JP2022150123A - Cooling device - Google Patents

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JP2022150123A JP2021052582A JP2021052582A JP2022150123A JP 2022150123 A JP2022150123 A JP 2022150123A JP 2021052582 A JP2021052582 A JP 2021052582A JP 2021052582 A JP2021052582 A JP 2021052582A JP 2022150123 A JP2022150123 A JP 2022150123A
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Dota Yamamoto
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Abstract

To provide a cooling device which enables reduction of the coolant supply frequency.SOLUTION: A cooling device includes: a heat exchanger (2) which receives heat from a heat source (H); a housing chamber (3) which houses the heat exchanger (2) contacting with a coolant; a pressure regulator (4) which communicates with the housing chamber (3) and suctions air in the housing chamber (3) to regulate a pressure; a heat exchange chamber (5) communicating with the pressure regulator (4); a vortex tube (6) communicating with the heat exchanger (5); and a gas-liquid separation chamber (7) which is located between the vortex tube (6) and the housing chamber (3) and into which cool air discharged from the vortex tube (6) flows.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、冷却装置に関する。 The present invention relates to cooling devices.

特許文献1には、熱源から熱を受け取る熱交換器に冷却液(水)を噴霧し、熱交換器の表面において冷却液を蒸発させることで、熱源を冷却する冷却装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a cooling device that cools a heat source by spraying coolant (water) onto a heat exchanger that receives heat from a heat source and evaporating the coolant on the surface of the heat exchanger.

特開2017-129048号公報JP 2017-129048 A

冷却液の蒸発潜熱を利用した冷却装置においては、蒸発した冷却液(冷媒ガス)を大気に放出することが一般的である。つまり、冷却装置の運転に伴って、冷却装置が保有する冷却液の総量が減少していく。したがって、冷却装置を継続して運転させるためには、冷却液を頻繁に補給することが求められる。 2. Description of the Related Art A cooling device that utilizes the latent heat of evaporation of a cooling liquid generally releases the evaporated cooling liquid (refrigerant gas) to the atmosphere. That is, the total amount of coolant held by the cooling device decreases as the cooling device operates. Therefore, in order to operate the cooling device continuously, it is required to replenish the coolant frequently.

本発明はこのような事情を考慮してなされ、冷却液の補給頻度を低減可能な冷却装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling device capable of reducing the frequency of replenishment of coolant.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷却装置は、熱源(H)から熱を受け取る熱交換器(2)と、冷却液に接した状態の前記熱交換器(2)を収容する収容室(3)と、前記収容室(3)と連通し、前記収容室(3)内の空気を吸引して調圧する調圧器(4)と、前記調圧器(4)と連通した熱交換室(5)と、前記熱交換室(5)と連通するボルテックスチューブ(6)と、前記ボルテックスチューブ(6)と前記収容室(3)との間に位置し、前記ボルテックスチューブ(6)から排出された冷風が流入する気液分離室(7)と、を備える。 In order to solve the above problems, a cooling device according to one aspect of the present invention includes a heat exchanger (2) that receives heat from a heat source (H), and the heat exchanger (2) that is in contact with a cooling liquid. A storage chamber (3) for housing, communicated with the storage chamber (3), and communicated with a pressure regulator (4) for sucking air in the storage chamber (3) to regulate pressure, and the pressure regulator (4). a heat exchange chamber (5); a vortex tube (6) communicating with the heat exchange chamber (5); ) into which cold air discharged from the air-liquid separation chamber (7) flows.

