(57)【要約】【課題】冷媒循環を効率化して冷却能力を向上し、かつ設置の自由度を向上できる小型の沸騰冷却装置を得ることを目的としている。【解決手段】冷媒槽４と放熱器６と冷媒蒸気管７と冷媒液管８を各々備え、冷媒槽４は第１蒸気ヘッダ９、第１液ヘッダ１０、第１冷媒流路１１を備え、発熱体２を冷媒槽４の第１冷媒流路１１に当たる部分の側面に取り付けることにより、冷媒３循環が対向することを無くすことができるので、冷媒循環を向上し、冷却能力を向上するとともに、冷媒槽４と放熱器６との位置関係の自由度を向上できる小型の沸騰冷却装置を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動に伴い大量の熱を発生する発熱体を有する電気回路や制御基盤に取り付けられ、前記発熱体の熱を吸収し沸騰気化する冷媒が封入された冷媒槽と、
環境空気と前記冷媒の熱交換を行う放熱器と、
前記冷媒槽から前記放熱器へ前記冷媒を移送する冷媒蒸気管と、
前記放熱器から前記冷媒槽へ前記冷媒を移送する冷媒液管とを備え、
前記冷媒槽は第１蒸気ヘッダと第１液ヘッダと前記第１蒸気ヘッダおよび前記第１液ヘッダを連通させる第１冷媒流路とを備え、
前記放熱器は第２蒸気ヘッダと第２液ヘッダと前記第２蒸気ヘッダおよび前記第２液ヘッダを連通させる第２冷媒流路とを備え、
前記冷媒蒸気管は前記第１蒸気ヘッダおよび前記第２蒸気ヘッダを連通し、
前記冷媒液管は前記第１液ヘッダおよび前記第２液ヘッダを連通させたものであって、
前記冷媒槽の前記第１冷媒流路の部分の側面に前記発熱体が取り付けられることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】
冷媒槽は上部に第１蒸気ヘッダと下部に第１液ヘッダとを備え、放熱器は上部に第２蒸気ヘッダと下部に第２液ヘッダとを備え、前記冷媒槽が前記放熱器よりも下部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
冷媒蒸気管の流路断面積が冷媒液管の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】
第１冷媒流路が複数の孔により形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】
第１冷媒流路内に少なくとも１つのフィンを備え、前記フィンにより前記第１冷媒流路が分割されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項６】
第１冷媒流路内に少なくとも１つの突起を備え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沸騰冷却装置。
【請求項７】
第１冷媒流路の発熱体取付部に多孔質体を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項８】
冷媒蒸気管および冷媒液管をそれぞれ１本ずつ備え、前記冷媒蒸気管が接続する第１蒸気ヘッダの一端と、前記冷媒液管が接続する第１液ヘッダの一端を、冷媒槽において対角に配置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沸騰冷却装置。
【請求項９】
冷媒蒸気管が接続する第２蒸気ヘッダの一端と、冷媒液管が接続する第２液ヘッダの一端を、冷媒槽において対角に配置することを特徴とする請求項８に記載の沸騰冷却装置。
【請求項１０】
冷媒蒸気管２本と冷媒液管１本とをそれぞれ備え、前記冷媒蒸気管が第１蒸気ヘッダと第２蒸気ヘッダの両端同士を連通し、前記冷媒液管が第１液ヘッダと第２液ヘッダの中央同士を連通することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１１】
冷媒液管と第１液ヘッダの接続部に、前記冷媒液管は少なくとも１つの曲がり部を備え、前記曲がり部の最下端が前記第１液ヘッダの最下端よりも下側に位置することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１２】
冷媒液管と冷媒槽の接続部において、前記冷媒液管内の冷媒液面が到達する最下端と最上端の間が曲面で形成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１３】
冷媒液管と冷媒槽の接続部において、前記冷媒液管内の冷媒液面が到達する最下端と最上端の間が螺旋形状であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１４】
冷媒槽が周囲にフランジが付いた２部材から成ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１５】
第１冷媒流路の水平断面積が発熱体取付部の中心で最も大きくなることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１６】
放熱器に伝熱を促進させるフィンを備えることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１７】
放熱フィンに複数の細溝を備えることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１８】
放熱フィンに複数の細孔を備えることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１９】
冷媒蒸気管に発熱体の温度を感知して動作する弁を備えることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒の沸騰および凝縮により発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の高性能化と制御基板に対する電子部品の高密度実装化が進み、制御基板からの発熱量は飛躍的に増加しているとともに、電子部品等の収納箱の小型化も進み、冷却機器の高性能化および小型化が求められている。
【０００３】
このため、構成部品が少なく、熱移動量が大きい冷却方式として冷媒の沸騰気化および凝縮液化を利用するヒートパイプを用いた冷却方式が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかしながらヒートパイプを用いた冷却方式では、沸騰気化して上昇する冷媒蒸気と凝縮液化されて降下する冷媒液が同じ管内を移動するため、互いに対向しあって冷媒循環が阻害され、熱輸送量の向上の妨げになるという問題がある。
