(57)【要約】【課題】発熱体を冷却する冷却性能を向上させる。【解決手段】蒸発器３０は、筐体４０と、伝熱面６０Ａと、供給口８２と、を備える。筐体４０には、冷媒を蒸発させる蒸発室４２が形成される。伝熱面６０Ａは、筐体４０の内壁に設けられる。また、伝熱面６０Ａは、発熱体１６から筐体４０へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部６０Ｔを有する。供給口８２は、高温部６０Ｔに対向して筐体４０に形成される。また、供給口８２は、供給管８４から供給された冷媒を高温部６０Ｔへ噴出させて、冷媒が該冷媒の飽和温度より低い温度で沸騰するように、冷媒を高温部６０Ｔに衝突させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を蒸発させる蒸発室が形成された筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、発熱体から前記筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する伝熱面と、
前記高温部に対向して前記筐体に形成され、供給管から供給された冷媒を前記高温部へ噴出させる供給口と、
を備え、
前記伝熱面には、細溝が形成される
蒸発器。
【請求項２】
前記供給口の口部は、前記蒸発室内へ突出する
請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記細溝内で発生した蒸気泡が該細溝内の対向する側壁に接触した状態で該細溝の開口へ移動してから該開口で該細溝の外側へ膨出するように、前記細溝の溝幅が設定される
請求項１又は２に記載の蒸発器。
【請求項４】
側面視にて、前記蒸気泡の曲率中心が前記細溝の外側に位置する状態で前記蒸気泡が該開口で該細溝の外側へ膨出するように、前記細溝の溝幅が設定される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸発器。
【請求項５】
前記細溝の溝深さは、３ｍｍとされ、
前記細溝の溝幅は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発器。
【請求項６】
前記供給口は、前記供給管の内径よりも小径とされる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸発器。
【請求項７】
前記供給口は、前記供給管に対する内径比が４０％以上９０％以下にされる
請求項６に記載の蒸発器。
【請求項８】
蒸発器と、
前記蒸発器から送られた気体状態の冷媒を冷却して液化させる凝縮器と、
前記凝縮器によって液化した冷媒を前記蒸発器へ向けて送るポンプと、
を備え、
前記蒸発器は、
冷媒を蒸発させる蒸発室が形成された筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、発熱体から前記筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する伝熱面と、
前記高温部に対向して前記筐体に形成され、供給管から供給された冷媒を前記高温部へ噴出させる供給口と、
を有し、
前記伝熱面には、細溝が形成される
冷却装置。
【請求項９】
電子部品と、
蒸発器と、
前記蒸発器から送られた気体状態の冷媒を冷却して液化させる凝縮器と、
前記凝縮器によって液化した冷媒を前記蒸発器へ向けて送るポンプと、
を備え、
前記蒸発器は、
冷媒を蒸発させる蒸発室が形成された筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、前記電子部品から前記筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する伝熱面と、
前記高温部に対向して前記筐体に形成され、供給管から供給された冷媒を前記高温部へ噴出させる供給口と、
を有し、
前記伝熱面には、細溝が形成される
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示する技術は、蒸発器、冷却装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品などの発熱体から伝わる熱により冷媒を沸騰させる蒸発器と、外気との間で熱交換する凝縮器と、蒸発器及び凝縮器を繋ぐ配管と、を有する冷却装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４３２７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のような冷却装置において、蒸発器内に冷媒を貯めて沸騰させるプール沸騰によって発熱体を冷却する場合では、冷媒の対流速度が遅いため、発熱体から冷媒へ熱を伝える伝熱性能が悪く、発熱体を冷却する冷却性能が低かった。
【０００５】
本願の開示する技術は、一つの側面として、発熱体を冷却する冷却性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の開示する技術によれば、筐体と、伝熱面と、供給口と、を備える蒸発器が提供される。筐体には、冷媒を蒸発させる蒸発室が形成される。伝熱面は、筐体の内壁に設けられる。また、伝熱面は、発熱体から筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する。供給口は、高温部に対向して筐体に形成される。また、供給口は、供給管から供給された冷媒を高温部へ噴出させて、冷媒が該冷媒の飽和温度より低い温度で沸騰するように、冷媒を高温部に衝突させる。
【発明の効果】
【０００７】
本願の開示する技術によれば、発熱体を冷却する冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電子機器の側面図である。
【図２】電子機器の斜視図である。
【図３】蒸発器の側断面図である
【図４】伝熱部の斜視図である。
【図５】伝熱部の一部を拡大した斜視図である。
【図６】供給路及び排出路の先端部を拡大した側断面図である。
【図７】伝熱部の細溝での蒸気泡の成長過程を示した図である。
【図８】供給路における絞りの液管に対する内径比と冷却性能比との関係を示したグラフである。
【図９】細溝の溝幅と冷却性能比との関係を示したグラフである。
【図１０】供給路の変形例を示す側断面図である。
【図１１】供給路を複数設けた変形例を示す側断面図である。
【図１２】変形例に係る伝熱部の一部を拡大した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願の開示する技術の一実施形態を説明する。
【００１０】
（電子機器１０）
電子機器１０について説明する。図１は、電子機器１０の側面図である。図２は、電子機器１０の斜視図である。図３は、電子機器１０が備える蒸発器３０の側断面図である。
【００１１】
電子機器１０は、図１及び図３に示されるように、基板としてのシステムボード１４を備える。システムボード１４上には、電子部品１６（発熱体の一例）が設けられる。電子部品１６は、冷却対象となる部品である。電子部品１６としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのマイクロプロセッサが挙げられる。電子部品１６の形状は、一例として、直方体形状（板状）とされる。なお、冷却対象となる部品としては、電子部品１６に限られず、発熱する発熱体であればよい。
【００１２】
電子部品１６としてマイクロプロセッサを用いた場合では、コアが配置された部分で発熱量が多く、高温となる。従って、平面視における中心部にコアが配置されたマイクロプロセッサを用いた場合では、電子部品１６は、平面視における中心部において、周縁部に比べて発熱量が多く、高温となる。なお、平面視における中心部とは、前後方向中央部であって、且つ左右方向中央部の位置をいう。本実施形態では、電子部品１６が平面視における中心部で高温となる例について説明する。
【００１３】
さらに、システムボード１４上には、図３に示されるように、電子部品１６の熱を拡散させるスプレッダー２２が設けられる。スプレッダー２２は、システムボード１４側（下方側）が開放された直方体形の箱状とされる。スプレッダー２２には、熱伝導性に優れた材料が用いられる。具体的には、スプレッダー２２には、例えば、アルミニウム、銅などの金属が用いられる。
【００１４】
電子部品１６の上面１６Ａとスプレッダー２２の内面２２Ｂとは、例えば、接合剤により接合される。接合剤としては、例えば、合金等の金属材料、グリス、エラストマーなどが用いられる。
【００１５】
さらに、電子機器１０は、図１及び図２に示されるように、電子部品１６を冷却する冷却装置７０を備える。冷却装置７０は、蒸発器３０と、ポンプ７４と、凝縮器７８と、を有する。
【００１６】
ポンプ７４は、連通路７６を介して凝縮器７８と連通する。ポンプ７４は、後述の供給路８０を介して蒸発器３０の筐体４０と連通する。このポンプ７４が駆動されると、圧力の作用によって、連通路７６を通じて、凝縮器７８からポンプ７４へ冷媒が送られる。さらに、供給路８０を通じてポンプ７４から蒸発器３０の筐体４０へ冷媒が送られる。
【００１７】
冷媒には、一例として、主成分が水である冷媒が用いられる。すなわち、冷媒中に水が最も含まれる冷媒が用いられる。なお、冷媒としては、水を用いたものに限られない。例えば、冷媒として、アルコール、フッ化炭素などを用いてもよい。
【００１８】
また、冷媒は、予め脱泡されて冷却装置７０内に封入される。これにより、冷却装置７０内が減圧された状態になるので、低温域（例えば、５０℃以下）での沸騰が可能となる。
【００１９】
