JPS62272090A

JPS62272090A - 冷却装置

Info

Publication number: JPS62272090A
Application number: JP11516386A
Authority: JP
Inventors: Masao Fujii; 雅雄藤井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1987-11-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕この発明は、電子機器などの冷却袋２に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第７図は従来の冷却装置を示す断面図で、図において（
１）はサーモサイフオンで、円筒形などの中空密閉容器
（２）の中に、適当量の冷媒（３）が封入されている。

電子機器などの発熱体すなわち被冷却体（４）は、サー
モサイフオン（１）の蒸発部（Ａ）の外壁面に圧接され
、その発熱によって、サーモサイフオン（１）内の冷媒
液（３ａ）を加熱する。発生した冷媒蒸気（３ｂ）は、
気相空間（５）を矢印のように上昇し、凝縮部（Ｂ）の
内壁面で凝縮液化し、重力の作用で内壁面に沿って下降
し、蒸発部（Ａ）に還流する。（６）はフィンで、冷媒
蒸気（３ｂ）が凝縮する際に放出した熱は、このフィン
を介して周囲空気へ放熱される。（７）は凝縮液滴であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、電子機器においては、その動作時に短絡事故
などによって定常動作時の数倍の過負荷が印加され、冷
却装置（１）の冷却能力が十分でなければ、発熱体（４
）の温度が上昇し、破損することがあるが、第７図に示
す従来のサーモサイフオン（１）においても同様で、第
７図のｉｔであれば、発熱体（４）の過負荷に応じてサ
ーモサイフオン（１）自体が温度上昇することになる。

したがって、このわずかな時間の過負荷に対応する為に
は、定常負荷がかなり小さいにもかかわらず、冷却装置
の冷却能力を過負荷に合わせて設計する為、極めて大き
くなるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、過負荷に対応でき、しかも定格時においても
過大設計とならないような冷却装置を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る冷却装置は、融点が被冷却体の定格時の
温度より高く上記被冷却体の最高許容温度以下である相
変化型蓄熱材を封入した容器を、冷媒を封入した中空密
閉容器の外壁面に熱的に結合したものである。

〔作用〕

この発明においては、定格時は主に中空密閉容器の冷却
能力により被冷却体を冷却し、過負荷時には、主に相変
化型蓄熱材が固体から液体へと相変化して被冷却体の発
熱を吸収し、所定時間、最高許容温度以下に保持する。

〔実施例〕

この発明の冷却装置は、相変化型蓄熱材を封入した容器
を冷媒を封入した中空密閉容器の外壁面に熱的に結合し
たものであるが、蓄熱材を封入した熱伝導性容器につい
ては、例えば実開昭６０−０５０３’７３号公報に示さ
れている。

第１図はこの発明の一実施例による冷却装置を示す断面
図である。図において、（８）は容器であり、融点が被
冷却体（４）の定格時の温度より高く、最高許容温度以
下である相変化型蓄熱材（９）が封入されており、この
例では中空密閉容器（２）の凝縮部外壁面に熱的に結合
して装着されている。また、一般に蓄熱材（９）の蒸気
圧は低いため、はとんど蒸散することはないか、塵や水
分の混入を防止するためにも、ふた（１０をすることが
望ましい。

なお、通常、電子機器等の冷却設計は周囲空気温度が４
０°Ｃでなされることから、相変化型蓄熱材（９）とし
ては、その融点が４０’Ｃ以上であるナフタリン、パラ
フィン、酢酸ナトリウムなどが適している。

次に動作について説明する。被冷却体（４）の定格時に
は、被冷却体（４）で発生した熱は、第７図に示す従来
例と同様にサーモサイフオン（１）によってフィン（６
）を介して外部に放散される。次に、被冷却体（４）に
過負荷が印加される非定格時においては、その発熱は、
サーモサイフオン（１）によってフィン（６）を介して
放散されると共に、蓄熱材（９）の温度が融点を超える
と、蓄熱材（９）が解は始め、固体から液体へと相変化
する際の潜熱として上記発熱は蓄熱材（９）に吸収され
る。なお、この場合、サーモサイフオン（１）の効果に
より発熱部（４）と蓄熱材（９）の温度はほぼ同じであ
ると考えられる。

蓄熱材（９）の充てん量Ｇは、過負荷による発生熱量を
Ｑ２、定常動作時の発生熱量をＱｌ、過負荷印加時間を
Δｔ１蓄熱材の潜熱をＬとすると、。−（Ｑ２−Ｑｌ）
・Δｔとなる。したがって、第１図において、過負荷が印加さ
れると、Δを時間の間、フィン（６）の周囲は、蓄熱材
（９）の融点に保持され、フィン（６）を伝わってきた
熱は、熱伝導により、Δを時間だけ蓄熱材（９）という
定温源へ吸収されることになる。

第２図はこの発明の他の実施例による冷却装置を示す断
面図であり、この例では、蓄熱材（９）を封入した容器
【８）が、サーモサイフオン（１）の断熱部（第７図と
同様に０部）にとりつけられている。定常動作時におい
ては、冷媒蒸気（３ｂ）は凝縮部（Ｂ）で凝縮液化され
ているが、過負荷時においては、断熱部（Ｃ）において
も冷媒蒸気（３ｂ）が凝縮液化され、冷却能力が上昇す
る。

第３図は、本発明の他の実施例である。中空容器（２）
の内壁面にウィック０Ｄが内張すされており、冷媒液（
３ａ）はこのウィックＩを浸す程度に封入されている。

第２図の例では、重力を利用して凝縮液（３ａ）を蒸発
部Ａに還流していたのに対し、この例ではウィックα℃
の毛細管力で凝縮液を還流できることから、無重力下で
も本発明が適用できる。

第４図は、本発明の他の実施例である。この例では、サ
ーモサイフオン（１）の片面全体にわたって蓄熱材（９
）を封入した容器（８）がとりつけられており、蓄熱材
（９）の容量を増すと同時に、全体が一様温度になり、
冷却能力が濱らに高まる。さらに凝縮部にフィンを設け
てもよい。

第５図は、本発明の他の実施例である。この例では、二
重管式のサーモサイフオン（１）の内筒に蓄熱材（９）
が封入されており、第４図に示した例と同様に、蓄熱材
（９）の容量を増すと共に全体が一様温度になり、冷却
能力がさらに高まる。

第６図は、本発明の他の実施例である。蒸発部（Ａ）と
凝縮部（Ｂ）が２本の配管０２．Ｃ３で分離されている
二相流自然循環ループにおいて、そのヘッダα小部に蓄
熱材（９）を封入した容器（８）が熱的に結合されてい
る場合を示し、この例においても上記実施例と同様の効
果が得られる。

なお、相変化型蓄熱材（４）として、上記実施例ではナ
フタリンやパラフィンや酢酸ナトリウムなどを単独で用
いた場合について説明したが、例えばアルミナ粉、銀粉
、醸化マグネシウムなどの熱良導性の微粉体を分散混合
したものを用いると、熱伝導性が改善される。微粉体の
大きさは、蓄熱材中で沈殿しない程度が良く、例えば数
μｍ程度である０〔発明の効果〕以上のように、この発明によれば、融点が被冷却体の定
格時の温度より高く上記被冷却体の最高許容温度以下で
ある相変化型蓄熱材を封入した容器を、冷媒を封入し水
中空密閉容器の外壁面に熱的に結合したので、上記被冷
却体の過負荷時の発熱を上記蓄熱材の相変化により吸収
でき、装置を無駄に大型化することなく過負荷時にも対
処できる実用的な冷却装置が得られる効果かある。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例による冷却装置を示す断面
図、第２図〜第５図はそれぞれこの発明の他の実施例に
よる冷却装置を示す断面図、第６図はこの発明のさらに
他の実施例による冷却装置を示す構成図、第７図は従来
の冷却装置を示す断面図である〇図において、（２）は中空密閉容器、（３）は冷媒、（
４）は被冷却体、Ｃ６）はフィン、（８）は容器、（９
）は相変化型蓄熱材、０℃はウィック、（Ａ）　＆−ｉ
凝縮部、（Ｂ）　ｌ−を断熱部、（０）は蒸発部である
。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）融点が被冷却体の定格時の温度より高く上記被冷
却体の最高許容温度以下である相変化型蓄熱材を封入し
た容器を、冷媒を封入した中空密閉容器の外壁面に熱的
に結合した冷却装置。
（２）相変化型蓄熱材を封入した容器を、中空密閉容器
の凝縮部外壁面に熱的に結合した特許請求の範囲第１項
記載の冷却装置。
（３）相変化型蓄熱材を封入した容器を、中空密閉容器
の断熱部外壁面に熱的に結合した特許請求の範囲第１項
記載の冷却装置。
（４）相変化型蓄熱材は、熱良導性の微粉体を分散混合
したものである特許請求の範囲第１項ないし第３項の何
れかに記載の冷却装置。
（５）中空密閉容器は、その内壁面にウィックを有する
特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載の冷
却装置。