(57)【要約】【課題】  冷媒を凝縮させる性能を極力維持可能な冷却装置を提供する。【解決手段】  冷却装置は、管状体と、管状体の上方に、頂部を有する傾斜面として形成され、気化された冷媒を凝縮するための冷却部を有する凝縮部とを備える。凝縮部は、管状体と協働して閉じた空間を形成する。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１管状体と、
前記第１管状体の上方に、頂部を有する傾斜面として形成され、前記第１管状体と協働して閉じた空間を形成し、気化された冷媒を凝縮するための、第１冷却部を有する、凝縮部と、
を備える、冷却装置。
【請求項２】
前記凝縮部の前記第１冷却部の前記頂部は、前記第１冷却部の鉛直方向の上方から下方を透視的に見たとき、前記第１管状体の内側にある、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記凝縮部の前記第１冷却部は、曲面に形成されている、請求項１もしくは請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記第１冷却部は、略錐面状に形成されている、請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第１冷却部は、内部に冷媒が通される螺旋状のコイル導管を有し、
前記コイル導管は、下側ほど直径が小さい、又は、上側ほど直径が小さい、請求項１もしくは請求項２に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第１冷却部は、階段状に形成されている、請求項１もしくは請求項２に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記第１冷却部は、
前記気化された前記冷媒を凝縮させる天井面と、
複数の一端が前記天井面の異なる位置に接続され、他端がまとめられて、前記凝縮させた前記冷媒を前記一端から前記他端に流下させて前記他端に集める、複数の延出部と
を有する、請求項１もしくは請求項２に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記第１冷却部は、前記第１冷却部に熱伝達可能で、前記気化された前記冷媒を凝縮させる際に熱を吸収する冷却体を前記閉じた空間とは隔離された位置に有する、請求項１ないし請求項４のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記凝縮部は、前記第１冷却部の前記頂部に一端が配設され、前記第１冷却部の上方から下方を見たとき、前記第１管状体の内側に他端が配設された延出部を有する、請求項１ないし請求項８のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記凝縮部は、
前記第１冷却部に隣接する第２冷却部と、
前記第２冷却部と前記第１管状体の上端との間に設けられ、内側に向かうほど下方に向かって傾斜する環状の流路ガイドと
を有する、請求項１ないし請求項９のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記第１管状体の内側に配設された第２管状体を備え、
前記第１冷却部は下に凸に形成されている、請求項１ないし請求項１０のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記第１冷却部の前記頂部は、前記第１冷却部の上方から下方を透視的に見たとき、前記第２管状体の内側にある、請求項１１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記第１管状体と前記第２管状体とは同心状である、請求項１１もしくは請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記第２管状体は、
主管と、
前記主管の上方に連通し、前記主管よりも前記第２管状体の上端が大きく開口され、前記主管に前記冷媒を導くための集液具と
を有する、請求項１１ないし請求項１３のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記凝縮部は、前記第１冷却部の前記頂部に一端が配設され、前記第１冷却部の上方から下方を見たとき、前記第２管状体の前記集液具に他端が接続又は前記集液具の内側に前記他端が配設された延出部を有する、請求項１４に記載の冷却装置。
【請求項１６】
前記第１管状体の内側に配設された第２管状体を備え、
前記凝縮部は、
前記第１冷却部に隣接する第２冷却部と、
前記第２冷却部と前記第１管状体の上端との間に設けられ、内側に向かうほど下方に向かって傾斜する環状の流路ガイドと、
前記流路ガイドと前記第２管状体の上端とを連結する連結部と
を有する、請求項１ないし請求項９のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１７】
前記第１管状体の上端は、前記凝縮部の前記第１冷却部の前記頂部よりも下側にあり、
前記第１管状体の前記上端と前記凝縮部の下端との間に配設された第３管状体を備える、請求項１ないし請求項１６のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１８】
前記第１冷却部の前記傾斜面は、前記頂部と協働して、上に凸、又は、下に凸に形成されている、請求項１ないし請求項９のいずれか１に記載の冷却装置。
【請求項１９】
請求項１ないし請求項１８のいずれか１に記載の冷却装置と、
前記冷却装置の前記第１管状体を通して前記冷媒を加熱するための熱源と
を含む冷却システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の冷却システムと、
前記冷却システムの前記凝縮部の前記第１冷却部で交換される熱により発電される発電部と、
を有するアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷却装置、その冷却装置を含む冷却システム、及び、その冷却システムを含むアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒の気化熱を利用して発熱体を冷却する冷却システム（熱輸送システム）として、熱源と、冷却装置（二相熱サイホン）とを用いたシステムが知られている。冷却装置は、熱源よりも上方にあり、熱源の熱により気化させた冷媒を凝縮させる凝縮部と、熱源の熱で気化させた冷媒を熱源よりも上方にある凝縮部へ導くとともに、凝縮させた冷媒で熱源を冷却するように冷媒を下側に流下させる管状体とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６４４７８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】N. Seki, S. Fukusako and K.Koguchi、「An experimental Investigation of Boiling Heat Transfer of Fluorocarbon R-11 Refrigerant for Concentric Tube Thermosyphon」、Journal of Heat Transfer、ASME、August 1981、Vol. 103、P472-477
【非特許文献２】吉田，井村，一法師、「二相二重管熱サイホン内の流動と熱伝達」、日本機械学会論文集（Ｂ編）、57巻536号、1991年4月、P1428-1433
【非特許文献３】門出，光武，楠本、「垂直二重円管二相熱サイフォンの限界熱流束」、日本機械学会論文集（Ｂ編）、64巻628号、1998年12月、P4193-4199
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
凝縮部は、冷媒を凝縮させる冷却部を有する。冷却部として、円柱形のコイル導管が知られている。コイル導管のうち、より上側で凝縮した冷媒が、コイル導管のうちの下側に流下する。このとき、コイル導管のうち、下側の部位ほど液膜が厚くなることがある。このため、コイル導管のうち、下側の部位ほど、冷媒を凝縮させる実質的な凝縮面が減少し、冷媒の凝縮を行い難くなることがある。この場合、凝縮部は冷媒を凝縮させる性能が低下し、熱源に向けて冷媒を還流させて熱源を冷却する冷却性能を維持することが難しくなるおそれがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、冷媒を凝縮させる性能を極力維持可能な冷却装置、その冷却装置を含む冷却システム、及び、その冷却システムを含むアッセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、冷却装置は、管状体と、管状体の上方に、頂部を有する傾斜面として形成され、気化された冷媒を凝縮するための冷却部を有する凝縮部とを備える。凝縮部は、管状体と協働して閉じた空間を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、第１実施形態に係る冷却システム（熱輸送システム）における、稼働初期状態を示す概略的な部分断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａ中の矢印１Ｂに示す方向から冷却システムを見た状態を示す概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、第１実施形態に係る冷却システム（熱輸送システム）における、安定稼働状態を示す概略的な部分断面図である。
