JP2000156444A - Boiling cooling device - Google Patents
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- JP2000156444A JP2000156444A JP10330718A JP33071898A JP2000156444A JP 2000156444 A JP2000156444 A JP 2000156444A JP 10330718 A JP10330718 A JP 10330718A JP 33071898 A JP33071898 A JP 33071898A JP 2000156444 A JP2000156444 A JP 2000156444A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の沸騰及び凝
縮作用によって発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boiling cooling device for cooling a heating element by a boiling and condensing action of a refrigerant.
【0002】[0002]
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】沸騰冷却
装置は、冷媒が沸騰(蒸発)と凝縮を繰り返して冷媒槽
から放熱器へ熱輸送を行うために、受熱部と放熱部との
間を冷媒が良好に循環しなければ安定的に動作させるこ
とができない。従って、冷媒槽で沸騰した冷媒蒸気が放
熱器へ移動する際に、冷媒蒸気とともに飛散した液冷媒
が放熱器の放熱チューブに直接進入すると、放熱チュー
ブが入口部近傍で閉塞して冷媒蒸気の進入を阻害するた
め、冷媒が良好に循環できなくなる。本発明は、上記事
情に基づいて成されたもので、その目的は、冷媒蒸気と
ともに飛散した液冷媒が放熱チューブ内へ進入すること
を防止して、冷媒が良好に循環できる沸騰冷却装置を提
供することにある。2. Description of the Related Art A boiling cooling device is used to transfer heat between a heat receiving portion and a heat radiating portion in order to transfer heat from a refrigerant tank to a radiator by repeating boiling (evaporation) and condensation of the refrigerant. If the refrigerant does not circulate well, it cannot be operated stably. Therefore, when the refrigerant vapor boiled in the refrigerant tank moves to the radiator, the liquid refrigerant scattered along with the refrigerant vapor directly enters the radiator tube of the radiator. , The refrigerant cannot circulate satisfactorily. The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a boiling cooling device capable of preventing a liquid refrigerant scattered with a refrigerant vapor from entering a heat radiating tube and allowing a good circulation of the refrigerant. Is to do.
【0003】[0003]
【課題を解決するための手段】(請求項1の手段)沸騰
空間で沸騰した冷媒蒸気が流入するヘッダから放熱チュ
ーブへ略冷媒蒸気のみが流れるようにヘッダ内に気液分
離構造を設けている。これにより、冷媒蒸気とともに飛
散した液冷媒がヘッダ内へ進入しても、ヘッダ内の気液
分離構造によって液冷媒と冷媒蒸気とが分離され、略冷
媒蒸気のみが放熱チューブへ進入することができる。(Means for Solving the Problems) A gas-liquid separation structure is provided in the header so that substantially only the refrigerant vapor flows from the header into which the refrigerant vapor boiling in the boiling space flows into the radiating tube. . Thereby, even if the liquid refrigerant scattered together with the refrigerant vapor enters the header, the liquid refrigerant and the refrigerant vapor are separated by the gas-liquid separation structure in the header, and substantially only the refrigerant vapor can enter the radiation tube. .
【0004】前記の気液分離構造は、放熱チューブの端
部がヘッダの内部へ差し込まれてヘッダの内壁面から突
出している構造を有している。この場合、冷媒蒸気とと
もにヘッダ内へ進入した液冷媒がヘッダの内壁面に沿っ
てそのまま放熱チューブへ進入することができず、冷媒
蒸気が支配的に(略冷媒蒸気のみ)放熱チューブへ進入
することができる。The above-mentioned gas-liquid separation structure has a structure in which the end of the heat radiation tube is inserted into the inside of the header and protrudes from the inner wall surface of the header. In this case, the liquid refrigerant that has entered the header together with the refrigerant vapor cannot directly enter the radiation tube along the inner wall surface of the header, and the refrigerant vapor predominantly (substantially only the refrigerant vapor) enters the radiation tube. Can be.
【0005】(請求項2)気液分離構造は、放熱チュー
ブの開口部が、ヘッダ内を進行する冷媒蒸気の進行方向
の下流側に開口している構造を有する。[0005] (Claim 2) The gas-liquid separation structure has a structure in which the opening of the heat radiating tube is opened on the downstream side in the traveling direction of the refrigerant vapor traveling in the header.
【0006】(請求項3)気液分離構造は、ヘッダの内
壁面に突起を設けた構造を有する。(Claim 3) The gas-liquid separation structure has a structure in which a projection is provided on the inner wall surface of the header.
【0007】(請求項4)気液分離構造は、突起が千鳥
状に配置されている構造を有する。[0007] (Claim 4) The gas-liquid separation structure has a structure in which the protrusions are arranged in a staggered manner.
【0008】(請求項5)気液分離構造は、ヘッダ内を
進行する冷媒蒸気の進行方向に対し、突起が傾斜して配
置されている構造を有する。[0008] (Claim 5) The gas-liquid separation structure has a structure in which projections are arranged obliquely with respect to the traveling direction of the refrigerant vapor traveling in the header.
【0009】(請求項6)気液分離構造は、ヘッダ内を
進行する冷媒蒸気の進行方向に対し、放熱チューブより
上流側で突起が放熱チューブと接触する構造を有する。(Claim 6) The gas-liquid separation structure has a structure in which the projection contacts the heat radiating tube on the upstream side of the heat radiating tube with respect to the traveling direction of the refrigerant vapor traveling in the header.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 (第1実施例)図1は蒸気側ヘッダ内の気液分離構造を
示す斜視図である。本実施例の沸騰冷却装置1は、図2
に示すように、例えばプリント基板に設置されたコンピ
ュータチップ等の発熱体2(図3参照)を冷却するもの
で、内部に液冷媒(例えば、水、アルコール、フロロカ
ーボン、フロン等)を貯留する冷媒槽3と、この冷媒槽
3で発熱体2の熱を受けて沸騰した冷媒蒸気を外部流体
(例えば空気)との熱交換によって液化する放熱器4と
を備える。この冷媒槽3と放熱器4は、ろう付けにより
一体成型される。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a gas-liquid separation structure in a steam side header. The boiling cooling device 1 of the present embodiment is similar to that of FIG.
As shown in FIG. 2, a cooling medium for cooling a heating element 2 (see FIG. 3) such as a computer chip mounted on a printed circuit board and storing therein a liquid refrigerant (for example, water, alcohol, fluorocarbon, chlorofluorocarbon, etc.) A tank 3 and a radiator 4 for liquefying refrigerant vapor, which has received heat from the heating element 2 in the refrigerant tank 3 and boiled, by heat exchange with an external fluid (for example, air) are provided. The coolant tank 3 and the radiator 4 are integrally formed by brazing.
【0011】A)冷媒槽3は、熱伝導性に優れる金属材
料(例えばアルミニウム)で形成された薄型容器5と蓋
プレート6から構成され、直立した状態で使用される。 a)薄型容器5は、図4に示すように、平面形状が縦長
の長方形であり、厚み方向の一方側(図4の裏側)が平
坦面で発熱体2の取付け面として使用され、他方側には
下述する沸騰空間7、一組のヘッダ接続部8、9、液戻
り通路10、及び冷媒注入部11が設けられている。ま
た、薄型容器5の外周部には、薄型容器5を厚み方向に
貫通する複数の孔12が設けられている。A) The refrigerant tank 3 is composed of a thin container 5 and a lid plate 6 formed of a metal material (eg, aluminum) having excellent heat conductivity, and is used in an upright state. a) The thin container 5 has a vertically long rectangular shape as shown in FIG. 4, and has a flat surface on one side in the thickness direction (the back side in FIG. 4) and is used as a mounting surface for the heating element 2, and the other side. Is provided with a boiling space 7, a set of header connection portions 8, 9, a liquid return passage 10, and a refrigerant injection portion 11 described below. A plurality of holes 12 penetrating the thin container 5 in the thickness direction are provided on the outer peripheral portion of the thin container 5.
