沸騰冷却器

【課題】孔食の発生を抑制し、信頼性の向上した沸騰冷却器を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、沸騰冷却器は、冷媒３８を収容した筐体３６を有し、発熱体から受熱する受熱部３２と、それぞれ筐体内の空間に連通した冷媒流路を内部に有し、互いに間隔を置いて並んで設けられた複数のコア部４２と、それぞれ隣り合うコア部間にこれらのコア部に接触して設けられた複数の放熱フィン４４と、隣り合う放熱フィンの間および前記隣り合うコア部間に規定され、外気が流れる通風路と、を備えている。放熱フィン４４は、コア部４２間を外気の流入側から流出側まで延びる平坦な平板状に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、発熱体を冷却する沸騰冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道車両の電力変装置等に用いる大容量の発熱素子を冷却する冷却器として、沸騰冷却器が用いられている。一般に、沸騰冷却器は、発熱体に接触して設けられる蒸発部と、この蒸発部の上部に設けられた凝縮部と、を備えている。蒸発部は例えば、偏平な箱状に形成され、その内部に冷媒が封入されている。蒸発部の底面に冷却対象となる発熱体、例えば、大容量の半導体素子が取り付けられる。凝縮部は、蒸発部に連通する複数の冷媒流路を形成した複数のコア部と、これらのコア部に接触して設けられた放熱フィンと、を有している。蒸発部が半導体素子から受熱して蒸発部内の冷媒が加熱されると、蒸発した冷媒が冷媒流路を昇流する。同時に、ファン等によりコア部の間および放熱フィンに冷却風を流すことにより、冷媒流路内を流れる冷媒の蒸気が冷却され、凝縮した後、蒸発部に戻る。このような沸騰サイクルを繰り返すことにより、半導体素子が冷却される。
【０００３】
冷却器の熱交換部分、特に、凝縮部は、放熱面積を大きくするために、コア部間に設けられた放熱フィンを通風方向に長くし、更に、ウェーブ構造としている。また、冷媒通路を形成しているコア部の壁あるいはプレートを薄くすることにより、冷却性能の向上を図っている。また、近年、沸騰冷却器の軽量化を図るため、コア部および放熱フィンをアルミニウム等の軽量金属により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鉄道車両に用いられる上記のようなアルミニウム製の沸騰冷却器は、経年的な汚損等による腐食（孔食）により、リークが発生し冷却能力を失われ温度異常として装置故障が発生する場合がある。放熱フィンがウェーブ構造等の凹凸を有することより、特に、放熱フィンが水平方向に延びる構造の冷却器では、冷却風と共に飛来してくる水や塵埃に含まれる腐食生成物質が放熱フィンの凹所に滞留、蓄積し、コア部を構成するプレートに経年的な孔食を発生させ、冷媒リークを発生させる。これにより、沸騰冷却器の寿命および信頼性が低下する。
孔食の進行を抑制するために、コア部のアルミニウムに表面処理を施したり、コア部の壁を厚くすることも考えられるが、この場合、冷却器の製造コストが増加する。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、孔食の発生を抑制し、信頼性の向上した沸騰冷却器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、沸騰冷却器は、冷媒を収容した筐体を有し、発熱体から受熱する受熱部と、それぞれ前記筐体内の空間に連通した冷媒流路を内部に有し、互いに間隔を置いて並んで設けられた複数のコア部と、それぞれ隣り合う前記コア部間にこれらのコア部に接触して設けられた複数の放熱フィンと、前記隣り合う放熱フィンの間および前記隣り合うコア部間に規定され、外気が流れる通風路と、を備え、前記放熱フィンは、前記コア部間を前記外気の流入側から流出側まで延びる平坦な平板状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る沸騰冷却器を備えた鉄道車両を概略的に示す断面。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る沸騰冷却器の正面図。
【図３】図３は、図２の線Ａ−Ａに沿った前記沸騰冷却器の断面図。
【図４】図４は、前記沸騰冷却器を拡大して示す断面図。
【図５】図５は、前記沸騰冷却器のコア部および放熱フィンを拡大して示す断面図。
【図６】図６は、前記沸騰冷却器の凝縮部を示す斜視図。
【図７】図７は、第１変形例に係る沸騰冷却器の凝縮部を示す斜視図。
【図８】図８は、第２変形例に係る沸騰冷却器の凝縮部を示す斜視図。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る沸騰冷却器の断面図。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る沸騰冷却器の断面図。
【図１１】図１１は、第４の実施形態に係る沸騰冷却器の断面図。
【図１２】図１２は、第５の実施形態に係る沸騰冷却器の正面図。
【図１３】図１３は、図１２の線Ｂ−Ｂに沿った前記沸騰冷却器の断面図。
【図１４】図１４は、第６の実施形態に係る沸騰冷却器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る沸騰冷却器について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る沸騰冷却器１０が設置された鉄道車両を示す断面図である。図１に示すように、鉄道車両は、車輪１２および車軸が設けられた図示しない台車と、台車上に支持された車体１４と、を備えている。車輪１２は軌道、すなわち、レール１３上に載置され、台車に取り付けられた図示しない電動機によって車輪１２を回転することにより、鉄道車両はレール１３上を走行する。
【００１０】
車体１４の床下には、発熱体として、例えば、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子２０を冷却する沸騰冷却器１０、および沸騰冷却器１０に冷却空気を供給するブロワー２２が設けられている。ブロワー２２の吸気側は、風道２３を介して、車両側面に形成された吸気口２４に連通している。ブロワー２２の排気側は、風道２６により沸騰冷却器１０の流入側に接続されている。沸騰冷却器１０の流出側は、風道２８を介して、車両側面に形成された排気口３０に連通している。ブロワー２２を駆動することにより、吸気口２４から外気が吸い込まれ、風道２３、２６を通して沸騰冷却器１０の後述する凝縮部に供給される。そして、冷却空気は凝縮部を通過してこれを冷却した後、風道２８を通して排気口３０から外部に排気される。
【００１１】
次に、沸騰冷却器１０について詳細に説明する。
図２は沸騰冷却器１０の正面図、図３は図２の線Ａ−Ａに沿った沸騰冷却器１０の断面図、図４は沸騰冷却器１０を拡大して示す断面図、図５は沸騰冷却器１０のコア部および放熱フィンを拡大して示す断面図、図６は、沸騰冷却器１０の凝縮部を示す斜視図である。
【００１２】
図２、図３、および図４に示すように、沸騰冷却器１０は、発熱体から受熱して冷媒を蒸発させる受熱部３２と、この蒸発部上に設けられ、蒸発した冷媒を凝縮する凝縮部３４と、を備えている。受熱部３２は、例えば、偏平な箱状に形成さ筐体３６を有し、この筐体の上板３６ａおよび下板３６ｂがほぼ水平に位置するように配置されている。筐体３６内には、冷媒３８として、例えば、パーフルオロカーボンの作動液が封入されている。また、筐体３６内には複数の仕切り壁４０が立設され、筐体内部を複数の領域に仕切っている。各仕切り壁４０は、上板３６ａおよび下板３６ｂ間を延び、筐体３６を補強している。各仕切り壁４０の下板３６ｂ側の端部には少なくとも１つの流通孔３７が形成され、筐体３６内の隣り合う領域は流通孔３７を通して互いに連通している。
【００１３】
冷却対象となるパワー半導体素子２０は、筐体３６の下板３６ｂ上に、直接、あるいは、図示しない回路基板を介して、載置されている。パワー半導体素子２０で発生した熱は、受熱部３２に受熱され、すなわち、パワー半導体素子２０で発生した熱は、筐体３６の下板３６ｂを介して冷媒３８に伝わり、この冷媒３８を加熱、蒸発させる。これにより、パワー半導体素子２０から熱が奪われて冷却される。
【００１４】
図２ないし図６に示すように、蒸発した冷媒を凝縮する凝縮部３４は、それぞれ筐体３６の上板３６ａ上に立設された複数のコア部４２、および隣り合うコア部間に設けられた複数の放熱フィン４４と、を備えている。各コア部４２は、隙間おいて対向するそれぞれ矩形状の一対の主壁４２ａと、これら主壁の上縁および両側縁を密閉した側壁４２ｂと、を有し、下端の開放した偏平な中空の平板状に形成されている。コア部４２の内部空間により冷媒流路４６が形成されている。各コア部４２は、伝熱性が高く、かつ、軽量な材料、例えば、アルミニウムの板により形成されている。なお、冷媒との接触面積を増やすように、主壁４２ａの内面に複数のフィンあるいはリブを設けてもよく、また、主壁内面をエッチング等により粗く表面処理してもよい。
【００１５】
各コア部４２は、筐体３６の上面にほぼ垂直に立設され、その下端が筐体３６の上板３６ａに固定されている。複数のコア部４２は、所定の間隔を置いて、互いにほぼ平行に対向するように並んで配設されている。コア部４２の下端開口は、上板３６ａに形成された連通孔４８を通して筐体３６の内部空間に連通している。これにより、コア部４２内の冷媒流路４６は、筐体３６の内部空間に気密に連通している。そして、筐体３６の内部空間および冷媒流路４６内は、真空に引かれ、この内部空間に冷媒３８が封入されている。
【００１６】
図２ないし図６に示すように、放熱フィン４４は、隣り合うコア部４２間に設けられ、これらコア部４２に接触している。本実施形態において、例えば、アルミニウムの薄板を鉛直方向に沿って蛇腹状に折り曲げ、各折曲げ部を両側のコア部４２の主壁４２ａ外面に固定することにより、隣り合うコア部４２間で、鉛直方向に隙間を置いて並んだ多数の放熱フィン４４が形成されている。各放熱フィン４４は、平坦な直線状に形成され、コア部４２間をほぼ水平に延びている。各放熱フィン４４の両側縁部が、例えば、ろう付けにより主壁４２ａの外面に固定されている。放熱フィン４４と主壁４２ａ表面との隙間は、ろう材により埋められている。
【００１７】
放熱フィン４４の下面、つまり、鉛直方向に関して、下側となる下面、には、複数の補強部材、例えば、補強バー５０が固定されている。各補強バー５０は、放熱フィン４４の幅方向、ここでは、コア部４２の主壁４２ａと直交する方向、に沿って延び、軸方向両端がそれぞれコア部４２の主壁４２ａに当接して、あるいは、主壁４２ａの近傍に位置している。複数の補強バー５０は、放熱フィン４４の長手方向に所定の間隔を置いて設けられている。なお、補強部材は、補強バーに限らず、補強リブ等を放熱フィン４４の下面に形成してもよい。いずれの場合でも、放熱フィン４４の上面は、凹凸の無い、平坦な平面に形成される。上記のような補強部材を放熱フィン４４の下面側に設けることにより、放熱フィン４４を補強し、隣り合う２つのコア部４２が互いに近づく方向の外力が作用した場合でも、放熱フィン４４の幅方向の座屈等を防止することがでいる。また、放熱フィン４４の間を流れる冷却風の流路に、補強バー５０からなる凸部を設けることにより、冷却風に乱流を生じさせ易くすることが、この乱流の発生により、冷却効率を向上することができる。
【００１８】
上記沸騰冷却器１０によれば、パワー半導体素子２０が動作し発熱すると、受熱部３２がパワー半導体素子２０から受熱して蒸発部内の冷媒３８が加熱される。これにより、冷媒３８が蒸発し、蒸発した冷媒は連通孔４８を通ってコア部４２内の冷媒流路４６を昇流する。同時に、ブロワー２２から冷却風が供給され、放熱フィン４４の間を通して冷却風が流れる。そして、この冷却風により、放熱フィン４４およびコア部４２の主壁４２ａから放熱され、冷媒流路４６内を流れる冷媒の蒸気が冷却され、凝縮する。凝縮した冷媒３８は、冷媒流路４６を通って受熱部３２に戻る。このような冷媒の沸騰サイクルを繰り返すことにより、パワー半導体素子２０が冷却される。
【００１９】
