(57)【要約】【課題】冷媒の循環を効率よく行い、冷却性能を向上させた冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】作動流体１２に熱を伝える受熱板１１を備えた受熱部４と、作動流体１２の熱を放出する放熱部５と、受熱部４と放熱部５とを接続する放熱経路６と帰還経路７とで構成し、作動流体１２を受熱部４、放熱経路６、放熱部５、帰還経路７、受熱部４へと循環させて熱の移動を行う冷却装置３であって、帰還経路７の受熱部４近傍または受熱部４内に、作動流体１２の流れを制御する逆止弁１８を設け、逆止弁１８は、流入口を有する弁カバー２４と、凹部２５と導入口２６を有する弁ホルダー２７で構成される箱体内に、弁ホルダー２７の凹部２５内を可動する第１弁体２１と、箱体内に設けた逆止弁１８前後の圧力をバランスさせる圧力バランス手段を備えることを特徴とした。【選択図】図３
2013120010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、
前記作動流体の熱を放出する放熱部と、
前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とで構成し、
前記作動流体を、前記受熱部、前記放熱経路、前記放熱部、前記帰還経路、前記受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、
前記帰還経路の前記受熱部近傍または前記受熱部内に、前記作動流体の流れを制御する逆止弁を設け、
この逆止弁は、
前記帰還経路に連結される流入口を有する弁カバーと、前記受熱部に連結される流出口を有するとともに前記弁カバーとにより箱体を構成する弁ホルダーと、
前記弁ホルダーの凹部内を可動自在に設けた第１弁体と、前記箱体内に設けた、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせる圧力バランス手段とを備え、
前記受熱部内の圧力の上昇時で、前記第１弁体の非作動時に、前記圧力バランス手段により、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
圧力バランス手段は、
第１弁体に設けた開口と、この開口を覆うように第１弁体の弁カバー側に設けた第２弁体と、前記弁カバーに設けた凹部で構成することを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
第１弁体に設けた開口は、円孔であり、その大きさは帰還経路に連結される流入口より小さいことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】
圧力バランス手段は、
第１弁体に設けた、作動流体の界面張力によって閉口される微細孔であることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項５】
圧力バランス手段は、
弁カバーに設けた圧力補正スリットであることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項６】
第１弁体を略水平に設置することを特徴とする請求項１〜５いずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項７】
第１弁体は、帰還経路側に溜まった作動流体の水頭による圧力によって開くことを特徴とする請求項１〜６いずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか一つに記載の冷却装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１〜７いずれか一つに記載の冷却装置を備えたことを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置およびこれを搭載した電子機器、および電気自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の冷却装置は、電気自動車の電力変換回路に搭載されたものが知られている。電気自動車では、駆動動力源となる電動モータを電力変換回路であるインバータ回路でスイッチング駆動していた。インバータ回路には、パワートランジスタを代表とする半導体スイッチング素子が複数個使われていて、それぞれの素子に数十アンペアの大電流が流れていた。そのため半導体スイッチング素子は、僅かな損失分でも大きく発熱し冷却することが必要であった。
