JP2018189291A - 断熱材併設冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる断熱材併設冷却装置を提供する。【解決手段】本発明による断熱材併設冷却装置１は、冷却対象体Ｄから熱を受ける受熱フィルム部材１０と、受熱フィルム部材１０との間に第１収納室４０を画定した第１フィルム部材２０と、第１フィルム部材２０の受熱フィルム部材１０の側とは反対側に設けられ、第１フィルム部材２０との間に第２収納室４２を画定した第２フィルム部材３０と、を備えている。第１収納室４０にヒートパイプ構成部４４が収納され、第２収納室４２に断熱部材４７が収納されている。第１フィルム部材２０に、ヒートパイプ構成部４４の熱を放出する放熱部４８が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、冷却対象体を冷却するための断熱材併設冷却装置に関する。

従来より、２枚の金属製表面板の間に断熱材が介在された断熱材併設冷却装置（断熱パネル）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この断熱材併設冷却装置においては、一方の金属製表面板の内面に作動流体封入部が設けられ、この作動流体封入部に作動流体が封入されてヒートパイプ化されている。すなわち、作動流体封入部に断熱材が併設されている。

このような断熱材併設冷却装置を冷凍庫の筐体の側壁として利用する場合には、冷凍庫の庫内の熱は、ヒートパイプを構成する作動流体で回収される。作動流体封入部には、冷熱用流体が流れる冷熱流体通路が隣接して設けられており、ヒートパイプの作動流体で回収された熱は、冷熱用流体に回収される。このようにして、冷凍庫の庫内が冷却されるようになっている。また、この断熱材併設冷却装置は断熱機能も有しているために、冷凍庫の外部の熱が、作動流体封入部や庫内に伝わることを防止し、冷却効率の向上を図っている。

特開平６−２２１７５０号公報

しかしながら、特許文献１に示す断熱材併設冷却装置は、金属製表面板で構成されている。このことにより、断熱材併設冷却装置は剛体として形成されているため、配置に制約が生じ、汎用性の向上が困難になっているという問題があった。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる断熱材併設冷却装置を提供することを目的とする。

本発明は、
冷却対象体を冷却するための断熱材併設冷却装置であって、
前記冷却対象体から熱を受ける受熱フィルム部材と、
前記受熱フィルム部材との間に第１収納室を画定した第１フィルム部材と、
前記第１フィルム部材の前記受熱フィルム部材の側とは反対側に設けられ、前記第１フィルム部材との間に第２収納室を画定した第２フィルム部材と、
前記第１収納室に収納されたヒートパイプ構成部と、
前記第２収納室に収納された断熱部材と、を備え、
前記第１フィルム部材に、前記ヒートパイプ構成部の熱を放出する放熱部が設けられている、断熱材併設冷却装置、
を提供する。

なお、上述した断熱材併設冷却装置において、
前記受熱フィルム部材と前記第１フィルム部材をヒートシールし、前記第１収納室を画定する第１ヒートシール部と、
前記第１フィルム部材と前記第２フィルム部材をヒートシールし、前記第２収納室を画定する第２ヒートシール部と、を更に備える、
ようにしてもよい。

また、上述した断熱材併設冷却装置において、
平面視において、前記第１ヒートシール部は、前記第２ヒートシール部よりも外側に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した断熱材併設冷却装置において、
平面視において、前記第１ヒートシール部の一部分は、前記第２ヒートシール部よりも外側に配置され、他の部分は、前記第２ヒートシール部に重なって配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した断熱材併設冷却装置において、
前記ヒートパイプ構成部は、作動液と、前記作動液に毛細管作用を発揮させるウィック部材と、を含む、
ようにしてもよい。