以上のように構成された沸騰冷却器１０によれば、放熱フィン４４は、凹凸のない平坦な平板状に形成されていることから、放熱フィン４４をほぼ水平に配置した場合でも、冷却風と共に飛来してくる水や塵埃に含まれる腐食生成物質が放熱フィン４４の上面に滞留、蓄積することがなくなる。そのため、腐食生成物質に起因するコア部の孔食を抑制し、冷媒リークの発生を防止することができる。これにより、信頼性および寿命の向上した沸騰冷却器が得られる。
【００２０】
また、放熱フィン４４を平坦にした場合でも、補強部材によって放熱フィンを補強することにより、放熱フィンの強度を確保し、座屈等の発生を防止することができる。この際、補強部材は、鉛直方向に対して下向きである放熱フィンの下面に設けられていることから、補強部材の部分に腐食生成物質が滞留、蓄積することは防止される。補強部材を設けることにより、放熱フィンの間を流れる冷却風に乱流を発生し易くすることができ、冷却風による放熱フィンおよびコア部の冷却効率を向上することができる。
【００２１】
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。なお、以下に説明する種々の変形例において、上述した第１の実施形態と同一構成部分は、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００２２】
（第１変形例）
図７は、第１変形例に係る沸騰冷却器の凝縮部３４を示している。第１変形例によれば、凝縮部３４の放熱フィン４４は、例えばアルミミニウムの細長い矩形状の薄板を断面がクランク状となるように折り曲げて形成されている。すなわち、薄板の両側部４４ａは、互いに異なる方向にほぼ９０度折曲げられ、薄板の両側部４４ａ間に位置する中央部分により、平坦で直線状に延びる放熱フィン４４を構成している。各側部４４ａには、それぞれ側縁に開口する複数の切欠き４５が形成され、これらの切欠き４５は、放熱フィン４４の長手方向に間隔をおいて並んで設けられている。
【００２３】
放熱フィン４４は、隣り合う２つのコア部４２間に配置され、両側部４４ａがコア部４２の主壁４２ａ外面にそれぞれ、例えば、ろう付けにより固定されている。放熱フィン４４は、２つのコア部４２間をほぼ水平に延びている。そして、コア部４２間の全域に亘り、複数の放熱フィン４４が、鉛直方向に隙間おいて重ねて配置されている。これにより、隣り合う放熱フィン４４間に、冷却風が流れる通風路が形成されている。
【００２４】
各放熱フィン４４の下面、つまり、鉛直方向に関して、下向きとなる下面、には、複数の補強部材、例えば、補強バー５０が固定されている。各補強バー５０は、放熱フィン４４の幅方向、ここでは、コア部４２の主壁４２ａと直交する方向、に沿って延び、軸方向両端がそれぞれコア部４２の主壁４２ａに当接して、あるいは、主壁４２ａの近傍に位置している。複数の補強バー５０は、放熱フィン４４の長手方向に所定の間隔を置いて設けられている。なお、補強部材は、補強バーに限らず、補強リブ等を放熱フィン４４の下面に形成してもよい。
【００２５】
上記のように構成された第１変形例に係る沸騰冷却器１０によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。放熱フィン４４は、平板を折り曲げて形成され、かつ、複数の放熱フィンを積み重ねて配置した構成とすることにより、凝縮部３４の製造、組立てを容易にすることができる。また、各放熱フィン４４の側部４５に切欠き４５を設けることにより、コア部４２の主壁４０ａと冷却風との接触を確保ことで、高い冷却性能を維持することができる。
【００２６】
（第２変形例）
図８は、第２変形例に係る沸騰冷却器の凝縮部３４を示している。第２変形例によれば、凝縮部３４の放熱フィン４４は、例えばアルミミニウムの細長い矩形状の薄板を断面がほぼＵ字状となるように折り曲げて形成されている。すなわち、薄板の両側部４４ａは、同一方向にほぼ９０度折曲げられ、薄板の両側部４４ａ間に位置する中央部分により、平坦で直線状に延びる放熱フィン４４を構成している。各側部４４ａには、それぞれ側縁に開口する複数の切欠き４５が形成され、これらの切欠き４５は、放熱フィン４４の長手方向に間隔をおいて並んで設けられている。
【００２７】