【0012】沸騰空間7は、発熱体2の熱を受けて液冷
媒が沸騰する空間を形成するもので、薄型容器5の中央
部全体に設けられている。この沸騰空間7には、多数の
角柱13が一定の間隔を開けて格子状に配置され、沸騰
空間7全体が碁盤の目のように区画された冷媒通路を形
成している。なお、沸騰空間7に設けられた多数の角柱
13は、冷媒槽3の強度を確保するための補強リブとし
ても機能している。ヘッダ接続部8、9は、放熱器4の
ヘッダ19、20(下述する)を接続する部分で、各ヘ
ッダ19、20の断面形状に対応したスペースが設けら
れている。一方のヘッダ接続部8は、沸騰空間7の上部
右側に隣接して設けられ、蒸気流出口14を通じて沸騰
空間7と連通している。他方のヘッダ接続部9は、沸騰
空間7の上部左側に設けられ、液戻り通路10を通じて
沸騰空間7に連通している。The boiling space 7 forms a space in which the liquid refrigerant boils by receiving heat from the heating element 2, and is provided over the entire central portion of the thin container 5. In the boiling space 7, a large number of prisms 13 are arranged in a grid pattern at regular intervals, and the entire boiling space 7 forms a refrigerant passage partitioned like a grid. The large number of prisms 13 provided in the boiling space 7 also function as reinforcing ribs for securing the strength of the refrigerant tank 3. The header connection portions 8 and 9 are portions where the headers 19 and 20 (described below) of the radiator 4 are connected, and spaces corresponding to the cross-sectional shapes of the headers 19 and 20 are provided. One header connection portion 8 is provided adjacent to the upper right side of the boiling space 7 and communicates with the boiling space 7 through the steam outlet 14. The other header connection portion 9 is provided on the upper left side of the boiling space 7 and communicates with the boiling space 7 through the liquid return passage 10.
【0013】液戻り通路10は、放熱器4で液化された
凝縮液を沸騰空間7へ戻すための通路で、他方のヘッダ
接続部9の下部から下方へ延びて設けられ、沸騰空間7
の最下部に通じている。冷媒注入部11は、冷媒槽3の
内部(沸騰空間7)へ冷媒を注入する時の注入通路であ
り、例えば一方のヘッダ接続部8の下方に設けられて、
沸騰空間7に通じている。なお、沸騰空間7、ヘッダ接
続部8、9、液戻り通路10、及び冷媒注入部11等
は、切削、放電加工、鍛造、鋳造等によって形成するこ
とができる。孔12は、図示しない固定部材によって薄
型容器5の表面(平坦面)に発熱体2を固定するために
設けられている。The liquid return passage 10 is a passage for returning the condensed liquid liquefied by the radiator 4 to the boiling space 7. The liquid return passage 10 extends downward from the lower portion of the other header connection portion 9, and is provided.
To the bottom. The refrigerant injection part 11 is an injection passage for injecting the refrigerant into the inside of the refrigerant tank 3 (boiling space 7), and is provided, for example, below one header connection part 8,
It leads to the boiling space 7. In addition, the boiling space 7, the header connection portions 8, 9, the liquid return passage 10, the coolant injection portion 11, and the like can be formed by cutting, electric discharge machining, forging, casting, or the like. The hole 12 is provided for fixing the heating element 2 to the surface (flat surface) of the thin container 5 by a fixing member (not shown).
【0014】b)蓋プレート6は、例えば、表面にろう
材を一体成型したクラッド材から成り、薄型容器5の他
方側を全面的に塞いで、薄型容器5に設けられた沸騰空
間7及び液戻り通路10の開口面を閉じている。但し、
蓋プレート6の上部両側には、ヘッダ19、20を差し
込むための差込み口15、16(図3参照)が開けら
れ、この差込み口15、16がそれぞれヘッダ接続部
8、9に通じている。また、蓋プレート6には、薄型容
器5に設けられた冷媒注入部11に通じる丸孔17が一
方の差込み口15の下部に開けられ、この丸孔17に注
入パイプ18が接続される。注入パイプ18は、冷媒槽
3内へ冷媒を注入する時の注入口であり、注入パイプ1
8を通じて冷媒槽3内へ所定量の冷媒を注入した後、注
入パイプ18の先端開口部が封じられる。B) The lid plate 6 is made of, for example, a clad material in which a brazing material is integrally molded on the surface, and covers the other side of the thin container 5 entirely, and the boiling space 7 and the liquid provided in the thin container 5 are provided. The opening surface of the return passage 10 is closed. However,
Openings 15 and 16 (see FIG. 3) for inserting headers 19 and 20 are opened on both upper sides of the lid plate 6, and the openings 15 and 16 communicate with the header connection portions 8 and 9, respectively. In the lid plate 6, a round hole 17 communicating with the refrigerant injection section 11 provided in the thin container 5 is opened at a lower portion of one insertion port 15, and an injection pipe 18 is connected to the round hole 17. The injection pipe 18 is an injection port for injecting the refrigerant into the refrigerant tank 3, and the injection pipe 1
After injecting a predetermined amount of refrigerant into the refrigerant tank 3 through 8, the opening at the end of the injection pipe 18 is sealed.
