JP2008021721A

JP2008021721A - 冷却装置およびそれを備える車両

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Publication number: JP2008021721A
Application number: JP2006190368A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yoshida; 忠史吉田; Yutaka Yokoi; 豊横井; Yuji Osada; 裕司長田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-07-11
Also published as: CN101490841B; CN101490841A; US8251131B2; WO2008007799A1; JP4464940B2; US20090205802A1

Abstract

【課題】冷却効率が向上し、かつ冷却むらが低減された冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却液媒体の流入口２６および冷却液媒体を排出する排出口が設けられ、冷却液媒体を流入口および排出口の他の部分では密閉する吸熱部１０を備える冷却装置であって、吸熱部１０は、冷却対象物である半導体素子２１〜２３を設置する設置面３６および設置面３６の裏面である冷却面３８を有する上部部材３２と、上部部材３２とともに冷却面３８を内壁面の一部とする室を形成する下部部材３４とを含む。下部部材３４には、流入口２６と連通し冷却面３８に向けて冷却媒体を噴射する噴射口４１〜４３が設けられ、噴射口４１〜４３の開口位置よりも低い位置に排出口が設けられる。
【選択図】図７

Description

この発明は、冷却装置およびそれを備える車両に関し、特に冷却液媒体で冷却対象物を冷却する冷却装置およびそれを備える車両に関する。

半導体素子の発熱量の増大に伴い、空冷式のヒートシンク等の冷却装置に代わり水冷式の冷却装置が採用される例も多くなっている。

図１３は、水冷式の冷却装置の一例を示した図である。
図１３を参照して、冷却装置４００は、半導体素子４０６を冷却するためのものであり、吸熱部４０４にポンプ４０２から送られた冷却水が噴射口４０８から半導体素子４０６の設置されている部分の内側に噴射され、冷却効率を高めている。このように、噴流を壁面衝突噴流の形態で伝熱促進を図ることは良く知られている。

図１４は、従来の壁面衝突噴流を用いた冷却装置の例を示した図である。
図１４に示すような冷却装置は、特開２００１−１３５７６３号公報（特許文献１）に開示されている。図１４を参照して、半導体素子５０１は、セラミックのキャップ等で封止され、非常に小さな半田球５０３によってセラミック基板５０２と接続される。半導体素子５０１には、半田球５０３と基板の内部に設けられた配線（図示せず）によって接続されているパッド５０４を介して給電や信号の入出力が行なわれる。

支持体５０７は、半導体素子５０１をその中に収容する開口部５２５を有し、セラミック基板５０２を支持又は保持する。ピン５０９が支持体に対するセラミック基板５０２の位置決めを行うために支持体の表面に部分的に設けられる。スペーサ５０８は、セラミック基板５０２と支持体５０７との間に空気を流すためのものである。

間隙５１１は、支持体５０７の上面で半導体素子５０１と開口部５２５との間の間隙である。間隙５１２は、スペーサ５０８によって設けられたセラミック基板５０２と支持体５０７との間の間隙である。排出口５１４は、筐体５１３に設けられた冷却液体と空気の排出口である。

半導体素子５０１の電気的特性を測定して評価したりデバイスの良品と不良品とを選別したりする際に、まず半導体素子５０１がそれを収容する開口部５２５内に支持体５０７と間隙５１１を形成するように下向きにセットされる。

そして、ブロワ５１７によって筐体５１３内の空気が引き抜かれると共に支持体５０７上部から空気が間隙５１２及び５１１を通して筐体５１３内に取り込まれる。

次いで、このように空気を継続して取り込みながら、タンク５１６の冷却水は、熱交換器５１８によって冷却され、さらにポンプ５１５によって冷却液体噴射ノズル５１０から半導体素子５０１の主表面（セラミックキャップの表面）に向かって吹き付けられる。矢印５１９によって、間隙５１１と５１２内に吸引される空気の流れが示される。矢印５２０によって、冷却水の流れが示される。冷却液体用ポンプ５１５はまた、排出口５１４から冷却水と空気を吸引する。そして、タンク５１６で、空気と水が分離される。

支持体５０７の下部の筐体５１３に設けられた排出口５１４よりタンク５１６へ、ブロワ５１７によって空気を排出すると、図１４の冷却装置の周囲から常温の空気が、セラミック基板５０２と支持体５０７との間隙５１２及び支持体５０７と半導体素子５０１の側面との間隙５１１を流れ込む。半導体素子５０１のまわりにはエアーカーテン５２１が形成される。半導体素子５０１の主表面に噴射された冷却水の流れなどはこのエアーカーテン５２１によって下流に押し流されてしまう。

このような壁面に気体中で噴流を噴射するので液中噴射よりも噴流の速度が弱まることがなく、半導体素子からの放熱効率が良くなる。
特開２００１−１３５７６３号公報特開昭６４−２５４４７号公報

近年においては、ハイブリッド自動車、電気自動車、および燃料電池を搭載した燃料電池車などの電力を動力源とする車が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加えてモータも動力源とする自動車である。ハイブリッド自動車は、エンジンを駆動することにより動力を得るとともに、直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換された交流電圧によりモータを駆動することによって動力を得るものである。また、電気自動車は、直流電源からの直流電圧を変換した交流電圧によりモータを駆動して動力を得る自動車である。

このような電気を動力源とする自動車においては、インバータや昇圧コンバータのような電力変換器が搭載される。自動車等に搭載される電力変換器は、高い動力性能を得るために大電力を必要とする。大電力の電力変換器等は、発熱量が大きく、電力変換器を冷却するための冷却装置が搭載される。

電力変換器には、複数のパワー半導体素子が含まれる。パワー半導体素子には、たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等が含まれる。

このような半導体素子を冷却する車載用の冷却装置においても、冷却効率を向上させるために壁面衝突噴流の形態で熱伝達促進を図ることを検討する価値がある。

しかしながら、図１３に示したような例では、冷却対象となる半導体素子が複数に増やすと、冷却水の下流側に設置される半導体素子は上流側で別の半導体素子に噴射された冷却水の影響を受けるので、複数の半導体素子各部分で一様な流速で冷却水を噴射することが難しくなり、冷却むらが生じることが懸念される。

また、図１４に示したような、筐体が外気と連通している開放系の壁面衝突噴流の形態では、振動や加速度が加わる車載用のような冷却装置としては冷却水の漏れなどが発生する恐れがあり好ましくない。

この発明の目的は、冷却効率が向上し、かつ冷却むらが低減された冷却装置を提供することである。

この発明は、要約すると、冷却液媒体の流入口および冷却液媒体を排出する排出口が設けられ、冷却液媒体を流入口および排出口の他の部分では密閉する吸熱部を備える冷却装置であって、吸熱部は、冷却対象物を設置する設置面および設置面の裏面である冷却面を有する上部部材と、上部部材とともに冷却面を内壁面の一部とする室を形成する下部部材とを含む。下部部材には、流入口と連通し冷却面に向けて冷却媒体を噴射する噴射口が設けられ、噴射口の開口位置よりも低い位置に排出口が設けられる。

好ましくは、室には、所定量の気体が封入される。噴射口は、気体中において冷却液媒体を冷却面に向けて噴射する。排出口は、室における液媒体と気体との境界である液面よりも低い位置に設けられる。

好ましくは、下部部材は、噴射口周辺に設けられ、液媒体を噴射口の高さを維持して周囲に放射状に流すための支持部を有する。

好ましくは、冷却対象物は、複数の半導体素子であり、噴射口は、複数の半導体素子が設置されている部分にそれぞれ対応して下部部材に複数設けられる。

より好ましくは、下部部材には、室の内部において噴射口周辺から排出口に至り液媒体を排出口に導く溝が設けられ、溝の流路断面積は、液媒体の流れの上流から下流に向けて次第に大きくなる。

好ましくは、下部部材には、室の内部において噴射口周辺から排出口に至り液媒体を排出口に導く溝が設けられる。冷却面は、噴射口から噴射される液媒体が当たる第１の部分と、第１の部分より低くなっており溝に流れる液媒体に浸漬される第２の部分とを含む。

好ましくは、冷却装置は、室の外部に排出口から流入口に至る経路上に直列に設けられるポンプおよび放熱器をさらに備える。

この発明は、他の局面に従うと、上記いずれかの冷却装置を備える車両である。

本発明によれば、冷却媒体の漏れを防ぎつつ、冷却効率の向上を図ることができる。また、本発明の他の利点は、複数の冷却対象がある場合において、冷却効率の向上を図るとともに冷却むらの低減が可能となることである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、冷却装置が搭載される車両の概略構成を示した図である。

図１を参照して、車両１は、車輪２と、車輪２を駆動するモータ４と、モータ４に三相交流の駆動信号を供給するインバータ６と、インバータ６の半導体素子を冷却する冷却装置８とを含む。

冷却装置８は、インバータ６から熱を吸収する吸熱部１０と、吸熱部１０の外部に設けられ吸熱部の冷却媒体の排出口から流入口に冷却媒体を循環させる経路上に直列に設けられるポンプ１２およびラジエータ１４とを含む。

車両１は、ハイブリッド自動車、電気自動車、および燃料電池を搭載した燃料電池車などの電力を動力源とする車両である。

図２は、図１の吸熱部１０の平面図である。
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。

図２、図３を参照して、吸熱部１０は、冷却液媒体（たとえば冷却水）の流入口２６および冷却液媒体を排出する排出口２９が設けられ、冷却液媒体を流入口２６および排出口２９の他の部分では密閉するものである。

なお、排出口２９の位置は、対称性から、後に説明する図９〜図１２の排出口１２９の位置に変更しても良い。

吸熱部１０は、冷却対象物（半導体素子２１〜２３）を設置する設置面３６および設置面３６の裏面である冷却面３８を有する上部部材３２と、上部部材３２とともに冷却面３８を内壁面の一部とする室を形成する下部部材３４とを含む。

下部部材３４には、流路２８によって流入口２６と連通し冷却面３８に向けて冷却媒体を噴射する噴射口４１〜４３が設けられ、後に図６で詳しく説明するように、噴射口４１〜４３の開口位置よりも低い位置に排出口２９が設けられる。

冷却対象物は、発熱体であれば限定されないが、たとえば複数の半導体素子２１〜２３であり、噴射口４１〜４３は、複数の半導体素子２１〜２３が設置されている部分にそれぞれ対応して下部部材３４に複数設けられる。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面から下方を見た図である。
図３、図４を参照して、下部部材３４は、噴射口４１〜４３周辺にそれぞれ設けられ、冷却液媒体を噴射口４１〜４３の高さを維持して周囲に放射状に流すための支持部５１〜５３を有する。つまり、図１４に示した噴射口を有するパイプ形状の噴射口付近の末端部分が図３、図４では広くなっている。これにより、噴流衝突部近傍の発熱体が設置されている部分に冷却媒体がいきわたり、冷却面から熱を奪うことが可能となる。

支持部５１〜５３の周囲に設けられる流路５６〜５８は、支持部５１〜５３より高さが一段低くなっており、流路５９および側溝６２，６４は、それらより高さがさらに一段低くなっている。

図５は、図４のＶ−Ｖ断面における断面図である。
図４、図５を参照して、噴射口４２は、流路２８と連通しており、流路２８から供給される冷却液媒体が噴射される。支持部５２は、噴射口４２の周囲に設けられ噴射された液媒体が冷却対象物の近傍で噴射口４２の高さよりも落ちないように支持する。

支持部５２の両脇には側溝６２および６４が設けられており、噴射された冷却液媒体は側溝６２，６４を流れて排出口２９に至る。

図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面から排出口を見た断面図である。
図４、図６を参照して、排出口２９の吸込み口は、支持部５１の高さｈ３よりも低く、かつ側溝６２，６４の液面の高さｈ２よりも低い位置（高さｈ１）に設けられている。

図７は、図３において冷却液媒体の流れを示した図である。
図８は、図４において冷却液媒体の流れを示した図である。

図７、図８を参照して、上部部材３２および下部部材３４で形成される室には、所定量の気体（たとえば空気等）が封入される。流入口２６から矢印Ａ１に示すように流入した冷却媒体は、噴射口４１〜４３から冷却面３８の冷却対象物が設置された部分に向けて噴射される。このとき、噴射口４１〜４３は、矢印Ａ２に示すように、気体中において冷却液媒体を冷却面３８に向けて噴射する。

噴射された液媒体は、冷却面３８に当たった後で冷却面との間で並行狭路を形成する支持部５１〜５３の上で矢印Ａ３に示すように周囲に放射状に広がる。このとき支持部５１〜５３の各々の周辺は、流路５６〜５８では高さが一段低くなっており、側溝６２，６４および流路５９では高さがさらに一段低くなっている。したがって、矢印Ａ４、Ａ５に示すように液媒体は流れる。噴射口４２から噴射された液媒体の流れは、噴射口４１，４３からそれぞれ支持部５１，５３上に噴射された液媒体の流れには、少なくとも支持部５１，５３上では影響を与えない。

その後、液媒体は、矢印Ａ６に示すように排出口２９から排出され、ポンプとラジエータに至る。

排出口２９は、図６で説明したように、室における液媒体と気体との境界である液面よりも低い位置に設けられる。このため、上部部材３２および下部部材３４で形成される室に封入された、所定量の気体は、排出されず液媒体のみが排出される。

なお、噴射口位置よりも低ければ冷却面の噴流が当たる部分以外に気体を残しておくことが可能であるため排出口の吸込み口の位置は図６に示すほど低い位置にしなくてもよい。ただし、流速が大きい場合に発生する気泡を吸い込まないようにするためおよび気体封入量を多くするためには、図６に示すような低い位置に排出口を設けるのが望ましい。

以上説明したように、実施の形態１に示した冷却装置では、車両等の振動や加速度が加えられても冷却液媒体漏れが発生せず、かつ複数の発熱体である半導体素子に対して均一な流速で冷却液媒体が供給できるので、冷却むらが低減される。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る冷却装置は、実施の形態１の構成において吸熱部１０に換えて吸熱部１１０を備える。他の部分については、図１に説明した構成と同様であり説明は繰返さない。

図９は、吸熱部１１０の平面図である。
図１０は、図４に対応する図であり吸熱部１１０の上部部材１３２を取り去った状態を示す平面図である。

図９、図１０を参照して、吸熱部１１０は、冷却液媒体（たとえば冷却水）の流入口１２６および冷却液媒体を排出する排出口１２９が設けられ、冷却液媒体を流入口１２６および排出口１２９の他の部分では密閉するものである。

なお、排出口１２９を設ける位置は、対称性から図９〜図１２に示す方向が好ましいが、図１〜図８に示した方向であっても良い。

吸熱部１１０は、冷却対象物を設置する上部部材１３２と、上部部材１３２とともに冷却面を内壁面の一部とする室を形成する下部部材１３４とを含む。

下部部材１３４には、流路１２８によって流入口１２６と連通し冷却面に向けて冷却媒体を噴射する噴射口１４１〜１４３が設けられる。

冷却対象物は、発熱体であれば限定されないが、たとえば複数の半導体素子１２１〜１２３であり、噴射口１４１〜１４３は、複数の半導体素子１２１〜１２３が設置されている部分にそれぞれ対応して下部部材１３４に複数設けられる。

図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ断面における断面図である。
図１０、図１１を参照して、噴射口１４１〜１４３の開口位置よりも低い位置に排出口１２９が設けられる。

下部部材１３４は、噴射口１４１〜１４３周辺にそれぞれ設けられ、冷却液媒体を噴射口１４１〜１４３の高さを維持して周囲に放射状に流すための支持部１５１〜１５３を有する。これにより、噴流衝突部近傍の発熱体が設置されている部分に冷却媒体がいきわたり、冷却面から熱を奪うことが可能となる。

支持部１５１〜１５３の周囲に設けられる流路１７１〜１７４は、支持部１５１〜１５３より高さが低くなっている。より詳細には、下部部材１３４には、上部部材１３２との間で形成される室の内部において噴射口１４１〜１４３周辺から排出口１２９に至り液媒体を排出口１２９に導く溝である流路１７１〜１７４が設けられ、これらの溝の流路断面積は、液媒体の流れの上流から下流に向けて次第に大きくなる。すなわち、流路１７４、１７３，１７２，１７１の順に深さが増すので流路の断面積も増加する。図１０、図１１には深さが階段状に増加した例が示されているが、滑らかに深さが増加するようにしても良いし、直線的に深さが増加しても良い。なお、深さを増加させる代わりに幅を広げるようにして断面積を増加させても良い。

流路の断面積を上流側から下流側に向けて増加させることにより、流路内を流れる冷却液媒体の流速を上流側と下流側を同程度の速度にすることができる。または、上流側と下流側の放熱程度が同等になるように流速を調整することができる。

