JP2010016049A - Ebullient cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒を用いた沸騰冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a boiling cooling device using a refrigerant.
沸騰冷却装置は、例えば特開昭57−114260号公報(特許文献1)に記載されたように、発熱体の熱を受ける液体冷媒を収容する液留部と、沸騰した蒸気(液体冷媒)を凝縮する凝縮部と、液留部で沸騰した蒸気を凝縮部へ導く案内管とを備えている。蒸気は、案内管があることで、確実に凝縮部に到達し、そこで凝縮され、再び液留部に環流する。 For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-114260 (Patent Document 1), the boiling cooling device includes a liquid distillation unit that stores a liquid refrigerant that receives heat from a heating element, and a boiled vapor (liquid refrigerant). A condensing part that condenses, and a guide tube that guides the steam boiled in the liquid distillation part to the condensing part. Due to the presence of the guide tube, the steam surely reaches the condensing part, where it is condensed and recirculates to the liquid distillation part.
凝縮部は、例えば、冷媒が流通する凝縮管を内部に備えるものや、凝縮部の壁面を熱交換器等で冷却して凝縮部内部の蒸気を凝縮させるものなどがある。このような凝縮部の内部では、空気のよどみが解消されると蒸気の対流・攪拌が促進され、蒸気が効率よく凝縮管あるいは壁面に当たり、凝縮性能は向上する。
しかしながら、上記の沸騰冷却装置では、沸騰した蒸気が案内管によって単に凝縮部に案内されるだけであり、案内後の蒸気の流れについては何ら考慮されていない。つまり、凝縮部内の蒸気の流れはコントロールされず、成り行きまかせとなっていた。凝縮部内のよどみは、主に側壁面、天井面、および、角付近に生じやすい。従って、従来の構成では、凝縮部内のよどみを効率よく解消し、凝縮性能を向上させるのは困難であった。 However, in the above boiling cooling apparatus, the boiled steam is merely guided to the condensing part by the guide tube, and no consideration is given to the flow of the steam after the guidance. In other words, the flow of steam in the condensing part was not controlled, and it was a success. Stagnation in the condensing part is likely to occur mainly on the side wall surface, ceiling surface, and corners. Therefore, with the conventional configuration, it has been difficult to efficiently eliminate stagnation in the condensing unit and improve the condensing performance.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、凝縮部内のよどみを解消し、凝縮性能を向上させることができる沸騰冷却装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the boiling cooling device which can eliminate the stagnation in a condensation part and can improve a condensation performance.
本発明の沸騰冷却装置は、発熱体の熱を受ける液体冷媒を収容する収容部と、収容部に連通し、発熱体の熱によって沸騰した液体冷媒を凝縮させる凝縮部と、を有する容器と、入口が液体冷媒に浸漬し出口が液面の上方にあり、液体冷媒内で発熱体の熱によって生じた蒸気を凝縮部に導く通路を形成している筒状の誘導パイプと、を備え、発熱体の熱を受けて沸騰する液体冷媒の沸騰領域が、液体冷媒内における誘導パイプの入口の下方または誘導パイプの内部に存在する沸騰冷却装置において、すべての誘導パイプは、出口が凝縮部の側壁面寄りに配置されていることを特徴とする。 The boiling cooling device of the present invention includes a container having a storage unit that stores liquid refrigerant that receives heat from the heating element, and a condensing unit that communicates with the storage unit and condenses the liquid refrigerant boiled by the heat of the heating element. A cylindrical induction pipe having an inlet immersed in the liquid refrigerant and an outlet above the liquid surface, and forming a passage for guiding the vapor generated by the heat of the heating element in the liquid refrigerant to the condensing unit, and generating heat In the boiling cooling system in which the boiling region of the liquid refrigerant that boils under the heat of the body exists below or inside the induction pipe in the liquid refrigerant, all the induction pipes have outlets on the condenser side. It is arranged near the wall surface.
本発明の沸騰冷却装置では、誘導パイプが一つまたは複数の場合でも、すべての誘導パイプの出口が凝縮部の側壁面寄りに配置されている。換言すると、すべての誘導パイプの出口が凝縮部の壁際に配置されている。これにより、誘導パイプの出口から出る蒸気は、凝縮部の側壁面に沿って流れやすくなる。つまり、凝縮部の側壁面付近のよどみは、出口から噴出される蒸気によって解消される。従って、凝縮部内で蒸気の対流・攪拌が促進され、凝縮性能が向上する。 In the boiling cooling device of the present invention, even when there are one or more induction pipes, the outlets of all the induction pipes are arranged near the side wall surface of the condensing unit. In other words, the outlets of all the induction pipes are arranged at the wall of the condensing part. Thereby, the vapor | steam emitted from the exit of an induction | guide pipe | tube becomes easy to flow along the side wall surface of a condensation part. That is, the stagnation near the side wall surface of the condensing part is eliminated by the steam ejected from the outlet. Therefore, convection / stirring of steam is promoted in the condensing part, and the condensing performance is improved.
また、従来の沸騰冷却装置(特許文献1)のように、単に並べて配置したものと異なり、本発明では、側壁面付近以外の場所に誘導パイプは配置されていない。つまり、従来と異なり、本発明では、蒸気が側壁面に沿って流れないように噴出する誘導パイプは存在しない。従って、よどみが効率よく解消されるとともに、凝縮部内で蒸気の対流・攪拌が促進され、凝縮性能が向上する。 In addition, unlike the conventional boiling cooling device (Patent Document 1), which is simply arranged side by side, in the present invention, no induction pipe is arranged at a place other than the vicinity of the side wall surface. That is, unlike the prior art, in the present invention, there is no guide pipe that ejects steam so as not to flow along the side wall surface. Therefore, stagnation is efficiently eliminated, and convection / stirring of steam is promoted in the condensing part, thereby improving the condensing performance.
なお、「側壁面寄りに誘導パイプが配置されている」とは、収容部の水平断面が略四角形であった場合、誘導パイプが図6〜9に記載する第5ライン又は第6ラインのどちらかに対して非線対称な配置となっている。又は、全ての誘導パイプが図6〜9に記載するハッチングで囲まれた範囲(第7〜第10ラインに囲まれた範囲)よりも外側に配置されている場合を指す。 Note that “the guide pipe is disposed near the side wall surface” means that when the horizontal cross section of the housing portion is substantially square, the guide pipe is either the fifth line or the sixth line described in FIGS. This is a non-axisymmetric arrangement. Or the case where all the induction | guidance | derivation pipes are arrange | positioned outside the range (range enclosed by the 7th-10th line) enclosed by the hatching described in FIGS.
誘導パイプが1本又は1列の場合、例えば図6又は図7に示すように配置される。なお、ここでは、第1側壁は収容部の第1側壁である。第2側壁は収容部の第1側壁に対向する側壁である。第3側壁は第1側壁に対して略垂直な方向に延びる側壁である。第4側壁は第3側壁に対向する側壁である。第5ラインは第1側壁と第2側壁の中間のラインである。第6ラインは第3側壁と第4側壁の中間のラインである。第7ラインは第1側壁と第2側壁間の3等分線であって第1側壁側のラインである。第8ラインは第1側壁と第2側壁間の3等分線であって第2側壁側のラインである。第9ラインは第3側壁と第4側壁間の3等分線であって第4側壁側のラインである。第10ラインは第3側壁と第4側壁間の3等分線であって第3側壁側のラインである。 In the case where the number of guide pipes is one or one row, for example, they are arranged as shown in FIG. 6 or FIG. Here, the first side wall is the first side wall of the housing portion. A 2nd side wall is a side wall facing the 1st side wall of an accommodating part. The third side wall is a side wall extending in a direction substantially perpendicular to the first side wall. The fourth side wall is a side wall facing the third side wall. The fifth line is an intermediate line between the first side wall and the second side wall. The sixth line is an intermediate line between the third side wall and the fourth side wall. The seventh line is a bisector between the first side wall and the second side wall and is a line on the first side wall side. The eighth line is a bisector between the first side wall and the second side wall and is a line on the second side wall side. The ninth line is a bisector between the third side wall and the fourth side wall and is a line on the fourth side wall side. The tenth line is a bisector between the third side wall and the fourth side wall and is a line on the third side wall side.
