JP6376967B2 - 沸騰伝熱部材およびこれを用いた沸騰冷却装置 - Google Patents
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Description
受熱部の底壁外面または側壁外面に発熱体取付部が設けられ、受熱部の底壁または側壁における発熱体取付部に取り付けられた発熱体から発せられる熱を受ける部分に、上記1)〜5)のうちのいずれかに記載された沸騰伝熱部材が、沸騰伝熱面が受熱部内方を向きかつ受熱部内の液相冷媒中に浸漬されるように配置されている沸騰冷却装置。
実施例
長さ80mm、幅40mm、厚み2mmのJIS A1100製板状金属材料の片面に、レーザビームを照射して穴(4)および環状***部(5)を有する沸騰伝熱面(3)を設けることによって沸騰伝熱部材(1)をつくった。すなわち、直径500μmである円形照射範囲(R)(図6参照)が行列状となるように縦横に並びかつ近接した2つの円形照射範囲(R)の中心間の距離であるピッチが700μmとなるように設定し、各円形照射範囲(R)にレーザビームを照射した。照射条件は、レーザビームの出力電流28A、周波数50kHz、スピード300mm/sとし、図6に示すように、円形照射範囲(R)において、外周縁から幅60μmの部分(直径380μmまでの部分)を20μmのピッチで4周照射した後、残りの直径380μmの部分を20μmのピッチで縦横に格子状に照射するという操作を3回繰り返すことによって、複数の穴(4)および環状***部(5)を形成した。
比較例1
実施例と同様にして複数の穴(4)および環状***部(5)を形成した後、環状***部(5)を取り去って沸騰伝熱部材をつくった。
比較例2
穴(4)も環状***部(5)も形成されていない長さ80mm、幅40mm、厚み2mmのJIS A1100製アルミニウム板を沸騰伝部材とした。
評価試験
実施例、比較例1および比較例2の沸騰伝熱部材を、図1に示す沸騰冷却装置(10)の受熱部(12)の底壁(12a)外面に、開口(16)を液密状に閉鎖するように取り付けた。また、冷媒(15)としてハイドロフルオロエーテル(3M社製、Novec7000)を封入した。さらに、沸騰伝熱部材(1)の下面に熱伝導性グリースを介して1辺40mm、厚み3mmの正方形状ヒートスプレッダ(16)を配置し、その下面に熱伝導性グリースを介して1辺25mmのヒータを取り付けた。
(3)(21):沸騰伝熱面
(4)(22)(23):穴
(5)(24)(25):環状***部
(10)(30):沸騰冷却装置
(11):冷媒封入体
(12):受熱部
(12a):底壁
(12b):側壁
(13):放熱部
(14):冷媒流通部
(15):冷媒
(16):発熱体取付部
Claims (7)
- 全体が金属材料により一体に形成され、金属材料表面にレーザビームが照射されることによって、相変化により熱を輸送する液相冷媒中に浸漬される沸騰伝熱面が設けられており、沸騰伝熱面が、内周面が粗面となっている複数の穴、および各穴の開口の周囲に形成された環状***部を有し、環状***部が、レーザービームが照射されることにより発生した溶融金属の液滴が飛散して穴の周囲に付着し、これが凝固するとともに堆積することにより形成されており、表面が粗面となっている沸騰伝熱部材。
- 環状***部の***高さが、穴の深さの10%以上である請求項1記載の沸騰伝熱部材。
- 沸騰伝熱面が、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテルおよびハイドロフルオロオレフィンのうちの1種からなる冷媒中に浸漬されるようになっており、沸騰伝熱面に形成された穴が底から開口に向かって徐々に大きくなり、当該穴の開口部の径である穴径、近接した2つの穴のピッチおよび穴の深さが、それぞれ300〜700μmである請求項1または2記載の沸騰伝熱部材。
- 全穴の穴径が、全穴の穴径の平均値に対して±10%の範囲内にある請求項1〜3のうちのいずれかに記載の沸騰伝熱部材。
- すべての穴が行列状に並んで形成され、各行および各列において、穴径の大きな大穴と穴径の小さな***とが交互に形成されており、全***の穴径の平均値が、全大穴の穴径の平均値の50%以下である請求項1〜3のうちのいずれかに記載の沸騰伝熱部材。
- 外部からの熱を受ける中空状受熱部、受熱部の上方に設けられ、かつ外部に熱を放出する中空状放熱部、および受熱部内と放熱部内とを通じさせる冷媒流通部を有する冷媒封入体と、冷媒封入体内に封入されて受熱部に液相状態で貯留されており、かつ相変化により潜熱として熱を輸送する冷媒とを備えた沸騰冷却装置において、
受熱部の底壁外面または側壁外面に発熱体取付部が設けられ、受熱部の底壁または側壁における発熱体取付部に取り付けられた発熱体から発せられる熱を受ける部分に、請求項1〜5のうちのいずれかに記載された沸騰伝熱部材が、沸騰伝熱面が受熱部内方を向きかつ受熱部内の液相冷媒中に浸漬されるように配置されている沸騰冷却装置。 - 冷媒封入体が、受熱部、放熱部および冷媒流通部を含めて全体が一体に設けられており、放熱部内に、冷却流体を冷媒封入体の外部から供給するとともに冷媒封入体の外部に戻す冷却流体循環管が配置されている請求項6記載の沸騰冷却装置。
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