上記態様によれば、熱交換室において除去しきれなかった湿気を含む冷媒ガスを、ボルテックスチューブによって温風と冷風とに分離したうえで、冷風を気液分離室に流入させることができる。気液分離室に流入する冷風は低温であり、凝縮(結露)しやすい状態である。このため、気液分離室内で結露を生じさせ、冷却液を回収して収容室へと戻すことができる。収容室に戻された冷却液は、再び熱交換器による熱交換に用いられる。このように、回収した冷却液を収容室に戻して再利用することで、冷却装置への冷却液の補給頻度を低減することが可能となる。また、気液分離室を通じて収容室に流入する冷風は低温であるため、収容室内の熱交換器を効果的に冷却できる。したがって、熱源の冷却効率を高める効果も期待できる。 According to the above aspect, the refrigerant gas containing moisture that has not been completely removed in the heat exchange chamber can be separated into warm air and cold air by the vortex tube, and then the cold air can flow into the gas-liquid separation chamber. The cold air flowing into the gas-liquid separation chamber has a low temperature and is in a state of being prone to condensation (condensation). For this reason, condensation can occur in the gas-liquid separation chamber, and the cooling liquid can be recovered and returned to the storage chamber. The coolant returned to the storage chamber is used again for heat exchange by the heat exchanger. In this way, by returning the recovered coolant to the storage chamber for reuse, it is possible to reduce the frequency of replenishment of the coolant to the cooling device. Moreover, since the cold air flowing into the storage chamber through the gas-liquid separation chamber has a low temperature, the heat exchanger in the storage chamber can be effectively cooled. Therefore, the effect of improving the cooling efficiency of the heat source can also be expected.

ここで、上記態様の冷却装置は、前記熱交換室(5)および前記気液分離室(7)から前記冷却液を回収し、前記収容室(3)に供給するタンク(8)をさらに備えてもよい。 Here, the cooling device of the above aspect further comprises a tank (8) that collects the cooling liquid from the heat exchange chamber (5) and the gas-liquid separation chamber (7) and supplies it to the storage chamber (3). may

この場合、冷却装置の全体が保有可能な冷却液の総量が増え、冷却装置への冷却液の補給頻度をさらに低減することができる。また、収容室内の冷却液の量を安定させて、冷却液と熱交換器との熱交換効率を安定させる効果も期待できる。 In this case, the total amount of coolant that the entire cooling device can hold increases, and the frequency of supplying coolant to the cooling device can be further reduced. In addition, the effect of stabilizing the amount of cooling liquid in the accommodation chamber and stabilizing the heat exchange efficiency between the cooling liquid and the heat exchanger can be expected.

また、前記調圧器(4)は、前記収容室(3)内の空気を加圧して前記熱交換室(5)に供給するように構成されていてもよい。 Further, the pressure regulator (4) may be configured to pressurize the air in the storage chamber (3) and supply it to the heat exchange chamber (5).

この場合、圧力が高く凝縮しやすい状態の冷媒ガスが熱交換室に供給される。したがって、熱交換室内における冷媒ガスの凝縮を促進させて、熱交換効率を高めることができる。 In this case, the refrigerant gas having a high pressure and being easily condensed is supplied to the heat exchange chamber. Therefore, it is possible to promote the condensation of the refrigerant gas in the heat exchange chamber and improve the heat exchange efficiency.

本発明の上記態様によれば、冷却液の補給頻度を低減可能な冷却装置を提供することができる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a cooling device capable of reducing the frequency of replenishment of coolant.

本実施形態に係る冷却装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a cooling device according to an embodiment; FIG.

以下、本実施形態の冷却装置について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、冷却装置1は、熱交換器2と、収容室3と、調圧器4と、熱交換室5と、ボルテックスチューブ6と、気液分離室7と、タンク8と、を備える。収容室3と調圧器4とは、第1通気路3aによって接続されている。調圧器4と熱交換室5とは、第2通気路4aによって接続されている。熱交換室5とボルテックスチューブ6とは、第3通気路6aによって接続されている。
Hereinafter, the cooling device of this embodiment will be described based on the drawings.
As shown in FIG. 1, the cooling device 1 includes a heat exchanger 2, an accommodation chamber 3, a pressure regulator 4, a heat exchange chamber 5, a vortex tube 6, a gas-liquid separation chamber 7, a tank 8, Prepare. The accommodation chamber 3 and the pressure regulator 4 are connected by a first air passage 3a. The pressure regulator 4 and the heat exchange chamber 5 are connected by a second air passage 4a. The heat exchange chamber 5 and the vortex tube 6 are connected by a third air passage 6a.

