JPWO2017051531A1 - 相変化冷却装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る相変化冷却装置100の構成を模式的に示す概略図である。また、図1Bは、本実施形態に係る相変化冷却装置100における冷媒の循環状態を模式的に示す概略図である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2に、本発明の第2の実施形態に係る相変化冷却装置200の構成を模式的に示す。同図中の矢印は、冷媒液駆動部130の起動時において、相変化冷却装置200内を循環する冷媒液LRを示す。
次に、本実施形態の相変化冷却装置200による効果について説明する。
相変化冷却装置が正常運転している状態において、蒸発器における受熱量を増大させるためには、蒸発器における冷媒の圧力を低減する必要がある。これは、蒸発器における冷媒の圧力が増大すると冷媒の沸点TVが上昇するからである。すなわち、一般に、ある温度Theatの熱源からの熱を蒸発器において受熱する場合、熱源からの熱の温度と冷媒液の沸点との差Theat−TVが大きいほど、冷媒液の沸騰が促進されるので、蒸発器における受熱量は大きくなる。したがって、蒸発器における冷媒の圧力が増大し冷媒の沸点TVが上昇すると、Theat−TVが減少し受熱量が減少することになる。
逆に、冷媒液の量が過少である場合にも、蒸発器において充分に受熱することができないので、冷却性能は低下する。
したがって、相変化冷却装置においては、正常運転状態で蒸発器における受熱量が最大となる適正な冷媒量が存在することになる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図3に、本発明の第3の実施形態に係る相変化冷却装置300の構成を模式的に示す。同図中の矢印は、冷媒液駆動部330の起動時において、相変化冷却装置300内を循環する冷媒液LRを示す。
110、310、510 蒸発器
120、320、520 凝縮器
130、330 冷媒液駆動部
140、340 第1の配管部
150、350 第2の配管部
160、360 第3の配管部
170、370 第4の配管部
171、371 第1の接続点
172、372 第2の接続点
210 冷媒貯留部
342 共通輸送部
500 関連する相変化冷却装置
530 駆動源
540 蒸気管
550 液管
LR 冷媒液
VR 冷媒蒸気
INT 気液界面
INT1、INT2 界面
Claims (11)
- 発熱源から受熱する冷媒液を収容する蒸発手段と、
前記冷媒液が前記蒸発手段で気化することにより発生した冷媒蒸気の熱を放熱し冷媒液を生成する凝縮手段と、
前記冷媒液を循環させる冷媒液駆動手段と、
前記蒸発手段と前記凝縮手段を接続する第1の配管部と、
前記凝縮手段と前記冷媒液駆動手段を接続する第2の配管部と、
前記冷媒液駆動手段と前記蒸発手段を接続する第3の配管部と、
一端が第1の接続点において前記第1の配管部と接続し、他端が第2の接続点において前記第2の配管部と接続する第4の配管部、とを有し、
前記第1の接続点が、前記冷媒液駆動手段の起動時における、前記第1の配管部内の前記冷媒液と前記冷媒蒸気の界面の位置よりも下方に位置している
相変化冷却装置。 - 請求項1に記載した相変化冷却装置において、
前記第2の接続点が、前記第2の配管部によって保持されている前記冷媒液と前記冷媒蒸気の界面の、前記冷媒液駆動手段の起動時における位置よりも下方に位置している
相変化冷却装置。 - 請求項1または2に記載した相変化冷却装置において、
前記冷媒液と前記冷媒蒸気の界面の前記冷媒液駆動手段の起動時における位置が、前記凝縮手段よりも下方にある
相変化冷却装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載した相変化冷却装置において、
前記第1の接続点は前記第2の接続点よりも上方に位置している
相変化冷却装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載した相変化冷却装置において、
前記凝縮手段は前記蒸発手段および前記冷媒液駆動手段よりも上方に位置している
相変化冷却装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載した相変化冷却装置において、
前記第2の配管部によって構成される流路内に、前記冷媒液をためる冷媒貯留手段をさらに有する
相変化冷却装置。 - 請求項5に記載した相変化冷却装置において、
前記冷媒貯留手段は、前記冷媒液駆動手段の停止時における前記冷媒液と前記冷媒蒸気の界面が、前記冷媒貯留手段の上端よりも下方に位置するように配置している
相変化冷却装置。 - 請求項5または6に記載した相変化冷却装置において、
前記冷媒貯留手段は、前記冷媒液駆動手段よりも上方に位置している
相変化冷却装置。 - 請求項5から7のいずれか一項に記載した相変化冷却装置において、
前記冷媒貯留手段は、前記第1の接続点よりも下方に位置している
相変化冷却装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載した相変化冷却装置において、
複数の前記蒸発手段を備え、
前記第1の配管部は、前記蒸発手段と前記第1の接続点の間の一部に、前記複数の蒸発手段が共通に接続する共通輸送手段を備え、
前記共通輸送手段は、前記第1の接続点に近接する側が前記蒸発手段に近接する側よりも下方に位置する状態で傾斜している
相変化冷却装置。 - 発熱源から受熱する冷媒液を収容する蒸発手段と、
前記冷媒液が前記蒸発手段で気化することにより発生した冷媒蒸気の熱を放熱し冷媒液を生成する凝縮手段と、
前記冷媒液を循環させる冷媒液駆動手段と、
前記蒸発手段と前記凝縮手段を接続する第1の配管部と、
前記凝縮手段と前記冷媒液駆動手段を接続する第2の配管部と、
前記冷媒液駆動手段と前記蒸発手段を接続する第3の配管部と、
一端が第1の接続点において前記第1の配管部と接続し、他端が第2の接続点において前記第2の配管部と接続する第4の配管部、とを有する相変化冷却装置を、
前記第1の配管部によって保持されている前記冷媒液と前記冷媒蒸気の界面の、前記冷媒液駆動手段の起動時における位置が、前記第1の接続点よりも上方に位置するように制御する
相変化冷却装置の制御方法。
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