JP2020076529A - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(A)、図1(B)、図2に示すように、冷却装置10は、冷媒200、冷却管20、バブル供給部材30、駆動制御部40、ポンプ50、および、電源60を備える。なお、電源60は、冷却装置10の外部にあり、この外部の電源を用いてもよい。
マイクロバブルBBSおよび補助バブルBBLは、冷却管20内を流れながら、次に示すように、冷却管20内に偏在する。
A.バブルの粒径と冷却管20の寸法との関係
マイクロバブルBBSの粒径(直径)は、非乱流領域の厚み(2×De)の半分(De)以下であるとよい。これにより、マイクロバブルBBSが非乱流領域に留まり易く、冷却効果は、向上する。
マイクロバブルBBSの粒径(直径)は、100μm以下であるとよい。さらには、マイクロバブルBBSの粒径(直径)は、0.1μm以上であるとよい。これにより、冷却効果を効果的に得られる。なお、マイクロバブルBBSの粒径(直径)は、0.1μm未満であってもよいが、0.1μm以上であれば、マイクロバブルBBSの生成がより容易になる。このように、本願発明では、100μm以下であって、好ましくは0.1μm以上の気泡を、「マイクロメータサイズの気泡」とする。
補助バブルBBLの粒径(直径)は、マイクロバブルBBSの粒径(直径)の10倍以上であるとよい。例えば、マイクロバブルBBSの粒径(直径)が100μmであれば、補助バブルBBLの粒径(直径)は、1mm以上であればよい。このような粒径(直径)の大小関係を採用すれば、補助バブルBBLによってマイクロバブルBBSを非乱流領域に偏在させる効果が得られる。
図5、図6(A)、図6(B)、図6(C)は、バブルの粒径(直径)と個数Nの分布の例を示す図である。
(第1態様)
図7(A)は、バブル供給部材と駆動制御部の第1態様を示す図である。図7(B)は、第1駆動信号の波形図であり、図7(C)は、第2駆動信号の波形図である。
図8(A)は、バブル供給部材と駆動制御部の第2態様を示す図である。図8(B)は、駆動信号の波形図である。以下では、第1態様と異なる箇所のみを説明する。
図9(A)は、バブル供給部材と駆動制御部の第3態様を示す図である。図9(B)は、駆動信号の波形図である。以下では、第1態様と異なる箇所のみを説明する。
図10(A)は、バブル供給部材と駆動制御部の第4態様を示す図である。図10(B)は、駆動信号の波形図である。以下では、第2態様と異なる箇所のみを説明する。
20:冷却管
30、30A、30B、30C:バブル供給部材
31、31A、31C、32:バブル発生素子
40、40A、40B、40C:駆動制御部
50:ポンプ
60:電源
200:冷却管
200:冷媒
311、321:壁
312、312A、322、3121、3122:孔
313、323:振動素子
410、410A、410B、410C:駆動信号発生部
411:第1駆動信号発生部
412:第2駆動信号発生部
420、421、422:増幅部
BBL:補助バブル
BBS:マイクロバブル
CA:圧縮空気
HS:熱源
O20:中心軸
Re21:乱流領域
Re22:遷移領域
Re23:粘性底層
Claims (15)
- 外部に冷却対象が存在し、流動性を有する冷媒が内蔵される冷却管と、
前記冷媒の流れを発生させる流れ発生部材と、
マイクロメータサイズの気泡であるマイクロバブルを、前記冷媒に供給するバブル供給部材と、を備え、
前記バブル供給部材は、
前記マイクロバブルとともに、ミリメータサイズの泡である補助バブルを、前記冷媒に供給する、
冷却装置。 - 前記バブル供給部材は、
多孔質セラミックからなり、前記マイクロバブルと前記補助バブルとを前記冷媒に供給する壁を備え、
前記多孔質セラミックの壁は、
前記マイクロバブルが発生する第1孔と、
前記補助バブルが発生する第2孔と、
を備える、
請求項1に記載の冷却装置。 - 前記第2孔の開口面積は、前記第1孔の開口面積よりも大きい、
請求項2に記載の冷却装置。 - 前記バブル供給部材は、
前記多孔質セラミックの壁に振動を与える振動素子を備える、
請求項3に記載の冷却装置。 - 前記振動素子は、第1周波数と、該第1周波数以下の周波数である第2周波数と、で振動する、
請求項4に記載の冷却装置。 - 前記第1周波数と前記第2周波数とは同じである、
請求項5に記載の冷却装置。 - 前記第2孔の開口面積は、前記第1孔の開口面積の10倍以上である、
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記バブル供給部材は、
多孔質セラミックからなり、前記マイクロバブルと前記補助バブルとを前記冷媒に供給する壁と、
前記多孔質セラミックの壁に振動を与える振動素子と、備え、
前記多孔質セラミックの壁は、前記マイクロバブルおよび前記補助バブルが発生する孔を備え、
前記振動素子は、第1周波数と、該第1周波数より低い周波数である第2周波数と、で振動する、
請求項2に記載の冷却装置。 - 前記冷媒は、
前記冷却管の中心を含む乱流領域と、
前記乱流領域よりも前記冷却管の壁面側の非乱流領域と、を形成しており、
前記マイクロバブルの直径は、前記冷媒の流れる方向に対して直交する方向における前記非乱流領域の厚みの半分よりも小さい、
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記補助バブルの直径は、前記冷媒の流れる方向に対して直交する方向における前記非乱流領域の厚みの半分よりも大きい、
請求項9に記載の冷却装置。 - 前記冷媒は、
前記冷却管の中心を含む乱流領域と、
前記乱流領域よりも前記冷却管の壁面側の非乱流領域と、を形成しており、
前記補助バブルの直径は、前記冷媒の流れる方向に対して直交する方向における前記非乱流領域の厚みの半分よりも大きい、
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記補助バブルの直径は、前記冷媒の流れる方向に対して直交する方向における前記乱流領域の厚みよりも小さい、
請求項10または請求項11に記載の冷却装置。 - 前記マイクロバブルの直径は、100μm以下であり、
前記補助バブルの直径は、5mm以上である、
請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記マイクロバブルの直径は、0.1μm以上であり、
前記補助バブルの直径は、50mm以下である、
請求項13に記載の冷却装置。 - 前記冷媒中の前記マイクロバブルと前記補助バブルとを含むバブルの直径に対する前記バブルの個数の分布は、
互いに前記直径が異なる、前記マイクロバブルの個数による第1ピークと、前記補助バブルの個数による第2ピークとを有し、
前記第1ピークの直径と前記第2ピークの直径との間の直径の区間において、前記第1ピークの個数または前記第2ピークの個数以上の個数となる直径が無い、
請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の冷却装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022085297A (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 蒸発器、および、蒸発器を備えるシステム |
WO2022172874A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 聡 安斎 | 演算処理装置の冷却装置 |
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JP2013052493A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Nagaoka Univ Of Technology | 機械加工装置およびそれを用いた機械加工方法 |
WO2018185822A1 (ja) * | 2017-04-04 | 2018-10-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体冷却装置、電力制御システムおよび走行体 |
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2018
- 2018-11-07 JP JP2018209522A patent/JP7225696B2/ja active Active
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JP7317790B2 (ja) | 2020-11-27 | 2023-07-31 | 株式会社豊田中央研究所 | 蒸発器、および、蒸発器を備えるシステム |
WO2022172874A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 聡 安斎 | 演算処理装置の冷却装置 |
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