放熱フィン４４は、隣り合う２つのコア部４２間に配置され、両側部４４ａがコア部４２の主壁４２ａ外面にそれぞれ、例えば、ろう付けにより固定されている。放熱フィン４４は、２つのコア部４２間をほぼ水平に延びている。そして、コア部４２間の全域に亘り、複数の放熱フィン４４が、鉛直方向に隙間おいて重ねて配置されている。これにより、隣り合う放熱フィン４４間に、冷却風が流れる通風路が形成されている。
【００２８】
各放熱フィン４４の下面、つまり、鉛直方向に関して、下向きとなる下面、には、複数の補強部材、例えば、補強バー５０が固定されている。各補強バー５０は、放熱フィン４４の幅方向、ここでは、コア部４２の主壁４２ａと直交する方向、に沿って延び、軸方向両端がそれぞれコア部４２の主壁４２ａに当接して、あるいは、主壁４２ａの近傍に位置している。複数の補強バー５０は、放熱フィン４４の長手方向に所定の間隔を置いて設けられている。なお、補強部材は、補強バーに限らず、補強リブ等を放熱フィン４４の下面に形成してもよい。
【００２９】
上記のように構成された第２変形例に係る沸騰冷却器１０によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。放熱フィン４４は、平板を折り曲げて形成され、かつ、複数の放熱フィンを積み重ねて配置した構成とすることにより、凝縮部３４の製造、組立てを容易にすることができる。また、各放熱フィン４４の側部４５に切欠き４５を設けることにより、コア部４２の主壁４０ａと冷却風との接触を確保ことで、高い冷却性能を維持することができる。
【００３０】
次に、他の実施形態に係る沸騰冷却器について説明する。以下に説明する種々の実施形態において、上述した第１の実施形態と同一構成部分は、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００３１】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る沸騰冷却器１０の断面図である。第２の実施形態によれば、隣り合うコア部４２間に配設された複数の放熱フィン４４は、水平方向に対し傾斜して設けられている。各放熱フィン４４は、平坦な直線状に形成され、冷却風の流入側よりも流出側が低くなるように、傾斜して延びている。また、複数の放熱フィン４４は、所定の間隔を置いて、互いに平行に配置されている。各放熱フィン４４の下面には、第１の実施形態と同様の補強部材が固定されている。
【００３２】
以上のように構成された沸騰冷却器１０によれば、放熱フィン４４は、凹凸のない平坦な平板状に形成されていることから、冷却風と共に飛来してくる水や塵埃に含まれる腐食生成物質が放熱フィン４４の上面に滞留、蓄積することがなくなる。更に、放熱フィン４４を下流側に向かって下方に傾斜して配置することにより、腐食生成物質の放熱フィン４４の上面への滞留、蓄積を一層低減することが可能となる。これにより、腐食生成物質に起因するコア部の孔食を抑制し、冷媒リークの発生を防止することができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係る沸騰冷却器１０の断面図である。第３の実施形態によれば、隣り合うコア部４２間に配設された複数の放熱フィン４４は、それぞれ平坦な薄板で構成され、長手方向の中途部、例えば、ほぼ中央で折れ曲がり、Ｖ字状に形成されている。各放熱フィン４４は、その長手方向の屈曲部が最も高く、屈曲部の一方側の部分が屈曲部から流入端まで水平方向に対し、下方に傾斜して延び、屈曲部の他方側の部分が屈曲部から流出端まで水平方向に対し、下方に傾斜して延びている。また、複数の放熱フィン４４は、所定の間隔を置いて、互いに平行に配置されている。各放熱フィン４４の下面には、第１の実施形態と同様の補強部材を取り付けてもよい。
【００３４】
以上のように構成された沸騰冷却器１０によれば、放熱フィン４４は、凹凸のない平坦な平板状に形成されていることから、冷却風と共に飛来してくる水や塵埃に含まれる腐食生成物質が放熱フィン４４の上面に滞留、蓄積することがなくなる。また、放熱フィン４４は、その中央部から両側に向かって傾斜して延びていることから、隣り合う放熱フィン間を流れる冷却風に乱流を生じさせ易くすることができ、冷却効率の向上が可能となる。