また、上述した断熱材併設冷却装置において、
前記第１フィルム部材は、金属箔と、前記金属箔の両面に設けられた熱融着層と、を有している、
ようにしてもよい。

本発明によれば、配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態において、断熱材併設冷却装置を示す平面図である。 図２は、図１の断熱材併設冷却装置を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、第１フィルム部材と第２フィルム部材とを位置合わせする第１位置合わせ工程を説明するための断面図である。 図４は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、第１フィルム部材と第２フィルム部材とを接合して、第２収納室を形成する第２収納室形成工程を説明するための断面図である。 図５は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、第２収納室に断熱部材を収納する断熱部材収納工程を説明するための断面図である。 図６は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、第１フィルム部材と第２フィルム部材とを接合して、第２収納室を密封する第２収納室密封工程を説明するための断面図である。 図７は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、受熱フィルム部材と第１フィルム部材とを位置合わせする第２位置合わせ工程を説明するための断面図である。 図８は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、受熱フィルム部材と第１フィルム部材とを接合して、第１収納室を形成する第１収納室形成工程を説明するための断面図である。 図９は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、第２収納室にウィック部材を収納するウィック収納工程を説明するための断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、第２収納室に作動液を注入する注入工程を説明するための断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態による断熱材併設冷却装置の製造方法において、受熱フィルム部材と第１フィルム部材とを接合して、第１収納室を密封する第１収納室密封工程を説明するための断面図である。 図１２は、図１に示す断熱材併設冷却装置の変形例を示す平面図である。 図１３は、図１２に示す断熱材併設冷却装置の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１乃至図１３を用いて、本発明の実施の形態における断熱材併設冷却装置について説明する。本実施の形態における断熱材併設冷却装置（以下、単に冷却装置と記す）は、電気製品等の冷却対象体（発熱体）の筐体の外面に取り付けられて、冷却対象体の熱を当該筐体から回収して、冷却対象体を冷却するための装置である。本実施の形態における冷却装置は、平面視で矩形状に形成されている。

図１および図２に示すように、冷却装置１は、冷却対象体Ｄから熱を受ける受熱フィルム部材１０と、受熱フィルム部材１０の一方の側に設けられた第１フィルム部材２０と、第１フィルム部材２０の受熱フィルム部材１０の側とは反対側に設けられた第２フィルム部材３０と、を備えている。すなわち、受熱フィルム部材１０と第２フィルム部材３０との間に第１フィルム部材２０が介在されており、図２に示す断面視では、受熱フィルム部材１０の上方に第１フィルム部材２０が設けられ、第１フィルム部材２０の上方に第２フィルム部材３０が設けられている。後述するように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０は、互いにヒートシールされるとともに、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０は、互いにヒートシールされている。受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０は、いずれも矩形状に形成されている。

図２に示すように、受熱フィルム部材１０は、金属箔１１と、金属箔１１の一方の面（第１フィルム部材２０の側の面）に設けられた、熱融着層１２と、を有している。すなわち、受熱フィルム部材１０は、金属箔１１と熱融着層１２とが積層された積層体として構成されている。受熱フィルム部材１０は、可撓性を有していることが好適である。例えば、受熱フィルム部材１０の厚さは、可撓性を有するとともに機械的強度を確保するために、３０μｍ〜５００μｍであることが好適である。また、１００μｍ以下にすることにより、受熱フィルム部材１０が、冷却対象体Ｄから第１収納室４０（後述）内の作動液４５に伝わる熱に対する熱抵抗として作用することを回避することができる。

金属箔１１は、機械的強度を確保するとともに、冷却対象体Ｄから受ける熱をヒートパイプ構成部４４（後述）に効率良く伝導させるための部材である。このような金属箔１１には、熱伝導率が良好な材料が用いられることが好適であるが、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケルなどを用いることができる。金属箔１１の厚さは、可撓性および機械的強度を確保するとともに、外気が受熱フィルム部材１０を透過して第１収納室４０に侵入することを防止するために、例えば１０μｍ〜４８０μｍとすることが好適である。

熱融着層１２は、受熱フィルム部材１０を第１フィルム部材２０にヒートシールして接合させるための層である。このような熱融着層１２には、ヒートシール性が良好な熱融着性樹脂材料が用いられることが好適である。例えば、熱融着性樹脂材料としては、ポリエチレンなどを用いることができる。熱融着層１２の厚さは、ヒートシール性を確保するために、１０μｍ〜２００μｍとすることが好適である。