【図２】図２は、図１Ａに示す冷却システムの発熱部を稼働させているときの、図１Ａ中の符号ＩＩで示す位置の冷媒の状態を示す概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１Ａに示す冷却システムの適用例を示す概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１Ａに示す冷却システムの、図３Ａとは異なる適用例を示す概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１実施形態の第１変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１実施形態の第１変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１実施形態の第２変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１実施形態の第２変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図６】図６は、第１実施形態の第２変形例に係る冷却システムの冷却装置の比較例を示す概略的な透視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１実施形態の第３変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１実施形態の第３変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第１実施形態の第３変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第１実施形態の第４変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１実施形態の第４変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第１実施形態の第５変形例に係る冷却システムの冷却装置の第１冷却部を示す概略的な斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第１実施形態の第５変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置の第１冷却部を示す概略的な斜視図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、第１実施形態の第５変形例の別の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置の第１冷却部を示す概略的な斜視図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態の第６変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態の第７変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第１実施形態の第８変形例に係る冷却システム（熱輸送システム）における、安定稼働状態を示す概略的な部分断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａ中の矢印１２Ｂに示す方向から冷却システムを見た状態を示す概略図である。
【図１３】図１３は、第１実施形態の第９変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、第２実施形態に係る冷却システム（熱輸送システム）における、安定稼働状態を示す概略的な部分断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａ中の矢印１４Ｂに示す方向から冷却システムを見た状態を示す概略図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１４Ａに示す冷却システムの発熱部を稼働させているときの、図１４Ａ中の符号ＸＶで示す位置の冷媒の状態を示す概略図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａとは異なる状態を示す概略図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態の第１変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態の第２変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、図１７中の矢印ＸＶＩＡに示す方向から冷却システムを見た状態を示す概略図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａ中のＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ線に沿う概略的な断面図である。
【図１９】図１９は、図１７に示す冷却装置の凝縮部の第２冷却部の内部に配設された流路ガイドを示す概略図である。
【図２０】図２０は、第２実施形態の第３変形例に係る冷却システムの、図１７に示す冷却装置の凝縮部の第２冷却部の内部に配設された流路ガイドの更なる変形例を示す概略図である。
【図２１】図２１は、第２実施形態の第４変形例に係る冷却システムの、図１７に示す冷却装置の凝縮部の第２冷却部の内部に配設された流路ガイドの別の更なる変形例を示す概略図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、第２実施形態の第５変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、第２実施形態の第５変形例の更なる変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【図２３】図２３は、第２実施形態の第６変形例に係る冷却システムの冷却装置を示す概略的な透視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、いくつかの実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１Ａから図２を用いて第１実施形態について説明する。  
図１Ａに示すように、本実施形態に係る冷却システム（熱輸送システム）１０は、発熱部（熱源）１２と、発熱部１２を冷却する冷却装置（二相熱サイホン）１４とを有する。
【００１１】
ここでは、発熱部１２は、例えば筒状の外形を有するが、種々の形状が許容される。発熱部１２は、後述する管状体２２の外側にあってもよく、下側にあってもよい。
【００１２】
冷却装置１４は、管状体（第１管状体）２２と、気化された冷媒を凝縮する凝縮部２４とを有する。管状体２２は稼働時に熱源となる発熱部１２に隣接する。管状体２２は、発熱部１２と凝縮部２４との間に設けられ、発熱部１２と凝縮部２４とを接続する。管状体２２及び凝縮部２４は、互いに連通する閉じた空間を形成する。この空間内には、冷媒ＣＭが入れられている。冷媒ＣＭは、例えば冷却装置１４が組み立てられた後に、管状体２２及び凝縮部２４により形成される閉じた空間に入れられる。冷媒ＣＭは、発熱部１２を含む冷却システム１０が組み立てられた後に、管状体２２及び凝縮部２４により形成される閉じた空間に入れられてもよい。冷媒ＣＭは、冷却システム１０及び冷却装置１４の作動流体として用いられる。冷媒ＣＭ、管状体２２及び凝縮部２４は、後述する適用例で説明する用途に合わせて適宜の材料が用いられる。
【００１３】
冷媒ＣＭは、熱を受け取ると融解し、さらに熱を受け取ると沸騰して蒸気となる。一例として、冷媒の融点は１００℃未満であり、融点以下では固化（言い換えれば融点以上では融解）する流体である。冷媒は、例えば沸点以上の温度で沸騰する流体である。冷媒は、例えばナトリウムなどの液体金属や、水などの通常流体である。冷媒が水である場合、常温で液体であり、沸騰すると蒸気となる。
【００１４】
システム１０では、発熱部１２が動作しているか否かにかかわらず、重力により、冷媒ＣＭが冷却装置１４の下方に貯められている。冷媒ＣＭは、具体的には、管状体２２の内側に貯められている。
【００１５】
管状体２２は、例えば上下方向（鉛直方向）に長手軸Ｌを有する状態に配置されている。管状体２２の長手軸Ｌは、鉛直方向に沿うことが好適であるが、鉛直方向から適宜に傾けられていてもよい。管状体２２は直管として形成されていることが好適であるが、曲管として形成されていてもよい。また、管状体２２の環状の上端２２ａの開口面積に対して、それよりも下側の部位の適宜の位置の内周面積は同一であっても、大きくても、小さくてもよい。
【００１６】
ここでの発熱部１２は、管状体２２の外側かつ下側に配設されている。ここでは、円筒状の管状体２２の下端の外側に筒状の発熱部１２があるものとして説明する。管状体２２のうち、発熱部１２の上端と、凝縮部２４との間の外周面は、断熱材２６で覆われていることが好適である。管状体２２が断熱性を有する素材で形成される場合、断熱材２６は不要になり得る。また、管状体２２の外周面に断熱材２６が被覆されていてもよい。
【００１７】
発熱部１２が稼働しているとき、発熱部１２に熱が発生し、発熱部１２の内側の管状体２２内の冷媒ＣＭは温められると蒸発し、液体から気体になっていく。このため、冷媒ＣＭは発熱部１２からの熱を受けると、液体としての体積が減らされ、気体としての体積が増える。発熱部１２に熱が発生しているとき、冷媒ＣＭは発熱部１２を冷却する冷却液として発熱部１２に接触し続けることが好適である。このため、発熱部１２が稼働せず、発熱部１２の温度が最も低下しているときであっても、管状体２２の冷媒ＣＭの液面ＬＬは、発熱部１２の冷却対象物よりも上側にある（図１Ａ参照）。
【００１８】
凝縮部２４は、長手軸Ｌに沿って管状体２２の上方に設けられている。凝縮部２４は、管状体２２と協働して閉じた空間を形成する。すなわち、管状体２２と凝縮部２４の内部空間は連通している。管状体２２を通して発熱部１２の熱により気化された冷媒ＣＭが管状体２２から凝縮部２４に流入されるとともに、凝縮部２４から管状体２２に流出される。
【００１９】
凝縮部２４は下に凸な第１冷却部３２を有する。第１冷却部３２は、例えば適宜の厚さのプレート状であり、下に凸に形成されている。第１冷却部３２は例えば金属材で形成されていることが好適であるが、冷媒ＣＭを密閉する空間を形成する適宜の素材を用いることができる。
【００２０】
第１冷却部３２は、下に凸に形成された内側傾斜面（冷却面）４２を有する。内側傾斜面４２は、下に凸の略円錐面状に形成されている。内側傾斜面４２の外縁（第１冷却部３２の天井面）は略円形状である。このため、第１冷却部３２は曲面に形成されている。
【００２１】
第１冷却部３２の、略円錐面状の、下に凸に形成された内側傾斜面４２の頂部４３は、鉛直方向の下方に向けられている。内側傾斜面４２の頂部４３は内側傾斜面４２の外縁に連続し、内側傾斜面４２の外縁よりも鉛直方向の下側にある。図１Ｂに示すように、第１冷却部３２を鉛直方向の上方から下方を透視的に見たとき、頂部４３は管状体２２の内側にある。頂部４３は特に、管状体２２及び凝縮部２４の中心軸（長手軸Ｌ）上にあることが好適である。このため、第１冷却部３２は、管状体２２内で気化された冷媒ＣＭを凝縮部２４の第１冷却部３２で冷却して凝縮させ、凝縮させた冷媒ＣＭを、管状体２２内に流下させて貯めることができる。
【００２２】
図１Ｂ中、上側から見た凝縮部２４の形状を円形状に描いたが、楕円状でもよい。上側から見た凝縮部２４の形状は、後述する第４変形例で説明するように、適宜の環状に形成されていればよい（図８Ａ及び図８Ｂ参照）。
【００２３】
第１冷却部３２は、外側傾斜面（放熱部）４４を有する。外側傾斜面４４は、内側傾斜面４２と同様に、下に凸の略円錐面状に形成されている。
【００２４】
