(57)【要約】【課題】蒸発器からの気相冷媒の排出を抑えて高い冷却能力を実現する。【解決手段】蒸発器１０Ａは、容器１１と、その内部１１ａに液相冷媒２０を供給する供給部１２と、供給される液相冷媒２０が外部から吸熱する吸熱部１３と、液相冷媒２０の貯留部１４と、貯留部１４の液相冷媒２０を排出する排出部１５とを含む。蒸発器１０Ａは更に、容器１１の外面１１ｄに沿って液相冷媒２０を供給する供給部１６を含む。貯留部１４には、吸熱部１３で吸熱した液相冷媒２０、及び吸熱して蒸発され供給部１６で外面１１ｄに沿って供給される液相冷媒２０を用いて冷却され凝縮される液相冷媒２０が貯留される。吸熱による気相冷媒２１の発生を増やして蒸発器１０Ａの冷却能力を高め、排出部１５からの気相冷媒２１の排出を抑えて蒸発器１０Ａを用いた循環型冷却システムの安定なポンプ循環を実現する。【選択図】図２
2020085366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器の内部に液相冷媒を供給する第１供給部と、
前記容器の表面に沿って液相冷媒を供給する第２供給部と、
前記内部に設けられ、前記第１供給部によって前記内部に供給される液相冷媒が、前記容器の外部から供給される熱を吸熱する吸熱部と、
前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒が貯留され、前記吸熱部で吸熱して蒸発した気相冷媒が前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒を用いて冷却されて凝縮して得られる液相冷媒が、貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される液相冷媒を排出する排出部と
を含むことを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
前記第１供給部の液相冷媒の出口は、前記吸熱部に達するか又は前記吸熱部の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記排出部の液相冷媒の入口は、前記貯留部に貯留される液相冷媒の液面よりも下に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発器。
【請求項４】
前記容器の内面に設けられ、前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒と熱的に接続される第１フィンを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項５】
前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒は、前記表面の一箇所から当該一箇所の周囲に分配され、前記表面に沿って流通されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項６】
前記第２供給部は、
前記表面に沿って設けられ、液相冷媒を前記表面に沿って流通させる第１流路と、
前記第１流路から折り返して前記第１流路の外側に設けられ、前記第１流路を流通された液相冷媒を前記第１流路の外側に沿って流通させる第２流路と
を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項７】
前記第１流路と前記第２流路との間に介在される断熱層を有することを特徴とする請求項６に記載の蒸発器。
【請求項８】
前記容器は、
熱伝導性の底板と、
前記底板を覆う、熱伝導性の容器本体と、
前記底板と前記容器本体との間に介在され、前記底板と前記容器本体とを連結する断熱性の連結部と
を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項９】
前記容器は、前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒が前記内部に導入される孔を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項１０】
供給される液相冷媒が外部から吸熱して蒸発される蒸発器と、
前記蒸発器から排出される液相冷媒の熱を放熱する放熱器と、
前記放熱器によって放熱されて冷却された液相冷媒を前記蒸発器へ供給するポンプと
を備え、
前記蒸発器は、
容器と、
前記容器の内部に液相冷媒を供給する第１供給部と、
前記容器の表面に沿って液相冷媒を供給する第２供給部と、
前記内部に設けられ、前記第１供給部によって前記内部に供給される液相冷媒が、前記容器の外部から供給される熱を吸熱する吸熱部と、
前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒が貯留され、前記吸熱部で吸熱して蒸発した気相冷媒が前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒を用いて冷却されて凝縮して得られる液相冷媒が、貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される液相冷媒を排出する排出部と
を含むことを特徴とする冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器及び冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動作に伴って発熱する電子装置の冷却技術に関し、例えば、半導体素子を冷却する蒸発器、凝縮器及び液ポンプを順次配管によって閉回路に接続した冷却装置が知られている。更に、蒸発器内で加熱されて気液混合状態となった冷媒を、蒸発器上に設置した副凝縮器又は放熱器で一部放熱した後、凝縮器で凝縮液化し、液ポンプで再び蒸発器へ送り込む手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蒸発器、放熱器及びポンプを接続した閉回路内に減圧状態で液相冷媒を封入し、蒸発器で加熱される液相冷媒の沸騰現象を利用して冷却を行う冷却システムでは、蒸発器で沸騰が生じ易い条件（冷媒量や内圧等）で用いると、蒸発器の冷却能力が高まる。
【０００５】
しかし、沸騰によって蒸発器から排出される気相冷媒が増えると、冷却システムの閉回路内に存在する気相冷媒が増え、気相冷媒がポンプに取り込まれ易くなり、ポンプによる安定な冷媒循環が行えなくなる恐れがある。
【０００６】
１つの側面では、本発明は、蒸発器からの気相冷媒の排出を抑えて高い冷却能力を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、容器と、前記容器の内部に液相冷媒を供給する第１供給部と、前記容器の表面に沿って液相冷媒を供給する第２供給部と、前記内部に設けられ、前記第１供給部によって前記内部に供給される液相冷媒が、前記容器の外部から供給される熱を吸熱する吸熱部と、前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒が貯留され、前記吸熱部で吸熱して蒸発した気相冷媒が前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒を用いて冷却されて凝縮して得られる液相冷媒が、貯留される貯留部と、前記貯留部に貯留される液相冷媒を排出する排出部とを含む蒸発器が提供される。
【０００８】
また、別の態様では、上記のような蒸発器を備える冷却システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
１つの側面では、蒸発器からの気相冷媒の排出を抑えて高い冷却能力を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】冷却システムの一例について説明する図である。
【図２】第１の実施の形態に係る蒸発器の第１の例について説明する図である。
【図３】第１の実施の形態に係る蒸発器の第２の例について説明する図である。
【図４】第２の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図（その１）である。
【図５】第２の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図（その２）である。
【図６】第２の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図（その３）である。
【図７】第２の実施の形態に係る蒸発器の設置姿勢を変えた例について説明する図（その１）である。
【図８】第２の実施の形態に係る蒸発器の設置姿勢を変えた例について説明する図（その２）である。
【図９】第２の実施の形態に係る蒸発器の変形例について説明する図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る蒸発器の設置姿勢を変えた例について説明する図（その１）である。
【図１２】第３の実施の形態に係る蒸発器の設置姿勢を変えた例について説明する図（その２）である。
【図１３】第４の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１４】第５の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１５】第６の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１６】第７の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１７】第８の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１８】第９の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。
【図１９】第１０の実施の形態に係る冷却システムの一例について説明する図である。
【図２０】第１１の実施の形態に係る電子機器の一例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
はじめに、冷却システムの一例について述べる。
図１は冷却システムの一例について説明する図である。図１（Ａ）には、冷却システムの一例を模式的に示している。図１（Ｂ）には、冷却システムの稼働時の状態の一例を模式的に示している。図１（Ｃ）には、冷却システムの稼働時に生じる不具合の一例を模式的に示している。
【００１２】
図１（Ａ）に示すように、冷却システム１は、蒸発器２、放熱器３及びポンプ４を備える。蒸発器２と放熱器３とは、配管５で接続される。放熱器３とポンプ４とは、配管６で接続される。ポンプ４と蒸発器２とは、配管７で接続される。蒸発器２、放熱器３及びポンプ４、並びに配管５、配管６及び配管７によって、冷却システム１の閉回路が形成されている。このような冷却システム１の閉回路内に、減圧状態で液相冷媒８が充填される。図１（Ａ）には、冷却システム１の稼働前や、後述のような稼働時において蒸発器２での吸熱量が少ない場合等、放熱器３内に減圧空間９が存在している例を示している。
【００１３】
冷却システム１について、図１（Ｂ）を参照して更に説明する。冷却システム１において、蒸発器２は、冷却システム１の冷却対象である外部の発熱体から伝達される熱、例えば、電子装置からその動作に伴って発生する熱を、内部の液相冷媒８の沸騰現象を利用して吸熱し、それによって電子装置等の外部の発熱体を冷却する。放熱器３は、配管５を通じて、蒸発器２での吸熱によって温度上昇した、気相冷媒８ａを含む液相冷媒８を取り込み、その熱を外部へ放熱することで、気相冷媒８ａの凝縮、及び液相冷媒８の温度低下を行う。ポンプ４は、放熱器３で凝縮及び温度低下された液相冷媒８を、配管６を通じて取り込み、配管７を通じて蒸発器２へ送る。蒸発器２は、配管７を通じてポンプ４から送られる液相冷媒８を用いて、電子装置等の外部の発熱体からの吸熱（外部の発熱体の冷却）を行う。冷却システム１は、このように液相冷媒８の沸騰現象を利用する気液２相流の強制循環型冷却システムの一例である。尚、蒸発器２は、受熱器、冷却器等と称されることがある。また、放熱器３は、凝縮器等と称されることがある。
【００１４】
上記のような冷却システム１では、蒸発器２で液相冷媒８の沸騰、蒸発が生じ易い条件、即ち、液相冷媒８の沸騰によって気相冷媒８ａが発生し易い条件を用いると、蒸発器２の冷却能力が高まる。図１（Ｃ）には、このような液相冷媒８の沸騰が生じ易い条件を用いた場合の冷却システム１の例を示している。液相冷媒８が沸騰し易いほど、熱による液相冷媒８から気相冷媒８ａへの相変化が生じ易い。そのため、外部の発熱体からの吸熱が促進され、蒸発器２への熱伝達効率が高まり、それによって外部の発熱体が効率的に冷却され、蒸発器２の冷却能力が高まる。冷却システム１において、液相冷媒８の沸騰を生じ易くする場合には、その閉回路内の液相冷媒８の充填率、内圧等が調整される。
【００１５】
しかし、蒸発器２で液相冷媒８が沸騰し易い条件が用いられることで、蒸発器２での気相冷媒８ａの発生量が増え、それによって蒸発器２からの気相冷媒８ａの排出量が増えると、冷却システム１の閉回路内に存在する気相冷媒８ａが増える。その結果、蒸発器２から排出され放熱器３へ送られた気相冷媒８ａが、放熱器３で十分に凝縮されず、凝縮されずに残った気相冷媒８ａがポンプ４に吸い込まれる可能性が高まる。また、気相冷媒８ａが放熱器３で凝縮されて液相冷媒８となっても、ポンプ４の流量とのバランスによっては、ポンプ４の吸い込み側の減圧による再沸騰（キャビテーション）が生じ、それによって発生する気相冷媒８ａがポンプ４に吸い込まれることも起こり得る。図１（Ｃ）は、このような不具合が生じる状況を模式的に示したものである。蒸発器２で発生して蒸発器２から排出された気相冷媒８ａが、ポンプ４に吸い込まれ、いわゆるポンプ４の噛み込みが生じると、ポンプ４から蒸発器２への液相冷媒８の送液が滞ってしまう。その結果、液相冷媒８が少ない状態で加熱が継続されて蒸発器２の機能が低下したり、蒸発器２で発生して排出される気相冷媒８ａが更に増大したり、ポンプ４の気相冷媒８ａの噛み込みが更に生じ易くなったりするといった不具合が生じてしまう。
【００１６】
このように、冷却システム１の構成によっては、蒸発器２の冷却能力を高めるために液相冷媒８の沸騰が生じ易い条件を用いると、ポンプ４による液相冷媒８の安定な循環が行えなくなる恐れがある。それにより、蒸発器２の機能が低下し、電子装置等の外部の発熱体を十分に冷却することができずに、その過熱、更には過熱による破損や性能劣化を招く恐れがある。
【００１７】
冷却システム１において、ポンプ４による液相冷媒８の安定な循環を行うためには、蒸発器２での気相冷媒８ａの発生量を抑えて蒸発器２からの気相冷媒８ａの排出量が抑えられる条件、例えば、図１（Ｂ）のような状態が得られる条件が用いられる。しかし、このような条件では、蒸発器２での気相冷媒８ａの発生が抑えられるため、蒸発器２での吸熱量が減り、蒸発器２について十分な冷却能力が得られない場合がある。例えば、冷却システム１の冷却対象となる発熱体の一例である電子装置の１つにプロセッサがあるが、近年のプロセッサは、その高性能化に伴って発熱量が増大しており、発熱密度では原子炉の燃料棒表面温度に匹敵するところにまで迫っている。このようなプロセッサに冷却システム１を適用する場合、その蒸発器２の冷却能力が十分でないと、プロセッサの過熱、更には過熱による破損や性能劣化を招く可能性が高まる。
【００１８】
以上述べたように、冷却システム１では、蒸発器２の冷却能力を高めるために蒸発器２での気相冷媒８ａの発生量を増やせば、蒸発器２からの気相冷媒８ａの排出量が増え、ポンプ４による液相冷媒８の安定な循環が行えないことが起こり得る（図１（Ｃ））。一方、冷却システム１では、ポンプ４による液相冷媒８の安定な循環を行うために蒸発器２での気相冷媒８ａの発生量を抑えれば、蒸発器２について十分な冷却能力が得られないことが起こり得る（図１（Ｂ））。
【００１９】
以上のような点に鑑みると、冷却システムにおいて、蒸発器での気相冷媒の発生量は増やしつつ、蒸発器からの気相冷媒の排出量は抑えるようにすることが、蒸発器の高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することに有効になると考えられる。以下では、実施の形態として、これを可能にする蒸発器、及びそのような蒸発器を備える冷却システム等について説明する。尚、以下の説明では、重力方向Ｇを「下」、重力方向Ｇと反対の方向を「上」とする。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図２は第１の実施の形態に係る蒸発器の第１の例について説明する図である。図２には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００２１】
図２に示す蒸発器１０Ａは、容器１１と、容器１１内に液相冷媒２０を供給する供給部１２と、容器１１内の液相冷媒２０が外部から吸熱する吸熱部１３と、液相冷媒２０が貯留される貯留部１４と、容器１１内の液相冷媒２０を排出する排出部１５とを含む。蒸発器１０Ａは更に、容器１１の表面に沿って液相冷媒２０を供給する供給部１６と、その液相冷媒２０を排出する排出部１７とを含む。
【００２２】
容器１１は、その内部１１ａに一定量の液相冷媒２０及びその沸騰（又は蒸発）によって発生する気相冷媒２１を貯留可能な空間を有する。容器１１は、このように内部１１ａに一定の空間を有していて液相冷媒２０等を貯留可能であれば、箱型の本体とそれを覆う蓋、或いは底板とそれを覆う箱型の本体といったように、複数の部材から形成されるものでもよい。ここでは一例として直方体型の容器１１を図示するが、容器１１の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、ドーム型や釣鐘型、太鼓型、鼓型、球体型等、各種形状の容器１１を用いることができる。容器１１には、熱伝導性の良好な材料が用いられる。例えば、容器１１には、銅、アルミニウム、真鍮、ステンレス等の金属材料や合金材料が用いられる。このほか、容器１１には、グラファイト等のカーボン材料や、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミック材料が用いられてもよい。
【００２３】
供給部１２は、容器１１の内部１１ａに液相冷媒２０を供給する。例えば、供給部１２は、蒸発器１０Ａが用いられる冷却システムの放熱器に繋がるポンプに接続される。放熱器で凝縮されてポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２０が、供給部１２へと導かれ、供給部１２によって容器１１の内部１１ａに供給される。例えば、ポンプで送液される液相冷媒２０が分流され、分流された一部が供給部１２へと導かれ、容器１１の内部１１ａに供給される。供給部１２には、例えば、容器１１の上部から下部に向かって延びる管が用いられる。供給部１２は、その出口１２ａが、吸熱部１３に達するか又は吸熱部１３の近傍に位置するように、設けられる。
【００２４】
吸熱部１３は、供給部１２によって容器１１の内部１１ａに供給された液相冷媒２０が外部から主として吸熱する（又は受熱する若しくは加熱される）部位である。例えば、吸熱部１３は、蒸発器１０Ａの冷却対象である電子装置等の外部の発熱体と直接に又は間接に熱的に接続され、その発熱体から発生する熱が、吸熱部１３において、容器１１の内部１１ａに供給された液相冷媒２０に吸収される。吸熱部１３は、図２に示す容器１１の下部であって、容器１１の内部１１ａに貯留される液相冷媒２０の下層部に位置するように、設けられる。例えば、吸熱部１３は、容器１１の内面１１ｂから内部１１ａに向かって突出する複数のフィン１３ａによって形成される。
【００２５】
貯留部１４は、吸熱部１３で吸熱した液相冷媒２０、及び吸熱部１３で吸熱して蒸発した後に冷却されて凝縮された液相冷媒２０が貯留される（又は集液される）部位である。貯留部１４には、一定量の液相冷媒２０が貯留される。貯留部１４に貯留される液相冷媒２０中には、吸熱部１３での吸熱により発生した気相冷媒２１が含まれ得る。図２に示す容器１１の内部１１ａにおいて、貯留部１４に貯留される液相冷媒２０の液面２０ａよりも上には、吸熱した液相冷媒２０から発生する気相冷媒２１を含むか又は真空の空間１１ｃが存在する。この空間の体積は、蒸発器１０Ａが用いられる冷却システムの閉回路（密閉空間）内に減圧状態で液相冷媒２０が充填される際の、その量及び圧力に基づいて設定される。貯留部１４には、設定された体積の空間１１ｃが容器１１の内部１１ａに残るような一定量の液相冷媒２０が貯留される。
【００２６】
排出部１５は、貯留部１４に貯留される液相冷媒２０又は気相冷媒２１を含む液相冷媒２０を、容器１１の内部１１ａからその外部へ排出する。例えば、排出部１５は、蒸発器１０Ａが用いられる冷却システムの放熱器に接続される。蒸発器１０Ａで比較的高温となった液相冷媒２０又は気相冷媒２１を含む液相冷媒２０が、排出部１５を通じて排出され、放熱器へと送られる。排出部１５には、例えば、容器１１の上部から貯留部１４の液相冷媒２０中に延びる管が用いられる。排出部１５は、その入口１５ａが、液相冷媒２０の液面２０ａよりも下に位置するように、設けられる。
【００２７】
供給部１６は、容器１１の外面１１ｄ（表面）に沿って液相冷媒２０を供給する。例えば、供給部１６は、蒸発器１０Ａが用いられる冷却システムの放熱器に繋がるポンプに接続される。放熱器で凝縮されてポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２０が、供給部１６へと導かれ、供給部１６によって容器１１の外面１１ｄに沿って供給される。例えば、ポンプで送液される液相冷媒２０が分流され、分流された一部が供給部１２へと導かれて容器１１の内部１１ａに供給され、分流された別の一部が供給部１６へと導かれて容器１１の外面１１ｄに沿って供給される。供給部１６によって供給される液相冷媒２０は、容器１１の外面１１ｄに沿って、例えば、図２の例では、容器１１の上部から下部に向かって、流通される。流通される液相冷媒２０は、このように上部から下部に向かって流通される間に、容器１１の内部１１ａと熱交換され、温度が上昇していく。容器１１の外面１１ｄに沿って液相冷媒２０を流通させる供給部１６は、外面１１ｄと熱的に接続されていれば、必ずしも外面１１ｄに直接接触していることを要しない。例えば、容器１１の外面１１ｄと供給部１６との間には、熱伝導性の層が介在されてもよい。
【００２８】
排出部１７は、供給部１６によって容器１１の外面１１ｄに沿って供給、流通された液相冷媒２０を、蒸発器１０Ａの外部へ排出する。例えば、排出部１７は、蒸発器１０Ａが用いられる冷却システムの放熱器に接続される。容器１１の外面１１ｄに沿って流通された液相冷媒２０が、排出部１５を通じて排出され、放熱器へと送られる。例えば、容器１１の外面１１ｄに沿って流通された後に排出部１７を通じて排出される液相冷媒２０は、容器１１の内部１１ａから排出部１５を通じて排出される液相冷媒２０と合流され、放熱器へと送られる。
【００２９】
上記のような構成を有する蒸発器１０Ａでは、例えば、これが用いられる冷却システムの放熱器に繋がるポンプから送液される比較的低温の液相冷媒２０が、供給部１２から容器１１の内部１１ａに供給され、貯留部１４に貯留される。貯留部１４に貯留される液相冷媒２０は、その下層部に位置する吸熱部１３によって、冷却対象である電子装置等の発熱体で発生する熱を吸収する。供給部１２の出口１２ａが、吸熱部１３に達するか又はその近傍に位置することで、吸熱部１３には、放熱器からポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２０が継続的に供給される。吸熱部１３で吸熱した液相冷媒２０は、その熱で沸騰する。液相冷媒２０に熱を吸収されることで、外部の電子装置等の発熱体が冷却される。吸熱した液相冷媒２０の沸騰により、液相冷媒２０が蒸発（気化）し、気相冷媒２１が発生する。気相冷媒２１は、容器１１の内部１１ａの、貯留部１４内又は空間１１ｃ内に移動（流動又は拡散）する。
【００３０】
蒸発器１０Ａでは、放熱器からポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２０が、供給部１６によって、容器１１の外面１１ｄに沿って供給される。蒸発器１０Ａでは、このように供給部１６によって容器１１の外面１１ｄに沿って比較的低温の液相冷媒２０が供給されることで、容器１１の壁部（発熱体が熱的に接続される吸熱部１３に対応する部位を除く）が冷却される。これにより、吸熱部１３で吸熱した液相冷媒２０の沸騰によって発生し、容器１１の内面１１ｂ又はその付近に移動（流動又は拡散）した気相冷媒２１が、冷却されて凝縮される。この気相冷媒２１の冷却及びそれによる凝縮は、容器１１の、貯留部１４の液相冷媒２０中、及び内面１１ｂ又はその付近、及び空間１１ｃ内の内面１１ｂ又はその付近の、少なくともいずれかで起こる。気相冷媒２１が、液相冷媒２０中、及び内面１１ｂ又はその付近で冷却されて凝縮されると、その凝縮によって生成された液相冷媒２０が、貯留部１４の液相冷媒２０に混入し、貯留部１４に貯留される。気相冷媒２１が、空間１１ｃ内の内面１１ｂ又はその付近で冷却されて凝縮されると、その凝縮によって生成された液相冷媒２０が、貯留部１４に落下したり内面１１ｂに付着して流下したりして、貯留部１４の液相冷媒２０に混入し、貯留部１４に貯留される。
