JP2019200018A - 密閉容器の放熱機構 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下の説明では、例えば、メンテナンス中の核融合炉の炉内を点検するマニピュレータに発熱機器(本例では電動モータ)を搭載した例について説明するが、他の発熱機器やマニピュレータ以外の機器に発熱機器を搭載した場合にも適用できることはもちろんである。
第1の実施形態に係る密閉容器の放熱機構について、図1〜図4を用いて説明する。
(構成)
本実施形態に係る密閉容器の放熱機構は、図1〜図3に示すように、支持台7に固定された発熱機器2と、支持台7に固定されるとともに発熱機器2を収容する密閉容器1と、自励振動型のヒートパイプ10と、ヒートパイプ10を密閉容器1に支持固定する固定ユニット9と、ヒートパイプ10の放熱部10bに設けられた放熱フィン等からなる放熱部材11と、から構成される。
また、発熱機器2と密閉容器1の内側との間にある空隙12は、密閉容器1を取り付けやすくするためのスペースとして設けられており、例えば空気や窒素が満たされている。
上記のように構成された本実施形態において、ヒートパイプ10内の作動流体は吸熱部10aと放熱部10bの間を自励的に発生する圧力による振動でヒートパイプ10内を往復し、熱輸送する。
この熱輸送能力について、図4(a)、(b)に示す伝熱工学に基づく多層円筒モデルにより解析した結果を説明する。
したがって、ヒートパイプ10に使用する作動流体として、例えば、作動温度範囲が30℃〜250℃の水を採用することで十分な放熱機能を持たせることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、自励振動型のヒートパイプ10を採用したことにより、発熱機器2を収容する密閉容器1がどのような姿勢になったとしても、重力の影響を受けずに発熱機器2の熱を外部へ放出することができる。これにより発熱機器2の部品の落下や潤滑グリース等の液体の漏れを防止することができる。
第2の実施形態に係る密閉容器の放熱機構について、図5及び図6を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
本実施形態では、自励振動型のヒートパイプ10に代わり、非自励振動型のヒートパイプ群15〜18を用いている。
上記のように構成された第2の実施形態に係る密閉容器の放熱機構の作用について説明する。
なお、本実施形態では4つの非自励振動型のヒートパイプ群15〜18を用いているが、密閉容器1の大きさや発熱機器の放熱量等に応じて、適宜増やしてもよい。
本第2の実施形態によれば、複数の非自励振動型のヒートパイプ群を上記のように配置することで、ヒートパイプが非自励振動型であっても、密閉容器1の姿勢変化にかかわらず、熱輸送能力を発揮することが可能となる。
第3の実施形態に係る密閉容器の放熱機構について、図7を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
第4の実施形態に係る密閉容器の放熱機構について、図8を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
本実施形態では、密閉容器1内の空隙12に熱伝導率操作媒体22を充填した構成としている。図8は、図7に示す密閉容器1内に熱伝導率操作媒体22を充填した例である。
第5の実施形態に係る密閉容器の放熱機構について、図9(a)、(b)を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
密閉容器1と固定ユニット9が接合する箇所には、図9(a)に示すように、それぞれネジが切られており、組立時に両者を螺合することにより密閉容器1が構成される。
なお、本実施形態の放熱機構は、第1乃至第4の実施形態の放熱機構に適用可能である。
Claims (7)
- 発熱機器を所定の空隙を介して収容する密閉容器と、前記密閉容器の内側と外側を往復するように設けられ、前記内側に吸熱部を、前記外側に放熱部を有するループ状の自励振動型のヒートパイプと、前記密閉容器に取り付けられ前記ヒートパイプを支持する固定ユニットと、を備えることを特徴とする密閉容器の放熱機構。
- 前記ヒートパイプの放熱部に放熱部材を設けたことを特徴とする請求項1記載の密閉容器の放熱機構。
- 発熱機器を所定の空隙を介して収容する密閉容器と、前記密閉容器の内側と外側を連通するように設けられ、前記内側に吸熱部を、前記外側に前記密閉容器の外壁に沿って延在する放熱部を有する非自励振動型の第1のヒートパイプ群と、
前記第1のヒートパイプ群と所定距離離間して設けられるとともに、前記密閉容器の内側と外側を連通するように設けられ、前記内側に吸熱部を、前記外側に前記密閉容器の外壁に沿って前記第1のヒートパイプ群とは反対方向に延在する放熱部を有する非自励振動型の第2のヒートパイプ群と、
前記密閉容器の内側と外側を連通するように設けられ、前記内側に吸熱部を、前記外側に前記密閉容器の外壁に沿って前記第1及び第2のヒートパイプ群とは直交するように延在する放熱部を有する非自励振動型の第3のヒートパイプ群及び前記第3のヒートパイプ群とは所定距離離間して配置された非自励振動型の第4のヒートパイプ群と、
前記密閉容器に取り付けられ前記第1乃至第4のヒートパイプ群をそれぞれ支持する固定ユニットと、を備えることを特徴とする密閉容器の放熱機構。 - 前記ヒートパイプ群の放熱部に放熱部材を設けたことを特徴とする請求項3記載の密閉容器の放熱機構。
- 前記密閉容器の内側及び/又は前記固定ユニットの内側に前記発熱機器からの輻射熱を吸収する放射率操作媒体を設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の密閉容器の放熱機構。
- 前記発熱機器と前記密閉容器間の空隙に熱伝導性を高めるための熱伝導率操作媒体を配置したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の密閉容器の放熱機構。
- 前記密閉容器を複数に分割し、前記固定ユニットと螺合したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の密閉容器の放熱機構。
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