JPH11230639A

JPH11230639A - 沸騰冷却装置

Info

Publication number: JPH11230639A
Application number: JP10050764A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Osakabe; 長賀部　　博之; Yoshiyuki Okamoto; 義之岡本; Seiji Kawaguchi; 清司川口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】凝縮器４の上部タンク１４に流入する沸騰冷
媒を拡散させて放熱性能の低下を抑制すること。【解決手段】凝縮器４の上部タンク１４内部には、複
数の丸孔１７ａが空けられた拡散板１７が配設されてい
る。この拡散板１７は、上部タンク１４の内部形状に対
応して細長く形成され、上部タンク１４内の上下方向の
略中央部に配されて上部タンク１４内を上下に二分割し
ている。拡散板１７に空けられた丸孔１７ａは、上部タ
ンク１４内に開口する蒸気導入管５の供給口５ａの流路
断面積より小さい開口面積を有している。これにより、
蒸気導入管５より上部タンク１４内に流入した沸騰冷媒
は、拡散板１７の表面に沿って上部タンク１４内（拡散
板１７の上部空間）の全体に拡散されながら拡散板１７
に形成された複数の丸孔１７ａを通過して拡散板１７の
下方へ流れ込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱サイフォン式の
沸騰冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特開昭５６−１
１９４９２号公報に記載された熱交換器がある。この熱
交換器は、沸騰器（高温側熱交換器）と凝縮器（低温側
熱交換器）とを２本の配管により環状に連結して二相流
自然循環ループを構成している。これによれば、沸騰器
で沸騰した冷媒が一方の配管を通って凝縮器へ流入し、
その凝縮器で放熱して液化され、他方の配管を通って沸
騰器へ戻ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の熱交
換器では、特に凝縮器において以下の問題が生じる。一方の配管より蒸気冷媒が流入する流入側の方に蒸気
冷媒が偏ってしまう傾向がある。この場合、凝縮器の各
冷媒通路を流れる蒸気冷媒が不均一になるため、凝縮器
全体を有効に使うことができず、放熱性能が低下する。沸騰器と凝縮器との位置関係により、配管が長距離に
及んだり、あるいは配管を屈曲させて敷設せざるを得な
いような場合には、冷媒循環による圧力損失が大きくな
り、その結果、熱交換器作動中に凝縮器の冷媒液流出口
の高さを超えて冷媒液面が凝縮器の内部にまで上昇す
る。上記の現象との現象とが併発すると、図１６に示
すように、蒸気冷媒の流量が少ない流路１００（図１６
の右側の流路）ではさらに液冷媒が浸入し、最悪、蒸気
冷媒流路１００に液冷媒が滞留したまま安定してしま
い、部分的に凝縮器として機能を果たさなくなる。この
ような現象は、冷媒を封入後、初めて熱交換器を起動す
る時や、熱交換器作動時に熱負荷が急激に変動する時、
即ち冷媒流量が急激に変化するような場合に発生しやす
い。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目
的は、低温側熱交換器（凝縮器）に流入する蒸気冷媒を
拡散させて放熱性能の低下を抑制できる沸騰冷却装置を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）高温
側熱交換器で沸騰した蒸気冷媒が流入する低温側熱交換
器は、上部タンク内に流入した蒸気冷媒を上部タンク内
にて拡散させる拡散手段を具備している。この拡散手段
により、上部タンク内に流入した蒸気冷媒が流入側の方
に偏ることを防止でき、上部タンク内で拡散された蒸気
冷媒が各凝縮通路に略均等に流れることができる。その
結果、低温側熱交換器全体を有効に使うことができるた
め、放熱性能の低下を抑制できる。

【０００５】（請求項２の手段）拡散手段は、蒸気導入
管の流路断面積より小さな開口面積を有する開口部が略
均等に複数形成された拡散板を備え、この拡散板が、上
部タンク内に開口する蒸気導入管の供給口と、上部タン
ク内に開口する凝縮通路の流入口との間に介在されてい
る。これにより、蒸気導入管から上部タンク内に流入し
た蒸気冷媒が拡散板によって上部タンク内に拡散されな
がら拡散板に形成された開口部を通過するため、流入側
に近い凝縮通路に蒸気冷媒が偏って流れることがなく、
各凝縮通路に略均等に蒸気冷媒を流すことができる。な
お、拡散板としては、メッシュ状、網目状、ルーバ状等
のものを使用することができる。

