(57)【要約】【課題】本発明は、冷却性能の高い冷却装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】冷媒の相変化によって冷却する冷却装置１において、受熱部３は、前面または後面の少なくとも一方に発熱体を設置する受熱板を備え、上部に放熱内部経路２５と、下部に帰還内部経路２４と、フィン部２とを備え、フィン部２には平板状のフィンを、フィン間の冷媒の流路が上下方向となるように設け、流入口３０と流出口３１とを受熱部３の同一の側面に設け、受熱部３の前面と後面との間に、仕切壁３４を設け、仕切壁３４と受熱部３の内壁とで囲まれた複数の受熱器１１を形成し、仕切壁３４には、放熱内部経路開口３５と、帰還内部経路開口３６を設け、帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板を介して設置された発熱体は、上流の受熱器１１に受熱板を介して設置された発熱体より発熱量が小さいことを特徴とする冷却装置１とした。【選択図】図３
2017058120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の相変化によって冷却する冷却装置において、
受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路を順に連結して前記冷媒の循環経路を形成し、
前記受熱部は、
前面および後面が最大面積の横長の直方体形状で、
前記前面または前記後面の少なくとも一方に複数の発熱体を設置する受熱板を備え、
前記受熱部の上部に放熱内部経路と、下部に帰還内部経路と、前記放熱内部経路と前記帰還内部経路との間にフィン部とを備え、
前記放熱経路と前記放熱内部経路とを接続する流出口と、前記帰還経路と前記帰還内部経路とを接続する流入口とを有し、
前記流入口と前記流出口とは、前記受熱部の同一の側面に設けられ、
前記フィン部には前記受熱板から内部に突出する複数の平板状のフィンを、フィン間の隙間により構成される冷媒の流路が上下方向となるように設け、
前記受熱部の前記前面と前記後面との間に、前記フィンと平行方向に１または複数の仕切壁を設け、
前記仕切壁と前記受熱部の内壁とで囲まれた複数の受熱器を形成し、
前記仕切壁は、前記放熱内部経路を貫通させる放熱内部経路開口と、前記帰還内部経路を貫通させる帰還内部経路開口を設け、
前記帰還経路側の最下流の受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体は、上流の受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体より発熱量が小さいことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記帰還内部経路と前記フィン部との間に前記受熱部の底面と平行に設けた仕切板を備え、
前記仕切板は、複数の開口部を有することを特徴とする請求項１に冷却装置。
【請求項３】
前記帰還内部経路は帰還内部管路、前記帰還内部経路開口は帰還内部管路開口であり、前記帰還内部管路は複数の開口部を有することを特徴とする請求項１に冷却装置。
【請求項４】
前記各受熱器における前記仕切板の前記開口部の合計開口面積は、最上流の前記受熱器が最も小さく、下流の前記受熱器になるほど大きくなることを特徴とする請求項２に冷却装置。
【請求項５】
前記各受熱器における前記帰還内部管路の前記開口部の合計開口面積は、最上流の前記受熱器が最も小さく、下流の前記受熱器になるほど大きくなることを特徴とする請求項３に冷却装置。
【請求項６】
前記各受熱器における前記仕切板の前記開口部の個数は、最上流の前記受熱器が最も少なく、下流の前記受熱器になるほど多くなることを特徴とする請求項２または４に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記各受熱器における前記帰還内部管路の前記開口部の個数は、最上流の前記受熱器が最も少なく、下流の前記受熱器になるほど多くなることを特徴とする請求項３または５に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却装置において、前記受熱部の底面から距離を置いて前記発熱体を前記受熱板に設置することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の冷却装置を搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、大規模集積回路（ＬＳＩ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、ダイオード等の電子部品を搭載した電子機器の冷却装置およびこれを搭載した電子機器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、以下のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、図８に示すように、筐体１１２の管路部１３０に、発熱体であるインバータ１０８の熱によって冷媒が沸騰する蒸発器部１３２と、管路部１３０において蒸発器部１３２に隣接して設けられ、冷媒が流入口１１４から直接流出口１１６に向かって流通する流通部１３４とを備える。蒸発器部１３２には、底壁部１２０から流通部１３４の側に向かって突出する複数のフィン１４０が設けられ、複数のフィン１４０の間の隙間を冷媒が流通する構成となっていた（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０１６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された冷却装置は、発熱体であるインバータ１０８が水平に設置されているため、筐体１１２の底壁部１２０は液相冷媒で満たされ、底壁部１２０から流通部１３４の側に向かって突出した複数のフィン１４０の間の隙間を冷媒が流通する。
【０００６】
このような構成の筐体１１２（受熱部）の流入口１１４から流出口１１６までの距離を長くして複数のインバータ１０８（発熱体）を冷却しようとした場合、流入口１１４から近い範囲、すなわち受熱部の上流において多くの液相冷媒が受熱し、受熱部の下流には液相冷媒が充分に供給されず、冷却することができない、いわゆるドライアウトの状態となり、インバータ１０８の温度が上昇してしまう。また、ドライアウトを抑制するためには、過剰な液相冷媒量を必要とし、結果として厚い液相冷媒層が熱抵抗となり、フィン１４０を薄い液相冷媒層が覆う理想的な状態を作り出すことができず、冷却性能が低くなる。
【０００７】
そこで本発明は、受熱部の帰還経路側の最下流まで液相冷媒を供給することにより、受熱部の帰還経路側の下流のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、冷媒の相変化によって冷却する冷却装置において、受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路を順に連結して前記冷媒の循環経路を形成し、前記受熱部は、前面および後面が最大面積の横長の直方体形状で、前記前面または前記後面の少なくとも一方に複数の発熱体を設置する受熱板を備え、前記受熱部の上部に放熱内部経路と、下部に帰還内部経路と、前記放熱内部経路と前記帰還内部経路との間にフィン部とを備え、前記放熱経路と前記放熱内部経路とを接続する流出口と、前記帰還経路と前記帰還内部経路とを接続する流入口とを有し、前記流入口と前記流出口とは、前記受熱部の同一の側面に設けられ、前記フィン部には前記受熱板から内部に突出する複数の平板状のフィンを、フィン間の隙間により構成される冷媒の流路が上下方向となるように設け、前記受熱部の前記前面と前記後面との間に、前記フィンと平行方向に１または複数の仕切壁を設け、前記仕切壁と前記受熱部の内壁とで囲まれた複数の受熱器を形成し、前記仕切壁は、前記放熱内部経路を貫通させる放熱内部経路開口と、前記帰還内部経路を貫通させる帰還内部経路開口を設け、前記帰還経路側の最下流の前記受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体は、上流の前記受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体より発熱量が小さいことを特徴とする冷却装置であり、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】
【０００９】
以上のように本発明は、冷媒の相変化によって冷却する冷却装置において、受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路を順に連結して前記冷媒の循環経路を形成し、前記受熱部は、前面および後面が最大面積の横長の直方体形状で、前記前面または前記後面の少なくとも一方に複数の発熱体を設置する受熱板を備え、前記受熱部の上部に放熱内部経路と、下部に帰還内部経路と、前記放熱内部経路と前記帰還内部経路との間にフィン部とを備え、前記放熱経路と前記放熱内部経路とを接続する流出口と、前記帰還経路と前記帰還内部経路とを接続する流入口とを有し、前記流入口と前記流出口とは、前記受熱部の同一の側面に設けられ、前記フィン部には前記受熱板から内部に突出する複数の平板状のフィンを、フィン間の隙間により構成される冷媒の流路が上下方向となるように設け、前記受熱部の前記前面と前記後面との間に、前記フィンと平行方向に１または複数の仕切壁を設け、前記仕切壁と前記受熱部の内壁とで囲まれた複数の受熱器を形成し、前記仕切壁は、前記放熱内部経路を貫通させる放熱内部経路開口と、前記帰還内部経路を貫通させる帰還内部経路開口を設け、前記帰還経路側の最下流の前記受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体は、上流の前記受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体より発熱量が小さいことを特徴とする冷却装置であり、受熱部の帰還経路側の最下流まで液相冷媒を供給することにより、受熱部の帰還経路側の下流のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００１０】
すなわち、帰還経路の液相冷媒は、流入口から帰還内部経路に流入し、帰還内部経路よりフィン部に流出し、フィン部に流出した液相冷媒は、発熱体から発生した熱をフィンから受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。
帰還経路側の最下流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体は、上流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体より発熱量が小さい構成とするため、最下流の受熱器の温度は、上流側の受熱器の温度より低温となる。そのため、最下流の受熱器においては、上流側の受熱器より受熱する熱量が少ないため、液相冷媒が気相冷媒に変化し膨張する量も少ない。従って、最下流の受熱器内の圧力は、上流側の受熱器内の圧力より低くなる。冷媒は、圧力の低い最下流の受熱器に流れやすくなるため、帰還経路側の下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００１１】
結果として、帰還経路側の最下流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体は、上流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体より発熱量が小さい構成とすることにより、帰還経路側の下流の受熱器のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の冷却装置を搭載した電子機器の概略図
【図２】同冷却装置の受熱部の外観を示す図
【図３】同冷却装置の受熱部の分解斜視図
【図４】同冷却装置の受熱部の分解斜視図
【図５】同冷却装置の受熱部のＸ−Ｘ´断面を示す図
【図６】本発明の実施の形態２の冷却装置の受熱部の分解斜視図
【図７】同冷却装置の受熱部のＸ−Ｘ´断面を示す図
【図８】従来の冷却装置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る冷却装置は、冷媒の相変化によって冷却する冷却装置において、受熱部、放熱経路、放熱部、帰還経路を順に連結して前記冷媒の循環経路を形成し、前記受熱部は、前面および後面が最大面積の横長の直方体形状で、前記前面または前記後面の少なくとも一方に複数の発熱体を設置する受熱板を備え、前記受熱部の上部に放熱内部経路と、下部に帰還内部経路と、前記放熱内部経路と前記帰還内部経路との間にフィン部とを備え、前記放熱経路と前記放熱内部経路とを接続する流出口と、前記帰還経路と前記帰還内部経路とを接続する流入口とを有し、前記流入口と前記流出口とは、前記受熱部の同一の側面に設けられ、前記フィン部には前記受熱板から内部に突出する複数の平板状のフィンを、フィン間の隙間により構成される冷媒の流路が上下方向となるように設け、前記受熱部の前記前面と前記後面との間に、前記フィンと平行方向に１または複数の仕切壁を設け、前記仕切壁と前記受熱部の内壁とで囲まれた複数の受熱器を形成し、前記仕切壁は、前記放熱内部経路を貫通させる放熱内部経路開口と、前記帰還内部経路を貫通させる帰還内部経路開口を設け、前記帰還経路側の最下流の前記受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体は、上流の前記受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体より発熱量が小さいことを特徴とする冷却装置であり、帰還経路側の最下流の受熱器まで液相冷媒を供給することにより、帰還経路側の下流の受熱器のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００１４】
すなわち、帰還経路の液相冷媒は、流入口から帰還内部経路に流入し、帰還内部経路よりフィン部に流出し、フィン部に流出した液相冷媒は、発熱体から発生した熱をフィンから受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。
帰還経路側の最下流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体は、上流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体より発熱量が小さい構成とするため、最下流の受熱器の温度は、上流側の受熱器の温度より低温となる。そのため、最下流の受熱器においては、上流側の受熱器より受熱する熱量が少ないため、液相冷媒が気相冷媒に変化し膨張する量も少ない。従って、最下流の受熱器内の圧力は、上流側の受熱器内の圧力より低くなる。冷媒は、圧力の低い最下流の受熱器に流れやすくなるため、帰還経路側の下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００１５】
結果として、帰還経路側の最下流の受熱板に設置する発熱体は、上流に設置する発熱体より発熱量が小さい構成とすることにより、帰還経路側の下流の受熱器のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００１６】
また、前記帰還内部経路と前記フィン部との間に前記受熱部の底面と平行に設けた仕切板を備え、前記仕切板は、複数の開口部を有する構成にしてもよい。
帰還内部経路とフィン部との間に設けた仕切板は、複数の開口部を有するので、帰還経路の液相冷媒は、流入口から帰還内部経路に流入し、仕切板に設けた開口部より受熱部内に流出する。
各受熱器において、仕切板の開口部からのみ液相冷媒がフィン部供給されるため、帰還内部経路から液相冷媒がフィン部に大量に流出することを抑制し、下流の受熱器においても、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。結果として、帰還経路側の下流の受熱器内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００１７】
また、前記帰還内部経路は帰還内部管路、前記帰還内部経路開口は帰還内部管路開口であり、前記帰還内部管路は複数の開口部を有する構成にしてもよい。  これにより、帰還内部管路は、複数の開口部を有するので、帰還経路の液相冷媒は、流入口から帰還内部管路に流入し、帰還内部管路に設けた開口部より受熱部内に流出し、フィン部に流出した液相冷媒は、発熱体から発生した熱をフィンから受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。
帰還経路側の最下流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体は、上流の受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体より発熱量が小さい構成とするため、最下流の受熱器の温度は、上流側の受熱器の温度より低温となる。そのため、最下流の受熱器においては、上流側の受熱器より受熱する熱量が少ないため、液相冷媒が気相冷媒に変化し膨張する量も少ない。従って、最下流の受熱器内の圧力は、上流側の受熱器内の圧力より低くなる。冷媒は、圧力の低い最下流の受熱器に流れやすくなるため、帰還経路側の最下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００１８】
また、帰還内部経路内を液相冷媒が流れるため、受熱器の底面を直接液相冷媒が流れる構成とする場合と比較して、帰還内部経路内に存在する液相冷媒が受熱器内の熱により加熱されにくく帰還内部管路内において液相冷媒が気化することにより帰還経路側に逆流することを抑制することができる。
【００１９】
結果として、帰還経路側の最下流の受熱器に受熱板を介して設置された発熱体は、上流の受熱器に前記受熱板を介して設置された前記発熱体より発熱量が小さい構成とすることにより、帰還経路側の下流の受熱器のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００２０】
また、前記各受熱器における前記仕切板の前記開口部の合計開口面積は、最上流の前記受熱器が最も小さく、下流の前記受熱器になるほど大きくなる構成にしてもよい。
帰還内部経路とフィン部との間に設けた仕切板は、複数の開口部を有するので、帰還経路の液相冷媒は、流入口から帰還内部経路に流入し、仕切板に設けた開口部より受熱部内に流出する。
各受熱器における仕切板の開口部の合計開口面積は、最上流の受熱器が最も小さく、下流の受熱器になるほど大きくなるように構成されるため、最上流の受熱器においては合計開口面積が小さいので仕切板の開口部から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器になるほど合計開口面積が大きいので仕切板の開口部から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。結果として、各受熱器における仕切板の開口部の合計開口面積は、最上流の受熱器が最も小さく、下流の受熱器になるほど大きくなるように構成することにより、帰還経路側の下流の受熱器内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００２１】
また、前記各受熱器における前記帰還内部管路の前記開口部の合計開口面積は、最上流の前記受熱器が最も小さく、下流の前記受熱器になるほど大きくなる構成にしてもよい。
帰還内部管路は、複数の開口部を有するので、帰還経路の液相冷媒は、流入口から帰還内部管路に流入し、帰還内部管路に設けた開口部より受熱部内に流出する。
各受熱器における帰還内部管路の開口部の合計開口面積は、最上流の受熱器が最も小さく、下流の受熱器になるほど大きくなるように構成されるため、最上流の受熱器においては合計開口面積が小さいので仕切板の開口部から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器になるほど合計開口面積が大きいので帰還内部管路の開口部から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００２２】
結果として、各受熱器における帰還内部管路の開口部の合計開口面積は、最上流の受熱器が最も小さく、下流の受熱器になるほど大きくなるように構成することにより、帰還経路側の下流の受熱器内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００２３】
また、前記各受熱器における前記仕切板の前記開口部の個数は、最上流の前記受熱器が最も少なく、下流の前記受熱器になるほど多くなる構成にしてもよい。これにより、最上流の受熱器における仕切板の開口部の個数が最も少ないので仕切板の開口部から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器になるほど仕切板の開口部の個数が多いので仕切板の開口部から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。結果として、各受熱器における仕切板の開口部の個数は、最上流の受熱器が最も少なく、下流の受熱器になるほど多くなるように構成することにより、帰還経路側の下流の受熱器内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００２４】
また、前記各受熱器における前記帰還内部管路の前記開口部の個数は、最上流の前記受熱器が最も少なく、下流の前記受熱器になるほど多くなる構成にしてもよい。これにより、最上流の受熱器における帰還内部管路の開口部の個数が最も少ないので帰還内部管路の開口部から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器になるほど帰還内部管路の開口部の個数が多いので帰還内部管路の開口部から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００２５】
結果として、各受熱器における帰還内部管路の開口部の個数は、最上流の受熱器が最も少なく、下流の受熱器になるほど多くなるように構成することにより、帰還経路側の下流の受熱器内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００２６】
また、前記冷却装置において、前記受熱部の底面から距離を置いて前記発熱体を前記受熱板に設置する構成にしてもよい。
【００２７】
これにより、受熱部の底面から距離を置いて発熱体を受熱板に設置する構成とするため、受熱部の下部に設けた帰還内部経路内を流れる液相冷媒、すなわち、受熱部の底面を流れる液相冷媒は、発熱体から距離を置くこととなるため、発熱体から受熱しにくくなる。そのため、帰還内部経路内を流れる液相冷媒が受熱して気相冷媒となり、フィン部に流出して帰還内部経路の下流まで液相冷媒が行き渡らず、帰還経路側の受熱部の下流において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
結果として、受熱部の底面から距離を置いて発熱体を受熱板に設置する構成とすることにより、帰還経路側の受熱部の下流のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。  また、本発明の冷却装置を搭載した電子機器にしてもよい。帰還経路側の下流の受熱器内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を搭載した電子機器を提供することができる。
【００２８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態１の冷却装置を搭載した電子機器の概略図である。
【００３０】
図１に示すように、電子機器５０は、ケース５１内に複数の発熱体である発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９となる複数の電力用半導体素子と冷却装置１とが備えられている。
【００３１】
冷却装置１は、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９を冷却するための受熱部３と、放熱部４を備えており、放熱経路５と帰還経路６とにより受熱部３と放熱部４が連結されている。この構成により、冷却装置１は内部が密閉空間となり、図１では図示していないが、冷却装置１内は、減圧した上で、冷媒が封入されている。冷媒としては、フロン類、フッ素系溶剤類などが用いられるが、これらに限られない。受熱部３、放熱部４および後述するフィンであるフィンＡ２２、フィンＢ２３の材質は、アルミニウムが適しているが、これらに限られない。
【００３２】
冷却装置１は、放熱部４に冷媒により輸送した熱を冷却するための水冷チラー（図示なし）に接続されている。水冷チラーで冷却された冷却水を冷却水供給経路７から放熱部４に供給し、放熱部４において冷媒により輸送した熱を冷却水と熱交換することにより冷媒が冷却されて液相冷媒となる。受熱した冷却水は冷却水戻り経路８を経て水冷チラーに戻り水冷チラーにおいて冷却される。
【００３３】
本実施の形態では、水冷チラーによる水冷式としたが、冷却ファンによる空冷式、その他の方式であってもよい。
【００３４】
次に、上記構成における冷却装置１の基本的な仕組みについて説明する。
【００３５】
冷却装置１は、内部を減圧した後に冷媒を封入したものであり、冷却装置１内は、冷媒の作用により外部温度に応じた冷媒の飽和圧力となる。発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９の熱は受熱部３を介して冷媒に伝わり、冷媒が液相から気相へと変化することで、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９が冷却される。受熱部３内にて気化した冷媒は、未沸騰の液相の冷媒との気液二相の混相流となって、受熱部３から放熱経路５を通り放熱部４へと移動し、冷却水供給経路７より供給された冷却水により冷やされ再び液化し液相の冷媒となり帰還経路６を経て受熱部３に戻る。
【００３６】
