JP2018513342A - マルチポート管及び流れ配置を備えたサーモサイホン - Google Patents
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Abstract
サーモサイホン装置は1つ以上の平坦マルチポート管構造を含み、このマルチポート管構造は、複数の流動経路を規定する少なくとも1つの部分と、その部分からマルチポート管構造の平面内で延びる少なくとも1つのウェブと、を有する。流動経路は、例えば逆流装置の凝縮経路として、又は蒸発経路として、機能し得る。マルチポート管構造は、それぞれが複数の流動経路を規定する2つの部分を含んでいてもよく、その2つの部分はマルチポート管構造の平面内でこれらの部分の間に延びるウェブによって接合され得る。これらの部分は凝縮経路若しくは蒸発経路として機能してもよいし、又は一方の部分が一組の蒸発経路として機能し、他方の部分が一組の凝縮経路として機能してもよい。マルチポート管部は、代替的には蒸気供給路又は液体返却路として機能し得る。【選択図】図6
Description
本発明は、2相冷却流体を採用したサーモサイホン装置及びその他の熱伝達装置全般に関連する。
サーモサイホン装置は、集積回路及びその他のコンピュータ回路等の冷却システムに幅広く使用される。例えば、米国特許公開第2013/0104592号は、キャビネット又はその他の包囲部内に配置された電子部品の冷却に使用されるサーモサイホン冷却器を開示している。
本発明の一態様は、熱を受けて液体を蒸発させるように配置された蒸発器部と、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して蒸発された液体を凝縮するように配置された凝縮器部とを含むサーモサイホン装置を提供する。この装置においては少なくとも1つの平坦マルチポート管構造が採用されてもよく、これは蒸発器経路及び凝縮器経路など装置の1つ以上の機能部を含み得る。例えば、平坦マルチポート管構造は、1つ以上の流動経路を規定する第1部と、1つ以上の流動経路を規定する第2部と、マルチポート管構造の平面内で第1部と第2部との間に延在するウェブとを有し得る。したがって、ウェブは、第1部と第2部とを繋ぎ合わせ、その一方で両者の間に少なくともある程度の熱的隔離を提供する。例えば、ウェブは、第1部と第2部との間での熱伝達を制限するのを助けたり、重量又は費用を低減するのに役立ったりするなどのために、1つ以上の間隙(例えばウェブが取り除かれている領域)を含んでいてもよい。
ウェブによって提供される第1部と第2部との熱的隔離及び/又は物理的分離は、これらの部分がサーモサイホン装置において異なる又は同一の機能を果たすことを可能にし得る。いくつかの実施形態においては、第1部は1つ以上の蒸発経路を規定してもよく、第2部は1つ以上の蒸発経路、1つ以上の凝縮経路、又は蒸発器部の液体返却路を規定してもよい。代替的又は追加的には、第1部は1つ以上の凝縮経路を規定してもよく、第2部は1つ以上の蒸発経路、1つ以上の凝縮経路、又は凝縮器部の蒸気供給路を規定してもよい。その結果、サーモサイホン装置の異なる機能的部分が単一のマルチポート管構造の一部として形成されて、組み立てを容易にしたり、装置の設計を単純化したり、及び/又は装置の動作を向上させたりするのに役立つ。複数の管構造が用いられる場合には、これらの管構造は種々の異なる機能を提供し得る。このように、マルチポート管構造は、より高い設計自由度を可能にし得る。なぜなら、装置において用いられる1つ又は複数の管構造に様々な機能的特徴を組み込み可能であるためである。
いくつかの装置においては、蒸発器部は、熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも1つの蒸発経路と、その少なくとも1つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路とを含み得る。一実施形態においては、蒸発経路と液体返却路とは組み合わされて1つのマルチポート管構造にされてもよく、例えば、少なくとも1つの蒸発経路及び液体返却路は、第1部が少なくとも1つの蒸発経路を規定し第2部が液体返却路を規定する平坦マルチポート管構造の一部であってもよい。同様に、凝縮器部は、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して蒸発された液体を凝縮するように配置された少なくとも1つの凝縮経路と、その少なくとも1つの凝縮経路に蒸発された液体を送達するための蒸気供給路とを含み得る。少なくとも1つの蒸発経路及び蒸気供給路は、第2部が少なくとも1つの凝縮経路を規定し第1部が蒸気供給路を規定する平坦マルチポート管構造の一部であってもよい。少なくとも1つのマニホルドが、少なくとも1つの蒸発経路を蒸気供給路と流体接続するとともに、少なくとも1つの凝縮経路を液体返却路と流体接続してもよい。例えば、マニホルドは、内部空洞を規定する外壁と、その内部空洞内に配置され内部空洞を蒸気チャンバと液体チャンバとに分離する分離壁とを含んでいてもよい。分離壁は、少なくとも1つの蒸発経路及び蒸気供給路が蒸気チャンバと流体連通し、少なくとも1つの凝縮経路及び液体返却路が液体チャンバと流体連通するように、マニホルド内に位置決めされ得る。例えばシステムの熱容量を高めるために、2つ以上のマルチポート管構造が蒸発器又は凝縮器部の一部として提供されてもよい。
別の一実施形態においては、単一のマルチポート管構造が凝縮器部及び蒸発器部の両方の一部を規定し得る。例えば、単一の平坦マルチポート管構造は、少なくとも1つの蒸発経路及び蒸気供給路を規定する第1部と、液体返却路及び少なくとも1つの凝縮経路を規定する第2部とを有し得る。その結果、単一の管構造が完全なサーモサイホン装置を形成してもよいし、所望であれば、複数のそのような平坦マルチポート管構造がサーモサイホン装置内に設けられてもよい。
いくつかの実施形態においては、平坦マルチポート管構造は、平坦マルチポート管構造の平面内で第1部又は第2部から外向きに延びる1つ以上の横ウェブを含み得る。横ウェブは、熱伝達構造(例えば周囲環境と熱交換する)を提供してもよく、又はサーモサイホン装置の一部のための保護を提供してもよい。追加的又は代替的には、平坦マルチポート管構造は流動経路を規定する3つ以上の部分を含んでいてもよく、これらの部分は、隣り合う部分がその部分間に延在するウェブを有するように接続されていてもよい。これはマルチポート管構造がいくつかの異なる機能的要素を組み込むことを可能にし得る。例えば、マルチポート管構造の第1部は複数の凝縮器経路を規定してもよく、第2部は蒸気供給路を規定してもよく、第3部は複数の凝縮器経路を規定してもよい。
本発明の別の一態様においては、サーモサイホン装置は、1つ以上の流動経路を規定する第1部と、マルチポート管構造の平面内で第1部から横方向に遠ざかるように延びるウェブとを有する、1つ以上の平坦マルチポート管構造を含み得る。第1部は、複数の蒸発経路又は複数の凝縮器経路を規定してもよい。ウェブは、マルチポート管構造が流体連結されるマニホルド又は他の構造への第1部の端部の挿入深さを規定するのに有用であろう。例えば、ウェブは挿入深さを規定するための止め子として作用してもよく、これは液体又は蒸気の流れを第1部から又は第1部への液体又は蒸気の流れを制御又は影響するために重要であろう。場合によっては、液体が蒸発経路ではなく液体返却路に進入することを保証するために、マニホルドにおいて液体返却路が1組の蒸発経路よりも下方に位置することが必要であるかもしれない。そのような場合には、蒸発経路を規定するマルチポート管のウェブは、切除などして形成されて、ウェブがマニホルドに接触するときに第1部のマニホルドへの適切な挿入深さを設定する間隙を規定してもよい。場合によっては、マルチポート管構造は、例えば伝熱面積を拡大するために、マルチポート管構造の平面内で第1部の両側から横方向に遠ざかるように延びる第1及び第2のウェブを有していてもよい。この配置を有するマルチポート管構造は、例えば蒸発経路を提供するために蒸発器部の一部として、及び/又は例えば凝縮器経路を提供するために凝縮器部の一部として、採用され得る。凝縮器経路を提供するために採用されるときには、凝縮器部は逆流モード(蒸気は経路内を概ね上向きに移動し、その一方で凝縮された液体は概ね下向きに進む)又はループモード(蒸気及び凝縮された液体が概ね同一方向に移動する)で動作し得る。そのようなマルチポート管構造は、流体接続導管、又は導管内の流体に対して有意な量の熱を伝達するように設計又は意図されていない他の経路など、他の目的でも用いられ得る。
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の記載から明らかとなるであろう。また、本発明の様々な態様は種々の異なる手法で組み合わせられてもよいことが理解されよう。
本明細書の一部に組み込まれ、且つ、その一部を形成する添付の図面は、本発明の選択された実施形態を示しており、明細書と併せて、本発明の原則を説明する役割を果たす。
本発明の態様は、適用において、以下の説明に記載であるか、又は、図面に示した構成要素の構造及び配置の詳細に限定されるものでない。他の実施形態が採用されてもよく、本発明の態様は、種々の方法で実現又は実施されてもよい。また、本発明の態様は、単独で使用されてもよく、互いに任意の好適な組み合わせで使用されてもよい。したがって、本明細書に使用のフレーズ及び用語は、説明を目的とするものであり、限定とみなされてはならない。
図1は、例えば閉じたキャビネット又は他の包囲部6内の電子機器を冷却するために用いられるサーモサイホン装置10の例示的な一実施形態を示す。すなわち、当業者には理解される通り、装置10の1つ以上の蒸発器部2は、冷却されるべき電子機器又は他の発熱装置とともに密閉包囲部6内に配置され得る。1つ以上の凝縮部1が、密閉包囲部6の外部に位置して、蒸発器部2から受けた熱を、例えば密閉包囲部6の外部の環境の空気に放散してもよい。装置10のマニホルド3又は別の箇所にあるフランジ33は、密閉包囲部の開口と係合されていてもよく、それによって包囲部6を密閉するとともに、包囲部6の内部の部分と包囲部の外部の環境との分割点を規定する。蒸発器部2を密閉包囲部6の内部に設けるとともに凝縮器部1を包囲部6の外部に設けることによって、包囲部6内の装置は、外部条件から保護された、例えば塵、埃、汚染物、湿気などから保護された環境内に収容されつつ冷却され得る。無論、サーモサイホン装置を密閉包囲部とともに使用することは必須ではない。例えば、この装置は、冷却されるべき発熱装置が装置10の1つ以上の蒸発器部2と熱的に連結されている完全に開いたシステムにおいて用いられてもよい。また、図1の実施形態は水平に対して比較的浅い角度で配置されたサーモサイホン装置10を示しているが、装置10は異なって、例えば水平に対して垂直又は他の角度で配向されてもよく、以下でより詳細に述べるように種々の異なる姿勢で動作するように配置されてもよい。そして、装置10は、図1のように平坦である必要はなく、図2に示されるように屈曲構成で配置されてもよいし、又は他の配置でもよい。