【０００３】
そこで、従来は、例えば特許文献１のように、上下に冷媒放熱器と冷媒タンクを備えた沸騰冷却装置にて、下部に配したインバータ回路の冷却を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２６１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の冷却装置においては、半導体スイッチング素子に接触して冷媒タンクを配置し、冷媒タンク内の液化冷媒を、スイッチング素子からの熱を奪わせて気化させる。
【０００６】
そして、気化した冷媒を、上部に配置した冷媒放熱器に上昇させ、冷却し、液化させて再び下部に滴下されるサイクルを繰り返している。いわば自然対流によって冷媒が循環するのである。
【０００７】
しかしながら、このような自然対流式のものでは、スイッチング素子の熱を、冷媒タンク内に溜められた液化冷媒に、冷媒タンクの壁面（伝熱面）を介し、単純な対流熱伝達を用いていただけであるため、伝熱面における熱伝達率を高めることができず、その結果として、スイッチング素子等の冷却効果を高めることが出来なかった。
【０００８】
そこで、本発明は、伝熱面における熱伝達率を高めることで、冷却効果を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、前記作動流体の熱を放出する放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とで構成し、前記作動流体を、前記受熱部、前記放熱経路、前記放熱部、前記帰還経路、前記受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、前記帰還経路の前記受熱部近傍または前記受熱部内に、前記作動流体の流れを制御する逆止弁を設け、この逆止弁は、前記帰還経路に連結される流入口を有する弁カバーと、前記受熱部に連結される流出口を有するとともに前記弁カバーとにより箱体を構成する弁ホルダーと、前記弁ホルダーの凹部内を可動自在に設けた第１弁体と、前記箱体内に設けた、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせる圧力バランス手段とを備え、前記受熱部内の圧力の上昇時で、前記第１弁体の非作動時に、前記圧力バランス手段により、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせる構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発熱体からの熱を作動流体に伝える受熱板を備えた受熱部と、前記作動流体の熱を放出する放熱部と、前記受熱部と前記放熱部とを接続する放熱経路と帰還経路とで構成し、前記作動流体を、前記受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路、受熱部へと循環させて熱の移動を行う冷却装置であって、前記帰還経路の前記受熱部近傍または前記受熱部内に、前記作動流体の流れを制御する逆止弁を設け、この逆止弁は、前記帰還経路に連結される流入口を有する弁カバーと、前記受熱部に連結される流出口を有するとともに前記弁カバーとにより箱体を構成する弁ホルダーと、前記弁ホルダーの凹部内を可動自在に設けた第１弁体と、前記箱体内に設けた、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせる圧力バランス手段とを備え、前記受熱部内の圧力の上昇時で、前記第１弁体の非作動時に、前記圧力バランス手段により、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせる構成としたものであるので、冷却効果を高めることが出来る。
【００１１】