ボルテックスチューブ6と気液分離室7とは、第4通気路6bによって接続されている。熱交換室5とタンク8とは、第1液流路5bによって接続されている。気液分離室7とタンク8とは、第2液流路7cによって接続されている。タンク8と収容室3とは、第3液流路8aによって接続されている。気液分離室7と収容室3とは、第5通気路7bによって接続されている。 The vortex tube 6 and the gas-liquid separation chamber 7 are connected by a fourth air passage 6b. The heat exchange chamber 5 and the tank 8 are connected by a first liquid flow path 5b. The gas-liquid separation chamber 7 and the tank 8 are connected by a second liquid flow path 7c. The tank 8 and the storage chamber 3 are connected by a third liquid flow path 8a. The gas-liquid separation chamber 7 and the storage chamber 3 are connected by a fifth air passage 7b.

冷却装置1は、熱源Hを冷却するように構成されている。熱源Hは、例えば車両のECU(Electronic Control Unit)である。この場合、冷却装置1は車両に搭載される。ただし、熱源Hは、ECU以外の車両の部品であってもよい。また、熱源Hは、車両の部品でなくてもよい。すなわち、冷却装置1は車両以外に用いられてもよい。 The cooling device 1 is configured to cool the heat source H. The heat source H is, for example, a vehicle ECU (Electronic Control Unit). In this case, the cooling device 1 is mounted on the vehicle. However, the heat source H may be a vehicle part other than the ECU. Also, the heat source H does not have to be a part of the vehicle. That is, the cooling device 1 may be used in applications other than vehicles.

熱交換器2は、熱源Hから熱を受け取り、冷却液Lに受け渡すように構成されている。熱交換器2は、収容室3の内側に収容されている。冷却液Lとしては、例えば水を採用可能であるが、他の液体を採用してもよい。本実施形態の熱交換器2はヒートシンクであり、基部2aおよび複数のフィン2bを有する。複数のフィン2bは、互いに間隔を空けた状態で、基部2aから突出するように形成されている。熱交換器2の材質としては、熱伝導率の大きいアルミニウムが好適である。ただし、熱交換器2の材質はアルミニウムでなくてもよい。 The heat exchanger 2 is configured to receive heat from the heat source H and transfer it to the cooling liquid L. The heat exchanger 2 is housed inside the housing chamber 3 . As the coolant L, for example, water can be used, but other liquids may be used. The heat exchanger 2 of this embodiment is a heat sink and has a base 2a and a plurality of fins 2b. The plurality of fins 2b are formed to protrude from the base portion 2a while being spaced apart from each other. As the material for the heat exchanger 2, aluminum is suitable because of its high thermal conductivity. However, the material of the heat exchanger 2 may not be aluminum.

収容室3内には冷却液Lが溜められており、少なくとも熱交換器2の基部2aが冷却液Lと接している。冷却液Lと熱交換器2が接するように、熱交換器2は収容室3の底部に配置されている。なお、フィン2bの一部(例えば、基部2aとの接続部)が冷却液Lと接していてもよい。図1では、熱源Hと熱交換器2が接しているが、熱源Hの熱が熱交換器2に伝わる構造であれば、熱源Hと熱交換器2とが必ずしも接していなくてもよい。例えば、熱源Hと熱交換器2との間に、TIM(Thermal Interface Material)が配置されていてもよい。 A cooling liquid L is stored in the housing chamber 3 , and at least the base portion 2 a of the heat exchanger 2 is in contact with the cooling liquid L. The heat exchanger 2 is arranged at the bottom of the housing chamber 3 so that the coolant L and the heat exchanger 2 are in contact with each other. Note that a part of the fin 2b (for example, the connection with the base 2a) may be in contact with the cooling liquid L. Although the heat source H and the heat exchanger 2 are in contact with each other in FIG. For example, a TIM (Thermal Interface Material) may be arranged between the heat source H and the heat exchanger 2 .

収容室3には、外気(大気)を収容室3内に導入する外気導入路3bが設けられている。外気導入路3bが設けられていることで、収容室3が極端な減圧状態になることを抑制できる。収容室3内は初期状態では大気圧となっている。
調圧器4は、第1通気路3aを通じて吸引した収容室3内の空気を調圧し、第2通気路4aを通じて熱交換室5に供給する。収容室3内の空気には、蒸発した冷却液L(以下、冷媒ガスという)が含まれる。冷却液Lが水である場合、冷媒ガスは水蒸気である。本実施形態の調圧器4はコンプレッサーであり、冷媒ガスを含んだ空気を圧縮するように構成されている。調圧器4が動作して熱交換室5の内部を加圧すると、外気導入路3bの断面積に応じた外気流入量と、調圧器4の処理流量と、の関係により、収容室3内の圧力は変化する。
The housing chamber 3 is provided with an outside air introduction path 3 b for introducing outside air (atmosphere) into the housing chamber 3 . Since the outside air introduction path 3b is provided, it is possible to prevent the storage chamber 3 from becoming extremely depressurized. The interior of the accommodation chamber 3 is at atmospheric pressure in the initial state.
The pressure regulator 4 regulates the pressure of the air in the housing chamber 3 sucked through the first air passage 3a, and supplies the air to the heat exchange chamber 5 through the second air passage 4a. The air in the storage chamber 3 contains the evaporated coolant L (hereinafter referred to as refrigerant gas). When the coolant L is water, the refrigerant gas is water vapor. The pressure regulator 4 of this embodiment is a compressor, and is configured to compress air containing refrigerant gas. When the pressure regulator 4 operates to pressurize the inside of the heat exchange chamber 5, the relationship between the amount of outside air inflow corresponding to the cross-sectional area of the outside air introduction passage 3b and the processing flow rate of the pressure regulator 4 causes the inside of the accommodation chamber 3 to Pressure changes.

熱交換室5は、調圧器4によって調圧(本実施形態では圧縮)された、冷媒ガスを含む空気と外気との間で熱交換を行うように構成されている。熱交換室5は、熱交換効率を高めるための複数のフィン5aを有している。熱交換が行われることで、熱交換室5内の冷媒ガスの一部は凝縮して冷却液Lとなり、第1液流路5bを通じてタンク8へと向かう。凝縮した冷却液Lが自重によって流れるように、第1液流路5bは熱交換室5の底部に接続されている。 The heat exchange chamber 5 is configured to perform heat exchange between the air containing the refrigerant gas pressure-regulated (compressed in this embodiment) by the pressure regulator 4 and the outside air. The heat exchange chamber 5 has a plurality of fins 5a for enhancing heat exchange efficiency. As heat exchange is performed, part of the refrigerant gas in the heat exchange chamber 5 is condensed to become the cooling liquid L, which flows toward the tank 8 through the first liquid flow path 5b. The first liquid flow path 5b is connected to the bottom of the heat exchange chamber 5 so that the condensed cooling liquid L flows by its own weight.

熱交換室5の内部には、複数の壁部5cが設けられている。複数の壁部5cは、第2通気路4aから第3通気路6aへと向かう熱交換室5内の空気の流れが蛇行するように設けられている。このように壁部5cを設けることで、壁部5cの表面における冷媒ガスの凝縮(結露)を促進し、冷却液Lの回収効率を高めることができる。熱交換室5内で凝縮せずに残留した冷媒ガスを含む空気は、第3通気路6aを通じてボルテックスチューブ6へと向かう。 A plurality of walls 5 c are provided inside the heat exchange chamber 5 . The plurality of wall portions 5c are provided so that the flow of air in the heat exchange chamber 5 from the second ventilation path 4a to the third ventilation path 6a meanders. By providing the wall portion 5c in this way, the condensation (condensation) of the refrigerant gas on the surface of the wall portion 5c can be promoted, and the recovery efficiency of the cooling liquid L can be enhanced. The air containing the refrigerant gas remaining without being condensed in the heat exchange chamber 5 goes to the vortex tube 6 through the third air passage 6a.