図3は、図2のサーモサイホン装置10の一部の拡大図を示す。簡略化した形では、サーモサイホン装置10は、蒸発経路22内の液体が沸騰するか又は気化するような熱を蒸発器部2で受け取ることによって、発熱装置を冷却するように動作する。熱は、蒸発経路22において、蒸発経路22に熱的に連結された熱伝達構造23を流れる(発熱装置によって加熱された)温かい空気によって、あるいは直接伝導路、1つ以上のヒートパイプ、液体熱交換器などによって他の手法で、受け取られ得る。蒸気は蒸発経路22から上向きにマニホルド3内へ流れ、その後、凝縮器部1の蒸気供給路11に流入する。蒸気は、凝縮器部1の転向部14(図2を参照)に達するまで、引き続き蒸気供給路11内を上向きに流れる。この時点で、蒸気は下向きに、凝縮器部1の1つ以上の凝縮経路12内へと流れ、そこで蒸気は凝縮して液体になり、マニホルド3内へと下向きに流れる。凝縮の際に蒸気から除去された熱は、凝縮経路12に連結された熱伝達構造13、例えば凝縮経路12に隣接する凝縮器部1に伝導結合された1つ以上のフィンに伝達され得る。同様に、熱は、熱伝達構造13から、構造13を流れる冷たい空気によって、液槽、液体熱交換器、冷媒コイル、又は他の配置によって、除去されてもよい。凝縮された液体は凝縮経路12から下向きにマニホルド3内へ流れ、その後、蒸発器部2の液体返却路21に流入して、蒸発器部2の転向部24(図2を参照)に達するまで流れる。液体は次いで蒸発器経路22に入り、処理が繰り返される。
本発明の一態様によれば、凝縮器部1及び/又は蒸発器部2は、機能的に異なる経路部がマルチポート管構造の平面内でその経路部間に延在する平坦ウェブによって互いに取り付けられている、平坦マルチポート管構造として配置されてもよい。例えば、蒸発器部は1つ以上の平坦マルチポート管構造を含んでいてもよく、これらは各々が、マルチポート管構造の平面内に延びる平坦ウェブによって液体返却路部に接合された少なくとも1つの蒸発経路部を有する。代替的又は追加的には、凝縮器部は1つ以上の平坦マルチポート管構造を含んでいてもよく、これらは各々が、マルチポート管構造の平面内に延びる平坦ウェブによって蒸気供給路に接合された少なくとも1つの凝縮経路部を有する。平坦ウェブによって接続された異なる部分を有することによって、特にウェブが非常に薄く、不連続に、及び/又は比較的低い熱伝導率を有する材料で作製される場合、それらの部分間の伝熱は最小化され得る。伝熱の減少は、サーモサイホン装置10の適切な熱性能ならびに適当な蒸気流及び液体流を保証するのに役立つなどの利点を提供し得る。例えば、液体返却路部と蒸発経路部との間での伝熱の減少は、液体返却路内で作動流体を液体状に維持するのに役立ち、それによってサーモサイホン装置内での適切な流れの循環を保証するのを助け得る。凝縮経路部及び蒸気供給路についても同様のことが言える。すなわち、伝熱の減少は、蒸気供給路内で作動流体を蒸気状に維持するのに役立ち得る。また、蒸発器部及び/又は凝縮器部の異なる機能部を組み合わせて単一の部分にすることによって、製造及び組み立てを簡略化することができる。
図4及び5は、本発明の態様による蒸発器部又は凝縮器部の一部として採用され得る平坦マルチポート管構造の例示的な実施形態を示す。図4において、マルチポート管100は第1部101及び第2部102を含み、これらはマルチポート管100の平面内で部分101,102の間に延在する平坦ウェブ103によって接合されている。本実施形態の第1部101は複数の流動経路を含み、一組の蒸発経路22又は凝縮経路12又は他の流導管として機能し得る。第2部102は単一の経路を含み、液体返却路21又は蒸気供給路11又は他の流導管として機能し得る。無論、第1部101及び/又は第2部102では任意の適当な数の経路が採用され得ることは理解されるであろう。ウェブ103は任意の適当な幅、厚さ、及び/又は長さを有していてもよく、第1部101及び/又は第2部102を形成するために使用される材料とは異なり得る任意の適当な材料で作製されてもよい。例えば、より幅広い及び/又はより薄いウェブ103は、第1部101と第2部102との間の伝熱を減少させるのに役立ち得る。別の一例として、ウェブ103の一部は、第1部101と第2部102との間の機械的な接続を維持したままで部分101と部分102との間に間隙を提供するように除去され、例えば打ち抜かれてもよい。図5は、ウェブ103の一部の除去によって間隙104が設けられた配置を示す。図5の実施形態においてはマルチポート管100の端部でウェブ103の一部が除去されているが、ウェブの103の長さに沿ったいずれかの位置にある部分など、ウェブ103の他の部分が除去されてもよい。したがって、ウェブ103には、軽量化のためであれ、伝熱の制御を助けるためであれ、費用削減のためであれ、及び/又は他の目的であれ、1つ以上の間隙104が設けられ得るまた、後述するように、ウェブ103は、図4及び5に示されるような、マルチポート管構造100の厚み寸法の中心点で第1部101と第2部102との間に延在する単一の平坦な要素に限定されるものではない。その代わりに、一例としては、ウェブ103は、例えば第1部101及び第2部102とウェブ103とが連続した平坦な平面上表面を規定するように、第1部101及び第2部102の一側面又は両側面と同一平面となるように位置決めされてもよい。また、所望の場合には2つ以上のウェブ103が設けられ、例えば1つのウェブ103が第1部101及び第2部102の上側面と同一平面になるように位置決めされ、別の1つのウェブ103が第1部101及び第2部102の下側面と同一平面になるように位置決めされてもよい。2つ以上のウェブ103が設けられる場合、そのウェブ103が潜在的な流動経路を規定するのであれば、その流動経路は、装置10によっては採用されず、例えば装置10の作動流体ではない、空気、絶縁材料又は他の材料のみを含み得る。マルチポート管構造100が第1部101及び第2部102の両側面と同一平面に位置決めされたウェブ103を含む配置は、製造に便利であろう。なぜなら、例えば、マルチポート管構造100は、初めに従来のマルチポート管として作製され、その管の一部であって1つ以上の流動経路を規定するものがウェブ103部として機能するように配置され、例えばそのウェブ部の管の一部が切込みを入れられたり、除去されたり、別様に変形されたり、あるいは単に装置の流動経路としては用いられなかったりし得るためである。さらに、ウェブ103は図示されるように完全に平坦である必要はなく、波形であったり、表面テクスチャを有していたり、又は他の手法で配置されていてもよい。
本発明の別の一態様によれば、マルチポート管100の端部付近でウェブ103に間隙104を設けることは、マルチポート管100とマニホルド3又はマルチポート管100が取り付けられる他の構造との関係を規定するのにも役立ち得る。例えば、図6は、図5に示されるもののようなマルチポート管を備えた凝縮器部1及び蒸発器部2を含む装置10の例示的な一実施形態を示す。凝縮器部1及び蒸発器部2のマルチポート管構造のマニホルド端部は、間隙104がマニホルド3内に位置するようにマニホルド3の外壁の開口に挿入される。マニホルド3内の分離壁35はマニホルド3の内部空間を蒸気チャンバ32と液体チャンバ31とに分割し、分離壁35の端部はマルチポート管100の間隙104内に延びている。その結果、蒸発経路22及び蒸気供給路11は蒸気チャンバ32に流体接続されており、凝縮経路12及び液体返却路21は液体チャンバ31に流体接続されている。図7は、凝縮器部1及び蒸発器部2がマニホルド3に係合されていない状態の、マニホルド3の斜視図を示す。見て分かるように、マニホルド3の外壁34は、凝縮器部1及び蒸発器部2のマニホルド端部の一部を受容するための開口331,332,333,334を有する。すなわち、開口331は凝縮経路12を規定するマルチポート管100の第1部101を受容するように配置されており、開口332は蒸気供給路11を規定するマルチポート管100の第2部102を受容するように配置されており、開口333は蒸発経路22を規定するマルチポート管100の第1部101を受容するように配置されており、開口334は液体返却路21を規定するマルチポート管100の第2部102を受容するように配置されている。各マルチポート管100のための開口331と332とは外壁34の固体部分によって分離されており、これが各マルチポート管100のウェブ103の先端部に接触して、マルチポート管100のマニホルド端部がマニホルド3内に挿入可能な範囲を限定する。したがって、各マルチポート管構造100の挿入深さは、間隙104について所望の長さを設定することによって比較的容易に規定することができる。すなわち、マルチポート管100は、ウェブ103がマニホルド3の外壁43に接触するまでマニホルド3内に挿入可能である。
図6及び7の実施形態においては分離壁35は直線状の端部を備えたS字形状を有する板として配置されているが、分離壁35は他の手法で配置されてもよい。例えば、図8は、壁35の端部に折り畳まれた突刺又はヘアピンクリップ351を含む分離壁35を示す。図9は、壁35の端部に折り畳まれた突刺又はヘアピンクリップ351を含む別の分離壁35を示すが、この場合、壁35は異なる全体形状、例えば緩いZ字形状を有する。無論、分離壁35は他の形状が可能である。図10は図6及び7の実施形態に類似の実施形態を示すが、図8のもののような分離壁35を採用している。見て分かるように、壁35の端部の突刺又はクリップ351は間隙104でマルチポート管構造100と係合し、したがってマルチポート管構造100は突刺又はクリップ351との摩擦によって定位置に保持される。これは、マルチポート管構造100をマニホルド3と確実に接合するためのロウ付け又は他の処理の準備にあたり、マルチポート管構造100を定位置に保持するのに役立ち得る。
本発明の別の一態様においては、マルチポート管構造100は、マニホルド3又は他の要素に対してマルチポート管構造100を定位置に固定するのを助けるための歯又は他の係合フィーチャを含み得る。例えば、図11は、マルチポート管構造100のマニホルド端部の間隙104に形成された歯105を含む例示的な一実施形態を示す。この場合、歯105は、間隙104及び歯105の両方を形成するようにウェブ103の一部を除去することによって形成されるが、マルチポート管構造100に歯、突刺、タブ、又は他の係合要素を溶接又は取り付けるなど、他の配置が可能である。図12に見られるように、歯105は、マルチポート管構造100のマニホルド端部が捕らわれてマニホルド3又は他の構成要素と係合するように、分離壁35又は他の構成要素の一部を係合させ得る。この実施形態において、分離壁35は図9に示されるものと同様に配置されており、マルチポート管構造100が定位置に保持されるように、ヘアピンクリップ351の遠位端が歯105の基端側に捕らわれている。その結果、各マルチポート管構造100のマニホルド端部はクリップ351が歯105の基端部で捕らわれるまでマニホルド3に挿入され、マルチポート管構造100がマニホルド3内に適切に位置決めされることが保証される。図13に見られるように、マニホルド3の開口331は、歯105を受容するように、例えば歯105が通過することを可能にするべく主開口331から延びる相対的に小さなスリットを有して、配置され得る。
上述したように、分離壁35とクリップ又は突刺351とは他の手法で配置されてもよい。図14は、クリップ又は突刺351が遠位端に横方向に延びる部分を含んでいる、別の例示的な一実施形態を示す。図15に見られるように、マルチポート管100の歯105及び間隙104は、クリップ又は突刺351の横方向に延びる部分が歯105の基端側で捕らわれ、それによってマルチポート管構造100が係止されてマニホルド3と係合するように配置されてもよい。やはりこの実施形態において示されるように、間隙104は相対的に長く作製されており、したがって、クリップ又は突刺351の横方向に延びる部分が歯105と接触した状態でマルチポート管構造100がマニホルド3に対して適切に位置しているとき、ウェブ13はマニホルド3の外壁34と接触しない。その代わり、間隙104は、図16及び17に見られるように、ジグ又はスペーサ要素106がマニホルド内部空間の外で間隙104内に受容されることが可能であるように寸法決めされる。スペーサ要素106は、この実施形態においては長方形の棒として配置されており、これは、マニホルド3に対する複数のマルチポート管構造100の位置を規定するように配置され得る。マルチポート管構造100のマニホルド3へのロウ付け又は他の取り付けが完了した後、スペーサ要素106は取り除かれてもよいし、又は要素106も定位置に固定されてもよい。
図18は分離壁35の別の配置を示しており、この分離壁はこの実施形態においては接合された2つの部品35a,35bでできている。液体又は蒸気(この場合は液体)が凝縮器部1から蒸発器部2へと通過し得るように、分離壁35には、例えば部品35a,35bが接合されている部分に沿って、1つ以上の開口35cが設けられていてもよい。
上記で言及したように、マルチポート管構造100は、マルチポート管構造100の一部と周囲環境との間の伝熱を助けるために、フィン、ピン、スタッド又は他の構造などといった熱伝達構造を有し得る。例えば、図19は、ウェブ103によって接合された第1部101及び第2部102を含むマルチポート管構造100の断面図を示す。ここでもやはり、第1部101及び第2部102の厚さの中心点で第1部101と第2部102との間に延在するウェブ103が示されているが、そのような配置は必須ではない。その代わりに、ウェブ103は、第1部101及び第2部102の一方の側面に位置決めされてもよいし、第1部101及び第2部102に等しい厚さを有していてもよいし、マルチポート管構造100の平面に対してある角度で(例えば構造100の全幅は増加させずにウェブ103の熱経路を延長するように)延びていてもよいし、波形であるか又は別の平坦でない形状を有するなどしていてもよい。フィン13,23などの熱伝達構造は、凝縮経路12又は蒸発経路22として機能し得る第2部102と熱接触している。第1部101に対する伝熱を減少させるべく、熱伝達構造13,23は第1部101の前で止まっており、第1部101には接触しない。図20は、第1部101が、第2部102よりも薄く作製されているか、又は少なくとも熱伝達構造12,23に最接近した表面を有しておりその表面が熱伝達構造が取り付けられている第2部102の表面の平面からオフセットされている点を除き、類似の配置を示す。こうすると、熱伝達構造13,23と第1部101との間に間隙が存在し、熱伝達構造13,23がより大きな寸法を有しつつ依然として第1部101との接触を回避することを可能にする。図21は、マルチポート管構造100の平面内で第2部102から外向きに延びる平坦ウェブ107をマルチポート管構造100が含んでいる点を除き、図19に類似の配置を示す。このウェブ107は、熱伝達構造、例えば周囲環境に対して熱を伝達するためのフィンとなってもよいし、及び/又は熱伝達構造13,23を保護するのに役立ち得る。すなわち、熱伝達構造13,23は比較的壊れやすく、したがって熱伝達構造13,23の一部は接触によって屈曲されたり、あるいは損傷したりすることがある。ウェブ107はそのような接触を防止するのに役立ち得る。図22は、マルチポート管100が、マルチポート管100の平面内で第2部102から遠ざかるように延びる一対の平坦ウェブ107を含む点を除き、図21に類似の別の配置を示す。この実施形態においては、ウェブ107は、第1部101及び第2部102の各側面と同一平面となるように位置決めされているが、他の配置であってもよい。また、熱伝達構造13,23は平坦ウェブ107のうち一方に熱接続されてもよく、これは熱伝達に役立ち得る。
上述の実施形態においては、マルチポート管100は流体を運ぶために配置された第1部101及び第2部102のみを含んでいたが、実施形態はこの点について限定されるものではない。例えば、図23は、それぞれウェブ103によって第1部101に接合された第2部102及び第3部108を含むマルチポート管構造100を示している。上述したように、そのような配置は、第1部101と第2部102及び第3部108との間に少なくともいくらかの熱的隔離が望まれる場合に有用であろう。また、各部101,102,108は、例えば1つ、2つ、3つ、5つ、10、20など、任意の数の経路を含み得ることも理解されるべきである。この実施形態は、第2部102及び第3部108から外向きに延びる平坦ウェブ107も含んでいる。これらのウェブ107は、熱伝達に役立ったり、強度を与えたり、及び/又は他の機能を果たしたりし得る。
図24は、凝縮器部1に図23のもののようなマルチポート管構造100を採用した例示的な一実施形態を示す。この例において、マルチポート管構造100の第1部101は蒸気供給路11として機能し、転向部14(複数のマルチポート管構造100に接続する管状のマニホルドであってもよい)に作動蒸気を提供する。蒸気はその後、凝縮経路12として機能する第2部102及び第3部108に分配される。凝縮された作動流体、すなわち液体は、下向きに流れてマニホルド3の液体チャンバ31内に通入し、蒸発器部2の液体返却路21へと流れる。液体は転向部24(複数の蒸発経路22及び液体返却路21に接続する管状のマニホルドであってもよい)に送達され、この転向部が蒸発器経路22に液体状の作動流体を供給する。作動流体が受け取った熱は液体を蒸発させ、その蒸気はマニホルドの蒸気チャンバ32へ、及び第1部101へと上向きに進む。蒸発経路22及び液体返却路21は任意の適当な手法で配置されてもよく、例えば図5のような1つ以上のマルチポート管構造、単一の流動経路導管などを含んでいてもよい。
図25は図24の実施形態のマニホルド3の拡大図を示す。上記で説明したように、マニホルド3の内部空間は、3つのチャンバ、すなわち蒸気チャンバ32と2つの液体チャンバ31とに分割される。この実施形態においては、液体返却路21は図25の右手にある液体チャンバ31のみに接続されているので、2つの液体チャンバ31を流体接続するために何らかの手当てがなされなければならない。本発明の一態様によれば、マニホルドは、第1及び第2の開口55を備えた内板54と外板56とを有する端部キャップ5を含む。内板54は、蒸気チャンバ32を液体チャンバ31から隔離するべく、分離壁35の端部とマニホルド外壁34の内側とを密封係合するようにマニホルド3の内部に取り付けられる。その後、外板56がマニホルド3の外壁34の端部に取り付けられる。内板54はマニホルド3の端部から入り込んでいるので、外板56と内板54との間に空間が設けられて開口55が互いに流体接続され、それによって液体チャンバ31が流体接続される。液体返却路21が両方の液体チャンバ31に接続されている実施形態においては、開口55は無くしてもよい。そのような場合には、相対的に小さな開口が内板54に設けられて、蒸気チャンバ32と外板56と内板54との間の空間との間の流体連通を可能にしてもよい。この開口は、外板56と内板54との間の空間と蒸気チャンバ32とにおける圧力の均等化を可能にし、蒸気チャンバ32内の圧力に起因する内板54の反りを防止するのに役立ち得る。これは、内板54が分離壁35との適当な密閉を確実に維持するのに役立ち得る。
図26は図24の実施形態のマニホルドの拡大図を示す。分離壁35はマニホルド3の外壁34の端部からある距離だけ入り込んでおり、この距離が内板54と外板56との間のオフセットを概ね規定する。すなわち、内板54は外壁34の内側に適合して分離板35の端部に接触しているので、内板54は外壁34の端部に比べて入り込んでいる。したがって、外板56が外壁34の端部に取り付けられるとき、外板56は、内板54と外板56との間にチャンバが規定されるように、内板54から離れている。このチャンバは開口55の間の流体連通をもたらす。マニホルドは、開口331,332,333,334も有するものとして示されている。図7の実施形態と同様に、これらの開口はそれぞれ、凝縮器部1の第1部101、第2部102、及び第3部108と、液体返却路21と、蒸発経路22とを受容する。
図27及び28は端部キャップ5の代替的な一実施形態を示す。マニホルド3内の分離壁35がマニホルド3の外壁34の端部と同一平面になるように延びている一実施形態においては、端部キャップ5は上記で説明したものとは異なって配置され得る。具体的には、分離壁35が外壁34の端部から入り込んでいないのであれば、端部キャップ5は、開口55の間に流路を提供するように配置され得る。図27及び28の例示的な実施形態では、内板54は上記の実施形態よりも大きな(例えばマニホルド3の直径以上の)直径を有しており、外板は筒状の壁要素56と平板57とを含むように配置される。図28に見られるように、内板54は、内板54が平板57から離間するように筒状の壁要素56に取り付けられ得る。内板54はその後、マニホルド3を閉じるように外壁34及び分離壁35の端部に取り付け可能である。開口55が無い一実施形態においては、内板54は、上述のように、蒸気チャンバ32と平板57と内板54との間の空間との間の流体連通を可能にするべく、小さな開口を有していてもよい。
別の例示的な一実施形態においては、凝縮器部及び蒸発器部の両方が、単一のマルチポート管構造から作製されてもよい。また、凝縮器部は1つ以上の凝縮経路とは分離した蒸気供給路を含んでいてもよく、蒸発器部は1つ以上の蒸発経路とは分離した液体返却路を含んでいてもよい。例えば、図29は、凝縮器部1と蒸発器部2とを規定するマルチポート管構造100を含むサーモサイホン装置10を示す。図30は、山形の装置10を形成するようにマルチポート管構造100が屈曲されている点を除き、ほとんど同一の配置を示す。図31は、図29及び30の装置10を形成するために用いられ得るマルチポート管構造100の斜視図を示す。第1部101は、この実施形態においては3つの経路を含んでおり、蒸気供給路11及び蒸発器部22を形成し得る。第2部102は、この実施形態においては5つの経路を含んでおり、凝縮経路12及び液体返却路21を形成し得る。無論、所望に応じて他の数の経路が用いられてもよい。第1部101と第2部102とは、マルチポート管構造100の平面内に延びるウェブ103によって接合されており、固体であってもよく、長さに沿って1つ以上の間隙104(図示しない)を含むなどしていてもよい。図29及び30に見られるように、熱伝達構造13,23は、蒸発経路22を規定する第1部101の一部及び凝縮経路12を規定する第2部102の一部に熱的に連結されている。上記で説明したように、熱伝達構造13,23は、構造13,23が熱的に連結される部分について伝熱を高め得る。マルチポート管構造100は、マルチポート管構造100の平面内で第1部101及び第2部102から外向きに延びる外ウェブ107を含んでいてもよい。これらのウェブ107は、熱を伝達したり、及び/又は熱伝達構造13,23のための保護を提供したりするのに役立ち得る。図31において左手に示されているウェブ107はバンパー部107aを含んでおり、これはマルチポート管構造100の厚さ方向に延び、熱伝達構造13,23を保護するのに役立ち得る。無論、ウェブ107は、無くてもよいし、寸法及び/又は厚さ及び/又は材料を変更されてもよいし、部分的に切込みを入れられるか又は選択的に除去されるなどしてもよい。
マルチポート管構造100の両端部では、第1部101と第2部102とが、凝縮器部1についてはマニホルド141,142により、及び蒸発器部2についてはマニホルド241,242により規定される転向部によって、流体連結されている。マニホルド141,142及び241,242は、蒸気又は液体が通過できるように1つ以上の導管143によって互いに流体連結されていてもよい。
図32は、図30のものと同様に配置されているが、平行に配置されマニホルド141,142及び241,242と連通している複数のマルチポート管構造100を有する、サーモサイホン装置10の斜視図を示す。熱伝達構造23は、隣接する蒸発経路22対に熱的に連結されてもよいし、マルチポート管構造100間の空気流又は他の流体流を可能にするように配置されてもよい。熱伝達構造13は、凝縮器部1についても同様に配置され得るが、図32では視認できない。
図33は、図32の実施形態のマニホルドのうちの1つであるマニホルド141を示すとともに、そのマニホルド141がどのように、マルチポート管構造100のマニホルド端部を受容するための複数の開口143と、マニホルド141とマニホルド142との間の流体連結をもたらす導管143(パイプなど)に接続する開口144とを含み得るのかを図示している。その他のマニホルド142,241、及び242も同様に配置され得る。
図34は、マニホルド141,142と241,242との間の流体連結をもたらす導管143が無くなっている点を除き、図29のものと類似の配置を示す。その代わり、マニホルド141,142と241,242とは、マニホルド141,142と241,242とが開口144を通じて直接連通し得るように、互いに突き合わせられている。図35は、マニホルド141,142がどのように接合されて各マニホルドの開口144がマニホルド141,142間に流体連通をもたらすべく整列され得るのかを図示している。図34の実施形態は平坦又は平面的な配置を有しているが、マニホルド配置は、図30のような屈曲構成又は他の装置10の構成で採用されてもよい。無論、図34の実施形態と比べたときの図29の配置の1つの潜在的な利点は、蒸気誘導部(蒸発経路22及び蒸気供給路11)が液体誘導部(凝縮経路12及び液体返却路21)からさらに遠ざけられ得るとともにより良好に熱的に分離され得るということである。
本発明の別の一態様においては、サーモサイホン装置は、複数の隣接する流動経路を規定する部分を有する平坦マルチポート管構造と、マルチポート管構造の平面内で流動経路から遠ざかるように延びる1つ以上の平坦ウェブとを含む蒸発器部又は凝縮器部を有し得る。例えば、図36及び37は、凝縮器部1を形成する複数のマルチポート管構造100と、蒸発器部2の蒸発経路22を規定する複数のマルチポート管構造100とを有するサーモサイホン装置10を示す。マルチポート管構造100は図38に示されるような配置を有していてもよく、第1部101は、例えば、凝縮経路又は蒸発経路を規定するための1つ以上の流動経路と、マルチポート管構造100の平面内で流動経路から外向きに延びる1つ以上の平坦ウェブ107とを含む。ウェブ107は、例えば流動経路内の作動流体に関する熱を伝達するための熱伝達構造として機能し得る。凝縮器部1のマルチポート管構造100はそれぞれ、例えば作動流体蒸気を受け取るため及び作動流体液体を送出するためにマニホルド3と流体連結されたマニホルド端部を有し得る。マルチポート管構造100の上端部は、管状マニホルドなど、転向部14に流体連結され得る。この実施形態の蒸発器部2のマルチポート管構造100は、凝縮器部1のマルチポート管構造100に対して垂直軸を中心として90度回転されるとともに、例えば作動流体蒸気をマニホルド3に送出するためにマニホルド3と流体連結されたマニホルド端部を有している。蒸発器部2のマルチポート管構造100のウェブ107は、第1部101の表面と併せて、電子機器などの発熱部品を取り付け可能な表面を提供し得るので、熱はウェブ107へ、及びひいては蒸発経路22内の作動流体へと伝達されることが可能である。この実施形態においては、一対の液体返却路導管21がマニホルド3と転向部24(例えば管状マニホルド)とを流体連結し、したがって凝縮作動流体は転向部24へ、及びひいては蒸発経路22へと送達される。液体返却路導管21は、やはりマルチポート管構造100として配置されてもよいし、又はウェブを有さない単一管腔導管であってもよい。この実施形態においては、凝縮経路12は逆流装置として動作し、蒸気は凝縮経路12を通って上向きに進み、その一方で凝縮された液体は凝縮経路12内を下向きに進む。しかしながら、所望の場合には、例えば上記で説明した実施形態などと類似の手法で、専用の蒸気供給路が設けられてもよい。
蒸発器部2及び/又は凝縮器部1にマルチポート管構造100を用いることの1つの利点は、マニホルドに対するマルチポート管構造100の挿入深さを規定するためにウェブ107が使用され得るということである。例えば、図39は、各マルチポート管構造100の第1部101を受容するための複数の開口331を備えた図36の実施形態のマニホルド3を示す。第1部101が開口331内に受容されている間、マルチポート管構造100の1つ以上のウェブ107は、マニホルド3の外壁34に接触し、マニホルド3内への第1部101の挿入深さを規定するための止め子として機能し得る。この機能は、サーモサイホン装置10の組み立て時、一組の蒸発経路22など装置10のある部分が液体返却路21など装置10の他の部分よりも深くマニホルド3内に挿入されることを保証するときに、特に有用であろう。蒸発経路22と液体返却路21とのこうした相対関係は図37に見ることができ、液体が下向きに、蒸発経路22ではなく液体返却路21へと流入することを保証するのに役立つ。その結果、マルチポート管構造100は止め子に接触するまでマニホルド内に挿入されて定位置に固定され得るので、装置10の組み立てを簡略化することができる。
図38はマルチポート管構造100及び外ウェブ配置の例示的な一実施形態を示しているが、他の配置が可能である。例えば、図40は、一対のウェブ107が第1部101の一側面と同一平面になるように位置決めされている別の構成を示す。そのような構成は、例えば発熱部品、熱板、又は他の構造をマルチポート管構造100に取り付けるときに有用であり得る。第1部101の両側面から延びるウェブ107を備えたマルチポート管構造100などを含め、他の配置も可能である。図41は、ウェブ107が、第1部101の平面内で第1部101から外向きに延びる部分を有するとともにマルチポート管構造100の平面に対して垂直に配置された上向きに延びる部分を有している、別の配置を示す。そのような配置は、マルチポート管構造100の全体の幅を減少させつつウェブ107の表面積を増加させ得るものであり、図36の実施形態の蒸発経路22に用いられてもよい。図42は、ウェブ107が第1部101と等しい厚さを有する、マルチポート管構造100のさらに別の配置を示す。したがって、ウェブ107は第1部101の両側面と同一平面である。そのような配置についての1つの可能性は、隣接するマルチポート管構造100のウェブ107及び第1部101に熱的に連結された、1つ以上のフィンなどの熱伝達構造13,23を設けることである。図43は、ウェブ107が第1部101の端部付近に間隙104を規定する、さらに別の配置を示す。図44から分かるように、間隙104はマニホルド3内への第1部101の挿入距離を規定するのに役立ち、その一方でウェブ107の追加的な表面積は伝熱を助け得る。
図44の配置は転向部24と連通する液体返却路21及び蒸発経路22を示しているが、図45及び46に示されるもののような他の配置が可能である。この実施形態においては、液体返却路21及び蒸発経路22は、転向部マニホルド24の必要性を無くすべく、屈曲したマルチポート管構造100から形成されている。すなわち、マルチポート管構造100は、液体返却路21の下端部が蒸発経路22と連通する屈曲部を含む。場合によっては、例えば伝熱を減少させるために、任意のウェブ107がマルチポート管構造100の液体返却路部から除去されてもよい。なお、図46においては、マルチポート管構造100は、蒸発器経路部が液体返却路部よりも深くマニホルド3内に延伸するように屈曲している。これは、液体が蒸発経路ではなく液体返却路に流入することを保証するのに役立つ。
