(57)【要約】【課題】熱応答性の向上や、安定した冷媒循環を可能とする冷却装置を提供することである。【解決手段】実施形態の冷却装置は、受熱部と、放熱部と、第１流路と、第２流路と、蓄熱材と、を持つ。受熱部は、発熱体が設置される受熱面を有するとともに、内部に封入される冷媒を沸騰させる。放熱部は、受熱部の上方に配設され、冷媒から放熱させる。第１流路は、受熱部及び放熱部間を接続し、受熱部内での冷媒の沸騰により上昇する冷媒を放熱部に向けて流通させる。第２流路は、受熱部及び放熱部間を接続し、放熱部で放熱された冷媒を受熱部に向けて流通させる。そして、蓄熱材は、冷媒の流通方向における放熱部よりも下流側に配設されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体が設置される受熱面を有するとともに、内部に封入される冷媒を沸騰させる受熱部と、
前記受熱部の上方に配設され、冷媒から放熱させる放熱部と、
前記受熱部及び前記放熱部間を接続し、前記受熱部内での冷媒の沸騰により上昇する冷媒を前記放熱部に向けて流通させる第１流路と、
前記受熱部及び前記放熱部間を接続し、前記放熱部で放熱された冷媒を前記受熱部に向けて流通させる第２流路と、
冷媒の流通方向における前記放熱部よりも下流側に配設された蓄熱材と、を備えている、冷却装置。
【請求項２】
前記受熱部は、
上下方向に沿って延びるとともに、前記第１流路に接続される流出側流路と、
前記第２流路及び前記流出側流路間を接続するとともに、前記流出側流路に対して隙間をあけて並設された流入側流路と、
前記蓄熱材は、前記隙間内に配設されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記受熱部は、前記第１流路及び前記第２流路間を接続するとともに、上下方向に沿って延びる受熱部流路を備え、
前記受熱部は、前記受熱部流路を間に挟んで対向する位置に、一対の前記受熱面を有している、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記蓄熱材は、前記第２流路の周囲を囲繞している、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記受熱部内には、上下方向に沿って延びる整流板が配設されている、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第１流路及び前記第２流路間で熱交換を行い、前記第２流路間を流通する冷媒を予熱する予熱部を備えている、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記予熱部は、前記第１流路が内側に位置し、前記第２流路が外側に位置する二重管構造を呈している、請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記放熱部に向けて送風するファンを備えている、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機や鉄道車両、電気自動車等の電力変換装置等に用いられる冷却装置では、省エネ・低環境負荷の要請に応えるため、冷媒の相転移による潜熱輸送を利用した構成が知られている。
【０００３】
ところで、電力変換装置等の駆動と停止とを繰り返す装置に上述した冷却装置を適用する場合、大伝熱面積化に伴って受熱部内の容積が大きくなると、停止時における冷媒の温度低下により、次回駆動時に沸騰開始までに時間を要する。そのため、熱応答性の向上や、安定した冷媒循環を実現させる点で未だ改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４７３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、熱応答性の向上や、安定した冷媒循環を可能とする冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の冷却装置は、受熱部と、放熱部と、第１流路と、第２流路と、蓄熱材と、を持つ。