ところで、図２に示すように、受熱フィルム部材１０は、作動液４５が蒸発して蒸気を生成する蒸発部１５を有している。この蒸発部１５は、受熱フィルム部材１０に取り付けられる冷却対象体Ｄから熱を受けて、後述する第１収納室４０内の作動液４５が蒸発する部分である。図２に示す形態では、受熱フィルム部材１０の全体が、冷却対象体Ｄの筐体に取り付けられている例が示されている。この場合、受熱フィルム部材１０のうち第１収納室４０を画定している部分が蒸発部１５に相当する。なお、冷却対象体Ｄが、空間である場合（例えば、冷蔵庫の庫内空間）には、受熱フィルム部材１０が冷却対象体Ｄとなる空間に接し、当該空間を画定する壁面に第２フィルム部材３０が取り付けられるようになる。

図２に示すように、第１フィルム部材２０は、金属箔２１と、金属箔２１の両面に設けられた熱融着層２２、２３と、を有している。すなわち、第１フィルム部材２０は、熱融着層２２と金属箔２１と熱融着層２３とが積層された積層体として構成されている。第１フィルム部材２０は、可撓性を有していることが好適である。例えば、第１フィルム部材２０の厚さは、可撓性を有するとともに機械的強度を確保するために、３０μｍ〜５００μｍであることが好適である。また、１００μｍ以下にすることにより、第１フィルム部材２０が、第１収納室４０内の作動液４５の蒸気から、後述する放熱部４８を介して外部に伝わる熱に対する熱抵抗として作用することを回避することができる。なお、金属箔２１は、上述した受熱フィルム部材１０の金属箔２１と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。また、熱融着層２２、２３は、上述した受熱フィルム部材１０の熱融着層１２と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。

また、第２フィルム部材３０は、金属箔３１と、金属箔３１の一方の面（第１フィルム部材２０の側の面）に設けられた熱融着層３２と、を有している。すなわち、第２フィルム部材３０は、金属箔３１と熱融着層３２とが積層された積層体として構成されている。第２フィルム部材３０は、可撓性を有していることが好適である。例えば、第２フィルム部材３０の厚さは、可撓性を有するとともに機械的強度を確保するために、３０μｍ〜５００μｍであることが好適である。なお、金属箔３１は、上述した受熱フィルム部材１０の金属箔３１や第１フィルム部材２０の金属箔３１と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。なお、受熱フィルム部材１０で受けた熱が、第１フィルム部材２０を介して第２フィルム部材３０に伝わると、第２フィルムの温度が上昇し得る。このことを防止するために、第２フィルム部材３０の熱伝導率は、第１フィルム部材２０の熱伝導率よりも低い方が好適である。この場合、例えば、第２フィルム部材３０の金属箔３１は、機械的強度を確保できる範囲内で、第１フィルム部材２０の金属箔２１の厚さよりも薄くしてもよい。あるいは、金属箔３１の代わりに、熱伝導率が低い樹脂フィルムを用いてもよい。また、熱融着層３２は、上述した受熱フィルム部材１０の熱融着層１２や第１フィルム部材２０の熱融着層２２、２３と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。

図２に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０との間には、第１収納室４０が画定されている。第１収納室４０の周囲には、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とをヒートシール（接合）する第１ヒートシール部４１が設けられている。第１ヒートシール部４１は、受熱フィルム部材１０の熱融着層１２と、第１フィルム部材２０の熱融着層２２とが溶融して互いに熱融着することで形成されている。図１に示す形態では、平面視で、第１収納室４０は矩形状に形成されており、第１ヒートシール部４１は、矩形枠状に形成されて、第１収納室４０の周囲に連続状に形成されている。この第１ヒートシール部４１によって、第１収納室４０の周縁が画定されて、第１収納室４０が密封されている。

図２に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０との間には、第２収納室４２が画定されている。第２収納室４２の周囲には、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とをヒートシール（接合）する第２ヒートシール部４３が設けられている。第２ヒートシール部４３は、第１フィルム部材２０の熱融着層２３と、第２フィルム部材３０の熱融着層３２とが溶融して互いに熱融着することで形成されている。図１に示す形態では、平面視で、第２収納室４２は矩形状に形成されており、第２ヒートシール部４３は、矩形枠状に形成されて、第２収納室４２の周囲に連続状に形成されている。この第２ヒートシール部４３によって、第２収納室４２の周縁が画定されて、第２収納室４２が密封されている。

