KR840000952B1

KR840000952B1 - Refrigeration apparatus of boiling and regular pressure type

Info

Publication number: KR840000952B1
Application number: KR1019800000656A
Authority: KR
Inventors: 사다유끼 오까다; 히사오 소노베
Original assignee: 가부시기 가이샤 히다찌 세이사꾸쇼; 요시야마 히로기찌
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1980-02-19
Publication date: 1984-07-01
Also published as: KR830002209A

Abstract

Constant pressure-type ebullient cooling equipment has a liq. receiver(28) at a position higher than a condenser(12). The liq. receiver is connected with a vaporizer(2) containing a liq. refrigerant(10) by a coupling pipe(30), a valve(34) and a device(46) for opening or shutting the valve are disposed at an upper part of the liq. receiver. When refrigerant vapor produced in the vaporizer is introduced into the condenser, refrigerant liq. in the vaporizer moves to the liq. receiver. The condenser and the liq. receiver are connected by a deaerating pipe(48).

Description

Constant Pressure Boiling Chiller

제1도는 본 발명에 따른 정압형 비등 냉각장치의 1실시예를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a constant pressure boiling cooling apparatus according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 정압형 비등 냉각장치의 액체 저장소의 다른 실싱예를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing another example of the sealing of the liquid reservoir of the constant pressure boiling cooling device according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 정압형 비등 냉각장치의 드로틀의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the throttle of the constant pressure boiling cooling device according to the present invention.

본 발명은 냉매의 비등 및 응축을 이용하여 발열체를 증발잠열(烝發潛熱)에 의해 냉각하는 정압형 비등 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a constant pressure boiling cooling device for cooling a heating element by latent heat of evaporation using boiling and condensation of a refrigerant.

비등 냉각장치는 예컨대, 반도체소자를 냉각하는 것으로 철도 차량의 정류장치, 지하철 전자용의 회로초퍼(chopper)장치, 변전소내의 정류기 등에 이용되고 있다.BACKGROUND ART A boiling cooling device is used to cool a semiconductor element, for example, and is used for railroad car stops, circuit choppers for subway electronics, rectifiers in substations, and the like.

종래의 비등냉각장치는 주로 증발기와 응축기로 이루어지며 밀폐된 냉각용기를 형성하고 있다.The conventional boiling cooling device mainly consists of an evaporator and a condenser and forms a sealed cooling container.

그 냉각용기의 내압은 냉매의 온도에 따라 변화하며, 냉매의 온도는 중위온도나 발열체의 발영량이 변화함으로써 크게 변화한다. 예컨대, 냉매로서 플레온 113을 사용하여 냉매의 온도가 0℃에서 100℃까지 변화한 경우, 내압은 0.15kg/cm²(절대압력)까지 변화한다. 이와같은 사용상황하에 있어서 냉각용기의 기밀이 불완전하여 내압이 대기압(1.033kg/cm²절대압력)보다 낮은 경우에는 냉각용기에 공기등의 불응축가스가 침입하여 응축기의 성능이 현저하게 저하하고 소요되는 냉각성능을 얻을 수 없게 되어 발열체의 이상과열이나 파손을 초래하게 된다. 또, 내압이 대기압보다 높은 경우에도 냉매가 냉각용기의 밖으로 누설되어 노모되기 때문에 냉각불능이 되며, 내압이 대기압보다 낮은 경우와 마찬가지의 결과를 초래한다.The internal pressure of the cooling vessel changes depending on the temperature of the refrigerant, and the temperature of the refrigerant varies greatly due to the change in the median temperature or the emission amount of the heating element. For example, when the temperature of the refrigerant is changed from 0 ° C. to 100 ° C. using pleon 113 as the refrigerant, the internal pressure changes to 0.15 kg / cm ² (absolute pressure). Under such usage conditions, if the airtightness of the cooling vessel is incomplete and the internal pressure is lower than atmospheric pressure (1.033kg / cm ² absolute pressure), non-condensable gas such as air enters the cooling vessel, and the performance of the condenser is significantly reduced. If the cooling performance is not obtained, abnormal overheating or damage of the heating element is caused. In addition, even when the internal pressure is higher than the atmospheric pressure, the refrigerant leaks out of the cooling container and becomes uncooled, resulting in the same result as when the internal pressure is lower than the atmospheric pressure.