受熱部は、発熱体が設置される受熱面を有するとともに、内部に封入される冷媒を沸騰させる。放熱部は、受熱部の上方に配設され、冷媒から放熱させる。第１流路は、受熱部及び放熱部間を接続し、受熱部内での冷媒の沸騰により上昇する冷媒を放熱部に向けて流通させる。第２流路は、受熱部及び放熱部間を接続し、放熱部で放熱された冷媒を受熱部に向けて流通させる。そして、蓄熱材は、冷媒の流通方向における放熱部よりも下流側に配設されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態における冷却装置の概略構成図。
【図２】受熱部の正面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に相当する断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に相当する断面図。
【図５】第２の実施形態における冷却装置の概略構成図。
【図６】第３の実施形態における冷却装置の概略構成図。
【図７】第３の実施形態における受熱部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の冷却装置を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の冷却装置１は、冷媒の相転移による潜熱輸送を利用したものであって、例えば図示しない電力変換装置の筐体内に搭載され、筐体内において半導体素子等の発熱体２を冷却する。具体的に、冷却装置１は、内部に冷媒が封入された受熱部１１と、受熱部１１の上方に配設されて冷媒から放熱させる放熱部１２と、これら受熱部１１及び放熱部１２間を接続する冷媒流路（第１流路１３及び第２流路１４）と、を主に備えている。そして、冷却装置１では、上述した受熱部１１、放熱部１２、及び冷媒流路１３，１４間を冷媒が循環するように構成されている。
【０００９】
なお、冷媒としては、純水や、炭化水素系、アンモニア水溶液、不凍液、蓄熱マイクロカプセル、ナノフルイド等、一般的に化学的に安定したものを使用し、その熱物性として、特に蒸発潜熱、熱伝導率、粘性係数が小さいもの、また毒性が少なく、不燃性を有したものが望ましい。さらに、昨今の環境性能への配慮を鑑みた場合、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）や地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低い冷媒が望ましい。また、以下の説明では、冷媒の流通方向における上流側を単に上流側、流通方向における下流側を単に下流側という場合がある。
【００１０】
図１、図２に示すように、受熱部１１は、アルミニウムや銅等、熱伝導率に優れた材料からなるとともに、上下方向に直交する横断面視形状が長方形状とされた有底の角筒形状を呈している。具体的に、受熱部１１は、上下方向から見た平面視で長方形状の底壁部２１と、底壁部２１の外周縁から立設された側壁２２ａ〜２２ｄと、側壁２２ａ〜２２ｄの上端縁に連設され、受熱部１１を上方から閉塞する屋根型カバー２３と、を有している。
【００１１】
側壁２２ａ〜２２ｄは、一対の長辺側壁２２ａ，２２ｂ及び一対の短辺側壁２２ｃ，２２ｄと、を有し、これら長辺側壁２２ａ，２２ｂ及び短辺側壁２２ｃ，２２ｄが交互に連設されて筒状に構成されている。なお、以下の説明では、上下方向に直交する水平面上において、長辺側壁２２ａ，２２ｂ同士を結ぶ方向を短軸方向（図１における左右方向）といい、短辺側壁２２ｃ，２２ｄ同士を結ぶ方向を長軸方向（図１における紙面に垂直な方向）という場合がある。
【００１２】
図２に示すように、長辺側壁２２ａ，２２ｂのうち、一方の長辺側壁２２ａの外面には、複数の発熱体２が長軸方向及び上下方向で間隔をあけて配列されている。すなわち、一方の長辺側壁２２ａの外面は、発熱体２で発生する熱を受熱する受熱面を構成している。なお、図２の例において、発熱体２は、受熱面上において、長軸方向で２列になって上下方向に配列されている。但し、発熱体２の配列は、発熱体２の発熱量や大きさ等に応じて適宜変更が可能である。また、一方の長辺側壁２２ａの内面（受熱面の裏面）に対して、照射ビームやサンドブラスト、溶射被膜等の外的処理を施し、表面性状の改質を行っても構わない。これにより、長辺側壁２２ａの内面（後述する流出側流路３２内）において、沸騰するために必要な気泡核が生成され易くなる。