【０００６】（請求項３の手段）拡散板は、蒸気導入管
の供給口と対向する部位に蒸気冷媒の流れに対して抵抗
となる抵抗手段を有している。この場合、蒸気導入管の
供給口より上部タンク内に導入された蒸気冷媒がそのま
ま拡散板の開口部を通過して凝縮通路へ流れることを防
止できる。つまり、蒸気導入管の供給口と対向する位置
に拡散板の開口部が形成されていると、上部タンク内に
導入された蒸気冷媒の一部がそのまま供給口と対向する
開口部を通り抜けてしまうため、蒸気冷媒を拡散させる
上で不利である。従って、蒸気導入管の供給口と対向す
る部位に抵抗手段を設けることで、より安定的に蒸気冷
媒を拡散させることができる。なお、抵抗手段として、
開口部が形成されていない部分を蒸気導入管の供給口と
対向する部位に設けることができる。または、蒸気導入
管の供給口と対向する部位に他の開口部より更に開口面
積の小さい小開口部を形成しても良い。

【０００７】（請求項４の手段）高温側熱交換器で沸騰
した蒸気冷媒を低温側熱交換器の上部タンクへ導入する
蒸気導入管は、上部タンクに対して複数本接続されてい
る。この場合、複数本の蒸気導入管を通じて上部タンク
内に蒸気冷媒が導入されるため、上部タンクに接続され
る蒸気導入管が１本の場合と比較して上部タンク内での
蒸気冷媒の偏りを少なくできる。その結果、上部タンク
内で蒸気冷媒を拡散させることができる。なお、複数本
の蒸気導入管は、上部タンクの長手方向に分散して（略
均等に）配置することが望ましい。

【０００８】（請求項５の手段）複数本の蒸気導入管
は、蒸気冷媒の流れ方向で下流側の蒸気導入管の方が上
流側の蒸気導入管より流路断面積が大きく設けられてい
る。この場合、各蒸気導入管から上部タンク内に導入さ
れる蒸気冷媒の量を略等しくできるため、上部タンク内
に導入された蒸気冷媒をより均一に拡散させることがで
きる。

【０００９】（請求項６の手段）液戻り管は、下部タン
クに対して蒸気導入管の数より少ない複数本接続されて
いる。この場合、下部タンクに開口する液戻り管の総流
路断面積を増大できるため、下部タンクから液戻り管へ
良好に凝縮液が流れ出ることができる。なお、液戻り管
の数を蒸気導入管の数より多くすると、コストの上昇、
構造の複雑化をもたらすため好ましくない。従って、液
戻り管を複数本設ける場合でも蒸気導入管の数より少な
くする方が良い。

【００１０】（請求項７の手段）上部タンクに接続され
る蒸気導入管と下部タンクに接続される液戻り管は、互
いの位置関係が低温側熱交換器のタンク長手方向の中心
に対して左右非対称となるように配置されている。この
場合、低温側熱交換器内で蒸気冷媒と凝縮液とが対流す
る状態を防止できるため、凝縮通路の一部に凝縮液が浸
入あるいは滞留することを抑制できる。その結果、低温
側熱交換器を凝縮器として有効に機能させることが可能
である。

【００１１】（請求項８の手段）下部タンクに接続され
る液戻り管は、上部タンクに接続される複数の蒸気導入
管の何れかと低温側熱交換器のタンク長手方向にて略同
位置に配置されている。この場合、凝縮通路の冷媒流れ
方向に沿って蒸気導入管と液戻り管とが対向して配置さ
れるため、蒸気導入管より上部タンク内へ流入する蒸気
冷媒の圧力が凝縮通路を通じて対向する液戻り管内の凝
縮液に作用することから、冷媒液面の上昇を抑制でき
る。

【００１２】（請求項９の手段）液戻り管とタンク長手
方向にて略同位置に配置されている蒸気導入管以外の蒸
気導入管は、上部タンクを長手方向に略均等に分割する
位置に配置されている。複数の蒸気導入管を上部タンク
の長手方向に略均等に配置することにより、上部タンク
に流入する蒸気冷媒が拡散され、その拡散された蒸気冷
媒が各凝縮通路に略均等に流れることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。（第１実施例）図１は沸騰冷却装置１の正面図である。
本実施例の沸騰冷却装置１は、密閉化されたハウジング
２（図２参照）の内部に配置される沸騰器３（本発明の
高温側熱交換器）と、ハウジング２の外部に配置される
凝縮器４（本発明の低温側熱交換器）と、沸騰器３と凝
縮器４とを連結する配管（蒸気導入管５と液戻り管６）
と、沸騰器３に送風する室内ファン７、凝縮器４に送風
する室外ファン８等より構成され、沸騰器３、凝縮器
４、及び配管５、６によって形成される密閉空間に所定
量の冷媒（例えばＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒）が
封入されている。ハウジング２は、例えば携帯電話や自
動車電話等の移動無線電話の無線基地局に使用されるも
ので、内部に発熱体である通信機器（図示しない）を収
容している。

【００１４】沸騰器３は、並列に配された複数本のチュ
ーブ９と、各チューブ９の両端に接続されて各チューブ
９を相互に連通する一組のタンク（上部タンク１０と下
部タンク１１）と、隣合う各チューブ９間に介在された
受熱用フィン１２等より構成され、一体ろう付けにより
接合されている。チューブ９は、内部を冷媒が流れる冷
媒通路を形成するもので、伝熱性に優れた金属材（例え
ばアルミニウムや銅）により断面形状が偏平な長円形状
に形成されている。各タンク１０、１１は、それぞれチ
ューブ９と同じ金属材により両端が閉じた略筒形状に形
成され、長手方向（図１の左右方向）に一定の間隔をお
いて各チューブ９の端部が挿入されている。上部タンク
１０には、長手方向の一端部（図１の右端部）に蒸気導
入管５を接続するための接続ナット１０ａが設けられ、
下部タンク１１には、長手方向の他端部に液戻り管６を
接続するための接続ナット１１ａが設けられている。受
熱用フィン１２は、例えばアルミニウムの薄板を交互に
折り曲げて波状に成形したもので、各折り曲げ部でチュ
ーブ９の表面に接合されている。この沸騰器３は、図２
に示すように、ハウジング２の縦壁面２ａに対して所定
角度傾斜した姿勢で取り付けられている。

【００１５】凝縮器４は、並列に配された複数本のチュ
ーブ１３（本発明の凝縮通路）と、各チューブ１３の両
端に接続されて各チューブ１３を相互に連通する一組の
タンク（上部タンク１４と下部タンク１５）と、隣合う
各チューブ１３間に介在された放熱用フィン１６と、上
部タンク１４内に流入した蒸気冷媒を上部タンク１４内
で拡散させるための拡散板１７（図３参照）等より構成
され、一体ろう付けにより接合されている。チューブ１
３は、内部を冷媒が流れる冷媒通路を形成するもので、
伝熱性に優れた金属材（例えばアルミニウムや銅）によ
り断面形状が偏平な長円形状に形成されている。各タン
ク１４、１５は、それぞれチューブ１３と同じ金属材に
より両端が閉じた略筒形状に形成され、長手方向に一定
の間隔をおいて各チューブ１３の端部が挿入されてい
る。上部タンク１４には、長手方向の他端部（図１の左
端部）に蒸気導入管５を接続するための接続ナット１４
ａが設けられ、下部タンク１５には、長手方向の一端部
に液戻り管６を接続するための接続ナット１５ａが設け
られている。

【００１６】放熱用フィン１６は、例えばアルミニウム
の薄板を交互に折り曲げて波状に成形したもので、各折
り曲げ部でチューブ１３の表面に接合されている。拡散
板１７は、上部タンク１４の内部形状に対応して細長く
形成され、図３に示すように、上部タンク１４内の上下
方向の略中央部に配されて上部タンク１４内を上下に二
分割している。拡散板１７には、図４に示すように、長
手方向の全体に渡って複数の丸孔１７ａが空けられてい
る。この丸孔１７ａは、上部タンク１４内に開口する蒸
気導入管５の供給口５ａの流路断面積より小さい開口面
積を有している。なお、丸孔１７ａは、蒸気導入管５の
供給口５ａに対向する部位には形成されていない。この
凝縮器４は、図２に示すように、垂直方向において沸騰
器３より高い位置に配置され、且つハウジング２の縦壁
面２ａに対して沸騰器３と反対側へ所定角度傾斜した姿
勢で取り付けられている。

【００１７】配管５、６は、例えばアルミニウム等の金
属製パイプを所定の長さに切断して使用されるもので、
沸騰器３で沸騰した蒸気冷媒を凝縮器４へ導入する蒸気
導入管５と、凝縮器４で液化した凝縮液を沸騰器３へ戻
す液戻り管６とから成り、ハウジング２の縦壁面２ａに
空けられた貫通孔２ｂを通って沸騰器３と凝縮器４とを
連結している。なお、貫通孔２ｂは、蒸気導入管５およ
び液戻り管６の外周にろう付け接合されたユニオン１
８、１９等により気密に塞がれている。蒸気導入管５
は、一端が沸騰器３の上部タンク１０に設けられた接続
ナット１０ａにジョイント部材２０を介して着脱可能に
接続され、他端が凝縮器４の上部タンク１４に設けられ
た接続ナット１４ａにジョイント部材２１を介して着脱
可能に接続されている（図３参照）。液戻り管６は、一
端が凝縮器４の下部タンク１５に設けられた接続ナット
１５ａにジョイント部材２２を介して着脱可能に接続さ
れ、他端が沸騰器３の下部タンク１１に設けられた接続
ナット１１ａにジョイント部材２３を介して着脱可能に
接続されている。

【００１８】室内ファン７は、例えば軸流式ファンで、
沸騰器３の上部に複数個取り付けられ、ハウジング２内
部の空気（発熱体の発生する熱によって高温となってい
る）を沸騰器３に送風する。室外ファン８は、例えば室
内ファン７より大型の軸流式ファンで、凝縮器４の上部
に取り付けられ、ハウジング２外部の空気（つまり外
気）を凝縮器４に送風する。なお、この室外ファン８
は、凝縮器４とともにケーシング２４に収容され、その
ケーシング２４を介してハウジング２の縦壁面２ａに固
定されている。室内ファン７および室外ファン８は、例
えばサーミスタ等の温度センサ（図示しない）により検
出されるハウジング２の内部温度に基づいて、図示しな
いコントローラにより通電制御される。

【００１９】次に、本実施例の作用を説明する。発熱体
から発生する熱によってハウジング２の内部温度が上昇
し、コントローラを通じて室内ファン７及び室外ファン
８が通電されると、室内ファン７によってハウジング２
の内部空気が沸騰器３に送風され、室外ファン８によっ
て外気が凝縮器４に送風される。これにより、沸騰器３
では、各チューブ９内に満たされている液冷媒が高温空
気から受熱して沸騰する。沸騰した冷媒（蒸気冷媒）
は、沸騰器３の上部タンク１０より蒸気導入管５を通っ
て凝縮器４の上部タンク１４へ流入する。凝縮器４で
は、上部タンク１４から各チューブ１３へ分配された蒸
気冷媒が各チューブ１３を流れる際に室外ファン８の送
風を受けて冷却され、潜熱を放出してチューブ１３の壁
面に凝縮する。凝縮した冷媒は、液滴となって凝縮器４
の下部タンク１５へ滴下する。下部タンク１５に溜まっ
た凝縮液は、液戻り管６を通って沸騰器３の下部タンク
１１へ流入し、下部タンク１１から再び沸騰器３の各チ
ューブ９へ供給されて、上記サイクルを繰り返す。以上
のように、冷媒が沸騰と凝縮とを繰り返して沸騰器３と
凝縮器４とを循環することにより、発熱体から発生した
熱が順次外気へ放出されて、発熱体の温度上昇が抑制さ
れる。

【００２０】（第１実施例の効果）本実施例では、凝縮
器４の上部タンク１４内に拡散板１７を配設しているた
め、蒸気導入管５より上部タンク１４内に流入した蒸気
冷媒は、拡散板１７の表面に沿って上部タンク１４内
（拡散板１７より上部側空間）の全体に拡散されながら
拡散板１７に形成された複数の丸孔１７ａを通過して拡
散板１７の下方へ流れ込むことになる。この結果、凝縮
器４の各チューブ１３に蒸気冷媒が略均等に流れるた
め、凝縮器４全体を有効に使うことができ、放熱性能の
低下を抑制できる。言い換えれば、凝縮器４の上部タン
ク１４内に拡散板１７を持たない従来装置と比較して放
熱性能を向上できる。なお、拡散板１７には、蒸気導入
管５の供給口５ａと対向する部位に丸孔１７ａが形成さ
れていないため、上部タンク１４内に導入された蒸気冷
媒がそのまま拡散板１７の丸孔１７ａを直線的に通過し
てチューブ１３へ流れることを防止できる。つまり、蒸
気導入管５の供給口５ａと対向する位置に拡散板１７の
丸孔１７ａが形成されていると、上部タンク１４内に導
入された蒸気冷媒の一部がそのまま供給口５ａと対向す
る丸孔１７ａを通り抜けてしまうため、蒸気冷媒を拡散
させる上で不利である。従って、蒸気冷媒を拡散させる
効果を得るためには、蒸気導入管５の供給口５ａと対向
する部位には丸孔１７ａを形成しない方が良い。

【００２１】（第２実施例）図５は沸騰冷却装置１の正
面図である。本実施例は、凝縮器４の上部タンク１４に
対して蒸気導入管５を３本に分岐して接続した一例を示
すものである。蒸気導入管５は、図５に示すように、凝
縮器４の上部タンク１４の上方を上部タンク１４と略平
行に敷設された平行配管部５Ａを有し、この平行配管部
５Ａより３本の端末管５０、５１、５２が分岐して設け
られている。各端末管（以下、第１端末管５０、第２端
末管５１、第３端末管５２と呼ぶ）は、上部タンク１４
に設けられた３箇所の接続ナット１４ａにそれぞれジョ
イント部材２１を介して着脱自在に接続されている。

【００２２】第１端末管５０は、平行配管部５Ａをを流
れる蒸気冷媒の流れ方向で最も上流に設けられ、以下、
下流へ向かって第２端末管５１、第３端末管５２の順に
設けられている。各端末管５０〜５２は、上部タンク１
４の長手方向の略中央部に第２端末管５１が接続され、
第１端末管５０と第３端末管５２が上部タンク１４の長
手方向両端部に接続されている。また、各端末管５０〜
５２は、第１端末管５０の管径をｄ1 、第２端末管５１
の管径をｄ2 、第３端末管５２の管径をｄ3 とした時
に、以下の関係が成立している（図５参照）。ｄ1 ＜ｄ
2 ＜ｄ3

【００２３】本実施例によれば、３本の端末管５０、５
１、５２より上部タンク１４内に蒸気冷媒を導入できる
ため、従来装置（上部タンク１４に接続される蒸気導入
管５が１本の場合）と比較して上部タンク１４内での蒸
気冷媒の偏りを少なくできる。また、各端末管５０〜５
２は、下流側の端末管の方が上流側の端末管より流路断
面積が大きく設けられているため、各端末管５０〜５２
から上部タンク１４内に導入される蒸気冷媒の量を略等
しくできる。その結果、上部タンク１４内に導入された
蒸気冷媒をより均一に拡散させることが可能となり、凝
縮器４全体を有効に使うことができるため、従来装置よ
り放熱性能を向上できる。なお、蒸気導入管５と同様
に、液戻り管６にも複数本の端末管６０を設けて、各端
末管６０を沸騰器３の下部タンク１１に接続しても良い
（図５参照）。

【００２４】（第３実施例）図６は凝縮器４の正面図、
図７は沸騰冷却装置１の側面図である。本実施例は、凝
縮器４の上部タンク１４に対して蒸気導入管５を２本に
分岐して接続した一例を示すものである。蒸気導入管５
は、図６に示すように、凝縮器４のタンク長手方向（図
６の左右方向）の略中央部を上下方向に延びる縦配管部
５Ｂと、この縦配管部５Ｂの上端からＴ字形に分岐する
２本の分岐管５３を有し、各分岐管５３が上部タンク１
４の両端部に設けられた接続ナット１４ａにそれぞれジ
ョイント部材２１を介して着脱自在に接続されている。
また、凝縮器４の下部タンク１５に接続される液戻り管
６は、蒸気導入管５の各分岐管５３との位置関係が、タ
ンク長手方向の中心位置（中心線Ｏ）に対して左右非対
称となるように配置されている。具体的には、タンク長
手方向において図中右側の分岐管５３と略同じ位置（右
側の分岐管５３と上下方向に略対向する位置）に接続さ
れている。

【００２５】本実施例では、液戻り管６と各分岐管５３
との位置関係が、タンク長手方向の中心位置Ｏに対して
左右非対称となるように配置しているため、凝縮器４内
で蒸気冷媒と凝縮液とが対流する状態を防止できる。そ
の結果、チューブ１３の一部に凝縮液が浸入して滞留し
たまま安定することを抑制できるため、凝縮器４全体を
有効に機能させることができる。また、下部タンク１５
に接続される液戻り管６と上部タンク１４に接続される
右側の分岐管５３とがチューブ１３を通じて対向してい
るため、蒸気導入管５より上部タンク１４内へ流入する
蒸気冷媒の圧力がチューブ１３を通じて対向する液戻り
管６内の凝縮液に作用し、その結果、冷媒液面の上昇を
抑制できる。上部タンク１４に接続される蒸気導入管５
と下部タンク１５に接続される液戻り管６との位置関係
を左右非対称となるように配置した他の例を図８に示
す。図８（ａ）は上部タンク１４に接続される２本の分
岐管５３が中心位置Ｏに対して左右非対称となるように
配置した一例である。図８（ｂ）は蒸気導入管５を３本
に分岐して上部タンク１４に接続した場合で、液戻り管
６を中心線Ｏに対して左右非対称となるように配置した
（つまり中心線Ｏよりずれて配置されている）一例であ
る。

【００２６】（第４実施例）図９および図１０は凝縮器
４の正面図である。本実施例は、凝縮器４の下部タンク
１５に対して液戻り管６を複数本に分岐して接続した例
を示すものである。但し、液戻り管６の分岐管６１の数
は、蒸気導入管５の分岐管５３の数より少なく設定され
ている。図９（ａ）は液戻り管６の２本の分岐管６１と
蒸気導入管５の３本の分岐管５３とのタンク長手方向で
の接続位置がそれぞれ異なる（一致していない）場合の
一例である。図９（ｂ）は液戻り管６の２本の分岐管６
１と蒸気導入管５の２本の分岐管（図面では両側の分岐
管）とのタンク長手方向での接続位置が略一致している
場合の一例である。図１０（ａ）は図９（ｂ）と同様
に、液戻り管６の各分岐管６１と蒸気導入管５の各分岐
管５３とのタンク長手方向での接続位置が略一致してい
る場合で、且つ残りの蒸気導入管５の分岐管５３（液戻
り管６の分岐管６１と対向していない分岐管）が上部タ
ンク１４を最も小さな区分に分割する位置に配置した例
である。この場合、各分岐管５３が略均等（略等間隔）
に配置されている。本実施例においても、第２実施例お
よび第３実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２７】（第５実施例）図１１は凝縮器４の上部タ
ンク１４内に開口する蒸気導入管５の先端形状を示す側
面図である。本実施例の蒸気導入管５は、図１１に示す
ように、その先端開口面（供給口５ａ）が上部タンク１
４内の長手方向を向いて開口している。この場合、蒸気
導入管５より上部タンク１４内に導入された蒸気冷媒が
上部タンク１４内を長手方向に流れ易くなり、上部タン
ク１４内全体に蒸気冷媒が拡散されて凝縮器４全体を有
効に使うことができるため、放熱性能を向上できる。ま
た、上部タンク１４内に導入された蒸気冷媒を流れ易く
するために、上部タンク１４内に開口する蒸気導入管５
の先端形状を図１２（ａ）、（ｂ）に示すように加工し
ても良い。図１２（ａ）は上部タンク１４の長手方向に
対して蒸気導入管５の側面片側を切り取っている。図１
２（ｂ）は上部タンク１４の長手方向に対して蒸気導入
管５の側面両側を切り取っている。

【００２８】（第６実施例）図１３は蒸気導入管５が接
続される上部タンク１４の受け座形状を示す側面図であ
る。蒸気導入管５が接続される上部タンク１４には、接
続ナット１４ａを固定するための手段として、例えば図
１３（ａ）に示すように、上部タンク１４に平坦な受け
座１４ｂが形成されている。この受け座１４ｂは、一般
に上部タンク１４の上部壁面を凹ませて形成されるた
め、その凹ませた分だけ、上部タンク１４内に開口する
蒸気導入管５の先端開口面（供給口５ａ）の位置が低く
なり、上部タンク１４内でチューブ１３の先端開口面
（流入口）との間隔が狭くなってしまう。そこで、本実
施例では、図１３（ｂ）に示すように、上部タンク１４
に凸形状の受け座１４ｃを設けている。これにより、上
部タンク１４に接続される蒸気導入管５の位置を図１３
（ａ）に示す場合より高くできるため、その分、上部タ
ンク１４内に開口する蒸気導入管５の先端開口面とチュ
ーブ１３の流入口との間隔を大きく確保することがで
き、より蒸気冷媒を流れ易くできる。

【００２９】（第７実施例）図１４はチューブ１３の端
部形状を示す斜視図である。本実施例は、凝縮器４の上
部タンク１４内を蒸気冷媒が流れ易くできるように、上
部タンク１４に接続されるチューブ１３の先端形状を変
更した一例である。凝縮器４の上部タンク１４に接続さ
れるチューブ１３は、一般的に図１４（ａ）に示すよう
に、その先端面が略直角に切断されている。この場合、
上部タンク１４とチューブ１３は、図１５に示すよう
に、上部タンク１４内にチューブ１３の先端部が所定長
さだけ突出した状態で組み付けられるため、チューブ１
３の先端面と上部タンク１４の上部壁面との間隔Ｌ1 が
小さくなり、蒸気冷媒の流れを妨げる結果となる。そこ
で、本実施例では、図１４（ｂ）に示すように、チュー
ブ１３の先端中央部に凹部１３ａを設けることにより、
上部タンク１４内でチューブ１３の先端面（凹部１３ａ
の端面）と上部タンク１４の上部壁面との間隔Ｌ2 を大
きく確保している（図１５参照）。これにより、上部タ
ンク１４内を蒸気冷媒が流れ易くなるため、上部タンク
１４内全体に蒸気冷媒を拡散させることができる。

【００３０】（変形例）第１実施例では、拡散板１７に
複数の丸孔を空けて拡散手段を構成しているが、拡散板
１７としてメッシュ状、網目状、ルーバ状等のものを使
用しても良い。また、蒸気導入管５の供給口５ａと対向
する部位に丸孔１７ａより更に小さい開口面積の小孔を
形成しても良い。第２実施例では、蒸気導入管５に設け
られた各端末管５０〜５２の流路断面積（各供給口５ａ
の管径）を変化させているが、各端末管５０〜５２の流
路断面積（管径）を同一としても良い。蒸気導入管５お
よび液戻り管６は、それぞれ複数本ずつ使用しても良
い。つまり、１本の配管を複数に分岐して使用するので
はなく、複数本の蒸気導入管５および液戻り管６によっ
て沸騰器３と凝縮器４とを接続しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】沸騰冷却装置の正面図である（第１実施例）。

【図２】沸騰冷却装置の側面図である（第１実施例）。

【図３】凝縮器の上部タンク側の拡大図である（第１実
施例）。

【図４】拡散板の平面図である（第１実施例）。

【図５】沸騰冷却装置の正面図である（第２実施例）。

【図６】凝縮器の正面図である（第３実施例）。

【図７】沸騰冷却装置の側面図である（第３実施例）。

【図８】凝縮器の正面図である（第３実施例の変形
例）。

【図９】凝縮器の正面図である（第４実施例）。

【図１０】凝縮器の正面図である（第４実施例）。

【図１１】蒸気導入管の先端形状を示す側面図である
（第５実施例）。

【図１２】蒸気導入管の先端形状を示す斜視図である
（第５実施例）。

【図１３】上部タンクの受け座形状を示す側面図である
（第６実施例）。

【図１４】チューブの端部形状を示す斜視図である（第
７実施例）。

【図１５】凝縮器の上部タンクの断面図である（第７実
施例）。

【図１６】凝縮器（低温側熱交換器）の断面図である
（従来技術の説明）。

【符号の説明】

１沸騰冷却装置２ハウジング（筐体）３沸騰器（高温側熱交換器）４凝縮器（低温側熱交換器）５蒸気導入管５ａ蒸気導入管の供給口６液戻り管１３凝縮器のチューブ（凝縮通路）１４凝縮器の上部タンク１５凝縮器の下部タンク１７拡散板（拡散手段）１７ａ丸孔（拡散板の開口部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体の内部に収容された発熱体を冷却する
ための沸騰冷却装置であって、前記筐体の内部に配され、前記筐体内部の高温流体と冷
媒との熱交換を行う高温側熱交換器と、前記筐体の外部に配され、上部タンクと下部タンク、及
び両タンクを連通する複数本の凝縮通路を有し、この凝
縮通路を流れる蒸気冷媒と前記筐体外部の低温流体との
熱交換を行う低温側熱交換器と、前記高温側熱交換器で沸騰した蒸気冷媒を前記低温側熱
交換器の上部タンクへ導入する蒸気導入管と、前記低温側熱交換器で凝縮液化した凝縮液を前記下部タ
ンクから前記高温側熱交換器へ戻す液戻り管とを備え、前記低温側熱交換器は、前記上部タンク内に流入した蒸
気冷媒を前記上部タンク内にて拡散させる拡散手段を具
備していることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】前記拡散手段は、前記蒸気導入管の流路断面積より小さな開口面積を有す
る開口部が複数形成された拡散板を備え、この拡散板
が、前記上部タンク内に開口する前記蒸気導入管の供給
口と、前記上部タンク内に開口する前記凝縮通路の流入
口との間に介在されていることを特徴とする請求項１に
記載した沸騰冷却装置。
【請求項３】前記拡散板は、前記蒸気導入管の供給口と
対向する部位に蒸気冷媒の流れに対して抵抗となる抵抗
手段を有していることを特徴とする請求項２に記載した
沸騰冷却装置。
【請求項４】筐体の内部に収容された発熱体を冷却する
ための沸騰冷却装置であって、前記筐体の内部に配され、前記筐体内部の高温流体と冷
媒との熱交換を行う高温側熱交換器と、前記筐体の外部に配され、上部タンクと下部タンク、及
び両タンクを連通する複数本の凝縮通路を有し、この凝
縮通路を流れる蒸気冷媒と前記筐体外部の低温流体との
熱交換を行う低温側熱交換器と、前記高温側熱交換器で沸騰した蒸気冷媒を前記低温側熱
交換器の上部タンクへ導入する蒸気導入管と、前記低温側熱交換器で凝縮液化した凝縮液を前記下部タ
ンクから前記高温側熱交換器へ戻す液戻り管とを備え、前記蒸気導入管は、前記上部タンクに対して複数本接続
されていることを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項５】前記複数本の蒸気導入管は、蒸気冷媒の流
れ方向で下流側の蒸気導入管の方が上流側の蒸気導入管
より流路断面積が大きく設けられていることを特徴とす
る請求項４に記載した沸騰冷却装置。
【請求項６】前記液戻り管は、前記下部タンクに対して
前記蒸気導入管の数より少ない複数本接続されているこ
とを特徴とする請求項４または５に記載した沸騰冷却装
置。
【請求項７】前記上部タンクに接続される前記蒸気導入
管と前記下部タンクに接続される前記液戻り管は、互い
の位置関係が前記低温側熱交換器のタンク長手方向の中
心に対して左右非対称となるように配置されていること
を特徴とする請求項４〜６に記載した何れかの沸騰冷却
装置。
【請求項８】前記下部タンクに接続される前記液戻り管
は、前記上部タンクに接続される前記複数の蒸気導入管
の何れかと前記低温側熱交換器のタンク長手方向にて略
同位置に配置されていることを特徴とする請求項４〜７
に記載した何れかの沸騰冷却装置。
【請求項９】前記液戻り管とタンク長手方向にて略同位
置に配置されている前記蒸気導入管以外の蒸気導入管
は、前記上部タンクを長手方向に略均等に分割する位置
に配置されていることを特徴とする請求項４〜８に記載
した何れかの沸騰冷却装置。