JP2015507284A - 熱伝達装置 - Google Patents

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Abstract

熱伝達装置が記載される。１つ又は複数の実装態様では、この装置は、使用中に少なくとも２次元の複数の向きに可動であるハウジングと、このハウジング内に配設される熱発生装置と、ハウジング内に配設される熱伝達装置とを含む。熱伝達装置は、熱伝導及び相転移を利用して熱発生装置から熱を伝達するように構成される複数のヒート・パイプを有しており、複数のヒート・パイプは、複数の向きを介したハウジングの移動中に熱発生装置から全体的に均一な熱伝達を提供するように配置される。

Description

本発明は、相変化材料を有する熱伝達装置に関する。
コンピュータ装置は、いろいろな構成で益々利用されている。例えば、コンピュータ装置は、従来のデスクトップ・コンピュータなどのコンピュータ装置のコンポーネントのサイズが原因で、従来までは比較的大きな形状因子に制限されていた。コンポーネント・サイズが減少したため、コンピュータ装置の構成は、従来のデスクトップ・コンピュータから、ラップトップ・コンピュータ、携帯電話（例えば「スマートフォン」）、タブレット・コンピュータ、ゲーム装置などにまで拡張してきた。
しかし、これらの様々な構成に直面するとき、熱伝達及び騒音などの検討事項が益々問題となる場合がある。携帯型装置のユーザは、例えば、デスクトップ・コンピュータと対照的に、この装置に非常に接近する場合がある。ユーザは、例えば、この装置を保持することができるが、こうして、ユーザは、この装置と接触しており、従来のデスクトップ・コンピュータよりこの装置に近接して位置する。したがって、装置の熱、ファン騒音などは、この近接性によって、装置に関するユーザ体験に大きな影響を及ぼす場合がある。
相変化材料を有する熱伝達装置を含む技術が説明される。１つ又は複数の実装態様では、熱伝達装置は、ヒートシンク、及びこのヒートシンクの少なくとも一部に近接して配設される蓄熱エンクロージャを含む。蓄熱エンクロージャは、装置の熱発生コンポーネントに近接して配設されるように構成される。蓄熱エンクロージャは、相変化材料を含んでおり、この相変化材料は、装置の冷却ファンを設定して熱発生装置を冷却するように作動するような温度未満である融点を有するように構成される。
１つ又は複数の実装態様では、装置は、使用中に少なくとも２次元の複数の向きに可動であるハウジングと、このハウジング内に配設される熱発生装置と、ハウジング内に配設される熱伝達装置とを含む。熱伝達装置は、熱伝導及び相転移を利用して熱発生装置から熱を伝達するように構成された複数のヒート・パイプを有しており、これら複数のヒート・パイプは、複数の向きにハウジングが移動する間に、熱発生装置からの熱を全体的に均一に熱伝達するように配置される。
本要約は、単純化された形態における概念の選択を導入するために提供され、以下の発明を実施するための形態においてさらに説明する。この発明の概要は、特許請求の範囲に含まれる主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する際の助けとして使用されることも意図したものではない。
発明を実施するための形態を、添付図を参照して説明する。図において、参照数字の最も左のデジット（複数可）は、その参照数字が最初に現れる図を特定する。詳細な説明及び図の様々な事例における同じ参照数字の使用は、同様か又は同一のアイテムを示すことができる。図で示されるエンティティは、１つ又は複数のエンティティを示すことができ、したがって、議論において単一又は複数の形態のエンティティに対して交換可能に参照を行うことができる。
熱伝達装置を用いて動作可能である例示的な実装態様における環境を示す図である。 一体型蓄熱をサポートするような図１の熱伝達装置を示す例示的な実装態様を表す図である。 種々の異なる向きに全体的に均一な熱伝達をサポートするような図１の熱伝達装置を示す例示的な実装態様を表す図である。 熱伝達装置が、相変化材料を使用して、高出力状態と低出力出力状態の両方を呈するような熱発生装置からの熱伝達による熱をバッファする例示的な実装態様における手順を示すフロー図である。 本明細書で説明する技術の実施形態を実装するために、図１〜３を参照して説明する任意のタイプのコンピュータ装置として実装され得る例示的な装置の種々のコンポーネントを含む例示的なシステムを示す図である。
概要
コンピュータ装置及び他の装置によって利用される熱伝達のための従来の技術に伴う制限は、装置の機能全体に悪い影響を及ぼす。この影響は、例えば、装置によって組込むことができる機能（例えば、処理システムの速度）、装置に関するユーザの体験（例えば、ファンによってもたらされる騒音及びさらにユーザが物理的に接触するときの装置の全体的な温度）、装置によって用いられる形状因子（例えば、十分な冷却を可能にする装置のサイズ及び形状）などを制限する場合がある。
熱伝達技術を本明細書で説明する。１つ又は複数の実装態様では、熱伝達装置は、処理システムなどの熱発生装置による高出力消費サイクルに対してバッファするために使用される相変化材料を含む。例えば、処理システムは、電池寿命を節約する低出力状態及びさらなる処理リソースを提供する高出力状態などの異なる出力状態で動作するように構成されるような、プロセッサ、機能ブロックなどを含むことができる。相応して、処理システムは、対応する機能を提供するために、これらの状態間でサイクルするように構成され得る。しかし、高出力状態によって、処理システムに、低出力状態より大量の熱を生成させる場合がある。対処されない場合に、この大量の熱は、コンピュータ装置に損傷をもたらし得る。その結果、従来の技術は、大抵の場合、コンピュータ装置に対する損傷を保護するために高出力状態の利用可能性（availability）を制限していた。
しかし、本明細書で説明する技術では、熱伝達装置は、この追加の熱に対してバッファする相変化材料を使用することができる。相変化材料は、例えば、低出力状態中に遭遇する温度より高いが、高出力状態中に遭遇する温度より低い温度で融解（melt）するように構成され得る。したがって、相変化材料の融解によって、熱発生装置の温度が、延長された期間に亘って比較的均一のままにさせることができ、それが、高出力状態中に発生するさらなる熱に対してバッファするように使用され得る。こうして、高出力状態は、延長された期間の間に亘って利用可能にされ、コンピュータ装置に関するユーザの体験に介入する場合があるファンなどの補助的冷却を増加させることなく利用され得る。これらの技術のさらなる議論は、図２に関連して確認することができる。