第１冷却部３２は、凝縮させた冷媒ＣＭに対する親水性／撥水性を適宜に調整している。第１冷却部３２の内側傾斜面４２の撥水性が高ければ高いほど、内側傾斜面４２で凝縮させた液体状の冷媒ＣＭが管状体２２の内部に戻りやすい。このため、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の親水性／撥水性が調整されることで、凝縮させた冷媒ＣＭが管状体２２内に流下される際の、流下され易さが調整される。また、内側傾斜面４２の適宜の位置における、凝縮された冷媒ＣＭが流下される流下量を調整することができる。例えば、頂部４３からより多くの凝縮液が管状体２２内に流下されるようにしてもよく、頂部４３と内側傾斜面４２の外縁との間の適宜の位置でより多くの凝縮液が管状体２２内に流下されるようにしてもよい。また、冷媒ＣＭの種類や粘度などによっても、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の親水性／撥水性を適宜に調整することが好適である。
【００２５】
なお、凝縮部２４のうち、略円錐面状の、下に凸に形成された内側傾斜面４２の裏面（ここでは外側傾斜面４４）は、冷媒ＣＭが入れられた空間とは隔離されている。内側傾斜面４２の裏面の外側傾斜面４４は放熱部を形成する。放熱部（外側傾斜面）４４は、ここでは説明の簡略化のため、発熱部１２が稼働している際の、冷媒ＣＭが入れられた空間に比べて十分に温度が低い、外部空間に接しているものとする。ここでいう外部空間は、外部の空気、地面、宇宙空間を含む。
【００２６】
凝縮部２４は、第２冷却部３４を有する。第２冷却部３４は、管状体２２の上端２２ａと第１冷却部３２（傾斜面４２）との間に配設されている。第２冷却部３４は略円筒状に形成されている。第２冷却部３４は、内周面４６と、外周面４８とを有する。第２冷却部３４の外周面４８の外側には、断熱材２６が配設されていない。
【００２７】
第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び第２冷却部３４の内周面４６は連続的に形成されている。第１冷却部３２の外側傾斜面４４及び第２冷却部３４の外周面４８は連続的に形成されている。
【００２８】
本実施形態では、冷却装置１４は、第２冷却部３４の下端と管状体２２の上端２２ａとの間に設けられた筒状体３６を有する。筒状体３６は、円錐台状の内側傾斜面５２と、円錐台状の外側傾斜面５４とを有する。第２冷却部３４の内周面４６は、管状体２２の内周面と、筒状体３６の内側傾斜面５２により連続している。第２冷却部３４の外周面４８は、管状体２２の外周面と、筒状体３６の外側傾斜面５４により連続している。筒状体３６は、管状体２２の一部として形成され、断熱材２６で覆われていてもよい。筒状体３６は、断熱材２６で覆われず、凝縮部２４の一部として形成されていてもよい。ここでは、筒状体３６が凝縮部２４の第２冷却部３４の一部（第３冷却部）として形成されているものとして説明する。
【００２９】
なお、第２冷却部３４は、空冷であってもよいし、第２冷却部３４の外周等に液体を流して冷却する水冷としてもよい。第２冷却部３４の外周には、コイル導管が巻かれていることが好適である。この第２冷却部３４の外周のコイル導管に冷気を流すと第２冷却部３４を空冷することができ、冷水を流すと、第２冷却部３４を水冷することができる。
【００３０】
第２冷却部３４の内周面４６及び内側傾斜面５２は、例えば第１冷却部３２と同程度の撥水性／親水性に形成されている。なお、第２冷却部３４の内周面４６及び内側傾斜面５２は、第１冷却部３２よりも撥水性を高め、親水性を低下させていることも好適である。第２冷却部３４の内周面４６及び内側傾斜面５２の撥水性が高ければ高いほど、内周面４６及び内側傾斜面５２で凝縮させた液体状の冷媒ＣＭが管状体２２の内部に戻りやすい。
【００３１】
冷却システム１０の作用について説明する。  
凝縮部２４の第１冷却部３２は管状体２２及び凝縮部２４により形成される内部空間の温度よりも低い、例えば外部空間との対流熱伝達による伝熱により冷却され続けている。
【００３２】
冷却システム１０の発熱部１２を稼働させ、発熱部１２の温度が上昇すると、冷媒ＣＭは発熱部１２が発する熱を受け取るとともに、発熱部１２を冷却している。発熱部１２に熱せられた冷媒ＣＭは例えば融解する。冷媒ＣＭはさらに熱を受け取ると沸騰し、冷媒ＣＭの一部が気化して蒸気（気体）となる。  
図２に示すように、発熱部１２を稼働させている状態では、管状体２２の内部は、管状体２２の上側に気体が移動しながら、凝縮された液体が、重力により下側に移動している。管状体２２が単管構造の場合、管状体２２のみが発熱部１２と凝縮部２４の間に設けられ、気化した冷媒ＣＭの大部分は上方へ、凝縮した冷媒ＣＭは下方へ移動し、管状体２２の内側で両者が混在している。すなわち、液体状の冷媒ＣＭの流れには、蒸気となった冷媒ＣＭの気泡が含まれている。このため、管状体２２の内側の冷媒ＣＭは、二相流となっている。そして、管状体２２は、気化した冷媒ＣＭを管状体２２の上方にある凝縮部２４へと導く。このため、管状体２２にある蒸気（加熱蒸気）は管状体２２の上方の凝縮部２４に流入する。
【００３３】
ここで、管状体２２の外周には、断熱材２６が配設されている。このため、管状体２２の内部のうち、発熱部１２の近傍と、管状体２２の上端２２ａの近傍とで温度差が生じていても、極力小さく抑えられている。管状体２２のうち、発熱部１２に隣接する位置にある液体状の冷媒ＣＭは、熱せられて気化して凝縮部２４に移動する。すなわち、冷却装置１４は、発熱部１２から上方の凝縮部２４に向かって、冷媒ＣＭの相変化による熱輸送を行うことができる。
【００３４】
第１冷却部３２の外側傾斜面４４は外部空間に曝されている。このため、第１冷却部３２の外側傾斜面４４から内側傾斜面４２に外部空間の温度が伝熱されている。また、第１冷却部３２の内側傾斜面４２から外側傾斜面４４に冷媒ＣＭが入れられた空間の温度が伝熱されている。
【００３５】
熱せられた冷媒ＣＭの蒸気が凝縮部２４の天井である第１冷却部３２の内側傾斜面４２に触れると、外側傾斜面４４から内側傾斜面４２への外部空間の温度が伝熱されていることにより冷媒ＣＭが凝縮し、気体から液体に戻される。すなわち、冷媒ＣＭは凝縮部２４の外部空間との熱交換で凝縮する。このとき、第１冷却部３２は内側傾斜面４２で冷媒ＣＭの熱を吸熱して、外側傾斜面４４に伝達してその熱を外部空間に放熱する。  
なお、一般に、相変化する物質は、液体よりも気体の方が体積が大きくなる。このため、第１冷却部３２は、冷媒ＣＭを確実に冷却して液体化し、冷媒ＣＭが入れられた空間内の圧力が必要以上に上昇するのを抑制する。
【００３６】
第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４は、長手軸Ｌに直交する垂直平板に近いよりも、傾斜量が大きい方が内側傾斜面４２から外側傾斜面４４への熱伝達率が増加することが分かっている。このため、内側傾斜面４２の、水平方向に対する傾斜角度が大きいほど、冷媒ＣＭを凝縮させる凝縮性能（冷却性能）が向上する。
【００３７】
冷却システム１０を稼働し始めた状態と、冷却システム１０を安定的に稼働させている状態とでは、管状体２２内の流体の流れが異なることがある。  
冷却システム１０を稼働し始めの場合、長手軸Ｌに沿う気体（蒸気）の上昇の勢いが弱い。例えば図１Ａ中に矢印に示すように、長手軸Ｌに沿う位置だけでなく、長手軸Ｌからずれた位置からも、気体が上昇することがある。この場合、第１冷却部３２で気体が凝縮され、凝縮された冷媒ＣＭは、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の傾斜により、長手軸Ｌから離れた位置から、長手軸Ｌ近傍すなわち頂部４３に向かって集められる。このため、冷媒ＣＭの凝縮液は、下に凸な第１の冷却部３２の内側傾斜面４２の頂部４３に集積される。
【００３８】
ここで、第１冷却部３２の頂部４３は、第１冷却部３２の上方から下方を透視的に見たとき、管状体２２の内側にある。このため、頂部４３及びその近傍に集められた、凝縮された冷媒ＣＭは、重力により管状体２２内に流下していく。  
このように、発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２で凝縮され、液体となって管状体２２内に流下して管状体２２の内側に貯められる。なお、凝縮された冷媒ＣＭの一部は、内側傾斜面４２の撥水性／親水性の調整や、冷媒ＣＭの粘性の調整により、一部が頂部４３に至る前に管状体２２内に流下する。
【００３９】
冷却システム１０を稼働し始めてから適宜の時間が経過した場合、冷媒ＣＭによる流体は、図１Ｃに示すように流される状態が維持される。長手軸Ｌに沿う気体（蒸気）の上昇の勢いが強くなっている。第１冷却部３２の頂部４３にぶつかった気体は、内側傾斜面４２に沿って接触し凝縮されながら、気体（蒸気）の上昇の勢いによって、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の傾斜に沿って、長手軸Ｌ近傍の位置すなわち頂部４３から、遠い位置すなわち内側傾斜面４２の外縁に向かって流される。冷媒ＣＭの凝縮液は、第２冷却部３４の内周面４６にあてられる。凝縮された冷媒ＣＭは、管状体２２の内壁に沿って重力及び凝縮されなかった気体（蒸気）の勢いにより、管状体２２内に流下していく。
【００４０】
このように、発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２で一部が凝縮され、液体となって管状体２２内に流下して管状体２２の内側に貯められる。なお、凝縮された冷媒ＣＭの一部は、内側傾斜面４２の撥水性／親水性の調整や、冷媒ＣＭの粘性の調整により、一部が内側傾斜面４２の外縁すなわち第２冷却部３４の内周面４６に至る前に管状体２２内に流下する。  
このように、冷却システム１０が安定的に稼働している場合、図１Ｃに示すように、流体が循環する。  
なお、図１Ｃに示すように流体が循環している場合、冷媒ＣＭは図２に示すように移動している。
【００４１】
第２冷却部３４の外周面４８は外部空間に曝されている。このため、第２冷却部３４の外周面４８から内周面４６及び筒状体３６の内側傾斜面５２に外部空間の温度が伝熱されている。熱せられた冷媒ＣＭの蒸気が凝縮部２４の第２冷却部３４の内周面４６及び内側傾斜面５２に触れると、外周面４８から内周面４６への外部空間の温度が伝熱されていることにより冷媒ＣＭが凝縮し、気体から液体に戻される。このとき、第２冷却部３４は内周面４６で冷媒ＣＭの熱を吸熱して、外周面４８に伝達してその熱を外部空間に放熱する。熱せられた冷媒ＣＭの蒸気が凝縮部２４の筒状体３６の内側傾斜面５２に触れると、外側傾斜面５４から内側傾斜面５２への外部空間の温度が伝熱されていることにより冷媒ＣＭが凝縮し、気体から液体に戻される。このとき、筒状体３６は内側傾斜面５２で冷媒ＣＭの熱を吸熱して、外側傾斜面５４に伝達してその熱を外部空間に放熱する。
【００４２】
第２冷却部３４の内周面４６は長手軸Ｌに平行であり、内側傾斜面（曲面）５２は傾斜している。このため、第２冷却部３４で凝縮された冷媒ＣＭは、第２冷却部３４の適宜の親水性／撥水性の調整、及び、重力により、管状体２２内に入れられる。  
すなわち、内周面４６の下側に長手軸Ｌに対して傾斜した内側傾斜面５２を形成することにより、凝縮部２４に冷媒ＣＭの液だまりが形成されるのを防止する。
【００４３】
