷却器４００は、沸騰部４１０と、凝縮部２２０とを備えている。第４実施形態の冷却器４００では、図１９に示すように、熱伝導部１９は、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向（Ｚ方向）に延びるとともに、収容空間１１を複数の通路部４１１に区画するように構成されている。熱伝導部１９は、収容空間１１内に設けられた仕切壁により構成されている。具体的には、収容空間１１において、４つの熱伝導部１９が、Ｘ方向に間隔を隔てて配置されていて、収容空間１１が５つの通路部４１１に仕切られている。
【0113】
各熱伝導部１９は、Ｚ方向において、上端部１９ｃが発熱体ＨＳの配置領域４４０の上端部の近傍まで延び、下端部１９ｄが配置領域４４０の下端部の近傍まで延びている。各熱伝導部１９の上端部１９ｃと上壁部１７との間に隙間があり、５つの通路部４１１の上部が互いに連通している。また、各熱伝導部１９の下端部１９ｄと下壁部１８との間は、５つの通路部４１１の下部を互いに連通させる接続路４１２となっている。なお、各熱伝導部１９の上端部１９ｃが上壁部１７と接触し、５つの通路部４１１の上部同士が非連通となっていてもよい。
【0114】
複数の通路部４１１は、第１通路部４１１ａと、第２通路部４１１ｂと、を含む。図１９では、５つの通路部４１１が、２つの第１通路部４１１ａと、３つの第２通路部４１１ｂとで構成されている。２つの第１通路部４１１ａは、Ｘ方向に間隔を隔てて配置され、２つの第１通路部４１１ａの間と、２つの第１通路部４１１ａの両外側とに、それぞれ第２通路部４１１ｂが配置されている。つまり、第１通路部４１１ａと第２通路部４１１ｂとが熱伝導部１９を介して隣接するようにＸ方向に交互に並んでいる。第１通路部４１１ａの下部と第２通路部４１１ｂの下部とは、上記のように互いに連通している。
【0115】
２つの第１通路部４１１ａは、互いに同一形状に形成されている。第１通路部４１１ａは、発熱体ＨＳの配置領域４４０と第１壁部１４を介して重なる位置に配置されている。図１９の例では、第１通路部４１１ａの両側の一対の熱伝導部１９の各々に、発熱体ＨＳを取り付けるための取付穴３３が設けられている。発熱体ＨＳの配置領域４４０（破線部）は、第１通路部４１１ａと、第１通路部４１１ａの両側の一対の熱伝導部１９の各々とに跨がる領域である。第１通路部４１１ａと、第１通路部４１１ａの両側の一対の熱伝導部１９との合計幅が、発熱体ＨＳの配置領域４４０の幅と対応している。図１９の例では、１つの第１通路部４１１ａに対して、Ｚ方向に３つの配置領域４４０が設けられている。このため、発熱体ＨＳからの熱は、第１壁部１４を介して、第１通路部４１１ａとその両側の熱伝導部１９に対して直接入力される。後述するが、第１通路部４１１ａは、上端部近傍において冷媒ガス出口１２（図２０参照）と連通している。なお、第１通路部４１１ａにおける第１壁部１４の内面には、Ｚ方向に延びる線状の複数の凹凸部４１３が設けられている。凹凸部４１３により、第１通路部４１１ａにおける伝熱面積が大きくなっている。
【0116】
３つの第２通路部４１１ｂは、発熱体ＨＳの配置領域４４０と第１壁部１４を介して重ならない位置（配置領域４４０からずれた位置）に配置されている。このため、発熱体ＨＳから第２通路部４１１ｂに至る伝熱経路には、第１通路部４１１ａおよび熱伝導部１９が介在している。第１通路部４１１ａとは異なり、第２通路部４１１ｂには、凹凸部４１３が設けられていない。第２通路部４１１ｂは、いずれかの第１通路部４１１ａと隣接し、冷媒液入口１３（図２０参照）と連通している。
【0117】
図２０に示すように、第１通路部４１１ａは、幅Ｗ４１を有する。第１通路部４１１ａの幅Ｗ４１は、第２通路部４１１ｂの幅Ｗ４２ａ、Ｗ４２ｂよりも大きい。幅Ｗ４１は、幅Ｗ４２ａ、Ｗ４２ｂと等しくてもよいし、幅Ｗ４２ａ、Ｗ４２ｂよりも小さくてもよい。
【0118】
Ｘ方向中央の１つの第２通路部４１１ｂは、幅Ｗ４２ａを有する。Ｘ方向両側の２つの第２通路部４１１ｂは、幅Ｗ４２ｂを有する。幅Ｗ４２ａは、幅Ｗ４２ｂよりも大きいが、幅Ｗ４２ａと幅Ｗ４２ｂとは同一でもよいし、幅Ｗ４２ａの方が小さくてもよい。
【0119】
図１８に示したように、冷媒ガス出口１２および冷媒液入口１３は、第２壁部１５に形成された開口である。冷媒ガス出口１２は、第１通路部４１１ａと接続するとともに、凝縮部２２０の冷媒ガス分配路２３（接続通路５１および貫通孔４３ａ）と接続している。冷媒液入口１３は、第２通路部４１１ｂと接続するとともに、凝縮部２２０の冷媒液集合路２４（接続通路５２および貫通孔４３ｂ）と接続している。
【0120】
図２０に示すように、冷媒ガス出口１２は、第２通路部４１１ｂには開口せずに第１通路部４１１ａに開口する位置に設けられている。冷媒ガス出口１２は、２つの第１通路部４１１ａに対して１つずつ、合計２つ設けられている。各冷媒ガス出口１２は、対応する第１通路部４１１ａとＹ方向に重なる位置に設けられている。図２０では、各冷媒ガス出口１２の幅は、第１通路部４１１ａの幅Ｗ４１と略等しい。冷媒ガス出口１２は、３つの第２通路部４１１ｂの形成箇所には設けられていない。なお、冷媒ガス出口１２は、第１通路部４１１ａに加えて第２通路部４１１ｂにも開口していてもよい。
【0121】
また、冷媒液入口１３は、第１通路部４１１ａには開口せずに第２通路部４１１ｂに開口する位置に設けられている。冷媒液入口１３は、３つの第２通路部４１１ｂに対して１つずつ、合計３つ設けられている。各冷媒液入口１３は、対応する第２通路部４１１ｂとＹ方向に重なる位置に設けられている。図２０では、各冷媒液入口１３の幅は、それぞれ対応する第２通路部４１１ｂの幅（Ｗ４２ａまたはＷ４２ｂ）と略等しい。冷媒液入口１３は、２つの第１通路部４１１ａの形成箇所には設けられていない。
【0122】
このような構成により、第４実施形態では、第１通路部４１１ａは、沸騰部４１０から凝縮部２２０へ向かう冷媒ガス１ａ専用の通路として構成され、第２通路部４１１ｂは、凝縮部２２０から沸騰部４１０へ戻る冷媒液１ｂ専用の通路として構成されている。
【0123】
配置領域４４０の直下に設けられた第１通路部４１１ａ内では、発熱体ＨＳからの入熱により冷媒液１ｂが沸騰して冷媒ガス１ａとなる。第１通路部４１１ａ内の冷媒ガス１ａは、Ｚ方向上方に移動して冷媒ガス出口１２から凝縮部２２０へ流入し、凝縮部２２０において冷却されて凝縮する。発熱体ＨＳからの熱の一部は、第２通路部４１１ｂ側へも伝わるが、その大部分は、第１通路部４１１ａと第２通路部４１１ｂとの間の熱伝導部１９において第１壁部１４から第２壁部１５へ移動し、第２壁部１５に隣接する外部通路２２（図１８参照）を流れる外部流体２（図１７参照）に吸収される。なお、発熱体ＨＳの熱のうち残りの部分は、第２通路部４１１ｂ内の冷媒液１ｂに伝達され、第２通路部４１１ｂ内の冷媒液１ｂを沸騰させる可能性がある。
【0124】
凝縮部２２０において凝縮した冷媒液１ｂは、重力の作用によって、各冷媒液入口１３に流入する。そのため、冷媒液１ｂは、第１通路部４１１ａに直接流入せずに、各冷媒液入口１３から沸騰部４１０の第２通路部４１１ｂへ流れる。第２通路部４１１ｂに流入した冷媒液１ｂは、第２通路部４１１ｂの下部に貯留されている冷媒液１ｂと合流する。なお、図２０の例では、冷媒１の液面１ｃは、冷媒液入口１３の中間位置付近の高さに設定されているが、冷媒１の液面１ｃは冷媒液入口１３よりも上側でも下側でもよい。第１通路部４１１ａで気化して減少した冷媒液１ｂは、沸騰部４１０の下端部の接続路４１２を介して、第２通路部４１１ｂから補充される。このようにして、冷却器４００内での冷媒１の循環が行われる。
【0125】
このように、第４実施形態では、沸騰部４１０から凝縮部２２０へ向かう冷媒ガス１ａの移動経路と、凝縮部２２０から沸騰部４１０へ戻る冷媒液１ｂの移動経路とが、重複せずに接続されている。そのため、特に冷媒液入口１３において、Ｚ方向上方へ流動する冷媒ガス１ａの流れとＺ方向下方へ流動する冷媒液１ｂの流れとが衝突することがない。
【0126】
第４実施形態のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【0127】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部４１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部４１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部４１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部４１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0128】
また、第４実施形態では、上記のように、熱伝導部１９は、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かうＺ方向に延びるとともに、収容空間１１を複数の通路部４１１に区画するように構成され、複数の通路部４１１は、発熱体ＨＳの配置領域４４０と第１壁部１４を介して重なる位置に配置され、冷媒ガス出口１２と連通する第１通路部４１１ａと、第１通路部４１１ａと隣接し、冷媒液入口１３と連通する第２通路部４１１ｂと、を含み、第１通路部４１１ａの下部と第２通路部４１１ｂの下部とは互いに連通しているので、凝縮部２２０へ向かう冷媒ガス１ａを流通させる第１通路部４１１ａと、凝縮部２２０から沸騰部４１０に戻る冷媒液１ｂを流通させる第２通路部４１１ｂとを、収容空間１１内に別個に設けることができる。ここで、冷媒ガス１ａの移動経路の途中に冷媒液１ｂが戻される場合、冷媒ガス１ａの流れと冷媒液１ｂの流れとが衝突することに起因して、冷媒１の循環が妨げられることがある。これに対して、上記構成によれば、冷媒ガス１ａの移動経路（第１通路部４１１ａ）と冷媒液１ｂの移動経路（第２通路部４１１ｂ）とを別々にすることができるので、冷媒１の循環を円滑に行える。その結果、熱交換効率を向上させることができる。
【0129】
また、第４実施形態では、上記のように、冷媒液入口１３は、第１通路部４１１ａには開口せずに第２通路部４１１ｂに開口する位置に設けられているので、第２通路部４１１ｂを凝縮部２２０から戻る冷媒液１ｂ専用の通路として構成することができる。沸騰部４１０内の冷媒ガス１ａの移動経路（第１通路部４１１ａ）と冷媒液１ｂの移動経路（第２通路部４１１ｂ）とを分離できるので、冷媒ガス１ａの流れと冷媒液１ｂの流れとが衝突することを防止できる。
【0130】
第４実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【0131】
［第５実施形態］
次に、図２１～図２５を参照して、本発明の第５実施形態による沸騰式冷却器５００（以下、冷却器５００という）の構成について説明する。第５実施形態では、上記第１～第４実施形態とは、凝縮部５２０における冷媒通路５２１および外部通路５２２の向きが異なる例について説明する。なお、第５実施形態では、上記した各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２１～図２５を参照して、本発明の第５実施形態による沸騰式冷却器５００（以下、冷却器５００という）の構成について説明する。第５実施形態では、上記第１～第４実施形態とは、凝縮部５２０における冷媒通路５２１および外部通路５２２の向きが異なる例について説明する。なお、第５実施形態では、上記した各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。
【0132】
図２１に示すように、第５実施形態の冷却器５００は、沸騰部５１０および凝縮部５２０を備える。冷却器５００では、凝縮部５２０が、Ｚ方向に沿って延びる外部通路５２２を有する。すなわち、上記第１～第４実施形態では、外部通路がＸＺ平面に沿って設けられ、凝縮部をＸ方向に貫通している。これに対して、第５実施形態では、各外部通路５２２が、ＹＺ平面に沿って設けられ、凝縮部５２０をＺ方向に貫通している。外部通路５２２は、外部流体２をＺ方向に流通させる。図２２に示すように、外部通路５２２のコルゲートフィン５５５のＹ方向の両端は、サイドバー５５６によって区画されている。
【0133】
これに伴って、凝縮部５２０の各冷媒通路５２１は、ＹＺ平面に沿って設けられ、Ｙ１方向側端面の上部から冷媒ガス１ａを受け入れるとともに、冷媒ガス１ａを凝縮させた冷媒液１ｂを、Ｙ１方向側端面の下部から沸騰部５１０へ送り出す。各外部通路５２２（第２層５０）と、各冷媒通路５２１（第１層４０）とは、Ｘ方向に積層されている。上記第１～第４実施形態では、各冷媒通路は、凝縮部に設けられた冷媒ガス分配路２３（図１８参照）および冷媒液集合路２４（図１８参照）を介して沸騰部と連通していたが、第５実施形態では、これらの冷媒ガス分配路２３および冷媒液集合路２４が凝縮部５２０に設けられていない。
【0134】
図２３に示すように、各冷媒通路５２１は、Ｙ２側と上下両側（Ｚ方向両側）とが周壁５４４に囲まれ、Ｙ１側の端面が第２壁部１５によって覆われた空間となっている。冷媒通路５２１の内部には、セレート（オフセット）型のコルゲートフィン５４５が設けられている。セレート型のコルゲートフィン５４５は、Ｙ方向に沿ったフィン部５４６がＺ方向に等ピッチで配列されるとともに、Ｚ方向に沿った列毎に、フィン部５４６のＺ方向位置が半ピッチずつずれた配置となっている。冷媒１（冷媒ガス１ａおよび冷媒液１ｂ）は、これらのフィン部５４６の隙間部分を通過できる。各冷媒通路５２１は、Ｙ１側端部の上部で沸騰部５１０（第２壁部１５）の冷媒ガス出口１２と連通し、Ｙ１側端部の下部で沸騰部５１０の冷媒液入口１３と連通している。
【0135】
第５実施形態では、凝縮部５２０に冷媒ガス分配路２３（図１８参照）および冷媒液集合路２４（図１８参照）が設けられていないので、その分、冷媒通路５２１および外部通路５２２を大型化でき、凝縮部５２０の冷媒凝縮能力（放熱能力）を高くすることができる。
【0136】
図２２に示すように、沸騰部５１０の第２壁部１５には、複数の冷媒通路５２１とそれぞれ接続する冷媒ガス出口１２が設けられている。図２２の例では、凝縮部５２０に５つの冷媒通路５２１が設けられており、各冷媒通路５２１と連通するように、４つの冷媒ガス出口１２がＸ方向に並んで設けられている。
【0137】
同様に、沸騰部５１０の第２壁部１５には、複数の冷媒通路５２１とそれぞれ接続する冷媒液入口１３が設けられている。図２２の例では、各冷媒通路５２１と連通するように、４つの冷媒液入口１３がＸ方向に並んで設けられている。なお、４つの冷媒ガス出口１２、４つの冷媒液入口１３をそれぞれ繋げて、各冷媒通路５２１に接続するようにＸ方向に延びる冷媒ガス出口１２と冷媒液入口１３とを１つずつ設けてもよい。
【0138】
図２４に示すように、熱伝導部１９は、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向（Ｚ方向）に延びるとともに、収容空間１１を複数の通路部５１１に区画するように構成されている。熱伝導部１９は、収容空間１１内に設けられた仕切壁により構成されている。具体的には、収容空間１１において、３つの熱伝導部１９が、Ｘ方向に間隔を隔てて配置されていて、収容空間１１が４つの通路部５１１に仕切られている。
【0139】
各熱伝導部１９は、Ｚ方向において、上端部１９ｃが上壁部１７と接し、下端部１９ｄが下壁部１８の近傍まで延びている。各熱伝導部１９の下端部１９ｄと下壁部１８との間は、４つの通路部５１１の下部を互いに連通させる接続路５１２となっている。なお、各通路部５１１における第１壁部１４の内面には、Ｚ方向に延びる線状の複数の凹凸部５１３が設けられている。なお、図２５に示すように、取付穴３３に取り付けられる発熱体ＨＳの配置領域５４０は、Ｘ方向に延びて各通路部５１１に跨がるように設けられている。
【0140】
第５実施形態の冷却器５００は、図２４に示すように、沸騰部５１０の収容空間１１の一部に設けられ、複数の冷媒通路５２１の各々と複数の通路部５１１の各々とを相互に連通させる分配部５６０ａ、５６０ｂをさらに備える。具体的には、冷媒ガス出口１２に接続する分配部５６０ａと、冷媒液入口１３に接続する分配部５６０ｂとが、収容空間１１に設けられている。
【0141】
分配部５６０ａは、冷媒ガス出口１２（図２２参照）とＹ方向に隣接する位置に設けられている。分配部５６０ａは、仕切壁として形成された熱伝導部１９の一部をＸ方向に貫通するように形成された空間である。すなわち、分配部５６０ａは、熱伝導部１９の一部に形成された切り欠き５６１を含む、３つの熱伝導部１９にそれぞれ設けられた切り欠き５６１が、Ｘ方向に並んでいる。この結果、４つの通路部５１１に跨がるように収容空間１１内をＸ方向に延びる連通空間である分配部５６０ａが形成されている。４つの冷媒ガス出口１２（図２５参照）は、４つの通路部５１１に対応して設けられているが、４つの通路部５１１が分配部５６０で相互に連通している。そのため、凝縮部５２０の各冷媒通路５２１が、いずれかの冷媒ガス出口１２と分配部５６０ａとを介して、全て（４つ）の通路部５１１に連通した状態となっている。
【0142】
分配部５６０ｂは、冷媒液入口１３（図２２参照）とＹ方向に隣接する位置に設けられている。分配部５６０ｂは、分配部５６０ａと同様の構造を有し、熱伝導部１９の一部に形成された切り欠き５６１を含む。これにより、４つの通路部５１１に跨がるように収容空間１１内をＸ方向に延びる分配部５６０ｂが形成されている。４つの冷媒液入口１３（図２５参照）は、４つの通路部５１１に対応して設けられているが、４つの通路部５１１が分配部５６０ｂで相互に連通している。そのため、凝縮部５２０の各冷媒通路５２１が、いずれかの冷媒液入口１３および分配部５６０ｂを介して、全て（４つ）の通路部５１１に連通した状態となっている。なお、冷媒１の液面１ｃは、分配部５６０ｂ（冷媒液入口１３）の中間位置付近に設定されている。
【0143】
このような構成により、第５実施形態では、各冷媒通路５２１が、沸騰部５１０の冷媒ガス出口１２および冷媒液入口１３に直接接続されているとともに、沸騰部５１０の収容空間１１内に、各冷媒通路５２１と各通路部５１１とを相互に連通させる分配部５６０ａ、５６０ｂが設けられている。
【0144】
各通路部５１１内では、発熱体ＨＳからの入熱により冷媒液１ｂが沸騰して冷媒ガス１ａとなる。各通路部５１１内の冷媒ガス１ａは、Ｚ方向上方に移動して分配部５６０ａにおいて合流する。分配部５６０ａで合流した冷媒ガス１ａは、各冷媒ガス出口１２（図２５参照）を通って、凝縮部５２０のそれぞれの冷媒通路５２１に流入する。冷媒ガス１ａが分配部５６０ａで合流するため、個々の通路部５１１における冷媒ガス１ａの流通量（発生量）がばらついた場合でも、各冷媒通路５２１への冷媒ガス１ａの流入量を均一化できる。
【0145】
