JPS60253790A - 熱伝達装置 - Google Patents
熱伝達装置Info
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- JPS60253790A JPS60253790A JP59108312A JP10831284A JPS60253790A JP S60253790 A JPS60253790 A JP S60253790A JP 59108312 A JP59108312 A JP 59108312A JP 10831284 A JP10831284 A JP 10831284A JP S60253790 A JPS60253790 A JP S60253790A
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- JP
- Japan
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- heat transfer
- liquid
- cooling surface
- heat
- transfer device
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は沸騰−凝縮を利用した熱伝達装置の構成に関す
る。
る。
第１図は従来の熱伝達装置の構成を示したものである。
下面２．上面３．側壁部４によシ容器１ ゛艇構成され
ていて、この内部を真空引き後、蒸発性の液体５（例え
ばフロン、アルコール等）が入れである。下面２は加熱
面であり、ヒーターその他の熱源によシ加熱されている
。上面３は冷却面であシ、空気や水の自然対流あるいは
強制対流によって冷却されている。下面２に接している
液体５は熱を受けて沸騰し、発生した気泡６は浮力によ
って上昇し液面９′部に達する。液面９部からは蒸気と
なって、蒸気圧差によって上面３に到達し、ここで冷却
されて液化する。これ罠より上面３の下部には凝縮液膜
７が形成し、これは重力によって下部に落下し元に戻り
、・再び同じサイクルをくり返す。上面３部にて放出さ
れた凝縮熱は、その外面を流れる空気や水によって熱除
去される。
ていて、この内部を真空引き後、蒸発性の液体５（例え
ばフロン、アルコール等）が入れである。下面２は加熱
面であり、ヒーターその他の熱源によシ加熱されている
。上面３は冷却面であシ、空気や水の自然対流あるいは
強制対流によって冷却されている。下面２に接している
液体５は熱を受けて沸騰し、発生した気泡６は浮力によ
って上昇し液面９′部に達する。液面９部からは蒸気と
なって、蒸気圧差によって上面３に到達し、ここで冷却
されて液化する。これ罠より上面３の下部には凝縮液膜
７が形成し、これは重力によって下部に落下し元に戻り
、・再び同じサイクルをくり返す。上面３部にて放出さ
れた凝縮熱は、その外面を流れる空気や水によって熱除
去される。
このような熱伝達装置は、金属の単なる熱伝導を利用す
るものに対して著しく熱抵抗が小さいため、半導体素子
あるいは電気機械等の発熱物体の冷却にしばしば利用さ
れる。しかしこの熱伝達装置を、さらに高性能化し、発
熱物体を高性能化するためには、加熱面側の液体の沸騰
部の熱抵抗及び冷却面側の凝縮液膜７の熱抵抗を小さく
する必要がある。一般に沸騰部の熱抵抗に対し凝縮液膜
７の熱抵抗が数倍大きいので、凝縮液膜７の熱抵抗を低
減するのが効果的である。このため現在種々の検討が行
なわれている。たとえば上面３の下部に多数のフィンを
設けたものがあるが、加工が困難であったり、工数が著
しく増加するという欠点がある。これを解決する方法と
して第２図に示す方法が提案されている（ Ａ＋Ｍａｒ
ｋｏｗｉｔｚ、Ｂｏｉｌｉｎｇａｎｄ Ｃｏｎｄｅｎｓ
ａｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｌｉｇｕｉｄ−ＦｉｌｌｅｄＥ
ｎｃｌｏ６ｕｒｅ、ＭＩＴ Ｒｅ１）Ｏｆｔ ＮＥ−Ｄ
ＳＲ２９０７７−７３Ｊａｎ・１９７１）。この方法は
、上面３の上部に補助容器１０を設け、容器１とそれを
パイプ１０′によって連結したものであり、加工の困難
な多数のフィンは無い。つまり内部に入れる液体５の量
を増やし、パイプ１０′を通して、液体５の液面９が補
助容器１０の内部に位置するまで入れる。このようにす
ると、下面２に入力を入れない時、上面３は液体５に接
しておシ、入力を入れΣと沸騰して発生した気泡６が上
昇し、上面３部に激しく衝突する。このため上面３では
、気泡６′と液体５との一種の強制対流伝熱となる。し
かし実際にその部分の熱抵抗を測定してみると、第１図
の方法よシ大きく、特に下面３部の熱流束が小さい時に
は著しく熱抵抗が太きい。これは液体５中の気泡６，６
′の大きさが、上面３で冷却されて下部に降下して来る
液体５により予冷されて小さくなるため、気泡６，６′
の強制対流効果が弱くなるため、である。第５図は、上
面３の熱流束Ｑｃと、熱抵抗αＣとの関係を示したもの
である。実線（従来■）は、第１図に示す方法における
ｑｃとαＣとの関係を示している。（ｌｃ が大きくな
るにつれ、下面３部に形成する凝縮液膜７の厚さが淳く
なるので、（ｌｃ の増加につれαＣは小さくなＺ二点
鎖線（従来■）は、第２図に示す方法に対応するもので
ある。特にｑｃの小さな領域では、気泡６，６′が液体
５により予冷される効果が大きく、その大きさが小さく
なシしたがって前述の強制対流効果が弱くなシ、αＣは
実線より著しく小さくなる。Ｑｃ が大きくなっても二
点鎖線は実線に一致するのみであり、従来■の方法より
熱伝達率は大きくならない。ただし、この従来■の方法
は、内部に不凝縮性の空気等が入った時、空気を補助容
器１０内の蒸気空間部８′へ集め、上面３への熱伝達率
を激減させないようにする効果はある０ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上述した従来例よシも、冷却面側の熱
伝達率を向上し、熱伝達装置を高性能化することにある
。
るものに対して著しく熱抵抗が小さいため、半導体素子
あるいは電気機械等の発熱物体の冷却にしばしば利用さ
れる。しかしこの熱伝達装置を、さらに高性能化し、発
熱物体を高性能化するためには、加熱面側の液体の沸騰
部の熱抵抗及び冷却面側の凝縮液膜７の熱抵抗を小さく
する必要がある。一般に沸騰部の熱抵抗に対し凝縮液膜
７の熱抵抗が数倍大きいので、凝縮液膜７の熱抵抗を低
減するのが効果的である。このため現在種々の検討が行
なわれている。たとえば上面３の下部に多数のフィンを
設けたものがあるが、加工が困難であったり、工数が著
しく増加するという欠点がある。これを解決する方法と
して第２図に示す方法が提案されている（ Ａ＋Ｍａｒ
ｋｏｗｉｔｚ、Ｂｏｉｌｉｎｇａｎｄ Ｃｏｎｄｅｎｓ
ａｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｌｉｇｕｉｄ−ＦｉｌｌｅｄＥ
ｎｃｌｏ６ｕｒｅ、ＭＩＴ Ｒｅ１）Ｏｆｔ ＮＥ−Ｄ
ＳＲ２９０７７−７３Ｊａｎ・１９７１）。この方法は
、上面３の上部に補助容器１０を設け、容器１とそれを
パイプ１０′によって連結したものであり、加工の困難
な多数のフィンは無い。つまり内部に入れる液体５の量
を増やし、パイプ１０′を通して、液体５の液面９が補
助容器１０の内部に位置するまで入れる。このようにす
ると、下面２に入力を入れない時、上面３は液体５に接
しておシ、入力を入れΣと沸騰して発生した気泡６が上
昇し、上面３部に激しく衝突する。このため上面３では
、気泡６′と液体５との一種の強制対流伝熱となる。し
かし実際にその部分の熱抵抗を測定してみると、第１図
の方法よシ大きく、特に下面３部の熱流束が小さい時に
は著しく熱抵抗が太きい。これは液体５中の気泡６，６
′の大きさが、上面３で冷却されて下部に降下して来る
液体５により予冷されて小さくなるため、気泡６，６′
の強制対流効果が弱くなるため、である。第５図は、上
面３の熱流束Ｑｃと、熱抵抗αＣとの関係を示したもの
である。実線（従来■）は、第１図に示す方法における
ｑｃとαＣとの関係を示している。（ｌｃ が大きくな
るにつれ、下面３部に形成する凝縮液膜７の厚さが淳く
なるので、（ｌｃ の増加につれαＣは小さくなＺ二点
鎖線（従来■）は、第２図に示す方法に対応するもので