図47は、複数の隣接する流動経路を備えた部分を有する1つ以上の平坦マルチポート管構造と、マルチポート管構造の平面内で流動経路から遠ざかるように延びる1つ以上の平坦ウェブとを採用するサーモサイホン装置10の別の例示的な一実施形態を示す。この例示的な実施形態において、各平坦マルチポート管構造100は、一組の蒸発経路22と1つの蒸気供給路11、又は一組の凝縮経路12と1つの液体返却路21を規定する。すなわち、各マルチポート管構造100は、凝縮器部1及び蒸発器部2の一部を規定する。マルチポート管構造100の両端部は転向部14及び24と流体連結されており、したがって1つ以上のマルチポート管構造100の蒸気供給路11内を上向きに流れる蒸気は、転向部14及び1つ以上のマルチポート管構造100の凝縮経路12内に入り、液体返却路21内を下向きに流れる液体は、転向部24及び1つ以上のマルチポート管構造100の蒸発経路22内に入り得る。マルチポート管構造100は、図38,40,42,43のものなどのような断面を有していてもよい。例えば蒸発器部2の温かい空気が凝縮器部1から遠ざけられるように、フランジ33が凝縮器部1と蒸発器部2との間の分離を提供してもよい。熱伝達構造13がマルチポート管構造100のうち凝縮経路12を規定する部分に熱的に連結されてもよいし、熱伝達構造23がマルチポート管構造100のうち蒸発経路22を規定する部分に熱的に連結されてもよい。しかしながら、マルチポート管構造100のうち液体返却路又は蒸気供給路を規定する部分には熱伝達構造は無くてもよく、いくつかの実施形態においては、伝熱を減少させるために、これらの部分からウェブ107の一部が除去されてもよい。この実施形態では、蒸発経路22/蒸気供給路11を規定するマルチポート管構造100は凝縮経路12/液体返却路21を規定するマルチポート管構造100と噛み合っているが、蒸発経路22/蒸気供給路11を規定するマルチポート管構造100又は凝縮経路12/液体返却路21を規定するマルチポート管構造100を2つ以上でまとめてクラスタ化するなど、他の配置が可能である。
図48は、図47に示されるもののような熱伝達構造13,23を配置するための1つの技術を示す。熱伝達構造13(又は23)は、2つの隣接するマルチポート管構造100に挟まれてもよく、例えば、ウェブ107間又はマルチポート管構造100の他の部分の間に物理的に接触して挟み込まれ得る。熱伝達構造13はクラッド面13aと非クラッド面13bとを含んでおり、したがって、ロウ付け、はんだ付け、又は類似の処理にあたっては、クラッド面13aは隣接するマルチポート管構造100に固着されるが、非クラッド面13bは隣接するマルチポート管構造100に固着されない。その結果、熱伝達構造13は、非クラッド面13bよりもクラッド面13aにおいて、マルチポート管構造100と良好に熱を伝達する。
図49は、図47のものと同様に配置された別のサーモサイホン装置10を示すが、上転向部14が省略されている。その箇所では、マルチポート管構造100は、各マルチポート管構造100の蒸気供給路部11を構造100の凝縮経路21部と流体接続する転向部14を提供するように屈曲している。図50は、図49の実施形態に類似のさらに別の一実施形態を示すが、下転向部24が除去されている。その代わりに、マルチポート管構造100は、液体返却路を規定する各部分及び一組の蒸発経路を規定する部分について転向部24を提供するように屈曲している。この配置では流れが閉ループを辿るので、マニホルド3が設けられ、図49の右端の最終液体返却路21で返却される液体がマニホルド3に戻って図49の左端のマルチポート管構造100の蒸発経路22に入ることができるようになっている。運用前に装置10が液体状の作動流体を充填されることを可能にするために、充填管38が設けられている。
図51は、蒸発器部又は凝縮器部にマルチポート管構造100を含むサーモサイホン装置10の別の一実施形態を示す。この実施形態においては、凝縮器部1が複数のマルチポート管構造100を含み、その各々が、一組の凝縮経路12を規定するとともに、マルチポート管構造100の平面内で上向き及び下向きに延びるウェブ107を含む。凝縮経路12には、蒸発部2の一組の蒸発経路22から通じる蒸気供給路11によって作動流体蒸気が提供される。図52に見られるように、凝縮経路12の一方の端部は反対の端部よりも高い位置にあるので、凝縮された作動流体は液体返却路21に流入し、それから蒸発経路22へと流れる。液体返却路21、蒸発経路22、及び蒸気供給路11はいずれもマルチポート管構造100から形成されてもよく、これはウェブ107を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。図53に示すように、各マニホルド3への管端部の挿入深さを規定するべく、ウェブ107の一部が蒸気供給路11及び液体返却路21に設けられてもよい。図51に見られるように、マニホルド3は、蒸気供給路11及び液体返却路21を凝縮経路12に流体連結するために用いられてもよい。図54は、マルチポート管構造100のうち凝縮経路12を規定する部分と連結する開口331と、蒸気供給路11又は液体返却路21と連結する開口332とを含み得るマニホルド3を示す。この実施形態においてマニホルド3が必要とされるのは、凝縮経路12を規定するマルチポート管構造100が、液体返却路21、蒸発経路22、及び蒸気供給路11を規定するマルチポート管構造100の寸法及び/又は流動経路数とは異なる寸法及び/又は流動経路数を有し得るためである。図55は、凝縮経路12のための複数の流動経路を規定する部分と、その部分からマルチポート管構造100の平面内で外向きに延びるウェブ107とを有するマルチポート管構造100の端面図を示す。無論、他の数の流動経路が採用されてもよい。図56は、サーモサイホン装置10とともに用いられ得る底板25を示す。この実施形態において、底板25は、各々が一組の蒸発経路22を受容し得る複数の溝251を含み、例えば、これらの蒸発経路は定位置に溶接などで固着されて経路22を底板25と熱的に連結し得る。底板25は、それ自体が1つ以上の発熱装置などの熱源と連結されて、熱を蒸発経路22に伝達してもよい。
図57は、装置10が図51の実施形態よりも垂直方向に配向されて示されている点を除き、図51のものに類似のサーモサイホン装置10の例示的な一実施形態を示す。図51の実施形態と同様、図57の実施形態は複数の凝縮経路12を規定するマルチポート管構造100を含み、これは図38,40,42,43などのような断面を有し得る。図51の実施形態と同様、液体返却路21、蒸発経路22、及び蒸気供給路11はいずれもマルチポート管構造100から形成されてもよく、これはウェブ107を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。図58に示すように、複数の個々の図57のサーモサイホン装置10は、一群にまとめられて単一のサーモサイホン装置10とされてもよい。また、図59に見られるように、液体返却路21及び蒸発経路22は共通の転向部24に連結されてもよく、この転向部は管状のマニホルドであってもよい。代替的又は追加的には、凝縮経路12を蒸気供給路11及び/又は液体返却路21に連結するマニホルド3は、図59Aに見られるような共通のマニホルド130によって連結されてもよい。そのような配置は、平行するユニットの間で液体流と蒸気流とを釣り合わせるのに役立ち得る。
図60は、(図36の装置10におけるような)逆流タイプの動作で動く凝縮器部1を含むサーモサイホン装置10の別の例示的な一実施形態を示す。しかしながら、図36とはいくらか異なり、各平坦マルチポート管構造100の凝縮器経路12は、下端部のマニホルド3及び上端部の転向部14によって流体連結されている。マルチポート管構造100は、ウェブ107を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。この実施形態においても、蒸発器部は蒸発器経路22及び液体供給路21を含み、これらは図31のもののような断面を有し得る複数のマルチポート管構造100によって提供される。したがって、マルチポート管構造100のうち蒸発経路22を規定する部分は、ウェブ103によって液体返却路21を規定する部分に接合されていてもよい。外ウェブ107及び他のフィーチャが設けられてもよいし、又は設けられなくてもよい。
本発明の別の一態様においては、サーモサイホン装置は、少なくとも1つの蒸発経路及び少なくとも1つの凝縮経路を規定する少なくとも1つのマルチポート管構造を含み得る。少なくとも1つの凝縮経路は、マルチポート管構造の平面内で少なくとも1つの凝縮経路と少なくとも1つの蒸発経路との間に延びるウェブによって、少なくとも1つの蒸発経路に接合されてもよい。例えば、図61は複数のマルチポート管構造100を含むサーモサイホン装置10を示しており、各マルチポート管構造は、ウェブ103によって接合された複数の蒸発経路22(第1部101によって規定される)と複数の凝縮経路12(第2部102によって規定される)とを含んでいる。この実施形態では、第2部102からマルチポート管構造100の平面内で外向きに延びる外ウェブ107も設けられている。第1部101及び第2部102の端部は各マニホルド3に流体連結されている。この実施形態においては5つのマルチポート管構造100が示されているが、より多数又は少数のマルチポート管構造100が用いられてもよい。装置10の両側の上部及び下部マニホルド3は導管37によって流体連結されており、これらの導管は例えば図38のもののような断面を有するマルチポート管構造100として形成されていてもよい。上記で説明したように、導管37としてマルチポート管構造100を使用することは、マニホルド3への挿入深さをより容易に規定するのに役立ち得る。各マルチポート管構造100の第1部101は、例えば底板25からの熱を受け取るように、底板25に流体連結されていてもよい。理解されるであろう通り、蒸発経路22において蒸発された作動流体液体は、下部マニホルド3へと流れ、次いで導管37を通って上向きに流れて、上部マニホルド3内へ、そして凝縮経路21内へと流入し得る。凝縮された作動流体液体は反対方向に流れ得る。装置10は異なる方向の傾斜又は回転に比較的寛容であり得る。すなわち、装置10は、底板25の平面に平行な様々な軸を中心として限られた角度に傾斜又は回転されたときであっても適切に動作し続け得る。これは、装置10を、種々の適用、すなわち航空機などで装置10が様々な方向に移動する場合の適用に適したものとし得る。
図62は、明瞭にするためマニホルド3及び導管37が取り除かれた状態の装置10を示す。図62及び図63に見られるように、マルチポート管構造100は、ウェブ103が相対的に幅広く、第1部101(蒸発経路22を規定する)が第2部102(凝縮経路12を規定する)よりも少ない流動経路を有している断面を有し得る。無論、各部101,102についてのより多数及び少数の流動経路、異なる大きさ(幅、厚さ、長さ)又は材料を有するウェブ103、間隙又は取り除かれた部分を有するウェブ103などを含め、他の配置が可能である。また、ウェブ103及び/又はウェブ107は、上述のように、各マニホルド3への第1部101及び第2部102の挿入深さを規定するのに役立ち得る。
図64は、各マルチポート管構造100の第1部101と第2部102とが一対のマニホルド3によって流体連結されており、マルチポート管構造100同士は流体連結されていない点を除き、図61のものに類似のサーモサイホン装置10の別の一実施形態を示す。他に相違しているのは、図65に見られるように、マルチポート管構造100の断面が異なっているという点である。この例においては、ウェブ103は相対的に狭く、第1部101及び第2部102(それぞれ蒸発経路22及び凝縮経路12を規定する)の両方がより多くの流動経路を有している。マニホルド3は、第1部101及び第2部102をそれぞれ受容するためのスロット状の開口を有していてもよく、ウェブ103はマニホルドへの両部101,102の挿入深さを規定し得る。図61の実施形態とは対照的に、図64の実施形態は、マルチポート管構造100の長さに沿って延びる軸を中心とした装置の回転により寛容であり得る。これは、作動流体が1つのマルチポート管構造100から別のマルチポート管構造へと流れることができないためである。
本発明の別の一態様によれば、サーモサイホンは、逆流モードで動作するように配置された複数組の凝縮経路を備えた凝縮器部を含んでいてもよい。すなわち、凝縮経路は、気化された作動流体を下端部で受け取り、経路内で蒸気の流れを上向きに導き、蒸発された液体からの熱を周囲環境に伝達し蒸気を凝縮して液体を形成し、凝縮された液体の流れを経路の下端部に戻るように導く。複数組の凝縮経路のうち少なくとも二組は平坦マルチポート管構造の一部であってもよく、ここで、一組の凝縮経路は、マルチポート管構造の平面内で凝縮経路の組の間に延在する平坦ウェブによって、別の一組の凝縮経路に接合されている。例えば、図66は、下端部でマニホルド3に流体連結された複数組の凝縮経路12を含むサーモサイホン装置10を示す。マニホルド3は、例えばマニホルド3内の作動流体液体を気化させるための熱を受け取るべく、底板25に熱的に連結されていてもよい。蒸気はその後、凝縮経路12に入り、凝縮され、マニホルド3に戻る。
この実施形態は、図67に見られるように、各々が三組の凝縮経路12(それぞれが複数の流動経路を備える第1部、第2部、及び第3部によって規定される)を有するマルチポート管構造100を含む。凝縮経路12の組は、マルチポート管構造100の平面内に延びるウェブ103によって、隣接する組に接合される。ウェブ103は伝熱に役立ち得るばかりでなく、マニホルド3への凝縮経路12の下端部の挿入深さを規定するとともに、例えば三組の凝縮経路が一度にマニホルドと合わさることによって装置10の製造の簡略化を助けることもできる。凝縮経路12の上端部は、圧着、キャップ、又は他の配置によって閉じられ得る。
図66の実施形態は水平位置で動作しているところが示されているが、装置10は、マルチポート管構造100の長さに平行な軸を中心として装置10が回転された配向を含め、他の配向で動作し得る。一例として、図68は、例えば底板25が垂直に配向された、垂直姿勢で配向されたマニホルド3を示している。マニホルド3は、マルチポート管構造100と係合された各マニホルドセグメント3に作動流体液体が完全に無くなるのを防止するトラップ302を形成するように配置された屈曲部301を含む。その結果、装置10は、マルチポート管構造100の長さに平行な軸を中心として水平線に対して最大で90度傾斜されたときであっても、適切に動作し続けることができる。図66の実施形態はトラップ302を形成するように配置された屈曲部301を含んでいるが、マニホルド部に液体を捕捉することは、他の手法でも実現できる。例えば、図69はマニホルド3のU字屈曲部301を示し、各屈曲部301の一端には栓303が配置されている。栓303は一側部に開口を有しており、したがって栓303は最大で栓303の開口のレベルまでマニホルド部に液体を捕捉するように機能する。
図66の実施形態は、底板25に対して概ね垂直に上向きに延びる凝縮器経路の組を示しているが、他の配置が可能である。例えば、図70は図66の実施形態の変形を示し、凝縮経路12は、底板25が水平に配置された状態で、垂直線に対してある角度9で配置されている。この配置は、装置10が、図70に示す水平配向で、及び底板25が垂直である図71に示す垂直配向で、及び水平と垂直との間の他の傾斜角度で動作することを可能にする。すなわち、凝縮経路12の傾斜角度は、装置10が垂直姿勢であるときでも、凝縮経路12が凝縮された液体を排液することを保証する。したがって、図70の配置は種々の異なる配向に適応される。なお、図72はマニホルド部3を受容するための溝251を有する底板25の斜視図を示しており、マニホルド部は底板25に熱的に連結され得る。底板25は必須ではなく、省略されてもよいし、寸法、形状、及び/又は材料を変更されてもよい。底板25が省略される場合には、装置10の配向は、マニホルド3の平面、例えば凝縮経路の組と係合されたマニホルド部を通る平面に基づいて参照され得る。
図73は、種々の異なる配向で動作可能な別のサーモサイホン装置10を示す。この実施形態も複数のマルチポート管構造100を含み、その各々が下端部でマニホルド3に流体連結された四組の凝縮経路12を含んでいる。マルチポート管構造100の斜視図が図74に示されている。この実施形態のマニホルド3(図75を参照)は、マルチポート管構造100の凝縮経路部を受容するための開口331を有する凸状のフィーチャを備えたシートを含む。マニホルドシート3は、その凸状のフィーチャに対応する経路251を有する底板25に連結されている。シートと底板25とは併せて作動流体のための流動経路を備えたマニホルドを形成する。図73の実施形態は、図73に示す水平配向でも図76に示す垂直配向でも動作可能である。装置10がこの配向で動作するのは、部分的には、経路251が、液体作動流体を受容及び保持するべく各凝縮経路組の端部に隣接した空洞252を提供するように形成されるとともにマニホルドシート3と協働するからである。(空洞252が無ければ、凝縮経路12は液体で溢れ、効果が減少するかもしれない。)装置10は、図77に示す垂直配向に裏返されたときであっても動作可能である。ここでも、経路251は、液体を受容及び保持するための空洞253を規定するように形成されるとともにマニホルドシート3と協働する。これらの実施形態においては凝縮経路12は底板25に対して概ね垂直に延びているが、凝縮経路の組は、底板25の平面に対して他の角度で延びていてもよい。また、底板25は、例えば図78及び79に示すように、他の手法で配置されてもよい。この実施形態では、底板25は、経路251及び底板25の他の構造を形成するように屈曲されたシートから形成されている。図80は別の変形を示し、底板25はマニホルドシート3の複数の凸状のフィーチャに亘る単一の空洞251を含んでいる。空洞251内で液体作動流体が好適に移動するのを助けるべく芯材要素255が設けられており、例えば芯材によって流体の分散が助けられ、及び/又は作動流体の表面積を増大させて沸騰が促進される。
図81は、図66のものに類似のサーモサイホン装置10を示しており、大きな違いは、マニホルド部3が屈曲部301ではなく導管304によって流体連結されている点である。導管304の拡大図が図82に示されており、導管304は、図83に示されるように、例えば、1つ以上の流動経路を規定する第1部101とその第1部101から外向きに延びる一対のウェブ107とを備えたマルチポート管構造100として配置されてもよい。ウェブ107は、マニホルド部3への導管304の挿入深さを規定するのに役立ち得る。図84は、導管304の拡大図と、ウェブ107がどのようにマニホルド部3への挿入深さDを規定するのかとを示す。この挿入深さDは、例えば図84に示されるような垂直姿勢まで装置が傾斜されるときにマニホルド部3内に作動流体液体を捕捉するのに役立ち、それによって傾斜配向であっても装置10を効率的な動作状態に維持するのに役立ち得る。
図85は、マニホルド3内に液体を捕捉するのに役立つ別の配置を示す。この実施形態において、マニホルド3の内壁は、液体をマニホルド3内、例えばねじ溝内に捕捉するのに役立つ内部ねじフィーチャ307を含む。したがって、ねじフィーチャ307は、マニホルド部が完全に空になるのを避け、それによって作動流体液体を蒸発及び伝熱のために利用可能にし得る。別の例示的な一実施形態においては、内部ねじフィーチャ307は、マニホルド3の内壁に形成されたねじ溝ではなく、図86に示されるもののようなコイル要素によって提供されてもよい。コイル要素は定位置にロウ付けされるか又は固定されてもよく、あるいは摩擦又は締まり嵌めによってマニホルド3内に保持されてもよい。ロウ付け、接着、又は他の同様の接続は、コイル要素とマニホルド3の内壁との間の空間に液体が流入するのを防止するのに役立ち得る。液体に曝されるねじフィーチャ又はコイルフィーチャの表面積の増大は、伝熱を促進し得る。
図87は、複数の凝縮経路の組が逆流モードで動作するという点で図66の実施形態と動作が類似している、別のサーモサイホン装置10を示す。もっとも、この実施形態においては、マニホルド3は円形管を有し、凝縮経路は図38に示すもののようなマルチポート管構造で配置される。また、マニホルド3は、作動流体液体をマニホルド3の所望の領域内、例えば各マルチポート管構造100の凝縮経路12又はその付近に捕捉するのに役立つ複数の栓303を含む。図88はマニホルド3のみを示し、栓303がマルチポート管構造100の対応するマニホルド端部を受容するための各開口331の間に位置決めされている。図89は開口303aを備えた栓303を示す。栓303がマニホルド3内に位置決めされることで、開口303aは、マニホルド内の隣接する部分における液体の深さを制御するように位置決めされる。図90に示す代替的な一実施形態においては、栓303は、マニホルド3内の液体の流れを促進するように機能する芯材要素255と置換され得る。
図91は、円形マニホルド3が筒状チャンバ形状を有するマニホルド3と置換されている点を除き、図87のものと同様に動作するサーモサイホン装置10の別の例示的な一実施形態を示す。図92に見られるように、マニホルド3は、マニホルド3内での液体作動流体の流れを助長するとともに広げるために、芯材要素255を含んでいてもよい。あるいは、図93に示すように、マニホルド3は、作動流体液体を保持するために、マニホルド3の底部に複数の空洞306を含んでいてもよい。空洞306は液体に曝される表面積を増大させ、それによって伝熱を高め得る。マニホルド3における作動流体液体レベルは、空洞306がすべて液体で満たされることを保証するために、空洞306の最上レベルを上回って維持され得る。
図94は、凝縮経路12の組を規定する部分を備えた複数のマルチポート管構造を含むサーモサイホン装置10のさらに別の一実施形態を示す。この場合、各マルチポート管構造100は凝縮経路12を規定する3つの部分を有し、隣接する部分はウェブ103によって接合されている。マニホルド3は屈曲管として配置され、マニホルドの所望の部分に所望のレベルで液体を捕捉するように位置決めされた開口303aを備えた1つ以上の栓303を含む。他の実施形態と同様、マニホルド3は凝縮器経路の各組のマニホルド端部を受容するための開口を有しており、ウェブ107及び/又は103はマニホルドへのマニホルド端部の挿入深さを規定するのに役立ち得る。栓303は、マニホルド3内で凝縮経路の各組の間に位置決めされてもよく、液体を捕捉するように配置され得るので、装置10は、様々な角度及び様々な方向に傾斜されたときであっても適切に動作することができる。実際、装置10は、図94に示す垂直配向でも、図95に示す水平配向でも、又はその間の他の配向でも動作し得る。
本明細書に記載の実施形態は、完全であることを意図するものでなく、又は本発明を開示の精密な形態に限定することを意図するものでなく、以上の教示に照らして多くの修正及び変更が可能である。本実施形態は、本発明の原則とその実際の適用について最もよく説明するために選択され、述べられたものであり、当業者が、考えられる特定の使用に好適な方法により、種々の実施形態において、且つ、種々の修正を加えて本発明を利用できるようにするものである。以上の説明は多数の仕様を含むが、これらは本発明の範囲の限定とみなされてはならず、その代替実施形態の例示としてみなされなければならない。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される不定冠詞「1つ」は、そうでない旨の明示のない限り、「少なくとも1つ」を意味するものと理解されなければならない。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「及び/又は」というフレーズは、結合された要素、すなわち、場合によっては接続的に存在し場合によっては非接続的に存在する要素の「一方又は両方」を意味するものと理解しなければならない。「及び/又は」で列挙された複数の要素も同様に理解されなければならず、すなわち、その結合された要素のうちの「1つ以上」と理解されなければならない。「及び/又は」の節で特定された要素以外に、これらの具体的に特定された要素と関連するか、又は関連しないかを問わず、他の要素が任意で存在してもよい。
また、本明細書における「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「包含する」、及び/又はそれらの活用形は、それらとともに列挙される項目及びそれらの均等物、ならびに追加的な項目も網羅することを意味する。
本願において特許を請求する、1つを上回る数のステップ又は動作を含むいかなる方法においても、そうでない旨の明示のない限り、その方法のステップ又は動作の順は、必ずしもその方法のステップ又は動作が記載されている順に限定されるものでないことも理解されなければならない。
種々の例示的な実施形態を参照して本発明の態様について説明したが、そのような態様は説明された実施形態に限定されない。したがって、当業者には説明された実施形態について多数の変形、修正、及び変更が明らかであろうことは明白である。よって、本明細書に記載の実施形態は、例示を意図するものであり、限定を意図するものでない。本発明の態様の精神から逸脱することなく、種々の変更がなされてもよい。
Claims (70)
- 熱を受けて液体を蒸発させるように配置された蒸発器部と、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された凝縮器部と、を含むサーモサイホン装置であって、
前記装置は、少なくとも1つの平坦マルチポート管構造を備え、
前記平坦マルチポート管構造は、1つ以上の流動経路を規定する第1部と、1つ以上の流動経路を規定する第2部と、前記マルチポート管構造の平面内で前記第1部と前記第2部との間に延在するウェブと、を有しており、
前記第1部が1つ以上の蒸発経路を規定し、前記第2部が1つ以上の蒸発経路、1つ以上の凝縮経路、若しくは前記蒸発器部の液体返却路を規定するか、あるいは、前記第1部が1つ以上の凝縮経路を規定し、前記第2部が1つ以上の蒸発経路、1つ以上の凝縮経路、若しくは前記凝縮器部の蒸気供給路を規定する、サーモサイホン装置。 - 前記蒸発器部は、熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも1つの蒸発経路と、前記少なくとも1つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路と、を含み、
前記凝縮器部は、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された少なくとも1つの凝縮経路と、前記少なくとも1つの凝縮経路に蒸発された液体を送達するための蒸気供給路と、を含み、
前記少なくとも1つの蒸発経路及び前記液体返却路は、前記第1部が前記少なくとも1つの蒸発経路を規定し前記第2部が前記液体返却路を規定する平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記少なくとも1つの凝縮経路及び前記蒸気供給路は、前記第2部が少なくとも1つの凝縮経路を規定し前記第1部が前記蒸気供給路を規定する平坦マルチポート管構造の一部である、請求項1の装置。 - 前記少なくとも1つの蒸発経路を前記蒸気供給路と流体接続するとともに前記少なくとも1つの凝縮経路を前記液体返却路と流体接続する少なくとも1つのマニホルドをさらに備える、請求項2の装置。
- 前記マニホルドは、内部空洞を規定する外壁と、前記内部空洞内に配置され前記内部空洞を蒸気チャンバと液体チャンバとに分離する分離壁と、を含む、請求項3の装置。
- 前記外壁は、前記少なくとも1つの蒸発経路を規定する前記第1部のマニホルド端部、前記液体返却路を規定する前記第2部のマニホルド端部、前記少なくとも1つの凝縮経路を規定する前記第2部のマニホルド端部、及び前記蒸気供給路を規定する前記第1部のマニホルド端部、を受容するためのそれぞれ別個の開口を含む、請求項4の装置。
- 前記分離壁は、前記少なくとも1つの蒸発経路が前記蒸気チャンバと流体連通し、前記液体返却路が前記液体チャンバと流体連通するように、前記マニホルド内に位置決めされる、請求項5の装置。
- 前記分離壁は、前記少なくとも1つの凝縮経路が前記液体チャンバと流体連通し、前記蒸気供給路が前記蒸気チャンバと流体連通するように位置決めされる、請求項6の装置。
- 前記装置は、
少なくとも1つの蒸発経路を規定する第1部及び前記液体返却路を規定する第2部をそれぞれが含む複数の平坦マルチポート管構造と、
少なくとも1つの凝縮経路を規定する第2部及び前記蒸気供給路を規定する第1部をそれぞれが含む複数の平坦マルチポート管構造と、
を含む、請求項5の装置。 - 前記分離壁は、前記蒸発経路が前記蒸気チャンバと流体連通し、前記液体返却路が前記液体チャンバと流体連通するように位置決めされている、請求項8の装置。
- 前記分離壁は、前記凝縮経路が前記液体チャンバと流体連通し、前記蒸気供給路が前記蒸気チャンバと流体連通するように位置決めされている、請求項9の装置。
- 単一の平坦マルチポート管構造は、前記少なくとも1つの蒸発経路及び前記蒸気供給路を規定する前記第1部と、前記液体返却路及び前記少なくとも1つの凝縮経路を規定する前記第2部と、を含む、請求項2の装置。
- 少なくとも1つの蒸発経路及び蒸気供給路を規定する第1部と、液体返却路及び少なくとも1つの凝縮経路を規定する第2部と、をそれぞれが含む複数の平坦マルチポート管構造を備える、請求項11の装置。
- 前記平坦マルチポート管構造は、前記平坦マルチポート管構造の平面内で前記第1部又は前記第2部から外向きに延びる横ウェブを含む、請求項1の装置。
- 前記第1部は、複数の蒸発器経路を規定し、
前記第2部は、前記液体返却路を規定する、請求項1の装置。 - 前記第1部は、複数の凝縮器経路を規定し、
前記第2部は、前記蒸気供給路を規定する、請求項1の装置。 - 前記第1部は、複数の凝縮器経路を規定し、
前記第2部は、複数の凝縮器経路を規定する、請求項1の装置。 - 前記第1部は、複数の蒸発経路を規定し、
前記第2部は、複数の凝縮器経路を規定する、請求項1の装置。 - 前記第1部が複数の凝縮器経路を規定し、前記第2部が前記蒸気供給路を規定する前記装置において、
前記マルチポート管構造は、複数の凝縮器経路を規定する第3部と、前記マルチポート管構造の平面内で前記第2部と前記第3部との間に延在する第2のウェブと、をさらに備える、請求項1の装置。 - 前記マルチポート管構造は、前記平坦マルチポート管構造の平面内で前記第1部又は前記第3部から外向きに延びる横ウェブをさらに備える、請求項18の装置。
- 複数の前記マルチポート管構造と、
前記マルチポート管構造の前記第1部、前記第2部、及び前記第3部の上端部を流体連結する上部マニホルドと、
前記マルチポート管構造の前記第1部、前記第2部、及び前記第3部の下端部を流体連結する下部マニホルドと、
をさらに備える、請求項18の装置。 - 1つの蒸気チャンバ及び2つの液体チャンバを規定して、前記第2部が前記蒸気チャンバと流体連通し、前記第1部及び前記第3部がそれぞれ1つの液体チャンバと流体連通するように前記マニホルド内に位置決めされた一対の分離壁をさらに備える、請求項20の装置。
- 前記蒸発器部は、前記蒸気チャンバと流体連通する複数の蒸発経路と、1つの液体チャンバと流体連通する液体返却路と、を含む、請求項21の装置。
- 前記液体チャンバ間に流体連通をもたらすように前記マニホルドと係合された端部キャップをさらに備える、請求項22の装置。
- 各第1部が複数の蒸発経路を規定し各第2部が複数の凝縮器経路を規定する複数のマルチポート管構造をさらに備えるとともに、
各マルチポート管構造の前記第1部と前記第2部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項1の装置。 - 複数のマニホルドをさらに備え、
各マニホルドは、マルチポート管構造の前記第1部と前記第2部とを一緒に流体接続する、請求項24の装置。 - 前記平坦マルチポート管構造は、それぞれ、前記平坦マルチポート管構造の平面内で前記第2部から延びる外ウェブをさらに含む、請求項24の装置。
- 前記第1部を熱的に接続された底板をさらに備える、請求項24の装置。
- 前記第1部が複数の凝縮器経路を規定し、前記第2部が複数の凝縮器経路を規定する装置において、
前記第1部及び前記第2部のマニホルド端部に流体連結され、前記凝縮器経路に作動流体蒸気を提供するように且つ前記凝縮器経路から凝縮された作動流体液体を受け取るように配置されたマニホルドをさらに備える、請求項1の装置。 - 前記第1部及び前記第2部のマニホルド端部に流体接続されたマニホルドをさらに備え、
前記マニホルド端部の前記ウェブの一部が、前記マニホルドへの前記マニホルド端部の挿入深さを限定するための止め子として作用する、請求項1の装置。 - 熱を受けて液体を蒸発させるように配置された蒸発器部と、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された凝縮器部と、を含むサーモサイホン冷却装置であって、
前記装置は、少なくとも1つの平坦マルチポート管構造を備え、
前記平坦マルチポート管構造は、1つ以上の流動経路を規定する第1部と、前記マルチポート管構造の平面内で前記第1部から横方向に離れて延びるウェブと、を有し、
前記第1部は、複数の蒸発経路又は複数の凝縮器経路を規定する、サーモサイホン冷却装置。 - 前記第1部は、複数の蒸発経路を規定し、
前記装置は、前記複数の蒸発経路と前記凝縮器部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項30の装置。 - 前記第1部は、複数の凝縮経路を規定し、
前記装置は、前記複数の凝縮経路と前記蒸発器部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項30の装置。 - 前記マルチポート管構造の平面内で前記第1部の両側から横方向に離れて延びる第1及び第2のウェブを備える、請求項30の装置。
- 前記第1部のマニホルド端部に流体連結されたマニホルドをさらに備え、
前記マニホルド端部の前記ウェブの一部が、前記マニホルドへの前記マニホルド端部の挿入深さを限定するための止め子として作用する、請求項30の装置。 - 複数の凝縮経路を規定する第1部をそれぞれが含む複数のマルチポート管構造を備え、
前記複数のマルチポート管構造の前記第1部のマニホルド端部と前記蒸発器部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項30の装置。 - 前記複数のマルチポート管構造の前記第1部の上端部を流体連結する転向部をさらに備える、請求項35の装置。
- 前記蒸発器部は、複数の蒸発器経路と、液体返却路と、を含む、請求項36の装置。
- 前記蒸発器部は、複数の蒸発経路を規定する第1部をそれぞれが含む複数のマルチポート管構造を含み、
前記マルチポート管構造のマニホルド端部は、前記マニホルドに流体連結されている、請求項37の装置。 - 前記蒸発器部の複数の蒸発経路と前記凝縮器部の蒸気供給路とを規定する第1部を有する第1のマルチポート管構造と、
前記凝縮器部の複数の凝縮経路と前記蒸発器部の液体返却路とを規定する第1部を有する第2のマルチポート管構造と、
を備える、請求項30の装置。 - 前記第1部のうち複数の蒸発経路として機能する一部でのみ前記第1のマルチポート管構造に取り付けられた熱伝達構造と、
前記第1部のうち複数の凝縮器経路として機能する一部でのみ前記第2のマルチポート管構造に取り付けられた熱伝達構造と、
を備える、請求項39の装置。 - 前記第1のマルチポート管構造の上端部を前記第2のマルチポート管構造の上端部に流体連結する上転向部と、
前記第1のマルチポート管構造の下端部を前記第2のマルチポート管構造の下端部に連結する下転向部と、
を備える、請求項39の装置。 - 前記上転向部又は前記下転向部は、マニホルド又は前記マルチポート管構造の屈曲部によって形成されている、請求項41の装置。
- 前記第1部は、複数の凝縮経路を規定し、
前記蒸発器部は、複数の蒸発経路を規定するマルチポート管構造を含み、
前記装置は、蒸気供給路と、前記複数の凝縮経路と前記複数の蒸発経路とを流体連結する液体返却路と、をさらに備える、請求項30の装置。 - 前記蒸気供給路、前記液体返却路及び前記複数の蒸発経路は、単一のマルチポート管構造の一部として形成される、請求項43の装置。
- 前記マルチポート管構造の両端部で前記第1部に流体連結されたマニホルドをさらに備える、請求項43の装置。
- 逆流モードで動作するべく、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された複数組の凝縮経路を含む凝縮器部と、
前記複数組の凝縮経路に作動流体蒸気を提供するように且つ前記複数組の凝縮経路から凝縮された作動流体液体を受け取るように配置された、前記複数組の凝縮経路に流体接続された少なくとも1つの導管と、
を含むサーモサイホン冷却装置において、
前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも一組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記平坦マルチポート管構造は、前記マルチポート管構造の平面内で一組の凝縮経路から延びるウェブを有する、サーモサイホン冷却装置。 - 熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも1つの蒸発経路を含む蒸発器部をさらに備える、請求項46の装置。
- 前記少なくとも1つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路をさらに備える、請求項47の装置。
- 前記液体返却路及び前記少なくとも1つの蒸発経路が、前記少なくとも1つの導管に流体連結されている、請求項48の装置。
- 前記少なくとも1つの蒸発器部はマルチポート管構造を含み、
前記マルチポート管構造は、複数の蒸発経路を規定する第1の部分を有するとともに、前記マルチポート管構造の平面内で前記第1の部分から延びるウェブを含む、請求項49の装置。 - 前記ウェブは、前記液体返却路を規定する前記マルチポート管構造の前記第1部と前記第2部との間に延在する、請求項50の装置。
- 前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも二組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記凝縮経路の一組が、前記マルチポート管構造の平面内で前記凝縮経路の組の間に延在する平坦ウェブによって、前記凝縮経路の別の一組に接合されている、請求項46の装置。 - 前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも三組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記凝縮経路の組のうち隣接する対の組が前記凝縮経路の組の間に延在する平坦ウェブによって接合されている、請求項52の装置。 - 前記少なくとも1つの導管は、一緒に流体連結された複数のマニホルド部を含み、
各マニホルド部は、対応する凝縮経路の組に流体連結されている、請求項46の装置。 - マニホルド部間に、1つのマニホルド部から別のマニホルド部への液体流に抵抗するためのトラップ又は栓をさらに備える、請求項54の装置。
- 隣接するマニホルド部が、平坦管部と前記平坦管部の両端部から外向きに延びるウェブとを有する導管によって流体連結されている、請求項46の装置。
- 前記複数組の凝縮経路は、前記少なくとも1つの導管の平面に対して0度乃至90度の角度で配置される、請求項46の装置。
- 前記少なくとも1つの導管は、複数の経路を有する底板と、前記複数の経路を閉じるように前記底板に取り付けられたシートと、を含む、請求項46の装置。
- 前記経路及び前記シートは、前記装置が垂直配向に配向された状態で一組の凝縮経路に隣接する空洞を規定するように形成される、請求項58の装置。
- 前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも一組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記平坦マルチポート管構造は、複数の凝縮経路を定義する第1部と、前記第1部の両側で前記マルチポート管構造の平面内に前記第1部から離れて延びる第1及び第2の平坦ウェブと、を有する、請求項46の装置。 - 前記少なくとも1つの導管は、前記平坦マルチポート管構造の前記第1部のマニホルド端部を受容するための開口を備えた頂部を有する筒状チャンバを含む、請求項60の装置。
- 垂直に配置されるとともに、前記筒状チャンバの前記頂部の開口と係合された前記第1部のマニホルド端部を有する複数の平坦マルチポート管構造をさらに備える、請求項61の装置。
- 前記少なくとも1つの導管は、前記平坦マルチポート管構造の前記第1部のマニホルド端部を受容するための開口を有する筒状のマニホルドを含む、請求項46の装置。
- 熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも1つの蒸発経路と、前記少なくとも1つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路と、を含む蒸発器部と、
蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された少なくとも第1組及び第2組の凝縮経路と、前記少なくとも1つの凝縮経路に蒸発された液体を送達するための蒸気供給路と、を含む凝縮器部と、
前記蒸発器部と前記凝縮器部とを流体接続するマニホルドと、を含み、
前記マニホルドは、前記第1組及び第2組の凝縮経路にそれぞれ流体連結された第1及び第2の液体チャンバと、前記蒸気供給路に流体連結された蒸気チャンバと、を含み、
前記マニホルドは、前記第1の液体チャンバと前記第2の液体チャンバとを流体連結する端部キャップを含む、サーモサイホン冷却装置。 - 前記第1の液体チャンバは、前記液体返却路に流体連結されている、請求項64の装置。
- 前記凝縮器部は、前記蒸気供給路を規定する少なくとも1つの蒸気供給経路の両側に位置決めされた前記第1組及び第2組の凝縮経路を含む平坦マルチポート管構造として形成されており、
前記第1組及び第2組の凝縮経路は、各接続ウェブによって前記少なくとも1つの蒸気供給経路にそれぞれ接続されている、請求項64の装置。 - 前記マニホルドは、第1、第2及び第3の開口を備えた外壁を含み、
前記第1組の凝縮経路は、前記第1の開口に受容され、
前記第2組の凝縮経路は、前記第2の開口に受容され、
前記少なくとも1つの蒸気供給経路は、前記第3の開口に受容される、請求項66の装置。 - 前記凝縮器部は、少なくとも1つの蒸気供給経路の両側に位置決めされた前記第1組及び第2組の凝縮経路をそれぞれが備える複数の平坦マルチポート管構造を含む、請求項66の装置。
- 前記端部キャップは、前記第1の液体チャンバと流体連通する第1の開口及び前記第2の液体チャンバと流体連通する第2の開口を備えた内板と、前記マニホルドを密封閉鎖するための外板と、を含み、
前記内板と前記外板とは、前記第1開口と前記第2の開口とを流体連結するチャンバを規定するようにオフセットされている、請求項64の装置。 - 前記マニホルド内に、前記マニホルドの内部空間を前記第1及び第2の液体チャンバと前記蒸気チャンバとに分離する第1及び第2の分離板をさらに備え、
前記第1及び第2の分離板の端部は、前記内板と密封係合されている、請求項69の装置。
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