无泵水冷系统技术方案

提供不需要外部动力，可以向任意方向进行热输送，并且是可靠性高.低热阻的无泵水冷系统。具有：收容热交换用循环溶液１和上述循环溶液的蒸汽１２的热交换循环溶液收容容器４；被设置在该收容容器的外壁的散热器２；将收容容器内的热交换用循环溶液１向收容容器外送出的溶液送出口５；将由高温的热交换用循环溶液１和循环溶液的蒸汽泡１３构成的气液两相流体送入上述收容容器内的气液两相流体送入口８；以及具有第一输送路６、第二输送路７和第三输送路９、连接第一到第三输送路的循环溶液输送路Ａ；第一输送路６与溶液送出口５连接、设置有显热排出热交换器１０，第二输送路７上，内部的热交换用循环溶液与收容容器内的热交换用循环溶液以及蒸汽进行热交换，第三输送路９与上述气液两相流体送入口８连接并且设置有加热热交换器１１。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热传送机，尤其是涉及不需要机械式泵等的外部动力的无泵水冷系统。近年来，电子仪器的放热量急剧增大，需要有更高效率的散热手段。另外，电子仪器的寿命也在增加，需要更可靠的散热方式。在这样的背景下，不具有可动部的热管(例如参照专利文献1)被再次关注。热管被分为重力型热管(热水管)和毛细管力型热管两大类。重力型热管是指将作用流体适量封入密闭容器中，将下方与放热体接合，将上方与散热部接合或直接设置在冷却流体中。另一方面，毛细管力型热管是指将作用流体适量封入在内壁上有槽的密闭容器中，或在内壁上内衬有多孔物质的密闭容器中，将一端部与放热体接合，将另一端部与散热部接合或直接设置在冷却流体中。专利文献1特开2003-148882号公报(第三页，图1)上述构成的毛细管力型热管具有以下进行热输送困难的问题，即由于利用毛细管力的非常小的驱动力使作用流体向加热部(设置放热体的部分)回流，因此最大热输送能力很小，并且，使作用流体向与重力相反的方向回流很困难。一方面，重力型热管具有以下问题，即由于利用重力使作用流体向加热部回流，因此具有必须将散热部放置在放热部上面的位置限制，在设置其位置方面没有自由度。本专利技术为了解决上述问题，以提供以下无泵水冷系统为目的，即不需要外部动力，可以向任意方向进行热输送，并且，热输送量大、热阻力更小的可靠性高·低热阻的无泵水冷系统。
技术实现思路
本专利技术的无泵水冷系统具有热交换循环溶液收容容器、散热器、溶液送出口、气液两相流体送入口以及循环溶液输送路，该热交换循环溶液收容容器收容热交换用循环溶液和上述循环溶液的蒸汽；该散热器被设置在该收容容器的外壁；该溶液送出口将上述收容容器内的热交换用循环溶液向收容容器外送出；该气液两相流体送入口将由高温的热交换用循环溶液和上述循环溶液的蒸汽泡构成的气液两相流体送入上述收容容器内；该循环溶液输送路备有第一输送路、第二输送路和第三输送路，连接上述第一输送路到第三输送路；该第一输送路与上述溶液送出口连接、并设置有显热排出热交换器；在该第二输送路，内部的热交换用循环溶液与上述收容容器内的热交换用循环溶液，或内部的热交换用循环溶液与上述收容容器内的热交换用循环溶液以及上述收容容器内的热交换用循环溶液的蒸汽进行热交换；该第三输送路与上述气液两相流体送入口连接并且设置有加热热交换器。在本专利技术的无泵水冷系统中，在第三输送路上，热交换用循环溶液接受来自加热热交换器的热后，热交换用循环溶液升温，在第三输送路的内部发生沸腾、产生蒸汽泡，利用对该蒸汽泡起作用的浮力，热交换用循环溶液和上述蒸汽泡向循环溶液输送路内移动。通过上述蒸汽泡的移动，来自加热热交换器的一部分热从设置在热交换用循环溶液收容容器外壁的散热器排出。并且，通过上述热交换用循环溶液的移动，来自加热热交换器的剩余的热从升温到高温的显热排出热交换器排出。在现有的重力型热管中，只是通过本专利技术中的蒸汽泡进行热输送，与此相反，本专利技术中，由于通过蒸汽泡和循环溶液两方面进行热输送，因此可以输送大量的热。并且，由于对显热排出热交换器的热输送是只通过液体进行的输送，因此，没有必要将显热排出热交换器设置在加热热交换器的上方，可以将显热排出热交换器设置在任意的地方，增加了散热位置的自由度。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图2是表示本专利技术的第一实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图3是表示本专利技术的第一实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图4是表示本专利技术的第二实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图5是表示本专利技术的第三实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图6是表示本专利技术的第四实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图7是表示本专利技术的第四实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图8是表示本专利技术的第四实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图9是表示本专利技术的第四实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图10是表示本专利技术的第五实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图11是表示本专利技术的第五实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图12是表示本专利技术的第五实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。图13是表示本专利技术的第六实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图14是表示本专利技术的第六实施方式的气泡核的图。图15是表示本专利技术的第六实施方式其他的气泡核的图。图16是表示本专利技术的第七实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图17是表示本专利技术的第八实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图18是表示本专利技术的第八实施方式的加热热交换器以及齿条壁的剖面构成图。图19是表示本专利技术的第九实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。图20是表示本专利技术的第十实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。具体实施例方式第一实施方式以下，根据附图就本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的第一实施方式的无泵水冷系统的剖面构成图。另外，图2是表示本专利技术的第一实施方式其他的无泵水冷系统的剖面构成图。在图1中，热交换循环溶液收容容器4收容升温到高温的热交换用循环溶液1和蒸汽12，蒸汽12是该溶液1进行相变化、保有潜热的高温。另外，在该热交换循环溶液收容容器4的外壁上设置有散热器2，向散热器2排出上述热交换用循环溶液1和蒸汽12保有的热。此时，上述蒸汽12的一部分冷凝，成为热交换用循环溶液1。另外，本实施方式中，热交换循环溶液收容容器4的壁面具有与散热器进行热交换的传热壁的作用，也可以在内外壁面上安装散热片。另外，散热器2是如图2所示的构成，即将热交换循环溶液收容容器4的外壁的一部分向周围突出，在突出的外壁上设置散热片的构成，并且，也可以使用风扇3进行散热。在热交换循环溶液收容容器4上设置送出容器4内的热交换用循环溶液1的溶液送出口5和气液两相流体送入口8。被升温到高温的热交换用循环溶液1和被升温到高温的沸腾的热交换用循环溶液1的蒸汽泡13的气液两相流体从气液两相流体送入口8流入。另外，通过该气液两相流体的流入，热交换循环溶液收容容器4内的热交换用循环溶液1和蒸汽12冷凝生成的冷凝液被搅拌。热交换用循环溶液1最好是热特性高(例如导热系数高、比热大)、流动特性好(例如粘性系数小)、相对气体的液体密度比大的流体，是由蒸馏水、酒精、液体金属等单一成分构成的液体、防冻液、酒精水溶液等的水溶液或磁性流体等的混合液体，使用产生气液相变化的流体。蒸汽12是热交换用循环溶液1或其一部分气化的产物，也可以混入空气等不冷凝气体。循环溶液输送管A连接在设置在热交换循环溶液收容容器4上的上述溶液送出口5和上述气液两相流体送入口8之间，热交换用循环溶液1构成循环的循环溶液输送路。循环溶液输送管A包括与上述溶液送出口5连接的溶液送出管(第一输送路)6、穿过热交换循环溶液收容容器4内的容器内管(第二输送路)7和与上述气液两相流体送入口8连接的气液两相流体送入管(第三输送路)9，被收容在热交换循环溶液收容容器4的热交换用循环溶液1从该容器4出来、从溶液送出管6经过容器内管7、再经过气液两相流体送入管9返回该容器4。另外，溶液送出口5是为了送出高温的热交换用循环溶液1的出口，蒸汽泡13与热交换用循环溶液1一起流入后，由于浮力向热交换用循环溶液1的循环方向的反方向起作用，使热交换用循环溶液1的循环流量减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无泵水冷系统，其特征在于，具有：热交换循环溶液收容容器、散热器、溶液送出口、气液两相流体送入口以及循环溶液输送路，该热交换循环溶液收容容器收容热交换用循环溶液和上述循环溶液的蒸汽；该散热器被设置在该收容容器的外壁；该溶液送出口将上述收容容器内的热交换用循环溶液向收容容器外送出；该气液两相流体送入口将由高温的热交换用循环溶液和上述循环溶液的蒸汽泡构成的气液两相流体送入上述收容容器内；该循环溶液输送路备有第一输送路、第二输送路和第三输送路，连接上述第一输送路到第三输送路；该第一输送路与上述溶液送出口连接、并设置有显热排出热交换器；在该第二输送路，内部的热交换用循环溶液与上述收容容器内的热交换用循环溶液，或内部的热交换用循环溶液与上述收容容器内的热交换用循环溶液以及上述收容容器内的热交换用循环溶液的蒸汽进行热交换；该第三输送路与上述气液两相流体送入口连接并且设置有加热热交换器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：一法师茂俊，上原伸哲，山田晃，大串哲朗，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]