JP2016145667A - 冷却器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の自励振動を伴い発熱体を冷却する冷却器であって、蒸気保持部の配置によって蒸気保持部内での蒸気冷媒の凝縮を抑えることが可能な冷却器を提供する。
【解決手段】蒸気保持部２２は加熱部１４の内側に配置されていると共に、蒸気保持部２２の少なくとも一部が発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられている。従って、蒸気保持部２２に対する冷却器１０の外部環境温度の影響を抑えることができる。そのため、その外部環境温度の影響に起因した蒸気保持部空間２２ａ内の冷媒温度の低下を防止することが可能であり、延いては、その蒸気保持部空間２２ａ内の蒸気冷媒の凝縮を防止することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒を用いて発熱体を冷却する冷却器に関するものである。

作動流体が封入された流体容器内のその作動流体を加熱する加熱部と、その加熱部により加熱され気化した蒸気を冷却する冷却部とを有する蒸気エンジンが、特許文献１に開示されている。その特許文献１の蒸気エンジンは、蒸気の膨脹圧力により液体を流動変位させて機械的エネルギを出力するとともに、蒸気を冷却部にて冷却して液化することにより流体容器内の作動流体を自励振動変位させる。

また、流体容器において、加熱部に対して冷却部側とは反対側にガス室が設けられており、そのガス室には不活性ガスが封入されている。また、そのガス室は外部環境に晒されている。

特許第４４１１８２９号公報

特許文献１の蒸気エンジンは、上述のように機械的エネルギを出力するものであるが、特許文献１のような蒸気エンジンを、機械的エネルギを得ることとは別の目的に活用することができる。例えば、発明者らは、加熱部から冷却部への熱移動が流体容器内での作動流体の自励振動変位により促進されるので、冷却すべき発熱体で加熱部の発熱源を構成したとすれば、その発熱体を冷却するための冷媒として流体容器内の作動流体を用いることができると考えた。すなわち、特許文献１の蒸気エンジンを、その発熱体を冷却する冷却器として活用することが可能であると考えた。

また、この特許文献１の蒸気エンジンのような構成を有する冷却器では、加熱部に対して冷却部側とは反対側に接続されたガス室に不活性ガスを封入せずに、そのガス室を、加熱部で気化された蒸気冷媒を保持する蒸気保持部として機能させることができる。そのようにした場合、その冷却器の蒸気保持部は、液冷媒を加熱部において冷却部から遠い側の端にまで流入させる役割を果たし、それにより、自励振動１サイクル当たりの蒸気冷媒の発生量を増加させる。

逆に、冷却器において、例えば仮に蒸気保持部を廃止したとすれば、冷媒が冷却部から加熱部に流入してすぐに発生した蒸気冷媒によって加熱部内の圧力が上昇し、その圧力上昇に起因して、冷却部から加熱部へ流入する液冷媒を冷却部から遠い側の端にまで流入させることができなくなる。また、蒸気保持部を廃止すると共に加熱部の体積を大きくしたとしても、その場合、蒸気冷媒の発生量は増加するものの、加熱部で発生した蒸気冷媒は、加熱部において冷却部から遠い側の端に溜まり、結局、その遠い側の端にまで液冷媒を流入させることができない。

一方で、冷却器が蒸気保持部を備えていればそれで十分かと言えば、そうとは言えない。例えば、冷却器が蒸気保持部を備えていても、その蒸気保持部が、加熱部よりも低い温度の外部環境に晒された状態にあるとすれば、蒸気保持部の内部において蒸気冷媒が凝縮して液冷媒となってしまう。その結果、蒸気保持部の内部がその液冷媒で満たされることに起因して、蒸気保持部は、蒸気冷媒を保持するという役割を果たさなくなる。

このようなことから、蒸気保持部の内部での蒸気冷媒の凝縮を防止する必要があると考えられる。そして、その蒸気保持部の内部における蒸気冷媒の凝縮を防止する方法としては、蒸気保持部を断熱材で覆うこと、またはヒータによって蒸気保持部を加熱すること等の蒸気保持部の内部の温度低下を防止する方法が考えられる。しかしながら、そのような温度低下を防止する方法を採用することは、冷却器における部品点数の増加や冷却器の複雑化を招き、延いてはコストアップにつながるので望ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、冷媒の自励振動を伴い発熱体を冷却する冷却器であって、蒸気保持部の配置によって蒸気保持部内での蒸気冷媒の凝縮を抑えることが可能な冷却器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷却器の発明では、冷媒が入っている加熱部空間（１４ａ）が形成されており、発熱体（１２１、１２２）の熱を加熱部空間内の冷媒へ放熱させることによりその冷媒を加熱し気化させる加熱部（１４）と、
加熱部空間へ連通している冷却部空間（１６ａ）が形成されており、加熱部で気化され冷却部空間へ流入してきた冷媒を冷却して液化させる冷却部（１６）と、
冷却部空間へ連通している吸収部空間（１８ａ）が形成されており、その吸収部空間の膨張と収縮とによって冷媒の加熱および冷却による体積変化を吸収する吸収部（１８）と、
気体の冷媒を通す蒸気連通流路（２２２ａ、２２３ａ）とその蒸気連通流路を介して加熱部空間へ連通している蒸気保持部空間（２２ａ）とが形成されており、加熱部で気化された冷媒を蒸気保持部空間内に保持する蒸気保持部（２２）とを備え、
加熱部および冷却部は、冷媒に気化と液化とを繰り返させることにより、加熱部空間から冷却部空間にわたる空間（１４ａ、１６ａ）にて冷媒を自励振動させ、
蒸気保持部は加熱部の内側に配置されていることを特徴とする。

上述の発明によれば、蒸気保持部は加熱部の内側に配置されているので、蒸気保持部に対する冷却器の外部環境温度の影響を抑えることができる。従って、その外部環境温度の影響に起因した蒸気保持部空間内の冷媒温度の低下を抑えることが可能である。すなわち、蒸気保持部内での蒸気冷媒の凝縮を抑えることが可能である。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図である。 図１のII−II断面図である。 図１の冷却器１０のうち加熱部１４、蒸気保持部２２、および発熱体１２１、１２２を抜粋して示した抜粋図である。 伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第１の変形例を示した図であって、図３に相当する図である。 伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第２の変形例を示した図であって、図３に相当する図である。 伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第３の変形例を示した図であって、図３に相当する図である。 伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第４の変形例を示した図であって、図１に相当する図である。 伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第５の変形例を示した図であって、図１に相当する図である。 第１実施形態に対する比較例として、蒸気保持部２２が外部に露出して設けられた冷却器１０の一例を示した図であって、図１に相当する図である。 第２実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図であって、図１に相当する図である。 第２実施形態において開口孔２２１ａおよび介在板１４６の近傍を図１０から抜粋した部分断面図であって、液冷媒が冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａへ流れてきた際の液冷媒流れを示す図である。 図１１と同様にして図１０からその一部分を抜粋した部分断面図であって、蒸気保持部空間２２ａ内の液冷媒が開口孔２２１ａから加熱部空間１４ａへ流出する際の液冷媒流れを示す図である。 第３実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図であって、図１に相当する図である。 第４実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図であって、図１に相当する図である。 図１４のXV−XV断面図であって、図２に相当する図である。 蒸気保持部２２の外形形状が図１のものとは異なる第１実施形態の変形例において、その異なる外形形状を示した図である。 蒸気保持部２２の外形形状が図１および図１６のものとは異なる第１実施形態の変形例において、その異なる外形形状を示した図である。 図１に示す２つの発熱体１２１、１２２のうち第２の発熱体１２２だけが設けられる構成の第１実施形態の変形例において、冷却器１０のうち加熱部１４、蒸気保持部２２、および第２の発熱体１２２を抜粋して示した抜粋図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す図であり、断面図示されている。図１に示すように、冷却器１０は、加熱部１４、冷却部１６、体積変化吸収部１８、加圧部２０、および蒸気保持部２２等を備えている。冷却器１０は、その冷却器１０内に封入された冷媒を利用して発熱体１２１、１２２を冷却する。詳細に言えば、冷却器１０は、冷却器１０内に封入された冷媒を冷媒振動方向ＤＲｖに沿って自励振動させることにより、加熱部１４の熱源である発熱体１２１、１２２の熱を加熱部１４から冷却部１６へ移動させて冷却部１６から外部へと放熱する。冷却器１０内に封入された冷媒は、常温では液体で、発熱体１２１、１２２により加熱されることにより冷却器１０内にて沸騰する流体である。

発熱体１２１、１２２は発熱するものであり、冷却器１０によって冷却される部材である。具体的に発熱体１２１、１２２は、冷却が必要な半導体素子などである。一例を挙げれば、インバータの半導体素子モジュールである。本実施形態では、発熱体１２１、１２２は２つ設けられており、加熱部１４の外側に取り付けられ固定されている。そして、発熱体１２１、１２２はそれぞれ、発熱体１２１、１２２の熱を加熱部１４へ伝える伝熱面１２１ａ、１２２ａを有している。

加熱部１４の内部には加熱部空間１４ａが形成されている。その加熱部空間１４ａは冷媒で満たされている。そして、加熱部１４は、発熱体１２１、１２２の熱を加熱部空間１４ａ内の冷媒へ放熱させることにより、その冷媒を加熱し沸騰気化させる。

詳細には図１とその図１のII−II断面図である図２とに示すように、加熱部１４は箱状の加熱部壁１４１を備えており、その加熱部壁１４１の内側に加熱部空間１４ａが形成されている。箱状である加熱部壁１４１は、冷媒振動方向ＤＲｖに直交する冷媒振動交差方向ＤＲｃにおいて一方側に設けられた第１側壁部１４１ａと、他方側に設けられた第２側壁部１４１ｂとを含んでいる。

第１側壁部１４１ａには、２つの発熱体１２１、１２２のうちの第１の発熱体１２１が接触しており、第１側壁部１４１ａのうち第１の発熱体１２１が接触している範囲は、第１の発熱体１２１の伝熱面１２１ａに接触しその伝熱面１２１ａから発熱体１２１の熱を受ける受熱部１４１ｃとして機能する。そして、加熱部１４は複数の第１介装部１４２を備えている。その複数の第１介装部１４２はそれぞれ、第１側壁部１４１ａに含まれる受熱部１４１ｃと加熱部１４の内側に配置された蒸気保持部２２との間に設けられ、その受熱部１４１ｃと蒸気保持部２２とに接続されている。

これと同様に、第２側壁部１４１ｂには、２つの発熱体１２１、１２２のうちの第２の発熱体１２２が接触しており、第２側壁部１４１ｂのうち第２の発熱体１２２が接触している範囲は、第２の発熱体１２２の伝熱面１２２ａに接触しその伝熱面１２２ａから発熱体１２２の熱を受ける受熱部１４１ｄとして機能する。そして、加熱部１４は複数の第２介装部１４３を備えている。その複数の第２介装部１４３はそれぞれ、第２側壁部１４１ｂに含まれる受熱部１４１ｄと蒸気保持部２２との間に設けられ、その受熱部１４１ｄと蒸気保持部２２とに接続されている。なお、発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａから受熱部１４１ｃ、１４１ｄへの熱の伝わりを良くするために、伝熱面１２１ａ、１２２ａは、その伝熱面１２１ａ、１２２ａに塗布されたグリスを介して受熱部１４１ｃ、１４１ｄに接触していても差し支えない。

具体的に、加熱部壁１４１、第１介装部１４２、第２介装部１４３、および蒸気保持部２２の外壁を成す蒸気保持部壁２２１は、例えば熱伝導性の良い金属により一体成形され又はロウ付けされる等して、一体的に形成されている。そのため、加熱部１４のそれぞれの受熱部１４１ｃ、１４１ｄは蒸気保持部２２と熱的に接触している。すなわち、第１介装部１４２は、第１の発熱体１２１の熱を第１側壁部１４１ａに含まれる受熱部１４１ｃから蒸気保持部２２へ伝導すると共に、第２介装部１４３は、第２の発熱体１２２の熱を第２側壁部１４１ｂに含まれる受熱部１４１ｄから蒸気保持部２２へ伝導する。要するに、発熱体１２１、１２２の熱は、受熱部１４１ｃ、１４１ｄから、金属などの固体を伝わって蒸気保持部２２に至る。

