JP2006125783A - 循環型ヒートパイプおよび車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トップヒートモードで使用された場合でも、作動流体を良好に蒸発部に供給できる循環型ヒートパイプを提供する。
【解決手段】 外部から加熱される蒸発部３と外部に熱を放散する凝縮部５とが、蒸気管９と液戻り管８とによって環状流路を形成するように連通され、その環状流路の内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体１０が封入された循環型ヒートパイプであって、前記液戻り管８の内部に、前記凝縮部５で凝縮した作動流体１０を前記蒸発部３に還流させる毛細管圧を生じるウイック１４と、該ウイック１４内の作動流体１０が流動する空隙の開口面積より大きい流路断面積の液流路１４Ｃとが設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、作動流体の潜熱として熱を輸送するヒートパイプおよびそのヒートパイプを用いた車両用の冷却装置に関し、特に作動流体の蒸発が生じる蒸発部と作動流体蒸気が凝縮する凝縮部とを蒸気流路とによって環状に連結することにより、液相の作動流体と作動流体蒸気とをそれぞれ別の流路を循環流動するように構成したヒートパイプと、そのヒートパイプを用いた車両用の冷却装置に関するものである。

この種のヒートパイプは、ループヒートパイプ（ＬＨＰ）や毛細管圧汲み上げ型ループ（ＣＰＬ）などと称されており、これらのヒートパイプでは、液相作動流体（以下、作動液と言うことがある）と作動流体蒸気とが、それぞれ別の独立した管路を流動するので、作動液と作動流体蒸気とがいわゆる対向流となることがない。そのため、作動液が作動流体蒸気で吹き飛ばされたり、あるいは吹きちぎられたりするなどの飛散限界の制約がなく、作動流体を円滑に流動させることができるので、熱輸送能力が、いわゆる直管型のヒートパイプに比較して、向上する。

作動流体を環状に循環させる上記の各ヒートパイプのうちループ型ヒートパイプの例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたヒートパイプでは、蒸発器容器の内面に溝山を形成し、その溝山にウイックを密着させて、ウイックの外周側に蒸気流路を形成するとともに、内周側に液溜めを形成し、その蒸気流路を蒸気管によって凝縮器に連通させる一方、その凝縮器を液管によって前記蒸発器容器のウイックの内側すなわち液溜めに連通させている。

この特許文献１に記載されたループ型ヒートパイプや前述したＣＰＬ（以下、これらをまとめてループ型ヒートパイプと言う）は、通常の直管型のヒートパイプに比較して熱輸送能力が高いことにより、通常の直管型のヒートパイプでは熱輸送が困難なトップヒートモードでの熱輸送もしくは冷却に使用することが試みられている。そのトップヒートモードとは、外部から加熱されて作動流体の蒸発が生じる蒸発部を、作動流体蒸気が外部に熱を放散して凝縮する凝縮部より高い位置に配置し、いわゆる上から下に熱を輸送する熱輸送の形態である。その場合、凝縮部で生じた作動液は、重力に抗して蒸発部に還流することになる。特許文献１に記載されたヒートパイプでは、液管が単純な金属管であり、その液管を介した作動液の上昇流を、作動流体蒸気が凝縮部に対して蒸発部から連続して供給されることにより生じさせている。また、ウイックの毛細管圧をポンプ力として使用する前記ＣＰＬでは、その毛細管圧によって作動液の蒸発部に対する上昇流を生じさせている。
特開平１０−２４６５８３号公報

ループ型ヒートパイプでは、前述したように、作動液と作動流体とが互いに異なる流路を流動するので、両者が互いに干渉したり、それに伴って熱輸送能力が低下したりすることはないが、上述したトップヒートモードで使用する場合には、作動液を重力に抗して蒸発部に上昇させる必要があるので、これとは反対のボトムヒートモード（下側に位置する蒸発部から上側に位置する凝縮部に向けて熱を輸送する形態）の場合に比較して、作動流体の循環流動が阻害されやすい。

例えば、前述した特許文献１に記載されたループ型ヒートパイプでは、液管が単純なパイプによって構成されているので、熱輸送が生じていない状態では、作動液を蒸発部に向けて押し上げる圧力が得られず、その結果、液管の内部に空間が生じるいわゆる液切れの状態となり、外部からの入熱によって蒸発部で作動液が蒸発し、それに伴ってウイックで毛細管圧が発生するとしても、作動液を直ちにウイックに至らしめることが困難な状態が生じやすい。また、蒸発部のウイックで生じる毛細管圧によって液管内に作動液を保持するために、保持する作動液の重量を低減するべく液管を細くする必要があり、そのために定常的な熱輸送状態で液管を流れる作動液の流量が制限され、その点でも熱輸送能力が制約される可能性があった。

これに対して、液管の内部にもウイックを配置して、蒸発部のウイックと液管の内部もしくは凝縮部の内部の作動液とを、液管内のウイックで連通させるように構成した前記ＣＰＬでは、作動液が各ウイックに浸透した状態に維持されるので、上述したいわゆる液切れなどの状態が生じることは希である。しかしながら、液管の内部に設けるウイックは、メッシュや多孔質体などの微細な空隙が複雑に入り組んだ構造のものであるから、作動液の保持性は良いものの作動液の流動に対する抵抗が大きく、蒸発部に対する入熱量が多い場合には、蒸発部に対する作動液の還流が不足して熱輸送量が制約されたり、極端な場合には、蒸発部のドライアウトおよびそれに起因する熱輸送の停止状態が生じる可能性が高い。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、いわゆるトップヒートモードであっても熱輸送能力に優れた循環型ヒートパイプおよびその循環型ヒートパイプを利用した車両用冷却装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、外部から加熱される蒸発部と外部に熱を放散する凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって環状流路を形成するように連通され、その環状流路の内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体が封入された循環型ヒートパイプであって、前記液戻り管の内部に、前記凝縮部で凝縮した作動流体を前記蒸発部に還流させる毛細管圧を生じるウイックと、該ウイック内の作動流体が流動する空隙の開口面積より大きい流路断面積の液流路とが設けられていることを特徴とする循環型ヒートパイプである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ウイックが前記液戻り管の内面に沿わせて配置した円筒状多孔質体によって構成され、かつその円筒状多孔質体の中心側の中空部によって前記液流路が形成されていることを特徴とする循環型ヒートパイプである。

さらに、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記ウイックに沿われて、該ウイックよりも空孔径の大きい多孔構造の第二のウイックが設けられ、前記液流路が該第二のウイックの空孔によって構成されていることを特徴とする循環型ヒートパイプである。

またさらに、請求項４の発明は、前記請求項１ないし３のいずれかに記載されている前記循環型ヒートパイプにおける前記蒸発部が、車両における内装材から熱を伝達される位置に配置されるとともに、前記凝縮部が前記車両の車室の外部もしくは前記蒸発部より低い車両下部のいずれかに配置されていることを特徴とする車両用冷却装置である。

そして、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記内装材の下面側もしくは前記内装材の内部に配置されたヒートパイプ構造体を更に備え、そのヒートパイプ構造体が前記蒸発部に熱伝達可能に連結されていることを特徴とする車両用冷却装置である。

これら、請求項４または５の発明における前記内装材は、請求項６に記載されているように、車室内の前方側もしくは後方側に配置されているインストルメントパネルもしくはパーセルシェルフボードもしくはトノカバーのいずれかであってよい。

請求項１の発明によれば、蒸発部と凝縮部と、これらを連通させる蒸気管および液戻り管とによって循環流路が形成され、その循環流路の内部に凝縮性の流体が作動流体として封入されている。したがって、蒸発部に対して外部から熱を与えると、その熱によって作動流体が蒸発し、その蒸気が蒸気管を通って凝縮部に流れ、ここで放熱して凝縮する。凝縮して生じた作動液は、ウイックに浸透する。またそのウイックは蒸発部側に延びているから、蒸発部での作動流体の蒸発によって毛細管圧力を生じ、その結果、ウイックに浸透した作動液が蒸発部側に吸い上げられ、またウイックが作動液を吸い上げている状態が維持される。一方、凝縮部に対しては蒸気管を介して作動流体蒸気が連続して流れ込んでいるので、凝縮部で生じた作動液が液戻り管を介して蒸発部側に押される。その場合、液戻り管には、ウイックの他に、ウイックよりも流路断面積の大きい液流路が形成されているので、作動液はその液流路をも介して蒸発部に還流する。そして、その液流路における流動抵抗が小さいので、作動液を効率よく、あるいは円滑に蒸発部に向けて還流させることができ、その結果、熱輸送能力を向上させることができる。

また、請求項２の発明によれば、円筒状の多孔質体を、液戻り管内のウイックとして用いることにより、前記液流路を同時に形成することができるとともに、作動液を蒸発部に対して確実に還流させ、また凝縮部から蒸発部に到る液戻り管の内部に作動液を保持しておくことができる。

さらに、請求項３の発明によれば、作動液が各ウイックに浸透することになるが、第二のウイックは空孔径の大きいものであって作動液の流動に対する抵抗が相対的に小さいので、第二のウイックの空孔が液流路として機能する場合でも、凝縮部から蒸発部に向けた作動液の還流を円滑化して、熱輸送能力を向上させることができる。

一方、請求項４の発明によれば、車両の内装材の熱を車室の外部もしくは車両下部に輸送して放出できるので、車室の温度を下げてその冷却をおこなうことができ、その場合、重力方向で下向きに熱を輸送することになるが、使用される請求項１ないし３のいずれかの循環型ヒートパイプは液戻り管を介した作動液の還流を促進できるものであるから、車室の冷却を効率よくおこなうことができる。

また、請求項５の発明によれば、循環型ヒートパイプの蒸発部に対して、ヒートパイプ構造体によって内装材の熱を運ぶことになり、したがって蒸発部を大きくすることなく、広い面積の内装材から熱を奪って車室の外部もしくは車両下部に放出できるので、車室の冷却能力を増大させることができる。

そして、請求項６の発明によれば、太陽熱を受けやすいインストルメントパネルもしくはパーセルシェルフボードもしくはトノカバーから熱を奪って車室の外部もしくは車両下部に放出することになるので、これらの内装材の温度の上昇を抑制もしくは防止でき、ひいては車室を効率よく冷却することができる。

以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。先ず、この発明に係る循環型ヒートパイプ（以下、単にヒートパイプと記す）１について説明すると、図１はその一例を模式的に示しており、蒸発部３と凝縮部５とが、液戻り管８とこれより大径の蒸気管９とによって、全体として循環流路を形成するように連通されている。このヒートパイプ１の内部は、ほぼ完全に脱気された後に、水やアルコールなどの凝縮性の流体が作動流体１０として封入されている。

蒸発部３の容器（コンテナ）は円筒形に構成されており、その内部に複数のウイック１１とウイック１２とが収納されている。ウイック１１は、作動流体１０を蒸発部３側に還流させるための毛細管圧力を生じるものであり、例えばセラミックやニッケル、銅、銅酸化物等を原料とした多孔質材、あるいはポリエチレン樹脂（例えばUltra High Molecular Weightポリエチレン）などの高分子材料を原料とした多孔質材であって、ウイック１２よりも実効毛細管半径が小さく毛細管圧力が大きい構成となっている。なお、ウイック１１がニッケルによって形成された場合には、前記ニッケルの粒径を１〜２０μｍ、気孔率５０〜８０％とすることが好ましく、特に、ウイック全体としての密度が１．９８ｇ／ｃｍ³、ニッケルのみの密度が８．８５ｇ／ｃｍ³、気孔率７８％のウイック、あるいは、ウイック全体としての密度が２．２３ｇ／ｃｍ³、ニッケルのみの密度が８．８５ｇ／ｃｍ³、気孔率７５％のウイック等が例示される。また、ウイック１１がポリエチレン樹脂によって形成された場合は、前記ポリエチレン樹脂の粒径を２０μｍ、気孔率５０〜６０％とすることが好ましい。

これに対して、ウイック１２は蒸発部３のコンテナの内周面に作動液を分散させて供給するためのものであって、例えば金網やファイバーウイックが用いられている。そして、ウイック１２は、上記のウイック１１よりも実効毛細管半径が大きく、流路の開口面積（流路断面積）が前記ウイック１１よりも相対的に大きい構成となっている。したがって、ウイック１１の外周側にウイック１２が配置されている。

なお、各ウイック１１，１２は、前記蒸気管９が接続されている端部側が閉じた円筒形状、例えば有底円筒形状をなしている。したがって、この蒸発部３のコンテナの内部は、液戻り管８が開口する中空部分１３Ａと蒸気管９が開口する中空部分１３Ｂとに、ウイック１１もしくはウイック１２によって区画されている。また、ウイック１１の内周側には中空部分１３が形成されている。

さらに、凝縮部５は、中空の容器からなるものであって、その放熱面積を拡大するために、外面に多数のフィンを設けることが好ましい。

この発明に係るヒートパイプ１は、液戻り管８の構造に特徴があり、その例を図２および図３に示してある。図２において、液戻り管８の内部には、その管壁面に沿わせてウイック１４が配置されている。このウイック１４は、ファイバーウイック、セラミックあるいは金属粉末などを用いた多孔質焼結体などによって円筒状に形成されたものであって、凝縮部５から蒸発部３に到るように配置されている。したがって、ウイック１４の中心部には、凝縮部５から蒸発部３に到る中空部が形成されており、この中空部がこの発明における液流路１４Ｃとされている。

また、図３に示す例では、ウイック１４が、空孔径すなわち前記作動流体１０の流通する流路の断面積が相対的に大きいウイック１４Ａと、そのウイック１４Ａよりも空孔径が相対的に小さく、したがって作動流体１０が浸透した場合の実効毛細管半径が相対的に小さいウイック１４Ｂとによって構成されている。これらのウイック１４Ａ，１４Ｂは、共に、円筒状のものであってよく、図３に示す例では、空孔径の大きいウイック１４Ａを内周側に配置して、これらのウイック１４Ａ，１４Ｂを半径方向に積層した構成となっている。したがって、空孔径の大きいウイック１４Ａの中心側の中空部が液流路１４Ｃとなるとともに、内周側のウイック１４Ａの空孔が液流路となっている。なおここで、液流路とは、主として、作動液が作動流体蒸気に押されて蒸発部３側に流動する際の流路であり、主として毛細管圧力で流動するための流路以外の部分である。

したがって、ウイック１４Ａは、流路の断面積が大きいので流動抵抗がウイック１４Ｂよりも相対的に小さい構成となっている。また、ウイック１４Ｂは、ウイック１４Ａよりも実効毛細管半径が小さいので相対的に毛細管圧力が大きい構成となっている。

つぎに上記のヒートパイプ１をいわゆるトップヒートモードで使用する場合の作用について説明する。トップヒートモードは、外部から加熱される蒸発部３を、外部に対して放熱する凝縮部５より高い位置に配置し、熱の輸送を下向きに生じさせる熱の輸送形態である。このような熱輸送の形態で、ヒートパイプ１が動作していない状態すなわち蒸発部３に対して入熱がない状態では、作動流体１０が蒸発しないから、作動流体１０は液相の状態で凝縮部５側に滞留している。この凝縮部５側に、前記液戻り管８の内部に設けたウイック１４が延びているので、液相の作動流体（以下、作動液と記す）１０がそのウイック１４に浸透する。ウイック１４は、多孔構造もしくは空隙の開口幅の小さい部材であるから、浸透した作動液１０の液面（メニスカス）で毛細管圧が生じ、これによって作動液１０がウイック１４内で上方に吸引される。このような状況は、ウイック１４を図３に示す積層構造とした場合であっても同様である。このようにして、作動液１０が液戻り管８の内部に保持される。また、液戻り管８の内部のウイック１４と蒸発部３の各ウイック１１，１２とを連通させておくことにより、これらのウイック１１，１２，１４の全体を作動液１０で湿潤した状態とすることができる。

蒸発部３の周囲の温度が上がり、あるいは蒸発部３のコンテナに接触させてある適宜の部材（図示せず）の温度が上がるなどのことによって、蒸発部３が加熱されると、すなわち蒸発部３に対する入熱があると、ウイック１２によって蒸発部３のコンテナ内面に供給されている作動液１０が加熱されて蒸発する。その蒸気は、コンテナの内部に形成されている中空部分１３Ｂを満たすとともにここから蒸気管９に流れる。一方、凝縮部５で放熱が生じていてその内部の温度や圧力が、蒸発部３に比較して低くなっていることにより、作動流体１０の蒸気は、蒸気管９を通って凝縮部５に流れ、さらにこの凝縮部５で放熱して凝縮する。

一方、蒸発部３で作動流体１０の蒸発が継続して生じていることにより、各ウイック１１，１２でのメニスカスが低下し、それに伴う毛細管圧力によって作動液１０が更に吸引される。このウイック１１，１２と液戻り管８の内部のウイック１４とが連通していることにより、液戻り管８の内部および凝縮部５における作動液１０に吸引力が作用して、その作動液１０が蒸発部３に汲み上げられる。また、凝縮部５に対して蒸気管９側から作動流体１０の蒸気が継続して流入しているので、凝縮部５の作動液１０に対してこれを液戻り管８側に押圧する圧力が作用する。したがって凝縮部５の作動液１０が、液戻り管８の中心部に形成されている液流路１４Ｃおよび空孔径の大きいウイック１４Ａの空孔である液流路を通って液戻り管８の内部を蒸発部３に向けて流動する。

したがってこの発明に係るヒートパイプ１では、液戻り管８の内部に配置したウイック１４を介した毛細管圧力による作動液１０の還流と、その液戻り管８の内部に形成されている液流路１４Ｃを介した作動液の還流とが生じる。前者の毛細管圧力は、ウイック１４の内部で液切れなどによるメニスカスが生じると、その部分でも発生するので、ウイック１４を介した作動液１０の還流を確実かつ継続的に確保することができる。これに対して、液流路１４Ｃは、その流路断面積が大きいから、作動液１０の流動に対する抵抗が小さく、したがって蒸発部３に対する入熱量が多い場合であっても、必要十分な量の作動液１０を蒸発部３に還流させることができ、蒸発部３でのいわゆるドライアウトを防止できるとともに、ヒートパイプ１の全体としての熱輸送能力を向上させることができる。

この発明に係る上記のヒートパイプ１は、いわゆるトップヒートモードでの熱輸送特性に優れるので、従来ではヒートパイプが使用されていない箇所の冷却に好適に使用することができる。その例を以下に説明する。図３は、車両の車室冷却装置として構成した例を模式的に示しており、ヒートパイプ１の一部を構成している蒸発部３が、車両２における内装材の一例であるインストルメントパネル４の裏面に取り付けられている。このインストルメントパネル４は、フロントウィンド４Ａを通して照射する太陽光を受けて温度が上昇することがあるので、ヒートパイプ１に対していわゆる発熱部となる部分である。

また、前記凝縮部５が、車室７の外部であるボンネット６の下側あるいは上側に配置されている。すなわち、凝縮部５が、車両２における車室７の外部であって、外気に曝される箇所に配置されている。なお、蒸発部３は凝縮部５よりも相対的に上方に配置されており、したがってトップヒートモードとして使用されている。

上記の車両２において、車室７内に太陽光が差し込むなどの状態となると、そのインストルメントパネル４が加熱され、その温度が高くなる。その結果、インストルメントパネル４の裏面に接触している蒸発部３にインストルメントパネル４から熱が伝達され、その内部の作動流体１０が蒸発する。これに対して凝縮部５は、外気に曝され、あるいは太陽光から遮蔽されているので、蒸発部３に対して相対的に低温となっており、したがって作動流体１０の蒸気は、蒸気管９を介して凝縮部５に流動し、かつ凝縮部５で放熱して凝縮する。

一方、凝縮部５から蒸発部３に対しては、前述したように、ウイック１１，１２，１４による毛細管圧や作動流体蒸気による作動液１０の加圧などによって、作動液１０が液戻り管８を通って還流している。したがって、蒸発部３が凝縮部５に対して相対的に高い位置に配置されていても、蒸発部３に対して作動液１０が十分に還流し、蒸発部３から凝縮部５、すなわち車室７の内部から外部に向けた熱輸送が継続して生じる。その結果、インストルメントパネル４の熱が車室７の外部に放散されるので、車室７を冷却することができる。

また、この発明に係るヒートパイプ１を使用した上記の冷却装置においては、車両２の走行中に不可避的に生じる振動等によって、液戻り管８の内部の作動流体１０の流動が途切れても、ウイック１１，１４に発生する毛細管圧によって液相の作動流体１０が吸引されるので、前記途切れた作動流体１０が、再び、蒸発部３に向かって流動する。そのため、蒸発部３が乾燥状態となって熱輸送が停止するいわゆるドライアウトを防止することができる。

車両の冷却装置として構成する場合の他の例を以下に説明する。なお、上述の具体例と同一または同等の構成には、同じ符号を付けてその説明を省略する。図５ないし図８に示す冷却装置１６は、車両１７における前側および後ろ側の内装材から熱を奪って車室１９内を冷却するように構成した例であり、複数のヒートパイプ（ヒートパイプ構造体）１８の一方の端部１８Ａが、インストルメントパネル２０の下側およびリアパネル２１の下側のそれぞれに、各パネル２０，２１と熱伝達可能に配置されている。したがって、ヒートパイプ１８はインストルメントパネル２０の裏面およびリアパネル２１の裏面に取り付けられてもよい。この車室１９の前方側および後方側に座席（シート）２２が配置され、それよりも前方側でフロントガラス２３の下側にインストルメントパネル２０は配置され、また座席２２の後方側のリアガラス２４の下側にリアパネル２１が配置されている。

車両１９の前方側と後方側とのそれぞれに、前述したこの発明に係る循環型ヒートパイプ１がいわゆるトップヒートモードでの熱輸送をおこなうように配置されており、各ヒートパイプ１８の他端部１８Ｂが、それぞれの循環型ヒートパイプ１における蒸発部３に接続されている。なお、各循環型ヒートパイプ１における凝縮部５は、蒸発部３より低い位置で、かつ車室１９の外部に設置されている。また、この凝縮部５の外部には多数の放熱フィン２６が取り付けられている。

ここで、各ヒートパイプ１８を循環型ヒートパイプ１の蒸発部３に連結するための機構の例を説明すると、ヒートパイプ１８および蒸発部３のコンテナは、製造性の点では、パイプ材を素材として造ることが好ましいが、そうすると両者を直接接合したのでは、熱伝達面積が狭くなる。そこで、図８に示す例では、蒸発部３のコンテナが円筒状に形成され、その外周側にジャケット２７Ａが密着状態に嵌合されている。そのジャケット２７Ａの外周面には、ヒートパイプ１８の外径とほぼ等しい内径の円筒状をなすホルダー２７Ｂが溶接などの手段によって取り付けられている。そして、そのホルダー２７Ｂにヒートパイプ１８の端部１８Ｂが挿入され、その結果、ヒートパイプ１８の端部１８Ｂがホルダー２７Ｂおよびジャケット２７Ａを介して蒸発部３に熱伝達可能に連結されている。なお、そのホルダー２７Ｂは、軸線方向に沿うスリットを設け、内径が大小に弾性的に変化するように構成することが好ましく、このような構成であれば、ヒートパイプ１８の端部１８Ｂを挿入する作業が容易になるとともに、両者を確実に密着させることができる。

上記の冷却装置１６の作用を説明する。車室１９内に差し込む太陽光によって、インストルメントパネル２０やリアパネル２１が加熱されると、その熱がインストルメントパネル２０やリアパネル２１の下側の各ヒートパイプ１８に伝達される。このヒートパイプ１８は、例えば銅パイプなどの金属管をコンテナとするものであって、その内部に細溝や極細線などからなるウイックを収容するとともに、水などの適宜の作動流体を封入した公知のヒートパイプであり、したがって各パネル２０，２１から伝達された熱は、各ヒートパイプ１８によって循環型ヒートパイプ１の蒸発部３に輸送される。すなわち、広い面積の各パネル２０，２１からヒートパイプ１８によって熱を収集して蒸発部３に伝達するようになっている。

したがって蒸発部３が加熱されることにより、循環型ヒートパイプ１が前述したように動作し、作動流体１０の潜熱として凝縮部５に熱が輸送され、ここから外部に熱が放散される。その結果、車室１９内の熱が、外部に放出され、車室１９内の温度の上昇が抑制もしくは防止され、あるいは車室１９内が冷却される。そして、図５ないし図８に示す例においても、この発明に係る循環型ヒートパイプ１を使用して車室１９内から外部に熱を輸送するように構成しているので、放熱部が車両１９の下部であっても、効率よくかつ確実に熱輸送を生じさせて車室１９内を冷却することができる。特に、上記の複数のヒートパイプ１８あるいはこれと同様のヒートパイプ構造体を使用するように構成すれば、循環型ヒートパイプ１の蒸発部３が円筒状などの小型のものであっても、広い面積を有する内装材から熱を奪って蒸発部３に運び、かつその蒸発部３を含む循環型ヒートパイプ１によって熱を外部に放出できるので、冷却能力に優れた車両用冷却装置を得ることができる。

なお、この発明は上述した各具体例に限定されない。例えば図１ないし図３に示す液戻り管８の内部に設けるウイックは、多孔質体やメッシュ以外に幅の狭い細溝であっもよい。また、車両用冷却装置として構成する場合、その冷却対象とする内装材は、パーセルシェルフボード、トノカバー、ドアウエスト、シートなどであってもよい。さらに、凝縮部は車両の床下、フェンダーパネル、ドアパネルに配置してもよい。また、車両のエンジンルームをこの発明の冷却装置によって冷却することもできる。

この発明に係る循環型ヒートパイプの一例を示す模式図である。 その液戻り管の一部を示す部分斜視図である。 その液戻り管の内部の他の構造を部分断面図である。 この発明の循環型ヒートパイプを使用した車両用冷却装置の一例を模式図である。 この発明の循環型ヒートパイプを使用した車両用冷却装置の他の例を示す模式的な平面図である。 図５に示す車両のフロント側の冷却装置の一例を示す斜視図である。 図５に示す車両のリア側の冷却装置の一例を示す斜視図である。 ヒートパイプ構造体を蒸発部に連結するための機構の一例を説明するための概略斜視図である。

符号の説明

１…循環型ヒートパイプ、 ３…蒸発部、 ４，２０…インストルメントパネル、 ５…凝縮部、 ６…ボンネット、 ７，１９…車室、 ８…液戻り管、 ９…蒸気管、 １０…作動流体、 １１，１２，１４，１４Ａ，１４Ｂ…ウイック、 １４Ｃ…液流路、 １６…冷却装置、 １７…車両、 １８…ヒートパイプ、 ２１…リアパネル。

Claims (6)

1. 外部から加熱される蒸発部と外部に熱を放散する凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって環状流路を形成するように連通され、その環状流路の内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体が封入された循環型ヒートパイプであって、
   前記液戻り管の内部に、前記凝縮部で凝縮した作動流体を前記蒸発部に還流させる毛細管圧を生じるウイックと、該ウイック内の作動流体が流動する空隙の開口面積より大きい流路断面積の液流路とが設けられていることを特徴とする循環型ヒートパイプ。
2. 前記ウイックが前記液戻り管の内面に沿わせて配置した円筒状多孔質体によって構成され、かつその円筒状多孔質体の中心側の中空部によって前記液流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の循環型ヒートパイプ。
3. 前記ウイックに沿われて、該ウイックよりも空孔径の大きい多孔構造の第二のウイックが設けられ、前記液流路が該第二のウイックの空孔によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の循環型ヒートパイプ。
4. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載されている前記循環型ヒートパイプにおける前記蒸発部が、車両における内装材から熱を伝達される位置に配置されるとともに、前記凝縮部が前記車両の車室の外部もしくは前記蒸発部より低い車両下部のいずれかに配置されていることを特徴とする車両用冷却装置。
5. 前記内装材の下面側もしくは前記内装材の内部に配置されたヒートパイプ構造体を更に備え、そのヒートパイプ構造体が前記蒸発部に熱伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用冷却装置。
6. 前記内装材は、車室内の前方側もしくは後方側に配置されているインストルメントパネルもしくはパーセルシェルフボードもしくはトノカバーのいずれかであることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用冷却装置。

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