【0015】B)放熱器4は、一組のヘッダ(蒸気側ヘ
ッダ19と液側ヘッダ20)とコア部(放熱チューブ2
1と放熱フィン22)を備え、そのコア部にダクト23
(図2参照)を介して外部流体が供給される。 a)一組のヘッダは、冷媒槽3で発熱体2の熱を受けて
沸騰した冷媒蒸気が流入する蒸気側ヘッダ19と、コア
部で液化した凝縮液が流入する液側ヘッダ20であり、
それぞれヘッダプレート19a、19bとヘッダプレー
ト20a、20bとから成る(図3参照)。B) The radiator 4 includes a set of headers (steam-side header 19 and liquid-side header 20) and a core portion (radiation tube 2).
1 and a radiation fin 22), and a duct 23
An external fluid is supplied via (see FIG. 2). a) One set of headers is a vapor-side header 19 into which refrigerant vapor boiled by receiving heat from the heating element 2 in the refrigerant tank 3 flows, and a liquid-side header 20 into which condensed liquid liquefied in the core part flows.
Each is composed of header plates 19a and 19b and header plates 20a and 20b (see FIG. 3).
【0016】蒸気側ヘッダ19は、長手方向の一端側が
蓋プレート6の一方の差込み口15より冷媒槽3の内部
(一方のヘッダ接続部8)へ差し込まれ、蓋プレート6
に対して略垂直方向に延びた状態で配置される。この蒸
気側ヘッダ19には、図3に示すように、冷媒槽3の内
部へ差し込まれるヘッダプレート19aの端部に冷媒槽
3内の蒸気流出口14に通じる連通口24(蒸気流出口
14と略同じ大きさ)が開けられている。また、ヘッダ
プレート19aには、放熱チューブ21の一方の端部を
挿入するための長孔が上下二段にそれぞれ複数個ずつ等
間隔に開けられている。One end of the vapor side header 19 in the longitudinal direction is inserted into the inside of the refrigerant tank 3 (one header connection portion 8) from one insertion port 15 of the cover plate 6, and the cover plate 6
Are arranged so as to extend in a substantially vertical direction with respect to. As shown in FIG. 3, the vapor side header 19 has a communication port 24 (which is connected to the vapor outlet 14) communicating with the vapor outlet 14 in the refrigerant tank 3 at an end of a header plate 19 a inserted into the refrigerant tank 3. (Substantially the same size). Further, in the header plate 19a, a plurality of long holes for inserting one end of the heat radiation tube 21 are formed at equal intervals in upper and lower two stages.
【0017】液側ヘッダ20は、長手方向の一端側が蓋
プレート6の他方の差込み口16より冷媒槽3の内部
(他方のヘッダ接続部9)へ差し込まれ、蓋プレート6
に対して略垂直方向に延びた状態(蒸気側ヘッダ19と
平行)で配置される。この液側ヘッダ20には、冷媒槽
3の内部へ差し込まれる端部の下側壁面に液戻り通路1
0に通じる連通口が開けられている。また、ヘッダプレ
ート20aには、放熱チューブ21の他方の端部を挿入
するための長孔が上下二段にそれぞれ複数個ずつ等間隔
に開けられている。One end of the liquid side header 20 in the longitudinal direction is inserted into the inside of the refrigerant tank 3 (the other header connection portion 9) from the other insertion port 16 of the lid plate 6.
Are arranged in a state of extending substantially perpendicular to (in parallel with the steam-side header 19). The liquid-side header 20 has a liquid return passage 1 formed in a lower wall surface of an end portion inserted into the inside of the refrigerant tank 3.
The communication opening to 0 is opened. Further, in the header plate 20a, a plurality of long holes for inserting the other end of the heat radiation tube 21 are formed at equal intervals in upper and lower two stages.
【0018】b)コア部は、発熱体2の熱を受けて沸騰
した冷媒蒸気の熱を外部流体に放出する放熱部であり、
複数本の放熱チューブ21と、各放熱チューブ21の間
に介在される放熱フィン22とから成る。放熱チューブ
21は、放熱フィン22が接触する外壁面の幅に対して
厚みが薄い偏平形状に設けられ、蒸気側ヘッダ19と液
側ヘッダ20との間で上下二段に配置され、且つ各段で
それぞれ放熱フィン22を介して複数の放熱チューブ2
1が並設されている。B) The core portion is a heat radiating portion that receives the heat of the heating element 2 and releases the heat of the refrigerant vapor that has boiled to an external fluid.
It is composed of a plurality of heat radiating tubes 21 and heat radiating fins 22 interposed between the heat radiating tubes 21. The heat radiating tubes 21 are provided in a flat shape having a small thickness with respect to the width of the outer wall surface with which the heat radiating fins 22 come in contact, and are arranged in two stages, upper and lower, between the vapor header 19 and the liquid header 20. And a plurality of heat radiating tubes 2 through the heat radiating fins 22, respectively.
1 are juxtaposed.
【0019】この放熱チューブ21は、一方の端部が蒸
気側ヘッダ19のヘッダプレート19aに開けられた長
孔に差し込まれ、他方の端部が液側ヘッダ20のヘッダ
プレート20aに開けられた長孔に差し込まれて、蒸気
側ヘッダ19と液側ヘッダ20とを連通している。特
に、放熱チューブ21の一方の端部は、図1に示すよう
に、ヘッダプレート19aの内壁面より蒸気側ヘッダ1
9の内部へ突出して設けられ、その先端に開口部21a
を有している。なお、液側ヘッダ20においても、蒸気
側ヘッダ19と同様に、放熱チューブ21の他方の端部
がヘッダプレート20aの内壁面より液側ヘッダ20の
内部へ突出して設けても良い。放熱フィン22は、熱伝
導性に優れる薄い金属板(例えばアルミニウム板)を交
互に折り曲げて波状に形成したもので、放熱チューブ2
1の外壁面に熱的に接合されている。The heat radiating tube 21 has one end inserted into a long hole formed in the header plate 19a of the vapor side header 19 and the other end formed in the header plate 20a of the liquid side header 20. The vapor-side header 19 and the liquid-side header 20 communicate with each other by being inserted into the holes. In particular, as shown in FIG. 1, one end of the heat radiating tube 21 is located between the inner wall surface of the header plate 19a and the steam side header 1.
9, and is provided with an opening 21a at the tip thereof.
have. In the liquid header 20, similarly to the vapor header 19, the other end of the heat radiating tube 21 may be provided so as to protrude from the inner wall surface of the header plate 20 a into the liquid header 20. The radiating fins 22 are formed by alternately bending thin metal plates (for example, aluminum plates) having excellent thermal conductivity into a wavy shape.
1 is thermally bonded to the outer wall surface.
【0020】ダクト23は、図2に示すように、両ヘッ
ダ19、20の外側を通って放熱器4を囲むように設置
されている。なお、ダクト23は、各ヘッダ19、20
の外側壁面(ヘッダプレート19b、20bの外面)と
の間に大きな隙間が生じない程度に、あるいは各ヘッダ
19、20の外側壁面と略接触した状態で、各ヘッダ1
9、20の外側壁面に沿って配されている。ダクト23
を通じてコア部へ導入される外部流体は、図2の下方か
ら上方へ向かって流れている。As shown in FIG. 2, the duct 23 is provided so as to pass through the outside of the headers 19 and 20 and surround the radiator 4. In addition, the duct 23 is provided with each header 19, 20.
Of each header 1 to such an extent that a large gap does not occur between the outer wall surfaces (outer surfaces of the header plates 19b and 20b), or substantially in contact with the outer wall surfaces of the headers 19 and 20.
9 and 20 are arranged along the outer wall surface. Duct 23
The external fluid introduced into the core portion through flows through from below to above in FIG.