따라서 종래 장치에 있어서는 기밀유지가 중요한 과제로 되어 있으며, 완전한 용점조립구조 등을 취하고 있으나 완전한 기밀요지는 곤란하다. 특히, 대형 냉각용기의 기밀유지는 불가능에 가까우며 법규상으로도 압력용기의 취급이기 때문에 굳고 튼튼한 구조로 할 필요가 있다. 또, 냉각장치의 용접부는 정말한 기밀이 될 수 없으므로 경년 변화와 더불어 극히 소량의 불응축가스가 침입하게 되는데, 이것이 침입하여도 소정의 냉각성능이 얻어질 수 있도록 공기 저장소를 설치할 필요가 있다. 또, 냉각 용기의 내부를 여는데는 용접부 등을 깎아낼 필요가 있고, 발열체의 보수점검 등이 대단히 곤란하다.Therefore, in the conventional apparatus, airtightness is an important problem, and although a complete melting point assembly structure and the like are taken, complete airtightness is difficult. In particular, airtightness of a large cooling vessel is almost impossible, and it is necessary to have a firm and durable structure because it is the handling of pressure vessels according to the law. In addition, since the welded portion of the cooling device cannot be truly airtight, very small amounts of non-condensable gas invade with the secular variation, and it is necessary to install an air reservoir so that a predetermined cooling performance can be obtained even if this is invaded. In addition, in order to open the inside of a cooling container, it is necessary to scrape out a welded part etc., and maintenance of a heating element is very difficult.

미국특허 제2,682,237호에는 응축기내의 응축공간을 확보하기 위하여 공기와 같은 불응축가스를 일시적으로 저장하는 주머니를 구비한 냉각장치가 나타내져 있다. 이 선행기술은 적어도 증발기와 응축기로 이루어진 냉각용기와 신축자재의 주머니와 냉각용기를 접속하는 연결관을 나타내고 있다.U. S. Patent No. 2,682, 237 discloses a cooling device having a bag for temporarily storing non-condensable gas such as air to secure a condensation space in the condenser. This prior art shows a connection tube connecting at least a cooling vessel consisting of an evaporator and a condenser, a bag of stretchable material and a cooling vessel.

이 구조에 있어서, 소정의 비등 냉각을 행할 때는 발열체의 발열량에 따라 발생한 냉매증기 및 그 속에 포함되는 불응축가스는 주머니내로 이동하여 주머니의 신축부를 자유로이 신장시켜 그 결과 응축부의 응축공간을 확보한다. 즉, 자동적으로 발열량에 대응하여 냉각성능을 변화시키고, 냉매액의 온도를 미등점으로 유지하여 냉각장치 내얍을 항상 대기압과 균등하게 유지시키면서 발열체를 냉각시키는 것을 목적으로 한 것이다.In this structure, when predetermined boiling cooling is performed, the refrigerant vapor generated according to the calorific value of the heating element and the non-condensable gas contained therein move into the bag to freely stretch the stretchable part of the bag, thereby securing the condensation space of the condensation part. That is, the object of the present invention is to automatically change the cooling performance in response to the calorific value, to maintain the temperature of the coolant liquid at the boiling point, and to cool the heating element while keeping the cooler inside always equal to atmospheric pressure.

그러나, 이 선행기술에 있어서는 주머니와 응축부가 같은 높이에 있고, 주머니에는 항상 냉매증기만이 들어가는 구조로 되어 있다. 증발기내의 열부하가 큰 때에는 냉매증기가 응축기 내에 들어오고, 냉매에 포함되는 불응축가스가 주머내내에 들어간다. 그러나 열부하가 작게되어 응축기내에 증기가 적게 되면 다시 불응축가스가 응축기내로 되돌아오고 냉각성능은 나빠진다. 또, 이 선행기술에는 불응축가스를 적절하게 배출하기 위한 구체적인 수단이 나타내져 있지 않다.However, in this prior art, the bag and the condensation part are at the same height, and only the refrigerant vapor enters into the bag. When the heat load in the evaporator is large, the refrigerant vapor enters into the condenser, and the non-condensable gas contained in the refrigerant enters into the zimmer. However, when the heat load is small and the vapor in the condenser is low, the non-condensable gas is returned to the condenser again and the cooling performance is deteriorated. In addition, this prior art does not show specific means for properly discharging non-condensable gas.

본 발명의 목적은 냉각장치내의 공기라든가 냉매에 용해되어 있는 공기와 같은 불응축가스를 비등냉각 작용시에 장치밖으로 배출하여 항상 거의 대기압하에서 양호한 냉각성능을 얻을 수 있도록 정압형 비등냉각장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a constant pressure boiling cooling device in which a non-condensable gas such as air in a cooling device or air dissolved in a refrigerant is discharged out of the device during a boiling cooling action to always obtain good cooling performance at almost atmospheric pressure. have.

본 발명에 의한 정압형 비등냉각장치는 상기의 목적을 달성하기 위해, 냉매액을 충전(充塡)한 증발기와 상기 증발기내에서 증발한 냉매증기를 응축시키는 응축기와 상기 응축기 보다 상방에 위치하여 응축기내에 냉매증기가 존재할 때 냉매액을 저장해 두기 위한 액체 저장소와 상기 증발기와 응축기 및 증발기와 액체 저장소를 각각 접속하는 연결과 등을 구비한 비등 냉각장치에 있어서, 상기 액체저장소를 가변용적형으로 하는 한편, 액체저장소의 상부에 위치하여 액체 저장소내에 고인 불응축가스를 배출하기 위한 밸브장치와 상기 액체 저장소내에 고인 냉매액 및 불응축가스의 양에 따라 상기한 밸브장치를 개폐하는 밸브 개폐장치 등을 구비하여 냉각장치 내의 압력을 거의 일정하게 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the constant pressure type boiling cooling device according to the present invention includes a condenser for condensing an evaporator filled with a refrigerant liquid and a refrigerant vapor evaporated in the evaporator, and located above the condenser. A boiling point cooling apparatus having a liquid reservoir for storing refrigerant liquid when there is refrigerant vapor in the interior, and a connection for connecting the evaporator and the condenser and the evaporator and the liquid reservoir, respectively, wherein the liquid reservoir is of variable volume type. And a valve device for discharging accumulated non-condensable gas in the liquid reservoir and a valve opening / closing device for opening and closing the valve device according to the amount of refrigerant liquid and non-condensable gas accumulated in the liquid reservoir. It is characterized in that to maintain the pressure in the cooling device almost constant.

즉, 발열체로부터 열이 발생하여 비등중에 냉배액에서 발생한 불응축가스를 액체저장소의 상부에 저장하고 그 양이 일정 이상이 된 때 액체저장소의 신축부의 위치를 검출하여 불응축가스를 외부로 배출시키는 구조로 한 것이다. 그 결과 냉각장치내의 압력을 항상 거의 대기압으로 유지하여 장치내의 불응축가스를 용이하게 배출시킬 수가 있다.That is, the non-condensed gas generated in the cold drainage liquid is stored in the upper part of the liquid reservoir while the heat is generated from the heating element. It is a structure. As a result, the pressure in the cooling apparatus is always maintained at almost atmospheric pressure, so that the non-condensable gas in the apparatus can be easily discharged.

이하 본 발명의 1실시예를 제1도로 참조하여 구체적으로 설명한다. 제1도에 있어서, 증발기(2)는 볼트(4)를 끼운 덮개(6)에 의해 밀폐되어 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1. In FIG. 1, the evaporator 2 is sealed by the cover 6 in which the bolt 4 was fitted.

