次世代冷却システムに関する研究（平成22年度研究概要）
１．実施内容
わが国の機械工業は国際競争力が激化する中、その環境は厳しさを増す一方であります。その中で経済構造改革を推進し、経済活力の向上を図るための先端的な技術開発、情報化の推進、地域産業活性化のための技術開発、環境問題への取組み、グローバル戦略の推進、国際競争力強化の重要性はますます高まってきています。そのなかで、民生電子機器、サーバー、及び通信設備の小型化により、「機器駆動のための電力」と「排熱を処理するための電力」が飛躍的に増加してきており、機器駆動及び排熱機器の省電力化が急務となっています。この問題を解決するために、流体の潜熱を利用して排熱用冷媒還流の動力を最小限とする技術の開発が求められています。このために、ヒートパイプの技術を応用した無動力の熱制御素子ループヒートパイプ(LHP:Loop Heat Pipe)の研究を行いました。
本年度は、図１に示す「LHP設計ツール」の機能向上(複数蒸発器の機能を追加、解析可能な作動流体にメタノールを追加、結果表示のグラフィック機能を強化)を行いました。さらに図２に示す「高性能蒸発器」の試作・試験から、従来に比べ約1.5倍の熱輸送能力があるLHPを開発しました。
図１ 「LHP設計ツール」
図２ 本年度開発した高性能蒸発器
２．期待される効果
LHPは熱輸送のための外部動力を必要としないため環境配慮の点、さらに信頼性の点で優れています。その用途としてサーバー内のブレードの熱輸送に使用すると多大な省エネ効果があることを示しました。このような省エネ効果のあるLHPを電子機器の熱制御のみならず、家庭とくに住宅関連への適用を広げていくことで日本全体での温暖化の防止に多大なる貢献が可能であります。さらに、原子力発電所の使用済み核燃料棒の冷却にLHPを用いることにより非常時に電力が供給されない場合でも安定的な冷却が可能であり、原子炉の安全性向上に貢献します。
成果の普及として「基盤的生産技術研究会」中の「温度制御に関する小研究会」のメンバー殿には、本ツールを貸与する予定です。
３． 本事業により作成した印刷物等
(1)報告書
<KSK-GH22-4-1> 生産環境のグリーン化に関する研究－温度制御による加工技術信頼性向上に関する研究－（平成23年3月）(2.38MB)
(2)国際会議・国内学会発表
| No | 題目 | 発表者名 | 発表会名 | 発表日 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ループヒートパイプ(LHP)設計ツールの開発 | 田中清志 | 第47回伝熱シンポジウム | H22.5.27 |