よって、受熱部３内にて冷媒が気化し、気化した冷媒が放熱経路５を通過し放熱部４にて液化し、液化した冷媒が帰還経路６を通過し再び受熱部３内に供給されるサイクルが繰り返されることで、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９を冷却している。
【００３７】
帰還経路６は、放熱経路５より、経路の径を小さくする。これにより、帰還経路６の流路圧損が、放熱経路５の流路圧損より、高くなるので、冷媒が受熱部３から帰還経路６に逆流するのを抑制することができる。
【００３８】
図２は、本実施の形態の冷却装置１の受熱部３の外観を示す図である。
【００３９】
図３および図４は、本実施の形態の冷却装置１の受熱部３の分解斜視図である。
【００４０】
図５は、本実施の形態の冷却装置の受熱部のＸ−Ｘ´断面を示す図である。
【００４１】
図２、図３、図４に示すように、受熱部３は、前面および後面が最大面積の横長の直方体形状とする。
【００４２】
受熱部３は、前面および後面が垂直方向となるように設置する。前面には、発熱体群Ａ２８を設置する受熱板Ａ１５を設け、後面には、発熱体群Ｂ２９を設置する受熱板Ｂ１６を設ける。  なお、発熱体、受熱板、フィン他をそれぞれＡ，Ｂに分けているが、これは、各々が２つあることを意味し、特に記載がないかぎりＡ，Ｂに違いはない。
【００４３】
また、本実施の形態では、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９と受熱板Ａ１５、受熱板Ｂ１６とを受熱部３の前面および後面の両方に設けているが、前面または後面のいずれか一方に発熱体群Ａ２８と受熱板Ａ１５とを設ける構成としてもよい。（図示せず）
図５に示すように、発熱体群Ｂ２９を構成する発熱体Ｂａ４３、発熱体Ｂｂ４４、発熱体Ｂｃ４５を、受熱板Ｂ１６に接触させて熱的に接続する。図示しないが、発熱体群Ａ２８を構成する発熱体Ａａ４０、発熱体Ａｂ４１、発熱体Ａｃ４２を、受熱板Ａ１５に接触させて熱的に接続する。受熱板Ａ１５と受熱板Ｂ１６には、発熱体を固定するための固定用ネジ孔１９を適宜設けて、受熱板Ａ１５に発熱体群Ａ２８（発熱体Ａａ４０、発熱体Ａｂ４１、発熱体Ａｃ４２）を、受熱板Ｂ１６に発熱体群Ｂ２９（発熱体Ｂａ４３、発熱体Ｂｂ４４、発熱体Ｂｃ４５）をネジで固定する。２つの発熱体群Ａ２８と発熱体群Ｂ２９との間に、受熱部３が挟まれるように垂直方向に設置する。
【００４４】
横長の直方体形状である受熱部３の上部には放熱内部経路２５として空間を設け、下部には帰還内部経路２４として空間を設ける。
【００４５】
受熱部３の放熱内部経路２５と帰還内部経路２４との間の中央部をフィン部２とする。
【００４６】
受熱部３には、放熱経路５と放熱内部経路２５とを接続する流出口３１と、帰還経路６と帰還内部経路２４とを接続する流入口３０を設ける。
【００４７】
流出口３１と流入口３０とは、受熱部３の同一の側面に設ける。流出口３１と流入口３０とを設ける側面は、受熱板Ａ１５、受熱板Ｂ１６を設ける前面、後面をつなぐ側面である。
【００４８】
フィン部２には受熱板Ａ１５から、受熱部３の内部に突出する複数の平板状のフィンＡ２２を平行に並べて設け、受熱板Ｂ１６から、受熱部３の内部に突出する複数の平板状のフィンＢ２３を並行に並べて設ける。フィン間の冷媒の流路が上下方向となるようにフィンＡ２２およびフィンＢ２３を配置する。
【００４９】
帰還内部経路２４とフィン部２の間に仕切板３２を受熱部３の底面と平行に設ける。
【００５０】
仕切板３２には、複数の開口部３３設ける。
【００５１】
受熱部３の前面と後面、すなわち、受熱板Ａ１５と受熱板Ｂ１６との間に、フィンＡ２２およびフィンＢ２３と平行方向に１または複数の仕切壁３４を設ける。本実施の形態では、仕切壁３４を２つ設けている。仕切壁３４は、受熱部３の長手方向を略等分に区切るように配置する。仕切壁３４と受熱部３の内壁で囲まれた区画である受熱部３内のエリアを受熱器１１とする。本実施の形態では、３つの受熱器１１が形成される。
【００５２】
仕切壁３４には、受熱部３の上部にある放熱内部経路２５を貫通させる放熱内部経路開口３５と、下部にある帰還内部経路２４を貫通させる帰還内部経路開口３６を設ける。放熱内部経路開口３５および帰還内部経路開口３６は、仕切壁３４に開口部を実際に設けたものであっても、放熱内部経路２５および帰還内部経路２４を避けて仕切壁３４を設ける構造としたものであってもよい。
【００５３】
仕切板３２に設ける開口部は、１つの受熱器１１に少なくとも１つ以上設ける。
【００５４】
次に、仕切壁３４について説明する。
【００５５】
流入口３０および流出口３１を設置した側面側は流出口３１に続く放熱部４の作用により圧力が低くなるため、受熱部３内においてフィン部２に流出した冷媒は、圧力が低い流入口３０および流出口３１を設置した側面側に流れやすい。本実施の形態のように１つの受熱板に複数の発熱体を設ける場合は、受熱部３の横幅を大きくする場合がある。このような場合、流入口３０および流出口３１を設置した側面と、その対向する側面まのでの距離が長くなるため、受熱部３の横幅が小さい場合と比較して、流入口３０および流出口３１を設置した側面から遠い領域が多くなり、ドライアウトしやすい領域が多くなってしまう。そこで、受熱部３内を仕切壁３４により仕切ることにより、仕切られた空間内である受熱器１１に供給された冷媒は、その受熱器１１内のフィンＡ２２、フィンＢ２３を流れ、フィンＡ２２、フィンＢ２３と熱交換した後に放熱内部経路２５および仕切壁３４に設けた放熱内部経路開口３５を通って放熱経路５側に流れることとなる。従って、受熱部３の横幅が大きい場合であっても、流入口３０および流出口３１を設置した側面から遠い領域のドライアウトを抑制することができるものである。
【００５６】
次に、本実施の形態における特徴的な構成について説明する。
【００５７】
図５に示すように、受熱板Ｂ１６には発熱体群Ｂ２９（発熱体Ｂａ４３、発熱体Ｂｂ４４、発熱体Ｂｃ４５）を設置し、図示しないが、受熱板Ａ１５には発熱体群Ａ２８（発熱体Ａａ４０、発熱体Ａｂ４１、発熱体Ａｃ４２を設置するが、帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂｃ４５は、上流の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さいものとする。
【００５８】
すなわち、受熱板Ａ１５において、帰還経路６側から見た冷媒の流れの最下流に設置する発熱体Ｂｃ４５は、最下流よりも上流に設置する発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さいものである。
【００５９】
帰還内部経路２４とフィン部２との間に受熱部３の底面と平行に設けた仕切板３２は、複数の開口部３３を有するので、帰還経路６の液相冷媒は、流入口３０から帰還内部経路２４に流入し、仕切板３２に設けた開口部３３よりフィン部２に流出し、フィン部２に流出した液相冷媒は、上流側に設置した発熱体Ｂａ４３から発生した熱をフィンＢ２３から受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。
【００６０】
帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂｃ４５は、上流の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さい構成とするため、最下流の受熱器２１の温度は、上流側の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）の温度より低温となる。そのため、最下流の受熱器２１においては、上流側の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）より受熱する熱量が少ないため、液相冷媒が気相冷媒に変化し膨張する量も少ない。従って、最下流の受熱器２１内の圧力は、上流側の受熱器１１内（最上流の受熱器２０を含む）の圧力より低くなる。冷媒は、圧力の低い最下流の受熱器２１に流れやすくなるため、帰還経路６側の最下流の受熱器２１において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体Ａｃ４２から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００６１】
結果として、帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂｃ４５は、上流の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さい構成とすることにより、最下流の受熱器２１のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部３内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部３内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置１を提供することができるものである。
【００６２】
また、各受熱器１１における仕切板３２の開口部３３の合計開口面積は、最上流の受熱器２０が最も小さく、下流の受熱器１１になるほど大きくなる構成にしてもよい。
【００６３】
仕切板３２には、複数の開口部３３を設ける。放熱部４で冷却され液相となった液相冷媒は、帰還経路６を流れ、帰還経路６側の最上流の受熱部３の流入口３０から帰還内部経路２４に流入し、帰還内部経路２４に流入した液相冷媒は、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から発生した熱を受熱部３から受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。この圧力の高い二相の冷媒は、仕切板３２の複数の開口部３３からフィン部に流出し、フィンＡ２２およびフィンＢ２３の上下方向の隙間を上方向に流れて、フィンＡ２２およびフィンＢ２３の表面に液相冷媒を供給してフィンＡ２２およびフィンＢ２３から受熱しながら、放熱部４の作用で圧力の低い流出口３１に放熱内部経路２５を通って流れ込む。
【００６４】
最上流の受熱器２０より下流の受熱器１１（最下流の受熱器２１を含む）においては、液相冷媒は、帰還経路６から供給されるのではなく、１つ上流の受熱器１１で受熱器１１内に供給されずに残った液相冷媒が、仕切壁３４に設けた帰還内部経路開口３６より受熱器１１に供給される。それ以降は、最上流の受熱器２０における作用と同様である。
【００６５】
各受熱器１１における仕切板３２の開口部３３の合計開口面積は、最上流の受熱器２０が最も小さく、下流の受熱器１１になるほど大きくなるように設けるので、最上流の受熱器２０においては合計開口面積が小さいので仕切板３２の開口部３３から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器１１になるほど合計開口面積が大きいので仕切板３２の開口部３３から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器１１において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００６６】
結果として、各受熱器１１における仕切板３２の開口部３３の合計開口面積は、最上流の受熱器２０が最も小さく、下流の受熱器１１になるほど大きくなるように構成することにより、帰還経路６側の下流の受熱器１１内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器１１内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器１１内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００６７】
また、各受熱器１１における仕切板３２の開口部３３の個数は、最上流の受熱器２０が最も少なく、下流の受熱器１１になるほど多くなる構成にしてもよい。これにより、最上流の受熱器２０における仕切板３２の開口部３３の個数が最も少ないので帰還内部管路３７の開口部３３から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器１１になるほど開口部３３の個数が多いので帰還内部管路３７の開口部３３から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器１１において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。結果として、各受熱器１１における開口部３３の個数は、最上流の受熱器２０が最も少なく、下流の受熱器１１になるほど多くなるように構成することにより、帰還経路６側の下流の受熱器１１内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器１１内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器１１内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００６８】
また、冷却装置１において、受熱部３の底面から距離を置いて発熱体群Ａ２８と発熱体群Ｂ２９とを、それぞれ受熱板Ａ１５と受熱板Ｂ１６とに設置する構成にしてもよい。
