沸腾冷却装置及沸腾冷却系统制造方法及图纸

提供能够促进沸腾的产生并抑制装置的冷却能力的降低的沸腾冷却装置及沸腾冷却系统。在本发明专利技术的沸腾冷却装置(2)中，具备：使制冷剂循环的泵(11)、产生微气泡并使微气泡包含在从泵(11)排出的制冷剂中的微气泡产生器(12)、被供给包含有微气泡的制冷剂并使制冷剂沸腾的沸腾冷却器(13)、在制冷剂的沸腾后且由泵(11)进行的吸入前冷却制冷剂的散热器(14)、以及在制冷剂的沸腾后且由泵(11)进行的吸入前从循环的制冷剂中分离气体的气液分离器(15)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沸腾冷却装置及沸腾冷却系统
本专利技术涉及利用沸腾现象冷却发热体的沸腾冷却装置及沸腾冷却系统。
技术介绍
对于以往的沸腾冷却装置而言，例如公开了在沸腾用传热管的外表面部利用凸部和凹部呈螺旋状地形成有微细的槽这样的沸腾冷却装置等(例如，参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-164126号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在这样的沸腾冷却装置中，例如在杂质混入制冷剂的情况下，杂质会由于沸腾而被浓缩，在持续使用装置时，杂质有时会析出到传热面的表面。于是，存在如下问题点：杂质会覆盖具有微细的槽等的传热面的表面，阻碍沸腾的产生，会导致冷却能力的降低。本专利技术是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够促进沸腾的产生并抑制冷却能力的降低的沸腾冷却装置及沸腾冷却系统。用于解决课题的手段本专利技术的沸腾冷却装置具备：泵，所述泵使制冷剂循环；微气泡产生器，所述微气泡产生器产生微气泡，并使微气泡包含在从泵排出的制冷剂中；沸腾冷却器，所述沸腾冷却器被供给包含有微气泡的制冷剂，并使制冷剂沸腾；散热器，所述散热器在制冷剂的沸腾后且由泵进行的吸入前对制冷剂进行冷却；以及气液分离器，所述气液分离器在制冷剂的沸腾后且由泵进行的吸入前从循环的制冷剂中分离气体。另外，本专利技术的沸腾冷却系统具备：泵，所述泵使制冷剂循环；微气泡产生器，所述微气泡产生器产生微气泡，并使微气泡包含在从泵排出的制冷剂中；沸腾冷却器，所述沸腾冷却器被供给包含有微气泡的制冷剂，并使制冷剂沸腾；散热器，所述散热器在制冷剂的沸腾后且由泵进行的吸入前对制冷剂进行冷却；气液分离器，所述气液分离器在制冷剂的沸腾后且由泵进行的吸入前从循环的制冷剂中分离气体；以及发热体，所述发热体设置于沸腾冷却器并被冷却。专利技术的效果根据本专利技术的沸腾冷却装置及沸腾冷却系统，能够促进沸腾的产生，并抑制冷却能力的降低。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统的概略图。图2是喷射器式微气泡产生器的示意图。图3是回旋液流式微气泡产生器的示意图。图4是表示沸腾冷却器的传热面的温度推移的示意图。图5是本专利技术的实施方式2的沸腾冷却系统的概略图。具体实施方式实施方式1.利用图1～图4说明本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1及沸腾冷却装置2。在图中，标注有相同的附图标记的部分是相同或与之相当的部分，这在说明书的全文中是共用的。图1是本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1的概略图。如图1所示，本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1主要具有泵11、微气泡产生器12、沸腾冷却器13、散热器14及气液分离器15。另外，沸腾冷却系统1的各构成设备分别经由制冷剂配管16连结。作为一般的冷却系统，例如存在如下的冷却系统：为了冷却搭载于家电或车辆等的电子设备等发热体，按顺序连接泵、冷却发热体的冷却器及散热器。在该冷却系统中，通过利用泵使制冷剂(例如水)循环，并在冷却器中使制冷剂接受来自与冷却器进行热接触的发热体的热量，使制冷剂的热量从散热器散热，从而对发热体进行冷却。本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1特别是在冷却器中利用制冷剂沸腾的现象。通过使制冷剂在冷却器中沸腾，从而与制冷剂不沸腾的情况相比，能够使制冷剂接受更多的热量，促进发热体3的冷却。此外，在本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1中，由于在冷却器中利用沸腾现象，所以将冷却器特别地称为沸腾冷却器13。在此，沸腾现象是指由于从液体向蒸气(气体)的相变而产生蒸气气泡的现象，但在从液体向蒸气的相变中，需要大量的能量(例如，沸腾冷却器13的传热面与制冷剂间的较大的温度差或较大的压力波等)。也就是说，并不是仅向制冷剂施加热能，就会产生蒸气气泡。通常来说，在传热面的表面，在划痕等凹陷(腔)中会残留有少量的气体(发泡核)。发泡核是较小的气体的气泡，是具有空气或蒸气的气体。沸腾现象通常是通过将发泡核作为蒸气气泡的种子(日文：種)(起点)而产生的。