なお、地震に伴う地殻変動等により、冷却システム１０の長手軸Ｌが鉛直方向に対して傾斜する可能性がある。この場合であっても、第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは頂部４３に集められ、又は、内側傾斜面４２の外縁に向かって流され、管状体２２内に流下する。管状体２２の上端２２ａの内径によっては、第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは頂部４３から筒状体３６の内側傾斜面５２に流下する可能性がある。この場合であっても、凝縮された冷媒ＣＭは内側傾斜面５２から管状体２２内に流下される。特に、凝縮部２４において、液だまりが形成されるのを防止し、凝縮された冷媒ＣＭが貯められる箇所を最小化することができる。このため、凝縮された冷媒ＣＭのうち、より多くの量を管状体２２内に流下させて管状体２２の内側に貯めることができる。
【００４４】
このように、発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２及び、筒状体３６を含む第２冷却部３４で凝縮され液体となって管状体２２内に流下する。このため、本システム１０を用いることで、加熱部１２の加熱により気化した冷媒ＣＭが凝縮部２４で凝縮されて集められ、集められた凝縮液が素早く管状体２２内に還流される。したがって、冷却装置１４は、管状体２２の内部の冷媒ＣＭの液面ＬＬを適宜の状態に保つことができる。したがって、冷却装置１４は、発熱部１２を確実に冷却し続けることができる。  
したがって、本実施形態によれば、冷媒ＣＭを凝縮させる性能を極力維持可能な冷却装置１４、その冷却装置１４を含む冷却システム１０が提供される。
【００４５】
システム１０が稼働し、発熱部１２が適宜の温度以上である場合、冷媒ＣＭは気体から液体、液体から気体への相変化を繰り返す。このため、発熱部１２に液体としての冷媒ＣＭが隣接した状態が維持されながら、熱が上方に輸送される。
【００４６】
冷却装置１４は、発熱部１２の熱によって冷媒ＣＭを管状体２２から凝縮部２４に移動させながらポンプレスに熱を下方から上方に輸送することができる。また、冷却装置１４は、冷媒ＣＭを管状体２２に貯め続け、発熱部１２を冷却し続けることができる。このため、冷却装置１４は、外部のエネルギを不要としながら、発熱部１２を冷却し続けることができる。このように、外部のエネルギを不要にしつつ十分な量の凝縮液を得て、高い冷却性能をコンパクトな冷却システム１０によって実現できる。そして、本実施形態に係る冷却システム１０は、発熱部１２の熱（エネルギ）により、冷媒ＣＭを閉じた空間内で相変化させながら循環させて、発熱部１２を冷却し続けることができる。
【００４７】
なお、ここでは第１冷却部３２の外側傾斜面４４が外部の空間により冷却されるものとして説明したが、第１冷却部３２の外側傾斜面４４が水などの冷却液のプールとして用いられることも好適である。この場合、外側傾斜面４４に貯めた冷却液により、第１冷却部３２を冷却することができる。
【００４８】
（適用例）
本システム１０は、図３Ａに示すデータサーバなどの冷却に用いることができる。また、本システム１０は、パーソナルコンピュータなどの小型の電子機器の冷却に用いることができる。  
このとき、発熱部１２は、例えばサーバコンピュータや、プロセッサである。図３Ａ中の放熱部は外部空間の温度により冷媒を凝縮させる凝縮部２４である。  
図３Ａに示す例では、サーバーやプロセッサ等の発熱部１２の上側の放熱部４４（凝縮部２４）は外部空間に曝されている。外部空間の温度により第１冷却部３２及び第２冷却部３４が冷却される。このため、気化された状態で上昇する冷媒ＣＭを凝縮し液体として落下させることで、発熱部１２を冷却することができる。この場合、気化した冷媒を凝縮させるのに、何らの外部からのエネルギが不要となり得る。  
このシステム１０は、大型のコンピュータだけでなく、パーソナルコンピュータにも用いることができる。
【００４９】
近年、太陽光に依らない月や火星の探査基地の電源として、原子力エネルギを使った熱電発電システムが検討されつつある。図３Ｂには、冷却システム１０、発電部（冷却体）１６及び放熱部１８を有するアッセンブリ２０を示す。本冷却システム１０は、原子炉などの発熱部１２の冷却に用いることができるとともに、発熱部１２で発生させた熱を発熱部１２から離れた位置の発電部１６に輸送（熱輸送）するのに用いることができる。  
例えば原子炉などの発熱部１２で加熱された冷媒ＣＭは、一部が加熱蒸気となり、上方に移動する。図３Ｂ中の発電部１６は、スターリングエンジンや、熱電発電装置（熱電素子）などである。放熱部１８は例えば外部空間に曝されている。例えば発電部１６のスターリングエンジンの高温部として第１冷却部３２が用いられ、低温部として放熱部１８が用いられる。同様に、例えば、発電部１６の熱電発電装置の熱電素子（冷却体）は、第１冷却部３２の外側傾斜面４４に固定される熱交換部として用いられる。この場合、高温部として第１冷却部３２が用いられ、低温部として放熱部１８が用いられ、熱交換部（熱電素子）で熱交換される。放熱部１８は、月や火星の大気や地面に曝されている。  
このため、凝縮部２４の第１冷却部３２に伝達される温度（高温）と、放熱部１８から伝達される温度（低温）との温度差により、発電部１６で発電される。すなわち、本アッセンブリ２０は、発熱部１２とは離れた位置にある、発電部１６で発電することができる。この場合、冷却装置１４は、気化した冷媒ＣＭを凝縮させるのに、何らの電気的エネルギが不要となり得る。そして、システム１０は、凝縮部２４で冷媒ＣＭを凝縮する際に、上方に移動した熱を取り出すことができる。すなわち、発電部１６は第１冷却部３２を冷却する冷却体として用いられる。  
したがって、本実施形態によれば、冷媒ＣＭを凝縮させる性能を極力維持可能な冷却装置１４、その冷却装置１４を含む冷却システム１０だけでなく、その冷却システム１０を含むアッセンブリ２０が提供される。
【００５０】
その他、本システム１０は、化学プラントなどの発熱部１２の冷却に用いることができる。発熱部１２は構造物に限られず、地熱であってもよい。
【００５１】
なお、本システム１０は、重力により冷媒ＣＭが管状体２２の下方に貯められること、冷媒ＣＭが加熱されて気化した蒸気が上側に移動することを必要とする。このため、本システム１０は、無重力下ではなく、重力下で用いられる。本冷却装置１４は、地球上で使用されることを予定しているだけでなく、例えば月や火星など、適宜の重力がある適宜の惑星において、探査基地用の原子炉等の発熱部１２に対して用いることができる。
【００５２】
本実施形態の冷却装置１４は、上述したように、種々の発熱部１２に対して幅広く適用可能である。発熱部１２の一例は、原子炉やデータサーバなどの比較的大型の構造物から、パーソナルコンピュータなどの小型の電子機器など、種々である。冷却装置１４を適用可能な発熱部１２は、特に限定されない。
【００５３】
（第１変形例）
図４Ａを用いて第１変形例について説明する。説明を省略するが、以下に説明する変形例、及び、各変形例を含む第２実施形態で説明する例は、適宜に組み合わせることができる。
【００５４】
図４Ａに示すように、凝縮部２４の第１冷却部３２は、下に凸の熱交換部（冷却体）６０を有する。ここでは、熱交換部６０は、内側傾斜面４２とは反対側の外側傾斜面４４に配設されている。すなわち、第１冷却部３２は、第１冷却部３２の外側傾斜面４４に熱伝達可能で、気化された冷媒ＣＭを凝縮させる際に熱を吸収する熱交換部（冷却体）６０を閉じた空間とは隔離された位置に有する。
【００５５】
熱交換部６０は、下側ほど直径が小さい、螺旋状のコイル導管６２を有する。このため、コイル導管６２は、下に凸の形状に形成され、外側傾斜面４４に接地している。コイル導管６２には、気体（冷気）や液体（冷却液）など、外側傾斜面４４を冷やす温度の冷媒が循環することが好適である。コイル導管６２内に通される冷媒は、第１冷却部３２に輸送される熱を吸熱する作動流体として用いられる。コイル導管６２に通される冷媒としては、水等がある。コイル導管６２内に循環する冷媒は、管状体２２及び凝縮部２４の閉じた空間に入れられた冷媒ＣＭと同じであっても異なっていてもよい。
【００５６】
外側傾斜面４４には、略円盤状（略円形状）の蓋６４が固定されている。このため、螺旋状のコイル導管６２は、略円盤状の蓋６４により、密閉され、冷却システム１０の使用により、埃や塵などの影響が生じるのが防止される。また、蓋６４は熱交換部６０の熱交換能力を最大化するのに断熱されていることが好適である場合、断熱材で形成されていてもよい。
【００５７】
ここでは螺旋状のコイル導管６２の外観は、下に凸の略円錐状である。外側傾斜面４４も略円錐状に形成されている。そして、外側傾斜面４４とコイル導管６２とは、例えばロウ付けなどにより螺旋状に接続されていることが好適である。外側傾斜面４４及びコイル導管６２は、適宜の熱伝導性を有する素材で形成されている。このため、外側傾斜面４４とコイル導管６２とは、熱を伝達し易い。適宜の熱伝導性を有する素材として、外側傾斜面４４は、発熱部１２の態様に応じて、例えばアルミニウム合金、ステンレス合金材や銅合金材など、種々の金属材が用いられることが好適である。コイル導管６２には、例えばアルミニウム合金、ステンレス合金材や銅合金材など、種々の金属材が用いられることが好適である。
【００５８】
上述したように、螺旋状のコイル導管６２は、全体として、下に凸の形状に形成されている。コイル導管６２の下端は、頂部６３として形成されている。コイル導管６２の頂部６３は、内側傾斜面４２の頂部４３と近接していることが好適である。コイル導管６２の頂部６３は、内側傾斜面４２の頂部４３と連結されていてもよい。
【００５９】
螺旋状のコイル導管６２の外側傾斜面４４から下に凸な内側傾斜面４２を通して伝熱された冷熱により、冷媒ＣＭが凝縮される。凝縮された冷媒ＣＭは、内側傾斜面４２に沿って頂部４３に向かって流下し、又は、気体の流れの勢いによって、頂部４３から内側傾斜面４２の外縁に向かって上昇する。そして、凝縮された冷媒ＣＭは、頂部４３及びその近傍から、又は、第２冷却部３４の内周面４６を通して管状体２２内に流下する。
【００６０】
発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、熱交換部６０を有する第１冷却部３２だけでなく、第２冷却部３４で凝縮され液体となって管状体２２内に流下する。
【００６１】
システム１０が稼働し、発熱部１２が適宜の温度以上である場合、冷媒ＣＭは気体から液体、液体から気体への相変化を繰り返す。このため、発熱部１２に液体としての冷媒ＣＭが隣接した状態が維持されながら、熱が上方に輸送される。このため、冷却装置１４は、管状体２２の内部の冷媒ＣＭの液面ＬＬを適宜の状態に保つことができる。したがって、発熱部１２を確実に冷却し続けることができる。
【００６２】
本変形例では、コイル導管６２の表面ではなく、コイル導管６２が接地している外側傾斜面４６とは反対側の内側傾斜面４２を冷却面として用いる。すなわち、本変形例では、コイル導管６２の表面ではなく、コイル導管６２に接地した傾斜面４４の裏面側の傾斜面４２を冷却面として用いる。この場合、冷媒ＣＭはコイル導管６２とは隔離され、冷媒ＣＭがコイル導管６２に触れないため、図６に示すコイル導管３６２を用いる場合に比べて、圧力損失が低減される。
