[发明专利]潜热输送装置用工作液及潜热输送装置的工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及潜热输送装置用的工作液，以及使用该工作液的潜热输送装置的工作方法。

背景技术

以往，已知利用封入装置内的工作液的蒸发、沸腾、凝结等现象进行潜热输送的潜热输送装置。作为潜热输送装置，例如可例举热管及二相密闭型热虹吸装置。热管是利用由设置于内部的管芯(毛细管结构体)产生的毛细管力传递热的装置，二相密闭型热虹吸装置是利用重力、离心力传递热的装置，不使用任何的泵等外部动力即可使工作液循环这点是它们的一大特征。

热管适用于半导体元件和电子设备的发热部的冷却装置等比较小型的冷却装置；二相密闭型热虹吸装置无需管芯、构造简单，因此被广泛用于气—气型热交换器、促进道路融雪及防止冻结等。

下面，以热管为例就作为工作液所要求的性能进行说明。

热管是以管状容器的一端作为蒸发部，另一端作为凝结部传热的传热元件。一般热管的传热特性为封入热管主体的工作液所左右。一般来说，于常压下的沸点附近使用时表现出良好的特性。

热管的原理很简单。如果管的一端被加热，则工作液于该处蒸发并吸收热量。蒸发的气体于管中扩散，在另一端(低温部)放出潜热并凝结。液体因重力或毛管力再次回到管的一端(高温部)，从高温部向低温部输送热量。

热管主要由(1)工作液、(2)管芯或毛管结构及(3)容器或管壳(container)3要素构成。作为工作液所要求的必需条件如下所述，但首先必须考虑的是工作蒸气温度范围。

(1)对管芯及管壳材料的适合性。

(2)热稳定性好。

(3)对管芯及管壳材料的浸润性好(接触角为0或非常小)。

(4)工作温度范围内的蒸气压不会过高或过低。

(5)蒸发潜热大。

(6)热传导率大。

(7)气液两相的粘性率小。

(8)表面张力大。

(9)凝固点或熔点适宜。

一般使用以下式2表示的优值系数(日语：メリ_ツト数)M(kJ/(m²·s))作为决定最大热输送量的工作液的特性值。优值系数M越大工作液的最大热输送量越大。

M＝ρσL/μ　…式2

式中，ρ为工作液的密度(kg/m³)，σ为工作液的表面张力(N/m)，L为工作液的蒸发潜热(kJ/kg)，μ为工作液的粘度(Pa·s)。

优值系数随温度变化。

以往，使用水、氨、甲醇、氯氟烃(CFC类)、氢氯氟烃(HCFC类)等作为热管的工作液。但是，存在水在寒冷地区会冻结的问题。此外，氨不仅有必要考虑与热管容器材质的适应性，还因为恶臭、毒性使得使用很烦杂。对于甲醇，也存在腐蚀铝及不锈钢容器的问题。此外，由于会成为臭氧层破坏的原因，因此CFC类和HCFC类是受限制的化合物。

为解决这些问题，提出了以下方法。

例如，专利文献1中，提出了使用n—全氟己烷作为热管和热虹吸的工作流体的技术方案。此外，专利文献2中，提出了一种热管用工作液，该工作液含有95％以上的C₆F₁₄等全氟化碳，且沸点较该全氟化碳低的氟化碳化合物的含量在1％以下。但是，这些工作液存在热传递效率差、温室效应严重的问题。

专利文献1：日本专利特开昭59-12288号公报(专利权利要求的范围)

专利文献2：日本专利第2726542号公报(专利权利要求的范围)

发明的揭示

本发明的目的是提供不会引起臭氧层的破坏、温室效应等对环境的恶劣影响，在—50～200℃的工作温度下稳定地表现出高性能的潜热输送装置用工作液。

本发明具有以下技术内容。

1.潜热输送装置用工作液的特征在于，含有以下述式1表示的化合物。

C_nF_2n+1—C_mH_2m+1…式1

(式1中，n为2～8的整数，m为1～3的整数。)

2.上述1记载的潜热输送装置用工作液中，以式1表示的化合物的含量比例为50质量％以上。

3.上述1或2记载的潜热输送装置用工作液中，以式1表示的化合物为C₄F₉C₂H₅(1，1，1，2，2，3，3，4，4-九氟己烷)或C₆F₁₃C₂H₅(1，1，1，2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，-十三氟辛烷)。