屋根型カバー２３は、上方に向かうに従い長軸方向における幅が漸次縮小するテーパ状に形成されている。
【００１３】
また、図３に示すように、受熱部１１内には、受熱部１１内を短軸方向で仕切る仕切部材２５が配設されている。仕切部材２５は、中空状の部材とされ、短辺側壁２２ｃ，２２ｄ間を架け渡すように長軸方向全体に亘って延在するとともに、上下方向において底壁部２１に近接する位置まで延在している。したがって、受熱部１１内には、底壁部２１、側壁２２ａ〜２２ｄ、屋根型カバー２３及び仕切部材２５により、上下方向に沿う縦断面視でＵ字状の受熱部流路３１が画成されている。なお、仕切部材２５の材料は、冷却装置１を循環する冷媒の種類や、受熱部１１の熱伝導性を考慮して適宜決定することができる。但し、上述した受熱部１１と同様の材料を用いることが、製造上の観点から好ましい。
【００１４】
受熱部流路３１は、仕切部材２５に対して受熱面側に位置する流出側流路３２と、仕切部材２５に対して受熱面とは反対側に位置する流入側流路３３と、流出側流路３２及び流入側流路３３間を接続する接続流路３４と、を有している。
流出側流路３２では、発熱体２で発生する熱によって冷媒が加熱され、冷媒を沸騰させる。すると、冷媒の沸騰により発生した気泡Ｋ（図３参照）と周囲の冷媒との密度差により、気泡Ｋに浮力が作用する。これにより、流出側流路３２内に上昇流が誘起され、気液二相の冷媒が流出側流路３２内を上昇する。また、流出側流路３２は、その下流端（上端部）において、上述した屋根型カバー２３の頂部に形成された流出口２３ａを通して受熱部１１の外部に連通している。
【００１５】
流入側流路３３は、その上流端（下端部）において、屋根型カバー２３の頂部に形成された流入口２３ｂを通して受熱部１１の外部に連通している。流入側流路３３では、放熱部１２で放熱された冷媒が流入口２３ｂを通して流入した後、下方（接続流路３４）に向けて流通する。
【００１６】
接続流路３４は、受熱部１１内において、上下方向に沿う仕切部材２５と底壁部２１との間に位置し、流出側流路３２及び流入側流路３３の下部同士を接続している。なお、接続流路３４の上下方向の幅（仕切部材２５と底壁部２１との間）は、流入側流路３３を流通する冷媒が、沸点近傍まで十分に予熱された状態で流出側流路３２内に流入するように設定することが好ましい。すなわち、流入側流路３３内を流通する冷媒には、流出側流路３２内の熱が仕切部材２５を介して伝達されるため、下方に向かうに従い冷媒の温度が上昇する。したがって、接続流路３４の上下方向の幅が大きすぎると、冷媒が流入側流路３３内で十分に加熱されずに流出側流路３２内に流入する可能性がある。そこで、本実施形態では、接続流路３４の上下方向の幅は、各発熱体２のうち、最下端に配置された発熱体２の下端縁から底壁部２１までの間の距離の範囲で調整される。また、受熱部１１の材質や大きさ、仕切部材２５の材質や厚み、冷媒の種類や受熱部１１内に戻される冷媒の温度等も考慮される。
【００１７】
また、図４に示すように、仕切部材２５のうち、流出側流路３２側には、上下方向に沿って延びる整流板３５が長軸方向に間隔をあけて配列されている。図示の例において、整流板３５は、流出側流路３２内における屋根型カバー２３を回避した領域に形成されている。但し、整流板３５の形成範囲は、適宜設計変更が可能であり、屋根型カバー２３を含む流出側流路３２全体に亘って形成してもよい。また、整流板３５は、冷媒を流出口２３ａに向けてスムーズに案内しうるように、例えば上方に向かうに従い長軸方向の内側に向けて傾斜するように延在させても構わない。また、整流板３５の数や間隔は、受熱面上に設置される発熱体２の発熱量、または受熱部１１の大きさにより起因する熱流束に応じて調節可能である。
【００１８】
図１に示すように、冷媒流路１３，１４は、受熱部１１の流出側流路３２及び放熱部１２間を接続する第１流路１３と、受熱部１１の流入側流路３３及び放熱部１２間を接続する第２流路１４と、を備えている。
【００１９】
第１流路１３は、上下方向に沿って延在するとともに、その上流端(下端部)が流出口２３ａに接続され、下流端（上端部）が放熱部１２の上流端に接続されている。そして、第１流路１３では、受熱部１１内での冷媒の沸騰により上昇する気液二相の冷媒が流出口２３ａを通って流入し、放熱部１２に向けて流通する。
第２流路１４は、上下方向に沿って延在するとともに、その上流端（上端部）が放熱部１２の下流端に接続され、下流端（下端部）が流入口２３ｂに接続されている。第２流路１４では、放熱部１２や後述する気液分離器３６での放熱により凝縮した液相の冷媒が受熱部１１に向けて流通する。
【００２０】
また、本実施形態の冷却装置１は、第１流路１３のうち放熱部１２よりも上流側に位置する部分と、第２流路１４のうち放熱部１２よりも下流側に位置する部分と、で熱交換を行う気液分離器（予熱部）３６を備えている。気液分離器３６は、二重管構造を呈し、その内側に第１流路１３が位置し、外側に第２流路１４が位置している。また、気液分離器３６において、第１流路１３及び第２流路１４の冷媒の流通方向は互いに逆向きになっている。また、図示の例において、第２流路１４の直径は、第１流路１３の直径に比べて２倍程度になっている。
【００２１】
なお、図示しないが、気液分離器３６は、第１流路１３に第２流路１４をコイル状に巻回して構成してもよく、さらに第１流路１３の外周面にフィン等を設けても構わない。これらの構成によって、気液分離器３６において、第１流路１３及び第２流路１４間での熱交換面積を向上させることができる。
【００２２】
放熱部１２は、互いに間隔をあけて積層された複数枚の放熱板４１と、これら放熱板４１を積層方向に貫通するとともに、冷媒が流通する第３流路４２と、を備えている。
【００２３】
各放熱板４１は、例えばアルミニウム等、熱伝導率が優れた材料により構成されている。放熱部１２では、各放熱板４１間の隙間を空気が通過するようになっている。第３流路４２は、Ｕ字状に折り返されて構成されるとともに、第１流路１３の下流端及び第２流路１４の上流端の間を接続している。なお、第３流路４２は、放熱部１２に求められる冷却性能に応じて適宜設計変更が可能である。例えば、第３流路４２は、複数回折り返される構成でもよく、また第１流路１３及び第２流路１４に接続された一対のヘッダー部材と、これらヘッダー部材間を並列接続する複数の分岐流路と、を備える構成でも構わない。
また、冷却装置１は、放熱部１２と対向する位置（図示の例では下方）に、放熱部１２に向けて送風可能なファン４４を備えている。
【００２４】
ここで、図３に示すように、上述した受熱部１１において、仕切部材２５の内部には蓄熱材４５が収容されている。蓄熱材４５は、液体と固体との間を可逆的に相転移するものであって、相転移に伴って発生する潜熱を受熱部１１内で吸放熱する。この場合、蓄熱材４５は、融解する際に蓄熱（吸熱）し、凝固する際に放熱する。なお、蓄熱材４５の材料としては、融点が冷媒の飽和温度（沸点）未満であって、飽和温度近傍に設定されたものが好ましく、例えばパラフィンワックスやエリスリトール等を挙げることができる。但し、蓄熱材４５は、発熱体２を除熱する規定温度に応じて選定されるもので、上述した材料に限られない。
また、図示の例において、蓄熱材４５は、仕切部材２５の内部に隙間なく充填されており、仕切部材２５を介して上述した流出側流路３２及び流入側流路３３に接触している。
【００２５】
次に、上述した冷却装置１の動作について説明する。
電力変換装置が駆動して発熱体２が発熱すると、この熱が長辺側壁２２ａ（受熱面）を介して流出側流路３２内の冷媒に伝達される。これにより、流出側流路３２内の冷媒が加熱される。そして、流出側流路３２内の冷媒が沸点に達すると、流出側流路３２内で冷媒が沸騰し始める。これにより、流出側流路３２内に気泡Ｋが発生する。
【００２６】
