CN108253825A - 芯、环路型热管、冷却装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯、环路型热管、冷却装置以及电子设备，还涉及多孔质橡胶的制造方法以及环路型热管用芯的制造方法。本发明的课题在于，不使构造复杂化，实现确保芯相对壳体的密接性和抑制局部的空孔的压塌。本发明为环路型热管的芯(6)，该环路型热管包括：蒸发部(2)，从外部吸收热量，使得工作流体从液相蒸发成气相，以及冷凝部(3)，使得从蒸发部(2)导入的气相的工作流体冷凝成液相。环路型热管使得冷凝的液相的工作流体回流至蒸发部(2)，芯(6)由多孔质橡胶构成。

Description

芯、环路型热管、冷却装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及芯(wick)、环路型热管、冷却装置、电子设备、多孔质橡胶的制造方法以及环路型热管用芯的制造方法。

背景技术

近年，在电子设备等中，开始使用小型且高效的环路型热管作为冷却装置，以抑制由发热部的热量导致的升温。

通常，环路型热管如图5中所示，具备从外部得到热量使工作流体从液相蒸发成气相的蒸发部100、向外部释放热量使工作流体从气相冷凝至液相的冷凝部200、使气相的工作流体从蒸发部100流向冷凝部200的蒸气管300和使液相的工作流体从冷凝部200流向蒸发部100的液管400。

在蒸发部100的内部，容纳由多孔质材料构成的芯500，从液管400输送来的液相的工作流体由于毛细管现象浸透芯500的微细孔向着芯500的外表面渗出。这时，来自与蒸发部100接触的发热部(冷却对象)的热量通过蒸发部100的壳体传递至芯500，由此，在该热量的作用下使工作流体蒸发成气相。变成气相的工作流体通过蒸气管300向冷凝部200流动。在冷凝部200中，工作流体的热量被释放至外部，由此，工作流体的温度下降，变成液相。然后，变成液相的工作流体通过液管400向蒸发部100流动，再次渗透到芯500内。这样，在环路型热管中，通过利用工作流体的相变，使工作流体循环，将在蒸发部吸收的热量移送至冷凝部，可以有效对冷却对象进行冷却。

这里，为了将发热部的热量有效传递至蒸发部内的芯，芯相对蒸发部的壳体密接很重要。若芯相对壳体的密接性不充分，向芯的热传导效率就会降低，因此，工作流体的蒸发效率降低，其结果，环路型热管的冷却性能下降。

针对该课题，在下述专利文献1(专利第5699452号公报)中，提出一种环路型热管，通过在芯的外表面上形成金属图案，使该金属图案和蒸发器的壳体内壁扩散接合，由此使芯和壳体一体化，防止由于热或者机械应力在接合面上产生间隙。

还有，一般来说，为了确保芯相对壳体的密接性良好，芯由树脂材料构成，使芯的外径略大于壳体的内径。但是，若由于制造误差使芯的外径过大，则芯收纳在壳体内被压缩时，芯的外周面附近的空孔会受到压塌，由此，有时工作流体的流动受阻，冷却性能会下降。

对此，在下述专利文献2(特开2011-190996号公报)中，提出一种方法，在芯的内周面上形成沿长度方向延伸的内侧槽，当芯收纳在蒸发器的壳体内时，内侧槽闭合地变形，因此，即使芯的外径尺寸产生制造误差，也可以防止在外周面附近的空孔的压塌。

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第5699452号公报

【专利文献2】日本2011-190996号公报

发明内容

如上所述，以往提出的种种对策是为了确保芯相对壳体的良好密接性和工作流体的顺畅流动。但是，如专利文献1和专利文献2中所记载，在芯的外表面上形成金属图案，或在芯的内周面上形成内侧槽的对策，任何一种都会使芯的加工变复杂，制造成本变高，这成为课题。再有，在专利文献2记载的芯中，担心若内侧槽的尺寸精度低，则当芯收纳在壳体内时，芯的变形成为不均匀，芯相对壳体的接触局部成为不充分，使热传导效率降低。

为了解决上述课题，本发明的芯为环路型热管的芯，该环路型热管包括：

蒸发部，从外部吸收热量，使得工作流体从液相蒸发成气相；以及

冷凝部，使得从上述蒸发部导入的气相的工作流体冷凝成液相；

上述环路型热管使得冷凝的液相的工作流体回流至上述蒸发部；

上述芯的特征在于：

上述芯由多孔质橡胶构成。

根据本发明，芯由多孔质橡胶构成，因此，能得到高的弹性力，提高芯相对蒸发部的壳体的密接性。由此，可以获得从蒸发部的壳体向芯的良好的热传导效率。还有，由于芯是多孔质橡胶构成，芯的弹性区域变大，可以抑制由于制造时的尺寸误差等引起的局部的空孔的压塌。即，即使芯在蒸发部的壳体内被压缩，由于伴随芯的压缩变形的空孔的压塌在宽广范围分散，可以抑制空孔在外周面附近等的局部区域发生大的压塌。这样，根据本发明，可以通过仅仅将芯设为多孔质橡胶的对策实现确保芯的高密接性和抑制局部的空孔的压塌。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的环路型热管的实施形态之一的图。

图2是环路型热管中的蒸发部的截面图。

图3是放大表示芯在壳体内被压缩状态的截面图。

图4是表示设有本实施形态所涉及的环路型热管的电子设备的一个例子的图。

图5是表示通常的环路型热管的构成的图。

具体实施方式

下面，根据附图，对本发明进行说明。在用于说明本发明的各附图中，关于具有相同功能或者形状的部件或构成部件等的构成要素，只要能判别，标注相同符号，一次说明之后，省略其说明。

图1是表示本发明所涉及的环路型热管的实施形态之一的图。

图1中所示的环路型热管1包括蒸发部2、冷凝部3、蒸气管4、以及液管5。上述蒸发部2在内部封入工作流体，从发热部吸收热量使工作流体从液相蒸发成气相，上述冷凝部3将从蒸发部2导入的气相的工作流体冷凝至液相，上述蒸气管4使气相的工作流体从蒸发部2流向冷凝部3，上述液管5使液相的工作流体从冷凝部3流向蒸发部2。

蒸发部2是由铜或铜合金等的热传导性良好的金属构成的圆筒状部件，由将芯6收纳在内部的受热部7和存储液相的工作流体的贮存部8构成。蒸气管4的一端部与受热部7连结，液管5的一端部与贮存部8连结。还有，蒸气管4和液管5的各自的另一端部与冷凝部3连结。冷凝部3由外周面上设置多个铝制薄板状翅片的不锈钢管构成。

芯6是由多孔质材料构成的中空部件，蒸气管4侧封闭，贮存部8侧开放。还有，在芯6的外周面上，从蒸气管4侧的端部到贮存部8侧的端部的前端的区域，设有沿着长度方向延伸的多个槽11。如图2所示，多个槽11在芯6的周向等间隔设置。还有，芯6的不设槽11部分的外径设定比蒸发部2的壳体2a的内径大若干。因此，在芯6收纳在蒸发部2内的状态下，在不设槽11的部分，芯6相对蒸发部2的壳体2a的内周面密接。这样，由于芯6相对蒸发部2的壳体2a密接，发热部的热量通过蒸发部2的壳体2a有效传递至芯6。另外，芯6还起着将液相和气相分离、防止气相的工作流体逆流至贮存部8的功能。另一方面，在设有槽11的部分，与蒸发部2的壳体2a之间形成空间部。

由于芯6是多孔质材料构成，存储在贮存部8内的液相的工作流体因毛细管现象渗透到芯6内。由于该毛细管现象芯6还起着将液相的工作流体从冷凝部3输送至蒸发部2的泵的作用。作为工作流体，可以使用水、酒精、丙酮、替代氟利昂、氟系溶剂等的冷凝性流体。还有，工作流体可以是与芯之间润湿性良好的物质，以便易渗透到芯。润湿性可以用芯和工作流体之间的接触角测定。如果接触角为90°以上，那么工作流体不能渗透到芯，因此，接触角必须小于90°。

还有，作为工作流体和芯材料，优选芯材料难以溶解于工作流体的组合。芯材料相对工作流体的溶解性可以将溶解性参数(SP值)设为标准。SP值是表示物质极性的值，二种物质的SP值相差越大，表示二种物质越是难以相互溶解。环路型热管中使用的工作流体和芯材料的组合，从溶解性角度考虑，优选设为工作流体的SP值比芯材料的SP值大的那样的组合。

在本实施形态所涉及的环路型热管中，若来自发热部的热量通过蒸发部2的壳体传递至芯6内的液相的工作流体，则因该热量工作流体蒸发变成气相。蒸发成气相的工作流体通过槽11向蒸气管4输送。然后，气相的工作流体通过蒸气管4向冷凝部3输送。在冷凝部3中，通过内部的工作流体的热量通过散热片释放到外部，由此，工作流体的温度下降而冷凝，从气相变化成液相。成为液相的工作流体通过液管5向蒸发部2移动，由于毛细管现象从贮存部8再次渗透到芯6内。通过进行这样的工作流体的循环，发热部的热量连续向外部释放，冷却对象得到冷却。

下面，对芯进行详细说明。

上述本实施形态所涉及的环路型热管中使用的芯由多孔质橡胶构成，或者也可以芯包含多孔质橡胶部。这样，在本发明中，由于芯由多孔质橡胶构成，与多孔质树脂相比,可以获得高弹性力，因此，芯相对蒸发部的壳体的密接性提高。这样，可以得到从蒸发部的壳体到芯的良好的热传导效率，环路型热管的冷却性能提高。

另外，由于芯由多孔质橡胶构成，芯的弹性区域变大，可以抑制因制造时的尺寸误差等所引起的局部的空孔的压塌。即，当芯收纳在蒸发部的壳体内时，即使芯被压缩，如图3所示，由于芯6的压缩变形所引起的空孔6a的压塌分散到宽广范围，可以抑制空孔6a在外周面附近等的局部区域发生大的压塌。这样，难以产生由于空孔局部大压塌所导致的工作流体的流动阻碍，因此，可以确保工作流体的顺畅流动，能更可靠地发挥冷却性能。

这样，根据本发明，通过仅仅将芯设为多孔质橡胶的对策能实现确保芯的高密接性和抑制局部的空孔的压塌，因此，不会使结构复杂化，也可以避免制造成本的上升。

作为芯所使用的多孔质橡胶，可以列举发泡硅酮橡胶或者发泡聚氨酯橡胶。这些多孔质橡胶形成多个连通的空孔，用于使工作流体渗透到内部，相对工作流体产生良好的毛细管力。多孔质橡胶的平均空孔径、空孔率、连续气泡率优选分别设定为以下的范围。

[平均空孔径]

芯所使用的多孔质橡胶具有通过其毛细管力使工作流体流动并驱动环路型热管的功能，因此,为了获得更大的毛细管力，优选多孔质橡胶的平均空孔径小。

芯所使用的多孔质橡胶的平均孔径(芯的空孔半径r_wick)和毛细管力(毛细管压ΔP_cap)用以下式(1)表示：

ΔP_cap＝2σcosθ/r_wick (1)

在此，σ是工作流体的表面张力，θ是芯和工作流体的接触角。

从式(1)可知，芯的空孔半径越小,毛细管压越大。

另外，为了让环路型热管动作，必须使毛细管力(毛细管压ΔP_cap)和总压力损失ΔP_total满足以下式(2)：

ΔP_cap≥ΔP_total (2)

再有，总压力损失ΔP_total用以下式(3)求得：

ΔP_total＝ΔP_wick+ΔP_groov+ΔP_VL+ΔP_cond+ΔP_LL+ΔP_grav (3)

在此,ΔP_wick是芯的压力损失,ΔP_groov是槽的压力损失,ΔP_VL是蒸气管的压力损失,ΔP_cond是冷凝部的压力损失,ΔP_LL是液管的压力损失,ΔP_grav是由重力引起的压力损失。

如上所述，为了获得更大的毛细管力，多孔质橡胶的平均孔径优选小，具体而言,为50μm以下。若平均空孔径大于50μm，则难以得到驱动环路型热管的足够的毛细管力。优选平均空孔径为10μm以下，更优选平均空孔径为5μm以下。平均空孔径可以由激光显微镜拍摄多孔质橡胶的断面，通过对获得的图像进行图像处理测定空孔的面积求取。

[空孔率(porosity)]

芯所使用的多孔质橡胶的空孔率越高,越有利于驱动环路型热管。具体而言，多孔质橡胶的空孔率优选20％以上。如果空孔率不满20％，那么很难进行环路型热管的驱动。更优选空孔率为50％以上。空孔率可以根据以下式(4)计算：

空孔率[％]＝(多孔质橡胶的比重-实心橡胶的比重)/(实心橡胶的比重)×100(4)

[连续气泡率(continuous cell ratio)]

芯所使用的多孔质橡胶的连续气泡率越高,越有利于液相的工作流体渗透到芯。具体而言，多孔质橡胶的连续气泡率可以为25％以上。优选连续气泡率为50％以上，更优选连续气泡率为75％以上。连续气泡率可以通过测定甲醇浸渍重量增加率获得。

具体地说，制作用于测定JIS 6249的压缩永久变形的试验片(直径约29mm，厚度约12.5mm的圆柱状)，将其浸渍在装满500g甲醇的容量约1L的金属罐中，盖上盖子放置在25℃的气氛中。对于比重小而浮起的样本，用金属网覆盖甲醇上部。然后，根据浸渍前以及浸渍24小时后的重量，用以下式(5)计算重量增加率：

重量增加率[％]＝(浸渍24小时后的重量-浸渍前重量)/(浸渍前重量)×100(5)

[多孔质橡胶的制造方法]

芯所使用的多孔质橡胶可以通过化学发泡法或者水发泡法制造。化学发泡法是通过添加发泡剂形成发泡结构的方法。与此相比，水发泡法是通过使以水为主要成分的溶剂与液状橡胶乳化，再除去溶剂而形成发泡结构的方法。尤其，水发泡法与化学发泡法相比,可以均匀地形成高空孔率且微细的空孔。因此，为了将多孔质橡胶的发泡状态调整到上述优选范围(平均空孔径为50μm以下，空孔率为20％以上、80％以下，连续气泡率为25％以上、100％以下)，优选使用水发泡法。

下面，对使用水发泡法制造芯用的发泡硅酮橡胶的方法进行说明。

[水发泡硅酮橡胶的制造方法]

为了通过水发泡法制造发泡硅酮橡胶，将催化剂、界面活化剂、以及交联剂加入市售的双液型的液状硅酮橡胶中,进行混合。然后，根据需要将添加剂、填充剂、分散剂等混入到作为溶剂的水中(根据需要混入酒精),与液状硅酮橡胶同等粘度的混合液体合在一起搅拌，调整乳浊液组成物(乳化工序)。

在此,液状硅酮橡胶和混合溶液的配比根据所希望的空孔率调整。由于乳浊液中的微粒状的水分蒸发形成气泡，因此，如果例如液状硅酮橡胶和混合溶液的配比是1:1，则可以获得空孔率为50％的多孔质体。

乳浊液使用均化器或者根据需要使用伴随超声波处理的搅拌器，调整搅拌装置、搅拌时间、搅拌速度(例如300～1500rpm)等的各种搅拌条件，以获得满足上述条件那样的气泡分布。

之后，将调整后的乳浊液组成物注入模具，通过一次加热,乳浊液组成物内的水分不蒸发，使硅酮橡胶硬化，成型为所设定形状(一次加热/成型工序)。在此,一次加热在加热温度为80～130℃的范围、加热时间为30～120分钟的范围进行。尤其优选加热温度为90～110℃、加热时间为60～90分钟。

接下来，为了从一次加热后的多孔质体去除水分,进行二次加热(二次加热工序)。二次加热在加热温度为150～300℃、加热时间为1～24小时的范围进行。尤其优选加热温度为200～250℃、加热时间为3～5小时。通过进行这样的二次加热，从多孔质体去除水分，使得硅酮橡胶的最终硬化完成。

下面，对通过水发泡法制造硅酮橡胶时的平均空孔径、空孔率、连续气泡率的调整方法进行说明。

[平均空孔径的调整方法]

平均空孔径可以通过改变乳化工序中的搅拌装置的搅拌强度进行调整。在乳化工序中，以水为主要成分的溶剂通过搅拌装置搅拌，形成细小的微粒状单元(cell)，在此后的二次加热工序中，该溶剂的水分蒸发，从而形成空孔。即，在乳化工序中,通过搅拌使得溶剂形成更加细小的微粒状单元，可以使平均空孔径变小。具体地说，通过选择搅拌时间加长、搅拌速度加快等提高搅拌强度的搅拌条件，可以将平均空孔径调整为小孔径。

[空孔率的调整方法]

空孔率可以通过改变液状硅酮橡胶和混合溶液的配比调整。这是因为通过混合溶液中的水分蒸发会形成空孔。如果提高混合溶液的比率,可以使空孔率变大。

[连续气泡率的调整方法]

连续气泡率可以通过选择硅酮橡胶组成物的界面活化剂的量或种类调整。

下面，对使用水发泡法制造芯用的发泡聚氨酯橡胶的方法进行说明。

[水发泡聚氨酯橡胶的制造方法]

水发泡聚氨酯橡胶可以通过将上述水发泡硅酮橡胶的制造方法中的液状硅酮橡胶以液状聚氨酯橡胶取代来制造。作为液状聚氨酯橡胶,可以使用市售的一液或二液型的液状聚氨酯橡胶。从耐水性角度考虑，氨基甲酸乙酯材料优选醚类。还有，从耐热性角度考虑，一次加热温度和二次加热温度优选比氨基甲酸乙酯材料的耐久温度低。优选一次加热温度在70～110℃范围、二次加热温度在80～110℃范围选择不会使材料劣化的温度。再有，水发泡聚氨酯橡胶的平均空孔径、空孔率、连续发泡率可以用与上述水发泡硅酮橡胶中相关的调整方法相同的方法进行调整。

接下来，关于环路型热管的冷却性能试验进行说明。

[冷却性能试验]

在本试验中，由水发泡硅酮橡胶作成下述表1中所列举的多个芯样本，实行将各样本使用于环路型热管时的冷却性能试验。

表1

样本1的芯按以下条件制造。

首先，向液状硅酮橡胶中添加交联剂和界面活化剂，将水以体积比1:1混合，调成硅酮橡胶组成液。接下来，将调成的组成液用PRIMIX公司制造的均质混合器以1500rmp搅拌10分钟，得到乳浊液组成物。然后，将该乳浊液组成物注入模具，进行100℃、1小时的一次加热以及230℃、4小时的二次加热。由此，获得平均空孔径为8μm、空孔率为47％、连续气泡率为78％的水发泡硅酮橡胶。还有，成型后的水发泡硅酮橡胶是一端部侧形成外径φ18mm、内径φ14mm的开口，另一端部侧封闭的圆筒状，在外周面的周向上8处形成宽3mm、深1mm、长70mm的槽。

再有，其他的样本2～11使用与上述样本1相同的模具，使用上述调整方法对平均空孔径、空孔率、连续发泡率的各条件作适当调整后制成。

然后，将各样本的芯使用于与图1所示的环路型热管相同构造的环路型热管。具体地说，蒸发部是内部收纳芯的受热部和储存液相的工作流体的贮存部形成一体的构造，因此，设定受热部为外径φ20mm、内径φ18mm、长80mm的圆筒，设定贮存部为外径φ70mm、内径φ68mm、长40mm的圆筒。冷凝部是将80块厚度0.3mm、一边长100mm的铝制散热片以10mm的间隔安装在外径φ10mm的不锈钢管上的构造。蒸气管由外径φ4mm、内径φ2mm、长600mm的不锈钢管构成，液管也是由外径φ4mm、内径φ2mm、长600mm的不锈钢管构成。还有，封入100ml乙醇或者丙酮作为工作流体。只有使用样本4的环路型热管封入丙酮，使用其他样本的环路型热管都封入乙醇。各样本的芯和工作流体的接触角都小于90°。

[接触角的测定]

接触角的测定使用协和界面科学株式会社制造的接触角测定仪Drop Master 100进行测定。将工作流体500ms滴下到芯材料后进行测量。使用附带的软件“固液海面分析系统Drop Master 700”通过滴液法(使用θ/2方法，无曲率校正)解析,计算接触角。

设置如上所述制成的环路型热管,使蒸发部和冷凝部成水平，使得加热器与蒸发部接触。然后，调整施加到加热器的电力，赋予100W的热量10分钟，测定蒸发部的温度。

还有，从蒸发部的温度、室温以及赋予的热量,用式(6)求取热阻：

热阻[℃/W]＝(蒸发部温度[℃]-室温[℃])/热量[W] (6)

再有，在蒸发部配置在高于冷凝部的位置,给予水头差的状态，即在顶部热的状态下,确认环路型热管是否驱动，测定可能驱动的最大水头差。对于即使水头差成为500mm也能确认驱动的情况，将能驱动的最大水头差设为500mm以上。

在下述表2中表示本试验的结果:

表2

根据表2中所示的结果，在使用各样本的环路型热管中，蒸发部的温度在50～55℃范围，热阻成为0.25～0.30℃/W的范围的比较低的值，可以获得良好的冷却性能。即，如表1中所示的各样本，若芯(水发泡硅酮橡胶)的平均空孔径为50μm以下、空孔率为20％以上、80％以下、连续发泡率为25％以上、100％以下的范围，就可以对蒸发部进行有效地冷却。但是，如样本3、样本6、样本10、样本11那样，平均空孔径大于10μm时，与平均空孔径为10μm以下的其他样本相比，能驱动的最大水头差变小。特别是，若比较样本6、样本10、样本11可知，空孔率和连续发泡率几乎一致，但是,平均空孔径越大,最大水头差越小。这可以考虑由于平均空孔径大，所得到的毛细管力变小的缘故。因此，根据本试验结果，可以说为了使芯更大发挥通过其毛细管力使得工作流体移动从而驱动环路型热管的功能，优选平均空孔径为10μm以下。

又，即使在使用水发泡聚氨酯橡胶作为芯的环路型热管中也进行与上述试验相同的试验。

在下述表3中表示试验中使用的芯的各样本。

表3

样本12的芯按以下条件制造。

首先，向液状聚氨酯橡胶中添加交联剂和界面活化剂，将水以体积比1:1混合，调成聚氨酯橡胶组成液。接下来，将调成的组成液用PRIMIX公司制造的均质混合器以1500rmp搅拌10分钟，得到乳浊液组成物。然后，将该乳浊液组成物注入模具，进行80℃、20分钟的一次加热以及110℃、1小时的二次加热。由此，获得平均空孔径为8μm、空孔率为45％、连续气泡率为78％的水发泡聚氨酯橡胶。还有，成型后的水发泡聚氨酯橡胶是一端部侧形成外径φ18mm、内径φ14mm的开口，另一端部侧封闭的圆筒状，在外周面的周向上8处形成宽3mm、深1mm、长70mm的槽。

再有，其他的样本13～22使用与上述样本12相同的模具，使用上述调整方法对平均空孔径、空孔率、连续发泡率的各条件作适当调整后制成。

然后，将各样本的芯使用于与上述试验相同的环路型热管中。又，封入100ml乙醇或者丙酮作为工作流体。仅仅使用样本15的环路型热管封入丙酮，使用其他样本的环路型热管都封入乙醇。各样本的芯和工作流体的接触角都小于90°。

在下述表4中表示使用水发泡聚氨酯橡胶时的冷却性能试验的结果。

表4

根据表4中所示结果，使用水发泡聚氨酯橡胶场合也同样，若平均空孔径为50μm以下、空孔率为20％以上、80％以下、连续发泡率为25％以上、100％以下的范围，则蒸发部的温度在55～60℃的范围，热阻成为0.30～0.35℃/W的范围的比较低的值，可以获得良好的冷却性能。但是，如样本14、样本17、样本21、样本22那样，平均空孔径大于10μm时，与平均空孔径为10μm以下的其他样本相比，能驱动的最大水头差变小。这与使用上述的水发泡硅酮橡胶的试验时一样，使用水发泡聚氨酯橡胶场合也可以考虑由于平均空孔径大，所得到的毛细管力变小的缘故。因此，若根据表4中所示的结果，使用水发泡聚氨酯橡胶场合，可以说为了使芯更大发挥通过其毛细管力使得工作流体移动从而驱动环路型热管的功能，优选平均空孔径为10μm以下。

再有，准备用化学发泡法制造的多孔质橡胶的样本，进行与上述试验相同的试验。

在下述表5中，表示用化学发泡法制造的多孔质橡胶的各样本。

表5

	样本23	样本24	样本25
				平均空孔径[μm]	100	250	25
空孔率[％]	50	55	19
				连续发泡率[％]	19	35	16

该场合也将各样本的芯使用于与上述各试验相同的环路型热管中。封入100ml乙醇作为工作流体。各样本的芯和工作流体的接触角都小于90°。

在下述表6中，表示使用化学发泡多孔质橡胶时的冷却性能试验的结果。

表6

	样本23	样本24	样本25
				蒸发部温度[℃]	-	-	65
热阻[℃/W]	-	-	0.40
				最大水头差[mm]	-	-	40

如表6中所示，使用样本23、样本24场合，由于平均空孔径大，毛细管力小于环路型热管的总压力损失，无法驱动环路型热管，不能确认冷却性能。使用样本25场合，虽然可以驱动环路型热管，但是与使用上述的水发泡硅酮橡胶或水发泡聚氨酯橡胶的各样本的场合相比，蒸发部温度和热阻变高。可以考虑这是由于样本25的多孔质橡胶的平均空孔径、空孔率、连续发泡率均不在上述的优选范围(平均空孔径为50μm以下、空孔率为20％以上、80％以下、连续发泡率为25％以上、100％以下的范围)。

如上所述，由于水发泡法与化学发泡法相比，可以以高的空孔率均一地形成微细的空孔，特别是使用由水发泡法制成的芯(水发泡硅酮橡胶或水发泡聚氨酯橡胶)的场合，可以稳定发挥良好的冷却性能。即，根据水发泡法，可以将多孔质橡胶的发泡状态调整为上述优选范围(平均空孔径为50μm以下、空孔率为20％以上、80％以下、连续发泡率为25％以上、100％以下的范围)，因此，可以制造工作流体易渗透、能发挥大的毛细管力的芯。还有，根据水发泡法，对于芯用的多孔质橡胶(水发泡硅酮橡胶或水发泡聚氨酯橡胶)的量产化也很合适。

又，进行试验，确认芯的SP值和工作流体的SP值的相对关系，以及芯和工作流体的接触角对环路型热管的冷却性能带来的影响。

在下述表7中，表示本试验所使用的各芯样本的材料、制造方法、平均空孔径、空孔率、连续发泡率，工作流体的种类，工作流体和芯的各SP值及其差，芯和工作流体的接触角。使用作为氟类溶剂之一的HFE-347(旭玻璃公司制AE-3000)或纯水作为工作流体。在本试验中，用水发泡法制成的各样本的制造条件、以及平均空孔径、空孔率、连续发泡率的各调整方法与上述试验中的水发泡法相同。还有，在本试验中，使用与上述试验中使用的相同的环路型热管。

表7

在下述表8中，表示本试验的结果。

在本试验中的蒸发部温度、热阻、最大水头差的各自的测定方法与上述的试验相同。

表8

	样本26	样本27	样本28	样本29
					蒸发部温度[℃]	64	-	-	-
热阻[℃/W]	0.39	-	-	-
					最大水头差[mm]	500以上	-	-	-

如表8中所示，在样本26中，可以很好地驱动环路型热管，发挥冷却性能。但是，在其他的样本27～29中，不能评价或确认冷却性能。

详细地说，样本27场合，由于看到芯的溶解，不能进行性能评价。这可以考虑是因为工作流体的SP值比芯的SP值小的缘故。因此，可以说环路型热管中使用的工作流体和芯材料的组合优选设为工作流体的SP值比芯材料的SP值大的那样的组合。

还有，样本28或29场合，由于工作流体没有渗透到芯，没有驱动环路型热管，不能确认冷却性能。这可以考虑是因为芯和工作流体的接触角成为90°以上的缘故。因此，可以说为了使工作流体渗透到芯、发挥冷却性能，优选芯和工作流体的接触角小于90°。

图4表示具备本实施形态中所涉及的环路型热管的电子设备。

图4中所示的电子设备20是具备光学单元21的投影仪。投影仪是适用本发明的电子设备的一个例子。本发明不局限于投影仪，也可以适用于打印机、复印机、传真机、具备这些功能的复合机等的图像形成装置、个人计算机、服务器、电子黑板、电视机、蓝光录像机、游戏机等的各种电子设备。

环路型热管1的蒸发部2(特别是受热部7)配置为相对光学单元21的发热部接触。蒸发部2从发热部吸收热量对冷却对象(发热部、光学单元、投影仪)进行冷却。冷凝部3配置在设于投影仪本体的壳体侧面的排气扇22的附近。由于排气扇22向外部排出空气，在冷凝部3的周围产生气流，通过该气流使冷凝部3冷却，提高冷凝部3中的散热效果。还有，在与设有排气扇22的壳体侧面相反侧的侧面设置供气口23，由供气口23吸入的空气通过投影仪内从排气扇22排出。在该例子中，作为对投影仪进行冷却的冷却装置，具备环路型热管1和为了提高环路型热管1的散热效果的排气扇22，也可以设置鼓风机，取代排气扇22，向冷凝部3送风。还有，也可以是不具备风扇，只有环路型热管的冷却装置。

又，本发明所涉及的环路型热管或冷却装置也可以适用于电子设备以外的装置。例如，在对具备反应器的化学成套设备等进行冷却的冷却装置中也适用本发明所涉及的环路型热管和冷却装置。

上面参照附图说明了本发明的实施形态，但本发明并不局限于上述实施形态。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种芯，为环路型热管的芯，该环路型热管包括：

蒸发部，从外部吸收热量，使得工作流体从液相蒸发成气相；以及

冷凝部，使得从上述蒸发部导入的气相的工作流体冷凝成液相；

上述环路型热管使得冷凝的液相的工作流体回流至上述蒸发部；

上述芯的特征在于：

上述芯包括多孔质橡胶。

2.如权利要求1所述的芯，其特征在于：

上述多孔质橡胶是发泡硅酮橡胶或发泡聚氨酯橡胶。

3.如权利要求1所述的芯，其特征在于：

上述多孔质橡胶是水发泡硅酮橡胶或水发泡聚氨酯橡胶。

4.如权利要求1～3任意一项所述的芯，其特征在于：

上述多孔质橡胶的平均空孔径为50μm以下，空孔率为20％以上、80％以下，连续发泡率为25％以上、100％以下。

5.一种环路型热管，其特征在于：

设有权利要求1～4中任意一项所述的芯。

6.如权利要求5所述的环路型热管，其特征在于：

上述芯和上述工作流体的接触角小于90°。

7.如权利要求5或6所述的环路型热管，其特征在于：

上述工作流体的SP值比上述芯的SP值大。

8.一种冷却装置，其特征在于：

设有权利要求5～7中任意一项所述的环路型热管。

9.一种电子设备，其特征在于：

设有权利要求5～7中任意一项所述的环路型热管。

10.一种环路型热管用多孔质橡胶的制造方法，其特征在于：

包括：

使液状橡胶和溶剂乳化、制作乳化液组成物的乳化工序；

将该乳化液组成物成型为所设定形状、制作发泡体的成型工序；以及

从上述发泡体去除上述溶剂形成发泡结构的工序；

上述发泡结构的平均空孔径为50μm以下，空孔率为20％以上、80％以下，连续发泡率为25％以上、100％以下。

11.一种环路型热管用芯的制造方法，其特征在于：

包括：

使液状橡胶和溶剂乳化、制作乳化液组成物的乳化工序；

将该乳化液组成物成型为所设定形状、制作发泡体的成型工序；以及

从上述发泡体去除上述溶剂形成发泡结构的工序；

上述发泡结构的平均空孔径为50μm以下，空孔率为20％以上、80％以下，连续发泡率为25％以上、100％以下。