１つ又は複数のさらなる実装態様では、熱伝達装置は、全体的に均一な冷却をコンピュータ装置の様々な向きに提供するように構成される。熱伝達装置は、例えば、熱発生装置から離れる反対の方向に配置されるような第１及び第２のヒート・パイプを含むことができる。したがって、第１のヒート・パイプに対する重力の影響は、第２のヒート・パイプによって補償され、また、その逆も同様に補償され得る。相応して、熱伝達装置は、種々の異なる向きを介したコンピュータ装置の移動中に、熱伝達をサポートすることができる。さらに、ヒート・パイプを使用して、複数のファンをサポートすることができ、ヒート・パイプが利用されて、コンピュータ装置の空間を節約し、エネルギー効率を改善することができる。これらの技術のさらなる議論は図３に関連して確認することができる。
以下の議論では、本明細書で説明する熱伝達技術を使用できる例示的な環境を最初に説明する。例示的な環境だけでなく他の環境でも実施され得る例示的な手順をその後説明する。その結果、例示的な手順の性能は、例示的な環境に限定されるものではなく、その例示的な環境は、その例示的な手順の性能に限定されるものではない。
例示的な環境
図１は、本明細書で説明する技術を用いて動作可能である、例示的な実装態様における環境１００の例示である。示される環境１００は、処理システム１０４及びメモリ１０６として示されるコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータ装置１０２を含むが、他の確認もまた、以下でさらに説明するように企図される。
コンピュータ装置１０２は、種々の方法で構成され得る。例えば、コンピュータ装置１０２は、デスクトップ・コンピュータ、移動局、エンターテインメント機器、ディスプレイ装置と通信可能に結合されるセットトップ・ボックス、無線電話、ゲーム・コンソールなどの、ネットワークを通じて通信可能なコンピュータとして構成され得る。そのため、コンピュータ装置１０２は、かなりのメモリ及びプロセッサ・リソースを有するフル・リソース装置（例えば、パーソナル・コンピュータ、ゲーム・コンソール）から、制限されたメモリ及び／又は処理リソースを有する低リソース装置（例えば、従来のセットトップ・ボックス、手持ち式ゲーム・コンソール）に及ぶ場合がある。加えて、単一のコンピュータ装置１０２が示されるが、コンピュータ装置１０２は、ウェブ・サービス、リモート制御及びセットトップ・ボックスの組合せ、ジェスチャを取込むように構成される画像取込み装置及びゲーム・コンソールなどによる動作を実施するためにビジネスによって利用される複数のサーバなどの複数の異なる装置を示す場合がある。コンピュータ装置が呈することができる異なる構成のさらなる議論は、図５に関連して確認することができる。
コンピュータ装置１０２は、オペレーティング・システム１０８を含むものとしてさらに示される。オペレーティング・システム１０８は、コンピュータ装置１０２上で実行可能であるアプリケーション１１０に対してコンピュータ装置１０２の基礎になる機能を抽象化するように構成される。例えば、オペレーティング・システム１０８は、コンピュータ装置１０２の処理システム１０４、メモリ１０６、ネットワーク、及び／又はディスプレイ装置１１２の機能を抽象化することができ、それにより、アプリケーション１１０は、基礎になるこの機能が「どのように（how）」実装されるかを知ることなく書き出すことができる。アプリケーション１１０は、例えば、ディスプレイ装置１１２によってレンダリングされ表示されるデータを、このレンダリングがどのように実施されるかを理解することなく、オペレーティング・システム１０８に提供することができる。オペレーティング・システム１０８は、ファイル・システム及びコンピュータ装置１０２のユーザによってナビゲート可能であるユーザ・インタフェースを管理するなどの、種々の他の機能を示すことができる。
コンピュータ装置１０２は、種々の様々な相互作用をサポートすることができる。例えば、コンピュータ装置１０２は、キーボード、カーソル制御装置（例えば、マウス）などの装置と相互作用するために、ユーザによって操作可能である１つ又は複数のハードウェア装置を含むことができる。コンピュータ装置１０２はまた、種々の方法で検出できるジェスチャをサポートすることができる。コンピュータ装置１０２は、例えば、コンピュータ装置１０２のタッチ機能を使用して検出されるようなタッチ・ジェスチャをサポートすることができる。センサ１１４は、例えばディスプレイ装置１１２と連携して、トラック・パッドの一部として単独でタッチ機能を提供するように構成され得る。この例は、図１に示されており、ユーザの第１及び第２の手１１６、１１８が示されている。ユーザの第１の手１１６は、コンピュータ装置１０２のハウジング１２０を保持するものとして示される。ユーザの第２の手１１８は、１つ又は複数の入力を提供するものとして示され、１つ又は複数の入力は、ディスプレイ装置１１２のタッチ・スクリーン機能を使用して検出され、示されるようなオペレーティング・システム１０８のスタート・メニュー内のアプリケーションの表現を通してパン(pan)するためのスワイプ・ジェスチャを行うなどの動作を実施する。
そのため、入力の認識が活用されて、コンピュータ装置１０２によって出力されるユーザ・インタフェースと相互作用し、例えば、ゲーム、アプリケーションと相互作用し、インターネットをブラウジングし、コンピュータ装置１０２の１つ又は複数の設定を変更するなどを行うことができる。センサ１１４はまた、タッチを伴わないような相互作用を認識できるナチュラル・ユーザ・インタフェース（natural user interface：ＮＵＩ）をサポートするように構成され得る。例えば、センサ１１４は、マイクの使用を通して音声入力を認識するなど、ユーザに特定の装置にタッチさせることなく入力を検出するように構成され得る。例えば、センサ１１４は、特定の発話（例えば、話される命令）を認識すると共に、その発話を発した特定のユーザを認識するような音声認識をサポートするようにマイクを含むことができる。
