JP2782953B2 - 蒸発器 - Google Patents
蒸発器Info
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- JP2782953B2 JP2782953B2 JP33676890A JP33676890A JP2782953B2 JP 2782953 B2 JP2782953 B2 JP 2782953B2 JP 33676890 A JP33676890 A JP 33676890A JP 33676890 A JP33676890 A JP 33676890A JP 2782953 B2 JP2782953 B2 JP 2782953B2
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- evaporator
- flow path
- wall
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、宇宙基地等の冷却系統等に用いられる蒸発
器に関するものである。
器に関するものである。
［従来の技術］ 宇宙機や宇宙基地内に設置された機器が発生する熱を
そのまま放っておくと、その熱が宇宙基地等の内部に溜
まり、宇宙基地等の内部の温度を上昇させる原因となる
ので、宇宙基地等は内部の温度制御を行う必要が生じ
る。
そのまま放っておくと、その熱が宇宙基地等の内部に溜
まり、宇宙基地等の内部の温度を上昇させる原因となる
ので、宇宙基地等は内部の温度制御を行う必要が生じ
る。
そこで従来は、第５図に示すように、宇宙基地１等の
内部に設置する機器２をコールドプレートと呼ばれる冷
却器３の上に載せ、宇宙基地１等の外部にラジエータ等
の放熱器４を設置し、冷却器３と放熱器４との間をポン
プ５を備えた循環流路６で接続して、ポンプ５を用いて
冷却液を冷却器３へ送給することにより冷却器３上の機
器２を冷却液の顕熱で冷却し、この時暖められた冷却液
を放熱器４へ送って冷却液の熱を放熱器４から宇宙空間
へ放出させ、放熱器４で熱を奪われて温度が低下された
冷却液を再び冷却器３へ送り、以後上記を繰返すことに
よって宇宙基地１等の内部の温度制御を行っている。
内部に設置する機器２をコールドプレートと呼ばれる冷
却器３の上に載せ、宇宙基地１等の外部にラジエータ等
の放熱器４を設置し、冷却器３と放熱器４との間をポン
プ５を備えた循環流路６で接続して、ポンプ５を用いて
冷却液を冷却器３へ送給することにより冷却器３上の機
器２を冷却液の顕熱で冷却し、この時暖められた冷却液
を放熱器４へ送って冷却液の熱を放熱器４から宇宙空間
へ放出させ、放熱器４で熱を奪われて温度が低下された
冷却液を再び冷却器３へ送り、以後上記を繰返すことに
よって宇宙基地１等の内部の温度制御を行っている。
しかし、上記した冷却器３では冷却液の顕熱を利用し
て機器２を冷却しているため、冷却能力が低く、機器２
の発熱量が大きい場合には充分な冷却効果が得られなか
った。
て機器２を冷却しているため、冷却能力が低く、機器２
の発熱量が大きい場合には充分な冷却効果が得られなか
った。
そこで、冷却器３として液の蒸発潜熱を利用する蒸発
器を用いることにより、機器２の発熱量が大きい場合に
対応できるようにすることが考えられている。
器を用いることにより、機器２の発熱量が大きい場合に
対応できるようにすることが考えられている。
第６図は、上記した蒸発器の一例を示すものである。
機器２の熱７を受ける受熱板８と底板９を所要の間隔
をおいて平行に配置し、受熱板８と底板９を互に平行な
複数枚の焼結金属からなる多孔質の液供給板10で支持さ
せることにより、受熱板８と底板９と複数枚の液供給板
10との間に蒸気排出流路11を形成し、前記受熱板８の液
供給板10側の面に液供給板10と直交する方向へ延びる複
数条の蒸発用溝12を形成し、前記底板９の液供給板10側
の面に蒸気排出流路11に沿って多孔質の導液ウイック13
を配設し、必要な場合には更に、底板９の液供給板10側
の面に液供給板10と直交する方向へ延びる複数条の液供
給溝14を形成する。図中15は液である。
をおいて平行に配置し、受熱板８と底板９を互に平行な
複数枚の焼結金属からなる多孔質の液供給板10で支持さ
せることにより、受熱板８と底板９と複数枚の液供給板
10との間に蒸気排出流路11を形成し、前記受熱板８の液
供給板10側の面に液供給板10と直交する方向へ延びる複
数条の蒸発用溝12を形成し、前記底板９の液供給板10側
の面に蒸気排出流路11に沿って多孔質の導液ウイック13
を配設し、必要な場合には更に、底板９の液供給板10側
の面に液供給板10と直交する方向へ延びる複数条の液供
給溝14を形成する。図中15は液である。
そして、第５図の循環流路６を通って放熱器４から送
られてきた液15は、蒸発器の底板９側に設けられた液供
給溝14に流され、液供給溝14の液15は毛細管現像で多孔
質の導液ウイック13内へ吸込まれ、更に毛細管現像で多
孔質の液供給板10から受熱板８の蒸発用溝12へ導かれ
る。
られてきた液15は、蒸発器の底板９側に設けられた液供
給溝14に流され、液供給溝14の液15は毛細管現像で多孔
質の導液ウイック13内へ吸込まれ、更に毛細管現像で多
孔質の液供給板10から受熱板８の蒸発用溝12へ導かれ
る。
すると、受熱板８は機器２からの熱７を伝達されて加
熱されているので、該熱７により蒸発用溝12内の液が蒸
発し、この時の液15の蒸発潜熱により機器２が冷却され
る。
熱されているので、該熱７により蒸発用溝12内の液が蒸
発し、この時の液15の蒸発潜熱により機器２が冷却され
る。
液15が蒸発してできた蒸気は蒸気排出流路11に集めら
れ、蒸気排出流路11から循環流路６を通って放熱器４へ
送られる。
れ、蒸気排出流路11から循環流路６を通って放熱器４へ
送られる。
尚、冷却器３として上記したような蒸発器を用いた場
合、放熱器４を凝縮器にする。
合、放熱器４を凝縮器にする。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の蒸発器には、以下のような
問題があった。
問題があった。
即ち、液15の蒸発潜熱を利用する蒸発器を、宇宙空間
で利用した場合、蒸発用溝12内の液15に気泡が発生して
も、宇宙空間では気泡に浮力が作用しないので、蒸発用
溝12内の液15から気泡が分離できずに蒸発用溝12に付着
した状態で残されることになる。すると、蒸発器を使用
するに従い、蒸発用溝12に付着する気泡の数が増加して
いくことになり、該気泡は熱伝達率が低いので、受熱板
８からの熱伝達性が悪くなって、次第に機能が低下して
行くことになる。
で利用した場合、蒸発用溝12内の液15に気泡が発生して
も、宇宙空間では気泡に浮力が作用しないので、蒸発用
溝12内の液15から気泡が分離できずに蒸発用溝12に付着
した状態で残されることになる。すると、蒸発器を使用
するに従い、蒸発用溝12に付着する気泡の数が増加して
いくことになり、該気泡は熱伝達率が低いので、受熱板
８からの熱伝達性が悪くなって、次第に機能が低下して
行くことになる。
又、第６図に示すように、構造が複雑のため、製造コ
ストが高く付く。
ストが高く付く。
本発明は、上述の実情に鑑み、機能低下を起こしにく
く、且つ、安価な蒸発器を提供することを目的とするも
のである。
く、且つ、安価な蒸発器を提供することを目的とするも
のである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、中空の蒸発器本体の一方の側に液供給流路
を接続すると共に蒸発器本体の他方の側に蒸気排出流路
を接続し、前記蒸発器本体内部を、蒸発器本体内壁に対
して傾斜する傾斜面を有する仕切壁で仕切って、液供給
流路側に液溜め室を又蒸気排出流路側に蒸発室を形成
し、前記仕切壁の傾斜面の部分に蒸発室内壁へ向けて液
を噴射可能な噴出孔を形成したことを特徴とする蒸発器
にかかるものである。
を接続すると共に蒸発器本体の他方の側に蒸気排出流路
を接続し、前記蒸発器本体内部を、蒸発器本体内壁に対
して傾斜する傾斜面を有する仕切壁で仕切って、液供給
流路側に液溜め室を又蒸気排出流路側に蒸発室を形成
し、前記仕切壁の傾斜面の部分に蒸発室内壁へ向けて液
を噴射可能な噴出孔を形成したことを特徴とする蒸発器
にかかるものである。
［作用］ 本発明によれば、蒸気排出流路から蒸発器本体の液溜
め室へ液を供給すると、該液は仕切壁に形成された噴出
孔から蒸発室内壁へ噴出され、噴出孔から噴出されて蒸
発室内壁へ接触した液は蒸発室内壁の熱により蒸発され
て、蒸発室に溜まり、その後、蒸気排出流路から排出さ
