JP2019082273A

JP2019082273A - 冷却システム

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Publication number: JP2019082273A
Application number: JP2017209025A
Authority: JP
Inventors: 下田　一喜; Kazuyoshi Shimoda; 一喜下田
Original assignee: ADD Co Ltd
Current assignee: ADD Co Ltd
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-30

Abstract

【課題】より確実に冷媒を自然循環させることができる冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システム１は、冷媒が循環する循環流路３と、気泡溜まり部５とを有している。循環流路３は、外部の冷却対象流体Ｌ１から吸熱する吸熱部７、吸熱部７から上方へ延びる部分を含む第１流路９、第１流路９の吸熱部７とは反対側に接続されており、外部へ放熱を行う放熱部１１、及び放熱部１１から吸熱部７まで延びている第２流路１３を順に含んでいる。気泡溜まり部５は、第１流路９から上方へ分岐する密閉空間を構成している。【選択図】図１

Description

本開示は、冷媒を自然循環させる冷却システムに関する。

循環流路に冷媒を循環させ、循環流路の一部である吸熱部において冷却対象物から吸熱を行い、循環流路の他の一部である放熱部において冷媒から放熱を行う冷却システムが知られている。また、このような冷却システムにおいて、ポンプ等の動力を用いずに冷媒を自然循環させるものも知られている（例えば特許文献１及び２）。特許文献１及び２では、冷媒に気泡を生じさせ、その気泡の浮力を利用して、冷媒を循環させている。

特開２０１５−１２９５９４号公報特開２０１５−２３０９０７号公報

本願出願人の実験では、特許文献１及び２で開示されているような冷却システムを用いた場合、自然循環が停止してしまう場合があることが分かった。そこで、より確実に冷媒を自然循環させることができる冷却システムが望まれる。

本開示の一態様に係る冷却システムは、冷媒が循環する循環流路であって、外部の冷却対象物から吸熱する吸熱部、前記吸熱部から上方へ延びる部分を含む第１流路、前記第１流路の前記吸熱部とは反対側に接続されており、外部へ放熱を行う放熱部、及び前記放熱部から前記吸熱部まで延びている第２流路、を順に含んでいる循環流路と、前記第１流路から上方へ分岐する密閉空間を構成している気泡溜まり部と、を有している。

一例において、前記気泡溜まり部は、前記循環流路の最も高い位置から分岐している。

一例において、前記放熱部は、前記吸熱部よりも上方に位置している。

一例において、前記第２流路の断面積の平均値は、前記第１流路の断面積の平均値よりも大きい。

一例において、前記第２流路は、中途で断面積が局部的に大きくされてタンク部を有している。

一例において、前記冷媒は、沸点が３０℃以上６０℃以下である。

上記の構成によれば、より確実に自然循環を生じさせることができる。

第１実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す模式図。第２実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す模式図。

＜第１実施形態＞
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る冷却システム１の概略構成を示す模式図である。

冷却システム１は、冷却対象物としての冷却対象流体Ｌ１を冷却するように構成されている。冷却対象流体Ｌ１は、気体であってもよいし、液体であってもよい。また、冷却対象流体Ｌ１の成分も任意である。また、冷却対象流体Ｌ１の冷却前の温度及び冷却後の温度（目標温度）も適宜に設定されてよい。

冷却対象流体Ｌ１は、冷却用容器１５に貯留されている。例えば、冷却用容器１５は、特に図示しないが、不図示の流入口及び流出口を有している。そして、冷却対象流体Ｌ１は、連続的又は間欠的に、流入口から冷却用容器１５に供給され、一時的に冷却用容器１５に滞留し、流出口から排出される。その過程において、冷却対象流体Ｌ１は冷却システム１によって冷却される。

なお、冷却用容器１５の形状及び容積は適宜に設定されてよい。また、冷却用容器１５は、密閉容器であってもよいし、大気開放された容器であってもよい。また、冷却用容器１５は、冷却対象流体Ｌ１が一時的に滞留しないような形状（例えば一定の断面積の流路の一部）であってもよい。冷却用容器１５は、冷却システム１の一部と捉えられてもよいし、冷却システム１とは別の部材と捉えられてもよい。

冷却システム１は、冷却対象流体Ｌ１から熱を奪う冷媒Ｌ３を循環させる循環流路３と、冷媒Ｌ３の自然循環をより確実に生じさせるための気泡溜まり部５とを有している。循環流路３及び気泡溜まり部５を構成する部材の材料及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、これらの部材は、金属によって構成されている。また、循環流路３及び気泡溜まり部５の径（例えば最小径、平均径又は最大径）は、例えば、１０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上である。

冷却システム１は、例えば、動力及び／又は信号入力（操作）が不要な構成とされている。例えば、冷媒Ｌ３を循環させるポンプ、冷媒Ｌ３の流れを制御する制御弁（制御装置によって制御されるもの）、及び／又は冷媒Ｌ３を（後述する放熱部１１において）冷却するためのファン等は設けられていない。ただし、冷却システム１の用途及び／又は規模等によっては、そのような構成要素が設けられてもよい。

（循環流路）
循環流路３は、冷媒Ｌ３の流れ方向（図中、点線の矢印で示す。）において順に、吸熱部７、第１流路９、放熱部１１及び第２流路１３を有している。

吸熱部７は、冷媒Ｌ３によって冷却対象流体Ｌ１の吸熱を行う部分（流路）である。吸熱部７は、例えば、冷却対象流体Ｌ１内（及び／又は冷却用容器１５内）に位置しており、その外面が冷却対象流体Ｌ１に接している。また、吸熱部７は、例えば、全体として、冷媒Ｌ３の上流側から下流側への方向が下方から上方への方向になるように延びている。換言すれば、吸熱部７の流出口は、吸熱部７の流入口の上方に位置している。なお、吸熱部７は、一部において、上流側から下流側への方向が、水平方向、又は上方から下方への方向になっていても構わない。

吸熱部７は、冷却対象流体Ｌ１との接触面積が大きくなるように適宜な形状とされてよい。例えば、吸熱部７は、コイル状（図示の例）又はミアンダ状等の形状で延びていてよい。すなわち、吸熱部７は、適宜に屈曲及び／又は湾曲して延びていてよい。また、例えば、吸熱部７は、複数の流路に分岐して、再度合流してもよいし、薄型幅広の流路を形成していてもよい。吸熱部７の断面積（横断面（流れに直交する断面）の面積。以下、特に断りがない限り、同様。）は、適宜に設定されてよい。例えば、吸熱部７の断面積は、循環流路３の他の部分の断面積よりも小さくされてよい。

第１流路９は、吸熱部７の下流側と放熱部１１の上流側とを接続する部分である。第１流路９は、例えば、吸熱部７から上方へ延びる前段部９ａと、前段部９ａから延びて放熱部１１に到達する後段部９ｂとを有している。

前段部９ａは、例えば、鉛直方向に直線状に延びている。ただし、前段部９ａは、全体として、吸熱部７から上方へ延びていればよく（前段部９ａの流出口が前段部９ａの流入口の上方に位置していればよく）、鉛直方向に傾斜していてもよいし、中途に屈曲又は湾曲する部分を含んでいてもよい。また、一部において、上流側から下流側への方向が、水平方向、又は上方から下方への方向になっていても構わない。前段部９ａの断面積は、例えば、一定である。

後段部９ｂは、前段部９ａから水平方向に直線状に延びている。ただし、後段部９ｂは、前段部９ａから下方へ延びていてもよい。また、後段部９ｂは、中途に屈曲又は湾曲する部分を含んでいてもよい。また、一部において、上流側から下流側への方向が、水平方向、又は下方から上方への方向になっていても構わない。後段部９ｂの断面積は、例えば、一定である。

後段部９ｂは、例えば、その全体が、前段部９ａの最も高い位置（後段部９ｂとの接続位置）と同一の高さ以下の範囲（図示の例では同一高さの位置）に位置している。ただし、後段部９ｂは、その一部を前段部９ａの最も高い位置よりも高くに位置させることも可能である。前段部９ａ及び後段部９ｂは、互いに断面積が異なっていてもよいし、同一でもよい。

放熱部１１は、冷媒Ｌ３の熱を循環流路３の外部へ放熱するための部分である。放熱部１１は、例えば、大気によって冷却されてもよいし、気体状及び／又は液体状の冷媒によって冷却されてもよいし、地中に埋設されて冷却されてもよい。

図示の例では、放熱部１１は、冷媒Ｌ５が満たされた放熱用容器１７内に配置されており、これにより、冷却されている。冷媒Ｌ５は、例えば、沸点が比較的低いものであり、放熱用容器１７内で沸騰する。特に図示しないが、放熱用容器１７内では、液相の冷媒Ｌ５上に気相の冷媒Ｌ５が位置している。

放熱部１１は、例えば、全体として、冷媒Ｌ３の上流側から下流側への方向が上方から下方への方向になるように延びている流路からなる。すなわち、放熱部１１の流出口は、放熱部１１の流入口の下方に位置している。ただし、放熱部１１は、例えば、その全体が水平方向に延びていてもよいし、一部において、上流側から下流側への方向が、下方から上方への方向になっていても構わない。さらに、放熱部１１は、その全体として、上流側から下流側への方向を下方から上方への方向にすることも可能である。

放熱部１１は、冷媒Ｌ５（又は他の放熱部１１を冷却するもの）との接触面積が大きくなるように適宜な形状とされてよい。例えば、放熱部１１は、ミアンダ状（図示の例）又はコイル状等の形状で延びていてよい。すなわち、放熱部１１は、適宜に屈曲及び／又は湾曲して延びていてよい。また、例えば、放熱部１１は、複数の流路に分岐して、再度合流してもよいし、薄型幅広の流路を形成していてもよい。放熱部１１の断面積は、適宜に設定されてよい。

放熱部１１は、例えば、その全体が吸熱部７の全体よりも上方に位置している。ただし、放熱部１１は、その一部が吸熱部７の最も高い位置よりも下方に位置したり、その全体が吸熱部７の最も高い位置よりも下方に位置したり、その一部が吸熱部７の全体よりも下方に位置したり、その全体が吸熱部７の全体よりも下方に位置したりしていてもよい。

第２流路１３は、放熱部１１の下流側と吸熱部７の上流側とを接続する部分である。第２流路１３は、全体として、冷媒Ｌ３の上流側から下流側への方向が上方から下方への方向になるように延びている。すなわち、第２流路１３の流出口は、第２流路１３の流入口の下方に位置している。ただし、第２流路１３は、一部において、上流側から下流側への方向が、水平方向、又は上方から下方への方向になっていても構わない。図示の例では、第２流路１３は、放熱部１１から水平方向に延びる部分（符号省略）と、当該部分から下方へ延びる垂下部１３ａとを有している。

垂下部１３ａは、例えば、鉛直方向に直線状に延びている。ただし、垂下部１３ａは、鉛直方向に傾斜していてもよいし、中途に屈曲又は湾曲する部分を含んでいてもよい。また、一部において、上流側から下流側への方向が、水平方向、又は上方から下方への方向になっていても構わない。

第２流路１３の下流側部分（垂下部１３ａ）は、冷却対象流体Ｌ１内（及び／又は冷却用容器１５内）に位置しており、吸熱部７に接続されている。なお、第２流路１３は、例えば、吸熱部７に比較して、冷却対象流体Ｌ１から冷媒Ｌ３へ熱が流れにくくなっている。例えば、既述のように吸熱部７は、冷却対象流体Ｌ１との接触面積が増加するような構成とされているのに対して、垂下部１３ａは、吸熱部７よりも大きい断面積で、直線状に延びている。すなわち、冷却対象流体Ｌ１内において、垂下部１３ａの容積に対する表面積の比は、吸熱部７の容積に対する表面積の比よりも十分に小さくされている。

循環流路３内の種々の部位同士において、断面積の大きさの相対関係は適宜に設定されてよい。例えば、既述のように、吸熱部７の断面積は、他の部分の断面積よりも小さくされてよい。第１流路９及び第２流路１３の断面積は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい

（気泡溜まり部）
気泡溜まり部５は、密閉容器からなる。そして、気泡溜まり部５は、第１流路９に接続されて、第１流路９から上方に分岐する密閉空間を構成している。第１流路９と気泡溜まり部５とを接続する開口３ａ（分岐点において気泡溜まり部５側へ開口する開口）は、例えば、第１流路９から上方に開口している。このように、密閉空間が第１流路９から上方に分岐するとは、例えば、開口３ａが第１流路９から上方に開口し、密閉空間の少なくとも一部が当該開口３ａの上方に位置していることをいう。なお、開口３ａは、第１流路９から気泡溜まり部５へ向かって上方に開口していれば、鉛直方向に平行に開口している必要は無く、鉛直方向に対して斜めに開口していてもよい。

より具体的には、図示の例では、開口３ａは、第１流路９の前段部９ａの端面に形成されている。別の観点では、前段部９ａの延びる方向と、開口３ａの気泡溜まり部５への開口方向とは一致している。かつ、その方向は、鉛直方向である（鉛直方向に傾斜していない。）。開口３ａの位置は、図示の例では、第１流路９の最も高い位置であり、また、循環流路３の最も高い位置である。

気泡溜まり部５の形状は、適宜な形状とされてよい。図示の例では、気泡溜まり部５は、循環流路３の断面積（例えば最大の断面積）よりも大きい断面積で上方へ延びる柱状の空間を有する容器部５ａを含んでいる。なお、容器部５ａと開口３ａ（分岐点）との間の部分（符号省略）も、本実施形態の説明では、気泡溜まり部５の一部であるものとする。容器部５ａは、下面において第１流路９と連通されている。

気泡溜まり部５の容積は適宜に設定されてよい。例えば、気泡溜まり部５又は容器部５ａの容積は、循環流路３の容積の１０％以上６０％以下、又は３０％以上５０％以下である。

（冷媒）
冷媒Ｌ３の成分（別の観点では沸点）は、冷却システム１の用途（別の観点では、冷却対象流体Ｌ１の種類、冷却前の温度及び冷却後の温度）等に応じて適宜に設定されてよい。例えば、冷媒Ｌ３は、吸熱部７において冷却対象流体Ｌ１から熱を奪うことによって、沸騰可能なものから選択されている。また、例えば、冷媒Ｌ３は、沸点が３０℃以上６０℃以下のものである。このような沸点の冷媒としては、フッ素系の冷媒を挙げることができる。なお、冷却システム１の用途によっては、冷媒Ｌ３として水が用いられてもよい。

（冷却システムの作用）
吸熱部７における冷媒Ｌ３よりも高温の冷却対象流体Ｌ１が冷却用容器１５内に供給されると、冷媒Ｌ３は冷却対象流体Ｌ１から熱を奪う。この際、冷媒Ｌ３の一部は、沸騰して気泡Ｂを形成しつつ、潜熱に相当する熱量を冷却対象流体Ｌ１から奪う。これにより、冷却対象流体Ｌ１が速やかに、及び／又は十分に冷却される。

上記の作用に伴い、循環流路３においては、第２流路１３から吸熱部７を経由して第１流路９へ向かう流れが生じる。すなわち、冷媒Ｌ３の自然循環が生じる。その理由としては、例えば、第２流路１３と吸熱部７とでは後者の方が冷媒Ｌ３の密度が低くなり、ひいては、後者の方が重力による圧力が低くなることが挙げられる。また、例えば、吸熱部７において生じた気泡Ｂが浮力によって液状の冷媒Ｌ３内を浮き上がることが挙げられる。

ここで、気泡溜まり部５が設けられていない場合においては、自然循環の流量が低減され、あるいは自然循環が停止してしまうことがある。本願発明者は、その要因の一つとして、気泡Ｂが前段部９ａから後段部９ｂ（さらには放熱部１１）へ流れ込むことが挙げられることを発見した。自然循環が妨げられる理由としては、例えば、気泡Ｂによって第２流路１３の上方（放熱部１１及び／又は後段部９ｂ）における冷媒Ｌ３の密度が低くなることから、第２流路１３と吸熱部７との間の圧力差が減じられてしまうことが挙げられる。また、例えば、気泡Ｂの浮力が、後段部９ｂ及び／又は放熱部１１において循環を妨げる向きに作用してしまうことが挙げられる。

しかし、本実施形態では、気泡溜まり部５が第１流路９から上方へ分岐する密閉空間を構成していることから、そのような不都合が生じるおそれを低減して、より確実に自然循環を生じさせることができる。具体的には、気泡Ｂは、前段部９ａから気泡溜まり部５へ入り込み、気泡溜まり部５に滞留する。すなわち、気泡Ｂは、後段部９ｂ以降へ流れ込みにくい。その結果、気泡Ｂが自然循環を妨げてしまうおそれが低減される。

さらに、気泡溜まり部５を設けることによって、気泡Ｂの発生に起因する循環流路３内における圧力上昇を抑制することができる。圧力上昇の抑制により、例えば、まず、循環流路３内の耐圧性及び／又は耐久性を低くすることができる。ひいては、コスト削減を図ることができる。また、例えば、圧力上昇の抑制によって、循環流路３内の冷媒Ｌ３の沸点の上昇を抑えることができる。その結果、冷媒Ｌ３の気化による冷却能力が低下してしまうことを抑制できる。別の観点では、冷媒Ｌ３の材料選定（沸点調整）が容易化される。

このように、気泡溜まり部５を設けることによって、気泡Ｂに起因する自然循環の低下が抑制されるだけでなく、気泡Ｂ（圧力上昇）に起因する冷媒Ｌ３の沸点上昇も抑制される。両効果が奏されることによって、例えば、冷却対象流体Ｌ１の温度変化及び／又は冷却システム１の周囲の環境の温度変化によって冷却能力が低下（変動）してしまうおそれを飛躍的に低減することができる。換言すれば、冷却能力を十分に発揮することができる温度帯を飛躍的に広くすることができる。

また、本実施形態では、気泡溜まり部５は、循環流路３の最も高い位置から分岐している。従って、上記の、自然循環をより確実に生じさせる作用効果が増大する。例えば、気泡溜まり部５は、循環流路３の最も高い位置から分岐していない場合（この場合も本開示に係る技術に含まれる。）も、気泡Ｂを多少なりとも滞留させておくことができれば、気泡Ｂが自然循環を妨げるおそれを低減できる。ただし、この場合、気泡溜まり部５だけでなく、循環流路３の最も高い位置付近にも気泡Ｂが滞留したり、気泡Ｂが後段部９ｂ以降へ流れ込んだりするおそれが生じる。その結果、気泡Ｂが自然循環を妨げるおそれを低減する効果が減じられてしまう。しかし、本実施形態では、そのようなおそれが低い。

また、本実施形態では、放熱部１１は、吸熱部７よりも上方に位置している。従って、例えば、冷却されて相対的に密度が高くなった冷媒Ｌ３が、より多く、第２流路１３と吸熱部７との境界の上方に位置することになる。その結果、吸熱部７及び第２流路１３の間における重力による圧力差が拡大する。ひいては、自然循環をより確実に生じさせることができる、又は自然循環の流量を増加させることができる。

また、本実施形態では、冷媒Ｌ３は、沸点が３０℃以上６０℃以下である。従って、例えば、常温（例えば20℃±15℃）よりも少し温度が高い（換言すれば冷却対象物としては比較的温度が低い）冷却対象流体Ｌ１でも冷却することができる。また、例えば、冷媒Ｌ３を常温下で放熱することも容易化される。その結果、例えば、動力を用いずに、比較的低い温度の冷却対象流体Ｌ１の冷却を行うことができる。

＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係る冷却システム２０１の概略構成を示す模式図である。

なお、本実施形態の説明においては、第１実施形態の構成と同様の構成について、第１実施形態の構成に付された符号と同一の符号を付し、また、説明を省略することがある。第１実施形態の構成に対応する（類似する）構成に対して、第１実施形態の構成に付した符号とは異なる符号を付した場合においても、特に断りがない事項については、第１実施形態の構成と同様とされてよい。

冷却システム２０１は、第１実施形態の冷却システム１と同様に、循環流路２０３と、循環流路２０３の第１流路２０９から上方に分岐する気泡溜まり部５とを有している。ただし、冷却システム２０１は、第１実施形態の冷却システム１と、基本的に３つの点が相違する。一つは、気泡溜まり部５及び放熱部１１の吸熱部７に対する高さである。他の一つは、第２流路の断面積である。残りの一つは、第２流路の形状（タンク部２１３ａ）である。具体的には、以下のとおりである。

冷却システム２０１は、第１実施形態の冷却システム１に比較して、気泡溜まり部５及び放熱部１１の吸熱部７の高さが高くされている。別の観点では、第１流路２０９の前段部２０９ａ及び第２流路２１３は、第１実施形態の前段部９ａ及び第２流路１３よりも上下に長くされている。なお、開口２０３ａ及び後段部２０９ｂは、第１実施形態の開口３ａ及び後段部９ｂと同様である。

本願発明者は、気泡溜まり部５及び放熱部１１の吸熱部７からの高さを高くすることによって、循環流路２０３における流量を増加させることができることを見出した。その理由としては、例えば、放熱部１１によって冷却されて密度が相対的に高くなった冷媒Ｌ３の量が吸熱部７上に多く位置することになり、その落下力を利用できること（吸熱部７と第２流路２１３との間の重力による圧力差を拡大できること）が挙げられる。また、気泡Ｂが第１流路２０９を浮き上がる距離が長くなり、ひいては、気泡Ｂの浮力による流れの付勢作用が大きくなることが挙げられる。

自然循環の流量を増加させることができることから、例えば、冷却システム１の冷却能力を挙げることができる。なお、別の観点では、気泡溜まり部５及び放熱部１１の吸熱部７からの高さの調整によって、冷却対象流体Ｌ１の温度を調整することができる。この観点では、必ずしも気泡溜まり部５及び放熱部１１の高さを高くすればよいというわけではない。このことは、第１実施形態と第２実施形態との他の２つの相違点についても同様である。

また、冷却システム２０１の第２流路２１３は、第１実施形態の冷却システム１の第２流路１３に比較して、断面積（後述するタンク部２１３ａを考慮に入れても、入れなくてもよい。以下、本段落において同様。）が大きくされている。また、別の観点では、第２流路２１３は、第１流路２０９に比較して断面積が大きくされている。より具体的には、例えば、第２流路２１３の断面積の平均値（断面積を流路の長さ方向に積分して流路の長さで割った値）は、第１流路２０９の断面積の平均値よりも大きい。また、例えば、第２流路２１３の長さの８割以上において、いずれの位置の断面積も、第１流路２０９の最大径よりも大きい。第１流路２０９と第２流路２１３との断面積の差の程度は、適宜に設定されてよい。

本願発明者は、このように第２流路２１３の断面積を大きくすることによって、循環流路２０３における流量を増加させることができることを見出した。その理由は、必ずしも明確ではない。ただし、例えば、放熱部１１によって冷却された後の冷媒Ｌ３の質量が増加することによって、密度が相対的に高い冷媒Ｌ３が循環流路２０３に占める割合が大きくなり、密度が相対的に高い冷媒Ｌ３によって密度が相対的に低い冷媒Ｌ３を押し出しやすくなったと考えられる。

また、第１実施形態の第２流路１３が、概ね一定の径で延びていたのに対して、冷却システム２０１の第２流路２１３は、中途で断面積が局部的に大きくされて、タンク部２１３ａが形成されている。このようなタンク部２１３ａを設けることによっても、上述した第２流路２１３の断面積を大きくすることによる効果を得ることができる。

さらに、タンク部２１３ａを設ける場合においては、第２流路２１３の全体の断面積を大きくする必要がない。その結果、例えば、第２流路２１３の配置の自由度を向上させることができる。また、例えば、第２流路２１３を構成する部材の選択の自由度が向上する。また、例えば、第２流路２１３に冷媒Ｌ３の流れを制御するバルブを設ける場合において、バルブの取り付けが容易化される。また、例えば、吸熱部７及び放熱部１１の配置に制約があり、第２流路２１３の長さを確保できないときにも、第２流路２１３の容積を大きくすることがでる。

＜冷却システムの利用例＞
冷却システム１又は２０１（以下、便宜上、冷却システム１の符号のみを参照する。）は、種々の用途に利用されてよい。

例えば、冷却システム１は、油圧シリンダ等の油圧機器において動力（油圧）を生じる油の冷却に利用されてよい。換言すれば、冷却対象流体Ｌ１は、油であってもよい。この場合、例えば、冷却対象流体Ｌ１としての油は、油圧機器から冷却用容器１５に流入し、冷却システム１によって冷却された後、油圧機器に戻される。

また、例えば、冷却システム１は、他の冷却システムの冷媒を冷却することに利用されてもよい。例えば、室内の空気を冷却するエアーコンディショナーにおける、圧縮された冷媒が冷却用容器１５に供給され、冷却システム１によって冷却されてもよい。

本開示に係る技術は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

冷却対象物は、流体に限定されない。例えば、冷却対象物は、吸熱部に当接される固体であってもよい。例えば、冷却対象物としての半導体装置が吸熱部に当接されてもよい。また、冷却対象物が流体である場合において、吸熱部は、冷却対象流体に浸される構成でなくてもよい。例えば、吸熱部は、冷却対象流体が流れる流路に対して近接又は当接する構成であってもよい。

気泡溜まり部には、いわゆるリリーフ弁が設けられてもよい。リリーフ弁は、例えば、気泡溜まり部内の圧力が所定の圧力を超えている間だけ開かれて、気泡溜まり部内の気体を外部へ排気する。これにより、気泡溜まり部内の圧力が前記所定の圧力以下に制限される。なお、このように、気泡溜まり部は、循環流路から上方へ分岐する密閉空間を構成するといっても、常に密閉されている必要は無い。また、気泡溜まり部は、例えば、ピストンの移動又はプラダの変形によって容積を変化させることができるものであってもよい。

放熱部は、実施形態の説明でも述べたように、種々の形式とされてよく、沸騰冷却材に浸される形式のものに限定されない。例えば、放熱部の外側に多数のフィンを設けて空冷がなされてもよい。

１…冷却システム、３…循環流路、５…気泡溜まり部、７…吸熱部、９…第１流路、１１…放熱部１１、１３…第２流路。

Claims

冷媒が循環する循環流路であって、
外部の冷却対象物から吸熱する吸熱部、
前記吸熱部から上方へ延びる部分を含む第１流路、
前記第１流路の前記吸熱部とは反対側に接続されており、外部へ放熱を行う放熱部、及び
前記放熱部から前記吸熱部まで延びている第２流路、を順に含んでいる循環流路と、
前記第１流路から上方へ分岐する密閉空間を構成している気泡溜まり部と、
を有している冷却システム。
前記気泡溜まり部は、前記循環流路の最も高い位置から分岐している
請求項１に記載の冷却システム。
前記放熱部は、前記吸熱部よりも上方に位置している
請求項１又は２に記載の冷却システム。
前記第２流路の断面積の平均値は、前記第１流路の断面積の平均値よりも大きい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却システム。
前記第２流路は、中途で断面積が局部的に大きくされてタンク部を有している
請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却システム。
前記冷媒は、沸点が３０℃以上６０℃以下である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却システム。