ここで、誘導パイプが1本又は1列の場合に3等分線を利用した理由は、配置のバランスを考えた際、3等分線で囲まれた中央の範囲に少なくとも1本の誘導パイプを配置するのが通常であると思われるため、その中央の範囲より外に全ての誘導パイプが配置された状態は、「側壁面寄りに誘導パイプが配置されている」と言うことができるからである。 Here, when the guide pipe is one or one row, the reason why the bisector is used is that when considering the balance of the arrangement, at least one guide pipe is provided in the center range surrounded by the bisector. Since it is normal to place the guide pipe, the state where all the guide pipes are placed outside the central range can be said to be "the guide pipes are placed near the side wall surface". It is.
誘導パイプが2本又は2列の場合、例えば図8又は図9に示すように配置される。なお、この場合、第7ラインは第4側壁と第5ラインの中間のラインである。第8ラインは第2側壁と第5ラインの中間のラインである。第9ラインは第4側壁と第6ラインの中間のラインである。第10ラインは第3側壁と第6ラインの中間のラインである。 When there are two or two guide pipes, they are arranged as shown in FIG. 8 or FIG. 9, for example. In this case, the seventh line is an intermediate line between the fourth side wall and the fifth line. The eighth line is an intermediate line between the second side wall and the fifth line. The ninth line is an intermediate line between the fourth side wall and the sixth line. The tenth line is an intermediate line between the third side wall and the sixth line.
ここで、誘導パイプが2本又は2列の場合に4等分線を利用した理由は、配置のバランスを考えた際、図10に示すように4等分線上に誘導パイプを配置するのが通常であると思われるため、4等分線で囲まれた範囲より外に全ての誘導パイプが配置された状態は、「側壁面寄りに誘導パイプが配置されている」と言うことができるからである。 Here, the reason why the quadrant is used in the case of two or two guide pipes is that when the balance of arrangement is considered, the guide pipe is arranged on the quadrant as shown in FIG. Since it seems to be normal, the state where all the guide pipes are arranged outside the range surrounded by the bisectors can be said to be “the guide pipes are arranged near the side wall surface”. It is.
ここで、誘導パイプを複数備え、対向する側壁面付近に別々に配置された場合を考える。すなわち、第一の誘導パイプは、出口が凝縮部の第一の側壁面付近に配置され、第二の誘導パイプは、出口が第一の側壁面に対向する凝縮部の第二の側壁面付近に配置されている。この場合、凝縮部は、第一の側壁面上部と第二の側壁面上部とを連結する天井面の中央部から下方に突起した突起部を有していることが好ましい。 Here, a case is considered in which a plurality of guide pipes are provided and arranged separately in the vicinity of opposing side wall surfaces. That is, the first guide pipe has an outlet disposed near the first side wall surface of the condensing part, and the second guide pipe has a vicinity of the second side wall surface of the condensing part whose outlet faces the first side wall surface. Is arranged. In this case, it is preferable that the condensing part has a protruding part that protrudes downward from the central part of the ceiling surface that connects the upper part of the first side wall surface and the upper part of the second side wall surface.
第一の誘導パイプから噴出される蒸気は、第一の側壁面に沿って上昇し、天井面に達し、天井面中央部方向に拡散する。同じく、第二の誘導パイプから噴出される蒸気は、第二の側壁面に沿って上昇し、天井面に達し、天井面中央部方向に拡散する。つまり、各誘導パイプから噴出される蒸気は、天井面の中央部に合流しやすい。蒸気は、冷却(凝縮)されつつ天井面の中央部に集まる。 The steam ejected from the first induction pipe rises along the first side wall surface, reaches the ceiling surface, and diffuses toward the center of the ceiling surface. Similarly, the steam ejected from the second guide pipe rises along the second side wall surface, reaches the ceiling surface, and diffuses toward the center of the ceiling surface. That is, the steam ejected from each induction pipe is likely to join the central portion of the ceiling surface. Steam collects in the center of the ceiling surface while being cooled (condensed).