ある。特にｑｃの小さな領域では、気泡６，６′が液体
５により予冷される効果が大きく、その大きさが小さく
なシしたがって前述の強制対流効果が弱くなシ、αＣは
実線より著しく小さくなる。Ｑｃ が大きくなっても二
点鎖線は実線に一致するのみであり、従来■の方法より
熱伝達率は大きくならない。ただし、この従来■の方法
は、内部に不凝縮性の空気等が入った時、空気を補助容
器１０内の蒸気空間部８′へ集め、上面３への熱伝達率
を激減させないようにする効果はある０ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上述した従来例よシも、冷却面側の熱
伝達率を向上し、熱伝達装置を高性能化することにある
。
〔発明の概要」
本発明の要点は、容器内の液面を適正に入れ沸騰液面部
に形成する泡膜を、上面に形成する凝縮液膜に接触させ
、泡膜に沿ってそれを排除し、熱伝達率を向上せしめ、
かつこの効果が熱流束ｑｃが大きくなっても持続するよ
うに、上面の構造に細工をするものである。
に形成する泡膜を、上面に形成する凝縮液膜に接触させ
、泡膜に沿ってそれを排除し、熱伝達率を向上せしめ、
かつこの効果が熱流束ｑｃが大きくなっても持続するよ
うに、上面の構造に細工をするものである。
第３図、第４図は本発明の構成と原理を示す図であシ、
第３図は下面２に入力を入れない場合、第４図は入力を
入れた場合を示す。これは従来例の第１図に対し、液体
５の封入量は多くするが、第３図に示すように液面９は
上面３に接していない。また従来例の第２図に示すよう
な補助容器１０は設けていない。本発明においては、第
３図に示す液面９から上面（冷却面）３までの初期距離
Ｈｊと、下面（加熱面）２から上面３までの距離Ｈ８と
の比Ｈｉ／Ｈ，が重要な意味を持っている。
第３図は下面２に入力を入れない場合、第４図は入力を
入れた場合を示す。これは従来例の第１図に対し、液体
５の封入量は多くするが、第３図に示すように液面９は
上面３に接していない。また従来例の第２図に示すよう
な補助容器１０は設けていない。本発明においては、第
３図に示す液面９から上面（冷却面）３までの初期距離
Ｈｊと、下面（加熱面）２から上面３までの距離Ｈ８と
の比Ｈｉ／Ｈ，が重要な意味を持っている。
この比Ｈ１／Ｈｓの値を適正にすると、沸騰により生じ
た沸騰液面９′の気泡（泡膜）６′が、上面３に形成す
る凝縮液膜７に接し、その落下を促進する。これは泡膜
６′の表面に凝縮液膜７が接すると、泡膜６′の表面張
力によシ凝縮液膜７が引張られて下部に排除され、その
結果上面３部には厚い液膜が減少して薄膜部が増加し、
熱伝達率αＣが大きくなるのである。第１図の様にＨｉ
／／Ｈｓが著しく大きい場合には、泡膜６′は凝縮液
膜７に接触せず、上述した効果は生じない。その逆にＨ
ｉ／ｌｂ、が小さいｉ沸騰液面９の動揺時、液面９が上
面３に接触し、むしろ上面３の液膜９の厚さを厚くし、
熱伝達率αＣの減少をきたす。さらにＨｉ ／Ｈｓが著
しく小さくなると、液面９が上面３に接触する個所が多
くなり、結果として蒸気の凝縮する伝熱面積の減少をき
たし、熱伝達率αＣをさらに小さくする。この様な領域
においては、熱流束（ｌｃを増加させると、すぐに蒸気
空間部８が無くなり、下面２から上面３には液体５の自
然対流伝熱に移行し、熱伝達率は激減する。これは熱流
束（ｌｃの増加によシ液体５の温度が高まシ、液体５が
体積膨張し、蒸気空間部８と気泡６を消失させてしまっ
たからである。第５図の破線は本発明の熱流束ｑｃに対
する熱伝達率αＣの変化を示したものである。破線■は
Ｈ１／Ｈ８が適正な場合で、実線（従来■）より、特に
熱流束の高い領域にてαＣは大きくなシ、最高値は従来
■より６０チ位大きくなる０ノ・ツチング部分は、従来
■よりαＣが大きくなった部分を示している。これに対
しＨｔ／ａｓが小さいと、破線■に示すように、低熱流
束域ではむしろ従来■よシαＣは小さく、熱流束が大き
くなるにつれαＣは増加して若干αＣは従来■よシ大き
くなるものの、すぐに気泡６と蒸気空間部８か無くな９
、液体５の自然対流伝熱（一点鎖線）に移行する（点１
）２．）。第６図は、工業的に重要な、つまり本熱伝達
装置を発熱密度の高い電子素子等の冷却に用いる時に重
要な、熱流束の高い領域において、 Ｈｉ／Ｈ５と熱伝
達率比αＣ／α。Ｄ（αＣＤは従来■の熱伝達率を表す
）の関係を示したものである。Ｈｉ ／Ｈｓが０．０２
〜０．３の範囲においてαＣ／αＣＤは１以上となる。
た沸騰液面９′の気泡（泡膜）６′が、上面３に形成す
る凝縮液膜７に接し、その落下を促進する。これは泡膜
６′の表面に凝縮液膜７が接すると、泡膜６′の表面張
力によシ凝縮液膜７が引張られて下部に排除され、その
結果上面３部には厚い液膜が減少して薄膜部が増加し、
熱伝達率αＣが大きくなるのである。第１図の様にＨｉ
／／Ｈｓが著しく大きい場合には、泡膜６′は凝縮液
膜７に接触せず、上述した効果は生じない。その逆にＨ
ｉ／ｌｂ、が小さいｉ沸騰液面９の動揺時、液面９が上
面３に接触し、むしろ上面３の液膜９の厚さを厚くし、
熱伝達率αＣの減少をきたす。さらにＨｉ ／Ｈｓが著
しく小さくなると、液面９が上面３に接触する個所が多
くなり、結果として蒸気の凝縮する伝熱面積の減少をき
たし、熱伝達率αＣをさらに小さくする。この様な領域
においては、熱流束（ｌｃを増加させると、すぐに蒸気
空間部８が無くなり、下面２から上面３には液体５の自
然対流伝熱に移行し、熱伝達率は激減する。これは熱流
束（ｌｃの増加によシ液体５の温度が高まシ、液体５が
体積膨張し、蒸気空間部８と気泡６を消失させてしまっ
たからである。第５図の破線は本発明の熱流束ｑｃに対
する熱伝達率αＣの変化を示したものである。破線■は
Ｈ１／Ｈ８が適正な場合で、実線（従来■）より、特に
熱流束の高い領域にてαＣは大きくなシ、最高値は従来
■より６０チ位大きくなる０ノ・ツチング部分は、従来
■よりαＣが大きくなった部分を示している。これに対
しＨｔ／ａｓが小さいと、破線■に示すように、低熱流
束域ではむしろ従来■よシαＣは小さく、熱流束が大き
くなるにつれαＣは増加して若干αＣは従来■よシ大き
くなるものの、すぐに気泡６と蒸気空間部８か無くな９
、液体５の自然対流伝熱（一点鎖線）に移行する（点１
）２．）。第６図は、工業的に重要な、つまり本熱伝達
装置を発熱密度の高い電子素子等の冷却に用いる時に重
要な、熱流束の高い領域において、 Ｈｉ／Ｈ５と熱伝
達率比αＣ／α。Ｄ（αＣＤは従来■の熱伝達率を表す
）の関係を示したものである。Ｈｉ ／Ｈｓが０．０２
〜０．３の範囲においてαＣ／αＣＤは１以上となる。
またＨｉ／Ｍｓが０．０２以下では、自然対流伝熱に移
行しαＣ／αＣＤは１以下となシ、Ｈｌ ／Ｈ５が０．
３以上ではαＣ／αＣＤは１、すなわち第１図の従来■
の状態となる。従って、本発明の最適範囲はＨｉ／Ｈｓ
が０．０２〜０．３である。
行しαＣ／αＣＤは１以下となシ、Ｈｌ ／Ｈ５が０．
３以上ではαＣ／αＣＤは１、すなわち第１図の従来■
の状態となる。従って、本発明の最適範囲はＨｉ／Ｈｓ
が０．０２〜０．３である。
この最適範囲においても、第５図の破線のに示すように
、熱流束（ｌｃが著しく増大すると、液体５の体積張に
よシ、気泡６と蒸気空間部８が消失し、自然対流伝熱に
突然移行する（点ｐ１）。したがって本発明の重要な点
は、これをいかに回避するかという宅とにもある。
、熱流束（ｌｃが著しく増大すると、液体５の体積張に
よシ、気泡６と蒸気空間部８が消失し、自然対流伝熱に
突然移行する（点ｐ１）。したがって本発明の重要な点
は、これをいかに回避するかという宅とにもある。
第７図は、上述した自然対流に移行し、急激に熱伝達率
が減少する現象を構造的に解決する方法を示した実施例
である。図示のごとく上面３の下部にブロック状の冷却
面１２を設け、この冷却面１２と側壁部４との間に蒸気
空間部８及び１１を設けたものである。この大きな蒸気
空間部８の存在により、液体５が体積膨張を起しても沸
騰が停止ゝしてしまうということがなくなる。ブロック
状の冷却面１２は熱伝導性の銅、アルミニューム等でで
きていて、蒸気は主として冷却面１２の下部にて行なわ
れる。このため沸騰液面９と冷却面１２の下部との初期
距離Ｈｉを、第６図に示す最適範囲以内にするのが良い
。蒸気空間部８に接する冷却面１２の側部１２′も凝縮
に有効に寄与し、熱抵抗はさらに小さくなる。また蒸気
空間部８は、内部で発生する不凝縮性の気体、あるいは
外部よシ侵入する不凝縮性の空気を集めるガス溜め部と
しての効果もめる。つまり蒸気が冷却面１２に凝縮する
際、不凝縮気体による熱抵抗の増大を緩和する作用があ
る。またこのブロック状の冷却面１２は肉厚であシ、そ
の熱容量は大きいので、過度的に大きな入力が下面２に
入っても、それを吸収し、下面２の異常温度上昇を阻止
する。このような方法により蒸気空間部８を設けると、
第５図の破線Ｏに示すように、熱流束Ｑｃが増大しても
熱流束αＣは低下しなくなる。
が減少する現象を構造的に解決する方法を示した実施例
である。図示のごとく上面３の下部にブロック状の冷却
面１２を設け、この冷却面１２と側壁部４との間に蒸気
空間部８及び１１を設けたものである。この大きな蒸気
空間部８の存在により、液体５が体積膨張を起しても沸
騰が停止ゝしてしまうということがなくなる。ブロック
状の冷却面１２は熱伝導性の銅、アルミニューム等でで
きていて、蒸気は主として冷却面１２の下部にて行なわ
れる。このため沸騰液面９と冷却面１２の下部との初期
距離Ｈｉを、第６図に示す最適範囲以内にするのが良い
。蒸気空間部８に接する冷却面１２の側部１２′も凝縮
に有効に寄与し、熱抵抗はさらに小さくなる。また蒸気
空間部８は、内部で発生する不凝縮性の気体、あるいは
外部よシ侵入する不凝縮性の空気を集めるガス溜め部と
しての効果もめる。つまり蒸気が冷却面１２に凝縮する
際、不凝縮気体による熱抵抗の増大を緩和する作用があ
る。またこのブロック状の冷却面１２は肉厚であシ、そ
の熱容量は大きいので、過度的に大きな入力が下面２に
入っても、それを吸収し、下面２の異常温度上昇を阻止
する。このような方法により蒸気空間部８を設けると、
第５図の破線Ｏに示すように、熱流束Ｑｃが増大しても
熱流束αＣは低下しなくなる。
第８図は他の実施例である。これはブロック状の冷却面
１２の中に横穴１３を設けたものであり、蒸気空間部８
が増大するため、熱流束ｑｃが増大しても、さらに自然
対流に移行し難くなる。１４は溶接部で、この実施例で
は、冷却面１２を別個に作シ、これを容器１の上部にセ
ットした後、溶接により固定するものである。
１２の中に横穴１３を設けたものであり、蒸気空間部８
が増大するため、熱流束ｑｃが増大しても、さらに自然
対流に移行し難くなる。１４は溶接部で、この実施例で
は、冷却面１２を別個に作シ、これを容器１の上部にセ
ットした後、溶接により固定するものである。
第９図は他の実施例である。これはブロック状の冷却面
１２の縁に、液切り板（１５を設けたものである。この
ようにすると冷却面１２の側部１２′にて凝縮した液膜
が降下し、冷却面１２の下部に回９込み、凝縮液膜７の
厚さを厚くしないようにすることができる。
１２の縁に、液切り板（１５を設けたものである。この
ようにすると冷却面１２の側部１２′にて凝縮した液膜
が降下し、冷却面１２の下部に回９込み、凝縮液膜７の
厚さを厚くしないようにすることができる。
第１０図は他の実施例である０ごれは大きなくさび状の
冷却面１２を、下面３に設けたものである。凝縮液膜７
は、くさび面１２′を降下し、その先端より下部に落下
する。くさびの先端と、下面２に入力を入れない時の液
面９からの初期距離Ｈｉを第６図の最適範囲にすると良
い。くさび面１２′と隣シのそれとの間が、蒸気空間部
８として作用するっ 第１１図は他の実施例である。これは短形状の冷却面１
２を、複数個上面３に設けた場合である。
冷却面１２を、下面３に設けたものである。凝縮液膜７
は、くさび面１２′を降下し、その先端より下部に落下
する。くさびの先端と、下面２に入力を入れない時の液
面９からの初期距離Ｈｉを第６図の最適範囲にすると良
い。くさび面１２′と隣シのそれとの間が、蒸気空間部
８として作用するっ 第１１図は他の実施例である。これは短形状の冷却面１
２を、複数個上面３に設けた場合である。
冷却面１２の側部１２′と、隣りのそれとの間の空間部
が蒸気空間部８である。
が蒸気空間部８である。
第１２図は他の実施例である。これは下面２そのものが
発熱体ではなく、その内部に小さな加熱面（たとえば半