【００３１】
尚、蒸発器１０Ａでは、必ずしも、液相冷媒２０の吸熱によって発生する気相冷媒２１の全てが、蒸発器１０Ａ内で冷却されて凝縮されることを要しない。液相冷媒２０の吸熱によって発生する気相冷媒２１の一部が、蒸発器１０Ａ内で凝縮されずに残存する場合があってもよい。貯留部１４に貯留される液相冷媒２０中には、液相冷媒２０の吸熱によって発生する気相冷媒２１が含まれ得る。
【００３２】
発熱体からの吸熱で比較的高温となった貯留部１４の液相冷媒２０又は気相冷媒２１を含む液相冷媒２０は、その液面２０ａよりも下に入口１５ａが位置する排出部１５を通じて蒸発器１０Ａの外部へ排出される。排出部１５は、その入口１５ａが液相冷媒２０の液面２０ａよりも下に位置するため、空間１１ｃ内に存在し得る気相冷媒２１の外部への排出が抑えられる。供給部１６によって容器１１の外面１１ｄに沿って供給され、内部１１ａとの熱交換で比較的高温となった液相冷媒２０は、排出部１７を通じて蒸発器１０Ａの外部へ排出される。排出部１５及び排出部１７を通じて排出された液相冷媒２０は、例えば、冷却システムの放熱器へと送られる。そして、放熱器による放熱によって凝縮、低温化された液相冷媒２０が、ポンプによって再び蒸発器１０Ａの供給部１２及び供給部１６へと送られる。
【００３３】
このように蒸発器１０Ａでは、吸熱部１３で吸熱した液相冷媒２０の沸騰によって容器１１の内部１１ａで発生した気相冷媒２１が、供給部１６によって容器１１の外面１１ｄに沿って供給される液相冷媒２０を用いて凝縮される。即ち、蒸発器１０Ａは、外部の発熱体から発生する熱を液相冷媒２０で吸熱して発熱体を冷却する冷却機能と、その吸熱による液相冷媒２０の沸騰によって発生する気相冷媒２１を凝縮させて液相冷媒２０に戻す凝縮機能とを兼ね備えている。蒸発器１０Ａでは、その凝縮機能により、排出部１５から液相冷媒２０と共に多量の気相冷媒２１が排出されることが抑えられる。蒸発器１０Ａからの多量の気相冷媒２１の排出が抑えられるため、蒸発器１０Ａを用いる冷却システムにおいて、ポンプによる液相冷媒２０の安定な循環を行うことができる。蒸発器１０Ａでは、その凝縮機能によって気相冷媒２１の排出を抑えて液相冷媒２０の安定な循環を行うことができるため、液相冷媒２０の沸騰が生じ易い条件を用いることができ、それにより、蒸発器１０Ａの冷却能力を高めることができる。
【００３４】
図２に示すような蒸発器１０Ａによれば、液相冷媒２０の吸熱による気相冷媒２１の発生量は増やしつつ、外部への気相冷媒２１の排出量は抑えて、蒸発器１０Ａの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【００３５】
尚、蒸発器１０Ａでは、必ずしも、液相冷媒２０の吸熱によって発生する気相冷媒２１の全てが、蒸発器１０Ａ内で冷却されて凝縮されることを要しない。液相冷媒２０の吸熱によって発生する気相冷媒２１の全てが、蒸発器１０Ａ内で凝縮されない場合であっても、蒸発器１０Ａでは、その外部への気相冷媒２１の排出量が低減され、多量の気相冷媒２１の排出が抑えられ、安定なポンプ循環が実現される。
【００３６】
図３は第１の実施の形態に係る蒸発器の第２の例について説明する図である。図３には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
図３に示す蒸発器１０Ｂは、供給部１６によって容器１１の外面１１ｄに沿って供給される液相冷媒２０が、容器１１の下部から上部に向かって流通される点で、上記図２に示した蒸発器１０Ａと相違する。
【００３７】
容器１１の下部（貯留部１４の液相冷媒２０の下層部）には、液相冷媒２０が外部の発熱体から吸熱する吸熱部１３が設けられる。そのため、貯留部１４の液相冷媒２０は、吸熱部１３が設けられる下層部の方が、空間１１ｃ側の上層部に比べて、温度が上昇し易く、その沸騰が生じ易い。即ち、貯留部１４に貯留される液相冷媒２０の下層部で気相冷媒２１が発生し易い。
【００３８】
図３に示す蒸発器１０Ｂでは、容器１１の下部から上部に向かって、その外面１１ｄに沿って液相冷媒２０が流通される。液相冷媒２０は、このように下部から上部に向かって流通される間に、容器１１の内部１１ａと熱交換され、温度が上昇していく。そのため、蒸発器１０Ｂでは、気相冷媒２１が発生し易い、貯留部１４の液相冷媒２０の下層部に近い外面１１ｄほど、より低温の液相冷媒２０が流通される。これにより、蒸発器１０Ｂでは、吸熱部１３での吸熱によって発生する気相冷媒２１を素早く凝縮させ（例えば液相冷媒２０中で凝縮させ）、液相冷媒２０に戻すことが可能になる。
【００３９】
図３に示すような蒸発器１０Ｂによっても、液相冷媒２０の吸熱による気相冷媒２１の発生量は増やしつつ、外部への気相冷媒２１の排出量は抑えて、蒸発器１０Ｂの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
ここでは、上記のような構成を採用した蒸発器の例を、第２の実施の形態として説明する。
【００４１】
図４〜図６は第２の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図４には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。図５には、図４に示す蒸発器を下側から見た時の要部平面図を模式的に示している。図６（Ａ）には、図４に示す蒸発器の容器の外観図を模式的に示し、図６（Ｂ）には、図６（Ａ）のVI-VI断面図を模式的に示している。
【００４２】
図４に示す蒸発器１００Ａは、容器１１０と、容器１１０内に液相冷媒２００を供給する供給部１２０と、容器１１０内の液相冷媒２００が外部の発熱体３００から吸熱する吸熱部１３０と、液相冷媒２００が貯留される貯留部１４０とを含む。蒸発器１００Ａは更に、容器１１０の表面に沿って液相冷媒２００を供給する供給部１６０と、容器１１０内の液相冷媒２００及び供給部１６０によって容器１１０の表面に供給された液相冷媒２００を排出する排出部１５０とを含む。蒸発器１００Ａはまた、貯留部１４０に貯留される液相冷媒２００中に位置し吸熱部１３０を覆うように設けられたガイド１８０と、容器１１０に設けられた複数のフィン１９０とを含む。
【００４３】
容器１１０は、その内部１１０ａに一定量の液相冷媒２００及びその沸騰（又は蒸発）によって発生する気相冷媒２１０を貯留可能な空間を有する。容器１１０は、底板１１１と、底板１１１を覆うドーム型の本体１１２と、底板１１１と本体１１２との間に介在されてこれらを連結する連結部１１３とを有する。連結部１１３を介して連結された底板１１１と本体１１２とで囲まれた内部１１０ａに、液相冷媒２００及びその沸騰によって発生する気相冷媒２１０が貯留される。容器１１０の底板１１１及び本体１１２には、比較的高い熱伝導性を有する材料が用いられる。例えば、底板１１１及び本体１１２には、銅、アルミニウム、真鍮、ステンレス等の金属材料や合金材料が用いられる。このほか、底板１１１及び本体１１２には、グラファイト等のカーボン材料や、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミック材料が用いられてもよい。容器１１０の連結部１１３には、比較的低い熱伝導性を有する材料が用いられる。例えば、連結部１１３には、無機系又は有機系の断熱材料が用いられる。連結部１１３に断熱材料が用いられることで、蒸発器１００Ａの冷却対象である電子装置等の外部の発熱体３００から底板１１１に伝達される熱が、本体１１２に直接的に伝達されることが抑えられる。容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂには、図４及び図５に示すように、内部１１０ａに向かって突出する複数のフィン１９０が設けられる。
【００４４】
供給部１２０は、容器１１０の内部１１０ａに液相冷媒２００を供給する。例えば、供給部１２０は、蒸発器１００Ａが用いられる冷却システムの放熱器に繋がるポンプに接続される。放熱器で凝縮されてポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２００が、供給部１２０へと導かれ、供給部１２０から容器１１０の内部１１０ａに供給される。例えば、ポンプで送液される液相冷媒２００が分流され、分流された一部が供給部１２０へと導かれ、容器１１０の内部１１０ａに供給される。供給部１２０には、例えば、容器１１０の上部から下部に向かって延びる管が用いられる。供給部１２０は、吸熱部１３０を覆うガイド１８０を貫通するように設けられ、その出口１２０ａが、吸熱部１３０に達するか又は吸熱部１３０の近傍に位置するように、設けられる。液相冷媒２００は、図４に示すように、供給部１２０の出口１２０ａから、容器１１０の底板１１１とガイド１８０との間に供給され、ガイド１８０に誘導されて、図４及び図５に示すように、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かって移動（流動又は拡散）する。
【００４５】
吸熱部１３０は、供給部１２０によって供給された液相冷媒２００が外部の発熱体３００から主として吸熱する部位である。例えば、吸熱部１３０は、発熱体３００と熱的に接続され、発熱体３００から発生する熱が、吸熱部１３０で液相冷媒２００に吸収される。吸熱部１３０は、図４に示す容器１１０の下部の、貯留部１４０の液相冷媒２００の下層部であって、容器１１０の底板１１１とガイド１８０との間に設けられる。例えば、吸熱部１３０は、容器１１０の底板１１１に、内部１１０ａに向かって突出するように設けられた、複数のフィン１３０ａによって形成される。尚、容器１１０の底板１１１を、吸熱部１３０又はその一部としてもよい。
【００４６】
ガイド１８０は、供給部１２０によって吸熱部１３０又はその近傍に供給されて吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００及びその吸熱によって発生した気相冷媒２１０の、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かう移動を誘導する。ガイド１８０により、吸熱部１３０での吸熱によって発生した気相冷媒２１０が、本体１１２の内面１１０ｂ又はその付近に到達する前に、ガイド１８０よりも上の貯留部１４０の液相冷媒２００中に混入すること、排出部１５０から排出されることが抑えられる。ガイド１８０には、比較的低い熱伝導性を有する材料が用いられる。例えば、ガイド１８０には、無機系又は有機系の断熱材料が用いられる。ガイド１８０に断熱材料が用いられることで、ガイド１８０よりも下の吸熱部１３０の熱が、ガイド１８０よりも上の貯留部１４０の液相冷媒２００に伝達されることが抑えられる。
【００４７】
貯留部１４０は、吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００、及び吸熱部１３０で吸熱して蒸発した後に冷却されて凝縮された液相冷媒２００が貯留される部位である。貯留部１４０には、一定量の液相冷媒２００が貯留される。貯留部１４０に貯留される液相冷媒２００中には、吸熱部１３０での吸熱により発生した気相冷媒２１０が含まれ得る。図４に示す容器１１０の内部１１０ａにおいて、貯留部１４０の液相冷媒２００の液面２００ａよりも上には、吸熱した液相冷媒２００から発生する気相冷媒２１０を含むか又は真空の空間１１０ｃが存在する。この空間の体積は、蒸発器１００Ａが用いられる冷却システムの閉回路（密閉空間）内に減圧状態で液相冷媒２００が充填される際の、その量及び圧力に基づいて設定される。貯留部１４０には、設定された体積の空間１１０ｃが容器１１０の内部１１０ａに残るような一定量の液相冷媒２００が貯留される。
【００４８】
排出部１５０は、図４に示すように、貯留部１４０に貯留される液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００を、容器１１０の内部１１０ａからその外部へ排出する。例えば、排出部１５０は、蒸発器１００Ａが用いられる冷却システムの放熱器に接続される。蒸発器１００Ａで比較的高温となった液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００が、排出部１５０を通じて排出され、放熱器へと送られる。排出部１５０には、例えば、容器１１０の上部から、貯留部１４０の液相冷媒２００中に延びる管が用いられる。排出部１５０は、その入口１５０ａが、液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置するように、設けられる。
【００４９】
供給部１６０は、容器１１０の外面１１０ｄ（表面）に沿って液相冷媒２００を供給する。例えば、供給部１６０には、容器１１０の内部１１０ａに液相冷媒２００を供給する供給部１２０から容器１１０の手前（内部１１０ａへの導入前）で分流された液相冷媒２００が供給される。供給部１６０は、図４及び図６に示すように、液相冷媒２００が容器１１０の上部から下部に向かって流通される流路１６１と、液相冷媒２００が容器１１０の下部で折り返して上部に向かって流通される流路１６２とを有する。流路１６１は、容器１１０の外面１１０ｄ寄りに設けられたジャケット型の流路であり、容器１１０の手前の供給部１２０からの分流点からその周囲に分配される液相冷媒２００を外面１１０ｄに沿って流通させる。流路１６１から折り返す流路１６２は、流路１６１の外側に設けられたジャケット型の流路であり、流路１６１を流通された液相冷媒２００を流路１６１の外側に沿って流通させる。供給部１６０の内側の流路１６１は、外面１１０ｄと熱的に接続されていれば、必ずしも外面１１０ｄに直接接触していることを要しない。例えば、容器１１０の外面１１０ｄと供給部１６０の内側の流路１６１との間には、熱伝導性の層が介在されてもよい。
【００５０】
供給部１６０の流路１６２は、容器１１０の内部１１０ａから液相冷媒２００を排出する排出部１５０に接続される。流路１６２を流通された液相冷媒２００は、容器１１０の内部１１０ａから排出される液相冷媒２００と合流され、排出部１５０を通じて外部に排出される。
【００５１】
上記のような構成を有する蒸発器１００Ａ（図４）では、例えば、これが用いられる冷却システムの放熱器に繋がるポンプから送液される比較的低温の液相冷媒２００が、供給部１２０によって容器１１０の内部１１０ａに供給され、貯留部１４０に貯留される。貯留部１４０の液相冷媒２００は、その下層部に位置する吸熱部１３０によって、発熱体３００で発生する熱を吸収する。供給部１２０が、吸熱部１３０を覆うガイド１８０を貫通し、その出口１２０ａが、吸熱部１３０に達するか又はその近傍に位置することで、ガイド１８０の下の吸熱部１３０に対し、放熱器からポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２００が継続的に供給される。吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００は、その熱で沸騰する。液相冷媒２００に熱を吸収されることで、発熱体３００が冷却される。吸熱した液相冷媒２００の沸騰により、液相冷媒２００が蒸発し、気相冷媒２１０が発生する。気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、吸熱部１３０の上のガイド１８０で誘導され、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かって移動し、更に内面１１０ｂに沿って上方に向かって移動する。
【００５２】
蒸発器１００Ａでは、放熱器からポンプで送液される比較的低温の液相冷媒２００が、供給部１６０によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給され、容器１１０の上部から下部へ、更に折り返して下部から上部へと流通される。蒸発器１００Ａでは、このように供給部１６０（その流路１６１及び流路１６２、特に内側の流路１６１）によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って比較的低温の液相冷媒２００が供給されることで、容器１１０の本体１１２が冷却される。これにより、吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００の沸騰によって発生して容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂ（貯留部１４０の液相冷媒２００の内外の内面１１０ｂ）又はその付近に移動した気相冷媒２１０が、冷却されて凝縮される。蒸発器１００Ａでは、本体１１２の内面１１０ｂにフィン１９０が設けられて表面積が増大されていることで、このような気相冷媒２１０の冷却及びそれによる凝縮が促進される。この気相冷媒２１０の冷却及びそれによる凝縮は、容器１１０の、貯留部１４０の液相冷媒２００中、及び内面１１０ｂ又はその付近、及び空間１１０ｃ内の内面１１０ｂ又はその付近の、少なくともいずれかで起こる。気相冷媒２１０が、液相冷媒２００中、及び内面１１０ｂ又はその付近で冷却されて凝縮されると、その凝縮によって生成された液相冷媒２００が、貯留部１４０の液相冷媒２００に混入し、貯留部１４０に貯留される。気相冷媒２１０が、空間１１０ｃ内の内面１１０ｂ又はその付近で冷却されて凝縮されると、その凝縮によって生成された液相冷媒２００が、貯留部１４０に落下したり内面１１０ｂに付着して流下したりして、貯留部１４０の液相冷媒２００に混入し、貯留部１４０に貯留される。
【００５３】
尚、蒸発器１００Ａでは、必ずしも、液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ａ内で冷却されて凝縮されることを要しない。液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の一部が、蒸発器１００Ａ内で凝縮されずに残存する場合があってもよい。貯留部１４０に貯留される液相冷媒２００中には、液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０が含まれ得る。
【００５４】
発熱体３００からの吸熱で比較的高温となった貯留部１４０の液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００は、その液面２００ａよりも下に入口１５０ａが位置する排出部１５０を通じて蒸発器１００Ａの外部へ排出される。排出部１５０は、その入口１５０ａが液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置するため、空間１１０ｃ内に存在し得る気相冷媒２１０の排出が抑えられる。供給部１６０によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給され、内部１１０ａとの熱交換で比較的高温となった液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて排出される液相冷媒２００と合流され、蒸発器１００Ａの外部へ排出される。排出部１５０を通じて排出された液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００は、冷却システムの放熱器へと送られる。そして、放熱器による放熱によって凝縮、低温化された液相冷媒２００が、ポンプによって再び蒸発器１００Ａの供給部１２０及び供給部１６０へと送られる。
【００５５】
このように蒸発器１００Ａでは、吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００の沸騰によって容器１１０の内部１１０ａで発生した気相冷媒２１０が、供給部１６０によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給される液相冷媒２００を用いて凝縮される。即ち、蒸発器１００Ａは、外部の発熱体３００から発生する熱を液相冷媒２００で吸熱して発熱体３００を冷却する冷却機能と、その吸熱による液相冷媒２００の沸騰によって発生する気相冷媒２１０を凝縮させて液相冷媒２００に戻す凝縮機能とを兼ね備えている。蒸発器１００Ａでは、その凝縮機能により、排出部１５０から液相冷媒２００と共に多量の気相冷媒２１０が排出されることが抑えられる。蒸発器１００Ａからの多量の気相冷媒２１０の排出が抑えられるため、蒸発器１００Ａを用いる冷却システムにおいて、ポンプによる液相冷媒２００の安定な循環を行うことができる。蒸発器１００Ａでは、その凝縮機能によって気相冷媒２１０の排出を抑えて液相冷媒２００の安定な循環を行うことができるため、液相冷媒２００の沸騰が生じ易い条件を用いることができ、それにより、蒸発器１００Ａの冷却能力を高めることができる。
【００５６】
蒸発器１００Ａによれば、液相冷媒２００の吸熱による気相冷媒２１０の発生量は増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量は抑えて、蒸発器１００Ａの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。更に、蒸発器１００Ａが用いられる冷却システムにおいて、例えば、蒸発器１００Ａから放熱器に繋がる配管が細い場合には、そのような配管への気相冷媒２１０の排出が抑えられることで、スチームハンマ等による配管へのダメージを抑えることができる。
【００５７】
尚、蒸発器１００Ａでは、必ずしも、液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ａ内で冷却されて凝縮されることを要しない。液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ａ内で凝縮されない場合であっても、蒸発器１００Ａでは、その外部への気相冷媒２１０の排出量が低減され、多量の気相冷媒２１０の排出が抑えられ、安定なポンプ循環が実現される。
【００５８】
ところで、上記のような蒸発器１００Ａが用いられる冷却システムは密閉構造とされ、減圧状態で液相冷媒２００が充填される。このような冷却システムでは、液相冷媒２００の蒸発により発生する気相冷媒２１０を含むか又は真空に近い空間は一定容積である。そこで、蒸発器１００Ａの容器１１０を、気相冷媒２１０への相変化時の体積膨張を考慮して上記一定容積の２倍超の容積であって、且つ、蒸発器１００Ａを任意の設置姿勢にしても排出部１５０の入口１５０ａを覆える程度の液相冷媒２００が貯留される容積に設定する。このようにすることで、蒸発器１００Ａの設置姿勢によらず、排出部１５０の入口１５０ａが常に液相冷媒２００中に没している状態を得ることができ、それにより、排出部１５０から気相冷媒２１０が排出されることを抑えることができる。
【００５９】
図７及び図８は第２の実施の形態に係る蒸発器の設置姿勢を変えた例について説明する図である。図７及び図８にはそれぞれ、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００６０】
図７は、上記図４に示した蒸発器１００Ａを、天地逆さまに設置した時の例である。この例では、ガイド１８０よりも上に出口１２０ａが位置する供給部１２０によって、液相冷媒２００が吸熱部１３０又はその付近に供給される。ガイド１８０の上方の吸熱部１３０による発熱体３００からの吸熱で発生した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、ガイド１８０と容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂとの間から流出する。容器１１０の本体１１２は、供給部１６０で外面１１０ｄに沿って流通される液相冷媒２００によって冷却され、それにより、内面１１０ｂ又はその付近の気相冷媒２１０或いは液相冷媒２００中の気相冷媒２１０が、凝縮される。容器１１０の内部１１０ａの液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００、及び外面１１０ｄに沿って流通された液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ａの外部に排出される。蒸発器１００Ａは、その容器１１０を上記のような所定の容積に設定することで、例えば、この図７に示すように、天地逆さまに設置することもできる。容器１１０を所定の容積に設定することで、このように蒸発器１００Ａを天地逆さまに設置しても、排出部１５０の入口１５０ａは、液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置するため、排出部１５０からの気相冷媒２１０の排出が抑えられる。
【００６１】
また、図８は、上記図４に示した蒸発器１００Ａを、横向きに設置した時の例である。この例では、ガイド１８０よりも吸熱部１３０側に出口１２０ａが位置する供給部１２０によって、液相冷媒２００が吸熱部１３０又はその付近に供給される。ガイド１８０の側方の吸熱部１３０による発熱体３００からの吸熱で発生した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、ガイド１８０と容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂとの間から流出する。容器１１０の本体１１２は、供給部１６０で外面１１０ｄに沿って流通される液相冷媒２００によって冷却され、それにより、内面１１０ｂ又はその付近の気相冷媒２１０或いは液相冷媒２００中の気相冷媒２１０が、凝縮される。容器１１０の内部１１０ａの液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００、及び外面１１０ｄに沿って流通された液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ａの外部に排出される。蒸発器１００Ａは、その容器１１０を上記のような所定の容積に設定することで、例えば、この図８に示すように、横向きに設置することもできる。容器１１０を所定の容積に設定することで、このように蒸発器１００Ａを横向きに設置しても、排出部１５０の入口１５０ａは、液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置するため、排出部１５０からの気相冷媒２１０の排出が抑えられる。
【００６２】
このように蒸発器１００Ａでは、任意の設置姿勢において、排出部１５０の入口１５０ａを液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置させ、排出部１５０からの気相冷媒２１０の排出を抑えることができる。これにより、気相冷媒２１０の排出を抑えて液相冷媒２００の安定な循環を行うことができ、また、液相冷媒２００の沸騰が生じ易い条件を用いて冷却能力を高めることができる。更に、蒸発器１００Ａに接続される配管が細い場合でも、そのような配管への気相冷媒２１０の排出を抑え、スチームハンマ等による配管へのダメージを抑えることができる。
【００６３】
以上の説明では、蒸発器１００Ａの容器１１０の外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を供給する供給部１６０として、容器１１０を覆う、外面１１０ｄ寄りのジャケット型の流路１６１と、その外側のジャケット型の流路１６２とを有する構造のものを示した。供給部１６０の構造は、このようなものには限定されない。
【００６４】
図９は第２の実施の形態に係る蒸発器の変形例について説明する図である。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）にはそれぞれ、蒸発器の容器及びその外面に設けられる供給部の一例の外観図を模式的に示している。
【００６５】
蒸発器１００Ａには、その容器１１０の外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を供給する供給部として、例えば、図９（Ａ）に示すような、複数の折り返し型の配管１６３を有する供給部１６０Ａが設けられてもよい。例えば、容器１１０の内部１１０ａに通じる供給部１２０の液相冷媒２００が、調整器１６４で複数の配管１６３へ分流されて供給され、複数の配管１６３の戻りの液相冷媒２００が、調整器１６４で合流され、排出部１５０の液相冷媒２００に合流されて排出される。このような配管１６３によっても、これを流通される液相冷媒２００により、容器１１０の外面１１０ｄが冷却され、それによって内部１１０ａが冷却されて、気相冷媒２１０が凝縮される。
【００６６】
また、蒸発器１００Ａには、その容器１１０の外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を供給する供給部として、例えば、図９（Ｂ）に示すような、容器１１０に巻回されたらせん状の配管１６５を有する供給部１６０Ｂが設けられてもよい。例えば、容器１１０の内部１１０ａに通じる供給部１２０の液相冷媒２００が、調整器１６６で配管１６５へ分流されて供給され、配管１６５の戻りの液相冷媒２００が、調整器１６６で排出部１５０の液相冷媒２００に合流されて排出される。このような配管１６５によっても、これを流通される液相冷媒２００により、容器１１０の外面１１０ｄが冷却され、それによって内部１１０ａが冷却されて、気相冷媒２１０が凝縮される。
【００６７】
［第３の実施の形態］
図１０は第３の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１０には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００６８】
図１０に示す蒸発器１００Ｂは、吸熱部１３０を覆い且つ容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに沿って供給部１２０及び排出部１５０の付近まで延長されたガイド１８０Ｂを有する。蒸発器１００Ｂは更に、供給部１２０及び排出部１５０の、容器１１０の内部１１０ａであって貯留部１４０の液相冷媒２００の液面２００ａ又はそれよりも上に位置するように設けられたバリア１８１Ｂを有する。蒸発器１００Ｂは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａ（図４〜図８）と相違する。
【００６９】
ガイド１８０Ｂの、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに沿って供給部１２０及び排出部１５０の付近まで延長された部分は、内面１１０ｂから突出するフィン１９０の内側に設けられる。ガイド１８０Ｂは、供給部１２０によって吸熱部１３０又はその近傍に供給されて吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００及びその吸熱によって発生した気相冷媒２１０の、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かう移動、内面１１０ｂに沿った移動を誘導する。ガイド１８０Ｂにより、吸熱部１３０での吸熱によって発生した気相冷媒２１０が、本体１１２の内面１１０ｂ又はその付近に到達する前に、ガイド１８０Ｂの内側の貯留部１４０の液相冷媒２００中に混入すること、排出部１５０から排出されることが抑えられる。ガイド１８０Ｂには、比較的低い熱伝導性を有する材料、例えば、無機系又は有機系の断熱材料が用いられる。断熱材料が用いられることで、ガイド１８０Ｂの内側と外側との間の熱交換が抑えられる。
【００７０】
蒸発器１００Ｂでは、ガイド１８０Ｂの吸熱部１３０を覆う部分よりも下に出口１２０ａが位置する供給部１２０によって、液相冷媒２００が吸熱部１３０又はその付近に供給される。吸熱部１３０による発熱体３００からの吸熱で発生した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、ガイド１８０Ｂの吸熱部１３０を覆う部分で誘導され、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かって移動する。容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かって移動した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は更に、本体１１２の内面１１０ｂとガイド１８０Ｂとの間を、供給部１２０及び排出部１５０の付近まで移動する。
【００７１】
容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂ又はその付近に移動した気相冷媒２１０、本体１１２の内面１１０ｂとガイド１８０Ｂとの間を移動する気相冷媒２１０が、供給部１６０で外面１１０ｄに沿って流通される液相冷媒２００によって冷却されて凝縮される。気相冷媒２１０が凝縮された液相冷媒２００、又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００は、ガイド１８０Ｂの、供給部１２０及び排出部１５０の付近に設けられた開口１８０Ｂａから、空間１１０ｃ、貯留部１４０へと流下する。貯留部１４０の液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００、及び外面１１０ｄに沿って流通された液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ｂの外部に排出される。
【００７２】
バリア１８１Ｂは、ガイド１８０Ｂの開口１８０Ｂａから流下する液相冷媒２００の、流れ込む先に設けられる。ガイド１８０Ｂの開口１８０Ｂａから流下する液相冷媒２００に含まれる気相冷媒２１０の混入、空間１１０ｃへの気相冷媒２１０の混入、流下時の貯留部１４０の液相冷媒２００の波打ちに伴う気相冷媒２１０の混入が、バリア１８１Ｂによって抑えられる。
【００７３】
このように蒸発器１００Ｂでは、吸熱部１３０で吸熱した液相冷媒２００の沸騰によって発生した気相冷媒２１０が、ガイド１８０Ｂにより、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに沿って移動される。気相冷媒２１０は、このように容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに沿って移動されることで、供給部１６０によって容器１１０の本体１１２の外面１１０ｄに沿って供給される液相冷媒２００を用いて、効果的に冷却されて凝縮される。
【００７４】
蒸発器１００Ｂによっても、吸熱による気相冷媒２１０の発生量を増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量を抑えることができる。これにより、蒸発器１００Ｂの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【００７５】
尚、蒸発器１００Ｂでは、必ずしも、液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ｂ内で冷却されて凝縮されることを要しない。液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ｂ内で凝縮されない場合であっても、蒸発器１００Ｂでは、その外部への気相冷媒２１０の排出量が低減され、安定なポンプ循環が実現される。
【００７６】
また、蒸発器１００Ｂでも、その容器１１０を所定の容積に設定することで、任意の設置姿勢とすることができる。
図１１及び図１２は第３の実施の形態に係る蒸発器の設置姿勢を変えた例について説明する図である。図１１及び図１２にはそれぞれ、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００７７】
図１１は、上記図１０に示した蒸発器１００Ｂを、天地逆さまに設置した時の例である。この例では、ガイド１８０Ｂよりも上に出口１２０ａが位置する供給部１２０によって、液相冷媒２００が吸熱部１３０又はその付近に供給される。吸熱部１３０による発熱体３００からの吸熱で発生した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、ガイド１８０Ｂに誘導され、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かって、更に内面１１０ｂに沿って移動し、開口１８０Ｂａから流出する。容器１１０の本体１１２は、供給部１６０で外面１１０ｄに沿って流通される液相冷媒２００によって冷却され、それにより、内面１１０ｂ又はその付近の気相冷媒２１０、内面１１０ｂに沿って移動する気相冷媒２１０が、凝縮される。容器１１０の内部１１０ａの液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００、及び外面１１０ｄに沿って流通された液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ｂの外部に排出される。蒸発器１００Ｂは、その容器１１０を所定の容積に設定することで、例えば、この図１１に示すように、天地逆さまに設置することもできる。容器１１０を所定の容積に設定することで、蒸発器１００Ｂを天地逆さまに設置しても、排出部１５０の入口１５０ａは、液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置し、排出部１５０からの気相冷媒２１０の排出が抑えられる。
【００７８】
また、図１２は、上記図１０に示した蒸発器１００Ｂを、横向きに設置した時の例である。この例では、ガイド１８０Ｂよりも吸熱部１３０側に出口１２０ａが位置する供給部１２０によって、液相冷媒２００が吸熱部１３０又はその付近に供給される。吸熱部１３０による発熱体３００からの吸熱で発生した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、ガイド１８０Ｂに誘導され、容器１１０の本体１１２の内面１１０ｂに向かって、更に内面１１０ｂに沿って移動し、開口１８０Ｂａから流出する。容器１１０の本体１１２は、供給部１６０で外面１１０ｄに沿って流通される液相冷媒２００によって冷却され、それにより、内面１１０ｂ又はその付近の気相冷媒２１０、内面１１０ｂに沿って移動する気相冷媒２１０が、凝縮される。容器１１０の内部１１０ａの液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００、及び外面１１０ｄに沿って流通された液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ｂの外部に排出される。蒸発器１００Ｂは、その容器１１０を所定の容積に設定することで、例えば、この図１２に示すように、横向きに設置することもできる。容器１１０を所定の容積に設定することで、蒸発器１００Ｂを横向きに設置しても、排出部１５０の入口１５０ａは、液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置し、排出部１５０からの気相冷媒２１０の排出が抑えられる。
【００７９】
［第４の実施の形態］
図１３は第４の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１３には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００８０】
図１３に示す蒸発器１００Ｃは、底板１１１と、底板１１１を覆う本体１１２と、本体１１２の内側に設けられた副本体１１４と、底板１１１と本体１１２及び副本体１１４との間に介在されてこれらを連結する連結部１１３とを有する容器１１０Ｃを含む。本体１１２と副本体１１４との間には、それらに沿って液相冷媒２００が流通される流路１６７が設けられ、この流路１６７が、容器１１０Ｃの表面に沿って液相冷媒２００を供給する供給部１６０（又はその一部）として機能する。流路１６７には、例えば、供給部１２０によって容器１１０Ｃの内部１１０ａに供給される液相冷媒２００が分流されて供給される。容器１１０Ｃの副本体１１４には、これを貫通し、流路１６７と連通する複数の孔１１４ａが設けられる。容器１１０の上部から下部に向かって流路１６７を流通される液相冷媒２００は、容器１１０Ｃの副本体１１４に設けられた複数の孔１１４ａから、容器１１０Ｃの内部１１０ａに導入される。容器１１０Ｃの副本体１１４には、流路１６７を流通される液相冷媒２００と容器１１０Ｃの内部１１０ａとの熱交換を抑えるため、断熱材料が用いられることが好ましい。尚、蒸発器１００Ｃでは、上記のようなフィン１９０は設けられない。蒸発器１００Ｃは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａ（図４〜図８）と相違する。
【００８１】
蒸発器１００Ｃでは、ガイド１８０よりも下に出口１２０ａが位置する供給部１２０によって、液相冷媒２００が吸熱部１３０又はその付近に供給される。吸熱部１３０による発熱体３００からの吸熱で発生した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は、容器１１０Ｃ（その副本体１１４）の内面１１０ｂに向かって移動する。容器１１０Ｃの内面１１０ｂに向かって移動した気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００は更に、副本体１１４に沿って上方に向かって移動する。
【００８２】
容器１１０Ｃの内部１１０ａには、流路１６７を流通される液相冷媒２００が、副本体１１４の孔１１４ａから導入される。例えば、流路１６７を流通される液相冷媒２００が、副本体１１４の孔１１４ａから内部１１０ａに噴出される。副本体１１４の孔１１４ａから導入される液相冷媒２００により、内部１１０ａ（空間１１０ｃ内及び貯留部１４０内）の気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００が冷却され、気相冷媒２１０が凝縮される。流路１６７には、例えば、蒸発器１００Ｃが用いられる冷却システムの放熱器に繋がるポンプから送液される比較的低温の液相冷媒２００が、供給部１２０から分流されて供給される。このような比較的低温の液相冷媒２００が、容器１１０Ｃの副本体１１４の孔１１４ａを通じて内部１１０ａに直接導入されることで、内部１１０ａの気相冷媒２１０及びそれを含む液相冷媒２００が急激に冷却され、気相冷媒２１０が効果的に凝縮される。凝縮によって生成された液相冷媒２００は、貯留部１４０に貯留される。貯留部１４０の液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ｃの外部に排出される。
【００８３】
蒸発器１００Ｃによっても、吸熱による気相冷媒２１０の発生量を増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量を抑えることができる。これにより、蒸発器１００Ｃの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【００８４】
尚、蒸発器１００Ｃでは、必ずしも、液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ｃ内で冷却されて凝縮されることを要しない。液相冷媒２００の吸熱によって発生する気相冷媒２１０の全てが、蒸発器１００Ｃ内で凝縮されない場合であっても、蒸発器１００Ｃでは、その外部への気相冷媒２１０の排出量が低減され、安定なポンプ循環が実現される。
【００８５】
また、蒸発器１００Ｃでは、上記蒸発器１００Ａ等について述べたのと同様に、容器１１０Ｃを所定の容積に設定することで、任意の設置姿勢で排出部１５０の入口１５０ａを液相冷媒２００の液面２００ａよりも下に位置させることができる。これにより、任意の設置姿勢とした蒸発器１００Ｃにおいて、排出部１５０からの気相冷媒２１０の排出を抑えることができる。
【００８６】
［第５の実施の形態］
図１４は第５の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１４には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００８７】
図１４に示す蒸発器１００Ｄは、容器１１０の外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を供給する供給部１６０の外側に、それと熱的に接続されるように設けられた複数のフィン１９１を有する。蒸発器１００Ｄは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａ（図４〜図８）と相違する。
【００８８】
供給部１６０に供給される液相冷媒２００は、容器１１０の上部から下部に向かって内側の流路１６１を流通される間に、内部１１０ａとの熱交換によって温度が上昇していく。内側の流路１６１を流通された液相冷媒２００は、折り返して容器１１０の下部から上部に向かって外側の流路１６２を流通される間に、内部１１０ａや内側の流路１６１との熱交換によって更に温度が上昇していく。蒸発器１００Ｄのように、供給部１６０の外側に、それと熱的に接続される複数のフィン１９１が設けられることで、供給部１６０の表面積が増加され、供給部１６０からの放熱効率が高められる。これにより、供給部１６０を流通される液相冷媒２００の温度上昇が抑えられ、例えば、排出部１５０を通じて冷却システムの放熱器に送られる液相冷媒２００の温度を低下させ、放熱器での放熱効率が高められる。また、供給部１６０を流通される液相冷媒２００の沸騰及びそれによる気相冷媒２１０の発生が抑えられる。
【００８９】
蒸発器１００Ｄによっても、吸熱による気相冷媒２１０の発生量を増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量を抑えることができる。これにより、蒸発器１００Ｄの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【００９０】
尚、この蒸発器１００Ｄのように、供給部１６０の外側にそれと熱的に接続される複数のフィン１９１を設ける手法は、上記第３の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｂ（図１０〜図１２）にも同様に適用することができる。また、このように複数のフィン１９１を設ける手法は、上記第４の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｃ（図１３）の容器１１０の本体１１２に対しても同様に適用することができる。
【００９１】
［第６の実施の形態］
図１５は第６の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１５には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００９２】
図１５に示す蒸発器１００Ｅは、内側の流路１６１と外側の流路１６２とを有しそれらの間に断熱層１６８が介在された供給部１６０Ｅを含む。蒸発器１００Ｅは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａ（図４〜図８）と相違する。
【００９３】
供給部１６０Ｅに供給される液相冷媒２００は、容器１１０の上部から下部に向かって内側の流路１６１を流通される間に、内部１１０ａとの熱交換によって温度が上昇していく。内側の流路１６１を流通された液相冷媒２００は、折り返して容器１１０の下部から上部に向かって外側の流路１６２を流通される間に、内部１１０ａや内側の流路１６１との熱交換によって更に温度が上昇していく。蒸発器１００Ｅのように、内側の流路１６１と外側の流路１６２との間に断熱層１６８が介在されることで、外側の流路１６２と内側の流路１６１との熱交換、外側の流路１６２と内部１１０ａとの熱交換が抑えられる。これにより、外側の流路１６２を流通される液相冷媒２００の温度上昇が抑えられ、それによって内側の流路１６１を流通される液相冷媒２００の温度上昇が抑えられ、このようにして温度上昇が抑えられる液相冷媒２００が外側の流路１６２に流れ込むようになる。蒸発器１００Ｅによれば、供給部１６０Ｅを流通される液相冷媒２００の温度上昇が抑えられる。蒸発器１００Ｅでは、例えば、排出部１５０を通じて冷却システムの放熱器に送られる液相冷媒２００の温度を低下させ、放熱器での放熱効率が高められる。また、蒸発器１００Ｅでは、供給部１６０Ｅを流通される液相冷媒２００の沸騰及びそれによる気相冷媒２１０の発生が効果的に抑えられる。
【００９４】
蒸発器１００Ｅによっても、吸熱による気相冷媒２１０の発生量を増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量を抑えることができる。これにより、蒸発器１００Ｅの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【００９５】
尚、この蒸発器１００Ｅのように、供給部１６０Ｅの内側の流路１６１と外側の流路１６２との間に断熱層１６８を介在させる手法は、上記第３の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｂ（図１０〜図１２）にも同様に適用することができる。また、このように内側の流路１６１と外側の流路１６２との間に断熱層１６８を介在させる手法は、上記第５の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｄ（図１４）にも同様に適用することができる。
【００９６】
［第７の実施の形態］
図１６は第７の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１６には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００９７】
図１６に示す蒸発器１００Ｆでは、容器１１０の外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を供給する供給部１６０の入口１６０ｂが、容器１１０の内部１１０ａに液相冷媒２００を供給する供給部１２０の入口１２０ｂとは分離されて設けられる。蒸発器１００Ｆでは更に、容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給された液相冷媒２００を排出する排出部１７０の出口１７０ｂが、容器１１０の内部１１０ａの液相冷媒２００を排出する排出部１５０の出口１５０ｂとは分離されて設けられる。蒸発器１００Ｆは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａ（図４〜図８）と相違する。
【００９８】
蒸発器１００Ｆでは、例えば、供給部１６０の入口１６０ｂと供給部１２０の入口１２０ｂとに、冷却システムの放熱器に繋がるポンプから延びる２本の配管、又はポンプから延びる１本の配管から分岐された２本の配管が、それぞれ接続される。また、蒸発器１００Ｆでは、例えば、排出部１７０の出口１７０ｂと排出部１５０の出口１５０ｂとにそれぞれ配管が接続され、その２本の配管がそれぞれ放熱器まで延びて接続され、又は放熱器の手前で１本の配管に連結されて放熱器に接続される。
【００９９】
容器１１０の外面１１０ｄ及び内部１１０ａに液相冷媒２００を供給することができ、容器１１０の外面１１０ｄ及び内部１１０ａから液相冷媒２００を排出することができれば、液相冷媒の出入口、分流点、合流点の構成は限定されない。
【０１００】
尚、この蒸発器１００Ｆのように、供給部１２０，１６０の入口１２０ｂ，１６０ｂ、排出部１５０，１７０の出口１５０ｂ，１７０ｂを設ける手法は、上記第３の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｂ（図１０〜図１２）にも同様に適用することができる。また、このような手法は、上記第５及び第６の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｄ（図１４）及び蒸発器１００Ｅ（図１５）にも同様に適用することができる。
【０１０１】
［第８の実施の形態］
図１７は第８の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１７には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１０２】
図１７に示す蒸発器１００Ｇでは、容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給される液相冷媒２００が、容器１１０の下部から上部に向かって内側の流路１６１を流通され、折り返して上部から下部に向かって外側の流路１６２を流通される。流路１６２を流通された液相冷媒２００は、排出部１７０から排出される。蒸発器１００Ｇは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａと相違する。
【０１０３】
容器１１０の下部（貯留部１４０の液相冷媒２００の下層部）には、液相冷媒２００が外部の発熱体３００から吸熱する吸熱部１３０が設けられる。そのため、貯留部１４０の液相冷媒２００は、吸熱部１３０が設けられる下層部の方が、空間１１０ｃ側の上層部に比べて、温度が上昇し易く、その沸騰が生じ易い。即ち、貯留部１４０に貯留される液相冷媒２００の下層部で気相冷媒２１０が発生し易い。
【０１０４】
蒸発器１００Ｇでは、供給部１６０の内側の流路１６１に、容器１１０の下部から上部に向かって外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００が流通される。液相冷媒２００は、このように下部から上部に向かって流通される間に、内部１１０ａと熱交換され、温度が上昇していく。そのため、蒸発器１００Ｇでは、気相冷媒２１０が発生し易い、貯留部１４０の液相冷媒２００の下層部に近い外面１１０ｄほど、より低温の液相冷媒２００が流通される。これにより、蒸発器１００Ｇでは、吸熱部１３０での吸熱によって発生する気相冷媒２１０を素早く凝縮させ（例えば液相冷媒２００中で凝縮させ）、液相冷媒２００に戻すことができる。
【０１０５】
蒸発器１００Ｇによっても、吸熱による気相冷媒２１０の発生量を増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量を抑えることができる。これにより、蒸発器１００Ｇの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【０１０６】
尚、この蒸発器１００Ｇのように、容器１１０の下部から上部に向かって外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を流通させる手法は、上記第３の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｂ（図１０〜図１２）にも同様に適用することができる。また、このような手法は、上記第５及び第６の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｄ（図１４）及び蒸発器１００Ｅ（図１５）にも同様に適用することができる。
【０１０７】
［第９の実施の形態］
図１８は第９の実施の形態に係る蒸発器の一例について説明する図である。図１８には、蒸発器の一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１０８】
図１８に示す蒸発器１００Ｈでは、容器１１０の外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を供給する供給部１６０の入口１６０ｂが、容器１１０の下部に設けられ、その液相冷媒２００を排出する排出部１７０の出口１７０ｂが、容器１１０の上部に設けられる。蒸発器１００Ｈでは、液相冷媒２００が容器１１０の下部から供給されて上部に向かって流通され、容器１１０の上部から排出される。蒸発器１００Ｈは、このような点で、上記第２の実施の形態で述べた蒸発器１００Ａと相違する。
【０１０９】
容器１１０の下部（貯留部１４０の液相冷媒２００の下層部）には、液相冷媒２００が外部の発熱体３００から吸熱する吸熱部１３０が設けられる。そのため、貯留部１４０の液相冷媒２００は、吸熱部１３０が設けられる下層部の方が、空間１１０ｃ側の上層部に比べて、温度が上昇し易く、その沸騰が生じ易い。即ち、貯留部１４０に貯留される液相冷媒２００の下層部で気相冷媒２１０が発生し易い。
【０１１０】
蒸発器１００Ｈでは、供給部１６０により、容器１１０の下部から上部に向かって外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００が流通される。液相冷媒２００は、このように下部から上部に向かって流通される間に、内部１１０ａと熱交換され、温度が上昇していく。そのため、蒸発器１００Ｈでは、気相冷媒２１０が発生し易い、貯留部１４０の液相冷媒２００の下層部に近い外面１１０ｄほど、より低温の液相冷媒２００が流通される。これにより、蒸発器１００Ｈでは、吸熱部１３０での吸熱によって発生する気相冷媒２１０を素早く凝縮させ（例えば液相冷媒２００中で凝縮させ）、液相冷媒２００に戻すことができる。
【０１１１】
更に、蒸発器１００Ｈでは、容器１１０の下部から上部に向かって外面１１０ｄに沿って流通された液相冷媒２００が、折り返されず、そのまま容器１１０の上部から排出部１７０を通じて排出される。そのため、容器１１０の下部から上部に向かって流通される間の内部１１０ａとの熱交換で温度が上昇した液相冷媒２００が、後から流通されてくる後続の液相冷媒２００の温度上昇に関与することがない。容器１１０の下部から上部に向かって外面１１０ｄに沿って流通される液相冷媒２００により、容器１１０の内部を冷却し、気相冷媒２１０を効率的に凝縮させることができる。
【０１１２】
蒸発器１００Ｈによっても、吸熱による気相冷媒２１０の発生量を増やしつつ、外部への気相冷媒２１０の排出量を抑えることができる。これにより、蒸発器１００Ｈの高い冷却能力を実現しつつ、安定なポンプ循環を実現することができる。
【０１１３】
尚、この蒸発器１００Ｈのように、容器１１０の下部から上部に向かって外面１１０ｄに沿って液相冷媒２００を流通させる手法は、上記第３の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｂ（図１０〜図１２）にも同様に適用することができる。また、このような手法は、上記第５及び第６の実施の形態で述べた蒸発器１００Ｄ（図１４）及び蒸発器１００Ｅ（図１５）にも同様に適用することができる。
【０１１４】
［第１０の実施の形態］
上記第１〜第９の実施の形態で述べた蒸発器１０Ａ，１０Ｂ，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ等は、冷却システムに用いることができる。
【０１１５】
図１９は第１０の実施の形態に係る冷却システムの一例について説明する図である。
図１９には一例として、上記第２の実施の形態で述べたような蒸発器１００Ａを用いた冷却システム１０００を示している。図１９に示す冷却システム１０００は、蒸発器１００Ａ、放熱器４００及びポンプ５００を備える。蒸発器１００Ａと放熱器４００とは、配管６１０で接続される。放熱器４００とポンプ５００とは、配管６２０で接続される。ポンプ５００と蒸発器１００Ａとは、配管６３０で接続される。蒸発器１００Ａ、放熱器４００及びポンプ５００、並びに配管６１０、配管６２０及び配管６３０によって、冷却システム１０００の閉回路が形成されている。このような冷却システム１０００の閉回路内に、減圧状態で液相冷媒２００が充填される。
【０１１６】
蒸発器１００Ａは、冷却システム１０００の冷却対象である電子装置等の外部の発熱体３００と、直接又は間接に熱的に接続される。蒸発器１００Ａは、発熱体３００から伝達される熱を、内部の液相冷媒２００の沸騰現象を利用して吸熱し、それによって発熱体３００を冷却する。放熱器４００は、配管６１０を通じて、蒸発器１００Ａから排出される液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００を取り込む。放熱器４００は、取り込んだ液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００の熱を、外気を利用して外部へ放熱し、液相冷媒２００の温度低下を行い、気相冷媒２１０を含む場合はその凝縮と液相冷媒２００の温度低下を行う。ポンプ５００は、放熱器４００で凝縮、低温化された液相冷媒２００を、配管６２０を通じて取り込み、配管６３０を通じて蒸発器１００Ａへ送る。蒸発器１００Ａは、ポンプ５００から配管６３０を通じて送られる液相冷媒２００を用いて、発熱体３００からの吸熱（発熱体３００の冷却）を行う。冷却システム１０００は、このように液相冷媒２００の沸騰現象を利用する循環型冷却システムの一例である。
【０１１７】
蒸発器１００Ａでは、上記のように、放熱器４００に繋がるポンプ５００から送液される比較的低温の液相冷媒２００が、供給部１２０によって容器１１０の内部１１０ａに供給され、貯留部１４０に貯留される。貯留部１４０の液相冷媒２００は、吸熱部１３０によって発熱体３００の熱を吸収する。その吸熱による液相冷媒２００の沸騰によって発生する気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００は、ガイド１８０で誘導され、容器１１０の内面１１０ｂに向かって、更に内面１１０ｂに沿って上方に向かって、移動する。蒸発器１００Ａでは、供給部１６０によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って比較的低温の液相冷媒２００が流通されることで、容器１１０及びフィン１９０が冷却され、発生した気相冷媒２１０が蒸発器１００Ａ内で冷却されて凝縮され、貯留部１４０に貯留される。尚、必ずしも発生した気相冷媒２１０の全てが凝縮されることを要しない。貯留部１４０の液相冷媒２００又は気相冷媒２１０を含む液相冷媒２００は、排出部１５０を通じて蒸発器１００Ａの外部へ排出され、配管６１０を通じて放熱器４００に送られる。そして、放熱器４００による放熱によって凝縮、低温化された液相冷媒２００が、配管６２０を通じてポンプ５００に取り込まれ、ポンプ５００から配管６３０を通じて再び蒸発器１００Ａの供給部１２０及び供給部１６０へと送られる。
【０１１８】
蒸発器１００Ａでは、供給部１６０によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給される液相冷媒２００を用いた気相冷媒２１０の凝縮機能により、気相冷媒２１０の排出量が抑えられる。これにより、ポンプ５００による気相冷媒２１０の噛み込みの発生が抑えられ、ポンプ５００によって液相冷媒２００が安定に循環される。更に、このように液相冷媒２００が安定に循環されるため、液相冷媒２００の沸騰が生じ易い条件が用いられてもよく、それにより、蒸発器１００Ａの冷却能力が高められる。冷却能力の高い蒸発器１００Ａを備え、且つ、ポンプ５００によって液相冷媒２００が安定に循環される冷却システム１０００が実現される。
【０１１９】
ここでは、上記第２の実施の形態で述べたような蒸発器１００Ａを用いた冷却システム１０００を例示した。このほか、上記第１，第３〜第９の実施の形態で述べたような蒸発器１０Ａ，１０Ｂ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ等を用いた冷却システムも同様に実現される。
【０１２０】
［第１１の実施の形態］
上記第１０の実施の形態で述べたような冷却システム１０００等は、電子機器に適用することができる。
【０１２１】
図２０は第１１の実施の形態に係る電子機器の一例について説明する図である。
図２０には一例として、上記第１０の実施の形態で述べたような冷却システム１０００を用いた電子機器２０００を示している。図２０に示す電子機器２０００は、冷却システム１０００と、その冷却対象の発熱体であって冷却システム１０００と熱的に接続された電子装置３００ａとを備える。例えば、このように熱的に接続された冷却システム１０００及び電子装置３００ａが、電子機器２０００の筐体の内部に搭載（内蔵）される。或いは、熱的に接続された冷却システム１０００及び電子装置３００ａが、電子機器２０００のスロットやラック等に搭載される。
【０１２２】
冷却システム１０００に用いられる蒸発器１００Ａでは、供給部１６０によって容器１１０の外面１１０ｄに沿って供給される液相冷媒２００を用いた気相冷媒２１０の凝縮機能により、気相冷媒２１０の排出量が抑えられる。これにより、ポンプ５００による気相冷媒２１０の噛み込みの発生が抑えられ、ポンプ５００によって液相冷媒２００が安定に循環される。更に、このように液相冷媒２００が安定に循環されるため、液相冷媒２００の沸騰が生じ易い条件が用いられてもよく、それにより、蒸発器１００Ａの冷却能力が高められる。冷却能力の高い蒸発器１００Ａを備え、且つ、ポンプ５００によって液相冷媒２００が安定に循環される冷却システム１０００が実現される。電子機器２０００では、このような冷却システム１０００が用いられることで、電子装置３００ａが効率的に、且つ、安定に冷却され、その過熱、それによる破損や性能劣化が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子機器２０００が実現される。
【０１２３】
ここでは、上記第１０の実施の形態で述べたような冷却システム１０００を用いた電子機器２０００を例示した。このほか、上記第１，第３〜第９の実施の形態で述べたような蒸発器１０Ａ，１０Ｂ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ等を用いた冷却システムを電子装置３００ａと熱的に接続した電子機器も同様に実現される。
【０１２４】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  容器と、
前記容器の内部に液相冷媒を供給する第１供給部と、
前記容器の表面に沿って液相冷媒を供給する第２供給部と、
前記内部に設けられ、前記第１供給部によって前記内部に供給される液相冷媒が、前記容器の外部から供給される熱を吸熱する吸熱部と、
前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒が貯留され、前記吸熱部で吸熱して蒸発した気相冷媒が前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒を用いて冷却されて凝縮して得られる液相冷媒が、貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される液相冷媒を排出する排出部と
を含むことを特徴とする蒸発器。
【０１２５】
（付記２）  前記第１供給部の液相冷媒の出口は、前記吸熱部に達するか又は前記吸熱部の近傍に位置することを特徴とする付記１に記載の蒸発器。
（付記３）  前記排出部の液相冷媒の入口は、前記貯留部に貯留される液相冷媒の液面よりも下に位置することを特徴とする付記１又は２に記載の蒸発器。
【０１２６】
（付記４）  前記容器の内面に設けられ、前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒と熱的に接続される第１フィンを含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の蒸発器。
【０１２７】
（付記５）  前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒、及び前記吸熱部で吸熱して蒸発されることで生成される気相冷媒を、前記容器の内面に誘導するガイドを含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の蒸発器。
【０１２８】
（付記６）  前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒は、前記表面の一箇所から当該一箇所の周囲に分配され、前記表面に沿って流通されることを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の蒸発器。
【０１２９】
（付記７）  前記第２供給部は、
前記表面に沿って設けられ、液相冷媒を前記表面に沿って流通させる第１流路と、
前記第１流路から折り返して前記第１流路の外側に設けられ、前記第１流路を流通された液相冷媒を前記第１流路の外側に沿って流通させる第２流路と
を有することを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の蒸発器。
【０１３０】
（付記８）  前記第１流路と前記第２流路との間に介在される断熱層を有することを特徴とする付記７に記載の蒸発器。
（付記９）  前記容器は、
熱伝導性の底板と、
前記底板を覆う、熱伝導性の容器本体と、
前記底板と前記容器本体との間に介在され、前記底板と前記容器本体とを連結する断熱性の連結部と
を有することを特徴とする付記１乃至８のいずれかに記載の蒸発器。
【０１３１】
（付記１０）  前記容器は、前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒が前記内部に導入される孔を有することを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の蒸発器。
【０１３２】
（付記１１）  前記第２供給部は、前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒と熱的に接続される第２フィンを有することを特徴とする付記１乃至１０のいずれかに記載の蒸発器。
【０１３３】
（付記１２）  供給される液相冷媒が外部から吸熱して蒸発される蒸発器と、
前記蒸発器から排出される液相冷媒の熱を放熱する放熱器と、
前記放熱器によって放熱されて冷却された液相冷媒を前記蒸発器へ供給するポンプと
を備え、
前記蒸発器は、
容器と、
前記容器の内部に液相冷媒を供給する第１供給部と、
前記容器の表面に沿って液相冷媒を供給する第２供給部と、
前記内部に設けられ、前記第１供給部によって前記内部に供給される液相冷媒が、前記容器の外部から供給される熱を吸熱する吸熱部と、
前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒が貯留され、前記吸熱部で吸熱して蒸発した気相冷媒が前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒を用いて冷却されて凝縮して得られる液相冷媒が、貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される液相冷媒を排出する排出部と
を含むことを特徴とする冷却システム。
【０１３４】
（付記１３）  電子装置と、
前記電子装置を冷却する冷却システムと
を備え、
前記冷却システムは、
前記電子装置と接続され、供給される液相冷媒が前記電子装置から吸熱して蒸発される蒸発器と、
前記蒸発器から排出される液相冷媒の熱を外部へ放熱する放熱器と、
前記放熱器によって放熱されて冷却された液相冷媒を前記蒸発器へ供給するポンプと
を備え、
前記蒸発器は、
容器と、
前記容器の内部に液相冷媒を供給する第１供給部と、
前記容器の表面に沿って液相冷媒を供給する第２供給部と、
前記内部に設けられ、前記第１供給部によって前記内部に供給される液相冷媒が、前記容器の外部から供給される熱を吸熱する吸熱部と、
前記内部に設けられ、前記吸熱部で吸熱した液相冷媒が貯留され、前記吸熱部で吸熱して蒸発した気相冷媒が前記第２供給部によって前記表面に沿って供給される液相冷媒を用いて冷却されて凝縮して得られる液相冷媒が、貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される液相冷媒を排出する排出部と
を含むことを特徴とする電子機器。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１０００  冷却システム
２，１０Ａ，１０Ｂ，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ  蒸発器
３，４００  放熱器
４，５００  ポンプ
５，６，７，６１０，６２０，６３０  配管
８，２０，２００  液相冷媒
８ａ，２１，２１０  気相冷媒
９  減圧空間
１１，１１０，１１０Ｃ  容器
１１ａ，１１０ａ  内部
１１ｂ，１１０ｂ  内面
１１ｃ，１１０ｃ  空間
１１ｄ，１１０ｄ  外面
１２，１６，１２０，１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ，１６０Ｅ  供給部
１２ａ，１２０ａ，１５０ｂ，１７０ｂ  出口
１３，１３０  吸熱部
１３ａ，１３０ａ，１９０，１９１  フィン
１４，１４０  貯留部
１５，１７，１５０，１７０  排出部
１５ａ，１２０ｂ，１５０ａ，１６０ｂ  入口
２０ａ，２００ａ  液面
１１１  底板
１１２  本体
１１３  連結部
１１４  副本体
１１４ａ  孔
１６１，１６２，１６７  流路
１６３，１６５  配管
１６４，１６６  調整器
１６８  断熱層
１８０，１８０Ｂ  ガイド
１８０Ｂａ  開口
１８１Ｂ  バリア
３００  発熱体
３００ａ  電子装置
２０００  電子機器
【図１】
2020085366.tif 000003
【図２】
2020085366.tif 000004
【図３】
2020085366.tif 000005
【図４】
2020085366.tif 000006
【図５】
2020085366.tif 000007
【図６】
2020085366.tif 000008
【図７】
2020085366.tif 000009
【図８】
2020085366.tif 000010
【図９】
2020085366.tif 000011
【図１０】
2020085366.tif 000012
【図１１】
2020085366.tif 000013
【図１２】
2020085366.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2020085366.tif 000016
【図１５】
2020085366.tif 000017
【図１６】
2020085366.tif 000018
【図１７】
2020085366.tif 000019
【図１８】
2020085366.tif 000020
【図１９】
2020085366.tif 000021
【図２０】
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