발열체로서의 반도체 소자(8)는 증발기(2)내의 냉매액(10) 예컨대, 플레온액 또는 프로로가본액에 잠겨져 있다. 응축기(12)는 양단에 헤더(14, 16)를구비하여 그 사이를 응축관(18)으로 연통하고 있다. 응축관(18)에는 방열핀(20)이 취부되어 외기로 방열시키는 구조로 되어 있다. 증기관(22)은 증발기(2)에서 비등한 증기를 응축기 (12)에 인도하는 것으로서 일방의 헤더(16)와 증발기(2)에 연결되어 있다. 액체복귀관 (24)은 타방의 헤더(14)와 증발기(2)의 저부를 접속하고 있다. 냉매증기가 헤더(16)에서 응축관(18)을 거쳐 헤더(14)에 도달하는 사이에 응축한 냉매액의 디부분은 상기 액체복귀관(24)을 거쳐 증발기(2)로 되돌아온다. 또 일부의 냉매액은 응축관(18)의 내벽을 따라 다시 헤더(16)로 돌아와 헤더(16)의 하단으로부터 액체복귀관(26, 24)을 통해 다시 증발기(2)내로 되돌아온다.The semiconductor element 8 as a heat generating element is immersed in the refrigerant liquid 10 in the evaporator 2, for example, a pleon liquid or a proroga solution. The condenser 12 has headers 14 and 16 at both ends and communicates with the condenser tube 18 therebetween. The heat dissipation fins 20 are attached to the condensation tube 18 to radiate heat to the outside air. The steam pipe 22 guides the steam boiled by the evaporator 2 to the condenser 12 and is connected to one header 16 and the evaporator 2. The liquid return pipe 24 connects the other header 14 and the bottom of the evaporator 2. The portion of the refrigerant liquid condensed while the refrigerant vapor reaches the header 14 from the header 16 via the condensation tube 18 is returned to the evaporator 2 via the liquid return tube 24. In addition, some of the refrigerant liquid returns to the header 16 again along the inner wall of the condensation tube 18 and back into the evaporator 2 through the liquid return pipes 26 and 24 from the lower end of the header 16.

액체 저장소(28)는 응축기(12)보다 상방에 설치되어 있다. 연결관(30)은 액체 저장소(28)의 저부와 액체복귀관(24)을 접속하고 있다. 액체 저장소(28)에는금속주름통(bellows)과 같이 약간의 압력으로 자유롭게 가변할 수 있는 신축부(32)가 설치되어 있다. 액체 저장소(28)의 상부에 밸브(34)를 설치하고, 그 밸브(34)에는배기관(36)이 설치되어 있다. 또, 액체 저장소(28)의 내부에는 통상적으로, 발열체(8)가 발열하여 응축기(12)내에 냉매증기가 충만되어 있을때 그 증기로 점령되는 용적과 동등한양의 냉매액이 들어 있다. 그 냉매액의 상부에는 냉매액보다 비중이 적고 서로 불용성인 시일액 (38) 예컨대, 테트라 에틸렌 글리콜액이 들어있고, 그 위에는 액체저장소(28)의 상부로서 약간의 공기실(40)이 형성되어 있다. 그리고 발열체(8)의 발열이 없을 때는 액체 저장소(28)내의 냉매액의 대부분은 응축기(12)내를 충만하므로 액체 저장소(28)의 신축부(32)가 약간 수축되고 시일액(38)은 액체 저장소(28)의 저부까지 내려가 정지한다.The liquid reservoir 28 is installed above the condenser 12. The connecting tube 30 connects the bottom of the liquid reservoir 28 with the liquid return tube 24. The liquid reservoir 28 is provided with an elastic portion 32 which can freely vary with a slight pressure, such as metal bellows. A valve 34 is provided at the top of the liquid reservoir 28, and an exhaust pipe 36 is provided at the valve 34. Also, the liquid reservoir 28 generally contains an amount of refrigerant liquid equivalent to the volume occupied by the steam when the heating element 8 generates heat and the refrigerant vapor is filled in the condenser 12. The upper portion of the refrigerant liquid contains a sealing liquid 38, for example, tetraethylene glycol liquid, which has a specific gravity less than that of the refrigerant liquid and is insoluble in each other, and a small air chamber 40 is formed thereon as an upper portion of the liquid reservoir 28. have. In the absence of heat generation of the heating element 8, most of the refrigerant liquid in the liquid reservoir 28 fills the condenser 12, so that the expansion and contraction part 32 of the liquid reservoir 28 contracts slightly and the sealing liquid 38 It descends to the bottom of the liquid reservoir 28 and stops.

