JP2003269876A - 薄型ループ状流路デバイスおよびそれを用いた温度制御機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、流路の薄型化に伴う熱輸送性能
の低下を改善し、白井性が高く、かつ、安定した熱輸送
制御が行える薄型ループ状流路デバイスおよびそれを用
いた温度制御機器を得る。 【解決手段】 放熱部７および受熱部８がループ状の流
路３により連結され、流路抵抗の異なる一対の流路制御
弁４ａ、４ｂが流路３内に液流通方向に所定距離離して
配設されている。そして、三角形のヒータ５がその三角
形頂部を流路抵抗の小さい流路制御弁４ｂ近傍に位置さ
せて一対の流路制御弁４ａ、４ｂ間に配設されている。
さらに、制御装置４１が、ヒータ６への加熱量、加熱タ
イミングを制御できるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発熱部材から放
熱部材に熱を輸送して該発熱部材を冷却する薄型ループ
状流路デバイスおよびそれを用いた温度制御機器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】発熱部と放熱部とを一対のパイプで連結
してループ状の流路を構成し、加熱手段を流路の一部に
取り付けてなる従来のループ状（環状とも称す）ヒート
パイプが、例えば特開平７−２８６７８８号公報に提案
されている。

【０００３】図２７は例えば特開平７−２８６７８８号
公報に記載された従来のループ状ヒートパイプの構造を
示す概略図である。図２７において、ループ状ヒートパ
イプは、一対の薄型平板状の金属ヘッダ５０、５１に細
径のパイプ５２ａ、５２ｂを溶接してループ状の流路を
形成し、加熱手段としてのヒータ５３を流路の一部に取
り付け、そして液体を流路内に封入し、さらに不凝縮ガ
スを流路内から除去して、構成されている。なお、一対
の金属ヘッダ５０、５１の一方が発熱部、他方が放熱部
を構成する。

【０００４】ここで、このように構成された従来のルー
プ状ヒートパイプの動作について説明する。例えば、発
熱部材が金属ヘッダ５０に接続される。これにより、金
属ヘッダ５０が加熱され、金属ヘッダ５０内の液体が蒸
発する。この時、ヒータ５３により流路内部の液体が間
欠的に加熱されると、加熱時間中にパイプ５２ａ、５２
ｂ内で圧力のアンバランスが生じる。従って、ヒータ５
３がパイプ５２ｂに取り付けられていると、パイプ５２
ｂ側の圧力が高くなり、発生した蒸気はパイプ５２ｂか
らパイプ５２ａの方向に流れる。一方、ヒータ５３によ
る加熱が休止されると、パイプ５２ｂ内の圧力が下が
る。この時、パイプ５２ａ内は、気液二層流状態にある
ので、逆にパイプ５２ａ側の圧力損失が大きくなる。こ
のため、流路内の液体あるいは蒸気はパイプ５２ａから
パイプ５２ｂの方向に流れるようになる。この繰り返し
で液振動が起こる。発熱部での液の蒸発、および、発熱
部と放熱部との間での液振動によって、熱輸送性能が得
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来のループ状ヒートパイプにおける熱輸送動作は、ヒ
ータ５３の加熱量や加熱時間等の外部条件に対して不安
定であり、ヒートパイプ内で液の振動、循環が混在した
状態が発生してしまうので、熱輸送性能が低下するとと
もに、どうしてもある程度の温度勾配が生じてしまうと
いう課題があった。また、ヒートパイプの熱輸送性能が
悪いと、発熱部（即ち、温度制御対象物である発熱部材
からの熱を受熱する部分であり、受熱部とも称す）と放
熱部との間にある程度の大きさの温度勾配が生じてしま
い、発熱部の温度を所定の値に維持するためには、放熱
部の放熱容量を大きくしなければならなくなる。従っ
て、熱輸送性能が悪いと、放熱部を大きくしなければな
らず、小型化が図れなくなるという課題もあった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ために、液体の沸騰／凝縮により液体をループ状流路を
一方向に還流させるようにし、流路の薄型化に伴う熱輸
送性能の低下を改善するとともに、流路内での液体をそ
のまま熱輸送に使用できるため、熱輸送時間を短縮し、
温度勾配をより低減することができる安定した熱輸送制
御が行える薄型ループ状流路デバイスおよびそれを用い
た温度制御機器を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る薄型ルー
プ状流路は、冷却機構が載置される放熱部と、負荷側対
象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受熱部と
の間で液体が循環するように構成されたループ状流路
と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設され
た複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイスにお
いて、上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第１弁
体と、該第１弁体に対して流路抵抗を大きく形成された
第２弁体とにより構成され、かつ、加熱部材が、上記第
１弁体近傍から気泡を発生させた後、上記第２弁体に向
かって該気泡を成長させるように上記第１および第２弁
体間に配置されて構成されたサーマルポンプと、上記第
１および第２弁体の流路抵抗の差を利用して上記液体が
上記ループ状流路内を一方向に還流するように上記加熱
部材への加熱量および加熱タイミングを制御する制御手
段とを備えたものである。

【０００８】また、冷却機構が載置される放熱部と、負
荷側対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受
熱部との間で液体が循環するように構成されたループ状
流路と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設
された複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイス
において、上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第
１弁体と、該第１弁体に対して気液界面を生じる毛管径
を小さく形成された第２弁体とにより構成され、かつ、
加熱部材が、上記第１弁体近傍から気泡を発生させた
後、上記第２弁体に向かって該気泡を成長させるように
上記第１および第２弁体間に配置されて構成されたサー
マルポンプと、上記第１および第２弁体の毛管径の差を
利用して上記液体が上記ループ状流路内を一方向に還流
するように上記加熱部材への加熱量および加熱タイミン
グを制御する制御手段とを備えたものである。

【０００９】また、冷却機構が載置される放熱部と、負
荷側対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受
熱部との間で液体が循環するように構成されたループ状
流路と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設
された複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイス
において、上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第
１弁体と、該第１弁体に対して流路抵抗を大きく、か
つ、気液界面を生じる毛管径を小さく形成された第２弁
体とにより構成され、かつ、加熱部材が、上記第１弁体
近傍から気泡を発生させた後、上記第２弁体に向かって
該気泡を成長させるように上記第１および第２弁体間に
配置されて構成されたサーマルポンプと、上記第１およ
び第２弁体の流路抵抗および毛管径の差を利用して上記
液体が上記ループ状流路内を一方向に還流するように上
記加熱部材への加熱量および加熱タイミングを制御する
制御手段とを備えたものである。

【００１０】また、上記第１および第２弁体は、その流
路抵抗が上記液流通方向の上流側から下流側に向かって
大きくなるように形成された流路制御弁で構成されてい
るものである。

【００１１】また、上記第１および第２弁体は、その流
路抵抗が上記液流通方向に関して一定となるように形成
された受動的一方向性弁で構成されているものである。

【００１２】また、上記第１および第２弁体の一方は、
その流路抵抗が上記液流通方向の上流側から下流側に向
かって大きくなるように形成された流路制御弁で構成さ
れ、他方は、その流路抵抗が上記液流通方向に関して一
定となるように形成された受動的一方向性弁で構成され
ているものである。

【００１３】また、上記第１弁体の濡れ性、上記第２弁
体の濡れ性および上記第１弁体と上記第２弁体との間の
濡れ性が、上記第２弁体の濡れ性＞上記第１弁体の濡れ
性＞上記第１弁体と上記第２弁体との間の濡れ性となる
ように構成されているものである。

【００１４】また、上記サーマルポンプが上記ループ状
流路に直列に複数個構成されているものである。

【００１５】また、上記ループ状流路の一部が複数の分
岐流路に分岐され、上記サーマルポンプが上記複数の分
岐流路のそれぞれに構成されているものである。

【００１６】また、この発明に係る温度制御機器は、上
述のいずれかの薄型ループ状流路デバイスと、上記薄型
ループ状流路デバイスの受熱部に載置される負荷側対象
物を加熱する加熱機構と、上記薄型ループ状流路デバイ
スの放熱部に載置された放熱機構とを備えたものであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る薄
型ループ状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図、
図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は図１のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ矢視断面図である。なお、図２において、ｄ
は流路の厚みを示している。

【００１８】図１乃至図３において、ループ状流路デバ
イス１００は、一対の平板状の基板１、２が相対して配
置され、流路３が一対の基板１、２間に気密にレースト
ラック状に形成され、一対の流路制御弁４ａ、４ｂが流
路３の一部に液流通方向に所定距離離間して形成され、
ヒータ５が一対の流路制御弁４ａ、４ｂ間に位置するよ
うに配設され、さらに液体６が不凝縮ガスを除去した状
態に流路３内に封入されて、構成されている。このルー
プ状流路デバイス１００は、全体として薄板状をなし、
冷却機構（図示せず）が密着して載置される放熱部７と
負荷側対象物（図示せず）が密着して載置される受熱部
８とが流路３により連結されている。ここで、流路制御
弁４ｂが第１弁体を構成し、流路制御弁４ａが第２弁体
を構成し、ヒータ５が加熱部材を構成している。さら
に、このループ状流路デバイス１００には、ヒータ５に
電力を供給するための電源４０および電源４０によるヒ
ータ５への通電量、加熱タイミング等を制御する制御手
段としての制御装置４１を備えている。そして、一対の
流路制御弁４ａ、４ｂおよびヒータ５が形成された流路
３の部分がサーマルポンプを構成し、このサーマルポン
プと電源４０および制御装置４１とからサーマルポンプ
システムを構成している。

【００１９】つぎに、ループ状流路デバイス１００の製
造方法について説明する。まず、真空蒸着、スパッタ等
により、ＳｉＯ_２等の絶縁層が銅等からなる平板状の基
板１上に成膜され、さらにチタン、ニッケル、ＩＴＯ等
の電極層が絶縁層上に成膜される。そして、写真製版技
術、エッチング技術を用いて、電極層のパターニングを
行い、所望形状のヒータ５が基板１上の所定位置に形成
される。その後、真空蒸着、スパッタ等により、ＳｉＯ
_２等の絶縁層が、ヒータ５が形成された基板１上に成膜
される。ついで、真空蒸着、スパッタ等により、銅等か
ら金属層１０が基板１上に所望の厚さに成膜され、さら
に写真製版技術、エッチング技術を用いて、金属層１０
のパターニングを行い、細溝がヒータ５上を通るように
レーストラック状に形成される。この時、一対の流路制
御弁４ａ、４ｂが同時にヒータ５を挟んで細溝内に形成
される。ついで、基板２が基板１上に接合される。これ
により、レーストラック状の細溝が一対の基板１、２に
より密閉され、流路３を構成している。そして、液体６
が流路３内に封入され、不凝縮ガスが除去されて、ルー
プ状流路デバイス１００が作製される。

【００２０】ここで、流路制御弁４ａ、４ｂは、その流
路抵抗が、流路３の液流通方向（図１中、流路３の反時
計方向とする）に関して、上流側から下流側に向かっ
て、漸次大きくなるように形成されている。また、流路
制御弁４ａの流路抵抗は、流路制御弁４ｂの流路抵抗に
対して大きく形成されている。そして、流路抵抗の小さ
い流路制御弁４ｂが液流通方向の上流側に配設され、流
路抵抗の大きい流路制御弁４ａが液流通方向の下流側に
配設されている。また、ヒータ５（加熱部材）は、気泡
発生点を流路抵抗の小さい流路制御弁４ｂの近傍に固定
するように構成する必要がある。ここでは、ヒータ５
は、形状・配置を工夫して気泡発生点を流路制御弁４ｂ
の近傍に固定するもので、図１に示されるように、熱流
束が変化するように三角形形状に形成され、熱流束の最
も大きい三角形の頂点を流路制御弁４ｂに近接させて、
流路制御弁４ａ、４ｂ間に配設されている。なお、ヒー
タ５は絶縁層に挟持されて、基板１、金属層１０および
液体６に対して電気的に絶縁されている。また、液体６
は、流路３を構成する材料に対して安定なものであれば
よく、例えば水、アルコール等を用いることができる。

【００２１】つぎに、このように構成されたループ状流
路デバイス１００の動作について説明する。このループ
状流路デバイス１００は、冷却機構が放熱部７に密着し
て載置され、負荷側対象物が受熱部８に密着して載置さ
れ、負荷側対象物の冷却に適用される。まず、ヒータ５
に通電されて一対の流路制御弁４ａ、４ｂ間の流路３内
の液体６が加熱される。この時、ヒータ５の三角形頂部
の熱流束が最も大きいので、図１に示されるように、流
路制御弁４ｂ近傍の液体６の一部が沸騰し、気泡９が発
生する。そして、気泡９が成長し、流路制御弁４ｂに接
すると、流路制御弁４ｂと気泡９との表面張力の効果で
流路制御弁４ｂ側にはそれ以上成長することはできな
い。そこで、気泡９は、ヒータ５に沿って流路制御弁４
ａ側への成長が促進される。この気泡９の成長に伴っ
て、気泡９と流路制御弁４ａとの間の液体６が流路制御
弁４ａから排出される。そして、気泡９が流路制御弁４
ａに接するまで成長した後、ヒータ５への通電が停止さ
れると、成長した気泡９の凝縮が開始される。この時、
流路制御弁４ｂの流路抵抗が流路制御弁４ａの流路抵抗
より小さいので、放熱部７で冷却された液体６が流路制
御弁４ｂを通って流入する。そして、気泡９が消失する
と、ヒータ５への通電が開始される。

【００２２】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５への加熱タイミングを上述のように制御する
ことで、サーマルポンプが駆動され、液体６が流路３内
を図１中反時計回りに還流する。そして、流路制御弁４
ａから排出された液体６は、流路３を流通して受熱部８
に到達して負荷側対象物の熱により受熱部８を介して暖
められる。この暖められた液体６は、流路３を流通して
放熱部７に到達して冷却機構との間で熱交換して冷却さ
れた後、流路制御弁４ｂから流入する。そして、サーマ
ルポンプ（ヒータ５）における気泡発生に伴う体積増加
分は、放熱部７での気泡凝縮により吸収される。このよ
うにして、このループ状流路デバイス１００では、液体
６および気泡９が流路３内を一方向に駆動される。な
お、ヒータ５への加熱量を大きくすれば、液体６の気化
に伴う圧力上昇が大きくなり、液体６の駆動速度を速く
することができる。そこで、ヒータ５への加熱量、加熱
タイミングの周期を調整することにより、液体６の駆動
速度を制御することができる。

【００２３】この実施の形態１によれば、液体６の気化
にともなう急激な圧力上昇を動力源として液体６をレー
ストラック状の流路３内を一方向に駆動できる。そこ
で、機械可動部のある制御弁を必要としないので、極め
て高い信頼性が得られる１０ｍｍ以下の薄型のループ状
流路デバイスを実現できる。特に、流路３の厚みｄが１
ｍｍ以下となると、流路３の流路抵抗が増大してしま
い、液体６による熱輸送量の低下が起きやすいが、この
サーマルポンプシステムを採用することにより、熱輸送
量を増大させることができる。また、このサーマルポン
プシステムによる液体６への加熱量や加熱のタイミング
を調整することで液体６の駆動条件を制御できるので、
液体の熱輸送能力を簡易に制御することができる。従っ
て、このループ状流路デバイス１００を用いれば、負荷
側対象物を所定の温度に精度よく制御することができ
る。

【００２４】また、ヒータ５が流路３に露呈しているの
で、ヒータ５での発熱が液体６に速やかに伝達され、液
体６への加熱量の調整が容易となる。また、真空蒸着、
スパッタ等の真空成膜技術、写真製版技術、エッチング
技術を用いて、基板に細溝を形成しているので、細溝の
微細化が可能となり、ループ状流路デバイスのマイクロ
化が実現できる。

【００２５】ここで、本願においては、加熱部材（ヒー
タ５）は、加熱開始時の気泡発生点が流路抵抗の小さな
流路制御弁４ｂ近傍に固定され、その後気泡の成長を流
路抵抗の大きな流路制御弁４ａ側に促進できることが必
要となる。この実施の形態１では、ヒータ５の形状を三
角形形状とし、熱流束が最も大きくなる三角形頂部を流
路制御弁４ｂ近傍に位置させることで、加熱部材を実現
している。しかし、図４の（ａ）に示されるように、三
角形のヒータ１１ｂをその三角形頂部を流路制御弁４ｂ
近傍に位置させて配設し、さらに矩形のヒータ１１ａを
ヒータ１１ａの液流通方向の下流側に配設してもよい。
この場合、ヒータ１１ｂに通電して流路制御弁４ｂ近傍
に気泡を発生させ、該気泡がヒータ１１ａの上流側まで
成長した時点で、ヒータ１１ｂへの通電を停止するとと
もにヒータ１１ａに通電して、気泡を流路制御弁４ａ側
に成長させることで、同様の効果が得られる。また、図
４の（ｂ）に示されるように、細長のヒータ１２を流路
制御弁４ｂの近傍で流路３を横切るように配設してもよ
い。さらに、図４の（ｃ）に示されるように、細長のヒ
ータ１３をその長手方向を液流通方向に一致させて流路
制御弁４ａ、４ｂ間に配設してもよい。この場合、流路
制御弁４ｂ近傍の流路３の壁面に沸騰核を形成する必要
がある。これにより、ヒータ１２、１３への通電開始時
に、気泡が沸騰核から発生するので、気泡発生点が流路
制御弁４ｂ近傍に固定され、同様の効果が得られる。従
って、ヒータ１２、１３と沸騰核とにより加熱部材を構
成していることになる。

【００２６】この沸騰核は、図５の（ａ）に示されるよ
うに、針等の鋭利な先端を流路３の壁面に押し当てて微
小な窪み１４ａを形成することで実現できる。また、基
板をエッチングして形成された図５の（ｂ）に示される
ような微小な凹部１４ｂを沸騰核とすることができる。
さらに、基板としてシリコン基板を用いている場合に
は、エレクトロケミカルエッチングにより図５の
（ｃ）、（ｄ）に示されるような形状の凹部１４ｃ、１
４ｄを形成し、凹部１４ｃ、１４ｄを沸騰核とすること
ができる。

【００２７】なお、上記実施の形態１では、成長した気
泡９が流路制御弁４ａに接した時点でＯＦＦとし、凝縮
する気泡９が消失した時点でＯＮとする加熱タイミング
で、電源４０からヒータ５への通電を制御装置４１によ
り制御するものとしているが、加熱タイミングはこのタ
イミングに限定されるものではなく、負荷側対象物の容
量や制御温度等に応じて適宜設定されることは言うまで
もないことである。また、上記実施の形態１では、基板
１、２の材料として銅を用いるものとしているが、基板
１、２の材料は銅に限定されるものではなく、例えば、
他の金属材料、シリコン、プラスチックでもよい。な
お、放熱部７および受熱部８における熱の授受を考慮す
れば、熱伝導率の良好な材料、例えば銅、アルミである
ことが望ましいが、基板１、２の厚みが薄いので、例え
ばシリコン基板、プラスチック基板を用いても、放熱部
７および受熱部８を介しての冷却機構および負荷側対象
物と液体６との間の熱伝達特性が大きく低下することは
ない。

【００２８】また、上記実施の形態１では、２つの流路
制御弁４ａ、４ｂを液流通方向に隙間を持って連ねて設
けるものとしているが、流路制御弁の個数は２つに限定
されるものではなく、流路抵抗の小さい順に流路制御弁
を液流通方向の上流側から配列していれば、３つ以上で
あってもよい。そして、少なくとも１対の流路制御弁間
にヒータ５を配設すればよい。また、上記実施の形態１
では、流路制御弁４ａ、４ｂが流路３の厚みｄと同等の
厚みに形成されているものとしているが、流路制御弁は
気泡９の成長を阻止できるものであればよく、図６の
（ａ）、（ｂ）に示されるように、気泡９の成長を阻止
する高さ（流路３の厚さｄより低い）の突起１５ａ、１
５ｂを基板１上に形成し、流路制御弁として作用させて
もよい。なお、図６の（ａ）は平面図、図６の（ｂ）は
図６の（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。また、上記実
施の形態１では、流路制御弁４ａ、４ｂが断面三角形に
形成されているものとしているが、流路制御弁は、流路
抵抗が液流通方向の上流側から下流側に漸次大きくなる
ように形成していればよく、例えば図７に示されるよう
に、断面台形に形成された流路制御弁１６ａ、１６ｂで
もよい。また、上記実施の形態１では、細溝が形成され
た基板１と平板状の基板２とを重ね合わせて流路３を形
成するものとしているが、細管を用いてループ状流路を
構成してもよい。この場合、細管の一部を絞って流路制
御弁４ａ、４ｂに相当する弁体を形成すればよい。

【００２９】また、上記実施の形態１では、サーマルポ
ンプを備えたレーストラック状の流路３を１つ設けるも
のとしているが、該流路３を並列に複数形成してもよ
い。この場合、熱輸送能力を増大させることができる。
また、上記実施の形態１では、流路３をレーストラック
状に形成するものとしているが、流路はループ状に形成
されていればよく、例えば蛇行する形状であってもよ
い。この場合においても、熱輸送能力を増大させること
ができる。また、上記実施の形態１では、放熱部７がヒ
ートポンプの上流側に近接して構成されているものとし
ているが、放熱部７の配置構成はこれに限定されるもの
ではなく、放熱部７はその一部が少なくともヒートポン
プの上流側に位置していればよく、例えば受熱部８を除
く領域の全体に配置してもよく、或いはヒートポンプの
上流側からヒートポンプの全域を覆うように配置しても
よい。

【００３０】また、上記実施の形態１では、ヒータ５が
絶縁層に挟持されているものとしているが、基板１の材
料が絶縁材料であれば、ヒータ５の上面（反基板１側の
面）にのみ絶縁層を被覆形成すればよい。また、細溝お
よびヒータ５が基板１上に形成されているものとしてい
るが、細溝を基板１上に形成し、ヒータ５を基板２上に
形成するようにしてもよい。また、上記実施の形態１で
は、加熱部材として抵抗体の薄膜からなるヒータ５を用
いるものとしているが、加熱部材は、ヒータ５に限定さ
れるものではなく、加熱開始時における気泡発生点を流
路制御弁４ｂ近傍に固定できればよく、例えば、抵抗体
の線材からなるヒータ線を直接巻き付けて構成してもよ
いし、レーザ発生装置でもよい。

【００３１】また、上記実施の形態１では、金属層１０
を基板１上に成膜した後、写真製版技術、エッチング技
術を用いて金属層１０をパターニングしてレーストラッ
ク状の細溝を形成するものとしているが、細溝の形成方
法はこれに限定されるものではなく、例えば下記の方法
により形成できる。写真製版技術を用いて、ヒータ５が
形成された基板１上にレーストラック状の保護層を形成
し、ついで真空蒸着、スパッタ等により金属層１０を成
膜し、その後保護層を除去してレーストラック状の細溝
を形成してもよい。また、写真製版技術、エッチング技
術を用いて、基板の一部を除去してレーストラック状の
細溝を形成するようにしてもよい。また、切削技術や放
電加工を基板に施して、基板の一部を除去してレースト
ラック状の細溝を形成してもよい。さらに、基板の材料
によっては、プレス成形や射出成形によって、基板にレ
ーストラック状の細溝を形成してもよい。これらの場
合、ヒータ５はもう１つの基板上に形成されることにな
る。さらに、細溝の内周壁面を規定する外形形状を有す
るように形成された第１の部材と、細溝の外周壁面を規
定する内形形状を有するように形成された第２の部材と
を、基板１上に２重に配置し、接合一体化してもよい。

【００３２】実施の形態２．図８はこの発明の実施の形
態２に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的に
示す平面図である。図８において、受動的一方向性弁１
７ａ、１７ｂは、上記実施の形態１と同様に作製される
もので、それぞれ、その流路抵抗が、流路３の液流通方
向（図８中、流路３の反時計方向とする）に関して、一
定に形成されている。また、受動的一方向性弁１７ａの
流路抵抗は、受動的一方向性弁１７ｂの流路抵抗に対し
て大きく形成されている。そして、流路抵抗の小さい受
動的一方向性弁１７ｂが液流通方向の上流側に配設さ
れ、流路抵抗の大きい受動的一方向性弁１７ａが液流通
方向の下流側に配設されている。そして、ヒータ５が、
熱流束の最も大きい三角形の頂点を受動的一方向性弁１
７ｂに近接させるように、受動的一方向性弁１７ａ、１
７ｂ間に配設されている。そして、一対の受動的一方向
性弁１７ａ、１７ｂとヒータ５とが形成された流路３の
部分がサーマルポンプを構成している。ここで、受動的
一方向性弁１６ｂが第１弁体を構成し、受動的一方向性
弁１６ａが第２弁体を構成している。なお、他の構成は
上記実施の形態１と同様に構成されている。

【００３３】ついで、このように構成されたループ状流
路デバイス１０１の動作について図９を参照しつつ説明
する。まず、ヒータ５に通電されて一対の受動的一方向
性弁１７ａ、１７ｂ間の流路３内の液体６が加熱され
る。この時、図９の（ａ）に示されるように、ヒータ５
の三角形頂部の熱流束が最も大きいので、受動的一方向
性弁１７ｂ近傍の液体６の一部が沸騰し、気泡９が発生
する。そして、気泡９が成長し、受動的一方向性弁１７
ｂに接すると、受動的一方向性弁１７ｂと気泡９との表
面張力の効果で受動的一方向性弁１７ｂ側にはそれ以上
成長することはできない。そこで、気泡９は、図９に
（ｂ）に示されるように、ヒータ５に沿って受動的一方
向性弁１７ａ側への成長が促進される。この時、成長し
た気泡９により押しのけられた液体６は、図９の（ｂ）
中矢印Ａで示される方向に流れる。この気泡９の成長に
伴って、気泡９と受動的一方向性弁１７ａとの間の液体
６が受動的一方向性弁１７ａから排出される。そして、
図９の（ｃ）示されるように、気泡９が受動的一方向性
弁１７ａに接するまで成長した後、ヒータ５への通電が
停止される。と同時に、熱損等によりポンプ内温度が低
下し、気泡９内の蒸気が凝縮し始め、気泡９が収縮す
る。この時、受動的一方向性弁１７ｂの流路抵抗が受動
的一方向性弁１７ａの流路抵抗より小さいので、気液界
面が受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂと接触していなく
とも、放熱部７で冷却された液体６が図９の（ｄ）中矢
印Ｂで示される方向に流れる。つまり、液体６が受動的
一方向性弁１７ｂを通ってポンプ内に流入する。そし
て、図９の（ｅ）に示されるように、気泡９が凝縮して
縮小する。そして、気泡９が消失すると、ヒータ５への
通電が開始される。

【００３４】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５への加熱タイミングを上述のように制御する
ことで、サーマルポンプが駆動され、液体６が流路３内
を図８中反時計回りに還流する。そして、受動的一方向
性弁１６ａから排出された液体６は、流路３を流通して
受熱部８に到達して負荷側対象物の熱により受熱部８を
介して暖められる。この暖められた液体６は、流路３を
流通して放熱部７に到達して冷却機構との間で熱交換し
て冷却された後、受動的一方向性弁１６ｂから流入す
る。そして、サーマルポンプ（ヒータ５）における気泡
発生に伴う体積増加分は、放熱部７での気泡凝縮により
吸収される。

【００３５】このように、この実施の形態２によるルー
プ状流路デバイス１０１では、サーマルポンプによる液
体６の気化にともなう急激な圧力上昇を動力源として液
体６をレーストラック状の流路３内を一方向に駆動でき
る。従って、この実施の形態２においても、上記実施の
形態１と同様の効果が得られる。

【００３６】なお、上記実施の形態２では、１つの三角
形のヒータ５と一対の受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂ
とによりサーマルポンプを構成するものとしているが、
液体６を一方向に安定して還流させることができれば、
受動的一方向性弁およびヒータの個数はこれに限定され
るものではなく、例えば図１０に示されるように、一対
の受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂ間に２つの三角形の
ヒータ５ａ、５ｂを液流通方向に隣接して配設するよう
にしてもよい。この場合、ヒータ５ｂに通電して受動的
一方向性弁１７ａ近傍に気泡９を発生させ、該気泡９が
ヒータ５ａの上流側まで成長した時点で、ヒータ５ｂへ
の通電を停止するとともにヒータ５ａに通電して、気泡
９を受動的一方向性弁１７ａ側に成長させることで、液
体６を一方向に安定して還流させることができる。

【００３７】また、上記実施の形態２では、金属層１０
をエッチングして受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂを作
製するものとしているが、図１１に示されるように、セ
ラミック等の多孔質体１８ａ、１８ｂを受動的一方向性
弁として流路３内に配設してもよい。この場合、多孔質
体１８ａの流路抵抗は多孔質体１８ｂの流路抵抗より大
きく形成されている。また、上記実施の形態２では、放
熱部７がヒートポンプの上流側に近接して構成されてい
るものとしているが、放熱部７の配置構成はこれに限定
されるものではなく、放熱部７はその一部が少なくとも
ヒートポンプの上流側に位置していればよく、例えば受
熱部８を除く領域の全体に配置してもよく、或いはヒー
トポンプの上流側からヒートポンプの全域を覆うように
配置してもよい。

【００３８】実施の形態３．図１２はこの発明の実施の
形態３に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的
に示す平面図である。図１２において、ループ状流路デ
バイス１０２は、リザーバ１９が流路３の一部に形成さ
れ、気泡２０がリザーバ１９内に残留するように、液体
６が流路３内に封入されている。なお、他の構成は上記
実施の形態１と同様に構成されている。

【００３９】この実施の形態３では、サーマルポンプに
おける気泡９の発生による体積増加分が、リザーバ１９
内の気泡２０の縮小により吸収される。従って、放熱部
７における気泡の有無に拘わらず、サーマルポンプを駆
動することができるので、液体６の一方向への還流がよ
り安定して行われる。その結果、この実施の形態３によ
れば、上記実施の形態１に比べて、熱輸送量の改善を図
ることができる。

【００４０】実施の形態４．図１３はこの発明の実施の
形態４に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的
に示す平面図である。図１３において、ループ状流路デ
バイス１０３は、リザーバ１９が流路３の一部に形成さ
れ、気泡２０がリザーバ１９内に残留するように、液体
６が流路３内に封入されている。なお、他の構成は上記
実施の形態２と同様に構成されている。

【００４１】この実施の形態４では、サーマルポンプに
おける気泡９の発生による体積増加分が、リザーバ１９
内の気泡２０の縮小により吸収される。従って、放熱部
７における気泡の有無に拘わらず、サーマルポンプを駆
動することができるので、液体６の一方向への還流がよ
り安定して行われる。その結果、この実施の形態４によ
れば、上記実施の形態２に比べて、熱輸送量の改善を図
ることができる。

【００４２】実施の形態５．図１４はこの発明の実施の
形態５に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的
に示す平面図である。図１４において、ループ状流路デ
バイス１０４は、一対の流路制御弁４ａ、４ｂとヒータ
５とからなるサーマルポンプを流路３の２箇所に直列に
配設するものとしている。即ち、各サーマルポンプは、
流路３の液流通方向（図１４中、流路３の反時計方向）
に関して、流路抵抗の小さい流路制御弁４ｂが上流側
に、流路抵抗の大きい流路制御弁４ａが下流側に位置す
るように配設されている。なお、他の構成は上記実施の
形態１と同様に構成されている。

【００４３】この実施の形態５では、一方のサーマルポ
ンプで気泡９の成長工程が行われ、他方のサーマルポン
プで気泡９の凝縮工程が行われるように、各ヒータ５へ
の加熱タイミングを制御し、液体６を一方向に駆動する
ようにしている。そこで、一方のサーマルポンプにおけ
る気泡９の発生による体積増加分が、他方のサーマルポ
ンプで気泡９の凝縮により吸収される。従って、放熱部
７における気泡の有無に拘わらず、サーマルポンプを駆
動することができるので、液体６の一方向への還流がよ
り安定して行われる。また、リザーバ１９が不要とな
り、上記実施の形態３に比べて、熱輸送量の改善を図る
ことができる。

【００４４】なお、上記実施の形態５では、サーマルポ
ンプを流路３の２箇所に直列に配設するものとしている
が、サーマルポンプを流路３の３箇所以上に直列に配設
するようにしてもよい。

【００４５】実施の形態６．図１５はこの発明の実施の
形態６に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的
に示す平面図である。図１５において、ループ状流路デ
バイス１０５は、一対の受動的一方向性弁１７ａ、１７
ｂとヒータ５とからなるサーマルポンプを流路３の２箇
所に直列に配設するものとしている。即ち、各サーマル
ポンプは、流路３の液流通方向（図１５中、流路３の反
時計方向）に関して、流路抵抗の小さい受動的一方向性
弁１７ｂが上流側に、流路抵抗の大きい受動的一方向性
弁１７ａが下流側に位置するように配設されている。な
お、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されてい
る。

【００４６】この実施の形態６では、一方のサーマルポ
ンプで気泡９の成長工程が行われ、他方のサーマルポン
プで気泡９の凝縮工程が行われるように、各ヒータ５へ
の加熱タイミングを制御し、液体６を一方向に駆動する
ようにしている。そこで、一方のサーマルポンプにおけ
る気泡９の発生による体積増加分が、他方のサーマルポ
ンプで気泡９の凝縮により吸収される。従って、放熱部
７における気泡の有無に拘わらず、サーマルポンプを駆
動することができるので、液体６の一方向への還流がよ
り安定して行われる。また、リザーバ１９が不要とな
り、上記実施の形態４に比べて、熱輸送量の改善を図る
ことができる。

【００４７】なお、上記実施の形態６では、サーマルポ
ンプを流路３の２箇所に直列に配設するものとしている
が、サーマルポンプを流路３の３箇所以上に直列に配設
するようにしてもよい。

【００４８】実施の形態７．図１６はこの発明の実施の
形態７に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的
に示す平面図である。図１６において、ループ状流路デ
バイス１０６は、リザーバ１９が流路３の２箇所に設け
られ、液体６が各リザーバ１９に残留するように流路３
内に封入されている。なお、他の構成は上記実施の形態
５と同様に構成されている。

【００４９】この実施の形態７によれば、リザーバ１９
が流路３の２箇所に設けられているので、１つのサーマ
ルポンプでの気泡９の発生による体積増加分が、もう１
つのサーマルポンプでの気泡９の凝縮およびリザーバ１
９内の気泡２０の縮小で吸収することができる。従っ
て、流路３内の圧力が安定化され、液体６の一方向への
流れが安定化される。

【００５０】なお、上記実施の形態７では、リザーバ１
９を流路３の２箇所に設けるものとしているが、リザー
バ１９は流路３の少なくとも１箇所に設ければよい。

【００５１】実施の形態８．図１７はこの発明の実施の
形態８に係る薄型ループ状流路デバイスの構造を模式的
に示す平面図である。図１７において、ループ状流路デ
バイス１０７は、リザーバ１９が流路３の２箇所に設け
られ、気泡２０が各リザーバ１９に残留するように、液
体６が流路３内に封入されている。なお、他の構成は上
記実施の形態６と同様に構成されている。

【００５２】この実施の形態８によれば、リザーバ１９
が流路３の２箇所に設けられているので、１つのサーマ
ルポンプでの気泡９の発生による体積増加分が、もう１
つのサーマルポンプでの気泡９の凝縮およびリザーバ１
９内の気泡２０の縮小で吸収することができる。従っ
て、流路３内の圧力が安定化され、液体６の一方向への
流れが安定化される。

【００５３】なお、上記実施の形態８では、リザーバ１
９を流路３の２箇所に設けるものとしているが、リザー
バ１９は流路３の少なくとも１箇所に設ければよい。

【００５４】実施の形態９．上記実施の形態１では、流
路制御弁４ａ、４ｂの流路抵抗の差を利用して、気泡９
の凝縮時に液体６を一方向に流すように駆動するものと
しているが、この実施の形態９では、気泡９の流路制御
弁４ａに形成される気液界面９ａの毛管径と、気泡９の
流路制御弁４ｂに形成される気液界面９ｂの毛管径との
差を利用して、気泡９の凝縮時に液体６を一方向に流す
ように駆動するものとしている。なお、液体６の駆動方
法が異なる点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成
されている。

【００５５】ここで、この実施の形態９による液体６の
駆動方法について図１８を参照しつつ説明する。まず、
ヒータ５に通電されて一対の流路制御弁４ａ、４ｂ間の
流路３内の液体６が加熱される。この時、ヒータ５の三
角形頂部の熱流束が最も大きいので、流路制御弁４ｂ近
傍の液体６の一部が沸騰し、気泡９が発生する。そし
て、気泡９が成長し、流路制御弁４ｂに接すると、流路
制御弁４ｂと気泡９との表面張力の効果で流路制御弁４
ｂ側にはそれ以上成長することはできない。そこで、気
泡９は、ヒータ５に沿って流路制御弁４ａ側への成長が
促進される。この気泡９の成長に伴って、気泡９と流路
制御弁４ａとの間の液体６が流路制御弁４ａから排出さ
れる。そして、気泡９が流路制御弁４ａに完全に接し、
さらに流路制御弁４ａ内に食い込むまで成長した後、ヒ
ータ５への通電が停止される。この時、気泡９は、図１
８に示されるように、流路制御弁４ａ、４ｂ内に食い込
んだ状態となっており、気泡９の流路制御弁４ｂに形成
される気液界面９ｂの毛管径が気泡９の流路制御弁４ａ
に形成される気液界面９ａの毛管径より大きくなってい
る。そこで、気液界面９ａは気液界面９ｂに比べて大き
な圧力差まで弁に付着できる。ヒータ５への通電停止
後、熱損等によりポンプ内温度が低下し、気泡９内の蒸
気が凝縮し始める。そして、気泡９内の圧力がある程度
低下すると、先に気液界面９ｂが流路制御弁４ｂから離
脱する。これにより、液体６が流路制御弁４ｂからポン
プ内に流入し、気泡９の収縮が促進される。この時、気
泡９内の圧力が低下し過ぎて、気液界面９ａが流路制御
弁４ａから離脱した場合、流路制御弁４ｂの流路抵抗が
流路制御弁４ａの流路抵抗より小さいので、液体６は引
き続き流路制御弁４ｂを通ってポンプ内に流入する。そ
して、気泡９が消失すると、ヒータ５への通電が開始さ
れる。

【００５６】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５への加熱タイミングを上述のように制御する
ことで、サーマルポンプが駆動され、液体６は流路３内
を一方向に還流する。従って、この実施の形態９におい
ても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００５７】実施の形態１０．上記実施の形態２では、
受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂの流路抵抗の差を利用
して、気泡９の凝縮時に液体６を一方向に流すように駆
動するものとしているが、この実施の形態９では、気泡
９の受動的一方向性弁１７ａに形成される気液界面９ａ
の毛管径と、気泡９の受動的一方向性弁１７ｂに形成さ
れる気液界面９ｂの毛管径との差を利用して、気泡９の
凝縮時に液体６を一方向に流すように駆動するものとし
ている。なお、液体６の駆動方法が異なる点を除いて、
上記実施の形態２と同様に構成されている。

【００５８】ここで、この実施の形態１０による液体６
の駆動方法について図１９を参照しつつ説明する。ま
ず、ヒータ５に通電されて一対の受動的一方向性弁１７
ａ、１７ｂ間の流路３内の液体６が加熱される。この
時、ヒータ５の三角形頂部の熱流束が最も大きいので、
受動的一方向性弁１７ｂ近傍の液体６の一部が沸騰し、
気泡９が発生する。そして、気泡９が成長し、受動的一
方向性弁１７ｂに接すると、受動的一方向性弁１７ｂと
気泡９との表面張力の効果で受動的一方向性弁１７ｂ側
にはそれ以上成長することはできない。そこで、気泡９
は、ヒータ５に沿って受動的一方向性弁１７ａ側への成
長が促進される。この気泡９の成長に伴って、気泡９と
受動的一方向性弁１７ａとの間の液体６が受動的一方向
性弁１７ａから排出される。そして、気泡９が受動的一
方向性弁１７ａに完全に接し、さらに受動的一方向性弁
１７ａ内に食い込むまで成長した後、ヒータ５への通電
が停止される。この時、気泡９は、図１９に示されるよ
うに、受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂ内に食い込んだ
状態となっており、気泡９の受動的一方向性弁１７ｂに
形成される気液界面９ｂの毛管径が気泡９の受動的一方
向性弁１７ａに形成される気液界面９ａの毛管径より大
きくなっている。そこで、気液界面９ａは気液界面９ｂ
に比べて大きな圧力差まで弁に付着できる。ヒータ５へ
の通電停止後、熱損等によりポンプ内温度が低下し、気
泡９内の蒸気が凝縮し始める。そして、気泡９内の圧力
がある程度低下すると、先に気液界面９ｂが受動的一方
向性弁１７ｂから離脱する。これにより、液体６が受動
的一方向性弁１７ｂからポンプ内に流入し、気泡９の収
縮が促進される。この時、気泡９内の圧力が低下し過ぎ
て、気液界面９ａが受動的一方向性弁１７ａから離脱し
た場合、受動的一方向性弁１７ｂの流路抵抗が受動的一
方向性弁１７ａの流路抵抗より小さいので、液体６は引
き続き受動的一方向性弁１７ｂを通ってポンプ内に流入
する。そして、気泡９が消失すると、ヒータ５への通電
が開始される。

【００５９】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５への加熱タイミングを上述のように制御する
ことで、サーマルポンプが駆動され、液体６は流路３内
を一方向に還流する。従って、この実施の形態１０にお
いても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。

【００６０】実施の形態１１．図２０はこの発明の実施
の形態１１に係る薄型ループ状流路デバイスのサーマル
ポンプ周りを模式的に示す平面図である。図２０におい
て、サーマルポンプを含むポンプ近傍における流路３の
壁面に表面処理、例えば親水処理を施し、流路制御弁４
ａ、４ｂを含む壁面の表面状態の濡れ性を液流通方向に
変化を持たしている。つまり、流路制御弁４ａより液流
通方向の下流側の流路３の壁面２１（流路制御弁４ａを
含む）と、流路制御弁４ａ、４ｂ間の流路３の壁面２２
と、流路制御弁４ｂより液流通方向の上流側の流路３の
壁面２３（流路制御弁４ｂを含む）とにおいて、壁面２
１の濡れ性＞壁面２３の濡れ性＞壁面２２の濡れ性とし
ている。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構
成されている。

【００６１】ここで、この実施の形態１１による液体６
の駆動方法について説明する。まず、ヒータ５に通電さ
れて一対の流路制御弁４ａ、４ｂ間の流路３内の液体６
が加熱される。この時、ヒータ５の三角形頂部の熱流束
が最も大きいので、流路制御弁４ｂ近傍の液体６の一部
が沸騰し、気泡９が発生する。そして、気泡９が成長
し、流路制御弁４ｂに接すると、流路制御弁４ｂと気泡
９との表面張力および壁面２２、２３の間の濡れ性の差
の効果で流路制御弁４ｂ側にはそれ以上成長することは
できない。そこで、気泡９は、ヒータ５に沿って流路制
御弁４ａ側への成長が促進される。この気泡９の成長に
伴って、気泡９と流路制御弁４ａとの間の液体６が流路
制御弁４ａから排出される。そして、気泡９が流路制御
弁４ａに完全に接し、さらに流路制御弁４ａ内に食い込
むまで成長した後、ヒータ５への通電が停止される。こ
の時、気泡９は、流路制御弁４ａ、４ｂ内に食い込んだ
状態となっている。そして、壁面２１の濡れ性＞壁面２
３の濡れ性＞壁面２２の濡れ性となっているので、壁面
２１、２２の間（流路制御弁４ａ）で生じる毛管径は壁
面２２、２３の間（流路制御弁４ｂ）で生じる毛管径よ
り小さくなる。そこで、気泡９の流路制御弁４ａに形成
される気液界面９ａは、気泡９の流路制御弁４ｂに形成
される気液界面９ｂに対して大きな圧力差まで弁に付着
できる。ヒータ５への通電停止後、熱損等によりポンプ
内温度が低下し、気泡９内の蒸気が凝縮し始める。そし
て、気泡９内の圧力がある程度低下すると、先に気液界
面９ｂが流路制御弁４ｂから離脱する。これにより、液
体６が流路制御弁４ｂからポンプ内に流入し、気泡９の
収縮が促進される。そして、気泡９内の圧力がさらに低
下し、気液界面９ａが流路制御弁４ａから離脱する。こ
の時、流路制御弁４ｂの流路抵抗が流路制御弁４ａの流
路抵抗より小さく、かつ、壁面２２、２３の間の濡れ性
の差が壁面２１、２２の間の濡れ性の差より小さいの
で、液体６が引き続き流路制御弁４ｂを通ってポンプ内
に流入する。そして、気泡９が消失すると、ヒータ５へ
の通電が開始される。

【００６２】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５への加熱タイミングを上述のように制御する
ことで、サーマルポンプが駆動され、液体６は流路３内
を一方向に還流する。従って、この実施の形態１１によ
れば、壁面２１の濡れ性＞壁面２３の濡れ性＞壁面２２
の濡れ性とし、壁面２１、２２の間の濡れ性の差を壁面
２２、２３の間の濡れ性の差より大きくしているので、
壁面２１、２２の間で生じる毛管径が壁面２２、２３の
間で生じる毛管径より小さくなり、毛管径の差の効果と
流路制御弁４ａ、４ｂの効果との相乗効果を生み、液体
６を一方向により安定して駆動することができる。

【００６３】実施の形態１２．図２１はこの発明の実施
の形態１２に係る薄型ループ状流路デバイスのサーマル
ポンプ周りを模式的に示す平面図である。図２１におい
て、サーマルポンプを含むポンプ近傍における流路３の
壁面に表面処理、例えば親水処理を施し、壁面の表面状
態の濡れ性を液流通方向に変化を持たしている。つま
り、受動的一方向性弁１７ａより液流通方向の下流側の
流路３の壁面２１（受動的一方向性弁１６ａを含む）
と、受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂ間の流路３の壁面
２２と、受動的一方向性弁１７ｂより液流通方向の上流
側の流路３の壁面２１（受動的一方向性弁１６ｂを含
む）とにおいて、壁面２１の濡れ性＞壁面２３の濡れ性
＞壁面２２の濡れ性としている。なお、他の構成は上記
実施の形態２と同様に構成されている。

【００６４】ここで、この実施の形態１２による液体６
の駆動方法について説明する。まず、ヒータ５に通電さ
れて一対の受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂ間の流路３
内の液体６が加熱される。この時、ヒータ５の三角形頂
部の熱流束が最も大きいので、受動的一方向性弁１７ｂ
近傍の液体６の一部が沸騰し、気泡９が発生する。そし
て、気泡９が成長し、受動的一方向性弁１７ｂに接する
と、受動的一方向性弁１７ｂと気泡９との表面張力およ
び壁面２２、２３の間の濡れ性の差の効果で受動的一方
向性弁１７ｂ側にはそれ以上成長することはできない。
そこで、気泡９は、ヒータ５に沿って受動的一方向性弁
１７ａ側への成長が促進される。この気泡９の成長に伴
って、気泡９と受動的一方向性弁１７ａとの間の液体６
が受動的一方向性弁１７ａから排出される。そして、気
泡９が受動的一方向性弁１７ａに完全に接し、さらに受
動的一方向性弁１７ａ内に食い込むまで成長した後、ヒ
ータ５への通電が停止される。この時、気泡９は、受動
的一方向性弁１７ａ、１７ｂ内に食い込んだ状態となっ
ている。そして、壁面２１の濡れ性＞壁面２３の濡れ性
＞壁面２２の濡れ性となっているので、壁面２１、２２
の間（受動的一方向性弁１７ａ）で生じる毛管径は壁面
２２、２３の間（受動的一方向性弁１７ｂ）で生じる毛
管径より小さくなる。そこで、気泡９の受動的一方向性
弁１７ａに形成される気液界面９ａは、気泡９の受動的
一方向性弁１７ｂに形成される気液界面９ｂに対して大
きな圧力差まで弁に付着できる。ヒータ５への通電停止
後、熱損等によりポンプ内温度が低下し、気泡９内の蒸
気が凝縮し始める。そして、気泡９内の圧力がある程度
低下すると、先に気液界面９ｂが受動的一方向性弁１７
ｂから離脱する。これにより、液体６が受動的一方向性
弁１７ｂからポンプ内に流入し、気泡９の収縮が促進さ
れる。そして、気泡９内の圧力がさらに低下し、気液界
面９ａが受動的一方向性弁１７ａから離脱する。この
時、受動的一方向性弁１７ｂの流路抵抗が受動的一方向
性弁１７ａの流路抵抗より小さく、かつ、壁面２２、２
３の間の濡れ性の差が壁面２１、２２の間の濡れ性の差
より小さいので、液体６が引き続き受動的一方向性弁１
７ｂを通ってポンプ内に流入する。そして、気泡９が消
失すると、ヒータ５への通電が開始される。

【００６５】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５への加熱タイミングを上述のように制御する
ことで、サーマルポンプが駆動され、液体６は流路３内
を一方向に還流する。従って、この実施の形態１２によ
れば、壁面２１の濡れ性＞壁面２３の濡れ性＞壁面２２
の濡れ性とし、壁面２１、２２の間の濡れ性の差を壁面
２２、２３の間の濡れ性の差より大きくしているので、
壁面２１、２２の間で生じる毛管径が壁面２２、２３の
間で生じる毛管径より小さくなり、毛管径の差の効果と
受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂの効果との相乗効果を
生み、液体６を一方向により安定して駆動することがで
きる。

【００６６】実施の形態１３．図２２はこの発明の実施
の形態１３に係る薄型ループ状流路デバイスの要部を模
式的に示す平面図である。図２２において、流路３Ａ
は、流路３と同様にレーストラック状に形成され、第１
流路３ａおよび第２流路３ｂ（分岐流路）が並列に流路
３Ａの一部に設けられている。そして、一対の流路制御
弁４ａ、４ｂが流路制御弁４ｂを液流通方向（図２２中
矢印Ａの方向）の上流側に位置させて液流通方向に所定
距離離れて第１流路３ａに配設され、ヒータ５ｃが三角
形頂部を流路制御弁４ｂ近傍に位置させて一対の流路制
御弁４ａ、４ｂ間の第１流路３ａに配設されている。ま
た、一対の受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂが受動的一
方向性弁１７ｂを液流通方向（図２２中矢印Ｂの方向）
の上流側に位置させて液流通方向に所定距離離れて第２
流路３ｂに配設され、ヒータ５ｄが三角形頂部を受動的
一方向性弁１７ｂ近傍に位置させて一対の受動的一方向
性弁１７ａ、１７ｂ間の第２流路３ｂに配設されてい
る。なお、他の構成は上記実施の形態１、２と同様に構
成されている。

【００６７】ここで、この実施の形態１３による液体６
の駆動方法について説明する。図２２はヒータ５ｄへの
通電を停止し、同時にヒータ５ｃに通電した状態を示し
ている。この時、気泡９ｄは受動的一方向性弁１７ａに
ブロックされて凝縮を開始する。そこで、液体６は、矢
印Ｂで示されるように、受動的一方向性弁１７ｂからサ
ーマルポンプ内に流入する。一方、気泡９ｃが流路制御
弁４ａ近傍で発生し、流路制御弁４ｂに接して流路制御
弁４ｂ側への成長が阻止され、流路制御弁４ａ側に成長
する。そこで、液体６は、矢印Ａで示されるように、気
泡９ｃに押されて流路制御弁４ａから排出される。つい
で、気泡９ｃが流路制御弁４ａに接するまで成長し、気
泡９ｄが消失した時点で、ヒータ５ｃへの通電を停止す
るとともに、ヒータ５ｄに通電する。そこで、気泡９ｃ
は流路制御弁４ａにブロックされて凝縮を開始し、液体
６が流路制御弁４ｂからサーマルポンプ内に流入する。
一方、気泡９ｄが受動的一方向性弁１７ａ近傍で発生
し、受動的一方向性弁１７ｂに接して受動的一方向性弁
１７ｂ側への成長が阻止され、受動的一方向性弁１７ａ
側に成長する。そこで、液体６が気泡９ｄに押されて受
動的一方向性弁１７ａから排出される。

【００６８】そこで、制御装置４１により、電源４０か
らヒータ５ｃ、５ｄへの加熱タイミングを上述のように
制御することで、ヒータ５ｃ、５ｄの加熱が交互に繰り
返され、液体６が流路３Ａ内を一方向に還流する。従っ
て、この実施の形態１３においても、液体６を一方向に
安定して駆動することができる。

【００６９】なお、上記実施の形態１３では、サーマル
ポンプを流路制御弁４ａ、４ｂの対、もしくは受動的一
方向性弁１７ａ、１７ｂの対で構成するものとしている
が、図２３に示されるように、流路制御弁４ｂと受動的
一方向性弁１７ａ（流路抵抗が流路制御弁４ｂ対して大
きい）との対でサーマルポンプを構成しても、同様の効
果が得られる。

【００７０】実施の形態１４．図２４はこの発明の実施
の形態１４に係る薄型ループ状流路デバイスの要部を模
式的に示す平面図である。図２４において、流路３Ｂ
は、流路３と同様にレーストラック状に形成され、その
一部に折り返し部が形成され、折り返し部の往路３ｃと
復路３ｄとが流路壁面を介して密接して平行に構成され
ている。そして、一対の受動的一方向性弁１７ａ、１７
ｂとヒータ５とからなるサーマルポンプが折り返し部の
液流通方向の下流側である往路３ｃに配設されている。
なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されて
いる。

【００７１】この実施の形態１４によれば、ヒータ５へ
の通電停止後、気泡９の凝縮が開始し、気泡９が縮小し
て受動的一方向性弁１７ｂから離間したときに、液体６
が受動的一方向性弁１７ｂから流入する。この受動的一
方向性弁１７ｂから流入した液体６により、気泡９は受
動的一方向性弁１７ｂ側の気液界面から冷却され、その
凝縮が促進される。さらに、流路３Ｂの折り返し部で
は、往路３ｃと復路３ｄとを流れる液体６は対向流とな
り、放熱部７で冷却された液体６が復路３ｄを通って往
路３ｃに流れる。そこで、冷却された液体６が図２４中
矢印Ｃに沿って復路３ｄを流れる際に流路壁面を介して
ポンプ内の気泡９を冷却する。従って、気泡９の凝縮が
さらに加速されるので、液体６の循環速度を速めること
ができ、熱輸送量が増大される。

【００７２】なお、上記実施の形態１４では、上記実施
の形態２におけるループ状流路デバイスに適用するもの
として説明しているが、上記実施の形態１におけるルー
プ状流路デバイスに適用しても、同様の効果が得られ
る。

【００７３】実施の形態１５．図２５はこの発明の実施
の形態１５に係る薄型ループ状流路デバイスの要部を模
式的に示す平面図である。図２５において、流路３Ｃ
は、流路３と同様にレーストラック状に形成され、その
一部に往路３ｅと往路３ｅを囲繞する復路３ｆとの２重
管構造の折り返し部が形成されている。そして、一対の
受動的一方向性弁１７ａ、１７ｂとヒータ５とからなる
サーマルポンプが折り返し部の往路３ｅに配設されてい
る。なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成さ
れている。

【００７４】この実施の形態１５によれば、ヒータ５へ
の通電停止後、気泡９の凝縮が開始し、気泡９が縮小し
て受動的一方向性弁１７ｂから離間したときに、液体６
が受動的一方向性弁１７ｂから流入する。この受動的一
方向性弁１７ａから流入した液体６により、気泡９は受
動的一方向性弁１７ｂ側の気液界面から冷却され、その
凝縮が促進される。さらに、流路３Ｃの折り返し部で
は、往路３ｅと復路３ｆとを流れる液体６は対向流とな
り、放熱部で冷却された液体６が復路３ｆを通って往路
３ｅに流れる。そこで、冷却された液体６が図２５中矢
印Ｄに沿って復路３ｆを流れる際に流路壁面を介して全
周から気泡９を冷却する。従って、気泡９の凝縮がさら
に加速されるので、液体６の循環速度を速めることがで
き、熱輸送量が増大される。

【００７５】なお、上記実施の形態１５では、上記実施
の形態２におけるループ状流路デバイスに適用するもの
として説明しているが、上記実施の形態１におけるルー
プ状流路デバイスに適用しても、同様の効果が得られ
る。

【００７６】実施の形態１６．図２６はこの発明の実施
の形態１６に係る温度制御機器を模式的に示す斜視図で
ある。図２６において、温度制御機器１１０は、ループ
状流路デバイス１００と、デバイス１００の受熱部８に
密接して載置される負荷側対象物３０と、負荷側対象物
３０の加熱機構３１と、デバイス１００の放熱部７に密
接して載置される冷却機構３２とから構成されている。
ここで、加熱機構３１は負荷側対象物３０を加熱できる
ものであればよく、例えば電気抵抗線からなるヒータや
レーザを用いることができる。また、冷却機構３２は放
熱部７を介して流路３内の液体を冷却できるものであれ
ばよく、例えば水冷パイプ、冷却ファン、ペルチェ素子
などを用いることができる。

【００７７】この温度制御機器１１０では、制御装置４
１（図示せず）によりサーマルポンプのヒータ５への加
熱量および加熱タイミングを制御し、液体６を流路３内
を一方向に駆動している。そして、負荷側対象物３０の
熱は受熱部８を介して流路３内を流通する液体６との間
で熱交換され、負荷側対象物３０が冷却されるととも
に、液体６が暖められる。この暖められた液体６は、流
路３を流通して放熱部７に到達し、放熱部７を介して冷
却機構３２との間で熱交換され、冷却される。この冷却
された液体６は流路３を流通してサーマルポンプに還流
される。ここで、制御装置によりヒータ５への通電量、
加熱タイミング（周期）を制御することにより、液体６
の移動速度が調整され、液体６による熱輸送量が調整さ
れて、負荷側対象物３０を設定温度に制御することがで
きる。この時、負荷側対象物３０が設定温度以下となれ
ば、加熱機構３１を用いて負荷側対象物３０の加熱し
て、負荷側対象物３０を設定温度に制御することができ
る。

【００７８】このように、この温度制御機器１１０は、
ループ状流路デバイス１００のサーマルポンプシステム
の加熱量（ヒータ５への加熱量）およびその周期と、加
熱機構３１の加熱量およびその周期とを互いに適宜制御
することにより、負荷側対象物３０により温められた受
熱部８の熱量を、流路３に流れる液体６により放熱部７
に高速に輸送し、放熱部７に設けられた冷却機構３２に
より冷却するので、負荷側対象物３０の温度を高速に制
御することができる。

【００７９】なお、上記実施の形態１６では、上記実施
の形態１によるループ状流路デバイスを用いるものとし
て説明しているが、上記実施の形態２〜１５のいずれか
のループ状流路デバイスを用いてもよいことはいうまで
もないことである。

【００８０】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００８１】この発明によれば、冷却機構が載置される
放熱部と、負荷側対象物が載置される受熱部と、上記放
熱部と上記受熱部との間で液体が循環するように構成さ
れたループ状流路と、上記ループ状流路内に液流通方向
に並んで配設された複数の弁体とを備えた薄型ループ状
流路デバイスにおいて、上記複数の弁体の隣接する２つ
の弁体が、第１弁体と、該第１弁体に対して流路抵抗を
大きく形成された第２弁体とにより構成され、かつ、加
熱部材が、上記第１弁体近傍から気泡を発生させた後、
上記第２弁体に向かって該気泡を成長させるように上記
第１および第２弁体間に配置されて構成されたサーマル
ポンプと、上記第１および第２弁体の流路抵抗の差を利
用して上記液体が上記ループ状流路内を一方向に還流す
るように上記加熱部材への加熱量および加熱タイミング
を制御する制御手段とを備えている。そこで、流路の薄
型化に伴う熱輸送性能の低下が改善され、流路内での液
体をそのまま熱輸送に使用して熱輸送時間を短縮し、さ
らに温度勾配をより低減することができ、安定した熱輸
送制御が行える高い信頼性の薄型ループ状流路デバイス
を実現できる。

【００８２】また、冷却機構が載置される放熱部と、負
荷側対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受
熱部との間で液体が循環するように構成されたループ状
流路と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設
された複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイス
において、上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第
１弁体と、該第１弁体に対して気液界面を生じる毛管径
を小さく形成された第２弁体とにより構成され、かつ、
加熱部材が、上記第１弁体近傍から気泡を発生させた
後、上記第２弁体に向かって該気泡を成長させるように
上記第１および第２弁体間に配置されて構成されたサー
マルポンプと、上記第１および第２弁体の毛管径の差を
利用して上記液体が上記ループ状流路内を一方向に還流
するように上記加熱部材への加熱量および加熱タイミン
グを制御する制御手段とを備えている。そこで、流路の
薄型化に伴う熱輸送性能の低下が改善され、流路内での
液体をそのまま熱輸送に使用して熱輸送時間を短縮し、
さらに温度勾配をより低減することができる高い信頼性
の薄型ループ状流路デバイスを実現できる。さらに、発
泡した気泡の凝縮時に流入する液体による冷却時に、毛
管径の大きい気液界面から液体の流入が安定的に起こ
り、さらに安定した熱輸送制御が可能となる。

【００８３】また、冷却機構が載置される放熱部と、負
荷側対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受
熱部との間で液体が循環するように構成されたループ状
流路と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設
された複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイス
において、上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第
１弁体と、該第１弁体に対して流路抵抗を大きく、か
つ、気液界面を生じる毛管径を小さく形成された第２弁
体とにより構成され、かつ、加熱部材が、上記第１弁体
近傍から気泡を発生させた後、上記第２弁体に向かって
該気泡を成長させるように上記第１および第２弁体間に
配置されて構成されたサーマルポンプと、上記第１およ
び第２弁体の流路抵抗および毛管径の差を利用して上記
液体が上記ループ状流路内を一方向に還流するように上
記加熱部材への加熱量および加熱タイミングを制御する
制御手段とを備えている。そこで、流路の薄型化に伴う
熱輸送性能の低下が改善され、流路内での液体をそのま
ま熱輸送に使用して熱輸送時間を短縮し、さらに温度勾
配をより低減することができる高い信頼性の薄型ループ
状流路デバイスを実現できる。さらに、発泡した気泡の
凝縮時に流入する液体による冷却時に、毛管径の大きい
気液界面から液体の流入が安定的に起こり、さらに気液
界面が第１および第２弁体から離れたときも流路抵抗差
により第１弁体から安定的に流入し、さらに安定した熱
輸送制御が可能となる。

【００８４】また、上記第１および第２弁体は、その流
路抵抗が上記液流通方向の上流側から下流側に向かって
大きくなるように形成された流路制御弁で構成されてい
るので、第１および第２弁体を簡易に構成することがで
きる。

【００８５】また、上記第１および第２弁体は、その流
路抵抗が上記液流通方向に関して一定となるように形成
された受動的一方向性弁で構成されているので、第１お
よび第２弁体を簡易に構成することができる。

【００８６】また、上記第１および第２弁体の一方は、
その流路抵抗が上記液流通方向の上流側から下流側に向
かって大きくなるように形成された流路制御弁で構成さ
れ、他方は、その流路抵抗が上記液流通方向に関して一
定となるように形成された受動的一方向性弁で構成され
ているので、第１および第２弁体を簡易に構成すること
ができる。

【００８７】また、上記第１弁体の濡れ性、上記第２弁
体の濡れ性および上記第１弁体と上記第２弁体との間の
濡れ性が、上記第２弁体の濡れ性＞上記第１弁体の濡れ
性＞上記第１弁体と上記第２弁体との間の濡れ性となる
ように構成されているので、発泡した気泡の凝縮時に流
入する液体による冷却時に、小さい濡れ性の部分と中間
の濡れ性の部分との交差する気液界面から液体の流入が
起こり、安定した熱輸送制御が可能となる。

【００８８】また、上記サーマルポンプが上記ループ状
流路に直列に複数個構成されているので、熱輸送量の改
善が図られる。

【００８９】また、上記ループ状流路の一部が複数の分
岐流路に分岐され、上記サーマルポンプが上記複数の分
岐流路のそれぞれに構成されているので、液体を一方向
に安定して駆動することができる。

【００９０】また、この発明によれば、上述のいずれか
の薄型ループ状流路デバイスと、上記薄型ループ状流路
デバイスの受熱部に載置される負荷側対象物を加熱する
加熱機構と、上記薄型ループ状流路デバイスの放熱部に
載置された放熱機構とを備えているので、サーマルポン
プの加熱部材と加熱機構との加熱量および周期を制御す
ることにより負荷側対象物を高速に温度制御することが
できる温度制御機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る薄型ループ状
流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る薄型ループ状
流路デバイスにおけるヒータの実施態様を説明する図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態１に係る薄型ループ状
流路デバイスにおける沸騰核構造を模式的に説明する図
である。

【図６】 この発明の実施の形態１に係る薄型ループ状
流路デバイスにおける流路制御弁の実施態様を説明する
図である。

【図７】 この発明の実施の形態１に係る薄型ループ状
流路デバイスにおける流路制御弁の他の実施態様を説明
する図である。

【図８】 この発明の実施の形態２に係る薄型ループ状
流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図９】 この発明の実施の形態２に係る薄型ループ状
流路デバイスのサーマルポンプ動作を説明するための図
である。

【図１０】 この発明の実施の形態２に係る薄型ループ
状流路デバイスにおけるヒータの実施態様を説明する図
である。

【図１１】 この発明の実施の形態２に係る薄型ループ
状流路デバイスにおける受動的一方向性弁の実施態様を
説明する図である。

【図１２】 この発明の実施の形態３に係る薄型ループ
状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４に係る薄型ループ
状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図１４】 この発明の実施の形態５に係る薄型ループ
状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態６に係る薄型ループ
状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態７に係る薄型ループ
状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図１７】 この発明の実施の形態８に係る薄型ループ
状流路デバイスの構造を模式的に示す平面図である。

【図１８】 この発明の実施の形態９に係る薄型ループ
状流路デバイスにおけるサーマルポンプ動作を説明する
図である。

【図１９】 この発明の実施の形態１０に係る薄型ルー
プ状流路デバイスにおけるサーマルポンプ動作を説明す
る図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１１に係る薄型ルー
プ状流路デバイスのサーマルポンプ周りを模式的に示す
平面図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１２に係る薄型ルー
プ状流路デバイスのサーマルポンプ周りを模式的に示す
平面図である。

【図２２】 この発明の実施の形態１３に係る薄型ルー
プ状流路デバイスの要部を模式的に示す平面図である。

【図２３】 この発明の実施の形態１３に係る薄型ルー
プ状流路デバイスにおけるサーマルポンプの実施態様を
説明する図である。

【図２４】 この発明の実施の形態１４に係る薄型ルー
プ状流路デバイスの要部を模式的に示す平面図である。

【図２５】 この発明の実施の形態１５に係る薄型ルー
プ状流路デバイスの要部を模式的に示す平面図である。

【図２６】 この発明の実施の形態１６に係る温度制御
機器を模式的に示す斜視図である。

【図２７】 従来のループ状ヒートパイプの構造を示す
概略図である。を模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 流路、３ａ 第１流路（分岐流
路）、３ｂ 第２流路（分岐流路）、４ａ、１５ａ、１
６ａ 流路制御弁（第２弁体）、４ｂ、１５ｂ、１６ｂ
流路制御弁（第１弁体）、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ、１１ａ、１１ｂ、１２、１３ ヒータ（加熱部
材）、６ 液体、７ 放熱部、８ 受熱部、９、９ｃ、
９ｄ 気泡、９ａ、９ｂ 気液界面、１７ａ、１８ａ
受動的一方向性弁（第２弁体）、１７ｂ、１８ｂ 受動
的一方向性弁（第１弁体）、３０ 負荷側対象物、３１
加熱機構、３２ 冷却機構、４１ 制御装置（制御手
段）、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０
５、１０６、１０７ ループ状流路デバイス、１１０
温度制御機器。

フロントページの続き (72)発明者 梅本 俊行 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大串 哲朗 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却機構が載置される放熱部と、負荷側
   対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受熱部
   との間で液体が循環するように構成されたループ状流路
   と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設され
   た複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイスにお
   いて、 上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第１弁体と、
   該第１弁体に対して流路抵抗を大きく形成された第２弁
   体とにより構成され、かつ、加熱部材が、上記第１弁体
   近傍から気泡を発生させた後、上記第２弁体に向かって
   該気泡を成長させるように上記第１および第２弁体間に
   配置されて構成されたサーマルポンプと、 上記第１および第２弁体の流路抵抗の差を利用して上記
   流体が上記ループ状流路内を一方向に還流するように上
   記加熱部材への加熱量および加熱タイミングを制御する
   制御手段とを備えたことを特徴とする薄型ループ状流路
   デバイス。
2. 【請求項２】 冷却機構が載置される放熱部と、負荷側
   対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受熱部
   との間で液体が循環するように構成されたループ状流路
   と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設され
   た複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイスにお
   いて、 上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第１弁体と、
   該第１弁体に対して気液界面を生じる毛管径を小さく形
   成された第２弁体とにより構成され、かつ、加熱部材
   が、上記第１弁体近傍から気泡を発生させた後、上記第
   ２弁体に向かって該気泡を成長させるように上記第１お
   よび第２弁体間に配置されて構成されたサーマルポンプ
   と、 上記第１および第２弁体の毛管径の差を利用して上記液
   体が上記ループ状流路内を一方向に還流するように上記
   加熱部材への加熱量および加熱タイミングを制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とする薄型ループ状流路デ
   バイス。
3. 【請求項３】 冷却機構が載置される放熱部と、負荷側
   対象物が載置される受熱部と、上記放熱部と上記受熱部
   との間で液体が循環するように構成されたループ状流路
   と、上記ループ状流路内に液流通方向に並んで配設され
   た複数の弁体とを備えた薄型ループ状流路デバイスにお
   いて、 上記複数の弁体の隣接する２つの弁体が、第１弁体と、
   該第１弁体に対して流路抵抗を大きく、かつ、気液界面
   を生じる毛管径を小さく形成された第２弁体とにより構
   成され、かつ、加熱部材が、上記第１弁体近傍から気泡
   を発生させた後、上記第２弁体に向かって該気泡を成長
   させるように上記第１および第２弁体間に配置されて構
   成されたサーマルポンプと、 上記第１および第２弁体の流路抵抗および毛管径の差を
   利用して上記液体が上記ループ状流路内を一方向に還流
   するように上記加熱部材への加熱量および加熱タイミン
   グを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする薄型
   ループ状流路デバイス。
4. 【請求項４】 上記第１および第２弁体は、その流路抵
   抗が上記液流通方向の上流側から下流側に向かって大き
   くなるように形成された流路制御弁で構成されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の薄型ループ状流路デバイス。
5. 【請求項５】 上記第１および第２弁体は、その流路抵
   抗が上記液流通方向に関して一定となるように形成され
   た受動的一方向性弁で構成されていることを特徴とする
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の薄型ループ状
   流路デバイス。
6. 【請求項６】 上記第１および第２弁体の一方は、その
   流路抵抗が上記液流通方向の上流側から下流側に向かっ
   て大きくなるように形成された流路制御弁で構成され、
   他方は、その流路抵抗が上記液流通方向に関して一定と
   なるように形成された受動的一方向性弁で構成されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに
   記載の薄型ループ状流路デバイス。
7. 【請求項７】 上記第１弁体の濡れ性、上記第２弁体の
   濡れ性および上記第１弁体と上記第２弁体との間の濡れ
   性が、上記第２弁体の濡れ性＞上記第１弁体の濡れ性＞
   上記第１弁体と上記第２弁体との間の濡れ性となるよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ６のいずれかに記載の薄型ループ状流路デバイス。
8. 【請求項８】 上記サーマルポンプが上記ループ状流路
   に直列に複数個構成されていることを特徴とする請求項
   １乃至請求項７のいずれかに記載の薄型ループ状流路デ
   バイス。
9. 【請求項９】 上記ループ状流路の一部が複数の分岐流
   路に分岐され、上記サーマルポンプが上記複数の分岐流
   路のそれぞれに構成されていることを特徴とする請求項
   １乃至請求項７のいずれかに記載の薄型ループ状流路デ
   バイス。
10. 【請求項１０】 上記請求項１乃至請求項９のいずれか
    に記載された薄型ループ状流路デバイスと、上記薄型ル
    ープ状流路デバイスの受熱部に載置される負荷側対象物
    を加熱する加熱機構と、上記薄型ループ状流路デバイス
    の放熱部に載置された放熱機構とを備えたことを特徴と
    する温度制御機器。