(57)【要約】      （修正有）【課題】  用途に汎用性があり、その製造及び応用に関して単純かつ経済的である冷却装置を提供する。【解決手段】  隣り合って配置されており、１つの開放側面および伝熱性材料の境界壁を有しており、境界壁の内面には液体を含浸したフリースが配置されており、前記壁の外面は被冷却物質と接触するために適している、複数の蒸発室を備える冷却装置に関する。冷却装置はさらに、蒸発室の数に対応しており、１つの開放側面および伝熱性材料の境界壁を有し、それぞれの外面を通じて周囲環境に熱を放散するために適している、複数の隣り合って配置された凝縮室を備える。各蒸発室は、気密封止され部分的に真空にされた空間部が蒸発室と凝縮室との間に形成され、それにより、動作時に、蒸発室のフリースに含まれた液体が空間部において蒸発し、対応する凝縮室の内面において凝縮し、フリースに再び移されるように、各自の開放側面を通じて所定の凝縮室と連通している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの開放側面および複数の伝熱性材料の境界壁（１１）を有し、隣り合って配置された複数の蒸発室（１０）と、１つの開放側面および複数の伝熱性材料の境界壁（２１）を有し、それぞれの外面（２２）を通じて周囲環境に熱を放散するのに適した、前記蒸発室の数に対応する、隣り合って配置された複数の凝縮室（２０）と、から成り、前記境界壁の内面（１３）には液体を含浸したフリース（１５）が配置されており、前記壁の外面（１２）は被冷却物質との接触に適している、冷却装置において、
前記蒸発室（１０）の各々は、気密封止され部分的に真空にされた空間部（３）が前記蒸発室（１０）と前記凝縮室（２０）との間に形成され、もって動作時に前記蒸発室（１０）の前記フリース（１５）に含まれた液体が前記空間部（３）において蒸発し、対応する前記凝縮室（２０）の内面（２３）において凝縮し、前記フリース（１５）に再び移されるように、各自の開放側面を通じて所定の前記凝縮室（２０）と連通しており、
前記蒸発室（１０）の前記境界壁（１１）および前記凝縮室（２０）の前記境界壁（２１）は、適切なプラスチック要素（５）によって互いに熱的および電気的に分離されている、ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記凝縮室（２０）の各々は対応する前記蒸発室（１０）の上に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記蒸発室（１０）および前記凝縮室（２０）が同種の隣り合う室の間に結合ウェブ（１４、２４）を備えてＵ字形断面を有するように、異形材（１６、２６）が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記空間部（３）はそれらの両側面でカバー要素（７）により気密形に閉鎖されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記プラスチック要素（５）は、前記異形材（１６、２６）間に配置される封止帯板として形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記液体はアルコール又は蒸留水であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却しなければならず大きな放熱を有する、好ましくは大型装置のための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業においても日常生活の多くの分野においても、電気または電子装置の著しく増加している使用により、装置の冷却には大きな需要が存在する。このことはまた、これまでファンといった能動的冷却装置が使用されてきた、屋外部門にも相当程度まであてはまる。動作時に、それらは不要な騒音を生じ、故障の場合に、それらは極めて急速に被冷却装置の過熱および損傷につながり得る。
【０００３】
特に、被冷却大型装置に関して、要求される大きな冷却効果を付与する能動的冷却装置の組立および動作は、高いコストが関係する。
【０００４】
輪郭造形されたヒートシンクが液体の蒸発およびその凝縮により熱を放散する、冷却装置としてのヒートパイプの使用が一般に知られている。しかし、従来のヒートパイプは、蒸発表面から凝縮表面への経路が比較的長いので、大型用途には適格ではない。被冷却大型装置での多くのヒートパイプの使用は高額であり、放散され得る熱の限られた量のために不適格である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、高効率を有し、用途に汎用性があり、その製造および応用に関して極めて単純かつ経済的である、被冷却大型装置のための冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、隣り合って配置されており、１つの開放側面および伝熱性材料の境界壁を有しており、境界壁の内面には液体を含浸したフリースが配置されており、境界壁の外面は被冷却物質と接触するために適している、複数の蒸発室を備える、冷却装置が提供される。冷却装置はさらに、１つの開放側面および伝熱性材料の境界壁を有し、それぞれの外面を通じて周囲環境に熱を放散するために適している、蒸発室の数に対応する複数の隣り合って配置された凝縮室とを備えており、各蒸発室は、気密に閉鎖され部分的に真空にされた空間部が蒸発室と凝縮室との間に形成され、それにより、動作時に、蒸発室のフリースに含まれた液体が空間部において蒸発し、対応する凝縮室の内面において凝縮し、フリースに再び移されるように、各自の開放側面を通じて所定の凝縮室と連通しており、蒸発室の境界壁および凝縮室の境界壁は、適格なプラスチック要素によって互いに熱的および電気的に分離されている。
【０００７】
本発明に従ったこの形式の冷却装置はこの時また、蒸発表面から凝縮表面までの短い経路のために、短時間にいっそう大量の熱を放散することを助長する。このようにして、蒸発表面および凝縮表面は、要求通りの大きさであるように形成され得て、適切な使用のために最適化され得る。蒸発表面および凝縮表面の電気的および熱的分離のために、本発明に従った冷却装置の伝熱に対する抵抗は、極めて低い。屋外での使用が可能であり、高電圧が供給される要素の冷却もまた実行され得る。
【０００８】
有利には、凝縮室の内面に金属の細目網が配置される。従って、凝縮液は捕捉され、冷却装置の効率は増大される。また、毛管作用のために、冷却装置は任意の向きで使用することができる。
【０００９】
好ましくは、蒸発室および凝縮室の境界壁および結合ウェブは、押出し異形材として単一部品から形成される。特に、本発明の１つの長所は、蒸発室および凝縮室がＵ字形断面を有し、中間に配置された結合ウェブを介して隣り合って配置されるように、異形材が形成される、ということである。従って、本発明に従った形式の冷却システムは、極めて単純かつ経済的に製造され得て、多様な設計および適応選択肢を提供することができる。
【００１０】
有利には、蒸発室および凝縮室によって形成される空間部は、それらの両側面でカバー要素により気密形に閉鎖される。特に、カバー要素はポリウレタンで形成することが有利である。こうした形式のプラスチックカバー要素は、製造が単純かつ安価であり、それらが真空下で収縮した時に真空を維持するために極めて良好な特性を提供し、付加的な封止を付与する。
【００１１】
本発明に従った冷却装置は好ましくは、異形材間に配置された封止帯板としてのプラスチック要素を備えており、蒸発室および凝縮室の熱的および電気的分離を保証する。
【００１２】
放熱を高めるために、空間部に配置される液体は、好ましくはアルコールまたは蒸留水である。
【００１３】
好ましくは、凝縮室の外面は拡張された表面を有する。これは、冷却装置の放熱を著しく高める。
【００１４】
好ましくは、各凝縮室は対応する蒸発室の上に配置され、それによって凝縮液がフリースに迅速に移され、連続的に大きな放熱を保証する。
【００１５】
本発明のさらなる詳細、利益および特徴は、添付図面に関連した以下の説明によって示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の第１の好ましい実施形態を示しており、ここにおいて、冷却装置１は断面図で図示されており、Ａ−Ａによって規定される平面に関して対称が存在する。下半部において、冷却装置１は、各ケースで結合ウェブ１４によって一体に結合されている境界壁１１によって制限された４つの蒸発室１０を備える。蒸発室１０の外面１２は、被冷却装置（図示せず）と熱的接触をしている。蒸発室１０の内面１３には、例えば蒸留水またはアルコールといった液体を含浸したフリース１５が配置されている。
【００１７】
上半部において、冷却装置１は、各ケースで結合ウェブ２４によって順に一体に結合されている境界壁２１によって制限された４つの凝縮室２０を備える。凝縮室２０の外面２２は、それぞれの環境に熱を放散するために適している。凝縮室２０の内面２３には、好ましくは金属で形成された細目網２５が配置されており、それが凝縮液を捕捉し、それを蒸発室のフリース１５に送り戻す働きをする。細目網２５の使用は、本発明に従った冷却装置の機能に必ずしも不可欠ではないが、冷却装置が例えば、逆さまでも動作できるので、毛管作用のために実用的である。また、細目網２５は、凝縮液の液滴が蒸発室１０に直接落下して戻るのを防ぐ。蒸発室１０および凝縮室２０の片側開口は、平面Ａ−Ａにおいて本質的に互いに対向して配置されており、それによって、真空にされる空間部３が、１つの蒸発室１０および１つの凝縮室２０から構成される各ケースにおいて創成される。隣り合う蒸発室１０および凝縮室２０の境界壁１１、２１および結合ウェブ１４、２４は、断面において好ましくはＵ字形または薬莢形状であり、かつ好ましい実施形態において押出しアルミニウムから製造される異形材より形成される。
【００１８】
下半部の蒸発異形材は、上半部の凝縮異形材から所定の距離で離間されており、この距離は、結合ウェブ１４、２４の間に配置されるプラスチック要素５の厚さによって決定される。蒸発室１０および凝縮室２０は、プラスチック要素５によって熱的および電気的に互いに分離されている。プラスチック要素５の材料には、適格な熱的および電気的特性を備えるプラスチックが使用され得る。当然ながら、アルミニウムの他に、他の金属または他の伝熱性材料が、蒸発および凝縮異形材に使用され得る。
【００１９】
図１の本発明に従った冷却装置の主要な構成要素は、同じ参照符号を用いて図２の分解図に図示されている。異形材１６、２６は、互いに上下に配置され、プラスチック要素５は、結合ウェブ１４、２４の間に配置されている。結合ウェブ１４、２４は例えば、プラスチック要素５が、あたかもレール案内されて押し込まれ、２つの異形材１６、２６間に耐張力性である気密接合が創成され得るように、形成することができる。このようにして確実に一体に結合された異形材１６、２６は、カバー要素７により両側面で閉鎖される。これらのカバー７要素は好ましくは、そうしたものとして既知である真空ポンプを使用して空間部が（部分的に）真空にされた時に、いっそう良好な封止を生じる方向で変形するポリウレタンプラスチックから製造される。
【００２０】
図１および図２に図示された本発明に従った冷却装置１の好ましい実施形態では、蒸発室および凝縮室１０、２０は垂直に配置されている。当然ながら、非垂直の配置構成を備える冷却装置１のこの実施形態の使用もまた可能であるが、それは冷却装置の効率をわずかに低減させる。
【００２１】
図３は、蒸発室１０および凝縮室２０がＣ−Ｃによって規定される平面に関して対称に配置されていない、本発明に従った冷却装置１の第２の好ましい実施形態を示している。ここに図示された例において、蒸発室１０または凝縮室２０は、平面Ｃ−Ｃに垂直な平面に関して２０°で配置されており、それぞれ、斜め下方、斜め上方を向き、互いに平行である。当然ながら、この実施形態に関しても、他の傾斜角度が選定され得る。この実施形態の特定の長所は、完全な冷却装置１をＣ−Ｃによって規定される平面において傾斜させることにより、煙突形式の風道が凝縮室２０間に形成され、冷却装置の冷却能力を増大させるということである。
【００２２】
図４は、図３における本発明に従った冷却装置の主要な構成要素の分解図を示す。図２の参照符号が使用されている。
【００２３】
以下では、本発明に従った冷却プロセスを説明する。最初に、外面１２が、例えば高温ガスなどの被冷却媒体または例えば電子構成要素などの被冷却装置と接触しているので、蒸発室１０の境界壁１１が加熱される。蒸発室１０の境界壁１１は、高い熱伝導率を有する材料から構成されており、フリース１５に含まれた液体は、その沸点が真空のために低下されているので、比較的低温度でさえ部分的に真空にされた空間部３において蒸発する。温度差のために、液体蒸気は、凝縮室２０の方向に移動し、細目網２５を通じて拡散し、凝縮室２０の内壁２３で凝縮する。その結果、熱は凝縮室２０の境界壁２１で放散され、凝縮室２０の外壁２２を通じて周囲環境に移動される。冷却された凝縮液は、蒸発室１０の方向で内壁２３または金属の細目網２５に再び戻り、フリース１５に再び移される。
【００２４】
蒸発した液体を通じたこの熱の移動機構は、主に蒸発表面から凝縮表面への経路が極めて短いことから、極めて効果的である。さらに、冷却装置において比較的低い温度が支配的であるという長所が存在する。このようにして、熱の相当な量が短時間で放散され得る。さらに、本発明に従った冷却装置は、蒸発表面および凝縮表面が要求通りの大きさであるように設計され得る。ヒートパイプ原理に従って機能する従来の冷却装置と比較して、本発明の主題は、著しく高い効率を呈する。この高効率とともに、蒸発表面および凝縮表面の電気的および熱的分離は、伝熱に対する冷却装置の抵抗が極めて低いという結果をもたらす。
【００２５】
押出し異形材およびプラスチック成形部品の提案した使用により、本発明に従った冷却装置の製作は、極めて単純かつ経済的である。
【００２６】
従って、大型装置でさえ効果的に冷却し、例えば屋外といった極めて変化の大きい環境において使用でき、高効率を呈する、すなわち大きな放熱を付与でき、そして単純かつ極めて経済的に製造され得る、冷却装置が製造される。当然ながら、大表面のための受動的冷却装置のこの原理は、上記の説明において示された通りのそのままの実施形態に限定されない。
【００２７】
最後に、蒸発室および凝縮室１０、２０の配置構成はまた、それらが互いに平行に配置されるのではなく、例えば同心に、すなわち環状形状にか、または不規則に隣り合って配置されることも考えられる。
【００２８】
全体として、本発明に従った冷却装置は、多数の外的条件に柔軟に適応され得る。このようにして、効果的に熱を放散することができ、環境にやさしい形で機能し、いかなる保守も必要としない、解決策が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従った冷却装置の第１の実施形態の断面図を示す。
【図２】図１の冷却装置の分解図を示す。
【図３】本発明に従った冷却装置の第２の実施形態の断面図を示す。
【図４】図３の冷却装置の分解図を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１  冷却装置
３  空間部
５  プラスチック要素
７  カバー要素
１０  蒸発室
１１  境界壁
１２  外面
１３  内面
１４、２４  結合ウェブ
１５  フリース
１６、２６  異形材
２０  凝縮室
２１  境界壁
２２  外面
２３  内面
２５  細目網
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005331234.tif 000005
【図４】
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