JP2009097757A - ループヒートパイプおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】動作がより安定するループヒートパイプを提供する。
【解決手段】環状に形成された流路２１を有する容器２２と、この容器２２内に封入された作動流体２３とを備えたループヒートパイプ１６は、蒸発部３１内において少なくとも発熱体対向領域４１に設けられた第１のウィック６１と、第１のウィック６１に対して液戻り管３４側から隣接する第２のウィック６２とを備える。容器２２は、発熱体１２に臨む第１の壁部５１と、第１の壁部５１との間に流路２１となる空間を空けて第１の壁部５１に対向する第２の壁部５２とを有する。第１のウィック６１は、第１の壁部５１に設けられた第１の部分６１ａと、第１の部分６１ａとの間に隙間Ｓを空けて第２の壁部５２に設けられた第２の部分６１ｂとを有する。第２のウィック６２は、第１の壁部５１と第２の壁部５２との間の全域に亘って設けられている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、発熱体を冷却するためのループヒートパイプに係る技術に関する。

特許文献１は、電子機器に適用されるループ型の熱輸送装置を開示している。この熱輸送装置は、毛細管力で作動流体が一方向に流れる環状の流路を備える。この環状の流路は、蒸発部、蒸気管、凝縮部、および液管から構成されている。

上記蒸発部は、発熱体と接触するベース部に多孔質体が配置されている。この多孔質体での毛細管力によって液状の作動流体が液管から蒸発部に供給される。発熱体が発熱すると、その熱によって作動流体が蒸発する。これにより発熱体の熱は蒸発潜熱として作動流体に奪われる。蒸気となった作動流体は蒸気管を通じて凝縮部に移動し、凝縮部で冷却されて液化する。液化した作動流体は、液管を通じて再び蒸発部に還流される。
特開２００７−１６３０７６号公報

上述の熱輸送装置では、多孔質体での毛細管力によって作動流体が循環される。この場合、流路の圧力損失に比べて上記毛細管力が十分大きくないと、作動流体がうまく流れず、ループヒートパイプの動作が不安定になるおそれがある。

本発明の目的は、動作がより安定するループヒートパイプ、およびそのループヒートパイプを備えた電子機器を提供することにある。

本発明の一つの形態に係るループヒートパイプは、環状に形成された流路を有する容器と、この容器内に封入された作動流体とを備えたループヒートパイプであって、発熱体に対向する発熱体対向領域を含むとともに、上記発熱体に熱的に接続され、上記作動流体が気化する蒸発部と、上記気化した作動流体が液化する凝縮部と、上記蒸発部と上記凝縮部との間に設けられ、上記気化した作動流体が上記凝縮部に向いて流れる蒸気管と、上記凝縮部と上記蒸発部との間に設けられ、上記液化した作動流体が上記蒸発部に向いて流れる液戻り管と、上記蒸発部内において少なくとも上記発熱体対向領域に設けられた第１のウィックと、上記第１のウィックに対して上記液戻り管側から隣接する第２のウィックとを備える。上記容器は、上記発熱体に臨む第１の壁部と、上記第１の壁部との間に上記流路となる空間を空けて上記第１の壁部に対向する第２の壁部とを有する。上記第１のウィックは、上記第１の壁部に設けられた第１の部分と、上記第１の部分との間に隙間を空けて上記第２の壁部に設けられた第２の部分とを有する。上記第２のウィックは、上記第１の壁部と上記第２の壁部との間の全域に亘って設けられている。

本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、上記筐体内に実装された発熱体と、上記筐体内に収容されたループヒートパイプとを具備する。このループヒートパイプは、環状に形成された流路を有する容器と、この容器内に封入された作動流体とを備える。上記ループヒートパイプは、発熱体に対向する発熱体対向領域を含むとともに、上記発熱体に熱的に接続され、上記作動流体が気化する蒸発部と、上記気化した作動流体が液化する凝縮部と、上記蒸発部と上記凝縮部との間に設けられ、上記気化した作動流体が上記凝縮部に向いて流れる蒸気管と、上記凝縮部と上記蒸発部との間に設けられ、上記液化した作動流体が上記蒸発部に向いて流れる液戻り管と、上記蒸発部内において少なくとも上記発熱体対向領域に設けられた第１のウィックと、上記第１のウィックに対して上記液戻り管側から隣接する第２のウィックとを備える。上記容器は、上記発熱体に臨む第１の壁部と、上記第１の壁部との間に上記流路となる空間を空けて上記第１の壁部に対向する第２の壁部とを有する。上記第１のウィックは、上記第１の壁部に設けられた第１の部分と、上記第１の部分との間に隙間を空けて上記第２の壁部に設けられた第２の部分とを有する。上記第２のウィックは、上記第１の壁部と上記第２の壁部との間の全域に亘って設けられている。