【００６９】
これにより、受熱部３の下部に設けた帰還内部経路２４内を流れる液相冷媒、すなわち、受熱部３の底面を流れる液相冷媒は、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から距離を置くこととなるため、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から受熱しにくくなる。そのため、帰還内部経路２４内を流れる液相冷媒が受熱して気相冷媒となり、フィン部２に流出して帰還内部経路２４の下流まで液相冷媒が行き渡らず、帰還経路６側の受熱部３の下流において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
結果として、受熱部３の底面から距離を置いて発熱体群Ａ２８と発熱体群Ｂ２９とを、それぞれ受熱板Ａ１５と受熱板Ｂ１６とに設置する構成とすることにより、帰還経路６側の受熱部３の下流のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部３内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部３内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置１を提供することができるものである。
【００７０】
（実施の形態２）
図６は、本実施形態の冷却装置１の受熱部３の分解斜視図である。
【００７１】
図７は、本実施形態の冷却装置１の受熱部３のＸ−Ｘ´断面を示す図である。
【００７２】
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。
【００７３】
図６、図７に示すように、受熱部３の下部には、流入口３０に接続された帰還内部管路３７を設ける。放熱内部経路２５と帰還内部管路３７との間にフィン部２を設ける。放熱経路５と放熱内部経路２５とを接続する流出口３１と、帰還経路６と帰還内部管路３７とを接続する流入口とを設ける。
帰還内部管路３７には、複数の開口部３８を設ける。
【００７４】
受熱部３の前面と後面、すなわち、受熱板Ａ１５と受熱板Ｂ１６との間に、フィンＡ２２およびフィンＢ２３と平行方向に１または複数の仕切壁３４を設ける。本実施の形態では、仕切壁３４を２つ設けている。仕切壁３４は、受熱部３の長手方向を略等分に区切るように配置する。仕切壁３４と受熱部３の内壁で囲まれた区画である受熱部３内のエリアを受熱器１１とする。本実施の形態では、３つの受熱器１１が形成される。
仕切壁３４には、受熱部３の上部にある放熱内部経路２５を貫通させる放熱内部経路開口３５と、下部にある帰還内部管路３７を貫通させる帰還内部管路開口３９を設ける。放熱内部経路開口３５および帰還内部管路開口３９は、仕切壁３４に開口部を実際に設けたものであっても、放熱内部経路２５および帰還内部管路３７を避けて仕切壁３４を設ける構造としたものであってもよい。
【００７５】
帰還内部管路３７に設ける開口部３８は、１つの受熱器１１に少なくとも１つ以上設ける。
【００７６】
図７に示すように、受熱板Ｂ１６には発熱体群Ｂ２９（発熱体Ｂａ４３、発熱体Ｂｂ４４、発熱体Ｂｃ４５）を設置し、図示しないが、受熱板Ａ１５には発熱体群Ａ２８（発熱体Ａａ４０、発熱体Ａｂ４１、発熱体Ａｃ４２を設置するが、帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板Ａ１５を介して設置された発熱体Ａｃ４２は、上流の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）に受熱板Ａ１５を介して設置された発熱体Ａａ４０および発熱体Ａｂ４１より発熱量が小さいものとする。
【００７７】
すなわち、受熱板Ｂ１６において、帰還経路６側から見た冷媒の流れの最下流に設置する発熱体Ｂｃ４５は、最下流よりも上流に設置する発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さいものである。
【００７８】
帰還内部管路３７は、複数の開口部３８を有するので、帰還経路６の液相冷媒は、流入口３０から帰還内部管路３７に流入し、帰還内部管路３７に設けた開口部３８よりフィン部２に流出し、フィン部２に流出した液相冷媒は、上流側に設置した発熱体Ｂａ４３から発生した熱をフィンＢ２３から受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。
帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂｃ４５は、上流の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さい構成とするため、最下流の受熱器２１の温度は、上流側の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）の温度より低温となる。そのため、最下流の受熱器２１においては、上流側の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）より受熱する熱量が少ないため、液相冷媒が気相冷媒に変化し膨張する量も少ない。従って、最下流の受熱器２１内の圧力は、上流側の受熱器１１内（最上流の受熱器２０を含む）の圧力より低くなる。冷媒は、圧力の低い最下流の受熱器２１に流れやすくなるため、帰還経路６側の最下流の受熱器２１において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体Ｂｃ４５から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００７９】
また、帰還内部管路３７内を液相冷媒が流れるため、受熱器１１の底面を直接液相冷媒が流れる構成とする場合と比較して、帰還内部管路３７内に存在する液相冷媒が受熱器１１内の熱により加熱されにくく帰還内部管路３７内において液相冷媒が気化することにより帰還経路６側に逆流することを抑制することができる。
【００８０】
結果として、帰還経路６側の最下流の受熱器２１に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂｃ４５は、上流の受熱器１１（最上流の受熱器２０を含む）に受熱板Ｂ１６を介して設置された発熱体Ｂａ４３および発熱体Ｂｂ４４より発熱量が小さい構成とすることにより、最下流の受熱器２１のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱部３内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱部３内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置１を提供することができるものである。
【００８１】
また、各受熱器１１における帰還内部管路３７の開口部３８の合計開口面積は、最上流の受熱器２０が最も小さく、下流の受熱器１１になるほど大きくなる構成にしてもよい。
【００８２】
帰還内部管路３７には、複数の開口部３８を設ける。放熱部４で冷却され液相となった液相冷媒は、帰還経路６を流れ、帰還経路６側の最上流の受熱部３の流入口３０から帰還内部管路３７に流入し、帰還内部管路３７に流入した液相冷媒は、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から発生した熱を受熱部３から受熱して気相と液相の二相の冷媒となり、圧力が高い状態となる。これは、冷媒が液相から気相に変化するときに体積が膨張するためである。この圧力の高い二相の冷媒は、帰還内部管路３７の複数の開口部３８からフィン部に流出し、フィンＡ２２およびフィンＢ２３の上下方向の隙間を上方向に流れて、フィンＡ２２およびフィンＢ２３の表面に液相冷媒を供給してフィンＡ２２およびフィンＢ２３から受熱しながら、放熱部４の作用で圧力の低い流出口３１に放熱内部経路２５を通って流れ込む。
【００８３】
最上流の受熱器２０より下流の受熱器１１（最下流の受熱器２１を含む）においては、液相冷媒は、帰還経路６から供給されるのではなく、１つ上流の受熱器１１で受熱器１１内に供給されずに帰還内部管路３７残った液相冷媒が、仕切壁３４に設けた帰還内部管路開口３９を介して下流の受熱器１１の帰還内部管路３７に供給される。それ以降は、最上流の受熱器２０における作用と同様である。
【００８４】
各受熱器１１における帰還内部管路３７の開口部３８の合計開口面積は、最上流の受熱器２０が最も小さく、下流の受熱器１１になるほど大きくなるように設けるので、最上流の受熱器２０においては合計開口面積が小さいので帰還内部管路３７の開口部３８から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器１１になるほど合計開口面積が大きいので帰還内部管路３７の開口部３８から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器１１において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体群Ａ２８、発熱体群Ｂ２９から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。
【００８５】
結果として、各受熱器１１における帰還内部管路３７の開口部３８の合計開口面積は、最上流の受熱器２０が最も小さく、下流の受熱器１１になるほど大きくなるように構成することにより、帰還経路６側の下流の受熱器１１内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器１１内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器１１内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【００８６】
また、各受熱器１１における帰還内部管路３７の開口部３８の個数は、最上流の受熱器２０が最も少なく、下流の受熱器１１になるほど多くなる構成にしてもよい。これにより、最上流の受熱器２０における帰還内部管路３７の開口部３８の個数が最も少ないので帰還内部管路３７の開口部３８から液相冷媒が大量に流出することを抑制し、下流の受熱器１１になるほど開口部３８の個数が多いので帰還内部管路３７の開口部３８から液相冷媒が流出しやすくなる。これにより、下流の受熱器１１において、液相の冷媒の供給量が少なくなり、発熱体Ａ２８、発熱体Ｂ２９から発生する熱を冷媒で受熱することができず温度が上昇してしまうドライアウトの状態が発生することを抑制することができる。結果として、各受熱器１１における開口部３８の個数は、最上流の受熱器２０が最も少なく、下流の受熱器１１になるほど多くなるように構成することにより、帰還経路６側の下流の受熱器１１内のドライアウトを防ぎ、過剰な液相冷媒量にて受熱器１１内を満たす必要が無く、薄い液相冷媒の層を受熱器１１内に形成することができる冷却性能の高い冷却装置を提供することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上のように本発明にかかる冷却装置は、冷却性能が高いので、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、大規模集積回路（ＬＳＩ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、ダイオード等の電子部品を搭載した電子機器等の冷却装置として有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１    冷却装置
２    フィン部
３    受熱部
４    放熱部
５    放熱経路
６    帰還経路
７    冷却水供給経路
８    冷却水戻り経路
９    接触面Ａ
１０    接触面Ｂ
１１    受熱器
１５    受熱板Ａ
１６    受熱板Ｂ
１９    固定用ネジ孔
２０    最上流の受熱器
２１    最下流の受熱器
２２    フィンＡ
２３    フィンＢ
２４    帰還内部経路
２５    放熱内部経路
２８    発熱体群Ａ
２９    発熱体群Ｂ
３０    流入口
３１    流出口
３２    仕切板
３３    開口部
３４    仕切壁
３５    放熱内部経路開口
３６    帰還内部経路開口
３７    帰還内部管路
３８    開口部
３９    帰還内部管路開口
４０    発熱体Ａａ
４１    発熱体Ａｂ
４２    発熱体Ａｃ
４３    発熱体Ｂａ
４４    発熱体Ｂｂ
４５    発熱体Ｂｃ
５０    電子機器
５１    ケース
【図４】
2017058120.tif 000003
【図６】
2017058120.tif 000004
【図１】
2017058120.tif 000005
【図２】
2017058120.tif 000006
【図３】
2017058120.tif 000007
【図５】
2017058120.tif 000008
【図７】
2017058120.tif 000009
【図８】
2017058120.tif 000010