JPH06224337A - 沸騰冷却装置 - Google Patents

沸騰冷却装置

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JPH06224337A
JPH06224337A JP2733193A JP2733193A JPH06224337A JP H06224337 A JPH06224337 A JP H06224337A JP 2733193 A JP2733193 A JP 2733193A JP 2733193 A JP2733193 A JP 2733193A JP H06224337 A JPH06224337 A JP H06224337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
condenser
pipe
container
heating element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2733193A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Sonoda
広信 園田
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、冷媒の沸騰・凝縮現象を利用して発
熱体を冷却する沸騰冷却装置に関し、蒸発部容器と凝縮
器の設置場所が制約されない、寸法・形状を発熱体に合
わせて決められる小形の沸騰冷却装置を提供することを
目的とする。 【構成】冷媒液2を収容する蒸発部容器3と気化した冷
媒を凝縮する凝縮器7を、気液が混相して流れる単一の
管5により連結した沸騰冷却装置において、前記管5
を、大気圧に抗して形状を維持するだけの剛性を持った
フレキシブルな管5にし、蒸発部容器3と凝縮器7の間
を途中にターンが生じないように配管する。

Description

【発明の詳細な説明】
【001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷媒の沸騰・凝縮現象
を利用して発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する。
【002】
【従来の技術】従来、車両用のものとして、冷媒液を収
容する蒸発部容器と気化した冷媒を凝縮する凝縮器を、
気液が混相して流れる単一の管により一体に連結した沸
騰冷却装置がある(例えば、実開平2ー9498号公
報)。
【003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
では、蒸発部容器と凝縮器が、管を介し、一体になって
いるため、 ・ 蒸発部容器と凝縮器を一体に設置する場合には適し
ているが、電子制御盤のように、蒸発部容器と凝縮器を
分離して設置する必要がある場合には、適用できない。 ・ 設置場所が制約されるため、蒸発部容器と凝縮器の
寸法・形状が制約される。 等の問題があった。そこで、本発明は蒸発部容器と凝縮
器の設置場所が制約されない、寸法・形状を発熱体に合
わせて決められる沸騰冷却装置を提供することを目的と
する。
【004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、冷媒液を収容する蒸発部容器と気化した冷媒を凝縮
する凝縮器を、気液が混相して流れる単一の管により配
管した沸騰冷却装置において、前記管を、大気圧に抗し
て形状を維持するだけの剛性を持った樹脂製等のフレキ
シブルな管とし、配管途中にターン部を生じないよう配
管する。
【005】
【作用】上記手段により、フレキシブルな管内を、蒸発
部容器で気化されて冷媒が凝縮器に向かって気体で管内
を、凝縮器で液化された冷媒が蒸発部容器に向かって滴
状で管壁を、気液混相で流動する。
【006】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は蒸発部容器、凝縮器と管の設置状体を示
す部分側断面図である。フロリナート等の冷媒液2をパ
ワー・モジュール等の発熱体3が充分に浸るだけの量収
納した気密な蒸発部容器1は、上部に設けた接続管4を
介し、大気圧に抗して形状を維持するだけの剛性を持っ
た樹脂製等のフレキシブルな管5の一端に気密に接続し
てある。管5の他端は、蒸発部容器1より高い位置に設
けたラジエータ等の凝縮器7の底部に設けた接続管6と
気密に接続してある。管5は、蒸発部容器1と凝縮器7
との接続配管の途中に、液溜が生じないようターン部が
ないようにしてある。なお、管5は通常の樹脂製でもよ
いが、冷媒に樹脂を溶解する性質や透過性がある場合を
考え、図2に側断面を示すように、樹脂製の管の内壁に
アルミニウム、ステンレス等耐蝕・耐透過性材料の薄膜
8を蒸着させてある。なお、管5はフレキシブルな薄肉
のアルミニウム、ステンレスそのものでもよい。
【007】以下に、動作を説明する。発熱体3が発熱す
ると、その表面で冷媒液2が沸騰し、冷媒蒸気9に相変
化する。その際、気化熱として発熱体3から熱を奪う。