本発明によれば、ループヒートパイプの動作がより安定する。

以下に、本発明の実施の形態をポータブルコンピュータに適用した図面に基づいて説明する。図１ないし図７は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。

図１に示すように、ポータブルコンピュータ１は、本体２と、表示ユニット３とを備えている。本体２は、箱状に形成された筐体４を有する。筐体４は、上壁４ａ、周壁４ｂ、および下壁４ｃを有する。上壁４ａは、キーボード５を支持している。周壁４ｂには、図示しない排気孔が開口している。

表示ユニット３は、ディスプレイハウジング６と、このディスプレイハウジング６に収容された表示装置７とを備えている。表示装置７は、表示画面７ａを有する。表示画面７ａは、ディスプレイハウジング６の前面の開口部６ａを通じてディスプレイハウジング６の外部に露出している。

表示ユニット３は、筐体４の後端部に一対のヒンジ部８ａ，８ｂを介して支持されている。そのため、表示ユニット３は、上壁４ａを上方から覆うように倒される閉じ位置と、上壁４ａを露出させるように起立する開き位置との間で回動可能である。

図１に示すように、筐体４内には、回路基板１１が収容されている。この回路基板１１には、発熱体１２が実装されている（図７参照）。発熱体１２は、例えば使用時に熱を発する電子部品であり、例えばＣＰＵ、グラフィックチップ、ノース・ブリッジ（登録商標）、またはメモリなどが具体例として挙げられる。ただし発熱体１２は、上記の例に限らず、放熱が望まれる種々の部品が該当する。

図２は、ポータブルコンピュータ１に搭載される冷却ユニット１３の構成の一例を概略的に示す。冷却ユニット１３は、ループヒートパイプ１６、放熱部材１７、および冷却ファン１８を備える。放熱部材１７の一例は、複数のフィン要素を有する放熱フィンである。冷却ファン１８は、例えば放熱部材１７に向けて空気を吐出し、放熱部材１７を冷却する。

ループヒートパイプ１６は、発熱体１２の熱を放熱部材１７まで輸送する。ループヒートパイプ１６は、環状に形成された流路２１を有する容器２２と、この容器２２内に封入された作動流体２３とを有する。ループヒートパイプ１６は、毛細管力によって作動流体２３が上記流路２１内を一方向に流れる自然循環タイプの熱輸送装置である。

詳しく述べると、ループヒートパイプ１６は、蒸発部３１、凝縮部３２、蒸気管３３、および液戻り管３４を備える。蒸発部３１は、いわゆる受熱部である。蒸発部３１は、発熱体１２に熱的に接続され、発熱体１２から熱を受け取る。この熱によって蒸発部３１内では作動流体２３が加熱されて気化する。凝縮部３２は、いわゆる放熱部である。凝縮部３２は、放熱部材１７に熱的に接続されており、気化した作動流体２３が冷却されて液化する。

蒸気管３３は、蒸発部３１と凝縮部３２との間に設けられており、蒸発部３１で気化した作動流体２３が凝縮部３２に向いて流れる。液戻り管３４は、凝縮部３２と蒸発部３１との間に設けられており、凝縮部３２で液化した作動流体２３が蒸発部３１に向いて流れる。

次に、ループヒートパイプ１６の一例について説明する。容器２２は、例えば銅材で形成されている。図５に示すように、容器２２は、扁平状に形成されている。容器２２の幅Ｂは、例えば４０ｍｍ、容器２２の厚さＴは、例えば０．８ｍｍである。容器２２は、例えば２枚の板状部材を、流路２１となる空間を間に空けるようにして互いに重ね合わせることで形成される。作動流体２３としては、例えば水、アルコール、アンモニア、ブタン、または不凍液などが具体例として挙げられる。

次に図３ないし図７を参照して、蒸発部３１について詳述する。なお図３ないし図７は、蒸発部３１の形状を模式的に示す。図５および図７に示すように、蒸発部３１は、発熱体１２に熱接触する部分が平坦に加工された形状を有する。蒸発部３１は、発熱体１２に対向するとともに、例えば熱拡散板３７を介して発熱体１２に熱的に接続される。このとき発熱体１２と熱拡散板３７との間には、例えば熱接続材料３８が介在されている。熱接続材料３８は、例えば伝熱グリスや伝熱シートであり、発熱体１２と熱拡散板３７との間の熱接続をより強固にする。なお熱拡散板３７は、必須の部材ではなく、ループヒートパイプ１６が直接に発熱体１２に接していてもよい。

次に図３を参照して、蒸発部３１内に形成されるいくつかの領域について説明する。蒸発部３１は、発熱体対向領域４１と、有効蒸発部領域４２とを含む。図３に示すように、発熱体対向領域４１は、発熱体１２に対向する領域である。なお本発明でいう「発熱体に対向する」とは、発熱体に直接対向する場合に加えて、例えば発熱体との間に熱拡散板などを介在させて発熱体に対向する場合も含む。

発熱体対向領域４１は、例えば発熱体１２の外形と同じ大きさを有する。なお、例えば発熱体１２がサブストレート１２ａとこのサブストレート１２ａに搭載されたチップ１２ｂとを有する場合、発熱体対向領域４１は、例えばチップ１２ｂの外形と同じ大きさを有する。

図３に示すように、有効蒸発部領域４２は、発熱体１２と直接または例えば熱拡散板などを介して熱接触する部分と、その近傍周囲領域とを含む。具体的には、有効蒸発部領域４２は、上記発熱体対向領域４１に加えて、作動流体２３の流れ方向に沿って上記発熱体対向領域４１の両端部から前後に（すなわち作動流体２３の上流方向と下流方向に）それぞれ上記発熱体１２の幅ｂに相当する長さを延長した領域を含む。

具体的な一例としては、作動流体２３の流れ方向に沿う発熱体１２の幅ｂが１０ｍｍであるとき、有効蒸発部領域４２の長さＬは３０ｍｍである。なお有効蒸発部領域４２は、作動流体２３の流れに直交する方向（すなわち幅Ｗ方向）に沿って、流路２１の全幅に設けられている。

図５に示すように、容器２２は、第１および第２の壁部５１，５２、および一対の側壁部５３，５４を有する。第１の壁部５１は、発熱体１２に臨むとともに、熱拡散板３７に接している。第１の壁部５１は、作動流体２３の流れ方向に沿って延びる一対の両側縁部５１ａ，５１ｂを有する。第２の壁部５２は、発熱体１２とは反対側に臨んでいる。第２の壁部５２は、第１の壁部５１との間に上記流路２１となる空間を空けて第１の壁部５１に対向している。第２の壁部５２は、作動流体２３の流れ方向に沿って延びる一対の両側縁部５２ａ，５２ｂを有する。

一対の側壁部５３，５４は、第１の壁部５１の両側縁部５１ａ，５１ｂに分かれて設けられているとともに、第１の壁部５１の両側縁部５１ａ，５１ｂを第２の壁部５２の両側縁部５２ａ，５２ｂにそれぞれ繋いでいる。上述したように、容器２２は、扁平状に形成され、例えば第２の壁部５２の面積が一対の側壁部５３，５４の面積の合計よりも大きい。すなわち、流路２１の幅Ｗを長さＡ、流路２１の高さＨを長さＢとしたとき、Ａ＞２Ｂの間係が成り立つ。

図３に示すように、蒸発部３１内には、第１および第２のウィック６１，６２が設けられている。第１のウィック６１は、有効蒸発部領域４２内に設けられている。第１のウィック６１は、少なくとも発熱体対向領域４１に設けられるとともに、発熱体対向領域４１を外れた領域にも設けられている。図３に示すように、作動流体２３の下流側に向く第１のウィック６１の端部と、同じく下流側に向く発熱体２１の端部との間の距離Ｌ１は、例えば発熱体２１の幅ｂよりも小さい。作動流体２３の上流側に向く第１のウィック６１の端部と、同じく上流側に向く発熱体２１の端部との間の距離Ｌ２は、例えば発熱体２１の幅ｂよりも小さい。第１のウィック６１は、例えば作動流体２３の流れに直交する方向に沿って、流路２１の全幅に亘って設けられている。

図５に示すように、第１のウィック６１は、互いに離間して設けられた第１および第２の部分６１ａ，６１ｂを有する。第１の部分６１ａは、第１の壁部５１に設けられている。第２の部分６１ｂは、第１の部分６１ａとの間に隙間Ｓを空けて第２の壁部５２に設けられている。

第１および第２の部分６１ａ，６１ｂは、例えばそれぞれ作動流体２３の流れ方向に沿う複数の板状部材６５で形成されている。この板状部材６５は、例えば仕切り板と呼ばれる。板状部材６５は、例えば流路２１の高さＨの半分よりも小さな高さを有する。第１の部分６１ａでは、複数の板状部材６５が第１の壁部５１から流路２１内に起立しており、この複数の板状部材６５によって作動流体２３の流れ方向に沿うグルーブが形成されている。第２の部分６１ｂでは、複数の板状部材６５が第２の壁部５２から流路２１内に起立しており、この複数の板状部材６５によって作動流体２３の流れ方向に沿うグルーブが形成されている。

第１および第２の部分６１ａ，６１ｂの複数の板状部材６５は、作動流体２３の流れ方向に直交する方向に、例えば０．１ｍｍピッチで設けられている。第１および第２の部分６１ａ，６１ｂの板状部材６５は、例えば容器２２と一体に形成されている。なおこれに代えて、容器２２とは別ピースで形成された第１のウィック６１を容器２２にはめ込んでもよい。

図３に示すように、第２のウィック６２は、第１のウィック６１に対して液戻り管３４側から隣接している。すなわち第２のウィック６２は、作動流体２３の流れ方向において、第１のウィック６１よりも上流側に設けられている。図６に示すように、第２のウィック６２は、第１の壁部５１と第２の壁部５２との間の全域に亘って設けられている。第２のウィック６２は、第１のウィック６１の第１および第２の部分６１ａ，６１ｂの両方に接している。

第２のウィック６２は、液状の作動流体２３を貯留するとともに、第１のウィック６１における蒸発量に相当する量の作動流体２３を第１のウィック６１に供給する。第２のウィック６２は、例えば多孔質体で形成されている。第２のウィック６２は、具体的には、例えば銅と合成樹脂の混合粉を焼いて焼結した焼結金属、または耐熱性を有する合成樹脂などである。
一方、図３および図４に示すように、第１のウィック６１よりも蒸気管３３側（すなわち下流側）は、ウィックは設けられておらず開放されている。

図５に示すように、蒸発部３１には、例えば複数の熱接続部７１が設けられている。熱接続部７１は、第１の壁部５１から流路２１内を延びて第２の壁部５２に達するとともに、第１の壁部５１を第２の壁部５２に熱的に接続している。熱接続部７１は、第１の壁部５１の中央部５１ｃと第２の壁部５２の中央部５２ｃとの間に設けられている。なお中央部５１ｃは、第１の壁部５１のなかで両側縁部５１ａ，５１ｂを外れた領域をいう。中央部５２ｃは、第２の壁部５２のなかで両側縁部５２ａ，５２ｂを外れた領域をいう。複数設けられた熱接続部７１の一部は、発熱体対向領域４１内に設けられている。すなわち発熱体対向領域４１内の第１の壁部５１を第２の壁部５２に熱的に接続している。

熱接続部７１の一例は、作動流体２３の流れ方向に沿うとともに、第１の壁部５１と第２の壁部５２との間に延びる板状部材７２で形成されている。換言すれば、第１の壁部５１に形成された複数の板状部材の一部が第２の壁部５２にまで達することで熱接続部７１が形成されている。板状部材７２は、熱伝導性の良好な材料、例えば金属材料で形成されている。

次に、ループヒートパイプ１６の作用について説明する。
ポータブルコンピュータ１を使用すると発熱体１２が発熱する。この熱の多くは、例えば熱拡散板３７を介してまず蒸発部３１の第１の壁部５１に伝わる。第１の壁部５１に伝わった熱の一部は、第１のウィック６１の第１の部分６１ａに伝わる。また、第１の壁部５１に伝わった熱の他の一部は、熱接続部７１および第２の壁部５２を介して、第１のウィック６１の第２の部分６１ｂに伝わる。

第１および第２の部分６１ａ，６１ｂには、液状の作動流体２３が供給されている。作動流体２３は、第１のウィック６１が受け取った熱によって加熱されて気化する。このとき、作動流体２３は潜熱として熱を吸収する。

蒸発部３１から向かって液戻り管３４は、第２のウィック６２があるため、蒸気管３３に比べて圧力損失が高い。そのため気化した作動流体２３は、液戻り管３４へは流れずに、蒸気管３３を通じて凝縮部３２へと流れる。凝縮部３２は、放熱部材１７および冷却ファン１８によって冷却されている。凝縮部３２に達した作動流体２３は、凝縮部３２で冷却され熱を放出して液化する。

作動流体２３の蒸発により第１のウィック６１内に含まれる作動流体２３が減少すると、第１および第２のウィック６１，６２での毛細管力により、蒸発した作動流体２３の量に相当する液状の作動流体２３が液戻り管３４から蒸発部３１に供給される。詳しくは、第１および第２のウィック６１，６２の界面７５において毛細管力が生じる。この毛細管力により液状の作動流体２３が液戻り管３４から蒸発部３１に向けて引っ張られ、第２のウィック６２から第１のウィック６１へと作動流体２３が供給される。これにより、凝縮部３２で液化した作動流体２３が蒸発部３１まで還流される。このようにして作動流体２３は、図２中の矢印ｆの向きに蒸発部３１と凝縮部３２との間で自然循環され、発熱体１２の熱を放熱部材１７まで輸送する。

このような構成によれば、蒸発部３１に生じる毛細管力が大きいため、ループヒートパイプ１６の動作がより安定する。すなわちループヒートパイプ１６は、ウィックでの毛細管力によって作動流体２３を循環させる。そのため毛細管力の大きさがループヒートパイプ１６の動作の安定性に大きく影響する。

図７中の太線部分は、蒸発部３１内で界面７５が生じる部分を示す。なお本明細書でいう「界面」とは、気相にある作動流体と液相にある作動流体との境界面のことであり、作動流体が蒸発する面をいう。第１のウィック６１が互いの間に隙間Ｓを空ける第１および第２の部分６１ａ，６１ｂによって形成されていると、第１のウィック６１は、作動流体２３の下流方向に臨む面に加えて、隙間Ｓに対向する面においても界面７５を形成することができる。すなわち、第１のウィック６１で大きな界面７５を形成することができる。このため、作動流体２３に作用する毛細管力が大きくなりループヒートパイプの動作が安定する。

有効蒸発部領域４２は、蒸発部３１のなかで発熱体１２から熱を最もよく受け取る領域である。この有効蒸発部領域４２に第１のウィック６１が設けられていると、第１のウィック６１において作動流体２３がより気化しやすい。

第２のウィック６２が第１の壁部５１と第２の壁部５２との間の全域に亘って設けられていると、例え第１のウィック６１が互いに離間した複数の部分から形成されていても、気化した作動流体２３が流路２１内を逆流することなく循環させることができる。

第１の壁部５１を第２の壁部５２に熱的に接続する熱接続部７１が設けられていると、第１の壁部５１から離れた第１のウィック６１の第２の部分６１ｂにも効率的に熱を伝えることができる。これにより第２の部分６１ｂからの作動流体２３の気化を促進することができ、ループヒートパイプ１６の熱輸送能力が向上する。

第１および第２の部分６１ａ，６１ｂが板状部材６５で形成されていると、例えば押し出し加工などにより容器２２の成形と同時に第１のウィック６１の成形が可能である。このため、ループヒートパイプ１６の製造性が高くなる。第２のウィック６２が多孔質体で形成されていると、第１および第２の壁部５１，５２の間の全域に亘って設けられる第２のウィック６２を形成しやすい。

熱接続部７１が第１の壁部５１から流路２１内を延びて第２の壁部５２に達していると、第１の壁部５１の中央部５１ｃを第２の壁部５２に熱的に接続することができる。これによりループヒートパイプ１６のなかで比較的温度が高くなる第１の壁部５１の中央部５１ｃの熱を第２の壁部５２に伝えることができる。これは第２の部分６１ｂでの作動流体２３の気化を促進する。熱接続部７１が発熱体対向領域４１内に設けられていると、作動流体２３の気化がさらに促進される。

熱接続部７１が作動流体２３の流れ方向に沿うとともに第１および第２の壁部５１，５２の間に延びる板状部材７２で形成されていると、例え熱接続部７１が流路２１内を横切っていても作動流体２３の流れを阻害しにくい。これによりループヒートパイプ１６の動作がより安定しやすい。

次に、図８および図９を参照して、ループヒートパイプ１６の変形例について説明する。図８に示すように、第１のウィック６１は、有効蒸発部領域４２の下流側の端部にまで達していてもよい。さらに言えば第１のウィック６１は、有効蒸発部領域４２の外部にまで延びていてもよい。また図３および図８では、第２のウィック６２は、有効蒸発部領域４２の上流側の端部を越えて設けられている。これに代えて、図９に示すように、第２のウィック６２は、有効蒸発部領域４２の内部にのみ設けられていてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係るループヒートパイプ１６について、図１０を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ループヒートパイプ１６は、例えば第１の実施形態と同様に、電子機器としてのポータブルコンピュータ１に搭載される。

図１０に示すように、第２のウィック６２は、蒸発部３１から液戻り管３４の内部および凝縮部３２の内部にまで連続して設けられている。上記説明した以外のループヒートパイプ１６およびポータブルコンピュータ１の残りの構成は上記第１の実施形態と同じである。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様に、第１のウィック６１で大きな界面７５を形成することができるため、作動流体２３に作用する毛細管力が大きくなりループヒートパイプ１６の動作が安定する。さらに、本実施形態のように第２のウィック６２が蒸発部３１から液戻り管３４および凝縮部３２まで設けられていると、気相の作動流体２３が液戻り管３４内に入り込むことを抑制することができる。これにより、ループヒートパイプ１６の動作がさらに安定する。

このように第２のウィック６２を多くの領域に形成すると、凝縮部３２と蒸発部３１との間の圧力損失が大きくなるため、一般的に作動流体２３が流れにくくなる。しかしながら本実施形態の構成によれば、第１のウィック６１によって大きな毛細管力を得ることができるので、第２のウィック６２による圧力損失が多少大きくても作動流体２３を十分に循環させることができる。
次に、本発明の第３の実施形態に係るループヒートパイプ１６について、図１１を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ループヒートパイプ１６は、例えば第１の実施形態と同様に、電子機器としてのポータブルコンピュータ１に搭載される。

図１１に示すように、第２のウィック６２は、蒸発部３１から液戻り管３４の途中まで連続して設けられている。上記説明した以外のループヒートパイプ１６およびポータブルコンピュータ１の残りの構成は上記第１の実施形態と同じである。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様に、第１のウィック６１で大きな界面７５を形成することができるため、作動流体２３に作用する毛細管力が大きくなりループヒートパイプ１６の動作が安定する。さらに、本実施形態のように第２のウィック６２が蒸発部３１から液戻り管３４まで設けられていると、気相の作動流体２３が液戻り管３４内に入り込むことを抑制することができる。なお図１１では、第２のウィック６２は、液戻り管３４の途中まで設けられているが、第２のウィック６２は、液戻り管３４の全部に設けられていてもよい。

次に、本発明の第４の実施形態に係るループヒートパイプ１６について、図１２ないし図１４を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ループヒートパイプ１６は、例えば第１の実施形態と同様に、電子機器としてのポータブルコンピュータ１に搭載される。

本実施形態に係る第１および第２のウィック６１，６２は、共に多孔質体で形成されている。本実施形態では、第１および第２のウィック６１，６２は、種類の同じ多孔質体によって形成されるとともに、互いに一体に成形されている。なお第１および第２のウィック６１，６２は、互いに種類の異なる多孔質体によって形成されてもよい。上記説明した以外のループヒートパイプ１６およびポータブルコンピュータ１の残りの構成は上記第１の実施形態と同じである。

このような構成によれば、上記第１の実施形態と同様に、第１のウィック６１で大きな界面７５を形成することができるため、作動流体２３に作用する毛細管力が大きくなりループヒートパイプ１６の動作が安定する。第１および第２のウィック６１，６２が共に多孔質体であれば、第１および第２のウィック６１，６２を一度に形成することができる。

次に、本発明の第５の実施形態に係るループヒートパイプ１６について、図１５を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ループヒートパイプ１６は、例えば第１の実施形態と同様に、電子機器としてのポータブルコンピュータ１に搭載される。

図１５に示すように、第１の壁部５１の一部には、第２の壁部５２に向いて突出する第１の凸部８１が設けられている。第１の凸部８１の一例は、第２の壁部５２に向いて窪ませた絞り部である。第２の壁部５２の一部には、第１の壁部５１に向いて突出する第２の凸部８２が設けられている。第２の凸部８２の一例は、第１の壁部５１に向いて窪ませた絞り部である。第２の凸部８２は、第１の凸部８１に対向する部位に設けられている。

第１および第２の凸部８１，８２は互いに接しており、熱的に接続されている。本実施形態では、この第１および第２の凸部８１，８２によって、第１の壁部５１を第２の壁部５２に熱的に接続する熱接続部７１が形成されている。熱接続部７１は、第１の壁部５１の中央部５１ｃと第２の壁部５２の中央部５２ｃとの間に設けられている。上記説明した以外のループヒートパイプ１６およびポータブルコンピュータ１の残りの構成は上記第１の実施形態と同じである。

このような構成によれば、上記第１の実施形態と同様に、第１のウィック６１で大きな界面７５を形成することができるため、作動流体２３に作用する毛細管力が大きくなりループヒートパイプの動作が安定する。

さらに熱接続部７１が設けられていると、第１の壁部５１から離れた第１のウィック６１の第２の部分６１ｂにも効率的に熱を伝えることができる。これにより第２の部分６１ｂからの作動流体２３の気化を促進することができる。熱接続部７１が第１および第２の壁部５１，５２の少なくとも一方の一部を他方に向けて突出させた凸部８１，８２によって形成されていると、熱接続部７１を例えば絞り加工やその他の加工方法により容易に形成することができる。なお凸部は、第１および第２の壁部５１，５２の両方に必ず設ける必要はなく、例えば一方の壁部に他方の壁部まで達する大きさの凸部を設けてもよい。

なお図１６は、本実施形態に係るループヒートパイプ１６の変形例の一つを示す。図１６に示すように、第１のウィック６１は、板状部材６５に代えて、第４の実施形態と同様に多孔質体であってもよい。

次に、本発明の第６の実施形態に係るループヒートパイプ１６について、図１７を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ループヒートパイプ１６は、例えば第１の実施形態と同様に、電子機器としてのポータブルコンピュータ１に搭載される。

本実施形態に係るループヒートパイプ１６においては、熱接続部７１が設けられていない。容器２２は、扁平状に形成されており、第２の壁部５２の面積が一対の側壁部５３，５４の面積の合計よりも大きい。流路２１の幅Ｗを長さＡ、流路２１の高さＨを長さＢとしたとき、Ａ＞２Ｂの間係が成り立つ。

第１の壁部５１が発熱体１２から受け取った熱の一部は、一対の側壁部５３，５４および流路２１内の気相および液相の作動流体２３を介して第１のウィック６１の第２の部分６１ｂに伝わる。これにより第２の部分６１ｂでも作動流体２３が加熱されて気化する。上記説明した以外のループヒートパイプ１６およびポータブルコンピュータ１の残りの構成は上記第１の実施形態と同じである。

このような構成によれば、上記第１の実施形態と同様に、第１のウィック６１で大きな界面７５を形成することができるため、作動流体２３に作用する毛細管力が大きくなりループヒートパイプの動作が安定する。容器２２が扁平状に形成されており、第２の壁部５２の面積が一対の側壁部５３，５４の面積の合計よりも大きいと、第１のウィック６１の第２の部分６１ｂを第２の壁部５２に設けることで界面７５を大きく形成することができる。

なお図１８は、本実施形態に係るループヒートパイプ１６の変形例の一つを示す。図１８に示すように、第１のウィック６１は、板状部材６５に代えて、第４の実施形態と同様に多孔質体であってもよい。

以上、第１ないし第６の実施形態に係るループヒートパイプ１６およびこのループヒートパイプ１６が搭載されるポータブルコンピュータ１について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。各実施形態に係る構成要素は、適宜組み合わせて適用することができる。例えば第４ないし第６の実施形態においても、第２および第３の実施形態と同様に、第２のウィック６２が蒸発部３１から液戻り管３４の途中または全部に設けられていてもよく、第２のウィック６２が蒸発部３１から凝縮部３２まで設けられていてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 本発明の第１の実施形態に係るループヒートパイプの断面図。 図２中に示された蒸発部の断面図。 図３中に示された蒸発部のＦ４−Ｆ４線に沿う断面図。 図３中に示された蒸発部のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図。 図３中に示された蒸発部のＦ６−Ｆ６線に沿う断面図。 図３中に示された蒸発部のＦ７−Ｆ７線に沿う断面図。 図３中に示された蒸発部の変形例の一つを示す断面図。 図３中に示された蒸発部の変形例の他の一つを示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係るループヒートパイプの断面図。 本発明の第３の実施形態に係るループヒートパイプの断面図。 本発明の第４の実施形態に係る蒸発部の断面図。 図１２中に示された蒸発部のＦ１３−Ｆ１３線に沿う断面図。 図１２中に示された蒸発部のＦ１４−Ｆ１４線に沿う断面図。 本発明の第５の実施形態に係る蒸発部の断面図。 図１５中に示された蒸発部の変形例の一つを示す断面図。 本発明の第６の実施形態に係る蒸発部の断面図。 図１７中に示された蒸発部の変形例の一つを示す断面図。

符号の説明

Ｓ…隙間、１…ポータブルコンピュータ、４…筐体、１２…発熱体、１６…ループヒートパイプ、２１…流路、２２…容器、２３…作動流体、３１…蒸発部、３２…凝縮部、３３…蒸気管、３４…液戻り管、４１…発熱体対向領域、４２…有効蒸発部領域、５１…第１の壁部、５２…第２の壁部、５３，５４…側壁部、６１…第１のウィック、６１ａ…第１の部分、６１ｂ…第２の部分、６２…第２のウィック、６５…板状部材、７１…熱接続部、８１，８２…凸部。

Claims (10)

1. 環状に形成された流路を有する容器と、この容器内に封入された作動流体とを備えたループヒートパイプであって、
   発熱体に対向する発熱体対向領域を含むとともに、上記発熱体に熱的に接続され、上記作動流体が気化する蒸発部と、
   上記気化した作動流体が液化する凝縮部と、
   上記蒸発部と上記凝縮部との間に設けられ、上記気化した作動流体が上記凝縮部に向いて流れる蒸気管と、
   上記凝縮部と上記蒸発部との間に設けられ、上記液化した作動流体が上記蒸発部に向いて流れる液戻り管と、
   上記蒸発部内において少なくとも上記発熱体対向領域に設けられた第１のウィックと、
   上記第１のウィックに対して上記液戻り管側から隣接する第２のウィックと、を備え、
   上記容器は、上記発熱体に臨む第１の壁部と、上記第１の壁部との間に上記流路となる空間を空けて上記第１の壁部に対向する第２の壁部とを有し、
   上記第１のウィックは、上記第１の壁部に設けられた第１の部分と、上記第１の部分との間に隙間を空けて上記第２の壁部に設けられた第２の部分とを有し、
   上記第２のウィックは、上記第１の壁部と上記第２の壁部との間の全域に亘って設けられており、
   上記蒸発部は、上記第１の壁部から上記流路内を延びて上記第２の壁部に達するとともに、上記第１の壁部を上記第２の壁部に熱的に接続する熱接続部を有することを特徴とするループヒートパイプ。
2. 請求項１に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記第１のウィックの第１の部分および第２の部分は、それぞれ上記作動流体の流れ方向に沿う複数の板状部材で形成されていることを特徴とするループヒートパイプ。
3. 請求項２に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記第２のウィックは、多孔質体で形成されていることを特徴とするループヒートパイプ。
4. 請求項３に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記熱接続部は、上記作動流体の流れ方向に沿うとともに、上記第１の壁部と上記第２の壁部との間に延びる板状部材で形成されていることを特徴とするループヒートパイプ。
5. 請求項１に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記第１のウィックおよび上記第２のウィックは、共に多孔質体で形成されていることを特徴とするループヒートパイプ。
6. 環状に形成された流路を有する容器と、この容器内に封入された作動流体とを備えたループヒートパイプであって、
   発熱体に対向する発熱体対向領域を含むとともに、上記発熱体に熱的に接続され、上記作動流体が気化する蒸発部と、
   上記気化した作動流体が液化する凝縮部と、
   上記蒸発部と上記凝縮部との間に設けられ、上記気化した作動流体が上記凝縮部に向いて流れる蒸気管と、
   上記凝縮部と上記蒸発部との間に設けられ、上記液化した作動流体が上記蒸発部に向いて流れる液戻り管と、
   上記蒸発部内において少なくとも上記発熱体対向領域に設けられた第１のウィックと、
   上記第１のウィックに対して上記液戻り管側から隣接する第２のウィックと、を備え、
   上記容器は、上記発熱体に臨む第１の壁部と、上記第１の壁部との間に上記流路となる空間を空けて上記第１の壁部に対向する第２の壁部とを有し、
   上記第１のウィックは、上記第１の壁部に設けられた第１の部分と、上記第１の部分との間に隙間を空けて上記第２の壁部に設けられた第２の部分とを有し、
   上記第２のウィックは、上記第１の壁部と上記第２の壁部との間の全域に亘って設けられていることを特徴とするループヒートパイプ。
7. 請求項６に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記第１の壁部および上記第２の壁部は、それぞれ上記作動流体の流れ方向に沿って延びる両側縁部を有し、上記容器は、上記第１の壁部の両側縁部に分かれて設けられるとともに、上記第１の壁部の両側縁部を上記第２の壁部の両側縁部に繋ぐ一対の側壁部を有しており、
   上記容器は、上記第２の壁部の面積が一対の上記側壁部の面積の合計よりも大きい扁平状に形成されていることを特徴とするループヒートパイプ。
8. 請求項６に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記蒸発部は、上記第１の壁部を上記第２の壁部に熱的に接続する熱接続部を有することを特徴とするループヒートパイプ。
9. 請求項８に記載のループヒートパイプにおいて、
   上記熱接続部は、上記第１の壁部および上記第２の壁部の少なくとも一方の一部を他方に向けて突出させた凸部によって形成されていることを特徴とするループヒートパイプ。
10. 筐体と、
    上記筐体内に実装された発熱体と、
    上記筐体内に収容されるとともに、環状に形成された流路を有する容器と、この容器内に封入された作動流体とを備えたループヒートパイプと、を具備し、
    上記ループヒートパイプは、
    発熱体に対向する発熱体対向領域を含むとともに、上記発熱体に熱的に接続され、上記作動流体が気化する蒸発部と、
    上記気化した作動流体が液化する凝縮部と、
    上記蒸発部と上記凝縮部との間に設けられ、上記気化した作動流体が上記凝縮部に向いて流れる蒸気管と、
    上記凝縮部と上記蒸発部との間に設けられ、上記液化した作動流体が上記蒸発部に向いて流れる液戻り管と、
    上記蒸発部内において少なくとも上記発熱体対向領域に設けられた第１のウィックと、
    上記第１のウィックに対して上記液戻り管側から隣接する第２のウィックと、を備え、
    上記容器は、上記発熱体に臨む第１の壁部と、上記第１の壁部との間に上記流路となる空間を空けて上記第１の壁部に対向する第２の壁部とを有し、
    上記第１のウィックは、上記第１の壁部に設けられた第１の部分と、上記第１の部分との間に隙間を空けて上記第２の壁部に設けられた第２の部分とを有し、
    上記第２のウィックは、上記第１の壁部と上記第２の壁部との間の全域に亘って設けられていることを特徴とする電子機器。

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