【0021】次に、本実施例の作動を説明する。冷媒槽
3内の液冷媒は、発熱体2の熱を受けて沸騰した後、沸
騰空間7から蒸気流出口14を通って蒸気側ヘッダ19
へ進入し、蒸気側ヘッダ19から各放熱チューブ21へ
流れる。放熱チューブ21を流れる冷媒蒸気は、ダクト
23を通ってコア部に導入される外部流体によって冷却
され、放熱チューブ21内で凝縮する。凝縮した冷媒
は、液滴となって液側ヘッダ20へ押し流され、更に液
側ヘッダ20より液戻り通路10を落下して冷媒槽3内
の沸騰空間7へ還流する。この作動における冷媒の流れ
を図5に矢印で示す。Next, the operation of this embodiment will be described. The liquid refrigerant in the refrigerant tank 3 is boiled by receiving the heat of the heating element 2 and then passes through the vapor outlet 14 from the boiling space 7 to the vapor side header 19.
And flows from the steam side header 19 to each of the heat radiating tubes 21. The refrigerant vapor flowing through the heat radiating tube 21 is cooled by the external fluid introduced into the core portion through the duct 23, and condenses in the heat radiating tube 21. The condensed refrigerant becomes droplets and is pushed down to the liquid-side header 20, and further drops from the liquid-side header 20 through the liquid return passage 10 to return to the boiling space 7 in the refrigerant tank 3. The flow of the refrigerant in this operation is shown by an arrow in FIG.
【0022】(本実施例の効果)本実施例の沸騰冷却装
置1は、放熱チューブ21の一方の端部が、蒸気側ヘッ
ダ19のヘッダプレート19aに開けられた長孔に差し
込まれ、そのヘッダプレート19aの内壁面より蒸気側
ヘッダ19の内部へ突出して本発明の気液分離構造を形
成している。これにより、冷媒槽3の沸騰空間7より冷
媒蒸気とともに飛散した液冷媒が蒸気側ヘッダ19内へ
進入しても、蒸気側ヘッダ19内の気液分離構造によっ
て液冷媒と冷媒蒸気とが分離され、液冷媒が放熱チュー
ブ21へ進入することを阻止できる。その結果、略冷媒
蒸気のみが放熱チューブ21へ進入することができ、冷
媒槽3と放熱器4との間を冷媒が良好に循環できるの
で、安定的に動作させることができる。(Effects of the present embodiment) In the boiling cooling device 1 of the present embodiment, one end of the heat radiation tube 21 is inserted into a long hole formed in the header plate 19a of the steam side header 19, and the header is provided. The gas-liquid separation structure of the present invention is formed by projecting from the inner wall surface of the plate 19a to the inside of the steam-side header 19. Thereby, even if the liquid refrigerant scattered with the refrigerant vapor from the boiling space 7 of the refrigerant tank 3 enters the vapor side header 19, the liquid refrigerant and the refrigerant vapor are separated by the gas-liquid separation structure in the vapor side header 19. In addition, the liquid refrigerant can be prevented from entering the heat radiating tube 21. As a result, substantially only the refrigerant vapor can enter the heat radiating tube 21, and the refrigerant can satisfactorily circulate between the refrigerant tank 3 and the radiator 4, so that stable operation can be achieved.
【0023】(第2実施例)図6は蒸気側ヘッダ19内
の気液分離構造を示す斜視図である。本実施例の気液分
離構造は、図6に示すように、蒸気側ヘッダ19内に差
し込まれている放熱チューブ21の開口部21aが、蒸
気側ヘッダ19内を進行する冷媒蒸気の進行方向の下流
側にも開口している構造である。この場合、第1実施例
と同様に、冷媒蒸気とともに飛散した液冷媒が蒸気側ヘ
ッダ19内へ進入しても、蒸気側ヘッダ19内の気液分
離構造によって液冷媒と冷媒蒸気とが分離され、液冷媒
が放熱チューブ21へ進入することを阻止でき、略冷媒
蒸気のみが放熱チューブ21へ進入することができる。
なお、本実施例の場合、放熱チューブ21の先端開口部
を塞いで、冷媒蒸気の進行方向の下流側のみに開口部2
1aを設ければ、より気液分離効果を高めることができ
る。(Second Embodiment) FIG. 6 is a perspective view showing a gas-liquid separation structure in the steam side header 19. As shown in FIG. 6, in the gas-liquid separation structure of the present embodiment, the opening 21a of the heat radiating tube 21 inserted in the steam The structure is also open to the downstream side. In this case, as in the first embodiment, even if the liquid refrigerant scattered with the refrigerant vapor enters the vapor header 19, the liquid refrigerant and the refrigerant vapor are separated by the gas-liquid separation structure in the vapor header 19. In addition, the liquid refrigerant can be prevented from entering the heat radiating tube 21, and substantially only the refrigerant vapor can enter the heat radiating tube 21.