액체저장소(28)의 외부에 고정된 지주(42)의 상단에는 리미트스위치(44)가 설치되어 있다. 전원장치(46)는 상기밸브(34) 리미트 스위치(44)에 접속되어 리미트 스위치(44)와 함게 밸브 배폐장치를 형성한다. 액체 저장소(28)의 단부가 리미트 스위치 (44)에 근접한 때 리미트 스위치(44)는 전원장치(46)에 신호를 보내 밸브(34)를 연다.The limit switch 44 is installed at the upper end of the support 42 fixed to the outside of the liquid reservoir 28. The power supply 46 is connected to the valve 34 limit switch 44 to form a valve closing device together with the limit switch 44. When the end of the liquid reservoir 28 is close to the limit switch 44, the limit switch 44 signals the power supply 46 to open the valve 34.

액체 저장소(28)내의 공기는 배기관(36)에서 외부로 배출된다. 탈기관(48)은 응축기(12)의 헤더(14)와 연결과(30)에 연통해 있다. 탈기관(48)의 도중에 드로틀 (50)과 다수의 방열핀(52)이 설치되어 있다. 그리고 이 탈기관(48)은 헤더(14)에서 보면 공기의 기포가 연결관(30)으로 향해 흐르도록 경사지게 하는 것이 바람직하다. 또, 드로틀(50)의 구조는 방열핀(52)과의 관계에서, 냉매증기가 드로틀(50)을 통과할때 그 증기가 방열핀(52)부분의 탈기관(48)내를 통과하는 사이에 완전하게 냉매액으로 응축될 수 있는 양의 증기만을 통과하도록 하는 저항을 가진 드로틀(50)이어야 된다. 즉, 드로틀(50)을 통고한 냉매증기는 응축되고 액체 저장소(28)내의 공기실(40)에는 불응축가스만이 고인다.Air in the liquid reservoir 28 exits the exhaust pipe 36 to the outside. The degassing tube 48 communicates with the header 14 and the connection section 30 of the condenser 12. A throttle 50 and a plurality of heat dissipation fins 52 are provided in the middle of the degassing tube 48. The degassing tube 48 is preferably inclined such that air bubbles flow toward the connecting pipe 30 when viewed from the header 14. Further, the structure of the throttle 50 is completely in relation to the heat dissipation fin 52, while the steam passes through the degassing tube 48 of the heat dissipation fin 52 when the refrigerant vapor passes through the throttle 50. It should be a throttle 50 having a resistance to pass only the amount of steam that can be condensed into the refrigerant liquid. That is, the refrigerant vapor passed through the throttle 50 is condensed and only non-condensable gas is accumulated in the air chamber 40 in the liquid reservoir 28.

제1도에 나타낸 실시예의 구성에 있어서 동작을 설명한다.The operation in the configuration of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

우선 발열체(8)의 발열이 영(0)인 경우에는 비등이 일어나지 않으며 냉매증기가 없으므로 증발기(2), 응축기(12), 액체복귀관(24) 및 연결관(30)은 냉매액으로 가득차 있다. 액체 저장소(28)의 신축부(32)는 약간 축소되어 있고, 그 내부의 시일액 (38)도 거의 액체 저장소(28)의 저부에 정지해 있다. 이때 냉각장치의 내압은 대기압이다. 발열체(8)에서 열시 발생하여 증발기(2)내의 냉매액의 온도가 비등점에 가까워지면 비등이 개시되다.First, when the heat generated by the heating element 8 is zero, boiling does not occur, and since there is no refrigerant vapor, the evaporator 2, the condenser 12, the liquid return tube 24, and the connection tube 30 are filled with the refrigerant liquid. have. The stretchable portion 32 of the liquid reservoir 28 is slightly reduced, and the sealing liquid 38 therein is also almost stopped at the bottom of the liquid reservoir 28. At this time, the internal pressure of the cooling device is atmospheric pressure. Boiling is started when heat is generated in the heat generating element 8 and the temperature of the refrigerant liquid in the evaporator 2 approaches the boiling point.

