JPH0354098A - Cooling plate device - Google Patents

Cooling plate device

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Publication number
JPH0354098A
JPH0354098A JP1188317A JP18831789A JPH0354098A JP H0354098 A JPH0354098 A JP H0354098A JP 1188317 A JP1188317 A JP 1188317A JP 18831789 A JP18831789 A JP 18831789A JP H0354098 A JPH0354098 A JP H0354098A
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JP
Japan
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refrigerant
cooling plate
heat
outlet
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP1188317A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Furukawa
古川 正夫
Yasuo Ishii
康夫 石井
Kokichi Furuhama
古浜 功吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
National Space Development Agency of Japan
Original Assignee
Toshiba Corp
National Space Development Agency of Japan
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, National Space Development Agency of Japan filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1188317A priority Critical patent/JPH0354098A/en
Publication of JPH0354098A publication Critical patent/JPH0354098A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To effectively suppress the increase of the temperature of a cooling plate body even when the coefficient of utilization of the latent heat of a refrigerant is improved by providing a heat pipe comprising a closed container the cooling plate body of which forms a part of a constituting wall or which is embedded in the cooling plate body and working fluid with which the closed container is filled. CONSTITUTION:A refrigerant A is heated during the flow of it through a refrigerant pipe 18, a part thereof is vaporized to produce a two-phase flow. When the state at an outlet 20 of the refrigerant A produces a steal single phase or two-phase flow, thermal conductivity between the refrigerant A and the pipe 18 is reduced in the vicinity of the outlet 20, and the temperature of a place in the vicinity thereof is about to be increased. A part of a liquid heat transport medium in the vicinity of the outlet 20 is vaporized in a heat pipe, heat in the vicinity of the outlet 20 is derived, and generated steam is condensed at a part located away from the outlet 20 and where temperature is not increased. Namely, heat in the vicinity of the outlet 20 is transported to a part which is located away from the outlet 20 and where temperature is not increased, an amount of heat transmitted from the pipe 18 to the refrigerant A is reduced in the vicinity of the outlet 20, and the increase of the temperature of the pipe 18 is suppressed. This constitution locally suppresses the increase of the temperature of a cooling plate body 11 even when the coefficient of utilization of the latent heat of a refrigerant is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、宇宙軌道上で使用される機器を冷却する場合
などに適した冷却板装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a cooling plate device suitable for cooling equipment used in space orbit.

(従来の技術) 人工衛星や宇宙基地等の宇宙軌道上装置で使用される機
器には、発熱を伴うものが多い。したがって、このよう
な機器を長期に亘って安定に動作させるには、発生した
熱を何らかの手段で宇宙空間へ排出して、機器の温度を
所定に維持する必要がある。
(Prior Art) Many devices used in space orbit devices such as artificial satellites and space bases generate heat. Therefore, in order to operate such equipment stably over a long period of time, it is necessary to discharge the generated heat to space by some means to maintain the temperature of the equipment at a predetermined level.

宇宙空間への熱の排出は、通常、放熱板からの輻射によ
って行われる。したがって、機器で発生した熱を放熱板
まで輸送する必要がある。大型の宇宙軌道上装置では、
発熱量も多く、輸送距離も長くなるので、多量の熱輸送
が可能なループ式熱輻送システムが用いられる。ループ
式熱輸送システムでは、通常、発熱機器を冷却板装置に
搭載する。冷却板装置には、冷媒流路が形成されている
Heat is normally discharged into space by radiation from a heat sink. Therefore, it is necessary to transport the heat generated by the equipment to the heat sink. In large space orbit devices,
Since the amount of heat generated is large and the transportation distance is long, a loop heat transfer system that can transport a large amount of heat is used. In loop heat transport systems, heat generating equipment is typically mounted on a cooling plate arrangement. A coolant flow path is formed in the cooling plate device.

機器で発生した熱は冷媒流路内の冷媒に顕熱または潜熱
として伝えられる。そして、冷媒は配管内を導かれて放
熱板に至り、この放熱板と熱交換する。ループ式熱輸送
システムでは、上述した経路を使って機器で発生した熱
を放熱板まで輸送するようにしている。
The heat generated by the equipment is transferred to the refrigerant in the refrigerant flow path as sensible heat or latent heat. Then, the refrigerant is guided through the piping and reaches the heat sink, where it exchanges heat with the heat sink. In the loop heat transport system, the heat generated by the equipment is transported to the heat sink using the above-mentioned path.

ループ式熱輸送システムには、冷媒の潜熱を利用する二
相流体ループ式熱輻送システムと、冷媒の顕熱を利用す
る単相流体ループ式熱輸送システムとがある。前者は、
後者に比べて少量の冷媒で多量の熱を輸送できるという
特徴を有している。
Loop heat transport systems include two-phase fluid loop heat transport systems that utilize the latent heat of a refrigerant, and single-phase fluid loop heat transport systems that utilize the sensible heat of a refrigerant. The former is
Compared to the latter, it has the feature of being able to transport a large amount of heat with a small amount of refrigerant.

大きさや重量等の制限の厳しい宇宙軌道上装置では、二
相流体ループ式熱輸送システムの採用が望まれる。この
二相流体ループ式熱輸送システムでは、冷却板装置の冷
媒流路内で冷媒の全量または一部を液相から気相へ相変
化(蒸発)させるようにしている。したがって、重力の
影響の少ない軌道上で運用するためには、微小重力下で
使用可能な冷媒通流方式を選択する必要がある。この方
式としては、慣性力を大きくして重力の影響を最小限に
するr強11対流方式」や毛細管力を重力の代用とする
「ウイック面蒸発方式」等がある。
For space orbit devices with strict size and weight restrictions, it is desirable to adopt a two-phase fluid loop heat transport system. In this two-phase fluid loop heat transport system, all or part of the refrigerant is phase-changed (evaporated) from a liquid phase to a gas phase within a refrigerant flow path of a cooling plate device. Therefore, in order to operate in orbit where the influence of gravity is small, it is necessary to select a coolant flow method that can be used under microgravity. Examples of this method include the r-strong 11 convection method, which minimizes the influence of gravity by increasing the inertial force, and the wick surface evaporation method, which uses capillary force as a substitute for gravity.

ところで、「強制対流方式」を採用した従来の冷却板装
置は、第5図あるいは第6図に示すように構或されてい
る。第5図に示すものは、発熱機器を搭載する冷却板本
体1内に冷媒流路を構成する冷媒パイブ2を蛇行状態に
埋め込んだものとなっている。冷媒Aは、冷媒バイプ2
の入口3から液相または気液二相の状態で送り込まれる
。機器で発生した熱は、冷却板本体1と冷媒バイブ2を
通して冷媒Aに伝えられる。冷媒Aは伝えられた熱によ
って加熱され、その全量または一部が蒸発して気相また
は気液二相の状態になり、冷媒バイブ2の出口4から排
出される。この排出された冷媒Aは、図示しない放熱板
へと案内される。
By the way, a conventional cooling plate device employing the "forced convection method" is constructed as shown in FIG. 5 or FIG. 6. In the cooling plate shown in FIG. 5, refrigerant pipes 2 constituting a refrigerant flow path are embedded in a meandering manner in a cooling plate main body 1 on which a heat generating device is mounted. Refrigerant A is refrigerant pipe 2
It is sent in a liquid phase or a gas-liquid two-phase state from the inlet 3 of the . Heat generated by the equipment is transferred to the refrigerant A through the cooling plate body 1 and the refrigerant vibrator 2. The refrigerant A is heated by the transferred heat, and all or part of it evaporates into a gas phase or a gas-liquid two-phase state, and is discharged from the outlet 4 of the refrigerant vibe 2. This discharged refrigerant A is guided to a heat sink (not shown).

しかしながら、第5図に示すように構成された冷却板装
置にあっては次のような問題があった。
However, the cooling plate device configured as shown in FIG. 5 has the following problems.

すなわち、ループ式熱輸送システムでは、冷媒Aの循環
量をできるだけ少なくすることが望まれる。
That is, in the loop heat transport system, it is desirable to reduce the amount of refrigerant A circulated as much as possible.

今、この冷却板装置を使って二相流体ループ式熱輸送シ
ステムを構成した場合を考えてみる。二相流体ループ式
熱幅送システムの冷媒循環量を低減するには、冷媒Aの
潜熱を最大限に利用する必要がある。そのためには、出
口4における冷媒Aの状態を蒸気単相流か、あるいはク
オリティ(気相の流量/全流量)が1に近い気液二相流
にしなければならない。しかし、クオリティが1に近付
くと、細かい液滴が蒸気流の中を流れる噴霧流となり、
冷媒Aと冷媒バイブ2の内壁面との間の熱伝達率が急激
に低下する。この結果、第5図に示す構成の冷却板装置
では、冷却板本体1の特に出口4の近傍部分が温度上昇
し、機姦冷却用としての機能を失ってしまう。したがっ
て、機器冷却用としての機能を確保するには、冷媒循環
量を増加させて出口4での状態を気液二相流にして運転
せざるを得ず、冷媒の潜熱を最大限に利用することが本
質的にできない問題があった。
Now, let us consider a case where a two-phase fluid loop type heat transport system is constructed using this cooling plate device. In order to reduce the amount of refrigerant circulated in a two-phase fluid loop thermal spread system, it is necessary to make maximum use of the latent heat of refrigerant A. For this purpose, the state of the refrigerant A at the outlet 4 must be a vapor single-phase flow or a gas-liquid two-phase flow whose quality (vapor phase flow rate/total flow rate) is close to 1. However, when the quality approaches 1, fine droplets become a spray stream flowing through the vapor stream.
The heat transfer coefficient between the refrigerant A and the inner wall surface of the refrigerant vibe 2 rapidly decreases. As a result, in the cooling plate device having the configuration shown in FIG. 5, the temperature of the cooling plate body 1, particularly in the vicinity of the outlet 4, increases, and the cooling plate device loses its function as a machine cooling device. Therefore, in order to ensure the function for cooling equipment, it is necessary to increase the refrigerant circulation amount and operate the state at outlet 4 in a gas-liquid two-phase flow, thereby making maximum use of the latent heat of the refrigerant. There was a problem that essentially made it impossible.

また、第6図に示す冷却板装置では、冷却板本体1、1
間に冷媒流路を構成する冷媒パイブ2を螺旋状に設けて
いる。この冷却板装置では、冷媒八に作用する遠心力を
利用して液滴を冷媒バイブ2の内壁面に接触させ、熱伝
達率の低下を抑制している。
Furthermore, in the cooling plate device shown in FIG.
A refrigerant pipe 2 forming a refrigerant flow path is spirally provided between the refrigerant pipes. In this cooling plate device, centrifugal force acting on the refrigerant 8 is used to bring droplets into contact with the inner wall surface of the refrigerant vibe 2, thereby suppressing a decrease in heat transfer coefficient.

しかしながら、このように構或された冷却板装置にあっ
ても、冷媒Aが蒸気単相流になった場合には、冷媒Aと
冷媒パイブ2の内壁面との間の熱伝達率の低下を防止す
ることはできない。したがって、この冷却板装置の場合
も機器冷却用としての機能を確保するには、冷媒循環量
を増加させて出口4での状態を気液二相流にして運転せ
ざるを得ず、やはり冷媒の潜熱を最大限に利用すること
はできない。
However, even in the cooling plate device configured in this way, when the refrigerant A becomes a vapor single-phase flow, the heat transfer coefficient between the refrigerant A and the inner wall surface of the refrigerant pipe 2 is reduced. It cannot be prevented. Therefore, in order to ensure the function of this cooling plate device for equipment cooling, it is necessary to increase the amount of refrigerant circulation and operate the state at outlet 4 as a gas-liquid two-phase flow. It is not possible to make maximum use of the latent heat of

一方、冷媒通流方式として「ウイック面蒸発方式」を採
用した場合も、冷媒の循環量を低減させて、出口で蒸気
単相流やクオリティが1に近い気液二相流にしたい場合
には、蒸発面の一部で液が喪失してしまう。したがって
、上記部分の熱伝達率が急激に低下し、これに伴って冷
却板本体の温度を局部的に上昇させてしまう問題があっ
た。
On the other hand, even when the "wick surface evaporation method" is adopted as the refrigerant flow method, if you want to reduce the amount of refrigerant circulation and create a vapor single-phase flow or a gas-liquid two-phase flow with a quality close to 1 at the outlet, , liquid is lost on a part of the evaporation surface. Therefore, there is a problem in that the heat transfer coefficient in the above-mentioned portion decreases rapidly, and as a result, the temperature of the cooling plate body locally increases.

(発明が解決しようとする課題) このように、微小重力環境下において有効とされている
従来の冷却板装置にあっては、冷媒の潜熱利用率を高め
ようとすると、冷媒流路の一部で熱伝達率が急激に低下
し、その結果として冷却板本体の局部的な温度上昇を招
き、機器冷却用としての機能を失う虞があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional cooling plate device that is considered to be effective in a microgravity environment, when trying to increase the latent heat utilization rate of the refrigerant, a part of the refrigerant flow path is The heat transfer coefficient suddenly decreases, resulting in a localized temperature rise in the cooling plate itself, and there is a risk that it will lose its ability to cool equipment.

そこで本発明は、冷媒の潜熱利用率を高めても、冷却板
本体の温度上昇を効果的に抑制できる冷却板装置を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling plate device that can effectively suppress the temperature rise of the cooling plate body even if the latent heat utilization rate of the refrigerant is increased.