本発明では、この天井面の中央部に突起部が設けられているため、合流し凝縮された蒸気(液体冷媒)が突起部に沿って下方に滴下しやすい。つまり、突起部は、凝縮した蒸気を下方の収容部に導き、液体冷媒の戻りは促進される。さらに、突起部から滴下する液体冷媒は天井面の中央から下方に滴下するため、側壁面に沿って上昇する蒸気の妨げとはならない。つまり、対向する側壁面にそれぞれ誘導パイプを配置した場合、本発明は、凝縮性能の向上に加えて、より良好な冷媒循環を実現することができる。 In this invention, since the projection part is provided in the center part of this ceiling surface, the vapor | steam which merged and condensed (liquid refrigerant) tends to dripped below along a projection part. That is, the protrusion guides the condensed vapor to the lower accommodating portion, and the return of the liquid refrigerant is promoted. Furthermore, since the liquid refrigerant dripped from the protrusion is dropped downward from the center of the ceiling surface, it does not hinder the vapor rising along the side wall surface. That is, in the case where the guide pipes are arranged on the opposing side wall surfaces, the present invention can realize better refrigerant circulation in addition to the improvement of the condensation performance.
ところで、誘導パイプの出口は、前記凝縮部の側壁面を向いていてもよい。これにより、蒸気は、側壁面に向かって噴出される。従って、上記同様、凝縮部の側壁面付近のよどみが解消され、凝縮部内で蒸気の対流・攪拌が促進され、凝縮性能が向上する。例えば、誘導パイプは、出口が凝縮部の側壁面側に向くように傾けて配置されていてもよい。 By the way, the exit of the induction pipe may face the side wall surface of the condensing part. Thereby, a vapor | steam is ejected toward a side wall surface. Therefore, as described above, stagnation near the side wall surface of the condensing part is eliminated, convection / stirring of steam is promoted in the condensing part, and condensing performance is improved. For example, the guide pipe may be arranged so as to be inclined so that the outlet faces the side wall surface of the condensing unit.
また、誘導パイプの少なくとも液面より上方の部分には、蒸気の流れ方向を偏向する偏向部が形成され、出口が凝縮部の側壁面を向いていてもよい。つまり、誘導パイプは、液面上の少なくとも一部が湾曲しており、出口の開口が凝縮部の側壁面を向いている。これによっても、上記同様、凝縮部の側壁面付近のよどみが解消され、凝縮部内で蒸気の対流・攪拌が促進され、凝縮性能が向上する。 Moreover, the deflection | deviation part which deflects the flow direction of a vapor | steam may be formed in the part above the liquid level at least of a guide pipe, and the exit may face the side wall surface of a condensation part. That is, at least a part of the guide pipe is curved on the liquid surface, and the outlet opening faces the side wall surface of the condensing unit. This also eliminates stagnation in the vicinity of the side wall surface of the condensing part, promotes convection / stirring of steam in the condensing part, and improves condensing performance.
ここで、本発明において、凝縮部は、外部から少なくとも側壁面を冷却する熱交換器を備えるものであってもよい。この場合、蒸気が側壁面に沿って上昇しやすい本発明では特に効果的である。つまり、蒸気は、熱交換器によって冷却された側壁面付近を上昇するため、効率よく冷却され、凝縮性能は向上する。 Here, in this invention, a condensation part may be provided with the heat exchanger which cools at least a side wall surface from the outside. In this case, the present invention is particularly effective in the present invention in which the vapor is likely to rise along the side wall surface. That is, since the steam rises in the vicinity of the side wall surface cooled by the heat exchanger, it is efficiently cooled and the condensation performance is improved.
また、本発明において、誘導パイプの少なくとも液面より上方の部分には、出口側に向かって通路が狭くなるしぼりが形成されていてもよい。これにより、出口から噴出される蒸気の流速は上がり、凝縮部内での対流がさらに促進され、凝縮性能は向上する。 Further, in the present invention, at least a portion above the liquid level of the guide pipe may be formed with a squeeze that narrows the passage toward the outlet side. Thereby, the flow velocity of the steam ejected from the outlet is increased, convection in the condensing part is further promoted, and the condensing performance is improved.