図１および図２に示すように、平面視において、第１ヒートシール部４１は、全体的に、第２ヒートシール部４３よりも外側に配置されている。すなわち、第１収納室４０の容積は、第２収納室４２の容積よりも大きくなっている。そして、平面視で、第２収納室４２の周囲に、第１フィルム部材２０が露出された部分（後述する放熱部４８）が形成されている。図１に示す形態では、第２収納室４２は、平面視で、第１収納室４０の中央部に配置されており、第２収納室４２の周囲に連続状に放熱部４８が形成されている。

図２に示すように、第１収納室４０には、ヒートパイプ構成部４４が収納されている。ヒートパイプ構成部４４は、作動液４５と、作動液４５に毛細管作用を発揮させるウィック部材４６ａと、を含んでいる。このうち作動液４５としては、冷却対象体Ｄの熱を受けて蒸発し、受けた熱を放熱することで凝縮することができれば、任意の液体を用いることができる。例えば、純水、アンモニア、エタノール、メタノール、アセトン等が挙げられる。

ウィック部材４６ａは、第１収納室４０に収納されている。ウィック部材４６ａは、可撓性を有していることが好適であり、細線状の部材を不定形状に圧接したメッシュ状の構成や、スポンジなどのような多孔質体、微粒子などの構成とすることができる。例えば、グラスウール、不織布、多孔質プラスチックなどを、ウィック部材４６ａとして用いることができる。

第１収納室４０には、作動液４５の蒸気が通る蒸気流路を形成する蒸気流路形成部材４６ｂが収納されている。この蒸気流路形成部材４６ｂは、細線状の部材を不定形状または定形状に圧接したメッシュ状の構成とすることができる。そして、蒸気流路形成部材４６ｂは、可撓性を有しているが、ウィック部材４６ａよりも剛性を有していることが好ましい。このことにより、第１収納室４０が減圧された場合であっても、蒸気流路形成部材４６ｂのメッシュの開口が潰されることを抑制し、作動液４５の蒸気の流路断面積を確保することができる。

本実施の形態では、図２に示すように、第１収納室４０の高さ方向（冷却装置１の厚さ方向）における中間位置に、蒸気流路形成部材４６ｂが配置されている例が示されている。すなわち、蒸気流路形成部材４６ｂの受熱フィルム部材１０の側にウィック部材４６ａが配置されるとともに、蒸気流路形成部材４６ｂの第１フィルム部材２０の側に他のウィック部材４６ａが配置されており、２つのウィック部材４６ａの間に蒸気流路形成部材４６ｂが介在されている。この場合、冷却装置１の姿勢が、冷却装置１の動作の安定化に影響を及ぼすことを抑制できる。

第１収納室４０の圧力は、冷却対象体Ｄから熱を受けていない状態（例えば、室温時）では、大気圧よりも低くなっており、第１収納室４０が真空状態であることが好適である。このことにより、第１収納室４０内の作動液４５の蒸発温度を下げて、冷却対象体Ｄから熱を受けた作動液４５を効率良く蒸発させることができる。第１収納室４０の圧力としては、作動液４５を効率良く蒸発させるとともに、第１収納室４０の真空破壊を防止することが可能な程度の圧力であることが好適である。なお、本明細書においては、「真空状態」という用語は、空気等が全く存在しない状態を意味しているのではなく、圧力が大気圧よりも低い状態を表わす用語として用いる。

図２に示すように、第２収納室４２には、断熱部材４７が収納されている。好適には、断熱部材４７は、第２収納室４２の全体が断熱部材４７で満たされている。すなわち、第２収納室４２に断熱部材４７が充填されている。断熱部材４７は、可撓性を有していることが好適であり、細線状の部材を不定形状に圧接したメッシュ状の構成や、スポンジなどのような多孔質体の構成とすることができる。断熱部材４７に用いる材料としては、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０との間で熱の移動を防止することができれば、任意である。例えば、グラスウールなどを、断熱部材４７の材料として用いることができる。ここで、第２収納室４２は、第１収納室４０に第１フィルム部材２０を介して併設されている。このため、第１収納室４０に収納されたヒートパイプ構成部４４に対して、第２収納室４２に収納された断熱部材４７が併設されるように構成されている。

第２収納室４２の圧力は、冷却対象体Ｄから熱を受けていない状態では、大気圧より低くなっており、第２収納室４２が真空状態であることが好適である。このことにより、第２収納室４２としての断熱性能を向上させることができる。第２収納室４２の圧力としては、断熱性能を向上させるとともに、第２収納室４２の真空破壊を防止することが可能な程度の圧力であることが好適である。

図１および図２に示すように、第１フィルム部材２０に、ヒートパイプ構成部４４の熱を放出する放熱部４８が設けられている。この放熱部４８は、ヒートパイプ構成部４４が冷却対象体Ｄから回収した熱を、外気に放出するための部分であり、平面視で、第２収納室４２の周囲に設けられた第１フィルム部材２０の露出された部分に相当する。

次に、このような構成からなる冷却装置１の製造方法について説明する。ここでは、まず、断熱部材４７が収納される第２収納室４２が形成され、その後、ヒートパイプ構成部４４が収納される第１収納室４０が形成される場合の製造方法について説明する。

まず、第１位置合わせ工程として、図３に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とが位置合わせされる。

続いて、第２収納室形成工程として、図４に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とがヒートシールされる。ここでは、第２ヒートシール部４３の一部が形成され、第２ヒートシール部４３が形成されない部分には、第２収納室４２の第２開口部４９が形成される。例えば、第２収納室形成工程では、図１に示すように矩形枠状に形成される第２ヒートシール部４３のうちの３辺でヒートシールが行われて、残りの１辺でヒートシールが行われないようにしてもよい。この残りの１辺に、第２開口部４９が形成される。

次に、断熱部材収納工程として、図５に示すように、第２収納室４２に断熱部材４７が収納される。この場合、第２収納室４２の第２開口部４９から、断熱部材４７が第２収納室４２に収納される。

続いて、第２収納室密封工程として、図６に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とが、第２開口部４９が形成されている部分においてヒートシールされる。このことにより、矩形枠状の第２ヒートシール部４３が形成され、第２収納室４２の周囲に連続状に第２ヒートシール部４３が形成される。このため、第２収納室４２が密封される。第２収納室密封工程では、第２収納室４２を減圧しながら、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とがヒートシールされる。このことにより、第２収納室４２は、真空状態で密封される。

次に、第２位置合わせ工程として、図７に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とが位置合わせされる。

続いて、第１収納室形成工程として、図８に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とがヒートシールされる。ここでは、第１ヒートシール部４１の一部が形成され、第１ヒートシール部４１が形成されない部分には、第１収納室４０の第１開口部５０が形成される。例えば、第１収納室形成工程では、図１に示すように矩形枠状に形成される第１ヒートシール部４１のうちの３辺でヒートシールが行われて、残りの１辺でヒートシールが行われないようにしてもよい。この残りの１辺に、第１開口部５０が形成される。

次に、ウィック収納工程として、図９に示すように、第１収納室４０にウィック部材４６ａおよび蒸気流路形成部材４６ｂが収納される。この場合、第１収納室４０の第１開口部５０から、ウィック部材４６ａおよび蒸気流路形成部材４６ｂが第１収納室４０に収納される。

続いて、注入工程として、図１０に示すように、第１収納室４０に作動液４５が注入される。この場合、第１収納室４０の第１開口部５０から、作動液４５が第１収納室４０に注入される。

次に、第１収納室密封工程として、図１１に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とが、第１開口部５０が形成されている部分においてヒートシールされる。このことにより、矩形枠状の第１ヒートシール部４１が形成され、第１収納室４０の周囲に連続状に第１ヒートシール部４１が形成される。このため、第１収納室４０が密封される。第１収納室密封工程では、第１収納室４０を減圧しながら、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とがヒートシールされる。このことにより、第１収納室４０は、真空状態で密封される。