図４に示すように、流出側流路３２内に気泡が発生すると、発生した気泡Ｋと周囲の冷媒との密度差により、気泡Ｋに浮力が作用する。これにより、流出側流路３２内で上昇流が誘起され、気液二相の冷媒が流出側流路３２内を上昇する。このとき、流出側流路３２内には、上下方向に沿って延びる整流板３５が配設されているため、冷媒は整流板３５に案内されながら上方に向けてスムーズに上昇する。
【００２７】
流出側流路３２内を上昇する冷媒は、屋根型カバー２３内を通過する際に流速が高められた後、流出口２３ａを通って第１流路１３内に流入する。図１に示すように、第１流路１３内に流入した冷媒は、第１流路１３内を下流側（上方）に向けて流通し、その後放熱部１２（第３流路４２）内に流入する。
放熱部１２内に流入した冷媒は、第３流路４２を流通する際に、放熱板４１を介して外気に放熱されることで凝縮し、気液二相の状態から液相の状態となる。
【００２８】
その後、第３流路４２を通過した冷媒は、第２流路１４内に流入する。第２流路１４内に流入した冷媒は、第２流路１４内を下流側（下方）に向けて流通し、流入口２３ｂを通って受熱部１１の流入側流路３３内に戻される。
【００２９】
ここで、第２流路１４内を流通する冷媒は、気液分離器３６において、第１流路１３を流通する気液二相の冷媒との間で熱交換される。これにより、第２流路１４を流通する冷媒は、予熱された状態で流入側流路３３内に戻るようになっている。すなわち、気液分離器３６は、第１流路１３と第２流路１４とを流通する冷媒の温度差を利用した顕熱輸送により、第２流路１４内の冷媒を予熱する第１予熱部として機能する。特に、本実施形態の気液分離器３６は、第１流路１３が内側に位置し、第２流路１４が外側に位置する二重管構造を呈しているため、第１流路１３と第２流路１４との間の熱交換を効率的に行うことができる。
【００３０】
また、第２流路１４から流入側流路３３内に戻された冷媒は、流出側流路３２内の熱が仕切部材２５を介して伝達されながら下方に向けて流通し、十分に予熱された状態で受熱部１１の下端部において、接続流路３４を通して流出側流路３２内に流入する。すなわち、流入側流路３３は、冷媒が流出側流路３２内に流入する前に冷媒を予熱する第２予熱部として機能する。
【００３１】
このように、本実施形態では、上述した第１予熱部及び第２予熱部において、冷媒を流出側流路３２内に流入する前に予熱することで、サブクール度（飽和温度（沸点）と冷媒温度との差）が低い状態で流出側流路３２に冷媒を供給することができる。そのため、流出側流路３２内において速やかに沸騰を開始させ、熱応答性を向上させることができる。また、流出側流路３２の全体に亘って沸騰を促進させることができるので、冷媒の上昇流を誘起し易くなり、安定した冷媒循環を図ることができる。
【００３２】
なお、流出側流路３２内に流入した冷媒は、上述した動作と同様の動作によって流出側流路３２内を流通する。これにより、受熱部１１、放熱部１２、及び冷媒流路１３，１４間を冷媒が循環するとともに、発熱体２を冷却できる。
【００３３】
ここで、本実施形態では、電力変換装置の駆動時（発熱体２の発熱時）において、流出側流路３２内の冷媒が加熱されることにより、冷媒の熱が仕切部材２５を介して蓄熱材４５に伝達される。そして、蓄熱材４５の温度が融点（冷媒の沸点近傍）に達すると、蓄熱材４５が融解することで、相転移に伴う熱エネルギーが潜熱として蓄熱材４５に蓄熱される。
【００３４】
一方、電力変換装置が停止（発熱体２の発熱が停止）した場合には、蓄熱材４５に蓄熱された熱が仕切部材２５を介して流出側流路３２内の冷媒に伝達される。すなわち、蓄熱材４５の温度が融点を下回り、蓄熱材４５が凝固する過程で、相転移に伴う熱エネルギーが潜熱として流出側流路３２内の冷媒に伝達される。これにより、電力変換装置の停止時における冷媒の温度低下を抑制できる。
【００３５】
