JP2697253B2 - 冷媒の脱気プロセス - Google Patents
冷媒の脱気プロセスInfo
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- JP2697253B2 JP2697253B2 JP2143485A JP14348590A JP2697253B2 JP 2697253 B2 JP2697253 B2 JP 2697253B2 JP 2143485 A JP2143485 A JP 2143485A JP 14348590 A JP14348590 A JP 14348590A JP 2697253 B2 JP2697253 B2 JP 2697253B2
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- Japan
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- refrigerant
- condensable gas
- heat radiating
- temperature
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヒートパイプあるいは電子機器などの冷却に
用いられる沸騰冷却装置に使用される冷媒の脱気プロセ
ス、特にそのプロセスの完了を判定する方法に関する。
用いられる沸騰冷却装置に使用される冷媒の脱気プロセ
ス、特にそのプロセスの完了を判定する方法に関する。
ヒートパイプあるいは電子機器などの冷却に用いられ
る沸騰冷却装置においては、密閉容器内に封入されたフ
ロンなどの液状の冷媒が被冷却体によって加熱・沸騰さ
れ、ガス状の冷媒となって容器内の上部に上昇し、ここ
で容器自体あるいは容器に取り付けられている放熱部に
よって冷却され、このガス状の冷媒は凝縮・液化して液
状の冷媒となって降下し、再び被冷却体によって加熱さ
れる。このようにして被冷却体の熱を放熱部に伝達し、
被冷却体の冷却が行われる。冷媒に、例えば、空気など
の非凝縮性ガス（厳密には、通常、電子機器等の冷却に
用られる温度の範囲で）が混入していると、放熱部にお
ける伝熱面積が減少し冷却性能が低下する、あるいは、
非凝縮性ガスが、例えば、空気の場合、この中に含まれ
る酸素によって容器が腐食される問題が生じる。
る沸騰冷却装置においては、密閉容器内に封入されたフ
ロンなどの液状の冷媒が被冷却体によって加熱・沸騰さ
れ、ガス状の冷媒となって容器内の上部に上昇し、ここ
で容器自体あるいは容器に取り付けられている放熱部に
よって冷却され、このガス状の冷媒は凝縮・液化して液
状の冷媒となって降下し、再び被冷却体によって加熱さ
れる。このようにして被冷却体の熱を放熱部に伝達し、
被冷却体の冷却が行われる。冷媒に、例えば、空気など
の非凝縮性ガス（厳密には、通常、電子機器等の冷却に
用られる温度の範囲で）が混入していると、放熱部にお
ける伝熱面積が減少し冷却性能が低下する、あるいは、
非凝縮性ガスが、例えば、空気の場合、この中に含まれ
る酸素によって容器が腐食される問題が生じる。
このため、冷媒に含まれる非凝縮性ガスを極力除くこ
とが重要で、一般には、まず、液状の冷媒を脱気用容器
に入れ真空脱気し、この脱気された液状の冷媒をあらか
じめ真空引きした冷却装置の容器に入れ、更に、冷却装
置の容器を真空脱気するようにする。
とが重要で、一般には、まず、液状の冷媒を脱気用容器
に入れ真空脱気し、この脱気された液状の冷媒をあらか
じめ真空引きした冷却装置の容器に入れ、更に、冷却装
置の容器を真空脱気するようにする。
前述のように、冷媒はまず冷媒自体を真空脱気し、更
に、冷却装置の容器に入れてから再度真空脱気をする脱
気プロセスにより、冷媒に含まれる非凝縮性ガスを除く
ようにしているが、脱気プロセスの完了を判定する方法
としては、通常、脱気プロセスで排出される脱気ガスを
サンプリングして成分分析を行い、脱気ガス中の非凝縮
性ガスの量により判定するようにしている。この方法は
オフラインであり、分析に時間がかゝるため、実際には
必要以上に長時間の真空脱気を行うことにより対応して
いるのが現状である。このため、脱気プロセスにおい
て、ガス状となって排気される冷媒の損失が増加し、更