【０００５】
またさらに、冷媒蒸気および冷媒液が異なる通路を移動する沸騰冷却装置として従来知られている方式では、冷媒蒸気および冷媒液が移動する通路をそれぞれ備えることで、放熱量の増加に伴い装置が大型化、複雑化するという問題がある（例えば、特許文献２）。
【０００６】
そこで、冷媒蒸気および冷媒液が移動する通路を区画する冷媒通路形成部材を備えることで、冷媒蒸気および冷媒液の対向を削減して冷媒循環を効率化し、熱輸送量を向上させる小型の沸騰冷却装置が知られている（例えば、特許文献３）。
【０００７】
以下、従来の沸騰冷却装置について、図１１を参照しながら説明する。
【０００８】
図１１に示すように、沸騰冷却装置１０１は、電気回路等で用いられ、駆動に伴い大量の熱を発生する発熱体１０２に取り付けられ、前記発熱体１０２の熱により沸騰気化する冷媒１０３が封入された冷媒槽１０４と、筒状をなし一端が前記冷媒槽１０４と連通し他端が閉塞され前記冷媒槽１０４から沸騰気化してきた前記冷媒１０３を凝縮液化させて前記冷媒槽１０４へと戻す放熱器１０５と、前記放熱器１０５に配置され前記放熱器１０５の上部の空間である上部空間１０６と、前記冷媒槽１０４からの前記冷媒１０３を前記上部空間１０６に導く冷媒蒸気通路１０７と、前記上部空間１０６の前記冷媒１０３を前記冷媒槽１０４に戻すとともに、その途中に液化した前記冷媒１０３により液溜まり部が形成される冷媒液通路１０８とを備え、前記上部空間１０６、前記冷媒蒸気通路１０７、前記冷媒液通路１０８をそれぞれ区画する冷媒通路形成部材１０９を備えている。
【０００９】
このような構成により、前記冷媒１０３が前記冷媒槽１０４の底面に取り付けられた前記発熱体１０２の熱を吸収して沸騰気化し、密度差により前記冷媒蒸気通路１０７を通って前記上部空間１０６へと移動し、環境空気と熱交換を行う前記放熱器１０５にて凝縮液化し、密度差により前記冷媒液通路１０８を通って前記冷媒槽１０４へと戻ることにより自然に循環し、前記発熱体１０２の熱を環境空気へと放熱させる沸騰冷却装置である。
【００１０】
このような沸騰冷却装置では、前記冷媒通路区画部材１０９により前記上部空間１０６と前記冷媒蒸気通路１０７と前記冷媒液通路１０８を区画することで、装置を大型化することなく冷媒蒸気と冷媒液の対向を防ぐことができるので、前記冷媒１０３の循環を効率良く行い前記発熱体１０２の冷却を促進していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２４３４３８号公報
【特許文献２】特開昭５１−３９４４２号公報
【特許文献３】特開平８−７８５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながらこのような従来の沸騰冷却装置では、発熱体が冷媒槽の底面に取り付けられているため、発熱体の熱により沸騰気化した冷媒が冷媒蒸気通路を通って放熱器へと移動する経路と、放熱器にて凝縮液化した冷媒が冷媒液通路を通って冷媒槽に移動する経路が冷媒槽の液相部分では分離しておらず、冷媒循環が妨げられ、冷却能力が低下するという課題があった。
【００１３】
また、冷媒通路形成部材により冷媒蒸気および冷媒液の通路を区画する従来の方式では、冷媒槽と放熱器を必ず上下に密接して設置する必要があり、例えば発熱体の位置と放熱箇所が離れている場合には対応できず、放熱器形状や設置の自由度が低くなるという課題があった。
【００１４】
また、放熱器内で冷媒蒸気通路の出口と冷媒液通路の入口が隣り合っているため、冷媒液が冷媒蒸気通路へと流入することを完全に防ぐことができないので、冷媒循環の妨げになり、冷却能力が低下するという課題があった。
【００１５】
また、冷媒液通路が冷媒蒸気通路や発熱体と隣接するため、冷媒液管と発熱体や冷媒蒸気管とが熱干渉して、すなわち冷媒液通路内で冷媒液が昇温し気泡が発生することで冷媒循環の妨げになり、冷却能力が低下するという課題があった。
【００１６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、冷媒槽と放熱器と冷媒蒸気管と冷媒液管を各々備えることにより、冷媒蒸気と冷媒液の対向を防いで冷媒循環を促進し、発熱体が冷媒槽に取り付けられる箇所と放熱を行う箇所の位置関係や放熱器の形状に依存することなく沸騰冷却装置の設置の自由度を向上させ、また冷媒液管と発熱体や冷媒蒸気管との熱干渉を防止して冷媒循環を促進することにより、冷却能力を向上できる小型の沸騰冷却装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そして、この目的を達成するために本発明は、屋内外に設置される駆動に伴い大量の熱を発生する発熱体を有する電気回路や制御基盤に取り付けられ、前記発熱体の熱を吸収し沸騰気化する冷媒が封入された冷媒槽と、環境空気と前記冷媒の熱交換を行う放熱器と、前記冷媒槽から前記放熱器へ前記冷媒を移送する冷媒蒸気管と、前記放熱器から前記冷媒槽へ前記冷媒を移送する冷媒液管とを備え、前記冷媒槽は第１蒸気ヘッダと第１液ヘッダと前記第１蒸気ヘッダおよび前記第１液ヘッダを連通させる第１冷媒流路とを備え、前記放熱器は第２蒸気ヘッダと第２液ヘッダと前記第２蒸気ヘッダおよび前記第２液ヘッダを連通させる第２冷媒流路とを備え、前記冷媒蒸気管は前記第１蒸気ヘッダおよび前記第２蒸気ヘッダを連通し、前記冷媒液管は前記第１液ヘッダおよび前記第２液ヘッダを連通させたものであって、前記冷媒槽の前記第１冷媒流路に当たる部分の側面に前記発熱体が取り付けられる。
【００１８】
このとき、液相の前記冷媒が前記発熱体の熱により前記第１冷媒流路にて沸騰気化し、密度差により前記第１蒸気ヘッダを経て前記冷媒蒸気管を通って前記放熱器へと移動し、前記放熱器にて気相の前記冷媒は、前記冷媒蒸気管と接続される前記第２蒸気ヘッダを経て前記第２冷媒流路へ入り、凝縮液化して密度差により前記第２液ヘッダを経て前記冷媒液管を通って前記第１液ヘッダへと移動することにより、前記冷媒槽と前記放熱器との間を相変化を伴いながら所定の流量だけ自然に循環し、前記発熱体の熱を前記放熱器にて放熱して前記発熱体の冷却を行う沸騰冷却装置である。
【００１９】
このような沸騰冷却装置において、前記冷媒槽の前記第１冷媒流路に当たる部分の側面に前記発熱体が取り付けられており、前記冷媒槽と前記放熱器と前記冷媒蒸気管と前記冷媒液管が各々独立に備え、前記冷媒槽が前記放熱器よりも下側に配置されるものである。
【００２０】
また、前記放熱器には伝熱を促進させるために、少なくとも１つの放熱フィンが備えられたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１蒸気ヘッダおよび第１液ヘッダを備えた冷媒槽と、第２蒸気ヘッダおよび第２液ヘッダを備えた放熱器と、冷媒蒸気管と、冷媒液管が各々独立することにより、発熱体の熱により沸騰気化した冷媒が冷媒蒸気通路を通って放熱器へと移動する経路と、放熱器にて凝縮液化した冷媒が冷媒液通路を通って冷媒槽に移動する経路を分離することができるので、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上することができる。
【００２２】
また、発熱体の設置箇所と放熱器が設置出来る箇所が離れていても設置が容易に可能となるので、設置の自由度が高くできる。
【００２３】
また第１蒸気ヘッダと第２蒸気ヘッダが冷媒蒸気管により接続され、第１液ヘッダと第２液ヘッダが冷媒液管により接続されることにより、冷媒蒸気および冷媒液の逆流を防止し、冷媒循環を促進し、沸騰冷却装置を安定して運転することができる。
【００２４】
また、冷媒液通路が冷媒蒸気通路や発熱体を離して配置することができるので、冷媒液管と発熱体や冷媒蒸気管との熱干渉を防止して、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００２５】
また冷媒逆流防止のための部材や冷媒流路を区画する部材が不要となり、またさらに放熱器にて凝縮液化した冷媒液が密度差により重力の作用のみで冷媒液管を通って冷媒槽へと移送することができるので、冷媒液管内に冷媒移動を促進する機構、例えば内溝や金網、多孔質体、が不要となるので、沸騰冷却装置を小型化できる。
【００２６】
また、冷媒槽内に伝熱や沸騰を促進させる部材、例えばフィン、突起を備えることにより、発熱体の熱を吸収する冷媒液が不足して過熱状態となるドライアウトを防止し、冷却能力をさらに向上できる。
【００２７】
また、放熱器に伝熱促進のためのフィンを備えることにより、環境空気と冷媒の熱交換を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００２８】
また、放熱フィンには複数の細溝および細孔を備えることにより、環境空気と冷媒の熱交換に有効な伝熱面積を増大し、冷却能力をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）本発明実施の形態１の沸騰冷却装置を示す正面概略図、（ｂ）本発明実施の形態１の沸騰冷却装置を示すＡ−Ａ´断面概略図
【図２】（ａ）本発明実施の形態２の沸騰冷却装置を示す側断面概略図、（ｂ）本発明実施の形態２の沸騰冷却装置を示すＢ−Ｂ´断面概略図
【図３】本発明実施の形態３の沸騰冷却装置を示す側断面外略図
【図４】（ａ）本発明実施の形態４の沸騰冷却装置を示す正面概略図、（ｂ）本発明実施の形態４の沸騰冷却装置を示すＣ−Ｃ´断面概略図
【図５】本発明実施の形態５の沸騰冷却装置を示す正面概略図
【図６】本発明実施の形態６の沸騰冷却装置を示す正面概略図
【図７】（ａ）本発明実施の形態７の沸騰冷却装置を示す正面概略図、（ｂ）本発明実施の形態７の沸騰冷却装置を示すＤ−Ｄ´断面概略図
【図８】（ａ）本発明実施の形態８の沸騰冷却装置を示す正面概略図、（ｂ）本発明実施の形態８の沸騰冷却装置を示すＥ−Ｅ´断面概略図
【図９】本発明実施の形態９の放熱フィンを示す概略図
【図１０】本発明実施の形態１０の沸騰冷却装置を示す概略図
【図１１】従来の沸騰冷却装置を示す正面断面概略図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の請求項１に記載の沸騰冷却装置は、屋内外に設置される駆動に伴い大量の熱を発生する発熱体を有する電気回路や制御基盤に取り付けられ、前記発熱体の熱を吸収し沸騰気化する冷媒が封入された冷媒槽と、環境空気と前記冷媒の熱交換を行う放熱器と、前記冷媒槽から前記放熱器へ前記冷媒を移送する冷媒蒸気管と、前記放熱器から前記冷媒槽へ前記冷媒を移送する冷媒液管とを備え、前記冷媒槽は第１蒸気ヘッダと第１液ヘッダと前記第１蒸気ヘッダおよび前記第１液ヘッダを連通させる第１冷媒流路とを備え、前記放熱器は第２蒸気ヘッダと第２液ヘッダと前記第２蒸気ヘッダおよび前記第２液ヘッダを連通させる第２冷媒流路とを備え、前記冷媒蒸気管は前記第１蒸気ヘッダおよび前記第２蒸気ヘッダを連通し、前記冷媒液管は前記第１液ヘッダおよび前記第２液ヘッダを連通させるものであって、前記冷媒槽の前記第１冷媒流路の部分の側面に前記発熱体が取り付けられるものであり、前記冷媒槽と、前記放熱器と、前記冷媒蒸気管と、前記冷媒液管が各々独立することにより、前記冷媒が前記発熱体の熱により前記第１冷媒流路にて沸騰気化し密度差により前記第１蒸気ヘッダを経て前記冷媒蒸気管を通って前記放熱器へと移動する経路と、前記放熱器にて前記冷媒が前記冷媒蒸気管と接続する前記第２蒸気ヘッダを経て前記第２冷媒流路へ入り凝縮液化して密度差により前記第２液ヘッダを経て前記冷媒液管を通って前記第１液ヘッダへと移動する経路が分離されるので、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００３１】
また、前記発熱体の設置箇所と前記放熱器の設置箇所が離れていても取り付け可能なので、沸騰冷却装置の設置の自由度が高くできる。
【００３２】
また、前記冷媒液管を前記冷媒蒸気管や前記発熱体と離して配置することができるので、前記冷媒液管と前記冷媒蒸気管や前記発熱体の熱干渉を防止して、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００３３】
また、請求項２に記載の沸騰冷却装置は、冷媒槽の上部に第１蒸気ヘッダと下部に第１液ヘッダとを備え、放熱器の上部に第２蒸気ヘッダと下部に第２液ヘッダとを備え、前記冷媒槽を前記放熱器よりも下部に配置したものであって、前記放熱器にて凝縮液化した前記冷媒が密度差により重力の作用のみで冷媒液管を通って前記冷媒槽へと移動することができ、前記冷媒液管内に冷媒移動を促進する機構が不要となるので簡単な構成で前記冷媒を循環させることができ、沸騰冷却装置を小型化できる。
【００３４】
また、前記冷媒槽と前記放熱器の上部同士を前記冷媒蒸気管により連通し、前記冷媒槽と前記放熱器の下部同士を前記冷媒液管により連通させることにより、冷媒蒸気および冷媒液の逆流が生じにくくなるので、沸騰冷却装置を安定して運転することができ、冷媒の逆流を防止するために追加の部材を必要としないので沸騰冷却装置を小型化できる。
【００３５】
また請求項３に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管の流路断面積を冷媒液管の流路断面積よりも大きくしたものであって、冷媒の比体積は液相より気相の方が大きいので、所定の質量流量の前記冷媒が循環する上で、前記冷媒蒸気管内と前記冷媒液管内の圧力損失差を小さくすることができ、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００３６】
また請求項４に記載の沸騰冷却装置は、第１冷媒流路を複数の孔により形成したものであって、冷媒槽内の冷媒へ発熱体の熱が伝熱する面積を大きくすることができ、熱交換効率を向上させ、また第１冷媒流路の加工を容易にできるので、沸騰冷却装置の製造を容易にできる。
【００３７】
また請求項５に記載の沸騰冷却装置は、第１冷媒流路内に少なくとも１つのフィンを備え、前記フィンにより前記第１冷媒流路が分割されるものであって、冷媒槽内の冷媒へ発熱体の熱が伝熱する面積を大きくすることができるので、熱交換効率を向上させることができる。
【００３８】
また請求項６に記載の沸騰冷却装置は、第１冷媒流路内に少なくとも１つの突起を備えるものであって、冷媒槽内の冷媒へ発熱体の熱が伝熱する面積を大きくすることができるので、熱交換効率を向上させることができる。
【００３９】
また、前記第１冷媒流路の水平方向で圧力損失および冷媒液面の偏りを小さくすることができるので、前記第１冷媒流路内の冷媒循環が不均一となることを防ぎ、沸騰冷却装置を安定して運転することができる。
【００４０】
また、突起が沸騰の切っ掛けとなり気泡の生成を促進して、また気泡を細分化することで、前記冷媒の沸騰気化を効率良く行い、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００４１】
また、請求項７に記載の沸騰冷却装置は、第１冷媒流路の発熱体の取付部に多孔質体を備えたものであって、前記多孔質体の毛細管力により、冷媒液面の位置に因らず発熱体の取付部に冷媒液が常に保持され、前記発熱体の熱を吸収する冷媒液が不足して過熱状態となるドライアウトを防げるので、沸騰冷却装置を安定して運転することができる。
【００４２】
また、請求項８に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管および冷媒液管をそれぞれ１本ずつ備え、前記冷媒蒸気管が接続する第１蒸気ヘッダの一端と、前記冷媒液管が接続する第１液ヘッダの一端を、冷媒槽において対角に配置したものであって、冷媒が前記冷媒液管から前記冷媒槽内に入り、前記第１液ヘッダから第１冷媒流路、前記第１蒸気ヘッダを通って前記冷媒蒸気管へと移動する際の圧力損失を前記冷媒槽内の水平方向で偏ることを防ぎ、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００４３】
また、請求項９に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管が接続する第２蒸気ヘッダの一端と、冷媒液管が接続する第２液ヘッダの一端を、冷媒槽において対角に配置したものであって、冷媒が前記冷媒蒸気管から前記放熱器内に入り、前記第２蒸気ヘッダから第２冷媒流路、前記第２液ヘッダを通って前記冷媒液管へと移動する際の圧力損失を前記放熱器内の水平方向で偏ることを防ぎ、冷媒循環を促進し、また環境空気と前記冷媒との熱交換を前記放熱器全体で均一に行わせることができるので冷却能力を向上できる。
【００４４】
また、請求項１０に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管２本と冷媒液管１本とをそれぞれ備え、前記冷媒蒸気管が第１蒸気ヘッダと第２蒸気ヘッダの両端同士を連通し、前記冷媒液管が第１液ヘッダと第２液ヘッダの中央同士を連通するものであって、冷媒が前記冷媒液管から冷媒槽内に入り、前記第１液ヘッダから第１冷媒流路、前記第１蒸気ヘッダを通って前記冷媒蒸気管へと移動する際の圧力損失が前記冷媒槽内の水平方向で偏ることを防ぎ、同様に前記冷媒が前記冷媒蒸気管から放熱器内に入り、前記第２蒸気ヘッダから第２冷媒流路、前記第２液ヘッダを通って前記冷媒液管へと移動する際の圧力損失が前記放熱器内の水平方向で偏ることを防ぎ、かつ前記冷媒液管と前記冷媒槽の接続位置を発熱体の取り付け位置に近くすることができるので、前記発熱体の熱を吸収する冷媒液が不足して過熱状態となるドライアウトを防ぎ、冷却能力を促進し、沸騰冷却装置を安定して運転することができる。
【００４５】
また、請求項１１に記載の沸騰冷却装置は、冷媒液管と第１液ヘッダの接続部に、前記冷媒液管は少なくとも１つの曲がり部を備え、前記曲がり部の最下端が前記第１液ヘッダの最下端よりも下側に配置したものであって、前記冷媒液管と前記第１液ヘッダとの接続部を液封することができるため、冷媒蒸気が前記冷媒液管へと侵入することを防ぎ、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００４６】
また、請求項１２に記載の沸騰冷却装置は、冷媒液管と冷媒槽の接続部において、前記冷媒液管の冷媒液面が到達する最下端と最上端の間を曲面で形成したものであって、冷媒が凍結した際に前記冷媒の体積膨張によって生じる圧力を分散しやすくでき、前記冷媒液管が破壊しにくくすることができるので、沸騰冷却装置を安全に運転することができる。
【００４７】
また、請求項１３に記載の沸騰冷却装置は、冷媒液管と冷媒槽の接続部において、前記冷媒液管内の冷媒液面が到達する最下端と最上端の間を螺旋形状としたものであって、前記冷媒液管の冷媒液面が到達する最下端と最上端の間を曲面で形成することで、冷媒が凍結した際に前記冷媒の体積膨張によって前記冷媒液管が破壊しにくくすることができる。
【００４８】
また、螺旋形状が沸騰冷却装置の振動や外因による衝撃を吸収できるので、沸騰冷却装置の機密性維持が容易になる。
【００４９】
また、請求項１４に記載の沸騰冷却装置は、冷媒槽が周囲にフランジが付いた２部材から成るものであり、フランジを接合し、溶接加工やカール成形することで機密性の高い冷媒槽を容易に製造することができる。
【００５０】
また、請求項１５に記載の沸騰冷却装置は、第１冷媒流路の水平断面積が発熱体取付部の中心で最も大きくなるものであり、冷媒槽内において前記発熱体の取り付けられる部分の容積を最も大きくすることで、冷媒液面の鉛直位置の変動が小さくなり、前記発熱体の熱を吸収する冷媒液が不足して過熱状態となるドライアウトしにくくなるので、沸騰冷却装置を安定して運転することができる。
【００５１】
また、請求項１６に記載の沸騰冷却装置は、放熱器に伝熱を促進させるフィンを備えるものであり、環境空気と前記放熱器との伝熱面積を増大し、前記環境空気と冷媒との熱交換効率を向上して冷却能力を向上させることができる。
【００５２】
また、請求項１７に記載の沸騰冷却装置は、放熱フィンに複数の細溝を備えるものであり、放熱フィンと環境空気との熱交換に寄与する表面積を増大させ、また細溝により放熱フィン上での環境空気の速度境界層の発達を促進または抑制することで放熱器の熱交換能力を向上させて、冷却能力をさらに向上させることができる。
【００５３】
また、請求項１８に記載の沸騰冷却装置は、放熱フィンに複数の細孔を備えるものであり、環境空気が細孔を通り、放熱フィンと垂直な方向に流れる対流を生じさせることで放熱器の熱交換能力を向上させて、冷却能力をさらに向上させることができる。
【００５４】
また、請求項１９に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管に温度を検知して動作する弁を備えるものであり、発熱体温度または環境空気温度を検知して弁の開閉を行うことで、冷媒の循環する質量流量を制御し、冷却能力を任意に可変させることで、発熱体の駆動を安定して行うことができる。
【００５５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５６】
（実施の形態１）
図１（ａ）に本実施の形態１の沸騰冷却装置の正面概略図を示し、図１（ｂ）にＡ−Ａ´断面概略図を示す。
【００５７】
図１に示すように、沸騰冷却装置１は、駆動に伴い大量の熱を発生する発熱体２を有する電気回路や制御基盤に取り付けられ、発熱体２の熱を吸収し沸騰気化する冷媒３が封入された金属製、例えば銅、アルミ、鋳鉄、ステンレス、の冷媒槽４と、冷媒槽４よりも上部に位置し環境空気５と冷媒３の熱交換を行う金属製、例えば銅、アルミ、鋳鉄、ステンレス、の放熱器６と、冷媒槽４から放熱器６へ冷媒３を移送する冷媒蒸気管７と、放熱器６から冷媒槽４へ冷媒３を移送する冷媒液管８とをそれぞれ１つずつ備える。
【００５８】
冷媒槽４は直方体形状で、上部に第１蒸気ヘッダ９と下部に第１液ヘッダ１０を備え、第１蒸気ヘッダ９と第１液ヘッダ１０の間に第１蒸気ヘッダ９および第１液ヘッダ１０を連通させる第１冷媒流路１１とを備え、第１蒸気ヘッダ９および第１液ヘッダ１０は互いに平行で断面形状が円形の長孔であり、直方体形状の冷媒槽４における最も広い側面の第１冷媒流路１１に当たる部分に発熱体２が取り付けられている。
【００５９】
第１冷媒流路１１は、流路長さが取り付けられる発熱体２よりも長く、複数の、例えば孔やフィンにより分割して形成されており、発熱体２の熱が冷媒３へ伝熱する面積を大きくしている。
【００６０】
放熱器６は上部に第２蒸気ヘッダ１２と下部に第２液ヘッダ１３を備え、第２蒸気ヘッダ１２と第２液ヘッダ１３の間に第２蒸気ヘッダ１２および第２液ヘッダ１３を連通させる第２冷媒流路１４とを備え、第２蒸気ヘッダ１２および第２液ヘッダ１３は互いに平行で断面形状が円形の中空管である。
【００６１】
第２冷媒流路１４は複数の、例えば中空管や角管、扁平管、多孔扁平管、を並行に並べる、または連結させることにより形成し、冷媒３の熱を環境空気５へ伝熱する面積を大きくしている。
【００６２】
また、第２冷媒流路１４は、第２蒸気ヘッダ１２および第２液ヘッダ１３に対し、例えば圧入や溶接、ロー付け、半田付けにより気密に接続している。
【００６３】
第２冷媒流路１４の周囲には環境空気５との伝熱面積をさらに大きくするために金属製、例えば銅、アルミ、鋳鉄、ステンレスの放熱フィン１５、例えば平板、波板、ルーバーフィン、コルゲートフィン形状であり、さらには突起が取り付けられても良く、放熱フィン１５の間隔は環境空気５が自然対流により放熱を行うために望ましくは５〜１０ｍｍである。
【００６４】
冷媒蒸気管７は第１蒸気ヘッダ９の一端と第２蒸気ヘッダ１２の一端を連通し、冷媒蒸気管７は金属製、例えば銅、アルミ、鋳鉄、ステンレスの中空管であって、第１蒸気ヘッダ９および第２蒸気ヘッダ１２に対し、例えば圧入、溶接、ロー付け、半田付けにより気密に接続している。同様に、冷媒液管８は第１液ヘッダ１０の一端および第２液ヘッダ１３の一端を連通し、冷媒液管８は金属製、例えば銅、アルミ、鋳鉄、ステンレスの中空管であって、第１液ヘッダ１０および第２液ヘッダ１３に対し、例えば圧入、溶接、ロー付け、半田付けにより気密に接続している。
【００６５】
冷媒蒸気管７が接続される第１蒸気ヘッダ９の一端と、冷媒液管８が接続される第１液ヘッダ１０の一端は、冷媒槽４の対角に配置され、同様に冷媒蒸気管７が接続され第２蒸気ヘッダ１２の一端と、冷媒液管８が接続される第２液ヘッダ１３の一端は、放熱器６の対角に配置される。
【００６６】
また、冷媒液管８と第１液ヘッダ１０の接続部に、冷媒液管８は曲がり部１６を備え、曲がり部１６は最下端が第１液ヘッダ１０の最下端よりも下部になるように配置される。
【００６７】
また冷媒蒸気管７の流路断面積は、冷媒液管８の流路断面積よりも大きく、例えば冷媒液管８がφ５の中空管の場合、冷媒蒸気管７はφ８の中空管を用いる。
【００６８】
次いで、上記の沸騰冷却装置の動作について説明する。
【００６９】
冷媒槽４内の液相の冷媒３は、発熱体２の熱により第１冷媒流路１１にて沸騰気化し、密度差により第１蒸気ヘッダ９を経て冷媒蒸気管７を通って放熱器６へと移動する。このとき、冷媒３は沸騰気化潜熱を発熱体２から吸熱する。
【００７０】
続いて気相の冷媒３は放熱器６にて、冷媒蒸気管７と接続される第２蒸気ヘッダ１２を経て第２冷媒流路１４へ入り、第２冷媒流路１４にて放熱フィン１５を介して環境空気５と熱交換を行い、凝縮液化して密度差により第２液ヘッダ１３を経て冷媒液管８を通って第１液ヘッダ１０へと移動する。このとき、冷媒３は凝縮液化潜熱を環境空気５に放熱する。
【００７１】
上記のように、冷媒３は液相から気相へ、または気相から液相への相変化を伴いながら冷媒槽４→冷媒蒸気管７→放熱器６→冷媒液管８→冷媒槽４の順に所定の質量流量で自然循環し、発熱体２の熱を放熱器６にて環境空気５へ放熱することにより発熱体２の冷却を行うのである。
【００７２】
また、循環する冷媒３の質量流量は、沸騰冷却装置の熱ロスも含めた放熱量と冷媒の潜熱により決定され、（放熱量）＝（循環する冷媒の質量流量）＊（冷媒の潜熱）で与えられる。
【００７３】
このような沸騰冷却装置において、冷媒槽４に第１蒸気ヘッダ９と第１液ヘッダ１０と第１冷媒流路１１を備え、冷媒槽４における最も広い側面の第１冷媒流路１１に当たる部分に発熱体２が取り付けられることにより、第１冷媒流路１１にて冷媒３が沸騰気化し、第１蒸気ヘッダ９を経て放熱器６へと移動し、また第１液ヘッダ１０を経て第１冷媒流路１１へと戻ってくるので、冷媒３が発熱体２の熱により第１冷媒流路１１にて沸騰気化し、密度差により第１蒸気ヘッダ９を経て冷媒蒸気管７を通って放熱器６へと移動する経路と、放熱器６にて冷媒３が冷媒蒸気管７と接続する第２蒸気ヘッダ１２を経て第２冷媒流路１４へ入り凝縮液化して密度差により第２液ヘッダ１３を経て冷媒液管８を通って第１液ヘッダ１０へと移動する経路が分離されるので、冷媒３の循環が気相、液相ともに近接して対向する部分を無くすことができ、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【００７４】
また、冷媒液管８を冷媒蒸気管７や発熱体２と離して配置することができるので、冷媒液管８と発熱体２や冷媒蒸気管７との熱干渉を防止して、すなわち冷媒液管８が発熱体２や冷媒蒸気管７が熱交換し冷媒液管８内で気泡が発生することを防止して冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００７５】
また、放熱器６にて凝縮液化した冷媒３が密度差により重力の作用のみで冷媒液管８を通って冷媒槽４へと移動させることができ、冷媒液管８内に冷媒移動を促進する機構が不要となるので簡単な構成で冷媒３を循環させることができ、沸騰冷却装置を小型化できる。
【００７６】
また、冷媒槽４と放熱器６の上部同士を冷媒蒸気管７により連通し、冷媒槽４と放熱器６の下部同士を冷媒液管８により連通させることにより、冷媒蒸気および冷媒液の逆流が生じにくくなるので、沸騰冷却装置１を安定して運転することができ、冷媒３の逆流を防止するために追加の部材を必要とせず沸騰冷却装置１を小型化できる。
【００７７】
また、冷媒３の比体積は液相より気相の方が大きいので、冷媒３が所定の質量流量で循環する上で、冷媒蒸気管７の流路断面積を冷媒液管８の流路断面積よりも大きくすることより、冷媒蒸気管７内と冷媒液管８内の圧力損失差を小さくすることができるので、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００７８】
また、第１冷媒流路１１を複数の孔やフィンにより分割して形成することにより、冷媒槽４内の冷媒３へ発熱体２の熱が伝熱する面積を、容易な加工により大きくすることができるので、熱交換効率を向上でき、かつ沸騰冷却装置の製造を容易にできる。
【００７９】
また、冷媒蒸気管７が接続される第１蒸気ヘッダ９の一端と、冷媒液管８が接続される第１液ヘッダ１０の一端は、冷媒槽４の対角に配置することにより、冷媒３が第１液ヘッダ１０の一端から第１冷媒流路１１を経由して第１蒸気ヘッダ９の一端へと通過する流路の長さを各々等しくすることで、すなわち圧力損失差を均一にすることができるので、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００８０】
また同様に冷媒蒸気管７が接続する第２蒸気ヘッダ１２の一端と、冷媒液管８が接続される第２液ヘッダ１３の一端は、放熱器６の対角に配置することにより、冷媒３が第２蒸気ヘッダ１２の一端から第２液ヘッダ１３の一端へと通過する流路の長さを等しくすることで、すなわち圧力損失差を均一にすることができるので、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００８１】
また、曲がり部１６の最下端が第１液ヘッダ１０の最下端よりも下側になるように配置されており、冷媒液管８と第１液ヘッダ１０との接続部を液封することができるため、冷媒３が冷媒液管８へと侵入することを防ぎ、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００８２】
また、放熱フィン１５により、環境空気５と冷媒３との熱交換効率を向上し、冷却能力をさらに向上できる。
【００８３】
また、放熱フィン１５の表面には環境空気５の流れ方向と平行するように細溝１７を備えており、細溝１７の間隔は放熱フィン１５の間隔と同等以下が望ましく、１０ｍｍ以下である。これにより、放熱フィン１５と環境空気５との熱交換に寄与する表面積を増大させ、また細溝１７に沿って環境空気５が流れることで、放熱フィン１５の表面と環境空気５の熱交換を行う自然対流を促進するので、放熱器６の熱交換能力を増大させ、冷却能力をさらに向上できる。
【００８４】
なお、放熱フィン１５の表面に備える細溝１７は、環境空気５の流れに垂直な方向に備えても良く、これにより、放熱フィン１５の表面上で生じる環境空気５との熱交換を行う自然対流に伴う速度境界層を乱し、放熱器６の熱交換能力を向上することができる。
【００８５】
なお、第１冷媒流路１１に複数の突起を備えても良く、これにより突起が冷媒槽４内の伝熱面積を増大させ、また突起が沸騰の切っ掛けとなり気泡の生成を促進し、また気泡を細分化することで、冷媒３の沸騰気化を効率良く行い、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【００８６】
なお、沸騰冷却装置１は、冷媒槽４の発熱体２の取り付け面側に０°〜８５°の範囲で傾斜させて取り付けても動作可能であり、これにより発熱体２への取り付け姿勢の自由度をさらに向上できる。
【００８７】
なお、放熱フィン１５を第２冷媒流路１４の周囲に取り付けるために、第２冷媒流路１４を拡管にしても良く、これにより放熱フィン１５の間隔を容易に均一にして製造を行うことが容易となる。
【００８８】
なお、放熱フィン１５を第２冷媒流路１４の周囲に半田付けにより取り付けても良く、これにより放熱フィン１５と第２冷媒流路１４との接触熱抵抗を小さくでき、冷媒３と環境空気５との熱交換効率を向上し、冷却能力を向上できる。
【００８９】
なお、冷媒槽４、放熱器６、冷媒蒸気管７、冷媒液管８の材質は、冷媒３により腐食されない材料である必要があり、例えば冷媒３が純水のときは銅材が好ましく、冷媒３がフロン系のときはアルミ材が好ましい。
【００９０】
なお、発熱体２と冷媒槽４の間は、例えば高熱伝導性のグリースやシートにより密着されることが望ましく、発熱体２と冷媒槽４との接触熱抵抗を小さくでき、発熱体２の熱を効率良く冷媒３に伝え、熱交換効率を向上できる。
【００９１】
なお、沸騰冷却装置は、沸騰冷却装置全体を保持し、また放熱器６へ環境空気５を導入させるエアガイダを備えても良く、エアガイダは放熱器６に取り付けられる。これにより、環境空気５が放熱器６に対し流出入する方向や流路断面積を限定することで、放熱器６と環境空気５との温度差により生じる空気の対流を促進できるので、沸騰冷却装置１の自然放熱を促進できる。
【００９２】
なお、エアガイダは材質が一般的な板金材、例えば表面をメッキや塗装処理された亜鉛鋼板やステンレス鋼板であることが好ましく、これにより、屋外に設置されたとしても、風雨や日射の影響を遮り、沸騰冷却装置を安全に運転することができる。
【００９３】
なお、冷媒槽４、冷媒蒸気管７、冷媒液管８は表面と環境空気５との熱交換を防止するために、表面が断熱されていることが好ましく、これにより、沸騰冷却装置１の熱交換効率をさらに向上できる。
【００９４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９５】
図２（ａ）に本実施の形態２の側断面概略図を示し、図２（ｂ）にＢ−Ｂ´断面概略図を示す。
【００９６】
図２に示すように、沸騰冷却装置１は、第１冷媒流路１１内に少なくとも１つの突起１８を備え、突起１８は例えば正方形断面の直方体形状である。
【００９７】
このような沸騰冷却装置により、第１冷媒流路１１内の冷媒３へ発熱体２の熱が伝熱する面積を大きくすることができるので、熱交換効率を向上させることができる。
【００９８】
またこのとき、図２（ｂ）に破線で冷媒３の経路を示すように、冷媒３は第１冷媒流路１１内で鉛直・水平の双方向に移動が可能となり、例えば発熱体２の発熱が冷媒槽４の取り付け面において一様で無く冷媒３の沸騰気化が第１冷媒流路１１内で局所的に発生したとしても、冷媒３の第１冷媒流路１１内での水平方向の圧力損失および沸騰気化の液面の鉛直方向の位置的偏りを小さくすることができるので、第１冷媒流路１１内の冷媒循環が不均一となることを防ぎ、沸騰冷却装置を安定して運転することができる。
【００９９】
また、突起１８が沸騰の切っ掛けとなり沸騰気化に伴う気泡の生成を促進し、また気泡を細分化することで、冷媒３の沸騰気化を効率良く行い、冷媒循環を促進し、冷却能力をさらに向上できる。
【０１００】
なお、突起１８は、矩形断面の直方体形状や四角錐形状、円形断面の円柱形状や円錐形状でも良い。
【０１０１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態１または２と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
図３に本実施の形態３の側断面概略図を示す。
【０１０３】
図３に示すように、沸騰冷却装置１は、第１冷媒流路１１の発熱体２の取付部に多孔質体１９、例えば複数の溝や金網、金属焼結体、を備えたものである。
【０１０４】
このような沸騰冷却装置により、多孔質体１９の毛細管力により、冷媒３の液面の鉛直方向位置に因らず発熱体２の取付部に冷媒３が常に保持されやすくなることで、発熱体２の熱を吸収する冷媒３が不足して過熱状態となるドライアウトを防げるので、沸騰冷却装置１を安定して運転することができる。
【０１０５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１乃至３と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
図４（ａ）に本実施の形態４の正面概略図を示し、図４（ｂ）にＣ−Ｃ´断面概略図を示す。
【０１０７】
図４に示すように、沸騰冷却装置１は、冷媒蒸気管７を２本と冷媒液管８を１本とをそれぞれ備え、冷媒蒸気管７が第１蒸気ヘッダ９と第２蒸気ヘッダ１２の両端同士を連通し、冷媒液管８が第１液ヘッダ１０と第２液ヘッダ１３の中央同士を連通するものである。
【０１０８】
このような沸騰冷却装置において、冷媒３が冷媒液管８から冷媒槽４内に入り、第１液ヘッダ１０から第１冷媒流路１１、第１蒸気ヘッダ９を通って冷媒蒸気管７へと通過する際の圧力損失が冷媒槽４内の水平方向で偏ることを防ぎ、同様に冷媒３が冷媒蒸気管７から放熱器６内に入り、第２蒸気ヘッダ１２から第２冷媒流路１４、第２液ヘッダ１３を通って冷媒液管８へと通過する際の圧力損失が放熱器６内の水平方向で偏ることを防ぐことができるので、冷媒循環を促進し、冷却能力を向上できる。
【０１０９】
また、冷媒液管８と冷媒槽４の接続位置が発熱体２の取り付け位置の中央直下にすることができるので、冷媒槽４に循環してきた冷媒３が発熱体２の背面へ到達するまでの距離を短くできるので、発熱体２の熱を吸収する冷媒３が不足して過熱状態となるドライアウトを防ぎ、冷却能力を促進し、沸騰冷却装置１を安定して運転させることができる。
【０１１０】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態１乃至４と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１１】
図５に本実施の形態５の正面概略図を示す。
【０１１２】
図５に示すように、沸騰冷却装置１は、冷媒液管８と冷媒槽４の接続部において、冷媒液管８内で、冷媒３が凍結するような場合に、周囲環境の温度により封入された冷媒３の物性が変化したとしても、冷媒３の液面が到達するのは下端ａと上端ｂの間に管理するものとして、下端ａと上端ｂの間を曲面で形成したものである。
【０１１３】
このような沸騰冷却装置において、冷媒３が凍結するような場合、例えば沸騰冷却装置１が運転していない時に周囲環境の温度がマイナス以下になる場合や沸騰冷却装置１を寒い地域や航空便で輸送する場合に、冷媒３が凍結により体積が膨張したとしても、冷媒液管８内の冷媒３が到達する下端ａと上端ｂの間が曲面で形成されているため、冷媒液管８の管壁にかかる応力を分散し、冷媒液管８の破損を防ぐことができるので、沸騰冷却装置１を安全に運転することができる。
【０１１４】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６は、実施の形態１乃至５と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１５】
図６に本実施の形態６の正面概略図を示す。
【０１１６】
図６に示すように、冷媒液管８と冷媒槽４の接続部において、冷媒液管８内で冷媒３が凍結するような場合に、周囲環境の温度により封入された冷媒３の物性が変化したとしても、冷媒３の液面が到達するのは下端ａと上端ｂの間に管理するものとして、下端ａと上端ｂの間を螺旋形状としたものである。
【０１１７】
このような沸騰冷却装置において、冷媒３が凍結するような場合、例えば沸騰冷却装置１が運転していない時に周囲環境の温度がマイナス以下になる場合や沸騰冷却装置１を寒い地域や航空便で輸送する場合に、冷媒３が凍結により体積が膨張したとしても、冷媒液管８内の冷媒３が到達する下端ａと上端ｂの間が螺旋形状であるため、冷媒液管８の管壁にかかる応力を分散し、また螺旋形状が沸騰冷却装置の振動や外因による衝撃を吸収することができるので、冷媒液管８の破損を防ぎ、沸騰冷却装置１の機密性の維持が容易になり、沸騰冷却装置１を安全に運転することができる。
【０１１８】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７は、実施の形態１乃至６と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
図７（ａ）に本実施の形態７の正面概略図を示し、図７（ｂ）にＤ−Ｄ´断面概略図を示す。
【０１２０】
図７に示すように、沸騰冷却装置１は、冷媒槽４が周囲にフランジが付いた２部材から成るものである。
【０１２１】
このような沸騰冷却装置において、フランジを整合し、溶接加工やカール成形することで機密性の高い冷媒槽４を容易に製造することができる。
【０１２２】
また、冷媒槽４を２部材により形成することで、冷媒槽４内の加工の自由度が向上し、冷媒槽４内にフィンや突起を付けることが容易となるので、冷媒槽４内の冷媒３へ発熱体２の熱が伝熱する面積を、容易な加工により大きくでき、熱交換効率を向上できる沸騰冷却装置１の製造を容易にできる。
【０１２３】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８は、実施の形態１乃至７と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２４】
図８（ａ）に本実施の形態８の正面概略図を示し、図８（ｂ）にＥ−Ｅ´断面概略図を示す。
【０１２５】
図８に示すように、沸騰冷却装置１は、第１冷媒流路１１の水平断面積が発熱体２の取付部の中心で最も大きくなるものであり、冷媒槽４内において発熱体２の取り付けられる部分の容積を最も大きくすることで、冷媒３の液面の鉛直位置の変動が小さくなり、発熱体２の熱を吸収する冷媒３が不足して過熱状態となるドライアウトが生じにくくなるので、沸騰冷却装置１を安定して運転することができる。
【０１２６】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９は、実施の形態１乃至８と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
図９に本実施の形態９の放熱フィン１５の概略図を示す。
【０１２８】
図９に示すように、沸騰冷却装置１は、複数の細孔２０を有する金属製、例えば銅、アルミ、鋳鉄、ステンレス、の放熱フィン１５を備えており、細孔２０の直径は放熱フィン１５の間隔と同等以下が望ましく、１０ｍｍ以下である。これにより、環境空気５が細孔を通り、放熱フィン１５と垂直な方向に流れる対流を生じさせることで放熱器６の熱交換能力をさらに増大させることができる。
【０１２９】
なお、放熱フィンの開口率は２０％〜５０％程度が望ましく、これにより、放熱フィン自体の強度を保ちつつ、軽量化と熱交換能力の向上を同時に実現できる。
【０１３０】
（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０は、実施の形態１乃至９と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１３１】
図１０に本実施の形態１０の沸騰冷却装置１の概略図を示す。
【０１３２】
図１０に示すように、沸騰冷却装置１は、冷媒蒸気管７に環境空気５の温度を検知する環境空気温度検知部２１、または発熱体２の温度を検知する発熱体温度検知部２２の検出値により動作する弁２３、例えば電動弁、電磁弁、調整弁を備えるものである。
【０１３３】
環境空気５の温度が１０℃以下では、密閉筐体内で発熱する発熱体２との温度差が大きくなり、冷却能力が過剰になることで発熱体２の駆動に支障を与えることがあるため、環境空気５の温度を環境空気温度検知部２１により検知し、弁２３を絞り、冷媒３の循環する質量流量を小さくすることで冷却能力を制限し、発熱体２の駆動を安定して行うことができる。
【０１３４】
なお、弁２３を緊急時には手動で操作可能にすることで、沸騰冷却装置１に異常が発生した場合に緊急停止させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明の沸騰冷却装置は、簡易な構成で大きな冷却能力が得られ、設置の自由度も大きいので、屋内外の高所や狭所においても設置でき、また自然放熱でも冷却可能なのでメンテレスであり、冷媒が凍結するような極低温環境下でも破損しにくいので幅広い温度域に対応できる沸騰冷却装置として有用である。
【符号の説明】
【０１３６】
１    沸騰冷却装置
２    発熱体
３    冷媒
４    冷媒槽
５    環境空気
６    放熱器
７    冷媒蒸気管
８    冷媒液管
９    第１蒸気ヘッダ
１０  第１液ヘッダ
１１  第１冷媒流路
１２  第２蒸気ヘッダ
１３  第２液ヘッダ
１４  第２冷媒流路
１５  放熱フィン
１６  曲がり部
１７  細溝
１８  突起
１９  多孔質体
２０  細孔
２１  環境空気温度検知部
２２  発熱体温度検知部
２３  弁
【図１】
2011142298.tif 000003
【図２】
2011142298.tif 000004
【図３】
2011142298.tif 000005
【図４】
2011142298.tif 000006
【図５】
2011142298.tif 000007
【図６】
2011142298.tif 000008
【図７】
2011142298.tif 000009
【図８】
2011142298.tif 000010
【図９】
2011142298.tif 000011
【図１０】
2011142298.tif 000012
【図１１】
2011142298.tif 000013