このように、本実施形態では、受熱部１１内に蓄熱材４５が配設されることで、蓄熱材４５を含む受熱部１１全体での熱容量を増加させ、熱負荷の変動を吸収することができるので、冷媒の温度低下を抑制できる。これにより、電力変換装置の駆動再開時等における流出側流路３２内での沸騰の遅延が解消され、熱応答性を向上させることができる。また、流出側流路３２内で沸騰を促進することができるので、安定した冷媒循環を図ることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、受熱部１１を流出側流路３２及び流入側流路３３に仕切る仕切部材２５の内部に蓄熱材４５を配設することで、流出側流路３２との間で蓄熱材４５の吸放熱を効率的に行うことができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、放熱部１２に向けて送風するファン４４を備えているため、放熱部１２での冷却効率を向上させ、受熱部１１で発生した熱を放熱部１２で効果的に放熱させることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、冷媒流路１３，１４に逆止弁１０１ａ，１０１ｂを設ける点で上述した第１の実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態の冷却装置１００では、第１流路１３上における気液分離器３６と放熱部１２との間に位置する部分に第１逆止弁１０１ａが設けられている。また、第２流路１４上における放熱部１２よりも下流側に位置する部分に第２逆止弁１０１ｂが設けられている。逆止弁１０１ａ，１０１ｂの配設位置については、自然循環駆動水頭に対して、装置全体の圧力損失水頭が下回るように、作動差圧を考慮して設けられる。
【００３９】
第１逆止弁１０１ａは、第１流路１３上において、下流側（放熱部１２側）への冷媒の流通を許容し、上流側（受熱部１１側）への冷媒の流通を阻止する。
第２逆止弁１０１ｂは、第２流路１４上において、下流側（受熱部１１側）への冷媒の流通を許可し、上流側（放熱部１２側）への冷媒の流通を阻止する。
【００４０】
このような構成において、電力変換装置の駆動時（発熱体２の発熱時）は、上述した第１の実施形態と同様の作用により、受熱部１１、放熱部１２、及び冷媒流路１３，１４間を冷媒が循環する。
【００４１】
ところで、太陽光発電や風力用発電における電力変換装置等においては、日照時間の変動や風向きの変化等により、使用される発熱体２の熱負荷変動が比較的大きく、熱負荷に偏りが発生しやすい。このため、受熱部１１内の沸騰様相が間欠的になり、安定した冷媒循環が困難になるおそれがある。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、例えば電力変換装置の駆動が再開され、発熱体２が発熱すると、流出側流路３２内の冷媒が再び沸騰することで、気液二相の冷媒が受熱部１１から第１流路１３内に流入する。その後、第１流路１３内に流入した冷媒が、第１逆止弁１０１ａを通過すると、これと同時に、第２流路１４内の運動量保存の観点から、第２逆止弁１０１ｂも開弁され、冷媒の循環が再開される。
【００４３】
このように、本実施形態では、冷媒流路１３，１４に逆止弁１０１ａ，１０１ｂが設けられているため、冷媒流路１３，１４内の冷媒が、上流側に向けて逆流するのを抑制できる。これにより、冷媒の流通が一方向に規制されるので、冷媒の流路内での温度差を小さく抑えることができる。その結果、間欠的な沸騰を抑制し、冷却装置１００内の冷媒の循環を安定化させることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、受熱部２１１に受熱面を複数設定する点や、第２流路１４に蓄熱材２４５を配設した点等で、上述した各実施形態と相違している。
図６、図７に示すように、本実施形態の冷却装置２００では、受熱部２１１における各長辺側壁２２ａ，２２ｂの外面に複数の発熱体２が長軸方向及び上下方向で間隔をあけて配列されている。すなわち、一対の長辺側壁２２ａ，２２ｂの外面は、発熱体２で発生する熱を受熱部２１１に伝達する受熱面を構成している。
【００４５】
また、図７に示すように、受熱部２１１内には、上下方向に沿って延びる受熱部流路２３１が画成されている。受熱部流路２３１は、屋根型カバー２３の頂部に形成された流出口２０１を通して第１流路１３に接続されるとともに、受熱部２１１の下端部に形成された流入口２０２を通して第２流路１４に接続されている。
