JP2014185801A - Self-excited oscillation heat pipe - Google Patents

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悠也 高野
Yasushi Nishikuma
靖 西隈
Tetsuyoshi Fukaya
哲義 深谷
Eisaku Kakiuchi
栄作 垣内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-excited oscillation heat pipe having improved starting characteristics at low temperature.SOLUTION: A self-excited oscillation heat pipe disclosed in the present specification comprises pressure transmission means provided at the middle of a sealed pipe for transferring pressure fluctuation in one side space to the other side space. The pressure transmission means is allowed to have heat transport characteristics different between on one side and on the other side. The heat pipe on one side (first heat pipe) is allowed to have the heat transport amount less than that of the heat pipe on the other side (second heat pipe) and to have the responsiveness at low temperature superior to that of the second heat pipe. The first heat pipe starts up more quickly than the second heat pipe in a low temperature environment, and the oscillation of the first heat pipe is transmitted to the second heat pipe by the pressure transmission means. The transmitted pressure oscillation induces self-excited oscillation of the second heat pipe, and the self-excited oscillation is started more quickly than in the case of the single element second heat pipe. The pressure transmission means is provided in the folding part of the pipe, and the assemblability is excellent.

Description

本発明は、自励振動式ヒートパイプに関する。   The present invention relates to a self-excited vibration heat pipe.

自励振動式ヒートパイプは、閉じた細管を複数回折り返し(複数回往復させ)、内部に揮発性の高い液体(作動液)を封入したデバイスである。平行に並ぶ細管の一方の端部付近(折り返しの部分付近)に発熱源を取り付ける。発熱源を取り付けた側を受熱部(あるいは蒸発部)と称し、平行に並ぶ細管の他方の端部を放熱部(凝縮部)と称する。作動液は、受熱部にて発熱源の熱によって蒸発する。蒸発は細管の複数の箇所(複数の折り返し部分付近)で生じるので、細管全体では気相と液相が交互に存在する状態となる。作動液の蒸発により、受熱部の圧力が高まる。受熱部の圧力が高まることで液相と気相の作動液が放熱部へ移動する。気相の作動液は放熱部にて凝縮し液体に戻る。こうして、作動液の相変化に起因する圧力変化により作動液が受熱部と放熱部の間を移動する。すなわち作動液が自励的に振動する。自励振動式ヒートパイプは、この蒸発と凝縮に伴う潜熱と作動液が有する顕熱の双方によって熱が移送されるので、熱輸送の効率が高い。また、自励振動式ヒートパイプは、構造が簡単で小型化が容易であるため、パワーデバイスやCPUなどの半導体デバイスの冷却装置として用いられることが多い。   A self-excited vibration heat pipe is a device in which a closed thin tube is folded back multiple times (reciprocated multiple times) and a highly volatile liquid (working fluid) is enclosed inside. Install a heat source near one end of the narrow tubes arranged in parallel (near the folded portion). The side to which the heat source is attached is referred to as a heat receiving part (or evaporation part), and the other end of the narrow tubes arranged in parallel is referred to as a heat dissipation part (condensing part). The hydraulic fluid is evaporated by the heat of the heat source at the heat receiving portion. Since evaporation occurs at a plurality of locations (near a plurality of folded portions) of the thin tube, the entire thin tube is in a state where a gas phase and a liquid phase exist alternately. Due to the evaporation of the hydraulic fluid, the pressure of the heat receiving part increases. As the pressure in the heat receiving part increases, the liquid phase and the gas phase hydraulic fluid move to the heat radiating part. The gas phase hydraulic fluid is condensed in the heat radiating portion and returned to the liquid. Thus, the hydraulic fluid moves between the heat receiving portion and the heat radiating portion due to a pressure change caused by the phase change of the hydraulic fluid. That is, the hydraulic fluid vibrates self-excited. The self-excited vibration type heat pipe has high heat transport efficiency because heat is transferred by both latent heat accompanying evaporation and condensation and sensible heat of the working fluid. In addition, since the self-excited vibration heat pipe has a simple structure and can be easily reduced in size, it is often used as a cooling device for semiconductor devices such as power devices and CPUs.

自励振動式ヒートパイプの特性は、管の断面積や管の単位体積当たりの作動液の量、あるいは、作動液の種類に依存するが、一般的な傾向として、熱輸送量(冷却能力)と低温時の応答性(低温時の始動性)はトレードオフの関係にある。その理由は、極めて単純化して言えば、熱輸送量が大きいということは熱容量が大きいということであり、作動液を蒸発させる(作動液を移動させる)のに大きなエネルギを必要とするからである。   The characteristics of self-excited vibration heat pipes depend on the cross-sectional area of the tube, the amount of hydraulic fluid per unit volume of the tube, or the type of hydraulic fluid. And the response at low temperatures (startability at low temperatures) are in a trade-off relationship. The reason is that, in a very simplified manner, a large heat transport amount means a large heat capacity, and a large amount of energy is required to evaporate the working fluid (move the working fluid). .

そこで、低温時の特性を高めるために、様々な提案がなされている。特許文献1では、ヒートパイプの管にポンプを接続し、低温時にはポンプで積極的に作動液に振動を与えて自励振動を誘発する。   Thus, various proposals have been made in order to improve the characteristics at low temperatures. In Patent Document 1, a pump is connected to a pipe of a heat pipe, and when the temperature is low, the pump actively vibrates the hydraulic fluid to induce self-excited vibration.

また、特許文献2では、熱輸送特性の異なる2つのヒートパイプを一つの筐体に収める。2つのヒートパイプには、それぞれ融点の異なる作動液が封止されている。融点の低い作動液が封止されたヒートパイプは、外気温度が低くても作動する。外気温度が高くなると、あるいは、熱源の温度が高くなると、高融点作動液が封止されたヒートパイプが作動を開始し、熱輸送量が増加する。   In Patent Document 2, two heat pipes having different heat transport characteristics are housed in one housing. The two heat pipes are sealed with hydraulic fluids having different melting points. A heat pipe sealed with a working fluid having a low melting point operates even when the outside air temperature is low. When the outside air temperature rises or the temperature of the heat source rises, the heat pipe sealed with the high melting point working fluid starts to operate, and the heat transport amount increases.

特開2006−319046号公報JP 2006-319046 A 特開2009−260058号公報JP 2009-260058 A

特許文献1のヒートパイプはアクチュエータを備え、低温時には、能動的に自励振動を誘発する。特許文献5のヒートパイプは、実質的には特性の異なる2つのヒートパイプを備えることに相当する。   The heat pipe of Patent Document 1 includes an actuator, and actively induces self-excited vibration at low temperatures. The heat pipe of Patent Document 5 corresponds to providing two heat pipes having substantially different characteristics.

本願の発明者の一部は、電源等の能動的な駆動力を必要とすることなく、低温時の特性を高めたヒートパイプを考案した(特願2013−004397、2013年1月15日出願、本願出願時は未公開)。本明細書は、特願2013−004397が開示する新規なヒートパイプを低コストで実現する技術を提供する。   Some of the inventors of the present application have devised a heat pipe with improved characteristics at low temperatures without requiring an active driving force such as a power source (Japanese Patent Application No. 2013-004397, filed on January 15, 2013). And unpublished at the time of filing this application). This specification provides a technology for realizing a novel heat pipe disclosed in Japanese Patent Application No. 2013-004397 at a low cost.

特願2013−004397が開示する自励振動式ヒートパイプは、次の通りである。そのヒートパイプは、密閉された管の途中に気体と液体は通さないが圧力変動は伝達する圧力伝達手段を備える。即ち、密閉された管の内部空間が、圧力伝達手段を隔てて一方側の空間と他方側の空間に区画される。そして、その一方側の空間と他方側の空間で異なる熱輸送特性を持たせる。そのような自励振動式ヒートパイプは、別言すれば、熱輸送特性の異なる第1ヒートパイプと第2ヒートパイプを、気体と液体は通さないが圧力変動は伝達する圧力伝達手段で連結したデバイスである。熱輸送特性とは、低温での始動性の良さを含む。別言すれば、上記の自励振動式ヒートパイプは、ヒートパイプ管内の空間が長さ方向で2つに分割されているとともに、分割された空間の一方で生じた圧力変動を他方の空間に伝達する圧力伝達手段を備えている。前述したように、熱輸送量(冷却能力)と低温時の応答性(低温時の始動性)はトレードオフの関係にあり、第1ヒートパイプは第2ヒートパイプよりも熱輸送量は小さいが低温時の応答性は優るように構成する(第1ヒートパイプの特性と第2ヒートパイプの特性は逆でもよい)。第1ヒートパイプは低温環境において第2ヒートパイプよりも早く始動する。そして、第1ヒートパイプの振動が圧力伝達手段で第2ヒートパイプに伝達される。伝達された圧力変動が第2ヒートパイプの自励振動を誘発し、第2ヒートパイプは、それと同等の単体ヒートパイプよりも早く自励振動が始動する。この自励振動式ヒートパイプは、能動的なアクチュエータを備えることなく、熱容量の大きい第2ヒートパイプが従来のヒートパイプよりも早く始動する。   The self-excited vibration heat pipe disclosed in Japanese Patent Application No. 2013-004397 is as follows. The heat pipe is provided with a pressure transmission means for transmitting pressure fluctuations while gas and liquid do not pass through the sealed pipe. That is, the internal space of the sealed tube is partitioned into a space on one side and a space on the other side across the pressure transmission means. And the heat transport characteristic which is different in the space of the one side and the space of the other side is given. In other words, such a self-excited vibration heat pipe is formed by connecting a first heat pipe and a second heat pipe having different heat transport characteristics by pressure transmission means that transmits gas and liquid but transmits pressure fluctuations. It is a device. The heat transport property includes good startability at low temperatures. In other words, in the above self-excited vibration heat pipe, the space in the heat pipe pipe is divided into two in the length direction, and the pressure fluctuation generated in one of the divided spaces is divided into the other space. Pressure transmitting means for transmitting is provided. As described above, the amount of heat transport (cooling capacity) and the response at low temperatures (startability at low temperatures) are in a trade-off relationship, and the first heat pipe has a smaller heat transport amount than the second heat pipe. The responsiveness at low temperature is configured to be excellent (the characteristics of the first heat pipe and the characteristics of the second heat pipe may be reversed). The first heat pipe starts faster than the second heat pipe in a low temperature environment. Then, the vibration of the first heat pipe is transmitted to the second heat pipe by the pressure transmission means. The transmitted pressure fluctuation induces self-excited vibration of the second heat pipe, and the second heat pipe starts self-excited vibration earlier than an equivalent single heat pipe. In this self-excited vibration heat pipe, the second heat pipe having a large heat capacity is started earlier than the conventional heat pipe without including an active actuator.

なお、圧力伝達手段は、典型的には、ピストンあるいはダイアフラム(振動板)でよい。また、第1ヒートパイプと第2ヒートパイプ(即ち、圧力伝達手段の一方側と他方側)の熱輸送特性を異ならしめるのは、管断面積、管の単位体積当たりの作動液の量、作動液の種類、熱流束の少なくとも一つを相違させることで達成できる。圧力伝達手段は、弾性体であってもよい。   The pressure transmission means may typically be a piston or a diaphragm (diaphragm). Also, the heat transport characteristics of the first heat pipe and the second heat pipe (that is, one side and the other side of the pressure transmission means) are different from each other in that the pipe cross-sectional area, the amount of hydraulic fluid per unit volume of the pipe, the action This can be achieved by differentiating at least one of the type of liquid and the heat flux. The pressure transmission means may be an elastic body.

自励振動式ヒートパイプは、密閉された管が複数回折り返されている。本明細書が開示する技術は、上記した新規の自励振動式ヒートパイプにおいて、圧力伝達手段をいずれかの折り返し部分に設ける。圧力伝達手段を折り返し部分に設けることによって、ヒートパイプの組み立て性が向上する。   The self-excited vibration heat pipe has a plurality of sealed tubes folded back. In the technology disclosed in this specification, in the above-described novel self-excited vibration heat pipe, the pressure transmission means is provided in any folded portion. By providing the pressure transmission means at the folded portion, the assembly of the heat pipe is improved.

複数回折り返されている管は、多くの場合、次の3種類の部品で構成される。一つは、両端が開口している平行に並んだ複数の流路が形成されているボディである。ボディは、押出成形で成形される多孔管であってもよいし(その場合、一つひとつの孔が流路に相当する)、複数のパイプを束ねたものであってもよい。残りの2つは、複数の流路の一端側と他端側を夫々覆う(即ち、ボディの一端側と他端側を覆う)第1および第2閉塞部材である。複数の流路の一端側を覆う第1閉塞部材は、隣接する2本の流路の組の夫々について2本の流路の端部を連通させる。複数の流路の他端側を覆う第2閉塞部材は、第1閉塞部材が連通する2本の流路と互い違いになるように、隣接する別の2本の流路の組の夫々について別の2本の流路の端部を連通させる。ボディ内の複数の流路を第1及び第2閉塞部材が一つに繋げたものが、上記の複数回折り返された管に相当する。   In many cases, a plurality of bent-back pipes are composed of the following three types of parts. One is a body in which a plurality of parallel flow paths having both ends open are formed. The body may be a perforated pipe formed by extrusion molding (in which case, each hole corresponds to a flow path), or may be a bundle of a plurality of pipes. The remaining two are first and second closing members that respectively cover one end side and the other end side of the plurality of flow paths (that is, cover one end side and the other end side of the body). The first closing member that covers one end side of the plurality of flow paths allows the ends of the two flow paths to communicate with each other in the set of two adjacent flow paths. The second closing member that covers the other end of the plurality of flow paths is different for each of a pair of two adjacent flow paths adjacent to the two flow paths that communicate with the first closing member. The ends of the two flow paths are communicated. A structure in which a plurality of flow paths in the body are connected to one of the first and second closing members corresponds to the above-described plurality of folded pipes.

そこで、本明細書が開示する自励振動式ヒートパイプの一つの実施態様では、圧力伝達手段が、いずれかの流路の内部に備えられているとともに、第1又は第2閉塞部材の内面に面している。あるいは、別の実施態様では、圧力伝達手段が、第1又は第2閉塞部材に設けられている。前者の実施形態は、流路の端から圧力伝達手段を組み込んだ後に第1又は第2閉塞部材を取り付ければよい。後者の実施形態では、複数の流路に第1又は第2閉塞部材を組み付ける際に圧力伝達手段の組み付けも完了する。いずれの実施形態も、流路の中央付近まで圧力伝達手段を入れ込む必要がなく、製造が容易である。また、流路を一旦制作してしまえば、圧力伝達手段を組み付けるための付加的な加工が不必要である。なお、以下では、説明を簡便にするため、便宜上、「自励振動式ヒートパイプ」と単純に「ヒートパイプ」と称することがある。   Therefore, in one embodiment of the self-excited vibration heat pipe disclosed in the present specification, the pressure transmission means is provided inside any one of the flow paths, and on the inner surface of the first or second closing member. Facing. Alternatively, in another embodiment, the pressure transmission means is provided on the first or second closing member. In the former embodiment, the first or second closing member may be attached after the pressure transmission means is incorporated from the end of the flow path. In the latter embodiment, the assembly of the pressure transmission means is completed when the first or second closing member is assembled to the plurality of flow paths. In any of the embodiments, it is not necessary to insert the pressure transmission means to the vicinity of the center of the flow path, and the manufacturing is easy. Moreover, once the flow path is produced, additional processing for assembling the pressure transmission means is unnecessary. In the following, for the sake of simplicity, the “self-excited vibration heat pipe” may be simply referred to as “heat pipe” for convenience.

ヒートパイプは平行に並んだ流路の両端の夫々に折り返し部分が並ぶ。一方の折り返し部分には熱源が取り付けられ、他方の折り返し部分で熱源の熱が放出される。熱源が取り付けられる方の折り返し部分は受熱部(あるいは蒸発部)と呼ばれ、他方の折り返し部分は放熱部(あるいは凝縮部)と呼ばれる。圧力伝達手段は、放熱部側の折り返し部分に設けるとよい。作動液は放熱部にて液相となり、圧力伝達手段が液相の中で振動することになる。液相の方が気相よりも密度が高いので、圧力伝達手段が振動することにより伝達されるエネルギが気相と比べて大きい。即ち、放熱部に圧力伝達手段を設けることによって、受熱部に配置する場合と比較して圧力伝達の効率が高い。   The heat pipe has folded portions at both ends of the parallel flow paths. A heat source is attached to one folded portion, and heat from the heat source is released at the other folded portion. The folded part to which the heat source is attached is called a heat receiving part (or evaporation part), and the other folded part is called a heat radiating part (or condensing part). The pressure transmission means may be provided in the folded portion on the heat radiating portion side. The hydraulic fluid becomes a liquid phase at the heat radiating portion, and the pressure transmission means vibrates in the liquid phase. Since the liquid phase has a higher density than the gas phase, the energy transmitted by the vibration of the pressure transmission means is larger than that of the gas phase. That is, by providing the heat transmission part with the pressure transmission means, the efficiency of pressure transmission is high compared to the case where the heat transmission part is disposed.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

第1実施例のヒートパイプの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the heat pipe of 1st Example. ヒートパイプの熱抵抗と熱流速の関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the thermal resistance of a heat pipe, and a heat flow rate. 第2実施例のヒートパイプの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the heat pipe of 2nd Example. 第3実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 3rd Example. 第4実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 4th Example. 第5実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 5th Example. 第6実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 6th Example. 第7実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 7th Example. 第8実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 8th Example. 第9実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 9th Example. 第10実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 10th Example. 第11実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 11th Example. 第12実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the heat pipe of 12th Example.

(第1実施例)図1に、第1実施例のヒートパイプ2の断面図を示す。ヒートパイプ2は、複数回折り返された1本の閉じた管を備えるが、図1は、全ての折り返し部分を横断する断面を示す。別言すれば、図1は、複数折り返された1本の閉じた管の一端から他端までの流路全体を横断する断面に相当する。   (First Embodiment) FIG. 1 shows a sectional view of a heat pipe 2 of the first embodiment. Although the heat pipe 2 includes a single closed tube that is folded back multiple times, FIG. 1 shows a cross section that crosses all the folded portions. In other words, FIG. 1 corresponds to a cross section that traverses the entire flow path from one end to the other end of one closed tube that is folded back.

ヒートパイプ2は、平板型のボディ3の内部に密封された管5を有するデバイスである。管5の内部には、少量の作動液が充填されている。作動液は、揮発性の高い液体であり、例えば、代替フロンである。   The heat pipe 2 is a device having a tube 5 sealed inside a flat body 3. The pipe 5 is filled with a small amount of hydraulic fluid. The hydraulic fluid is a highly volatile liquid, for example, an alternative chlorofluorocarbon.

ボディ3は、アルミニウムや銅など、熱伝導率の高い金属で作られている。ボディ3には、両端が開口している平行な複数の流路4a〜4hが形成されている。その複数の流路4a〜4hは、その両端が第1閉塞部材12及び第2閉塞部材13で閉じられている。第1閉塞部材12及び第2閉塞部材13も、ボディ3と同様にアルミニウムなど熱伝導率の高い金属で作られている。第1閉塞部材12と第2閉塞部材13は、ロウ付け、圧入、接合、その他の方法でボディ3に固定される。   The body 3 is made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum or copper. The body 3 is formed with a plurality of parallel flow paths 4a to 4h that are open at both ends. Both ends of the plurality of flow paths 4 a to 4 h are closed by the first closing member 12 and the second closing member 13. Similarly to the body 3, the first closing member 12 and the second closing member 13 are also made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum. The first closing member 12 and the second closing member 13 are fixed to the body 3 by brazing, press fitting, joining, or other methods.

図1において複数の流路4a〜4hの上方の開口を覆う第1閉塞部材12は、隣接する2本の流路の組(流路4aと4b、4cと4d、4eと4f、4gと4h)の夫々について、2本の流路の端部を連通させる。図4の上側の開口において、流路4aと4bが連通する部分が折り返し部分9aに相当する。同様に、図4の上側の開口において、流路4cと4dが連通する部分、流路4eと4fが連通する部分、流路4gと4hが連通する部分が折り返し部分9aに相当する。   In FIG. 1, the first closing member 12 that covers the openings above the plurality of flow paths 4a to 4h is a set of two adjacent flow paths (flow paths 4a and 4b, 4c and 4d, 4e and 4f, 4g and 4h. ), The ends of the two flow paths are communicated. In the upper opening in FIG. 4, the portion where the flow paths 4a and 4b communicate corresponds to the folded portion 9a. Similarly, in the upper opening in FIG. 4, a portion where the flow paths 4c and 4d communicate, a portion where the flow paths 4e and 4f communicate, and a portion where the flow paths 4g and 4h communicate correspond to the folded portion 9a.

図1において複数の流路4a〜4hの下方の開口を覆う第2閉塞部材13は、第1閉塞部材12が連通する2本の流路の組とは互い違いとなるように、図1の下方の開口において隣接する2本の流路の組(流路4bと4c、4dと4e、4fと4g)の夫々について、2本の流路の端部を連通させる。図4の下側の開口において、流路4bと4cが連通する部分が折り返し部分9bに相当する。同様に、図4の下側の開口において、流路4dと4eが連通する部分、流路4fと4gが連通する部分が折り返し部分9bに相当する。このように平行に配置された複数の流路4a〜4hは、その両端が互い違いに隣接する流路と連通し、その結果、1本の閉じた管5が形成される。なお、管の両端は第2閉塞部材13の側にてキャップ14で閉じられる。管5は、内部に作動液を入れた後、キャップ14で密封される。   In FIG. 1, the second closing member 13 that covers the lower openings of the plurality of flow paths 4 a to 4 h is different from the pair of two flow paths that communicate with the first closing member 12 in the lower part of FIG. 1. The ends of the two flow paths are communicated with each other in the pair of the two flow paths adjacent to each other in the opening (flow paths 4b and 4c, 4d and 4e, 4f and 4g). In the lower opening in FIG. 4, the part where the flow paths 4 b and 4 c communicate corresponds to the folded part 9 b. Similarly, in the lower opening in FIG. 4, the portion where the flow paths 4d and 4e communicate and the portion where the flow paths 4f and 4g communicate correspond to the folded portion 9b. The plurality of flow paths 4a to 4h arranged in parallel in this way communicate with the flow paths that are alternately adjacent at both ends, and as a result, one closed tube 5 is formed. Note that both ends of the tube are closed with caps 14 on the second closing member 13 side. The tube 5 is sealed with a cap 14 after the working fluid is put inside.

ヒートパイプ2は、図1の下側の折り返し部分9bが並んだ領域に相当するボディ3の表面に発熱源が取り付けられる。図1の下側の折り返し部分9bが並んだ領域が受熱部Hv(蒸発部)に相当する。受熱部とは反対側で折り返し部分9aが並ぶ領域が、放熱部Hr(凝縮部)に相当する。   In the heat pipe 2, a heat source is attached to the surface of the body 3 corresponding to a region where the lower folded portions 9 b in FIG. 1 are arranged. A region where the lower folded portions 9b in FIG. 1 are arranged corresponds to the heat receiving portion Hv (evaporating portion). A region where the folded portions 9a are arranged on the side opposite to the heat receiving portion corresponds to the heat radiating portion Hr (condensing portion).

受熱部Hvに発熱源が取り付けられる。発熱源の熱により、受熱部Hvで作動液が蒸発する。受熱部Hvには管5の折り返し部分9bが複数含まれており、その複数の折り返し部分の夫々で作動液が蒸発する。放熱部Hrの作動液は液体のままである。そうすると、管5の内部で作動液は液相と気相が混在した状態となる。受熱部Hvで作動液が気体となると、受熱部Hvの圧力が高まり、作動液全体が放熱部Hrへ移動する。放熱部Hrへ移動した気相の作動液は凝縮し液相に戻る。その際、凝縮熱を放出する。また、気相の作動液の移動に伴い、受熱部Hv付近の液相の作動液も放熱部Hrへ移動し、そこで熱を放出する。こうして、気化と凝縮の潜熱と、液相の作動液が有する顕熱の双方で熱が輸送される。放熱部Hrで熱を放出した作動液は、受熱部Hvから新たに送られる温度の高い作動液に押しやられ、受熱部Hvへと移動する。こうして、作動液は、管5の内部で自励的に振動する。なお、発熱源に制限はないが、典型的には半導体チップなどの電子デバイスである。   A heat generation source is attached to the heat receiving portion Hv. The hydraulic fluid evaporates at the heat receiving portion Hv due to the heat of the heat source. The heat receiving portion Hv includes a plurality of folded portions 9b of the pipe 5, and the working fluid evaporates in each of the plurality of folded portions. The working fluid in the heat radiating portion Hr remains liquid. If it does so, a hydraulic fluid will be in the state in which the liquid phase and the gaseous phase were mixed inside the pipe | tube 5. FIG. When the hydraulic fluid becomes a gas at the heat receiving portion Hv, the pressure of the heat receiving portion Hv increases, and the entire hydraulic fluid moves to the heat radiating portion Hr. The gas phase hydraulic fluid that has moved to the heat radiating portion Hr is condensed and returned to the liquid phase. At that time, heat of condensation is released. As the gas-phase working fluid moves, the liquid-phase working fluid in the vicinity of the heat receiving portion Hv also moves to the heat radiating portion Hr and releases heat there. Thus, heat is transported by both the latent heat of vaporization and condensation and the sensible heat of the liquid-phase hydraulic fluid. The hydraulic fluid that has released heat in the heat radiating portion Hr is pushed by the high-temperature hydraulic fluid that is newly sent from the heat receiving portion Hv, and moves to the heat receiving portion Hv. Thus, the hydraulic fluid vibrates self-excited inside the tube 5. The heat source is not limited, but is typically an electronic device such as a semiconductor chip.

管5の途中、放熱部Hrの一つの折り返し部分9aに圧力伝達部8が設けられている。圧力伝達部8は、流路に沿って所定のストロークだけスライドするピストン7で構成されている。流路4cの端部は所定の長さまで拡径されており、その拡径部分にピストン7が挿入されている。ピストン7は、拡径部分と非拡径部分の境界に相当する段差と第1閉塞部材12の間で自由に動くことができる。ただし、ピストン7と管5の内壁の間には封止オイルが充填されており、ピストン7の一方側の空間と他方側の空間で液体と気体は通過することができない。なお、図1では、理解を助けるために、ピストン7と管5の内壁との間に意図的に隙間を描いている点に留意されたい。後の図3〜図5でも同様である。   In the middle of the tube 5, the pressure transmission portion 8 is provided in one folded portion 9 a of the heat radiating portion Hr. The pressure transmission unit 8 includes a piston 7 that slides along a flow path by a predetermined stroke. The end of the channel 4c is expanded to a predetermined length, and the piston 7 is inserted into the expanded portion. The piston 7 can freely move between a step corresponding to the boundary between the enlarged diameter portion and the non-expanded diameter portion and the first closing member 12. However, sealing oil is filled between the piston 7 and the inner wall of the pipe 5, and liquid and gas cannot pass through the space on one side and the space on the other side of the piston 7. In FIG. 1, it should be noted that a gap is intentionally drawn between the piston 7 and the inner wall of the pipe 5 in order to help understanding. The same applies to FIGS. 3 to 5 later.

ピストン7を境にして管5の一方側で圧力変動が生じると、ピストン7がその圧力変動に応じて往復する。ピストン7の往復運動が、管5の他方側に圧力変動をもたらす。即ち、圧力伝達部8は、ピストン7の一方側の空間と他方側の空間で気体と液体は通さないが圧力変動は伝達する。以下では、管5においてピストン7の一方側の空間を第1ヒートパイプ5aと称し、他方側の空間を第2ヒートパイプ5bと称する。別言すれば、ヒートパイプ2は、管5の内部空間が長さ方向で2分割されており、その分割位置に、ピストン7(圧力伝達部8)が設けられている。ピストン7は、分割された空間の一方で生じた圧力変動を他方の空間へ伝達する。なお、第1ヒートパイプ5a、第2ヒートパイプ5bのいずれにも作動液が入れられている。   When pressure fluctuation occurs on one side of the pipe 5 with the piston 7 as a boundary, the piston 7 reciprocates according to the pressure fluctuation. The reciprocating motion of the piston 7 causes a pressure fluctuation on the other side of the tube 5. That is, the pressure transmission unit 8 transmits pressure fluctuations while gas and liquid do not pass through the space on one side and the space on the other side of the piston 7. Hereinafter, the space on one side of the piston 7 in the pipe 5 is referred to as a first heat pipe 5a, and the space on the other side is referred to as a second heat pipe 5b. In other words, in the heat pipe 2, the internal space of the pipe 5 is divided into two in the length direction, and a piston 7 (pressure transmission unit 8) is provided at the divided position. The piston 7 transmits pressure fluctuation generated in one of the divided spaces to the other space. Note that hydraulic fluid is placed in both the first heat pipe 5a and the second heat pipe 5b.

第1ヒートパイプ5aと第2ヒートパイプ5bでは、熱輸送特性が異なる。具体的には、作動液の量が異なる。本実施例では、第1ヒートパイプ5aの作動液の量が第2ヒートパイプ5bの作動液の量よりも少ない。それゆえ、第1ヒートパイプ5aは第2ヒートパイプ5bに比べて、少量の熱でも作動を開始する。別言すれば、第1ヒートパイプ5aは第2ヒートパイプ5bと比較して低温での始動開始が早い。   The first heat pipe 5a and the second heat pipe 5b have different heat transport characteristics. Specifically, the amount of hydraulic fluid is different. In the present embodiment, the amount of hydraulic fluid in the first heat pipe 5a is smaller than the amount of hydraulic fluid in the second heat pipe 5b. Therefore, the first heat pipe 5a starts to operate even with a small amount of heat compared to the second heat pipe 5b. In other words, the first heat pipe 5a starts more quickly at low temperatures than the second heat pipe 5b.

作動液の量の相違による熱輸送特性を、図2を参照して具体的に説明する。図2は、ヒートパイプの特性を模式的に表したグラフである。図2のグラフは、縦軸にヒートパイプの熱抵抗をとり、横軸にヒートパイプの熱流速をとっている。熱抵抗とは、熱の伝え難さを表す単位であり、単位時間当たり単位発熱量当たりの温度上昇量に相当する。また、熱流速とは、単位時間当たりに単位面積を通過する熱量に相当する。図2のグラフの右下の領域ほど、ヒートパイプの性能、即ち冷却能力が高いことを示している。グラフG1は第1ヒートパイプ5aの特性を示しており、グラフG2は第2ヒートパイプ5bの特性を示している。第2ヒートパイプ5bは、第1ヒートパイプ5aと比較して、熱流速が大きい領域において熱抵抗が低い。即ち、冷却能力は第1ヒートパイプ5aよりも第2ヒートパイプ5bの方が高い。ただし、外気温度が低い場合、あるいは、発熱源の発熱量が小さい場合には、もともと熱流速が大きくならない。即ち、外気温度が低い場合、あるいは、発熱源の発熱量が小さい場合とは、グラフの左側の領域に相当する。グラフの左側の領域では、第2ヒートパイプ5bよりも第1ヒートパイプ5aの方が、熱抵抗が小さい。このことは、外気温度が低い場合、あるいは、発熱源の発熱量が小さい場合には、第1ヒートパイプ5aが第2ヒートパイプ5bよりも動作し易いこと、すなわち始動性がよいことを示している。即ち、第1ヒートパイプ5aは第2ヒートパイプ5bよりも低温時の始動性は優れているが、発熱源の発熱量が大きくなった場合の熱輸送量は第1ヒートパイプ5aよりも第2ヒートパイプ5bの方が大きい。   The heat transport characteristics due to the difference in the amount of hydraulic fluid will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph schematically showing the characteristics of the heat pipe. In the graph of FIG. 2, the vertical axis represents the heat resistance of the heat pipe, and the horizontal axis represents the heat flow rate of the heat pipe. The thermal resistance is a unit representing the difficulty of transferring heat, and corresponds to the amount of temperature increase per unit calorific value per unit time. The heat flow rate corresponds to the amount of heat that passes through a unit area per unit time. The lower right region of the graph in FIG. 2 indicates that the performance of the heat pipe, that is, the cooling capacity is higher. The graph G1 shows the characteristics of the first heat pipe 5a, and the graph G2 shows the characteristics of the second heat pipe 5b. The second heat pipe 5b has a lower thermal resistance in a region where the heat flow rate is higher than that of the first heat pipe 5a. That is, the cooling capacity of the second heat pipe 5b is higher than that of the first heat pipe 5a. However, when the outside air temperature is low or when the heat generation amount of the heat source is small, the heat flow rate does not increase originally. That is, the case where the outside air temperature is low or the case where the heat generation amount of the heat source is small corresponds to the region on the left side of the graph. In the region on the left side of the graph, the first heat pipe 5a has a smaller thermal resistance than the second heat pipe 5b. This indicates that the first heat pipe 5a is easier to operate than the second heat pipe 5b when the outside air temperature is low or the heat generation amount of the heat source is small, that is, the startability is good. Yes. That is, the first heat pipe 5a is superior in startability at a low temperature than the second heat pipe 5b, but the heat transport amount when the heat generation amount of the heat source is larger is the second heat pipe 5a than the first heat pipe 5a. The heat pipe 5b is larger.

圧力伝達部8の機能を説明する。前述したように、ヒートパイプ2では、第1ヒートパイプ5aが第2ヒートパイプ5bよりも先に始動する。すなわち、第1ヒートパイプ5a内で先に作動液の気化が始まり、自励振動が始まる。自励振動による圧力変化は、圧力伝達部8を通じて第2ヒートパイプ5bの内部に伝達される。第2ヒートパイプ5b内では、第1ヒートパイプ5aからの圧力変動が作動液に刺激を与えることになり、自励振動が誘発される。こうして、第2ヒートパイプ5bと同等の単体ヒートパイプでは通常では自励振動が開始しない領域であっても、第1ヒートパイプ5aからの刺激により第2ヒートパイプ5bは動作を開始する。ヒートパイプ2は、第1ヒートパイプ5a及び第2ヒートパイプ5bと同等の2つのヒートパイプを個別に備えるよりも、低温時の始動性が良い。   The function of the pressure transmission part 8 is demonstrated. As described above, in the heat pipe 2, the first heat pipe 5a starts before the second heat pipe 5b. That is, vaporization of the hydraulic fluid starts first in the first heat pipe 5a, and self-excited vibration starts. The pressure change due to the self-excited vibration is transmitted to the inside of the second heat pipe 5b through the pressure transmission unit 8. In the second heat pipe 5b, the pressure fluctuation from the first heat pipe 5a stimulates the hydraulic fluid, and self-excited vibration is induced. Thus, even in a region where the self-excited vibration does not normally start with a single heat pipe equivalent to the second heat pipe 5b, the second heat pipe 5b starts to operate due to stimulation from the first heat pipe 5a. The heat pipe 2 has better startability at a low temperature than the two heat pipes equivalent to the first heat pipe 5a and the second heat pipe 5b.

圧力伝達部8(ピストン7)は、複数回折り返されている管5(流路)の一方の折り返し部分9aに配置されている。図1に良く示されているように、ピストン7は、第1閉塞部材12の取り付けに先立って流路4cの一端から挿入される。ピストン7を挿入後、第1閉塞部材12を取り付けると、圧力伝達部8が完成する。このように圧力伝達部8は折り返し部分9aに設けられているので組み立て性に優れている。なお、図1によく示されているようにピストン7(圧力伝達部8)は第1閉塞部材12の内面に面している。   The pressure transmission unit 8 (piston 7) is disposed in one folded portion 9a of the pipe 5 (flow path) that is folded back a plurality of times. As well shown in FIG. 1, the piston 7 is inserted from one end of the flow path 4 c prior to the attachment of the first closing member 12. When the first closing member 12 is attached after the piston 7 is inserted, the pressure transmission unit 8 is completed. Thus, since the pressure transmission part 8 is provided in the folding | returning part 9a, it is excellent in assemblability. As well shown in FIG. 1, the piston 7 (pressure transmission portion 8) faces the inner surface of the first closing member 12.

(第2実施例)第2実施例を説明する。図3は、第2実施例のヒートパイプ102の断面図である。このヒートパイプ102は、折り返し部分109a〜109cが第1及び第2閉塞部材112、113に形成されており、そのうちの一つ109cに圧力伝達部8(ピストン7)が組み込まれている点が第1実施例のヒートパイプ2と異なる点である。より詳しくは、ヒートパイプ102は次の構成を有する。ヒートパイプ102のボディ103には、両端が開口している平行に並ぶ複数の流路4a〜4hが形成されている。ボディ103の両側の開口群は、夫々、第1閉塞部材112と第2閉塞部材113で閉じられている。複数の流路4a〜4hの一端側を覆う第1閉塞部材112は、隣接する2本の流路の組(流路4aと4b、4cと4d、4eと4f、4gと4h)の夫々について2本の流路の端部を連通させる。複数の流路の他端側を覆う第2閉塞部材113は、第1閉塞部材112が連通する2本の流路と互い違いになるように、隣接する別の2本の流路の組(4bと4c、4dと4e、4fと4g)の夫々について別の2本の流路の端部を連通させる。第1閉塞部材112には隣接する流路を連通する折り返し部分109a、109cが形成されている。同様に、第2閉塞部材113にも隣接する流路を連通する折り返し部分109bが形成されている。第1閉塞部材112の一つの折り返し部分109cは、他の折り返し部分109aよりも深く作られている。そして、圧力伝達部8(ピストン7)が、その、他よりも深い折り返し部分109cに設けられている。この構成は、圧力伝達部8が第1閉塞部材112に既に組み込まれているので、第1実施例のヒートパイプ2よりもさらに組み立て性に優れている。   (Second Embodiment) A second embodiment will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat pipe 102 of the second embodiment. In this heat pipe 102, folded portions 109a to 109c are formed in the first and second closing members 112 and 113, and the pressure transmitting portion 8 (piston 7) is incorporated in one of them 109c. This is a different point from the heat pipe 2 of one embodiment. More specifically, the heat pipe 102 has the following configuration. The body 103 of the heat pipe 102 is formed with a plurality of parallel flow paths 4a to 4h that are open at both ends. The opening groups on both sides of the body 103 are closed by a first closing member 112 and a second closing member 113, respectively. The first closing member 112 that covers one end side of the plurality of flow paths 4a to 4h is provided for each of a pair of adjacent two flow paths (flow paths 4a and 4b, 4c and 4d, 4e and 4f, 4g and 4h). The ends of the two flow paths are communicated. The second blocking member 113 that covers the other end side of the plurality of flow paths is a pair of adjacent two flow paths (4b) so as to alternate with the two flow paths that the first closing member 112 communicates with. 4c, 4d and 4e, 4f and 4g), the ends of the other two flow paths are connected. The first closing member 112 is formed with folded portions 109a and 109c communicating with adjacent flow paths. Similarly, the second closing member 113 is also formed with a folded portion 109b communicating with the adjacent flow path. One folded portion 109c of the first closing member 112 is formed deeper than the other folded portion 109a. And the pressure transmission part 8 (piston 7) is provided in the folding | turning part 109c deeper than the others. In this configuration, since the pressure transmission unit 8 is already incorporated in the first closing member 112, the assembly is further superior to the heat pipe 2 of the first embodiment.

以下、他の実施例を、図4から図13を参照して説明する。いずれの実施例でも、1本の管5を2つの空間に分割する圧力伝達部8が、放熱部側の折り返し部分に設けられている。図4から図13は、圧力伝達部8が設けられた折り返し部分の部分拡大断面図を示す。図4から図13で描かれていない部分は、第1実施例(図1)あるいは第2実施例(図3)のヒートパイプと同じ構造である。   Hereinafter, another embodiment will be described with reference to FIGS. In any of the embodiments, the pressure transmission portion 8 that divides the single pipe 5 into two spaces is provided in the folded portion on the heat radiating portion side. 4 to 13 are partial enlarged cross-sectional views of the folded portion where the pressure transmission unit 8 is provided. The parts not drawn in FIGS. 4 to 13 have the same structure as the heat pipe of the first embodiment (FIG. 1) or the second embodiment (FIG. 3).

(第3実施例)図4に、第3実施例のヒートパイプ102aの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ102aの圧力伝達部8は、ピストン7とスプリング31で構成される。ピストン7は、第1閉塞部材112の内面に面している。スプリング31は、ピストン7を、分割された空間(ヒートパイプ5a及び5b)の一方へ向けて付勢する。スプリング31とピストン7の固有振動数が、第1ヒートパイプ5aにおける気相の振動周波数と略一致するようにスプリング31の剛性を選定する。そうすると、第1ヒートパイプ5aにおける気相の作動液の振動によってピストン7の振動が誘起され易くなる。即ち、第2ヒートパイプ5bが作動を開始し易くなる。   (Third Embodiment) FIG. 4 shows a partially enlarged sectional view of a heat pipe 102a of a third embodiment. The pressure transmission part 8 of the heat pipe 102 a is composed of a piston 7 and a spring 31. The piston 7 faces the inner surface of the first closing member 112. The spring 31 urges the piston 7 toward one of the divided spaces (heat pipes 5a and 5b). The rigidity of the spring 31 is selected so that the natural frequency of the spring 31 and the piston 7 substantially matches the vibration frequency of the gas phase in the first heat pipe 5a. Then, the vibration of the piston 7 is easily induced by the vibration of the gas-phase hydraulic fluid in the first heat pipe 5a. That is, it becomes easy for the second heat pipe 5b to start operating.

(第4実施例)図5に、第4実施例のヒートパイプ102bの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ102bの圧力伝達部8も、第3実施例のヒートパイプ102aと同様に、ピストン7とスプリング31で構成される。第3実施例との相違は、ピストン7とスプリング31で構成される圧力伝達部8が、第1閉塞部材112の中に設けられている点である。   (Fourth Embodiment) FIG. 5 shows a partially enlarged sectional view of a heat pipe 102b of a fourth embodiment. Similarly to the heat pipe 102a of the third embodiment, the pressure transmission portion 8 of the heat pipe 102b is also composed of the piston 7 and the spring 31. The difference from the third embodiment is that a pressure transmitting portion 8 including a piston 7 and a spring 31 is provided in the first closing member 112.

(第5実施例)図6に、第5実施例のヒートパイプ102cの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ102cは、ダイヤフラム47で構成される圧力伝達部8を備える。ダイヤフラム47は、第1ヒートパイプ5aと第2ヒートパイプ5bの間で圧力の変動は伝達するが、気体も液体も通さない。ダイヤフラム47は、例えばシリコンシートで形成される。ダイヤフラム47は、ボディ103の端部に取り付けられており、第1閉塞部材112の内面に面している。このヒートパイプ102cも、他のヒートパイプと同じ利点を有する。   (Fifth Embodiment) FIG. 6 shows a partially enlarged sectional view of a heat pipe 102c of the fifth embodiment. The heat pipe 102 c includes a pressure transmission unit 8 configured by a diaphragm 47. The diaphragm 47 transmits pressure fluctuation between the first heat pipe 5a and the second heat pipe 5b, but neither gas nor liquid is allowed to pass through. The diaphragm 47 is formed of, for example, a silicon sheet. The diaphragm 47 is attached to the end portion of the body 103 and faces the inner surface of the first closing member 112. This heat pipe 102c also has the same advantages as other heat pipes.

(第6実施例)図7に、第6実施例のヒートパイプ102dの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ102dの圧力伝達部8は、ダイヤフラム47と、ダイヤフラム47の周囲を支持する枠48で構成されている。圧力伝達部8は、第1閉塞部材112の中に組み込まれている。圧力伝達部8は、柔らかいダイヤフラム47が硬い枠48で支持されているので、第1閉塞部材112に組み付け易い。典型的には、枠48は、第1閉塞部材112の折り返し部分109cに圧入あるいは接合によって取り付けられる。このように枠48とダイヤフラム47で構成される圧力伝達部8を有するヒートパイプ102dは、さらに組み立て性が良い。   (Sixth Embodiment) FIG. 7 shows a partially enlarged sectional view of a heat pipe 102d of the sixth embodiment. The pressure transmission unit 8 of the heat pipe 102 d is configured by a diaphragm 47 and a frame 48 that supports the periphery of the diaphragm 47. The pressure transmission unit 8 is incorporated in the first closing member 112. Since the soft diaphragm 47 is supported by the hard frame 48, the pressure transmission unit 8 is easily assembled to the first closing member 112. Typically, the frame 48 is attached to the folded portion 109c of the first closing member 112 by press-fitting or joining. As described above, the heat pipe 102d having the pressure transmission portion 8 composed of the frame 48 and the diaphragm 47 is more easily assembled.

(第7実施例)図8に、第7実施例のヒートパイプ102eの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ102eの圧力伝達部8も、第6実施例のヒートパイプ102dと同様に、ダイヤフラム47とそれを支持する枠48で構成されている。ただし、ダイヤフラム47の向きが、第6実施例のヒートパイプ102dの場合と異なる。第6実施例のヒートパイプ102dでは、ダイヤフラム47は、ボディ103に形成された複数の流路の延設方向と同じ方向を向いていた。第7実施例のヒートパイプ102eでは、ダイヤフラム47は、ボディ103に形成された複数の流路の延設方向に対して直角の方向を向いている。別言すれば、ダイヤフラム47は、隣接する流路を連通する折り返し部分であって平行な流路同士を連通する流路の湾曲部(屈曲部)に配置されている。このヒートパイプ102eは、第6実施例のヒートパイプ102dよりも面積の大きいダイヤフラムを採用することができる。   (Seventh Embodiment) FIG. 8 shows a partially enlarged sectional view of a heat pipe 102e of the seventh embodiment. Similarly to the heat pipe 102d of the sixth embodiment, the pressure transmission portion 8 of the heat pipe 102e is also composed of a diaphragm 47 and a frame 48 that supports it. However, the direction of the diaphragm 47 is different from that of the heat pipe 102d of the sixth embodiment. In the heat pipe 102d of the sixth embodiment, the diaphragm 47 faces in the same direction as the extending direction of the plurality of flow paths formed in the body 103. In the heat pipe 102e of the seventh embodiment, the diaphragm 47 faces a direction perpendicular to the extending direction of the plurality of flow paths formed in the body 103. In other words, the diaphragm 47 is a folded portion that communicates adjacent channels, and is disposed at a curved portion (bent portion) of a channel that communicates parallel channels. The heat pipe 102e can employ a diaphragm having a larger area than the heat pipe 102d of the sixth embodiment.

また、ヒートパイプ102eの圧力伝達部8は、ボディ103の端部に取り付けられている。それゆえ、第1閉塞部材112の形状が単純となる。圧力伝達部8は、第1閉塞部材112の中に組み込まれている。圧力伝達部8は、柔らかいダイヤフラム47が硬い枠48で支持されているので、第1閉塞部材112に組み付け易い。典型的には、枠48は、第1閉塞部材112の折り返し部分109cに圧入あるいは接合によって取り付けられる。このヒートパイプ102eも圧力伝達部8の組み立て性がよい。   Further, the pressure transmission portion 8 of the heat pipe 102 e is attached to the end portion of the body 103. Therefore, the shape of the first closing member 112 is simple. The pressure transmission unit 8 is incorporated in the first closing member 112. Since the soft diaphragm 47 is supported by the hard frame 48, the pressure transmission unit 8 is easily assembled to the first closing member 112. Typically, the frame 48 is attached to the folded portion 109c of the first closing member 112 by press-fitting or joining. The heat pipe 102e is also easy to assemble the pressure transmission unit 8.

(第8実施例)図9に、第8実施例のヒートパイプ102fの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ102fの圧力伝達部8も、第7実施例のヒートパイプ102eと同様に、ダイヤフラム47とそれを支持する枠48で構成されている。ヒートパイプ102fでは、圧力伝達部8が第1閉塞部材112の中に組み込まれている点が、第7実施例のヒートパイプ102eと異なる点である。   (Eighth Embodiment) FIG. 9 shows a partially enlarged sectional view of a heat pipe 102f according to an eighth embodiment. Similarly to the heat pipe 102e of the seventh embodiment, the pressure transmission portion 8 of the heat pipe 102f is also configured by a diaphragm 47 and a frame 48 that supports it. The heat pipe 102f is different from the heat pipe 102e of the seventh embodiment in that the pressure transmission unit 8 is incorporated in the first closing member 112.

なお、第5〜第8実施例のヒートパイプ102c〜102fにおいて、ダイヤフラム47の固有振動数は、第1ヒートパイプ5aの気相の作動液の固有周波数に略一致させるとよい。   In the heat pipes 102c to 102f of the fifth to eighth embodiments, the natural frequency of the diaphragm 47 may be substantially matched with the natural frequency of the gas phase hydraulic fluid of the first heat pipe 5a.

(第9〜第12実施例)図10〜図13に、第9〜第12実施例のヒートパイプ102g〜102kの部分拡大断面図を示す。これらのヒートパイプは、弾性体57(157)の圧力伝達部8を備える。弾性体は、典型的には、ゴム、あるいは、内部に液体が封入された薄膜の袋である。弾性体57(157)は、流路を塞いでおり、気体と液体は通さない。なお、図10では、理解を助けるために、弾性体57(157)と管5の内壁との間に意図的に隙間を描いている点に留意されたい。後の図11〜図13でも同様である。但し、一方のヒートパイプ5aに面している部位が圧力変動を受けると、その部位が振動するとともに、他方のヒートパイプ5bに面している部分が振動する。それゆえ、弾性体57(157)も、一方のヒートパイプ5aから他方のヒートパイプ5bへ圧力変動を伝達することができる。   (Ninth to Twelfth Embodiment) FIGS. 10 to 13 are partially enlarged sectional views of heat pipes 102g to 102k according to ninth to twelfth embodiments. These heat pipes are provided with the pressure transmission part 8 of the elastic body 57 (157). The elastic body is typically rubber or a thin film bag in which a liquid is sealed. The elastic body 57 (157) closes the flow path and does not allow gas and liquid to pass through. In FIG. 10, it should be noted that a gap is intentionally drawn between the elastic body 57 (157) and the inner wall of the tube 5 to help understanding. The same applies to FIGS. 11 to 13 later. However, when the part facing one heat pipe 5a is subjected to pressure fluctuation, the part vibrates and the part facing the other heat pipe 5b vibrates. Therefore, the elastic body 57 (157) can also transmit pressure fluctuation from one heat pipe 5a to the other heat pipe 5b.

第9実施例のヒートパイプ102g(図10)は、ボディ103の端部に球形の弾性体57が配置され、その弾性体57は第1閉塞部材112に面している。第1閉塞部材112には、球形の弾性体57を受け止める窪み112aが設けられている。   In the heat pipe 102g (FIG. 10) of the ninth embodiment, a spherical elastic body 57 is disposed at the end of the body 103, and the elastic body 57 faces the first closing member 112. The first closing member 112 is provided with a recess 112 a that receives the spherical elastic body 57.

第10実施例のヒートパイプ102h(図11)は、ボディ103の端部に扁平な弾性体157が配置され、その弾性体157は第1閉塞部材112に面している。弾性体157は扁平であるので、流路に安定的に支持される。それゆえ、第9実施例の窪み112aが不要である。また、弾性体157は、折れ曲がり部分に沿って流路の内壁に面接触しており、気体と液体の封止性が高い。   In the heat pipe 102h (FIG. 11) of the tenth embodiment, a flat elastic body 157 is disposed at the end of the body 103, and the elastic body 157 faces the first closing member 112. Since the elastic body 157 is flat, it is stably supported by the flow path. Therefore, the depression 112a of the ninth embodiment is not necessary. Further, the elastic body 157 is in surface contact with the inner wall of the flow path along the bent portion, and has a high sealing property between gas and liquid.

第11実施例のヒートパイプ102j(図12)は、第9実施例のヒートパイプ102gと同様に、球形の弾性体57を備える。ヒートパイプ102jは、弾性体57(圧力伝達部8)がボディ103ではなく第1閉塞部材112の中に組み込まれている点で第9実施例のヒートパイプ102gと異なっている。   The heat pipe 102j (FIG. 12) according to the eleventh embodiment includes a spherical elastic body 57, similar to the heat pipe 102g according to the ninth embodiment. The heat pipe 102j is different from the heat pipe 102g of the ninth embodiment in that the elastic body 57 (pressure transmission unit 8) is incorporated in the first closing member 112 instead of the body 103.

第12実施例のヒートパイプ102k(図13)は、第10実施例のヒートパイプ102hと同様に、扁平な弾性体157を備える。ヒートパイプ102kは、弾性体157(圧力伝達部8)がボディ103ではなく第1閉塞部材112の中に組み込まれている点で第10実施例のヒートパイプ102hと異なっている。   The heat pipe 102k (FIG. 13) of the twelfth embodiment includes a flat elastic body 157, similar to the heat pipe 102h of the tenth embodiment. The heat pipe 102k is different from the heat pipe 102h of the tenth embodiment in that an elastic body 157 (pressure transmission unit 8) is incorporated in the first closing member 112 instead of the body 103.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本明細書が開示するヒートパイプは、低温環境化で始動性のよい第1ヒートパイプと、始動性は第1ヒートパイプには劣るが熱輸送量が大きい第2ヒートパイプを圧力伝達手段で連結したデバイスである。このヒートパイプでは、第1ヒートパイプの自励振動が第2ヒートパイプの始動の刺激となり、第2ヒートパイプが始動し易くなる。本明細書が開示する技術は、自励式ヒートパイプの特徴である「自励振動」を積極的に活用し、アクチュエータを要することなく、低温時の始動特性を従来のヒートパイプよりも高めることができる。   Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. The heat pipe disclosed in this specification is connected to a first heat pipe having a good startability in a low temperature environment and a second heat pipe having a large heat transport amount, although the startability is inferior to that of the first heat pipe, by pressure transmission means. Device. In this heat pipe, the self-excited vibration of the first heat pipe serves as a stimulus for starting the second heat pipe, and the second heat pipe is easily started. The technology disclosed in this specification actively utilizes the “self-excited vibration” that is a feature of self-excited heat pipes, and can improve starting characteristics at low temperatures compared to conventional heat pipes without requiring an actuator. it can.

圧力伝達部8は、複数回折り返されている管5の放熱部側の折り返し部分に配置されている。それゆえ、圧力伝達部8の組み付け性が良い。   The pressure transmission part 8 is arrange | positioned in the folding | turning part by the side of the thermal radiation part of the pipe | tube 5 turned back by multiple times. Therefore, the assembling property of the pressure transmission part 8 is good.

平行な流路4a〜4hを有するボディ3(103)は、押し出し成形で作られる多孔管を利用してもよいし、また、複数のパイプを束ねたものであってもよい。平行な流路4a〜4hは、途中で湾曲していてもよい。本明細書が開示するヒートパイプは、アクチュエータが不要なだけでなく、その製造が容易であるという利点を有する。   The body 3 (103) having the parallel flow paths 4a to 4h may use a porous tube made by extrusion molding, or may be a bundle of a plurality of pipes. The parallel flow paths 4a to 4h may be curved on the way. The heat pipe disclosed in this specification has an advantage that not only an actuator is unnecessary, but also its manufacture is easy.

第1実施例では第1ヒートパイプと第2ヒートパイプで作動液の量を異なるものとした。第1ヒートパイプと第2ヒートパイプは、熱輸送特性が異なればよく、その特性は、作動液の量に限られない。例えば、第1ヒートパイプと第2ヒートパイプで管の断面積を異なるものとしてもよい。作動液の量や断面積のほかに、第1ヒートパイプと第2ヒートパイプでは、作動液の種類や熱流速などを変えることによって熱輸送特性を異ならしめてもよい。また、実施例のヒートパイプのボディ3はいずれも平板型であった。ヒートパイプ全体の形状は平板に限られず、円柱形や角柱形であってもよい。あるいは、L字状の板であってもよい。   In the first embodiment, the amount of hydraulic fluid is different between the first heat pipe and the second heat pipe. The first heat pipe and the second heat pipe need only have different heat transport characteristics, and the characteristics are not limited to the amount of hydraulic fluid. For example, the first heat pipe and the second heat pipe may have different cross-sectional areas. In addition to the amount and cross-sectional area of the hydraulic fluid, the first heat pipe and the second heat pipe may have different heat transport characteristics by changing the type of hydraulic fluid, the heat flow rate, and the like. Further, the body 3 of the heat pipe of the example was a flat plate type. The shape of the entire heat pipe is not limited to a flat plate, and may be a cylinder or a prism. Alternatively, an L-shaped plate may be used.

実施例のヒートパイプでは、第1ヒートパイプの冷却能力が第2ヒートパイプの冷却能力よりも高い。冷却能力の高い第1ヒートパイプの占める空間(典型的には長さ)が、第2ヒートパイプの占める空間よりも大きいことが望ましい。   In the heat pipe of the embodiment, the cooling capacity of the first heat pipe is higher than the cooling capacity of the second heat pipe. It is desirable that the space (typically length) occupied by the first heat pipe having a high cooling capacity is larger than the space occupied by the second heat pipe.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2、102、102a−102k:ヒートパイプ
3:ボディ
4a〜4h:流路
5:管
5a:第1ヒートパイプ
5b:第2ヒートパイプ
7:ピストン
8:圧力伝達部
9、109:折り返し部
12、112:第1閉塞部材
13、113:第2閉塞部材
14:キャップ
31:スプリング
47:ダイヤフラム
48:枠
57、157:弾性体
Hr:放熱部
Hv:受熱部
2, 102, 102a-102k: heat pipe 3: bodies 4a to 4h: flow path 5: pipe 5a: first heat pipe 5b: second heat pipe 7: piston 8: pressure transmission section 9, 109: folding section 12, 112: 1st closure member 13, 113: 2nd closure member 14: Cap 31: Spring 47: Diaphragm 48: Frame 57, 157: Elastic body Hr: Heat radiation part Hv: Heat receiving part

Claims (7)

密閉されているとともに複数回折り返されている管を有する自励振動式ヒートパイプであり、
折り返し部分のいずれかに、管内の空間を分割するとともに、一方側の空間の圧力変動を他方側の空間に伝達する圧力伝達手段が備えられており、
圧力伝達手段の一方側の空間と他方側の空間で熱輸送特性が異なることを特徴とする自励振動式ヒートパイプ。
It is a self-excited vibration heat pipe that has a tube that is sealed and bent back multiple times,
A pressure transmitting means for dividing the space in the pipe into one of the folded portions and transmitting the pressure fluctuation of the space on one side to the space on the other side is provided,
A self-excited oscillating heat pipe characterized in that heat transport characteristics differ between the space on one side and the space on the other side of the pressure transmission means.
両端が開口している平行に並んだ複数の流路が形成されているボディと、
複数の流路の一端側を覆う第1閉塞部材であって、隣接する2本の流路の組の夫々について2本の流路の端部を連通させる第1閉塞部材と、
複数の流路の他端側を覆う第2閉塞部材であって、第1閉塞部材が連通する2本の流路と互い違いになるように、隣接する別の2本の流路の組の夫々について別の2本の流路の端部を連通させる第2閉塞部材と、
を備えており、
圧力伝達手段が、いずれかの流路の内部に備えられているとともに、第1又は第2閉塞部材の内面に面していることを特徴とする請求項1に記載の自励振動式ヒートパイプ。
A body in which a plurality of parallel flow paths having both ends open are formed;
A first closing member that covers one end side of the plurality of flow paths, the first closing member that communicates the ends of the two flow paths for each pair of adjacent two flow paths;
A second closing member that covers the other end side of the plurality of flow paths, each of a pair of another two flow paths adjacent to each other so as to alternate with the two flow paths that communicate with the first closing member. A second closing member for communicating the ends of the other two flow paths with respect to
With
2. The self-excited vibration heat pipe according to claim 1, wherein the pressure transmission means is provided inside one of the flow paths and faces the inner surface of the first or second closing member. .
両端が開口している平行に並んだ複数の流路が形成されているボディと、
複数の流路の一端側を覆う第1閉塞部材であって、隣接する2本の流路の組の夫々について2本の流路の端部を連通させる第1閉塞部材と、
複数の流路の他端側を覆う第2閉塞部材であって、第1閉塞部材が連通する2本の流路と互い違いになるように、隣接する別の2本の流路の組の夫々について別の2本の流路の端部を連通させる第2閉塞部材と、
を備えており、
圧力伝達手段が、第1又は第2閉塞部材に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の自励振動式ヒートパイプ。
A body in which a plurality of parallel flow paths having both ends open are formed;
A first closing member that covers one end side of the plurality of flow paths, the first closing member that communicates the ends of the two flow paths for each pair of adjacent two flow paths;
A second closing member that covers the other end side of the plurality of flow paths, each of a pair of another two flow paths adjacent to each other so as to alternate with the two flow paths that communicate with the first closing member. A second closing member for communicating the ends of the other two flow paths with respect to
With
The self-excited vibration heat pipe according to claim 1, wherein the pressure transmission means is provided in the first or second closing member.
圧力伝達手段が、放熱側の折り返し部分に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の自励振動式ヒートパイプ。   The self-excited vibration heat pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure transmission means is provided in a folded portion on the heat radiation side. 圧力伝達手段は、ピストン、ダイアフラム、あるいは、流路を塞ぐ弾性体のいずれかであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の自励振動式ヒートパイプ。   The self-excited vibration heat pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure transmission means is any one of a piston, a diaphragm, and an elastic body that closes the flow path. 圧力伝達手段が、ピストンと、当該ピストンを分割された管内の一方側の空間へ向けて付勢するスプリングで構成されていることを特徴とする請求項5に記載の自励振動式ヒートパイプ。   6. The self-excited vibration heat pipe according to claim 5, wherein the pressure transmission means includes a piston and a spring that urges the piston toward a space on one side of the divided pipe. 圧力伝達手段の一方側と他方側で、管断面積、管の単位体積当たりの作動液の量、作動液の種類、熱流束の少なくとも一つが異なることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の自励振動式ヒートパイプ。   7. The pressure transmission means according to claim 1, wherein at least one of the pipe cross-sectional area, the amount of hydraulic fluid per unit volume of the pipe, the type of hydraulic fluid, and the heat flux is different between the one side and the other side. The self-excited vibration heat pipe according to claim 1.
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