冷媒ガス１ａは、各冷媒通路５２１で冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒液１ｂは、重力の作用によって、いずれかの冷媒液入口１３（図２５参照）から分配部５６０ｂへ流れて合流する。冷媒液１ｂは、各通路部５１１を上方へ移動する冷媒ガス１ａの流れの途中位置に流れ込むことになるが、分配部５６０ｂは、各通路部５１１が相互に連通する広い空間となっているため、冷媒液１ｂの流れが冷媒ガス１ａの流れを妨げることが抑制される。
【0146】
なお、各通路部５１１で気化して減少した冷媒液１ｂは、分配部５６０ｂまたは下部の接続路５１２を介して他の通路部５１１から補充できるので、各通路部５１１で貯留される冷媒液１ｂの量は均一化される。このようにして、冷却器５００内での冷媒１の循環が行われる。
【0147】
第５実施形態のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【0148】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部５１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部５１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路５２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
第５実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部５１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部５１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路５２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0149】
また、第５実施形態では、上記のように、凝縮部５２０は、複数の冷媒通路５２１を含み、熱伝導部１９は、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かうＺ方向に延びるとともに、収容空間１１を複数の通路部５１１に区画するように構成され、沸騰部５１０の収容空間１１の一部に設けられ、複数の冷媒通路５２１の各々と複数の通路部５１１の各々とを相互に連通させる分配部５６０ａをさらに備えるので、収容空間１１内が複数の通路部５１１に区画される場合でも、分配部５６０ａを設けることによって、複数の通路部５１１の各々と、凝縮部５２０内の複数の冷媒通路５２１の各々との間で冷媒ガス１ａの流通を行える。この結果、たとえば複数の通路部５１１の間で冷媒ガス１ａの流通量に差が生じた場合でも、分配部５６０を介在させることにより、複数の冷媒通路５２１の各々への冷媒ガス１ａの流通量がばらつくことを抑制できる。その結果、沸騰式冷却器５００の動作中の熱交換性能のばらつきを効果的に抑制できる。
【0150】
また、第５実施形態では、分配部５６０ｂを設けることによって、冷媒ガス１ａの流れと冷媒液１ｂの流れとが衝突する箇所に、複数の通路部５１１を連通させた広い空間（分配部５６０ｂ）を形成できる。このため、冷媒液１ｂが冷媒液入口１３から各通路部５１１に流れ込んでも、十分な容積が確保されるため、冷媒液１ｂの流れが冷媒ガス１ａの流れを妨げることが抑制できる。その結果、冷媒１の循環を円滑に行えるので、熱交換効率を向上させることができる。
【0151】
また、第５実施形態では、分配部５６０ａおよび分配部５６０ｂが設けられることにより、凝縮部５２０に冷媒ガス分配路２３（図１８参照）および冷媒液集合路２４（図１８参照）が設けられていないので、その分、冷媒通路５２１および外部通路５２２を大型化でき、凝縮部５２０の冷媒凝縮能力（放熱能力）を高くすることができる。
【0152】
第５実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【0153】
［第６実施形態］
次に、図２６～図２９を参照して、本発明の第６実施形態による沸騰式冷却器６００（以下、冷却器６００という）の構成について説明する。第６実施形態では、上記第４実施形態に示した沸騰部４１０の構成と、上記第５実施形態に示した凝縮部５２０の構成とを、組み合わせた例について説明する。なお、第６実施形態では、上記した各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２６～図２９を参照して、本発明の第６実施形態による沸騰式冷却器６００（以下、冷却器６００という）の構成について説明する。第６実施形態では、上記第４実施形態に示した沸騰部４１０の構成と、上記第５実施形態に示した凝縮部５２０の構成とを、組み合わせた例について説明する。なお、第６実施形態では、上記した各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。
【0154】
図２６に示すように、第６実施形態の冷却器６００は、沸騰部６１０と、凝縮部６２０とを備える。
【0155】
凝縮部６２０は、上記第５実施形態と同様の構成を有する。各外部通路６２２が、凝縮部６２０をＺ方向に貫通し、外部流体２をＺ方向に流通させる。凝縮部６２０の各冷媒通路６２１は、ＹＺ平面に沿って設けられ、Ｙ１方向側端面の上部から冷媒ガス１ａを受け入れるとともに、冷媒ガス１ａを凝縮させた冷媒液１ｂを、Ｙ１方向側端面の下部から沸騰部６１０へ送り出す。
【0156】
沸騰部６１０は、上記第４実施形態と同様の構成を有する。すなわち、図２７および図２８に示すように、熱伝導部１９が、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向に延びるとともに、収容空間１１を複数の通路部６１１に区画するように構成されている。具体的には、４つの熱伝導部１９が、収容空間１１を５つの通路部６１１に区画している。複数の通路部６１１は、第１通路部６１１ａと、第２通路部６１１ｂと、を含む。図２８の例では、５つの通路部６１１が、２つの第１通路部６１１ａと、３つの第２通路部６１１ｂとで構成されている。
【0157】
第１通路部６１１ａは、発熱体ＨＳの配置領域６４０と第１壁部１４を介して重なる位置に配置され、上端部近傍において冷媒ガス出口１２（図２７参照）と連通している。第２通路部６１１ｂは、発熱体ＨＳの配置領域６４０と第１壁部１４を介して重ならない位置（配置領域６４０からずれた位置）に配置され、冷媒液入口１３（図２７参照）と連通している。第１通路部６１１ａの下部と第２通路部６１１ｂの下部とは、接続路６１２によって、互いに連通している。
【0158】
図２７に示すように、沸騰部６１０の第２壁部１５には、２つの冷媒ガス出口１２および３つの冷媒液入口１３が設けられている。２つの冷媒ガス出口１２は、２つの第１通路部６１１ａと一対一で設けられ、対応する第１通路部６１１ａに開口する一方、２つの冷媒ガス出口１２は、いずれの第２通路部６１１ｂにも開口していない。２つの冷媒ガス出口１２は、Ｚ方向の同じ位置で、Ｘ方向に並んで配置されている。３つの冷媒液入口１３は、３つの第２通路部６１１ｂと一対一で設けられ、対応する第２通路部６１１ｂに開口する一方、３つの冷媒ガス出口１２は、いずれの第１通路部６１１ａにも開口していない。３つの冷媒液入口１３は、Ｚ方向の同じ位置で、Ｘ方向に並んで配置されている。
【0159】
ここで、第６実施形態の冷却器６００は、沸騰部６１０の第２壁部１５に設けられ、複数の冷媒通路６２１の各々と複数の通路部６１１の各々とを相互に連通させる分配部６６０ａ、６６０ｂをさらに備える。すなわち、上記第５実施形態では、沸騰部５１０の収容空間１１に分配部５６０ａ、５６０ｂを設けた例を示したが、この第６実施形態では、分配部６６０ａ、６６０ｂが、第２壁部１５に設けられている。
【0160】
具体的には、第２壁部１５は、各冷媒ガス出口１２および各冷媒液入口１３が形成された第１板６１６と、分配部６６０ａおよび６６０ｂが形成された第２板６１７との積層体からなる。
【0161】
分配部６６０ａは、２つの冷媒ガス出口１２を包含するようにＸ方向に延びる長方形状に形成され、第２板６１７を厚み方向に貫通している。このため、図２９に示すように、１つの分配部６６０ａが、２つの冷媒ガス出口１２の両方と連通している。分配部６６０ａのＹ２側の開口が、凝縮部６２０においてＸ方向に並んだ各冷媒通路６２１の上部とそれぞれ連通している。
【0162】
そのため、図２７において、凝縮部６２０の各冷媒通路６２１が、分配部６６０ａおよび各冷媒ガス出口１２を介して、２つの第１通路部６１１ａにそれぞれ連通した状態となっている。
【0163】
分配部６６０ｂは、３つの冷媒液入口１３を包含するようにＸ方向に延びる長方形状に形成され、第２板６１７を厚み方向に貫通している。このため、図２９に示すように、１つの分配部６６０ｂが、３つの冷媒液入口１３の各々と連通している。分配部６６０ｂのＹ２側の開口が、凝縮部６２０においてＸ方向に並んだ各冷媒通路６２１の下部とそれぞれ連通している。
【0164】
そのため、図２７において、凝縮部６２０の各冷媒通路６２１が、分配部６６０ｂおよび冷媒液入口１３を介して、３つの第２通路部６１１ｂにそれぞれ連通した状態となっている。
【0165】
ここで、分配部６６０ａ、６６０ｂが設けられた第２板６１７の厚みは、第１板６１６の厚みよりも大きい。そのため、分配部６６０ａ、６６０ｂは、第２板６１７の厚みに相当する容積を有する空間となっている。分配部６６０ａの容積を大きくすることによって、２つの第１通路部６１１ａの各々における冷媒ガス１ａの流通量（生成量）がばらついた場合でも、２つの第１通路部６１１ａからの冷媒ガス１ａを分配部６６０ａで合流し、容積分だけ一時貯留することによって、各冷媒通路６２１へ流通させる冷媒ガス１ａの流通量のばらつきを抑制できる。
【0166】
図２９において、第１通路部６１１ａ内では、発熱体ＨＳからの入熱により冷媒液１ｂが沸騰して冷媒ガス１ａとなる。第１通路部６１１ａ内の冷媒ガス１ａは、Ｚ方向上方に移動して冷媒ガス出口１２から分配部６６０ａへ流入する。冷媒ガス１ａは、分配部６６０ａで合流した後、凝縮部６２０の各冷媒通路６２１へ流入し、各冷媒通路６２１において冷却されて凝縮する。
【0167】
各冷媒通路６２１において凝縮した冷媒液１ｂは、重力の作用によって、各冷媒通路６２１から分配部６６０ｂへ流入する。冷媒液１ｂは、分配部６６０ｂで合流した後、各冷媒液入口１３から沸騰部６１０の第２通路部６１１ｂへ流れる。その結果、第２通路部６１１ｂに流入した冷媒液１ｂは、第２通路部６１１ｂの下部に貯留されている冷媒液１ｂと合流する。なお、冷媒１の液面１ｃは、冷媒液入口１３の中間位置付近の高さに設定されている。第１通路部６１１ａで気化して減少した冷媒液１ｂは、下部の接続路６１２（図２８参照）を介して、第２通路部６１１ｂから補充される。このようにして、冷却器６００内での冷媒１の循環が行われる。
【0168】
第６実施形態のその他の構成は、上記第５実施形態と同様である。
【0169】
（第６実施形態の効果）
第６実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部６１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部６１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路６２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
第６実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部６１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部６１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路６２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0170】
また、第６実施形態では、上記第４実施形態と同様に、熱伝導部１９によって、収容空間１１内を冷媒ガス出口１２と連通する第１通路部６１１ａと冷媒液入口１３と連通する第２通路部６１１ｂとに区画するので、冷媒ガス１ａの流れと冷媒液１ｂの流れとの衝突により冷媒１の循環が妨げられることなく、冷媒１の循環を円滑に行える。その結果、熱交換効率を向上させることができる。
【0171】
また、第６実施形態では、上記のように、沸騰部６１０の第２壁部１５に設けられ、複数の冷媒通路６２１の各々と複数の通路部６１１の各々とを相互に連通させる分配部６６０ａを備えるので、各第１通路部６１１ａの間で冷媒ガス１ａの流通量に差が生じた場合でも、分配部６６０ａを介在させることにより、複数の冷媒通路６２１の各々への冷媒ガス１ａの流通量がばらつくことを抑制できる。その結果、沸騰式冷却器６００の動作中の熱交換性能のばらつきを効果的に抑制できる。