在发泡核中，在液体(制冷剂)与气体的气液界面处，在液体相变为蒸气的量(A)与从蒸气相变为液体的量(B)的平衡破坏且为A>B的情况下，发泡核的容积变大(增长)，蒸气气泡增长。这样，由于存在发泡核，所以从液体向蒸气的相变变得容易。在本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1中，通过利用微气泡产生器12向沸腾冷却器13供给微气泡，并将微气泡作为发泡核，从而促进沸腾。以下，为了说明本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1的特征，具体地说明沸腾现象及沸腾冷却系统1的各结构。为了促进沸腾冷却器13中的制冷剂的沸腾，本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1在沸腾冷却器13的上游侧具有微气泡产生器12。而且，在沸腾冷却器13中的制冷剂的沸腾后(相比于沸腾冷却器13靠下游侧的位置)且在利用泵11将制冷剂吸入前，设置有从循环的制冷剂中分离气体的气液分离器15。泵11使沸腾冷却系统1内的制冷剂(液体单相及气液二相状态下的制冷剂)循环。但是，在泵11中，由于利用气液分离器15将气体从循环的制冷剂中分离，所以制冷剂为液体制冷剂的状态。泵11例如是容积式、往复式或旋转式等类型的泵11。另外，在泵11的选定时，选定能够产生如下扬程(具有升压能力)的泵：所述扬程能够使需要的流量的制冷剂在沸腾冷却系统1中循环。制冷剂只要是在适合冷却发热体3的温度范围进行沸腾的液体即可，例如是防冻液(将水和乙二醇混合而成的液体等)或水等。微气泡产生器12产生微气泡，并使微气泡包含在从泵11排出的制冷剂中。如图1所示，在本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1中，微气泡产生器12经由制冷剂配管16将上游侧与泵11连接，并经由制冷剂配管16将下游侧与沸腾冷却器13连接。如上所述，在微气泡产生器12中生成的微气泡在沸腾冷却器13内作为发泡核发挥功能。另外，由于杂质的吸附效应或微气泡破裂时产生的压力波，微气泡还具有清洗污垢的功能，还能够清洗作为水垢附着于后述的沸腾冷却器13内侧的传热面表面的杂质的附着层。微气泡例如可以是微米级的直径的气泡，优选为3μm～80μm的直径的气泡。在微气泡的直径小于3μm时，由于表面张力的影响，气泡不会适当地增长，有可能无法充分地得到促进沸腾的效果。另外，在直径超过80μm时，基于微气泡的清洗效果有可能会降低。对于微气泡产生器12而言，有的不利用液体流动的力，有的利用液体流动的力。例如，作为不利用液体流动的力的微气泡产生器12的形态，有超声波式、电解式、蒸气冷凝式、细孔式或旋转式等。另一方面，作为利用液体流动的力的微气泡产生器12的形态，有回旋液流式、喷射器式或气穴式等。利用液体流动的力的形态的微气泡产生器12能够不消耗电力或消耗较少的电力地产生微气泡。在本专利技术的实施方式1的沸腾冷却系统1中，作为微气泡产生器12，例示回旋液流式及喷射器式的微气泡产生器12并进行具体说明。在此，将利用制冷剂的流动来吸收气体的微气泡产生器12称为流体流动式微气泡产生器。回旋液流式及喷射器式的微气泡产生器12是流体流动式微气泡产生器的一种。但是，微气泡产生器12并不限于流体流动式微气泡产生器，即使是不利用流体流动的力的微气泡产生器12，也能够应用于本专利技术。另一方面，由于流体流动式微气泡产生器不需要电力，节能性较高，另外，没有可动部、布线，而且没有电开关控制等，所以可靠性较高。而且，由于流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沸腾冷却装置，其中，所述沸腾冷却装置具备：泵，所述泵使制冷剂循环；微气泡产生器，所述微气泡产生器产生微气泡，并使所述微气泡包含在从所述泵排出的所述制冷剂中；沸腾冷却器，所述沸腾冷却器被供给包含有所述微气泡的所述制冷剂，并使所述制冷剂沸腾；散热器，所述散热器在所述制冷剂的沸腾后且由所述泵进行的吸入前对所述制冷剂进行冷却；以及气液分离器，所述气液分离器在所述制冷剂的沸腾后且由所述泵进行的吸入前从循环的所述制冷剂中分离气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沸腾冷却装置，其中，所述沸腾冷却装置具备：泵，所述泵使制冷剂循环；微气泡产生器，所述微气泡产生器产生微气泡，并使所述微气泡包含在从所述泵排出的所述制冷剂中；沸腾冷却器，所述沸腾冷却器被供给包含有所述微气泡的所述制冷剂，并使所述制冷剂沸腾；散热器，所述散热器在所述制冷剂的沸腾后且由所述泵进行的吸入前对所述制冷剂进行冷却；以及气液分离器，所述气液分离器在所述制冷剂的沸腾后且由所述泵进行的吸入前从循环的所述制冷剂中分离气体。2.根据权利要求1所述的沸腾冷却装置，其中，所述微气泡产生器是流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：一法师茂俊，筱崎健，浅井勇吾，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP