JPH11325766A - 沸騰冷却装置 - Google Patents
沸騰冷却装置Info
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- JPH11325766A JPH11325766A JP13826698A JP13826698A JPH11325766A JP H11325766 A JPH11325766 A JP H11325766A JP 13826698 A JP13826698 A JP 13826698A JP 13826698 A JP13826698 A JP 13826698A JP H11325766 A JPH11325766 A JP H11325766A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動時や発熱体の急激な温度上昇など、急激
な沸騰が発生すると、蒸気冷媒とともに液冷媒が蒸気上
昇管４内に進入し、進入した液冷媒が屈曲部４ａ溜ま
る。すると、圧力損失の増加により凝縮器３内に液面が
上昇して、凝縮器３が部分的に凝縮能力を果たさなくな
る不具合があった。 【解決手段】 沸騰器２から凝縮器３へ蒸気を導く蒸気
上昇管４は、最高位置Ｈに達するまでに屈曲部４ａを設
ける場合、その屈曲部４ａは、９０°以上屈曲すること
なく設けられている。すると、屈曲部４ａに液冷媒が滞
留せずに落下して沸騰器２に戻される。このため、圧力
損失の上昇が抑えられ、凝縮器３内まで液面が上昇する
不具合がなく、常に凝縮器３全体を有効に使用できる。
な沸騰が発生すると、蒸気冷媒とともに液冷媒が蒸気上
昇管４内に進入し、進入した液冷媒が屈曲部４ａ溜ま
る。すると、圧力損失の増加により凝縮器３内に液面が
上昇して、凝縮器３が部分的に凝縮能力を果たさなくな
る不具合があった。 【解決手段】 沸騰器２から凝縮器３へ蒸気を導く蒸気
上昇管４は、最高位置Ｈに達するまでに屈曲部４ａを設
ける場合、その屈曲部４ａは、９０°以上屈曲すること
なく設けられている。すると、屈曲部４ａに液冷媒が滞
留せずに落下して沸騰器２に戻される。このため、圧力
損失の上昇が抑えられ、凝縮器３内まで液面が上昇する
不具合がなく、常に凝縮器３全体を有効に使用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体を収納する
筐体内を冷却する沸騰冷却装置に関する。
筐体内を冷却する沸騰冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、例えば、特開昭５６−
１１９４９２号公報に開示された技術が知られている。
この沸騰冷却装置は、沸騰器と凝縮器とを環状に連結し
て蒸気と凝縮液との二相流自然循環ループを構成するも
のである。これによれば、沸騰器で沸騰した蒸気冷媒
は、蒸気上昇管を通って凝縮器へ流入し、凝縮器で放熱
して液化した冷媒は、液戻し管を通って沸騰器へ戻る。
１１９４９２号公報に開示された技術が知られている。
この沸騰冷却装置は、沸騰器と凝縮器とを環状に連結し
て蒸気と凝縮液との二相流自然循環ループを構成するも
のである。これによれば、沸騰器で沸騰した蒸気冷媒
は、蒸気上昇管を通って凝縮器へ流入し、凝縮器で放熱
して液化した冷媒は、液戻し管を通って沸騰器へ戻る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】沸騰器から蒸気ととも
に液冷媒が蒸気上昇管内に導かれる場合がある。この液
冷媒が蒸気上昇管の屈曲部等に溜まると、蒸気上昇管に
おける蒸気冷媒の流れが悪くなり、沸騰冷却装置の高圧
側（蒸気上昇管側）の圧力が急上昇する。つまり、高圧
側の圧力損失が大きくなる。このように高圧側の圧力が
上昇すると、低圧側（液戻し管側）との圧力差（ヘッド
差）が大きくなってしまう。この圧力差の増加によっ
て、沸騰冷却装置の低圧側の液面が上昇し、凝縮器内ま
で冷媒の液面が上昇してしまう。このような現象は、沸
騰冷却装置の起動開始時や、運転中に熱負荷が急激に増
えた時など、急激な沸騰が起こる場合に発生し易い。一
方、凝縮器は、各チューブへの蒸気の分配が不均一の傾
向がある。このため、凝縮器内に冷媒の液面が上昇する
と、蒸気の分配量の少ない側のチューブ内に液冷媒が流
入し、その状態で安定化してしまい、部分的に凝縮器と
しての機能を果たさなくなってしまう（図１６参照）。
に液冷媒が蒸気上昇管内に導かれる場合がある。この液
冷媒が蒸気上昇管の屈曲部等に溜まると、蒸気上昇管に
おける蒸気冷媒の流れが悪くなり、沸騰冷却装置の高圧
側（蒸気上昇管側）の圧力が急上昇する。つまり、高圧
側の圧力損失が大きくなる。このように高圧側の圧力が
上昇すると、低圧側（液戻し管側）との圧力差（ヘッド
差）が大きくなってしまう。この圧力差の増加によっ
て、沸騰冷却装置の低圧側の液面が上昇し、凝縮器内ま
で冷媒の液面が上昇してしまう。このような現象は、沸
騰冷却装置の起動開始時や、運転中に熱負荷が急激に増
えた時など、急激な沸騰が起こる場合に発生し易い。一
方、凝縮器は、各チューブへの蒸気の分配が不均一の傾
向がある。このため、凝縮器内に冷媒の液面が上昇する
と、蒸気の分配量の少ない側のチューブ内に液冷媒が流
入し、その状態で安定化してしまい、部分的に凝縮器と
しての機能を果たさなくなってしまう（図１６参照）。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記の事情に基づいて成され
たもので、その目的は、凝縮器内に冷媒の液面が上昇す
るのを防ぎ、低温側熱交換器の凝縮性能の低下を抑制で
きる沸騰冷却装置の提供にある。
たもので、その目的は、凝縮器内に冷媒の液面が上昇す
るのを防ぎ、低温側熱交換器の凝縮性能の低下を抑制で
きる沸騰冷却装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕請求
項１を採用したことにより、沸騰器から最高位置に達す
るまでの間、蒸気上昇管は９０°を超えて屈曲すること
なく立ち上げられているため、液冷媒が蒸気冷媒ととも
に蒸気上昇管内に導かれても、曲折部で液冷媒が滞留す
ることなく落下して沸騰器へ戻される。このように、蒸
気上昇管内で液冷媒が溜まらないため、高圧側（蒸気上
昇管側）の圧力損失の増加を抑制できる。この結果、凝
縮器内に冷媒の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器の
全体を有効に使うことができる。
項１を採用したことにより、沸騰器から最高位置に達す
るまでの間、蒸気上昇管は９０°を超えて屈曲すること
なく立ち上げられているため、液冷媒が蒸気冷媒ととも
に蒸気上昇管内に導かれても、曲折部で液冷媒が滞留す
ることなく落下して沸騰器へ戻される。このように、蒸
気上昇管内で液冷媒が溜まらないため、高圧側（蒸気上
昇管側）の圧力損失の増加を抑制できる。この結果、凝
縮器内に冷媒の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器の
全体を有効に使うことができる。
【０００６】〔請求項２の手段〕請求項２を採用したこ
とにより、液冷媒が蒸気冷媒とともに蒸気上昇管内に導
かれても、蒸気上昇管の途中に接続されたバイパス管
が、蒸気上昇管に導かれた液冷媒を沸騰器へ戻すため、
蒸気上昇管内で液冷媒が溜まらない。このため、高圧側
（蒸気上昇管側）の圧力損失の増加を抑制できる。この
結果、凝縮器内に冷媒の液面が上昇する不具合がなく、
凝縮器の全体を有効に使うことができる。
とにより、液冷媒が蒸気冷媒とともに蒸気上昇管内に導
かれても、蒸気上昇管の途中に接続されたバイパス管
が、蒸気上昇管に導かれた液冷媒を沸騰器へ戻すため、
蒸気上昇管内で液冷媒が溜まらない。このため、高圧側
（蒸気上昇管側）の圧力損失の増加を抑制できる。この
結果、凝縮器内に冷媒の液面が上昇する不具合がなく、
凝縮器の全体を有効に使うことができる。
【０００７】〔請求項３の手段〕請求項３を採用したこ
とにより、液溜めで蓄えられた液冷媒を沸騰器へ戻すこ
とができ、蒸気が沸騰器へ戻る不具合を抑制できる。
とにより、液溜めで蓄えられた液冷媒を沸騰器へ戻すこ
とができ、蒸気が沸騰器へ戻る不具合を抑制できる。
【０００８】〔請求項４の手段〕請求項４を採用したこ
とにより、細いバイパス管によって蒸気流の通過が抑制
でき、蒸気が沸騰器へ戻る不具合を抑制できる。
とにより、細いバイパス管によって蒸気流の通過が抑制
でき、蒸気が沸騰器へ戻る不具合を抑制できる。
【０００９】〔請求項５の手段〕請求項５を採用したこ
とにより、沸騰器の蒸気流出口付近に設けられた干渉手
段が液冷媒の通過を阻止するため、液冷媒の蒸気上昇管
への進入が抑制される。このため、蒸気上昇管内で液冷
媒が溜まらなくなり、高圧側（蒸気上昇管側）の圧力損
失の増加を抑制できる。この結果、凝縮器内に冷媒の液
面が上昇する不具合がなく、凝縮器の全体を有効に使う
ことができる。
とにより、沸騰器の蒸気流出口付近に設けられた干渉手
段が液冷媒の通過を阻止するため、液冷媒の蒸気上昇管
への進入が抑制される。このため、蒸気上昇管内で液冷
媒が溜まらなくなり、高圧側（蒸気上昇管側）の圧力損
失の増加を抑制できる。この結果、凝縮器内に冷媒の液
面が上昇する不具合がなく、凝縮器の全体を有効に使う
ことができる。
【００１０】〔請求項６の手段〕請求項６を採用したこ
とにより、高圧側（蒸気上昇管側）の圧力損失が増加し
て、低圧側（液戻し管側）との圧力差（ヘッド差）が大
きくなって、低圧側の液面が上昇しても、液溜めによっ
て、低圧側の液面上昇が抑えられる。この結果、凝縮器
内に冷媒の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器の全体
を有効に使うことができる。
とにより、高圧側（蒸気上昇管側）の圧力損失が増加し
て、低圧側（液戻し管側）との圧力差（ヘッド差）が大
きくなって、低圧側の液面が上昇しても、液溜めによっ
て、低圧側の液面上昇が抑えられる。この結果、凝縮器
内に冷媒の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器の全体
を有効に使うことができる。
【００１１】〔請求項７の手段〕請求項７を採用したこ
とにより、高圧側（蒸気上昇管側）の圧力損失が増加し
て、低圧側（液戻し管側）との圧力差（ヘッド差）が大
きくなって、低圧側の液面が上昇しても、蛇行あるいは
旋回して所定量の液冷媒を蓄える液戻し管によって、低
圧側の液面上昇が抑えられる。この結果、凝縮器内に冷
媒の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器の全体を有効
に使うことができる。
とにより、高圧側（蒸気上昇管側）の圧力損失が増加し
て、低圧側（液戻し管側）との圧力差（ヘッド差）が大
きくなって、低圧側の液面が上昇しても、蛇行あるいは
旋回して所定量の液冷媒を蓄える液戻し管によって、低
圧側の液面上昇が抑えられる。この結果、凝縮器内に冷
媒の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器の全体を有効
に使うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、複
数の実施例を用いて説明する。 （第１実施例）図１は沸騰冷却装置１の冷媒回路図であ
る。沸騰冷却装置１は、図示しない筐体（例えば携帯電
話等の移動無線電話の基地局であり、内部に発熱体であ
る通信機器を収納している）の内部に配置される沸騰器
２、筐体の外部に配置される凝縮器３、沸騰器２と凝縮
器３とを連結する配管（蒸気上昇管４と液戻し管５）を
備え、その内部の密閉空間に所定量の冷媒（例えば、Ｈ
ＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒）が封入されている。ま
た、沸騰冷却装置１は、沸騰器２に内気（発熱体の発生
する熱によって高温になっている）を送風する内気ファ
ン６（符号、図１５参照）、凝縮器３に低温の外気を送
風する外気ファン７（符号、図１５参照）を備え、この
内気ファン６および外気ファン７は、図示しない制御回
路によって通電制御されている。
数の実施例を用いて説明する。 （第１実施例）図１は沸騰冷却装置１の冷媒回路図であ
る。沸騰冷却装置１は、図示しない筐体（例えば携帯電
話等の移動無線電話の基地局であり、内部に発熱体であ
る通信機器を収納している）の内部に配置される沸騰器
２、筐体の外部に配置される凝縮器３、沸騰器２と凝縮
器３とを連結する配管（蒸気上昇管４と液戻し管５）を
備え、その内部の密閉空間に所定量の冷媒（例えば、Ｈ
ＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒）が封入されている。ま
た、沸騰冷却装置１は、沸騰器２に内気（発熱体の発生
する熱によって高温になっている）を送風する内気ファ
ン６（符号、図１５参照）、凝縮器３に低温の外気を送
風する外気ファン７（符号、図１５参照）を備え、この
内気ファン６および外気ファン７は、図示しない制御回
路によって通電制御されている。
【００１３】沸騰器２は、並列に配置された複数本のチ
ューブ２ａと、各チューブ２ａの端に接続された上下の
ヘッダ２ｂ、２ｃと、各チューブ２ａ間に配置されたコ
ルゲートフィン２ｄとから構成され、一体ろう付けされ
たもので、各構成部品は伝熱性に優れた金属（例えば、
アルミニウムや銅等）からなる。凝縮器３は、沸騰器２
と同様、複数本のチューブ３ａと、上下のヘッダ３ｂ、
３ｃと、各チューブ３ａ間に配置されたコルゲートフィ
ン３ｄとから構成されて、一体ろう付けされたもので、
各構成部品は伝熱性に優れた金属（例えば、アルミニウ
ムや銅等）からなる。
ューブ２ａと、各チューブ２ａの端に接続された上下の
ヘッダ２ｂ、２ｃと、各チューブ２ａ間に配置されたコ
ルゲートフィン２ｄとから構成され、一体ろう付けされ
たもので、各構成部品は伝熱性に優れた金属（例えば、
アルミニウムや銅等）からなる。凝縮器３は、沸騰器２
と同様、複数本のチューブ３ａと、上下のヘッダ３ｂ、
３ｃと、各チューブ３ａ間に配置されたコルゲートフィ
ン３ｄとから構成されて、一体ろう付けされたもので、
各構成部品は伝熱性に優れた金属（例えば、アルミニウ
ムや銅等）からなる。
【００１４】蒸気上昇管４および液戻し管５は、例えば
アルミニウム等の金属パイプを所定の長さに切断して使
用されるもので、蒸気上昇管４は、沸騰器２で発生し
て、沸騰器２の上部ヘッダ２ｂ内に収集された蒸気冷媒
を、凝縮器３の上部ヘッダ３ｂ内へ導くものである。ま
た、液戻し管５は、凝縮器３の下部ヘッダ３ｃ内に収集
された液冷媒を、沸騰器２の下部ヘッダ２ｃ内へ導くも
のである。
アルミニウム等の金属パイプを所定の長さに切断して使
用されるもので、蒸気上昇管４は、沸騰器２で発生し
て、沸騰器２の上部ヘッダ２ｂ内に収集された蒸気冷媒
を、凝縮器３の上部ヘッダ３ｂ内へ導くものである。ま
た、液戻し管５は、凝縮器３の下部ヘッダ３ｃ内に収集
された液冷媒を、沸騰器２の下部ヘッダ２ｃ内へ導くも
のである。
【００１５】沸騰器２の上方に凝縮器３が配置されるた
め、蒸気上昇管４は、沸騰器２の上部ヘッダ２ｂから、
少なくとも凝縮器３の上部ヘッダ３ｂまで立ち上げられ
るものである。蒸気上昇管４は、沸騰器２から最高位置
Ｈに達するまでの間、９０°を超えて屈曲することなく
立ち上げられるもので、この実施例の蒸気上昇管４は、
沸騰器２の上部ヘッダ２ｂから最高位置Ｈに達するまで
の間、ストレートに立ち上げられている。
め、蒸気上昇管４は、沸騰器２の上部ヘッダ２ｂから、
少なくとも凝縮器３の上部ヘッダ３ｂまで立ち上げられ
るものである。蒸気上昇管４は、沸騰器２から最高位置
Ｈに達するまでの間、９０°を超えて屈曲することなく
立ち上げられるもので、この実施例の蒸気上昇管４は、
沸騰器２の上部ヘッダ２ｂから最高位置Ｈに達するまで
の間、ストレートに立ち上げられている。
【００１６】沸騰冷却装置１の作動を説明する。沸騰冷
却装置１の運転状態では、内気ファン６の作動によって
筐体内の高温内気が沸騰器２に送風され、外気ファン７
の作動によって低温外気が凝縮器３に送風される。沸騰
器２内では液冷媒が高温内気から受熱して沸騰する。沸
騰した蒸気冷媒は、沸騰器２から蒸気上昇管４内に導か
れ、蒸気上昇管４を通って上昇し、低温外気に晒されて
低温、低圧になっている凝縮器３内に流入する。凝縮器
３に流入した蒸気冷媒は、外気ファン７によって通過す
る低温外気に熱を奪われて凝縮器３のチューブ３ａの内
壁に液化凝縮し、自重により下部に滴下する。滴下した
液冷媒は、液戻し管５を通って下降し、沸騰器２の下部
に戻され、上記のサイクルを繰り返す。以上のように、
冷媒が沸騰と凝縮とを繰り返して沸騰器２と凝縮器３と
を循環することにより、高温内気と低温外気とが混合す
ることなく、筐体内の熱を外部へ効率良く排出させるこ
とができ、筐体内の温度上昇が抑制できる。
却装置１の運転状態では、内気ファン６の作動によって
筐体内の高温内気が沸騰器２に送風され、外気ファン７
の作動によって低温外気が凝縮器３に送風される。沸騰
器２内では液冷媒が高温内気から受熱して沸騰する。沸
騰した蒸気冷媒は、沸騰器２から蒸気上昇管４内に導か
れ、蒸気上昇管４を通って上昇し、低温外気に晒されて
低温、低圧になっている凝縮器３内に流入する。凝縮器
３に流入した蒸気冷媒は、外気ファン７によって通過す
る低温外気に熱を奪われて凝縮器３のチューブ３ａの内
壁に液化凝縮し、自重により下部に滴下する。滴下した
液冷媒は、液戻し管５を通って下降し、沸騰器２の下部
に戻され、上記のサイクルを繰り返す。以上のように、
冷媒が沸騰と凝縮とを繰り返して沸騰器２と凝縮器３と
を循環することにより、高温内気と低温外気とが混合す
ることなく、筐体内の熱を外部へ効率良く排出させるこ
とができ、筐体内の温度上昇が抑制できる。
【００１７】（第１実施例の効果）この実施例の蒸気上
昇管４は、沸騰器２から最高位置Ｈに達するまでの間、
ストレートに立ち上げられている。このため、液冷媒が
蒸気冷媒とともに蒸気上昇管４内に導かれても、蒸気上
昇管４内で液冷媒が滞留することなく落下して沸騰器２
へ戻される。このように、蒸気上昇管４内で液冷媒が溜
まらないため、高圧側（蒸気上昇管４側）の圧力損失の
増加を抑制できる。このため、沸騰冷却装置１の高圧側
と低圧側との圧力差（ヘッド差）の増加が抑えられるこ
ととなり、沸騰冷却装置１の低圧側の液面の上昇が抑え
られ、凝縮器３内に冷媒の液面が上昇する不具合がな
い。この結果、従来の不具合（凝縮器３内に上昇した液
冷媒が、蒸気の分配量の少ない側のチューブ３ａ内に流
入し、その状態で安定化してしまい、部分的に凝縮機能
を果たさなくなってしまう不具合）の発生がなく、常に
凝縮器３全体を有効に使用できる。
昇管４は、沸騰器２から最高位置Ｈに達するまでの間、
ストレートに立ち上げられている。このため、液冷媒が
蒸気冷媒とともに蒸気上昇管４内に導かれても、蒸気上
昇管４内で液冷媒が滞留することなく落下して沸騰器２
へ戻される。このように、蒸気上昇管４内で液冷媒が溜
まらないため、高圧側（蒸気上昇管４側）の圧力損失の
増加を抑制できる。このため、沸騰冷却装置１の高圧側
と低圧側との圧力差（ヘッド差）の増加が抑えられるこ
ととなり、沸騰冷却装置１の低圧側の液面の上昇が抑え
られ、凝縮器３内に冷媒の液面が上昇する不具合がな
い。この結果、従来の不具合（凝縮器３内に上昇した液
冷媒が、蒸気の分配量の少ない側のチューブ３ａ内に流
入し、その状態で安定化してしまい、部分的に凝縮機能
を果たさなくなってしまう不具合）の発生がなく、常に
凝縮器３全体を有効に使用できる。
【００１８】（第１実施例の変形例）上記の第１実施例
では、沸騰器２から最高位置Ｈに達するまでの間、蒸気
上昇管４をストレートに立ち上げた例を示した。しかる
に、沸騰器２と凝縮器３との配置や、筐体を貫通する際
の傾き等の制約により、沸騰器２から最高位置Ｈに達す
るまでの間に、蒸気上昇管４に屈曲部４ａを１つあるい
は複数設ける必要性が生じる場合がある。このような場
合でも、蒸気上昇管４は、沸騰器２から最高位置Ｈに達
するまでの間、９０°を超えて屈曲することなく立ち上
げられる。つまり、図２に示すように、沸騰器２から最
高位置Ｈに達するまでの間に設ける屈曲部４ａの曲げ角
度は、９０°を超えるように設ける。このように設ける
ことにより、最高位置Ｈに達するまでの屈曲部４ａに液
冷媒が滞留する不具合がなく、上記実施例で示した効果
が得られる。
では、沸騰器２から最高位置Ｈに達するまでの間、蒸気
上昇管４をストレートに立ち上げた例を示した。しかる
に、沸騰器２と凝縮器３との配置や、筐体を貫通する際
の傾き等の制約により、沸騰器２から最高位置Ｈに達す
るまでの間に、蒸気上昇管４に屈曲部４ａを１つあるい
は複数設ける必要性が生じる場合がある。このような場
合でも、蒸気上昇管４は、沸騰器２から最高位置Ｈに達
するまでの間、９０°を超えて屈曲することなく立ち上
げられる。つまり、図２に示すように、沸騰器２から最
高位置Ｈに達するまでの間に設ける屈曲部４ａの曲げ角
度は、９０°を超えるように設ける。このように設ける
ことにより、最高位置Ｈに達するまでの屈曲部４ａに液
冷媒が滞留する不具合がなく、上記実施例で示した効果
が得られる。
【００１９】（第２実施例）図３は沸騰冷却装置１の冷
媒回路図である。この第２実施例は、蒸気上昇管４内に
進入した液冷媒を沸騰器２へ戻すことで従来の不具合を
解決するものである。蒸気上昇管４内の液冷媒を沸騰器
２へ戻す手段は、バイパス管８であり、このバイパス管
８は、沸騰器２から最高位置Ｈに達するまでの途中に設
けられた屈曲部４ａと、沸騰器２の下部ヘッダ２ｃとを
接続するものである。このバイパス管８は、蒸気上昇管
４に比較して十分細く設けられ、バイパス管８を介して
蒸気冷媒が沸騰器２へ戻される不具合を防いでいる。
媒回路図である。この第２実施例は、蒸気上昇管４内に
進入した液冷媒を沸騰器２へ戻すことで従来の不具合を
解決するものである。蒸気上昇管４内の液冷媒を沸騰器
２へ戻す手段は、バイパス管８であり、このバイパス管
８は、沸騰器２から最高位置Ｈに達するまでの途中に設
けられた屈曲部４ａと、沸騰器２の下部ヘッダ２ｃとを
接続するものである。このバイパス管８は、蒸気上昇管
４に比較して十分細く設けられ、バイパス管８を介して
蒸気冷媒が沸騰器２へ戻される不具合を防いでいる。
【００２０】（第２実施例の効果）この第２実施例で
は、液冷媒が蒸気冷媒とともに蒸気上昇管４内に導かれ
ても、蒸気上昇管４の途中に接続されたバイパス管８に
よって液冷媒が沸騰器２に戻されるため、蒸気上昇管４
内で液冷媒が滞留しない。このため、沸騰冷却装置１の
高圧側の圧力損失の増加が抑制されて、高圧側と低圧側
との圧力差の増加が抑えられることとなり、沸騰冷却装
置１の低圧側の液面の上昇が抑えられ、凝縮器３内に冷
媒の液面が上昇する不具合がない。この結果、従来の不
具合の発生がなく、常に凝縮器３全体を有効に使用でき
る。
は、液冷媒が蒸気冷媒とともに蒸気上昇管４内に導かれ
ても、蒸気上昇管４の途中に接続されたバイパス管８に
よって液冷媒が沸騰器２に戻されるため、蒸気上昇管４
内で液冷媒が滞留しない。このため、沸騰冷却装置１の
高圧側の圧力損失の増加が抑制されて、高圧側と低圧側
との圧力差の増加が抑えられることとなり、沸騰冷却装
置１の低圧側の液面の上昇が抑えられ、凝縮器３内に冷
媒の液面が上昇する不具合がない。この結果、従来の不
具合の発生がなく、常に凝縮器３全体を有効に使用でき
る。
【００２１】（第２実施例の変形例）上記の第２実施例
では、バイパス管８の下端を沸騰器２に接続したが、図
４に示すように、液戻し管５の途中に接続しても良い。
また、上記の第２実施例のバイパス管８は、蒸気上昇管
４と接続される部分から下方へ向かう例を示したが、図
４に示すように、バイパス管８の上部（蒸気上昇管４と
接続される付近）を水平方向に設けても良い。
では、バイパス管８の下端を沸騰器２に接続したが、図
４に示すように、液戻し管５の途中に接続しても良い。
また、上記の第２実施例のバイパス管８は、蒸気上昇管
４と接続される部分から下方へ向かう例を示したが、図
４に示すように、バイパス管８の上部（蒸気上昇管４と
接続される付近）を水平方向に設けても良い。
【００２２】（第３実施例）図５は沸騰冷却装置１の冷
媒回路図である。この第３実施例では、バイパス管８に
よって液冷媒のみを沸騰器２へ戻すために、バイパス管
８の途中に容器状の液溜め９が設けられている。この液
溜め９は、図６に示すように、気液分離して液冷媒のみ
を下方のバイパス管８内に導くものである。このため、
液溜め９内に蓄えられた液冷媒のみが、下方のバイパス
管８を介して沸騰器２へ戻されることとなり、バイパス
管８を介して蒸気冷媒が沸騰器２へ戻される不具合を確
実に防ぐことができる。なお、この第３実施例では、液
溜め９の上部のバイパス管８も、下部のバイパス管８と
同様、蒸気上昇管４に比較して十分細いものである。
媒回路図である。この第３実施例では、バイパス管８に
よって液冷媒のみを沸騰器２へ戻すために、バイパス管
８の途中に容器状の液溜め９が設けられている。この液
溜め９は、図６に示すように、気液分離して液冷媒のみ
を下方のバイパス管８内に導くものである。このため、
液溜め９内に蓄えられた液冷媒のみが、下方のバイパス
管８を介して沸騰器２へ戻されることとなり、バイパス
管８を介して蒸気冷媒が沸騰器２へ戻される不具合を確
実に防ぐことができる。なお、この第３実施例では、液
溜め９の上部のバイパス管８も、下部のバイパス管８と
同様、蒸気上昇管４に比較して十分細いものである。
【００２３】（第３実施例の変形例、その一）上記の第
３実施例では、液溜め９の上部のバイパス管８も、下部
のバイパス管８と同様、細く設けた例を示したが、図７
に示すように、液溜め９の上部のバイパス管８の太さを
蒸気上昇管４と同じ太さに設け、下部のバイパス管８の
み細く設けても良い。これにより、液溜め９内への液冷
媒の落下が容易になる。
３実施例では、液溜め９の上部のバイパス管８も、下部
のバイパス管８と同様、細く設けた例を示したが、図７
に示すように、液溜め９の上部のバイパス管８の太さを
蒸気上昇管４と同じ太さに設け、下部のバイパス管８の
み細く設けても良い。これにより、液溜め９内への液冷
媒の落下が容易になる。
【００２４】（第３実施例の変形例、その二）上記の第
３実施例では、バイパス管８の途中に液溜め９を配置し
たが、図８に示すように、蒸気上昇管４の途中に液溜め
９を配置し、液溜め９内の液冷媒をバイパス管８で沸騰
器２へ戻すように設けても良い。
３実施例では、バイパス管８の途中に液溜め９を配置し
たが、図８に示すように、蒸気上昇管４の途中に液溜め
９を配置し、液溜め９内の液冷媒をバイパス管８で沸騰
器２へ戻すように設けても良い。
【００２５】（第４実施例）図９は沸騰器２の概略正面
図である。この第４実施例は、蒸気上昇管４内に液冷媒
が進入するのを防ぐことで、圧力損失の増加を防ぐもの
である。蒸気上昇管４内に液冷媒が進入するのを防ぐ手
段として、蒸気冷媒は通過させるが、液冷媒の通過は阻
止する干渉手段１０を用いたものである。この第４実施
例に示す干渉手段１０は、図１０に示すように、蒸気上
昇管４の入口（蒸気進入口）に配置された格子で、この
格子は一重あるいは多重配置された金網等よりなる。
図である。この第４実施例は、蒸気上昇管４内に液冷媒
が進入するのを防ぐことで、圧力損失の増加を防ぐもの
である。蒸気上昇管４内に液冷媒が進入するのを防ぐ手
段として、蒸気冷媒は通過させるが、液冷媒の通過は阻
止する干渉手段１０を用いたものである。この第４実施
例に示す干渉手段１０は、図１０に示すように、蒸気上
昇管４の入口（蒸気進入口）に配置された格子で、この
格子は一重あるいは多重配置された金網等よりなる。
【００２６】（第４実施例の効果）この第４実施例で
は、液冷媒が蒸気冷媒とともに蒸気上昇管４内に進入し
ようとしても、液冷媒は干渉手段１０によって蒸気上昇
管４への通過が阻止され、蒸気冷媒のみが蒸気上昇管４
内に進入する。このように、蒸気上昇管４内へ液冷媒が
進入しないため、蒸気上昇管４内で液冷媒が溜まらなく
なり、沸騰冷却装置１の高圧側の圧力損失の増加が抑制
される。このため、高圧側と低圧側との圧力差の増加が
抑えられることとなり、沸騰冷却装置１の低圧側の液面
の上昇が抑えられ、凝縮器３内に冷媒の液面が上昇する
不具合がない。この結果、従来の不具合の発生がなく、
常に凝縮器３全体を有効に使用できる。
は、液冷媒が蒸気冷媒とともに蒸気上昇管４内に進入し
ようとしても、液冷媒は干渉手段１０によって蒸気上昇
管４への通過が阻止され、蒸気冷媒のみが蒸気上昇管４
内に進入する。このように、蒸気上昇管４内へ液冷媒が
進入しないため、蒸気上昇管４内で液冷媒が溜まらなく
なり、沸騰冷却装置１の高圧側の圧力損失の増加が抑制
される。このため、高圧側と低圧側との圧力差の増加が
抑えられることとなり、沸騰冷却装置１の低圧側の液面
の上昇が抑えられ、凝縮器３内に冷媒の液面が上昇する
不具合がない。この結果、従来の不具合の発生がなく、
常に凝縮器３全体を有効に使用できる。
【００２７】（第４実施例の変形例、その一）上記の第
４実施例では、干渉手段１０の一例として、蒸気上昇管
４の入口に格子を配置した例を示したが、図１１に示す
ように、蒸気上昇管４の入口にルーバを用いて液冷媒の
通過を阻止しても良い。
４実施例では、干渉手段１０の一例として、蒸気上昇管
４の入口に格子を配置した例を示したが、図１１に示す
ように、蒸気上昇管４の入口にルーバを用いて液冷媒の
通過を阻止しても良い。
【００２８】（第４実施例の変形例、その二）上記の第
４実施例では、干渉手段１０を蒸気上昇管４の入口に配
置した例を示したが、図１２に示すように、沸騰器２の
上部ヘッダ２ｂ内に干渉手段１０（格子やルーバ等）を
配置し、液冷媒が蒸気上昇管４に進入するのを防ぐよう
に設けても良い。
４実施例では、干渉手段１０を蒸気上昇管４の入口に配
置した例を示したが、図１２に示すように、沸騰器２の
上部ヘッダ２ｂ内に干渉手段１０（格子やルーバ等）を
配置し、液冷媒が蒸気上昇管４に進入するのを防ぐよう
に設けても良い。
【００２９】（第５実施例）図１３は沸騰冷却装置１の
冷媒回路図である。この第５実施例は、これまでの実施
例のように、圧力損失を抑えることで凝縮器３内に冷媒
の液面が上昇するのを防ぐものではなく、例え圧力損失
が増加しても凝縮器３内に冷媒の液面が上昇するのを防
ぐものである。その手段として、この第５実施例では、
液戻し管５の途中に液冷媒を収容可能な液溜め９を配置
している。この液溜め９は、図１４に示すように、所定
量の液冷媒を蓄えることが可能な容器状のものであり、
できるだけ高い位置に設置するのが好ましい。
冷媒回路図である。この第５実施例は、これまでの実施
例のように、圧力損失を抑えることで凝縮器３内に冷媒
の液面が上昇するのを防ぐものではなく、例え圧力損失
が増加しても凝縮器３内に冷媒の液面が上昇するのを防
ぐものである。その手段として、この第５実施例では、
液戻し管５の途中に液冷媒を収容可能な液溜め９を配置
している。この液溜め９は、図１４に示すように、所定
量の液冷媒を蓄えることが可能な容器状のものであり、
できるだけ高い位置に設置するのが好ましい。
【００３０】（第５実施例の効果）この第５実施例で
は、熱負荷の急増等により、沸騰冷却装置１の高圧側の
圧力損失が増加して、低圧側との圧力差が大きくなった
場合、低圧側である液戻し管５内の液面が上昇するよう
に作用する。しかるに、液戻し管５内で増加する液冷媒
は液溜め９によって蓄えられるため、凝縮器３内に冷媒
の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器３全体を有効に
使用できる。また、液戻し管５内で増加する液面が液溜
め９に達すると、沸騰器２内の液面が急激に降下し、沸
騰器２内で発生する蒸気量が減少する。このように、液
戻し管５の上部に液溜め９を設けることによって、蒸気
流量の急激な増加を緩和する働きもある。
は、熱負荷の急増等により、沸騰冷却装置１の高圧側の
圧力損失が増加して、低圧側との圧力差が大きくなった
場合、低圧側である液戻し管５内の液面が上昇するよう
に作用する。しかるに、液戻し管５内で増加する液冷媒
は液溜め９によって蓄えられるため、凝縮器３内に冷媒
の液面が上昇する不具合がなく、凝縮器３全体を有効に
使用できる。また、液戻し管５内で増加する液面が液溜
め９に達すると、沸騰器２内の液面が急激に降下し、沸
騰器２内で発生する蒸気量が減少する。このように、液
戻し管５の上部に液溜め９を設けることによって、蒸気
流量の急激な増加を緩和する働きもある。
【００３１】（第６実施例）図１５は沸騰冷却装置１の
正面図である。この第６実施例は、上記の第５実施例と
同様、例え圧力損失が増加しても凝縮器３内に冷媒の液
面が上昇するのを防ぐものである。その手段として、こ
の第６実施例では、沸騰器２の上方の液戻し管５を蛇行
あるいは旋回させ、この蛇行部５ａ（あるいは旋回部）
に所定量の液冷媒を蓄える液溜めの機能を持たせたもの
である。これによって、上記第５実施例で示した効果を
得ることができる。
正面図である。この第６実施例は、上記の第５実施例と
同様、例え圧力損失が増加しても凝縮器３内に冷媒の液
面が上昇するのを防ぐものである。その手段として、こ
の第６実施例では、沸騰器２の上方の液戻し管５を蛇行
あるいは旋回させ、この蛇行部５ａ（あるいは旋回部）
に所定量の液冷媒を蓄える液溜めの機能を持たせたもの
である。これによって、上記第５実施例で示した効果を
得ることができる。
【図１】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第１実施
例）。
例）。
【図２】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第１実施例
の変形例）。
の変形例）。
【図３】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第２実施
例）。
例）。
【図４】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第２実施例
の変形例）。
の変形例）。
【図５】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第３実施
例）。
例）。
【図６】液溜めの断面図である（第３実施例）。
【図７】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第３実施例
の変形例、その一）。
の変形例、その一）。
【図８】液溜めの断面図である（第３実施例の変形例、
その二）。
その二）。
【図９】沸騰器の概略正面図である（第４実施例）。
【図１０】干渉手段の説明図である（第４実施例）。
【図１１】干渉手段の説明図である（第４実施例の変形
例、その一）。
例、その一）。
【図１２】干渉手段の説明図である（第４実施例の変形
例、その二）。
例、その二）。
【図１３】沸騰冷却装置の冷媒回路図である（第５実施
例）。
例）。
【図１４】液溜めの断面図である（第５実施例）。
【図１５】沸騰冷却装置の正面図である（第６実施
例）。
例）。
【図１６】凝縮器の断面図である（従来技術の説明）。
１ 沸騰冷却装置 ２ 沸騰器 ３ 凝縮器 ４ 蒸気上昇管 ４ａ 屈曲部 ５ 液戻し管 ５ａ 蛇行部 ８ バイパス管 ９ 液溜め １０ 干渉手段 Ｈ 最高位置
Claims (7)
- 【請求項１】発熱体を収納する筐体内を冷却する沸騰冷
却装置であって、 前記筐体内の内気から受熱して沸騰する液冷媒が封入さ
れた沸騰器と、 この沸騰器で発生した蒸気冷媒を前記筐体外の外気によ
って液化凝縮させる凝縮器と、 前記沸騰器で発生した蒸気を前記凝縮器へ導く蒸気上昇
管と、 前記凝縮器で液化凝縮した液冷媒を前記沸騰器へ戻す液
戻し管と、を備え、 前記蒸気上昇管は、前記沸騰器から最高位置に達するま
での間、９０°を超えて屈曲することなく立ち上げられ
たことを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項２】発熱体を収納する筐体内を冷却する沸騰冷
却装置であって、 前記筐体内の内気から受熱して沸騰する液冷媒が封入さ
れた沸騰器と、 この沸騰器で発生した蒸気冷媒を前記筐体外の外気によ
って液化凝縮させる凝縮器と、 前記沸騰器で発生した蒸気を前記凝縮器へ導く蒸気上昇
管と、 前記凝縮器で液化凝縮した液冷媒を前記沸騰器へ戻す液
戻し管と、 前記蒸気上昇管の途中に接続して設けられ、前記蒸気上
昇管内の液冷媒を前記沸騰器へ戻すバイパス管と、を備
えることを特徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項３】請求項２の沸騰冷却装置において、 前記蒸気上昇管または前記バイパス管には、液冷媒を蓄
える液溜めが配置されたことを特徴とする沸騰冷却装
置。 - 【請求項４】請求項２または請求項３の沸騰冷却装置に
おいて、 前記沸騰器あるいは前記液戻し管に接続される前記バイ
パス管は、前記蒸気上昇管より細く設けられたことを特
徴とする沸騰冷却装置。 - 【請求項５】発熱体を収納する筐体内を冷却する沸騰冷
却装置であって、 前記筐体内の内気から受熱して沸騰する液冷媒が封入さ
れた沸騰器と、 この沸騰器で発生した蒸気冷媒を前記筐体外の外気によ
って液化凝縮させる凝縮器と、 前記沸騰器で発生した蒸気を前記凝縮器へ導く蒸気上昇
管と、 前記凝縮器で液化凝縮した液冷媒を前記沸騰器へ戻す液
戻し管と、 前記沸騰器の蒸気流出口付近に設けられ、液冷媒の通過
を阻止する干渉手段と、を備えることを特徴とする沸騰
冷却装置。 - 【請求項６】発熱体を収納する筐体内を冷却する沸騰冷
却装置であって、 前記筐体内の内気から受熱して沸騰する液冷媒が封入さ
れた沸騰器と、 この沸騰器で発生した蒸気冷媒を前記筐体外の外気によ
って液化凝縮させる凝縮器と、 前記沸騰器で発生した蒸気を前記凝縮器へ導く蒸気上昇
管と、 前記凝縮器で液化凝縮した液冷媒を前記沸騰器へ戻す液
戻し管と、 この液戻し管の途中に設けられ、所定量の液冷媒を蓄え
可能な液溜めと、を備えることを特徴とする沸騰冷却装
置。 - 【請求項７】発熱体を収納する筐体内を冷却する沸騰冷
却装置であって、 前記筐体内の内気から受熱して沸騰する液冷媒が封入さ
れた沸騰器と、 この沸騰器で発生した蒸気冷媒を前記筐体外の外気によ
って液化凝縮させる凝縮器と、 前記沸騰器で発生した蒸気を前記凝縮器へ導く蒸気上昇
管と、 前記凝縮器で液化凝縮した液冷媒を前記沸騰器へ戻すと
ともに、蛇行あるいは旋回して所定量の液冷媒を蓄え可
能な液戻し管と、を備えることを特徴とする沸騰冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826698A JPH11325766A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 沸騰冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826698A JPH11325766A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 沸騰冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325766A true JPH11325766A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15217921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13826698A Pending JPH11325766A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 沸騰冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11325766A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010133640A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Toyota Industries Corp | 沸騰冷却装置 |
| JP2013113498A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Hitachi Appliances Inc | 空気調和機 |
| CN105009022A (zh) * | 2013-02-26 | 2015-10-28 | 日本电气株式会社 | 电子装置冷却系统和电子装置冷却系统制造方法 |
| JP2016065681A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 日本電気株式会社 | 冷却装置 |
| JP2016164478A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社東芝 | 冷却装置 |
| WO2018070116A1 (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | 冷却装置 |
-
1998
- 1998-05-20 JP JP13826698A patent/JPH11325766A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010133640A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Toyota Industries Corp | 沸騰冷却装置 |
| JP2013113498A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Hitachi Appliances Inc | 空気調和機 |
| CN105009022A (zh) * | 2013-02-26 | 2015-10-28 | 日本电气株式会社 | 电子装置冷却系统和电子装置冷却系统制造方法 |
| JPWO2014132592A1 (ja) * | 2013-02-26 | 2017-02-02 | 日本電気株式会社 | 電子機器冷却システム及び電子機器冷却システムの製造方法 |
| JP2016065681A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 日本電気株式会社 | 冷却装置 |
| JP2016164478A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社東芝 | 冷却装置 |
| US10845127B2 (en) | 2015-03-06 | 2020-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling device |
| WO2018070116A1 (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | 冷却装置 |
| JPWO2018070116A1 (ja) * | 2016-10-12 | 2019-03-22 | 株式会社デンソー | 冷却装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071106 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080311 |