すなわち、本発明においては、冷媒となる作動流体の循環経路を、受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路、前記受熱部とすることで、作動流体の循環方向を一方向とすると共に、前記帰還経路の受熱部側に、前記受熱部内に前記作動流体を供給する流入管を接続し、前記流入管の先端に前記作動流体の流れを制御する逆止弁を設けている。
【００１２】
この逆止弁の弁本体の可動部が弁ホルダー内で、弁本体がこの上に溜まった作動流体の水頭による圧力によって開くこと、つまり弁本体の可動部は弁ホルダー内で可動させる構成としたので、過剰な開口状態とはならず、その結果として、受熱部内へ作動流体を過剰供給せず、作動流体の供給を適量に制御できることになる。また、導入管から受熱板へ滴下した作動流体は、直後に気化し沸騰に伴う急激な体積膨張によって、蒸気が導入管と受熱板との隙間から高速気流として受熱板面上を移動することになり、導入管出口周辺の受熱板全面に広く作動流体が薄い膜として形成されることになる。そして、この膜状作動流体が、受熱板からの熱を受けて一瞬にして加熱気化することで高熱伝達率の除熱が可能となり、極めて高い冷却効果を得ることができるのである。
【００１３】
さらに、受熱部内での作動流体は、気化分を除いた残りはすべて液相であり、受熱部にそのまま残留すると、気化の妨げとなるため、速やかに受熱部から移動させることが必要である。これに対して本発明では、気化による急激な体積膨張が、作動流体の気相分だけでなく、受熱部内に残存する液相分も同時に放熱部へ高速移動させるだけの駆動力を発生できるため、結果として冷却対象物の除熱エネルギーのみを使い、受熱部から凝縮部へ作動流体の無動力搬送を実現することを可能としている。
【００１４】
また、投入熱量の増加に伴う受熱部内圧力の圧力上昇により、第１弁体が開かない状態に陥った場合でも、圧力バランス手段である第２弁体により、導入管側の過剰な圧力を流入管側へ逃がして逆止弁前後の圧力をバランスさせることで、第１弁体が開き作動流体が受熱部内へ供給され、作動流体を安定的に循環させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の電気自動車の概略図
【図２】同冷却装置を示す概略図
【図３】同逆止弁を示す分解斜視図
【図４】同逆止弁を示す一部切断斜視図
【図５】（ａ）同逆止弁が閉じた状態を示す構成図、（ｂ）同逆止弁の第１弁体が開いた状態を示す構成図、（ｃ）同逆止弁の第２弁体が開いた状態を示す構成図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態２の逆止弁が閉じた状態を示す構成図、（ｂ）同逆止弁の第１弁体が開いた状態を示す構成図、（ｃ）（ａ）のＡ−Ａ断面を示す構成図
【図７】（ａ）メニスカス形成状態における、微細孔近傍の作動流体の状態を示す図、（ｂ）メニスカス破壊状態における、微細孔近傍の作動流体の状態を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態２の逆止弁が閉じた状態を示す構成図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３の逆止弁が閉じた状態を示す構成図、（ｂ）同逆止弁の第１弁体が開いた状態を示す構成図、（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に示すように、電気自動車１の車軸（図示せず）を駆動する電動機（図示せず）は、電気自動車１の内に配置した電力変換装置であるインバータ回路２に接続されている。
【００１８】
インバータ回路２は、電動機に電力を供給するもので、複数の半導体スイッチング素子（図２の１０）を備えおり、この半導体スイッチング素子（図２の１０）が動作中に発熱する。
【００１９】
このため、この半導体スイッチング素子（図２の１０）を冷却するために、冷却装置３を備えている。冷却装置３は、受熱部４と、この受熱部４で吸収した熱を放熱する放熱部５を備え、受熱部４と放熱部５の間で熱媒体となる作動流体（図２の１２で、例えば水）を循環させる放熱経路６、帰還経路７を設けることで、受熱部４、放熱経路６、放熱部５、帰還経路７、前記受熱部４となる循環経路を構成している。
【００２０】
つまり、この循環経路においては、作動流体（図２の１２）が、気体（水の場合水蒸気）や液体及びその混合状態で、受熱部４、放熱経路６、放熱部５、帰還経路７、前記受熱部４と一方向に、循環するようになっている。
【００２１】
前記放熱部５は、図２に示すように、外気に熱を放出する放熱体８を備えている。
【００２２】
この放熱体８は、アルミニウムを短冊状に薄く形成したフィンを所定の間隔をあけて積層したブロック体（図示せず）と、積層したフィンを貫通する放熱経路６とで構成されている。
【００２３】
そして、この放熱体８の界面に送風機９から外気を送風することで、放熱をさせている。なお、この放熱体８の界面からの放熱は、電気自動車１車内の暖房に活用することも出来る。
【００２４】
また、受熱部４は、図２に示すように、半導体スイッチング素子１０に接触させて熱を吸収する受熱板１１と、この受熱板１１の界面を覆い、流れ込んだ作動流体１２を蒸発させる受熱空間１３を形成する受熱板カバー１４とを備えている。
【００２５】
さらに、受熱板カバー１４には、受熱空間１３に液化した作動流体１２を流し込む流入口１５と、受熱空間１３から作動流体１２を気体にして排出する排出口１６が設けられている。
【００２６】
すなわち、受熱板カバー１４の上面に流入口１５、受熱板カバー１４の側面に排出口１６を設けており、流入口１５には帰還経路７を接続し、また排出口１６には放熱経路６を接続している。
【００２７】
さらに、前記帰還経路７の受熱部４側には、前記受熱部４内に前記作動流体１２を供給する流入管１９と逆止弁１８を有し、逆止弁１８に接続した導入管１７を受熱空間１３内に突入させている。
【００２８】
このような構成による冷却装置３の作用について説明する。
【００２９】
上記構成において、インバータ回路２の半導体スイッチング素子１０が動作を開始すると電動機に電力が供給されて、電気自動車１は、動き出すこととなる。
【００３０】
このとき、半導体スイッチング素子１０には大電流が流れることにより、少なくとも全電力の数％が損失となって大きく発熱する。
【００３１】
一方で、半導体スイッチング素子１０から発される熱は、受熱空間１３の受熱板１１上に供給された液状の作動流体１２に、半導体スイッチング素子１０から熱が移動されると、この液状の作動流体１２は一瞬にして気化することになり、排出口１６から放熱経路６へと流れ、放熱部５で熱を外気に放出する。
【００３２】
放熱部５の作用によって熱を放出した作動流体１２は、液化して帰還経路７へと流れ、導入管１７内の逆止弁１８上に溜まることとなる。
【００３３】
液化した作動流体１２は、徐々に帰還経路７内で増加する一方、受熱空間１３内での作動流体１２の気化量が減少し、受熱空間１３内の圧力も減少し、逆止弁１８上に溜まった作動流体１２の水頭圧によって逆止弁１８を押し下げると、再び受熱空間１３内の受熱板１１上に供給される。
【００３４】
このようにして作動流体１２が冷却装置３内を循環することで、半導体スイッチング素子１０の冷却を行なうことになる。
【００３５】
ここで、受熱空間１３内の冷却のメカニズムについて説明を加える。
【００３６】
受熱空間１３内では、帰還経路７からの作動流体１２は、逆止弁１８から受熱板１１上に液滴となって滴下される。
【００３７】
このとき受熱板１１の界面を放射状に流路が拡大する形状にしており、後述する逆止弁１８の作用により作動流体１２を適量供給できる。そして、次に、供給された作動流体１２は、前記した通り沸騰時の体積膨張による高速気流で薄い膜状冷媒として受熱板１１上に広がる。受熱板１１の裏面側は、半導体スイッチング素子１０に接触しているので、受熱板上の薄い膜状冷媒となった作動流体１２は、一瞬にして加熱気化することで高い冷却効果を生むことになる。
【００３８】
受熱空間１３を含む循環経路内の気圧は、大気圧よりも低く設定しているので、作動流体１２は、水を使用しても大気圧中の水の沸騰に比べて低い温度で気化させることができる。
【００３９】
本実施の形態では、内圧を−９７ＫＰａに減圧して、循環経路内を飽和蒸気圧状態にしておくことで、外気温に応じた沸騰温度が決定され容易に水を気化させることができ、このときに半導体スイッチング素子１０の熱を効率的に奪い、冷却することができる。
【００４０】
また、作動流体１２が気化するときに受熱空間１３内の圧力が増加するが、逆止弁１８の作用により作動流体１２は、逆流して帰還経路７側へ戻ることはなく、確実に排出口１６から放熱経路６へ放出されることになる。
【００４１】
このように冷却装置３を動作させることで、規則的な受熱と放熱のサイクルができ、連続して作動流体１２を受熱空間１３内で気化させて半導体スイッチング素子１０の冷却を行なうことができ、大きな冷却効果を得ることができる。
【００４２】
ここで、本発明の最も特徴的な部分について説明する。
【００４３】
逆止弁１８は図３の分解図に示すように、開口２０を有する第１弁体２１と、第１弁体２１の上面に開口２０を覆うように設けた、第１弁体２１より小さい第２弁体２２と、凹部２３（図５）と流入口１５を有する弁カバー２４と、凹部２５と導入口２６を有する弁ホルダー２７とで構成され、第１弁体２１は弁ホルダー２７の凹部２５内を可動し、第２弁体２２は弁カバー２４の凹部２３内を可動する構成としている。
【００４４】
本実施の形態において、圧力バランス手段は、第１弁体２１に設けた開口２０と、この開口を覆うように第１弁体２１の上面に設けた第２弁体２２とで構成しており、開口２０は円孔で、その大きさは流入管１９の内径より小さくしている。
【００４５】
第１弁体２１および第２弁体２２の材質は、銅や黄銅またはＳＵＳ等である。
【００４６】
図４の組立図に示すように、第１弁体２１はその可動部が弁ホルダー２７の凹部２５に収まるように弁ホルダー２７と弁カバー２４とで挟み込んで固定され、弁ホルダー２７、弁カバー２４は、ネジ等（図示せず）で固定している。
【００４７】
これにより、第１弁体２１の可動部は、弁ホルダー２７の凹部２５内のみ可動し、この凹部２５の深さは１〜２ｍｍ程度で、逆止弁１８が開いても受熱部４内へ作動流体１２を過剰供給せず、作動流体１２の供給を適量に制御できる。
【００４８】
また、図２の受熱板１１上へ滴下した作動流体１２は、前述したように受熱板１１の界面を周囲に拡散するように薄い膜として受熱板１１上に広がり、熱くなった受熱板１１の熱を受けて、一瞬にして加熱され気化することとなり、伝熱面における熱伝達率が向上し、冷却効果を高めることができる。
【００４９】
さらに、この気化による体積膨張により、その受熱部内部の作動流体を高速流として排出口１６まで移動させることができ、この時、気化した作動流体以外の余剰作動流体も同時に受熱板１１上から排除され、気化に必要な作動流体膜が常に形成されるため、その結果としても伝熱面における熱伝達率が上昇し、冷却効果を高めることができることになる。
【００５０】
また、第２弁体２２は第１弁体２１より小さいため、弁カバー２４に設けた凹部２３の大きさ、深さは弁ホルダー２７の凹部２５と同等以下で、第２弁体２２が可動して、受熱部４内の圧力を逃がすことができればよい。
【００５１】
次に、圧力バランス手段の作用について図５を用いて説明する。
【００５２】
図５（ａ）は、作動流体１２が受熱板１１の熱を受けて気化が始まり、受熱空間１３内の圧力が上昇した場合の第１弁体２１が閉じた状態。図５（ｂ）は、受熱部４内の作動流体１２の量が気化にともなって減少し、受熱空間１３内の圧力が下降するため、第１弁体２１が開き、作動流体１２が受熱部４内へ供給される状態。５（ｃ）は、逆止弁１８前後の圧力バランスが崩れ、受熱空間１３内の圧力が過度に上昇し、第２弁体２２が開いた状態である。
【００５３】
すなわち、通常の作動流体１２の循環では、図５（ａ）、（ｂ）の状態を繰り返すが、半導体スイッチング素子１０から発される熱が変動し、通常より多量の熱を発した場合、図５（ａ）の第１弁体２１、第２弁体２２が閉じた状態で、受熱部４内の気化する作動流体１２の量が通常より増加し、受熱空間１３内の圧力が通常より急上昇する場合がある。
【００５４】
このとき、図５（ｃ）のように受熱空間１３内の圧力上昇により、第１弁体２１が閉鎖状態となるが、ある一定の圧力に到達すると第２弁体２２が開き、逆止弁１８前後の圧力バランスを通常の状態に戻すことになる。その結果、次の瞬間、第１弁体２１が開き図５（ｂ）の状態となるため、作動流体１２が受熱板１１への供給が再開されることになり、また、しばらく図５（ａ）、図５（ｂ）の状態を繰り返すことになる。
【００５５】
このように、圧力バランス手段として、第１弁体２１に開口２０と、この開口２０を覆うように第１弁体２１の上面に第２弁体２２を設けることにより、受熱部４内の過剰な圧力上昇により第１弁体２１が開かない状態に陥ったと場合でも、第２弁体２２がその圧力を逃がすように上方に可動し開くため、次の瞬間、圧力のアンバランスの緩和がおこり、開口２０から作動流体１２が受熱部４内へ供給され、作動流体１２を継続的に循環させることができることになる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、逆止弁１８、すなわち第１弁体２１を略水平に設置したが、作動流体１２の水頭による圧力によって第１弁体２１を可動できれば設置方向は斜めや略垂直でもよい。ただし、応答性（作動流体１２の量と水頭による圧力の関係）を考慮すれば、略水平が好ましい。
【００５７】
（実施の形態２）
図６に、圧力バランス手段として第１弁体３１に微細孔３２を設けた構成を示す。実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
図６（ａ）は、実施の形態１の図５（ａ）に相当し、作動流体１２が受熱板１１の熱を受けて気化が始まり、受熱空間１３内の圧力が上昇し、第１弁体２１が閉じた状態である。図６（ｂ）は、実施の形態１の図５（ｂ）に相当し、受熱部４内の気化する作動流体１２の量が減少し、受熱空間１３内の圧力が下降し、第１弁体２１が開いた、作動流体１２が受熱部４内へ供給される状態である。
【００５９】
図６（ｃ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ矢視断面であり、第１弁体３１の可動部の略中央部に微細孔３２を設けている。
【００６０】
弁カバー３３は、実施の形態１の弁カバー２４に設けられた凹部２３が設けられておらず、流入口１５のみ設けられている。
【００６１】
次に図７を用いて、第１弁体３１に設けた微細孔３２の圧力バランス作用について説明する。
【００６２】
図７（ａ）は図６（ａ）の第１弁体２１が閉じた状態における、微細孔３２近傍の作動流体１２の状態を示している。図７（ｃ）は図６（ａ）と同じ第１弁体２１が閉じた状態を示している。
【００６３】
逆止弁１８前後の圧力バランスとしては、受熱部４側の圧力が高く、微細孔３２は図７（ａ）に示す作動流体１２のメニスカス（界面張力によって細管内の液体の界面がつくる凸状または凹状の曲面）によって、液封され、逆止弁１８前後の圧力差を保持している。
【００６４】
図７（ｂ）は半導体スイッチング素子１０から発される熱が変動し、通常より多量の熱を発した場合のメニスカス状態を示したものである。すなわち、加熱量が増加した場合、図６（ａ）から図６（ｂ）へ移行せず、第１弁体２１が閉じた状態を継続し、受熱部４内の気化量増加に伴う受熱空間１３内の圧力上昇により、微細孔３２のメニスカスが破壊され、受熱部４内の蒸気が微細孔３２から気泡として流入管１９（逆止弁１８前）側に移動した状態を示している。この移動により、受熱空間１３内（逆止弁１８後）の圧力を下げると共に流入管１９（逆止弁１８前）側の圧力を上げるため、逆止弁１８前後の圧力バランスを通常の状態に戻すことができる。
【００６５】
ここで、微細孔３２の大きさは、作動流体１２の界面張力によるメニスカス形成の可否で決定され、作動流体１２が水の場合、例えば１ｍｍ前後が好ましい。
【００６６】
このように、圧力バランス手段として、第１弁体３１に微細孔３２を設けることにより、受熱部４内の過剰な圧力上昇に伴い第１弁体３１が開かない状態に仮に陥ったとしても、微細孔３２から圧力を逃がすため、逆止弁１８前後の圧力バランスを通常の状態に戻すことができるので、第１弁体３１の開閉が再開され、受熱部内へ作動流体１２を安定的に循環させることができることになる。
【００６７】
（実施の形態３）
図８に、圧力バランス手段として弁カバー３４に圧力補正スリット３５を設けた構成を示す。実施の形態１、２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
図８（ａ）は図６（ａ）、図８（ｂ）は図６（ｂ）に相当し、図８（ｃ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面であり、弁カバー３４に断面が三角形状の圧力補正スリット３５を複数（図８では７個）設けている。
【００６９】
この圧力補正スリット３５は、図８（ａ）の状態では、内部が作動流体１２で満たされており、図７（ａ）と同様に、受熱部４側のスリット開口部には、作動流体１２の界面張力によるメニスカスが形成され、液封されている。
【００７０】
実施の形態２の微細孔３２との違いは、スリット断面が三角形状であり、受熱部４内の蒸気がスリット開口部から気泡としてスリット内を移動するため、抵抗が大きい点である。
【００７１】
そのため、図８（ｃ）に示すように、７個の圧力補正スリット３５を設けている。
【００７２】
圧力バランス手段としての作用は実施の形態２の微細孔３２と同じであり、詳細な説明は省略する。
【００７３】
このように、圧力バランス手段として、弁カバー３４に圧力補正スリット３５を設けることにより、実施の形態２と同様に、受熱部４内の過剰な圧力上昇に伴い第１弁体３１が開かない状態に陥っても、圧力補正スリット３５から圧力を逃がすことができ、逆止弁１８前後の圧力バランスを通常の状態に戻すことができるので、第１弁体３１が開いて作動流体１２が受熱部内へ供給され、作動流体１２を安定的に循環させることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態においては、冷却装置３を電気自動車１に適用したものを説明したが、電力変換装置であるインバータ回路２は電子機器でもあり、電子機器に冷却装置３を適用することも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる冷却装置は、冷媒となる作動流体の循環経路を、受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路、前記受熱部とすることで、作動流体の循環方向を一方向とすると共に、前記帰還経路の前記受熱部近傍または前記受熱部内に、前記作動流体の流れを制御する逆止弁を設け、この逆止弁は、前記帰還経路に連結される流入口を有する弁カバーと、前記受熱部に連結される流出口を有するとともに前記弁カバーとにより箱体を構成する弁ホルダーと、前記弁ホルダーの凹部内を可動自在に設けた第１弁体と、前記箱体内に設けた、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせる圧力バランス手段とを備え、前記受熱部内の圧力の上昇時で、前記第１弁体の非作動時に、前記圧力バランス手段により、前記逆止弁前後の圧力をバランスさせることで、受熱部への作動流体を適量供給できるので、供給した作動流体を急激に気化させ、その受熱板部分において作動流体を高速流として移動させることができ、その結果として伝熱面における熱伝達率が向上し、冷却効果を高めることができる。
【００７６】
さらに、受熱部内の過剰な圧力上昇に伴い第１弁体が開かない状態に陥っても、圧力バランス手段により、受熱部内の過剰な圧力を逃がして逆止弁前後の圧力をバランスさせるので、開口から作動流体が受熱部内へ供給され、作動流体を安定的に循環させることができる。
【００７７】
このため、上述のごとく、受熱部内で作動流体を急激に気化させ、その受熱板部分において作動流体を高速流として移動させることができ、その結果として伝熱面における熱伝達率を高め、冷却効果を高めることができるとともに、作動流体を安定的に循環させることができる。
【００７８】
このため、電気自動車の駆動装置としての電力変換装置に使用されるパワー半導体、高い発熱量を有するＣＰＵなどの冷却に有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１    電気自動車
２    インバータ回路
３    冷却装置
４    受熱部
５    放熱部
６    放熱経路
７    帰還経路
８    放熱体
９    送風機
１０  半導体スイッチング素子
１１  受熱板
１２  作動流体
１３  受熱空間
１４  受熱板カバー
１５  流入口
１６  排出口
１７  導入管
１８  逆止弁
１９  流入管
２０  開口
２１、３１  第１弁体
２２  第２弁体
２３、２５  凹部
２４、３３、３４  弁カバー
２６  導入口
２７  弁ホルダー
３２  微細孔
３５  圧力補正スリット
【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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