に、製品の品質管理上脱気プロセスの完了が確認できて
いない問題が生じている。
に、冷却装置の容器に入れてから再度真空脱気をする脱
気プロセスにより、冷媒に含まれる非凝縮性ガスを除く
ようにしているが、脱気プロセスの完了を判定する方法
としては、通常、脱気プロセスで排出される脱気ガスを
サンプリングして成分分析を行い、脱気ガス中の非凝縮
性ガスの量により判定するようにしている。この方法は
オフラインであり、分析に時間がかゝるため、実際には
必要以上に長時間の真空脱気を行うことにより対応して
いるのが現状である。このため、脱気プロセスにおい
て、ガス状となって排気される冷媒の損失が増加し、更
に、製品の品質管理上脱気プロセスの完了が確認できて
いない問題が生じている。
本発明の課題は前述の問題点を解決し、オンラインで
冷媒の脱気プロセスの完了を的確に判定できる脱気プロ
セスを提供することにある。
冷媒の脱気プロセスの完了を的確に判定できる脱気プロ
セスを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、上部
に放熱部を備えた密閉容器に液状の冷媒を封入し、この
冷媒を加熱・沸騰させてガス状化し、このガス状化した
冷媒が前記放熱部において冷却されて凝縮・液化する
際、残留した非凝縮性ガスを、密閉容器の内圧が大気圧
より高い場合に、密閉容器から大気中に排気することに
より冷媒から非凝縮性ガスを脱気する冷媒の脱気プロセ
スであって、加熱・沸騰によりガス状化した冷媒の液面
上近傍の温度と放熱部の上端の温度もしくは該放熱部の
上端よりも上部に位置する密閉容器の排気口近傍の温度
とを密閉容器外部に配置した温度計により測定し、これ
らの温度の差がほぼ零になったことで前記冷媒の非凝縮
性ガスの脱気プロセスが完了したことを判定することと
する。
に放熱部を備えた密閉容器に液状の冷媒を封入し、この
冷媒を加熱・沸騰させてガス状化し、このガス状化した
冷媒が前記放熱部において冷却されて凝縮・液化する
際、残留した非凝縮性ガスを、密閉容器の内圧が大気圧
より高い場合に、密閉容器から大気中に排気することに
より冷媒から非凝縮性ガスを脱気する冷媒の脱気プロセ
スであって、加熱・沸騰によりガス状化した冷媒の液面
上近傍の温度と放熱部の上端の温度もしくは該放熱部の
上端よりも上部に位置する密閉容器の排気口近傍の温度
とを密閉容器外部に配置した温度計により測定し、これ
らの温度の差がほぼ零になったことで前記冷媒の非凝縮
性ガスの脱気プロセスが完了したことを判定することと
する。
本発明の冷媒の脱気プロセスにおいては、上部に放熱
部を備えた密閉容器に封入された液状の冷媒を加熱・沸
騰させる。この加熱・沸騰によりガス状になった冷媒は
上昇して放熱部に達し、ここで冷却されて凝縮・液化し
て再び液状の冷媒となって降下するが、冷媒中に非凝縮
性ガスが含まれていると、この非凝縮性ガスは放熱部の
上端に溜まる。この非凝縮性ガスは熱伝導が悪いため、
加熱・沸騰して上昇した温度の高いガス状の冷媒から熱
量は充分伝えられないので、この非凝縮性ガスの温度は
低下する。冷媒から非凝縮性ガスを脱気すると、放熱部
の上端まで純度の高いガス状の冷媒で満たされるように
なり、放熱部の上端は加熱・沸騰したガス状の冷媒の温
度まで上昇する。したがって加熱・沸騰したガス状の冷
媒の温度として液面近傍の冷媒温度と放熱部の上端の温
度とを測定し、これらの温度の差がほゞ零になったこと
で非凝縮性ガスの脱気，すなわち冷媒の脱気プロセスが
完了したことが、オンラインでかつ的確に判定できる。
尚、本発明においては、非凝縮性ガスを、密閉容器の内
圧が大気圧より高い場合に、密閉容器から大気中に排気
するものであるので、非凝縮性ガスを真空ポンプで引く
プロセスにおいて生じる、冷媒ガスもポンプ中に吸引し
てしまうことによるポンプ損傷といった弊害が生じるこ
とはない。
部を備えた密閉容器に封入された液状の冷媒を加熱・沸
騰させる。この加熱・沸騰によりガス状になった冷媒は
上昇して放熱部に達し、ここで冷却されて凝縮・液化し
て再び液状の冷媒となって降下するが、冷媒中に非凝縮
性ガスが含まれていると、この非凝縮性ガスは放熱部の
上端に溜まる。この非凝縮性ガスは熱伝導が悪いため、
加熱・沸騰して上昇した温度の高いガス状の冷媒から熱
量は充分伝えられないので、この非凝縮性ガスの温度は
低下する。冷媒から非凝縮性ガスを脱気すると、放熱部
の上端まで純度の高いガス状の冷媒で満たされるように
なり、放熱部の上端は加熱・沸騰したガス状の冷媒の温
度まで上昇する。したがって加熱・沸騰したガス状の冷
媒の温度として液面近傍の冷媒温度と放熱部の上端の温
度とを測定し、これらの温度の差がほゞ零になったこと
で非凝縮性ガスの脱気，すなわち冷媒の脱気プロセスが
完了したことが、オンラインでかつ的確に判定できる。
尚、本発明においては、非凝縮性ガスを、密閉容器の内
圧が大気圧より高い場合に、密閉容器から大気中に排気
するものであるので、非凝縮性ガスを真空ポンプで引く
プロセスにおいて生じる、冷媒ガスもポンプ中に吸引し
てしまうことによるポンプ損傷といった弊害が生じるこ
とはない。
第１図は本発明の冷媒の脱気プロセスを行う冷媒脱気
装置の断面図である。
装置の断面図である。
密閉容器１は上部に放熱部10が設けられており、この
中に脱気処理用の冷媒２を封入する。この冷媒２は常温
では液状で2Aとなっている。密閉容器上端に脱気用の排
気管５が設けられる。この排気管５はバルブ5Aを介し
て、大気開放とする。密閉容器１の下部に設けられた加
熱部９により、液状の冷媒2Aを加熱・沸騰させる。液状
冷媒2Aは加熱・沸騰によりガス状の冷媒2Bとなり密閉容
器１の上部に上昇する。放熱部10で、このガス状冷媒2B
は冷却され、凝縮・液化して液状の冷媒となって降下す
る。2Cは液化して密閉容器の内壁を伝わり降下している
冷媒を示す。冷媒２中に非凝縮性ガスが含まれている
と、この非凝縮性ガスは放熱部10の上端に溜まる。３は
その状態を示している。このガスの熱伝導は悪いため、
加熱・沸騰して上昇した温度の高いガス状の冷媒2Bから
熱量は充分伝えられないので、この非凝縮性ガスの温度
は低下する。７は液状の冷媒の液面４上の近傍の密閉容
器外部に設けた温度計、８は放熱部の上端の密閉容器外
部に設けた温度計である。この場合、温度計７は加熱・
沸騰したガス状の冷媒2Bの温度を指示し、温度計８は非
凝縮性ガス３の温度を指示する。従って、これら温度の
間には大きな差が生じている。次に、バルブ5Aを開き、
排気管５より非凝縮性ガス３を、密閉容器１の内圧が加
熱等によって大気圧より高い場合に、大気に開放して排
出する。非凝縮性ガス３が脱気されると、放熱部10の上
端までガス状の冷媒2Bが上昇し、温度計７と温度計８の
温度の差はほゞ零となる。これによって、脱気プロセス
の完了を判定できる。なお、温度計８は8Aに示すように
排気管５の部分に取り付けると放熱部10の最上端とな
り、より効果的である。
中に脱気処理用の冷媒２を封入する。この冷媒２は常温
では液状で2Aとなっている。密閉容器上端に脱気用の排
気管５が設けられる。この排気管５はバルブ5Aを介し
て、大気開放とする。密閉容器１の下部に設けられた加
熱部９により、液状の冷媒2Aを加熱・沸騰させる。液状
冷媒2Aは加熱・沸騰によりガス状の冷媒2Bとなり密閉容
器１の上部に上昇する。放熱部10で、このガス状冷媒2B
は冷却され、凝縮・液化して液状の冷媒となって降下す
る。2Cは液化して密閉容器の内壁を伝わり降下している
冷媒を示す。冷媒２中に非凝縮性ガスが含まれている
と、この非凝縮性ガスは放熱部10の上端に溜まる。３は
その状態を示している。このガスの熱伝導は悪いため、
加熱・沸騰して上昇した温度の高いガス状の冷媒2Bから
熱量は充分伝えられないので、この非凝縮性ガスの温度
は低下する。７は液状の冷媒の液面４上の近傍の密閉容
器外部に設けた温度計、８は放熱部の上端の密閉容器外
部に設けた温度計である。この場合、温度計７は加熱・
沸騰したガス状の冷媒2Bの温度を指示し、温度計８は非
凝縮性ガス３の温度を指示する。従って、これら温度の
間には大きな差が生じている。次に、バルブ5Aを開き、
排気管５より非凝縮性ガス３を、密閉容器１の内圧が加
熱等によって大気圧より高い場合に、大気に開放して排
出する。非凝縮性ガス３が脱気されると、放熱部10の上
端までガス状の冷媒2Bが上昇し、温度計７と温度計８の
温度の差はほゞ零となる。これによって、脱気プロセス
の完了を判定できる。なお、温度計８は8Aに示すように
排気管５の部分に取り付けると放熱部10の最上端とな
り、より効果的である。
なお、本発明の脱気プロセスでは、冷媒を加熱・沸騰
するが、従来の脱気プロセスで、単に、真空引きを行っ
ているのでは、密閉容器１に封入された液状の冷媒2Aの
下層の冷媒には、上層の冷媒の液圧がかゝり、このため
脱気され難い問題があったが加熱・沸騰により、非凝縮
性ガスは直接冷媒から放出されるので、脱気プロセスが
高効率化され、脱気プロセスの処理時間が更に短縮され
る。
するが、従来の脱気プロセスで、単に、真空引きを行っ
ているのでは、密閉容器１に封入された液状の冷媒2Aの
下層の冷媒には、上層の冷媒の液圧がかゝり、このため
脱気され難い問題があったが加熱・沸騰により、非凝縮
性ガスは直接冷媒から放出されるので、脱気プロセスが
高効率化され、脱気プロセスの処理時間が更に短縮され
る。
第２図は本発明の冷媒の脱気プロセスを適用した電子
機器の沸騰冷却装置の断面図である。被冷却体の電子機
器12は冷却装置を構成する密閉容器１の下部に取り付け
られる。密閉容器１は上部に放熱部10が設けられてお
り、冷媒２を、電子機器が浸漬するよう封入する。この
冷媒２は常温では液状で2Aとなっている。密閉容器１の
上端に脱気用の排気管５が設けられる。この排気管５は
バルブ5Aを介して大気開放とする。７は液状の冷媒の液
面４上の近傍に設けた温度計、８は放熱部の上端に設け
た温度計である。8Aは放熱部上端の温度計として排気管
５の部分に取り付けた場合を示している。
機器の沸騰冷却装置の断面図である。被冷却体の電子機
器12は冷却装置を構成する密閉容器１の下部に取り付け
られる。密閉容器１は上部に放熱部10が設けられてお
り、冷媒２を、電子機器が浸漬するよう封入する。この
冷媒２は常温では液状で2Aとなっている。密閉容器１の
上端に脱気用の排気管５が設けられる。この排気管５は
バルブ5Aを介して大気開放とする。７は液状の冷媒の液
面４上の近傍に設けた温度計、８は放熱部の上端に設け
た温度計である。8Aは放熱部上端の温度計として排気管
５の部分に取り付けた場合を示している。
本実施例では被冷却体の電子機器によって、液状の冷
媒2Aが加熱・沸騰される他は、その動作・作用は第１図
の実施例と同様である。
媒2Aが加熱・沸騰される他は、その動作・作用は第１図
の実施例と同様である。
本発明の冷媒の脱気プロセスにおいては、上部に放熱
部を備えた密閉容器に封入された液状の被脱気体の冷媒
を加熱・沸騰させ、ガス状になった前記冷媒の液面上近
傍の温度と、放熱部の上端の温度とを測定し、これらの
温度の差がほゞ零になったことで、冷媒の脱気プロセス
の完了を判定するようにした。従って、オンラインで冷
媒の脱気プロセス完了を的確に判定でき、従来、必要以
上に長時間の真空脱気を行い、コスト上昇の要因となっ
ていたが、必要最小限の脱気プロセスの処理時間により
コストが低下した。また、長時間の真空脱気プロセスに
おいて、ガス状となって排気される冷媒の損失の増加も
なくなりコストは更に低下した。また、脱気プロセスの
完了が確認でき、品質管理上、その効果は大きい。更に
また、本発明の脱気プロセスで、冷媒を加熱・沸騰する
工程によって密閉容器に封入されている下層の冷媒が、
上層の冷媒の液圧により脱気され難い点を、加熱・沸騰
により非凝縮性ガスを直接冷媒から放出させ、脱気プロ
セスが高効率化され、脱気プロセスの処理時間が更に短
縮される効果がある。
部を備えた密閉容器に封入された液状の被脱気体の冷媒
を加熱・沸騰させ、ガス状になった前記冷媒の液面上近
傍の温度と、放熱部の上端の温度とを測定し、これらの
温度の差がほゞ零になったことで、冷媒の脱気プロセス
の完了を判定するようにした。従って、オンラインで冷
媒の脱気プロセス完了を的確に判定でき、従来、必要以
上に長時間の真空脱気を行い、コスト上昇の要因となっ
ていたが、必要最小限の脱気プロセスの処理時間により
コストが低下した。また、長時間の真空脱気プロセスに
おいて、ガス状となって排気される冷媒の損失の増加も
なくなりコストは更に低下した。また、脱気プロセスの
完了が確認でき、品質管理上、その効果は大きい。更に
また、本発明の脱気プロセスで、冷媒を加熱・沸騰する
工程によって密閉容器に封入されている下層の冷媒が、
上層の冷媒の液圧により脱気され難い点を、加熱・沸騰
により非凝縮性ガスを直接冷媒から放出させ、脱気プロ
セスが高効率化され、脱気プロセスの処理時間が更に短
縮される効果がある。
第１図は本発明の冷媒の脱気プロセスを適用した冷媒脱
気装置の断面図、第２図は本発明の冷媒の脱気プロセス
を適用した電子機器の沸騰冷却装置の断面図である。 1:密閉容器、2:冷媒（被脱気体）、2A:液状の冷媒２、2
B:ガス状の冷媒２、3:非凝縮性ガス、4:液状の冷媒の液
面、7:温度計（液面４上近傍の）、8:温度計（放熱10上
端の）、9:加熱部、10:放熱部、12:被冷却体の電子機器
（加熱部）。
気装置の断面図、第２図は本発明の冷媒の脱気プロセス
を適用した電子機器の沸騰冷却装置の断面図である。 1:密閉容器、2:冷媒（被脱気体）、2A:液状の冷媒２、2
B:ガス状の冷媒２、3:非凝縮性ガス、4:液状の冷媒の液
面、7:温度計（液面４上近傍の）、8:温度計（放熱10上
端の）、9:加熱部、10:放熱部、12:被冷却体の電子機器
（加熱部）。
Claims (1)
- 【請求項１】上部に放熱部を備えた密閉容器に液状の冷
媒を封入し、この冷媒を加熱・沸騰させてガス状化し、
このガス状化した冷媒が前記放熱部において冷却されて
凝縮・液化する際、残留した非凝縮性ガスを、密閉容器
の内圧が大気圧より高い場合に、密閉容器から大気中に
排気することにより冷媒から非凝縮性ガスを脱気する冷
媒の脱気プロセスであって、加熱・沸騰によりガス状化
した冷媒の液面上近傍の温度と放熱部の上端の温度もし
くは該放熱部の上端よりも上部に位置する密閉容器の排
気口近傍の温度とを密閉容器外部に配置した温度計によ
り測定し、これらの温度の差がほぼ零になったことで前
記冷媒の非凝縮性ガスの脱気プロセスが完了したことを
判定することを特徴とする冷媒の脱気プロセス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143485A JP2697253B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 冷媒の脱気プロセス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143485A JP2697253B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 冷媒の脱気プロセス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436561A JPH0436561A (ja) | 1992-02-06 |
| JP2697253B2 true JP2697253B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=15339804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2143485A Expired - Lifetime JP2697253B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 冷媒の脱気プロセス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697253B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940775U (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | 株式会社日阪製作所 | ヒ−トポンプにおける不凝縮性ガスの除去装置 |
| JPS60140076A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | 富士通株式会社 | 液冷モジユ−ルの冷媒液体充填方法 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP2143485A patent/JP2697253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436561A (ja) | 1992-02-06 |
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