【００４６】
図６に示すように、第２流路１４のうち、気液分離器３６よりも下流側に位置する部分には、第２流路１４の周囲を取り囲む外筒部材２４４が配設され、この外筒部材２４４内に蓄熱材２４５が収容されている。なお、蓄熱材２４５としては、上述した第１の実施形態と同様の材料を用いたり、第２流路１４を流通する冷媒の温度近傍に融点が設定された材料を用いたりする等、適宜選択が可能である。
【００４７】
本実施形態では、電力変換装置の駆動時（発熱体２の発熱時）において、第２流路１４内を流通する冷媒は、外筒部材２４４内を通過する際に、第２流路１４を介して蓄熱材２４５との間で熱交換される。これにより、蓄熱材２４５に蓄熱される。
一方、電力変換装置が停止して、発熱体２の発熱が停止した場合には、蓄熱材２４５に蓄熱された熱が第２流路１４を介して第２流路１４内の冷媒に伝達される。これにより、電力変換装置の停止時における冷媒の温度低下を抑制できる。
【００４８】
この構成によれば、上述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、両長辺側壁２２ａ，２２ｂの外面（受熱部流路２３１を挟んで対向する位置）を受熱面として設定することで、受熱部２１１での受熱面積を増加させることができる。これにより、冷媒の沸騰を促進させることができるとともに、冷媒の循環量を増加させることができる。その結果、冷却装置２００の除熱能力を向上させることができる。
【００４９】
また、第２流路１４に蓄熱材２４５を配設することで、電力変換装置の駆動再開時等における受熱部流路２３１内での沸騰の遅延が解消され、熱応答性を向上させることができる。また、受熱部流路２３１内で沸騰を促進することができるので、安定した冷媒循環を図ることができる。
しかも、蓄熱材２４５を比較的容易に実装することが可能になり、蓄熱材２４５の追加に伴うコスト増や製造効率の低下を抑制できる。また、蓄熱材２４５の交換やメンテナンスについても比較的容易に行うことができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態では、空冷式の放熱部１２を採用した場合について説明したが、これに限らず、液冷式の放熱部を採用しても構わない。
また、上述した実施形態では、接続流路３４が流出側流路３２と流入側流路３３との下部同士を接続する構成について説明したが、これに限らず、流出側流路３２と流入側流路３３とを複数箇所で接続する構成でも構わない。
【００５１】
また、蓄熱材は、放熱部１２よりも下流側に配設されていれば、その配設箇所やサイズ等は、適宜設計変更が可能である。
さらに、上述した実施形態では、電力変換装置に冷却装置を適用した場合について説明したが、これに限らず、種々の装置に本実施形態の冷却装置を適用することができる。
【００５２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、冷媒の流通方向における放熱部よりも下流側に蓄熱材が配設されているため、熱負荷の変動を吸収することができ、冷媒の温度低下を抑制できる。これにより、電力変換装置の駆動再開時等における受熱部内での沸騰の遅延が解消され、熱応答性を向上させることができる。また、受熱部内で沸騰を促進することができるので、安定した冷媒循環を図ることができる。
【００５３】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００５４】
１，１００，２００…冷却装置、２…発熱体、１１，２１１…受熱部、１２…放熱部、１３…第１流路、１４…第２流路、３２…流出側流路、３３…流入側流路、３５…整流板、３６…気液分離器（予熱部）、４４…ファン、４５，２４５…蓄熱材、Ｋ…気泡
【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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