別の例では、センサ１１４は、示されるようなｘ、ｙ、及びｚ次元などの１つ又は複数の次元におけるコンピュータ装置１０２の移動を、加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定ユニット（inertial measurement unit：ＩＭＵ）、磁力計などの使用を通して検出するように構成され得る。この移動は、ジェスチャの定義の全体として又はジェスチャの定義の一部として部分的に認識され得る。例えば、ｚ軸におけるコンピュータ装置１０２の移動が使用されて、ディスプレイ装置１１２上に表示されるユーザ・インタフェースをズームインすることができ、ｘ軸を通した回転が使用されて、ビデオ・ゲーム内で車を操縦することができる。そのため、この例では、コンピュータ装置１０２は、種々の異なる向きを介して移動されて、装置との相互作用をサポートすることができる。
さらなる例では、センサ１１４は、１つ又は複数のカメラの実装態様を通して、ジェスチャ、提示されるオブジェクト、画像などを認識するように構成され得る。カメラは、例えば異なる透視投影図が取込まれるように複数のレンズを含み、こうして、深さを決定するように構成され得る。例えば、異なる透視投影図が使用されて、センサ１１４からの相対的距離を決定する、したがって相対的距離の変化を決定することができる。異なる透視投影図は、コンピュータ装置１０２によって深さ認知として活用され得る。画像がコンピュータ装置１０２によって同様に活用されて、特定のユーザ（例えば、顔認識を通して）、オブジェクトなどを特定する技術などの種々の他の機能をサポートすることができる。センサ１１４が、カメラとしての実装態様を介してｘ、ｙ、又はｚ軸のうちの１つ又は複数の軸において、上述したような移動の検出をサポートすることもできることが同様に留意されるべきである。
コンピュータ装置１０２は、電力制御モジュール１２２を含むものとしてさらに示されている。電力制御モジュール１２２は、装置が様々な電力消費状態に入るような機能を表すものである。処理システム１０４は、例えば、低出力状態をサポートするように構成することができ、低出力状態では、処理リソースが減らされ、処理システム１０４の電力消費もまた減らされる。そのため、処理システム１０４は、この低出力状態にいる間に、（例えば、電池からの）リソースを節約するように構成され得る。
処理システム１０４はまた、高出力状態をサポートするように構成することができ、高出力状態では、追加の処理リソースが、利用可能にされ、電力消費の対応する増加がもたらされる。そのため、処理システム１０４は、追加の処理リソースが所望されるときに高出力状態を利用するが、そうすることによって、低出力状態で動作するときに比べて多くの電池リソースを消費する場合がある。したがって、処理システム１０４は、これらの状態間でサイクルして、所望の機能提供する、例えば、電力を節約するか又は処理リソースを増加させるように構成され得る。
しかし、高出力状態における処理システム１０４の使用は、低い高出力状態の場合に比べて追加の熱発生をもたらす場合がある。さらに、処理システム１０４が、比較的短い時間量、例えば２０秒以下の間、高出力状態で通常サイクルすることが、製品設計者によって観測される場合がある。しかし、対流熱伝達技術によって、処理システム１０４を冷却するためにコンピュータ装置１０２の１つ又は複数のファンの速度を増加させるなど、コンピュータ装置１０２でのユーザの体験に介入する場合がある行為を実施することがある。しかし、熱伝達装置１２４が、こうした変化に対してバッファする一体型蓄熱をサポートすることができる技術が本明細書で説明され、そのさらなる議論が、以下の図に関連して確認することができる。
図２は、一体型蓄熱をサポートするような図１の熱伝達装置１２４を示す例示的な実装態様２００を表す。熱伝達装置１２４は、図１に関連して説明するような処理システム１０４などの熱発生装置２０２に近接して配設されるものとして示されるが、コンピュータ装置又は他の装置の他の電気装置などの他の熱発生装置もまた企図される。
この熱伝達装置１２４の例として、ヒート・パイプ２０４が挙げられる。ヒート・パイプ２０４は、熱伝導及び相転移を利用して熱発生装置２０２から離れる方向に熱を伝達させるように構成される。例えば、ヒート・パイプ２０２は、熱伝導性材料、例えば銅などの金属から閉囲式チューブとして形成することができ、こうして、熱伝導を利用して熱発生装置２０２から離れる方向に熱を伝導させることができる。
このチューブは、この例では液体から気体へなどの相転移するように構成されるような、チューブ内に配設された材料を含むことができる。ヒート・パイプの蒸発部は、例えば、熱がそこから伝達される熱源、例えば熱発生装置２０２に近接して配設され得る。蒸発部に配設される液体は、相転移が起こるまで熱を吸収して気体を形成することができる。気体は、その後、対流を使用してチューブを通して移動して、ヒート・パイプ２０４の凝縮部で冷却され得る。これは、例えば、強制対流フィンなどの示されるような１つ又は複数の熱冷却フィンの使用を通して、１つ又は複数のファンの使用を通して引き起される空気移動によって冷却され得る。気体の冷却によって、熱が放出されるにつれて、材料が液体に戻る別の相転移を受ける。液体は、その後、ヒート・パイプ２０４の蒸発部に向けて戻ることができ、このプロセスが繰返され得る。この例ではヒート・パイプ２０４が説明されるが、折り畳み式フィン・ヒートシンク、蒸気チャンバを有するヒートシンク、中実金属ベースを有するヒートシンクなどの種々の異なるヒートシンクが企図される。
熱伝達装置１２４は、蓄熱エンクロージャ２０６を含むものとしてさらに示される。この例の蓄熱エンクロージャ２０６は、このエンクロージャ２０６内に配設された相変化材料２０８を含む。相変化材料２０８はまた、相変化を受けて、熱発生装置から離れる方向に熱を伝達させるように構成される。相変化は、ヒート・パイプ２０４について説明したように液体から気体へ及び再び元の液体に戻る変化、固体から液体へ及び再び元の固体に戻る変化などを伴うような、ヒートシンク２０４に関連して説明した相変化と同じか又は異なるようにすることができる。これは、種々の異なる機能をサポートするために使用され得る。
先に説明したように、例えば、熱発生装置２０２は、低出力状態と高出力状態との間でサイクルするように構成され得る。例えば、熱発生装置２０２は、処理システム１０４のプロセッサとして構成され得る。処理システム１０４は、低出力状態で１５ワットの電力を消費するように構成することができ、低出力状態で、処理システム１０４は、約４０℃で動作することができる。処理システム１０４は、６０ワットの消費などの高出力でサイクルするように構成することもでき、それは、かなり大量の熱の生成及び対応する温度の上昇をもたらす場合がある。相応して、コンピュータ装置１０２の製品設計者は、このサイクルに対してバッファするように蓄熱エンクロージャ２０６を構成して、コンピュータ装置１０２を用いる全体的なユーザの体験を改善すると共に、電力消費の低減など、コンピュータ装置１０２の動作自体を改善することができる。
コンピュータ装置１０２の製品設計者は、例えば、コンピュータ装置１０２の典型的な使用が、ウェブページのコンテンツを処理したり、アプリケーション１１０を開けるなどのために、２０秒未満など、高出力状態にサイクルする比較的短い時間量を伴う場合があることを観測する場合がある。しかし、この高い電力消費から発生する熱に対処するために利用された従来の技術は、装置を冷却するために利用されるファンの速度を上げることを通常伴い、装置のユーザによって体験される騒音の増加をもたらした。こうした電力消費が継続する場合に、熱発生装置２０２が、元の低出力状態に切り換えられ、それにより、高出力状態のリソースをコンピュータ装置１０２が利用不能になるような技術が同様に使用され得る。
しかし、本明細書で説明する技術では、製品設計者は、これらのサイクルに対してバッファするために、相変化材料の量及びタイプを選択することができる。引き続き先の例に関し、製品設計者は、約４５℃で融解するように構成されるパラフィン・ワックスなど、低出力状態中に熱発生装置２０２によって達成される温度を超える温度で融解するように構成される相変化材料を選択することができる。
さらに、ある量の相変化材料を、蓄熱エンクロージャ２０６内に含めることができ、それにより、相変化材料の全体が、高出力状態での観測されるサイクル中に相転移を受けることがない。やはり、引き続き先の例に関し、製品設計者は、処理システム１０４が、通常、２０秒未満の間、高出力状態にサイクルすることを観測する場合がある。相応して、ある量の相変化材料２０８を、蓄熱エンクロージャ２０６内への包含のために選択することができ、それにより、材料の少なくとも一部は、観測されるこの期間の間、処理システム１０４によって融解されないことになる。
したがって、処理システム１０４は、この例では固体から液体への変化を受けるときに相変化材料２０８によって実施される熱吸収のために大幅な温度上昇に遭遇することなく高出力状態で動作し続けることができる。相変化材料２０８は、その後、処理システム１０４又は他の熱発生装置２０２が、例えば蓄熱エンクロージャ２０６自体の冷却を通して、ヒート・パイプ２０４の使用を介してなどによって低出力状態に戻った後に固体状態に戻るよう冷却され得る。こうして、ファン速度の増加などの補助的冷却技術は、通常観測されるサイクル時間を過ぎて高出力状態が継続しなければ使用されず、それにより、「騒音が少ない（less noisy）」ことによってコンピュータ装置１０２でのユーザ体験を維持すると共に、ファンの速度を増加させないことによってコンピュータ装置１０２の電池の電力を節約する。
例えば、処理システム１０４は、相変化材料２０８が例えば固体から液体への相変化を受けるように構成される温度より低い温度で低出力状態で動作することができる。処理システム１０４は、その後、アプリケーションをロードする、ウェブページをレンダリングするなどのために高出力状態にサイクルすることができる。高出力状態は、電力消費を増加させ及びこれに対応する熱生成の増加をもたらす場合がある。相応して、相変化材料２０８は、材料の少なくとも一部の相変化を開始させる、例えば、材料の一部が融解し始めることによってこの熱の吸収を開始することができる。
相変化材料の少なくとも一部の相変化中に、蓄熱エンクロージャ２０６は、相変化が起こるように構成される温度、例えば約４５℃を維持することができる。その結果、処理システム１０４は、この温度で高出力状態で動作し続けることができる。相変化材料２０８が完全に融解すると、処理システム１０４の温度は、相変化材料２０８の相変化が起こる温度を超えて上昇し始める場合がある。
この温度上昇は、蓄熱エンクロージャ２０６から離れる方向の例えば凝縮器に熱を伝達するためのヒート・パイプ２０４の使用を通して、コンピュータ装置１０２の他の装置によって減じることができる。１つ又は複数の実装態様では、コンピュータ装置１０２は、相変化材料２０８の相変化が起こる温度を超えるように設定される閾値温度を使用して、コンピュータ装置１０２のファンの速度の増加をトリガーする、例えば、ファンのスイッチをオンする、既に回っているファンの速度を増加させるなどを行うことができる。こうして、蓄熱エンクロージャ２０６の相変化材料２０８は、積極的な冷却技術（例えば、ファンの使用）に対してバッファすることができ、それにより、コンピュータ装置１０２の電池のリソースを節約し、ファンの動作によって引起される騒音を減じることによってコンピュータ装置１０２でのユーザの体験を改善する。熱伝達装置１２４の一部としての蓄熱エンクロージャ２０６の使用についてのさらなる議論は、図４に関連して確認される。
先に説明したように、コンピュータ装置１０２は種々の方法で構成され得る。事例によっては、これらの構成は、３次元空間内での複数の向きを介したコンピュータ装置１０２の移動及び複数の向きでのコンピュータ装置１０２の使用を伴うことができる。相応して、熱伝達装置１２４は、これらの様々な向きに熱伝達をサポートするように構成され得る。これの一例は、図２に示され、蓄熱エンクロージャ２０６内に複数のフィンを包含している。これらのフィンが使用されて、蓄熱エンクロージャ２０６と、この蓄熱エンクロージャ２０６内に配設される相変化材料２０８との間の接触を促進することができる。さらに、熱伝達装置１２４が、種々の異なる向きで移動及び／又は使用される、例えば、回転される、「引っくり返される（flipped over）」、表面上に載置される、「直立に保持される（held upright）」などが行われるときに、フィンの使用によって、蓄熱エンクロージャ２０６と相変化材料２０８との間で保持される接触を促進することもできる。熱伝達装置１２４はまた、種々の他の方法で構成されて、異なる向きでの動作をサポートすることができ、その別の例を、以下の図に関連して確認することができる。
図３は、例示的な実装態様３００を示しており、図１の熱伝達装置が、種々の異なる向きに設置されるときに、全体的に均一な冷却を提供するように構成される。この例では、熱伝達装置１２４は、第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４として示される複数のヒート・パイプを含む。第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４は、前と同様に、熱発生装置２０２から離れる方向に熱を伝導するように構成される。例えば、第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４は、熱伝導及び相転移を活用するように構成され得る。そのため、第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４は、例えば拡散板を通して熱的に結合された熱発生装置２０２に近接して配設される蒸発部、及び、熱発生装置２０２から離れて配設される蒸発部を含むことができる。第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４の蒸発部は、例示的な実装態様３００のフィン、例えば強制対流フィンを含むものとして、また、第１及び第２のファン３０６、３０８によって冷却されるものとしてそれぞれ示される。
熱伝達装置１２４は、熱発生装置２０２からｘ、ｙ、又はｚ軸の１つ又は複数の軸上の複数の異なる向きを介して全体的に均一な熱伝達を提供するように配置されるヒート・パイプを含むものとして示される。例えば、ヒート・パイプは、重力によって部分的に駆動される。したがって、重力に対するヒート・パイプの向きは、ヒート・パイプの熱負荷搬送能力に影響を及ぼす場合がある。
相応して、示される例の第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４は、熱発生装置２０２から通常反対の方向に配置されるものとして示される。第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４を反対方向に配置することによって、種々の特徴をサポートするために利用され得る。例えば、熱伝達装置１２４の異なる向きへの移動中に、ヒート・パイプのうちの１つのヒート・パイプは、重力によって反対のヒート・パイプより高い性能を有することができる。したがって、このより高い性能は、この利点を持たないヒート・パイプが経験するようなより低い性能を低減させ、さらに相殺するのに役立つ場合がある。こうして、熱伝達装置１２４は、熱発生装置２０２から種々の異なる向きに全体的に均一な熱伝達を提供することができる。この例では２つのヒート・パイプが説明されているが、熱伝達装置１２４は、コンピュータ装置１０２がそこで使用される、企図される向きに一致する配置を使用するために、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、異なる向きに配置される異なる数のヒート・パイプを使用することができる。
示される例では、熱伝達装置１２４は、複数のファンによって冷却されるようにさらに示されており、その例が、第１及び第２のヒート・パイプ３０２、３０４をそれぞれ冷却する第１及び第２のファン３０６、３０８として示されている。コンピュータ装置１０２による２つ以上のファンの使用によって、種々の異なる特徴をサポートすることができる。例えば、第１及び第２のファン３０６、３０８の使用は、同じ冷却性能の単一ファンによって費される設置面積に比べてハウジング１２０内で少ない量のシステム「設置面積（footprint）」を占める場合がある。例えば、第１及び第２のファン３０６、３０８は、示される例ではｙ軸に沿ってハウジング１２０内で少ない空間を消費する。さらに、２つ以上のファンは、同様の冷却性能を提供する単一ファンより高い効率で動作することができる。例えば、ファンによる電力消費は、ファン速度の３乗によって増加する。したがって、２つのファンの速度の２倍で動作する単一ファンは、２つのファンの２倍の電力を消費する。そのため、熱伝達装置１２４は、先に説明した種々の異なる機能を提供するために種々の方法で構成され得る。
例示的な手順
以下の議論は、先に説明したシステム及び装置を利用して実装される熱伝達技術を説明する。手順のそれぞれの態様は、ハードウェア、ファームウェア、又はソフトウェア、或いはこれらの組合せで実装され得る。手順は、１つ又は複数の装置によって実施される動作を指定するブロックのセットとして示されるが、動作を実施するために示す、それぞれのブロックによる順序に必ずしも限定されるものではない。以下の議論の複数の部分において、図１の環境１００並びに図２及び図３の例示的な実装態様２００、３００に対してそれぞれ参照が行われることになる。
図４は、例示的な実装態様における手順４００を示しており、熱伝達装置は、相変化材料を使用して、高出力状態と低出力状態の両方を呈する熱発生装置からの熱伝達による熱をバッファする。熱発生コンポーネントは、１つ又は複数の動作を実施するために低出力状態で動作し、低出力状態は、温度を規定温度未満に留まるようにさせる（ブロック４０２）。処理システム１０４は、例えば、処理システム１０４を４０℃に留まるように、１５ワットを消費する低出力状態で動作することができる。
熱発生コンポーネントは、その後、１つ又は複数の追加の動作を実施するために高出力状態で動作し、高出力状態は、熱伝達装置の蓄熱エンクロージャの相変化材料の融解を開始させるのに十分な熱を発生させ、それにより、熱発生コンポーネントの温度は、規定の閾値未満に留まる（ブロック４０４）。処理システム１０４は、上記低出力状態から、６０ワットを消費する高出力状態に切り換わって、さらなる処理リソースを利用可能にすることができる。これは、アプリケーションを開ける、ウェブ・コンテンツをレンダリングするなどの種々の目的で実施され得る。これは、蓄熱エンクロージャ２０６の相変化材料２０８が融解し始めるような温度まで、処理システム１０４の温度を上昇させることができる。これは、処理システム１０４の温度を、相変化中に、すなわち固体から液体への変化を受ける相変化材料が存在する限り、相変化材料２０８の融点に留まらせる。
熱伝達装置の蓄熱エンクロージャの相変化材料を融解するのに十分な時間量にわたって高出力状態で熱発生コンポーネントが動作することに応答して、熱は、熱伝達装置の蓄熱エンクロージャからヒート・パイプに伝達され、ヒート・パイプを冷却するように構成されるファンの速度を増加させる（ブロック４０６）。処理システム１０４は、例えば、相変化材料２０８が融解するまで動作し続けることができる。その後、これは次いで、相変化材料の融点を超える処理システム１０４の温度の上昇をもたらし得る。相応して、熱伝達装置は、ヒート・パイプ２０４、１つ又は複数のファンなどの使用を介して、この温度上昇を低減する技術を使用することができる。
