特許 7593800 冷却デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】冷却デバイス

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20241126BHJP

   H01L 23/427 20060101ALI20241126BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

F28D15/02 102C

F28D15/02 L

F28D15/02 101H

H01L23/46 B

H05K7/20 R

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020207385

(22)【出願日】2020-12-15

(65)【公開番号】P2022094482

(43)【公開日】2022-06-27

【審査請求日】2023-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 早紀

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３５１７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７３１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／００－１５／０６

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持部材と、
前記支持部材に接して支持され、内部空間に作動流体を収容する複数本のヒートパイプ部と、
前記支持部材に接して支持され、前記支持部材の第１面に対して垂直に延在する複数の第１フィンを有する第１放熱フィン部と、
前記ヒートパイプ部に接すると共に前記第１放熱フィン部の上部に配置される複数の第２フィンを有する第２放熱フィン部と
を備え、
前記第１放熱フィン部は、一対の幅広部を有し、
前記複数本のヒートパイプ部は、前記一対の幅広部の間に設けられていることを特徴とする冷却デバイス。

【請求項2】

前記複数の第２フィンは、前記複数の第１フィンに対して垂直に延在する、請求項１に記載の冷却デバイス。

【請求項3】

前記第１放熱フィン部と前記第２放熱フィン部とは離間している、請求項１または２に記載の冷却デバイス。

【請求項4】

前記作動流体は、フッ素系溶媒または炭化水素系溶媒である、請求項１～３のいずれか１項に記載の冷却デバイス。

【請求項5】

前記作動流体は、純水の沸点よりも低い沸点を有するフッ素系溶媒である、請求項１～４のいずれか１項に記載の冷却デバイス。

【請求項6】

前記作動流体は、（Ｅ）－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン、（Ｚ）－１－クロロ－２，３，３，３－テトラフルオロプロペン、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，２－トリフルオロエチルエーテル、１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２ブテンと（Ｅ）－１，２－ジクロロエチレンとの混合物、１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２ブテン、および１－クロロ－２，３，３－トリフルオロ－１－プロペンからなる群より選択される１種以上の溶媒を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の冷却デバイス。

【請求項7】

前記支持部材はベースプレートである、請求項１～６のいずれか１項に記載の冷却デバイス。

【請求項8】

前記支持部材はベーパーチャンバである、請求項１～６のいずれか１項に記載の冷却デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、冷却デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の床下に設置される電力変換装置などには、電気・電子部品などの発熱体が搭載されている。発熱体の温度が所定の許容温度を超えると、発熱体の誤作動が引き起こされることがあるため、発熱体の温度を許容温度以下に維持し続けることが求められている。

【0003】

例えば、特許文献１には、鉄道車両の床下に設置され、半導体素子用の冷却器を車体側方側に設けた電力変換装置を含む機器群と、機器群の車体側方側を覆うように設けられ、内壁が冷却器の構成部材と接続されるふさぎ板とを備える車両用電力変換装置が記載されている。車両用電力変換装置の冷却器は、ヒートパイプを用いたものであり、このヒートパイプの一方の端部は、ふさぎ板の内壁に接続されている。この車両用電力変換装置では、ヒートパイプおよびふさぎ板が放熱部位として機能する。電力変換装置の熱は、ヒートパイプを介してふさぎ板に伝達され、車両外部に排出される。

【0004】

特許文献２には、放熱フィンの表面における境界層の形成を抑制し、冷却風の風上側以外の部位でも優れた放熱性能を有することを目的とするヒートシンクが記載されている。このヒートシンクは、ベースプレートと、ベースプレートに熱的に接続された第１の放熱フィンと、第１の放熱フィンの側端部に隣接し、ベースプレートに熱的に接続された第２の放熱フィンとを有する。そして、第１の放熱フィンの表面は、第２の放熱フィンの表面に対して平行ではない。また、第２の放熱フィンの少なくとも１つは、第１の放熱フィンの少なくとも１つよりも低い位置に設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－０３９９１４号公報

【文献】特開２０１９－０４６９０４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、特許文献１において、放熱部位であるヒートパイプについて、低温になると、最大熱輸送量が低下する。そのため、ヒートパイプを介して電力変換装置からふさぎ板に伝達される熱量は減少する。その結果、引用文献１の車両用電力変換装置の冷却効率は低下する。このような現状から、低温時の冷却効率の低下を抑制できる冷却デバイスが求められている。

