JP2006275302A - Heat transportation device and electronic device - Google Patents

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JP2006275302A JP2005090511A JP2005090511A JP2006275302A JP 2006275302 A JP2006275302 A JP 2006275302A JP 2005090511 A JP2005090511 A JP 2005090511A JP 2005090511 A JP2005090511 A JP 2005090511A JP 2006275302 A JP2006275302 A JP 2006275302A
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Mitsuo Hashimoto
光生 橋本
Motosuke Omi
元祐 大海
Takashi Yajima
孝 谷島
Hiroyuki Nagai
博之 長井
Gousaku Katou
豪作 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide desired heat transportation capability even at any attitude. <P>SOLUTION: Even when an evaporator is arranged below a condenser and heat load is not applied to the evaporator, working fluid 19 is held by capillary tube force of a channel 14a in the condenser as shown in Fig. 6 (B) to prevent the working fluid 19 from flowing out onto an evaporator side. Consequently, only liquid phase working fluid exists in a liquid phase tube always. As a result, it is possible to prevent running-out of liquid or drying-out when the heat transportation device operates to obtain desired heat transportation capability. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、毛細管力を推進力として作動流体を循環させることにより、発熱体の熱を吸収して熱を輸送する熱輸送装置及びこれを搭載した電子機器に関する。   The present invention relates to a heat transport device that absorbs heat of a heating element and transports heat by circulating a working fluid using a capillary force as a driving force, and an electronic device equipped with the heat transport device.

PC(Personal Computer)等の電子機器を冷却するために、その電子機器の発熱部から発生する熱を放熱部に輸送するデバイスとして、従来からヒートパイプが用いられている。ヒートパイプは、電子機器の高温の発熱部(または蒸発部)で発生する熱によって蒸発した気相の作動流体が、低温の放熱部へ移動し、その放熱部(または凝縮部)で凝縮して液体になって熱を放出するものであり、これにより、発熱体が冷却される。   In order to cool an electronic device such as a PC (Personal Computer), a heat pipe has been conventionally used as a device for transporting heat generated from a heat generating portion of the electronic device to a heat radiating portion. In the heat pipe, the vapor-phase working fluid evaporated by the heat generated in the high-temperature heat generation part (or evaporation part) of the electronic equipment moves to the low-temperature heat dissipation part and is condensed in the heat dissipation part (or condensation part). It becomes a liquid and releases heat, whereby the heating element is cooled.

従来から、例えば、作動流体の流路を構成するパイプ内にフィルタが内蔵されたヒートパイプがある(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載のヒートパイプは、車両に搭載されるものであるため、当該車両が傾斜したり、重力または遠心力の影響を受けたりする場合に、液体の冷媒がヒートパイプ内で一方に片寄る。このときに、凝縮部側の冷媒の蒸気が蒸発部側へ逆流を防止したり、凝縮部で凝縮した液体冷媒を迅速に蒸発部側へ戻すために、上記フィルタが設けられている。   Conventionally, for example, there is a heat pipe in which a filter is built in a pipe constituting a flow path of a working fluid (see, for example, Patent Document 1). Since the heat pipe described in Patent Document 1 is mounted on a vehicle, when the vehicle is inclined or affected by gravity or centrifugal force, the liquid refrigerant is one side in the heat pipe. I'll be close to. At this time, the filter is provided in order to prevent the refrigerant vapor on the condensing unit side from flowing back to the evaporating unit side or to quickly return the liquid refrigerant condensed in the condensing unit to the evaporating unit side.

また、従来から、ヒートパイプの原理を応用したCPL(Capillary Pumped Loop)がある。その形状はパイプ状のものに限られない。例えば、CPLには、蒸発器と凝縮器とが物理的に分離され、蒸発器と凝縮器とが、気相の作動流体が流通する気相管と液相の作動流体が流通する液相管とによって接続された装置がある(例えば、特許文献2参照。)。CPLは、発熱体の熱により作動流体が蒸発するときの圧力及び流路の毛細管力を作動流体の推進力としているので、重力による影響が少ないという利点がある。
特開2000−216578号公報(段落[0004]、[0021]、第1図) 特開2004−85186号公報(段落[0041]、図1)
Conventionally, there is a CPL (Capillary Pumped Loop) applying the principle of a heat pipe. The shape is not limited to the pipe shape. For example, in CPL, an evaporator and a condenser are physically separated, and an evaporator and a condenser are a gas phase tube through which a gas phase working fluid flows and a liquid phase tube through which a liquid phase working fluid flows. There is a device connected to each other (see, for example, Patent Document 2). The CPL has an advantage that the influence of gravity is small because the pressure when the working fluid evaporates due to the heat of the heating element and the capillary force of the flow path are used as the driving force of the working fluid.
JP 2000-216578 A (paragraphs [0004] and [0021], FIG. 1) JP 2004-85186 A (paragraph [0041], FIG. 1)

しかしながら、上記特許文献1の装置は、車両に搭載されることを前提にしているため、車両の傾斜や遠心力の影響を受けるにとどまり、当該装置が上下逆の姿勢になって凝縮部が蒸発部より下方に位置することは想定されていない。特に、ポータブルな機器等に内蔵される電子部品を冷却するための熱輸送デバイスは、ある一姿勢から上下方向、つまり重力方向に逆になることも想定される。このような場合でも、確実に作動流体を還流させて熱を輸送できることが望まれる。   However, since the device of Patent Document 1 is assumed to be mounted on a vehicle, it is only affected by the inclination of the vehicle and centrifugal force, and the device is turned upside down and the condensing part evaporates. It is not assumed to be located below the part. In particular, it is assumed that a heat transport device for cooling an electronic component built in a portable device or the like is reversed from a certain posture in the vertical direction, that is, in the direction of gravity. Even in such a case, it is desired that heat can be transported by reliably circulating the working fluid.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、どのような姿勢にあっても所望の熱輸送能力を発揮することができる熱輸送装置及びこれを搭載した電子機器を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, it is an object of the present invention to provide a heat transport device capable of exhibiting a desired heat transport capability in any posture and an electronic device equipped with the heat transport device.

上記目的を達成するため、本発明に係る熱輸送装置は、前記作動流体を流通させ、前記作動流体の蒸発作用により熱を吸収する蒸発部と、前記作動流体を流通させるための第1の流路を有し、前記蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、前記作動流体を毛細管力により保持することが可能であり、前記作動流体の凝縮作用により熱を放出する凝縮部と、前記蒸発部で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる第3の流路と、前記凝縮部で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる第4の流路とを具備する。   In order to achieve the above object, a heat transport device according to the present invention includes an evaporating portion that circulates the working fluid and absorbs heat by an evaporating action of the working fluid, and a first flow for circulating the working fluid. The working fluid in a state in which a heat load is applied to the evaporation unit and a force is applied to the working fluid in the first flow path toward the evaporation unit. A condensing part that releases heat by the condensing action of the working fluid, and a third flow path that circulates the working fluid evaporated in the evaporating part to the condensing part, A fourth flow path for allowing the working fluid condensed in the condensing unit to flow to the evaporating unit.

例えば、蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態にあるときは、作動流体がすべて液相となって蒸発部内に溜まるようになる。このような状態から、熱負荷が開始されると(以下、熱輸送装置が起動する、という。)、従来では、第4の流路内に気相の作動流体が混入してしまうおそれがあった。しかしながら、本発明では、そのような状態であっても、凝縮部は作動流体に毛細管力を作用させる第1の流路を有しているので、熱輸送装置の起動中または動作停止中においても常に、第4の流路に確実に液相の作動流体を流入させ、第4の流路に気相の作動流体が混入することを防止することができる。これにより、蒸発部が凝縮部の下方に配置された場合であっても、第4の流路を介して確実に蒸発部へ作動流体を供給することができ、所望の熱輸送能力を発揮することができる。   For example, when no heat load is applied to the evaporation section and the working fluid in the first flow path is in a state where the working fluid is directed toward the evaporation section, the working fluid is all It becomes a liquid phase and accumulates in the evaporation part. When a thermal load is started from such a state (hereinafter, the heat transport device is activated), conventionally, there is a possibility that a gaseous working fluid may be mixed into the fourth flow path. It was. However, in the present invention, even in such a state, the condensing unit has the first flow path that causes the capillary force to act on the working fluid, so that the heat transport device can be activated or stopped. It is always possible to reliably cause the liquid-phase working fluid to flow into the fourth flow path and prevent the gas-phase working fluid from being mixed into the fourth flow path. Thereby, even when the evaporation unit is disposed below the condensing unit, the working fluid can be reliably supplied to the evaporation unit via the fourth flow path, and the desired heat transport capability is exhibited. be able to.

第1の流路にある作動流体が蒸発部へ向かうような力とは、例えば、蒸発部が第1の流路より重力中心側に配置される場合の重力が挙げられる。あるいは遠心力のような体積力も含む概念である。重力中心とは、熱輸送装置が置かれる場で、熱輸送装置に働く最も大きな重力の発生源の中心である。例えば地球の中心である。   The force that causes the working fluid in the first flow path to go to the evaporation section includes, for example, gravity when the evaporation section is arranged closer to the center of gravity than the first flow path. Alternatively, it is a concept including a body force such as centrifugal force. The center of gravity is the place where the heat transport device is placed, and is the center of the largest source of gravity that acts on the heat transport device. For example, the center of the earth.

本発明のこの熱輸送装置は、蒸発部と凝縮部とが物理的に分離した構造であってもよいし、1枚のプレート状であってもよい。   The heat transport device of the present invention may have a structure in which the evaporation section and the condensation section are physically separated, or may be a single plate.

本発明の一の形態によれば、前記第1の流路は、前記作動流体に毛細管力を発生させるために、前記蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、液相状態にある前記作動流体の液の深さより深い複数の溝を有する。これにより、第1の流路によって毛細管力を作用させることができる。   According to an aspect of the present invention, the first flow path is in a state in which no heat load is applied to the evaporation section and the first flow path is generated in order to generate a capillary force in the working fluid. A plurality of grooves deeper than the depth of the working fluid in a liquid phase state are provided in a state in which a force is exerted so that the working fluid in the path is directed to the evaporation section. Thereby, capillary force can be made to act by the 1st channel.

本発明の一の形態によれば、前記作動流体は、前記蒸発部に熱負荷がかかっている状態で、前記毛細管力を弱めるか、またはなくすために、前記作動流体の液の深さが前記各溝の深さより深くなる。本発明を実現するには、作動流体の液の深さが前記各溝の深さより深くなるように、作動流体の量が予め調整されていればよい。   According to an aspect of the present invention, the working fluid has a liquid depth of the working fluid in order to weaken or eliminate the capillary force in a state where a thermal load is applied to the evaporation unit. It becomes deeper than the depth of each groove. In order to realize the present invention, the amount of the working fluid may be adjusted in advance so that the depth of the working fluid is deeper than the depth of each groove.

本発明の一の形態によれば、前記蒸発部は、前記第1の流路とほぼ同じ毛細管力を有する第2の流路を有する。これにより、第1の流路と第2の流路とで毛細管力がつり合うので、蒸発部が凝縮部より重力中心側にあっても、あるいはその逆であっても、作動流体を確実に還流させて所望の熱輸送能力を発揮することができる。   According to one aspect of the present invention, the evaporation section has a second flow path having a capillary force substantially the same as that of the first flow path. As a result, the capillary force is balanced between the first flow path and the second flow path, so that the working fluid is reliably circulated even if the evaporation section is closer to the center of gravity than the condensing section or vice versa. To achieve the desired heat transport capability.

本発明の一の形態によれば、前記第4の流路は、前記凝縮部に接続される接続端部を有し、前記第1の流路は、前記接続端部付近に配置された端部を有する。例えば熱輸送装置の振動によって、液面が動いて第4の流路内に気泡が混入したり、熱負荷が過剰な場合に第4の流路内に気泡が混入したりする懸念がある。このように気泡が発生することにより、凝縮部からの液相作動流体の供給抵抗となるが、本発明によれば、安定して第1の流路の端部から液相の作動流体を第4の流路内に供給することができる。   According to an aspect of the present invention, the fourth flow path has a connection end connected to the condensing part, and the first flow path is an end disposed near the connection end. Part. For example, there is a concern that the liquid level may move due to vibration of the heat transport device and bubbles may be mixed into the fourth channel, or bubbles may be mixed into the fourth channel when the heat load is excessive. When bubbles are generated in this way, the supply resistance of the liquid-phase working fluid from the condensing unit is provided. According to the present invention, the liquid-phase working fluid is stably supplied from the end of the first flow path. 4 channels can be supplied.

本発明の他の観点に係る熱輸送装置は、作動流体を流通させ、前記作動流体の蒸発作用により熱を吸収する蒸発器と、前記作動流体を流通させるための第1の流路を有し、前記蒸発器に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、前記作動流体に毛細管力により保持することが可能であり、前記作動流体の凝縮作用により熱を放出する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に接続され、前記蒸発器で蒸発した前記作動流体を前記凝縮器へ流通させる第1の管と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に接続され、前記凝縮器で凝縮した前記作動流体を前記蒸発器へ流通させる第2の管とを具備する。   A heat transport device according to another aspect of the present invention includes an evaporator that circulates a working fluid and absorbs heat by the evaporation of the working fluid, and a first flow path for circulating the working fluid. In a state in which no heat load is applied to the evaporator and a force is exerted on the working fluid in the first flow path toward the evaporation section, the working fluid is subjected to capillary force. A condenser for releasing heat by the condensing action of the working fluid; and a condenser connected between the evaporator and the condenser, the working fluid evaporated by the evaporator being the condenser And a second pipe that is connected between the evaporator and the condenser and that circulates the working fluid condensed in the condenser to the evaporator.

本発明では、凝縮器は、作動流体に毛細管力を作用させる第1の流路を有しているので、熱輸送装置の起動中または動作停止中においても常に、第2の管内に確実に液相の作動流体を流入させ、第2の管内に気相の作動流体が混入することを防止することができる。これにより、蒸発器が凝縮器の下方に配置された場合であっても、第4の流路を介して確実に蒸発器へ作動流体を供給することができ、所望の熱輸送能力を発揮することができる。   In the present invention, since the condenser has the first flow path that applies the capillary force to the working fluid, the liquid is surely placed in the second pipe even when the heat transport device is started or stopped. It is possible to prevent the gas phase working fluid from being mixed into the second pipe by flowing the phase working fluid. Accordingly, even when the evaporator is disposed below the condenser, the working fluid can be reliably supplied to the evaporator via the fourth flow path, and a desired heat transport capability is exhibited. be able to.

