FR2794851A1 - Dispositif de refroidissement du type a evaporation d'eau pour une unite de production de chaleur - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau pour refroidir une unité de production de chaleur.Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un récipient (52) réalisé en matériau bon conducteur thermique; une membrane perméable à la vapeur d'eau sélective (53) qui est montée audit récipient (52) et forme un espace fermé (58) en coopération avec le récipient (52); et de l'eau chargée dans l'espace fermé (58). L'invention trouve application notamment dans le refroidissement de composants électroniques. I

Description

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement pour une unité de mémorisation d'ordinateur ou une carte électronique supportant des circuits intégrés à haute densité (LSI) et d'autres dispositifs électroniques à monter sur un équipement électronique ou un équipement d'alimentation électrique. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de refroidissement compact du type à évaporation d'eau excellent en propriété de refroidissement, qui permet une inhibition d'une augmentation de température en éliminant la production de chaleur de parties électroniques ou d'une unité de mémorisation d'ordinateur, qui assure un fonctionnement normal même dans un environnement à une température au-dessus de la température de travail maximum d'un équipement électronique.

Dans le but de refroidir des parties électroniques comprenant des circuits intégrés à haute densité montés sur un équipement électronique ou un équipement d'alimentation électrique, il est de pratique traditionnelle de dissiper la chaleur produite par des éléments chauffants tels qu'un circuit intégré à haute densité par une combinaison d'un sac réfrigérant et d'un tube thermique, comme décrit, par exemple, dans la publication du brevet japonais non examiné No. 6-21279.

La figure 8 est un schéma de configuration illustrant un dispositif de transfert thermique conventionnel, par exemple, décrit dans la publication du brevet japonais non examiné No. 6-21279.

A la figure, un récipient métallique de protection 1 comporte une ouverture 2 prévue au fond de celui-ci. Un sac réfrigérant 3 est enfermé dans la partie inférieure du récipient métallique de protection 1. Le sac réfrigérant 3 a une configuration dans laquelle les deux extrémités d'un cylindre réalisé en matière plastique doux, telle que du polyéthylène, sont rendues étanches par un scellage thermique, et est rempli d'un liquide de fonctionnement 4, avec l'espace supérieur rempli d'un gaz. Lorsque ce sac réfrigérant 3 est renfermé dans le récipient métallique de protection 1, une partie du sac réfrigérant 3 fait saillie de l'ouverture 2 et on forme une portion de contact 5 venant en contact avec un objet 8 à refroidir tel que le circuit d'intégration à haute densité (LSI).

En outre, un tube de transfert thermique 6 est renfermé dans le récipient métallique de protection 1 comme s'il était enroulé ou enveloppé par le sac réfrigérant 3. Une ailette de radiateur 7 est fixée à une extrémité du tube de transfert thermique 6 faisant saillie à l'extérieur du récipient métallique de protection 1.

Des liquides de fonctionnement 4 pouvant être appliqués comprennent des solvants à base d'halogène tels que fréon et un p-fluorocarbure (C6F14) .

Le fonctionnement du dispositif de transfert thermique conventionnel sera maintenant décrit.

Le dispositif de transfert thermique est installé de sorte que la portion de contact 5 vient en contact avec l'objet 8 à refroidir tel qu'un circuit LSI. La chaleur produite par l'objet 8 à refroidir est transférée de la portion de contact 5 au liquide de fonctionnement 4. Le liquide de fonctionnement 4 est évaporé par la chaleur transférée par la portion de contact 5. La vapeur ainsi produite s'élève à travers l'espace supérieur du sac réfrigérant 3 et, en atteignant la portion en contact avec le tube de transfert thermique 6, la chaleur y est absorbée par le tube de transfert thermique 6, la vapeur condensée étant liquéfiée et chutant. Par cet échange de chaleur latente, la chaleur est absorbée par le tube de transfert thermique 6. Ensuite, la chaleur est dissipée par l'ailette de radiateur 7 prévue à une extrémité du tube de transfert thermique 6. En répétant ce processus d'échange thermique, l'objet 8 à refroidir est refroidi.

Dans le dispositif de transfert thermique conventionnel ayant la configuration telle que décrite ci-dessus, l'objet 8 à refroidir ne peut pas être refroidi au-delà de la température de périphérie externe de la section rayonnante et, de ce fait, le dispositif ne peut pas fonctionner dans un environnement ayant une température d'au dessus la température de travail maximum de l'équipement électronique. I1 y a de ce fait un problème d'environnements limités d'utilisation.

Puisqu'un solvant à base d'halogène tel que fréon ou perfluorocarbure est utilisé en tant que liquide de fonctionnement 4, le réfrigérant doit être collecté en supprimant le dispositif pour des buts de protection de l'environnement. Cependant, de nombreux équipements électroniques sont fournis au marché composé d'utilisateurs non spécifiés et ceci a posé le problème d'établir un procédé de collecte.

En général, un équipement électronique doit satisfaire l'exigence de réduction en dimension. La structure susmentionnée du dispositif de transfert thermique comprend cependant de nombreux composants près de la carte ou plaque et ceci a empêché le problème de réduction en dimension d'être résolu.

L'objet 8 à refroidir est en contact mécanique avec le sac réfrigérant 3. Ceci résulte en une grande résistance thermique de contact, conduisant à une densité thermique davantage plus grande. Par conséquent, il se pose un autre problème de l'impossibilité de prendre des actions suffisantes pour satisfaire l'exigence d'un procédé de refroidissement excellent en performance de refroidissement.

La présente invention a été développée pour résoudre les problèmes susmentionnés et a pour but de réaliser un dispositif de refroidissement compact du type à évaporation d'eau d'un élément chauffant, qui permet le refroidissement de l'élément chauffant à une température inférieure à la température de périphérie externe de l'unité de production de chaleur, sans limitation de l'environnement de travail, et qui est convenable pour des buts de protection de l'environnement.

Afin de réaliser le but ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, on réalise un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau pour refroidir une unité de production de chaleur, comprenant un récipient qui est réalisé en un matériau bon conducteur thermique et a une ouverture ; une membrane perméable sélective de vapeur d'eau qui est montée au récipient afin de couvrir l'ouverture et forme un espace fermé de façon coopérante avec le récipient ; et de l'eau chargée dans l'espace fermé. Dans le dispositif de refroidissement d'évaporation d'eau, le récipient est thermiquement relié à l'unité de production de chaleur et de l'air déshydraté circule le long de la surface externe de la membrane perméable sélective de vapeur d'eau, de la sorte l'unité de production de chaleur est refroidie.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente un agencement de système d'un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon un premier mode de réalisation de la présente invention pour une unité de production de chaleur ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une portion principale du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon le premier mode de réalisation de la présente invention pour l'unité de production de chaleur ; - la figure 3 est un tableau du taux de pénétration ou d'infiltration de gaz et un rapport de celui-ci à travers une membrane perméable à la vapeur d'eau sélective appliquée au dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon le premier mode de réalisation de la présente invention pour l'unité de production de chaleur ; - la figure 4 est un graphique expliquant une fonction de la membrane perméable à la vapeur sélective appliquée à un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon le premier mode de réalisation de la présente invention pour l'unité de production de chaleur ; - la figure 5 est un graphique expliquant un principe de refroidissement du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon la présente invention pour l'unité de production de chaleur ; - la figure 6 est un schéma de système du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon un second mode de réalisation de la présente invention pour l'unité de production de chaleur ; - la figure 7 est une vue en coupe d'une portion principale du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon un troisième mode de réalisation de la présente invention pour l'unité de production de chaleur ; et la figure 8 représente un agencement d'un dispositif de transfert thermique conventionnel.

Des modes de réalisation selon la présente invention seront expliqués en référence aux dessins annexés.

<U>Premier mode de réalisation</U> La figure 1 représente un agencement de système d'un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon le premier mode de réalisation de la présente invention pour une unité de production de chaleur. La figure 2 est une vue en coupe d'une portion principale du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon un premier mode de réalisation de la présente invention pour une unité de production de chaleur. Aux figures 1 et 2, l'unité de production de chaleur 50 est composée de parties électroniques, telles qu'une unité centrale de traitement (CPU) 50b utilisée pour un ordinateur, montées sur une plaque ou carte 50a. Un radiateur ou dissipateur 51 est composé d'un récipient 52 réalisé en un matériau bon conducteur thermique et d'une membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 montée au récipient 52 afin de couvrir une ouverture 52a prévue à une partie du récipient 52, où un espace formé par le récipient 52 et la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 est rempli d'eau 54.

Une paroi 52b du récipient 52 opposée à la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 est thermiquement reliée à l'unité de production de chaleur 50 de façon étroite par un agent adhésif bon conducteur thermique. Sur la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, de l'air déshydraté 55 circule dans une direction représentée par une flèche A. Le dissipateur 51 est relié à un réservoir d'alimentation d'eau 56 par des conduits 57a et 57b et l'eau 54 doit être acheminée continuellement dans le dissipateur 51.

Le terme "matériau bon conducteur thermique" signifie un matériau ayant une conductivité thermique élevée ; des métaux tels que du cuivre, de l'argent, de l'or et de l'aluminium sont utilisés dans ce but.

Ensuite, un fonctionnement du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon le premier mode de réalisation sera expliqué.

De la chaleur produite par l'unité de production de chaleur 50 circule dans le dissipateur 51 thermiquement relié à l'unité de production thermique 50, de sorte que l'eau 54 dans le dissipateur 51 est chauffée. Par conséquent, de la vapeur d'eau se développe à l'interface entre l'eau 54 et la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, et ensuite la vapeur d'eau passant à travers la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 est absorbée dans l'air déshydraté 55 s'écoulant le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53.

De ce fait, la chaleur produite par l'unité de production de chaleur 50 est absorbée dans l'air déshydraté 55, c'est-à-dire, l'unité de production de chaleur 50 est refroidie.

Maintenant, la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 utilisée pour le mode de réalisation de la présente invention sera expliquée.

La membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 a une fonction qu'un taux de pénétration de vapeur d'eau est supérieur de façon marquée à celui des composants de l'air. Une membrane fonctionnelle composée de résine fluorée ayant un groupe fonctionnel hydrophyle, laminé avec un support poreux ou imprégné dans celui-ci, comme décrit dans la publication de la demande de brevet japonais non examinée No. 1-194927, peut être utilisée en tant que membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53.

Puisque la membrane fonctionnelle réalisée en support poreux laminé avec la résine fluorée ou imprégnée de celle-ci, devient un matériau non poreux au moins dans une direction de l'épaisseur de celle-ci, de l'air, de l'azote et des hydrocarbures tels que méthane ne sont sensiblement pas autorisés à pénétrer à travers la membrane 53. Par ailleurs, la vapeur d'eau s'absorbe sur la surface de la membrane réalisée en résine fluorée au moyen du groupe fonctionnel hydrophyle de celle-ci, se diffuse dans la couche de la résine fluorée et pénètre rapidement à travers la membrane 53. Une force d'entraînement par laquelle la vapeur d'eau pénètre est une différence de pression partielle de la vapeur d'eau à travers la membrane. Plus la différence de la pression partielle est grande, plus le taux de pénétration de la vapeur d'eau est grand. Une cellulose, du polyoléfine, un polyester, une polysulfone et des feuilles poreuses du type fluoré, un tissu non tissé et un tissu tissé peuvent être utilisés en tant que support poreux. De ce qui vient d'être listé, la résine du type fluoré associée à une résistance chimique et une stabilité thermique est préférable.

Le groupe fonctionnel hydrophyle relié à la résine fluorée comprend des groupes sulfonique, sel sulfonique, sulfate, sel de sulfate, carboxyle et/ou sel carboxyle.

La membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 utilisée dans le premier mode de réalisation est préparée par des procédés comme décrit ci-dessous. Un polymère fluoré d'une épaisseur de 10 microns ayant le groupe de sel sulfate est formé sur une membrane poreuse (épaisseur . 40 microns, porosité . 75 g, diamètre du pore maximum 0,5 micron) constituée d'une membrane étirée d'un polytétrafluoroéthylène et après séchage à l'air, la membrane est séchée à 100 C pendant 180 minutes. En figure 3, le taux de pénétration de gaz de vapeur d'eau, d'oxygène, d'azote, d'hydrogène et de méthane par utilisation de la membrane perméable sélective à la vapeur d'eau 53 préparée comme décrit ci- dessus et les rapports du taux de pénétration sont représentés. On appréciera à partir de la figure 3 que de l'oxygène et de l'azote, c'est-à-dire des composants de l'air, pénètrent à peine et de la vapeur d'eau pénètre sélectivement à travers la membrane 53.

Pour confirmer la fonction de la membrane sélective perméable à la vapeur d'eau 53, un instrument de mesure est préparé, dans lequel l'instrument est composé d'un récipient fermé d'un volume de 15 litres ayant une ouverture d'une surface de 50 cm 2 sur la paroi du récipient et la membrane perméable à la vapeur de sélective 53 est montée au récipient afin de recouvrir l'ouverture. Le résultat de mesure d'humidité dans le récipient fermé avec condition humidifiée dans celui-ci, lorsque de l'air déshydraté de 20 C circule le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, est représenté en figure 4. On comprend à partir de la figure 4 que la vapeur d'eau est tirée du récipient fermé par l'air déshydraté circulant le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, de sorte que l'humidité dans celle-ci devient plus faible. On apprécie également que, par l'air déshydraté circulant le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur de sélective 53 pendant une période prédéterminée de temps, l'humidité dans le récipient fermé peut être réduite au niveau de l'air déshydraté.

Le principe dans lequel l'eau peut être refroidie en dessous de la température de l'air en contactant l'air déshydraté par de l'eau, est maintenant expliqué.

Lorsque la température et l'humidité de l'air déshydraté sont respectivement de 32 C et de 20 pourcents (correspondant au point P en figure 5) comme représenté dans un graphique de la figure 5, la température de l'eau contactant cet air iosenthalpiquement varie le long de la ligne droite entre P et Q et diminue à la température au thermomètre mouillé (TW) de 17 C (correspondant au point Q en figure 5). Ceci est causé par le fait que l'eau évaporée est absorbée dans l'air déshydraté, ainsi la température diminue en conséquence de la perte de la chaleur latente d'évaporation lorsque l'eau s'évapore. L'eau est refroidie selon le principe expliqué ci-dessus et absorbe la chaleur de la CPU 50b de l'unité de production de chaleur 50, de sorte que la CPU 50b est refroidie. De ce fait, même lorsque l'unité de production de chaleur 50 est disposée en condition de température plus élevée, la température du dissipateur 51 peut être maintenue inférieure à celle dans la condition. Ceci signifie, si nécessaire, que la CPU 50b peut être refroidie en dessous de la température ambiante.

Le refroidissement selon le premier mode de réalisation utilise la chaleur latente d'évaporation de l'eau au lieu de la chaleur d'air sensible. De ce fait, une petite quantité d'eau de circulation donne un effet de refroidissement élevé puisque l'eau a la grande chaleur latente d'évaporation de 590 Kcal/kg. En outre, puisque la circulation de l'air agit seulement comme milieu pour transporter la vapeur d'eau produite par l'évaporation d'eau, le volume d'air à circuler est extrêmement petit en comparaison à un refroidissement éolien qui utilise la chaleur sensible de l'air avec la chaleur spécifique de 0,24 Kcal/kg C. De ce fait, aucun grand passage d'air pour l'aération n'est exigé, de sorte que l'agencement du dispositif de refroidissement peut être miniaturisé.

Dans le premier mode de réalisation comme expliqué ci-dessus, la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 est montée au récipient 52 afin de recouvrir une ouverture 52a prévue à la partie de la paroi du récipient 52 composant le dissipateur 51 et la paroi 52b du récipient 52, s'opposant à la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, est thermiquement reliée à l'unité de production de chaleur 50. L'eau s'évapore à l'interface entre la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 et l'eau par l'air déshydraté 55 circulant le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, ainsi la température diminue en conséquence de la perte de la chaleur latente d'évaporation lorsque l'eau s'évapore, de la sorte l'eau 54 peut être refroidie moins que celle ambiante. De ce fait, le dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau peut être mis en service dans la condition de la température étant au-dessus de la température de travail maximum de l'équipement électronique, ce qui signifie qu'aucune limitation ambiante de l'usage n'existe.

Puisque la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 composant une partie de récipient 52 n'autorise pas la pénétration de l'eau, il n'y a aucun risque de fuite d'eau vers l'extérieur lorsque l'eau 54 est fournie dans le dissipateur 51. De ce fait, un certain nombre de dissipateurs 51 peuvent être montés sur la plaque 50a sans risque de court-circuit provoqué par la fuite d'eau, de sorte que la sécurité et le refroidissement compact peuvent être effectués.

En outre, puisque l'air et l'eau sont utilisés comme agent refroidissant de refroidissement, la récupération de l'agent refroidissant n'est pas exigée pour la protection de l'environnement comme dans le cas d'utiliser le solvant halogéné tel que fréon ou des perfluorocarbures. Par conséquent, le dispositif de refroidissement sans le problème de protection de l'environnement peut être obtenu.

Comme le mécanisme de refroidissement est basé sur la chaleur latente d'évaporation de l'eau, un rendement de refroidissement élevé peut être réalisé par la petite quantité d'agent refroidissant à circuler. En outre, puisque l'air circulé agit seulement comme le milieu de transport pour transporter l'eau évaporée, le volume d'air à circuler est extrêmement petit. De ce fait, aucun circulateur d'air plus grand ou passage plus grand pour l'aération n'est exigé, de sorte que l'agencement du dispositif de refroidissement exigé du point de vue refroidissement peut être miniaturisé.

<U>Second mode de réalisation</U> Dans le premier mode de réalisation décrit ci- dessus, l'eau évaporée dans le dissipateur 51 est chargée par de l'eau stockée dans le réservoir d'alimentation d'eau 56 par les conduits 57a et 57b qui interconnectent le dissipateur 51 et le réservoir d'alimentation d'eau 56. Dans le second mode de réalisation, sur la reconnaissance que l'air déshydraté est humidifié en absorbant la vapeur d'eau par le processus où l'air déshydraté circule sur la surface externe du dissipateur 51, l'eau est conçue pour être récupérée pour réutilisation à partir de l'air humidifié en absorbant la vapeur d'eau par le processus où l'air déshydraté circule sur la surface externe du dissipateur 51 de sorte que l'air déshydraté peut être obtenu simultanément.

La figure 6 représente un agencement de système d'un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon un second mode de réalisation de la présente invention pour l'unité de production de chaleur.

En figure 6, un dispositif de déshumidification 65 est composé d'un compresseur d'agent de refroidissement 71, d'un condensateur d'agent de refroidissement 72, d'une vanne d'expansion 73, d'un évaporateur d'agent de refroidissement 74, d'un réchauffeur d'air 75 et d'un conduit d'agent de refroidissement 76 reliant les unités mentionnées ci-dessus pour former une boucle fermée. L'air de circulation circulé par un circulateur d'air 67 est conçu pour circuler dans un côté secondaire de l'évaporateur d'agent de refroidissement 74 et le chauffeur d'air 75.

L'agent de refroidissement est circulé dans la boucle fermée. L'agent de refroidissement dans l'évaporateur d'agent de refroidissement 74 est comprimé dans le compresseur 71 et ensuite est acheminé au condenseur 72 par le chauffeur d'air 75. L'agent de refroidissement comprimé est condensé dans le condenseur 72 pour rayonner la chaleur à l'extérieur du système et est ensuite dilaté adiabatiquement librement dans la vanne d'expansion 73. L'agent de refroidissement dilaté adiabatiquement est acheminé dans l'évaporateur 74, de sorte que l'air circulant dans le côté secondaire est refroidi en dessous du point de rosée de celui-ci par l'effet de refroidissement endothermique de l'agent de refroidissement produit à travers le processus de dilatation adiabatique de celui-ci.

On prévoit un bassin d'eau 78 en tant que réservoir d'eau au fond de l'évaporateur 74. Lorsque l'air circulant dans le côté secondaire est refroidi, l'eau condensée produite à la condensation de l'humidité contenue dans l'air est stockée dans le bassin d'eau 78.

L'unité de production de chaleur 50 dans l'état d'être thermiquement reliée au dissipateur 51 est reçue dans l'espace fermé 58. L'espace fermé 58 et le dispositif déshumidifiant 65 sont interconnectés par des conduits d'air 77a et 77b afin de former le circuit fermé de la circulation d'air en tant que passage de circulation de gaz. Un circulateur d'air 67 en tant que moyen de circulation de gaz tel qu'un ventilateur est disposé dans le trajet du conduit d'air 77a. Par le fonctionnement du circulateur d'air 67, l'air dans l'espace fermé 58 est acheminé dans le dispositif déshumidifiant 65 à travers le conduit d'air 77a, de sorte que l'air devient l'air déshydraté par séparation et condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air. L'air déshydraté résultant est retourné à l'espace fermé 58 par le conduit d'air 77b et est forcé à circuler dans le circuit fermé le long de la membrane perméable sélective à la vapeur d'eau 53 comme représenté par la flèche A en figure 6.

Le bassin d'eau 78 dans le dispositif déshumidifiant 65 et le dissipateur 51 sont interconnectés par un conduit 57a en tant que moyen pour amener l'eau de sorte que l'eau séparée et récupérée dans le dispositif déshumidifiant 65 est ramenée au dissipateur 51.

Ensuite, l'opération de refroidissement du dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau selon un second mode de réalisation sera expliqué.

Lors de l'actionnement du circulateur d'air 67, l'air dans l'espace fermé 58 est acheminé dans le dispositif déshumidifiant 65 à travers le conduit d'air 77a pour circuler à travers le côté secondaire de l'évaporateur d'agent de refroidissement circulant 74 et le chauffeur d'air 75 et est ensuite acheminé dans l'espace fermé 58 à travers le conduit d'air 77b. Lorsque circulant à travers le côté secondaire de l'évaporateur d'agent de refroidissement circulant 74, l'air est refroidi en dessous du point de rosée de celui-ci. Pendant le refroidissement, l'humidité contenue dans l'air est condensée et stockée en tant qu'eau condensée dans le bassin d'eau 78. Lorsque l'air refroidi en dessous du point de rosée de celui-ci circule à travers le côté secondaire du chauffeur d'air 75, l'air est chauffé jusqu'à la température ambiante et acheminé en tant qu'air déshydraté dans l'espace fermé 58 à travers le conduit d'air 77b.

L'air déshydraté 55 acheminé dans l'espace fermé 58 circule le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 comme représenté par la flèche A en figure 6. La vapeur d'eau dans le dissipateur 51 est soutirée dans l'espace fermé 58 à travers la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53, de sorte que l'air circulant dans l'espace fermé 58 est humidifié par la vapeur d'eau et ensuite acheminé dans le dispositif déshumidifiant 65 par le conduit d'air 77a.

En même temps, la chaleur produite par la CPU 50b est transférée au dissipateur 51 par la paroi 52b du récipient 52, de sorte que l'eau dans le récipient 52 est chauffée pour s'évaporer. La vapeur d'eau produite comme décrit ci-dessus passe à travers la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 et est absorbée dans l'air déshydraté 55 circulant dans l'espace fermé 58, de sorte que l'humidité dans le dissipateur 51 devient à un niveau équivalent d'air déshydraté circulant dans l'espace fermé 58. La vapeur d'eau soutirée dans l'espace fermé 58 est condensée et récupérée dans le dispositif déshumidifiant 65 et est stockée en tant qu'eau condensée dans le bassin d'eau 78. Après cela, l'eau condensée est retournée séquentiellement au dissipateur 51 par le conduit 57a. De ce fait, l'effet obtenu dans le second mode de réalisation est équivalent à celui dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus.

Selon le second mode de réalisation, la vapeur d'eau évaporée dans le dissipateur 51 est absorbée dans l'air déshydraté 55 après passage à travers la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective 53 et est récupérée comme eau condensée dans le dispositif déshumidifiant 65 pour être acheminée dans le dissipateur 51. Par conséquent, aucune alimentation d'eau de l'extérieur du système n'est exigée, c'est-à-dire, le refroidissement de l'unité de production de chaleur 50 dans la boucle fermée peut être accompli.

<U>Troisième mode de réalisation</U> Dans le troisième mode de réalisation, une forme d'une surface externe 52b du récipient 52 est formée en conformité avec la surface à refroidir de l'unité de production de chaleur 50 comme représenté en figure 7.

De ce fait, la surface externe 52b du récipient 52 peut être disposée en contact proche avec la surface à refroidir de l'unité de production de chaleur 50, de sorte que la résistance thermique à l'interface entre le récipient 52 et l'unité de production de chaleur 50 peut être réduite de façon marquée, c'est-à-dire, l'unité de production de chaleur 50 peut être efficacement refroidie.

<U>Quatrième mode de réalisation</U> Dans le troisième mode de réalisation décrit ci- dessus, la forme de la surface externe 52b du récipient 52 est formée en conformité avec la surface à refroidir de l'unité de production de chaleur 50. Alors que dans le quatrième mode de réalisation, un effet équivalent au troisième mode de réalisation peut être obtenu lorsque le récipient 52 est réalisé en un matériau flexible. Le matériau flexible composant le récipient 52 est tel qu'un film laminé d'un plastique bon conducteur thermique et d'un film métallique ou un film métallique embouti. Dans chaque mode de réalisation décrit jusqu'à maintenant, l'unité de production de chaleur 50 à refroidir est expliquée par utilisation de la CPU 50b montée sur la plaque 50a. Cependant, on appréciera que la présente invention n'est pas limitée à l'application ci- dessus et peut être appliquée, par exemple, à un semi conducteur électrique de puissance, un thyristor et un dispositif à laser. Plus particulièrement, la présente invention peut être efficacement appliquée au refroidissement pour un dispositif associé à un flux thermique de rayonnement grand.

Afin de réaliser le but ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, on réalise un dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau pour refroidir une unité de production de chaleur, comprenant un récipient qui est réalisé en matériau bon conducteur thermique et a une ouverture ; une membrane perméable à la vapeur d'eau sélective qui est montée au récipient afin de recouvrir l'ouverture et forme un espace fermé en coopération avec le récipient ; et de l'eau chargée dans l'espace fermé. Dans le dispositif de refroidissement par évaporation d'eau, le récipient est thermiquement relié à l'unité de production de chaleur et de l'air déshydraté circule le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective, de la sorte l'unité de production de chaleur est refroidie. De ce fait, le dispositif de refroidissement décrit ci-dessus peut être refroidi en dessous d'une température ambiante, c'est-à-dire, l'usage ne peut pas être restreint par la condition ambiante et est convenable pour la protection de l'environnement.

Le dispositif de refroidissement peut avoir un dispositif déshumidifiant qui sépare/récupère la vapeur d'eau contenue dans l'air par condensation de celui-ci dans un réservoir d'eau et obtient l'air avec faible humidité, un circuit de circulation d'air qui circule l'air à faible humidité obtenu dans le dispositif déshumidifiant le long de la surface externe de la membrane perméable à la vapeur d'eau sélective et retourne ensuite l'air au dispositif déshumidifiant, et un moyen de retour d'eau pour retourner l'eau récupérée dans le réservoir d'eau du dispositif déshumidifiant à l'espace fermé. De ce fait, aucune alimentation d'eau de l'extérieur du système n'est utilisée et l'unité de production de chaleur peut être refroidie dans la boucle fermée.

Une surface externe d'une partie du récipient à relier thermiquement à l'unité de production de chaleur peut être formée en conformité avec une surface à refroidir de l'unité de production de chaleur, de sorte que la résistance thermique à l'interface entre le récipient et l'unité de production de chaleur peut être réduite pour être capable d'accomplir le refroidissement hautement efficace.

Le récipient peut être réalisé en un matériau flexible, de sorte que, similaire à l'effet mentionné ci- dessus, la résistance thermique à l'interface entre le récipient et l'unité de production de chaleur peut être réduite pour être capable d'accomplir le refroidissement à efficacité élevée.

Claims (4)

<B><U>REVENDICATIONS</U></B>

1. Dispositif de refroidissement du type à évaporation d'eau pour refroidir une unité de production de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient (52) qui est réalisé en un matériau bon conducteur thermique et a une ouverture (52a) ; une membrane perméable à la vapeur d'eau sélective (53) qui est montée audit récipient afin de recouvrir l'ouverture (52a) et forme un espace fermé (58) en coopération avec ledit récipient ; et de l'eau chargée dans l'espace fermé ; où ledit récipient (52) est thermiquement relié à l'unité de production de chaleur (50) ; et où de l'air déshydraté circule le long de la surface externe de ladite membrane (53), de la sorte une unité de production de chaleur (50) est refroidie.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif déshumidifiant (65) qui sépare/récupère de la vapeur d'eau contenue dans l'air par condensation de celle-ci dans un réservoir d'eau et obtient l'air à faible humidité ; un circuit de circulation d'air (67) qui circule l'air à faible humidité obtenu dans le dispositif déshumidifiant (65) le long de la surface externe de la membrane précitée (53) et retourne subséquemment l'air au dispositif déshumidifiant (73) ; et un moyen de retour d'eau pour ramener l'eau récupérée dans le réservoir d'eau du dispositif déshumidifiant (65) à l'espace fermé (58).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface externe d'une partie du récipient (52) précitée à relier thermiquement à l'unité de production de chaleur (50) est formée en conformité avec une surface à refroidir de l'unité de production de chaleur (50).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient (52) précité est réalisé en un matériau flexible.