冷媒液2の沸騰が生じた状態では、蒸発部容器1の中の
冷媒蒸気の温度は、凝縮器7の中の冷媒蒸気の温度より
も高い。したがって、沸騰によって発生した冷媒蒸気9
は、蒸発部容器1の中の冷媒蒸気と凝縮器7の中の冷媒
蒸気の温度差に起因する蒸気圧の差によって、管5の中
を凝縮器7に向かって移動する。凝縮器7では、冷媒蒸
気9が発熱体3から奪った熱を外部と熱交換し、冷媒蒸
気9は凝縮し液相に戻る。凝縮した冷媒液は滴10にな
り、管5の内面を伝って落下し蒸発部容器1に戻る。こ
の過程が繰り返されて発熱体3が冷却される。ここで、
冷媒蒸気9の圧力はその温度によって決まるため、冷媒
蒸気9の温度次第では、管5の内圧が大気圧よりも低く
なることがある。しかし、管5が大気圧に抗するだけの
剛性を持っているので管5の断面形状が変化することは
なく、冷媒の通路は常に確保される。
【008】図3に第2の実施例を示す。実施例では、冷
却対象の発熱体3を蒸発部容器1の中に収容したが、こ
の例は、発熱体3の接触面と同じ面積の側面を持つ蒸発
部容器1の外壁・側面に取り付けてある。このようにす
ると発熱体3のメンテナンスがやり易くなるだけでな
く、蒸発部容器1を発熱体3の形状に合わせ・小形化す
ることができる。ところが、第2の実施例においては、
冷媒液2が少ないと、蒸発部容器1の発熱体3が取り付
けられた面が冷媒液2で十分に濡れず、発熱体3の取り
付け面から冷媒液2への伝熱が悪くなる。また、冷媒液
2が多いと冷媒液2中の冷媒蒸気9による体積増加によ
って、冷媒液2が管5の中まで押し上げられるため、冷
媒液2の中の冷媒蒸気9が冷媒液2から抜け難くなり、
蒸発部容器1と凝縮器7間の伝熱特性が悪くなる。ここ
で、蒸発部容器1と発熱体3の接触面の温度Thと大気
の温度Toの温度差をTb(=Th−To)、Thと凝
縮器7の凝縮面の温度Tcの温度差をTe(=Th−T
c)とするとき、伝熱特性をTe/Tb(低く・安定し
ている領域が実用上良い。)で評価するものとする。横
軸に蒸発部容器1の容積Veと冷媒液2の容積Vrの比
Vr/Ve(冷媒の充填率:%)を、縦軸にTe/Tb
をとり、実験結果をプロットすると図4に示すグラフの
ように、Vr/Veが20%から75%の範囲で、Te
/Tbが実用上好ましいことが判明した。
【009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば沸騰
冷却装置の蒸発部容器と凝縮器をフレキシブルな管で連
結したので、次のような効果がある。 ・ 蒸発部容器と凝縮器の設置場所を自由に設定でき
る。 ・ 蒸発部容器の寸法・形状を発熱体3の形状に合わせ
ることができる。 ・ 管のフレキシブル性が許す範囲で、振動している発
熱体、例えばエンジンに登載されている電子装置などに
も沸騰冷却を適用することができる。 という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す部分側断面図。
【図2】本発明の管を示す側断面図。
【図3】本発明の第2の実施例を示す部分側断面図。
【図4】本発明の第2の実施例における伝熱特性と冷媒
の充填率の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 蒸発部容器 2 冷媒液 3 発熱体 4、6 接続管 5 管 7 凝縮器 8 薄膜 9 冷媒蒸気 10 滴

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒液を収容する蒸発部容器と気化した
    冷媒を凝縮する凝縮器を、気液が混相して流れる単一の
    管により配管した沸騰冷却装置において、 前記管を、大気圧に抗して形状を維持するだけの剛性を
    持ったフレキシブルな管とし、配管途中にターン部を生
    じないように配管したことを特徴とする沸騰冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記管の内面に耐食・耐透過性材料の薄
    膜を蒸着した請求項1記載の沸騰冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記蒸発部容器内に発熱体を収納した請
    求項1または2記載の沸騰冷却装置。
  4. 【請求項4】 前記蒸発部容器の外壁に発熱体を固定し
    た請求項1または2記載の沸騰冷却装置。
  5. 【請求項5】 前記蒸発部容器の中に封入する冷媒液の
    量を内容積の20%から75%の範囲とした請求項4記
    載の沸騰冷却装置。
JP2733193A 1993-01-22 1993-01-22 沸騰冷却装置 Pending JPH06224337A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111829378A (zh) * 2020-06-03 2020-10-27 广州大学 一种多段铰链式柔性热管

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