本発明の沸騰冷却装置によれば、凝縮部内のよどみが解消し、凝縮性能の向上が可能となる。 According to the boiling cooling device of the present invention, the stagnation in the condensing part is eliminated, and the condensation performance can be improved.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
<第一実施形態>
第一実施形態の沸騰冷却装置1について図1を参照して説明する。図1は、沸騰冷却装置1の模式断面図である。沸騰冷却装置1は、収容部2と、凝縮部3と、誘導パイプ4とを備えている。収容部2は、上方が開口した略直方体の容器であり、内部に液体冷媒(例えばフロン)を収容している。
<First embodiment>
A boiling cooling device 1 according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the boiling cooling device 1. The boiling cooling device 1 includes a
凝縮部3は、下方に開口した略直方体形状である。つまり、収容部2と凝縮部3とにより、1つの容器が形成される。凝縮部3内部の上方の両角は、凝縮部3の中央側に傾いた形状となっている。凝縮部3は、収容部2の上方に連続して設けられている。つまり、凝縮部3は、液体冷媒の液面よりも上方に設けられ、内部が収容部2の内部と連通している。凝縮部3は、外側の壁面に複数のフィンを有する熱交換器31が設置されている。凝縮部3は、外部に設置された熱交換器31で空冷し、内部の蒸気を凝縮する。
The condensing
誘導パイプ4は、筒状であり、下方側の開口4a(以下、「入口」と称する)が液体冷媒内に位置し、上方側の開口4b(以下、「出口」と称する)が液面の上方に位置している。誘導パイプ4の入口4a側の内壁面には、発熱体Zが取り付けられている。発熱体Zは、例えば半導体素子等である。従って、発熱体Zは液体冷媒内にあり、発熱体Zの熱は、液体冷媒に伝達される。液体冷媒は、発熱体Zの熱を受けて沸騰する。この沸騰する領域を沸騰領域と称すると、この場合、沸騰領域は、誘導パイプの内部に存在している。
The
誘導パイプ4は、上下方向に延在し、出口4bが凝縮部3内に位置している。誘導パイプ4は、出口4bが凝縮部3の側壁面3a寄りに位置するように配置されている。誘導パイプ4は、発熱体Zの熱によって生じた蒸気を凝縮部3に導く通路を形成している。
The
誘導パイプ4の形状についてさらに説明する。誘導パイプ4は、通路断面形状が矩形であり、これにより内壁面に発熱体Zが設置されやすくなっている。また、誘導パイプ4内の通路は、入口4aから出口4bに向かって連続して徐々に狭くなっている。換言すると、通路断面積が入口4aから出口4bに向かうほど徐々に小さくなっている。すなわち、誘導パイプ4は、出口4bを含む通路全体が狭くなるしぼり部となっている。なお、誘導パイプ4は、図示しない連結部材により収容部2の側壁面に固定されている。
The shape of the
ここで、沸騰冷却装置1の作用効果について説明する。まず、発熱体Zの熱が液体冷媒に伝わり、液体冷媒が沸騰し気泡(蒸気)が発生する。その気泡は、誘導パイプ4内を上昇し、液面に達して液体冷媒外に放出される。液体冷媒外に放出された蒸気は、誘導パイプ4内で上昇を続け、出口4bから噴出する。このとき、流路が狭まっているため蒸気の流速は上がる。
Here, the effect of the boiling cooling device 1 is demonstrated. First, the heat of the heating element Z is transmitted to the liquid refrigerant, the liquid refrigerant boils and bubbles (vapor) are generated. The bubbles rise in the
出口4bから噴出した蒸気は、図1の矢印に示すように、凝縮部3の側壁面3aに沿って上昇する。そして、蒸気の流路は、側壁面3a→角→天井面3c→角→対向する側壁面3b、という流れとなる。これにより、よどみが生じやすい側壁面3a、3b、角、および、天井面3cが蒸気流路上となり、よどみが解消される。そして、凝縮部3内の対流・攪拌が促進され、凝縮性能は向上する。
The steam ejected from the
さらに、熱交換器31は、凝縮部3の外部に配置されており、外部から側壁面3a、3bおよび天井面3cを冷却する。蒸気の流路は、凝縮部3の壁際であり、熱交換器31による冷却を効率よく受けることができる。また、角が天井面3c中央方向に傾斜しているため、より上記した蒸気流路は形成されやすい(なお、角がR形状であってもよい)。また、通路が徐々に小さくなっている誘導パイプ4から噴出する蒸気は、流速が上がっており、さらに対流が促進され、凝縮性能は向上する。なお、熱交換器31は凝縮部3外壁に設置されるものであればよく、同様の効果が発揮される。
Furthermore, the
また、誘導パイプ4は、上記形状に限らず、通路断面形状が円形(全体で円筒状)や多角形であってもよい。また、誘導パイプ4は、しぼり部がないもの、すなわち、入口4aから出口4bまで通路断面積が一定であるものでもよい。ただし、この場合、蒸気の流速を上げることはできない。
The
また、誘導パイプ4は、液面より上方の一部分がしぼり部となるように形成されていてもよい。例えば、図2に示すように、入口4aから液面の僅か上方までの部位がパイプ本体部41で、出口4bを含む残りの上部分をしぼり部42としてもよい。パイプ本体部41の通路断面積は一定であり、しぼり部42の通路断面積は徐々に小さくなる。これによっても、蒸気の流速を上げることができる。
In addition, the
<第二実施形態>
第二実施形態の沸騰冷却装置10について図3を参照して説明する。図3は、沸騰冷却装置10の模式断面図である。沸騰冷却装置10は、第一実施形態の沸騰冷却装置1と比較して、凝縮部3の冷却方法、誘導パイプ4の配置、および、発熱体Zの配置が異なっている。従って、第一実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明は省略する。
<Second embodiment>
The boiling
凝縮部3は、下方に開口した略直方体形状である。凝縮部3は、外側の壁面に沿って冷却水が流れる冷却水路32を有している。冷却水は、凝縮部3外壁面に沿って配置された冷却水路32内を流通する(図3の点線矢印参照)。つまり、凝縮部3は、外部から側壁面3a、3bおよび天井面3cを冷却する熱交換器を外部に有している。
The condensing
誘導パイプ4は、入口4aが収容部2の底面中央付近であり、出口4bが凝縮部3の側壁面3a付近となるように傾けて配置されている。つまり、誘導パイプは、出口4bが凝縮部3の側壁面3a側を向くように傾けて配置されている。
The
発熱体Zは、収容部2の外底面に設置されている。発熱体Zの熱は、収容部2の底面から収容部2に伝達される。誘導パイプ4の入口4aは、発熱体Zが配置された底面の上方に位置している。つまり、沸騰領域は、誘導パイプ4の入口4aの下方に存在している。発熱体Zの熱により生じる気泡は、入口4aから誘導パイプ4に進入する。
The heating element Z is installed on the outer bottom surface of the
誘導パイプ4に入った気泡は、誘導パイプ4内の通路に沿って上昇する。ここで、誘導パイプ4が傾いて配置されており、出口4bが凝縮部3の側壁面3a側を向いているため、出口4bから噴出される蒸気は、側壁面3aに沿って上昇しやすくなる。つまり、沸騰冷却装置10は、第一実施形態同様、よどみを解消し、凝縮部3内の対流・攪拌を促進させ、その結果、凝縮性能を向上させることができる。
The bubbles that have entered the
また、出口4bから噴出された蒸気の流れ(実線矢印)と、冷却水路32内の冷却水の流れ(点線矢印)とが反対向きとなっている。これにより、蒸気は、より新しい冷却水により冷却される。つまり、凝縮性能は向上する。
In addition, the flow of steam ejected from the
<第三実施形態>
第三実施形態の沸騰冷却装置11について図4を参照して説明する。図4は、沸騰冷却装置11の模式断面図である。沸騰冷却装置11は、第一実施形態の沸騰冷却装置1と比較して、凝縮部3の冷却方法、誘導パイプ4の構造、および、発熱体Zの配置が異なっている。従って、第一実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明は省略する。
<Third embodiment>
The boiling
凝縮部3は、内部を貫通する複数の凝縮管33を有している。凝縮管33は、内部に冷却水が流通している。発熱体Zは、収容部2の内底面に設置されている。
The condensing
誘導パイプ40は、発熱体Z上で上下方向に延在し、パイプ本体部41と、偏向部43とを備えている。パイプ本体部41は、第一実施形態の誘導パイプ4同様の形状である。偏向部43は、筒状であり、パイプ本体部41の上方の開口に連続して形成されている。偏向部43は、一方の開口がパイプ本体部41の上方の開口に連なり、他方の開口が側壁面3aを向き出口4bを構成している。
The induction pipe 40 extends in the vertical direction on the heating element Z, and includes a
偏向部43は、パイプ本体部41に略直交する方向に伸びている。偏向部43は、通路進行方向を、上下方向から水平方向に偏向する。つまり、誘導パイプ40内を通る蒸気は、偏向部43により進行方向を偏向され、側壁面3aに向かって噴出される。これにより、第一実施形態同様の効果が発揮される。なお、出口4bの通路断面積は、入口4aの通路断面積より小さく、誘導パイプ4全体がしぼり部となっている。
The
また、偏向部43の延伸方向は、凝縮管33の延伸方向とほぼ一致している。これにより、出口4bから噴出した蒸気の流れは、図4の実線矢印に示すように、側壁面3a→天井面3c→側壁面3bとなりやすい。従って、凝縮管33に沿った蒸気の対流が形成されやすい。これにより、蒸気が効率よく凝縮管33と接し、凝縮性能は向上する。
In addition, the extending direction of the deflecting
なお、図4の奥から手前方向に伸びるように複数の凝縮管33を配置しても効果的である。この場合でも、上記対流を形成することにより、側壁面3b側に配置された凝縮管33にまで蒸気の流れが行き届く。従って、複数の凝縮管33が配置されていても、効率よく蒸気が冷却される。また、誘導パイプ4の一部または全体を湾曲させ、その湾曲した部位を偏向部としてもよい。
It is also effective to arrange a plurality of condensing
また、偏向部は斜め上方向に伸びていても良い。 Further, the deflection unit may extend obliquely upward.
<第四実施形態>
第四実施形態の沸騰冷却装置12について図5を参照して説明する。図5は、沸騰冷却装置12の模式断面図である。沸騰冷却装置12は、第一実施形態の沸騰冷却装置1と比較して、凝縮部3の内部構造、および、誘導パイプ4の配置が異なっている。従って、第一実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明は省略する。
<Fourth embodiment>
A boiling
凝縮部3は、天井面3cの中央部に下方に突起した突起部34を有している。突起部34は、下方ほど傾斜が急となる略円錐形状である。天井面3cは、側壁面3a上部と側壁面3b上部とを連結している。
The condensing
誘導パイプ4は、2つ配置されており、一方が側壁面3a付近に、他方が側壁面3b付近にそれぞれ配置されている。各誘導パイプ4は、上下方向に延在している。一方の誘導パイプ4は、出口4bが側壁面3a付近となるように配置され、他方の誘導パイプ4は、出口4bが側壁面3a付近となるように配置されている。各誘導パイプ4の内壁面には、それぞれ発熱体Zが設置されている。
Two
これによれば、図5の矢印に示すように、一方の誘導パイプ4から噴出される蒸気は、側壁面3aに沿って上昇し、天井面3cに達し、その蒸気は天井面3c中央部方向に拡散する。同じく、他方の誘導パイプ4から噴出される蒸気は、側壁面3bに沿って上昇し、天井面に達し、その蒸気は天井面3b中央部方向に拡散する。つまり、各誘導パイプ4から噴出される蒸気は、天井面3cの中央部に合流しやすい。蒸気は、冷却(凝縮)されつつ天井面3cの中央部に集まる。
According to this, as shown by the arrows in FIG. 5, the steam ejected from one of the
第四実施形態では、この天井面3cの中央部に突起部34が設けられているため、合流し凝縮された蒸気(液体冷媒)が突起部34を伝って下方に滴下しやすい。つまり、突起部34は、凝縮した蒸気を下方の収容部に導き、液体冷媒の戻りは促進される。さらに、突起部34から滴下する液体冷媒は天井面3cの中央から下方に滴下するため、側壁面3a、3bに沿って上昇する蒸気の妨げ(抵抗)とはならない。つまり、凝縮性能の向上に加えて、より良好な冷媒循環が実現される。
In the fourth embodiment, since the
1、10、11、12:沸騰冷却装置、
2:収容部、
3:凝縮部、 31:熱交換器、 32:冷却水路(熱交換器)、
33:凝縮管(熱交換器)、 3a、3b:側壁面、 3c:天井面、
4:誘導パイプ、 4a:入口、 4b:出口、
41:パイプ本体部、 42:しぼり部、 43:偏向部、
Z:発熱体
1, 10, 11, 12: boiling cooling device,
2: Containment section
3: condensing part, 31: heat exchanger, 32: cooling water channel (heat exchanger),
33: Condensation tube (heat exchanger), 3a, 3b: side wall surface, 3c: ceiling surface,
4: guide pipe, 4a: inlet, 4b: outlet,
41: Pipe body part, 42: Squeezing part, 43: Deflection part,
Z: heating element
Claims (7)
入口が前記液体冷媒に浸漬し出口が前記液面の上方にあり、前記液体冷媒内で前記発熱体の熱によって生じた蒸気を前記凝縮部に導く通路を形成している筒状の誘導パイプと、
を備え、
前記発熱体の熱を受けて沸騰する前記液体冷媒の沸騰領域が、前記液体冷媒内における前記誘導パイプの入口の下方または前記誘導パイプの内部に存在する沸騰冷却装置において、
すべての前記誘導パイプは、前記出口が前記凝縮部の側壁面寄りに配置されていることを特徴とする沸騰冷却装置。 A container having a storage section that stores liquid refrigerant that receives heat from the heating element, and a condensation section that communicates with the storage section and condenses the liquid refrigerant boiled by the heat of the heating element;
A cylindrical induction pipe having an inlet immersed in the liquid refrigerant and an outlet above the liquid surface, and forming a passage for guiding the vapor generated by the heat of the heating element in the liquid refrigerant to the condensing unit; ,
With
In the boiling cooling device in which the boiling region of the liquid refrigerant that is boiled by receiving heat from the heating element exists below or inside the induction pipe in the liquid refrigerant,
All the said induction pipes have the said exit arrange | positioned near the side wall surface of the said condensation part, The boiling cooling device characterized by the above-mentioned.
前記第一の誘導パイプは、前記出口が前記凝縮部の第一の側壁面寄りに配置され、
前記第二の誘導パイプは、前記出口が前記第一の側壁面に対向する前記凝縮部の第二の側壁面寄りに配置されており、
前記凝縮部は、前記第一の側壁面上部と前記第二の側壁面上部とを連結する天井面の中央部から下方に突起した突起部を有している請求項1に記載の沸騰冷却装置。 The guide pipe comprises at least a first guide pipe and a second guide pipe;
The first guide pipe has the outlet disposed near the first side wall surface of the condensing unit,
The second guide pipe is disposed near the second side wall surface of the condensing part, the outlet facing the first side wall surface,
2. The boiling cooling device according to claim 1, wherein the condensing part has a protruding part that protrudes downward from a central part of a ceiling surface that connects the upper part of the first side wall surface and the upper part of the second side wall surface. .
入口が前記液体冷媒に浸漬し出口が前記液面の上方にあり、前記液体冷媒内で前記発熱体の熱によって生じた蒸気を前記凝縮部に導く通路を形成している筒状の誘導パイプと、
を備え、
前記発熱体の熱を受けて沸騰する前記液体冷媒の沸騰領域が、前記液体冷媒内における前記誘導パイプの入口の下方または前記誘導パイプの内部に存在する沸騰冷却装置において、
前記誘導パイプの前記出口は前記凝縮部の側壁面を向いていることを特徴とする沸騰冷却装置。 A container having a storage unit that stores liquid refrigerant that receives heat from the heating element, and a condensing unit that communicates with the storage unit and condenses the liquid refrigerant boiled by the heat of the heating unit;
A cylindrical induction pipe having an inlet immersed in the liquid refrigerant and an outlet above the liquid surface, and forming a passage for guiding the vapor generated by the heat of the heating element in the liquid refrigerant to the condensing unit; ,
With
In the boiling cooling device in which the boiling region of the liquid refrigerant that is boiled by receiving heat from the heating element exists below or inside the induction pipe in the liquid refrigerant,
The boiling cooling apparatus according to claim 1, wherein the outlet of the induction pipe faces a side wall surface of the condensing unit.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008172512A JP2010016049A (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Ebullient cooling device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020136335A (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 富士通株式会社 | Cooling device, cooling system, and cooling method |
-
2008
- 2008-07-01 JP JP2008172512A patent/JP2010016049A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020136335A (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 富士通株式会社 | Cooling device, cooling system, and cooling method |
US11116106B2 (en) | 2019-02-14 | 2021-09-07 | Fujitsu Limited | Cooling device, cooling system, and method of cooling |
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