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公開番号2024177945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2023096369
出願日2023-06-12
発明の名称沸騰冷却装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類F28D 15/02 20060101AFI20241217BHJP(熱交換一般)
要約【課題】簡単な構成で、冷却に寄与しない乾き領域への対策を図ることができ、かつ、圧力損失の増大を抑制することができる伝熱管を備えた沸騰冷却装置を提供する。
【解決手段】沸騰冷却装置は、冷媒が流通する長尺状の流路を有する伝熱管を備え、伝熱管は、流路を構成し、発熱体からの熱を受ける伝熱面を含む管本体と、流路に設けられた隔壁と、を有し、隔壁は、流路の長手方向に延在し、流路を2以上の空間に分割する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒が流通する長尺状の流路を有する伝熱管を備え、
前記伝熱管は、
前記流路を構成し、発熱体からの熱を受ける伝熱面を含む管本体と、
前記流路に設けられた隔壁と、を有し、
前記隔壁は、前記流路の長手方向に延在し、前記流路を２以上の空間に分割する、
ことを特徴とする沸騰冷却装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記隔壁は、前記長手方向に延在する平板状である、
請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
前記長手方向は、鉛直方向に交差し、
前記隔壁は、前記鉛直方向に交差する方向に沿って配置される、
請求項２に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】
前記隔壁は、前記長手方向に沿って屈曲した屈曲部を有し、
前記屈曲部は、前記流路の前記長手方向に沿った中心線よりも前記伝熱面に近い、
請求項３に記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】
前記隔壁は、前記流路を互いに等しい体積を有する２以上の空間に分割する、
請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項６】
前記隔壁は、複数の壁部を有し、
前記複数の壁部のそれぞれは、前記長手方向に見て前記伝熱面から前記流路の内側に向って延在し、互いに接続される、
請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項７】
前記壁部の数は、３以下である、
請求項６に記載の沸騰冷却装置。
【請求項８】
前記長手方向は、鉛直方向に交差し、
前記複数の壁部のうちの１つの壁部は、前記鉛直方向に沿って配置され、
前記１つの壁部は、前記複数の壁部の接続部よりも鉛直上方に配置される、
請求項６に記載の沸騰冷却装置。
【請求項９】
前記複数の壁部のうちの残りの壁部は、前記複数の壁部の接続部よりも鉛直下方に配置される、
請求項８に記載の沸騰冷却装置。
【請求項１０】
前記長手方向は、鉛直方向に交差し、
前記複数の壁部は、前記複数の壁部の接続部よりも鉛直下方に配置される、
請求項６に記載の沸騰冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、沸騰冷却装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
冷媒の沸騰に伴う潜熱を利用して発熱体を冷却する沸騰冷却装置が知られている。当該沸騰冷却装置の例として、円筒状の伝熱管を有する冷却装置が知られている。
【０００３】
伝熱管を有する冷却装置は、一般的な水冷式冷却装置と比較して循環流量が非常に小さく、レイノルズ数が１００以上３０００以下程度と小さい。このため、伝熱管の内部は、層流になる。それゆえ、伝熱管の内部で冷媒が沸騰する際、気液二相冷媒の蒸気が伝熱管の上部に溜まり易く、液相冷媒が伝熱管の下部に溜まり易い。
【０００４】
特許文献１に記載の伝熱管は、下部に溜まった液相冷媒を拡散させるよう、内部にねじった隔壁を有している。当該隔壁は、例えば、伝熱管の終端まで少なくとも１回転ねじられた形状を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１８／５２４５９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のねじられた形状の隔壁では、ねじれ角によっては伝熱管の内部に、蒸気が溜まってしまう領域が発生し続けてしまうおそれがある。この結果、伝熱管の内壁面である伝熱面において冷却に寄与しない大型な乾き領域が形成されるおそれがある。このため、従来の伝熱管では、隔壁を有さない単純な管と冷却効率が変わらないおそれがある。また、ねじられた形状の隔壁を製造することは非常に難しい。さらには、ねじられた形状の隔壁では、圧力損失が増大するおそれがある。
【０００７】
以上のことから、簡単な構成で、冷却に寄与しない乾き領域への対策を図ることができ、かつ、圧力損失の増大を抑制することができる伝熱管を備えた沸騰冷却装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る沸騰冷却装置は、冷媒が流通する長尺状の流路を有する伝熱管を備え、前記伝熱管は、前記流路を構成し、発熱体からの熱を受ける伝熱面を含む管本体と、前記流路に設けられた隔壁と、を有し、前記隔壁は、前記流路の長手方向に延在し、前記流路を２以上の空間に分割する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る沸騰冷却装置を備える冷却システムの概略図である。
図１の沸騰冷却装置が搭載されるモーターの断面の簡略図である。
比較例の伝熱管の縦断面図である。
比較例の伝熱管の横断面図である。
第１実施形態の伝熱管の縦断面図である。
第１実施形態の伝熱管の横断面図である。
第２実施形態の伝熱管の縦断面図である。
第２実施形態の伝熱管の横断面図である。
変形例の伝熱管の横断面図である。
第３実施形態の伝熱管の縦断面図である。
第３実施形態の伝熱管の横断面図である。
変形例の伝熱管の横断面図である。
第４実施形態の伝熱管の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。なお、「等しい」とは、実質的に等しければよく、製造誤差等を含む意味である。
（【００１１】以降は省略されています）

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