[発明の構6.] (課題を解決するための手段) 上記目的を達或するために、本発明に係る冷却板装置は
、冷却板本体と、この冷却板本体に添って設けられ、上
記冷却板本体を直接的あるいは間接的に冷却するための
冷媒を案内する冷媒流路と、前記冷却板本体を構成壁の
一部とする密閉容器あるいは上記冷却板本体内に埋め込
まれた密閉容器と、この密閉容器内に封入されて上記密
閉容器にヒートパイプ作用を行なわせる作動流体とを備
えている。
[Structure of the invention 6. ] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a cooling plate device according to the present invention includes a cooling plate main body, a cooling plate device provided along the cooling plate main body, and a cooling plate device that directly connects the cooling plate main body. Alternatively, a refrigerant channel for guiding a refrigerant for indirect cooling, a closed container in which the cooling plate body is a part of the constituent wall, or a closed container embedded in the cooling plate main body, and A working fluid is sealed therein to cause the closed container to perform a heat pipe action.

(作 用) 上記の構成によれば、密閉容器と作動流体とからなるヒ
ートパイプの熱輸送作用によって、冷却板本体の温度分
布が均一化され、冷媒流路の一部で熱伝達率が低下して
も、その近傍の局部的な温度上昇が抑制される。したが
って、冷媒の潜熱を最大限に利用することが可能となる
(Function) According to the above configuration, the temperature distribution of the cooling plate body is made uniform by the heat transport action of the heat pipe consisting of the closed container and the working fluid, and the heat transfer coefficient is reduced in a part of the refrigerant flow path. Even if the temperature increases, local temperature rises in the vicinity are suppressed. Therefore, it is possible to make maximum use of the latent heat of the refrigerant.

(実施例) 第1図には本発明の一実施例に係る冷却仮装置が示され
ている。
(Embodiment) FIG. 1 shows a temporary cooling device according to an embodiment of the present invention.

同図において、11は図示しない発熱機器が搭載される
冷却板本体を示している。この冷却板本体11は、熱伝
導性に富んだ銅、アルミニウム、窒化アルミニウム等で
形或されている。冷却仮木体11の図中下面には、熱伝
導性に富んだ材料で、縦横寸法が玲却板本体11のそれ
とほぼ等しく形成され、かつ深さの浅い箱体12が冷却
板本体11によって蓋される関係に密着状態に取り付け
られており、この箱体12と冷却板本体11とで密閉さ
れた密閉容器13が形成されている。
In the figure, reference numeral 11 indicates a cooling plate main body on which a heat generating device (not shown) is mounted. The cooling plate main body 11 is made of copper, aluminum, aluminum nitride, etc., which have high thermal conductivity. On the lower surface of the cooling temporary wooden body 11 in the figure, a box body 12 made of a material with high thermal conductivity and having vertical and horizontal dimensions almost equal to those of the cooling plate body 11 and having a shallow depth is formed by the cooling plate body 11. The box body 12 and the cooling plate body 11 form a hermetically sealed container 13, which is attached in close contact with the lid.

密閉容器13内には、箱体12の底壁内面14と冷却板
本体11の裏面15とを熱的に接続するとともに冷却板
本体11の機械的補強をなす支柱16が複数設けられて
いる。また、密閉容器13内には、蒸発と凝縮とによっ
て熱を輸送する熱輸送媒体としての図示しない作動流体
が封入されており、さらに各支柱16の側面、支柱間、
裏面15には金網や焼結金属のように毛細管力によって
熱輸送媒体を移動させる図示しないウィック材料が取り
付けられている。
Inside the airtight container 13, a plurality of struts 16 are provided which thermally connect the bottom wall inner surface 14 of the box 12 and the back surface 15 of the cooling plate main body 11 and mechanically reinforce the cooling plate main body 11. Further, a working fluid (not shown) is sealed in the closed container 13 as a heat transport medium that transports heat by evaporation and condensation.
A wick material (not shown), such as wire mesh or sintered metal, that moves the heat transport medium by capillary force is attached to the back surface 15.

箱体12の底壁下面には、第2図にも示すように箱体1
2と一体に突条17が平行に複数本形成されている。そ
して、これら突条17に冷媒を案内するための冷媒バイ
プ18が蛇行状態に埋め込まれている。なお、冷媒バイ
プ18は熱伝導性に富んだ材料で形成されている。
On the lower surface of the bottom wall of the box body 12, as shown in FIG.
A plurality of parallel protrusions 17 are formed integrally with 2. A refrigerant pipe 18 for guiding refrigerant is embedded in these protrusions 17 in a meandering manner. Note that the refrigerant pipe 18 is made of a material with high thermal conductivity.