さらに、ポンプ７４は、図１に示されるように、蒸発器３０の筐体４０よりも低い位置に配置される。これにより、蒸発器３０の筐体４０からポンプ７４への蒸気の逆流が抑制される。なお、ポンプ７４は、複数を繋げて配置してもよい。
【００２０】
蒸発器３０では、筐体４０において電子部品１６からの熱によって冷媒を沸騰させて、蒸気を発生させる。蒸発器３０の筐体４０で発生した冷媒の蒸気は、後述の排出路９０を通じて、凝縮器７８へ送られる。なお、蒸発器３０の具体的な構成については、後述する。
【００２１】
凝縮器７８は、冷媒の蒸気を冷却して当該蒸気を液化させる。すなわち、凝縮器７８は、蒸発器３０からの蒸気を液体に戻す。この凝縮器７８では、図２に示す放熱フィン７８Ａによって外気との間で熱交換する。
【００２２】
（蒸発器３０）
蒸発器３０について説明する。
【００２３】
蒸発器３０は、図３に示されるように、筐体（容器）４０と、筐体４０内へ冷媒を供給する供給路８０と、筐体４０内の冷媒を筐体４０から排出する排出路９０と、を有する。筐体４０は、板状に形成された板体４４と、板体４４側（下方側）が開放された箱状に形成された箱体５０と、を有する。
【００２４】
箱体５０は、上壁５２（天板）と、周壁５６と、を有する。上壁５２は、四角形の板状に形成される。この上壁５２は、板体４４に対向する壁を成す。筐体４０の内部には、冷媒を蒸発させる蒸発室４２が形成される。この蒸発室４２には、仕切りが設けられていない。すなわち、蒸発室４２は、仕切りのない単一の空間で形成される。
【００２５】
周壁５６は、上壁５２の各辺の周縁に沿って上壁５２と一体に設けられるすなわち、この周壁５６は、平面視にて、上壁５２の外周縁に沿った枠状に形成される。周壁５６の下端部が、板体４４の外周部分と接続される。
【００２６】
板体４４は、具体的には、平板とされる。この板体４４の下面４４Ｂ（外壁面）は、スプレッダー２２の上面２２Ａ（外面）と、例えば、接合剤により接合される。これにより、板体４４には、電子部品１６からの熱がスプレッダー２２を介して伝わる。なお、接合剤としては、合金等の金属材料、グリス、エラストマー、などが用いられる。
【００２７】
板体４４の上面４４Ａ（内壁面）には、電子部品１６からの熱を冷媒に伝える伝熱部６０が設けられる。伝熱部６０は、図４に示されるように、板状のプレート部６２と、複数の細溝６６（スリット）を有する直方体状のブロック部６３と、を有する。
【００２８】
複数の細溝６６は、左右方向に沿ってブロック部６３に配置される。この各細溝６６は、前後方向に沿ってブロック部６３の上面６３Ａに形成される。具体的には、各細溝６６は、ブロック部６３の前面６３Ｆから背面６３Ｒに達する。さらに、各細溝６６は、ブロック部６３の上面６３Ａからプレート部６２の上面６２Ａに達する。これにより、ブロック部６３が複数に分割される。このように、ブロック部６３が複数に分割されることで、伝熱部６０と冷媒との接触面積が増大する。ブロック部６３の分割部分は、プレート部６２から上方へ突出する突出部６４を成す。
【００２９】
この突出部６４は、正面視にて、上下方向が左右方向よりも長くされた長方形状としている。一方、側面視では、突出部６４は、左右方向が上下方向よりも長くされた長方形状をしている。
【００３０】
さらに、各突出部６４の間の細溝６６（隙間）の溝深さ６６Ｄ（図５参照）は、例えば、３ｍｍとされる。細溝６６の左右方向に沿った溝幅６６Ｗ（図５参照）は、例えば、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされる。
【００３１】
なお、溝深さ６６Ｄの３ｍｍ及び溝幅６６Ｗの０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下という寸法は、設計値であって、許容される公差の範囲で、実寸法は異なっていてもよい。従って、例えば、溝深さ６６Ｄにおいて、公差がプラスマイナス０．１ｍｍであれば、溝深さ６６Ｄの実寸法は、２．９ｍｍ〜３.１ｍｍの範囲内であればよい。
【００３２】
伝熱部６０では、プレート部６２の底面６２Ｂを除く表面が、筐体４０内の冷媒と接する。すなわち、プレート部６２の底面６２Ｂを除く表面が、筐体４０の内壁を成している。プレート部６２の底面６２Ｂを除く表面は、具体的には、プレート部６２の上面６２Ａ、プレート部６２の４つの側面６２Ｓと、各突出部６４の上面６４Ａ（ブロック部６３の上面６３Ａ）、各突出部６４の４つの側面６４Ｓである。
【００３３】
伝熱部６０は、例えば、熱伝導性に優れた材料が用いられる。具体的には、伝熱部６０には、例えば、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属が用いられる。伝熱部６０は、例えば、押出成形、鍛造、切削加工により形成される。
【００３４】
伝熱部６０は、図３に示されるように、プレート部６２の底面６２Ｂが筐体４０の板体４４の上面４４Ａに、例えば、接合剤により接合される。接合剤としては、合金等の金属材料、グリス、エラストマー、などが用いられる。これにより、伝熱部６０には、電子部品１６からの熱が、スプレッダー２２及び板体４４を介して伝わる。
【００３５】
本実施形態では、電子部品１６が平面視における中心部において高温となるため、電子部品１６から熱を受ける伝熱部６０の上面６０Ａ（ブロック部６３の上面６３Ａ）も、平面視における中心部において、周縁部よりも高温となる。すなわち、伝熱部６０の上面６０Ａ（伝熱面の一例）において、平面視における中心部が高温部６０Ｔ（図４参照）である。なお、中心部でない箇所が高温部６０Ｔであっても良い。
【００３６】
供給路８０は、図６に示されるように、具体的には、上壁５２に形成された供給孔８２と、供給孔８２へ向けて冷媒を流通される液管８４（供給管の一例）と、を有する。供給孔８２は、具体的には、上壁５２の平面視における中心部に形成される（図２参照）。すなわち、供給孔８２は、前後方向の中央部であって、左右方向の中央部に配置される。これにより、供給孔８２は、伝熱部６０の高温部６０Ｔに対向する。すなわち、供給孔８２は、伝熱部６０の高温部６０Ｔの直上に配置される。従って、供給孔８２は、電子部品１６の平面視における中心部に向かって開口する。また、供給孔８２は、伝熱部６０の上面６０Ａに対して垂直な方向（下方）へ開口する。
【００３７】
供給孔８２は、液管８４の先端部が差し込まれる差込部５３Ａと、絞り８３が形成された供給口５３Ｂと、を有する。差込部５３Ａは、上壁５２の上部に配置される。この差込部５３Ａは、液管８４の外周に沿った内壁を有する円孔とされる。
【００３８】
供給口５３Ｂは、上壁５２の下部に配置される。供給口５３Ｂは、上端が差込部５３Ａよりも小径とされる。この上端から下側に向かって徐々に縮径されて、上下方向（軸方向）中間部で最小径になる。その最小径部分（絞り８３）から下側に向かって徐々に拡径される。このように、供給孔８２には、先端部（下部）に絞り８３が形成される。
【００３９】
そして、供給孔８２の差込部５３Ａに液管８４が差し込まれることで、供給孔８２に液管８４が接続される。液管８４の上流端部は、ポンプ７４と連通する。ポンプ７４によって、液体状態の冷媒は、液管８４及び供給口５３Ｂを通じて、蒸発室４２に供給される。このように、ポンプ７４の駆動力による強制対流によって、絞り８３がある供給口５３Ｂを通じて、蒸発室４２に冷媒が供給されるため、冷媒が蒸発室４２内へ噴出する。さらに、供給口５３Ｂは、前述のように、伝熱部６０の高温部６０Ｔに対向するため、冷媒を高温部６０Ｔに衝突させながら蒸発室４２内へ供給する。
【００４０】
なお、供給口５３Ｂから噴出した冷媒による押圧力が高温部６０Ｔの表面に作用する状態が、冷媒が高温部６０Ｔに衝突している状態である。
【００４１】
供給口５３Ｂの絞り８３は、液管８４（非絞り部分）に対する内径比が４０％以上９０％以下にされる。すなわち、絞り８３の内径８３Ａは、液管８４の内径８４Ａの４０％以上９０％以下の範囲内の寸法とされる。
【００４２】
排出路９０は、具体的には、上壁５２に形成された排出孔９２と、排出孔９２に接続された蒸気管９４と、を有する。
【００４３】
排出孔９２は、図３に示されるように、具体的には、上壁５２における供給孔８２よりも周縁側（図３における左側）に形成される。具体的には、排出孔９２は、伝熱部６０の上面６０Ａに対向する位置であって、前後方向の中央部における左側寄りに配置される。
【００４４】
なお、本実施形態では、供給孔８２が、排出孔９２よりも上壁５２の平面視における中心に近い位置に配置されていればよい。
【００４５】
排出孔９２は、図６に示されるように、蒸気管９４の先端部が差し込まれる差込部９２Ａと、テーパ部９２Ｂと、を有する。差込部９２Ａは、上壁５２の上部に配置される。この差込部９２Ａは、蒸気管９４の外周に沿った内壁を有する円孔とされる。
【００４６】
テーパ部９２Ｂは、上壁５２の下部に配置される。テーパ部９２Ｂは、下端から上側に向かって徐々に縮径されたテーパ状に形成される。テーパ部９２Ｂの上端が、最小径になると共に、差込部９２Ａよりも小径とされる。
【００４７】
そして、排出孔９２の差込部９２Ａに蒸気管９４が差し込まれることで、排出孔９２に蒸気管９４が接続される。蒸気管９４の下流端部は、凝縮器７８と連通する。これにより、蒸発器３０の筐体４０で発生した冷媒の蒸気は、排出孔９２及び蒸気管９４を通じて、凝縮器７８へ送られる。
【００４８】
（本実施形態の作用）
本実施形態の作用について説明する。
【００４９】
本実施形態では、ポンプ７４が駆動されると、図１の矢印Ａで示されるように、連通路７６を通じて凝縮器７８からポンプ７４へ液体状態の冷媒が送られる。さらに、液体状態の冷媒が、供給路８０を通じてポンプ７４から蒸発器３０の筐体４０へ送られる。
【００５０】
蒸発器３０の筐体４０へ送られた冷媒は、図３に示されるように、供給孔８２（供給口５３Ｂ）から伝熱部６０の高温部６０Ｔへ向けて広がりを持って噴出され、高温部６０Ｔに衝突しながら蒸発室４２内へ供給される。
【００５１】
冷媒は、高温部６０Ｔを含む伝熱部６０の熱によって沸騰されて蒸気に変化し、排出孔９２を通じて筐体４０から排出される。また、冷媒が伝熱部６０からの熱によって沸騰することで、細溝６６内に蒸気泡が発生する。細溝６６内の蒸気泡が細溝６６から排出され、冷媒の蒸気が排出孔９２を通じて筐体４０から排出される。筐体４０から排出された冷媒は、図１の矢印Ｂで示されるように、蒸気管９４を通じて凝縮器７８へ送られ、蒸気が凝縮器７８で冷却されて液体に戻される。
【００５２】
ここで、本実施形態では、前述のように、冷媒を、伝熱部６０の高温部６０Ｔへ向けて広がりを持って噴出させて、冷媒を高温部６０Ｔに衝突させる。すなわち、本実施形態では、冷媒を衝突噴流として高温部６０Ｔに直接当て、沸騰と強制対流の熱伝達を促進させる。これにより、高温部６０Ｔにおいて、サブクール沸騰（液体がその飽和温度より低い温度で沸騰する現象）が効果的に生じる。このため、液体が飽和温度に達して沸騰する場合に比べ、高温部６０Ｔの熱を冷媒に伝える伝熱性能が向上する。これにより、電子部品１６からの吸熱が促進され、電子部品１６を冷却する冷却性能が向上する。なお、飽和温度とは、所定の圧力下で液体が沸騰する温度である。例えば、標準気圧における水の飽和温度は、１００℃である。
【００５３】
また、冷媒を衝突噴流として高温部６０Ｔに直接当てることで、高温部６０Ｔの細溝６６内で発生した蒸気泡を細溝６６からかき取る（排出する）効果を発揮する。これにより、電子部品１６からの吸熱が促進され、電子部品１６を冷却する冷却性能が向上する。
【００５４】
また、本実施形態では、供給孔８２の先端部に絞り８３が形成される。特に、本実施形態では、絞り８３は、液管８４に対する内径比が９０％以下にされる。なお、液管８４の内径は、例えば３ｍｍから４ｍｍである。
【００５５】
これにより、冷媒が筐体４０内へ噴出する際の流速が上昇し、サブクール沸騰の効果及び、蒸気泡を細溝６６からかき取る効果を高めることができる。このため、電子部品１６からの吸熱が促進され、電子部品１６を冷却する冷却性能が向上する。
【００５６】
さらに、本実施形態では、絞り８３の液管８４に対する内径比を４０％以上にすることで、高温部６０Ｔへ向けて噴出される冷媒の流速が上がる。このため、当該内径比が４０％未満である場合に比べ、高温部６０Ｔの熱を冷媒に伝える伝熱性能が向上する。これにより、電子部品１６からの吸熱が促進され、電子部品１６を冷却する冷却性能が向上する。
【００５７】
また、本実施形態では、伝熱部６０の細溝６６の溝幅６６Ｗ（図５参照）は、例えば、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされる。また、細溝６６の溝深さ６６Ｄ（図５参照）は、例えば、３ｍｍとされる。
【００５８】
ここで、細溝６６内で生成された蒸気泡が、効率よく細溝６６から排出されることが、伝熱性能を高め、冷却性能を高めることになる。そして、蒸気泡の細溝６６からの排出は、細溝６６の溝幅６６Ｗ及び溝深さ６６Ｄに影響を受けることを見出し、本実施形態では、伝熱部６０の細溝６６の溝幅６６Ｗを、例えば、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とした。また、細溝６６の溝深さ６６Ｄを、例えば、３ｍｍとした。
【００５９】
蒸気泡１６０は、具体的には、図７に示されるように、例えば、細溝６６の底の隅６６Ａで生成が開始される。この蒸気泡１６０は、徐々に成長して、溝幅６６Ｗに相当する曲率半径を有する気泡となる。さらに、蒸気泡１６０が細溝６６の隅６６Ａで連続的に生成されることで、蒸気泡１６０が細溝６６内の対向する側壁６６Ｂに接触した状態で、細溝６６の上端（開口）に向かって移動する。そして、蒸気泡１６０は、細溝６６の上端から上側に膨出し始め、蒸気泡１６０の曲率中心１６０Ｃが細溝６６の外側に位置する状態で蒸気泡１６０が細溝６６の外側へ膨出する。このように、細溝６６の外側へ膨出した蒸気泡１６０が、伝熱部６０の上面６０Ａに衝突する冷媒によってかき取られて、細溝６６から排出される。なお、図７において、蒸気泡１６０の成長過程が二点鎖線で示される。
【００６０】
溝幅６６Ｗが０．２ｍｍ未満である場合には、曲率半径が小さい蒸気泡１６０が生成されるため、細溝６６内の側壁６６Ｂに対する接触面積が相対的に大きい。これにより、蒸気泡１６０の細溝６６内の側壁６６Ｂの付着力が強くなると考えられる。また、蒸気泡１６０は、側壁６６Ｂとの付着力が強いことで、細溝６６の上端から上側への膨出する高さも小さくなると考えられる。従って、蒸気泡１６０が細溝６６の外側へ膨出したとしても、蒸気泡１６０の曲率中心１６０Ｃが細溝６６の内側に位置するものと考えられる。このため、蒸気泡１６０がかき取られにくく、細溝６６からの排出が遅れる。
【００６１】
溝幅６６Ｗが０．６ｍｍを超える場合には、細溝６６で生成された蒸気泡１６０の曲率半径が大きすぎるため、蒸気泡１６０が潰れて細溝６６の上端から上側への膨出する高さが小さくなると考えられる。従って、蒸気泡１６０が細溝６６の外側へ膨出したとしても、蒸気泡１６０の曲率中心１６０Ｃが細溝６６の内側に位置するものと考えられる。このため、蒸気泡１６０がかき取られにくく、細溝６６からの排出が遅れる。
【００６２】
これに対して、本実施形態では、溝幅６６Ｗが０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされるため、蒸気泡１６０がかき取られやすい曲率半径を有する大きさに成長し、細溝６６から連続的に排出することができる。これにより、高温部６０Ｔの熱を冷媒に伝える伝熱性能が向上し、電子部品１６を効果的に冷却できる。
【００６３】
溝深さ６６Ｄが３ｍｍを超える場合（例えば、溝深さ６６Ｄが４ｍｍである場合）は、蒸気泡１６０が細溝６６の上端に達するまでの時間を要するため、蒸気泡１６０の細溝６６からの排出が遅れる。
【００６４】
溝深さ６６Ｄが３ｍｍ未満である場合（例えば、溝深さ６６Ｄが２ｍｍである場合）には、蒸気泡１６０が成長するための高さ（スペース）が十分ではないため、蒸気泡１６０の成長が遅れると考えられる。このため、蒸気泡１６０の生成、排出のサイクルが遅くなる。
【００６５】
本実施形態では、溝深さ６６Ｄが３ｍｍとされるため、蒸気泡１６０の生成、排出のサイクルが遅れず、蒸気泡１６０を細溝６６から連続的に排出することができる。これにより、高温部６０Ｔの熱を冷媒に伝える伝熱性能が向上し、電子部品１６を効果的に冷却できる。
【００６６】
（評価１）
評価１では、前述の冷却装置７０において、絞り８３の液管８４に対する内径比（％）を替えた際の冷却性能比（％）をについて評価した。図８は、当該評価の結果を示したグラフである。
【００６７】
冷却性能は、具体的には、熱流束（単位時間に単位面積を横切る熱量）、熱抵抗等により算出される。冷却性能比は、「所定の内径比における冷却性能÷最大冷却性能×１００」によって算出される。最大冷却性能とは、評価した内径比の中で、最も高かった冷却性能の値である。
【００６８】
この評価の結果、図８に示されるように、絞り８３の液管８４に対する内径比を４０％以上９０％以下とした場合、絞り８３を有さない場合に比べ、冷却性能が約５〜１５％向上し、冷却性能比が９０％以上となる。
【００６９】
（評価２）
評価２では、前述の冷却装置７０で、溝深さ６６Ｄを２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのそれぞれに設定した場合において、溝幅６６Ｗを替えた際の冷却性能比（％）について評価した。図９は、当該評価の結果を示したグラフである。
【００７０】
溝深さ６６Ｄが３ｍｍの場合では、溝幅６６Ｗを０．１ｍｍから０．７ｍｍの範囲で替えた。溝深さ６６Ｄが２ｍｍと４ｍｍの場合では、溝幅６６Ｗを０．２ｍｍから０．６ｍｍの範囲で替えた。
【００７１】
冷却性能は、具体的には、熱流束（単位時間に単位面積を横切る熱量）、熱抵抗等により算出される。冷却性能比は、「所定の溝幅における冷却性能÷最大冷却性能×１００」によって算出される。最大冷却性能とは、評価した溝幅の中で、最も高かった冷却性能の値である。
【００７２】
この評価の結果、図９のグラフの実線で示されるように、溝深さ６６Ｄを３ｍｍとした際に、溝幅６６Ｗ０．２ｍｍから０．６ｍｍの範囲において、冷却性能比が７０％以上となった。
【００７３】
一方、溝深さ６６Ｄを２ｍｍとした際（図９の二点鎖線参照）、及び溝深さ６６Ｄを４ｍｍとした際（図９の破線参照）には、溝幅６６Ｗを０．２ｍｍから０．６ｍｍの範囲としても、冷却性能比が５０％以下となった。
【００７４】
このように、細溝６６の溝深さ６６Ｄを３ｍｍとし、溝幅６６Ｗを０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とすることで、伝熱性能が向上し、電子部品１６を効果的に冷却できることが分かった。
【００７５】
（変形例）
実施形態の変形例について説明する。
【００７６】
冷媒を筐体４０へ供給する供給路としては、前述の供給路８０に限られず、図１０に示す供給路１８０であってもよい。
【００７７】
供給路１８０では、先端部が筐体４０内へ突出する。供給路１８０は、具体的には、大径管１８２と、供給口１８３を有する小径管１８４（口部の一例）と、を有する。大径管１８２は、小径管１８４よりも大径とされる。小径管１８４は、大径管１８２の先端部に設けられる。
【００７８】
一方、筐体４０の上壁５２には、大径管１８２及び小径管１８４が挿入される挿入孔１７０が形成される。挿入孔１７０は、大径管１８２が挿入される大径部１７２と、小径管１８４が挿入される小径部１７４と、を有する。小径部１７４の軸方向長さは、小径管１８４の軸方向長さよりも短くされる。これにより、小径部１７４に挿入された小径管１８４は、筐体４０の上壁５２の下面から下方へ突出する。
【００７９】
このように、供給路１８０では、小径管１８４が上壁５２の下面から下方へ突出するので、伝熱部６０の上面６０Ａとの距離が短くなる。このため、供給路の先端が突出しない場合に比べ、伝熱部６０の上面６０Ａに衝突する際の冷媒の流速が高くなる。これにより、サブクール沸騰の効果及び、蒸気泡を細溝６６からかき取る効果を高めることができる。従って、電子部品１６からの吸熱が促進され、電子部品１６を冷却する冷却性能が向上する。
【００８０】
前述の供給路８０は、伝熱部６０の高温部６０Ｔに対向する位置に一つ配置されていたがこれに限られない。例えば、図１１に示されるように、伝熱部６０が高温部６０Ｔを複数有する場合では、供給路８０を高温部６０Ｔと同数設け、各供給路８０を各高温部６０Ｔに対向させる構造としてもよい。
【００８１】
図１１に示す例では、例えば、伝熱部６０は２つの高温部６０Ｔを有し、この各高温部６０Ｔに対向する位置に供給路８０（供給孔８２）が配置される。これにより、各供給孔８２から伝熱部６０の各高温部６０Ｔへ向けて冷媒が噴出され、各高温部６０Ｔに衝突しながら筐体４０内へ供給され、沸騰と強制対流の熱伝達を促進させる。各高温部６０Ｔにおいて、サブクール沸騰（液体がその飽和温度より低い温度でおこる沸騰現象）が効果的に生じる。このため、液体が飽和温度に達して沸騰する場合に比べ、各高温部６０Ｔの熱を冷媒に伝える伝熱性能が向上する。これにより、電子部品１６を効果的に冷却できる。
【００８２】
電子部品１６からの熱を冷媒に伝える伝熱部としては、伝熱部６０に限られず、図１２に示す伝熱部１６０であってもよい。伝熱部１６０は、板状のプレート部６２と、複数の溝１６６（スリット）を有する直方体状のブロック部１６３と、を有する。
複数の溝１６６は、上方側（供給孔８２側）から見て互いが交差するように、ブロック部１６３の上面１６３Ａ（伝熱面の一例）に形成される。具体的には、各溝１６６は、ブロック部１６３の上面１６３Ａからプレート部６２の上面６２Ａに達する。さらに、各溝１６６は、ブロック部１６３の前面から背面に達する。これにより、ブロック部６３が複数に分割される。図１２に示す例においても、溝１６６（隙間）の溝深さ１６６Ｄは、例えば、３ｍｍとされる。溝１６６の溝幅１６６Ｗは、例えば、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされる。
このように、ブロック部１６３が複数に分割されることで、伝熱部１６０と冷媒との接触面積が増大する。また、溝１６６内で生成された蒸気泡の成長によって、高温部６０Ｔの冷媒を撹拌し、伝熱性能が向上する。これにより、電子部品１６からの吸熱が促進され、電子部品１６を冷却する冷却性能が向上する。
【００８３】
また、上記複数の変形例は、適宜、組み合わせて実施しても良い。
【００８４】
以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００８５】
なお、前述の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
冷媒を蒸発させる蒸発室が形成された筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、発熱体から前記筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する伝熱面と、
前記高温部に対向して前記筐体に形成され、供給管から供給された冷媒を前記高温部へ噴出させる供給口と、を備え、
前記伝熱面には、細溝が形成される
蒸発器。
（付記２）
前記供給口の口部は、前記蒸発室内へ突出する
付記１に記載の蒸発器。
（付記３）
前記細溝内で発生した蒸気泡が該細溝内の対向する側壁に接触した状態で該細溝の開口へ移動してから該開口で該細溝の外側へ膨出するように、前記細溝の溝幅が設定される
付記１又は２に記載の蒸発器。
（付記４）
側面視にて、前記蒸気泡の曲率中心が前記細溝の外側に位置する状態で前記蒸気泡が該開口で該細溝の外側へ膨出するように、前記細溝の溝幅が設定される
付記１〜３のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記５）
前記細溝の溝深さは、３ｍｍとされ、前記細溝の溝幅は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされる
付記１〜４のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記６）
前記供給口は、前記供給管の内径よりも小径とされる
付記１〜５のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記７）
前記供給口は、前記供給管に対する内径比が４０％以上９０％以下にされる
付記６に記載の蒸発器。
（付記８）
前記供給口は、前記高温部の直上に配置される
付記１〜７のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記９）
前記供給口は、前記発熱体の平面視における中心部に向けて開口する
付記１〜８のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１０）
前記供給口は、前記伝熱面に垂直な方向に沿って開口する
付記１〜９のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１１）
前記蒸発室は、単一の空間で形成される
付記１〜１０のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１２）
前記冷媒は、水を主成分とする
付記１〜１１のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１３）
前記冷媒は、脱泡された冷媒である
付記１〜１２のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１４）
前記伝熱面に対向する位置で前記筐体に設けられ、前記蒸発室内から沸騰した冷媒を排出する排出路を備える
付記１〜１３のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１５）
前記伝熱面は、前記高温部を複数有し、
前記供給口は、前記高温部と同数設けられ、それぞれが、各前記高温部に対向する
付記１〜１４のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１６）
前記細溝は、前記供給口側から見て互いが交差するように、前記高温部に複数形成される
付記１〜１５のいずれか１つに記載の蒸発器。
（付記１７）
蒸発器と、
前記蒸発器から送られた気体状態の冷媒を冷却して液化させる凝縮器と、
前記凝縮器によって液化した冷媒を前記蒸発器へ向けて送るポンプと、
を備え、
前記蒸発器は、
冷媒を蒸発させる蒸発室が形成された筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、発熱体から前記筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する伝熱面と、
前記高温部に対向して前記筐体に形成され、供給管から供給された冷媒を前記高温部へ噴出させる供給口と、
を有し、
前記伝熱面には、細溝が形成される
冷却装置。
（付記１８）
前記ポンプは、前記蒸発器よりも低い位置に配置される
付記１７に記載の冷却装置。
（付記１９）
電子部品と、
蒸発器と、
前記蒸発器から送られた気体状態の冷媒を冷却して液化させる凝縮器と、
前記凝縮器によって液化した冷媒を前記蒸発器へ向けて送るポンプと、
を備え、
前記蒸発器は、
冷媒を蒸発させる蒸発室が形成された筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、前記電子部品から前記筐体へ伝わる熱によって部分的に高温となる高温部を有する伝熱面と、
前記高温部に対向して前記筐体に形成され、供給管から供給された冷媒を前記高温部へ噴出させる供給口と、
を有し、
前記伝熱面には、細溝が形成される
電子機器。
【符号の説明】
【００８６】
１０   電子機器
１６   電子部品（発熱体の一例）
３０   蒸発器
４０   筐体
４２   蒸発室
５３Ｂ 供給口
６０Ｔ 高温部
６０Ａ 上面（伝熱面の一例）
６６   溝
６６Ｄ 溝深さ
６６Ｗ 溝幅
７０   冷却装置
７４   ポンプ
７８   凝縮器
８４   液管（供給管の一例）
９０   排出路
１６６ 溝
１８０ 小径管（口部の一例）
【図１】
2015220363.tif 000003
【図２】
2015220363.tif 000004
【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】
2015220363.tif 000009
【図８】
2015220363.tif 000010
【図９】
2015220363.tif 000011
【図１０】
2015220363.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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