(57)【要約】【課題】発熱体と冷媒との間の熱伝達率の低下を抑制し、発熱体の冷却効率を向上した沸騰冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】沸騰冷却装置１は、内部に冷媒が貯留される冷媒槽１１と、冷媒槽１１の前方側の側面１１ａに設けられるインバータ回路２３とを備えている。インバータ回路２３は、冷媒槽１１内の冷媒を加熱して沸騰させる素子２１を有している。また、沸騰冷却装置１は、冷媒槽１１の後方側の側面１１ｂに設けられた音波発信機２４を備えている。素子２１に加熱されて冷媒が沸騰する際に、冷媒槽１１内の伝熱面１１ｃには気泡が付着する。音波発信機２４が発信した音波は冷媒槽１１に伝達され、冷媒槽１１及び冷媒が振動する。冷媒槽１１及び冷媒が振動することによって、伝熱面１１ｃに付着した気泡が除去される。【選択図】図１
2010073982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒が収容される収容部と、
前記収容部に設けられた伝熱面を介して、前記収容部内の前記冷媒と熱交換を行うことで冷却される発熱体と
を備え、
前記発熱体が前記冷媒を沸騰させる際の蒸発潜熱によって前記発熱体が冷却される沸騰冷却装置において、
振動を生成する振動生成部をさらに備え、
前記振動生成部で生成された前記振動を前記伝熱面に伝達して、前記伝熱面を振動させることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】
前記発熱体が前記冷媒を沸騰させる際に生じた蒸気を冷却して液化する凝縮部をさらに備え、
前記収容部と前記凝縮部とは、互いに離間することなく一体となって配置されている請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
前記振動生成部は音波発信部であり、前記音波発信部は、電気エネルギーを前記音波に変換して発信する音波発信機である請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】
前記振動生成部は音波発信部であり、前記音波発信部は、
内部に蓄熱器が設けられる管状の音響管と、
前記蓄熱器の一方の端部に設けられ、前記蓄熱器の前記一方の端部を加熱する高温側熱交換器と、
前記蓄熱器の他方の端部に設けられ、前記蓄熱器の前記他方の端部を冷却する低温側熱交換器と
を備え、前記高温側熱交換器と前記低温側熱交換器との間で前記蓄熱器に温度勾配を生じさせることによって、前記音響管内に前記音波を発信する熱音響音波発信機である請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】
前記音響管は、両端部が閉塞した筒状の部材である請求項４に記載の沸騰冷却装置。
【請求項６】
前記音響管は、ループ状になった筒状の部材である請求項４に記載の沸騰冷却装置。
【請求項７】
前記収容部内の前記冷媒を、前記収容部と前記低温側熱交換器との間で循環させる循環通路が設けられる請求項４〜６のいずれか一項に記載の沸騰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は沸騰冷却装置に係り、特に、沸騰冷却装置の収容部周辺の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気自動車のインバータ回路を構成する素子を冷却するための沸騰冷却装置が開示されている。これによれば、沸騰冷却装置は、内部に冷媒が貯留された冷媒槽を備えており、冷媒槽の外部表面には、発熱体である素子が密着した状態で固定されている。冷媒槽内の冷媒は、発熱した素子に加熱されて沸騰するとともに、沸騰する際に素子から奪う熱、すなわち蒸発潜熱によって素子を冷却する。また、沸騰冷却装置は、冷媒槽の上部に配置され、複数の放熱管を内部に有する放熱器を備えている。冷媒槽で沸騰した冷媒の蒸気は放熱器の内部に導かれ、放熱管の一端側からその内部に流入する。