【００６３】
なお、本変形例では、第１冷却部３２はコイル導管６２に流体を流すエネルギを使用している。このため、第２冷却部３４が第２冷却部３４の外周に巻かれたコイル導管に冷気が流されて冷却される空冷である場合、一般には、第１冷却部３２の冷却性能が、第２冷却部３４の冷却性能よりも高くなる。このため、本変形例の場合、冷媒ＣＭの凝縮液は、主に第１冷却部３２で作られ得る。すなわち、本変形例では、第２冷却部３４は、第１冷却部３２の補助的な役割を果たす。
【００６４】
なお、第２冷却部３４はコイル導管に冷水が流されて冷却される水冷に形成されていてもよい。この場合、第２冷却部３４の冷却性能を、空冷である場合よりも高めることができやすい。
【００６５】
図４Ｂに示すように、第２冷却部３４の内周面４６は、長手軸Ｌに平行でなく、傾斜していてもよい。ここでは内周面４６は、円錐台状の傾斜面として形成されている。この場合であっても、上述した第１実施形態及び第１変形例で説明したのと同様に、第２冷却部３４で凝縮させた凝縮液を管状体２２内に導くことができる。
【００６６】
（第２変形例）
図５Ａを用いて第２変形例について説明する。本変形例は、第１変形例の更なる変形例である。
【００６７】
図５Ａに示す例では、第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４が除去されている。このため、第１冷却部３２のコイル導管６２は直接冷媒ＣＭを冷却する。なお、コイル導管６２の上方は蓋６４により閉塞されている。このため、コイル導管６２は、管状体２２内に連通し、冷媒ＣＭが入れられた閉じた空間に配設されている。
【００６８】
発熱部１２の熱により気化した冷媒ＣＭは、直接、コイル導管６２に触れる。このため、冷媒ＣＭはコイル導管６２で凝縮される。
【００６９】
下に凸な螺旋状のコイル導管６２では、コイル導管６２の上部で凝縮した冷媒ＣＭが下部にかからずに、管状体２２内に流下する。または、コイル導管６２の巻き方向に沿って頂部６３に向かって冷媒ＣＭが流下する。頂部６３に向かって流下した冷媒ＣＭは、頂部６３及びその近傍から管状体２２内に流下する。
【００７０】
ここで、図６は、図５Ａに対する比較例を示す。図６に示す冷却装置３１４は、断熱材２６で覆われた管状体２２と、管状体２２の上方に配置された凝縮部３２４とを有する。凝縮部３２４は、第１冷却部３３２と、第２冷却部３３４とを有する。
【００７１】
凝縮部３２４は、上端が蓋３６４により覆われている略円柱状の外観を有する。蓋３６４には、略円筒状の外観を有するコイル導管３６２が固定されている。この場合、コイル導管３６２の上部で凝縮した冷媒ＣＭはコイル導管３６２の下部にかかる。すなわち、この比較例では、コイル導管３６２の特に下部側で、実質的な凝縮面が減少してしまうイナンデーションが発生する。このため、下に凸な螺旋状のコイル導管６２に比べて、円筒状のコイル導管３６２を使用する場合、気化した冷媒ＣＭとコイル導管３６２の冷却面との温度差が小さくなり、システム１０の稼働状態での冷却性能の維持が阻害される。
【００７２】
また、図６に示す円柱状の外観を有する凝縮部３２４の底面には、凝縮した冷媒ＣＭが管状体２２に入れられずに液溜まりとされている。この場合、凝縮液は、液体となっているが、管状体２２内に入れられないので、発熱部１２を冷却するのに用いられない。このように、図６に示す例では、凝縮させた冷媒ＣＭを管状体２２に戻すのが阻害されている。
【００７３】
円柱状のコイル導管３６２を用いる場合、凝縮液を増大させるためには、巻き数を増やしたり、同心状に複数のコイル導管３６２を配置する多重コイル導管とすることが行われる。巻き数を増やしたコイル導管３６２を考慮すると、コイル導管３６２の上下に隣接するコイル導管３６２同士の間隔を狭くする必要がある。このため、蒸気がコイル導管３６２同士の間に入りにくくなる。
【００７４】
一方、本変形例に係る、円錐状のコイル導管６２を用いる場合、例えば、コイル導管６２の巻き数を多くし、すなわち、円錐の曲面の面積を増やすと、凝縮液を増大させることができる。この場合、円柱状のコイル導管３６２を用いる場合に比べて、円錐状のコイル導管６２を用いる場合、熱伝達率が２倍程度になると想定される。この値は、論文「Fayazbakhshら、「Analytical Modeling of Mist condensation by Natural Convection over Inclined Flat Surfaces」、2013、Proceedings of the ASME 2013 Summer Heat Transfer Conference, 2013」にある、凝縮膜厚さと冷却部３２の傾斜角度（傾き）との関係から算出される。
【００７５】
図５Ａに示す円錐状のコイル導管６２を用いる場合、コイル導管６２の上面、下面、側面を用いて、蒸気を凝縮させることができる。これに対し、図６に示す円柱状のコイル導管３６２を用いる場合、コイル導管６２に対して下部ほど、凝縮液が蓄積し易くなる。
【００７６】
このため、円錐状のコイル導管６２を用いることで、円柱状のコイル導管３６２を用いる場合に比べて、熱伝達率が２倍程度に高くなり、同じ熱交換性能を得るのに管の長さを短くでき、コイル導管６２内の冷却水の圧力損失を減らすことが出来る。また、コイル導管６２が凝縮液で覆われ難いので、コイル導管６２を構成する管同士の隙間が塞がれるのを抑制できて、冷媒ＣＭの圧力損失を減らすことができる。
【００７７】
したがって、本変形例の冷却装置１４では、気化した冷媒ＣＭとコイル導管６２の冷却面との温度差を大きく維持することができ、コイル導管６２の冷却性能が高い状態を維持することができるとともに、凝縮液を管状体２２内に素早く集積することができる。
【００７８】
また、円柱状のコイル導管３６２を用いるよりも、円錐状のコイル導管６２を用いる方が、長手軸Ｌに沿う高さを小さくすることができる。このため、本変形例に係る冷却装置１４によれば、凝縮部２４の長手軸Ｌに沿う大きさを小さくすることができる。このため、円錐状のコイル導管６２を用いることで、円柱状のコイル導管３６２を用いる場合に比べて、十分な冷却性能を維持しながら、冷却装置１４及び冷却システム１０のコンパクト化を図ることができる。
【００７９】
なお、図５Ｂに示すコイル導管６２には、メッシュ状に内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４が形成されていてもよい。この場合、コイル導管６２で凝縮された凝縮液は、外側傾斜面４４から内側傾斜面４２を通して頂部４３に導かれる。
【００８０】
コイル導管６２の頂部６３と、内側傾斜面４２の頂部４３との間は線材や棒材等の連結材（図示せず）で連結されていることが好適である。この場合、コイル導管６２の頂部６３に集められた凝縮液は、連結材を通して、内側傾斜面４２の頂部４３に移動する。このとき集められた凝縮液は、頂部４３から管状体２２内に流下する。
【００８１】
（第３変形例）
第３変形例について、図７Ａから図７Ｃを用いて説明する。ここでは、第１変形例の更なる変形例として説明する。
【００８２】
第１冷却部３２の内側傾斜面４２は、図７Ａに示すように放物面であってもよく、図７Ｂに示すように半球面であってもよく、図７Ｃに示すように階段状であってもよい。このように、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の形状は概略的に下に凸の形状であれば、種々の変更がなされ得る。
【００８３】
第２変形例で説明したように、第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４が除去され、コイル導管６２が冷媒ＣＭを直接冷却する冷却部として用いられる場合がある。この場合であっても、コイル導管６２の外観は、略円錐状に限らず、略放物面状、半球状、階段状など、種々の形状に形成される。この場合も、コイル導管６２は、円柱状のコイル導管３６２とは異なり、そのコイル導管６２の鉛直方向上側及び鉛直方向下側に対してずれた位置にコイル導管６２が配設されている。このため、冷媒ＣＭの凝縮にコイル導管６２を用いる場合、イナンデーションの発生を抑制することができる。
【００８４】
（第４変形例）
第４変形例について、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。凝縮部２４の外形は、略円筒状に限られない。  
図８Ａに示す例では、凝縮部２４の外形は、中空の略四角柱（略立方体）として形成されている。このため、図８Ａに示す例では、蓋６４が略矩形状に形成されている。頂部４３は特に、蓋６４の重心の直下にあることが好適である。頂部４３は管状体２２の中心軸（長手軸Ｌ）上にあることが好適である。
【００８５】
図８Ｂに示す例では、凝縮部２４の外形は、中空の略三角柱として形成されている。このため、図８Ｂに示す例では、蓋６４が略三角形状に形成されている。頂部４３は特に、蓋６４の重心の直下にあることが好適である。頂部４３は管状体２２の中心軸（長手軸Ｌ）上にあることが好適である。  
このように、凝縮部２４の形状は適宜に設定される。
【００８６】
図８Ａに示す第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４は、それぞれ略四角錐状に形成されている。図８Ｂに示す第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４は、略三角錐状に形成されている。  
このように、第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４は、円錐面状だけでなく多角錐面状など、適宜の略錐面状に形成されていることが好適である。  
なお、コイル導管６２も、第１冷却部３２の外形に合わせて下に凸な適宜の形状に形成され得る。
【００８７】
（第５変形例）
第５変形例について、図９Ａから図９Ｃを用いて説明する。ここでは、第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４の外形の変形例について説明する。
【００８８】
第１冷却部３２の内側傾斜面４２には、図９Ａに示すように、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の頂部４３と、第２冷却部３４の内周面４６の上端との境界近傍との間を結ぶ複数の溝７２が形成されている。これら溝７２は、第１冷却部３２の内側傾斜面４２で凝縮させた液体を長手軸Ｌ上の頂部４３に向かって流下させやすくする。また、これら溝７２は、凝縮させた液体を長手軸Ｌ上の頂部４３から内側傾斜面４２の外縁に向かって流し、流下させやすくする。
【００８９】
第１冷却部３２の内側傾斜面４２には、図９Ｂに示すように、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の頂部４３と、第２冷却部３４の内周面４６の上端との境界近傍との間を結ぶ、螺旋状の溝７４が形成されている。溝７４は、第１冷却部３２の内側傾斜面４２で凝縮させた液体を長手軸Ｌ上の頂部４３に向かって流下させやすくする。また、溝７４は、凝縮させた液体を長手軸Ｌ上の頂部４３から内側傾斜面４２の外縁に向かって流し、流下させやすくする。
【００９０】
第１冷却部３２の内側傾斜面４２の撥水性／親水性の調整、傾斜角度の調整だけでなく、溝７２，７４の形成によって、第１冷却部３２の内側傾斜面４２で凝縮させた液体の流下を適宜に制御することができる。
【００９１】
なお、図９Ｃに示すように、第１冷却部３２の略円錐状の内側傾斜面４２及び外側傾斜面４４は、複数の板材７６が組み合わせられて形成されていてもよい。この場合、隣接する板材７６，７６の境界が、溝７２として用いられる。
【００９２】
（第６変形例）
第６変形例について、図１０を用いて説明する。
【００９３】
図１０に示すように、第１冷却部３２の略円錐状の内側傾斜面４２の頂部４３には、鉛直方向下方に延びる線材状又はロッド状の延出材８２の上端が固定されている。延出材８２の下端は、例えば管状体２２の内部に配設されている。延出材８２の下端は例えば管状体２２の内周面に固定されていてもよく、自由端となっていてもよい。延出材８２の素材は冷媒ＣＭの種類や発熱部１２により上げられる温度により適宜に選択される。
【００９４】
なお、延出材８２が線材状である場合、適宜に曲げられる。延出材８２がロッド状である場合、曲げられない。延出材８２は、チェーン状であってもよい。
【００９５】
延出材８２は、頂部４３に集められる凝縮液を管状体２２内に導くガイドとして用いられる。また、延出材８２は、長手軸Ｌに沿って上昇してきた気体を第１冷却部３２の内側傾斜面４２に接触させるガイドとして用いられる。
【００９６】
ここでは、内側傾斜面４２の頂部４３に延出材８２の上端が支持されている例を示しているが、コイル導管６２の頂部６３又はその近傍に延出材８２の上端が支持されていてもよい。
【００９７】
延出材８２の数は、１つに限られず、複数であってもよい。
【００９８】
（第７変形例）
第７変形例について、図１１を用いて説明する。
【００９９】
図１１に示すように、第１冷却部３２は、天井面９２と、複数の延出部９４とを有する。延出部９４としては、上述した延出材８２と同様に、線材、ロッド、又はチェーン等が用いられる。複数の延出部９４の一端（上端）は天井面９２に連結されている。延出部９４の数は冷却装置１４が適用される構造物の大きさなどにより異なる。延出部９４の数は、適用される構造物が小型構造物であれば数本で良く、大型構造物であれば数百から数千本になり得る。
【０１００】
複数の延出部９４の他端（下端）はまとめられている。このため、第１冷却部３２は下に凸に形成されている。延出部９４の他端は特に頂部９５として形成される。頂部９５の数は１つであってもよく、複数であってもよい。頂部９５の数が１つである場合、凝縮液が１箇所の頂部９５から管状体２２に流下する。頂部９５が複数である場合、凝縮液が複数個所の頂部９５から管状体２２に流下する。又は、凝縮液が長手軸Ｌ上の頂部９５から、複数の延出部９４に沿って、天井面９２の外縁すなわち第２冷却部３４の内周面４６に流される。
【０１０１】
天井面９２の裏面９３は放熱部として形成される。放熱部は、ここでは説明の簡略化のため、冷媒ＣＭが配設された空間に比べて十分に温度が低い、外部空間に接しているものとする。ここでいう外部空間は、外部の空気、地面、宇宙空間を含む。
【０１０２】
凝縮部２４の第１冷却部３２は管状体２２及び凝縮部２４により形成される内部空間の温度よりも低い、例えば外部空間との対流熱伝達による伝熱により冷却され続けている。すなわち、第１冷却部３２の天井面９２の裏面９３は外部空間に曝されている。このため、第１冷却部３２の天井面９２の裏面９３から天井面９２に外部空間の温度が伝熱されている。熱せられた冷媒ＣＭの蒸気が凝縮部２４の第１冷却部３２の天井面９２に触れると、天井面９２の裏面９３から、天井面９２への外部空間の温度の伝熱により、冷媒ＣＭが凝縮し、気体から液体に戻される。すなわち、冷媒ＣＭは凝縮部２４の外部空間との熱交換で凝縮する。このとき、第１冷却部３２は天井面９２で冷媒ＣＭの熱を吸熱して、天井面９２の裏面９３に伝達してその熱を外部空間に放熱する。
【０１０３】
第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは、表面張力により、天井面９２から延出部９４の一端（上端）に集められる。そして、第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは、延出部９４の他端（下端）に向かって流下する。このため、凝縮液は、長手軸Ｌから離れた位置から、長手軸Ｌ近傍すなわち頂部９５に向かって集められる。このため、冷媒ＣＭの凝縮液は、下に凸な延出部９４の長手軸Ｌ上の頂部９５に集積される。又は、冷媒ＣＭの凝縮液は、長手軸Ｌ近傍の位置すなわち頂部９５から、遠い位置すなわち天井面９２の外縁（第２冷却部３４の内周面４６）に向かって流される。
【０１０４】
ここで、第１冷却部３２の頂部９５は、第１冷却部３２の上方から下方を透視的に見たとき、管状体２２の内側にある。このため、頂部９５及びその近傍に集められた、凝縮された冷媒ＣＭは、重力により管状体２２内に流下していく。  
このように、発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２の天井面９２で凝縮されて液体となって、延出部９４を通して、管状体２２内に落下する。
【０１０５】
天井面９２を冷媒ＣＭを凝縮させる冷却面として用いてもよい。この天井面９２は、平面状であってもよく、下に凸な形状であってもよい。
【０１０６】
なお、延出部９４の頂部９５に、図１０に示す延出材８２が接続されていてもよい。
【０１０７】
（第８変形例）
図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて第８変形例について説明する。本変形例では、凝縮部２４は上に凸な第１冷却部３２を有する。すなわち、本変形例は、第１冷却部３２を下に凸ではなく、上に凸にした例である。
【０１０８】
図１２Ａに示すように、第１冷却部３２は、上に凸に形成された内側傾斜面（冷却面）４２を有する。内側傾斜面４２は、上に凸の略円錐面状に形成されている。内側傾斜面４２の外縁（第１冷却部３２の天井面）は略円形状である。このため、第１冷却部３２は曲面に形成されている。
【０１０９】
第１冷却部３２の、略円錐面状の、上に凸に形成された傾斜面４２の頂部４３ａは、鉛直方向の上方に向けられている。内側傾斜面４２の頂部４３は内側傾斜面４２の外縁に連続し、内側傾斜面４２の外縁よりも鉛直方向の上側にある。図１２Ｂに示すように、第１冷却部３２を鉛直方向の上方から下方を透視的に見たとき、頂部４３ａは管状体２２の内側にある。頂部４３は特に、管状体２２及び凝縮部２４の中心軸（長手軸Ｌ）上にあることが好適である。このため、第１冷却部３２は、長手軸Ｌに沿って主流が形成される、管状体２２内で気化された冷媒ＣＭを、凝縮部２４の第１冷却部３２で冷却して凝縮させ、凝縮させた冷媒ＣＭを、管状体２２内に流下させて貯めることができる。
【０１１０】
第１冷却部３２は、外側傾斜面（放熱部）４４を有する。外側傾斜面４４は、内側傾斜面４２と同様に、上に凸の略円錐面状に形成されている。
【０１１１】
なお、凝縮部２４のうち、略円錐面状の、上に凸に形成された内側傾斜面４２の裏面（ここでは外側傾斜面４４）は、冷媒ＣＭが入れられた空間とは隔離されている。内側傾斜面４２の裏面の外側傾斜面４４は放熱部を形成する。放熱部（外側傾斜面）４４は、ここでは説明の簡略化のため、発熱部１２が稼働している際の、冷媒ＣＭが入れられた空間に比べて十分に温度が低い、外部空間に接しているものとする。ここでいう外部空間は、外部の空気、地面、宇宙空間を含む。
【０１１２】
なお、上述したのと同様に、凝縮部２４は、第２冷却部３４を有する。第２冷却部３４は、管状体２２の上端２２ａと第１冷却部３２（傾斜面４２）との間に配設されている。
【０１１３】
冷却システム１０の作用について説明する。  
凝縮部２４の第１冷却部３２は管状体２２及び凝縮部２４により形成される内部空間の温度よりも低い、例えば外部空間との対流熱伝達による伝熱により冷却され続けている。
【０１１４】
冷却システム１０の発熱部１２を稼働させ、発熱部１２の温度が上昇すると、冷媒ＣＭの一部が気化して蒸気（気体）となる。管状体２２は、気化した冷媒ＣＭを管状体２２の上方にある凝縮部２４へと導く。このため、管状体２２にある蒸気（加熱蒸気）は管状体２２の上方の凝縮部２４に流入する。
【０１１５】
ここで、管状体２２の外周には、断熱材２６が配設されている。上述した第１実施形態で説明したのと同様に、冷却装置１４は、発熱部１２から上方の凝縮部２４に向かって、冷媒ＣＭの相変化による熱輸送を行うことができる。
【０１１６】
冷却システム１０を稼働し始めてから適宜の時間が経過した場合、図１２Ａに示すように、長手軸Ｌに沿う気体の上昇の勢いが強くなった状態が維持される。第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の傾斜に沿って、長手軸Ｌ近傍の位置すなわち頂部４３から、遠い位置すなわち内側傾斜面４２の外縁に向かって流される。冷媒ＣＭの凝縮液は、第２冷却部３４の内周面４６にあてられる。凝縮された冷媒ＣＭは、管状体２２の内壁に沿って重力により管状体２２内に流下していく。
【０１１７】
このように、発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２で凝縮され、液体となって管状体２２内に流下して管状体２２の内側に貯められる。なお、凝縮された冷媒ＣＭの一部は、内側傾斜面４２の撥水性／親水性の調整や、冷媒ＣＭの粘性の調整により、一部が内側傾斜面４２の外縁すなわち第２冷却部３４の内周面４６に至る前に管状体２２内に流下する。
【０１１８】
このように、冷却システム１０が安定的に稼働している場合、図１２Ａに示すように、流体が循環する。システム１０が稼働し、発熱部１２が適宜の温度以上である場合、冷媒ＣＭは気体から液体、液体から気体への相変化を繰り返す。このため、冷却装置１４は、冷媒ＣＭを管状体２２に貯め続け、発熱部１２を冷却し続けることができる。このとき、冷却装置１４は、外部のエネルギを不要としながら、発熱部１２を冷却し続けることができる。
【０１１９】
このように、第１冷却部３２は、第１管状体２２の上方に頂部４３を有する傾斜面として形成されている。特に、第１冷却部３２の内側傾斜面４２は、頂部４３と協働して、上に凸、又は、下に凸に形成されている。第１管状体２２が単管である場合、システム１０が安定的に稼働している際には、気化した冷媒ＣＭは長手軸Ｌに沿って上側に流されるため、第１冷却部３２の頂部４３から傾斜面４２に沿った流れを作り出すことができる。そして、システム１０は、第１冷却部３２の頂部４３から傾斜面に沿って凝縮液を第１冷却部３２の外側に向けて流して、重力により、第１管状体２２内に凝縮液を貯めることができる。このように冷媒ＣＭを循環させることにより、下方の発熱部１２の熱を上方に輸送することができる。
【０１２０】
（第９変形例）
図１３を用いて第９変形例について説明する。本変形例は、第８変形例の更なる変形例である。
【０１２１】
図１３に示すように、凝縮部２４の第１冷却部３２は、上に凸の熱交換部（冷却体）６０を有する。ここでは、熱交換部６０は、内側傾斜面４２とは反対側の外側傾斜面４４に配設されている。すなわち、第１冷却部３２は、第１冷却部３２の外側傾斜面４４に熱伝達可能で、気化された冷媒ＣＭを凝縮させる際に熱を吸収する熱交換部（冷却体）６０を閉じた空間とは隔離された位置に有する。
【０１２２】
熱交換部６０は、上側ほど直径が小さい、螺旋状のコイル導管６２を有する。このため、コイル導管６２は、上に凸の形状に形成されている。コイル導管６２には、気体（冷気）や液体（冷却液）など、外側傾斜面４４を冷やす温度の冷媒が循環することが好適である。コイル導管６２内に通される冷媒は、第１冷却部３２に輸送される熱を吸熱する作動流体として用いられる。コイル導管６２に通される冷媒としては、水等がある。コイル導管６２内に循環する冷媒は、管状体２２及び凝縮部２４の閉じた空間に入れられた冷媒ＣＭと同じであっても異なっていてもよい。
【０１２３】
ここでは螺旋状のコイル導管６２の外観は、上に凸の略円錐状である。外側傾斜面４４も略円錐状に形成されている。そして、外側傾斜面４４とコイル導管６２とは、例えばロウ付けなどにより螺旋状に接続されていることが好適である。外側傾斜面４４及びコイル導管６２は、適宜の熱伝導性を有する素材で形成されている。このため、外側傾斜面４４とコイル導管６２とは、熱を伝達し易い。
【０１２４】
上述したように、螺旋状のコイル導管６２は、全体として、上に凸の形状に形成されている。コイル導管６２の上端は、頂部６３として形成されている。コイル導管６２の頂部６３は、内側傾斜面４２の頂部４３と近接していることが好適である。コイル導管６２の頂部６３は、内側傾斜面４２の頂部４３と連結されていてもよい。
【０１２５】
螺旋状のコイル導管６２の外側傾斜面４４から上に凸な内側傾斜面４２を通して伝熱された冷熱により、冷媒ＣＭが凝縮される。凝縮された冷媒ＣＭは、内側傾斜面４２に沿って頂部４３から内側傾斜面４２の外縁に向かって流される。そして、凝縮された冷媒ＣＭは、第２冷却部３４の内周面４６を通して管状体２２内に流下する。
【０１２６】
発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、熱交換部６０を有する第１冷却部３２だけでなく、第２冷却部３４で凝縮され液体となって管状体２２内に流下する。
【０１２７】
なお、図４Ｂから図５Ｂ、図７Ａから図１０に示す下に凸のコイル導管６２及び傾斜面４２を、上に凸のコイル導管６２及び傾斜面４２として、用いることができる。
【０１２８】
（第２実施形態）
第２実施形態について、図１４Ａから図１５Ｂを用いて説明する。本実施形態は各変形例を含む第１実施形態の変形例であって、第１実施形態で説明した部材と同一の部材及び同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。第２実施形態の後述する各変形例も同様である。  
ここでは、冷却装置１４として、二重管構造である二重管熱サイホンの例について説明する。
【０１２９】
図１４Ａに示すように、第１管状体２２の内側には、例えば同心状に第２管状体２８が配設されている。第１管状体２２と第２管状体２８とは下端で連通している。このため、液体としての冷媒ＣＭは、第１管状体２２と第２管状体２８とを自在に行き来し得る。
【０１３０】
なお、第１管状体２２の上端２２ａと、第２管状体２８の環状の上端２８ａとは、いずれが上側にあってもよいが、第１管状体２２の上端２２ａ及び第２管状体２８の上端２８ａが液面ＬＬよりも上側にあることが好適である。
【０１３１】
第１冷却部３２の、略円錐面状の、内側傾斜面４２は下に凸に形成されている。下に凸に形成された内側傾斜面４２の頂部４３は、鉛直方向の下方に向けられている。図１４Ｂに示すように、第１冷却部３２を鉛直方向の上方から下方を透視的に見たとき、頂部４３は第１管状体２２の内側にある。また、頂部４３は、第２管状体２８の内側にある。
【０１３２】
第１管状体２２及び第２管状体２８は同心状に配置されているものとして説明するが、第１管状体２２の長手軸Ｌと、第２管状体２８の長手軸Ｌとは、ずれが生じていてもよい。
【０１３３】
なお、第１管状体２２の内径及び第２管状体２８の内径及び外径や、冷媒の選択等、種々の条件により変化するが、一般に、本実施形態に係る二重管構造の冷却装置１４を含む冷却システム１０は、第１実施形態で説明した冷却装置１４を含む冷却システム１０に比べて、大きな熱輸送性能を発揮すると想定されている。
【０１３４】
冷却システム１０が安定的に稼働している場合、図１４Ａに示すように、流体が循環する。  
第１管状体２２の内部（第１管状体２２の内周面と第２管状体２８の外周面との間）の気体（蒸気）の上昇の勢いが強くなる。第１冷却部３２の内側傾斜面４２にぶつかった気体は、内側傾斜面４２に沿って接触し凝縮されながら、気体（蒸気）の上昇の勢いによって、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の傾斜に沿って、長手軸Ｌ近傍の位置すなわち頂部４３に向かって流される。種々の方向からの冷媒ＣＭの凝縮液は、頂部４３でぶつかる。凝縮された冷媒ＣＭは、管状体２２の内壁に沿って重力及び凝縮されなかった気体（蒸気）の勢いにより、第２管状体２８内に流下していく。
【０１３５】
このように、稼働時に熱源となる発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２で一部が凝縮され、液体となって管状体２２，２８内に流下して管状体２２，２８の内側に貯められる。なお、凝縮された冷媒ＣＭの一部は、内側傾斜面４２の撥水性／親水性の調整や、冷媒ＣＭの粘性の調整により、一部が内側傾斜面４２の頂部４３に至る前に第１管状体２２内に流下する。
【０１３６】
図１５Ａに示すように、第１管状体２２の内部（第１管状体２２の内周面と第２管状体２８の外周面との間）は、第１管状体２２の上側に加熱蒸気が移動するとともに、気体により上側に押された液体が上側に移動している。第２管状体２８の内部は、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の頂部４３から加熱蒸気（気体）及び液体が下側に移動している。すなわち、第１管状体２２の内側の冷媒ＣＭ、及び、第２管状体２８の内側の冷媒ＣＭはそれぞれ二相流となっている。そして、第１管状体２２は、気化した冷媒ＣＭを第１管状体２２の上方にある凝縮部２４へと導き、第２管状体２８は、気化した冷媒ＣＭ及び凝縮された冷媒ＣＭを第１管状体２２の底部に向かって導く。
【０１３７】
なお、図１５Ｂに示すように、第１管状体２２の内部は、冷媒ＣＭの状態によっては、液体が存在せず、加熱蒸気のみが第１管状体２２の上側に移動していることがある。第２管状体２８の内部は、第１冷却部３２の内側傾斜面４２の頂部４３から加熱蒸気（気体）及び液体が下側に移動している。第１管状体２２は、気化した冷媒ＣＭを第１管状体２２の上方にある凝縮部２４へと導き、第２管状体２８は、気化した冷媒ＣＭ及び凝縮された冷媒ＣＭを第１管状体２２の底部に向かって導く。
【０１３８】
このとき、第１管状体２２の内部（第１管状体２２の内周面と第２管状体２８の外周面との間）の気体及び液体は上方に移動するため、第１冷却部３２の内側傾斜面４２で冷却され凝縮された凝縮液（液体）は、気体及び液体が下側へと移動する第２管状体に入れられる。特に、第１冷却部３２の頂部４３と第２管状体２２との位置関係から、第２管状体２２には、凝縮部２４で凝縮させた冷媒ＣＭが第１管状体２２に入れられるよりも多く入れられる。第２管状体２８内に導かれた冷媒ＣＭは、第２管状体２８の下端を通して、第１管状体２２内に流出される。このため、本システム１０を用いることで、加熱部１２の加熱により気化した冷媒ＣＭが凝縮部２４で凝縮されて集められ、集められた凝縮液が素早く管状体２８を介して管状体２２内に還流される。したがって、冷却装置１４は、管状体２２の内部の冷媒ＣＭの液面ＬＬを適宜の状態に保つことができる。したがって、冷却装置１４は、発熱部１２を確実に冷却し続けることができる。
【０１３９】
なお、地震に伴う地殻変動等により、冷却システム１０の長手軸Ｌが鉛直方向に対して傾斜する可能性がある。この場合であっても、第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは頂部４３に集められ、第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に流下する。第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは特に、第１管状体２２内よりも第２管状体２８内に多くが流下する。第１管状体２２の上端２２ａ及び／又は第２管状体２８の上端２８ａの内径によっては、第１冷却部３２で凝縮された冷媒ＣＭは頂部４３から第１管状体２２内、及び／又は、筒状体（第３管状体）３６の内側傾斜面５２に流下する可能性がある。凝縮された冷媒ＣＭが筒状体３６の内側傾斜面５２に流下した場合であっても、凝縮された冷媒ＣＭは内側傾斜面５２から第１管状体２２内に流下される。又は、第１管状体２２内の上側に向かう蒸気の勢いによっては、頂部４３から第２管状体２８内に流下される。このため、特に、凝縮部２４において、凝縮された冷媒ＣＭが貯められる箇所を最小化することができる。このため、凝縮された冷媒ＣＭのうち、より多くの量を第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に流下させることができる。
【０１４０】
このように、発熱部１２で加熱され気体となった冷媒ＣＭは、第１冷却部３２及び、筒状体３６を含む第２冷却部３４で凝縮され液体となって第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に流下する。このため、本システム１０を用いることで、加熱部１２の加熱により気化した冷媒ＣＭが凝縮部２４で凝縮されて集められ、集められた凝縮液が素早く第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に還流される。したがって、冷却装置１４は、第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内の冷媒ＣＭの液面ＬＬを適宜の状態に保つことができる。したがって、冷却装置１４は、発熱部１２を確実に冷却し続けることができる。
【０１４１】
システム１０が稼働し、発熱部１２が適宜の温度以上である場合、冷媒ＣＭは気体から液体、液体から気体への相変化を繰り返す。このため、発熱部１２に液体としての冷媒ＣＭが隣接した状態が維持されながら、熱が上方に輸送される。
【０１４２】
冷却装置１４は、発熱部１２の熱によって冷媒ＣＭを第１管状体２２及び／又は第２管状体２８から凝縮部２４に移動させながらポンプレスに熱を下方から上方に輸送することができる。また、冷却装置１４は、冷媒ＣＭを第１管状体２２及び／又は第２管状体２８に貯め続け、発熱部１２を冷却し続けることができる。このため、冷却装置１４は、外部のエネルギを不要としながら、発熱部１２を冷却し続けることができる。このように、外部のエネルギを不要にしつつ十分な量の凝縮液を得て、高い冷却性能をコンパクトな冷却システム１０によって実現できる。そして、本実施形態に係る冷却システム１０は、発熱部１２の熱（エネルギ）により、冷媒ＣＭを閉じた空間内で相変化させながら循環させて、発熱部１２を冷却し続けることができる。
【０１４３】
（第１変形例）
図１６を用いて第１変形例について説明する。
【０１４４】
図１６に示すように、第２冷却部３４は、例えばドーナツ状など環状の流路ガイド１０２を有する。流路ガイド１０２は、例えば第２冷却部３４の内周面４６と内側傾斜面５２との境界位置から、長手軸Ｌに向かって突出している。流路ガイド１０２は、第２冷却部３４の内周面４６の下端と上端との間の適宜の位置にあってもよい。流路ガイド１０２は長手軸Ｌに直交する状態に上面が形成されているわけではなく、内側ほど下側に向かって傾斜している。
【０１４５】
流路ガイド１０２の内周縁１０２ａは、第１管状体２２及び第２管状体２８と同心状に形成されていることが好適である。
【０１４６】
第２管状体２８は、例えば、主管１１２と、主管１１２の上側に固定された集液具（ボール（bowl））１１４とを有する。主管１１２の下端は凝縮された冷媒ＣＭに漬けられている。集液具１１４は、例えば洗面ボールのように、主管１１２の上端に連通する排液口が形成されている。ここでは、集液具１１４は、上側ほど口径が大きい円錐台状の内周面を有する。
【０１４７】
本変形例では、流路ガイド１０２の内周縁１０２ａと長手軸Ｌとの間の距離は、第２管状体２８の集液具１１４の上端２８ａと長手軸Ｌとの間の距離よりも大きい。なお、流路ガイド１０２の内周縁１０２ａと長手軸Ｌとの間の距離が、第２管状体２８の集液具１１４の上端２８ａと長手軸Ｌとの間の距離よりも小さい場合、後述する突出縁１０４ａ及びブリッジ１２４等は不要になり得る。
【０１４８】
本変形例では、流路ガイド１０２を用いることにより、第２冷却部３４の内周面４６で凝縮させた液体を、第１管状体２２及び／又は第２管状体２８の内側に戻すことができる。
【０１４９】
また、ここでは、第１冷却部３２の頂部４３と、第２管状体２８の主管１１２の上端とを結ぶ延出材８２が配設されている。システム１０の長手軸Ｌが鉛直方向に対して傾けられることがある。この場合であっても、第１冷却部３２で凝縮した冷媒ＣＭが、延出材８２を通して、頂部４３から第２管状体２８内に導かれる。
【０１５０】
また、ここでは、集液具１１４の外縁と、流路ガイド１０２の内周縁１０２ａとの間には、複数の延出部（連結部）１２２が連結されている。延出部１２２は、上述した延出材８２と同様に、凝縮液を第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に導くのに用いられる。延出部１２２としては、延出材８２と同様に、線材、ロッド、又はチェーン等が用いられる。ここでは、延出部１２２により、第２冷却部３４で凝縮した冷媒ＣＭの一部が、表面張力により延出部１２２を通して集液具１１４に導かれる。このため、第２冷却部３４で凝縮した冷媒ＣＭの一部が第２管状体２８内に流下される。  
なお、主管１１２及び集液具１１４を通して、気化された冷媒ＣＭが凝縮部２４に移動し得る。
【０１５１】
このように、本変形例のシステム１０によれば、第１冷却部３２の頂部４３付近に集められ、流下した冷媒ＣＭを、集液具１１４から第２管状体２８の主管１１２の内側に入れやすい。また、長手軸Ｌから外れた凝縮液が流下してきたときに、凝縮液を長手軸Ｌすなわち第２管状体２８内に集めることができる。そして、第２冷却部３４で凝縮され流下した冷媒ＣＭを、集液具１１４から第２管状体２８の主管１１２の内側に入れやすい。このように、本変形例のシステム１０によれば、より多くの凝縮液が第２管状体２８内に導かれる。第２管状体２８内に導かれた冷媒ＣＭは、第２管状体２８の下端を通して、第１管状体２２内に流出される。このため、本システム１０を用いることで、加熱部１２の加熱により気化した冷媒ＣＭが凝縮部２４で凝縮されて集められ、集められた凝縮液が素早く管状体２２内に還流される。したがって、冷却装置１４は、管状体２２の内部の冷媒ＣＭの液面ＬＬを適宜の状態に保つことができる。したがって、発熱部１２を確実に冷却し続けることができる。
【０１５２】
（第２変形例）
図１７から図１９を用いて第２変形例について説明する。  
図１７及び図１８Ａに示すように、流路ガイド１０２と第２管状体２８の上端２８ａとの間には、複数のブリッジ（連結部）１２４が連結されている。
【０１５３】
図１９に示すように、本変形例に係る流路ガイド１０２は、周方向に沿って凸部１０４と凹部１０６とが繰り返されて円環状に形成されている。凸部１０４と凹部１０６とは滑らかに連続している。流路ガイド１０２の凹部１０６には、ブリッジ１２４の一端が接続されている。流路ガイド１０２の凹部１０６には、ブリッジ１２４が一体化されていてもよい。ブリッジ１２４は、本変形例では例えばハーフパイプ状に形成されている。また、凹部１０６とブリッジ１２４の一端との間は滑らかに連続している。
【０１５４】
例えば第２冷却部３４の内周面４６で凝縮された凝縮液は、一部が流路ガイド１０２に流される。流路ガイド１０２の凸部１０４は、凝縮液を隣接する凹部１０６に分離させる。このため、凝縮液は凹部１０６からブリッジ１２４に流される。そして、ブリッジ１２４の他端（下端）に連結された第２管状体２８の内部に凝縮液が流される。
【０１５５】
図１８Ｂに示すように、流路ガイド１０２からブリッジ１２４に導かれた凝縮液は、第２管状体２８内に入れられる。
【０１５６】
流路ガイド１０２の凸部１０４に流され、ブリッジ１２４に流されなかった凝縮液の一部は、凸部１０４の内側の内周縁１０２ａを通して第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に流される。
【０１５７】
図１８Ｂ中、流路ガイド１０２とブリッジ１２４とは傾斜角度が異なっている。流路ガイド１０２及びブリッジ１２４の傾斜角度は同一であってもよい。ブリッジ１２４と集液具１１４の傾斜角度は同一である。ブリッジ１２４及び集液具１１４の内周面の傾斜角度は互いに異なっていてもよい。
【０１５８】
隣接するブリッジ１２４，１２４間には隙間がある。このため、発熱部１２で加熱され気化された冷媒ＣＭは、ブリッジ１２４，１２４間を通して第１冷却部３２の内側傾斜面４２及び第２冷却部３４の内周面４６に接触するのが妨げられることがない。
【０１５９】
なお、集液具１１４は、円錐台状に限られず、主管１１２に対して口径が大きい円柱状や、矩形状など、主管１１２に凝縮液を集めることができる種々の形状が許容される。
【０１６０】
（第３変形例）
図２０を用いて第３変形例について説明する。この変形例は、第２変形例の更なる変形例である。
【０１６１】
図２０に示すように、流路ガイド１０２の凸部１０４の内周縁１０２ａには、例えば上側に突出する突出縁１０４ａが形成されている。突出縁１０４ａは凸部１０４の内周縁の全体にわたって形成されている。このため、より確実に、第２冷却部３４の内周面４６で凝縮させた凝縮液を、流路ガイド１０２の凹部１０６からブリッジ１２４を通して第２管状体２８内に入れることができる。
【０１６２】
（第４変形例）
図２１を用いて第４変形例について説明する。この変形例は、第２変形例及び第３変形例の更なる変形例である。
【０１６３】
図２１に示すように、ブリッジ１２４は平坦であってもよい。この場合、ブリッジ１２４の１対の外縁には、上側に突出する突出縁１２４ａが形成されている。突出縁１２４ａは、ブリッジ１２４のうち、流路ガイド１０２の凹部１０６と第２管状体２８の上端２８ａとの間の全体にわたって形成されている。このため、ブリッジ１２４に導かれた凝縮液は、第２管状体２８内に入れられる。
【０１６４】
なお、図示しないが、ブリッジ１２４，１２４間の内周縁１０２ａには、突出縁１０４ａ（図２０参照）が形成されていてもよい。この場合、第２管状体２８に凝縮液を入れやすくなる。
【０１６５】
（第５変形例）
図２２Ａ及び図２２Ｂを用いて第５変形例について説明する。
【０１６６】
図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、筒状体３６は、種々の形状に形成される。内側傾斜面５２及び外側傾斜面５４は、例えば円錐台状に限られない。
【０１６７】
図２２Ａに示す例では、第１管状体２２の上端２２ａと、筒状体３６の下端とは、例えば直交している。特に、筒状体３６の内側傾斜面５２の下端の近傍と、第１管状体２２の内周面の上端２２ａの近傍とは、直交している。
【０１６８】
図２２Ｂに示す例では、第１管状体２２の上端２２ａと、筒状体３６の下端とは、滑らかに連続している。特に、筒状体３６の内側傾斜面５２の下端の近傍と、第１管状体２２の内周面の上端２２ａの近傍とは、滑らかに連続している。
【０１６９】
筒状体３６は、凝縮された冷媒ＣＭが第１管状体２２内に流下する状態に形成されていれば、種々の形状が許容される。
【０１７０】
（第６変形例）
図２３を用いて第６変形例について説明する。
【０１７１】
図２３に示すように、凝縮部２４の第２冷却部３４は、第１冷却部３２に連続する第１筒状体１３２と、第１筒状体１３２の下側に連続する第２筒状体１３４とを有する。  
第１筒状体１３２の内周面１４２は、上端から下端に向かうにつれて、長手軸Ｌに近づけられている。言い換えると、下側から上側に向かうにつれて広げられている。同様に、第１筒状体１３２の外周面１４４は、上端から下端に向かうにつれて、長手軸Ｌに近づけられている。言い換えると、下側から上側に向かうにつれて広げられている。
【０１７２】
第２筒状体１３４は、内周面１４６と外周面１４８とを有する円筒状に形成されている。第２筒状体１３４の下端には、筒状体３６の上端が連結されている。また、第２筒状体１３４の下端には、流路ガイド１０２が配設されている。
【０１７３】
このように、第２冷却部３４は、凝縮された冷媒ＣＭが第１管状体２２及び／又は第２管状体２８内に流下する状態に形成されていれば、種々の形状が許容される。
【０１７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７５】
１０…冷却システム、１２…発熱部、１４…冷却装置、２２…管状体、２２ａ…上端、２４…凝縮部、２６…断熱材、３２…第１冷却部、３４…第２冷却部、３６…筒状体（第３冷却部）、４２…内側傾斜面、４３…頂部、４４…外側傾斜面（放熱部）、４６…内周面、４８…外周面、５２…内側傾斜面、５４…外側傾斜面。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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