【００３５】
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態に係る沸騰冷却器１０の断面図である。第４の実施形態によれば、隣り合うコア部４２間に配設された複数の放熱フィン４４は、波状に湾曲されたウェーブ構造の平板で構成されている。また、複数の放熱フィン４４は、水平方向に対し傾斜して設けられている。放熱フィン４４の傾斜度合いは、放熱フィン４４の波状の凹所の底から下流側に延びる斜面が、少なくとも水平になるか、あるいは、水平よりも鉛直方向下向きとなるように、設定されている。複数の放熱フィン４４は、所定の間隔を置いて、互いに平行に配置されている。放熱フィン４４を波状に形成されたウェーブ構造とした場合、放熱フィンの幅方向の強度が増加する。そのため、補強部材は省略してもよい。
【００３６】
以上のように構成された沸騰冷却器１０によれば、放熱フィン４４は、波状のウェーブ構造を有しているにも拘わらず、放熱フィンを傾斜して配置することにより、冷却風と共に飛来してくる水や塵埃に含まれる腐食生成物質が放熱フィン４４の凹所に滞留、蓄積することがなくなる。更に、放熱フィン４４を下流側に向かって下方に傾斜して配置することにより、腐食生成物質の放熱フィン４４の上面への滞留、蓄積を一層低減することが可能となる。これにより、腐食生成物質に起因するコア部の孔食を抑制し、冷媒リークの発生を防止することができる。
【００３７】
（第５の実施形態）
図１２および図１３は、第５の実施形態に係る沸騰冷却器１０を示している。第５の実施形態によれば、受熱部３２の筐体３６に複数の支持板５４が設けられている。各支持板５４は、筐体３６の上板３６ａと下板３６ｂとの間を延び、上板３６ａおよび下板３６ｂに接合されている。複数の支持板５４は、それぞれ発熱体である各パワー半導体素子２０と重なる位置に設けられている。
【００３８】
これらの支持板５４を設けることにより、受熱部３２の筐体３６を補強することができるとともに、受熱部３２における冷媒３８との熱伝達面積を増大し、冷却性能の向上を図ることができる。沸騰冷却器１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、その詳細な説明は省略する。
なお、筐体３６内に設けられる支持部材は、支持板に限らず、スタッドのような支持ポストとしてもよい。
【００３９】
（第６の実施形態）
図１４は、第６の実施形態に係る沸騰冷却器１０を示している。第６の実施形態によれば、凝縮部３４を構成する複数のコア部４２は、それぞれ受熱部３２の筐体３６と平行に、ここでは、水平に設けられている。複数のコア部４２は、互いに、鉛直方向に間隔をおいて、積層されている。また、凝縮部３４は、コア部４２の両端側に鉛直方向に立設された１対の端コア部４３を有し、これら端コア部４３の下端は、筐体３６の上板３６ａに固定されている。各端コア部４３は、コア部４２と同様に、例えば、アルミニウムの板により、下端が開口した偏平な箱状に形成されている。各端コア部４３内に形成された冷媒流路５８は、筐体３６の内部空間に連通しているとともに、複数のコア部４２内の冷媒流路４６に連通している。
【００４０】
上下に隣り合う２つのコア部４２間に、複数の放熱フィン４４が設けられ、コア部４２の主壁４２ａの表面に接合されている。放熱フィン４４は、例えば、アルミニウムの平坦な薄板により形成され、図１４の紙面と直交する方向に直線状に延びている。放熱フィン４４の平坦な表面は、２つのコア部４２間を鉛直方向に沿って延在している。そして、複数の放熱フィン４４は、互いに所定の隙間を置いて、水平方向に並んで設けられている。
【００４１】
本実施形態において、水平に配設された各コア部４２を構成する一対の主壁４２ａは、放熱フィン４４の鉛直方向（重力方向）下方に位置する主壁４２ａの板厚Ｔ１を、鉛直方向上方に位置する主壁４２ａの板厚Ｔ２よりも厚く形成している。
【００４２】
このように構成された沸騰冷却器１０によれば、放熱フィン４４は、凹凸のない平坦な平板状に形成されていることから、冷却風と共に飛来してくる水や塵埃に含まれる腐食生成物質が放熱フィン４４の表面に滞留、蓄積し難くなる。そのため、腐食生成物質に起因するコア部の孔食を抑制し、冷媒リークの発生を防止することができる。また、コア部４２を構成する主壁４２ａの内、放熱フィン４４の下側、つまり、腐食生成物の滞留しやすい側に位置する主壁４２ａを厚くすることにより、腐食生成物への耐腐食性を向上することができる。
なお、第６の実施形態において、コア部４２は、水平に設ける構成に限らず、水平方向に対し傾斜して配置してもよい。
【００４３】
以上の詳述したように、第１の実施形態、第１、第２変形例、および第２ないし第６の実施形態によれば、孔食の発生を抑制し、信頼性および寿命の向上した沸騰冷却器を提供することができる。
【００４４】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【００４５】
例えば、沸騰冷却器による冷却対象は、パワー半導体素子に限らず、他の種々の発熱体に適用することができる。受熱部を構成する筐体の形状は、実施形態に限定されることなく、種々変更可能である。使用する冷媒の種類は、適宜選択可能である。冷却器を構成する材料は、アルミニウムに限定されることなく、種々選択可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…沸騰冷却器、２２…ブロワー、２０…パワー半導体素子、３２…受熱部、
３６筐体、３８…冷媒、４２…コア部、４２ａ…主壁、４２ｂ…側壁、
４３…端コア部、４４…放熱フィン、４６…冷媒流路、５０…補強バー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を収容した筐体を有し、発熱体から受熱する受熱部と、
それぞれ前記筐体内の空間に連通した冷媒流路を内部に有し、互いに間隔を置いて並んで設けられた複数のコア部と、
それぞれ隣り合う前記コア部間にこれらのコア部に接触して設けられた複数の放熱フィンと、
前記隣り合う放熱フィンの間および前記隣り合うコア部間に規定され、外気が流れる通風路と、を備え、
前記放熱フィンは、前記コア部間を前記外気の流入側から流出側まで延びる平坦な平板状に形成されている沸騰冷却器。
【請求項２】
前記放熱フィンは、鉛直方向に上向きの平坦な上面と、鉛直方向に下向きの下面と、前記下面に固定され前記コア部間を延びる補強部材と、を備えている請求項１に記載の沸騰冷却器。
【請求項３】
前記放熱フィンは、水平方向に沿って配置されている請求項１又は２に記載の沸騰冷却器。
【請求項４】
前記放熱フィンは、水平方向に対し傾斜して配置されている請求項１又は２に記載の沸騰冷却器。
【請求項５】
前記放熱フィンは、中途部で屈曲し、この屈曲部の一方側部分は、屈曲部から前記外気の流入端まで水平方向に対し傾斜して延び、前記屈曲部の他方側部分は、屈曲部から前記外気の流出端まで水平方向に対し傾斜して延びている請求項１又は２に記載の沸騰冷却器。
【請求項６】
前記筐体は、前記発熱体と重なる位置で筐体内に設けられ、前記筐体を補強する複数の支持部材を備えている請求項１に記載の沸騰冷却器。
【請求項７】
前記各コア部は、それぞれ金属板で構成され互いに隙間を置いて対向する一対の主壁と、前記主壁の側縁を閉じる複数の側壁と、を有し、
前記コア部は、水平あるいは水平方向に対し傾斜して設けられ、
前記コア部の一対の主壁の内、前記放熱フィンの鉛直方向下方に位置する主壁は、他方の主壁よりも厚い板厚を有している請求項１に記載の沸騰冷却器。
【請求項８】
冷媒を収容した筐体を有し、発熱体から受熱する受熱部と、
それぞれ前記筐体内の空間に連通した冷媒流路を内部に有し、互いに間隔を置いて並んで設けられた複数のコア部と、
それぞれ隣り合う前記コア部間にこれらのコア部に接触して設けられた複数の放熱フィンと、
前記隣り合う放熱フィンの間および前記隣り合うコア部間に規定され、外気が流れる通風路と、を備え、
前記放熱フィンは、前記コア部間を前記外気の流入側から流出側まで延びる波状に湾曲した平板で形成され、前記放熱フィンの波状の凹所の底から下流側に延びる斜面が、少なくとも水平か、あるいは、水平よりも鉛直方向下向きとなるように、傾斜して配置されている沸騰冷却器。

【図１】