放熱管内に流入した蒸気は、放熱管内を流通する間に冷却されて液化され、放熱管の他端側から再び冷媒槽内に戻される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５０８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の沸騰冷却装置において、冷媒槽の内部表面のうち、素子と冷媒槽とが密着している部位である伝熱面には、冷媒が沸騰する際に生じた気泡が付着する。気体の熱伝達率は、液体や固体と比較すると低いため、伝熱面に気泡が付着した状態では素子から冷媒への熱伝達が阻害され、素子の冷却効率が低下するという問題点を有していた。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、発熱体と冷媒との間の熱伝達率の低下を抑制し、発熱体の冷却効率を向上した沸騰冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る沸騰冷却装置は、内部に冷媒が収容される収容部と、収容部に設けられた伝熱面を介して、収容部内の冷媒と熱交換を行うことで冷却される発熱体とを備え、発熱体が冷媒を沸騰させる際の蒸発潜熱によって発熱体が冷却される沸騰冷却装置において、振動を生成する振動生成部をさらに備え、振動生成部で生成された振動を伝熱面に伝達して、伝熱面を振動させることを特徴とするものである。
【０００７】
収容部の内部において、発熱体と冷媒とが伝熱面を介して熱交換を行なうと、加熱された冷媒が沸騰する際に生じた気泡が伝熱面に付着する。沸騰冷却装置は、振動を生成する振動生成部を備えており、振動生成部が伝熱面を振動させるので、伝熱面に付着した気泡は、振動によって剥離して除去される。伝熱面から気泡が除去されるため、発熱体が発する熱は、熱伝達率が低い気泡に阻害されることなく冷媒に伝達される。したがって、沸騰冷却装置において、発熱体と冷媒との間の熱伝達率の低下を抑制し、発熱体の冷却効率を向上することができる。
【０００８】
発熱体が冷媒を沸騰させる際に生じた蒸気を冷却して液化する凝縮部をさらに備え、収容部と凝縮部とは、互いに離間することなく一体となって配置されていてもよい。
【０００９】
振動生成部は音波発信部であり、音波発信部は、電気エネルギーを音波に変換して発信する音波発信機であってもよい。
【００１０】
振動生成部は音波発信部であり、音波発信部は、内部に蓄熱器が設けられる管状の音響管と、蓄熱器の一方の端部に設けられ、蓄熱器の一方の端部を加熱する高温側熱交換器と、蓄熱器の他方の端部に設けられ、蓄熱器の他方の端部を冷却する低温側熱交換器とを備え、高温側熱交換器と低温側熱交換器との間で蓄熱器に温度勾配を生じさせることによって、音響管内に音波を発信する熱音響音波発信機であってもよい。高温側熱交換器で蓄熱器の一端を加熱し、低温側熱交換器で蓄熱器の他端を冷却すると、熱音響現象による音波が蓄熱器から音響管内に発信される。沸騰冷却装置を利用するシステムには、高温側熱交換器を加熱することが可能な熱源が存在しているため、電源等を必要とすることなく音波を発信することができる。
【００１１】
音響管は、両端部が閉塞した筒状の部材であってもよい。両端部が閉塞された筒状の音響管内で音波を発信すると、音波が端部で反射することにより増幅された定在波を発生させることができる。そして、音響管の軸方向において振動が最大となる部位と収容部とを接触させることにより、収容部を最大限に振動させることができる。したがって、伝熱面に付着した気泡の除去を最も効率よく行なうことができる。
【００１２】
音響管は、ループ状になった筒状の部材であってもよい。例えば特開平１０−３２５６２５の段落番号［００４４］〜［００４５］に記載されている考えを基にして、複数の蓄熱器をループ内に配置する等を行えば、音波は音響管内を循環する進行波となる。すなわち、収容部を音響管のどの部位に接触させても、収容部に所定の振動を与えることができる。したがって、収容部と音響管とを接触させる位置における配置上の自由度を大きくすることができる。
【００１３】
収容部内の冷媒を、収容部と低温側熱交換器との間で循環させる循環通路が設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、沸騰冷却装置において、発熱体と冷媒との間の熱伝達率の低下を抑制し、発熱体の冷却効率を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、この発明の実施の形態について添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る沸騰冷却装置１の構成について、自動車に搭載されたインバータ回路の冷却用として適用した場合を例にして、図１〜３を用いて説明する。尚、沸騰冷却装置１における上下方向及び前後方向を、図１〜３に示す各矢印によって規定する。