ボルテックスチューブ6は、第3通気路6aを通じて供給された冷媒ガスを含む空気を、冷風と温風とに分離するように構成されている。温風はボルテックスチューブ6の排気口6cから外部に排出される。冷風は、第4通気路6bを通じて気液分離室7へと向かう。 The vortex tube 6 is configured to separate the air containing the refrigerant gas supplied through the third air passage 6a into cold air and warm air. The hot air is discharged to the outside from the exhaust port 6c of the vortex tube 6. The cool air is directed to the gas-liquid separation chamber 7 through the fourth air passage 6b.

気液分離室7内には、壁部7aが設けられている。壁部7aは、気液分離室7内における第4通気路6bの開口と第5通気路7bの開口との間に配置されている。気液分離室7内では、ボルテックスチューブ6から排出された冷風が壁部7aに当たるとともに、冷風に含まれる冷媒ガスの一部が結露して冷却液Lとなる。冷却液Lは、気液分離室7の底部に接続された第2液流路7cへと向かう。結露せずに残留した冷風は、第5通気路7bを通じて収容室3へと流入する。 A wall portion 7 a is provided in the gas-liquid separation chamber 7 . The wall portion 7a is arranged in the gas-liquid separation chamber 7 between the opening of the fourth air passage 6b and the opening of the fifth air passage 7b. Inside the gas-liquid separation chamber 7, the cold air discharged from the vortex tube 6 hits the wall portion 7a, and part of the refrigerant gas contained in the cold air condenses to form the coolant L. As shown in FIG. The coolant L is directed to the second liquid channel 7c connected to the bottom of the gas-liquid separation chamber 7. As shown in FIG. The cold air remaining without condensation flows into the storage chamber 3 through the fifth air passage 7b.

タンク8は、熱交換室5および気液分離室7から供給された冷却液Lを一時的に貯留したうえで、第3液流路8aを通じて収容室3に供給する。タンク8には外気導入孔8bが設けられている。このため、タンク8内は大気圧となっている。なお、タンク8および第3液流路8aを省いて、第1液流路5bおよび第2液流路7cを収容室3に直接的に接続してもよい。 The tank 8 temporarily stores the cooling liquid L supplied from the heat exchange chamber 5 and the gas-liquid separation chamber 7, and then supplies it to the storage chamber 3 through the third liquid flow path 8a. The tank 8 is provided with an outside air introduction hole 8b. Therefore, the inside of the tank 8 is at atmospheric pressure. Alternatively, the tank 8 and the third liquid flow path 8a may be omitted, and the first liquid flow path 5b and the second liquid flow path 7c may be directly connected to the storage chamber 3.

次に、以上のように構成された冷却装置1の作用について説明する。 Next, the operation of the cooling device 1 configured as described above will be described.

熱交換器2は、熱源Hから熱を受け取って高温となる。熱交換器2には冷却液Lが接しているため、熱交換器2から熱を受け取った冷却液Lは蒸発し、冷媒ガス(気体)となる。このとき、熱交換器2にフィン2bが設けられていることで、熱交換効率を高めることができる。冷媒ガスは、第1通気路3aを通じて調圧器4へと向かう。調圧器4において、冷媒ガスは例えば0.3~0.7MPaまで加圧される。 The heat exchanger 2 receives heat from the heat source H and becomes hot. Since the coolant L is in contact with the heat exchanger 2, the coolant L that has received heat from the heat exchanger 2 evaporates and becomes refrigerant gas (gas). At this time, since the heat exchanger 2 is provided with the fins 2b, the heat exchange efficiency can be enhanced. The refrigerant gas goes to the pressure regulator 4 through the first air passage 3a. In the pressure regulator 4, the refrigerant gas is pressurized to 0.3-0.7 MPa, for example.

加圧された冷媒ガスは、第2通気路4aを通じて熱交換室5へと向かう。熱交換室5において、外気と熱交換を行うことにより、冷媒ガスの一部は凝縮して冷却液Lとなる。このとき、熱交換室5にフィン5aが設けられていることで、熱交換効率を高めることができる。また、加圧された状態の冷媒ガスは凝縮しやすいため、コンプレッサーである調圧器4の下流側に熱交換室5を配置することで、冷媒ガスを効率よく凝縮させることができる。 The pressurized refrigerant gas goes to the heat exchange chamber 5 through the second air passage 4a. In the heat exchange chamber 5, part of the refrigerant gas is condensed into the cooling liquid L by exchanging heat with the outside air. At this time, the heat exchange efficiency can be improved by providing the heat exchange chamber 5 with the fins 5a. Moreover, since the refrigerant gas in a pressurized state is likely to condense, the refrigerant gas can be efficiently condensed by arranging the heat exchange chamber 5 downstream of the pressure regulator 4 which is a compressor.

熱交換室5において凝縮した冷却液Lは、第1液流路5bを通じて、タンク8へと向かう。熱交換室5において凝縮せずに残留した、圧縮状態の冷媒ガスは、第3通気路6aを通じてボルテックスチューブ6へと向かう。ボルテックスチューブ6に供給された圧縮状態の冷媒ガスは、排気口6cから排出される温風と、第4通気路6bから排出される冷風と、に分離される。第4通気路6bから排出された冷風は低温であるため、凝縮(結露)しやすい状態である。冷風が気液分離室7内に流入すると、冷風が壁部7aに当たることで結露が生じ、冷却液Lが得られる。冷却液Lは第2液流路7cを通じてタンク8へと向かう。 The cooling liquid L condensed in the heat exchange chamber 5 goes to the tank 8 through the first liquid flow path 5b. The compressed refrigerant gas remaining in the heat exchange chamber 5 without being condensed goes to the vortex tube 6 through the third air passage 6a. The compressed refrigerant gas supplied to the vortex tube 6 is separated into warm air discharged from the exhaust port 6c and cold air discharged from the fourth air passage 6b. Since the cold air discharged from the fourth air passage 6b has a low temperature, it is likely to condense (condense). When the cold air flows into the gas-liquid separation chamber 7, the cold air hits the wall portion 7a to cause dew condensation, and the cooling liquid L is obtained. The cooling liquid L goes to the tank 8 through the second liquid flow path 7c.

気液分離室7において結露せず残留した冷媒ガスは、第5通気路7bを通じて収容室3へと流入する。第5通気路7bから収容室3へと流入する冷媒ガスは低温であるため、収容室3内の温度を下げることができる。これにより、フィン2bを介して熱源Hを効果的に冷却できる。 Refrigerant gas remaining without condensation in the gas-liquid separation chamber 7 flows into the storage chamber 3 through the fifth air passage 7b. Since the refrigerant gas flowing into the storage chamber 3 from the fifth air passage 7b has a low temperature, the temperature inside the storage chamber 3 can be lowered. Thereby, the heat source H can be effectively cooled via the fins 2b.

第1液流路5bおよび第2液流路7cからタンク8に流入した冷却液Lは、タンク8内に一度貯留される。収容室3内の冷却液Lが蒸発することに伴い、タンク8内の冷却液Lが第3液流路8aを通じて、順次、収容室3へと供給される。
このようなサイクルにより、冷却装置1は、熱源Hを継続して冷却することが可能である。
The coolant L that has flowed into the tank 8 from the first liquid flow path 5b and the second liquid flow path 7c is stored in the tank 8 once. As the coolant L in the storage chamber 3 evaporates, the coolant L in the tank 8 is sequentially supplied to the storage chamber 3 through the third liquid flow path 8a.
With such a cycle, the cooling device 1 can cool the heat source H continuously.

以上説明したように、本実施形態の冷却装置1は、熱源Hから熱を受け取る熱交換器2と、冷却液Lに接した状態の熱交換器2を収容する収容室3と、収容室3と連通し、収容室3内の空気を吸引して調圧する調圧器4と、調圧器4と連通した熱交換室5と、熱交換室5と連通したボルテックスチューブ6と、ボルテックスチューブ6と収容室3との間に位置し、ボルテックスチューブ6から排出された冷風が流入する気液分離室7と、を備える。 As described above, the cooling device 1 of this embodiment includes the heat exchanger 2 that receives heat from the heat source H, the storage chamber 3 that stores the heat exchanger 2 in contact with the coolant L, and the storage chamber 3 , a pressure regulator 4 that sucks air in the storage chamber 3 to adjust the pressure, a heat exchange chamber 5 that communicates with the pressure regulator 4, a vortex tube 6 that communicates with the heat exchange chamber 5, and a vortex tube 6. and a gas-liquid separation chamber 7 positioned between the chamber 3 and into which cool air discharged from the vortex tube 6 flows.

この構成によれば、熱交換室5において除去しきれなかった湿気を含む冷媒ガスを、ボルテックスチューブ6によって温風と冷風とに分離したうえで、冷風を気液分離室7に流入させることができる。気液分離室7に流入する冷風は低温であり、凝縮(結露)しやすい状態である。このため、気液分離室7内で結露を生じさせ、冷却液Lを回収して収容室3へと戻すことができる。収容室3に戻された冷却液Lは、再び熱交換器2による熱交換に用いられる。このように、回収した冷却液Lを収容室3に戻して再利用することで、冷却装置1への冷却液Lの補給頻度を低減することが可能となる。また、気液分離室7を通じて収容室3に流入する冷風は低温であるため、収容室3内の熱交換器2を効果的に冷却できる。したがって、熱源Hの冷却効率を高める効果も期待できる。 According to this configuration, the refrigerant gas containing moisture that has not been completely removed in the heat exchange chamber 5 can be separated into warm air and cold air by the vortex tube 6, and then the cold air can flow into the gas-liquid separation chamber 7. can. The cold air flowing into the gas-liquid separation chamber 7 has a low temperature and is in a state of being prone to condensation (condensation). Therefore, dew condensation is caused in the gas-liquid separation chamber 7 , and the cooling liquid L can be recovered and returned to the storage chamber 3 . The coolant L returned to the storage chamber 3 is used again for heat exchange by the heat exchanger 2 . By returning the recovered coolant L to the housing chamber 3 for reuse in this way, it is possible to reduce the frequency of replenishment of the coolant L to the cooling device 1 . In addition, since the cold air flowing into the storage chamber 3 through the gas-liquid separation chamber 7 has a low temperature, the heat exchanger 2 inside the storage chamber 3 can be effectively cooled. Therefore, the effect of improving the cooling efficiency of the heat source H can also be expected.

また、本実施形態の冷却装置1は、熱交換室5および気液分離室7から冷却液Lを回収し、収容室3に供給するタンク8をさらに備えている。この構成により、冷却装置1の全体が保有可能な冷却液Lの総量が増え、冷却装置1への冷却液Lの補給頻度をさらに低減することができる。また、収容室3内の冷却液Lの量を安定させて、冷却液Lと熱交換器2との熱交換効率を安定させる効果も期待できる。 The cooling device 1 of this embodiment further includes a tank 8 that collects the cooling liquid L from the heat exchange chamber 5 and the gas-liquid separation chamber 7 and supplies the cooling liquid L to the storage chamber 3 . With this configuration, the total amount of coolant L that can be held by the entire cooling device 1 is increased, and the frequency of replenishment of the coolant L to the cooling device 1 can be further reduced. Further, the effect of stabilizing the amount of the cooling liquid L in the storage chamber 3 and stabilizing the heat exchange efficiency between the cooling liquid L and the heat exchanger 2 can be expected.

また、本実施形態の調圧器4は、コンプレッサーであり、収容室3内の空気を加圧して熱交換室5に供給するように構成されている。この構成によれば、圧力が高く凝縮しやすい状態の冷媒ガスが熱交換室5に供給される。したがって、熱交換室5内における冷媒ガスの凝縮を促進させて、熱交換効率を高めることができる。 Moreover, the pressure regulator 4 of the present embodiment is a compressor, and is configured to pressurize the air in the housing chamber 3 and supply it to the heat exchange chamber 5 . According to this configuration, the refrigerant gas having a high pressure and being easily condensed is supplied to the heat exchange chamber 5 . Therefore, it is possible to promote condensation of the refrigerant gas in the heat exchange chamber 5 and improve the heat exchange efficiency.

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、前記実施形態では、調圧器4はコンプレッサーであった。しかしながら、調圧器4は収容室3内の冷媒ガスを減圧して熱交換室5に供給するように構成されてもよい。この場合、外気導入路3bの径を小さくする等により、調圧器4の動作に伴って収容室3内も減圧状態となるように構成するとよい。収容室3内が減圧状態になると、収容室3内の冷却液Lが蒸発しやすい。したがって、熱交換器2の表面における冷却液Lの蒸発を促進させて熱交換効率を高めることができる。 For example, in the above embodiments, regulator 4 was a compressor. However, the pressure regulator 4 may be configured to reduce the pressure of the refrigerant gas in the storage chamber 3 and supply it to the heat exchange chamber 5 . In this case, it is preferable to reduce the diameter of the outside air introduction passage 3b so that the inside of the housing chamber 3 is also decompressed as the pressure regulator 4 operates. When the interior of the storage chamber 3 is decompressed, the cooling liquid L in the storage chamber 3 tends to evaporate. Therefore, it is possible to promote the evaporation of the coolant L on the surface of the heat exchanger 2 and improve the heat exchange efficiency.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with well-known components without departing from the scope of the present invention, and the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate.

1 冷却装置
2 熱交換器
3 収容室
4 調圧器
5 熱交換室
6 ボルテックスチューブ
7 気液分離室
8 タンク
H 熱源
1 Cooling Device 2 Heat Exchanger 3 Storage Chamber 4 Pressure Regulator 5 Heat Exchange Chamber 6 Vortex Tube 7 Gas-Liquid Separation Chamber 8 Tank H Heat Source

Claims (3)

熱源(H)から熱を受け取る熱交換器(2)と、
冷却液に接した状態の前記熱交換器(2)を収容する収容室(3)と、
前記収容室(3)と連通し、前記収容室(3)内の空気を吸引して調圧する調圧器(4)と、
前記調圧器(4)と連通した熱交換室(5)と、
前記熱交換室(5)と連通するボルテックスチューブ(6)と、
前記ボルテックスチューブ(6)と前記収容室(3)との間に位置し、前記ボルテックスチューブ(6)から排出された冷風が流入する気液分離室(7)と、を備える、冷却装置。
a heat exchanger (2) receiving heat from a heat source (H);
a housing chamber (3) housing the heat exchanger (2) in contact with the cooling liquid;
a pressure regulator (4) that communicates with the storage chamber (3) and adjusts the pressure by sucking the air in the storage chamber (3);
a heat exchange chamber (5) in communication with the pressure regulator (4);
a vortex tube (6) communicating with the heat exchange chamber (5);
A cooling device comprising a gas-liquid separation chamber (7) located between the vortex tube (6) and the storage chamber (3), into which cool air discharged from the vortex tube (6) flows.
前記熱交換室(5)および前記気液分離室(7)から前記冷却液を回収し、前記収容室(3)に供給するタンク(8)をさらに備える、請求項1に記載の冷却装置。 2. The cooling device according to claim 1, further comprising a tank (8) for collecting the cooling liquid from the heat exchange chamber (5) and the gas-liquid separation chamber (7) and supplying it to the storage chamber (3). 前記調圧器(4)は、前記収容室(3)内の空気を加圧して前記熱交換室(5)に供給するように構成されている、請求項1または2に記載の冷却装置。 3. Cooling device according to claim 1 or 2, wherein the pressure regulator (4) is configured to pressurize the air in the accommodation chamber (3) and supply it to the heat exchange chamber (5).
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