(57)【要約】【課題】本発明は、流入口から流出口に向けて流す液状冷媒を有する熱交換器において、発熱体に装着してその発熱体を冷却する際に、熱交換器の表面を平滑化処理せずに、薄形軽量でかつ発熱体に密着させて効率のよい冷却を行う熱交換器を提供する。【解決手段】本発明の熱交換器は、少なくとも片面が開口した空間部５を形成する環状壁４と、環状壁４から空間部５に突出した仕切壁６と、環状壁４にあって空間部５と連通した流入口７および流出口８とからなる合成樹脂材またはエラストマー材で成形された流路本体３を有し、良熱伝導材で可撓性のある薄板で構成した蓋材１、２を少なくとも環状壁４に密着接合させて開口した空間部５を閉塞させるとともに空間部５において環状壁４を支持端として外方向に変移させるようにした熱交換器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口および流出口を有し、開口した流路本体を蓋材で閉塞させた熱交換器であって、前記流路本体は、少なくとも片面が開口した空間部を形成する環状壁と、前記環状壁から空間部に突出した仕切壁と、前記環状壁にあって前記空間部と連通した流入口および流出口とからなるように合成樹脂材またはエラストマー材で成形されてできており、前記蓋材は良熱伝導材で可撓性のある薄板で構成してできており、この蓋材を少なくとも前記環状壁に密着接合させて開口した空間部を閉塞させるとともに前記空間部において前記環状壁を支持端として外方向に変移させるようにしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記流路本体の環状壁は、両面が開口した空間を形成しており、この空間部を前記蓋材で閉塞させたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記仕切壁は金属材でできており、合成樹脂材またはエラストマー材の前記環状壁と一体に成形されて流路本体を構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記蓋材は裏面に熱溶着剤を有する金属材でできており、前記熱溶着剤の熱溶着により流路本体に前記蓋材を密着接合させて前記空間部を閉塞させたことを特徴とする請求項１から３の何れかひとつに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記蓋材はアルミニウムを主成分とする薄板でできたことを特徴とする請求項１から４の何れかひとつに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記蓋材は前記環状壁のみに密着接合させて仕切壁の端面とは接合させずに開口した空間部を閉塞させるとともに前記空間部において前記環状壁を支持端として外方向に変移させるようにしたことを特徴とする請求項１から５の何れかひとつに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、流入口から流出口に向けて流した液状冷媒を介して発熱体を冷却する熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】冷却の必要な発熱体の機器として、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子を用いて電力変換を行う機器がある。これらの機器においては、小型化や軽量化とともに大きな出力が求められており、半導体素子の発熱量が増加しているため、電力変換を行う機器の動作の安定を保つために半導体素子を効率よく冷却させる必要がある。そこで、半導体素子等の発熱体を冷却するためにその発熱体表面に装着する熱交換器が用いられている。【０００３】発熱体表面に装着する熱交換器として、発熱を放熱させやすくするために液状冷媒を介して冷却する熱交換器が用いられており、例えば、半導体素子、特に両面に接触電極を有する平形半導体素子の両面に接触させて冷却水を貫流することにより冷却を行う半導体素子用冷却体として、特許文献１のように、冷却水を流出入させる流入口と流出口を有し、熱伝導性の良い例えば銅、あるいはアルミニウム材でできた上部冷却体と渦巻状に成形した凹部を有する下部冷却体とを硬度を異ならしめて圧接して冷却水を外部に洩らさないようにした熱交換器が提案されている。【０００４】また、電鉄車両に搭載した電力変換装置などに適用する水冷式冷却体として、特許文献２のように、冷却水入口と冷却水出口とを有し、窒化アルミニウム材の平型容器内にグザグ状に蛇行する冷却水流通路を有する熱交換器が提案されている。【０００５】しかし、特許文献１および特許文献２で提案された熱交換器は、何れも半導体素子のような発熱体に装着したとき、その発熱体の表面と熱交換器の表面とを均一に接触させるために、熱交換器の表面を平滑化するなどの仕上げ加工が行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−１１２０３４号公報
【特許文献２】特開平１０−１０７１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】本発明は、上記の問題点を解消するために、流入口から流出口に向けて流す液状冷媒を有する熱交換器において、発熱体に装着してその発熱体を冷却する際に、熱交換器の表面を平滑化処理せずに、薄形軽量でかつ発熱体に密着させて効率のよい冷却を行う熱交換器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】
【０００８】本発明の請求項１に記載の熱交換器は、流入口および流出口を有し、開口した流路本体を蓋材で閉塞させた熱交換器であって、前記流路本体は、少なくとも片面が開口した空間部を形成する環状壁と、前記環状壁から空間部に突出した仕切壁と、前記環状壁にあって前記空間部と連通した流入口および流出口とからなるように合成樹脂材またはエラストマー材で成形されてできており、前記蓋材は良熱伝導材で可撓性のある薄板で構成してできており、この蓋材を少なくとも前記環状壁に密着接合させて開口した空間部を閉塞させるとともに前記空間部において前記環状壁を支持端として外方向に変移させるようにしたことを特徴とする。また、請求項２に記載の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において前記流路本体の環状壁は、両面が開口した空間を形成しており、この空間部を前記蓋材で閉塞させたことを特徴とする。また、請求項３に記載の熱交換器は、請求項１または２に記載の熱交換器において、前記仕切壁は金属材でできており、合成樹脂材またはエラストマー材の前記環状壁と一体に成形されて流路本体を構成していることを特徴とする。また、請求項４に記載の熱交換器は、請求項１から３の何れかひとつに記載の熱交換器において、前記蓋材は裏面に熱溶着剤を有する金属材でできており、前記熱溶着剤の熱溶着により前記蓋材を流路本体に密着接合させて前記空間部を閉塞させたことを特徴とする。また、請求項５に記載の熱交換器は、請求項１から４の何れかひとつに記載の熱交換器において前記蓋材はアルミニウムを主成分とする薄板でできたことを特徴とする。さらに、請求項６に記載の熱交換器は、請求項１から５の何れかひとつに記載の熱交換器において、前記蓋材は前記環状壁のみに密着接合させて仕切壁の端面とは接合させずに開口した空間部を閉塞させるとともに前記空間部において前記環状壁を支持端として外方向に変移させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】本発明の熱交換器は、流入口および流出口を有し、開口した流路本体を蓋材で閉塞させた熱交換器であって、前記流路本体は、少なくとも片面が開口した空間部を形成する環状壁と、前記環状壁から空間部に突出した仕切壁と、前記環状壁にあって前記空間部と連通した流入口および流出口とからなるように合成樹脂材またはエラストマー材で成形されてできており、前記蓋材は良熱伝導材で可撓性のある薄板で構成して発熱体からの伝熱性を向上させ、少なくとも前記環状壁に密着接合させて開口した空間部を閉塞させるとともに前記空間部において前記環状壁を支持端として外方向に変移させるようにすることにより、蓋材は液状冷媒の流れにより発熱体側に変移して蓋材が発熱体表面に密着させることができて熱交換器の表面を平滑化処理せずに、熱伝導が向上させて冷却効率を向上させることができる。また、前記蓋材は前記環状壁のみに密着接合させて仕切壁の端面とは接合させずに開口した空間部を閉塞させるとともに前記空間部において前記環状壁を支持端として外方向に変移させるようにしているので、蓋材は液状冷媒の流れにより発熱体側に変移して仕切壁の端面との間にも液状冷媒が流れ込み、冷却効率を向上させることができるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１で、熱交換器の使用状態の断面である。
【図２】同上熱交換器の流路本体の斜視図である。
【図３】同上熱交換器の斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の実施形態２で、熱交換器の使用状態の断面である。
【図８】本発明の実施形態３で、熱交換器の流路本体の斜視図である。
【図９】同上熱交換器の斜視図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１２】図９のＦ−Ｆ断面図である。
【図１３】同上熱交換器の使用状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】（実施形態１）
図１〜図６は本発明の実施形態１を示す。図２において、流路本体３は、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリブチレンナフタレート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂などの熱可塑性樹脂やフェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂で例示する合成樹脂材またはゴムや熱可塑性エラストマーなどのエラストマー材で、上下方向の両面が開口した空間部５を有する矩形状の環状壁４が形成されている。この矩形状の環状壁４には、その一辺に筒状の流入口７がそして対向する他辺に流出口８がそれぞれ設けられており、流入口７および流出口８は環状壁４の空間部５と連通するように環状壁４と同じ合成樹脂材またはエラストマー材もしくは金属材で環状壁４と一体に成形されている。液状冷媒は矢印Ｐから流入口７に流入し、流出口８から矢印Ｑ方向に流出するが、この空間部５には、環状壁４と同じ合成樹脂材またはエラストマー材もしくは金属材でできた複数片（図ではそれぞれ３片）の仕切壁６が環状壁４の一辺および他辺において対向する内壁面から突出されるとともに離間して交互にかつその先端が環状壁４と隙間を有するようにして射出成形型などで一体に成形されている。このようにして流路本体３は複数片の仕切壁６によりジグザグ状に蛇行した流路が形成されている。この仕切壁６は後述する液状冷媒を流入口７から流出口８に流し込む際に空間部５内で整流させるためであるので、１片でもよいが、複数片とすることにより、流路個数が多くなり、冷却効率が向上する。また、図示しないが、環状壁４や仕切壁６の側面に凹凸を形成することにより空間部５内で液状冷媒を乱流させることができるので、冷却効率を向上させることができる。
【００１３】図３は、上下方向に開口した流路本体３の両面すなわち上下端面を良熱伝導材で可撓性のある矩形状の薄板からなる蓋材１、２にて閉塞させてできた厚さｔが２〜１５ｍｍの熱交換器を示す。蓋材１、２は冷却する面となり、素材としてはアルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材が良熱伝導材として好ましい。この好ましい金属材は薄板の可撓性とすることが可能であり、液状冷媒はポンプにて０．１〜０．５ＭＰａの圧力で流入口７から流路本体３の空間部５内に送られた場合においても、流路本体３の空間部５に流れる液状冷媒の押圧力（水圧）にて変形する程度の柔軟性が確保できる。このように蓋材１、２にて流路本体３の上下方向の両面が閉塞されて、空間部５は流路となって、液状冷媒が流入口７から矢印Ｐ方向に向かって流路本体３の空間部５内に流入し、流出口８から矢印Ｑ方向に向かって流出する。この場合、上下端面が両面とも開口した流路本体３を蓋体１、２にて閉塞しているが、例えば成形や他の素材との接合により上下端面の一方の端面を閉塞して有底の容器として、その開口している端面のみを冷却させる面として蓋材１または２にて閉塞させるようにしてもよい。
【００１４】図４は、図３に示す熱交換器の略中央部位を液状冷媒の流出方向Ｑに向かって横断したＡ−Ａ断面図であり、流路本体３の上下方向の両面すなわち上下端面は蓋材１、２にて環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面に密着接合されることにより閉塞されて上記流路となる空間部５が形成されている。図５は、図３に示す熱交換器において仕切壁６が環状壁４の内壁面から離間した部位を液状冷媒の流出方向Ｑに向かって横断したＢ−Ｂ断面図であり、流路本体３の対向する環状壁４の内壁面からそれぞれ突出された３片の仕切壁６における空間部５は互いに連通した流路が形成されて流出口８に液状媒体が流れるようになっている。また、図６は、図３に示す熱交換器において環状壁４を流出口８の部位で液状冷媒の流出方向Ｑに向かって横断したＣ−Ｃ断面図であり、蓋体１、２は環状壁４に密着接合されている。
【００１５】この蓋材１、２が環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面に密着接合されるのは、蓋材１、２をアルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材で可撓性のある薄板を構成して、エポキシ樹脂などの接着剤を環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面に塗布して蓋材１、２を流路本体３に載置して加圧または加熱加圧して行われる。この場合、上記接着剤に代えて蓋材１、２をアルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材の内面に熱溶着樹脂層を有するラミネートシートで可撓性のある薄板を構成して、その熱溶着樹脂層を環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面に当接させてその熱溶着材を熱溶着させることにより蓋材１、２を環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面と密着接合させてもよい。なお、この密着接合となる接合強度の設定は、環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面の面積と熱溶着材または接着剤の材質により選定するが、液状冷媒はポンプにて０．１〜０．５ＭＰａの圧力で流入口７から流路本体３の空間部５内に送られた場合においても、蓋材１、２が環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面を支持端として流路本体３の空間部５内に流れる液状冷媒の水圧にてその空間部５において変形でき、発熱体Ｈに圧接する際に液漏れが生じないようにすればよいので、例えば、環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面におけるＪＩＳ  Ｚ０２３８（ヒートシール軟包装袋及び半剛性容器の試験方法）にもとづくピール強度が２０〜３０Ｎ／１５ｍｍに相当する接合強度であればよい。
【００１６】このようにして形成した熱交換器を用いて、図１に示すように電力変換を行う機器の半導体素子を発熱体Ｈとして、蓋板１、２のそれぞれの表面にそれぞれ少なくともひとつの発熱体Ｈ（本実施形態ではひとつ）を装着した状態で、液状冷媒はポンプにて０．１〜０．５ＭＰａの圧力で流入口７から流路本体３の空間部５内に送られた場合においても、液状冷媒が流入口７から流出口８に至る過程で液状流体の押圧力（水圧）により薄板の蓋材１、２は空間部５において環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面を支持端として外方向を示す矢印Ａの方向すなわち発熱体Ｈ側に変移できるので、蓋材１、２が発熱体Ｈの表面に圧接して発熱体Ｈの発熱を熱交換器の液状冷媒に有効に伝熱させて液状冷媒が発熱体Ｈの発熱を吸収しやすくなり冷却効率を向上させることができる。このように、蓋材１、２は押圧力（水圧）により変移可能で良熱伝導とするために、厚さが０．０５〜０．５ｍｍで好ましくは０．１ｍｍのアルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材を用いている。なお、液状流体となる液状冷媒としては水や不凍液などであり、その液状流体としては直径が５０μｍ以下の微細気泡のマイクロバブルを含む冷却水や直径が１００〜２００ｎｍの超微細気泡のナノバブルを含む冷却水を用いて、蓋材１、２の裏面を洗浄するようにしてもよい。また、仕切壁６は液状冷媒を整流もしくは乱流させるためのものであり、さらに、仕切壁６を蓋材１、２と同じ金属材で構成することにより液状冷媒に蓋材１、２から発熱体Ｈの熱を伝える放熱フィンの役目も果たし、発熱体Ｈの冷却効率を向上させることができる。
【００１７】（実施形態２）
図７は、実施形態と同じ流路本体３（図２参照）を用いており、蓋体１、２をその流路本体３に密着接合させる異なる実施形態の熱交換器に発熱体Ｈを装着した使用状態を示す。
【００１８】蓋材１、２は良熱伝導材で可撓性のある矩形状の薄板でできており、実施形態１と同様に、エポキシ樹脂などの接着剤または金属材の内面に熱溶着樹脂層を有する構成のラミネートシートの熱溶着樹脂層を用いて、環状壁４の上下端面のみを密着接合させ、仕切壁６の上下端面には接合させていない。この場合も密着接合となる接合強度の設定は、環状壁４の上下端面の面積と熱溶着材または接着剤の材質により選定するが、蓋材１、２が環状壁４の上下端面を支持端として流路本体３の空間部５内に流れる液状冷媒の水圧にてその空間部５において変形でき、発熱体Ｈに圧接する際に液漏れが生じないようにすればよいので、実施形態１と同様で、例えば、環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面におけるＪＩＳ  Ｚ０２３８（ヒートシール軟包装袋及び半剛性容器の試験方法）にもとづくピール強度が２０〜３０Ｎ／１５ｍｍに相当する接合強度であればよい。
【００１９】このようにして形成した熱交換器の蓋材１、２に少なくともひとつの発熱体Ｈを装着して、この熱交換器に液状冷媒を流すことにより、液状冷媒は仕切壁６の上下端面と蓋体１、２との間にも流れ、蓋材１、２は環状壁４を支持端として外方向を示す発熱体Ｈの方向（図７の矢印Ｂの方向）に変移され、発熱体Ｈ方向への変移の大きさは実施形態１のような環状壁４の上下端面および仕切壁６の上下端面に密着接合させた場合に比し大きいので、蓋材１、２は発熱体Ｈの表面に均一に圧接されやすくなり冷却効率がよい。
【００２０】（実施形態３）
図８〜図１３は本発明の実施形態３を示す。
【００２１】図８において、流路本体３１は実施形態１または２のように、上下方向の両面すなわち上下端面が開口した空間部５１を有する矩形状の環状壁４１が形成されるように、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリブチレンナフタレート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂などの熱可塑性樹脂やフェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂で例示する合成樹脂材またはゴムや熱可塑性エラストマーなどのエラストマー材でできている。この矩形状の環状壁４１には、実施形態１または２とは異なり、その一辺には筒状の流入口７および流出口８が設けられている。流入口７および流出口８はそれぞれ液状冷媒が矢印Ｐから流入し、矢印Ｑ方向に流出できるように環状壁４１の空間部５１と連通するように、この環状壁４１と同じ合成樹脂材またはエラストマー材もしくは金属材でできている。さらに、この環状壁４１で形成された空間部５１には、この環状壁４１と同じ合成樹脂材またはエラストマー材もしくは金属材でできた複数片（図では３片と４片の組み合わせ）の仕切壁６１が環状壁４１の一辺および他辺において対向する内壁面から突出されるとともに離間して交互にかつその先端が環状壁４１と隙間を有するように射出成形型など一体に成形されている。このようにして流路本体３１は複数片の仕切壁６１によりジグザグ状に蛇行した流路が形成されている。この仕切壁６１は実施形態１または２のように液状冷媒を流入口７から流出口８に流し込む際に空間部５１内で整流させるためであるので、１片でもよいが、複数片とすることにより流路個数が多くなり、冷却効率が向上する。また、図示しないが、環状壁４１や仕切壁６１の側面に凹凸を形成することにより空間部５１内で液状冷媒を乱流させることができるので、冷却効率を向上させることができる。
【００２２】図９は、上下方向に開口した流路本体３１の両面を良熱伝導材で可撓性のある矩形状の薄板からなる蓋材１、２にて閉塞させてできた厚さｔが２〜１５ｍｍの熱交換器を示す。この蓋材１、２の素材は実施形態１または２と同様であるが、上下方向に開口した流路本体３１における流入口７および流出口８の配置は実施形態１または２においては対向するように配置していたが、横並びとなるように配置されている。なお、流路本体３１は実施形態１または２のように上下方向に両面が開口しているが、例えば成形や他の素材との接合により上下端面の一方の端面を閉塞して有底の容器として、その開口している端面のみを冷却させる面として上記薄板の蓋材１または２にて閉塞させるようにしてもよい。
【００２３】図１０は、図９に示す熱交換器の略中央部位を流入口７および流出口８に向かって横断したＤ−Ｄ断面図であり、流路本体３１の上下方向の両面すなわち上下端面は蓋材１、２にて閉塞されて上記流路となる空間部５１が形成されている。この蓋材１、２はアルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材でエポキシ樹脂などの接着剤にて環状壁４１の上下端面に加圧または加熱加圧して熱溶着させるかまたはその内面には熱溶着樹脂層を有する構成のラミネートシートとしてその熱溶着樹脂層を環状壁４１の上下端面に熱溶着させて環状壁４１の上下端面と密着接合させている。なお、本実施形態では、実施形態２のように蓋材１、２は環状壁４１の上下端面のみと密着接合させているが、実施形態１のように仕切壁６１の上下端面にも密着接合させてもよい。なお、この密着接合となる接合強度の設定は実施形態２と同様に、環状壁４１の上下端面の面積と熱溶着材または接着剤の材質により選定するが、液状冷媒はポンプにて０．１〜０．５ＭＰａの圧力で流入口７から流路本体３１の空間部５１内に送られた場合においても、蓋材１、２が環状壁４１の上下端面を支持端として流路本体３１の空間部５１内に流れる液状冷媒の押圧力（水圧）にてその空間部５１において変形でき、発熱体Ｈに圧接する際に液漏れが生じないようにすればよいので、例えば、環状壁４１の上下端面および仕切壁６１の上下端面におけるＪＩＳ  Ｚ０２３８（ヒートシール軟包装袋及び半剛性容器の試験方法）にもとづくピール強度が２０〜３０Ｎ／１５ｍｍに相当する接合強度であればよい。
【００２４】図１１は、図９に示す熱交換器の環状壁４１の内壁面から離間した仕切壁６１の部位を流入口７および流出口８に向かって横断したＥ−Ｅ断面図であり、流路本体３１の仕切壁６１における空間部５１は互いに連通した流路が形成されて、液状冷媒が流入口７から流出口８に流れるようになっている。また、図１２は、図９に示す熱交換器において環状壁４１を流入口７および流出口８の部位で流入口７および流出口８に向かって横断したＦ−Ｆ断面図であり、蓋体１、２は環状壁４１に密着接合されている。
【００２５】このようにして形成した熱交換器を用いて、図１３に示すように電力変換を行う機器の半導体素子を発熱体Ｈとして、蓋板１、２のそれぞれの表面にそれぞれ少なくともひとつの発熱体Ｈ（本実施形態ではひとつ）を装着した状態で、液状冷媒を流入口７から流出口８に流し込むことにより、その過程で、液状冷媒は仕切壁６１の上下端面と蓋体１、２との間にも流れ、液状冷媒の押圧力（水圧）により薄板の蓋材１、２は環状壁４１を支持端として外方向を示す矢印Ｃの方向すなわち発熱体Ｈ側に変移して、蓋材１、２が発熱体Ｈの表面に圧接して発熱体Ｈの発熱を熱交換器の液状冷媒に有効に伝熱させて液状冷媒が発熱体Ｈの発熱を吸収しやすくなり冷却効率を向上させることができる。このように、蓋材１、２は押圧力（水圧）により変移可能で良熱伝導とするために、厚さが０．０５〜０．５ｍｍで好ましくは０．１ｍｍのアルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金などの金属材または前記金属材表面にニッケル膜形成などの表面処理をした金属材またはステンレスなどの金属材を用いている。なお、液状流体となる液状冷媒としては水や不凍液などであり、実施形態１または２のように直径が５０μｍ以下の微細気泡のマイクロバブルを含む冷却水や直径が１００〜２００ｎｍの超微細気泡のナノバブルを含む冷却水を用いて、蓋材１、２の裏面を洗浄するようにしてもよい。また、仕切壁６１は液状冷媒を整流もしくは乱流させるためのものであり、さらに、仕切壁６１を金属材で構成することにより液状冷媒に蓋材１、２から発熱体Ｈの熱を伝える放熱フィンの役目も果たし、発熱体Ｈの冷却効率を向上させることができる。
【００２６】本発明の熱交換器を実施形態１、２および３にて説明したが、蓋体１、２は、上下に分離した薄板とせずにひとりの薄板で流路本体３、３１の環状壁４、４１の上端面および下端面を介在させるようにＵ字状にしたものであってもよい。この場合、蓋体１、２は可撓性もたせて変移可能であると同時に発熱体Ｈへの装着作業や冷却使用において損傷を受けないように強度面での考慮をして素材および厚さを設定する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】本発明の熱交換器は、熱交換を効率よく行うことができるように薄形軽量でしかも安価に製作することができるので、特に上述のように半導体素子などの電子部品を冷却したり、さらには電解液を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスを所定の使用可能温度にするために前記密閉型電気化学デバイスの本体を冷却したりする用途として利用できる。
【符号の説明】
【００２８】１、２  蓋体
３、３１  流路本体
４、４１  環状壁
５、５１  空間部
６、６１  仕切壁
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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