熱発生コンポーネントの温度を規定の温度を超えて上昇させるのに十分な時間量にわたって高出力状態で熱発生コンポーネントが動作することに応答して、熱発生コンポーネントは、高出力状態から低出力状態に切り換えられる（ブロック４０８）。電力制御モジュール１２２は、例えば、閾値を使用して、コンピュータ装置１０２の処理システム１０４又は他のコンポーネントに起こり得る損傷を制限するように、処理システム１０４が達することが許容される温度を制限することができる。したがって、この温度に達すると、電力制御モジュール１２２は、処理システム１０４を高出力状態から低出力状態に戻るよう切り換えて、装置による熱の発生を低減させることができる。
高出力状態で動作することから低出力状態に戻るような熱発生コンポーネントによって行われる切換えに応答して、蓄熱エンクロージャの融解した相変化材料は、蓄熱エンクロージャの冷却を介して固化する（ブロック４１０）。継続して先の例に関して、処理システム１０４は、今や低出力状態で動作するため、約４０℃の温度に戻ることができる。したがって、相変化材料２０８は、冷却され、固体形態（solid form）に戻ることができる。相変化材料２０８の全体を融解させない時間の間、高出力状態がサイクルされ、それにより、先に説明したファン又は他の積極的な冷却技術などの補助的冷却技術の使用を回避する例など、種々の他の例もまた企図される。
例示的なシステム及び装置
図５は、本明細書で説明する種々の技術を実装することができる１つ又は複数のコンピュタ・システム及び／又は装置を表す例示的なコンピュータ装置５０２を含む、全体的に５００の例示的なシステムを示す。コンピュータ装置５０２は、例えば、サービス・プロバイダのサーバ、クライアントに関連する装置（例えば、クライアント装置）、オンチップ・システム、及び／又は任意の他の適したコンピュータ装置又はコンピュータ・システムとすることができる。
示されるような例示的なコンピュータ装置５０２は、互いに通信可能に結合される、処理システム５０４、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体５０６、及び１つ又は複数のＩ／Ｏインタフェース５０８を含む。図示しないが、コンピュータ装置５０２は、種々のコンポーネントを互いに結合するようなシステム・バス或いは他のデータ及びコマンド転送システムをさらに含むことができる。システム・バスは、メモリ・バス又はメモリ・コントローラ、周辺バス、ユニバーサル・シリアル・バス、及び／又は種々のバス・アーキテクチャの任意のアーキテクチャを利用するプロセッサ又はローカルバスなどの異なるバス構造の任意の１つ又は組合せを含み得る。制御ライン及びデータ・ラインなどの種々の他の例もまた企図される。
処理システム５０４は、ハードウェアを使用して１つ又は複数の動作を実施する機能を表す。相応して、処理システム５０４は、プロセッサ、機能ブロックなどとして構成することができるハードウェア要素５１０を含むものとして示される。これは、特定用途向け集積回路又は１つ又は複数の半導体を使用して形成される他のロジック・デバイスとしてハードウェアでの実装を含むことができる。ハードウェア要素５１０は、ハードウェア要素５１０が形成される材料又はハードウェア要素５１０で使用される処理メカニズムによって制限されない。例えば、プロセッサは、半導体（複数可）及び／又はトランジスタ（例えば、電子集積回路（ＩＣ））から構成することができる。こうした文脈では、プロセッサ実行可能命令は、電子的に実行可能な命令とすることができる。
コンピュータ可読記憶媒体５０６は、メモリ／ストレージ５１２を含むものとして示される。メモリ／ストレージ５１２は、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体に関連するメモリ／ストレージ容量を表す。メモリ／ストレージ・コンポーネント５１２は、揮発性媒体（ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）など）及び／又は不揮発性媒体（読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、光ディスク、磁気ディスクなど）を含むことができる。メモリ／ストレージ・コンポーネント５１２は、固定媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、固定ハード・ディスクなど）だけでなく取外し可能媒体（例えば、フラッシュ・メモリ、取外し可能ハード・ディスク、光ディスクなど）を含むことができる。コンピュータ可読媒体５０６は、以下でさらに説明するように種々の他の方法で構成され得る。
入力／出力インタフェース（複数可）５０８は、ユーザがコマンド及び情報をコンピュータ装置５０２に入力することを可能にし、また同様に、種々の入力／出力装置を使用して情報がユーザ並びに／又は他のコンポーネント又は装置に提示されることを可能にする機能を表す。入力装置の例は、キーボード、カーソル制御装置（例えば、マウス）、マイク、スキャナ、タッチ機能（例えば、身体的タッチを検出するように構成される容量性の又は他のセンサ）、カメラ（例えば、可視波長又は赤外周波数などの不可視波長を使用して、タッチを伴わない移動をジェスチャとして認識することができる）などを含む。出力装置の例は、ディスプレイ装置（例えば、モニタ又は投影機）、スピーカ、プリンタ、ネットワーク・カード、触知応答装置などを含む。そのため、コンピュータ装置５０２は、ユーザ相互作用をサポートするために、以下でさらに説明するような種々の方法で構成され得る。
種々の技術が、ソフトウェア、ハードウェア要素、又はプログラム・モジュールの一般的な文脈で本明細書において説明される。一般に、こうしたモジュールは、特定のタスクを実施するか又は特定の抽象データタイプを実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、エレメント、コンポーネント、データ構造などを含む。本明細書で使用される場合、用語「モジュール（module）」、「機能（functionality）」、及び「コンポーネント（component）」は、一般に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの組合せを示す。本明細書で説明する技術の特徴は、プラットフォームに無関係であり、その技術が、種々のプロセッサを有する種々の市販のコンピュータ・プラットフォーム上で実装され得ることを意味する。
説明したモジュール及び技術の実装態様は、ある形態のコンピュータ可読媒体上に記憶されるか又はそれにわたって送信され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ装置５０２によってアクセスされ得る種々の媒体を含むことができる。制限ではなく、例として、コンピュータ可読媒体は、「コンピュータ可読記憶媒体（computer-readable storage media）」及び「コンピュータ可読信号媒体（computer-readable signal media）」を含むことができる。
「コンピュータ可読記憶媒体」は、単なる信号送信、搬送波、又は信号それ自体と対照的に、情報の持続的な及び／又は非一時的な記憶を可能にする媒体及び／又は装置を指す。そのため、コンピュータ可読記憶媒体は、非信号担持媒体を指す。コンピュータ可読記憶媒体は、揮発性媒体及び不揮発性媒体、リムーバブル媒体及び非リムーバブル媒体などのハードウェア、並びに／又は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、ロジック・エレメント／回路、又は他のデータなどの情報の記憶に適した方法又は技術で実装される記憶装置を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光ストレージ、ハード・ディスク、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク・ストレージ又は他の磁気ストレージ装置、或いは、他のストレージ装置、有形媒体、又は、所望の情報を記憶するのに適しかつコンピュータによってアクセスされ得る製品を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
「コンピュータ可読信号媒体」は、ネットワークを介して、コンピュータ装置５０２のハードウェアに命令を送信するように構成される信号担持媒体を指す。信号媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、或いは搬送波、データ信号、又は他の輸送メカニズムなどの変調データ信号内の他のデータを具現化することができる。信号媒体はまた、任意の信号送出媒体を含む。用語「変調データ信号（modulated data signal）」は、信号内の情報をエンコードするように設定又は変更されるようなその特性の１つ又は複数を有する信号を意味する。制限ではなく、例として、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体、並びに、音響媒体、ＲＦ媒体、赤外媒体、及び他の無線媒体などの無線媒体を含む。
先に説明したように、ハードウェア要素５１０及びコンピュータ可読媒体５０６は、１つ又は複数の命令を実施するなど、本明細書で説明する技術の少なくともいくつかの態様を実装するようないくつかの実施形態で使用することができるハードウェア形態で実装される、モジュール、プログラム可能ロジック、及び／又は固定デバイス・ロジックを表す。ハードウェアは、集積回路又はオンチップ・システムのコンポーネント、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ）、及び、シリコンにおける他の実装態様、或いは他のハードウェアを含むことができる。この文脈では、ハードウェアは、ハードウェアによって具現化される命令及び／又はロジックによって規定されるプログラム・タスクを実施する処理装置だけでなく、実行用の命令を記憶するために利用されるハードウェア、例えば先に説明したコンピュータ可読記憶媒体として動作することができる。
上記の組合せが、同様に使用されて、本明細書で説明する種々の技術を実装することができる。相応して、ソフトウェア、ハードウェア、又は実行可能モジュールは、ある形態のコンピュータ可読記憶媒体上で具現化される１つ又は複数の命令及び／又はロジックとして、及び／又は、１つ又は複数のハードウェア要素５１０によって実装され得る。コンピュータ装置５０２は、ソフトウェア及び／又はハードウェア・モジュールに対応する特定の命令及び／又は機能を実行するように構成され得る。相応して、ソフトウェアとしてコンピュータ装置５０２によって実行可能であるモジュールの実装形態は、少なくとも部分的にハードウェアで、例えば、コンピュータ可読記憶媒体及び／又は処理システム５０４のハードウェア要素５１０の使用を介して達成され得る。命令及び／又は機能は、本明細書で説明する技術、モジュール、及び実施例を実装するために１つ又は複数の製品（例えば、１つ又は複数のコンピュータ装置５０２及び／又は処理システム５０４）によって実行可能／動作可能にすることができる。
図５にさらに示されるように、例示的なシステム５００は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、テレビジョン装置、及び／又はモバイル装置上でアプリケーションを実行するときにシームレスなユーザ体験のためのユビキタス環境を可能にする。サービス及びアプリケーションは、アプリケーションを利用し、ビデオ・ゲームを行い、ビデオを視聴するなどを行う間に、１つの装置から次の装置に移行するとき、一般的なユーザ体験のために３つ全ての環境において実質的に同様に実行される。
例示的なシステム５００では、複数の装置が、中央コンピュータ装置を介して相互接続される。中央コンピュータ装置は、複数の装置に対してローカルであるか又は複数の装置から遠隔に配置され得る。一実施形態では、中央コンピュータ装置は、ネットワーク、インターネット、又は他のデータ通信リンクを介して複数の装置に接続される１つ又は複数のサーバ・コンピュータのクラウドとすることができる。
一実施形態では、この相互接続アーキテクチャは、複数の装置にわたって機能を供給することを可能にし、それにより、共通でかつシームレスな体験を複数の装置のユーザに提供する。複数の装置のそれぞれは、異なる物理的要件及び能力を有することができ、中央コンピュータ装置は、装置に対する体験の供給が、装置に適合されると共に、全ての装置に共通に適合されることを可能にするプラットフォームを使用する。一実施形態では、ターゲット装置のクラスが生成され、体験は、装置の汎用クラスに適合される。装置のクラスは、装置の物理的特徴、使用タイプ、又は他の一般的な特性によって規定され得る。
種々の実装態様では、コンピュータ装置５０２は、コンピュータ５１４使用、モバイル５１６使用、及びテレビジョン５１８使用などの、種々の異なる構成を呈することができる。これらの構成のそれぞれは、全体的に異なる構造及び能力を有することができる装置を含み、したがって、コンピュータ装置５０２は、異なる装置クラスの１つ又は複数に従って構成され得る。例えば、コンピュータ装置５０２は、パーソナル・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、マルチスクリーン・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、ネットブックなどを含むコンピュータ５１４装置クラスとして実装され得る。
コンピュータ装置５０２はまた、携帯電話、可搬型音楽プレーヤ、可搬型ゲーム装置、タブレット・コンピュータ、マルチスクリーン・コンピュータなどのモバイル装置を含むモバイル５１６装置クラスとして実装され得る。コンピュータ装置５０２はまた、平常の視野環境において全体的に大きなスクリーンを有するか又はそれに接続される装置を含むテレビジョン５１８装置クラスとして実装され得る。これらの装置は、テレビジョン、セットトップ・ボックス、ゲーム・コンソールなどを含む。
本明細書で説明する技術は、コンピュータ装置５０２のこれらの種々の構成によってサポートされるが、また、本明細書で説明する技術の特定の例に限定されるものではない。
機能はまた、分散システムの使用を介して、例えば以下で説明するようなプラットフォーム５２２を介して「クラウド（cloud）」５２０にわたって全体的に又は部分的に実装され得る。クラウド５２０は、リソース５２４用のプラットフォーム５２２を含む、かつ／又は、そのプラットフォーム５２２を表す。プラットフォーム５２２は、クラウド５２０のハードウェア（例えば、サーバ）及びソフトウェア・リソースの基礎にある機能を抽象化する。リソース５２４は、コンピュータ装置５０２から遠隔にあるサーバ上でコンピュータ処理が実行される間に、利用され得るアプリケーション及び／又はデータを含むことができる。リソース５２４はまた、インターネットを通じて、及び／又は、セルラ又はＷｉ−Ｆｉネットワークなどの加入者ネットワークを介して提供されるサービスを含み得る。
プラットフォーム５２２は、コンピュータ装置５０２を他のコンピュータ装置に接続するリソース及び関数を抽象化することができる。プラットフォーム５２２はまた、プラットフォーム５２２を介して実装されるリソース５２４についての遭遇する要求に対して対応するレベルのスケールを提供するリソースのスケーリングを抽象化するのに役立つことができる。相応して、相互接続された装置の実施形態では、本明細書で説明する機能の実装態様は、システム５００全体を通して分散され得る。例えば、機能は、コンピュータ装置５０２だけでなくクラウド５２０の機能を抽象化するプラットフォーム５２２を介して部分的に実装され得る。
結び
本発明は、構造的特徴及び／又は方法的行為に固有の言語で説明したが、添付特許請求の範囲において規定される本発明が、説明する特定の特徴又は行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴又は行為は、特許請求される発明を実装する例示的な形態として開示される。

Claims (10)

  1. 使用中に少なくとも２次元の複数の向きに可動であるハウジングと、
    前記ハウジング内に配設される熱発生コンポーネントと、
    前記ハウジング内に配設される熱伝達装置とを備えており、
    前記熱伝達装置は、熱伝導及び相転移を利用して前記熱発生装置から熱を伝達するように構成される複数のヒート・パイプを有しており、前記複数のヒート・パイプは、前記複数の向きを介した前記ハウジングの移動中に前記熱発生コンポーネントから全体的に均一な熱伝達を提供するように配置される、
    装置。
  2. 前記複数のヒート・パイプは、全体的に反対の方向に配置される第１及び第２のヒート・パイプを含む、
    請求項１に記載の装置。
  3. 前記複数のヒート・パイプは、第１及び第２のヒート・パイプを含み、
    第１及び第２のヒート・パイプのそれぞれは、蒸発部及び凝縮部を有し、
    第１及び第２のヒート・パイプの前記凝縮部は、前記第１及び第２のヒート・パイプの前記蒸発部よりも互いから遠くに位置付けされる、
    請求項１に記載の装置。
  4. 前記ハウジング内に配設された複数のファンをさらに備えており、それによって、前記複数のヒート・パイプの少なくとも２つのヒート・パイプが、それぞれの前記ファンによって冷却される、
    請求項１に記載の装置。
  5. ディスプレイ装置をさらに備えており、前記ハウジングは、前記ディスプレイ装置が、ランドスケープ向きにおいてユーザが視認できる少なくとも１つの向きをとるように構成され、前記複数のヒート・パイプの少なくとも２つのヒート・パイプは、前記ランドスケープ向きにあるときに全体的に水平に配置される、
    請求項１に記載の装置。
  6. 前記ハウジングは、使用中に、ユーザの一方又は両方の手によって保持され、前記少なくとも２次元の向きに移動されるように構成される、
    請求項１に記載の装置。
  7. 前記ハウジングはモバイル通信装置として使用するために構成される、
    請求項６に記載の装置。
  8. 前記複数のヒート・パイプのそれぞれは、単一拡散板の使用を介して前記熱発生装置に熱的に結合される、
    請求項１に記載の装置。
  9. 前記熱発生コンポーネントは処理システムであり、装置はコンピュータ装置である、
    請求項１に記載の装置。
  10. 第１及び第２のヒート・パイプを備えており、第１及び第２のヒート・パイプは、熱伝導及び相転移を利用して、第１及び第２のヒート・パイプに近接して配設される熱発生装置から熱を伝達するように構成され、第１及び第２のヒート・パイプは、前記熱発生装置から全体的に反対の方向に配置される、
    熱伝達装置。
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