발생한 냉매 증기는 증기관(22)에서 응축기(12)내의 헤더(16)에 들어가고 응축관(18)내에서 방열핀(20)에 의해 냉각된다. 응축관(18)내에서 응축한 냉매는 대부분 헤더(14) 및 액체복귀관(24)을 경유하여 증발기(2)에 되돌아오고, 나머지는 다시 헤더(16)의 하단을 경유하여 액체복귀관(26) 또는 증기관(22)에서 증발기(2)에 되돌아오는 냉매의 사이클을 형성한다. 이 사이에 발열체(8)가 냉각된다. 이때 응축기(12내의 냉매증기로 점유된 용적에 상당하는 냉매액은 연결관(30)을 통해 액체저장소(28)로 이동하여 신축부(32)가 상부로 신장한 상태에서 편형이 유지되어 냉각장치내는 대기압의 상태에서 비등냉각이 행해지고 있다.The generated refrigerant vapor enters the header 16 in the condenser 12 in the steam pipe 22 and is cooled by the heat radiation fins 20 in the condenser pipe 18. Most of the refrigerant condensed in the condensation tube 18 is returned to the evaporator 2 via the header 14 and the liquid return tube 24, and the rest is again returned to the liquid return tube via the lower end of the header 16 ( 26) or a cycle of refrigerant returning from vapor line 22 to evaporator 2. During this time, the heating element 8 is cooled. At this time, the refrigerant liquid corresponding to the volume occupied by the refrigerant vapor in the condenser 12 is moved to the liquid reservoir 28 through the connection pipe 30 to maintain a flat shape in the state where the expansion and contraction portion 32 is extended upward. Boiling cooling is performed in the state of atmospheric pressure inside.

만약 냉매에 공기와 같은 불응축가스가 포함되어 있지 않으면 냉매증기중에도 공기게 포함되어 있지 않으므로 헤더(14)로부터 탈기관(48)내에 소량씩 보내져 들어오는 증기는 드로틀(50)을 통과한 후 방열핀(52)의 부분에서 모두 응축한다. 그 냉매액은 연결관(30)을 통하여 증발기(2)내로 되돌아온다. 그러나 이 냉각장치를 조립한 직후나, 발열체(8)가 고장이나서 대체한 후에 공기가 다량으로 들어간 냉매를 사용하여 발열을 발생한 경우는 냉매증기중에 다량의 공기가 불응축가스로서 포함된다.If the refrigerant does not contain non-condensable gas such as air, the air is not contained in the refrigerant vapor. Therefore, the steam that is sent in small amounts from the header 14 into the degassing tube 48 passes through the throttle 50 and then radiates heat. Condensate all in part 52). The refrigerant liquid is returned to the evaporator 2 through the connecting pipe 30. However, a large amount of air is included as a non-condensable gas in the refrigerant vapor when the heat is generated using a refrigerant containing a large amount of air immediately after assembling the cooling device or after the heating element 8 has failed and replaced.

헤더(14)의 정부(頂部)에 고인 공기와 냉매증기는 탈기관(48)내를 통과하여, 상기한 바와 같이 냉매증기는 방열핀(52)에 의해 냉각되고 응축되어 증발기(2)로 되돌아온다. 공기만이 관(48)내를 기포의 상태로 통과하여 연결관(30)을 거쳐 상승하고액체 액체 저장소(28)로 들어가 냉매액 및 시일액(38)을 통과하여 공기실(40)내에 고인다.Air and refrigerant vapor accumulated in the head of the header 14 pass through the degassing tube 48, and as described above, the refrigerant vapor is cooled and condensed by the heat radiating fins 52 and returned to the evaporator 2. . Only air passes through the tube 48 in a bubbled state, ascends through the connecting tube 30, enters the liquid liquid reservoir 28, passes through the refrigerant liquid and the sealing liquid 38, and accumulates in the air chamber 40. .

냉각장치의 운전초기에는 이 공기량이 많으므로 공기실(40)의 용적이 증가한다. 신축부(32)가 일정량 이상으로 신당하면 액체 저장소(28)의 상단부가 지주(42)에 설치한 리미트 스위치(44)에 접촉하여 신호를 발생한다. 이 신호에 의해 전원장치(46)가 밸브(34)를 열고 공기를 배출한다. 일정량의 공기를 배출한 후 밸브(34)는 다시 닫힌다. 이 동작이 반복된다.In the initial stage of operation of the cooling device, the volume of the air chamber 40 increases because of the large amount of air. When the expansion and contraction portion 32 is extended by a predetermined amount or more, the upper end of the liquid reservoir 28 contacts the limit switch 44 installed in the support 42 to generate a signal. By this signal, the power supply 46 opens the valve 34 and discharges air. After discharging a certain amount of air, the valve 34 is closed again. This operation is repeated.

플레온계 냉매의 경우에는 통상 약 0.1∼0.2중량%의 공기가 포함되어 있고, 냉매 액체량 1에 대하여 2 내지 3배의 양의 공기가 포함되어 있다.In the case of the pleon-type refrigerant | coolant, about 0.1 to 0.2 weight% of air is contained normally, and the quantity of the air which is 2 to 3 times with respect to the refrigerant liquid amount 1 is contained.

상술한 탈기작용이 빈번하게 행해지는 것은 초기 단계만이고, 냉매액중에서 수회 반복하여 탈기된 후는 시일액이 내려간 상태에서 비등냉각이 행해진다.The degassing operation described above is frequently performed only at an initial stage, and after being repeatedly degassed in the refrigerant liquid, boiling cooling is performed while the sealing liquid is lowered.

제2도는 액체 저장소의 다른 실시예를 나타내고 있다. 액체 저장소(54)의 상부에는 신축부(56)를 설치하고 그 상부의 덮게(58)에는 구멍을 가진 밸브 시이트(valve seat)(60)를 설치하여 밸브(62)을 끼워 넣게된다. 액체 저장소(54)의 저부에 지지판 (64)을 취부하여, 그 지지판(64)의 단부에 구멍(66)을 설치한다. 이 구멍(66)을 관통하는 링크(68)를 취부하여 그 링크(68)의 하단에 스톱퍼(70)를 설치한다. 덮게(58)에는 지주(72)를 고정하여 상기 링크(68)의 상단에 취부된 링크(74)를 지주(72)에 설치된 핀(76)과 스프링(78)에 끼워 취부한다. 상기 링크(74)의 일단에는 밸브(62)가 접속된다.2 shows another embodiment of a liquid reservoir. The upper and lower portions of the liquid reservoir 54 are provided with an elastic portion 56, and the upper cover 58 is provided with a valve seat 60 having a hole to insert the valve 62 therein. A support plate 64 is attached to the bottom of the liquid reservoir 54, and a hole 66 is provided at the end of the support plate 64. A link 68 passing through the hole 66 is mounted, and a stopper 70 is attached to the lower end of the link 68. The support 58 is fixed to the support 72 so that the link 74 mounted on the upper end of the link 68 is fitted to the pin 76 and the spring 78 provided on the support 72. A valve 62 is connected to one end of the link 74.

그리고 액체 저장소(54)내에는 제1도와 마찬가지로 소정량의 냉매액과 시일액 (80)이 설치되고 상부에는 공기실(82)이 형성된다. 공기실(82)에 일정량 이상의 공기가 고인때, 신축부(56)가 신장하고 덮개(58)가 상승하여 스톱퍼(70)가 지지판(64)에 충돌한다. 링크(74)에 끼워진 스프링(78)의 힘에 대항하여 밸브(62)가 열리고 외부로 공기가 배출된다.In the liquid reservoir 54, a predetermined amount of refrigerant liquid and a sealing liquid 80 are provided, as in FIG. 1, and an air chamber 82 is formed thereon. When a certain amount or more of air is accumulated in the air chamber 82, the expansion and contraction portion 56 extends and the lid 58 rises to stop the stopper 70 against the support plate 64. In response to the force of the spring 78 fitted in the link 74, the valve 62 is opened and air is discharged to the outside.

제3도는 제1도에 있어서의 드로틀(50)의 구체적인 실시예를 나타낸 것이다. 발명자들은 실험에 의해서 공기가 통하기 쉽고 냉매증기가 통하기 어려운 드로틀로서는 유체의 저항이 유량의 2승에 비례하는 것이 좋으며 오리피스계의 드로틀이 양호하다는 것을 알았다. 제3도에 있어서 관(84, 86) 사이에 그물형상 또는 다공판(多孔板)과 같이 필터(88)를 설치하고, 관(86, 90) 사이 및 관(90, 92) 사이에는 각각 오리피스판 (94), (96)을 설치하고 있다. 이것은 오리피스를 이용한 저항체이다.FIG. 3 shows a specific embodiment of the throttle 50 in FIG. The inventors have found out that, as an experiment, air resistance and refrigerant vapor are difficult to pass through, the resistance of the fluid is preferably proportional to the square of the flow rate, and the orifice throttle is good. In FIG. 3, the filter 88 is provided between the tubes 84 and 86 like a mesh or a porous plate, and an orifice is provided between the tubes 86 and 90 and between the tubes 90 and 92, respectively. Plates 94 and 96 are provided. This is a resistor using an orifice.

이상과 같은 본 발명에 의하면 증박기내에서 발영이 있는지의 여부에 관계없이 액체 저장소의 신축부에 따라 액체 저장소의 용적이 자유롭게 바꿔지므로 냉각장치내 압력은 항상 대기압에서 동잘된다. 그리고 냉매액중에 다량의 공기와 같은 불응축가스가 용해되어 있는 경우에도 액체 저장소 상부의 밸브에서 불응축 가스를 배출할 수 있으므로 냉매 주입시에 앞서서 액체 저장소의 탈기르 할 필요가 없으며, 장치의 조립이나 보수 점검의 분야가 용이하게 된다. 또 장치를 압력용기로 할 필요가 없으므로 제작이 용이하고 경량화할 수 있다.According to the present invention as described above, since the volume of the liquid reservoir is freely changed according to the expansion and contraction portion of the liquid reservoir regardless of whether there is an emission in the vaporizer, the pressure in the cooling apparatus is always equal to atmospheric pressure. In addition, even when a large amount of non-condensable gas such as air is dissolved in the refrigerant liquid, the non-condensable gas can be discharged from the valve at the upper portion of the liquid reservoir, so there is no need to degas the liquid reservoir prior to the refrigerant injection. However, the field of maintenance inspection becomes easy. In addition, since the device does not need to be a pressure vessel, it is easy to manufacture and light weight.

그리고 제1도에 나타낸 실시예에서는 발열제는 증발기내의 냉매액에 잠겨져 있으나 발열체를 증발기의 외부에서 접촉시켜도 좋다. 이 경우에는 발열체의 조립이나 취급이 대단히 간단하다.In the embodiment shown in FIG. 1, the heat generating agent is immersed in the refrigerant liquid in the evaporator, but the heat generating element may be brought into contact with the outside of the evaporator. In this case, assembly and handling of the heating element are very simple.

Claims

An evaporator 2 filled with a refrigerant liquid, a condenser 12 for condensing the refrigerant vapor evaporated in the evaporator, and a liquid reservoir for storing the refrigerant liquid when the refrigerant vapor in the condenser is located above the condenser. (28), and a boiling water cooling device including a connecting pipe (30) for connecting the evaporator and the condenser and the evaporator and the liquid reservoir, respectively, wherein the liquid reservoir (28) is of variable volume type, A valve device 34 positioned at an upper portion for discharging accumulated non-condensable gas into the liquid reservoir, and a valve opening and closing device 44 for opening and closing the valve device according to the amount of refrigerant liquid and non-condensed gas accumulated in the liquid reservoir; 46) A constant pressure type boiling cooling device comprising a lamp and the like so as to maintain a substantially constant pressure in the cooling device.