JP2011094822A - Loop-type heat pipe and electronic device including the same - Google Patents

Loop-type heat pipe and electronic device including the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011094822A
JP2011094822A JP2009246329A JP2009246329A JP2011094822A JP 2011094822 A JP2011094822 A JP 2011094822A JP 2009246329 A JP2009246329 A JP 2009246329A JP 2009246329 A JP2009246329 A JP 2009246329A JP 2011094822 A JP2011094822 A JP 2011094822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic fluid
compensation chamber
heat
pipe
heat pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009246329A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5370074B2 (en
Inventor
Seiji Hibino
聖二 日比野
Takahiro Kimura
孝浩 木村
Hiromoto Uchida
浩基 内田
Shigenori Aoki
重憲 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2009246329A priority Critical patent/JP5370074B2/en
Publication of JP2011094822A publication Critical patent/JP2011094822A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5370074B2 publication Critical patent/JP5370074B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a loop-type heat pipe and an electronic device including the same, superior in starting performance and a heat transporting capacity. <P>SOLUTION: This loop type heat pipe 10 includes: a compensation chamber 11 for storing working liquid 18; an evaporating section 12 receiving heat from the external and evaporating the working liquid 18; a steam pipe 13 for guiding the steam of the evaporating section 12 to a condensing section 14; the condensing section 14 radiating heat to the external and condensing the steam; a liquid pipe 15 for guiding the condensed working liquid 18 to the compensation chamber 11; and a wick 22 partitioning a working liquid flow channel 22b communicated with the compensation chamber 11 and a steam flow channel 22b communicated with the steam pipe 13 in the evaporating section 12. In the loop type heat pipe 10, a spacer 16 is disposed movably between the compensation chamber 11 and the working liquid flow channel 22b, and moved into the working liquid flow channel 22b to reduce a volume of the working liquid flow channel 22b when the heat pipe is disposed in a state that a position of the evaporating section 12 is higher than a position of the condensing section 14. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発熱素子等の冷却に用いられるループ型ヒートパイプ及びこれを備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a loop heat pipe used for cooling a heating element or the like and an electronic apparatus including the same.

近年、コンピュータ等の電子機器の発熱量及び発熱密度が増加し、冷却性能の向上が求められている。そのため、ヒートシンクを冷却ファンの近傍等の冷却に適する場所に配置し、CPU等の発熱量の大きな電子部品とヒートシンクとをヒートパイプで熱的に接続して冷却する方法が広く用いられている。従来、ヒートシンクと電子部品とを熱的に接続するヒートパイプとしては、構造が簡単な単管型ヒートパイプが利用されてきた。しかし、単管型ヒートパイプの熱輸送能力は30〜50W程度と低く、電子機器の冷却を行うのに十分ではないことがある。一方、ループ型ヒートパイプは単管型ヒートパイプに比べて熱輸送能力が優れることから、電子機器への搭載を目指した開発が進められている。   In recent years, the heat generation amount and heat generation density of electronic devices such as computers have increased, and improvement in cooling performance has been demanded. For this reason, a method is widely used in which a heat sink is disposed in a location suitable for cooling, such as in the vicinity of a cooling fan, and an electronic component having a large amount of heat, such as a CPU, and the heat sink are thermally connected by a heat pipe. Conventionally, as a heat pipe for thermally connecting a heat sink and an electronic component, a single-tube heat pipe having a simple structure has been used. However, the heat transport capacity of the single-tube heat pipe is as low as about 30 to 50 W, and may not be sufficient for cooling the electronic device. On the other hand, loop type heat pipes have better heat transport capability than single pipe type heat pipes, so development aimed at mounting on electronic devices is underway.

ループ型ヒートパイプは、作動液(液相の作動流体)を蒸発させる蒸発部と、蒸気(気相の作動流体)を凝縮させる凝縮部と、蒸発部に供給する作動液を一時的に貯留する補償チャンバとを備える。蒸発部と凝縮部とは蒸気管で接続され、凝縮部と補償チャンバとは液管で接続される。さらに、蒸発部の内部には、補償チャンバと連通した作動液流路と、蒸気管と連通した蒸気流路と、作動液流路と蒸気流路とを隔てるウィックと呼ばれる多孔質部材とが設けられている。ウィックは、作動液流路の作動液を毛細管力で蒸気流路側に輸送する機能と、蒸気流路の蒸気が作動液流路に逆流するのを防ぐ機能とを有し、蒸発部と凝縮部との間で作動流体(作動液及びその蒸気を含む)を循環させる。   The loop heat pipe temporarily stores an evaporating unit that evaporates the working fluid (liquid phase working fluid), a condensing unit that condenses the vapor (gas phase working fluid), and the working fluid supplied to the evaporating unit. A compensation chamber. The evaporator and the condenser are connected by a vapor pipe, and the condenser and the compensation chamber are connected by a liquid pipe. Further, inside the evaporation section, there are provided a working fluid passage communicating with the compensation chamber, a steam passage communicating with the steam pipe, and a porous member called a wick that separates the working fluid passage and the steam passage. It has been. The wick has a function of transporting the working fluid in the working fluid channel to the steam channel side by capillary force, and a function for preventing the steam in the steam channel from flowing back to the working fluid channel. A working fluid (including a working fluid and its vapor).

ところで、コンピュータ等の電子機器は、設置、輸送及び保管等の状況により様々な向きに配置される。そのため、電子機器に搭載されるループ型ヒートパイプは、蒸発部(高温部)が凝縮部(低温部)よりも上側になる、いわゆるトップヒート配置となる場合が想定される。この場合、作動停止時に作動液が重力により補償チャンバから流出し、作動液を蒸気流路側に輸送する機能及び蒸気が作動液流路側に逆流するのを防ぐ機能が働かなくなってループ型ヒートパイプを始動することができなくなる。   By the way, electronic devices such as computers are arranged in various directions depending on installation, transportation, storage, and the like. Therefore, it is assumed that the loop heat pipe mounted on the electronic device has a so-called top heat arrangement in which the evaporation portion (high temperature portion) is located above the condensation portion (low temperature portion). In this case, when the operation is stopped, the working fluid flows out of the compensation chamber due to gravity, and the function of transporting the working fluid to the steam channel side and the function of preventing the vapor from flowing backward to the working fluid channel side do not work. It will not be possible to start.

上述の不具合の発生を防ぐために、従来のループ型ヒートパイプではループ型ヒートパイプ内に封入する作動液の量を最適な熱輸送特性が得られる量よりも増加させている。このように作動液の量を増加させると、トップヒート配置でも動液流路内を作動液で満たしてウィックを湿潤させておくことが可能となり、ループ型ヒートパイプの始動性が向上する。   In order to prevent the occurrence of the above-described problems, in the conventional loop heat pipe, the amount of the working fluid sealed in the loop heat pipe is increased more than the amount capable of obtaining the optimum heat transport characteristic. When the amount of the hydraulic fluid is increased in this way, it becomes possible to fill the inside of the fluid flow path with the hydraulic fluid and moisten the wick even in the top heat arrangement, and the startability of the loop heat pipe is improved.

特開2009−168273号公報JP 2009-168273 A 特開2009−115396号公報JP 2009-115396 A 特開2002−340489号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-340489

しかし、従来のようにループ型ヒートパイプ内に封入する作動液の量を増加させると、液相の割合の増加に伴って流動抵抗が高くなり、作動流体の循環量が低下してしまう。さらに、凝縮部において作動液の比率が高まるので蒸気の凝縮を効率良く行えなくなる。このため、ループ型ヒートパイプの熱輸送能力が低下してしまう。   However, when the amount of the working fluid sealed in the loop heat pipe is increased as in the prior art, the flow resistance increases with an increase in the ratio of the liquid phase, and the circulating amount of the working fluid decreases. Furthermore, since the ratio of the working fluid is increased in the condensing part, the steam cannot be condensed efficiently. For this reason, the heat transport capability of the loop heat pipe is reduced.

そこで、始動性及び熱輸送能力に優れたループ型ヒートパイプ及びこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。   Then, it aims at providing the loop type heat pipe excellent in startability and heat transport capability, and an electronic device provided with the same.

一観点によれば、外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、を有するループ型ヒートパイプが提供される。   According to one aspect, an evaporation unit that receives heat from the outside and evaporates the working fluid, a condensing unit that radiates heat to the outside and condenses the vapor of the working fluid, and a compensation chamber that stores the working fluid flowing into the evaporation unit A steam pipe that guides the vapor of the working fluid generated in the evaporation section to the condensing section, a liquid pipe that guides the working fluid condensed in the condensing section to the compensation chamber, and is disposed in the evaporation section. A wick that separates the hydraulic fluid passage that communicates with the compensation chamber and the vapor passage that communicates with the steam pipe, and is movable between the compensation chamber and the hydraulic fluid passage, There is provided a loop type heat pipe having a spacer that moves into the hydraulic fluid channel when the top heat arrangement is higher than the position of the condensing unit and reduces the volume of the hydraulic fluid channel. .

上記観点のループ型ヒートパイプによれば、トップヒート配置になるとスペーサが作動液流路内に入り、作動液流路の容積を減少させる。そのため、トップヒート配置で補償チャンバ及び作動液流路から作動液が流出しても作動液流路内に残存する作動液で作動液流路を満たすことができる。これにより、ウィックが作動液と接する部分が増加してウィック全体を湿潤させることができ、ループ型ヒートパイプを始動させることができる。さらに、ループ型ヒートパイプ内に封入する作動液の量を過度に増加させる必要がないため、熱輸送特性にも優れる。   According to the loop heat pipe of the above aspect, when the top heat arrangement is adopted, the spacer enters the hydraulic fluid flow path and reduces the volume of the hydraulic fluid flow path. Therefore, even if the hydraulic fluid flows out from the compensation chamber and the hydraulic fluid channel in the top heat arrangement, the hydraulic fluid channel can be filled with the hydraulic fluid remaining in the hydraulic fluid channel. Thereby, the part which a wick contacts with a hydraulic fluid increases, the whole wick can be moistened, and a loop type heat pipe can be started. Furthermore, since it is not necessary to excessively increase the amount of hydraulic fluid sealed in the loop heat pipe, the heat transport characteristics are also excellent.

図1(a)は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動停止させた状態で示す図であり、図1(b)は図1(a)の状態における補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。Fig.1 (a) is a figure which shows the state which stopped the loop type heat pipe which concerns on embodiment in top heat arrangement | positioning, FIG.1 (b) is a compensation chamber and evaporation part in the state of Fig.1 (a) FIG. 図2(a)は、実施形態に係る蒸発部をウィックの軸に垂直な面に沿って切断して示す断面図であり、図2(b)は実施形態に係る蒸発部及び補償チャンバを示す透視図である。FIG. 2A is a cross-sectional view showing the evaporator according to the embodiment cut along a plane perpendicular to the wick axis, and FIG. 2B shows the evaporator and the compensation chamber according to the embodiment. FIG. 図3(a)は、ウィックの空孔が作動液で満たされているときの気相の作動流体の流れを示す模式図であり、図3(b)はウィックの空孔が作動液で満たされていない場合の気相の作動流体の流れを示す模式図である。FIG. 3 (a) is a schematic diagram showing the flow of the working fluid in the gas phase when the wick holes are filled with the working fluid, and FIG. 3 (b) is the diagram showing that the wick holes are filled with the working fluid. It is a schematic diagram which shows the flow of the working fluid of the gaseous phase when not being carried out. 図4は、参考例に係る補償チャンバ及び蒸発部を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a compensation chamber and an evaporation unit according to a reference example. 図5(a)は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動させた状態で示す図であり、図5(b)は図5(a)の補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。Fig.5 (a) is a figure shown in the state which act | operated the loop type heat pipe which concerns on embodiment by top heat arrangement | positioning, FIG.5 (b) is a cross section which shows the compensation chamber and evaporation part of Fig.5 (a). FIG. 図6(a)は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをボトムヒート配置で作動させた状態を示す図であり、図6(b)は図6(a)状態における補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。Fig.6 (a) is a figure which shows the state which operated the loop type heat pipe which concerns on embodiment by bottom heat arrangement | positioning, FIG.6 (b) shows the compensation chamber and evaporation part in Fig.6 (a) state. It is sectional drawing. 図7(a)〜(c)は、実施例に係るループ型ヒートパイプを示す図である。7A to 7C are diagrams illustrating a loop heat pipe according to the embodiment. 図8は、実施形態に係るループ型ヒートパイプを実装したコンピュータを示す透視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a computer on which the loop heat pipe according to the embodiment is mounted. 図9は、実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発部と電子部品との接続構造を示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing a connection structure between the evaporation part of the loop heat pipe and the electronic component according to the embodiment.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1(a)は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動停止させた状態で示す図であり、図1(b)は図1(a)の補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。図2(a)は、実施形態に係る蒸発部をウィックの軸に垂直な面に沿って切断して示す断面図であり、図2(b)は実施形態に係る蒸発部及び補償チャンバを示す透視図である。なお、図1において矢印Aは鉛直上向き方向を示し、他の図についても同様とする。   Fig.1 (a) is a figure shown in the state which stopped the loop type heat pipe which concerns on embodiment by top heat arrangement | positioning, FIG.1 (b) shows the compensation chamber and evaporation part of Fig.1 (a). It is sectional drawing. FIG. 2A is a cross-sectional view showing the evaporator according to the embodiment cut along a plane perpendicular to the wick axis, and FIG. 2B shows the evaporator and the compensation chamber according to the embodiment. FIG. In FIG. 1, an arrow A indicates a vertically upward direction, and the same applies to other drawings.

図1(a)に示すように、本実施形態のループ型ヒートパイプ10は、補償チャンバ11、蒸発部12、蒸気管13、コンデンサ管(凝縮部)14及び液管15を備え、内部には作動液18が飽和蒸気圧の蒸気と共に封入されている。   As shown in FIG. 1A, the loop heat pipe 10 of the present embodiment includes a compensation chamber 11, an evaporation unit 12, a vapor pipe 13, a condenser pipe (condensing part) 14, and a liquid pipe 15, and inside. The working fluid 18 is enclosed together with steam having a saturated vapor pressure.

補償チャンバ11は、蒸発部12に隣接して配置されおり、蒸発部12に供給する作動液18を一時的に貯留する。この補償チャンバ11は、ループ型ヒートパイプ10がトップヒート配置の際に蒸発部12よりも上に位置し、ボトムヒート配置(蒸発部12の位置が凝縮部14の位置よりも低い配置)の際に蒸発部12よりも下に位置する。補償チャンバ11の内部には、例えば内径14mm程度、長さが11mm程度の空間が設けられている。   The compensation chamber 11 is disposed adjacent to the evaporation unit 12 and temporarily stores the working fluid 18 to be supplied to the evaporation unit 12. The compensation chamber 11 is located above the evaporation unit 12 when the loop heat pipe 10 is in the top heat arrangement, and is in the bottom heat arrangement (position where the evaporation unit 12 is lower than the position of the condensation unit 14). It is located below the evaporator 12. Inside the compensation chamber 11, for example, a space having an inner diameter of about 14 mm and a length of about 11 mm is provided.

図1(b)、図2(a)及び図2(b)に示すように、蒸発部12は、ヒートブロック21及びウィック22を備えている。   As shown in FIGS. 1B, 2 </ b> A, and 2 </ b> B, the evaporation unit 12 includes a heat block 21 and a wick 22.

ヒートブロック21は、銅等の熱伝導性の良い材料からなり、例えば、縦50mm程度、横50mm程度及び厚さ20mm程度の平板状に形成されている。ヒートブロック21の内部には、例えば直径14mm程度、長さ43mm程度の円柱状の空洞部21aが形成されている。空洞部21a内には、ウィック22が空洞部21aの内壁と接触するようにして収容されている。   The heat block 21 is made of a material having good thermal conductivity such as copper, and is formed in a flat plate shape having a length of about 50 mm, a width of about 50 mm, and a thickness of about 20 mm, for example. A cylindrical hollow portion 21a having a diameter of about 14 mm and a length of about 43 mm is formed inside the heat block 21, for example. The wick 22 is accommodated in the cavity portion 21a so as to be in contact with the inner wall of the cavity portion 21a.

ウィック22は、一方の端部が封鎖された円筒状(有底円筒状)に形成された多孔質材料からなり、内側の空間が作動液流路22bとなっている。ウィック22は、例えば外径が14mm程度、軸方向の長さが40mm程度であり、作動液流路22bは、例えば内径5mm程度、軸方向の長さが33mm程度である。また、ウィック22の空隙率は例えば0.5程度である。   The wick 22 is made of a porous material formed in a cylindrical shape (bottomed cylindrical shape) sealed at one end, and the inner space serves as a hydraulic fluid flow path 22b. The wick 22 has an outer diameter of, for example, about 14 mm and an axial length of about 40 mm, and the hydraulic fluid channel 22b has an inner diameter of, for example, about 5 mm and an axial length of about 33 mm. The porosity of the wick 22 is about 0.5, for example.

ウィック22の外周側には、例えば幅(ウィック22の周方向の長さ)が1mm程度、深さ(ウィック22の半径方向の長さ)が2.5mm程度、長さが(ウィック22の軸方向の長さ)40mm程度のグルーブ溝(蒸気流路)22aが形成されている。この蒸気流路22aは、ウィック22の外周に例えば8本程度、等間隔に配置されている。   On the outer peripheral side of the wick 22, for example, the width (the length in the circumferential direction of the wick 22) is about 1 mm, the depth (the length in the radial direction of the wick 22) is about 2.5 mm, and the length (the axis of the wick 22). A groove groove (steam channel) 22a having a length in the direction of about 40 mm is formed. For example, about eight steam flow paths 22 a are arranged on the outer periphery of the wick 22 at regular intervals.

作動液流路22bは、補償チャンバ11と連通し、蒸気流路22aは蒸気管13と連通している。また、蒸気流路22aと作動液流路22bとはウィック22によって隔離されている。   The hydraulic fluid passage 22 b communicates with the compensation chamber 11, and the vapor passage 22 a communicates with the steam pipe 13. Further, the vapor channel 22 a and the hydraulic fluid channel 22 b are separated by the wick 22.

上述の例では蒸気流路22aをウィック22側に設けているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、蒸気流路22aをヒートブロック21の空洞部21aの内周面側に設けてもよい。   In the above example, the steam channel 22a is provided on the wick 22 side, but the present embodiment is not limited to this, and the steam channel 22a is provided on the inner peripheral surface side of the cavity 21a of the heat block 21. May be.

図1(b)に示すように、作動液流路22b内には、円柱状のスペーサ16が挿入されている。このスペーサ16は、作動液流路21bと補償チャンバ11との高低差により作動液流路22b内と補償チャンバ11内との間を移動することができる。すなわち、ループ型ヒートパイプ10をトップヒート配置としたときには、スペーサ16は自重により作動液流路22b内に移動して作動液流路22b内の容積を減少させる。また、後述するようにループ型ヒートパイプ10をボトムヒート配置としたときは、スペーサ16は自重により補償チャンバ11内に移動して作動液流路22b内の流路を拡大させる。   As shown in FIG. 1B, a cylindrical spacer 16 is inserted into the hydraulic fluid channel 22b. The spacer 16 can move between the hydraulic fluid channel 22 b and the compensation chamber 11 due to the height difference between the hydraulic fluid channel 21 b and the compensation chamber 11. That is, when the loop heat pipe 10 is in the top heat arrangement, the spacer 16 moves into the hydraulic fluid passage 22b by its own weight, and reduces the volume in the hydraulic fluid passage 22b. Further, as will be described later, when the loop heat pipe 10 is in the bottom heat arrangement, the spacer 16 moves into the compensation chamber 11 by its own weight and expands the flow path in the working liquid flow path 22b.

スペーサ16は、例えば直径が4.5mm程度、長さが9mm程度の円柱状のアルミニウム棒からなる。なお、スペーサ16の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、作動液18よりも比重が大きく作動流体と化学反応しにくい材料、例えば、金属、セラミック及びフィラー充填樹脂等の材料等を用いることができる。また、スペーサ16の形状は円柱状に限定されるものではなく、角柱状や球状等としてもよい。さらに、スペーサ16の表面を樹脂材料などで被覆してもよい。この場合には、作動流路22b内に作動液18をスムーズに導入することができるように、作動液18と親和性を有する材料(例えばポリフッ化エチレン)でスペーサ16を被覆すると好適である。また、スペーサ16に面取加工(角部を丸める加工)を施すと、スペーサ16をスムーズに移動させることができて好適である。   The spacer 16 is made of, for example, a cylindrical aluminum rod having a diameter of about 4.5 mm and a length of about 9 mm. The material of the spacer 16 is not limited to aluminum, and a material having a specific gravity greater than that of the working fluid 18 and hardly causing a chemical reaction with the working fluid, for example, a material such as metal, ceramic, and filler-filled resin is used. it can. The shape of the spacer 16 is not limited to a cylindrical shape, and may be a prismatic shape, a spherical shape, or the like. Further, the surface of the spacer 16 may be covered with a resin material or the like. In this case, it is preferable to cover the spacer 16 with a material (for example, polyfluorinated ethylene) having an affinity for the working fluid 18 so that the working fluid 18 can be smoothly introduced into the working channel 22b. Further, it is preferable that the spacer 16 be chamfered (a process of rounding corners) because the spacer 16 can be moved smoothly.

図1(a)に示すように、蒸気管13は、蒸発部12とコンデンサ管14とを接続し、蒸発部12で発生した蒸気をコンデンサ管14に導く。コンデンサ管14は、ヒートシンク(図示せず)を備え、このヒートシンクで放熱することで蒸気を凝縮させて作動液18を生成させる。液管15は、コンデンサ管14と補償チャンバ11とを接続し、コンデンサ管14で生成された作動液18を補償チャンバ11に導く。蒸気管13は例えば内径が3mm程度、長さが305mm程度である。またコンデンサ管14は、例えば内径が3mm程度、長さが347mm程度である。さらに液管15は、例えば内径が3mm程度、長さが380mm程度である。これらの蒸気管13、コンデンサ管14及び液管15は、銅等の金属パイプから形成される。   As shown in FIG. 1A, the steam pipe 13 connects the evaporator 12 and the condenser pipe 14, and guides the steam generated in the evaporator 12 to the condenser pipe 14. The condenser tube 14 includes a heat sink (not shown), and heat is radiated by the heat sink to condense the vapor and generate the working liquid 18. The liquid pipe 15 connects the condenser pipe 14 and the compensation chamber 11, and guides the hydraulic fluid 18 generated by the condenser pipe 14 to the compensation chamber 11. For example, the steam pipe 13 has an inner diameter of about 3 mm and a length of about 305 mm. The capacitor tube 14 has, for example, an inner diameter of about 3 mm and a length of about 347 mm. Furthermore, the liquid tube 15 has an inner diameter of about 3 mm and a length of about 380 mm, for example. The steam pipe 13, the condenser pipe 14 and the liquid pipe 15 are formed from a metal pipe such as copper.

ループ型ヒートパイプ10に封入する作動液18としては、水、フロリナート等のフッ素系溶剤、及びエタノール等のアルコール類等を用いることができる。ここでは、作動液18として、例えば10ml(ミリリットル)程度の水をループ型ヒートパイプ10内に封入するものとする。   As the hydraulic fluid 18 sealed in the loop heat pipe 10, water, a fluorine-based solvent such as fluorinate, alcohols such as ethanol, or the like can be used. Here, for example, about 10 ml (milliliter) of water is sealed in the loop heat pipe 10 as the working fluid 18.

次に、本実施形態のループ型ヒートパイプ10をトップヒート配置としたときの始動について説明する。図3(a)は、ウィック22の空孔22eが作動液18で満たされている場合の蒸気の流れを示す模式図であり、図3(b)はウィック22の空孔22eが作動液18で満たされていない場合の蒸気の流れを示す模式図である。   Next, starting when the loop heat pipe 10 of the present embodiment is in the top heat arrangement will be described. FIG. 3A is a schematic diagram showing the flow of steam when the holes 22e of the wick 22 are filled with the hydraulic fluid 18, and FIG. It is a schematic diagram which shows the flow of the vapor | steam when not satisfy | filled with.

図1(a)に示すように、ループ型ヒートパイプ10をトップヒート配置で作動停止させると、作動液18は重力の作用で凝縮管14側に集まる。ただし、この場合であっても、作動液流路22b内には、僅かながら作動液18が残留する。これらの作動液18は、主にウィック22の空孔22e内に浸透していた作動液等が集まったものである。本実施形態では、図1(b)に示すように、トップヒート配置のときに作動液流路22b内にスペーサ16が入り、作動液流路22b内の容積を減少させる。そのため、作動液流路22b内に残留した作動液18の液面が上昇する。このとき、ウィック22が作動液流路22b側で作動液18と接する部分の面積がウィック22の蒸気流路22a側の面積に対して十分に大きくなる。これにより、ウィック22のほぼ全体を作動液18で湿潤させた状態とすることができる。   As shown in FIG. 1A, when the operation of the loop heat pipe 10 is stopped in the top heat arrangement, the working fluid 18 collects on the condensation tube 14 side due to the action of gravity. However, even in this case, the hydraulic fluid 18 remains slightly in the hydraulic fluid passage 22b. These hydraulic fluids 18 are mainly a collection of hydraulic fluids or the like that have penetrated into the holes 22e of the wick 22. In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the spacer 16 enters the hydraulic fluid channel 22b in the top heat arrangement, and the volume in the hydraulic fluid channel 22b is reduced. Therefore, the liquid level of the working fluid 18 remaining in the working fluid flow path 22b rises. At this time, the area of the portion where the wick 22 contacts the hydraulic fluid 18 on the hydraulic fluid flow path 22b side is sufficiently larger than the area of the wick 22 on the vapor flow channel 22a side. Thereby, almost the entire wick 22 can be in a state of being wetted with the hydraulic fluid 18.

次に、蒸発部12を加熱すると、ウィック22はヒートブロック21を介して外周側から加熱され、ウィック22の外周側で蒸気が発生し蒸気流路22aに集められる。このとき、図3(a)に示すようにウィック22全体が湿潤している場合には、ウィック22の空孔22e内に作動液18が表面張力で保持され、発生した蒸気はウィック22を透過できない。そのため、蒸気は蒸気流路22a側の圧力が上昇し、蒸気管13、コンデンサ管14及び液管15内に集まった作動液18を補償チャンバ11側に押し出す。以後、補償チャンバ11から作動液流路22bに作動液18が供給されて定常的な作動流体の循環が始まり、ループ型ヒートパイプ10を始動できる。   Next, when the evaporation unit 12 is heated, the wick 22 is heated from the outer peripheral side via the heat block 21, and steam is generated on the outer peripheral side of the wick 22 and collected in the steam flow path 22a. At this time, when the entire wick 22 is wet as shown in FIG. 3A, the working fluid 18 is held in the air holes 22 e of the wick 22 by surface tension, and the generated vapor passes through the wick 22. Can not. Therefore, the pressure of the steam rises on the steam flow path 22a side, and the working fluid 18 collected in the steam pipe 13, the condenser pipe 14 and the liquid pipe 15 is pushed out to the compensation chamber 11 side. Thereafter, the working fluid 18 is supplied from the compensation chamber 11 to the working fluid flow path 22b, and the steady working fluid circulation starts, so that the loop heat pipe 10 can be started.

これに対し、図4に示すように、スペーサ16を作動液流路22b内に導入しない参考例の場合には、ループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動停止させたときに作動液流路22bの下側の一部分のみしか作動液18で満たされない。このため、ウィック22の上端側の一部が十分に湿潤しない状態となる。この場合には、図3(b)に示すように、ウィック22の蒸気流路22a側で発生した蒸気がウィック22の空孔22eを透過して作動液流路22b側に逆流する。このため、蒸気流路22aと作動液流路22bとの間に作動流体を循環させるのに必要な圧力差を発生することができず、ループ型ヒートパイプを始動できない。   On the other hand, as shown in FIG. 4, in the case of the reference example in which the spacer 16 is not introduced into the hydraulic fluid passage 22b, the hydraulic fluid passage 22b is obtained when the loop heat pipe is stopped in the top heat arrangement. Only a portion of the lower side is filled with hydraulic fluid 18. For this reason, a part of the upper end side of the wick 22 is not sufficiently wetted. In this case, as shown in FIG. 3B, the steam generated on the steam flow path 22a side of the wick 22 permeates the air holes 22e of the wick 22 and flows back to the working liquid flow path 22b side. For this reason, the pressure difference required for circulating the working fluid between the steam channel 22a and the working fluid channel 22b cannot be generated, and the loop heat pipe cannot be started.

次に、ループ型ヒートパイプ10の始動開始後の動作について説明する。ここに図5(a)は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動させた状態で示す図であり、図5(b)は作動中の補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。   Next, the operation after the start of starting of the loop heat pipe 10 will be described. FIG. 5A is a diagram showing the loop heat pipe according to the embodiment operated in the top heat arrangement, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing the compensation chamber and the evaporation unit in operation. It is.

図5(a)に示すように、ループ型ヒートパイプ10は、作動液18が液管15を経て補償チャンバ11内に流入する。図5(b)に示すように、作動液18は、補償チャンバ11内に一時的に貯留された後、作動液流路22bに移動する。作動液流路22b内の作動液18は、ウィック22の毛細管力によってウィック22の外周側に運ばれ、ヒートブロック21からの加熱により外周部で蒸発する。このとき発生した蒸気は蒸気流路22a経て蒸発部12内から流出し、蒸気管13によってコンデンサ管14に導かれる。コンデンサ管14では放熱が行われて蒸気が凝縮し、作動液18が生成する。コンデンサ管14で発生した作動液18は、蒸気流路22aと作動液流路22bとの圧力差によって液管15内を押し上げられて補償チャンバ11内に移動する。   As shown in FIG. 5A, in the loop heat pipe 10, the working fluid 18 flows into the compensation chamber 11 through the liquid pipe 15. As shown in FIG. 5B, after the working fluid 18 is temporarily stored in the compensation chamber 11, it moves to the working fluid flow path 22b. The hydraulic fluid 18 in the hydraulic fluid flow path 22 b is carried to the outer peripheral side of the wick 22 by the capillary force of the wick 22, and is evaporated at the outer peripheral portion by heating from the heat block 21. The steam generated at this time flows out of the evaporation section 12 through the steam flow path 22 a and is guided to the condenser pipe 14 by the steam pipe 13. In the condenser tube 14, heat is dissipated to condense the vapor and produce a working fluid 18. The working fluid 18 generated in the condenser pipe 14 is pushed up in the liquid pipe 15 by the pressure difference between the vapor passage 22 a and the working fluid passage 22 b and moves into the compensation chamber 11.

以上のようにして、ループ型ヒートパイプ10は作動流体を蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環させることで蒸発部12の熱を放熱部14に輸送する。   As described above, the loop heat pipe 10 circulates the working fluid while repeating evaporation and condensation, thereby transporting the heat of the evaporation unit 12 to the heat dissipation unit 14.

図6(a)は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをボトムヒート配置で作動させた状態を示す図であり、図6(b)は図6(a)状態における補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。   Fig.6 (a) is a figure which shows the state which operated the loop type heat pipe which concerns on embodiment by bottom heat arrangement | positioning, FIG.6 (b) shows the compensation chamber and evaporation part in Fig.6 (a) state. It is sectional drawing.

図6(a)、(b)に示すように、本実施形態のループ型ヒートパイプ10は、ボトムヒート配置にすると補償チャンバ11が蒸発部12より下に配置され、作動液流路22b内のスペーサ16が自重で補償チャンバ11内に移動する。これにより、作動液流路22b内の流路(断面)を増加させることができ、作動液18の流動抵抗を減少させて熱輸送特性を向上させることができる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, in the loop heat pipe 10 of this embodiment, when the bottom heat arrangement is adopted, the compensation chamber 11 is arranged below the evaporation section 12, and the inside of the working fluid flow path 22b. The spacer 16 moves into the compensation chamber 11 by its own weight. Thereby, the flow path (cross section) in the hydraulic fluid flow path 22b can be increased, the flow resistance of the hydraulic fluid 18 can be reduced, and the heat transport characteristics can be improved.

なお、ループ型ヒートパイプ10のボトムヒート配置での動作は、先に説明したトップヒート配置での動作と同様である。   The operation of the loop heat pipe 10 in the bottom heat arrangement is the same as the operation in the top heat arrangement described above.

以下、スペーサ16を導入した実施例に係るループ型ヒートパイプ10と、スペーサ16を導入しない比較例に係るループ型ヒートパイプとを作製して始動性及び熱輸送特性を評価した結果について説明する。   Hereinafter, the results of evaluating the startability and heat transport characteristics by producing the loop heat pipe 10 according to the example in which the spacer 16 is introduced and the loop heat pipe according to the comparative example in which the spacer 16 is not introduced will be described.

図7(a)〜(c)は、実施例に係るループ型ヒートパイプを示す図である。   7A to 7C are diagrams illustrating a loop heat pipe according to the embodiment.

図7(a)〜(c)に示すように、実施例のループ型ヒートパイプ10の蒸気管13は内径3mm×長さ305mm、コンデンサ管14は内径3mm×長さ347mm、液管15は内径3mm×長さ347mmとした。補償チャンバ11の内径φ1は14mm、長さL1は11mmである。ウィック22は空隙率が0.5のものを用いた。ウィック22は、外径φ3が14mm、長さL4が40mmである。作動液流路22bは、内径φ2が5mm、長さL2が41mmである。なお、ウィック22内での作動液流路22bの長さL3は33mmである。ウィック22の蒸気管13側の端部と空洞部21aの蒸気管13側の端部との隙間L6は3mm程度である。蒸気流路22aは、幅W1が1mm、深さD1が2.5mm、長さL5が40mmであり、この蒸気流路22aをウィック22の外周部に等間隔に8本形成した。   As shown in FIGS. 7A to 7C, the steam pipe 13 of the loop heat pipe 10 of the embodiment has an inner diameter of 3 mm × length of 305 mm, the condenser pipe 14 has an inner diameter of 3 mm × length of 347 mm, and the liquid pipe 15 has an inner diameter of It was 3 mm × length 347 mm. The compensation chamber 11 has an inner diameter φ1 of 14 mm and a length L1 of 11 mm. A wick 22 having a porosity of 0.5 was used. The wick 22 has an outer diameter φ3 of 14 mm and a length L4 of 40 mm. The working fluid flow path 22b has an inner diameter φ2 of 5 mm and a length L2 of 41 mm. Note that the length L3 of the hydraulic fluid passage 22b in the wick 22 is 33 mm. The gap L6 between the end of the wick 22 on the steam pipe 13 side and the end of the cavity 21a on the steam pipe 13 side is about 3 mm. The steam channel 22 a has a width W 1 of 1 mm, a depth D 1 of 2.5 mm, and a length L 5 of 40 mm. Eight steam channels 22 a are formed on the outer periphery of the wick 22 at equal intervals.

補償チャンバ11及び蒸気流路22aの内部には、直径が4.5mm、長さが9mmの円柱状のスペーサ16を3本導入した。このスペーサ16はアルミニウムからなりその表面はポリフッ化エチレン樹脂で被覆されている。   Three columnar spacers 16 having a diameter of 4.5 mm and a length of 9 mm were introduced into the compensation chamber 11 and the steam flow path 22a. The spacer 16 is made of aluminum and the surface thereof is covered with a polyfluoroethylene resin.

本実施例では、上述のループ型ヒートパイプ内に作動液として10mlの水(液体)を減圧下(飽和蒸気圧下)で封入した。   In this example, 10 ml of water (liquid) was sealed as a working fluid in the loop heat pipe described above under reduced pressure (saturated vapor pressure).

実施例のループ型ヒートパイプの各部の容積を下記の表1に示す。   The volume of each part of the loop heat pipe of the example is shown in Table 1 below.

Figure 2011094822
以上のループ型ヒートパイプ10について、トップヒート配置及びボトムヒート配置での始動性及び熱輸送特性を評価した。なお、トップヒート配置での始動性の試験は、図7(a)に示すように、作動液18が補償チャンバ11内から流出した状態として行った。また、熱輸送特性は、蒸発部への入熱量Q[W]に対する蒸発部と凝縮部の温度差ΔT[℃]から熱抵抗ΔT/Q[℃/W]を求めて評価した。なお、熱抵抗が小さいほどループ型ヒートパイプの熱輸送特性に優れることを意味する。
Figure 2011094822
About the loop type heat pipe 10 described above, startability and heat transport characteristics in the top heat arrangement and the bottom heat arrangement were evaluated. In addition, the startability test in the top heat arrangement was performed in a state where the working fluid 18 flowed out of the compensation chamber 11 as shown in FIG. The heat transport characteristics were evaluated by obtaining the thermal resistance ΔT / Q [° C./W] from the temperature difference ΔT [° C.] between the evaporation portion and the condensation portion with respect to the heat input Q [W] to the evaporation portion. In addition, it means that it is excellent in the heat transport characteristic of a loop type heat pipe, so that heat resistance is small.

その結果、実施例のループ型ヒートパイプ10は、トップヒート配置及びボトムヒート配置の何れの場合であっても始動できることが確認できた。また、ループ型ヒートパイプ10のトップヒート配置での熱抵抗は0.62℃/Wであり、ボトムヒート配置での熱抵抗は0.35℃/Wであった。   As a result, it was confirmed that the loop heat pipe 10 of the example can be started in either case of the top heat arrangement or the bottom heat arrangement. Moreover, the heat resistance in the top heat arrangement of the loop heat pipe 10 was 0.62 ° C./W, and the heat resistance in the bottom heat arrangement was 0.35 ° C./W.

次に、比較例1に係るループ型ヒートパイプについて説明する。   Next, a loop heat pipe according to Comparative Example 1 will be described.

比較例1に係るループ型ヒートパイプは、図7(a)〜(c)に示す実施例のループ型ヒートパイプ10と概略同様であるが、補償チャンバ11及び作動液流路22b内にはスペーサ16を導入していない。また、比較例1では熱輸送特性を優先させるべく、補償チャンバ11の長さL2を21mmとして実施例の補償チャンバ11の約2倍の容量とした。さらに封入する水の量は9.2mlと実施例のときよりも少なくした。その他は実施例と同様である。   The loop type heat pipe according to the comparative example 1 is substantially the same as the loop type heat pipe 10 of the embodiment shown in FIGS. 7A to 7C, but spacers are provided in the compensation chamber 11 and the hydraulic fluid flow path 22b. 16 is not introduced. In the first comparative example, the length L2 of the compensation chamber 11 is set to 21 mm so that the heat transport property is prioritized, and the capacity is about twice that of the compensation chamber 11 of the embodiment. Further, the amount of water to be sealed was 9.2 ml, which was smaller than in the example. Others are the same as the embodiment.

比較例1のループ型ヒートパイプについて、実施例と同様の条件でトップヒート配置及びボトムヒート配置での始動性の評価を行ったところ、ボトムヒート配置の場合には始動できたが、トップヒート配置では始動することができなかった。また、比較例のループ型ヒートパイプの熱抵抗は、ボトムヒート配置で0.30℃/Wであった。   About the loop type heat pipe of Comparative Example 1, when the startability in the top heat arrangement and the bottom heat arrangement was evaluated under the same conditions as in the example, it was able to start in the case of the bottom heat arrangement, but the top heat arrangement Then I could not start. Moreover, the heat resistance of the loop heat pipe of the comparative example was 0.30 ° C./W in the bottom heat arrangement.

以上より、比較例1では、ボトムヒート配置での熱輸送特性に優れるもの、トップヒート配置で始動することができず、熱輸送特性と始動性とを両立することができなかった。   From the above, Comparative Example 1 has excellent heat transport characteristics in the bottom heat configuration, cannot be started in the top heat configuration, and cannot achieve both heat transport characteristics and startability.

次に、比較例2に係るループ型ヒートパイプについて説明する。   Next, a loop heat pipe according to Comparative Example 2 will be described.

比較例2のループ型ヒートパイプの構造及びサイズは比較例1と同じである。ただし、比較例2では始動性を向上させるために、ループ型ヒートパイプ内に封入する水の量を11.3mlとし、比較例1よりも2割程度作動液の量を増加させた。   The structure and size of the loop heat pipe of Comparative Example 2 are the same as those of Comparative Example 1. However, in Comparative Example 2, in order to improve startability, the amount of water sealed in the loop heat pipe was set to 11.3 ml, and the amount of hydraulic fluid was increased by about 20% compared to Comparative Example 1.

比較例2のループ型ヒートパイプについて、実施例と同様の条件でトップヒート配置及びボトムヒート配置での始動性の評価を行った。その結果、ボトムヒート配置及びトップヒート配置の何れの場合にもループ型ヒートパイプを始動できることが確認できた。また、比較例2のループ型ヒートパイプの熱抵抗は、トップヒート配置で2.46℃/Wであり、ボトムヒート配置で2.21℃/Wであった。   About the loop type heat pipe of the comparative example 2, the startability in top heat arrangement | positioning and bottom heat arrangement | positioning was evaluated on the conditions similar to an Example. As a result, it was confirmed that the loop heat pipe could be started in both the bottom heat arrangement and the top heat arrangement. Moreover, the thermal resistance of the loop heat pipe of Comparative Example 2 was 2.46 ° C./W in the top heat configuration and 2.21 ° C./W in the bottom heat configuration.

以上より、比較例2のループ型ヒートパイプではトップヒート配置での始動性を改善できるものの、熱輸送特性が大幅に悪化し、熱輸送特性と始動性とを両立することができなかった。   As described above, although the startability in the top heat arrangement can be improved in the loop heat pipe of Comparative Example 2, the heat transport characteristics are greatly deteriorated, and the heat transport characteristics and the startability cannot be compatible.

以上のように、本実施形態のループ型ヒートパイプ10によれば、トップヒート配置となった時にスペーサ16が作動液流路22b内に入り、作動液流路22bの容積を減少させる。そのため、トップヒート配置で作動液流路22b内に残存する僅かな作動液18で作動液流路22b内を満たすことができる。これにより、ウィック22が作動液18と接する部分が増加するのでウィック22のほぼ全体を湿潤させることができ、トップヒート配置からの始動性を改善できる。さらに、ループ型ヒートパイプ10内に封入する作動液18の量を過度に増やす必要がないため熱輸送特性にも優れる。   As described above, according to the loop heat pipe 10 of the present embodiment, the spacer 16 enters the hydraulic fluid passage 22b when the top heat arrangement is achieved, and the volume of the hydraulic fluid passage 22b is reduced. Therefore, the hydraulic fluid passage 22b can be filled with a small amount of the hydraulic fluid 18 remaining in the hydraulic fluid passage 22b in the top heat arrangement. Thereby, since the part in which the wick 22 contacts the hydraulic fluid 18 increases, almost the whole wick 22 can be moistened, and startability from the top heat arrangement can be improved. Furthermore, since it is not necessary to excessively increase the amount of the working fluid 18 sealed in the loop heat pipe 10, the heat transport characteristics are excellent.

以下、本実施形態に係るループ型ヒートパイプを電子機器に搭載する例について説明する。図8は、実施形態に係るループ型ヒートパイプを実装したコンピュータを示す透視図である。図9は、実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発部と発熱部品との接続構造を示す側面図である。   Hereinafter, an example in which the loop heat pipe according to the present embodiment is mounted on an electronic device will be described. FIG. 8 is a perspective view showing a computer on which the loop heat pipe according to the embodiment is mounted. FIG. 9 is a side view showing a connection structure between the evaporation section and the heat generating component of the loop heat pipe according to the embodiment.

図8に示すように、電子機器(コンピュータ)80は、CPU等の発熱量の大きな電子部品85と、電子部品85が実装された配線基板81と、外気を取り入れるための冷却ファン82と、補助記憶装置としてのハードディスクドライブ83と、電源部84とを備える。ループ型ヒートパイプ10は、配線基板81の上に実装され、コンデンサ管14(及びヒートシンク)は、冷却ファン82の近傍に配置されている。また、ループ型ヒートパイプ10の蒸発部12は、図9に示すように、電子部品85の上面とサーマルグリス86を介して接合されている。   As shown in FIG. 8, an electronic device (computer) 80 includes an electronic component 85 having a large heat generation amount such as a CPU, a wiring board 81 on which the electronic component 85 is mounted, a cooling fan 82 for taking in outside air, and an auxiliary device. A hard disk drive 83 as a storage device and a power supply unit 84 are provided. The loop heat pipe 10 is mounted on the wiring board 81, and the capacitor tube 14 (and the heat sink) is disposed in the vicinity of the cooling fan 82. Further, the evaporation section 12 of the loop heat pipe 10 is joined to the upper surface of the electronic component 85 via thermal grease 86 as shown in FIG.

以上のように、本実施形態の電子機器80は、ループ型ヒートパイプ10を搭載しているので、例えば図8でY1方向が鉛直上向きとなり、トップヒート配置となった場合であっても冷却を行うことができる。さらに、本実施形態のループ型ヒートパイプ10は熱輸送能力が高いので効率の良い放熱が可能になり、冷却ファン82の風量を抑制して電子機器80の低騒音化や冷却ファン82の駆動用電力を抑制できる。   As described above, since the electronic device 80 of the present embodiment has the loop heat pipe 10 mounted thereon, for example, the Y1 direction is vertically upward in FIG. It can be carried out. Furthermore, since the loop heat pipe 10 of this embodiment has a high heat transport capability, it is possible to efficiently dissipate heat, and the air volume of the cooling fan 82 is suppressed to reduce the noise of the electronic device 80 and to drive the cooling fan 82. Electric power can be suppressed.

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiment including the above examples.

(付記1)外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有することを特徴とするループ型ヒートパイプ。
(Supplementary note 1) an evaporation unit that receives heat from outside and evaporates the working fluid;
A condensing part for radiating heat to the outside and condensing the vapor of the hydraulic fluid;
A compensation chamber for storing hydraulic fluid flowing into the evaporator;
A steam pipe for guiding the vapor of the hydraulic fluid generated in the evaporation section to the condensation section;
A liquid pipe for guiding the hydraulic fluid condensed in the condensing unit to the compensation chamber;
A wick that is disposed in the evaporation section and separates a working fluid passage that communicates with the compensation chamber and a steam passage that communicates with the steam pipe;
It is movable between the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path, and moves to the hydraulic fluid flow path when the position of the evaporator is higher than the position of the condenser. A spacer for reducing the volume of the hydraulic fluid flow path;
A loop-type heat pipe characterized by comprising:

(付記2)前記スペーサは、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも低いボトムヒート配置のときに前記補償チャンバ内に移動することを特徴とする付記1に記載のループ型ヒートパイプ。   (Supplementary note 2) The loop heat pipe according to supplementary note 1, wherein the spacer moves into the compensation chamber when the position of the evaporating part is lower than the position of the condensing part.

(付記3)前記補償チャンバ及び前記作動液流路は、トップヒート配置又はボトムヒート配置となったときに高低差を生じ、前記スペーサは自重により前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動することを特徴とする付記1又は2に記載のループ型ヒートパイプ。   (Appendix 3) The compensation chamber and the hydraulic fluid flow path have a difference in height when the top heat arrangement or the bottom heat arrangement is established, and the spacer is caused by its own weight between the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path. The loop-type heat pipe according to appendix 1 or 2, wherein the loop type heat pipe moves between the loops.

(付記4)前記スペーサの表面が前記作動液と親和性を有する材料で覆われていることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。   (Supplementary note 4) The loop heat pipe according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein a surface of the spacer is covered with a material having affinity for the hydraulic fluid.

(付記5)前記スペーサは前記作動液よりも比重が大きい材料からなることを特徴とする付記3に記載のループ型ヒートパイプ。   (Supplementary note 5) The loop heat pipe according to supplementary note 3, wherein the spacer is made of a material having a specific gravity greater than that of the hydraulic fluid.

(付記6)前記作動液流路は断面が円形であり、前記スペーサは円柱状に形成されていることを特徴とする付記3に記載のループ型ヒートパイプ。   (Additional remark 6) The loop type heat pipe of Additional remark 3 characterized by the cross section of the said hydraulic fluid flow path being circular, and the said spacer being formed in the column shape.

(付記7)外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有するループ型ヒートパイプを搭載した電子機器であって、
前記蒸発部は発熱する電子部品と熱的に接続されていることを特徴とする電子機器。
(Appendix 7) An evaporation unit that receives heat from the outside and evaporates the working fluid;
A condensing part for radiating heat to the outside and condensing the vapor of the hydraulic fluid;
A compensation chamber for storing hydraulic fluid flowing into the evaporator;
A steam pipe for guiding the vapor of the hydraulic fluid generated in the evaporation section to the condensation section;
A liquid pipe for guiding the hydraulic fluid condensed in the condensing unit to the compensation chamber;
A wick that is disposed in the evaporation section and separates a working fluid passage that communicates with the compensation chamber and a steam passage that communicates with the steam pipe;
It is movable between the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path, and moves to the hydraulic fluid flow path when the position of the evaporator is higher than the position of the condenser. A spacer for reducing the volume of the hydraulic fluid flow path;
An electronic device equipped with a loop heat pipe having
The electronic device is characterized in that the evaporation section is thermally connected to an electronic component that generates heat.

(付記8)前記凝縮部は冷却ファンの近傍に配置されていることを特徴とする付記7に記載の電子機器。   (Additional remark 8) The said condensation part is arrange | positioned in the vicinity of the cooling fan, The electronic device of Additional remark 7 characterized by the above-mentioned.

10…ループ型ヒートパイプ、11…補償チャンバ、12…蒸発部、13…蒸気管、14…コンデンサ管(凝縮部)、15…液管、16…スペーサ、18…作動液、21…ヒートブロック、21a…空洞部、22…ウィック、22a…蒸気流路(溝部)、22b…作動液流路、22e…空隙、80…コンピュータ(電子機器)、81…配線基板、82…冷却ファン、83…ハードディスクドライブ、84…電源部、85…電子部品、86…サーマルグリス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Loop type heat pipe, 11 ... Compensation chamber, 12 ... Evaporating part, 13 ... Steam pipe, 14 ... Condenser pipe (condensing part), 15 ... Liquid pipe, 16 ... Spacer, 18 ... Working liquid, 21 ... Heat block, 21a ... Cavity, 22 ... Wick, 22a ... Vapor channel (groove), 22b ... Working fluid channel, 22e ... Gap, 80 ... Computer (electronic device), 81 ... Wiring board, 82 ... Cooling fan, 83 ... Hard disk Drive, 84 ... power supply, 85 ... electronic component, 86 ... thermal grease.

Claims (6)

外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有することを特徴とするループ型ヒートパイプ。
An evaporating section that receives heat from outside and evaporates the working fluid;
A condensing part for radiating heat to the outside and condensing the vapor of the hydraulic fluid;
A compensation chamber for storing hydraulic fluid flowing into the evaporator;
A steam pipe for guiding the vapor of the hydraulic fluid generated in the evaporation section to the condensation section;
A liquid pipe for guiding the hydraulic fluid condensed in the condensing unit to the compensation chamber;
A wick that is disposed in the evaporation section and separates a working fluid passage that communicates with the compensation chamber and a steam passage that communicates with the steam pipe;
It is movable between the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path, and moves to the hydraulic fluid flow path when the position of the evaporator is higher than the position of the condenser. A spacer for reducing the volume of the hydraulic fluid flow path;
A loop-type heat pipe characterized by comprising:
前記スペーサは、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも低いボトムヒート配置のときに前記補償チャンバ内に移動することを特徴とする請求項1に記載のループ型ヒートパイプ。   2. The loop heat pipe according to claim 1, wherein the spacer moves into the compensation chamber when the position of the evaporating part is lower than the position of the condensing part. 前記補償チャンバ及び前記作動液流路は、トップヒート配置又はボトムヒート配置となったときに高低差を生じ、前記スペーサは自重により前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動することを特徴とする請求項1又は2に記載のループ型ヒートパイプ。   When the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path are in a top heat configuration or a bottom heat configuration, a difference in height is generated, and the spacer moves between the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path by its own weight. The loop heat pipe according to claim 1 or 2, characterized by the above. 前記スペーサの表面が前記作動液と親和性を有する材料で覆われていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。   The loop heat pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface of the spacer is covered with a material having affinity for the hydraulic fluid. 前記スペーサは前記作動液よりも比重が大きい材料からなることを特徴とする請求項3に記載のループ型ヒートパイプ。   The loop heat pipe according to claim 3, wherein the spacer is made of a material having a specific gravity greater than that of the hydraulic fluid. 外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有するループ型ヒートパイプを搭載した電子機器であって、
前記蒸発部は発熱する電子部品と熱的に接続されていることを特徴とする電子機器。

An evaporating section that receives heat from outside and evaporates the working fluid;
A condensing part for radiating heat to the outside and condensing the vapor of the hydraulic fluid;
A compensation chamber for storing hydraulic fluid flowing into the evaporator;
A steam pipe for guiding the vapor of the hydraulic fluid generated in the evaporation section to the condensation section;
A liquid pipe for guiding the hydraulic fluid condensed in the condensing unit to the compensation chamber;
A wick that is disposed in the evaporation section and separates a working fluid passage that communicates with the compensation chamber and a steam passage that communicates with the steam pipe;
It is movable between the compensation chamber and the hydraulic fluid flow path, and moves to the hydraulic fluid flow path when the position of the evaporator is higher than the position of the condenser. A spacer for reducing the volume of the hydraulic fluid flow path;
An electronic device equipped with a loop heat pipe having
The electronic device is characterized in that the evaporation section is thermally connected to an electronic component that generates heat.

JP2009246329A 2009-10-27 2009-10-27 Loop type heat pipe and electronic device equipped with the same Active JP5370074B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009246329A JP5370074B2 (en) 2009-10-27 2009-10-27 Loop type heat pipe and electronic device equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009246329A JP5370074B2 (en) 2009-10-27 2009-10-27 Loop type heat pipe and electronic device equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011094822A true JP2011094822A (en) 2011-05-12
JP5370074B2 JP5370074B2 (en) 2013-12-18

Family

ID=44111935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009246329A Active JP5370074B2 (en) 2009-10-27 2009-10-27 Loop type heat pipe and electronic device equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5370074B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101593892B1 (en) 2014-08-14 2016-02-15 강환국 Heat pipe operable below ice freezing temperature and cooling system having the same
JP2016133287A (en) * 2015-01-21 2016-07-25 株式会社フジクラ Loop type heat pipe
US20170074596A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 Acer Incorporated Thermal dissipation module
JP2018013148A (en) * 2016-07-20 2018-01-25 株式会社ジェイテクト Torque limiter
CN110243217A (en) * 2019-05-05 2019-09-17 山东大学 A kind of plate loop heat pipe evaporator with enclosed fluid reservoir
CN114245687A (en) * 2021-12-28 2022-03-25 北京微焓科技有限公司 Evaporator, condenser and loop heat pipe
CN115087295A (en) * 2021-03-12 2022-09-20 北京小米移动软件有限公司 Middle frame assembly, manufacturing method of middle frame assembly and mobile terminal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661202A (en) * 1970-07-06 1972-05-09 Robert David Moore Jr Heat transfer apparatus with improved heat transfer surface
JPH10139689A (en) * 1996-11-07 1998-05-26 Yoshihito Osada Temperature/electric field response-type copolymer
US20040232284A1 (en) * 2003-04-15 2004-11-25 Alcatel Satellite comprising means for transferring heat from a shelf supporting equipment to radiator panels
JP2008215702A (en) * 2007-03-02 2008-09-18 Fujikura Ltd Loop-type heat pipe
JP2009168273A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Fujitsu Ltd Loop-type heat pipe and electronic equipment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661202A (en) * 1970-07-06 1972-05-09 Robert David Moore Jr Heat transfer apparatus with improved heat transfer surface
JPH10139689A (en) * 1996-11-07 1998-05-26 Yoshihito Osada Temperature/electric field response-type copolymer
US20040232284A1 (en) * 2003-04-15 2004-11-25 Alcatel Satellite comprising means for transferring heat from a shelf supporting equipment to radiator panels
JP2008215702A (en) * 2007-03-02 2008-09-18 Fujikura Ltd Loop-type heat pipe
JP2009168273A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Fujitsu Ltd Loop-type heat pipe and electronic equipment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101593892B1 (en) 2014-08-14 2016-02-15 강환국 Heat pipe operable below ice freezing temperature and cooling system having the same
JP2016133287A (en) * 2015-01-21 2016-07-25 株式会社フジクラ Loop type heat pipe
US20170074596A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 Acer Incorporated Thermal dissipation module
JP2018013148A (en) * 2016-07-20 2018-01-25 株式会社ジェイテクト Torque limiter
CN110243217A (en) * 2019-05-05 2019-09-17 山东大学 A kind of plate loop heat pipe evaporator with enclosed fluid reservoir
CN115087295A (en) * 2021-03-12 2022-09-20 北京小米移动软件有限公司 Middle frame assembly, manufacturing method of middle frame assembly and mobile terminal
CN114245687A (en) * 2021-12-28 2022-03-25 北京微焓科技有限公司 Evaporator, condenser and loop heat pipe

Also Published As

Publication number Publication date
JP5370074B2 (en) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5370074B2 (en) Loop type heat pipe and electronic device equipped with the same
JP5741354B2 (en) Loop heat pipe and electronic equipment
JP4978401B2 (en) Cooling system
JP5637216B2 (en) Loop heat pipe and electronic equipment
JP6191137B2 (en) Cooling system
WO2011007604A1 (en) Loop heat pump and startup method therefor
JP5061911B2 (en) Loop heat pipe and electronic equipment
JP4718350B2 (en) Evaporator and loop heat pipe using this evaporator
US20140318167A1 (en) Evaporator, cooling device, and electronic apparatus
US20100155019A1 (en) Evaporator and loop heat pipe employing it
JP2010045088A (en) Heat spreader, electronic apparatus, and heat spreader manufacturing method
JP2019190815A (en) Recirculation heat pipe in which capillary member is put in part of cooling section
JP2007263427A (en) Loop type heat pipe
JP2008311399A (en) Heat sink
JP2013242111A (en) Loop type heat pipe and electronic apparatus
JP5664107B2 (en) Loop-type heat pipe and electronic device equipped with such loop-type heat pipe
JP2007247930A (en) Evaporator and loop-type heat pipe using the same
JP2007115917A (en) Thermal dissipation plate
JP5321716B2 (en) Loop heat pipe and electronic equipment
CN112432532A (en) Evaporator assembly and loop heat pipe
JP2007003034A (en) Cooling device
JP2006295021A (en) Power apparatus
WO2016051569A1 (en) Evaporator, cooling device, and electronic device
JP7444704B2 (en) Heat transfer member and cooling device having heat transfer member
JP2015072083A (en) Heat transport device equipped with loop type heat pipe

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120720

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5370074

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150