このようにして、本実施の形態による冷却装置１が得られる。

上述のようにして得られた冷却装置１は、冷却対象体Ｄの筐体の外面に取り付けられる。この場合、受熱フィルム部材１０は、図２に示すように筐体の外面に密着させ、第１フィルム部材２０のうち第２フィルム部材３０の外側の部分と第２フィルム部材３０とは、外気に曝される。冷却装置１を筐体の外面に取り付ける方法としては、例えば、伝熱性接着剤が挙げられる。なお、冷却装置１の姿勢は、図２に示すように水平姿勢でもよいが、これに限られることはなく、垂直姿勢でも、傾斜姿勢でもよい。

次に、冷却装置１の作動方法、すなわち、冷却対象体Ｄの冷却方法について説明する。ここでは、冷却装置１が水平姿勢である場合について説明する。このため、受熱フィルム部材１０が鉛直下方に配置され、第２フィルム部材３０が鉛直上方に配置され、第１収納室４０に封入された作動液４５は、その表面張力でウィック部材４６ａに付着する。

この状態で冷却対象体Ｄが発熱すると、ウィック部材４６ａに付着した作動液４５のうち、受熱フィルム部材１０の蒸発部１５の近傍に存在する作動液４５が、冷却対象体Ｄから熱を受ける。受けた熱は潜熱として吸収されて作動液４５が蒸発（気化）し、作動液４５の蒸気が生成される。生成された蒸気は、主として第１収納室４０の蒸気流路形成部材４６ｂによって形成された蒸気流路内を拡散し、比較的温度の低い第１収納室４０の周縁部に向かって輸送される（図２の実線矢印参照）。

第１収納室４０の周縁部に達した作動液４５の蒸気は、第１フィルム部材２０の放熱部４８に放熱して冷却される。放熱部４８が受けた熱は、放熱部４８の周囲の空気に伝達されて、冷却装置１の外部に放出される。

作動液４５の蒸気は、第１フィルム部材２０の放熱部４８に放熱することにより、冷却対象体Ｄから受けた潜熱を失って凝縮する。第１収納室４０の周縁部において液状になった作動液４５は、その表面張力によって再びウィック部材４６ａに付着する。

受熱フィルム部材１０の蒸発部１５の近傍では、冷却対象体Ｄからの熱を受けて、ウィック部材４６ａに付着した作動液４５が蒸発し続けているため、ウィック部材４６ａに付着した作動液４５は、蒸発部１５に向かって輸送される。この際、ウィック部材４６ａの毛細管作用により、作動液４５は、蒸発部１５に向かう推進力を得て、スムースに輸送される。

受熱フィルム部材１０の蒸発部１５の近傍において、冷却対象体Ｄから熱を受けた作動液４５は、再び蒸発する。このようにして、作動液４５が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら第１収納室４０内を還流して冷却対象体Ｄの熱を移動させて放出する。この結果、冷却対象体Ｄが冷却される。

ところで、本実施の形態による冷却装置１の第２収納室４２には断熱部材４７が充填されている。このため、冷却対象体Ｄを冷却している間、冷却装置１の第１収納室４０に、外部から熱が伝わることを防止している。このことにより、冷却装置１の熱輸送効率が低下することを防止している。

なお、上述した冷却装置１の作動方法の説明では、冷却装置１が水平姿勢である場合について説明した。しかしながら、冷却装置１が垂直姿勢や傾斜姿勢でも、ウィック部材４６ａの毛細管作用によって、水平姿勢の場合と同様にして冷却対象体Ｄを冷却することができる。すなわち、冷却装置１の第１収納室４０にはウィック部材４６ａが収納されているため、蒸気から凝縮した液状の作動液４５は、ウィック部材４６ａの毛細管作用によって、蒸発部１５に向かう任意の方向に輸送することができる。このため、作動液４５が、第１収納室４０内を還流することができ、冷却対象体Ｄの熱を移動させて放出させることができる。