【００１６】
図１に示すように、沸騰冷却装置１は、例えば水等の冷媒が内部に収容された収容部である冷媒槽１１を備えている。冷媒槽１１は、前後方向における厚さが薄い扁平な形状を有するとともに上方側及び下方側に開口する層本体１２を有している。層本体１２の下端部にはエンドキャップ１３が接合されており、層本体１２の下方側の開口を塞いでいる。以上のように構成される冷媒槽１１内に冷媒が貯留されている。
【００１７】
冷媒槽１１の前方側の側面１１ａには、発熱体である複数の素子２１が基板２２上に配置されたインバータ回路２３が設けられており、密着させた基板２２と側面１１ａとをろう付けすることによって、これらが一体として固定されている。発熱した素子２１は、冷媒槽１１の内部表面のうち、基板２２が外部に固定されている部位、すなわち素子２１からの熱が伝達される部位である伝熱面１１ｃを介して、冷媒槽１１内の冷媒と熱交換を行うようになっている。したがって、発熱した素子２１は、基板２２及び伝熱面１１ｃを介して冷媒槽１１内の冷媒を加熱して沸騰させるようになっており、冷媒が沸騰する際に素子２１から奪う熱である蒸発潜熱によって、素子２１が冷却される。
【００１８】
一方、冷媒槽１１の後方側の側面１１ｂには、音波発信部として、図示しない電源から供給される電気エネルギーを音波に変換して発信する音波発信機２４が設けられている。音波発信機２４は、冷媒槽１１に対して一体となるように側面１１ｂに固定されており、音波発信機２４が音波を発信すると、その音波が冷媒槽１１に伝達されて、冷媒槽１１及び内部の冷媒が振動するようになっている。すなわち、音波発信機２４は、沸騰冷却装置１における振動生成部を構成する。
【００１９】
また、音波発信機２４は、インバータ回路２３に対向する部位に設けられている。したがって、音波発信機２４が発信した音波によって生じる冷媒の振動は、冷媒槽１１の内部表面のうち、基板２２が外部に固定されている部位、すなわち素子２１からの熱が伝達される部位である伝熱面１１ｃに直接的に伝達されるように構成されている。
【００２０】
冷媒槽１１の上部には、インバータ回路２３の素子２１に加熱された冷媒が、冷媒槽１１内で沸騰する際に生じた蒸気を冷却して液化するための凝縮部３１が設けられている。凝縮部３１は、層本体１２の上端部に接合される連結管３２、連結管３２の後部に接合されるシェル３３、及びシェル３３内に収容される複数の凝縮管３４を有しており、連結管３２によって層本体１２の上方側の開口が塞がれている。
【００２１】
図２に示すように、冷媒槽１１の内部には、層本体１２の上端部から下端部に延在する仕切り壁１２ａが設けられており、冷媒槽１１内の大部分の領域を占める沸騰領域１４と、残りの領域である還流領域１５とに区画している。また、仕切り壁１２ａの下端部１２ｂとエンドキャップ１３の内部底面１３ａとの間には隙間１６が形成されており、この隙間１６を介して沸騰領域１４と還流領域１５とが連通している。
【００２２】
一方、層本体１２の上部に設けられた連結管３２の内部にも仕切り壁３２ａが設けられており、連結管３２の内部を、沸騰領域１４に連通する第一連通室３２ｂと、還流領域１５に連通する第二連通室３２ｃとに区画している。また、連結管３２の後部壁面において、第一連通室３２ｂ内及び第二連通室３２ｃ内には、連結管３２の後部に接合されたシェル３３内に貫通する連通孔３２ｄ、３２ｅがそれぞれ形成されている。
【００２３】
図３に示すように、凝縮管３４は、一対のプレート３４ａ及び３４ｂを接合してなる扁平な部材であって、その内部には、空洞部３４ｃが形成されている。また、各凝縮管３４は、互いに隣り合う凝縮管３４との間に隙間３５を形成するとともに、その両端部で接触するように積層されている。さらに、凝縮管３４の両端部には、隣り合う凝縮管３４に連通する連通孔３４ｄ及び３４ｅがそれぞれ形成されている。尚、最も前方側に位置する凝縮管３４の連通孔３４ｄ、３４ｅは、連結管３２の連通孔３２ｄ、３２ｅにそれぞれ連通している。また、最も後方側に位置する凝縮管３４において、シェル３３の内部表面に対向する部位には、連通孔３４ｄ及び３４ｅは形成されない。
【００２４】
シェル３３の両端部には、図示しないエンジンの冷却水が流通する冷却水通路に接続される接続ポート３３ａ、３３ｂがそれぞれ形成されている。接続ポート３３ａを介してシェル３３内に流通した冷却水は、複数の凝縮管３４の間の隙間３５を通過して、接続ポート３３ｂを介して冷却水通路に戻される。
また、図２に示すように、凝縮管３４は、沸騰領域１４側の端部の高さが、還流領域１５側の端部の高さより上方側に位置するように配置されている。
【００２５】
次に、この発明の実施の形態１に係る沸騰冷却装置１の動作について説明する。
図１に示すように、インバータ回路２３の素子２１が発熱すると、その熱が基板２２、及び冷媒槽１１内の伝熱面１１ｃを介して、冷媒槽１１内の冷媒に伝達され、冷媒が加熱されて沸騰する。冷媒が沸騰すると、その際に生じた気泡は伝熱面１１ｃに付着する。ここで、冷媒槽１１の後方側の側面１１ｂに設けられた音波発信機２４が音波を発信すると、音波が伝達されて冷媒槽１１の伝熱面１１ｃが振動する。この振動によって、伝熱面１１ｃに付着した気泡が剥離して、伝熱面１１ｃから除去される。
【００２６】
図２に示すように、沸騰した冷媒の蒸気は、図２の矢印Ａで示されるように沸騰領域１４から連結管３２の第一連通室３２ｂ、連結管３２の連通孔３２ｄを介して、凝縮管３４内に流入する。図３に示すように、連通孔３４ｄを介して各凝縮管３４内に導かれた蒸気は、接続ポート３３ａを介してシェル３３内に流入した冷却水によって冷却され、凝縮管３４の空洞部３４ｃ内で液化する。液化した冷媒は、各凝縮管３４の連通孔３４ｅ、連結管３２の連通孔３２ｄを介して第二連通室３２ｃ内（図２の矢印Ｂ参照）に流入し、冷媒槽１１内の還流領域１５、隙間１６（図２の矢印Ｃ参照）を介して沸騰領域１４に戻される。
【００２７】
このように、冷媒槽１１の内部において、インバータ回路２３の素子２１と冷媒とが伝熱面１１ｃを介して熱交換を行なうと、加熱された冷媒が沸騰する際に生じた気泡が伝熱面１１ｃに付着する。沸騰冷却装置１は、振動を生成する音波発信機２４を備えており、音波発信機２４が伝熱面１１ｃを振動させるので、伝熱面１１ｃに付着した気泡は、振動によって剥離して除去される。伝熱面１１ｃから気泡が除去されるため、素子２１が発する熱は、熱伝達率が低い気泡に阻害されることなく冷媒に伝達される。したがって、沸騰冷却装置１において、インバータ回路２３の素子２１と冷媒との間の熱伝達率の低下を抑制し、素子２１の冷却効率を向上することができる。
【００２８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る沸騰冷却装置について説明する。この実施の形態２に係る沸騰冷却装置５１は、実施の形態１における音波発信機の代わりに、以下に説明する熱音響音波発信機を用いて構成したものである。尚、以下の実施の形態において、図１〜３の参照符号と同一の符号は、同一または同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図４に示すように、沸騰冷却装置５１は、実施の形態１における沸騰冷却装置１と同様に冷媒槽１１、インバータ回路２３及び凝縮部３１を備えている。また、沸騰冷却装置５１は、音波発信部として、図示しないエンジンの排気ガスの熱エネルギーを音波に変換して発信する熱音響音波発信機６１を備えている。
【００３０】
熱音響音波発信機６１は、両端が閉塞された円筒形状を有する音響管６２と、音響管６２内に音波を発信するための音波生成部６３とを備えており、冷媒槽１１と音響管６２とが接触している。音波生成部６３は、音響管６２の内部に設けられた蓄熱器６４、蓄熱器６４の一方の端部に設けられた高温側熱交換器６５、及び蓄熱器６４の他方の端部に設けられた低温側熱交換器６６から構成されている。
【００３１】
高温側熱交換器６５には、図示しないエンジンの排気管５２から分岐した分岐通路５２ａが接続されており、排気管５２内を流通する排気ガスの一部は、分岐通路５２ａに流入して高温側熱交換器６５を通過し、排気管５２に戻されるようになっている。一方、低温側熱交換器６６にはエンジン内部を冷却するための冷却水が流通する冷却水通路５３から分岐した分岐通路５３ａが接続されている。冷却水通路５３は、凝縮部３１にも接続されており、凝縮部３１内に導かれた冷媒の蒸気も冷却するようになっている。また、冷却水通路５３には、冷却水を冷却するためのラジエータ５４が接続されている。
【００３２】
ここで、音波生成部６３の構成について、図５〜図７を用いて説明する。
図５に示すように、音響管６２は第一管部６２ａ、第二管部６２ｂ及び第三管部６２ｃの３つに分割されており、第一管部６２ａと第三管部６２ｃとの間に位置する第二管部６２ｂ内に、蓄熱器６４が設けられている。蓄熱器６４は、例えばステンレス等の金属やセラミックからなる薄板を積層した部材、またはステンレス等の金属やセラミックからなるハニカム状の部材として提供され、その内部には、音響管６２の軸方向に沿って延在する図示しない狭い流路が形成されている。
【００３３】
高温側熱交換器６５は、第一管部６２ａと第二管部６２ｂとの間に一対の断熱部材６７ａ、６７ｂを介して挟持された伝熱板６８と、コ字状の断面形状を有し、断熱部材６７ａ、６７ｂ及び伝熱板６８の外周部を覆うように接合された環状の流路形成部６９とからなる。伝熱板６８は、例えば銅（Ｃｕ）等、高い熱伝導率を有する材料から形成されたハニカム状または格子状の金網であって、蓄熱器６４の一方の端部に接触している。図６に示すように、流路形成部６９は伝熱板６８の外周部に環状の流路６９ａを形成しており、この流路６９ａに分岐通路５２ａが接続されている。すなわち、排気管５２から分岐通路５２ａに流入した排気ガスの熱エネルギーは、伝熱板６８を介して蓄熱器６４の一端に伝達されるようになっている。
【００３４】
低温側熱交換器６６も同様に、第二管部６２ｂと第三管部６２ｃとの間に一対の断熱部材７０ａ、７０ｂを介して挟持された伝熱板７１と、コ字状の断面形状を有し、断熱部材７０ａ、７０ｂ及び伝熱板７１の外周部を覆うように接合された環状の流路形成部材７２を有している。伝熱板７１は、蓄熱器６４の他方の端部に接触している。図７に示すように、流路形成部材７２は伝熱板７１の外周部に環状の流路７２ａを形成しており、この流路７２ａに冷却水通路５３が接続されている。すなわち、蓄熱器６４の他方側の端部は、伝熱板７１を介して、流路７２ａ内を流通する冷却水によって冷却されるようになっている。
【００３５】
以上のように構成される音波生成部６３において、分岐通路５２ａに導入された排気ガスの熱エネルギーは、高温側熱交換器６５を介して蓄熱器６４の一端に伝達され、蓄熱器６４の一端が加熱される。一方、蓄熱器６４の他端は、低温側熱交換器６６を介して、冷却水通路５３内を流通する冷却水によって冷却される。したがって、蓄熱器６４の高温側熱交換器６５側の端部は高温となり、低温側熱交換器６６側の端部は低温となり、蓄熱器６４の両端部間に温度勾配が生じる。蓄熱器６４の両端部間に温度勾配が生じると、蓄熱器６４内の作動流体（例えば、大気圧空気や、加圧したヘリウム−アルゴン混合気体等）が自励振動して音波が発生する。音波が発生するメカニズムについては、例えば、特開２００６−２７３８の段落番号［０００２］に記載されている。
【００３６】
また、図８に示すように、音響管６２の両端部は閉塞されているため、音響管６２内には、音波生成部６３から発信された音波と音響管６２の端部で反射した音波とが重なりあうことによって、波形が進行せずに、あたかもその場で止まって振動しているように見える定在波Ｗが発生する。冷媒槽１１と音響管６２とは、音響管６２の端部から、定在波Ｗの波長λの１／４となる距離を隔てた部位Ｐにおいて接触するように配置されている。
【００３７】
次に、この発明の実施の形態２に係る沸騰冷却装置５１の動作について説明する。尚、冷媒槽１１内の冷媒を沸騰させる際の蒸発潜熱によってインバータ回路の素子を冷却する動作については実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。
