JP2014206365A5 - - Google Patents

Description

すなわち、本発明の一態様は発熱体を冷却するための沸騰方式による冷却器であって、作動流体を収容する容器と、前記容器内において、前記作動流体と接するように且つ前記発熱体に対向するように設けられた冷却部材とを備え、前記冷却部材は、前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成され、前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されており、前記第１の多孔質体及び前記第２の多孔質体が、いずれも多孔質層で構成され、前記第１の多孔質体の前記第１の蒸気排出部が、前記多孔質層を貫通する孔である冷却器である。
また、本発明の別の一態様は発熱体を冷却するための沸騰方式による冷却器であって、作動流体を収容する容器と、前記容器内において、前記作動流体と接するように且つ前記発熱体に対向するように設けられた冷却部材とを備え、前記冷却部材は、前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成され、前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されており、前記第１の多孔質体及び前記第２の多孔質体のいずれか一方が多孔質粒子の集合体で構成されており、他方が多孔質層で構成され、前記第１の多孔質体が多孔質層で構成されており、前記第１の蒸気排出部が、前記多孔質層を貫通する孔である冷却器である。
また、本発明の別の一態様は発熱体を冷却するための沸騰方式による冷却器であって、作動流体を収容する容器と、前記容器内において、前記作動流体と接するように且つ前記発熱体に対向するように設けられた冷却部材とを備え、前記冷却部材は、前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成され、前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されており、前記第１の多孔質体が多孔質ナノ粒子の集合体で構成されており、前記第２の多孔質体がメッシュ構造を有する多孔質層で構成されている冷却器である。
本発明の一実施形態に係る冷却器では、前記発熱体が原子炉圧力容器である。

Claims (12)

1. 発熱体を冷却するための沸騰方式による冷却器であって、
   作動流体を収容する容器と、
   前記容器内において、前記作動流体と接するように且つ前記発熱体に対向するように設けられた冷却部材と
   を備え、
   前記冷却部材は、前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成され、
   前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、
   前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されており、
   前記第１の多孔質体及び前記第２の多孔質体が、いずれも多孔質層で構成され、
   前記第１の多孔質体の前記第１の蒸気排出部が、前記多孔質層を貫通する孔である冷却器。
2. 発熱体を冷却するための沸騰方式による冷却器であって、
   作動流体を収容する容器と、
   前記容器内において、前記作動流体と接するように且つ前記発熱体に対向するように設けられた冷却部材と
   を備え、
   前記冷却部材は、前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成され、
   前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、
   前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されており、
   前記第１の多孔質体及び前記第２の多孔質体のいずれか一方が多孔質粒子の集合体で構成されており、他方が多孔質層で構成され、
   前記第１の多孔質体が多孔質層で構成されており、前記第１の蒸気排出部が、前記多孔質層を貫通する孔である冷却器。
3. 発熱体を冷却するための沸騰方式による冷却器であって、
   作動流体を収容する容器と、
   前記容器内において、前記作動流体と接するように且つ前記発熱体に対向するように設けられた冷却部材と
   を備え、
   前記冷却部材は、前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成され、
   前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、
   前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されており、
   前記第１の多孔質体が多孔質ナノ粒子の集合体で構成されており、前記第２の多孔質体がメッシュ構造を有する多孔質層で構成されている冷却器。
4. 前記発熱体が原子炉圧力容器である請求項１〜３のいずれかに記載の冷却器。
5. 前記第２の多孔質体は、孔半径を前記第１の多孔質体の孔半径より大きくすることで、及び／又は、空隙率を前記第１の多孔質体の空隙率より大きくすることで、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率を大きくした請求項１〜４のいずれかに記載の冷却器。
6. 前記第１の多孔質体と、前記発熱体との接触部に隙間領域が形成されている請求項１〜５のいずれかに記載の冷却器。
7. 前記第２の多孔質体が金属で形成されている請求項１〜６のいずれかに記載の冷却器。
8. 前記金属で形成された第２の多孔質体の端部が前記発熱体に溶接により固定されている請求項７に記載の冷却器。
9. 前記発熱体に放熱フィンが溶接されており、前記放熱フィンに前記第２の多孔質体が溶接により固定されている請求項７に記載の冷却器。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の冷却器と、
    前記冷却器の容器に接続され、蒸発した作動流体を液化するコンデンサと
    を備えた冷却装置。
11. 作動流体を収容した容器の作動流体中に、発熱体を少なくとも部分的に浸漬して発熱体を冷却する沸騰方式による冷却方法において、
    前記発熱体の作動液体に浸漬された部分の表面に、
    前記発熱体側に設けられた第１の多孔質体と、前記作動流体側に設けられた第２の多孔質体とを備えた積層構造に構成された冷却部材であり、
    前記第１の多孔質体は、毛細管現象により前記作動流体を前記発熱体との接触部に供給する第１の作動流体供給部と、前記接触部で発生した蒸気を前記第２の多孔質体側へ排出する第１の蒸気排出部とを備え、
    前記第２の多孔質体は、前記作動流体を前記第１の多孔質体に供給する第２の作動流体供給部と、前記第１の多孔質体から排出された蒸気を前記作動流体中へ排出する第２の蒸気排出部とを備え、前記第１の多孔質体よりも前記作動流体の透過率が大きい多孔質体で形成されている冷却部材を装着する発熱体の冷却方法。
12. 前記作動流体中にナノ粒子を分散させておき、且つ、前記発熱体の作動液体に浸漬された部分の表面に、メッシュ構造を有する多孔質層で構成された前記第２の多孔質体を設けておき、
    発熱体からの熱によって、前記作動流体中のナノ粒子が沸騰する発熱体の伝熱面上で析出して多孔質ナノ粒子の集合体を構成することで前記第１の多孔質体を前記発熱体と前記第２の多孔質体との間に形成することで、前記発熱体の作動液体に浸漬された部分の表面に前記冷却部材を装着する請求項１１に記載の発熱体の冷却方法。