導体素子）２′が設けである場合であシ、この場合には
、下面２の面積に対し加熱面２′の総面積は小さくなる
。このため、今までの実施例における下面２の熱流束と
、第１２図の加熱面２′の熱流束を同一とし、また第１
２図の上面３と下面２０面積を同一とすると、この実施
例における上１ｊｊ（冷却面）３への熱流束は小さくな
る。第５図に示すように熱流束が小さい場合には、熱伝
達率αＣの向上効果は小さくなるので、この実施例では
次のような工夫をしている０つまシ上面３に小さなブロ
ック状の冷却面１２を設け、また加熱面２′の上部から
冷却面１２に向って縮少ノズル１６を設け、気泡６を縮
少ノズル１６により集める事によシ、冷却面１２への熱
流束を高め、熱伝達率向上効果を小さくしないようにし
たものである。・ 第１３図は他の実施例である。これは大規模集積回路等
のように、積方向に長い容器１に本発明を用いた場合で
ある。複数個の冷却面１２が上面３に設けてアシ、それ
に対応して縮少ノズル１６が設けである。３′は上面３
に設けたフィンであるＯ 第１４図は他の実施例である。これは加熱面２′とはソ
同じ大きさの冷却面１２を、加熱面２′毎に上面３に取
付けたものである。このような場合は縮少ノズル１６は
不要としても良い。 ・なお本発明は容器１が密閉され
ている場合の他、大気に開放されている場合でも適用で
きるものである。
発熱体ではなく、その内部に小さな加熱面（たとえば半
導体素子）２′が設けである場合であシ、この場合には
、下面２の面積に対し加熱面２′の総面積は小さくなる
。このため、今までの実施例における下面２の熱流束と
、第１２図の加熱面２′の熱流束を同一とし、また第１
２図の上面３と下面２０面積を同一とすると、この実施
例における上１ｊｊ（冷却面）３への熱流束は小さくな
る。第５図に示すように熱流束が小さい場合には、熱伝
達率αＣの向上効果は小さくなるので、この実施例では
次のような工夫をしている０つまシ上面３に小さなブロ
ック状の冷却面１２を設け、また加熱面２′の上部から
冷却面１２に向って縮少ノズル１６を設け、気泡６を縮
少ノズル１６により集める事によシ、冷却面１２への熱
流束を高め、熱伝達率向上効果を小さくしないようにし
たものである。・ 第１３図は他の実施例である。これは大規模集積回路等
のように、積方向に長い容器１に本発明を用いた場合で
ある。複数個の冷却面１２が上面３に設けてアシ、それ
に対応して縮少ノズル１６が設けである。３′は上面３
に設けたフィンであるＯ 第１４図は他の実施例である。これは加熱面２′とはソ
同じ大きさの冷却面１２を、加熱面２′毎に上面３に取
付けたものである。このような場合は縮少ノズル１６は
不要としても良い。 ・なお本発明は容器１が密閉され
ている場合の他、大気に開放されている場合でも適用で
きるものである。
以上説明したように、本発明によれば、（１）凝縮部の
熱伝達率が著しく向上し、（２）従来のような細かいフ
ィンを多数取付ける必要が無くなり、（８）冷却面の側
部に設けた蒸気空間部により、本発明の効果が高熱流束
領域まで持続させることができ、（弔この蒸気空間部は
不凝縮気体の影響を小さくおさえることもでき、（５）
冷却面の付加によシ、熱容量が増加し、加熱面の異常温
度上昇を防止できるようになった。
熱伝達率が著しく向上し、（２）従来のような細かいフ
ィンを多数取付ける必要が無くなり、（８）冷却面の側
部に設けた蒸気空間部により、本発明の効果が高熱流束
領域まで持続させることができ、（弔この蒸気空間部は
不凝縮気体の影響を小さくおさえることもでき、（５）
冷却面の付加によシ、熱容量が増加し、加熱面の異常温
度上昇を防止できるようになった。
第１図、第２図は従来の熱伝達装置の構成図、第３図、
第４図は本発明の熱伝達装置の構成を説明する図、第５
図は本発明の熱伝達装置の効果を説明する図、第６図は
本発明の熱伝達装置が効果を発揮する最適範囲を説明す
る図、第７図から第１４図は他の実施例である。 １は容器、２は下面（加熱面ン、３は上面（冷却面）、
４は側壁部、５は液体、６は気泡、６′は気泡（泡膜）
、７は凝縮液膜、８と１１は蒸気空間部、９は液面、９