【0172】
第６実施形態のその他の効果は、上記第５実施形態と同様である。
【0173】
［第７実施形態］
次に、図３０～図３２を参照して、本発明の第７実施形態による沸騰式冷却器７００（以下、冷却器７００という）の構成について説明する。上記第６実施形態では、Ｚ方向に延びる外部通路６２２が凝縮部６２０に設けられた構造であって、沸騰部６１０と凝縮部６２０とがＹ方向に積層される一方で、凝縮部６２０内の第１層４０（冷媒通路６２１）と第２層５０（外部通路６２２）とがＸ方向の積層構造を有する冷却器６００の例を示したが、この第７実施形態では、Ｚ方向に延びる外部通路７２２が設けられた構造であって、沸騰部７１０と凝縮部７２０との積層方向と、凝縮部７２０内の第１層４０（冷媒通路７２１）と第２層５０（外部通路７２２）との積層方向と、を一致させた例について説明する。なお、第７実施形態では、上記した各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３０～図３２を参照して、本発明の第７実施形態による沸騰式冷却器７００（以下、冷却器７００という）の構成について説明する。上記第６実施形態では、Ｚ方向に延びる外部通路６２２が凝縮部６２０に設けられた構造であって、沸騰部６１０と凝縮部６２０とがＹ方向に積層される一方で、凝縮部６２０内の第１層４０（冷媒通路６２１）と第２層５０（外部通路６２２）とがＸ方向の積層構造を有する冷却器６００の例を示したが、この第７実施形態では、Ｚ方向に延びる外部通路７２２が設けられた構造であって、沸騰部７１０と凝縮部７２０との積層方向と、凝縮部７２０内の第１層４０（冷媒通路７２１）と第２層５０（外部通路７２２）との積層方向と、を一致させた例について説明する。なお、第７実施形態では、上記した各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。
【0174】
図３０に示すように、第７実施形態の冷却器７００は、上記第６実施形態の冷却器６００と同様に、凝縮部７２０は、凝縮部７２０をＺ方向に貫通し、外部流体２をＺ方向に流通させる外部通路７２２を有する。第７実施形態の冷却器７００では、沸騰部７１０と、凝縮部７２０内の各第１層４０（冷媒通路７２１）と各第２層５０（外部通路７２２）とが、いずれもＹ方向に積層されている。すなわち、図３１に示すように、沸騰部７１０と、凝縮部７２０の各構成要素（各第１層４０および各第２層５０）とが、単一方向（Ｙ方向）に積層されている。そのため、第７実施形態の冷却器７００は、冷却器７００の製造時に、沸騰部７１０および凝縮部７２０の各構成要素を積み重ねた組立体をろう付けすることにより、各構成要素を一括で接合できる。つまり、第７実施形態は、１回のろう付け工程で製作可能な構造の冷却器７００を示す。
【0175】
なお、第７実施形態の冷却器７００は、全体としてＸ方向に延びる横長形状を有するが、上記第１～第６実施形態と同様に、全体としてＺ方向に延びる縦長形状を有していてもよい。
【0176】
凝縮部７２０の各冷媒通路７２１は、ＸＺ平面に沿って設けられ、図３１に示すように、Ｘ１方向の一端側から冷媒ガス１ａを受け入れるとともに、他端側に向けてＸ２方向に流通させ、冷媒ガス１ａを凝縮させた冷媒液１ｂを、Ｘ２方向の他端側から沸騰部７１０へ送り出す。図３１では、冷媒通路７２１を破線で示している。
【0177】
沸騰部７１０は、Ｘ方向に延びる収容空間１１を有する。図３２に示すように、収容空間１１には、Ｘ１方向の一端側かつＺ方向上部に、冷媒ガス出口１２と連通する出口側収容部７７１が設けられている。収容空間１１には、Ｘ２方向の他端側かつＺ方向下部に、冷媒液入口１３と連通する入口側収容部７７２が設けられている。
【0178】
熱伝導部１９が、収容空間１１内でＺ方向に延びるとともに、収容空間１１を複数の通路部７１１に区画するように構成されている。具体的には、収容空間１１において、５つの熱伝導部１９が出口側収容部７７１と入口側収容部７７２との間にＸ方向に並んで配置され、収容空間１１を６つの通路部７１１に区画している。
【0179】
各熱伝導部１９は、Ｚ方向において、上端部１９ｃが上壁部１７の近傍まで延び、下端部１９ｄが下壁部１８の近傍まで延びている。各熱伝導部１９の上端部１９ｃと上壁部１７との間に、Ｘ方向に延びて６つの通路部７１１と出口側収容部７７１とを連通させる上側接続路７１２が形成されている。各熱伝導部１９の下端部１９ｄと下壁部１８との間に、Ｘ方向に延びて６つの通路部７１１と入口側収容部７７２とを連通させる下側接続路７１３が形成されている。なお、冷媒１の液面１ｃは、たとえば各通路部７１１の中間位置付近に設定されている。
【0180】
出口側収容部７７１のＺ方向寸法Ｈ７１は、上側接続路７１２のＺ方向の幅Ｗ７１よりも大きい。入口側収容部７７２のＺ方向寸法Ｈ７２は、下側接続路７１３の幅Ｗ７２よりも大きい。なお、Ｚ方向寸法Ｈ７１が幅Ｗ７１以下でもよいし、Ｚ方向寸法Ｈ７２が幅Ｗ７２以下でもよい。
【0181】
各通路部７１１における第１壁部１４の内面には、Ｚ方向に延びる線状の複数の凹凸部７１４が設けられている。凹凸部７１４により、各通路部７１１における伝熱面積が大きくなっている。
【0182】
図３１に示すように、沸騰部７１０の第２壁部１５には、冷媒ガス出口１２および冷媒液入口１３が１つずつ設けられている。冷媒ガス出口１２は、第２壁部１５のＸ１方向端部かつＺ方向上部の、出口側収容部７７１とＹ方向に重なる位置に配置されている。冷媒ガス出口１２は、凝縮部７２０のＸ１方向の一端部に配置された冷媒ガス分配路２３を介して、各冷媒通路７２１と連通している。
【0183】
冷媒液入口１３は、第２壁部１５のＸ２方向端部かつＺ方向下部の、入口側収容部７７２とＹ方向に重なる位置に配置されている。冷媒液入口１３は、凝縮部７２０のＸ２方向の他端部に配置された冷媒液集合路２４を介して、各冷媒通路７２１と連通している。
【0184】
図３２に示した各通路部７１１内では、発熱体ＨＳからの入熱により冷媒液１ｂが沸騰して冷媒ガス１ａとなる。各通路部７１１内の冷媒ガス１ａは、Ｚ方向上方に移動して上側接続路７１２に流入し、Ｘ１方向へ流れて出口側収容部７７１に到達する。冷媒ガス１ａは、出口側収容部７７１から冷媒ガス出口１２を介して凝縮部７２０の冷媒ガス分配路２３へ流入する。出口側収容部７７１が上側接続路７１２よりもＺ方向に大きい空間となっているため、上側接続路７１２から流出した冷媒ガス１ａの流れが妨げられることが抑制され、冷媒ガス１ａが凝縮部７２０へ向けて円滑に流通する。冷媒ガス１ａは、図３１に示したように、冷媒ガス分配路２３から各冷媒通路７２１へ流入する。冷媒ガス１ａは、Ｘ２方向へ流れる過程で冷却されて凝縮する。各冷媒通路７２１において凝縮した冷媒液１ｂは、重力の作用によって、各冷媒通路７２１から冷媒液集合路２４で合流する。
【0185】
各通路部７１１で気化して減少した冷媒液１ｂは、冷媒液集合路２４、入口側収容部７７２および下側接続路７１３を介して、各通路部７１１の下端側から補充される。このようにして、冷却器７００内での冷媒１の循環が行われる。
【0186】
第７実施形態のその他の構成は、上記第５実施形態と同様である。
【0187】
（第７実施形態の効果）
第７実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部７１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部７１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路７２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
第７実施形態では、上記第１実施形態と同様に、沸騰部７１０が冷媒１を収容する収容空間１１と、収容空間１１に繋がる冷媒ガス出口１２と、収容空間１１に繋がる冷媒液入口１３とを含むので、冷媒ガス１ａによって冷媒液１ｂの移動が阻害されることを抑制できる。さらに、沸騰部７１０が、発熱体ＨＳが取り付けられる第１壁部１４と、収容空間１１を介して第１壁部１４と対向し、外部通路７２２と隣接する第２壁部１５と、収容空間１１を通って第１壁部１４と第２壁部１５とを接続する熱伝導部１９とを有するので、外部流体２の低温時であっても、入熱量の増大による冷却性能の急激な低下を抑制することができる。
【0188】
また、第７実施形態の冷却器７００では、冷媒通路７２１を構成する平板状の第１層４０と、外部通路７２２を含む平板状の第２層５０と、が積層された構造の凝縮部７２０を備え、外部通路７２２が凝縮部７２０をＺ方向に貫通しており、かつ、沸騰部７１０と、凝縮部７２０を構成する第１層４０（冷媒通路７２１）および第２層５０（外部通路７２２）との各々が単一方向（Ｙ方向）に積層されているので、冷却器７００の製造時に、沸騰部７１０および凝縮部７２０の各構成要素を積み重ねた組立体をろう付けすることにより、各構成要素を一括で接合できる。そのため、１回のろう付け工程で、冷却器７００を製作することができる。
【0189】
第７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。
【0190】
［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請求の範囲によって示され、さらに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請求の範囲によって示され、さらに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。
【0191】
たとえば、上記第１～第７実施形態では、発熱体ＨＳが電力変換装置に用いられるパワーモジュール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、発熱体はどのような物であってもよい。発熱体は、サーバ等の電子機器に搭載されるＣＰＵなどの半導体チップや電子回路であってもよい。
【0192】
また、上記第１～第６実施形態では、熱伝導部１９が、収容空間１１内で冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向（Ｚ方向）に延びる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、熱伝導部１９が冷媒液入口１３から冷媒ガス出口１２に向かう方向（Ｚ方向）に延びていなくてもよく、熱伝導部１９がたとえばＹ方向に延びる柱状形状（円柱、角柱など）を有していてもよいし、Ｚ方向かつＸ方向へ斜めに延びる形状を有していてもよい。このような熱伝導部１９は、収容空間１１内の仕切壁およびコルゲートフィンのいずれにも該当しないものであってもよい。
【0193】
また、上記第１～第６実施形態では、熱伝導部１９は、収容空間１１内の冷媒ガス出口１２から冷媒液入口１３までに亘って設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。熱伝導部１９の上端が冷媒ガス出口１２よりも下方位置に配置されていてもよいし、熱伝導部１９の下端は、冷媒液入口１３よりも上方位置に配置されていてもよい。また、熱伝導部１９は、下端から上端まで連続的に形成されている必要はなく、複数個に分割されていてもよい。
【0194】
また、上記第１～第６実施形態では、第１壁部１４の外面に、液面１ｃよりも下方に位置する第１取付部３１と、液面１ｃよりも上方に位置する第２取付部３２と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、第１壁部１４の外面に第１取付部３１のみが設けられてもよい。
【0195】
また、上記第１～第７実施形態では、冷媒通路２１の内部に仕切板４３および周壁４４と一体化されたコルゲートフィン４５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、冷媒通路２１にコルゲートフィン４５を設けなくてもよい。冷媒通路２１は、単純な中空の通路であってもよいし、独立した複数の管路を有する多穴管であってもよい。
【0196】
また、上記第１～第７実施形態では、一対（２枚）の仕切板４３と、環状の周壁４４とを別個に設け、ろう付けにより一体化することによって冷媒通路２１を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、環状の周壁４４が、一対の仕切板４３の一方または両方に一体的に設けられていてもよい。たとえば、一方の仕切板と環状の周壁とを一体形成することで凹状部材とし、他方の仕切板を平板形状とし、凹状部材と他方の仕切板とをろう付けにより一体化することで冷媒通路２１を構成してもよい。同様に、一方の仕切板と他方の仕切板とにそれぞれ環状の周壁の半分を一体形成することで凹状形状に形成し、両方の仕切板の周壁の部分同士をろう付けにより一体化することで冷媒通路２１を構成してもよい。
【0197】
また、上記第１～第３実施形態では、凝縮部２０に６つの第１層４０と７つの第２層５０とを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。凝縮部２０に設ける第１層４０および第２層５０の数は、特に限定されない。凝縮部２０は、少なくとも１つの冷媒通路２１と、少なくとも１つの外部通路２２とを有していればよい。
【0198】
また、上記第１～第７実施形態では、第１層４０と第２層５０とを含む積層構造の凝縮部２０を、沸騰部１０に積層して真空ろう付けによって一体化する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえばいわゆる３Ｄプリンタによる積層造形法を利用して沸騰部１０および凝縮部２０を一体形成してもよいし、沸騰部１０および凝縮部２０を構成する各部を溶接などのろう付け以外の手法により接合してもよい。
【0199】
また、上記第１～第７実施形態では、冷却器がＹ方向から見て長方形状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却器の外形形状は特に限定されない。たとえばモーターなどの円筒形状の発熱体を冷却する場合、冷却器の外形形状を発熱体（モーター）に合わせて円形状とし、モーターの円形状の軸方向端面を、円形状（または円環形状）の第１壁部に取り付けるようにしてもよい。
【0200】
また、上記第４および第６実施形態では、冷媒ガス出口１２が第２通路部４１１ｂ（６１１ｂ）には開口せずに第１通路部４１１ａ（６１１ａ）に開口する例を示したが、本発明はこれに限られない。冷媒ガス出口１２が第１通路部４１１ａ（６１１ａ）および第２通路部４１１ｂ（６１１ｂ）の両方に開口してもよい。
【0201】
また、上記第４および第６実施形態では、２つの第１通路部４１１ａ（６１１ａ）と、３つの第２通路部４１１ｂ（６１１ｂ）とを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば図１９において、２つの第１通路部４１１ａと、Ｘ方向中央の第２通路部４１１ｂとを区画する２つの熱伝導部１９を除去して、Ｘ方向中央に幅広の１つの第１通路部４１１ａを形成してもよい。つまり、１つの第１通路部４１１ａと、その第１通路部４１１ａの両外側に配置された２つの第２通路部４１１ｂとを設けてもよい。
【0202】
また、上記第１～第４実施形態では凝縮部をＸ方向に貫通する外部通路を設けた例を示し、上記第５～第７実施形態では凝縮部をＺ方向に貫通する外部通路を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。上記第１～第４実施形態において、凝縮部をＺ方向に貫通する外部通路を設けてもよいし、上記第５～第７実施形態において、凝縮部をＸ方向に貫通する外部通路を設けてもよい。
【0203】
また、上記第４～第７実施形態では、収容空間１１内で複数の通路部（４１１、５１１、６１１、７１１）を区画する熱伝導部１９が、収容空間１１内に設けられた仕切壁により構成された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記第４～第７実施形態の熱伝導部１９が、上記第２実施形態（図１１）で示したコルゲートフィン１６０によって構成されてもよい。この場合でも、コルゲートフィン１６０が第１壁部１４に接する第１部分１６１と、第２壁部１５に接する第２部分１６２とを含むことによって、収容空間１１内が、複数の領域に区画される。これらの複数の領域により複数の通路部を形成することができる。
【符号の説明】
【0204】
１ 冷媒
１ａ 冷媒ガス
１ｂ 冷媒液
１ｃ 液面
２ 外部流体
１０、１１０、４１０、５１０、６１０、７１０ 沸騰部
１１ 収容空間
１２ 冷媒ガス出口
１３ 冷媒液入口
１４ 第１壁部
１５ 第２壁部
１９ 熱伝導部
２０、２２０、５２０、６２０、７２０ 凝縮部
２１、５２１、６２１、７２１ 冷媒通路
２２、５２２、６２２、７２２ 外部通路
３１ 第１取付部
３２ 第２取付部
４０ 第１層
４３ 仕切板
４４ 周壁
４５、５４５ コルゲートフィン
５０ 第２層
５５、５５５ コルゲートフィン
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 冷却器（沸騰式冷却器）
１６０ コルゲートフィン
ＨＳ 発熱体
１ａ 冷媒ガス
１ｂ 冷媒液
１ｃ 液面
２ 外部流体
１０、１１０、４１０、５１０、６１０、７１０ 沸騰部
１１ 収容空間
１２ 冷媒ガス出口
１３ 冷媒液入口
１４ 第１壁部
１５ 第２壁部
１９ 熱伝導部
２０、２２０、５２０、６２０、７２０ 凝縮部
２１、５２１、６２１、７２１ 冷媒通路
２２、５２２、６２２、７２２ 外部通路
３１ 第１取付部
３２ 第２取付部
４０ 第１層
４３ 仕切板
４４ 周壁
４５、５４５ コルゲートフィン
５０ 第２層
５５、５５５ コルゲートフィン
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 冷却器（沸騰式冷却器）
１６０ コルゲートフィン
ＨＳ 発熱体
【要約】
この沸騰式冷却器（１００）は、冷媒（１）を収容する収容空間（１１）と、冷媒ガス出口（１２）と、冷媒液入口（１３）とを含む沸騰部（１０）と、冷媒通路（２１）と外部通路（２２）とを有する凝縮部（２０）と、を備える。沸騰部は、発熱体（ＨＳ）が取り付けられる第１壁部（１４）と、収容空間を介して第１壁部と対向し、外部通路と隣接する第２壁部（１５）と、収容空間を通って第１壁部と第２壁部とを接続する熱伝導部（１９）とを有する。
【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】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】