このように構或された冷却板装置では、冷媒パイプ18
の入口19から冷媒Aが送り込まれ、冷媒パイプ18の
出口20から出た冷媒Aが図示しない放熱板に導かれる
。そして、冷媒Aは上記経路で強制循環され、この循環
によって冷却板本体11に搭載されている機器で発生し
た熱が放熱板へと伝えられる。したがって、冷却板本体
11に搭載されている機器は所定の温度に維持されるこ
とになる。
In the cooling plate device constructed in this way, the refrigerant pipe 18
Refrigerant A is fed from the inlet 19 of the refrigerant pipe 18, and the refrigerant A exiting from the outlet 20 of the refrigerant pipe 18 is guided to a heat sink (not shown). The refrigerant A is forced to circulate through the above-mentioned path, and through this circulation, the heat generated by the equipment mounted on the cooling plate main body 11 is transferred to the heat sink. Therefore, the equipment mounted on the cooling plate main body 11 is maintained at a predetermined temperature.

この冷却作用をさらに詳しく説明すると以下の通りであ
る。冷媒八が冷媒パイプ18内を流れると、箱体12の
底壁が冷却される。密閉容器13内には、熱輸送媒体と
ウイック材料とが収容されている。したがって、密閉容
器13は、平面ヒートバイプとして作用する。すなわち
、冷却板本体11の裏面15に取り付けられているウイ
ック材料に保持された液相の熱輻送媒体は、冷却板本体
11に搭載された機器から伝わった熱により蒸発する。
This cooling effect will be explained in more detail as follows. When the refrigerant 8 flows through the refrigerant pipe 18, the bottom wall of the box 12 is cooled. The closed container 13 contains a heat transport medium and a wick material. Therefore, the closed container 13 acts as a planar heat viper. That is, the liquid phase heat transfer medium held in the wick material attached to the back surface 15 of the cooling plate main body 11 is evaporated by the heat transmitted from the equipment mounted on the cooling plate main body 11.

発生した蒸気は、箱体12の底壁内面14上で凝縮する
。この凝縮によって、熱が底壁内面14から冷媒バイプ
18に伝わり、さらに冷媒バイブ18内の冷媒Aに伝わ
る。一方、底壁内面14上で凝縮した熱輸送媒体は、支
柱16間に取り付けられたウイック材料と支柱16の側
面等に取り付けられたウイック材料の毛細管力によって
冷却板本体11の裏面15へと運ばれる。このようにし
て、冷却板本体1に搭載された機器で発生した熱が冷媒
Aに伝えられる。
The generated steam condenses on the inner surface 14 of the bottom wall of the box 12. Due to this condensation, heat is transferred from the bottom wall inner surface 14 to the refrigerant pipe 18 and further to the refrigerant A within the refrigerant pipe 18 . On the other hand, the heat transport medium condensed on the inner surface 14 of the bottom wall is carried to the back surface 15 of the cooling plate body 11 by the capillary force of the wick material attached between the columns 16 and the wick material attached to the side surfaces of the columns 16. It will be done. In this way, heat generated by the equipment mounted on the cooling plate body 1 is transferred to the refrigerant A.

ところで、冷媒Aは、冷媒パイプ18内を流れる間に加
熱され、一部が蒸発して二相流となる。
By the way, the refrigerant A is heated while flowing in the refrigerant pipe 18, and a part of the refrigerant evaporates to become a two-phase flow.

冷媒の潜熱利用率を最大限に高めるためには、冷媒流量
を最小にする必要があり、このためには出口20での冷
媒Aの状態を蒸気単相流またはクオリティが1に近い気
液二相流にする必要がある。
In order to maximize the latent heat utilization rate of the refrigerant, it is necessary to minimize the refrigerant flow rate, and for this purpose, the state of the refrigerant A at the outlet 20 should be changed to a vapor single-phase flow or a gas-liquid two-phase flow with a quality close to 1. It is necessary to make it a phase flow.

このように出口20での冷媒Aの状態を蒸気単相流また
はクオリティが1に近い気液二相流にすると、出口20
に近い部分において冷媒Aと冷媒パイブ18との間の熱
伝達率が大幅に低下し、これに伴って上記部分が温度上
昇しようとする。しかし、この実施例の場合には、密閉
容器13と作動流体とによって構成されたヒートパイプ
が存在しているので、ヒートパイプ内で、上述した出口
20に近い部分に存在している液相の熱輸送媒体の一部
が蒸発し、この出口20に近い部分の熱を奪う。発生し
た蒸気は出口20から離れている温度上昇していない部
分で凝縮する。このようにして、ヒートパイプ内の熱輸
送媒体により出口20に近い部分の熱が出口20から離
れた温度上昇していない部分へ輸送され、出口20に近
い部分では冷媒バイブ18から冷媒Aへの伝熱量が減少
する。
In this way, if the state of the refrigerant A at the outlet 20 is a vapor single-phase flow or a gas-liquid two-phase flow with quality close to 1, the refrigerant A at the outlet 20
The heat transfer coefficient between the refrigerant A and the refrigerant pipe 18 decreases significantly in a portion close to the refrigerant pipe 18, and the temperature of the portion increases accordingly. However, in the case of this embodiment, since there is a heat pipe constituted by the closed container 13 and the working fluid, the liquid phase existing in the portion near the above-mentioned outlet 20 in the heat pipe is A portion of the heat transport medium evaporates, taking away heat from the portion near this outlet 20. The generated steam condenses in a portion away from the outlet 20 where the temperature has not increased. In this way, the heat in the area near the outlet 20 is transported by the heat transport medium in the heat pipe to the area away from the outlet 20 where the temperature has not increased, and in the area near the outlet 20, the heat is transferred from the refrigerant vibe 18 to the refrigerant A. The amount of heat transfer decreases.

したがって、出口20に近い部分では、熱伝達率の低下
にも拘らず、冷媒バイブ18の温度上昇が抑制され、そ
の結果、冷却板本体11の局部的な温度上昇も訪止され
ることになる。このため、冷媒の潜熱を最大限に利用で
きる条件に冷媒流量を設定しても冷却板本体11の局部
的温度上昇を抑制できることになる。
Therefore, in the portion near the outlet 20, the temperature rise of the refrigerant vibrator 18 is suppressed despite the decrease in the heat transfer coefficient, and as a result, the local temperature rise of the cooling plate body 11 is also prevented. . Therefore, even if the refrigerant flow rate is set to a condition that allows maximum use of the latent heat of the refrigerant, a local temperature rise in the cooling plate main body 11 can be suppressed.

第3図には本発明の別の実施例に係る冷却板装置が示さ
れている。この図では第l図と同一部分が同一符号で示
されている。したがって、重複する部分の詳しい説明は
省略する。
FIG. 3 shows a cooling plate device according to another embodiment of the invention. In this figure, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Therefore, detailed explanation of the overlapping parts will be omitted.

この実施例では、冷媒バイプ18が密閉容器13の内部
に設置されている。すなわち、冷媒バイプ18は、箱体
12aの対向する側壁を気密に貫通し、箱体12aの底
璧内面14に接触しながら蛇行状態に配設されている。
In this embodiment, a refrigerant pipe 18 is installed inside the closed container 13. That is, the refrigerant pipe 18 is arranged in a meandering manner while airtightly penetrating the opposing side walls of the box body 12a and in contact with the bottom wall surface 14 of the box body 12a.

そして、冷媒バイブ18の外面で密閉容器13内に位置
する部分および箱体12aの底壁内面14には、これら
と冷却板本体l1の裏面とを接続する支柱21、22が
取り付けられている。また、この実施例においても密閉
容器13内に前記実施例と同様の関係にウイック材料な
らびに熱輸送媒体として作動流体が収容されている。
Supports 21 and 22 are attached to the outer surface of the refrigerant vibrator 18 located inside the airtight container 13 and to the bottom wall inner surface 14 of the box body 12a to connect these and the back surface of the cooling plate main body l1. Also in this embodiment, the wick material and the working fluid as a heat transport medium are housed in the closed container 13 in the same relationship as in the previous embodiment.