本発明に係る電子機器は、発熱体と、前記作動流体を流通させ、前記作動流体の蒸発作用により前記発熱体の熱を吸収する蒸発部と、前記作動流体を流通させ、前記蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、前記作動流体に毛細管力により保持することが可能であり、前記作動流体の凝縮作用により熱を放出する凝縮部と、前記蒸発部で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる第3の流路と、前記凝縮部で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる第4の流路とを具備する。   An electronic apparatus according to the present invention includes a heating element, an evaporating part that circulates the working fluid, absorbs heat of the heating element by an evaporating action of the working fluid, circulates the working fluid, and heats It is possible to hold the working fluid by a capillary force in a state where no load is applied and a force is applied so that the working fluid in the first flow path is directed to the evaporation section. And a condensing part for releasing heat by the condensing action of the working fluid, a third flow path for circulating the working fluid evaporated in the evaporation part to the condensing part, and the working fluid condensed in the condensing part. And a fourth flow path that circulates to the evaporation section.

発熱体としては、例えばICや抵抗等の電子部品、あるいは放熱フィン(ヒートシンク)等が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。電子機器としては、コンピュータ(パーソナルコンピュータの場合、ラップトップ型であっても、デスクトップ型であってもよい。)、PDA(Personal Digital Assistance)、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ/ビジュアル機器、携帯電話、ゲーム機器、その他の電化製品等が挙げられる。   Examples of the heating element include an electronic component such as an IC and a resistor, a heat radiating fin (heat sink), and the like. Electronic devices include computers (in the case of personal computers, laptop computers or desktop computers), PDAs (Personal Digital Assistance), electronic dictionaries, cameras, display devices, audio / visual devices, Examples include mobile phones, game machines, and other electrical appliances.

以上のように、本発明によれば、どのような姿勢にあっても所望の熱輸送能力を発揮することができる。   As described above, according to the present invention, a desired heat transport capability can be exhibited regardless of the posture.

図1は、本発明の一実施の形態に係る熱輸送装置の平面図である。図2は、図1に示す熱輸送装置10の側面図である。図3は、図1に示すA−A線断面図であり、図4は、図1に示すB−B線断面図である。   FIG. 1 is a plan view of a heat transport device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the heat transport device 10 shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.

熱輸送装置10は、内部に収容された作動流体を蒸発させて発熱体15の熱を吸収する蒸発器1と、蒸発した作動流体を凝縮して熱を放出する凝縮器2とを備えている。発熱体15としては、例えばCPU(Central Processing Unit)等のICが用いられる。蒸発器1と凝縮器2との間には、蒸発器1で蒸発した作動流体を凝縮器2に流通させる気相管3と、凝縮器2で凝縮した作動流体を蒸発器1に流通させる液相管4とが接続されている。気相管3及び液相管4はそれぞれ2本ずつ設けられている。通常は、これら2本ずつすべて用いられるが、例えば2本のうち1本がドライアウト等、何らかの原因で使用できなくなった場合でも、熱輸送装置10が動作できるように2本ずつ設けられている。   The heat transport apparatus 10 includes an evaporator 1 that evaporates the working fluid accommodated therein and absorbs heat of the heating element 15, and a condenser 2 that condenses the evaporated working fluid and releases heat. . For example, an IC such as a CPU (Central Processing Unit) is used as the heating element 15. Between the evaporator 1 and the condenser 2, a gas phase pipe 3 for circulating the working fluid evaporated in the evaporator 1 to the condenser 2, and a liquid for circulating the working fluid condensed in the condenser 2 to the evaporator 1. The phase tube 4 is connected. Two gas phase tubes 3 and two liquid phase tubes 4 are provided. Usually, these two are all used, but two are provided so that the heat transport device 10 can operate even if one of the two becomes unusable for some reason, such as dryout. .

作動流体としては、例えば純水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、代替フロン、アンモニア等が用いられる。気相管3としては、例えば銅、アルミニウム、またはステンレス等の金属製の材料が用いられるが、必ずしも金属に限られず樹脂材料であってもよい。液相管4についても気相管3と同様の材料が用いられる。   As the working fluid, for example, pure water, ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, alternative chlorofluorocarbon, ammonia or the like is used. As the gas phase tube 3, for example, a metal material such as copper, aluminum, or stainless steel is used, but the material is not necessarily limited to a metal and may be a resin material. The liquid phase tube 4 is also made of the same material as the gas phase tube 3.

図2に示すように、蒸発器1は、矩形の上部基板11と下部基板12とで構成されている。上部基板11はガラスでなり、例えばパイレックス(登録商標)ガラスが用いられている。一方、下部基板12はシリコンでなる。上述した気相管3や液相管4の一端部3a、4aは、上部基板11に設けられた接続穴11b(図2参照)に挿通されて接続される。例えば図示しない半田により、気相管3及び液相管4と、上部基板11とが接合される。下部基板12の上部基板11に対面する側に、例えば液相管4の長手方向(X方向)に沿った、作動流体の流路を構成する複数の溝12aが形成されている。溝12aは、2本の液相管4に対応するように下部基板12のY方向の両側にそれぞれ設けられている。上部基板11の下部基板12と対面する側に、溝12aと直交する方向(Y方向)に作動流体の流路を構成する複数の溝11aが形成されている。さらに下部基板12の上部基板11に対面する側に、その両側の溝12aの間に空間12bが凹状に形成されている。熱輸送装置10の動作時には、この空間12bには、溝11aを流通して蒸発した気相の作動流体が存在する。   As shown in FIG. 2, the evaporator 1 includes a rectangular upper substrate 11 and a lower substrate 12. The upper substrate 11 is made of glass, for example, Pyrex (registered trademark) glass is used. On the other hand, the lower substrate 12 is made of silicon. One end portions 3a and 4a of the gas phase tube 3 and the liquid phase tube 4 described above are inserted into and connected to a connection hole 11b (see FIG. 2) provided in the upper substrate 11. For example, the vapor phase tube 3 and the liquid phase tube 4 and the upper substrate 11 are joined by solder (not shown). On the side of the lower substrate 12 facing the upper substrate 11, a plurality of grooves 12 a constituting a flow path of the working fluid are formed along the longitudinal direction (X direction) of the liquid phase tube 4, for example. The grooves 12 a are respectively provided on both sides of the lower substrate 12 in the Y direction so as to correspond to the two liquid phase tubes 4. On the side of the upper substrate 11 that faces the lower substrate 12, a plurality of grooves 11a that form a flow path of the working fluid are formed in a direction (Y direction) orthogonal to the grooves 12a. Further, on the side of the lower substrate 12 facing the upper substrate 11, a space 12b is formed in a concave shape between the grooves 12a on both sides. During the operation of the heat transport device 10, the space 12b contains a gaseous working fluid that has evaporated through the groove 11a.

下部基板12の溝12a、上部基板11の溝11aや接続穴11b等は、例えばフォトリソグラフィ技術、切削加工、あるいはレーザ加工等によって作製される。   The groove 12a of the lower substrate 12, the groove 11a of the upper substrate 11, the connection hole 11b, and the like are produced by, for example, photolithography, cutting, or laser processing.

凝縮器2は、蒸発器1と同様に、矩形の上部基板13と下部基板14とで構成されている。上部基板13はガラスでなり、例えばパイレックス(登録商標)ガラスが用いられている。一方、下部基板14はシリコンでなる。   Like the evaporator 1, the condenser 2 includes a rectangular upper substrate 13 and a lower substrate 14. The upper substrate 13 is made of glass, for example, Pyrex (registered trademark) glass is used. On the other hand, the lower substrate 14 is made of silicon.

図1、図3及び図4に示すように、上部基板13の下部基板14に対面する側には、気相管3の他端部3bから流出する作動流体を流通させる流路13a、また流路を構成する空間13bが形成されている。流路13aは、気相管3の他端部3bから流出する気相の作動流体をなるべく長距離で流通させて凝縮させるために、U字状に形成されている。上部基板13には、液相の作動流体を貯溜するリザーバ13dが設けられている。つまり、凝縮器2とリザーバ13dとが一体的に設けられている。このリザーバ13dは、下部基板14に形成された複数の溝14cに連通している。溝14cは、図3に示すように、流路13aの下方で当該流路13aと交差するようにX方向に延びている。液相管4の他端部4bは、接続穴13eに挿通されて例えば半田16により上部基板13に接合されており、上記溝14cはその接続穴13eに連通している。また、下部基板14にはその溝14cに直交する方向(Y方向)に流路となる複数の溝14aが形成され、溝14aも空間13bに連通している。さらに、上部基板13には、熱輸送装置10の製造時に、作動流体を凝縮器2内に注入するための注入孔13cが設けられている。リザーバ13dには、この注入孔13cと連通しており、作動流体が注入孔13cから注入されると作動流体はリザーバ13dに貯溜される。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, on the side of the upper substrate 13 facing the lower substrate 14, a flow path 13 a for circulating the working fluid flowing out from the other end 3 b of the gas phase tube 3, A space 13b constituting a path is formed. The flow path 13a is formed in a U-shape so that the vapor-phase working fluid flowing out from the other end 3b of the gas-phase tube 3 can be circulated as long as possible to condense. The upper substrate 13 is provided with a reservoir 13d for storing a liquid-phase working fluid. That is, the condenser 2 and the reservoir 13d are integrally provided. The reservoir 13 d communicates with a plurality of grooves 14 c formed in the lower substrate 14. As shown in FIG. 3, the groove 14c extends in the X direction so as to intersect the flow path 13a below the flow path 13a. The other end 4b of the liquid phase tube 4 is inserted into the connection hole 13e and joined to the upper substrate 13 by, for example, solder 16, and the groove 14c communicates with the connection hole 13e. The lower substrate 14 is formed with a plurality of grooves 14a serving as flow paths in a direction (Y direction) perpendicular to the grooves 14c, and the grooves 14a are also communicated with the space 13b. Further, the upper substrate 13 is provided with an injection hole 13c for injecting the working fluid into the condenser 2 when the heat transport device 10 is manufactured. The reservoir 13d communicates with the injection hole 13c. When the working fluid is injected from the injection hole 13c, the working fluid is stored in the reservoir 13d.

上部基板13の上面には、注入孔13cを覆い凝縮器2内を密閉するための蓋5が装着されている。蓋5は、例えば図示しない接着剤やネジ等によって上部基板13に取り付けられている。蓋5の材料としては、例えば銅、アルミニウム、あるいはステンレス等の金属が用いられるが、必ずしも金属に限られず樹脂材料であってもよい。   On the upper surface of the upper substrate 13, a lid 5 for covering the injection hole 13c and sealing the inside of the condenser 2 is mounted. The lid 5 is attached to the upper substrate 13 by, for example, an adhesive or a screw (not shown). As a material of the lid 5, for example, a metal such as copper, aluminum, or stainless steel is used, but the material is not necessarily limited to a metal and may be a resin material.

流路13a、空間13b、接続穴13e、溝14c及びリザーバ13d等は、例えば、液相管4及び気相管3が2本ずつ設けられていることに対応して、それぞれ2つずつ設けられている。下部基板14の溝14a、溝14c、上部基板13の流路13a、空間13b、接続穴13e、リザーバ13d、注入孔13c等は、例えばフォトリソグラフィ技術、切削加工、あるいはレーザ加工等によって作製される。   The flow path 13a, the space 13b, the connection hole 13e, the groove 14c, the reservoir 13d, and the like are provided in two each, corresponding to the fact that two liquid phase tubes 4 and two gas phase tubes 3 are provided, for example. ing. The groove 14a and groove 14c of the lower substrate 14, the flow path 13a, the space 13b, the connection hole 13e, the reservoir 13d, the injection hole 13c, and the like of the upper substrate 13 are produced by, for example, photolithography, cutting, or laser processing. .

図3及び図4に示すように、下部基板14の1つの溝14aの幅pは、1つの溝14cの幅qと同じか、もしくはより大きくなるように設計されている。これにより、溝14cの毛細管力を、溝14aや流路13aのそれに比較して同じか、もしくは大きくすることができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the width p of one groove 14a of the lower substrate 14 is designed to be equal to or larger than the width q of one groove 14c. Thereby, the capillary force of the groove 14c can be the same as or larger than that of the groove 14a and the channel 13a.

また、幅pは、蒸発器1の下部基板12に形成された溝12aの幅や深さはほぼ同じに設定されている。これにより、溝12aと溝14cとで毛細管力がつり合うので、蒸発器1が凝縮器2より重力中心側にあっても、あるいはその逆であっても、作動流体を確実に作動流体を還流させて所望の熱輸送能力を発揮することができる。   Further, the width p is set so that the width and depth of the groove 12a formed in the lower substrate 12 of the evaporator 1 are substantially the same. As a result, the capillary force is balanced between the groove 12a and the groove 14c, so that the working fluid is reliably recirculated regardless of whether the evaporator 1 is closer to the center of gravity than the condenser 2 or vice versa. The desired heat transport capability can be exhibited.

なお、毛細管力は、下部基板12または14の材質と作動流体との組み合わせにより異なる。毛細管力は界面における圧力差であり、一般にある表面における内外の圧力差ΔPは、その液体が球形の一部を形成する場合、次式(1)で表される。
ΔP=[(1/r)+(1/r)]σ・・・(1)
はx方向における曲率半径、rはy方向における曲率半径、σは表面張力である(図5参照)。
The capillary force differs depending on the combination of the material of the lower substrate 12 or 14 and the working fluid. Capillary force is a pressure difference at the interface, and generally the pressure difference ΔP between the inside and outside of a certain surface is expressed by the following equation (1) when the liquid forms a part of a sphere.
ΔP = [(1 / r x ) + (1 / r y )] σ (1)
r x is the radius of curvature in the x direction, r y is the radius of curvature in the y direction, and σ is the surface tension (see FIG. 5).

図5に示すように、例えば溝14aにある作動流体19の場合、溝の14aの幅pをrとした場合、rは壁14dの奥行きに沿う方向(図5の紙面に垂直方向)であるので、rより十分に大きい、つまり1/r=0と考える。さらに鉛直方向(図5の上下方向)に働く表面張力の分力に液体の接触角θを用いれば作動流体内外の圧力差は次の式(2)のように表される。 As shown in FIG. 5, for example, when the working fluid 19 in the groove 14a, if the width p of the groove of 14a was r x, r y is (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5) along the depth of the wall 14d Therefore, it is considered that it is sufficiently larger than r x , that is, 1 / r y = 0. Further, if the contact angle θ of the liquid is used as the component of the surface tension acting in the vertical direction (vertical direction in FIG. 5), the pressure difference between the inside and outside of the working fluid is expressed as the following equation (2).

ΔP=(2/q)σcosθ・・・(2)
したがって、例えば溝11a、溝12a、溝14a、溝14cで毛細管力をほぼ同じにしたい場合、下部基板12と14とが同じ材料の場合には、各溝11a、12a、14a及び14cの幅をほぼ同じにすればよい。
ΔP = (2 / q) σ cos θ (2)
Therefore, for example, when it is desired to make the capillary force substantially the same in the groove 11a, the groove 12a, the groove 14a, and the groove 14c, and the lower substrates 12 and 14 are made of the same material, the widths of the grooves 11a, 12a, 14a, and 14c are increased. It should be almost the same.

図6は、凝縮器2の溝14a付近の拡大断面図である。図4においては、図を理解しやすくするため、溝14a等の大きさや幅p等を大きく描いている。実際には、例えば管3や4の外径が1〜5mmである場合、図6(A)に示すように、溝14aの幅pは、例えば10〜50μmに設定され、具体的には20μm程度である。壁14dの幅もpとほぼ同じ値であり、壁14dと溝14aのラインアンドスペースは1:1である。また、溝の深さhは、例えば50〜300μmであり、具体的には200μm程度である。この程度の大きさであれば、溝14a等への気泡の混入を防止することができる。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the groove 14 a of the condenser 2. In FIG. 4, the size and width p of the groove 14 a and the like are greatly drawn for easy understanding of the drawing. Actually, for example, when the outer diameter of the tube 3 or 4 is 1 to 5 mm, as shown in FIG. 6A, the width p of the groove 14a is set to, for example, 10 to 50 μm, specifically 20 μm. Degree. The width of the wall 14d is almost the same value as p, and the line and space between the wall 14d and the groove 14a is 1: 1. The depth h of the groove is, for example, 50 to 300 μm, specifically about 200 μm. With this size, it is possible to prevent bubbles from entering the groove 14a and the like.

例えば蒸発器1と凝縮器2とが地面からほぼ同じ高さになるように熱輸送装置10が置かれる場合、または、凝縮器2が蒸発器1より下方に置かれる場合、図6(A)に示すように、作動流体19は、溝14aより液体の深さが深くなるように、熱輸送装置10の製造時にその量が調整されている。このように、作動流体の量が過度に多い場合、逆に熱輸送能力が低下するおそれがある。しかし、作動流体量が多くても、溝14aのように比較的細かい溝があることにより、凝縮器2での放熱面積をその分増やすことができるため問題ない。本発明者の実験において、むしろ放熱効率が向上したことが確認されている。   For example, when the heat transport device 10 is placed so that the evaporator 1 and the condenser 2 are almost at the same height from the ground, or when the condenser 2 is placed below the evaporator 1, FIG. As shown, the amount of the working fluid 19 is adjusted when the heat transport device 10 is manufactured so that the depth of the liquid is deeper than the groove 14a. As described above, when the amount of the working fluid is excessively large, there is a possibility that the heat transport capability is decreased. However, even if the amount of working fluid is large, there is no problem because the heat radiation area in the condenser 2 can be increased by the relatively small groove such as the groove 14a. In the experiment of the present inventor, it has been confirmed that the heat dissipation efficiency is rather improved.

一方、蒸発器1に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、蒸発器1が凝縮器2より下方に配置された状態では、溝14aに存在する液相作動流体が図6(B)に示す量になるように設定されている。すなわち、熱輸送装置10の非動作時に、重力により、作動流体に蒸発器1側へ向かう力が働くような場合であっても、作動流体19は、溝14aにある当該作動流体19に毛細管力を発生させることができるような量に設定される。これにより、蒸発器1側へ作動流体が流れ出てしまうことを防止することができる。   On the other hand, in a state where the evaporator 1 is not subjected to a heat load and the evaporator 1 is disposed below the condenser 2, the liquid phase working fluid present in the groove 14a is shown in FIG. It is set to be a quantity. That is, even when the force toward the evaporator 1 acts on the working fluid due to gravity when the heat transport device 10 is not in operation, the working fluid 19 applies a capillary force to the working fluid 19 in the groove 14a. Is set to such an amount that can be generated. Thereby, it is possible to prevent the working fluid from flowing out to the evaporator 1 side.

また、蒸発器1に熱負荷がかかっている場合には、どのような熱輸送装置10の姿勢であっても、図6(A)に示す状態のように作動流体19の領域が多い方が好ましい。   Further, when the evaporator 1 is under a heat load, the working fluid 19 has a larger area as shown in FIG. 6A regardless of the posture of the heat transport device 10. preferable.

なお、蒸発器1が凝縮器2よりも重力中心側にある、とは、凝縮器2が蒸発器1より地面に近ければよく、熱輸送装置10が斜めに配置される場合も当然含む。   Note that the phrase “the evaporator 1 is closer to the center of gravity than the condenser 2” means that the condenser 2 is closer to the ground than the evaporator 1, and naturally includes the case where the heat transport device 10 is disposed obliquely.

熱輸送装置10に熱負荷がかかっていない非動作時の状態を説明する。   A non-operating state in which no heat load is applied to the heat transport device 10 will be described.

例えば、上述したように、蒸発器1が凝縮器2より下方に配置された場合であって、かつ、蒸発器1に熱負荷がかかっていない状態の場合、従来では液相作動流体は蒸発器側へ流出するおそれがある。しかし、図6(B)で説明したように、また、図7(A)に示すように、凝縮器2では溝14aの毛細管力により作動流体19が保持され、蒸発器1側への作動流体19の流出を防止できる。したがって、液相管4内には常に液相作動流体のみがあることになる。その結果、後述する熱輸送装置10の動作時において液切れ、あるいはドライアウトを防止し、所望の熱輸送能力を得ることができる。特に、液相管4の接続端部4b付近まで、溝14cが延びている。つまりリザーバ13dに連通する溝14cの端部が当該接続端部4b付近にあるので、安定して溝14cから液相の作動流体を液相管4内に供給することができる。   For example, as described above, when the evaporator 1 is disposed below the condenser 2 and the evaporator 1 is not subjected to a heat load, the liquid-phase working fluid has conventionally been an evaporator. May flow out to the side. However, as described in FIG. 6B and as shown in FIG. 7A, in the condenser 2, the working fluid 19 is held by the capillary force of the groove 14a, and the working fluid to the evaporator 1 side is retained. 19 outflow can be prevented. Therefore, there is always only the liquid phase working fluid in the liquid phase pipe 4. As a result, it is possible to prevent the liquid from running out or dry out during operation of the heat transport device 10 described later, and to obtain a desired heat transport capability. In particular, the groove 14 c extends to the vicinity of the connection end 4 b of the liquid phase tube 4. That is, since the end of the groove 14c communicating with the reservoir 13d is in the vicinity of the connection end 4b, the liquid-phase working fluid can be stably supplied into the liquid-phase tube 4 from the groove 14c.

また、蒸発器1内の溝12a等と凝縮器2内の溝14a等とがほぼ同じ毛細管力を有しているので、上記とは逆に、凝縮器2が蒸発器1より下方に配置された場合であっても問題ない。すなわち、上述したように、両者の毛細管力がつり合うことにより、熱輸送装置10がどのような姿勢に置かれても、作動流体19を確実に還流させて所望の熱輸送能力を発揮することができる。   Further, since the groove 12a and the like in the evaporator 1 and the groove 14a and the like in the condenser 2 have substantially the same capillary force, the condenser 2 is disposed below the evaporator 1 contrary to the above. There is no problem even if it is. That is, as described above, the capillary forces of the two balance each other, so that regardless of the posture of the heat transport device 10, the working fluid 19 can be reliably refluxed to exhibit a desired heat transport capability. it can.

一方、従来においては、図7(B)に示すように、蒸発器101が凝縮器102より下方に配置された場合であって、かつ、蒸発器101に熱負荷がかかっていない状態の場合、液相作動流体19が重力によって蒸発器101、気相管103及び液相管104に溜まる。この図7(B)に示す状態では、液相管104内に液相作動流体以外の空間あるいは気泡が生成されてしまう。この状態から、蒸発器1に熱負荷がかけられ、熱輸送装置10が起動すると、熱負荷が過大である場合には、図7(C)に示すように、液相管104内には液相作動流体がなくなるおそれがある。あるいは、このような状況だけでなく、熱輸送装置の姿勢によって、例えば凝縮器102が蒸発器より下方に配置されて気相の作動流体が液相管104内に混入するおそれがある。液相管104内に気相作動流体が存在すると、作動流体がうまく還流せず、所望の熱輸送能力が得られない場合がある。しかしながら、本実施の形態に係る熱輸送装置10は、こういった問題を解決している。   On the other hand, conventionally, as shown in FIG. 7B, when the evaporator 101 is disposed below the condenser 102 and the evaporator 101 is not subjected to a thermal load, The liquid phase working fluid 19 accumulates in the evaporator 101, the gas phase tube 103, and the liquid phase tube 104 by gravity. In the state shown in FIG. 7B, spaces or bubbles other than the liquid phase working fluid are generated in the liquid phase pipe 104. From this state, when the heat load is applied to the evaporator 1 and the heat transport device 10 is activated, if the heat load is excessive, the liquid phase pipe 104 has a liquid load as shown in FIG. The phase working fluid may be lost. Alternatively, not only in such a situation, but depending on the posture of the heat transport device, for example, the condenser 102 may be disposed below the evaporator, and the gas-phase working fluid may be mixed into the liquid phase tube 104. If a gas phase working fluid is present in the liquid phase tube 104, the working fluid may not be recirculated well, and a desired heat transport capability may not be obtained. However, the heat transport device 10 according to the present embodiment solves these problems.

次に、熱輸送装置10に熱負荷がかかったときの熱輸送の動作を説明する。   Next, the operation of heat transport when a heat load is applied to the heat transport apparatus 10 will be described.

発熱体15が発する熱は下部基板12に伝えられ、この熱により蒸発器1の溝11a等を流通する作動流体が蒸発する。蒸発した作動流体は、気相管3を流通し、凝縮器2内の流路13aに流入する。作動流体は、流路13aを流通し、さらに溝14aを介して空間13bに溜まることで熱を上部基板13及び下部基板14に伝えて凝縮する。上部基板13がガラス、下部基板14がシリコンでなる場合、両者の熱伝導率の差により、下部基板14の方が特に熱伝導に寄与する。上部基板13や下部基板14に伝達された熱は、凝縮器2の外部に放出される。空間13bに溜まった液相の作動流体は溝14aを介して接続穴13eに流入し、さらに液相管4に流入する。   The heat generated by the heating element 15 is transmitted to the lower substrate 12, and the working fluid flowing through the groove 11a of the evaporator 1 is evaporated by this heat. The evaporated working fluid flows through the gas phase pipe 3 and flows into the flow path 13 a in the condenser 2. The working fluid flows through the flow path 13a and further accumulates in the space 13b via the groove 14a, thereby transferring heat to the upper substrate 13 and the lower substrate 14 to condense. When the upper substrate 13 is made of glass and the lower substrate 14 is made of silicon, the lower substrate 14 particularly contributes to heat conduction due to the difference in thermal conductivity between the two. The heat transmitted to the upper substrate 13 and the lower substrate 14 is released to the outside of the condenser 2. The liquid-phase working fluid accumulated in the space 13b flows into the connection hole 13e via the groove 14a and further flows into the liquid-phase tube 4.

凝縮器2内で凝縮した作動流体は、液相管4を流通し、蒸発器1内の溝12aに流入し、例えば溝11a等で作動流体に発生する毛細管力によって、作動流体は再び溝11aを流通しながら発熱体15の熱により蒸発する。このように、発熱体15の熱を凝縮器2側へ輸送し、以上のような動作が繰り返されることで、発熱体15が発する熱を凝縮器2の外部に放出して発熱体15を冷却することができる。   The working fluid condensed in the condenser 2 flows through the liquid phase tube 4 and flows into the groove 12a in the evaporator 1, and the working fluid is again returned to the groove 11a by the capillary force generated in the working fluid, for example, in the groove 11a. Evaporates due to the heat of the heating element 15. In this way, the heat of the heating element 15 is transported to the condenser 2 side, and the operation as described above is repeated, whereby the heat generated by the heating element 15 is released to the outside of the condenser 2 to cool the heating element 15. can do.

本実施の形態に係る熱輸送装置10は、さらに、凝縮器2内にリザーバ13dがあることによって、以下のような作用効果を奏する。   The heat transport device 10 according to the present embodiment further has the following operational effects due to the presence of the reservoir 13d in the condenser 2.

例えば、リザーバ13dに貯溜された作動流体が、熱輸送装置10の非動作時にリザーバ13dから蒸発器1へ流れ出ることを極力防止できる。これにより、液相の作動流体が重力によって蒸発器1に溜まり過ぎてしまうことを防止することができる。その結果、スタータを要することなく熱輸送装置が動作することができる。   For example, the working fluid stored in the reservoir 13d can be prevented from flowing out from the reservoir 13d to the evaporator 1 when the heat transport device 10 is not operating. Thereby, it can prevent that the working fluid of a liquid phase accumulates in the evaporator 1 too much by gravity. As a result, the heat transport device can operate without requiring a starter.

凝縮器2内にリザーバ13dがあることにより、熱輸送装置10の製造時において作動流体の量を調整しやすくなるというメリットもある。その理由は、凝縮器2内にある作動流体はほぼ液相であるので、リザーバ13dの容積が液相状態の作動流体量を直接左右すると考えてよいからである。つまり、リザーバ13dの容積を調整することにより、作動流体量を調整し、これにより熱輸送装置10の動作温度範囲や最大熱輸送量等が設定できるからである。   The presence of the reservoir 13d in the condenser 2 has an advantage that the amount of the working fluid can be easily adjusted when the heat transport device 10 is manufactured. The reason is that since the working fluid in the condenser 2 is almost in the liquid phase, it may be considered that the volume of the reservoir 13d directly affects the amount of working fluid in the liquid phase state. That is, by adjusting the volume of the reservoir 13d, the amount of working fluid can be adjusted, whereby the operating temperature range of the heat transport device 10 and the maximum heat transport amount can be set.

また、リザーバ13dがある場合、凝縮器2内の内容積を増やせるので作動流体量のばらつきや非凝縮性ガス(例えば、作動流体とシリコンとの化学反応によって生成されるガス等)の存在に対する熱輸送装置10のロバスト性が向上するが、従来のリザーバ13dでは液相の作動流体と気相の作動流体とが混在していた。リザーバが蒸発器に近い場合、その温度は高く気相の割合が増えるため、凝縮器2内の液相作動流体の量が増えて放熱効率を下げてしまう。しかし、本実施の形態に係る熱輸送装置10のリザーバ13dの温度は、凝縮器2に付随することで熱輸送装置10において最低温度になる凝縮器2の放熱部(例えば下部基板14)の温度に近くなりほぼ液相で満たされることになる。その結果、凝縮器2の凝縮効率を落とすことなく高いロバスト性を実現することができる。   Further, when there is the reservoir 13d, the internal volume in the condenser 2 can be increased, so that the heat with respect to the variation in the amount of working fluid and the presence of non-condensable gas (for example, gas generated by a chemical reaction between the working fluid and silicon). Although the robustness of the transport device 10 is improved, in the conventional reservoir 13d, a liquid-phase working fluid and a gas-phase working fluid are mixed. When the reservoir is close to the evaporator, the temperature is high and the proportion of the gas phase increases, so the amount of the liquid phase working fluid in the condenser 2 increases and the heat dissipation efficiency decreases. However, the temperature of the reservoir 13d of the heat transport device 10 according to the present embodiment is the temperature of the heat dissipating part (for example, the lower substrate 14) of the condenser 2 that becomes the lowest temperature in the heat transport device 10 by being attached to the condenser 2. It will be near and will be almost filled with a liquid phase. As a result, high robustness can be realized without reducing the condensation efficiency of the condenser 2.

あるいは、凝縮効率の維持または改善のために凝縮器2内の液相作動流体の量を減らすと、従来では外乱(振動等)によって液切れを起こしやすかったが、本実施の形態の場合、リザーバ13dは凝縮器2内にあるため液切れを起こしにくい。   Alternatively, if the amount of the liquid-phase working fluid in the condenser 2 is reduced in order to maintain or improve the condensation efficiency, it has been easy to cause liquid breakage due to disturbance (vibration or the like) in the past. Since 13d is in the condenser 2, it is difficult for the liquid to run out.

さらに、上述したように、溝14cを他の部位より毛細管力が大きくすれば、例えば、流路13aを流通する作動流体を溝14cへ誘導させて、リザーバ13dへ導くことが可能となる。これにより、熱輸送装置10の姿勢によらず、常に作動流体を貯溜部に貯溜しておくことが可能となる。   Furthermore, as described above, if the capillary force of the groove 14c is made larger than that of other parts, for example, the working fluid flowing through the flow path 13a can be guided to the groove 14c and guided to the reservoir 13d. Thereby, it becomes possible to always store the working fluid in the storage section regardless of the posture of the heat transport device 10.

図8は、本発明の他の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。図9は、図8に示す熱輸送装置20の平面図である。図10は、図9に示すC−C線断面図である。この実施の形態では、上記実施の形態に係る熱輸送装置10の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。   FIG. 8 is a perspective view showing a heat transport device according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view of the heat transport device 20 shown in FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. In this embodiment, the description of the same members and functions of the heat transport apparatus 10 according to the above embodiment will be simplified or omitted, and different points will be mainly described.

この熱輸送装置20は、例えば2枚の基板21及び22を有している。上部基板21は、例えばガラスでなり、下部基板22は例えばシリコンでなる。熱輸送装置20は、内部に蒸発部25、気相の作動流体が流通する気相流路22a、凝縮部27、液相の作動流体が流通する液相流路22b及びリザーバ21dを一体的に有している。リザーバ21d、蒸発部25に設けられた蒸発流路21a、凝縮部27に設けられた凝縮流路21bは、上部基板21に形成されている。気相流路22a、液相流路22b、リザーバ21dと凝縮流路21bとの間に設けられた溝22c、蒸発部25に設けられた溝22d、凝縮部27に設けられた溝22eは、それぞれ下部基板22に形成されている。   The heat transport device 20 includes, for example, two substrates 21 and 22. The upper substrate 21 is made of, for example, glass, and the lower substrate 22 is made of, for example, silicon. The heat transport device 20 includes an evaporation unit 25, a gas phase channel 22a through which a gas phase working fluid flows, a condensing unit 27, a liquid phase channel 22b through which a liquid phase working fluid flows, and a reservoir 21d. Have. The reservoir 21d, the evaporation channel 21a provided in the evaporation unit 25, and the condensation channel 21b provided in the condensation unit 27 are formed in the upper substrate 21. The gas phase channel 22a, the liquid phase channel 22b, the groove 22c provided between the reservoir 21d and the condensation channel 21b, the groove 22d provided in the evaporation unit 25, and the groove 22e provided in the condensation unit 27 are: Each is formed on the lower substrate 22.

溝22cや溝22eは、凝縮部27の中で最も流路体積が小さく形成されている。これにより、凝縮部27の中で最も大きな毛細管力を発生させる。蒸発部25の溝22dは、例えば溝22cや溝22eとほぼ同じ毛細管力を有するような深さや幅に形成されている。   The groove 22c and the groove 22e are formed with the smallest flow path volume in the condensing part 27. Thereby, the largest capillary force in the condensing part 27 is generated. The groove 22d of the evaporation section 25 is formed to have a depth and a width that have substantially the same capillary force as the groove 22c and the groove 22e, for example.

また、本実施の形態に係る熱輸送装置20においても、非動作時であって、蒸発部25が凝縮部27よりも下方に配置される場合、図6(B)で示したような液相作動流体の量に設定される。すなわち、熱輸送装置20がそのような状態にある場合に、溝22eまたは溝22cより液相作動流体の深さが浅くなるように作動流体の量が予め製造時に設定される。これにより、熱輸送装置20がどのような姿勢に置かれても、液切れ、またはドライアウトを防止することができる。そして、動作時には、熱輸送装置20がどのような姿勢にあっても、上記熱輸送装置10と同様に、図5(A)及び図5(B)の状態となり得る。   Also in the heat transport device 20 according to the present embodiment, when the evaporator 25 is disposed below the condenser 27 when not in operation, the liquid phase as shown in FIG. Set to the amount of working fluid. That is, when the heat transport device 20 is in such a state, the amount of the working fluid is set in advance at the time of manufacture so that the depth of the liquid phase working fluid becomes shallower than the groove 22e or the groove 22c. Thereby, even if the heat transport apparatus 20 is placed in any posture, it is possible to prevent the liquid from running out or dry out. During operation, the heat transport device 20 can be in any state as shown in FIGS. 5A and 5B, similar to the heat transport device 10.

本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible.

上記各実施の形態で説明した蒸発器1、凝縮器2、熱輸送装置20等の形状は矩形板状とした。しかし、形状や大きさは限定されず、例えば円板状、楕円板状に形成することもできる。また、板状でなく立体的な厚みがあるものであってもよい。   The shapes of the evaporator 1, the condenser 2, the heat transport device 20, and the like described in the above embodiments are rectangular plates. However, the shape and size are not limited. For example, it can be formed in a disk shape or an elliptical plate shape. Moreover, it may have a three-dimensional thickness instead of a plate shape.

また、作動流体の流路を構成する溝11a、13a、14a、14c等の配置、形状、長さ等も実施の形態に限られない。例えば溝14c等の断面形状をV字状とすることもできる。ただV字状にした場合、その溝の上部ほど幅が広くなるため、気泡が混入しない程度の幅を持つV字溝を形成することが好ましい。その他、壁14dを階段状にして上部の幅がより広くすることもできる。   Further, the arrangement, shape, length, and the like of the grooves 11a, 13a, 14a, and 14c that constitute the flow path of the working fluid are not limited to the embodiment. For example, the cross-sectional shape of the groove 14c or the like can be V-shaped. However, when the shape is V-shaped, the width becomes wider toward the top of the groove. Therefore, it is preferable to form a V-shaped groove having such a width that bubbles do not enter. In addition, the width of the upper part can be made wider by making the wall 14d stepped.

また、上部基板11等をガラス基板、下部基板12等をシリコン基板としたが、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等、あるいはこれらの組み合わせ等の材料が用いられてもよい。   Further, although the upper substrate 11 and the like are glass substrates and the lower substrate 12 and the like are silicon substrates, for example, materials such as copper, aluminum, stainless steel, or a combination thereof may be used.

本発明の一実施の形態に係る熱輸送装置を示す平面図である。It is a top view which shows the heat transport apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示す熱輸送装置の側面図である。It is a side view of the heat transport apparatus shown in FIG. 図1に示すA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line shown in FIG. 図1に示すB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line shown in FIG. 作動流体に働く表面張力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface tension which acts on a working fluid. 凝縮器の毛細管力を発生させる溝付近の拡大断面図であり、(A)は液面が壁の上端より上にある状態、(B)は液面が壁の上端より下にある状態を示す。It is an expanded sectional view near the groove | channel which generate | occur | produces the capillary force of a condenser, (A) is a state in which a liquid level is above the upper end of a wall, (B) shows the state in which a liquid level is below the upper end of a wall. . 熱輸送装置の動作を従来技術と本実施の形態とで比較した模式図であり、(A)は本実施の形態、(B)及び(C)は従来のものを示す。It is the schematic diagram which compared operation | movement of the heat transport apparatus with a prior art and this Embodiment, (A) shows this Embodiment, (B) and (C) show a conventional thing. 本発明の他の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the heat transport apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 図8に示す熱輸送装置の平面図である。It is a top view of the heat transport apparatus shown in FIG. 図9に示すC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…蒸発器
2…凝縮器
3…気相管
4…液相管
3a、4a…一端部
3b、4b…他端部
10、20…熱輸送装置
11a、12a、13a、14a、14c、21a、21b、22a、22b、22c、22d、22e…溝(流路)
12b、13b…空間(流路)
15…発熱体
19…作動流体
25…蒸発部
27…凝縮部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Evaporator 2 ... Condenser 3 ... Gas phase tube 4 ... Liquid phase tube 3a, 4a ... One end part 3b, 4b ... Other end part 10, 20 ... Heat transport apparatus 11a, 12a, 13a, 14a, 14c, 21a, 21b, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e ... groove (flow path)
12b, 13b ... space (flow path)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Heat generating body 19 ... Working fluid 25 ... Evaporating part 27 ... Condensing part

Claims (7)

前記作動流体を流通させ、前記作動流体の蒸発作用により熱を吸収する蒸発部と、
前記作動流体を流通させるための第1の流路を有し、前記蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、前記作動流体を毛細管力により保持することが可能であり、前記作動流体の凝縮作用により熱を放出する凝縮部と、
前記蒸発部で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる第3の流路と、
前記凝縮部で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる第4の流路と
を具備することを特徴とする熱輸送装置。
An evaporating part for circulating the working fluid and absorbing heat by the evaporating action of the working fluid;
A first flow path for circulating the working fluid, wherein the working fluid in the first flow path is directed to the evaporation section in a state where no heat load is applied to the evaporation section; A condensing part capable of holding the working fluid by a capillary force in a state where a large force is working, and releasing heat by a condensing action of the working fluid;
A third flow path for circulating the working fluid evaporated in the evaporation section to the condensation section;
And a fourth flow path for allowing the working fluid condensed in the condensing part to flow to the evaporating part.
請求項1に記載の熱輸送装置であって、
前記第1の流路は、前記作動流体に毛細管力を発生させるために、前記蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、液相状態にある前記作動流体の液の深さより深い複数の溝を有することを特徴とする熱輸送装置。
The heat transport device according to claim 1,
The first flow path is in a state in which no heat load is applied to the evaporation section in order to generate a capillary force in the working fluid, and the working fluid in the first flow path is not in the evaporation section. A heat transport device having a plurality of grooves deeper than the depth of the working fluid in a liquid phase in a state where a force toward the head is working.
請求項2に記載の熱輸送装置であって、
前記作動流体は、前記蒸発部に熱負荷がかかっている状態で、前記毛細管力を弱めるか、またはなくすために、前記作動流体の液の深さが前記各溝の深さより深くなることを特徴とする熱輸送装置。
The heat transport device according to claim 2,
The working fluid has a depth of the working fluid that is deeper than the depth of each of the grooves in order to weaken or eliminate the capillary force in a state where a thermal load is applied to the evaporation section. Heat transport device.
請求項1に記載の熱輸送装置であって、
前記蒸発部は、前記第1の流路とほぼ同じ毛細管力を有する第2の流路を有することを特徴とする熱輸送装置。
The heat transport device according to claim 1,
The heat transport apparatus according to claim 1, wherein the evaporation section includes a second flow path having substantially the same capillary force as the first flow path.
請求項4に記載の熱輸送装置であって、
前記第4の流路は、前記凝縮部に接続される接続端部を有し、
前記第1の流路は、前記接続端部付近に配置された端部を有することを特徴とする熱輸送装置。
The heat transport device according to claim 4,
The fourth flow path has a connection end connected to the condensing part,
The heat transport device according to claim 1, wherein the first flow path has an end disposed in the vicinity of the connection end.
作動流体を流通させ、前記作動流体の蒸発作用により熱を吸収する蒸発器と、
前記作動流体を流通させるための流路を有し、前記蒸発器に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、前記作動流体に毛細管力により保持することが可能であり、前記作動流体の凝縮作用により熱を放出する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器との間に接続され、前記蒸発器で蒸発した前記作動流体を前記凝縮器へ流通させる第1の管と、
前記蒸発器と前記凝縮器との間に接続され、前記凝縮器で凝縮した前記作動流体を前記蒸発器へ流通させる第2の管と
を具備することを特徴とする熱輸送装置。
An evaporator that circulates the working fluid and absorbs heat by the evaporation of the working fluid;
There is a flow path for circulating the working fluid, and there is a force that the working fluid in the first flow path is directed to the evaporation section in a state where no heat load is applied to the evaporator. In the working state, the working fluid can be held by capillary force, and a condenser that releases heat by the condensing action of the working fluid;
A first pipe connected between the evaporator and the condenser and allowing the working fluid evaporated in the evaporator to flow to the condenser;
And a second pipe connected between the evaporator and the condenser and configured to circulate the working fluid condensed in the condenser to the evaporator.
発熱体と、
前記作動流体を流通させ、前記作動流体の蒸発作用により前記発熱体の熱を吸収する蒸発部と、
前記作動流体を流通させ、前記蒸発部に熱負荷がかかっていない状態で、かつ、前記第1の流路にある前記作動流体が前記蒸発部へ向かうような力が働いている状態で、前記作動流体を毛細管力により保持することが可能であり、前記作動流体の凝縮作用により熱を放出する凝縮部と、
前記蒸発部で蒸発した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる第3の流路と、
前記凝縮部で凝縮した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる第4の流路と
を具備することを特徴とする電子機器。
A heating element;
An evaporating section that circulates the working fluid and absorbs heat of the heating element by an evaporating action of the working fluid;
In a state where the working fluid is circulated, a heat load is not applied to the evaporation unit, and a force is applied so that the working fluid in the first flow path is directed to the evaporation unit. A condensing part capable of holding the working fluid by capillary force and releasing heat by the condensing action of the working fluid;
A third flow path for circulating the working fluid evaporated in the evaporation section to the condensation section;
An electronic device comprising: a fourth flow path for allowing the working fluid condensed in the condensing unit to flow to the evaporating unit.
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