(57)【要約】【課題】沸騰部の液体冷媒の流れを制御することができるとともに、気泡の発生直後から沸騰部において液体冷媒を冷却することができる沸騰冷却装置の提供。【解決手段】発熱体の熱を受ける液体冷媒Ｒを貯溜する冷媒貯溜部１２を備えた沸騰冷却装置１０であって、冷媒貯溜部１２の内部に通路形成手段を備え、通路形成手段は、冷媒貯溜部１２の内部を、発熱体の熱を受ける第１液体冷媒通路Ｔ１と、第１液体冷媒通路Ｔ１の下部に連通する第２液体冷媒通路Ｔ２とに区画し、通路形成手段には、内部に冷却流体が流通する冷却流体通路が形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体の熱を受ける液体冷媒を内部に貯溜する冷媒貯溜部を備えた沸騰冷却装置であって、
前記冷媒貯溜部の内部に通路形成手段を備え、
前記通路形成手段は、
前記冷媒貯溜部の内部を、前記発熱体の熱を受ける第１液体冷媒通路と、
前記第１液体冷媒通路の下部に連通する第２液体冷媒通路とに区画し、
前記通路形成手段には、冷却流体が流通する冷却流体通路が形成されていることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】
前記通路形成手段の全体が前記冷媒貯溜部の前記液体冷媒中に没入され、前記通路形成手段の上方に前記液体冷媒の液面が位置することを特徴とする請求項１記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
前記通路形成手段は、前記冷媒貯溜部の前記液体冷媒の液面よりも下に位置している液面下管部と、前記液体冷媒の液面から上方へ突出する液面上管部を備えることを特徴とする請求項１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、半導体素子や半導体素子を備えるパワーモジュール等の発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の沸騰冷却装置としては、例えば、特許文献１に開示された電子装置の冷却装置が知られている。
この電子装置の冷却装置では、電子装置を収容するとともに、この電子装置の発熱面を冷却する冷却用液体を封入した冷却容器が備えられている。
この冷却装置には、熱交換表面を有する熱交換手段が備えられており、熱交換表面は冷却容器内において発熱面と対向している。
熱交換器は、冷却水が導入される入口と、冷却水が熱交換器から導出される出口と、を備えている。
熱交換器に導入される冷却水は熱交換表面を通り出口から導出される。
【０００３】
この電子装置の冷却装置によれば、電子装置の発熱により発熱面と熱交換表面との間では気泡が生じる。
発熱面における気泡の発生により電子装置の発熱面は冷却され、気泡は冷却用液体を上昇する。
熱交換表面を通る冷却水は、電子装置の発熱面において発生した冷却用液体の気泡の成長を発熱面と熱交換手段との間で規制する。
【０００４】
別の従来の沸騰冷却装置としては、例えば、特許文献２に開示された沸騰冷却装置が存在する。
図５に示すように、この種の沸騰冷却装置５０は、内部が中空であり、低沸点の液体冷媒Ｒが封入された沸騰部５１と、沸騰部５１内の中空流路と連通し他端が閉塞され、冷媒の蒸気により満たされる凝縮部５２と、から構成された密閉容器を備えている。
発熱体である電力用半導体素子５３は沸騰部５１の外壁面に取り付けられている。
【０００５】
沸騰部５１内には、冷媒流路構成部材５４が電力用半導体素子５３を取り付けた外壁面と平行に設置されている。
冷媒流路構成部材５４は、液体冷媒Ｒから発生した気泡Ｂを凝縮部５２へ導く第１の流路５５と、凝縮部５２で液化した液体冷媒Ｒを沸騰部５１へ戻す第２の流路５６と、液体冷媒Ｒから発生した気泡Ｂが液体冷媒Ｒの液面まで浮上した際に発生する冷媒蒸気を第１の流路５５から凝縮部５２に導く第３の流路５７と、凝縮部５２で液化した冷媒を沸騰部５１へ戻す第４の流路５８と、を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１５１８６０号公報
【特許文献２】特開平１０−１７３１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、気泡の成長を発熱面と熱交換手段との間で規制するものの、冷却用液体（液体冷媒）の流路が冷却容器内に形成されていないため、冷却用液体の流れを制御することができず、発熱体の冷却効率が悪いという問題がある。
【０００８】
特許文献２に開示された従来技術では、液体冷媒が封入された沸騰部に複数の流路を形成しているものの、沸騰部において液体冷媒は冷却されない。
沸騰部において液体冷媒が冷却されない場合、冷媒蒸気を凝縮するための凝縮部の容積は、液体冷媒が冷却される場合と比較すると大きくする必要がある。
近年、沸騰冷却装置の小型化が要請されているものの、沸騰部において液体冷媒が冷却されない場合、凝縮部の容積を単に小さく設定すると、凝縮部における冷媒の凝縮能力が不足するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、沸騰部の液体冷媒の流れを制御することができるとともに、気泡の発生直後から沸騰部において液体冷媒を冷却することができる沸騰冷却装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、発熱体の熱を受ける液体冷媒を内部に貯溜する冷媒貯溜部を備えた沸騰冷却装置であって、前記冷媒貯溜部の内部に通路形成手段を備え、前記通路形成手段は、前記冷媒貯溜部の内部を、前記発熱体の熱を受ける第１液体冷媒通路と、前記第１液体冷媒通路の下部に連通する第２液体冷媒通路とに区画し、前記通路形成手段には、冷却流体が流通する冷却流体通路が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、発熱体は第１液体冷媒通路の液体冷媒により冷却される。
第１液体冷媒通路の液体冷媒は発熱体からの受熱により沸騰し、冷媒蒸気が液体冷媒中の気泡として発生する。
発生した気泡が第１液体冷媒通路を上昇することにより、第１液体冷媒通路には下方から上方へ向かう液体冷媒の流れが発生する。
第１液体冷媒通路における液体冷媒の上方への流れの発生に伴い、第２液体冷媒通路では第１液体冷媒通路の下部へ液体冷媒が向かう流れが発生する。
冷媒貯溜部では第１液体冷媒通路および第２液体冷媒通路により液体冷媒の流れが制御される。
第１液体冷媒通路において発生した冷媒蒸気（気泡）は、通路形成手段による液体冷媒の冷却により発生直後から凝縮される。
このため、液体冷媒において気泡として生じる冷媒蒸気は気泡の発生直後よりも少なくなる。
その結果、冷媒蒸気を凝縮するための凝縮部の容積を低減したり、凝縮部をなくしたりすることが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、上記の沸騰冷却装置において、前記通路形成手段の全体が前記冷媒貯溜部の前記液体冷媒中に没入され、前記通路形成手段の上方に前記液体冷媒の液面が位置してもよい。
【００１３】
この場合、第１液体冷媒通路の上方へ向かう液体冷媒の流れの発生に伴い、通路形成手段の上方において第１液体冷媒通路から第２液体冷媒通路への液体冷媒の流れが発生する。
通路形成手段の下方において第１液体冷媒通路と第２液体冷媒通路が連通している場合、第２液体冷媒通路から第１液体冷媒通路への流れが生じる。
つまり、冷媒貯溜部では、通路形成手段の周囲において液体冷媒の循環流を形成することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記の沸騰冷却装置において、前記通路形成手段は、前記冷媒貯溜部の前記液体冷媒の液面よりも下に位置している液面下管部と、前記液体冷媒の液面から上方へ突出する液面上管部を備えてもよい。
【００１５】
この場合、通路形成手段の液面下管部は液体冷媒中に没入され、液面上管部は液体冷媒の液面から上方へ突出している。
液面下管部は冷媒貯溜部の液体冷媒を冷却し、液面上管部は凝縮部に滞留する冷媒蒸気を凝縮する。
通路形成手段は、液体冷媒を冷却する液面下管部と、冷媒蒸気を凝縮する液面上管部を有することから、凝縮管等の凝縮部における冷媒蒸気を凝縮するための凝縮手段を削減したり、省略したりすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、沸騰部の液体冷媒の流れを制御することができるとともに、気泡の発生直後から沸騰部において液体冷媒を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る沸騰冷却装置の正面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る沸騰冷却装置の側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る沸騰冷却装置の正面断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る沸騰冷却装置の正面断面図である。
【図５】従来の沸騰冷却装置を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る沸騰冷却装置を図１及び図２に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、沸騰冷却装置１０は、液体の冷媒（以後「液体冷媒」と表記する）Ｒを貯溜する冷媒貯溜部１２と、気化した冷媒（以後「冷媒蒸気」と表記する）を凝縮する凝縮部１７と、を備えている。
【００１９】
冷媒貯溜部１２は、直方体状である金属性の貯溜部筐体１３を備えている。
貯溜部筐体１３は、一対の受熱壁１３Ａと、受熱壁１３Ａの側端部の間に形成される一対の側壁１３Ｂと、底壁１３Ｃとを備えている。
この実施形態では、受熱壁１３Ａの外表面において３個の発熱体１１が取り付けられている（図２おいては一方の受熱壁１３Ａの外表面に固定された発熱体１１のみ示される）。
受熱壁１３Ａは、発熱体１１の熱を貯溜部筐体１３内の液体冷媒Ｒに伝達する伝熱面を有する。
発熱体１１はＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有するパワーモジュールとしての電子回路ユニットである。
【００２０】
図１に示すように、貯溜部筐体１３内には一対の扁平な冷却管１４が並列して設けられている。
図２に示すように、冷却管１４は貯溜部筐体１３を貫通しており、側壁１３Ｂに溶接により固定されている。
冷却管１４の一方の端部には冷却流体としての冷却水Ｃが導入される導入口１５が設けられている。
冷却管１４の他方の端部には冷却水Ｃを導出する導出口１６が設けられている。
導入口１５及び導出口１６はポンプや放熱手段を含む冷却水配管（図示せず）と接続されており、冷却管１４には冷却配管を通じて冷却水Ｃが供給される。
冷却水Ｃは冷媒貯溜部１２内の液体冷媒Ｒを冷却する。
【００２１】
冷却管１４は、冷媒貯溜部１２内の空間を複数の通路に区画し、内部に冷却流体を流通する冷却流体通路が形成されている通路形成手段に相当する。
冷媒貯溜部１２内に設けられる冷却管１４は、冷媒貯溜部１２の内部を発熱体１１の熱を受ける一対の第１液体冷媒通路Ｔ１と、第１液体冷媒通路Ｔ１の下部に連通する第２液体冷媒通路Ｔ２とに区画する。
【００２２】
この実施形態では、一対の冷却管１４を設けたことにより、一方の受熱壁１３Ａ（図１において左側の受熱壁１３Ａ）と一方の冷却管１４（図１において左側の冷却管１４）により形成される第１液体冷媒通路Ｔ１（図１において左側の第１液体冷媒通路Ｔ１）が形成される。
また、他方の受熱壁１３Ａ（図１において右側の受熱壁１３Ａ）と他方の冷却管１４（図１において右側の冷却管１４）により形成される第１液体冷媒通路Ｔ１（図１において右側の第１液体冷媒通路Ｔ１）が区画形成される。
さらに、一対の冷却管１４の間には、受熱壁１３Ａの伝熱面に接しない第２液体冷媒通路Ｔ２が区画形成される。
因みに、第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２の通路幅は互いに同じ寸法に設定されている。
【００２３】
冷却管１４の下端となる管下端部１４Ａは、貯溜部筐体１３の底壁１３Ｃに達していない。
つまり、管下端部１４Ａと底壁１３Ｃとの間には間隙が形成されている。
従って、一対の第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２は冷却管１４の下方にて連通している。
冷却管１４の上端となる管上端部１４Ｂは、凝縮部１７を臨む位置に設定されている。
【００２４】
次に、凝縮部１７について説明する。
図１に示すように、凝縮部１７は冷媒貯溜部１２と接続されている。
凝縮部１７は、発熱体１１の熱を受けて沸騰により蒸発した冷媒を液体冷媒Ｒの上方にて凝縮する。
凝縮部１７は、直方体状である金属性の凝縮部筐体１８を備えている。
凝縮部筐体１８は、冷媒貯溜部１２内の空間部よりも水平方向に拡張されている空間部を有する。
凝縮部筐体１８は、受熱壁１３Ａと接続され、水平方向へ張り出す水平壁１８Ａと、水平壁１８Ａの端部から上方へ向けて垂設された垂直壁１８Ｂと、貯溜部筐体１３の側壁１３Ｂと同一平面を形成する側壁１８Ｃと、天井を形成する天井壁１８Ｄとを備えている。
【００２５】
凝縮部筐体１８内には３本の凝縮管２０が配設されている。
図２に示すように、凝縮管２０は貯溜部筐体１８を貫通しており、側壁１８Ｃに溶接により固定されている。
凝縮管２０は、ポンプや放熱手段を含む冷却水配管（図示せず）と接続されており、凝縮管２０には冷却配管を通じて冷却流体としての冷却水Ｃが供給され、凝縮管２０内では冷却水Ｃが一方から他方へ流通する。
凝縮管２０の冷却水Ｃは凝縮部１７内の冷媒蒸気との熱交換により冷媒蒸気を凝縮する。
【００２６】
このように構成された沸騰冷却装置１０では、冷媒貯溜部１２内に液体冷媒Ｒが貯溜されているが、冷却管１４の全体は液体冷媒Ｒ中に没入されている。
つまり、液体冷媒Ｒの液面は、冷却管１４の管上端部１４Ｂよりも上方に位置する。
この実施形態では、凝縮部１７に液体冷媒Ｒの液面が達している。
【００２７】
次に、沸騰冷却装置１０の作用について説明する。
冷媒貯溜部１２内の液体冷媒Ｒは、発熱体１１が発熱すると受熱壁１３Ａの伝熱面を通じて発熱体１１から受熱して沸騰する。
液体冷媒Ｒの沸騰により生じた冷媒蒸気は気泡Ｂとして液体冷媒Ｒ中に発生し、気泡Ｂは第１液体冷媒通路Ｔ１を上昇する。
第１液体冷媒通路Ｔ１を上昇して液面に達した気泡Ｂからは冷媒蒸気が凝縮部１７へ放出される。
【００２８】
第１液体冷媒通路Ｔ１の液体冷媒Ｒは、冷却管１４を流通する冷却水Ｃとの熱交換により冷却される。
冷却管１４による液体冷媒Ｒの冷却により、第１液体冷媒通路Ｔ１にて発生する冷媒蒸気は気泡Ｂの発生直後から凝縮され、凝縮部１７に放出される冷媒蒸気は発生直後よりも少なくなる。
【００２９】
第１液体冷媒通路Ｔ１における気泡Ｂの上昇に伴い、液体冷媒Ｒの下方から上方への流れが発生する。
第１液体冷媒通路Ｔ１における液体冷媒Ｒの下方から上方への流れの発生に伴って、冷却管１４の管下端部１４Ａ付近では第２液体冷媒通路Ｔ２の下部から第１液体冷媒通路Ｔ１の下部へ向かうの液体冷媒Ｒの流れが生じる。
冷却管１４の管上端部１４Ｂでは第１液体冷媒通路Ｔ１の上部から第２液体冷媒通路Ｔ２の上部へ向かう液体冷媒Ｒの流れが生じる。
その結果、第２液体冷媒通路Ｔ２では上方から下方へ向かう液体冷媒Ｒの流れが生じる。
【００３０】
第１液体冷媒通路Ｔ１における液体冷媒Ｒの上方への流れと、第２液体冷媒通路Ｔ２での下方への液体冷媒Ｒの流れの発生より、冷媒貯溜部１２では、第１液体冷媒通路Ｔ１及び第２液体冷媒通路Ｔ２の間を流れる液体冷媒Ｒの循環流が形成される。
なお、第２液体冷媒通路Ｔ２の液体冷媒Ｒは、冷却管１４を流通する冷却水Ｃとの熱交換により冷却されるから、冷媒貯溜部１２において制御される循環流に係る液体冷媒Ｒは常に冷却管１４により冷却される。
【００３１】
一方、凝縮部１７内へ送られた冷媒蒸気は、各凝縮管２０表面において冷却水Ｃとの熱交換により凝縮されて液化される。
液化された冷媒は凝縮管２０より滴下され、液体冷媒Ｒへとなって第２液体冷媒通路Ｔ２へ導かれる。
【００３２】
この実施形態は以下の効果を奏する。
（１）第１液体冷媒通路Ｔ１において気泡Ｂとして発生した冷媒蒸気は、冷却管１４による液体冷媒Ｒの冷却により気泡Ｂの発生直後から凝縮されるから、凝縮部１７に放出される冷媒蒸気は少なくなる。その結果、冷媒蒸気を凝縮する凝縮部１７の凝縮能力が少なく済み、凝縮部１７の容積を低減したり、あるいは凝縮部１７をなくしたりすることが可能となる。従って、従来よりも沸騰冷却装置１０の小型化が可能となる。
（２）第１液体冷媒通路Ｔ１における液体冷媒Ｒの上方への流れと、第２液体冷媒通路Ｔ２での下方への液体冷媒Ｒの流れの発生より、冷媒貯溜部１２では、第１液体冷媒通路Ｔ１及び第２液体冷媒通路Ｔ２を通じた液体冷媒Ｒの循環流を形成することができる。冷媒貯溜部１２において制御される液体冷媒Ｒの循環流の形成により、液体冷媒Ｒによる発熱体１１の冷却を効率的に行うことができる。
（３）循環流に係る液体冷媒Ｒは冷却管１４の周囲を循環することから、循環流に係る液体冷媒Ｒを冷却管１４により常に冷却することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る沸騰冷却装置について説明する。
第２の実施形態に係る沸騰冷却装置では、冷却管の一部が凝縮部における凝縮管の機能を果たすように構成されている。
第２の実施形態では、第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態の説明を援用してその説明を省略し、第１の実施形態で用いた符号を共通して用いる。
【００３４】
図３に示すように、沸騰冷却装置３０は、冷媒貯溜部３１と凝縮部３２を備えている。
冷媒貯溜部３１は貯溜部筐体１３を備え、凝縮部３２は凝縮部筐体１８を備えている。
沸騰冷却装置３０の冷媒貯溜部３１内に一対の冷却管３４が配置されている。
第１の実施形態の冷却管１４は、貯溜部筐体１３を貫通し、側壁１３Ｂに溶接により固定したが、第２の実施形態の冷却管３４は、貯溜部筐体１３を貫通せず、貯溜部筐体１３内に収容されている。
このため、冷却管３４の側面と貯溜部筐体１３の側面１３Ｂとの間には間隙が設けられている。
冷却管３４には、冷却水Ｃが導入される導入口（図示せず）と、冷却水Ｃを導出する導出口（図示せず）が設けられている。
冷却管３４には冷却水Ｃが流通される。
冷却管３４の管下端部３４Ａと底壁１３Ｃとの間には間隙が形成されており、一対の第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２は冷却管３４の下方にて連通している。
一方、冷却管３４の上端となる管上端部３４Ｂは、凝縮部１７内に突出する位置に設定されている。
また、冷却管３４の側面と貯溜部筐体１３の側面１３Ｂとの間に設けられた間隙を通じて第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２が連通する。
各管上端部３４Ｂの側方には、凝縮管２０が夫々配置されている。
【００３５】
液体冷媒Ｒの液面は凝縮部３２の下部付近に位置するが、この実施形態では冷却管３４の管上端部３４Ｂは液面よりも上方にある。
従って、冷却管３４は、液体冷媒Ｒの液面下となる部位と、液体冷媒Ｒの液面上となる部位が存在する。
冷却管３４における管下端部３４Ａを含む液体冷媒Ｒの液面下となる部位は、液体冷媒Ｒに没入される液面下管部に相当する。
液面下管部は、液体冷媒Ｒを冷却する冷却管としての機能を有する。
管上端部３４Ｂを含む液体冷媒Ｒの液面上となる部位は、液体冷媒の液面から上方へ突出する液面上管部に相当する。
液面上管部は凝縮部３２に送られる冷媒蒸気を凝縮する凝縮管としての機能を有する。
【００３６】
第２の実施形態では、発熱体１１は液体冷媒Ｒにより冷却され、沸騰により発生した冷媒蒸気は液体冷媒Ｒ中の気泡Ｂとなり、気泡Ｂは第１液体冷媒通路Ｔ１を上昇する。
冷却管３４の管下端部３４Ａを含む液面下管部は、第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２における液体冷媒Ｒを冷却する。
第１液体冷媒通路Ｔ１において発生する冷媒蒸気は、気泡Ｂの発生直後から凝縮される。
第１液体冷媒通路Ｔ１を上昇した気泡Ｂからは凝縮部３２に冷媒蒸気として放出される。
凝縮部３２における凝縮管２０は冷媒蒸気を凝縮する。
凝縮により液化された冷媒は凝縮管２０より滴下され、液体冷媒Ｒへとなって第１液体冷媒通路Ｔ１へ導かれる。
第１液体冷媒通路Ｔ１では、凝縮管２０より滴下する液体冷媒Ｒが増加するが、第１液体冷媒通路Ｔ１の液体冷媒Ｒは、冷却管３４の側面と貯溜部筐体１３の側面１３Ｂとの間に設けられた間隙を通じて第２液体冷媒通路Ｔ２へ流入する。
冷却管３４の管上端部３４Ｂを含む液面上管部は、凝縮部３２において冷媒蒸気を凝縮する。
【００３７】
第１液体冷媒通路Ｔ１では、気泡Ｂの上昇に伴い下方から上方へ向かう液体冷媒Ｒの流れが生じる。
冷却管３４の管下端部３４Ａ側では、第２液体冷媒通路Ｔ２の下部から第１液体冷媒通路Ｔ１の下部へ向かう液体冷媒Ｒの流れが発生する。
第２液体冷媒通路Ｔ２には、管上端部３４Ｂを含む液面上管部において凝縮された冷媒が供給される。
【００３８】
この実施形態では、第１の実施形態の作用効果（１）と同等の作用効果を奏する。
さらに言うと、冷却管３４は、冷媒貯溜部３１の液体冷媒Ｒを冷却するとともに、凝縮部３２において冷媒蒸気を凝縮することができる。
第２の実施形態によれば、冷却管３４が冷媒貯溜部３１の液体冷媒Ｒの冷却と凝縮部３２の冷媒蒸気の凝縮を行う機能を兼ね備えているから、第１の実施形態の沸騰冷却装置１０と比較して、凝縮部３２に設ける凝縮管２０を削減したり、省略したりすることができる。
これにより、例えば、沸騰冷却装置３０の小型化や部品点数の削減が可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る沸騰冷却装置４０について説明する。
第３の実施形態に係る沸騰冷却装置では、冷却管の一部が凝縮部における凝縮管の機能を果たすように構成されているほか、第１液体冷媒通路から送られた冷媒蒸気を凝縮された冷媒を第２液体冷媒通路へ導入しやすい形状を有している。
第３の実施形態では、第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態の説明を援用してその説明を省略し、先の説明で用いた符号を共通して用いる。
【００４０】
図４に示すように、沸騰冷却装置４０は、冷媒貯溜部４１と凝縮部４２を備えている。
冷媒貯溜部４１は貯溜部筐体１３を備え、凝縮部４２は凝縮部筐体１８を備えている。
沸騰冷却装置４０の冷媒貯溜部４１内に一対の冷却管４４が配置されている。
冷却管４４は、導入口（図示せず）及び導出口（図示せず）が備えられており、冷却管４４内には冷却水Ｃが流通される。
【００４１】
冷却管４４は、上下に延設される垂直部４４Ａと、垂直部４４Ａに対して４５度の傾斜角度で延設される傾斜部４４Ｂを備えている。
冷却管４４の管下端部４４Ｃと底壁１３Ｃとの間には間隙が形成されており、一対の第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２は冷却管４４の下方にて連通している。
管下端部４４Ｃを含む垂直部４４Ａの液体冷媒Ｒの液面下となる部位は、液体冷媒Ｒに没入される液面下管部に相当し、液面下管部は液体冷媒Ｒを冷却する冷却管としての機能を有する。
一方、冷却管４４の上端となる管上端部４４Ｄは、凝縮部１７内に突出する位置に設定されている。
管上端部４４Ｄを含む傾斜部４４Ｂと垂直部４４Ａの液体冷媒Ｒの液面上となる部位は、液体冷媒の液面から上方へ突出する液面上管部に相当し、液面上管部は凝縮部４２に送られる冷媒蒸気を凝縮する凝縮管としての機能を有する。
一対の冷却管４４は傾斜部４４Ｂを備えることから、冷却管４４同士の間隙が上方へ向かうにつれて大きくなっている。
凝縮部４２における冷却管４４の間には、凝縮管２０が配置されている。
凝縮部筐体１８を貫通する凝縮管２０には冷却水Ｃが流通される。
【００４２】
第３の実施形態では、発熱体１１は液体冷媒Ｒにより冷却され、液体冷媒Ｒの沸騰により発生した冷媒蒸気は液体冷媒Ｒ中の気泡Ｂとなり、気泡Ｂは第１液体冷媒通路Ｔ１を上昇する。
冷却管４４の垂直部４４Ａの殆どを含む液面下管部は、第１液体冷媒通路Ｔ１と第２液体冷媒通路Ｔ２における液体冷媒Ｒを冷却する。
上昇した気泡Ｂからは凝縮部４２に冷媒蒸気が放出される。
凝縮部４２における凝縮管２０は冷媒蒸気を凝縮する。
傾斜部４４Ｂを含む液面上管部は、第１液体冷媒通路Ｔ１から蒸発した冷媒蒸気を凝縮部４２における第２液体冷媒通路Ｔ２側へ案内するほか、凝縮部４２において冷媒蒸気を凝縮する。
この実施形態では、凝縮管２０において凝縮された冷媒と、傾斜部４４Ｂの内側表面において凝縮された冷媒は第２液体冷媒通路Ｔ２へ導入される。
【００４３】
第１液体冷媒通路Ｔ１では、気泡Ｂの上昇に伴い下方から上方へ向かう液体冷媒Ｒの流れが生じる。
冷却管４４の管下端部４４Ｃ側では、第２液体冷媒通路Ｔ２から第１液体冷媒通路Ｔ１へ向かう液体冷媒Ｒの流れが発生する。
【００４４】
この実施形態では、第１の実施形態の作用効果（１）と同等の作用効果を奏するほか、冷却管４４は、冷媒貯溜部４１の液体冷媒Ｒを冷却するとともに、凝縮部４２において冷媒蒸気を凝縮することができる。
第３の実施形態の沸騰冷却装置４０では、冷却管４４が液面上管部に含まれる傾斜部４４Ｂを備えているので、第１液体冷媒通路Ｔ１から蒸発した冷媒蒸気を凝縮部４２における第２液体冷媒通路Ｔ２側へ案内することができるほか、傾斜部４４Ｂの内側表面において凝縮した冷媒を第２液体冷媒通路Ｔ２へ導入することができる。
【００４５】
なお、第１〜第３の実施形態に係る沸騰冷却装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、凝縮管が凝縮部に設置されたが、凝縮管は凝縮部に必ずしも設置されなくてもよく、例えば、凝縮部に凝縮管が設置されなくてもよい。この場合、凝縮管を設置しなくてもよいから、装置の部品点数を削減することができる。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、貯溜部筐体の一対の受熱壁にそれぞれ発熱体が取り付けられ、一対の第１液体冷媒通路が形成される沸騰冷却装置について説明したが、発熱体を一方の受熱壁にのみ取り付け、通路形成手段である冷却管を一つとしてもよい。この場合、冷媒貯溜部には第１液体冷媒通路および第２液体冷媒通路が一つずつ形成される。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、冷却管の上端と凝縮部筐体の天井壁との間は離れるようにしたが、冷却管は、例えば、天井壁に達して天井壁と連結としてもよく、この場合、天井壁側から冷却管に冷却流体を供給するようにしてもよい。また、冷却管や凝縮管を通る冷却流体は冷却水に限らず、不凍液等の流体を用いてもよい。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、冷却管と凝縮管が互いに独立して設けられているが、例えば、冷却管と凝縮管を連通する連通管を設けてもよい。
○  上記の第１、第２の実施形態では、発熱体が冷媒貯溜部の外壁面に取り付けられたが、発熱体を液体冷媒に浸漬させるように冷媒貯溜部内に設けるようにしてもよい。この場合、発熱体の熱を液体冷媒に直接伝達することができる。
○  上記の第３の実施形態では、冷却管における垂直部に対する傾斜部の傾斜を４５度としたが、傾斜部の傾斜角度は特に限定されず、傾斜部の内側表面において凝縮された冷媒を案内することができる角度であればよい。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、冷却管が第２通路の液体冷媒を冷却したが、例えば、第２通路の液体冷媒が冷却されない、あるいは、冷却され難い冷却管を用いてもよい。例えば、第２通路に面する冷却管の肉厚を厚くすることにより第２通路における冷却媒体の冷却を防止又は抑制することが可能となる。冷却を防止又は抑制された第２通路の冷却媒体が第１通路へ流れると、第１通路では冷却媒体が発熱体の熱を受けて直ぐに沸騰することになる。液体冷媒が直ぐに沸騰することにより発熱体からの熱を奪い易くなり、沸騰冷却装置としての冷却効率が向上する。
【符号の説明】
【００４６】
１０、３０、４０  沸騰冷却装置
１１  発熱体
１２、３１、４１  冷媒貯溜部
１３  貯溜部筐体
１３Ａ  受熱壁
１３Ｂ  側壁
１３Ｃ  底壁
１４、３４、４４  冷却管
１５  導入口
１６  導出口
１７、３２、４２  凝縮部
１８  凝縮部筐体
１８Ａ  水平壁
１８Ｂ  垂直壁
１８Ｃ  側壁
１８Ｄ  天井壁
３４Ａ、４４Ｃ  管下端部
３４Ｂ、４４Ｄ  管上端部
４４Ａ  垂直部
４４Ｂ  傾斜部
Ｒ  液体冷媒
Ｂ  気泡
Ｃ  冷却水
Ｔ１  第１液体冷媒通路
Ｔ２  第２液体冷媒通路
【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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