また、第１介装部１４２および第２介装部１４３は何れもリブ形状を成しており、冷媒振動方向ＤＲｖへ延びるように設けられている。これにより、第１介装部１４２および第２介装部１４３は、加熱部空間１４ａ内において冷媒の自励振動を妨げないようになっている。

また、図１に示すように、冷媒振動方向ＤＲｖにおける加熱部空間１４ａの冷却部１６側の端である一端は冷却部１６の冷却部空間１６ａに連通しているが、加熱部空間１４ａの他端は閉塞されている。すなわち、加熱部壁１４１は、加熱部空間１４ａを冷却部空間１６ａへ開口させている開口部１４１ｅを有し、その開口部１４１ｅ側の反対側では加熱部空間１４ａを塞ぐ壁となっている。

冷却部１６の内部には、加熱部空間１４ａと連通している冷却部空間１６ａが形成されている。言い換えれば、冷却部空間１６ａは、加熱部空間１４ａへ連通する連通端１６ｂを、冷媒振動方向ＤＲｖにおける加熱部１４側に有している。そして、冷却部１６は、加熱部１４で気化され冷却部空間１６ａへ流入してきた気体の冷媒を冷却して液化させる。具体的に冷却部１６は、冷却部壁１６１と冷却装置１６２とを備えている。冷却部１６は、加熱部１４に対し冷媒振動方向ＤＲｖの一方に並んで配置されている。

冷却部壁１６１は管状の形状を成しており、その内側に冷却部空間１６ａが形成されている。冷却装置１６２は、冷却部壁１６１の周りに設けられた多数の冷却フィン１６２ａから構成されている。そして、冷却装置１６２は、冷却部空間１６ａ内の冷媒を、冷却器１０外部の空気である外気と熱交換させることにより冷却する。

冷却部壁１６１は、高い放熱性能が得られるように薄肉に形成され、例えばアルミニウム合金等の熱伝導性の良い金属で構成されている。また、冷却部壁１６１、冷却装置１６２、および加熱部壁１４１は一体となって、冷媒が収容される１つの冷媒容器を構成している。

冷却部空間１６ａは管状に形成された空間であり、冷媒振動方向ＤＲｖに直交する管路断面積が極めて小さい管路で構成されている。そのため、冷却部空間１６ａ内に冷媒の気液界面２６が存在する場合には、その気液界面２６は重力方向に拘わらず、冷媒の表面張力により、冷媒振動方向ＤＲｖの加熱部１４側を向くように維持される。そして、冷媒振動方向ＤＲｖにおいて、気液界面２６を境に加熱部１４側には蒸気冷媒（すなわち気体の冷媒）が存在し、その反対側には液冷媒（すなわち液体の冷媒）が存在する。

例えば、冷媒が加熱部１４で加熱されることにより、気体になった冷媒の体積が増すほど、冷却部空間１６ａ内において気液界面２６は、加熱部空間１４ａから遠ざかる方向すなわち図１の左方向に移動する。そうすると、冷却部１６は、液冷媒も冷却するが、それと共に、加熱部１４で気化された蒸気冷媒も冷却し凝縮させる。

体積変化吸収部１８は、一軸方向または略一軸方向へ伸縮する伸縮部材で構成されており、冷却器１０内に封入された冷媒の体積変化を吸収する吸収部として機能する。その体積変化吸収部１８の伸縮方向である上記一軸方向は、本実施形態では冷媒振動方向ＤＲｖと同じである。体積変化吸収部１８は、例えばベローズまたは蛇腹等で伸縮可能に構成されている。

詳細には、体積変化吸収部１８の内側に吸収部空間１８ａが形成されており、その吸収部空間１８ａは、冷媒振動方向ＤＲｖにおける冷却部空間１６ａの連通端１６ｂ側とは反対側の端部に連通している。そして、体積変化吸収部１８は、吸収部空間１８ａの膨張と収縮とによって冷媒の加熱および冷却による体積変化を吸収する。

体積変化吸収部１８のうち冷却部１６側の端部である接続端１８ｂは冷却部壁１６１に対して気密に固定されており、接続端１８ｂの反対側は閉塞された閉塞端１８ｃとなっている。従って、吸収部空間１８ａ、上述の加熱部空間１４ａ、冷却部空間１６ａ、および蒸気保持部壁２２１の内側に形成された蒸気保持部空間２２ａは全体として、冷媒が封入された一空間としての気密な冷媒封入空間３２を構成しており、その冷媒封入空間３２は常に冷媒で満たされている。また、吸収部空間１８ａは、例えば冷媒の自励振動中であっても常に液冷媒で満たされている。

そして、冷却部空間１６ａ内の冷媒が吸収部空間１８ａ内へ流入すると、吸収部空間１８ａが伸びて体積変化吸収部１８の閉塞端１８ｃが冷媒振動方向ＤＲｖで冷却部１６から離れる側へ移動する。逆に、吸収部空間１８ａが縮んで体積変化吸収部１８の閉塞端１８ｃが冷媒振動方向ＤＲｖで冷却部１６へ近づく側へ移動すると、吸収部空間１８ａ内の冷媒が冷却部空間１６ａ内へ流出する。

加圧部２０は、吸収部空間１８ａを収縮させる向きに体積変化吸収部１８を加圧する。具体的に、加圧部２０は、体積変化吸収部１８を取り囲む加圧壁２０１を有しており、その体積変化吸収部１８と加圧壁２０１との間には加圧空間２０ａが形成されている。そして、その加圧空間２０ａは気密に形成され、加圧空間２０ａには、予め実験的に定められたガス圧の加圧ガスが封入されている。そのため、自励振動する冷媒の圧力が、加圧空間２０ａの加圧ガスによって高められる。このように構成された加圧部２０および体積変化吸収部１８は、冷却器１０の中で機械的な動作を行う駆動部２１となっている。

蒸気保持部２２は、蒸気保持部２２が有する蒸気保持部壁２２１の内側に形成された蒸気保持部空間２２ａ内に、加熱部１４で気化された冷媒を一時的に保持する。詳細には、蒸気保持部２２は加熱部１４の内側すなわち加熱部空間１４ａの内側に配置されている。言い換えれば、蒸気保持部２２は加熱部空間１４ａに取り囲まれるように配置されている。従って、蒸気保持部２２の蒸気保持部壁２２１は蒸気保持部空間２２ａと加熱部空間１４ａとを隔てる壁となっている。

蒸気保持部壁２２１は、その蒸気保持部空間２２ａと加熱部空間１４ａとを隔てる壁の一部として、加熱部壁１４１の開口部１４１ｅと加熱部１４の中心位置Ｐｃとを結ぶ方向すなわち冷媒振動方向ＤＲｖに拡がる側壁２２２、２２３を有している。また、蒸気保持部壁２２１は、冷媒振動方向ＤＲｖにおいて側壁２２２、２２３よりも開口部１４１ｅ側が開口部１４１ｅへ近いほど細くなるように形成されている。これにより、冷媒が自励振動中に冷媒振動方向ＤＲｖへ滑らかに流れるようになっている。なお、上記加熱部１４の中心位置Ｐｃは、例えば、加熱部１４の重心位置であっても、加熱部空間１４ａの重心位置であってもよいし、或いは、加熱部１４および加熱部空間１４ａが直方体形状を成しているので、その直方体形状の互いに直交する３辺の中心になる位置であってもよい。

蒸気保持部壁２２１に含まれる側壁２２２、２２３には、冷媒振動交差方向ＤＲｃへ貫通し気体の冷媒（すなわち蒸気冷媒）を通す蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａがそれぞれ形成されている。従って、蒸気保持部空間２２ａは蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａを介して加熱部空間１４ａへ連通している。

また、蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、蒸気保持部２２の中で加熱部１４の中心位置Ｐｃに対し加熱部壁１４１の開口部１４１ｅから遠い側に設けられている。蒸気保持部空間２２ａは、蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａへ連通していることを除けば密閉空間となっている。

また、蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、例えば蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａ内の冷媒流れ方向に直交する通路断面の面積が極小さいスリット状の微細孔であり、冷媒が自励振動する自励振動作動域（例えば２〜１０Ｈｚ程度）において、蒸気冷媒は通過できるが液冷媒は通過できない程度の流路抵抗を持つように形成されている。すなわち、蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、蒸気冷媒の通過を許容する一方で液冷媒の通過を止めるように形成された微細流路である。なお、蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは液冷媒の通過を止めるものであるが、上述のように流路抵抗によって液冷媒の通過を止めるので、液冷媒の通過を完全に阻止できるものではない。

ここで、蒸気保持部２２と発熱体１２１、１２２との位置関係について説明すると、蒸気保持部２２は、図３に示すように、蒸気保持部２２の一部が発熱体１２１、１２２の各伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向（本実施形態では冷媒振動交差方向ＤＲｃと同じ）に重ねて設けられている。言い換えれば、蒸気保持部２２の一部が、伝熱面１２１ａ、１２２ａの少なくとも何れかに対し上記法線方向に重なる範囲内すなわち伝熱面重複範囲Ｗｏｖ内に入っている。

図３は、図１の冷却器１０のうち加熱部１４、蒸気保持部２２、および発熱体１２１、１２２を抜粋して示した抜粋図である。本実施形態では、図３から判るように、蒸気保持部２２の殆どが伝熱面重複範囲Ｗｏｖ内に入っている。

なお、蒸気保持部２２と発熱体１２１、１２２との位置関係は、本実施形態とは異なる図４に示すような位置関係でもよい。図４では、発熱体１２２が１つであり、その発熱体１２２の伝熱面１２２ａに対しそれの法線方向に重なる範囲が伝熱面重複範囲Ｗｏｖとなる。図４は、伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第１の変形例を示した図であって、図３に相当する図である。

また、蒸気保持部２２と発熱体１２１、１２２との位置関係は、図５に示すような位置関係でもよい。図５では、２つの発熱体１２１、１２２の大きさが互いに異なり、２つの発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向から見て、２つの伝熱面１２１ａ、１２２ａのうちの一方の内側に他方の全部が入っている。この場合、２つの伝熱面１２１ａ、１２２ａのうち大きい側である一方の伝熱面１２２ａに対しそれの法線方向に重なる範囲が伝熱面重複範囲Ｗｏｖとなる。図５は、伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第２の変形例を示した図であって、図３に相当する図である。

また、蒸気保持部２２と発熱体１２１、１２２との位置関係は、図６に示すような位置関係でもよい。図６では、２つの発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向から見て、２つの伝熱面１２１ａ、１２２ａが互いに一部分にて重なっている。この場合、それらの伝熱面１２１ａ、１２２ａの少なくとも何れかに対しそれの法線方向に重なる範囲が伝熱面重複範囲Ｗｏｖとなる。図６は、伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第３の変形例を示した図であって、図３に相当する図である。これら図４〜６に示す変形例の何れでも、蒸気保持部２２の一部が伝熱面重複範囲Ｗｏｖ内に入っている。

また、蒸気保持部２２と発熱体１２１、１２２との位置関係は、図７に示すような位置関係でもよい。図７では、蒸気保持部２２の殆どが伝熱面重複範囲Ｗｏｖから外れており蒸気保持部２２の僅かな一部分が伝熱面重複範囲Ｗｏｖ内に入っている。すなわち、蒸気保持部２２の一部は、発熱体１２１、１２２の各伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられている。図７は、伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第４の変形例を示した図であって、図１に相当する図である。

また、蒸気保持部２２と発熱体１２１、１２２との位置関係は、図８に示すような位置関係でもよい。図８では、蒸気保持部２２の全部が伝熱面重複範囲Ｗｏｖ内に入っている。すなわち、蒸気保持部２２の全部が、発熱体１２１、１２２の各伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられている。図８は、伝熱面重複範囲Ｗｏｖを説明するための第５の変形例を示した図であって、図１に相当する図である。図３〜８を用いて説明したように、要するに、蒸気保持部２２の少なくとも一部が発熱体１２１、１２２の各伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられていればよい。

図１に戻り、冷却器１０の作動について説明する。上述のように構成された冷却器１０では、加熱部空間１４ａ内の液冷媒が発熱体１２１、１２２の熱により加熱され沸騰させられると冷媒の気体部分が増し、それと共に冷媒全体の体積が増加するので、体積変化吸収部１８の吸収部空間１８ａが膨張し閉塞端１８ｃが冷却部１６から離れる側へ移動する。冷媒の気体部分がある程度増し例えば気液界面２６が図１のように冷却部空間１６ａ内に入ると、冷却部１６が、その冷媒の気体部分を冷却し凝縮させる。

冷媒の気体部分が凝縮することにより気体部分が少なくなると、それと共に冷媒全体の体積が減少する。そうなると、体積変化吸収部１８の吸収部空間１８ａが収縮し閉塞端１８ｃが冷却部１６へ近づく側へ移動すると共に、凝縮した液冷媒が冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａへと流れる。そして、加熱部空間１４ａへ流入した液冷媒は再び、加熱部１４にて発熱体１２１、１２２の熱により加熱され沸騰させられる。

このように、冷却器１０において加熱部１４および冷却部１６は、冷媒に蒸発と凝縮とを繰り返させることにより、冷媒封入空間３２内で冷媒の気液界面２６を自励振動させる。要するに、加熱部空間１４ａから冷却部空間１６ａにわたる空間１４ａ、１６ａ内で冷媒を自励振動させる。

そして、体積変化吸収部１８は、その冷媒の自励振動に伴う冷媒全体の体積変化を吸収する。更に、体積変化吸収部１８は、所定のばね定数を持っているので、その体積変化吸収部１８の伸縮方向における釣合い点に向って伸縮量に応じた反力を生じ、冷媒の自励振動を補助する役割を果たす。

この気液界面２６の自励振動すなわち冷媒の自励振動に伴い冷媒が蒸発と凝縮とを繰り返すことで、発熱体１２１、１２２から冷媒を介し外気に至る熱伝達経路において高い熱伝達性能を得つつ、発熱体１２１、１２２の熱を、発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａから加熱部壁１４１と冷媒と冷却部壁１６１と冷却装置１６２とを介し、外気へ放出させることができる。

また、冷却部空間１６ａ内および吸収部空間１８ａ内において、気液界面２６付近では冷媒は飽和状態になっているが、気液界面２６から離れた部位の液冷媒はサブクール状態になっている。従って、そのサブクール状態の液冷媒が、体積変化吸収部１８が収縮すると共に加熱部空間１４ａに流れ込むので、発熱体１２１、１２２を冷却する高い冷却性能を得ることができる。

上述したように、本実施形態によれば、図１に示すように、蒸気保持部２２は加熱部１４の内側に配置されている。従って、蒸気保持部２２に対する冷却器１０の外部環境温度の影響を抑えることができる。そのため、その外部環境温度の影響に起因した蒸気保持部空間２２ａ内の冷媒温度の低下を防止することが可能であり、延いては、その蒸気保持部空間２２ａ内の蒸気冷媒の凝縮を防止することが可能である。そして、蒸気保持部２２の少なくとも一部が発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられているので、蒸気保持部空間２２ａ内の冷媒温度の低下を更に効果的に防止することが可能である。

例えば、図９のように蒸気保持部２２が外部に露出して設けられた比較例では、蒸気保持部２２が外部環境温度の影響を受けて蒸気保持部空間２２ａ内の冷媒が凝縮し、蒸気保持部空間２２ａが液冷媒で満たされることがある。そうなれば、加熱部空間１４ａ内の蒸気冷媒を蒸気保持部空間２２ａへ逃がすことができなくなる。その結果、図９に示すように、冷媒の自励振動中に発熱体１２１、１２２からの加熱によって、加熱部空間１４ａの中で開口部１４１ｅから遠い側の一部に蒸気冷媒が溜まり続ける。

これに対し、図１に示す本実施形態の冷却器１０では上述したように、蒸気保持部空間２２ａ内の冷媒温度の低下が防止されているので、蒸気保持部空間２２ａが液冷媒で満たされることが防止される。これにより、冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａに流入する液冷媒を加熱部空間１４ａの開口部１４１ｅ側とは反対側の奥にまで流入させ、冷媒の自励振動の１サイクル当たりの蒸気発生量を図９の比較例よりも増やすことが可能である。

また、本実施形態によれば、図１に示す第１介装部１４２は、第１の発熱体１２１の熱を第１側壁部１４１ａの受熱部１４１ｃから蒸気保持部２２へ伝導すると共に、第２介装部１４３は、第２の発熱体１２２の熱を第２側壁部１４１ｂの受熱部１４１ｄから蒸気保持部２２へ伝導する。従って、発熱体１２１、１２２の熱を効率良く蒸気保持部２２へ伝えることが可能であり、蒸気保持部空間２２ａ内の蒸気冷媒の凝縮を防止し易くなる。更に言えば、蒸気保持部空間２２ａに液冷媒が入った場合に、その液冷媒を蒸発させ蒸気保持部空間２２ａからの液排出が可能である。

また、加熱部空間１４ａに面している蒸気保持部壁２２１の外側壁面からも、発熱体１２１、１２２の熱で加熱部空間１４ａ内の冷媒を加熱することができる。

また、本実施形態によれば、蒸気保持部２２の蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、蒸気冷媒の通過を許容する一方で液冷媒の通過を止めるように形成された微細流路である。従って、冷媒の自励振動中に、液冷媒が加熱部空間１４ａの中で冷媒振動方向ＤＲｖにおける開口部１４１ｅから最も遠い側の端にまで到達した場合であっても、その液冷媒が蒸気保持部空間２２ａへ入り込むことを防ぐことが可能である。

また、本実施形態によれば、図１に示すように、蒸気保持部２２の蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、加熱部１４の中心位置Ｐｃに対し加熱部１４の開口部１４１ｅから遠い側に設けられている。詳細に言えば、その蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、加熱部空間１４ａのうち冷媒振動方向ＤＲｖにおける開口部１４１ｅ側とは反対側の端部にて、加熱部空間１４ａへ連通している。従って、冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａへ液冷媒が流入している最中に、その液冷媒が蒸気保持部空間２２ａへ入り込むことを防ぐことが可能である。そして、その冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａへ液冷媒が流入している最中に発生した蒸気冷媒を蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａから蒸気保持部空間２２ａへ逃がすことができ、冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａへ流入する液冷媒を開口部１４１ｅ側とは反対側の端部にまで流入させることができる。

また、本実施形態によれば、蒸気保持部２２の蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは全て蒸気保持部２２の側壁２２２、２２３に形成され、その側壁２２２、２２３は、加熱部１４の開口部１４１ｅと中心位置Ｐｃとを結ぶ方向すなわち冷媒振動方向ＤＲｖに拡がっている。そのため、冷媒の自励振動中における液冷媒の流れに対する垂直方向または略垂直方向を向いて蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａが加熱部空間１４ａに開口している。従って、自励振動に従って流れる液冷媒が蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａへ流入しにくい。そして、液冷媒が蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａを通って蒸気保持部空間２２ａへ流入したとしても、その蒸気保持部空間２２ａ内の液冷媒を蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａから加熱部空間１４ａへ排出可能となっている。

また、本実施形態によれば、図８に示すように、蒸気保持部２２の全部が発熱体１２１、１２２の伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられていてもよい。そのようにしたとすれば、例えば図７に示すように蒸気保持部２２の一部分が伝熱面１２１ａ、１２２ａに対しその伝熱面１２１ａ、１２２ａの法線方向に重ねて設けられている構成と比較して、蒸気保持部空間２２ａ内の冷媒温度の低下を防止し易くなる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明し、第１実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第３実施形態以降でも同様である。

図１０は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図であって、図１に相当する図である。図１０に示すように、本実施形態では加熱部１４および蒸気保持部２２の構造が第１実施形態と異なっている。具体的には、蒸気保持部２２に、蒸気保持部壁２２１を貫通する開口孔２２１ａが蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａとは別に形成されている。この開口孔２２１ａは、加熱部空間１４ａと蒸気保持部空間２２ａとを相互に連通させる連通孔である。また、開口孔２２１ａは、開口部１４１ｅへ近いほど細くなっている蒸気保持部壁２２１の先端に形成され、冷媒振動方向ＤＲｖにおいて冷却部空間１６ａの連通端１６ｂに対向するように加熱部空間１４ａへ開口している。

また、加熱部１４は、冷媒振動方向ＤＲｖを厚み方向とした平板状の介在板１４６を有している。その介在板１４６は、加熱部空間１４ａのうち冷却部空間１６ａの連通端１６ｂと蒸気保持部２２の開口孔２２１ａとの間に介在する介在空間１４ｂに設けられている。そして、介在板１４６は、その加熱部空間１４ａに含まれる介在空間１４ｂにて連通端１６ｂと開口孔２２１ａとの両方から離れ、介在板１４６の一方の主面１４６ａを連通端１６ｂに向けると共に他方の主面１４６ｂを開口孔２２１ａに向けて配置されている。

また、介在板１４６の上記他方の主面１４６ｂの面積は開口孔２２１ａの加熱部空間１４ａ側の開口面積よりも大きく、介在板１４６は、その介在板１４６に対して開口孔２２１ａの全部が冷媒振動方向ＤＲｖに重なるように配置されている。すなわち、介在板１４６は、冷却部空間１６ａから介在空間１４ｂへ流入する液冷媒が開口孔２２１ａへ流入することを妨げるように配置されている。

そのため、例えば冷媒の自励振動中に液冷媒が冷却部空間１６ａ（図１０参照）から加熱部空間１４ａへ流れてきたときは、図１１に示す矢印ＦＬ１のように流れるので、その液冷媒は開口孔２２１ａから蒸気保持部空間２２ａ内へ入り難い。その一方で、液冷媒が蒸気保持部空間２２ａ内へ入ってしまった場合には、その蒸気保持部空間２２ａ内の液冷媒は、図１２に示す矢印ＦＬ２のように開口孔２２１ａから加熱部空間１４ａへ流出することが可能である。図１１および図１２は、開口孔２２１ａおよび介在板１４６の近傍を図１０から抜粋した部分断面図である。そして、図１１は、液冷媒が冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａへ流れてきた際の液冷媒流れを示す図であり、図１２は、蒸気保持部空間２２ａ内の液冷媒が開口孔２２１ａから加熱部空間１４ａへ流出する際の液冷媒流れを示す図である。

また、図１０に示すように、蒸気保持部２２の開口孔２２１ａと蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａとのうちの一方は蒸気保持部空間２２ａへの冷媒入口として機能し、他方は蒸気保持部空間２２ａからの冷媒出口として機能する。従って、これらの点から、開口孔２２１ａおよび介在板１４６が設けられていない第１実施形態と比較して、蒸気保持部空間２２ａ内に液冷媒が入ってしまった場合に、蒸気保持部空間２２ａからの液冷媒の排出を早く行うことが可能である。

更に、液冷媒の毛細管力が大きくなるように開口孔２２１ａを適切な径で細く形成することで、開口孔２２１ａ内の液冷媒の毛細管力を利用して蒸気保持部空間２２ａからの液冷媒の排出を促すことが可能である。

また、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

図１３は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図であって、図１に相当する図である。図１３に示すように、本実施形態では、第１実施形態と比較して、蒸気保持部２２の蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａの数が多くなっている。

詳細には、本実施形態では、蒸気保持部２２のそれぞれの側壁２２２、２２３において、蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは複数形成されている。そして、その蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａは、側壁２２２、２２３のうち冷媒振動方向ＤＲｖにおける開口部１４１ｅ側とは反対側の端部に限らず、側壁２２２、２２３の全体にわたって言い換えれば側壁２２２、２２３の全体に分布して形成されている。更に、何れの蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａも冷媒振動交差方向ＤＲｃを向いて加熱部空間１４ａへ開口している。

そのため、第１実施形態と同様に、自励振動中における液冷媒が蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａへ流入しにくく、且つ、蒸気保持部空間２２ａ内の液冷媒を蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａから加熱部空間１４ａへ排出することが可能である。

更に、第１実施形態と比較して、本実施形態では、加熱部空間１４ａと蒸気保持部空間２２ａとを連通させる蒸気連通流路２２２ａ、２２３ａの数が多いので、加熱部空間１４ａの冷媒圧力に応じて蒸気保持部２２が加熱部空間１４ａに対し蒸気冷媒を出入りさせる応答性を向上させることが可能である。

また、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

図１４は、本実施形態の冷却器１０の全体構成を示す断面図であって、図１に相当する図である。また、図１５は、図１４のXV−XV断面図であって、図２に相当する図である。図１４および図１５に示すように、本実施形態では、第１実施形態の第１介装部１４２および第２介装部１４３（図１参照）が多孔質部材１４７に置き換わっている点で、第１実施形態と異なる。

具体的に、本実施形態において多孔質部材１４７は、例えば金属を焼結させた多孔質体から成り、多孔質部材１４７内には微細な多数の気孔が形成されている。多孔質部材１４７は、冷媒振動方向ＤＲｖを軸方向とした矩形断面の管形状を成し、蒸気保持部２２の外側を取り囲むように加熱部空間１４ａ内に配置されている。そして、多孔質部材１４７は管形状の内面にて蒸気保持部壁２２１の外側に接触しており、且つ、管形状の外面にて加熱部壁１４１の内側に接触している。

そのため、本実施形態では、多孔質部材１４７のうち、第１の発熱体１２１に接する受熱部１４１ｃと蒸気保持部２２との間に設けられた部分である第１介装部１４７ａが、第１実施形態の第１介装部１４２（図１参照）に相当する。その一方で、多孔質部材１４７のうち、第２の発熱体１２２に接する受熱部１４１ｄと蒸気保持部２２との間に設けられた部分である第２介装部１４７ｂが、第１実施形態の第２介装部１４３（図１参照）に相当する。これらの介装部１４７ａ、１４７ｂは何れも多孔質部材１４７の一部分であるので、多孔質体で構成されている。

なお、第１介装部１４７ａは、第１の発熱体１２１に接する受熱部１４１ｃと蒸気保持部２２の側壁２２２とにそれぞれ直接に接触している。それと共に、第２介装部１４７ｂは、第２の発熱体１２２に接する受熱部１４１ｄと蒸気保持部２２の側壁２２３とにそれぞれ直接に接触している。従って、第１実施形態と同様に、発熱体１２１、１２２の熱は、受熱部１４１ｃ、１４１ｄから、金属などの固体を伝わって蒸気保持部２２に至る。

本実施形態によれば、多孔質部材１４７は加熱部空間１４ａ内に配置されているので加熱部空間１４ａは多孔質部材１４７の多数の気孔に連通しており、冷却部空間１６ａから加熱部空間１４ａに流入してきた液冷媒は多孔質部材１４７の気孔内でも加熱される。従って、加熱部１４において液冷媒に対する沸騰熱伝達性能を多孔質部材１４７によって向上させることが可能である。

また、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２または第３実施形態と組み合わせることも可能である。

（他の実施形態）
（１）上述の第１実施形態において、図１に示すように、蒸気保持部壁２２１は、冷媒振動方向ＤＲｖにおいて開口部１４１ｅへ近いほど細くなる先細部を、側壁２２２、２２３よりも開口部１４１ｅ側に有しているが、蒸気保持部壁２２１がその先細部を有していなくても差し支えない。このことは、上述の第２〜４実施形態についても同様である。

例えば、図１６に示すように、蒸気保持部壁２２１のうちの開口部１４１ｅ（図１参照）側が先細形状にならずに、開口部１４１ｅ側の端部が、ドーム状に開口部１４１ｅ側に向かって膨らんだ形状を成していても差し支えない。或いは、図１７に示すように、蒸気保持部壁２２１のうちの開口部１４１ｅ側の端部が、冷媒振動方向ＤＲｖに直交する平面形状を成していても差し支えない。なお、図１６は、蒸気保持部２２の外形形状が図１のものとは異なる第１実施形態の変形例において、その異なる外形形状を示した図である。また、図１７は、蒸気保持部２２の外形形状が図１および図１６のものとは異なる第１実施形態の変形例において、その異なる外形形状を示した図である。

（２）上述の各実施形態において、発熱体１２１、１２２は、加熱部１４の外側に取り付けられているが、加熱部空間１４ａ内に収容され、冷媒が直接接触するように配置されていても差し支えない。このように発熱体１２１、１２２が加熱部空間１４ａ内に収容されている場合には、発熱体１２１、１２２の熱は発熱体１２１、１２２の外面全体から加熱部１４へ伝わるので、その発熱体１２１、１２２の外面全体が伝熱面１２１ａ、１２２ａとなる。

（３）上述の各実施形態において、冷却器１０の設置方向には特に制限はないが、例えば冷却器１０の上下方向が特定されていても差し支えない。例えば第２実施形態では、図１０に示す冷却器１０の設置方向に制限はないが、冷却器１０は図１０の矢印ＡＲｕが下方を指すように、すなわち冷却部空間１６ａが加熱部空間１４ａの下方に位置するように設置されていてもよい。そのようにしたとすれば、冷却器１０は、蒸気保持部２２の開口孔２２１ａにおいて加熱部空間１４ａへ連通している側を下方に向けて設置される。言い換えれば、蒸気保持部空間２２ａは開口孔２２１ａの上方に配置されることになる。従って、液冷媒が蒸気保持部空間２２ａ内へ入ってしまった場合に、重力をも利用してその液冷媒を蒸気保持部空間２２ａから排出させることが可能である。

（４）上述の各実施形態において、発熱体１２１、１２２は２つ設けられているが、発熱体１２１、１２２は１つまたは３つ以上設けられていても差し支えない。

また、第１実施形態において、２つの発熱体１２１、１２２のうち第１の発熱体１２１（図１参照）が設けられずに第２の発熱体１２２だけが設けられる場合には、図１８に示すように、加熱部１４は第１介装部１４２（図１参照）を有しておらず、第２介装部１４３を有していればよい。このことは第２〜４実施形態についても同様である。図１８は、図１に示す２つの発熱体１２１、１２２のうち第２の発熱体１２２だけが設けられる構成の第１実施形態の変形例において、冷却器１０のうち加熱部１４、蒸気保持部２２、および第２の発熱体１２２を抜粋して示した抜粋図である。

（５）上述の各実施形態において、発熱体１２１、１２２は、冷却が必要な半導体素子などであるが、電気部品である必要はない。

（６）上述の各実施形態において、冷却器１０は冷媒振動方向ＤＲｖに延びた形状を成しているが、冷却器１０の形状に限定はなく、例えば冷却器１０は、特許文献１に記載された蒸気エンジンのようにＵ字状に形成されていても差し支えない。

（７）上述の各実施形態において、冷却部１６は、冷却部空間１６ａ内の冷媒を外気と熱交換させることにより冷却するが、冷却部１６まわりに冷却水が流れる配管を設け、冷媒を、その冷却水と熱交換させることにより冷却しても差し支えない。

（８）上述の各実施形態において、体積変化吸収部１８は蛇腹等で構成され冷媒振動方向ＤＲｖに伸縮するが、例えばダイヤフラム等で構成されていてもよいし、或いは、冷媒の膨張および収縮を吸収することができれば、伸縮しない構成であっても差し支えない。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

１０ 冷却器
１４ 加熱部
１４ａ 加熱部空間
１６ 冷却部
１６ａ 冷却部空間
２２ 蒸気保持部
２２ａ 蒸気保持部空間
１２１ 第１の発熱体（発熱体）
１２２ 第２の発熱体（発熱体）
１２１ａ、１２２ａ 伝熱面

Claims (9)

1. 冷媒が入っている加熱部空間（１４ａ）が形成されており、発熱体（１２１、１２２）の熱を前記加熱部空間内の前記冷媒へ放熱させることにより該冷媒を加熱し気化させる加熱部（１４）と、
   前記加熱部空間へ連通している冷却部空間（１６ａ）が形成されており、前記加熱部で気化され前記冷却部空間へ流入してきた前記冷媒を冷却して液化させる冷却部（１６）と、
   前記冷却部空間へ連通している吸収部空間（１８ａ）が形成されており、該吸収部空間の膨張と収縮とによって前記冷媒の加熱および冷却による体積変化を吸収する吸収部（１８）と、
   気体の前記冷媒を通す蒸気連通流路（２２２ａ、２２３ａ）と該蒸気連通流路を介して前記加熱部空間へ連通している蒸気保持部空間（２２ａ）とが形成されており、前記加熱部で気化された前記冷媒を前記蒸気保持部空間内に保持する蒸気保持部（２２）とを備え、
   前記加熱部および前記冷却部は、前記冷媒に気化と液化とを繰り返させることにより、前記加熱部空間から前記冷却部空間にわたる空間（１４ａ、１６ａ）にて前記冷媒を自励振動させ、
   前記蒸気保持部は前記加熱部の内側に配置されていることを特徴とする冷却器。
2. 前記発熱体は、該発熱体の熱を前記加熱部へ伝える伝熱面（１２１ａ、１２２ａ）を有し、
   前記蒸気保持部の少なくとも一部は前記発熱体の伝熱面に対し該伝熱面の法線方向（ＤＲｃ）に重ねて設けられることを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
3. 前記加熱部は、前記発熱体の伝熱面に接触し該伝熱面から前記発熱体の熱を受ける受熱部（１４１ｃ、１４１ｄ）と、前記伝熱面の法線方向において前記受熱部と前記蒸気保持部との間に設けられると共に該受熱部と該蒸気保持部とにそれぞれ接続された介装部（１４２、１４３、１４７ａ、１４７ｂ）とを有し、
   前記介装部は、前記発熱体の熱を前記受熱部から前記蒸気保持部へ伝導することを特徴とする請求項２に記載の冷却器。
4. 前記介装部（１４７ａ、１４７ｂ）は、前記加熱部空間内に配置された多孔質体であることを特徴とする請求項３に記載の冷却器。
5. 前記蒸気保持部の全部が前記発熱体の伝熱面に対し該伝熱面の法線方向に重ねて設けられることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の冷却器。
6. 前記蒸気連通流路は、気体の前記冷媒の通過を許容する一方で液体の前記冷媒の通過を止めるように形成された微細流路であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷却器。
7. 前記加熱部は、前記加熱部空間を前記冷却部空間へ開口させている開口部（１４１ｅ）を有し、
   前記蒸気連通流路は、前記加熱部の中心位置（Ｐｃ）に対し前記開口部から遠い側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷却器。
8. 前記蒸気保持部は、前記開口部と前記加熱部の中心位置とを結ぶ方向（ＤＲｖ）に拡がると共に前記蒸気保持部空間と前記加熱部空間とを隔てている側壁（２２２、２２３）を有し、
   前記蒸気連通流路は前記側壁に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の冷却器。
9. 前記蒸気保持部には、前記加熱部空間へ連通する前記冷却部空間の連通端（１６ｂ）に対向するように前記蒸気保持部空間から開口した開口孔（２２１ａ）が形成されており、
   前記加熱部空間は、前記連通端と前記開口孔との間に介在する介在空間（１４ｂ）を含んで形成され、
   前記加熱部は、前記連通端および前記開口孔から離れて前記介在空間に設けられた介在板（１４６）を有し、
   前記介在板は、前記冷却部空間から前記介在空間へ流入する前記冷媒が前記開口孔へ流入することを妨げるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の冷却器。

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