気液界面に働く静電力を利用した沸騰型冷却システムの開発

摘要

近年，電子機器やレーザー応用機器の小型化，高出力化に伴いその発熱密度が増大しており，中でも半導体レーザー(LD)の発熱密度は100 W/cm~2 以上である．現在，LD の冷却には空冷や水冷の冷却システムが用いられているが，空冷ではファンの回転により生じる騒音や振動，水冷ではポンプやラジエータなどによる装置全体の大型化が問題となる．そのため，無騒音で小型，高性能な冷却システムへの需要が高まっている．冷却システムの小型化を達成するための手段として，高い熱伝達率を示す沸騰による伝熱を利用する方法が挙げられる． これは沸点が電子機器の発熱温度に近い液体を用いてヒートシンク上で沸騰を起こし，蒸発潜熱によって冷却を行う方法である．沸騰熱伝達を利用することによって，尐流量のポンプによってヒートシンク上に液体を供給し，高熱流束を得ることが可能となる．また高熱流束が得られることでヒートシンクの面積を縮小することができ，冷却システム全体の小型化が実現できる．