In the case of the present embodiment, the distal end opening of the heat radiation tube 21 is closed, and the opening 2
By providing 1a, the gas-liquid separation effect can be further enhanced.
【0024】(第3実施例)図7は蒸気側ヘッダ19内
の気液分離構造を示す平面図である。本実施例の気液分
離構造は、蒸気側ヘッダ19内に複数の突起25を設け
る構造である。この突起25は、蒸気側ヘッダ19のヘ
ッダプレート19aまたはヘッダプレート19bに設け
ることができ、例えば(a)に示す二列に配置する、
(b)に示す千鳥状に配置する、(c)に示す放熱チュ
ーブ21に対し傾斜して配置することができる。これら
の場合、冷媒蒸気が蒸気側ヘッダ19内を進行する際
に、冷媒蒸気とともに蒸気側ヘッダ19内へ進入した液
冷媒が突起25に衝突して保持されることで気液分離を
行うことができる。(Third Embodiment) FIG. 7 is a plan view showing a gas-liquid separation structure in the steam side header 19. The gas-liquid separation structure of this embodiment is a structure in which a plurality of protrusions 25 are provided in the vapor-side header 19. The projections 25 can be provided on the header plate 19a or the header plate 19b of the steam side header 19, and are arranged in, for example, two rows shown in FIG.
It can be arranged in a staggered manner as shown in (b) or inclined with respect to the heat radiation tube 21 as shown in (c). In these cases, when the refrigerant vapor advances in the vapor-side header 19, the liquid refrigerant that has entered the vapor-side header 19 together with the refrigerant vapor collides with the projection 25 and is retained, whereby gas-liquid separation can be performed. it can.
【0025】(第4実施例)図8(a)は蒸気側ヘッダ
19内の気液分離構造を示す平面図、(b)は断面図で
ある。本実施例の気液分離構造は、蒸気側ヘッダ19の
内部に設けた突起25の一部を、冷媒蒸気の進行方向に
対し、放熱チューブ21より上流側で放熱チューブ21
と接触する構造としている。本実施例でも第3実施例と
同様の効果を得ることができる。なお、第3実施例及び
第4実施例では、図7及び図8に示したように、蒸気側
ヘッダ19の内部全体に気液分離構造(突起25)を設
けても良いが、液冷媒の噴出が激しい冷媒槽3の一方の
ヘッダ接続部8に近い部分のみに設けても良い。(Fourth Embodiment) FIG. 8A is a plan view showing a gas-liquid separation structure in the vapor side header 19, and FIG. 8B is a sectional view. In the gas-liquid separation structure of the present embodiment, a part of the projection 25 provided inside the vapor
The contact structure is In this embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained. In the third embodiment and the fourth embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a gas-liquid separation structure (projection 25) may be provided on the entire inside of the vapor-side header 19. It may be provided only in a portion near one header connection portion 8 of the refrigerant tank 3 where ejection is intense.
【図1】蒸気側ヘッダ内の気液分離構造を示す斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view showing a gas-liquid separation structure in a steam-side header.
【図2】沸騰冷却装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a boiling cooling device.
【図3】沸騰冷却装置の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the boiling cooling device.
【図4】薄型容器の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a thin container.
【図5】冷媒の流れを示す沸騰冷却装置の斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view of a boiling cooling device showing a flow of a refrigerant.
【図6】蒸気側ヘッダ内の気液分離構造を示す斜視図で
ある。FIG. 6 is a perspective view showing a gas-liquid separation structure in a steam side header.
【図7】蒸気側ヘッダ内の気液分離構造を示す平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view showing a gas-liquid separation structure in a vapor side header.
【図8】蒸気側ヘッダ内の気液分離構造を示す平面図
(a)と断面図(b)である。FIGS. 8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a gas-liquid separation structure in a steam side header.