れる。
め室へ液を供給すると、該液は仕切壁に形成された噴出
孔から蒸発室内壁へ噴出され、噴出孔から噴出されて蒸
発室内壁へ接触した液は蒸発室内壁の熱により蒸発され
て、蒸発室に溜まり、その後、蒸気排出流路から排出さ
れる。
この際、仕切壁に傾斜面を形成したので、蒸発室が蒸
気排出流路側へ向けて徐々に広がる形状となり、蒸気の
排出効果が向上する。
気排出流路側へ向けて徐々に広がる形状となり、蒸気の
排出効果が向上する。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図・第２図は、本発明の第一の実施例であり、少
なくとも内面が液漏れ性の良い素材で造られた、中空円
筒状等の中空状をした蒸発器本体16を形成し、該蒸発器
本体16の一方の側に液供給流路17を接続すると共に蒸発
器本体16の他方の側に蒸気排出流路18を接続し、前記蒸
発器本体16内部を、円錐状等の蒸発器本体16内壁に対し
て略傾斜する傾斜面19を有する仕切壁20で仕切って、液
供給流路17側に液溜め室21を又蒸気排出流路18側に蒸発
室22を形成し、前記仕切壁20の少なくとも傾斜面19の部
分に蒸発室22内壁へ向けて液23を噴出可能な噴出孔24を
複数形成する。
なくとも内面が液漏れ性の良い素材で造られた、中空円
筒状等の中空状をした蒸発器本体16を形成し、該蒸発器
本体16の一方の側に液供給流路17を接続すると共に蒸発
器本体16の他方の側に蒸気排出流路18を接続し、前記蒸
発器本体16内部を、円錐状等の蒸発器本体16内壁に対し
て略傾斜する傾斜面19を有する仕切壁20で仕切って、液
供給流路17側に液溜め室21を又蒸気排出流路18側に蒸発
室22を形成し、前記仕切壁20の少なくとも傾斜面19の部
分に蒸発室22内壁へ向けて液23を噴出可能な噴出孔24を
複数形成する。
上記構造の蒸発器本体16を複数並列に配置して、一対
の受熱板25,26で挟持し蒸発器27を構成する。
の受熱板25,26で挟持し蒸発器27を構成する。
尚、蒸発器27の各蒸発器本体16に対する液23及び蒸気
の給排は、図示しないヘッダーを用いて一括して行うよ
うにしても良い。
の給排は、図示しないヘッダーを用いて一括して行うよ
うにしても良い。
次に、作動について説明する。
第５図・第６図の冷却器３で液15の蒸発潜熱を利用し
て機器２を冷却し、液15が蒸発してなる蒸気の熱を放熱
器４で宇宙空間へ放熱し再び液15へ戻すよう液15を循環
させる過程は本願と同様なので説明を省略する。
て機器２を冷却し、液15が蒸発してなる蒸気の熱を放熱
器４で宇宙空間へ放熱し再び液15へ戻すよう液15を循環
させる過程は本願と同様なので説明を省略する。
そして、液供給流路17から蒸発器本体16へ液23が供給
されると、液23は蒸発器本体16内部の仕切壁20で仕切ら
れた液溜め室21へ貯溜され、液溜め室21は次第に内圧を
高められる。
されると、液23は蒸発器本体16内部の仕切壁20で仕切ら
れた液溜め室21へ貯溜され、液溜め室21は次第に内圧を
高められる。
液溜め室21では、最初、仕切壁20に形成された噴出孔
24から僅かに液23が蒸発室22側へ漏れるが、液溜め室21
の内圧が高まるにつれ噴出孔24から噴出する液23の勢い
が増し、液溜め室21の内圧が所定の値となった時点で、
噴出孔24から噴出する液23が蒸発室22内壁に達するよう
になる。
24から僅かに液23が蒸発室22側へ漏れるが、液溜め室21
の内圧が高まるにつれ噴出孔24から噴出する液23の勢い
が増し、液溜め室21の内圧が所定の値となった時点で、
噴出孔24から噴出する液23が蒸発室22内壁に達するよう
になる。
すると、蒸発室22内壁は機器からの熱を受熱板25,26
を介して伝達されているため高温となっているので、液
23は蒸発室22内壁へ接触されると即座に蒸発され、蒸発
によってできた蒸気は蒸発室22から蒸気排出流路18へ排
出される。
を介して伝達されているため高温となっているので、液
23は蒸発室22内壁へ接触されると即座に蒸発され、蒸発
によってできた蒸気は蒸発室22から蒸気排出流路18へ排
出される。
この際、蒸発室22内壁へは液23が連続的に送られてく
るので、蒸発室22内壁に伝熱効率の低い気泡が付着して
いたとしても該気泡は液23によって蒸発室22内壁から押
し退けられることとなるため、使用により蒸発室22内壁
に付着した気泡の数が増加して機能低下を起こすことが
防止される。
るので、蒸発室22内壁に伝熱効率の低い気泡が付着して
いたとしても該気泡は液23によって蒸発室22内壁から押
し退けられることとなるため、使用により蒸発室22内壁
に付着した気泡の数が増加して機能低下を起こすことが
防止される。
又、仕切壁20に傾斜面19を設けたことにより、噴出孔
24の数を多く設けることができるようになると共に、蒸
発室22内壁の液23が接触する部分の面積を大きくとるこ
とができるようになるので、全体の冷却能力を高めるこ
とができる。
24の数を多く設けることができるようになると共に、蒸
発室22内壁の液23が接触する部分の面積を大きくとるこ
とができるようになるので、全体の冷却能力を高めるこ
とができる。
更に、仕切壁20に傾斜面19を設けることにより、蒸発
室22の蒸発空間が液供給流路17側から蒸気排出流路18側
へ向うに従い徐々に拡大するように構成され、これによ
って蒸発室22内部に狭い側から広い側へと向う蒸気の流
れが自然に形成されることになり、蒸気排出流路18への
蒸気の排出効率が向上する。
室22の蒸発空間が液供給流路17側から蒸気排出流路18側
へ向うに従い徐々に拡大するように構成され、これによ
って蒸発室22内部に狭い側から広い側へと向う蒸気の流
れが自然に形成されることになり、蒸気排出流路18への
蒸気の排出効率が向上する。
更に又、仕切壁20に傾斜面19を設けることにより、傾
斜面19に対して垂直に噴出孔24を形成するだけで蒸発室
22内壁の広い範囲の部分に液23が接触されるよう液23の
噴出角度を決定することができるので、噴出孔24の加工
が容易化される。
斜面19に対して垂直に噴出孔24を形成するだけで蒸発室
22内壁の広い範囲の部分に液23が接触されるよう液23の
噴出角度を決定することができるので、噴出孔24の加工
が容易化される。
第３図は、本発明の第二の実施例であり、蒸発器本体
28を中空の直方体とし、仕切壁29を山型とした他は、前
記実施例と同様の構成を備えており、受熱板を不要化し
得るという以外は、前記実施例と同様の作用・効果を得
ることができる。
28を中空の直方体とし、仕切壁29を山型とした他は、前
記実施例と同様の構成を備えており、受熱板を不要化し
得るという以外は、前記実施例と同様の作用・効果を得
ることができる。
第４図は、本発明の第三の実施例であり、第１図〜第
３図の蒸発器本体16,28に対して単一の傾斜面19を有す
る仕切壁30を設けた他は、前記実施例と同様の構成を備
えており、伝熱面が片側に集中している蒸発器本体16,2
8の場合に有効であること以外は、前記各実施例と同様
の作用・効果を得ることができる。
３図の蒸発器本体16,28に対して単一の傾斜面19を有す
る仕切壁30を設けた他は、前記実施例と同様の構成を備
えており、伝熱面が片側に集中している蒸発器本体16,2
8の場合に有効であること以外は、前記各実施例と同様
の作用・効果を得ることができる。
尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、宇宙空間に限らず地上でも使用可能であるこ
と、冷却器以外への使用が可能であること、蒸発器本体
の形状は任意であること、及び仕切板の形状は任意であ
ること、傾斜面は曲面としても良いこと、その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
はなく、宇宙空間に限らず地上でも使用可能であるこ
と、冷却器以外への使用が可能であること、蒸発器本体
の形状は任意であること、及び仕切板の形状は任意であ
ること、傾斜面は曲面としても良いこと、その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の蒸発器によれば、構造
が簡単なので製造コストを低減することができ、且つ、
気泡の付着を防止することができるので使用による機能
低下を防止することができ、更に、仕切壁に形成した傾
斜面によって蒸気の排出効率を向上させることができる
という優れた効果を奏し得る。
が簡単なので製造コストを低減することができ、且つ、
気泡の付着を防止することができるので使用による機能
低下を防止することができ、更に、仕切壁に形成した傾
斜面によって蒸気の排出効率を向上させることができる
という優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明の第一の実施例における蒸発器本体の側
断面図、第２図は第１図の蒸発器本体を用いた蒸発器の
斜視図、第３図は本発明の第二の実施例における蒸発器
本体の透視斜視図、第４図は本発明の第三の実施例にお
ける蒸発器本体の側断面図、第５図は宇宙基地等に設け
られた冷却系統を示す系統図、第６図は第５図における
冷却器として用いられる蒸発器の側断面図である。 図中16,28は蒸発器本体、17は液供給流路、18は蒸気排
出流路、19は傾斜面、20,29,30は仕切壁、21は液溜め
室、22は蒸発室、23は液、24は噴出孔、27は蒸発器を示
す。
断面図、第２図は第１図の蒸発器本体を用いた蒸発器の
斜視図、第３図は本発明の第二の実施例における蒸発器
本体の透視斜視図、第４図は本発明の第三の実施例にお
ける蒸発器本体の側断面図、第５図は宇宙基地等に設け
られた冷却系統を示す系統図、第６図は第５図における
冷却器として用いられる蒸発器の側断面図である。 図中16,28は蒸発器本体、17は液供給流路、18は蒸気排
出流路、19は傾斜面、20,29,30は仕切壁、21は液溜め
室、22は蒸発室、23は液、24は噴出孔、27は蒸発器を示
す。
Claims (1)
- 【請求項１】中空の蒸発器本体の一方の側に液供給流路
を接続すると共に蒸発器本体の他方の側に蒸気排出流路
を接続し、前記蒸発器本体内部を、蒸発器本体内壁に対
して傾斜する傾斜面を有する仕切壁で仕切って、液供給
流路側に液溜め室を又蒸気排出流路側に蒸発室を形成
し、前記仕切壁の傾斜面の部分に蒸発室内壁へ向けて液
を噴射可能な噴出孔を形成したことを特徴とする蒸発
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33676890A JP2782953B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33676890A JP2782953B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 蒸発器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04203893A JPH04203893A (ja) | 1992-07-24 |
| JP2782953B2 true JP2782953B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=18302519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33676890A Expired - Fee Related JP2782953B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782953B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2012232967B2 (en) | 2011-10-31 | 2015-01-15 | Abb Technology Ag | Cabinet with modules having a thermosiphon cooler arrangement |
| AU2012232968B2 (en) * | 2011-10-31 | 2014-11-13 | Abb Technology Ag | Thermosiphon cooler arrangement in modules with electric and/or electronic components |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33676890A patent/JP2782953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04203893A (ja) | 1992-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |