(57)【要約】【課題】冷媒の沸騰に伴う組成変化を防止しうる沸騰冷却装置を提供する。【解決手段】沸騰冷却装置１は、外部からの熱を受ける中空状受熱部３、外部に熱を放出する中空状放熱部４、および受熱部３内と放熱部４内とを通じさせる冷媒流通部５を有する冷媒封入体２と、冷媒封入体２内に封入されて受熱部３に貯留されかつ潜熱として熱を輸送する冷媒６とを備えている。冷媒６は、パーフルオロケトンとｎ−ペンタンとの混合液からなる。前記混合液中のパーフルオロケトンの含有量が６７質量％、ｎ−ペンタンの含有量が３３質量％であって、前記混合液が共沸混合液となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの熱を受ける中空状受熱部、外部に熱を放出する中空状放熱部、および受熱部内と放熱部内とを通じさせる冷媒流通部を有する冷媒封入体と、冷媒封入体内に封入されかつ潜熱として熱を輸送する冷媒とを備えた沸騰冷却装置において、
冷媒が、パーフルオロケトンとｎ−ペンタンとの混合液からなり、前記混合液中のパーフルオロケトンの含有量が６７質量％、ｎ−ペンタンの含有量が３３質量％であって、前記混合液が共沸混合液となっている沸騰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒の相変化を利用して発熱体を冷却する沸騰冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の沸騰冷却装置として、外部からの熱を受ける中空状受熱部、外部に熱を放出する中空状放熱部、および受熱部内と放熱部内とを通じさせる冷媒流通部を有する冷媒封入体と、冷媒封入体内に封入されかつ潜熱として熱を輸送する冷媒とを備えており、冷媒が、水とエタノールとの混合液からなる沸騰冷却装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の沸騰冷却装置によれば、冷媒が、水とエタノールとの混合液からなるので、冷媒の凝固点が氷点下となり、氷点下となる環境下でも使用可能になる。
【０００４】
しかしながら、水とエタノールとの混合液からなる冷媒を用いた沸騰冷却装置の場合、水とエタノールとの混合液が非共沸混合液であるから、冷媒の沸騰に伴って組成が変化する。したがって、受熱部で受熱する熱量によって冷媒の組成が変化し、冷却性能にばらつきが生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、冷媒の沸騰に伴う組成変化を防止しうる沸騰冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００８】
1)外部からの熱を受ける中空状受熱部、外部に熱を放出する中空状放熱部、および受熱部内と放熱部内とを通じさせる冷媒流通部を有する冷媒封入体と、冷媒封入体内に封入されかつ潜熱として熱を輸送する冷媒とを備えた沸騰冷却装置において、
冷媒が、パーフルオロケトンとｎ−ペンタンとの混合液からなり、前記混合液中のパーフルオロケトンの含有量が６７質量％、ｎ−ペンタンの含有量が３３質量％であって、前記混合液が共沸混合液となっている沸騰冷却装置。
【発明の効果】
【０００９】
上記1)の沸騰冷却装置によれば、冷媒が、パーフルオロケトンとｎ−ペンタンとの混合液からなり、前記混合液中のパーフルオロケトンの含有量が６７質量％、ｎ−ペンタンの含有量が３３質量％であって、前記混合液が共沸混合液となっているから、冷媒の沸騰に伴って組成が変化することはない。したがって、受熱部で受熱する熱量が変化した場合であっても冷媒組成の変化を防止することが可能になり、冷却性能がばらつくことを防止できる。
【００１０】
また、仮に、冷媒封入体内から冷媒が洩れた場合であっても、冷媒組成が一定であるから、冷媒の追加封入が可能になる。
【００１１】
さらに、冷媒が共沸混合液からなる場合、気相および液相のどちらの状態であっても冷媒封入体内に封入することが可能になる。これに対し、冷媒が非共沸混合液からなる場合、液相状態で封入しなければ組成が変化するので、封入方法に制限が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の沸騰冷却装置を概略的に示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００１５】
図１はこの発明の沸騰冷却装置の全体構成を概略的に示す。
【００１６】
図１において、沸騰冷却装置(1)は、外部からの熱を受ける中空状受熱部(3)、外部に熱を放出する中空状放熱部(4)、および受熱部(3)内と放熱部(4)内とを通じさせる冷媒流通部(5)を有するアルミニウム製の冷媒封入体(2)と、冷媒封入体(2)内に封入されて受熱部(3)に貯留されておりかつ潜熱として熱を輸送する冷媒(6)とを備えている。冷媒(6)は、冷媒封入体(2)内を真空状態として封入されている。
【００１７】
冷媒封入体(2)の受熱部(3)の外面に、たとえば半導体素子からなるパワーデバイスを備えたパワーモジュールなどからなる発熱体(7)が取り付けられるようになっており、発熱体(7)から発せられる熱が冷媒封入体(2)の壁を経て受熱部(3)内の冷媒(6)に伝わるようになっている。
【００１８】
冷媒封入体(2)の放熱部(4)の外面には、アルミニウム製放熱フィン(8)が設けられており、空冷または液冷によって、冷媒(6)により受熱部(3)から輸送されてきた熱を外部に放熱するようになっている。放熱フィン(8)は、必ずしも必要としない。
【００１９】
冷媒(6)は、パーフルオロケトンとｎ−ペンタンとの混合液からなり、前記混合液中のパーフルオロケトンの含有量が６７質量％、ｎ−ペンタンの含有量が３３質量％であって、前記混合液が共沸混合液となっている。なお、前記混合液におけるパーフルオロケトンとｎ−ペンタンとの合計量は１００質量％である。前記パーフルオロケトンとしては、たとえばＮｏｖｅｃ（ノベック）６４９（ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２、住友スリーエム社製）が用いられる。
【００２０】
ここで、冷媒(6)を構成する混合液中のパーフルオロケトンの含有量が６７質量％、ｎ−ペンタンの含有量が３３質量％の場合に、混合液は共沸混合液となる。
【００２１】
上述した沸騰冷却装置(1)において、発熱体(7)から発せられる熱が冷媒封入体(2)の壁を経て受熱部(3)内の冷媒(6)に伝わると、冷媒封入体(2)の受熱部(3)内に溜まっている冷媒(6)が加熱されて蒸発する。ガス状冷媒(6)は、冷媒流通部(5)を通って放熱部(4)に流れ、空冷または液冷によって冷媒封入体(2)の外部に放熱して再液化し、再液化した冷媒(6)が冷媒流通部(5)を通って受熱部(3)に戻る。このような動作を繰り返すことによって、発熱体(7)から発せられる熱が、冷媒(6)により潜熱として放熱部(4)に輸送され、放熱部(4)から冷媒封入体(2)の外部に放熱される。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明による沸騰冷却装置は、たとえば半導体素子からなるパワーデバイスを備えたパワーモジュールなどからなる発熱体を冷却するのに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００２３】
(1)：沸騰冷却装置
(2)：冷媒封入体
(3)：受熱部
(4)：放熱部
(5)：冷媒流通部
(6)：冷媒
【図１】
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