JPS5987324A - 沸騰冷却装置の冷媒液量検出方法 - Google Patents
沸騰冷却装置の冷媒液量検出方法Info
- Publication number
- JPS5987324A JPS5987324A JP57197986A JP19798682A JPS5987324A JP S5987324 A JPS5987324 A JP S5987324A JP 57197986 A JP57197986 A JP 57197986A JP 19798682 A JP19798682 A JP 19798682A JP S5987324 A JPS5987324 A JP S5987324A
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- Japan
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- refrigerant
- liquid
- ultrasonic
- liquid level
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
- G01F23/2967—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は沸騰冷却装置（以下単に冷却器と略す）内の
電気回路（例えばサイリスタを複数個ヒートシンクに取
付、互いに接続したようなものを含む）が何らかの原因
によって冷媒液の液量が変化した場合、それを検出する
ようにした冷媒液量検出方法に関するものである。
電気回路（例えばサイリスタを複数個ヒートシンクに取
付、互いに接続したようなものを含む）が何らかの原因
によって冷媒液の液量が変化した場合、それを検出する
ようにした冷媒液量検出方法に関するものである。
周知のように半導体素子の冷却装置としては。
自然対流冷却および強制対流冷却がよく知られているが
、大容置のものになると、凝縮性冷媒によるきわめて有
効な冷却装置すなわち、沸騰冷却装置を適用するのが普
通である。
、大容置のものになると、凝縮性冷媒によるきわめて有
効な冷却装置すなわち、沸騰冷却装置を適用するのが普
通である。
従来１例えばレーダアンテナ駆動用の半導体制御装置に
適用される沸騰冷却装置は、車輛等に塔載され、フロン
等の冷媒を用いるが、容器とカバーの間のシールしてい
る部材が経年変化などにより、長期間経つと容器内の却
媒がわずかづつ外部へ漏れてしまうということがあった
。なぜならば。
適用される沸騰冷却装置は、車輛等に塔載され、フロン
等の冷媒を用いるが、容器とカバーの間のシールしてい
る部材が経年変化などにより、長期間経つと容器内の却
媒がわずかづつ外部へ漏れてしまうということがあった
。なぜならば。
半導体素子による発熱のため容器内部は周囲の空気より
も圧力が高くなるからである、従って、電（２） 気回路が冷媒液面よシ露出してしまうということがある
が、それを容器外から知ることはできず。
も圧力が高くなるからである、従って、電（２） 気回路が冷媒液面よシ露出してしまうということがある
が、それを容器外から知ることはできず。
きわめて危険であった。すなわち、電気回路が冷媒液面
から露出すれば、半導体素子内部の接合温度が上昇し、
破損に至るという問題があった。
から露出すれば、半導体素子内部の接合温度が上昇し、
破損に至るという問題があった。
この発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、超音
波振動子を冷媒液中の所定の深さの位置に設け、液位を
検出して、外部に警報を発するか。
波振動子を冷媒液中の所定の深さの位置に設け、液位を
検出して、外部に警報を発するか。
または電気回路をしゃ断することにより、半導体素子の
破損を防ぐために冷媒の液面変位を検出するようにした
冷媒液量検出方法を提供することを目的とするものであ
る。
破損を防ぐために冷媒の液面変位を検出するようにした
冷媒液量検出方法を提供することを目的とするものであ
る。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図において、（１）は沸騰冷却用容器（２）の内側に
配置し、液相冷媒（３）に浸漬した半導体素子。
１図において、（１）は沸騰冷却用容器（２）の内側に
配置し、液相冷媒（３）に浸漬した半導体素子。
（４）は容器（２）とカバー（５）をシールするパツキ
ン、（６）はカバー（５）の外面に取付られた放熱用フ
ィン、（７）は容器（２）の液相冷媒（３）中に所定の
深さの位置にプラタン） （８ｎ）に取付（固定）けら
れた発振用超音波振動子、（９）はプラタン） （８ｇ
）に取付（固定）（３） られ９発振用超音波振動子（７）と同一方向に向いた受
信用超音波振動子である。そして、 （１０１は発振用
超音波振動子（７）と受信用超音波振動子（９）に対向
した位置にあり、容器（２）の内壁へブラケット（８１
Ｉ）により取付られた反射板、 （１１１は気相冷媒で
ある。
ン、（６）はカバー（５）の外面に取付られた放熱用フ
ィン、（７）は容器（２）の液相冷媒（３）中に所定の
深さの位置にプラタン） （８ｎ）に取付（固定）けら
れた発振用超音波振動子、（９）はプラタン） （８ｇ
）に取付（固定）（３） られ９発振用超音波振動子（７）と同一方向に向いた受
信用超音波振動子である。そして、 （１０１は発振用
超音波振動子（７）と受信用超音波振動子（９）に対向
した位置にあり、容器（２）の内壁へブラケット（８１
Ｉ）により取付られた反射板、 （１１１は気相冷媒で
ある。
さらに、０２１は上記発振用超音波撮動子（７）と受信
用超音波振動子（９）に接続する増幅器、負荷（例えば
ランプ、ブザー等）からなる検出器本体である。
用超音波振動子（９）に接続する増幅器、負荷（例えば
ランプ、ブザー等）からなる検出器本体である。
ところで、超音波は振動子から液体中に入射する場合と
、気体中に入射する場合では、それぞれの音響インピー
ダンス（Ｋｙ／ｒＩ＝ｓｅｅ ）が異なるため。
、気体中に入射する場合では、それぞれの音響インピー
ダンス（Ｋｙ／ｒＩ＝ｓｅｅ ）が異なるため。
発振と受信の強さの比を検出すれば、それぞれの振動子
が液体中にあるのか、あるいは気体中にあるのかを知る
ことができ、冷媒液が所定の液体を保っているか否かを
知ることができる。ちなみに気体２例えば空気の音響イ
ンピーダンスは４Ｘ１０２紛／♂・ｓｅｅ 、フロン等
の冷媒液は１〜３Ｘ１０’Ｋｇ／Ｗ・Ｓｌ・Ｃであり、
その差を検出することは容易である。
が液体中にあるのか、あるいは気体中にあるのかを知る
ことができ、冷媒液が所定の液体を保っているか否かを
知ることができる。ちなみに気体２例えば空気の音響イ
ンピーダンスは４Ｘ１０２紛／♂・ｓｅｅ 、フロン等
の冷媒液は１〜３Ｘ１０’Ｋｇ／Ｗ・Ｓｌ・Ｃであり、
その差を検出することは容易である。
この発明は、このような物質の超音波に対する音響イン
ピーダンスの特性を利用したもので、以（４） 上のように構成された沸騰冷却装置において、液相冷媒
（３）は半導体素子（１）から発生した熱と熱交換する
ことにより１図示しない気泡となって上昇し。
ピーダンスの特性を利用したもので、以（４） 上のように構成された沸騰冷却装置において、液相冷媒
（３）は半導体素子（１）から発生した熱と熱交換する
ことにより１図示しない気泡となって上昇し。
気相冷媒（１１１になる。この気相冷媒０１１は容器（
２）の内壁でフィン（６）に熱伝達して凝縮し１重力の
作用により再び液相冷媒（３）にもどる。この種の冷却
装置は以上のような行程を繰り返して、半導体素子（１
）を有効かつ効率よく冷却せしめるものである。
２）の内壁でフィン（６）に熱伝達して凝縮し１重力の
作用により再び液相冷媒（３）にもどる。この種の冷却
装置は以上のような行程を繰り返して、半導体素子（１
）を有効かつ効率よく冷却せしめるものである。
また、電気回路が稼動している時は、半導体素子（１）
から熱が発生するので気相冷媒αυはフィン（６）の放
熱効果と平衡して、最大数気圧にも達する。
から熱が発生するので気相冷媒αυはフィン（６）の放
熱効果と平衡して、最大数気圧にも達する。
ここで、前述のように、経年変化などでパツキン（４）
の気密が完全でない場合、気相冷媒（１１）は容器（２
）とカバー（５）の間から周囲の空気中に放散され、液
位が徐々に低下し、半導体素子（１）が液体外に露出す
ることになる。すなわち液位が実線αＪの位置を保てば
１発振用超音波振動子（７）と受信用超音波振動子（９
）は液体中に位置しており２発振用超音波振動子（７）
から生じた図示していない超音波は２反射板００）によ
り反射し、さらに受信用超音波振動子（９）（５） は途中の媒体の音響インピーダンスに応じてその強さを
受信することになり、液位の位置を知ることができる。
の気密が完全でない場合、気相冷媒（１１）は容器（２
）とカバー（５）の間から周囲の空気中に放散され、液
位が徐々に低下し、半導体素子（１）が液体外に露出す
ることになる。すなわち液位が実線αＪの位置を保てば
１発振用超音波振動子（７）と受信用超音波振動子（９
）は液体中に位置しており２発振用超音波振動子（７）
から生じた図示していない超音波は２反射板００）によ
り反射し、さらに受信用超音波振動子（９）（５） は途中の媒体の音響インピーダンスに応じてその強さを
受信することになり、液位の位置を知ることができる。
一方、液位が点線Ｏａの位置になれば。
発振用超音波撮動子（７）と受信用超音波振動子（９）
は液体外に露出することになり、同様にして液位の位置
を知ることができる。従って、液位の低下を容易に知る
ことができる。
は液体外に露出することになり、同様にして液位の位置
を知ることができる。従って、液位の低下を容易に知る
ことができる。
この発明は以上のようになっているから、沸騰冷却装置
の容器中の液位を容器外において容易に知ることができ
る。
の容器中の液位を容器外において容易に知ることができ
る。
なお、この種容器は一般には気密が要求され。
かつ外表面を放熱フィンで形成されており、内部を見透
せないものが多いが、この発明によればそのような場合
にも適用できる。さらに、フロートを利用したり、ある
いは圧力計、差圧計を用いる従来の方法と異なり、構造
が簡単で、しかも可動部分がないので、耐撮性が要求さ
れる場合などにも長時間にわたってメンテナンスなしで
使用できる効果がある。
せないものが多いが、この発明によればそのような場合
にも適用できる。さらに、フロートを利用したり、ある
いは圧力計、差圧計を用いる従来の方法と異なり、構造
が簡単で、しかも可動部分がないので、耐撮性が要求さ
れる場合などにも長時間にわたってメンテナンスなしで
使用できる効果がある。
さらに、この発明は上記実施例に限定されるも（６）
のではなく１例えば発振用超音波振動子（７）と受信用
超音波振動子（９）１反射板ａ■は液位の上面、下面方
向に設置してもよい。！Ｊ、た１反射板（１０を用いず
。
超音波振動子（９）１反射板ａ■は液位の上面、下面方
向に設置してもよい。！Ｊ、た１反射板（１０を用いず
。
発振用超音波振動子（７）と受信用超音波振動子（９）
のみを用いて、超音波による容器壁面の反射を利用して
液位の検出を行なってもよい。
のみを用いて、超音波による容器壁面の反射を利用して
液位の検出を行なってもよい。
図はこの発明による方法を適用した沸騰冷却装置を示す
図であり、（１）は半導体素子、（２）は容器。 （３）は液相冷媒、（７）は発振用超音波振動子、（９
）は受信用超音波振動子、（１αは反射板、 ＋１．１
．）は気相冷媒である。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号をけして
示しである。 代理人 葛 野 信 − （７）
図であり、（１）は半導体素子、（２）は容器。 （３）は液相冷媒、（７）は発振用超音波振動子、（９
）は受信用超音波振動子、（１αは反射板、 ＋１．１
．）は気相冷媒である。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号をけして
示しである。 代理人 葛 野 信 − （７）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 容器内に冷媒が所定の量大れてあり、その冷媒の沸騰→
凝縮→沸騰・−・・−のサイクルによって上記冷媒液体
中に浸しである電気回路を冷却するとともに、上記冷媒
液体中の所定の深さの位置に発振用超音波振動子と受信
用超音波振動子とを同一方向に向けて設け、かつそれら
に対向して反射板を設け、上記冷媒の液位変化を上記発
振用超音波振動子から生じ、かつ上記反射板で反射し、
さらに受信用超音波振動子によって受信される超音波の
強さにより、上記冷媒液量が適度に電気回路を溝してい
るかどうかを検出するようにしたことを特徴とする沸騰
冷却装置の冷媒液量検出方法。□（２）超音波の反射板
は発振用および受信用振動子が取付けられている面と対
向する壁面に設けてることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の沸騰冷却装置の冷媒液量検出方法。 （１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197986A JPS5987324A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 沸騰冷却装置の冷媒液量検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197986A JPS5987324A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 沸騰冷却装置の冷媒液量検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987324A true JPS5987324A (ja) | 1984-05-19 |
Family
ID=16383605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197986A Pending JPS5987324A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 沸騰冷却装置の冷媒液量検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987324A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6358064A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-12 | 株式会社東芝 | 冷凍サイクル装置 |
| US4969319A (en) * | 1988-09-16 | 1990-11-13 | Deere & Company | Engine/transaxle combination |
| US5067933A (en) * | 1986-08-28 | 1991-11-26 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Unitized power system and vehicles employing same |
-
1982
- 1982-11-11 JP JP57197986A patent/JPS5987324A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5067933A (en) * | 1986-08-28 | 1991-11-26 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Unitized power system and vehicles employing same |
| JPS6358064A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-12 | 株式会社東芝 | 冷凍サイクル装置 |
| US4969319A (en) * | 1988-09-16 | 1990-11-13 | Deere & Company | Engine/transaxle combination |
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