図４に示すように、図示しないエンジンから排気管に排出された排気ガスの一部は、分岐通路５２ａを介して高温側熱交換器６５内に導入され、音響管６２の外周部を通過した後、排気管５２内に戻される。高温側熱交換器６５を通過する際に、排気ガスの熱エネルギーは高温側熱交換器６５の伝熱板６８を介して蓄熱器６４の一端に伝達され、蓄熱器６４の一方の端部が加熱される。一方、冷却水通路５３を循環する冷却水が低温側熱交換器６６を通過する際に、蓄熱器６４の他方の端部が冷却される。高温側熱交換器６５側の端部が過熱され、低温側熱交換器６６側の端部が冷却されることによって、蓄熱器６４の両端部間に温度勾配が生じる。蓄熱器６４の両端部間に温度勾配が生じると、蓄熱器６４内の作動流体が自励振動して音波が発信される。音響管６２の両端部は閉塞しているため、図８に示すように、音響管６２の内部には波長λを有する定在波Ｗが発生する。
【００３８】
ここで、冷媒槽１１と音響管６２とは、音響管６２の端部から定在波Ｗの波長λの１／４となる距離を隔てた部位Ｐ、すなわち音響管６２内の振動が最大となる位置（すなわち定在波Ｗの腹が位置する部分）において接触している。したがって、発信された音波による最大限の振動が冷媒槽１１に伝達され、冷媒槽１１及び冷媒槽１１内の冷媒が振動して、冷媒槽１１内の伝熱面１１ｃ（図１参照）に付着した気泡が除去される。
【００３９】
このように、高温側熱交換器６５で蓄熱器６４の一端を加熱し、低温側熱交換器６６で蓄熱器６４の他端を冷却すると、熱音響現象による音波が蓄熱器６４から音響管６２内に発信されるため、その音波を冷媒槽１１に伝達することにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、沸騰冷却装置５１を利用するシステムには、排気ガスを排出するエンジン等、高温側熱交換器６５を加熱することが可能な熱源が存在しているため、電源等を必要とすることなく音波を発信することができる。
【００４０】
また、音響管６２を両端部が閉塞した筒状の部材としたので、音響管６２内で音波を発信すると、音波が端部で反射することにより増幅された定在波Ｗを発生させることができる。そして、音響管６２の軸方向において振動が最大となる部位Ｐと冷媒槽１１とを接触させることにより、冷媒槽１１を最大限に振動させることができる。したがって、伝熱面１１ｃに付着した気泡の除去を最も効率よく行なうことができる。
また、一般的な振動生成装置は磨耗等により消耗するが、熱音響音波発信機は磨耗等が少ないため、消耗しにくいという利点を有している。
【００４１】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る沸騰冷却装置について説明する。この実施の形態３に係る沸騰冷却装置８１は、実施の形態２における沸騰冷却装置に対して、熱音響音波発信機の音響管の代わりに、以下に説明する音響管を用いて構成したものである。
図９に示すように、沸騰冷却装置８１は、熱音響音波発信機９１を備えている。熱音響音波発信機９１は、ループ状になった管状の音響管９２と、実施の形態２と同様の音波生成部６３とを有しており、冷媒槽１１と音響管９２とが接触するように配置されている。その他の構成については実施の形態２と同様である。
【００４２】
以上のように構成される沸騰冷却装置８１において、排気管５２内を流通する排気ガスは、高温側熱交換器６５を介して蓄熱器６４の一端を加熱し、且つ冷却水通路５３内を流通する冷却水は、低温側熱交換器６６を介して蓄熱器６４の他端を冷却する。このようにして蓄熱器６４に温度勾配が生じると、蓄熱器６４は、ループ状の音響管内に、図９の矢印Ｄで示す方向に進行する音波を発信する。この音波が、冷媒槽１１と音響管９２との接触部を介して冷媒槽１１に伝達され、冷媒槽１１が振動することによって、冷媒が沸騰する際に生じた気泡が伝熱面１１ｃから除去される。
【００４３】
このように、ループ状の音響管９２内で音波を発信すると、音波は音響管９２内を循環する進行波となる。すなわち、冷媒槽１１を音響管９２のどの部位に接触させても、冷媒槽１１に所定の振動を与えることができる。したがって、冷媒槽１１と音響管９２とを接触させる位置における配置上の自由度を大きくすることができる。
【００４４】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る沸騰冷却装置について説明する。この実施の形態４に係る沸騰冷却装置１０１は、実施の形態２に係る沸騰冷却装置５１に対して、低温側熱交換器に冷媒槽内の冷媒を供給するように構成したものである。
図１０に示すように、沸騰冷却装置１０１は、冷媒槽１１と熱音響音波発信機６１の低温側熱交換器６６とを接続する循環通路１１１を備えている。循環通路１１１は、実施の形態２における冷却水通路５３の代わりに、低温側熱交換器６６の環状の流路７２ａ（図７参照）に接続されている。すなわち、蓄熱器６４の、排気ガスによって加熱される方とは反対側の端部が、循環通路１１１を介して冷媒槽１１から導入される冷媒によって冷却されるようになっている。その他の構成については、実施の形態２と同様である。
以上のように、熱音響音波発信機６１の低温側熱交換器６６を冷媒槽１１内の冷媒によって冷却するように構成しても、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
実施の形態１〜４において、インバータ回路は、その基板が冷媒槽に密着するように固定され、発熱体である素子の発する熱が、基板を介して冷媒槽に伝達されるように構成されたが、インバータ回路を配置する向きを限定するものではなく、冷媒槽と素子とが直接接触するように構成することも可能である。
また、実施の形態１〜４において、凝縮部は、エンジンの冷却水を内部に導入して冷媒の蒸気を冷却する水冷式として構成されたが、冷媒の冷却方法を限定するものではなく、凝縮部に冷却ファンを設けて空冷式とすることも可能である。
【００４６】
実施の形態１〜４において、冷媒が内部に貯留される冷媒槽として収容部が構成されたが、冷媒が内部に貯留される構成に限定するものではない。冷媒が収容部内に貯留されない構成、すなわち冷媒が収容部内で滞留することなく流通するような構成とすることも可能である。
また、実施の形態１〜４において、発熱体は収容部である冷媒槽の外部に配置されたが、発熱体を冷媒槽の中に配置することも可能である。
【００４７】
音波発信部は冷媒槽１１の前方側の側面１１ａ（発熱体である複数の素子２１が基板２２上に配置されたインバータ回路２３が設けられている面）に設けられていても良い。伝熱面を直接振動させることにより、気泡の除去を効率良く行うことができる。
また、実施の形態２〜４において、熱音響音波発信部の低温側熱交換器は、冷却水通路内を流通する冷却水、または循環通路内を流通する冷媒によって冷却される水冷式として構成されたが、冷却方法を限定するものではなく、空冷式の構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る沸騰冷却装置の構成を示す断面側面図である。
【図２】実施の形態１に係る沸騰冷却装置の構成を示す正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る沸騰冷却装置の構成を示す概略図である。
【図５】この実施の形態２に係る沸騰冷却装置の熱音響音波発信機の構成を示す概略図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す概略図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す概略図である。
【図８】この実施の形態２に係る沸騰冷却装置の熱音響音波発信機の構成を示す概略図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る沸騰冷却装置の構成を示す概略図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る沸騰冷却装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、５１，８１，１０１  沸騰冷却装置、１１  冷媒槽（収容部）、１１ｃ  伝熱面、２１  インバータ回路の素子（発熱体）、２４  音波発信機（振動生成部、音波発信部）、３１  凝縮部、６１，９１  熱音響音波発信機（振動生成部、音波発信部）、６２，９２  音響管、６４  蓄熱器、６５  高温側熱交換器、６６  低温側熱交換器、１１１  循環通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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