図１２は、図９のＸＩＩ−ＸＩＩ断面において吸熱部１１０内の冷却液媒体の流れを示した図である。

図１２を参照して、噴射口１４１〜１４３は、流路１２８と連通しており、流路１２８から供給される冷却液媒体が噴射される。支持部１５１〜１５３は、噴射口１４１〜１４３の周囲にそれぞれ設けられ噴射された液媒体が冷却対象物の近傍で噴射口の高さよりも落ちないように支持する。

排出口１２９の吸込み口は、支持部１５１の高さよりも低く、かつ流路１７１の液面の高さよりも低い位置に設けられている。

上部部材１３２および下部部材１３４で形成される室には、所定量の気体（たとえば空気等）が封入される。流入口１２６から矢印Ａ１１に示すように流入した冷却媒体は、噴射口１４１〜１４３から冷却面の冷却対象物が設置された部分１３８−１〜１３８−３に向けて噴射される。このとき、噴射口１４１〜１４３は、矢印Ａ１３〜Ａ１５に示すように、気体中において冷却液媒体を部分１３８−１〜１３８−３に向けて噴射する。

噴射された液媒体は、部分１３８−１〜１３８−３に当たった後で冷却面と並行狭路を形成する支持部１５１〜１５３上で矢印Ａ１３〜Ａ１５に示すように周囲に放射状に広がる。このとき支持部１５１〜１５３の各々の周辺の流路１７１〜１７４は高さが支持部１５１〜１５３より低くなっている。

したがって、噴射口１４２から噴射された液媒体の流れは、噴射口１４１，１４３からそれぞれ支持部１５１，１５３上に噴射された液媒体の流れには、支持部１５１，１５３上では影響を与えない。

その後、液媒体は矢印Ａ１６〜Ａ１８に示すように流路１７１〜１７３を排出口１２９に向けて流れる。流路１７４の液面からの深さｄ１、流路１７３の液面からの深さｄ２、流路１７２の液面からの深さｄ３、流路１７１の液面からの深さｄ４は、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４となるように設定されている。

そして、矢印Ａ１９に示すように排出口１２９から排出され、ポンプとラジエータに至る。排出口１２９の吸込み口は、室における液媒体と気体との境界である液面よりも低い位置に設けられる。このため、上部部材３２および下部部材３４で形成される室に封入された、所定量の気体は、排出されず液媒体のみが排出される。

なお、噴射口位置よりも低ければ冷却面の噴流が当たる部分以外に気体を残しておくことが可能であるため排出口の吸込み口の位置は図１２に示すほど低い位置にしなくてもよい。ただし、流速が大きい場合に発生する気泡を吸い込まないようにするためおよび気体封入量を多くするためには、図１２に示すような低い位置に排出口を設けるのが望ましい。

下部部材１３４には、室の内部において噴射口１４１〜１４３周辺から排出口１２９に至り液媒体を排出口１２９に導く溝である流路１７１〜１７４が設けられる。冷却面は、噴射口から噴射される液媒体が当たる第１の部分１３８−１〜１３８−３と、第１の部分より低くなっており溝に流れる液媒体に浸漬される第２の部分１３９とを含む。

第２の部分１３９も冷却液媒体に浸漬されるので、半導体素子１２１〜１２３から上部部材１３２中を熱伝導で伝わる熱が第２の部分１３９で放熱される。つまり、実施の形態２では噴流が衝突した後から排水されるまでの間でも冷却水を冷却に使用する。

したがって、実施の形態２では、実施の形態１の奏する効果に加えてさらに冷却効率が向上する。その際にも流路の断面積が下流ほど大きくなっているので矢印Ａ１６、Ａ１７，Ａ１８で示される流れの速度がほぼ等しく設定することができ、または放熱性能をほぼ等しくすることができるので冷却むらが低減される。

なお、図９および図１２では、上部部材１３２の厚みが一様で、半導体素子が設けられている外面（図１２では上面）も冷却媒体が封入される内面（図１２では下面）と同様に凹凸が設けられている例を示した。しかし、上部部材１３２の内面のみに凹凸を設け、上部部材１３２の外面（図１２では上面）はフラットな形状としても良い。

以上説明したように、実施の形態２に示した冷却装置でも、車両等の振動や加速度が加えられても冷却液媒体漏れが発生せず、かつ複数の発熱体である半導体素子に対して均一な流速で冷却液媒体が供給できるので、冷却むらが低減される。

なお、以上説明した実施の形態では、３つの半導体素子が冷却対象となる冷却装置について例を示して説明したが、半導体素子等の冷却対象は３つに限らず２つであっても４つ以上であっても本発明を適用することができる。たとえば、インバータ装置の３相の上アームおよび下アームに設けられた６個のＩＧＢＴおよびＩＧＢＴと並列接続されるダイオード素子が行列状に配置された構成に本発明を適用することもできる。

また、本発明は、車載用以外にも複数の発熱体を冷却する冷却装置に広く適用が可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

冷却装置が搭載される車両の概略構成を示した図である。図１の吸熱部１０の平面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ断面から下方を見た図である。図４のＶ−Ｖ断面における断面図である。図４のＶＩ−ＶＩ断面から排出口を見た断面図である。図３において冷却液媒体の流れを示した図である。図４において冷却液媒体の流れを示した図である。吸熱部１１０の平面図である。図４に対応する図であり吸熱部１１０の上部部材１３２を取り去った状態を示す平面図である。図１０のＸＩ−ＸＩ断面における断面図である。図９のＸＩＩ−ＸＩＩ断面において吸熱部１１０内の冷却液媒体の流れを示した図である。水冷式の冷却装置の一例を示した図である。従来の壁面衝突噴流を用いた冷却装置の例を示した図である。

符号の説明

１車両、２車輪、４モータ、６インバータ、８，４００冷却装置、１０，１１０，４０４吸熱部、１２，４０２，５１５ポンプ、１４ラジエータ、２１〜２３，１２１〜１２３，４０６，５０１半導体素子、２６，１２６流入口、２８，５６〜５９，１２８，１７１〜１７４流路、２９，１２９，５１４排出口、３２，１３２上部部材、３４，１３４下部部材、３６設置面、３８冷却面、４１〜４３，１４１〜１４３，４０８噴射口、５１〜５３，１５１〜１５３支持部、６２，６４側溝、１３８，１３９部分、５０２セラミック基板、５０３半田球、５０４パッド、５０７支持体、５０８スペーサ、５０９ピン、５１０冷却液体噴射ノズル、５１１，５１２間隙、５１３筐体、５１５冷却液体用ポンプ、５１６タンク、５１７ブロワ、５１８熱交換器、５２１エアーカーテン、５２５開口部。

Claims

冷却液媒体の流入口および前記冷却液媒体を排出する排出口が設けられ、前記冷却液媒体を前記流入口および前記排出口の他の部分では密閉する吸熱部を備える冷却装置であって、
前記吸熱部は、
冷却対象物を設置する設置面および前記設置面の裏面である冷却面を有する上部部材と、
前記上部部材とともに前記冷却面を内壁面の一部とする室を形成する下部部材とを含み、
前記下部部材には、前記流入口と連通し前記冷却面に向けて前記冷却媒体を噴射する噴射口が設けられ、前記噴射口の開口位置よりも低い位置に前記排出口が設けられる、冷却装置。
前記室には、所定量の気体が封入され、
前記噴射口は、前記気体中において前記冷却液媒体を前記冷却面に向けて噴射し、
前記排出口は、前記室における前記液媒体と前記気体との境界である液面よりも低い位置に設けられる、請求項１に記載の冷却装置。
前記下部部材は、
前記噴射口周辺に設けられ、前記液媒体を前記噴射口の高さを維持して周囲に放射状に流すための支持部を有する、請求項１または２に記載の冷却装置。
前記冷却対象物は、複数の半導体素子であり、
前記噴射口は、前記複数の半導体素子が設置されている部分にそれぞれ対応して前記下部部材に複数設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
前記下部部材には、前記室の内部において前記噴射口周辺から前記排出口に至り前記液媒体を前記排出口に導く溝が設けられ、
前記溝の流路断面積は、前記液媒体の流れの上流から下流に向けて次第に大きくなる、請求項４に記載の冷却装置。
前記下部部材には、前記室の内部において前記噴射口周辺から前記排出口に至り前記液媒体を前記排出口に導く溝が設けられ、
前記冷却面は、
前記噴射口から噴射される液媒体が当たる第１の部分と、
前記第１の部分より低くなっており前記溝に流れる前記液媒体に浸漬される第２の部分とを含む、請求項１に記載の冷却装置。
前記室の外部に前記排出口から前記流入口に至る経路上に直列に設けられるポンプおよび放熱器をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置を備える車両。