JPS59123252A - 凝縮装置 - Google Patents

凝縮装置

Info

Publication number
JPS59123252A
JPS59123252A JP57233493A JP23349382A JPS59123252A JP S59123252 A JPS59123252 A JP S59123252A JP 57233493 A JP57233493 A JP 57233493A JP 23349382 A JP23349382 A JP 23349382A JP S59123252 A JPS59123252 A JP S59123252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
condensing
partition wall
chamber
condensing device
heat transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57233493A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57233493A priority Critical patent/JPS59123252A/ja
Publication of JPS59123252A publication Critical patent/JPS59123252A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

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】 この発明は、大容量半導体や変圧器などの発熱体を冷却
するために用いられ、フレオンなどの有機冷媒の沸騰現
象によって生じる冷媒蒸気を凝縮させる凝縮装置に関す
る。
〔発明の技術背景〕
従来から重電機器、特に整流器、周数数変換器などの大
容量半導体使用機器あるいは変圧器などの静止機器の冷
却には、風冷、油冷などの冷却方法が採用されている。
しかし、これらの冷却方式においては、重電機器のコン
パクト化、大WJ 量化によるエネルギ密度の増大にと
もなう損失エネルギの除去あるいは機器の不燃性、安全
性々どに大きな問題がある。
このため、温度上昇を低く抑えるばかりでなく、系全体
の温度を均一に保ち、表面熱伝達率が飛躍的に上昇する
沸騰および凝縮の相変化現象を応用した重電機器が実用
化されつつある。
このような重電機器には被冷却体の冷却手段として、フ
I/オンなどの有機冷媒を沸騰させる際の相変化を利用
しているが、連続使用時には発生した冷媒蒸気を凝縮さ
せる凝縮装置が必要不可欠である。
〔背景技術の問題点〕
ところで、この種の凝縮装置は沸騰部と凝縮部から構成
されており、従来この凝縮部の凝縮熱伝達率を高めるた
め、冷却流体路を形成する管体の凝縮伝熱面に凹凸など
を設けたり、拡大伝熱1m効果を付加したりする着想が
見うけられる。一方、沸朕部をも含めた冷却系全体の動
作の良否を左右するものは、この凝縮装置であると言っ
てもよい。しかしながら、この部分の凝縮熱伝達性能を
向上させる対電は未だ不十分であり、実用の域に達して
いるとは言えない。
〔発明の目的〕
この発明は上記のよう力事情に基づいてなされたもので
、凝縮熱伝達率を高めることができる凝縮装置を得ると
とを目的とする。
〔発明の概要〕
この発明は、上記目的を達成するために複数の通気路を
有する隔壁により、密閉容器内を混合室と凝縮室とに区
画し、密閉容器内部の発熱体により生ずる蒸気を前記混
合室から前記通路を介して前記凝縮室内に導くとともに
、凝縮室内で液化された冷媒液を前記発熱体周囲に導く
ようにじたものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の第1の実施例について図面を参照して
説明する。第1図はこの凝縮装置の断面図を示すもので
、この密閉容器1は断面がほぼ台形で上半部が上部に向
って徐々に寸法が大きくラソノ.t+状になっていて、
下半部はストレートになっている。この密閉容器l内に
この上半部側の側壁に大部分かほぼ平行でかつ下端部は
下半部側の側壁に近接するごとく折曲された隔壁3を設
置し、密閉容器l内の上部空間を分割して混合室4と凝
縮室5を形成する。前記隔壁3は複数の通気路例えば孔
2を形成したものを用い、隔壁3の下端部と密閉容器1
とで還流路Bを構成する。前記凝縮室5内には冷却流体
路を形成するa数の断面円形の管体6を図のように配設
するが、谷官体6は水平でかつこの各管体6の凝縮伝熱
面に生成さicる凝縮液7の落下でいずれの管体6も語
れることのないように粕次上下左右にずらして水平に配
設する。各管体6の内部には図示しない低温流体供給部
からの低温流体が供給されるようになっている。さらに
前記密閉容器l内の底部には発熱体8を設置し、前記密
閉容器1内の底部にはフレオンなとの有機冷媒液9を封
入し、ここで発熱体8の発熱により有機冷媒液9の冷媒
蒸気を作る沸騰部を構成する。
このように構成されたものにおいて、一発熱体8が熱を
発するとこの周囲にある有機冷媒液9が沸騰状態となり
冷媒蒸気Aが発生し、この冷媒蒸気Aは密閉容器l内の
上方の混合室4に導かれる。
一方、この混合室4と凝縮室5との間が隔壁3で区画さ
れ、凝縮室5内にある管体6内に低温流体が供給されて
いる。従って凝縮室5内の温度は混合室4より低く、か
つ管体6の凝縮伝熱面で凝縮状態となっていることから
、凝縮室5内は、この凝縮性ガスの濃度か低下して低圧
となる。このため、混合室4と凝縮室5との間に圧力差
が発生し、混合室4内に尋かれた冷媒蒸気Aは、隔壁3
の孔2を通じて凝縮室5に流れ込む。この凝縮室5内に
流れ込んだ冷媒蒸気Aは管体6の凝縮伝熱面の上部に衝
突して凝縮され、ここで凝縮液7となって隔壁3の下部
の折曲面部に落下し、凝縮液還流路Bを辿り密閉容器1
内の底部にもどる。
以上述べた第1の実施例では、凝縮室5内の管体6の凝
縮伝熱面の直前に複数の孔2を有する隔壁3を設けたの
で、この隔壁3によって形成された混合室4と凝縮室5
との間に圧力差が生じ、通気孔2を通って凝縮伝熱面へ
進行する冷媒蒸気速朗を高めることができ、旨いtQ縮
酷熱伝達率得ることができる。
このことは第2図の実11.空結果からも明らかである
。すなわち、第2図は以上述べたものと全く同一の凝縮
装置(5において、検数の孔2を有する1石壁3が存在
する場合Cと、この隔壁3をとり去った」禍合りとの発
熱体8の出力とで1イ4合冥4内の圧力を比較したもの
である。これから明らかなように隔壁3が存在する方が
内圧の増加はゆるやかであり、使用状況は良好である。
なお、隔壁3に五)数の孔2が形成されていることから
発生ρ肯ij失が増加するか、内圧の児・加がゆるやか
である。
次に第2の実施例について第3図を参照して説明する。
この実硝りijは密閉容器10内に凝縮性ガスと非4を
縮性力スが混在する凝縮装置1を示すものであり、との
狗成は第1図とほぼ同様で、密閉ネ≠器10の断面構造
、が−知り、これにともかいろ・−縮重5の内部構造が
多少異るだけである。
この第2の実施例においては、発熱によって発生した蒸
気Aは隔壁3の孔2を通って管体6の凝縮伝熱面に衝突
し、熱伝達率が高まるはかりでなく、管体6の凝縮伝熱
面近傍に外乱する非凝縮性ガスを吹き払う。このため、
この部分の伝熱面は常に凝縮性蒸気に触れるようになり
、非凝綿性ガスによる熱伝達率の低下を回゛仮すること
ができ、凝縮作用が促進される。
一方、凝縮は管体6のみな−らず屈゛閉容器1の表面に
も発生する。凝縮伝熱面を宿する管体6内部に供給され
る冷却流体の温度により凝縮室5内部の圧力分布および
流れが決定され西から、長時間の運転経過後には、低温
の凝縮面近傍に非凝縮性ガスが高濃度で存在するように
なる。
従って、隔壁3からt’flれた箇所に低温の管体6が
設置されているので、その周囲に非凝縮性ガスが捕集さ
れ、隔り、γ3に近い部分の凝縮熱伝達率を良好に保つ
ことができる。
なお、前記非凝縮性ガスとして例え148 F6(六フ
ッ化イオウ)ガスを密閉容器l内に1飄利性ガスと混在
させるのは、凝縮熱伝達性能を著しく低下さぜるので混
在させない方が良いが1、 フレオンなどの冷媒蒸気の
発生が十分でない始動時に問題となる絶縁耐電圧保持の
ために、非凝縮性ガスを相当量混入させる。このような
ことから従来との棹凝縮装置にあっては、大形化が余儀
なくされ、凝縮装置の寸法上、第2次的な対策例えは地
震、設置場所が必要となり実用化する上で太き万障害と
力っていた。
第3図の実施例の効果は第4図の実験結果からも明らか
である。すなわち、第4図は全く同一の凝縮装置におい
て、複数の孔2を有する隔壁3が存在する場合Eと、こ
の隔壁3を取シ除いた場合Fとの発熱体8の出力と混合
室4内の圧力を比軸したものである。なお、非凝縮性ガ
スとしてS F6ガスを使用し、冷却媒体としてフロン
(R113)を使用した際の実験結果である。
このように、隔壁3が存在する方が隔壁3が存在しない
ものに比べて発生熱損失が増加しても内圧の増加はゆる
ーやかであり、使用状況は良好である。
次に、この発明の第3の実施例について、第5図を参照
して説明する。
この実施例は、断面短形状の密閉容器ll内に複数個の
孔12を有するクランク状の隔壁13を設置7しこれに
より混合室14と凝縮室15とに分割し、また凝縮室1
5内にパイプ16によって連結された冷却流体路を形成
するだめの検数の管体17を垂直に配置し、さらに密閉
容器11の底部に発熱体18を設置し、その周囲に有機
冷媒液を満たしたものである。なお、符号20は凝縮液
還流路を示している。
このような構成においても、前記実施例と同様の効果が
得られることは勿論である。
次に、この発明の第4の実施例について、第6図を参照
して説明する。
この実施例は第3図における密閉容器10を垂直方向に
ほぼ2分割しこのうち一方を密閉容器21とし、この密
閉容器21内に凝縮室5を1つとし、装置全体の小形化
を図ったものである。この実施例においても第2の実施
例と同様の効果が得られることは勿論である。
次にこの発明の第5の実施例について、第7図を参照し
て!明する。
この実施例は第6図の密閉容器21を多少かえた形状の
容器22とし、隔壁3から離れた部“分にも管体6と同
様の管体23を2層以上配置したものである。
従って、この実施例によれば、隔壁3から離れだ部分に
も管体23を配置しだので、特に非凝縮性ガスと凝縮性
ガスが混在するものに有効である。すなわち、凝縮室5
内の非凝縮性ガスの分布に濃度差が生じ、非凝縮性ガス
溜めとしての機能を持たせることができる。
次に第6の実施例について、第8図を参照して説明する
この実施例は、複数の板状成形部材例えば断面形状がコ
字状をなす部材24を互いの間隙25を存するとともに
この間隙25が凝縮管6の斜め上方に位置するように配
置し、これらによシ構成される隔壁26で前記実施例の
隔壁3と同様の作用をもたぜたものである。なお、第8
図において符号27は冷却流体を示している。
この実施例によれば、管体6にそって間隙25が設けら
れているので、冷媒蒸気Aの通りがよく、さらに凝縮熱
伝達率が高くなる。
次に第7の実施例について、第9図お−よび第10図を
参照して説明する。この実施例は隔壁26として板状成
形部材例えばほぼ断面V字状の部材24を複数個圧いに
通気路を形成するために間隙25を存して配設■7、こ
の間隙25に対向する冷却流体路を形成する管体29の
離線伝熱面30を波形状に成形し、かつこの突出部3θ
Aを前記間隙25に対応させるとともに、その四部30
Bに凝縮伝熱面30に生成される凝縮7f′1.31が
貯留流下するようにしだものである。このように構成さ
れているので、凝縮伝熱面に拡大伝熱面効果が加わると
ともに、凝縮作用の太きい突出部、? OAの周囲の凝
縮液膜の厚さが薄く保たれ、かつ流れの衝突効果が加わ
ることから高い熱伝達率を保持することができる。
なお、この発明は前述した実施例に限らず例えは次のよ
うへしでもよい。すなわち、前述した実施例の通気路の
出1コ部にノズル体を設け、凝縮性蒸気の流動の際の圧
力損失を低減さぜるようにしてもよい。また、凝縮伝熱
面に凝縮液を流下させるだめの溝を持たせ、凝縮液の凝
縮伝熱面からの排除を良好ならしめるようにしてもよい
。さらに隔壁、通気路の形成を任意にしてもよい。その
他、この発明の要旨を変更しない範囲で独々変形して実
施できる。
〔発明の効果〕
以上述べたこの発明によれは、凝編器容器内を、ネy数
の通気路を有する隔壁により混合室と凝縮室とに区画し
、前記画室の温度の違いによる圧力差を利用して発熱体
により生ずる蒸気を強制的に対流させるようにしたので
、熱伝達率の高い凝縮装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例を説明する説明するだ
めの断面図、第4図は第2の実施例の効果を説明するだ
めの特性図、第5図〜第8図は第3の実施例〜第6の実
施例を説明するだめの断面図、第9図および第10図は
第7の実施例を説明するだめの断面図である。 1・・・密閉容器、2・・・通気路例えは孔、3・・苗
種、4・混合室、5・・・凝縮室、6・・冷却流体路を
形成する管体、7・・・凝縮液、8・・発熱体、9・・
有機冷媒液、10.11・・・密閉容器、12 ・通気
路例えば孔、13・・・隔壁、14・・・混合室、15
・・・凝縮室、17・・・冷却流体路を形成する管体、
18・・・発熱体、19・・・有機冷媒液、21,22
・・・密閉容器、23 冷却流体路を形成する管体、2
4・・・板状成形部材、25・・・間隙、26・・・隔
壁、29・・・冷却流体路を形成する管体、30・・・
凝縮伝熱面、A・・・冷媒蒸気、B・・・還流路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第 2 図 慶i44看1友 第3図 第4 図 !L本4〜人 第5図 − /i 第 〆 図 第 7図 ? 第3図 b 第9図 笛/θ図 特許庁長官   若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 g当願昭57−233493号 2、発明の名称 凝  縮  装  T疲 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (307)東京芝浦Mjf、気株式会社4、代理人

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)密閉容器内下部に有機冷媒液を封入し、この有機
    冷媒液を前記密閉容器内下部に配置汽した発熱体により
    冷媒蒸気を発生させ、この冷媒蒸気を前記密閉容器内上
    部に配設したイ肖体の凝縮伝熱面で凝縮させて前記有機
    冷媒液に循環させる凝縮装置において、前記密閉容器内
    上部に複数の通気路を有する隔壁を設けて前記管体の存
    在する凝縮室と管体の存在しない混合室に区画し、この
    混合室内の前記冷媒蒸気を前記隔壁の通気路を介して前
    記凝縮室に導き、前記管体の凝縮伝熱面で液化された冷
    媒液を前記発熱体の周囲に導くようにしたことを特徴と
    する凝縮装置。
  2. (2)  隔壁は一体の板状部拐からなり、これに複数
    の通気路を形成したものである特許請求の範囲第1項記
    載の凝縮装置。
  3. (3)隔壁は複数の板状成形部材を互いに間隙を存して
    並設し、この間隙で通気路を構成した特許請求の範囲第
    1項記載の凝縮装置。
  4. (4)隔壁の通気路は、一体の板状部材に形成した孔お
    よびこの孔に設けたノズル儀いずれが一方で構成した特
    許請求の範囲第2項記載の凝縮装置。
  5. (5)管体は円管部材で形成した特許請求の範囲第1項
    記載の凝縮装置。
  6. (6)管体(dこの凝縮伝熱面を波形に形成したもので
    ある特許δI”■求の範囲第1項記載の凝縮装置。
  7. (7)凝縮室内(d、、管体を複数心配列して非凝縮性
    ガス溜めとしての機能な持った特許請求の範囲第1項記
    載の凝縮装置。
  8. (8)#縮量内の管体の凝縮液を流下させるだめの溝を
    形成した特許請求の範囲第1項記載の凝縮装置。
  9. (9)凝縮室から発熱体のある密閉容器下部に非凝縮性
    ガスが還流するのを避け、凝縮液のみが流下還流するよ
    うに、隔壁の下端部に還流路を形成した特許請求の範囲
    第1項記載の凝縮装置。
JP57233493A 1982-12-28 1982-12-28 凝縮装置 Pending JPS59123252A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57233493A JPS59123252A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 凝縮装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57233493A JPS59123252A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 凝縮装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59123252A true JPS59123252A (ja) 1984-07-17

Family

ID=16955875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57233493A Pending JPS59123252A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 凝縮装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59123252A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010204A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Toyota Industries Corp 沸騰冷却装置
JP2011108685A (ja) * 2009-11-12 2011-06-02 Toyota Industries Corp 自然循環式沸騰冷却装置
JP2014127539A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Fujitsu Ltd 電子装置の冷却装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010204A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Toyota Industries Corp 沸騰冷却装置
JP2011108685A (ja) * 2009-11-12 2011-06-02 Toyota Industries Corp 自然循環式沸騰冷却装置
JP2014127539A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Fujitsu Ltd 電子装置の冷却装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stenger Experimental feasibility study of water-filled capillary-pumped heat-transfer loops
US4036291A (en) Cooling device for electric device
US3024298A (en) Evaporative-gravity cooling systems
US20190357378A1 (en) Two-phase immersion cooling system and method with enhanced circulation of vapor flow through a condenser
US6351951B1 (en) Thermoelectric cooling device using heat pipe for conducting and radiating
US20190357379A1 (en) Two-Phase Immersion Cooling System and Method with Enhanced Circulation of Vapor Flow Through a Condenser
KR100368516B1 (ko) 연속증기발생기
US4058160A (en) Heat transfer device
JP2010010204A (ja) 沸騰冷却装置
JPS59123252A (ja) 凝縮装置
EP0117349B1 (en) Cooling apparatus for an electrical transformer
JPS5863111A (ja) 電磁誘導機器
JPH07220936A (ja) ループ型ヒートパイプを用いた変圧器用冷却構造
US6089039A (en) Air conditioner and condenser used therefor
GB1595094A (en) Method and system for cooling electrical apparatus
JPS5860512A (ja) 蒸発冷却誘導電器
CN211635937U (zh) 冷凝盒及冷凝除水装置
JP3893651B2 (ja) 沸騰冷却装置及びそれを用いた筐体冷却装置
Tantolin et al. Experimental study of immersion cooling for power components
US2121999A (en) Vertical heat exchanger
US1711804A (en) Refrigeration
JPS6011422Y2 (ja) 蒸発冷却機器
JPH02290478A (ja) 直接接触型凝縮器およびこれを用いた熱サイクル装置
Wadekar Compact exchangers for phase change
CN110375574A (zh) 一种可提高布膜和排气性能的降膜均布装置