水冷

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水冷(すいれい)とは、稼動によりを発生する機械装置などにおける冷却法の一つであり、熱媒体液体として一般的なを用いて熱交換する放熱方法である。

概要[編集]

空気を使用する空冷と比較すると、水は比熱が大きく、流れにより温度勾配が小さくなるのが利点である。そのための水を冷却水という。

外部に利用可能な海水等の水がある場合のように、取水して使用後に排水する方法と、水温が上昇した冷却水を、ラジエター等で空気に放熱して水温を下げ、循環させて再利用する方法がある。後者の冷却水も、ただの水(真水)ではなく、防錆剤不凍液エチレングリコールなど)入りの混合液が用いられているケースが多い。

機械類では、内燃機関水冷エンジン自動車ATFクーラーオイルクーラーターボチャージャー軸受ハイブリッドカーVVVFインバーターなど、船舶ではエンジンやインタークーラーの冷却に用いられている。また、消火活動中に非常に高い負荷が長く続く消防車では、エンジン用サブラジエター、エンジンオイルクーラー、ポンプPTOギアオイルクーラーを追加し、取水した一部を使い捨てる形で冷却に充てている。

弱電機器への採用例は少数であるが、市販のパーソナルコンピュータにも特に静粛性を重視した製品に水冷方式が存在し、自作パソコン向けにも水冷システムが販売されている。

業務用の電気機器や電力関係では、送信所の送信用真空管に、更に大規模な例では火力発電所原子力発電所蒸気タービン復水器などに用いられている。汽力発電のように大きな熱を発する場合でも、周囲に河川などの豊富な水資源が存在する場合には、それらを大量に利用して排熱を温排水(排水地点周囲より7℃[1]程度 温度の高い水)の形で排出する設計が採用されており、日本ではそれらが海岸に多く建設される理由の一つになっている。温排水の環境への影響を懸念する向きもある一方、温排水周辺にが集まり、良好な漁場となっている事も多い。一方、発電所が内陸など水資源が貴重な場所に建設される場合、巨大な冷却塔による冷却方式が採用される(復水器と冷却塔の間の熱媒体には水が使用されていることが多い)。

安全性[編集]

内燃機関における冷却水は、前記の船舶などに用いられている開放型の場合を除き、閉じた冷却系回路を流れており、正常に稼動している間は環境への悪影響は無い。しかし、船舶用の開放型の場合は潤滑油漏れなどの故障があった場合には海洋を汚染する。また自動車用の場合は防錆剤や不凍液が混入されているため廃棄する際には注意が必要である。

火力発電所のボイラ用水・原子力発電所で冷却材として用いられている水も閉じた冷却系であるが、いずれも復水器用の冷却水は海や河川に開放されている。

沸騰水型原子炉の冷却材・加圧水型原子炉の一次冷却材には放射性物質が含まれている。加圧水型原子炉の二次冷却材は正常に稼動している限りは放射性物質を含んでいないが、蒸気発生器の破損により、二次冷却系に一次冷却材が混入した事故例がこれまでに存在する。いずれにしても事故が発生した場合には重大な事態となる。

脚注[編集]

  1. ^ 原子力発電所からの温排水の利用 - ATOMICA

関連項目[編集]