このように本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４を収納した第１収納室４０が、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とによって画定されている。また、断熱部材４７を収納した第２収納室４２が、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とによって画定されている。このことにより、冷却装置１を、可撓性を有する部材で構成することができる。このため、冷却装置１を平坦な面だけではなく、湾曲した面にも密着させて取り付けることができ、冷却装置１の配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、上述したように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とによって冷却装置１が構成されている。この場合、受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０自体の厚さを薄くすることができ、冷却装置１の全容積に対する第１収納室４０の容積および第２収納室４２の容積の比率を高めることができる。また、冷却装置１の全体厚さを薄くすることができるとともに、冷却装置１の軽量化を図ることもできる。

また、本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４を収納した第１収納室４０は、第２収納室４２の側において、第１フィルム部材２０によって画定され、断熱部材４７を収納した第２収納室４２は、第１収納室４０の側において、第１フィルム部材２０によって画定されている。すなわち、第１収納室４０と第２収納室４２との間に介在されている部材は、第１フィルム部材２０だけになっている。このことにより、冷却装置１の構成を簡素化することができ、冷却装置１の製造工程が複雑化することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４を収納した第１収納室４０が、第１ヒートシール部４１によって画定され、断熱部材４７を収納した第２収納室４２が、第２ヒートシール部４３によって画定されている。このことにより、第１収納室４０および第２収納室４２を簡便な方法で形成することができ、製造コストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、第１ヒートシール部４１が、平面視において、第２ヒートシール部４３よりも外側に配置されている。このことにより、第１ヒートシール部４１と、第２ヒートシール部４３とを、別々の工程で形成することができる。すなわち、第１ヒートシール部４１と第２ヒートシール部４３とが、平面視で重なって配置される場合には、第１収納室４０および第２収納室４２を密封する際、受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０は同時にヒートシールされる。この場合、第１収納室４０および第２収納室４２が同時に減圧されるため、減圧時間が長くなり、第１収納室４０に注入された作動液４５の気化量が増えるという問題がある。このため、第１ヒートシール部４１を、第２ヒートシール部４３よりも外側に配置させることにより、第１収納室密封工程と第２収納室密封工程とが同時に行われることを回避できる。このことにより、第１収納室４０に注入された作動液４５の気化量を低減することができ、ヒートパイプ構成部４４による熱輸送効率の低下を防止できる。

また、本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４は、作動液４５と、作動液４５に毛細管作用を発揮させるウィック部材４６ａと、を含んでいる。このことにより、第１収納室４０において、作動液４５が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら第１収納室４０内を還流して冷却対象体Ｄの熱を移動させて放出させることができる。このため、冷却対象体Ｄの熱を効率良く回収することができ、熱輸送効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第１フィルム部材２０は、金属箔２１と、金属箔２１の両面に設けられた熱融着層２２、２３と、を有している。このことにより、第１フィルム部材２０は、一方の側に設けられた受熱フィルム部材１０とヒートシールすることができるとともに、他方の側に設けられた第２フィルム部材３０とヒートシールすることができる。このため、第１収納室４０と第２収納室４２との間に介在されている部材を、第１フィルム部材２０だけで構成することができる。この結果、冷却装置１の構成を簡素化することができ、冷却装置１の製造工程が複雑化することを防止できる。

なお、上述した本実施の形態においては、断熱部材４７が収納される第２収納室４２が形成され、その後に、ヒートパイプ構成部４４が収納される第１収納室４０が形成される場合の製造方法の例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１収納室４０が形成された後に、第２収納室４２を形成するようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、受熱フィルム部材１０が、金属箔１１と熱融着層１２とを有している例について説明した。しかしながら、受熱フィルム部材１０の構成は、これに限られることはなく、熱伝導性、可撓性および機械的強度等を満足することができれば、任意である。第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０についても同様である。

また、上述した本実施の形態においては、平面視において、第１ヒートシール部４１は、全体的に、第２ヒートシール部４３よりも外側に配置されて、第２収納室４２の周囲に連続状に放熱部４８が形成されている例について説明した。しかしながら、図１２および図１３に示すように、第１ヒートシール部４１の一部分は、第２ヒートシール部４３よりも外側に配置され、他の部分は、第２ヒートシール部４３に重なって配置されていてもよい。すなわち、放熱部４８が、第２収納室４２の外側に配置されていれば、第２収納室４２の周囲のうちの少なくとも一部に形成されていればよい。

図１２および図１３に示す変形例では、放熱部４８は、平面視で、第２収納室４２の一方の側のみ（図１２および図１３に示す例では、矩形状の第２収納室４２の左側のみ）に形成されている。この場合、第２ヒートシール部４３のうち放熱部４８に隣接していない部分は、第１ヒートシール部４１に重なって配置されていてもよい。このような変形例は、例えば、図示しない熱回収装置により放熱部４８から放出される熱が回収される場合に好適である。すなわち、熱回収装置と接する部分のみに放熱部４８を形成して、放熱部４８以外の部分に第２収納室４２を形成し、熱回収装置と接しない部分では、断熱部材４７によって熱が外部に放出することを防止できる。

なお、図１２および図１３に示す変形例では、第２ヒートシール部４３のうち第１ヒートシール部４１に重なっている部分は、受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０を一度にヒートシールして第１ヒートシール部４１と同時に形成することが好適である。また、第１収納室４０および第２収納室４２が同時に減圧されるため、ヒートパイプ構成部４４の作動液４５は、沸点が高いことが好ましく、また、断熱部材４７は、減圧されていなくても十分な断熱性能を有することができる部材であることが好ましい。

また、上述した本実施の形態においては、第１収納室４０において２つのウィック部材４６ａの間に蒸気流路形成部材４６ｂが介在されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１収納室４０におけるウィック部材４６と蒸気流路形成部材４６ｂの個数や配置は、任意である。更に言えば、ウィック部材４６ａ内のメッシュや多孔質体等の微小な開口を通って、作動液４５の蒸気が拡散することができれば、蒸気流路形成部材４６ｂは、第１収納室４０に収納されていなくてもよい。

本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１ 冷却装置
１０ 受熱フィルム部材
１１ 金属箔
１２ 熱融着層
２０ 第１フィルム部材
２１ 金属箔
２２、２３ 熱融着層
３０ 第２フィルム部材
３１ 金属箔
３２ 熱融着層
４０ 第１収納室
４１ 第１ヒートシール部
４２ 第２収納室
４３ 第２ヒートシール部
４４ ヒートパイプ構成部
４５ 作動液
４６ａ ウィック部材
４７ 断熱部材
４８ 放熱部
４９ 第２開口部
５０ 第１開口部
Ｄ 冷却対象体

Claims (6)

1. 冷却対象体を冷却するための断熱材併設冷却装置であって、
   前記冷却対象体から熱を受ける受熱フィルム部材と、
   前記受熱フィルム部材との間に第１収納室を画定した第１フィルム部材と、
   前記第１フィルム部材の前記受熱フィルム部材の側とは反対側に設けられ、前記第１フィルム部材との間に第２収納室を画定した第２フィルム部材と、
   前記第１収納室に収納されたヒートパイプ構成部と、
   前記第２収納室に収納された断熱部材と、を備え、
   前記第１フィルム部材に、前記ヒートパイプ構成部の熱を放出する放熱部が設けられている、断熱材併設冷却装置。
2. 前記受熱フィルム部材と前記第１フィルム部材をヒートシールし、前記第１収納室を画定する第１ヒートシール部と、
   前記第１フィルム部材と前記第２フィルム部材をヒートシールし、前記第２収納室を画定する第２ヒートシール部と、を更に備えた、請求項１に記載の断熱材併設冷却装置。
3. 平面視において、前記第１ヒートシール部は、前記第２ヒートシール部よりも外側に配置されている、請求項２に記載の断熱材併設冷却装置。
4. 平面視において、前記第１ヒートシール部の一部分は、前記第２ヒートシール部よりも外側に配置され、他の部分は、前記第２ヒートシール部に重なって配置されている、請求項２に記載の断熱材併設冷却装置。
5. 前記ヒートパイプ構成部は、作動液と、前記作動液に毛細管作用を発揮させるウィック部材と、を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の断熱材併設冷却装置。
6. 前記第１フィルム部材は、金属箔と、前記金属箔の両面に設けられた熱融着層と、を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の断熱材併設冷却装置。

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