【0007】

本開示の目的は、低温環境下でも安定して優れた冷却効率を有する冷却デバイスを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］ 支持部材と、前記支持部材に接して支持され、内部空間に作動流体を収容するヒートパイプ部と、前記支持部材に接して支持され、前記支持部材の第１面に対して垂直に延在する複数の第１フィンを有する第１放熱フィン部と、前記ヒートパイプ部に接すると共に前記第１放熱フィン部の上部に配置される複数の第２フィンを有する第２放熱フィン部とを備えることを特徴とする冷却デバイス。
［２］ 前記複数の第２フィンは、前記複数の第１フィンに対して垂直に延在する、上記［１］に記載の冷却デバイス。
［３］ 前記第１放熱フィン部と前記第２放熱フィン部とは離間している、上記［１］または［２］に記載の冷却デバイス。
［４］ 前記作動流体は、フッ素系溶媒または炭化水素系溶媒である、上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の冷却デバイス。
［５］ 前記作動流体は、純水の沸点よりも低い沸点を有するフッ素系溶媒である、上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の冷却デバイス。
［６］ 前記作動流体は、（Ｅ）－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン、（Ｚ）－１－クロロ－２，３，３，３－テトラフルオロプロペン、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，２－トリフルオロエチルエーテル、１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２ブテンと（Ｅ）－１，２－ジクロロエチレンとの混合物、１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２ブテン、および１－クロロ－２，３，３－トリフルオロ－１－プロペンからなる群より選択される１種以上の溶媒を含む、上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の冷却デバイス。
［７］ 前記支持部材はベースプレートである、上記［１］～［６］のいずれか１つに記載の冷却デバイス。
［８］ 前記支持部材はベーパーチャンバである、上記［１］～［６］のいずれか１つに記載の冷却デバイス。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、低温環境下でも安定して優れた冷却効率を有する冷却デバイスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態の冷却デバイスの一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の部分透過図である。

【図3】図３は、実施形態の冷却デバイスを構成する第１放熱フィン部の他の例を示す部分透過斜視図である。

【図4】図４は、実施形態の冷却デバイスを構成するヒートパイプ部の他の例を示す斜視図である。

【図5】図５は、実施形態の冷却デバイスを構成するヒートパイプ部の他の例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態に基づき詳細に説明する。

【0012】

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、冷却デバイスを構成するヒートパイプ部ならびに第１放熱フィン部および第２放熱フィン部の配置状態に着目することによって、冷却デバイスを低温環境下に設置しても、安定して優れた冷却効率を発揮することを見出し、かかる知見に基づき本開示を完成させるに至った。

【0013】

実施形態の冷却デバイスは、支持部材１０と、支持部材１０に接して支持され、内部空間Ｓに作動流体を収容するヒートパイプ部２０と、支持部材１０に接して支持され、支持部材１０の第１面１０ａに対して垂直に延在する複数の第１フィン３１を有する第１放熱フィン部３０と、ヒートパイプ部２０に接すると共に第１放熱フィン部３０の上部に配置される複数の第２フィン４１を有する第２放熱フィン部４０とを備える。

【0014】

図１は、実施形態の冷却デバイスの一例を示す斜視図である。図２は、図１の部分透過図である。なお、図２では、支持部材１０、ヒートパイプ部２０および第１放熱フィン部３０の位置関係がわかりやすくなるように、第２放熱フィン部４０を透過した状態を示している。また、図２では、液相の作動流体Ｆ（Ｌ）が流れる方向を黒塗り矢印で示し、気相の作動流体Ｆ（Ｇ）が流れる方向を白抜き矢印で示している。

【0015】

図１～２に示すように、実施形態の冷却デバイス１は、支持部材１０、ヒートパイプ部２０、第１放熱フィン部３０、および第２放熱フィン部４０を備える。冷却デバイス１は、ヒートパイプ部２０の内部に設けられる内部空間Ｓに封入されている作動流体を液相から気相に相変化させることによる潜熱を利用したものである。ここでは、冷却デバイス１が沸騰冷却装置である例を示す。

【0016】

冷却デバイス１を構成する支持部材１０の第１面１０ａ側には、冷却デバイス１の放熱部位であるヒートパイプ部２０、第１放熱フィン部３０、および第２放熱フィン部４０が設けられる。第１面１０ａの裏面である支持部材１０の第２面１０ｂは、不図示の電気・電子部品などの発熱体と熱的に接続される。発熱体から発生する熱は、第２面１０ｂから支持部材１０に伝達される。支持部材１０は、例えば板状である。

【0017】

冷却デバイス１を構成するヒートパイプ部２０は、支持部材１０の第１面１０ａに接して支持され、第１面１０ａに熱的に接続される。ヒートパイプ部２０の内部空間Ｓには、作動流体が収容される。内部空間Ｓは、ヒートパイプ部２０によって密閉されている。支持部材１０の熱の一部は、ヒートパイプ部２０に伝達される。

【0018】

ヒートパイプ部２０は、支持部材１０の第１面１０ａから離れるように延在する。例えば、ヒートパイプ部２０は、支持部材１０に固着されてもよいし、支持部材１０および不図示のブロック部で挟持固定されてもよい。ヒートパイプ部２０の数や形状は、冷却デバイス１の所望の特性に応じて適宜選択される。ここでは、ヒートパイプ部２０の形状は棒状である。ヒートパイプ部２０の内面には、ヒートパイプ部２０の延在方向、すなわち支持部材１０から第２放熱フィン部４０の方向に延在する不図示の流路が設けられる。流路には、液相の作動流体Ｆ（Ｌ）が流れる。

【0019】

また、図２に示すように、ヒートパイプ部２０には、支持部材１０からの熱を液相の作動流体Ｆ（Ｌ）に伝え、液相の作動流体Ｆ（Ｌ）を蒸発させて気相の作動流体Ｆ（Ｇ）に相変化させる蒸発部５０と、気相の作動流体Ｆ（Ｇ）を凝縮させて液相の作動流体Ｆ（Ｌ）に相変化させる凝縮部５１とが設けられる。凝縮部５１は蒸発部５０から離れた位置に配設される。例えば、蒸発部５０は、支持部材１０近傍の内部空間Ｓに配設され、凝縮部５１は、第２放熱フィン部４０近傍の内部空間Ｓに配設される。

【0020】

冷却デバイス１を構成する第１放熱フィン部３０は、支持部材１０の第１面１０ａに接して支持され、第１面１０ａに熱的に接続される複数の第１フィン３１を有する。複数の第１フィン３１は、支持部材１０の第１面１０ａに対して垂直に延在する。また、複数の第１フィン３１は、ヒートパイプ部２０の延在方向に沿って延在し、薄板状であり、所定のフィンピッチを空けて離間配置されている。複数の第１フィン３１のフィンピッチは、冷却デバイス１の所望の特性に応じて適宜選択される。

【0021】

第１放熱フィン部３０は、例えば図２に示すように、支持部材１０の第１面１０ａに立設する複数のヒートパイプ部２０の間に設けられる狭小部３０ａ、および狭小部３０ａよりも幅が大きい幅広部３０ｂを有する。狭小部３０ａの幅は、複数のヒートパイプ部２０の間の長さに比べて小さい。複数の第１フィン３１が離間配置されている方向における狭小部３０ａの端部は、幅広部３０ｂと熱的に接続される。狭小部３０ａおよび幅広部３０ｂは、一体でもよいし、別体でもよい。

【0022】

複数の第１フィン３１が離間配置されている方向は、ヒートパイプ部２０の延在方向に対して垂直である。支持部材１０の熱の一部は、第１放熱フィン部３０に伝達される。すなわち、支持部材１０の熱は、ヒートパイプ部２０および第１放熱フィン部３０に伝達される。

【0023】

第１放熱フィン部３０には、第１放熱フィン部３０を冷却するための風Ｗ１が流れる。支持部材１０から第１放熱フィン部３０に伝達された熱は、第１放熱フィン部３０から放熱される。第１放熱フィン部３０から放熱された熱は、第１放熱フィン部３０を構成する複数の第１フィン３１の間を流れる風Ｗ１によって、冷却デバイス１の外部に排出される。

【0024】

第１放熱フィン部３０を構成する材料は、熱伝導率などの観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金が好ましい。その中でも、軽量化およびコスト削減の観点から、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましく、より優れた冷却効率を発揮させる観点から、銅、銅合金がより好ましい。

【0025】

冷却デバイス１を構成する第２放熱フィン部４０は、ヒートパイプ部２０に接して、ヒートパイプ部２０に熱的に接続される複数の第２フィン４１を有する。複数の第２フィン４１は、第１放熱フィン部３０の上部に配置され、支持部材１０には接しない。例えば、図１に示すように、第２放熱フィン部４０は、複数の第２フィン４１に設けられる貫通孔４０ａを有し、ヒートパイプ部２０は第２放熱フィン部４０の貫通孔４０ａに挿通される。貫通孔４０ａで、ヒートパイプ部２０が第２放熱フィン部４０と接する。

【0026】

複数の第２フィン４１は、薄板状であり、所定のフィンピッチを空けて離間配置されている。複数の第２フィン４１のフィンピッチは、冷却デバイス１の所望の特性に応じて適宜選択される。複数の第２フィン４１および複数の第１フィン３１のフィンピッチは、冷却デバイス１の所望の特性に応じて適宜選択され、同じでもよいし、異なってもよい。

【0027】

複数の第２フィン４１は、複数の第１フィン３１に対して垂直に延在する。また、複数の第２フィン４１は、支持部材１０の第１面１０ａに対して平行に延在する。複数の第２フィン４１が離間配置されている方向は、複数の第１フィン３１が離間配置されている方向に対して垂直であり、ヒートパイプ部２０の延在方向に対して平行である。

【0028】

複数の第２フィン４１、すなわち第２放熱フィン部４０は、第１放熱フィン部３０の支持部材１０側とは反対側に設けられる。第１放熱フィン部３０を介して支持部材１０と対向する第２放熱フィン部４０には、ヒートパイプ部２０の熱が伝達される。

【0029】

第２放熱フィン部４０には、第２放熱フィン部４０を冷却するための風Ｗ２が流れる。ヒートパイプ部２０から第２放熱フィン部４０に伝達された熱は、第２放熱フィン部４０から放熱される。第２放熱フィン部４０から放熱された熱は、第２放熱フィン部４０を構成する複数の第２フィン４１の間を流れる風Ｗ２によって、冷却デバイス１の外部に排出される。一方向に流れる風Ｗ１に対して、風Ｗ２は全方位に流れる。

【0030】

第２放熱フィン部４０を構成する材料は、熱伝導率などの観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金が好ましい。その中でも、軽量化およびコスト削減の観点から、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましく、より優れた冷却効率を発揮させる観点から、銅、銅合金がより好ましい。

【0031】

このように、冷却デバイス１の冷却経路は、主に、支持部材１０から第１放熱フィン部３０に熱が伝わる第１冷却経路と、支持部材１０からヒートパイプ部２０を介して第２放熱フィン部４０に熱が伝わる第２冷却経路とがある。

【0032】

また、第１放熱フィン部３０は、図１に示すように、複数の第１フィン３１の同じ側の端部と連結する端部連結部３２を有してもよい。端部連結部３２は、複数の第１フィン３１および支持部材１０と熱的に接続される。例えば、図１に示すように、第１放熱フィン部３０は、複数の第１フィン３１の対向する２つの端部とそれぞれ連結する、２つの端部連結部３２を有する。

【0033】

第１放熱フィン部３０が端部連結部３２を備えると、第１面１０ａと垂直な方向の外力に対する、第１放熱フィン部３０の耐久性が向上する。仮に第２放熱フィン部４０が第１放熱フィン部３０に衝突しても、または第２放熱フィン部４０が第１放熱フィン部３０に荷重を与え続けても、第１放熱フィン部３０は第２放熱フィン部４０から受ける力に対して高い耐久性を有する。そのため、支持部材１０の熱は、安定して第１放熱フィン部３０に伝達される。

【0034】

また、支持部材１０はベースプレートであることが好ましい。ベースプレートは金属部材である。例えば、ベースプレートは、鉄道などの車両に用いられる。支持部材１０がベースプレートであると、支持部材１０の熱伝導率が向上するため、不図示の発熱体の熱がヒートパイプ部２０および第１放熱フィン部３０に伝達されやすくなる。

【0035】

このような構成を備える冷却デバイス１は、以下のような機構によって、不図示の発熱体を冷却する。

【0036】

冷却デバイス１を構成する支持部材１０の第２面１０ｂに熱的に接続される不図示の発熱体の熱は、支持部材１０に伝達される。支持部材１０の熱の一部は、第１放熱フィン部３０に伝達されて、第１放熱フィン部３０から放熱される。第１放熱フィン部３０から放熱された熱は、第１放熱フィン部３０を流れる風Ｗ１によって、冷却デバイス１の外部に排出される。

【0037】

また、支持部材１０の熱の残りは、ヒートパイプ部２０に伝達される。ヒートパイプ部２０に伝達された熱は、蒸発部５０において、ヒートパイプ部２０における支持部材１０側の内部空間Ｓに存在する液相の作動流体Ｆ（Ｌ）を蒸発させて、気相の作動流体Ｆ（Ｇ）に相変化させることによって、作動流体Ｆはヒートパイプ部２０からの熱を潜熱として吸収する。気相の作動流体Ｆ（Ｇ）は、ヒートパイプ部２０の内部空間Ｓを支持部材１０側と反対側の端部の方向、すなわち第２放熱フィン部４０の方向に向かって移動した後に、凝縮部５１において、第２放熱フィン部４０と熱交換することによって、気相の作動流体Ｆ（Ｇ）は液相の作動流体Ｆ（Ｌ）に相変化する。気相の作動流体Ｆ（Ｇ）から液相の作動流体Ｆ（Ｌ）への相変化の際に、気相の作動流体Ｆ（Ｇ）から放出される潜熱は、第２放熱フィン部４０に伝達される。相変化した液相の作動流体Ｆ（Ｌ）は、ヒートパイプ部２０の内面に設けられる不図示の流路に沿って支持部材１０側に移動し、蒸発部５０に戻る。このように、作動流体Ｆは、密閉された内部空間Ｓで、液相から気相への相変化、および気相から液相への相変化を繰り返す。気相の作動流体Ｆ（Ｇ）から第２放熱フィン部４０に伝達された熱は、第２放熱フィン部４０から放熱される。第２放熱フィン部４０から放熱された熱は、第２放熱フィン部４０を流れる風Ｗ２によって、冷却デバイス１の外部に排出される。

【0038】

このように、冷却デバイス１は、支持部材１０からヒートパイプ部２０を介さずに第１放熱フィン部３０に熱伝達する第１冷却経路、および支持部材１０からヒートパイプ部２０を介して第２放熱フィン部４０に熱伝達するする第２冷却経路によって、発熱体を冷却させる。

【0039】

ここで、低温時のヒートパイプ部２０では、液相の作動流体Ｆ（Ｌ）が気相の作動流体Ｆ（Ｇ）に蒸発しにくくなるため、ヒートパイプ部２０の最大熱輸送量が低下する。そのため、ヒートパイプ部２０を介して冷却を行う第２冷却経路の冷却効率は低温時に低下することがある。

【0040】

一方で、第１冷却経路は、支持部材１０から第１放熱フィン部３０に熱を伝達する。第１冷却経路の冷却は、ヒートパイプ部２０を介さないため、低温時におけるヒートパイプ部２０の最大熱輸送量の低下による影響を受けない。すなわち、ヒートパイプ部２０の冷却性能が低下する低温時であっても、第１冷却経路の冷却効率は維持できる。また、支持部材１０に接して支持される第１放熱フィン部３０を設置することで、支持部材１０からヒートパイプ部２０に伝達される熱の量を低減できる。こうしたことから、冷却デバイス１は、低温環境下に設置されても、安定して優れた冷却効率を有することができる。

【0041】

また、支持部材１０よりも高い位置に第２放熱フィン部４０が配置されると、液相の作動流体Ｆ（Ｌ）は重力によって支持部材１０側の内部空間Ｓに容易に移動できる。支持部材１０側に移動した液相の作動流体Ｆ（Ｌ）は、支持部材１０から伝達される熱を効率的に吸収できる。そのため、冷却デバイス１の冷却効率はさらに向上する。

【0042】

また、第１放熱フィン部３０および第２放熱フィン部４０は、一体でもよいし、別体でもよい。また、第１放熱フィン部３０と第２放熱フィン部４０とは、互いに接触してもよいが、図１～２に示すように離間していることが好ましい。第１放熱フィン部３０および第２放熱フィン部４０が互いに離間配置されていると、第１放熱フィン部３０と第２放熱フィン部４０との間にも風Ｗ２が流れる。そのため、冷却デバイス１の冷却効率はさらに向上する。

【0043】

内部空間Ｓに封入されている作動流体は、純水、アルコール類、フッ素系溶媒、または炭化水素系溶媒であることが好ましく、フッ素系溶媒または炭化水素系溶媒であることがより好ましい。なかでも、低温環境下であっても冷却デバイス１の冷却性能を維持する観点から、作動流体は、純水の沸点よりも低い沸点を有するフッ素系溶媒であることが好ましく、（Ｅ）－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３３ｚｄ（Ｅ））、（Ｚ）－１－クロロ－２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２２４ｙｄ（Ｚ））、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，２－トリフルオロエチルエーテル（ＨＦＥ－３４７ｐｃ－ｆ）、１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２ブテン（Ｒ１３３６ｍｚｚ（Ｚ））と（Ｅ）－１，２－ジクロロエチレン（Ｒ１１３０（Ｅ））との混合物、１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２ブテン（１３３６ｍｚｚ（Ｚ））、および１－クロロ－２，３，３－トリフルオロ－１－プロペンからなる群より選択される１種以上の溶媒を含むことがより好ましい。作動流体の沸点は、１気圧（１ａｔｍ）のときの沸点とする。

【0044】

純水の沸点よりも低い沸点を有するフッ素系溶媒が作動流体として冷却デバイス１に用いられると、冷却デバイス１は低温環境下でも高い冷却効率を有することができる。

【0045】

また、上記の冷却デバイス１は、低温環境下でも安定して優れた冷却効率が求められる鉄道などの車両に好適に用いられる。

【0046】

また、上記の冷却デバイス１は、ベーパーチャンバにも好適に用いられる。この場合、冷却デバイス１の支持部材１０はベーパーチャンバである。具体的には、ベーパーチャンバの作動流体を収容しているベーパーチャンバの容器が冷却デバイス１の支持部材１０に相当する。冷却デバイス１は好ましくはベーパーチャンバの蒸発部に装着される。冷却デバイス１を備えるベーパーチャンバは、低温環境下でも安定して優れた冷却効率を有する。

【0047】

以上説明した実施形態によれば、支持部材に対するヒートパイプ部、第１放熱フィン部および第２放熱フィン部の配置状態に着目することによって、冷却デバイスは、低温環境下に設置されても、安定して優れた冷却効率を有することができる。また、所定の特性を有するフッ素系溶媒を作動流体に適用すると、冷却デバイスの冷却効率を向上することができる。

【0048】

なお、上記では、第１放熱フィン部３０が狭小部３０ａおよび幅広部３０ｂを備える一例を示したが、図３のように第１放熱フィン部３０は貫通孔３３を有してもよい。貫通孔３３は、支持部材１０側から第２放熱フィン部４０側に亘って第１放熱フィン部３０を貫通する。ヒートパイプ部２０は、第１放熱フィン部３０の貫通孔３３に挿通される。

【0049】

また、上記では、ヒートパイプ部２０の形状が棒状である一例を示したが、図４に示すように、ヒートパイプ部２０は、支持部材１０側のヒートパイプ部２０に連結され、支持部材１０の第１面１０ａに接して支持される連結部２０ａを有してもよい。連結部２０ａは、支持部材１０の第１面１０ａに熱的に接続される。連結部２０ａには、主に液相の作動流体Ｆ（Ｌ）が流れている。ヒートパイプ部２０が連結部２０ａを有すると、支持部材１０からヒートパイプ部２０に伝達される熱の量が増加するため、冷却デバイス１の冷却効率はさらに向上する。なお、図４では、便宜上、第１放熱フィン部３０や第２放熱フィン部４０は省略している。

【0050】

また、ヒートパイプ部２０の連結部２０ａは、図５に示すように、複数のヒートパイプ部２０に連結されてもよい。支持部材１０からヒートパイプ部２０に伝達される熱の量が増加することに加えて、内部空間Ｓを流れる液相の作動流体Ｆ（Ｌ）および気相の作動流体Ｆ（Ｇ）の循環が良好になる。そのため、冷却デバイス１の冷却効率はさらに向上する。なお、図５では、図４と同様に、第１放熱フィン部３０や第２放熱フィン部４０は省略している。

【0051】

また、上記では、冷却デバイス１が１つの第１放熱フィン部３０および１つの第２放熱フィン部４０を備える一例を示したが、冷却デバイス１は、複数の第１放熱フィン部３０を備えてもよいし、複数の第２放熱フィン部４０を備えてもよい。この場合、複数の第１放熱フィン部３０や複数の第２放熱フィン部４０は、一体でもよいし、別体でもよい。

【0052】

以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本開示の範囲内で種々に改変することができる。

【符号の説明】

【0053】

１ 冷却デバイス
１０ 支持部材
１０ａ 支持部材の第１面
１０ｂ 支持部材の第２面
２０ ヒートパイプ部
２０ａ 連結部
３０ 第１放熱フィン部
３０ａ 狭小部
３０ｂ 幅広部
３１ 第１フィン
３２ 端部連結部
３３ 貫通孔
４０ 第２放熱フィン部
４０ａ 貫通孔
４１ 第２フィン
５０ 蒸発部
５１ 凝縮部
Ｓ ヒートパイプ部の内部空間
Ｆ（Ｌ） 液相の作動流体
Ｆ（Ｇ） 気相の作動流体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】