JPH0517917Y2 - - Google Patents

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JPH0517917Y2
JPH0517917Y2 JP1988088188U JP8818888U JPH0517917Y2 JP H0517917 Y2 JPH0517917 Y2 JP H0517917Y2 JP 1988088188 U JP1988088188 U JP 1988088188U JP 8818888 U JP8818888 U JP 8818888U JP H0517917 Y2 JPH0517917 Y2 JP H0517917Y2
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heat transport
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Description

【考案の詳細な説明】 利用産業分野 この考案は、鉄道車両等に搭載される大容量の
電源制御装置の冷却に用いるフロンの蒸発、凝縮
式冷却装置に係り、フロンの気液が混相する単一
管の熱輸送管を用いて装置の小型化を図り、前記
管継手に軸方向の変位を吸収可能な可撓性構造を
有するアルミニウムとステンレス鋼との異種金属
継手を用いた冷媒沸騰式冷却装置に関する。
背景技術 鉄道車両、特に、電車床下に垂設される大容量
電源制御装置には、サイリスタやダイオード等の
電気素子が用いられ、これらの素子の冷却は、フ
ロンの蒸発、凝縮のサイクルを利用する強制空冷
方式の冷却装置が使用されている。
一般的なフロンを用いた冷媒沸騰式冷却装置
は、一般に、第3図に示す如き冷却回路構成を有
している。
図面に基づいて詳述すると、冷却装置は車両1
床下に配置され、アルミニウム製熱交換器からな
る凝縮器3と、ステンレス鋼製タンクからなるフ
ロン蒸発部容器4とが、気相管6と液相管7にて
気密連結された構成からなる。
図示しないが、フロン蒸発部容器4内には高電
圧を印加して発熱を得る発熱素子が、器内に溜め
られたフロン液5に浸漬する如く配置されてお
り、該素子の発熱により沸騰気化したフロンガス
は、気相管6にて凝縮器3内に導かれる。
また、凝縮器3は通風ダクト9内に配置される
熱交換器であり、前記の導入されたフロンガスと
ダクト9の空気とが熱交換し、フロンガスが凝縮
して再びフロン蒸発部容器4へ環流するように液
相管7が接続される。
従つて、フロン蒸発部容器4は一種の圧力容器
であり、また、車両床下に配置するため、一般的
には、強度上の問題やタンクを貫通する気密端子
の問題によりステンレス鋼製タンクからなる。
このように、アルミニウム製凝縮器3とステン
レス鋼製フロン蒸発部容器4を接続するための2
本の熱輸送管が設けられている。
また、かかる2本の熱輸送管は、接続相手が異
種金属であるため、アルミニウムとステンレス鋼
との異種金属継手8,8を用いている。
上記管間において、ガスケツト、Oリング等の
パツキン材を用いない理由は、一般に、車両用静
止機器はメンテナンスフリーが要求され、パツキ
ン材では高気密性が得られず、信頼性も低くいた
めである。
さらに、無負荷時や低負荷時でフロン温度が沸
点以下になると、容器内が負圧となつて、パツキ
ン材等を用いていると、そのピンホール等により
器内に空気が侵入すると器内上部に溜まり、気化
フロンの熱交換面積が減少して冷却性能が低下す
ると共に、空気中の水分がフロンの分解を早めて
フロンの分解成分が発生し、各機器の腐食の原因
となつたり、電気素子の絶縁不良を起こす問題が
ある。
従来技術の問題点 前述した構成の冷却装置において、フロン蒸発
部容器4内の素子の発熱量が増大するに従い、フ
ロンの蒸発量も増加し、フロン蒸発部容器4〜気
相管6〜凝縮器3〜液相管7〜フロン蒸発部容器
4という、フロンが循環する経路で圧力損失も増
大し、その値に見合つてフロンの飽和液温度が上
昇する。
例えば、フロン113を用いて温度75℃を想定
し、上述の圧力損失が0.1Kg/cm2とした場合、フ
ロン蒸発部容器4内のフロン温度は約1.5℃上昇
することになる。
また、フロン蒸発部容器4内では液が気化する
ことにより液面が上昇し、凝縮器3内へ必要以上
のフロン液を持込むことになり性能低下を生じ
る。
これらの影響を少なくするためには配管径を大
きくする必要があるが、2本の熱輸送管の管径の
拡大は、車両1床下と地面2との間の限られたス
ペース上の制約や、異種金属継手及び工作上の制
約によつて困難であつた。
考案の目的 この考案は、鉄道車両などに搭載される電源制
御装置の冷却に使用される冷却装置の改良を目的
とし、発熱部であるフロン蒸発部容器と冷却部で
ある凝縮器の間の熱輸送管の管径を拡大し、小型
化を図つた冷却装置の提供を目的としている。
考案の概要 この考案は、 発熱体にてフロンを沸騰気化させ、気化ガスと
他流体との熱交換にて凝縮させるサイクルを有
し、ステンレス鋼製の蒸発部容器とアルミニウム
製の凝縮器が熱輸送管により連結された冷媒沸騰
式冷却装置において、 発熱体の熱にて気化したフロン蒸気を輸送する
気相管と、凝縮器により液化されたフロンを蒸発
部容器に輸送する液相管を、気液が混相する単一
管の熱輸送管で構成し、 熱輸送管途中のアルミニウムとステンレス鋼と
の異種金属継手に、両金属の圧接面近傍の各金属
部に内周面から径方向に溝状の切欠部を設けて、
軸方向の変位を吸収可能な可撓性構造となしたこ
とを特徴とする冷媒沸騰式冷却装置である。
考案の構成と効果 換言すれば、この考案は、フロン液中に浸漬さ
れた素子を、フロンの蒸発潜熱で冷却し、気化し
たフロンガスを凝縮器に導き、外気で冷却するこ
とにより再液化するサイクルを有する冷却装置に
おいて、気液輸送管をその熱負荷に応じた充分に
太い一本の配管で構成することにより、フロンの
循環により生ずる圧力損失を最小にし、さらに凝
縮器内への過度の液の持込みが防止でき、冷却装
置の小型化、特に高さ方向の小型化に顕著な効果
を有する。
前述した如く、かかる冷却装置は、フロン蒸発
部容器はステンレス鋼で、凝縮器はアルミニウム
で製作されるため、熱輸送管のジヨイント部に
は、Al−SUS鋼異種金属継手を使用している。
この考案では、1本の大径熱輸送管を用いるた
め、蒸発部容器と凝縮器の取付け部と熱輸送管の
間に生じた温度差による熱応力を回避することが
困難となるが、実施例の第2図に示す如く、Al
−SUS異種金属継手の両金属の突合せ面近傍の
各金属部に切欠部を設けて軸方向の変位を吸収可
能な可撓性構造に構成することにより、軸方向の
荷重が作用した場合、同部が容易に変形し、熱応
力の発生を防止することができる。
考案の図面に基づく開示 第1図はこの考案による冷媒沸騰式冷却装置の
構成を示す縦断説明図である。
第2図はこの考案による異種金属継手の要部を
示す縦断説明図である。
この考案による冷却装置は、車両1床下に配置
されるアルミニウム製熱交換器からなる凝縮器3
の下部中央と、ステンレス鋼製タンクからなるフ
ロン蒸発部容器4上記とが、1本の大径短小の気
液混相熱輸送管10にて気密連結された構成から
なる。
また、図示しないが、フロン蒸発部容器4内に
はダイオードやサイリスタ等の素子が、器機内に
滞留するフロン液5に浸漬する如く配置されてお
り、該素子の発熱により沸騰気化したフロンガス
は、気液混相熱輸送管10にて凝縮器3内に導か
れる。
また、凝縮器3の通風ダクト9内に配置され、
前記導入フロンガスとダクト9の空気とが熱交換
し、フロンガスが凝縮して再び気液混相熱輸送管
10を落下してフロン蒸発部容器4へ環流する。
気液混相熱輸送管10は、アルミニウム製凝縮
器3の下部に一体に開口突設された管部11と、
ステンレス鋼製フロン蒸発部容器4の下部に一体
に開口突設された管部12が、異種金属継手13
を介して気密接続されている。
この異種金属継手13は、当該輸送管10より
大径のリング状アルミニウム部材14とリング状
ステンレス材部15が圧接された構成からなる。
また、異種金属継手13の圧接面16の近傍の
各金属材部14,15には、内周面から圧接面1
6に平行な径方向に、細長い溝状の切欠部17,
18が設けてあり、切欠部17,18間の圧接面
16近傍部が断面略W字状の可撓性を有する構造
に形成されている。
かかる構成からなる異種金属継手13にて接続
される大径の気液混相熱輸送管10は、凝縮器3
とフロン蒸発部容器4の取付け部と熱輸送管10
の間に生じた温度差による熱応力が発生した場
合、断面略W字状の可撓性を有する構造の圧接面
16近傍部が容易に軸方向に変形して吸収し、熱
応力に係わる問題を防止することができる。
従つて、凝縮器3とフロン蒸発部容器4管を短
い大径の気液混相熱輸送管10にて接続すること
ができ、フロンの循環により生ずる圧力損失を最
小にし、さらに凝縮器3内への過度の液の持込み
が防止でき、冷却装置の高さ方向の小型化に有効
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案による冷媒沸騰式冷却装置の
構成を示す縦断説明図である。第2図はこの考案
による異種金属継手の要部を示す縦断説明図であ
る。第3図は従来の冷媒沸騰式冷却装置の構成を
示す縦断説明図である。 1……車両、2……地面、3……凝縮器、4…
…フロン蒸発部容器、5……フロン液、6……気
相管、7……液相管、8……異種金属継手、9…
…ダクト、10……気液混相熱輸送管、11,1
2……管部、13……異種金属継手、14……ア
ルミニウム材部、15……ステンレス材部、16
……圧接面、17,18……切欠部。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 発熱体にてフロンを沸騰気化させ、気化ガスと
    他流体との熱交換にて凝縮させるサイクルを有
    し、ステンレス鋼製の蒸発部容器とアルミニウム
    製の凝縮器が熱輸送管により連結された冷媒沸騰
    式冷却装置において、 発熱体の熱にて気化したフロン蒸気を輸送する
    気相管と、凝縮器により液化されたフロンを蒸発
    部容器に輸送する液相管を、気液が混相する単一
    管の熱輸送管で構成し、 熱輸送管途中のアルミニウムとステンレス鋼と
    の異種金属継手に、両金属の圧接面近傍の各金属
    部に内周面から径方向に溝状の切欠部を設けて、
    軸方向の変位を吸収可能な可撓性構造となしたこ
    とを特徴とする冷媒沸騰式冷却装置。
JP1988088188U 1988-07-01 1988-07-01 Expired - Lifetime JPH0517917Y2 (ja)

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JP1988088188U JPH0517917Y2 (ja) 1988-07-01 1988-07-01

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JPH029498U JPH029498U (ja) 1990-01-22
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5868510A (ja) * 1981-10-19 1983-04-23 三菱電機株式会社 フランジ継手装置
JPS602843B2 (ja) * 1978-05-12 1985-01-24 株式会社東芝 電気車両の電源装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS602843U (ja) * 1983-06-17 1985-01-10 三菱電機株式会社 電気機器冷却装置

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JPH029498U (ja) 1990-01-22

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