このような構成であると、出口20での冷媒Aの状態が
蒸気単相流あるいはクオリティが1に近い気液二相流と
なるように冷媒流量を設定すると、冷媒バイブ18の出
口20に近い部分の温度上昇が始まる。しかし、この実
施例の場合も、密閉容器13内に収容されている熱輸送
媒体の作用によって、冷媒パイブ18の出口20に近い
部分の熱が冷媒パイブ18の出口20から離れた部分へ
輸送される。したがって、冷媒パイブ18の出口20に
近い部分の温度上昇が抑制されることになり、結局、前
記実施例と同様に冷媒の潜熱を最大限に利用できる条件
に冷媒流量を設定しても冷却板本体11の局部的温度上
昇を抑制できることになる。
With such a configuration, if the refrigerant flow rate is set so that the state of the refrigerant A at the outlet 20 is a vapor single-phase flow or a gas-liquid two-phase flow with quality close to 1, the refrigerant A near the outlet 20 of the refrigerant vibrator 18 The temperature of the area begins to rise. However, in the case of this embodiment as well, heat in a portion of the refrigerant pipe 18 near the outlet 20 is transported to a portion of the refrigerant pipe 18 away from the outlet 20 due to the action of the heat transport medium housed in the closed container 13. Ru. Therefore, the temperature rise in the portion near the outlet 20 of the refrigerant pipe 18 is suppressed, and as a result, even if the refrigerant flow rate is set to a condition that allows maximum use of the latent heat of the refrigerant, as in the previous embodiment, the cooling plate This means that a local temperature rise in the main body 11 can be suppressed.

第4図には本発明のさらに別の実施例に係る冷却板装置
が示されている。
FIG. 4 shows a cooling plate device according to yet another embodiment of the present invention.

この実施例では、熱伝導性に富む材料で形成された複数
の円筒容器によって複数の密閉容器23が構成されてい
る。これら密閉容器23内にウィック材料と熱輸送媒体
としての作動流体とが収容されて複数のヒートパイプが
構成されている。そして、これら密閉容器23は蛇行す
る冷媒パイプ18とで複数のます目を形成するが如きに
冷媒バイブ18とほぼ直交するように冷却板本体11a
内に埋め込まれている。
In this embodiment, a plurality of closed containers 23 are constituted by a plurality of cylindrical containers made of a material with high thermal conductivity. A plurality of heat pipes are constituted by accommodating a wick material and a working fluid as a heat transport medium in these closed containers 23. These airtight containers 23 and the meandering refrigerant pipes 18 form a plurality of squares, and the cooling plate main body 11a is arranged substantially orthogonally to the refrigerant vibe 18.
embedded within.

したがって、この実施例の場合も各密閉容器23内に封
入された熱輸送媒体によって、冷媒バイブ18の出口2
0に近い部分の熱を冷媒バイブ18の出口20から離れ
た部分へ輸送できることになり、前記実施例と同様の作
用、効果を発揮することになる。
Therefore, in this embodiment as well, the heat transport medium sealed in each airtight container 23 causes the outlet 2 of the refrigerant vibrator 18 to
The heat of the portion close to zero can be transported to a portion remote from the outlet 20 of the refrigerant vibrator 18, and the same functions and effects as in the previous embodiment can be achieved.