1 沸騰冷却装置 2 発熱体 3 冷媒槽 4 放熱器 7 沸騰空間 19 蒸気側ヘッダ 20 液側ヘッダ 21 放熱チューブ 21a 放熱チューブの開口部 25 突起 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boiling cooling device 2 Heating element 3 Refrigerant tank 4 Radiator 7 Boiling space 19 Steam side header 20 Liquid side header 21 Heat radiating tube 21a Opening of heat radiating tube 25 Projection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 清司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 大原 貴英 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 前田 明宏 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5F036 AA01 BA08 BB45 BB53 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kiyoshi Kawaguchi 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Takahide Ohara 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Denso Corporation (72) Inventor Akihiro Maeda 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in DENSO Corporation (reference) 5F036 AA01 BA08 BB45 BB53
Claims (6)
装置であって、 内部に液冷媒を貯留し、その液冷媒が発熱体の熱を受け
て沸騰する沸騰空間を形成する冷媒槽と、 前記沸騰空間で沸騰した冷媒蒸気が流入するヘッダと、 このヘッダ内に開口する放熱チューブを有し、前記ヘッ
ダから前記放熱チューブを流れる冷媒蒸気を外部流体と
の熱交換によって液化するコア部とを備え、 前記ヘッダから前記放熱チューブへ冷媒蒸気が支配的に
流れるように前記ヘッダ内に気液分離構造を設けてお
り、その気液分離構造は、前記放熱チューブの端部が前
記ヘッダの内部へ差し込まれて前記ヘッダの内壁面から
突出している構造を有することを特徴とする沸騰冷却装
置。An evaporative cooling device for transferring heat by a phase change of a refrigerant, the refrigerant tank storing a liquid refrigerant therein, and forming a boiling space in which the liquid refrigerant boils by receiving heat from a heating element. A header into which the refrigerant vapor boiling in the boiling space flows, and a core part having a heat radiation tube opened in the header, and liquefying the refrigerant vapor flowing from the header through the heat radiation tube by heat exchange with an external fluid. A gas-liquid separation structure is provided in the header so that refrigerant vapor flows dominantly from the header to the heat dissipation tube, and the gas-liquid separation structure is such that an end of the heat dissipation tube is inside the header. Characterized by having a structure that is inserted into the header and protrudes from the inner wall surface of the header.
開口部が、前記ヘッダ内を進行する冷媒蒸気の進行方向
の下流側に開口している構造を有することを特徴とする
請求項1に記載した沸騰冷却装置。2. The gas-liquid separation structure according to claim 1, wherein the opening of the heat radiating tube is opened on the downstream side in the traveling direction of the refrigerant vapor traveling in the header. The boiling cooling device described in 1.
に設けられた突起を更に有することを特徴とする請求項
1及び2に記載した沸騰冷却装置。3. The boiling cooling device according to claim 1, wherein the gas-liquid separation structure further includes a projection provided on an inner wall surface of the header.
配置されている構造を有することを特徴とする請求項3
に記載した沸騰冷却装置。4. The gas-liquid separation structure according to claim 3, wherein the projections are arranged in a staggered manner.
The boiling cooling device described in 1.
する冷媒蒸気の進行方向に対し、前記突起が傾斜して配
置されている構造を有することを特徴とする請求項3に
記載した沸騰冷却装置。5. The gas-liquid separation structure according to claim 3, wherein the projection is arranged to be inclined with respect to a traveling direction of the refrigerant vapor traveling in the header. Boiling cooling device.
する冷媒蒸気の進行方向に対し、前記放熱チューブより
上流側で前記突起が前記放熱チューブと接触する構造を
有することを特徴とする請求項3に記載した沸騰冷却装
置。6. The gas-liquid separation structure has a structure in which the protrusion contacts the heat radiating tube on the upstream side of the heat radiating tube with respect to the traveling direction of the refrigerant vapor traveling in the header. The boiling cooling device according to claim 3.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10330718A JP2000156444A (en) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | Boiling cooling device |
US09/439,954 US6341645B1 (en) | 1998-11-19 | 1999-11-12 | Cooling device boiling and condensing refrigerant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10330718A JP2000156444A (en) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | Boiling cooling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000156444A true JP2000156444A (en) | 2000-06-06 |
Family
ID=18235800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10330718A Pending JP2000156444A (en) | 1998-11-19 | 1998-11-20 | Boiling cooling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000156444A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012182272A (en) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Seiko Npc Corp | Semiconductor manufacturing apparatus |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP10330718A patent/JP2000156444A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012182272A (en) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Seiko Npc Corp | Semiconductor manufacturing apparatus |
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