JP2002349975A - Heat transport system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロチャンネ
ル及びマイクロポンプを用いた熱輸送装置の薄型化を図
るための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for reducing the thickness of a heat transport device using a microchannel and a micropump.
【０００２】[0002]
【従来の技術】放熱や冷却用のデバイスとして、ヒート
パイプやヒートシンク、放熱フィン等が広く使用されて
おり、基本的には、蒸気の流れや放熱後の流体の戻り等
が繰り返されて熱交換や冷却が行われる。2. Description of the Related Art Heat pipes, heat sinks, radiating fins, and the like are widely used as devices for heat radiation and cooling. And cooling.
【０００３】ところで、近時の電子デバイス技術やマイ
クロマシン技術の発達を受けて、これまでよりもコンパ
クトで熱伝導特性が良いデバイスを目指し、半導体シリ
コンプロセスを利用した、所謂ＭＥＭＳ（Micro Electr
o-Mechanical System）技術が着目されている。例え
ば、局所的な高密度の熱源に対応した冷却素子等には、
「マイクロチャンネル」と称するデバイスが用いられて
おり、幅数十μｍ(ミクロン）、深さ１００μｍ程度の
微小フィンをシリコン基盤に多数形成して各チャンネル
（通路）に冷媒流体を通過させることで冷却を行える。
また、この他、流体強制振動板を用いた閉鎖型マイクロ
チャンネル等ではみかけの熱伝導率が銅の熱伝導率より
も遥かに上回る性能をもっている。With the recent development of electronic device technology and micromachine technology, a so-called MEMS (Micro Electr) utilizing a semiconductor silicon process has been aimed at a device which is more compact and has better heat conduction characteristics.
o-Mechanical System) technology is attracting attention. For example, a cooling element corresponding to a local high-density heat source
A device called a “microchannel” is used, and a large number of fine fins having a width of several tens of μm (microns) and a depth of about 100 μm are formed on a silicon substrate and cooled by passing a coolant fluid through each channel (passage). Can be performed.
In addition, in a closed microchannel or the like using a fluid-forced vibrating plate, the apparent thermal conductivity is much higher than that of copper.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置にあっては、放熱デバイスや冷却デバイスの薄型化
やコンパクト化に関して一定の限界があり、その結果、
熱源に対して当該デバイスを付設した場合に装置の小型
化を妨げる要因になってしまうという問題がある。However, in the conventional apparatus, there is a certain limit in making the heat radiating device and the cooling device thinner and more compact.
There is a problem that when the device is attached to a heat source, it becomes a factor that hinders downsizing of the device.
【０００５】例えば、厚さ１ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ５
０ｍｍのヒートパイプ等では１ｃｍ 2当たり数ワットと
いう能力限界によって大きな放熱面積や伝熱面積を必要
とし、超小型の装置には適用できなくなってしまう。For example, a thickness of 1 mm, a width of 10 mm, and a length of 5
1cm for 0mm heat pipe etc. TwoA few watts per
Large heat dissipation area and heat transfer area are required due to the capacity limit
Then, it cannot be applied to a very small device.
【０００６】また、マイクロチャンネルを用いたデバイ
スにおいて冷媒の強制的な循環を行うには何らかのポン
ピング作用をもった素子（マイクロポンプ）が必要にな
るが、マイクロチャンネル及びマイクロポンプを独立に
設けて冷媒の循環流路をそれぞれに形成したのでは、熱
輸送系全体としての配置スペースを少なくすることが困
難であり、熱輸送に係る熱密度を高めることが難しい。[0006] In order to forcibly circulate a refrigerant in a device using a microchannel, an element (a micropump) having some pumping action is required. It is difficult to reduce the arrangement space of the heat transport system as a whole and to increase the heat density related to the heat transport by forming the respective circulation channels.
【０００７】そこで、本発明は、マイクロチャンネル及
びマイクロポンプを用いた熱輸送装置において、薄型化
を図り、伝熱特性を向上させることを課題とする。Accordingly, an object of the present invention is to reduce the thickness and improve the heat transfer characteristics of a heat transport device using a microchannel and a micropump.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために、冷媒を通過させるための微小チャン
ネルと、冷媒を輸送するための微小ポンプとが一体化さ
れた構造を有するものであり、例えば、微小チャンネル
が形成されたチャンネル層と、微小ポンプが形成された
ポンプ層とを積層したり、あるいは微小チャンネルと微
小ポンプとを一体化した単位構造を備えている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a structure in which a minute channel for passing a refrigerant and a minute pump for transporting the refrigerant are integrated. For example, it has a unit structure in which a channel layer in which a minute channel is formed and a pump layer in which a minute pump is formed are laminated, or a minute channel and a minute pump are integrated.
【０００９】従って、本発明によれば、微小チャンネル
と微小ポンプを一体化させて、積層構造又は一体構造に
配列させることでデバイスを薄型にすることができる。
そして、積層構造を採る場合には、チャンネル層に含ま
れる微小チャンネル群やポンプ層に含まれる微小ポンプ
群を増やしたり層数を増やすことにより、また、一体構
造を採る場合には、微小チャンネルと微小ポンプを含む
単位構造の数を増やすことで簡単に熱伝導性を高めるこ
とができる。Therefore, according to the present invention, the device can be made thin by integrating the microchannel and the micropump and arranging them in a laminated structure or an integrated structure.
When a laminated structure is adopted, the number of microchannels included in the channel layer and the number of micropumps included in the pump layer are increased or the number of layers is increased. Thermal conductivity can be easily increased by increasing the number of unit structures including the micropump.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明は、冷媒を通過させるため
の微小チャンネル(マイクロチャンネル)と冷媒を輸送す
るための微小ポンプ（マイクロポンプ）を使用した薄型
の熱輸送装置に関するものであり、冷却素子や熱交換器
等に幅広く適用することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention relates to a thin heat transport device using a microchannel (microchannel) for passing a refrigerant and a micropump (micropump) for transporting the refrigerant. It can be widely applied to elements and heat exchangers.
【００１１】そして、本発明に係る熱輸送装置について
は、微小チャンネルと微小ポンプを一体化させるに当た
って、下記のような形態が挙げられる。In the heat transport device according to the present invention, the following modes can be used for integrating the microchannel and the micropump.
【００１２】チャンネル層とポンプ層を積層し、ある
いは積層したものを多層化する形態。A mode in which a channel layer and a pump layer are laminated, or a laminated layer is formed into a multilayer.
【００１３】チャンネルとポンプとを一体化して1つ
の単位構造とし、当該構造を複数並設させた形態。A mode in which a channel and a pump are integrated into one unit structure, and a plurality of such structures are arranged in parallel.
【００１４】先ず、形態の例を図1に示す。本例はマ
イクロチャンネルが形成されたチャンネル層と、マイク
ロポンプが形成されたポンプ層とを積層した構造を備え
ており、熱源ＨＧに対する熱輸送装置１（例えば、冷却
や除熱装置）として用いられる。図１（Ａ）はその側面
図である。First, an example of the embodiment is shown in FIG. This example has a structure in which a channel layer in which micro channels are formed and a pump layer in which micro pumps are formed are stacked, and is used as a heat transport device 1 (for example, a cooling or heat removing device) for the heat source HG. . FIG. 1A is a side view thereof.
【００１５】熱輸送装置１はマイクロチャンネル層２、
マイクロビア・スルーホール層３、マイクロポンプ層４
の積層構造を有しており、各層は融着等により結合され
ている。The heat transport device 1 includes a microchannel layer 2,
Micro via / through hole layer 3, micro pump layer 4
And the respective layers are joined by fusion or the like.
【００１６】図１（Ｂ）には各層の上面図を示す。ま
た、図1（Ｃ）は熱輸送装置１を矢印Ｄの方向から見た
際の側面図である。３層のうち、熱源ＨＧに直接接触し
ているのがマイクロチャンネル層２であり、多数のマイ
クロチャンネル２ａ、２ａ、…が互いに平行な関係をも
って形成されている。各チャンネルには冷媒（例えば、
ＦＣ７２、ＦＣ７５等、フロン系のものが挙げられる
が、これに限らず空気や水、エタノール等でも良い。）
が通過することで、熱源ＨＧからの熱が伝達される。FIG. 1B is a top view of each layer. FIG. 1C is a side view of the heat transport device 1 as viewed from the direction of arrow D. Of the three layers, the microchannel layer 2 is in direct contact with the heat source HG, and a large number of microchannels 2a, 2a,... Are formed in parallel with each other. Each channel has a refrigerant (for example,
Examples thereof include chlorofluorocarbons such as FC72 and FC75, but are not limited thereto, and may be air, water, ethanol, or the like. )
, The heat from the heat source HG is transmitted.
【００１７】マイクロチャンネル層２の上層にはマイク
ロビア・スルーホール層３が形成されており、熱絶縁材
料で形成された基材に対して、黒丸で示すスルーホール
３ａ、３ａ、…と、白丸で示すビアホール３ｂ、３ｂ、
…が形成されている。尚、各スルーホール３ａは熱輸送
装置１の長手方向（マイクロチャンネルの形成方向に沿
う方向）における両端寄りの場所に形成されていて、マ
イクロチャンネルとマイクロポンプの流路を繋いでい
る。また、各ビアホール３ｂは、マイクロポンプの駆動
に必要な熱供給のために用いられ、銅等の熱伝導性の良
い材料が孔内に埋設されている。A micro via / through hole layer 3 is formed on the micro channel layer 2, and through holes 3a, 3a,... Via holes 3b, 3b,
Are formed. The through holes 3a are formed near both ends in the longitudinal direction of the heat transport device 1 (the direction along the direction in which the microchannels are formed), and connect the microchannels with the flow paths of the micropumps. Each via hole 3b is used for supplying heat necessary for driving the micropump, and a material having good heat conductivity such as copper is buried in the hole.
【００１８】マイクロポンプ層４には、複数のマイクロ
ポンプ４ａ、４ａ、…が形成されている。本例において
は、各マイクロポンプには気泡駆動型のサーマルポンプ
（熱的効果だけで駆動することができるマイクロポン
プ）が用いられている。A plurality of micro pumps 4a, 4a,... Are formed on the micro pump layer 4. In this example, a bubble-driven thermal pump (a micropump that can be driven only by a thermal effect) is used as each micropump.
【００１９】図２はその基本構成についての説明図であ
り、流路の一部を絞り込んで細くした構成によりマイク
ロポンプ４ａが形成されている。FIG. 2 is an explanatory view of the basic structure, in which a micropump 4a is formed by a structure in which a part of the flow path is narrowed down.
【００２０】そして、（Ａ）図では、流体出口の手前に
ヒータ５が設けられていて、当該ヒータの加熱によって
（Ｂ）図に示すように、気泡６が発生する。この気泡の
振動を利用したポンピング作用を利用することで、
（Ｃ）図のように流体を送り出すことができる。In FIG. 1A, a heater 5 is provided just before the fluid outlet, and the heating of the heater generates bubbles 6 as shown in FIG. By using the pumping action using the vibration of this bubble,
(C) The fluid can be sent out as shown in the figure.
【００２１】尚、このようなマイクロポンプで発生する
最大圧については、表面張力及び流路の最大半径、最小
半径から決まるラプラスの式によって良く説明されるこ
とが知られている。ここで、加熱源として図２に示すよ
うにヒータを利用すると、外部からの電力の供給が必要
になり効率が落ちるという問題がある。そこで図1に示
すように当該ヒータの代わりに熱源ＨＧからの熱そのも
のを利用することが好ましい。本例においては、マイク
ロチャンネル２ａからビアホール３ｂを介してマイクロ
ポンプ４ａに直接熱を伝達させている。It is known that the maximum pressure generated by such a micropump is well explained by Laplace's equation determined by the surface tension and the maximum and minimum radii of the flow path. Here, if a heater is used as a heating source as shown in FIG. 2, there is a problem that external power supply is required and efficiency is reduced. Therefore, it is preferable to use the heat itself from the heat source HG instead of the heater as shown in FIG. In this example, heat is directly transmitted from the microchannel 2a to the micropump 4a via the via hole 3b.
【００２２】従って、本例では、冷媒がマイクロチャン
ネル層２とマイクロポンプ層４との間やスルーホール３
ａを介して両層の間で循環され、これにより、熱源ＨＧ
からの熱が各マイクロチャンネルを介して冷媒により輸
送される冷却系が形成されることになる。Therefore, in this embodiment, the refrigerant flows between the microchannel layer 2 and the micropump layer 4 or the through hole 3.
a between the two layers through the heat source HG
Thus, a cooling system is formed in which heat from the air is transported by the refrigerant through each microchannel.
【００２３】マイクロチャンネル層とマイクロポンプ層
の形成方法の例を図３の（Ａ）乃至（Ｆ）に示す。プラ
スチック等の基材７を用意し（（Ａ）図）、その両面に
は、（Ｂ）図に示すようにイオン注入処理（ＰＢＩＩ処
理）でストップ層（あるいは表面改質層）８、８を形成
する。そして、（Ｃ）図に示すようにマスクパターニン
グを行う。マスクＭＰには、フォトレジスト樹脂、金属
やセラミック等が用いられる。その後（Ｄ）図に示すよ
うに０2（酸素）ビームエッチング等のドライエッチン
グによる開口９の形成を経て、（Ｅ）図に示すように、
リモネン（ｄ−Ｃ10Ｈ16）等による化学エッチングによ
り当該開口から基材を部分的に除去する。すなわち、エ
ッチング溶液槽に浸して溶解させることにより、（Ｆ）
図に示すように、通路１０としてチャンネルやポンプ流
路等を形成する。FIGS. 3A to 3F show an example of a method for forming the microchannel layer and the micropump layer. A base material 7 such as plastic is prepared (FIG. 7A), and a stop layer (or a surface modified layer) 8 is formed on both surfaces thereof by ion implantation (PBII) as shown in FIG. Form. Then, mask patterning is performed as shown in FIG. For the mask MP, a photoresist resin, metal, ceramic, or the like is used. Thereafter, as shown in FIG. (D), through the formation of the opening 9 by dry etching such as O 2 (oxygen) beam etching or the like, as shown in FIG.
Partially removing the substrate from the opening by chemical etching with limonene (d-C 10 H 16) or the like. That is, by immersing and dissolving in an etching solution tank, (F)
As shown in the figure, a channel, a pump flow path, and the like are formed as the passage 10.
【００２４】また、チャンネル層及びポンプ層を構成す
る基材が可撓性に富む材料（例えば、ポリマーフィルム
や、フレキシブル基板等に使用される樹脂材料等）を用
いることによって、柔軟性に富むマイクロチャンネルや
マイクロポンプを形成することができる。すなわち、フ
ィルム層に各デバイスを形成することができる。したが
って、熱輸送装置を曲げて使用したり、あるいは所望の
曲面に沿う使用形態が可能となり、適用範囲を拡大させ
ることができる。特に、小型化や薄型化のために配置ス
ペースに余裕のない装置等において有効である。The base material constituting the channel layer and the pump layer is made of a material having high flexibility (for example, a polymer film or a resin material used for a flexible substrate or the like), so that the micro layer having high flexibility can be obtained. Channels and micropumps can be formed. That is, each device can be formed on the film layer. Therefore, it is possible to use the heat transport device by bending it, or to use the heat transport device along a desired curved surface, thereby expanding the applicable range. In particular, the present invention is effective for an apparatus or the like in which the arrangement space is not large enough for downsizing and thinning.
【００２５】上記の例では、気泡駆動型のマイクロポン
プを用いた構成を示したが、これに限らず、圧電駆動型
（あるいはピエゾ駆動型）のポンプを用いることもでき
る。In the above example, a configuration using a bubble-driven micropump has been described. However, the present invention is not limited to this, and a piezoelectric-driven (or piezo-driven) pump can also be used.
【００２６】図４はそのようなポンプの形成方法の概要
について一例を示したものである。FIG. 4 shows an example of an outline of a method for forming such a pump.
【００２７】先ず、（Ａ）図に示すように、基材１１の
両面にイオン注入層１２、１２をそれぞれ形成してその
上に薄膜１３、１３を形成する。そして、（Ｂ）図に示
すように、イオンビームエッチングにより開口１４を形
成した後、（Ｃ）図に示すように、リモネンエッチング
でテーパー状の円穴１５（正確には、ほぼ円錐台状をし
た有底穴）を形成する。（Ｃ′）図は円穴１５を下面か
ら見た図である。そして、（Ｄ）図に示すように円穴１
５に圧電体１６（あるいは圧電薄膜）を固定し（あるい
は形成し）、その駆動用電極１７、１７を付設すること
で圧電駆動型ポンプ１８ａを形成する。圧電駆動型ポン
プ１８ａは外部からの信号によって圧電体１６を駆動す
ることにより薄膜１３を振動させることで、冷媒のポン
ピングを行うことができる。すなわち、ポンプに面した
流路に沿って冷媒が送り出される。First, as shown in FIG. 1A, ion-implanted layers 12, 12 are formed on both surfaces of a substrate 11, and thin films 13, 13 are formed thereon. Then, as shown in FIG. 1B, after the opening 14 is formed by ion beam etching, as shown in FIG. 2C, a tapered circular hole 15 (more precisely, a substantially frustoconical shape is formed) by limonene etching. Formed bottomed hole). (C ') is a view of the circular hole 15 as viewed from below. Then, as shown in FIG.
A piezoelectric body 16 (or a piezoelectric thin film) is fixed (or formed) to the electrode 5, and its driving electrodes 17, 17 are attached to form a piezoelectric drive pump 18a. The piezoelectric drive pump 18a drives the piezoelectric body 16 by an external signal to vibrate the thin film 13, thereby pumping the refrigerant. That is, the refrigerant is sent out along the flow path facing the pump.
【００２８】図５は複数の圧電駆動型ポンプ１８ａ、１
８ａ、…を基材に形成したマイクロポンプアレイ１８を
示している。図５（Ａ）は圧電体の配置穴の方向からみ
た図を示し、図５（Ｂ）は側面図を示す。尚、ここで１
９、１９、…は冷媒流路をそれぞれ示している。FIG. 5 shows a plurality of piezoelectric pumps 18a, 1
8a,... Show a micropump array 18 formed on a substrate. FIG. 5A shows a view from the direction of the arrangement hole of the piezoelectric body, and FIG. 5B shows a side view. Here, 1
Reference numerals 9, 19,... Indicate refrigerant flow paths, respectively.
【００２９】図６は上記マイクロポンプアレイ１８を使
った熱輸送装置の構成例２０を示すものである。FIG. 6 shows a configuration example 20 of a heat transport device using the micropump array 18.
【００３０】熱源ＨＧにはマイクロチャンネル層２が付
設されており、当該チャンネル層の上にはマイクロビア
層（ビアホール２１ａ、２１ａ、…だけを形成した層）
２１が設けられている。そして、フレキシブル基材等を
用いた流体平板パイプ２２、２３が配置されている。な
お、図６では説明の便宜上、各層を積層して描いていな
いが、実際の構成では、マイクロチャンネル層２及び流
体平板パイプ２３からなる層と、マイクロポンプ層２４
及び流体平板パイプ２２からなる層とを積層した構造に
して薄型の熱輸送装置20を構成する。これらの流体平板
パイプは冷媒（ＦＣ７５等）の流路であって、かつ放熱
部分としても機能する。The heat source HG is provided with a microchannel layer 2 and a microvia layer (a layer in which only the via holes 21a, 21a,... Are formed) on the channel layer.
21 are provided. The fluid flat pipes 22 and 23 using a flexible base material or the like are arranged. In FIG. 6, for convenience of explanation, the respective layers are not illustrated as being stacked. However, in an actual configuration, a layer including the microchannel layer 2 and the fluid flat pipe 23 and a micropump layer 24 are illustrated.
And a layer composed of the fluid flat pipe 22 to form a thin heat transport device 20. These fluid flat pipes are channels for a refrigerant (such as FC75) and also function as heat radiating portions.
【００３１】上記マイクロポンプアレイ１８を含むポン
プ層２４は、流体平板パイプ２２から冷媒を引き込んで
流体平板パイプ２３に対して送り出す役目を有してい
る。The pump layer 24 including the micro pump array 18 has a function of drawing in the refrigerant from the fluid flat pipe 22 and sending it to the fluid flat pipe 23.
【００３２】本構成では、マイクロチャンネル層２と流
体平板パイプ２２、２３を用いた冷媒の流路上にマイク
ロポンプ層２４を設けることで冷媒の強制循環系を形成
しており、熱源ＨＧからマイクロチャンネル層２を介し
て流体平板パイプに熱が伝わって放熱されるとともに、
マイクロビア層２１からも放熱がなされる。In this configuration, a forced circulation system of the refrigerant is formed by providing the micro pump layer 24 on the flow path of the refrigerant using the micro channel layer 2 and the fluid flat pipes 22 and 23. The heat is transmitted to the fluid flat pipe through the layer 2 and dissipated,
Heat is also radiated from the micro via layer 21.
【００３３】また、以上の説明では、マイクロチャンネ
ル層とマイクロポンプ層とをそれぞれ１つずつ組み合わ
せた基本例についてだけ説明したが、複数の層を積層す
ることにより多層構造のデバイスを容易に形成すること
ができる。In the above description, only a basic example in which one microchannel layer and one micropump layer are combined is described. However, a device having a multilayer structure can be easily formed by laminating a plurality of layers. be able to.
【００３４】次に、上述した形態の構成について説明
する。Next, the configuration of the above embodiment will be described.
【００３５】本形態では、マイクロチャンネルとマイク
ロポンプが一体化された単位（ユニット）構造を有して
おり、当該構造を並列的又は規則的に配置することで所
謂マルチ化や拡張性を得ることができる。This embodiment has a unit structure in which the microchannel and the micropump are integrated, and by arranging the structures in parallel or regularly, it is possible to obtain so-called multi-unit and expandability. Can be.
【００３６】図７は、そのような構成をとる熱輸送装置
２５を示したものであり、マイクロチャンネル２６（図
には単に細長い直方体として簡略化して示す。）の上
に、マイクロポンプ２７を配置した単位構造を持ってい
る。尚、本例では気泡駆動型のマイクロポンプを使用し
ているため、当該ポンプとマイクロチャンネル２６との
間には、マイクロポンプへの熱供給用にビアホールの形
成部２８が設けられている。上述したような圧電駆動型
のマイクロポンプを使用する場合には、このような部分
は不要である。代わりに、圧電体の駆動電極との配線用
基板（フレキシブル基板等）が必要になる。FIG. 7 shows a heat transport device 25 having such a configuration, in which a micro pump 27 is arranged on a micro channel 26 (simplified as a rectangular parallelepiped in the figure). It has a unit structure. In this example, since a bubble-driven micropump is used, a via-hole forming section 28 is provided between the pump and the microchannel 26 for supplying heat to the micropump. Such a portion is unnecessary when the above-described piezoelectric drive type micropump is used. Instead, a wiring substrate (such as a flexible substrate) for connecting to the piezoelectric driving electrodes is required.
【００３７】尚、図7においてはマイクロチャンネル２
６及びマイクロポンプ２７を含む熱輸送ユニットのうち
の１つを便宜的に上方にずらして、当該ユニットに関す
る冷媒の流れを模式的に矢印で示している。このような
構造をもった熱輸送ユニットを並列的に配置することに
より、熱輸送路のマルチ化を図ることができる。It should be noted that in FIG.
One of the heat transport units including the micro pump 6 and the micro pump 27 is shifted upward for convenience, and the flow of the refrigerant in the unit is schematically indicated by an arrow. By arranging the heat transport units having such a structure in parallel, it is possible to achieve multiple heat transport paths.
【００３８】また、図示の便宜上、熱輸送ユニットの基
材を省略しているが、可撓性材料を用いたフレキシブル
基材に各チャンネルやポンプ等を形成することができ
る。Although the base material of the heat transport unit is omitted for convenience of illustration, each channel, pump, and the like can be formed on a flexible base material using a flexible material.
【００３９】図７では、マイクロチャンネルとマイクロ
ポンプとを積層方向において一体化した構成を示した
が、これに限らず、マイクロチャンネルにより形成され
る冷媒流路の一部に１個又は複数個のマイクロポンプを
形成した単位構造を採用しても構わない。例えば、薄い
平面基材（フレキシブル基材）上で環状にループを形成
して、ポンプ部分とチャンネル部分とから成る冷媒流路
を同一平面上に配置した構成形態が挙げられる。これに
ついては後で詳述する。FIG. 7 shows a configuration in which the microchannel and the micropump are integrated in the stacking direction. However, the present invention is not limited to this, and one or a plurality of refrigerant channels may be provided in a part of the refrigerant channel formed by the microchannel. A unit structure in which a micropump is formed may be adopted. For example, there is a configuration in which a loop is formed in an annular shape on a thin flat base material (flexible base material), and a coolant flow path including a pump portion and a channel portion is arranged on the same plane. This will be described later in detail.
【００４０】そして、本形態と上記形態について
は、それぞれ独立に用いることができるが、用途に応じ
て両者を併用することによって実施形態の幅を広げるこ
とも可能である。The present embodiment and the above-described embodiment can be used independently of each other, but it is also possible to expand the range of the embodiment by using both of them in accordance with the application.
【００４１】図８は本発明による熱輸送デバイスの使用
例を示したものであり、フィルムシート状をした熱輸送
デバイス２９が発熱体３０と、放熱板３１とに跨がって
配置されている。この場合の熱輸送デバイス２９は、同
図の大円枠内においてその断面構造を拡大して示すよう
に、マイクロチャンネル層２とマイクロポンプ層４ある
いは当該ポンプ層及びビア・スルーホール層を含む層と
を交互に積層した多層構造になっており、各層の基材に
は可撓性材料（ポリマー材等）が使用されているので、
フレキシビリティの面で使い易く、また、曲げ応力によ
る変形等にも耐えられるという利点がある。このとき、
各層の厚みは数十μｍ〜１００μｍ程度であるため、多
層化しても全フィルム厚がそれほど大きくはならない。
例えば、全体で１ｍｍ以下の厚みに抑えることができる
ので、充分に薄型化が図られる。FIG. 8 shows an example of use of the heat transport device according to the present invention. A heat transport device 29 in the form of a film sheet is disposed over a heating element 30 and a heat radiating plate 31. . In this case, the heat transport device 29 includes a microchannel layer 2 and a micropump layer 4 or a layer including the pump layer and the via-through-hole layer as shown in an enlarged cross-sectional structure in a large circle in FIG. Are alternately laminated, and the base material of each layer is made of a flexible material (such as a polymer material).
There is an advantage that it is easy to use in terms of flexibility and can withstand deformation due to bending stress. At this time,
Since the thickness of each layer is about several tens μm to 100 μm, the total film thickness does not become so large even if the layers are multilayered.
For example, since the entire thickness can be suppressed to 1 mm or less, the thickness can be sufficiently reduced.
【００４２】また、図９は別の使用例を示したものであ
り、マイクロチャンネル層とマイクロポンプ層とを含む
フィルムシート状の熱輸送デバイス３２の上に発熱体３
３と放熱板３４をそれぞれ取り付けた例を示している。
そして、この場合にも、各層の基材には可撓性に富む材
料が使用されているので、冷媒流路の曲げ等に対して柔
軟に対処することができる。例えば、携帯用のコンピュ
ーター装置等において、２つの筐体部がヒンジ結合され
た構造を有する場合に、ＣＰＵ（中央処理装置）等の発
熱体に対して熱輸送デバイス３２を設け、当該発熱体と
は別の筐体内に放熱板３４を配置して当該熱輸送デバイ
スにより発熱体と放熱板とを熱的に結合させた放熱構造
や冷却構造を実現することができる。FIG. 9 shows another example of use, in which a heating element 3 is placed on a film-sheet-like heat transport device 32 including a microchannel layer and a micropump layer.
3 and an example in which a heat sink 34 is attached, respectively.
Also in this case, since a material having high flexibility is used for the base material of each layer, it is possible to flexibly cope with bending of the coolant flow path and the like. For example, in the case of a portable computer device or the like having a structure in which two housing portions are hingedly connected, a heat transport device 32 is provided for a heating element such as a CPU (central processing unit) and The heat radiating plate 34 is disposed in another housing, and the heat transport device can realize a heat radiating structure or a cooling structure in which the heat generating element and the heat radiating plate are thermally coupled.
【００４３】尚、熱輸送デバイスについては、特に熱密
度の高い発熱体の除熱や冷却に効果的であり、前記した
ように、形態の積層構造を用いた多層化によるもの、
あるいは、形態の単位構造を用いたマルチ化によるも
のが挙げられるが、例えば、図１０に示すように、マイ
クロポンプ層（図には圧電駆動型のマイクロポンプアレ
イ１８を用いた例を示すが、気泡駆動型ポンプを使用し
ても良い。）をフィルム状に形成したフレキシブルなポ
ンプ３５、３５、…を放熱板３４に固定して放熱効率を
高めるといった、各種の組み合わせによる実施形態が考
えられるので非常に幅広い応用が期待できる。その応用
範囲の全てを示すことは困難であるが、例えば、高温発
熱のモータに付設して使用できるようにした放熱用デバ
イスや、小型ハードディスクドライブ装置において、脱
着可能なカートリッジ式ディスク（回転時に高温とな
る）を冷却するためのデバイス等への各種適用が挙げら
れる。The heat transport device is particularly effective for removing heat and cooling a heating element having a high heat density.
Alternatively, a multi-unit using a unit structure of the form may be mentioned. For example, as shown in FIG. 10, a micro pump layer (an example using a piezoelectric drive type micro pump array 18 is shown in the figure, .. Formed in the form of a film may be fixed to the heat radiating plate 34 to enhance the heat radiation efficiency. A very wide range of applications can be expected. Although it is difficult to show the full range of application, for example, in a heat-dissipating device attached to a motor that generates heat at a high temperature and used in a small hard disk drive, a removable cartridge-type disk ( ) To various devices for cooling.
【００４４】また、冷媒流路を形成するマイクロチャン
ネルについては、これを開放型の構成とする実施形態
と、閉路型の構成とする実施形態が挙げられる。The microchannel forming the coolant flow path includes an embodiment in which the microchannel is of an open type and an embodiment in which the microchannel is of a closed circuit type.
【００４５】図１１は、マイクロチャンネルを閉ループ
状（無端環状）に形成することで、閉路型の構成とした
場合を示す概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a case where the microchannel is formed in a closed loop shape (endless annular shape) to form a closed circuit type configuration.
【００４６】図中に示す閉曲線３６がマイクロチャンネ
ルによる循環流路を示しており、その途中において、記
号「Ｐ」で示す部分がマイクロポンブを示している。A closed curve 36 shown in the figure indicates a circulation channel by a microchannel, and a part indicated by a symbol "P" indicates a micropump in the middle of the curve.
【００４７】このマイクロポンプについては、気泡駆動
型でも圧電駆動型でも良いが、駆動電力を必要としない
という観点からは前者が望ましい。そして、その場合に
は、マイクロチャンネルの一部を絞り込んで狭くした部
分としてマイクロポンプを形成する。つまり、微小チャ
ンネルと、その一部を絞り込んで狭くした部分として形
成される微小ポンプを閉ループ状に形成することで循環
流路が形成され、このような流路を、同一平面内におい
て複数配置した構造を用いることで熱輸送の効率を高め
ることができる。The micropump may be of a bubble-driven type or a piezoelectric-driven type, but the former is preferable from the viewpoint that no driving power is required. Then, in that case, a micropump is formed as a part where the microchannel is narrowed down. In other words, a circulation channel is formed by forming a microchannel and a micropump formed as a narrowed part by narrowing a part thereof in a closed loop, and a plurality of such channels are arranged in the same plane. By using the structure, the efficiency of heat transport can be increased.
【００４８】マイクロポンプＰは、図に一点鎖線の四角
枠で示す熱源ＨＧの近辺に設けられるが、当該熱源ＨＧ
の温度分布が均一ではなく、例えば、点「Ｈｓ」におい
て局所的に高温となるものとすると、気泡駆動型の場
合、ポンプの位置から当該点Ｈｓに向かう方向（図の矢
印Ｙに示す方向）に冷媒の流れが決定される。よって、
冷媒は流路内を移動して、熱源ＨＧから離れた場所で放
熱板等の除熱手段や冷却手段によって冷やされた後に、
再びマイクロポンプに戻ってくるという経路に従って循
環される。The micropump P is provided near a heat source HG indicated by a dashed-dotted square frame in the figure.
If the temperature distribution is not uniform and, for example, the temperature is locally high at the point "Hs", in the case of the bubble drive type, the direction from the pump position to the point Hs (the direction indicated by arrow Y in the figure) The flow of the refrigerant is determined. Therefore,
After the refrigerant moves in the flow path and is cooled by a heat removing means or a cooling means such as a radiator plate at a place away from the heat source HG,
Circulation follows the path of returning to the micropump again.
【００４９】尚、流路に充填する冷媒としては、取り扱
い易さや安全性等を考慮すると、水やエタノール等が好
ましく、例えば、マイクロチャンネルにおける狭径部分
として形成されるポンプ付近で熱を受けて冷媒が気相状
態となり、その後に冷やされて液相状態となって再び熱
源の付近まで戻るというサイクルが繰り返されることに
なる。The refrigerant to be filled in the flow path is preferably water, ethanol, or the like in view of ease of handling and safety. For example, the refrigerant receives heat near a pump formed as a narrow portion in a microchannel. A cycle in which the refrigerant is in a gaseous state, then cooled, becomes a liquid state, and returns to the vicinity of the heat source is repeated.
【００５０】また、気泡駆動型ポンプの場合、図２に示
したように、チャンネルの狭径部分において、その中央
位置からややずれた位置に熱を加えているが、これに限
らず当該狭径部分から離れたチャンネル部分を加熱して
も、同様のポンピング作用が得られることが分かってい
る。よって、マイクロチャンネルにおける狭径部分に限
らず、一定径のチャンネル部分を加熱する構成形態でも
構わない。このとき冷媒の流れは、狭径部分と加熱部分
との位置関係によって規定され、狭径部分から加熱部分
へ向かう方向となる。In the case of the bubble-driven pump, as shown in FIG. 2, heat is applied to the narrow diameter portion of the channel at a position slightly shifted from the central position. It has been found that a similar pumping effect can be obtained by heating the channel section away from the section. Therefore, a configuration in which the channel portion having a constant diameter is heated, not limited to the narrow portion in the microchannel, may be used. At this time, the flow of the refrigerant is defined by the positional relationship between the narrow-diameter portion and the heating portion, and is in a direction from the narrow-diameter portion to the heating portion.
【００５１】尚、図１１では、循環流路においてマイク
ロポンプを一箇所設けているが、複数のポンプを形成し
た構成でも良い。Although a single micropump is provided in the circulation channel in FIG. 11, a configuration in which a plurality of pumps are formed may be used.
【００５２】図１２乃至図１４は、上記閉路型の構成例
について示したものである。FIGS. 12 to 14 show examples of the above-mentioned closed circuit type configuration.
【００５３】図１２において、ＣＰＵ等の発熱体３７が
基板上に配置されており、当該発熱体に対してフィルム
シート状の熱輸送装置３８が貼り付けられている。In FIG. 12, a heating element 37 such as a CPU is disposed on a substrate, and a heat transfer device 38 in the form of a film sheet is attached to the heating element.
【００５４】熱輸送装置３８は、ポリマー材等の可撓性
材料を用いた基材に微小な溝を形成することで、互いに
交差しない閉ループ状のマイクロチャンネルが多数形成
されている。そして、当該基材のうち溝が形成された面
がカバー部材（フィルム材）で被覆された構成を有して
いる。図１２や図１３において、トラック状配置の閉曲
線群３９が冷媒（水等）の循環流路を表している。In the heat transport device 38, a number of closed-loop microchannels that do not intersect with each other are formed by forming minute grooves in a base material using a flexible material such as a polymer material. In addition, the base member has a configuration in which the surface of the base on which the groove is formed is covered with a cover member (film material). In FIGS. 12 and 13, a closed curve group 39 in a track-like arrangement represents a circulation flow path of a refrigerant (such as water).
【００５５】図１２において、熱輸送装置３８の一部が
発熱体３７の高温部３７ａに接触しており、一点鎖線の
枠４０で示す部分にはマイクロポンプが個々の循環流路
にそれぞれ形成されている。また、同図に示す縦線Ｔの
右側には、図示しない放熱板や除熱板、伝熱板等が配置
されており、これらに対して熱輸送装置の一部（右側部
分）が接触している。In FIG. 12, a part of the heat transport device 38 is in contact with the high temperature portion 37a of the heating element 37, and a micro pump is formed in each of the circulation channels in a portion indicated by a dashed line frame 40. ing. Further, a heat radiating plate, a heat removing plate, a heat transfer plate and the like (not shown) are arranged on the right side of the vertical line T shown in FIG. ing.
【００５６】図１３、図１４は熱輸送装置における断面
構造を概略的に示したものである。FIGS. 13 and 14 schematically show the cross-sectional structure of the heat transport device.
【００５７】閉曲線群３９で示す各循環流路は、一定幅
で所定の深さをもった溝として形成されるマイクロチャ
ンネル４１と、当該チャンネルの狭径部分（幅又は深さ
を小さくした部分）として形成されるマイクロポンプ４
２によって構成されている。Each of the circulation channels indicated by the closed curve group 39 has a microchannel 41 formed as a groove having a constant width and a predetermined depth, and a narrow portion (a portion having a reduced width or depth) of the channel. Micro pump 4 formed as
2.
【００５８】図１３には、マイクロチャンネルとマイク
ロポンプについて、それらの一部を拡大して示してお
り、ここでは模式的に透明部材として示す。また、図１
４にはマイクロポンプの要部（基材に形成された溝部）
だけを示している。FIG. 13 is an enlarged view of a part of the microchannel and the micropump, which are schematically shown as transparent members. FIG.
4 is the main part of the micropump (groove formed on the base material)
Only shows.
【００５９】例えば、１つの閉ループについては、それ
を形成するチャンネルの一部を絞り込んで狭くした部分
としてポンプ部４２ａが形成され、当該部分以外につい
ては一定幅のチャンネルが形成されている。For example, with respect to one closed loop, a pump section 42a is formed as a portion where a part of a channel forming the closed loop is narrowed down, and a channel having a constant width is formed in a portion other than the portion.
【００６０】尚、基材に形成された溝部についてはポン
プ部を除いて、その幅（ｗ）や深さ（ｄ）を一定に規定
する形態が作成上は簡単であるが、場合によっては深さ
等を、流路上での位置に応じて連続的に又は段階的に変
化させることで局所的に流路の断面積が異なるように設
計しても良い。It is to be noted that, except for the pump portion, the groove formed in the base material can be easily formed in such a manner that the width (w) and the depth (d) thereof are fixed. By changing the height or the like continuously or stepwise according to the position on the flow path, the cross-sectional area of the flow path may be designed to be locally different.
【００６１】また、上記したように、気泡駆動型ポンプ
の場合、熱源に近づく方向に向けて冷媒が移動されるの
で、例えば、図１２において、丸い枠４０で示すポンプ
部分よりも左側にホットスポットが存在する場合には、
閉曲線群３９で示す流路内を、冷媒が反時計回り方向に
移動することになる。例えば、ＣＰＵ等では、その表面
において均一な温度分布をもたず、局所的に高温となる
箇所が存在しているので、ポンプ部（チャンネルの狭径
部）の位置を、当該高温の箇所から故意にずらした配置
を採れば良い。これにより、ポンピング作用のための積
極的な熱源を設ける必要がなくなる。As described above, in the case of the bubble-driven pump, the refrigerant is moved in the direction approaching the heat source. For example, in FIG. 12, the hot spot is located on the left side of the pump portion indicated by the round frame 40 in FIG. If exists,
In the flow path indicated by the closed curve group 39, the refrigerant moves counterclockwise. For example, in a CPU or the like, the surface of the CPU does not have a uniform temperature distribution, and there is a portion where the temperature is locally high. Therefore, the position of the pump portion (the narrow-diameter portion of the channel) is shifted from the high-temperature portion. What is necessary is just to take the arrangement shifted intentionally. This eliminates the need to provide an active heat source for the pumping action.
【００６２】しかして、本例では、マイクロポンプによ
って輸送される冷媒が、発熱体によって加熱された後、
循環流路に沿って移動し、放熱板等で冷やされてから再
びポンプに戻るというサイクルが繰り返されることで、
発熱体から放熱板等への熱伝達を効率良く行うことがで
きる。Thus, in this example, after the refrigerant transported by the micropump is heated by the heating element,
By repeating the cycle of moving along the circulation flow path, cooling with a radiator plate etc., and returning to the pump again,
Heat can be efficiently transferred from the heating element to the radiator plate or the like.
【００６３】そして、熱輸送装置３８については、非常
に薄いシート状に形成されているので、これを幾重にも
積み重ねて使用することで、さらに効果的に熱伝達を行
うことが可能となり、配置スペースも少なくて済む。Since the heat transport device 38 is formed in a very thin sheet shape, it is possible to more effectively conduct heat transfer by stacking and using the heat transport device 38. Requires less space.
【００６４】また、微小チャンネル及び微小ポンプを含
む流路を閉ループ状に形成することで冷媒の循環流路を
比較的自由に形成することができるので、設計自由度が
高い。上記した例では、それぞれ同心半円状をなした部
分を、２組の直線路で繋いだ、「競技場のトラック」の
如き形状の流路を示したが、そのような形状に限られる
訳ではなく、また分岐の有無を問わないので、例えば、
複数の熱源に跨がる流路形状等が可能である。Further, by forming the flow path including the microchannel and the micropump in a closed loop, the circulation flow path of the refrigerant can be formed relatively freely, so that the degree of freedom in design is high. In the above example, the concentric semicircular portions are connected by two sets of straight paths, and the flow path is shaped like a “track of a stadium”, but is not limited to such a shape. But also with or without branching, for example,
A flow path shape or the like extending over a plurality of heat sources is possible.
【００６５】図１５は、複数の熱源に対してそれぞれに
設けられる熱輸送装置を互いに繋いで流路を形成した例
を示すものであり、分岐した流路をもって熱輸送装置が
接続されている。FIG. 15 shows an example in which heat transfer devices provided for a plurality of heat sources are connected to each other to form a flow path, and the heat transfer devices are connected with branched flow paths.
【００６６】本例において、各回路基板４３、４４上に
は複数のＩＣ（集積回路）がそれぞれ実装されており、
それらの中でも発熱量が多いＩＣが発熱体（熱源）とさ
れる。例えば、一方の基板４３上に配置されたＩＣ４３
ａ、４３ａ、…のうち、ＩＣ４３ａ１に対して熱輸送装
置（デバイス）４５が付設され、また、ＩＣ４３ａ２に
対して熱輸送装置４６が付設されている。In this example, a plurality of ICs (integrated circuits) are mounted on the circuit boards 43 and 44, respectively.
Among them, an IC having a large calorific value is regarded as a heating element (heat source). For example, an IC 43 arranged on one substrate 43
Of the a, 43a,..., a heat transport device (device) 45 is attached to the IC 43a1, and a heat transport device 46 is attached to the IC 43a2.
【００６７】また、他方の基板４４上に配置されたＩＣ
４４ａ、４４ａ、…のうち、ＩＣ４４ａ１に対して熱輸
送装置４７が付設されるとともに、基板４４上には放熱
部（あるいはヒートシンク）４８が設けられている。Further, an IC disposed on the other substrate 44
A heat transport device 47 is attached to the IC 44a1 among the 44a, 44a,..., And a heat radiator (or heat sink) 48 is provided on the substrate 44.
【００６８】熱輸送装置４５乃至４７については、それ
らの基材の表面上で平面的に形成したチャンネルとポン
プ部分（気泡駆動型）を含む流路がループ状に形成され
た基本構造を有している。したがって、複数の各流路が
同一平面上に形成されており、発熱体であるＩＣの熱を
動力としてポンプ駆動される。The heat transport devices 45 to 47 have a basic structure in which a channel formed in a plane on the surface of the base material and a flow path including a pump portion (bubble driven type) are formed in a loop. ing. Therefore, the plurality of flow paths are formed on the same plane, and the pump is driven by the heat of the IC, which is a heating element, as power.
【００６９】例えば、図示にように、熱輸送装置４６に
ついては、複数のマイクロチャンネルからなる２つの流
路部分４６Ａ、４６Ａをもって放熱部４８との間で熱交
換が行われる。つまり、熱輸送装置４６の一部が、発熱
部分であるＩＣ４３ａ２の表面に貼り付けられており、
ここで加熱された冷媒（水等）が一方の流路部分４６Ａ
を経てから放熱部４８において熱を放出した後、再びＩ
Ｃ４３ａ２の表面に貼り付けられた部分へと戻ってい
く。For example, as shown in the figure, in the heat transport device 46, heat is exchanged between the heat dissipating portion 48 and two flow path portions 46A, 46A composed of a plurality of microchannels. That is, a part of the heat transport device 46 is affixed to the surface of the IC 43a2 that is a heat generating portion,
The refrigerant (water or the like) heated here is supplied to one flow path portion 46A.
After the heat is released in the heat radiating section 48 after passing through
It returns to the part pasted on the surface of C43a2.
【００７０】また、放熱部４８に接続される流路部分の
うち、あるものは分岐して熱輸送装置４５や４７にそれ
ぞれ接続されている。即ち、熱輸送装置４７と放熱部４
８とを繋ぐ２つの流路部分４７Ａ、４７Ｂのうち、その
一方４７Ａについては途中でＴ状に枝分かれして基板４
３側に向かって延びており、さらには熱輸送装置４５か
ら基板４４側に向かって延びる流路部分４５Ａ、４５Ａ
へと繋がっている。従って、これらの流路部分に形成さ
れたマイクロチャンネルを通して各熱輸送装置と放熱部
４８との間で熱交換が行われる（つまり、基板上でのＩ
Ｃの実装位置において加熱された冷媒がそれぞれの流路
部分を経て放熱部分に到達してここで熱を放出した後、
再び各ＩＣの実装位置へと戻っていく。）。Some of the flow path portions connected to the heat radiating section 48 are branched and connected to the heat transport devices 45 and 47, respectively. That is, the heat transport device 47 and the radiator 4
Of the two flow path portions 47A and 47B connecting the substrate 4 with the substrate 4
3, and further extends from the heat transport device 45 toward the substrate 44.
It is connected to. Therefore, heat is exchanged between each heat transport device and the heat radiating section 48 through the microchannels formed in these flow path portions (that is, I on the substrate).
After the refrigerant heated at the mounting position of C reaches the heat radiating portion via the respective flow path portions and emits heat there,
It returns to the mounting position of each IC again. ).
【００７１】このように、発熱部分が複数存在する場合
であっても、流路配置や形状等について自由に設計する
ことが可能である。また、各熱輸送装置の基材として可
撓性に富む樹脂材料を用いて容易に曲げられるように作
成して柔軟性を持たせることが可能であり、薄い平面状
の装置としてこれを発熱部分に貼り付けて使用すること
ができる。さらには、同一平面上に多数の流路を形成し
たシート状の装置をさらに積層した構成にして使用する
ことも可能である。As described above, even when there are a plurality of heat generating parts, it is possible to freely design the flow path arrangement, the shape, and the like. In addition, it is possible to use a flexible resin material as a base material of each heat transport device so that the heat transport device can be easily bent to have flexibility. It can be used by pasting it on. Further, it is also possible to use a sheet-like device in which a number of flow paths are formed on the same plane by further laminating them.
【００７２】[0072]
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１乃至請求項３に係る発明によれば、微小な
チャンネル及びポンプを一体化することで熱輸送系全体
としての配置スペースや占有面積等を低減できるので、
装置の薄型化が可能になる。そして、請求項２に係る発
明のように積層構造を採る場合にはチャンネル群やポン
プ群を増やすことにより、また、請求項３に係る発明の
ように一体構造を採る場合には、チャンネルとポンプを
含む単位構造の数を増やすことにより、簡単に熱伝導性
を高めることができる。As is apparent from the above description, according to the first to third aspects of the present invention, the arrangement space as the whole heat transport system can be reduced by integrating the minute channels and the pump. Since the occupied area can be reduced,
The device can be made thinner. When the laminated structure is adopted as in the invention according to claim 2, the number of channels and pumps is increased, and when the integrated structure is adopted as in the invention according to claim 3, the channels and pumps are increased. By increasing the number of unit structures containing, the thermal conductivity can be easily increased.
【００７３】請求項４に係る発明によれば、微小チャン
ネルについて通路の一部を狭くすることで微小ポンプを
形成できるので、構成が簡単である。According to the fourth aspect of the present invention, since the minute pump can be formed by narrowing a part of the passage for the minute channel, the structure is simple.
【００７４】請求項５に係る発明によれば、微小チャン
ネル及び微小ポンプによる閉ループの流路内で冷媒を循
環させて熱輸送を行うことができるので、このような閉
ループを数多く並設することで除熱や冷却の効率を高め
ることができる。According to the fifth aspect of the present invention, heat can be transported by circulating the refrigerant in the closed loop flow path formed by the minute channels and the minute pumps. The efficiency of heat removal and cooling can be increased.
【００７５】請求項６乃至請求項９に係る発明によれ
ば、基材を可撓性材料によって形成することにより、曲
げ応力等に対して柔軟なデバイスを作ることができ、曲
率をもった流路の形成に関して容易に対処できるように
なるので、使い易さが格段に向上する。According to the sixth to ninth aspects of the present invention, by forming the base material from a flexible material, a device that is flexible against bending stress and the like can be manufactured, and a flow having a curvature can be obtained. Since it is possible to easily deal with the formation of the road, the usability is greatly improved.
【図１】本発明に係る熱輸送装置の構成例を示す図であ
り、（Ａ）は積層構造を示す図、（Ｂ）は各層の上面
図、（Ｃ）は方向Ｄから見た側面図である。1A and 1B are diagrams illustrating a configuration example of a heat transport device according to the present invention, wherein FIG. 1A illustrates a stacked structure, FIG. 1B illustrates a top view of each layer, and FIG. 1C illustrates a side view viewed from a direction D; It is.
【図２】気泡駆動型ポンプの基本構成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a basic configuration of a bubble driven pump.
【図３】マイクロチャンネルやマイクロポンプの流路形
成方法についての説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a method for forming a flow channel of a microchannel or a micropump.
【図４】圧電駆動型ポンプの形成方法に関する説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram relating to a method of forming a piezoelectric drive pump.
【図５】マイクロポンプアレイを概略的に示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram schematically showing a micropump array.
【図６】熱輸送装置の構成例を概略的に示す図であり、
側方からみた構成及び各部の形状等を併せて示す。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a heat transport device;
The configuration viewed from the side and the shape of each part are also shown.
【図７】単位構造の繰り返し配列により形成される熱輸
送装置の構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a heat transport device formed by repeating arrangement of unit structures.
【図８】本発明による熱輸送装置の使用例を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing an example of use of the heat transport device according to the present invention.
【図９】本発明による熱輸送装置の別の使用例を示す図
である。FIG. 9 is a view showing another example of use of the heat transport device according to the present invention.
【図１０】マイクロポンプアレイの使用例を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing a usage example of a micropump array.
【図１１】マイクロチャンネルを閉ループ状に形成した
構成形態を示す概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a configuration in which microchannels are formed in a closed loop.
【図１２】図１３及び図１４とともに、閉路型の構成例
について示したものであり、本図は平面から見た概略図
である。12 shows an example of a closed circuit configuration together with FIG. 13 and FIG. 14, and FIG. 12 is a schematic diagram viewed from a plane.
【図１３】熱輸送装置におけるマイクロチャンネルとマ
イクロポンプの一部を拡大して示す図である。FIG. 13 is an enlarged view showing a part of a microchannel and a micropump in the heat transport device.
【図１４】マイクロポンプの要部を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a main part of a micropump.
【図１５】複数の熱源に対してそれぞれに熱輸送装置を
設けて繋いだ実施形態の一例を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing an example of an embodiment in which a heat transport device is provided and connected to each of a plurality of heat sources.
１…熱輸送装置、２…チャンネル層、２ａ…チャンネ
ル、４…ポンプ層、４ａ…ポンプ、２５…熱輸送装置、
２６…チャンネル、２７…ポンプ、３８、４５、４６、
４７…熱輸送装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat transport device, 2 ... Channel layer, 2a ... Channel, 4 ... Pump layer, 4a ... Pump, 25 ... Heat transport device,
26 channel, 27 pump, 38, 45, 46,
47 ... Heat transport device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 博一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 堀 和仁 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA24 BB41 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hirokazu Ishikawa 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Kazuhito Hori 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. Sony Corporation F term (reference) 5F036 AA01 BA24 BB41
Claims (9)
と、 冷媒を輸送するための微小ポンプとを有し、 上記微小チャンネルと上記微小ポンプは一体的に形成さ
れ、 上記冷媒が上記微小チャンネル内を循環することによっ
て熱を輸送することを特徴とする熱輸送装置。1. A microchannel for passing a refrigerant, and a micropump for transporting the refrigerant, wherein the microchannel and the micropump are integrally formed, and the refrigerant flows through the microchannel. A heat transport device for transporting heat by circulating.
て、 上記微小チャンネルが形成されたチャンネル層と、 上記冷媒微小ポンプが形成されたポンプ層とを有し、 上記チャンネル層と上記ポンプ層とが積層された構造を
備えていることを特徴とする熱輸送装置。2. The heat transport device according to claim 1, comprising: a channel layer in which the microchannels are formed; and a pump layer in which the refrigerant micropumps are formed. A heat transport device characterized by having a structure in which are stacked.
て、 上記微小チャンネルと上記微小ポンプとが一体化された
単位構造を備え、 上記単位構造を複数有することを特徴とする熱輸送装
置。3. The heat transport device according to claim 1, further comprising: a unit structure in which the microchannel and the micropump are integrated; and a plurality of the unit structures.
て、 上記微小ポンプは、上記微小チャンネルの一部を狭く絞
り込むことにより形成されている ことを特徴とする熱輸送装置。4. The heat transport device according to claim 1, wherein the micro-pump is formed by narrowing a part of the micro-channel narrowly.
て、 上記微小チャンネル及び上記微小ポンプが閉ループ状に
形成されていることを特徴とする熱輸送装置。5. The heat transport device according to claim 4, wherein the microchannel and the micropump are formed in a closed loop.
て、 上記微小チャンネル及び上記微小ポンプを構成する基材
が可撓性材料により形成されていることを特徴とする熱
輸送装置。6. The heat transport device according to claim 1, wherein the base material constituting the microchannel and the micropump is formed of a flexible material.
て、 上記チャンネル層及び上記ポンプ層を構成する基材が可
撓性材料により形成されていることを特徴とする熱輸送
装置。7. The heat transport device according to claim 2, wherein the base material constituting the channel layer and the pump layer is formed of a flexible material.
て、 上記微小チャンネル及び上記微小ポンプを構成する基材
が可撓性材料により形成されていることを特徴とする熱
輸送装置。8. The heat transport device according to claim 3, wherein the base material constituting the microchannel and the micropump is formed of a flexible material.
て、 上記微小チャンネル及び上記微小ポンプを構成する基材
が可撓性材料により形成されていることを特徴とする熱
輸送装置。9. The heat transport device according to claim 4, wherein the base material constituting the microchannel and the micropump is formed of a flexible material.
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