JP2011190996A - Loop type heat pipe, wick, and information processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ループ型ヒートパイプと、ループ型ヒートパイプの構成要素として使用されるウィックと、ループ型ヒートパイプを備えた情報処理装置とに、関する。 The present invention relates to a loop heat pipe, a wick used as a component of the loop heat pipe, and an information processing apparatus including the loop heat pipe.
CPU等の発熱体を冷却するためのデバイスとして、ループ型ヒートパイプと呼ばれる熱輸送デバイスが使用されている。 As a device for cooling a heating element such as a CPU, a heat transport device called a loop heat pipe is used.
ループ型ヒートパイプ(以下、LHPとも表記する)は、図9に示してあるように、蒸発器41と、凝縮器43とを、蒸気管42及び液管44によりループ状に接続し、その内部に所定量の作動液(液体状態にある作動流体:図示略)を封入したデバイスである。
As shown in FIG. 9, the loop heat pipe (hereinafter also referred to as LHP) is configured by connecting an
蒸気管42は、蒸発器41(詳細は後述)によって気化された作動流体を凝縮器43に供給するための導管である。凝縮器43は、蒸気管42によって供給される,気化している作動流体を、放熱により、凝縮させるユニットである。この凝縮器43としては、通常、蛇行するように曲げられた管(図示略)に複数の放熱フィンを取り付けたものが使用されている。液管44は、凝縮器43によって液化された作動流体を凝縮器41に供給する(戻す)ための導管である。
The
蒸発器41は、その内部に存在する作動液を発熱体からの熱で気化させる〔作動流体に相変化を起こさせることにより、発熱体からの熱を吸収する〕ユニットである。なお、LHPは、通常、蒸発器41・発熱体間の熱的接触を良好なものとするために、金属(通常、銅)製の伝熱ブロック45内に蒸発器41を収容したものとなっている。
The
蒸発器41としては、具体的な構成の異なる様々なものが開発されている。例えば、蒸発器41として、図10及び図11に示したように、外周面に複数の蒸気排出用溝52aが設けられた有底円筒形状の,樹脂製のウィック52を、円筒状の蒸発器ケース51内に収容したものが開発されている。なお、これらの図のうち、図10は、蒸発器41及び伝熱ブロック45の横断面図(図11におけるB−B′矢視断面図)であり、図11は、蒸発器41及び伝熱ブロック45の横断面図(図10におけるA−A′矢視断面図)である。
Various types of
さて、冷却性能が高いLHPを得るためには、発熱体からの熱が、ケース51(及び伝熱ブロック45)を介してケース51内のウィック52に効率良く伝わるようにしておく必要がある。
Now, in order to obtain LHP with high cooling performance, it is necessary to efficiently transfer heat from the heating element to the
従って、蒸発器41の製造時には、ケース51の内径よりも大きな外径を有するウィック52を用いることにより、ウィック52の外面(外周面)がケース51の内面と接触するようにしておくべきである。ただし、ウィック52の外径が過度に大きいと、図12に
模式的に示したように、ウィック52の外周面近傍の細孔がつぶれ、その結果として、作動液の流れが阻害されることになる。そして、作動液の流れが阻害されると、蒸発器41内で作動液が蒸発しにくくなる(蒸発器41の性能が低下する)ため、結局、蒸発器41の構成要素として使用するウィック52の外径には、ケース51の内径等から定まる適切な値があることになる。
Therefore, when manufacturing the
しかしながら、金型成型により樹脂製のウィック52を製造する際には、かなりの製造誤差が生じてしまう。具体的には、ケース51の内径が14mmであり、ウィック52として、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製の金型成型品を用い、ウィック52の外径の適切な値(以下、設計値と表記する。)が14.2mmである場合を考える。
However, when manufacturing the
この場合、ウィック52の外径の寸法精度(製造誤差)は、通常、±0.2mm程度であるため、外径が14.0mm〜14.4mmの範囲内にあるウィック52が製造されることになる。ここで、各外径のウィック52を用いて製造された蒸発器41におけるウィック52の外面のケース41の内面への押し付け圧力を、ウィック52のサイズや各種物性値から算出してみると、外径が14.4mmのウィック52を用いた場合、ウィック52の外面がケース41の内面に14400kPaの圧力で押し付けられた蒸発器41が得られることが分かる。従って、この場合、ウィック51の外周面近傍の細孔がつぶれている(図12参照。)が故に性能が悪い蒸発器41が得られてしまうことになる。
In this case, since the dimensional accuracy (manufacturing error) of the outer diameter of the
また、外径が14.0mmのウィック52を用いた場合(ウィック52の外径とケース51の内径が一致している場合)における押し付け圧力は、当然、0kPaとなる。従って、この場合、ウィック52の外面がケース51の内面と良好に接触していないが故に、性能が悪い蒸発器41が得られてしまうことになる。
In addition, when the
このように、蒸発器41に採用されている上記構成は、性能が安定した蒸発器41を量産できないという問題を有するものとなっている。そして、この問題は、程度の差はあるものの、ウィック52の構成材料が弾性を有するものであれば発生するものである。
Thus, the said structure employ | adopted for the
そこで、開示の技術の課題は、弾性材料からなるウィックが使用されたループ型ヒートパイプであって、冷却性能が安定したものを量産できる(極端に冷却性能が悪いものが製造されることが実際上無い)ループ型ヒートパイプと、そのようなループ型ヒートパイプを実現できるウィックとを提供することにある。 Therefore, the problem of the disclosed technology is that it is possible to mass-produce a loop heat pipe using a wick made of an elastic material and having a stable cooling performance. An object of the present invention is to provide a loop heat pipe that is not above) and a wick capable of realizing such a loop heat pipe.
また、開示の技術の他の課題は、CPU等の冷却性能が安定している形で量産できる情報処理装置を提供することにある。 Another object of the disclosed technique is to provide an information processing apparatus that can be mass-produced in a form in which the cooling performance of a CPU or the like is stable.
上記課題を解決するために、開示の技術の一態様のループ型ヒートパイプは、液体状態にある作動流体を発熱体からの熱で気化させる蒸発器と、気体状態にある作動流体を放熱により凝縮させる凝縮器とを、蒸発器からの作動流体を凝縮器に供給する蒸気管及び凝縮器からの作動流体を蒸発器に供給する液管によりループ状に接続した構成であって、円柱形状の内部空間を有するケースと、ケース内に収容された,弾性を有する材料製のウィックであって、長さ方向に延びた複数の蒸気排出用溝が設けられている外周面と長さ方向に延びた複数の内側溝が設けられている内周面とを有する中空円筒状の,ケース内への収容前の直径がケースの内部空間の内径よりも大きなウィックとを備えた蒸発器が用いられている構成を有する。 In order to solve the above problems, a loop heat pipe according to an aspect of the disclosed technology includes an evaporator that vaporizes a working fluid in a liquid state with heat from a heating element, and condenses the working fluid in a gaseous state by heat dissipation. The condenser is connected in a loop with a steam pipe for supplying the working fluid from the evaporator to the condenser and a liquid pipe for supplying the working fluid from the condenser to the evaporator, A case having a space, and a wick made of an elastic material housed in the case and extending in the length direction with an outer peripheral surface provided with a plurality of steam discharge grooves extending in the length direction An evaporator having a hollow cylindrical shape having an inner peripheral surface provided with a plurality of inner grooves and a wick whose diameter before being accommodated in the case is larger than the inner diameter of the internal space of the case is used. It has a configuration.
また、上記課題を解決するために、開示の技術の一態様では、ウィックが、弾性を有する材料からなる部材であって、長さ方向に延びた複数の蒸気排出用溝が設けられている外
周面と長さ方向に延びた複数の内側溝が設けられている内周面とを備えた中空円筒形状を有する部材とされる。
In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the disclosed technique, the wick is a member made of a material having elasticity, and an outer periphery provided with a plurality of steam discharge grooves extending in the length direction. The member has a hollow cylindrical shape including a surface and an inner peripheral surface provided with a plurality of inner grooves extending in the length direction.
また、上記課題を解決するために、開示の技術の一態様の情報処理装置には、その動作時に、冷却すべき電子部品と、上記のようなループ型ヒートパイプとを備えた構成であると共に、電子部品が発熱体として機能する位置にループ型ヒートパイプの蒸発器が配置されている構成が採用される。 In order to solve the above problems, an information processing apparatus according to an aspect of the disclosed technique includes an electronic component to be cooled and a loop heat pipe as described above during operation. A configuration in which an evaporator of a loop heat pipe is arranged at a position where the electronic component functions as a heating element is employed.
開示の技術によれば、冷却性能が安定したものを量産できる(極端に冷却性能が悪いものが製造されることが実際上無い)ループ型ヒートパイプ、そのようなループ型ヒートパイプを実現できるウィック、及び、CPU等の冷却性能が安定する形で量産できる情報処理装置を提供することが出来る。 According to the disclosed technology, a loop heat pipe capable of mass-producing a stable cooling performance (practically having no extremely poor cooling performance is actually manufactured) and a wick capable of realizing such a loop heat pipe In addition, it is possible to provide an information processing apparatus that can be mass-produced with a stable cooling performance such as a CPU.
以下、本発明者らが開発した情報処理装置、ループ型ヒートパイプ及びウィックの一例(以下、実施例に係る情報処理装置1、ループ型ヒートパイプ10及びウィック13と表記する。)を、図面を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, an example of an information processing apparatus, a loop heat pipe and a wick developed by the present inventors (hereinafter referred to as an information processing apparatus 1, a
図1に、実施例に係る情報処理装置1の概略構成を示す。図示してあるように、実施例に係る情報処理装置1は、いわゆるノートPC(Personal Computer)であり、プリント
回路板30、ループ型ヒートパイプ10等を備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an information processing apparatus 1 according to the embodiment. As illustrated, the information processing apparatus 1 according to the embodiment is a so-called notebook PC (Personal Computer), and includes a printed
プリント回路板30は、CPU31等をプリント配線板に取り付けたユニットである。なお、本実施例に係る情報処理装置1のプリント回路板30に搭載されているCPU31は、発熱量が約60Wのものである。
The printed
実施例に係るループ型ヒートパイプ10(以下、LHP10とも表記する)は、蒸発器11、伝熱ブロック18、蒸気管15、凝縮器16及び液管17を備えた熱輸送デバイスである。
A loop heat pipe 10 (hereinafter also referred to as LHP 10) according to the embodiment is a heat transport device including an
蒸発器11は、その内部に存在する,液体状態にある作動流体を、発熱体(本実施例では、CPU31)からの熱で気化させる〔作動流体に相変化を起こさせることにより、発熱体からの熱を吸収する〕ための円柱状ユニットである。この蒸発器11の詳細については、後述することにする。
The
伝熱ブロック18は、高熱伝導性材料(本実施例では、銅)からなる部材である。伝熱ブロック18は、蒸発器11とほぼ同サイズの貫通孔が,底面(台形面)に垂直に設けられている等脚台形状部材の一側面(平行な二側面の中の,幅が広い方の側面)に平板状部材を取り付けた形状(図3参照。)を有している。なお、LHP10は、この伝熱ブロック18の貫通孔内に蒸発器11が収容されたものであると共に、伝熱ブロック18をCPU31上に位置させることが出来るように全体形状(各部の位置関係)が定められたものとなっている。また、情報処理装置1は、LHP10の伝熱ブロック18を、サーマルグリースを介してCPU31の上面に取り付けたものとなっている。
The
蒸気管15は、蒸発器11によって気化された作動流体を凝縮器16に供給するための導管である。凝縮器16は、蒸気管15によって供給される,気体状態にある作動流体を、放熱により、凝縮させるためのユニットである。この凝縮器16は、蛇行するように曲げられた管(図示略;以下、凝縮管と表記する。)に複数の放熱フィン16aを取り付けた構成を有している。そして、情報処理装置1内には、凝縮器16を空冷するための冷却用ファン33(本実施例では、直径が90mmのファンを備えた,12V駆動のもの)が設けられている。
The
液管17は、凝縮器16によって凝縮(液化)された作動流体を蒸発器11に供給するための導管である。本実施例に係るLHP10は、この液管17及び蒸気管15として、それぞれ、外径4mm、内径3mm、長さ約300mmの銅パイプを使用し、凝縮管として、外径4mm、内径3mm、長さ約400mmの銅パイプを使用したものとなっている。
The
以下、図2乃至図5を用いて、LHP10が備える蒸発器11の構成を詳細に説明する。なお、これらの図のうち、図2は、蒸発器11及び伝熱ブロック18の縦断面図(図3におけるB−B′矢視断面図)であり、図3は、蒸発器11及び伝熱ブロック18の横断面図(図2におけるA−A′矢視断面図)である。図4は、フリー状態(各部に力が加えられていない状態)にある場合におけるウィック13の形状の説明図であり、図5は、蒸発器11の製造手順の説明図である。
Hereinafter, the configuration of the
図2に示してあるように、蒸発器11は、ケース12とウィック13とシール部材14とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
ケース12は、蒸発器11の外殻を成す中空円筒状部材である。ケース12は、その内部にウィック13が収容されるケース部材12aと、その内部にシール部材14が収容されるケース部材12bとにより構成されている。なお、実施例に係るLHP10は、このケース12として、内部空間の直径が約14mm、長さが約50mmの銅製部材を用いたものとなっている。
The
シール部材14は、蒸発器11内に、作動流体を一時的に貯留するための液溜室(図2における,シール部材14よりも左側の空間)を画定するための、その中央部分に直径が約6mmの貫通孔が設けられている円形平板状部材である。
The
ウィック13は、毛細管作用を有する材料からなる,図2〜図4に示した形状を有する部材である。
The
すなわち、ウィック13は、全体的には、一端が開口し、他端が閉塞した有底円筒形状(図2参照。)を有する部材となっている。ただし、ウィック13の外周面の,開口端(図2における左側の端)近傍以外の部分には、ウィック13の長さ方向に延びた蒸気排出
用溝13a(以下、単に、溝13aとも表記する)が複数個設けられている。また、ウィック13の内周面には、ウィック13の長さ方向に延びた内側溝13b(以下、単に、溝13bとも表記する)が複数個設けられている。
That is, the
そして、ウィック13(図3参照。)は、溝13a、溝13bが、その周壁に沿って交互に等間隔で設けられている部材であると共に、各溝13a、13bとして、“溝13aの深さ+溝13bの深さ>周壁の厚さ”が成立する形状のV字状溝が設けられている部材となっている。
The wick 13 (see FIG. 3) is a member in which the
また、ウィック13は、フリー状態における外径が、製造誤差により小サイズのものとなってしまった場合にも、ケース12の内径よりも大きくなる部材(図4参照。)として設計・製造されている。さらに、ウィック13は、径方向への圧縮によりその外径をケース12の内径と一致させたときに、各溝13bの開口幅がほぼ“0”となるように(図3参照。)、各溝13bの形状を決定(設計)したものともなっている。
Further, the
なお、実施例に係るLHP10(蒸発器11)の構成要素として実際に使用したウィック13は、金型を用いて製造した、以下の仕様のPTFE製部材である。
The
・細孔径:約10μm
・空孔率:約40%
・外径(フリー状態):約17mm
・内径(フリー状態):約9mm
・全長:40mm
・蒸気排出用溝13aの形状(フリー状態):
底辺の長さ(外周面側の開口幅)が約2mm、一辺の長さが約2.5mmの二等辺三角形
・蒸気排出用溝13aの数及び配置:
等間隔に12個
・内側溝13bの形状(フリー状態):
底辺の長さが約0.8mm、一辺の長さが約2.2mmの二等辺三角形
・内側溝13bの数及び配置:
等間隔に12個
・ Pore diameter: about 10μm
-Porosity: about 40%
・ Outer diameter (free state): about 17mm
・ Inner diameter (free state): about 9mm
・ Total length: 40mm
-Shape of the
Number and arrangement of isosceles triangles /
12 at regular intervals and the shape of the
Number and arrangement of isosceles triangles and
12 at regular intervals
そして、蒸発器11は、上記形状(仕様)のウィック13を用いて、図5に模式的に示した手順で製造されたものとなっている。
And the
すなわち、蒸発器11の製造時には、まず(図5(A)、(B)参照。)、外径がケース12(ケース部材12a)の内径よりも大きなウィック13を径方向に圧縮して(縮径させて)ケース12のケース部材12a内に挿入してから圧縮を解除する作業が行われている。
That is, when the
ウィック13は、フリー状態における外径がケース12の内径よりも大きなものであるため、ウィック13をケース部材12a内に挿入してから圧縮を解除すると、ウィック13の各部が外側に広がる(図5(C)参照。)。従って、上記作業が完了すると、ウィック13の外周面(蒸気排出用溝13a以外の部分)の全域が、ケース部材12aの内面に良好に(或る程度の押し付け圧力で)接触している状態が形成されることになる。また、ウィック13が上記した形状のものであるため(詳細は後述)、ケース12内に収容されたウィック13は、外周面側の細孔がつぶれておらず、且つ、各内側溝13bがほぼ閉じている状態を取ることになる。
Since the outer diameter in the free state of the
実施例に係るLHP10が備える蒸発器11は、上記作業後に、ケース部材12b(又はケース部材12a)に対してシール部材14を固定する作業や、ケース部材12bをケース部材12aに対して固定する作業を行うことによって製造したもの(図5(D)参照。)となっている。そして、実施例に係るLHP10は、そのようにして製造した蒸発器11を気化器16等と組み合わせた上で、周知の手順で、作動流体(本実施例では、エタノール)を封入することによって製造したものとなっている。
The
以上、説明したように、実施例に係るLHP10(蒸発器11)には、『“溝13aの深さ+溝13bの深さ>周壁の厚さ”が成立する形状の溝13aと溝13bとが周壁(円筒壁)に沿って交互に設けられた中空円筒状の,フリー状態における直径がケース12の内径よりも大きなウィック13』が用いられている。
As described above, the LHP 10 (evaporator 11) according to the embodiment includes the
換言すれば、LHP10(蒸発器11)には、内側溝13bの開口幅が狭くなれば(溝13aと溝13bとに挟まれた部分が傾けば)、そのサイズ(外径及び内径)が小さくなるウィック13が用いられている。
In other words, the LHP 10 (evaporator 11) has a smaller size (outer diameter and inner diameter) if the opening width of the
そして、ウィック13の内側溝13bの開口幅を狭くする(溝13aと溝13bとに挟まれた部分を傾ける)のに必要とされる力の方が、ウィック13内の各部(バルク状のPTFE)の圧縮に必要とされる力よりも小さい。具体的には、本実施例におけるウィック13は、図6(A)に示した形状のものであるが、このウィック13を周方向に0.05mm圧縮するのに必要とされる力を、各種物性値に基づき算出すると、約50kPaとなる。一方、ウィック13の各部の圧縮に必要とされる力として、図6(B)に示した形状のウィック(つまり、従来構成のウィック)を周方向に0.05mm圧縮するの要する力を算出すると、約1800kPaとなる。
The force required for narrowing the opening width of the
このように、ウィック13の内側溝13bの開口幅を狭くするのに必要とされる力の方が、ウィック13の各部の圧縮に必要とされる力よりも小さい。そのため、上記形状を有するウィック13は、縮径させた際に、内側溝13bの開口幅が狭くなるもの、換言すれば、特に大きな外力を加えなくても縮径できるもの、となっていることになる。
Thus, the force required to narrow the opening width of the
そして、ウィック52を用いた場合に、ウィック52の外周面側の細孔がつぶれた蒸発器41(図12参照。)が得られてしまうのは、ウィック52の内周面側を周方向に圧縮するのに極めて大きな力を必要とする〔ウィック52の内周面側の周方向への圧縮により外径を小さくするのに必要な力よりも、ウィック52の外周面側の径方向への圧縮により外径を小さくするのに要する力の方が小さい〕ためである。従って、ウィックを、大きな外力を加えなくても縮径できるものとしておけば、ケース内への収容によりウィックの外周面側の細孔がつぶれることを防止できることになる。
When the
そして、ウィック13は、上記したように、特に大きな外力を加えなくても縮径できるものなのであるから、蒸発器11に採用されている上記構成は、実際に製造されたウィック13のサイズが設計値から多少ずれていても、“ウィック13の外周面側の細孔がつぶれておらず(作動液の流れが細孔のつぶれにより阻害されておらず)、且つ、ウィック13の外周面全域がケース12の内面に良好に接触している蒸発器11”を製造できるものとなっていることになる。
Since the
なお、上記したウィック13の各部のサイズから既に明らかであるとは考えるが、上記形状のウィック13及びケース12を用いることにより、ウィック13内の全ての細孔がつぶれていない蒸発器11を実現できる訳ではない。具体的には、例えば、外径が設計値(17mm)と等しいウィック13をケース12内に収容した場合、ウィック13は、図7に模式的に示してあるように、各溝13a、13bの先端近傍に位置している細孔のみ
がつぶれた状態を取ることになる。また、外径が設計値よりも小さいウィック13をケース12内に収容した場合も、ウィック13は、同様の状態を取ることになる。なお、この場合、図8に示したように、ウィック13の状態は、内側溝13bが完全には閉じていない状態となる。
In addition, although it thinks that it is already clear from the size of each part of the above-mentioned
このように、外径が設計値以下となっているウィック13が用いられている蒸発器11は、ウィック13内の各溝13a、13bの先端近傍に位置している細孔のみがつぶれているものとなる。ただし、作動液の流れが大きく阻害されるのは、作動液が通り得る経路上の細孔が全てつぶれている場合である(図12参照。)ので、そのような部分に位置している細孔がつぶれていても、作動液の流れが大きく阻害されることはない。従って、上記形状のウィック13でありさえすれば、外径が設計値以下となっていても、作動液の流れが細孔のつぶれにより阻害されていない蒸発器11を実現(製造)できることになる。
As described above, in the
また、外径が設計値よりも大きなウィック13をケース12内に収容した場合には、各溝13a、13bの先端近傍に位置している細孔のみならず、ウィック13内の他の各細孔もつぶれることになる。ただし、上記形状のウィック13では、各細孔が平均的に変形する。従って、上記形状のウィック13でありさえすれば、外径が設計値を超えていても、作動液の流れが細孔のつぶれにより阻害されていない蒸発器11を実現できることになる。
Further, when the
さらに、蒸発器11に採用されている構成は、製造誤差によりウィック13の外径がばらついても、ウィック13のケース12内面への押し付け圧力が、大きく変わらないものともなっている。
Furthermore, the configuration employed in the
具体的には、既に説明したように、PTFE製のウィックを金型成型により製造する際には、±0.2mm程度の製造誤差が生ずる。そのため、外径が17mmとなっているウィック13を金型成型により製造すると、外径が、16.8mm〜17.2mmの範囲内にあるウィック13が製造されることになるが、外径が16.8mmのウィック13のケース12内面への押し付け圧力を各種物性値から算出すると、当該押し付け圧力が2600kPaであることになる。また、外径が最大(17.2mm)のウィック13のケース12内面への押し付け圧力は、3400kPaであることになる。
Specifically, as already described, when a PTFE wick is manufactured by molding, a manufacturing error of about ± 0.2 mm occurs. Therefore, when the
この押し付け圧力範囲(2600〜3400kPa)は、上記した,ウィック52のケース51内面への押し付け圧力範囲(0〜14400kPa)よりも極めて狭いものである。従って、蒸発器11に採用されている構成は、製造誤差によりウィック13の外径がばらついても、ウィック13のケース12内面への押し付け圧力が大きく変わらないものとなっていると言うことが出来る。
This pressing pressure range (2600 to 3400 kPa) is extremely narrower than the pressing pressure range (0 to 14400 kPa) of the
そして、LHP10は、『ウィック13のサイズが製造誤差により多少変わっても、ウィック13のケース12内面への押し付け圧力が大きく変わらず、且つ、作動液の流れを阻害するような細孔のつぶれが生じない蒸発器11』を備えている。従って、本実施例に係るLHP10は、冷却性能が安定したものを量産できる(極端に冷却性能が悪いものが製造されることが実際上無い)ものとなっていると言うことが出来る。
And the
また、LHP10は、蒸発器41(図10、図11参照)を備えたLHPよりも冷却性能が高いものともなっている。
Further, the
何故ならば、ウィック52を使用する際には、ケース51の内径よりも外径が小さなウィック52(蒸発器41の構成要素として実際に使用できないウィック52)が製造されないようにするために、ウィック52を大きめに製造せざるを得ない。そして、ウィック
52の外径が大きいと、蒸発器41内のウィック52の外周面側の細孔がつぶれる(図12参照。)。従って、蒸発器41を備えたLHPは、ウィック52の細孔のつぶれにより蒸発器41内での作動液の流れが阻害されている分、冷却性能が劣化しているものとなる。
This is because when the
一方、蒸発器11には、既に説明したように、ウィック13のサイズが設計値から多少ずれていても、細孔のつぶれ等に起因する冷却性能の劣化が生じない構成が採用されている。そして、LHP10には、蒸発器11が用いられているのであるから、LHP10は、蒸発器41が用いられているLHPよりも冷却性能が高いものとなっていると言うことが出来る。
On the other hand, as described above, the
なお、情報処理装置1の開発時には、情報処理装置1のLHP10を,蒸発器41を備えたLHPに置き換えた情報処理装置(以下、従来構成装置と表記する)と、情報処理装置1とを、25℃の環境下で動作させて各装置内のCPU31の温度を測定する実験を行っている。そして、当該実験の結果として、従来構成装置内のCPU31の温度は70℃まで上がるが、情報処理装置1内のCPU31の温度は60℃までしか上がらないことが確認できている。従って、実施例に係るLHP10は、従来構成のLHPよりも、冷却性能がおよそ22%〔=100−100×(60−25)/(70−25)〕向上したものとなっていると言うことも出来る。
In developing the information processing apparatus 1, an information processing apparatus (hereinafter referred to as a conventional configuration apparatus) in which the
《変形例》
上記したLHP10、情報処理装置1、ウィック13に対しては、各種の変形を行うことが出来る。例えば、ウィック13の各内側溝13bの形状を、ウィック13をケース12内に収容したときに、各内側溝13bの開口幅がほぼ“0”となるように決定しているのは、ヒートリークにより多量の熱がウィック13内の作動液に加わることを防止するためである。なお、ヒートリークとは、熱がケース12からウィック13を伝わってウィック13内の作動液まで伝わる現象のことである。
<Modification>
Various modifications can be made to the
ただし、各内側溝13bが完全に閉じなくても、各内側溝13bの開口幅が或る程度まで狭くなりさえすれば、ヒートリークにより多量の熱がウィック13内の作動液に加わることを実用上十分なレベルで防止できる。従って、ウィック13を、ケース12内に収容したときに完全に閉じない形状の内側溝13bを備えたものに変形することが出来る。
However, even if the
また、ウィック13を、“溝13aの深さ+溝13bの深さ≦周壁の厚さ”が成立する形状の溝13a及び溝13bを備えたものに変形することも出来る。ただし、そのように変形したウィック13は、ウィック52よりも縮径させやすいものとはなるものの、上記形状を有するウィック13のように簡単に縮径させることが出来ないものとなる。そのため、ウィック13は、各部のサイズを上記サイズとする必要はないが、“溝13aの深さ+溝13bの深さ>周壁の厚さ”が成立する形状の溝13a及び溝13bを備えたものとしておくことが望ましい。
Further, the
ウィック13の各溝13a、13bの形状を、V字状ではない形状の溝としておくことも出来る。ただし、各溝13a、13bとして、V字状ではない形状の溝を使用することによってLHP10の冷却性能が特に向上する訳ではないし、内側溝13bの形状は、閉じたときに内部に空間ができないものであることが望ましい。そのため、少なくとも、内側溝13bの形状は、V字状(完全なV字状、V字状に類似した形状)としておくことが望ましい。
The shape of each
また、ウィック13を、“底”(図2における右端の部分)を有さない形状のもの(ウィック13の“底”として機能する部材に取り付けられる形状のもの)に変形することも
出来る。
Further, the
また、実施例に係るLHP10は、放熱フィン16aを備えた凝縮器16を構成要素としたものであったが、LHP10は、他の構成の凝縮器16(放熱フィン16aを備えないもの等)を構成要素としたものに変形することも出来る。また、上記した情報処理装置1は、いわゆるノートPCであったが、情報処理装置1を、タワー型PCや、コンピュータ以外の情報処理装置(コピー機等)に変形することも出来る。
Moreover, although LHP10 which concerns on an Example was what used the
1 情報処理装置
10 ループ型ヒートパイプ
11,41 蒸発器
12a,12b ケース部材
12,51 ケース
13,52 ウィック
13a 蒸気排出用溝
13b 内側溝
14 シール部材
15,42 蒸気管
16,43 凝縮器
16a 放熱フィン
17,44 液管
18,45 伝熱ブロック
30 プリント回路板
31 CPU
33 冷却用ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
33 Cooling fan
Claims (7)
気体状態にある作動流体を放熱により凝縮させる凝縮器と、
前記蒸発器からの作動流体を前記凝縮器に供給する蒸気管と、
前記凝縮器からの作動流体を前記蒸発器に供給する液管と、を備え、
前記蒸発器が、
円柱形状の内部空間を有するケースと、
前記ケース内に収容され、長さ方向に延びた複数の蒸気排出用溝が設けられている外周面と長さ方向に延びた複数の内側溝が設けられている内周面とを有する中空円筒状の,前記ケース内への収容前の直径が前記ケースの前記内部空間の内径よりも大きなウィックと、
を備える
ことを特徴とするループ型ヒートパイプ。 An evaporator that vaporizes the working fluid in a liquid state by heat from the heating element;
A condenser for condensing the working fluid in a gaseous state by heat radiation;
A vapor pipe for supplying the working fluid from the evaporator to the condenser;
A liquid pipe for supplying the working fluid from the condenser to the evaporator,
The evaporator is
A case having a cylindrical inner space;
A hollow cylinder which is accommodated in the case and has an outer peripheral surface provided with a plurality of steam discharge grooves extending in the length direction and an inner peripheral surface provided with a plurality of inner grooves extending in the length direction. A wick having a diameter before being accommodated in the case is larger than an inner diameter of the internal space of the case;
A loop heat pipe characterized by comprising:
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。 Each inner groove of the wick is provided at a portion of the inner peripheral surface where the steam discharge groove is not provided on the outer peripheral surface side, and the depth of the steam discharge groove is reduced from the thickness of the peripheral wall of the wick. The loop-type heat pipe according to claim 1, wherein the loop-shaped heat pipe is a V-shaped groove having a depth exceeding the above value.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のループ型ヒートパイプ。 The loop heat pipe according to claim 1 or 2, wherein each inner groove of the wick has a shape in which an opening width becomes "0" when the wick is accommodated in the case.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のループ型ヒートパイプ。 The loop type heat pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the wick has a shape in which one end is closed.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のループ型ヒートパイプ。 The loop type heat pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the wick is a die-molded member made of a porous resin.
ことを特徴とするウィック。 A hollow cylindrical shape having an outer peripheral surface provided with a plurality of steam discharge grooves extending in the length direction and an inner peripheral surface provided with a plurality of inner grooves extending in the length direction. And wick.
液体状態にある作動流体を前記電子部品からの熱で気化させる蒸発器と、気体状態にある作動流体を放熱により凝縮させる凝縮器とを、前記蒸発器からの作動流体を前記凝縮器に導入する蒸気管及び前記凝縮器からの作動流体を前記蒸発器に導入する液管によりループ状に接続した、前記蒸発器として、円柱形状の内部空間を有するケースと、前記ケース内に収容されたウィックであって、長さ方向に延びた複数の蒸気排出用溝が設けられている外周面と長さ方向に延びた複数の内側溝が設けられている内周面とを有する中空円筒状の,前記ケース内への収容前の直径が前記ケースの前記内部空間の内径よりも大きなウィックとを含む蒸発器が使用されているループ型ヒートパイプと、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 During its operation, electronic components to be cooled,
An evaporator that vaporizes the working fluid in a liquid state with heat from the electronic component, a condenser that condenses the working fluid in a gas state by heat dissipation, and introduces the working fluid from the evaporator into the condenser. As a case where the working fluid from the steam pipe and the condenser is connected in a loop by a liquid pipe for introducing into the evaporator, the evaporator has a case having a cylindrical inner space, and a wick accommodated in the case. A hollow cylindrical shape having an outer peripheral surface provided with a plurality of steam discharge grooves extending in the length direction and an inner peripheral surface provided with a plurality of inner grooves extending in the length direction, A loop heat pipe in which an evaporator including a wick having a diameter before being accommodated in the case is larger than an inner diameter of the internal space of the case;
An information processing apparatus comprising:
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