なお、本発明は上述した尖施例に限定されるものではな
い。すなわち、第1図に示す実施例では箱体12に設け
られた突条17内に冷媒パイプ18を埋め込むようにし
、また第4図に示す実施例では冷却板本体11a内に冷
媒パイブ18を埋め込むようにしているが、突条17内
や冷却板本体11a内に空洞を凌数設け、これら空洞を
冷媒流路としてもよい。また、第1図に示す実施例にお
いては、厚み方向に冷却板本体、ヒートバイプ、冷媒パ
イプを配設しているが、ヒートパイプと冷媒パイプの位
置を入替えてもよい。さらに、本発明に係る冷却板装置
は、宇宙軌道上装置だけにその使用を限定されるもので
はなく、地上においても何等支障なく使用できることは
勿論である。そして、地上で使用するときには、使用条
件によってウイック材料を省略できる。
Note that the present invention is not limited to the pointed embodiment described above. That is, in the embodiment shown in FIG. 1, the refrigerant pipe 18 is embedded in the protrusion 17 provided on the box body 12, and in the embodiment shown in FIG. 4, the refrigerant pipe 18 is embedded in the cooling plate body 11a. However, a number of cavities may be provided within the protrusion 17 or within the cooling plate main body 11a, and these cavities may be used as coolant flow paths. Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the cooling plate main body, the heat pipe, and the refrigerant pipe are arranged in the thickness direction, but the positions of the heat pipe and the refrigerant pipe may be interchanged. Furthermore, the cooling plate device according to the present invention is not limited to use only in space orbit devices, but can of course also be used on the ground without any problems. When used on the ground, the wick material can be omitted depending on the conditions of use.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、冷却板本体を構tlM
vの一部とする密閉容器あるいは冷却板本体内に埋め込
まれた密閉容器と、この密閉容器内に封入され作動流体
とからなるヒートバイプを設けているので、冷媒流路に
流す冷媒の蒸発潜熱を最大限に利用しようとした場合で
も、冷却板本体の局部的な温度上昇を最小限に抑制でき
、経済的な二相流体ループ式熱輸送システムの実現に寄
与できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the cooling plate main body is
A heat vip is provided, which consists of a closed container as part of the cooling plate or a closed container embedded in the cooling plate body, and a working fluid sealed in this closed container, so that the latent heat of evaporation of the refrigerant flowing into the refrigerant flow path can be absorbed. Even when trying to make maximum use of the cooling plate, local temperature increases in the cooling plate body can be suppressed to a minimum, contributing to the realization of an economical two-phase fluid loop type heat transport system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る冷却仮装置を局部的に
切断して示す斜視図、第2図は同冷却仮装置を第1図に
おけるX−X線に沿って切断し矢印方向に見た図、第3
図は本発明の別の実施例に係る冷却板装置を局部的に切
断して示す斜視図、第4図は本発明のさらに別の実施例
に係る冷却板装置を示す斜視図、第5図は従来の冷却板
装置の一例を示す斜視図、第6図(a)は従来の冷却板
装置の他の例を示す側面図、第6図(b)は同冷却板装
置の縦断面図、第6図(C)は同冷却板装置を第6図(
a)におけるY−Y線に沿って切断し矢印方向見た図で
ある。 11.1la・・・冷却板本体、12.12a・・・箱
体、13.23・・・密閉容器、14・・・底壁内面、
15・・・裏面、16,21.22・・・支柱、18・
・・冷媒バイブ、1つ・・・入口、20・・・出口、A
・・・冷媒。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a temporary cooling device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the temporary cooling device taken along the line X-X in FIG. 1 in the direction of the arrow. Figure as seen in Figure 3
FIG. 4 is a perspective view showing a cooling plate device according to another embodiment of the present invention, partially cut away; FIG. 4 is a perspective view showing a cooling plate device according to still another embodiment of the invention; FIG. is a perspective view showing an example of a conventional cooling plate device, FIG. 6(a) is a side view showing another example of the conventional cooling plate device, and FIG. 6(b) is a longitudinal sectional view of the same cooling plate device. Figure 6(C) shows the same cooling plate device as shown in Figure 6(C).
It is a figure cut along the YY line in a) and seen in the direction of the arrow. 11.1la...Cooling plate main body, 12.12a...Box body, 13.23...Airtight container, 14...Bottom wall inner surface,
15... Back side, 16, 21.22... Pillar, 18.
...Refrigerant vibrator, 1...inlet, 20...outlet, A
... Refrigerant.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)冷却板本体と、この冷却板本体に添って設けられ
、上記冷却板本体を直接的あるいは間接的に冷却するた
めの冷媒を案内する冷媒流路と、前記冷却板本体を構成
壁の一部とする密閉容器あるいは上記冷却板本体内に埋
め込まれた密閉容器と、この密閉容器内に封入されて上
記密閉容器にヒートパイプ作用を行なわせる作動流体と
を具備してなることを特徴とする冷却板装置。
(1) A cooling plate main body, a refrigerant flow path provided along the cooling plate main body and guiding a refrigerant for directly or indirectly cooling the cooling plate main body, and a wall constituting the cooling plate main body. The cooling plate is characterized by comprising a closed container as a part or a closed container embedded in the cooling plate main body, and a working fluid sealed in the closed container to cause the closed container to perform a heat pipe action. cooling plate device.
(2)前記密閉容器およびこの容器内に封入された前記
作動流体は、平面状ヒートパイプを構成している請求項
1に記載の冷却板装置。
(2) The cooling plate device according to claim 1, wherein the closed container and the working fluid sealed in the container constitute a planar heat pipe.
(3)前記冷媒流路は蛇行状態に設けられており、前記
密閉容器は複数に分割されて、各分割密閉容器が上記冷
媒流路とで複数のます目を形成するが如き位置関係に配
設されている請求項1に記載の冷却板装置。
(3) The refrigerant flow path is provided in a meandering state, and the airtight container is divided into a plurality of parts, and each divided airtight container is arranged in a positional relationship such that it forms a plurality of squares with the refrigerant flow path. The cooling plate device according to claim 1, further comprising a cooling plate device.
(4)前記密閉容器内に、ウイック材料が収容されてい
る請求項1、2、3のいずれか1項に記載の冷却板装置
(4) The cooling plate device according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein a wick material is housed in the closed container.
(5)前記冷媒流路が、前記密閉容器内に配設されてい
る請求項1または2に記載の冷却板装置。
(5) The cooling plate device according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant flow path is arranged within the closed container.
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