′は沸騰液面、１０は補助容器、１２は冷却面、１２′
は側部、１３は穴、１４は溶接部、１５は液切ｐ板、１
６は縮少ノズル。 才１図 、３ 第３閃 ＋４−ｍ 第５凶 矛６旧 峨幻Ｃで。コ（Ｈ・／ｓｓ ）
第４図は本発明の熱伝達装置の構成を説明する図、第５
図は本発明の熱伝達装置の効果を説明する図、第６図は
本発明の熱伝達装置が効果を発揮する最適範囲を説明す
る図、第７図から第１４図は他の実施例である。 １は容器、２は下面（加熱面ン、３は上面（冷却面）、
４は側壁部、５は液体、６は気泡、６′は気泡（泡膜）
、７は凝縮液膜、８と１１は蒸気空間部、９は液面、９
′は沸騰液面、１０は補助容器、１２は冷却面、１２′
は側部、１３は穴、１４は溶接部、１５は液切ｐ板、１
６は縮少ノズル。 才１図 、３ 第３閃 ＋４−ｍ 第５凶 矛６旧 峨幻Ｃで。コ（Ｈ・／ｓｓ ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、容器内に蒸発性の液体を入れ、その沸騰−凝縮作用
によシ加熱面から冷却面へ熱輸送する熱伝達装置におい
て、加熱面に熱を加えない時の液面から冷却面までの初
期距離Ｈｉと加熱面から冷却面までの距離Ｈ５との比Ｈ
ｉ ／Ｈｓが０．０２〜０．３の範囲になるように熱伝
達装置を構成し、加熱面に熱を加えた時に発生する沸騰
液面部の泡膜を冷却面に形成する凝縮液膜に接触させる
事により凝縮液膜と効果的に排除し、熱抵抗の減少を図
った熱伝達装置。 ２、容器内の上面にブロック状の冷却面を設け、このブ
ロック状の冷却面の背部または側部に蒸気空間部を設け
た特許請求範囲第一項の熱伝達装置。 ３、加熱面と冷却面との間に、沸騰して発生した気泡を
集め、冷却面の熱流束を高めるための縮少ノズルを設け
た特許請求範囲第一項または第二項の熱伝達装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108312A JPS60253790A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 熱伝達装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108312A JPS60253790A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 熱伝達装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253790A true JPS60253790A (ja) | 1985-12-14 |
| JPH0579914B2 JPH0579914B2 (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14481518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108312A Granted JPS60253790A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 熱伝達装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253790A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011145618A1 (ja) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | 日本電気株式会社 | 沸騰冷却器 |
| US20120261094A1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-18 | Empire Technology Development Llc | Dissipation utilizing flow of refrigerant |
| US10010811B2 (en) | 2013-05-28 | 2018-07-03 | Empire Technology Development Llc | Evaporation-condensation systems and methods for their manufacture and use |
| US10065130B2 (en) | 2013-05-28 | 2018-09-04 | Empire Technology Development Llc | Thin film systems and methods for using same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5169253A (ja) * | 1974-12-13 | 1976-06-15 | Hitachi Ltd | Netsudentatsusochi |
| JPH0361001A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd | 天然精油含有合板の製造方法 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59108312A patent/JPS60253790A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5169253A (ja) * | 1974-12-13 | 1976-06-15 | Hitachi Ltd | Netsudentatsusochi |
| JPH0361001A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd | 天然精油含有合板の製造方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011145618A1 (ja) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | 日本電気株式会社 | 沸騰冷却器 |
| CN102869943A (zh) * | 2010-05-19 | 2013-01-09 | 日本电气株式会社 | 沸腾冷却装置 |
| JPWO2011145618A1 (ja) * | 2010-05-19 | 2013-07-22 | 日本電気株式会社 | 沸騰冷却器 |
| US20120261094A1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-18 | Empire Technology Development Llc | Dissipation utilizing flow of refrigerant |
| US8863821B2 (en) * | 2011-04-18 | 2014-10-21 | Empire Technology Development Llc | Dissipation utilizing flow of refrigerant |
| US9568253B2 (en) | 2011-04-18 | 2017-02-14 | Empire Technology Development Llc | Dissipation utilizing flow of refrigerant |
| US10010811B2 (en) | 2013-05-28 | 2018-07-03 | Empire Technology Development Llc | Evaporation-condensation systems and methods for their manufacture and use |
| US10065130B2 (en) | 2013-05-28 | 2018-09-04 | Empire Technology Development Llc | Thin film systems and methods for using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579914B2 (ja) | 1993-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |