JP2020134084A - ループヒートパイプおよび航空機用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多孔質体に浸透する冷媒により発熱体から奪う熱量が小さくなることを抑制することが可能なループヒートパイプおよび航空機用冷却装置を提供する。【解決手段】このループヒートパイプ１は、筐体１１内に配置され、冷媒貯留空間２０内の液相の冷媒Ｃ２を毛細管力により移動させるとともに熱源Ｈから伝わる熱により蒸発させる平板形状の多孔質体１２とを含む蒸発器３と、冷媒貯留空間２０を、多孔質体１２側の第１冷媒空間２１と多孔質体１２側とは反対側の第２冷媒空間２２とに仕切る仕切り部６とを備えている。冷媒供給部５は、第１冷媒空間２１の近傍に配置され、第１冷媒空間２１に液相の冷媒Ｃ２を吐出する吐出部５２を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ループヒートパイプおよび航空機用冷却装置に関し、特に、平板形状の多孔質体を含む蒸発器を備えるループヒートパイプおよび航空機用冷却装置に関する。

従来、平板形状の多孔質体を含む蒸発器を備えるループヒートパイプおよび航空機用冷却装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、平板形状のウィック（多孔質体）を含む蒸発器と、蒸発器において気化された冷媒を放熱して液化する凝縮器とを備えるループ型ヒートパイプ（ループヒートパイプ）が開示されている。上記特許文献１のループ型ヒートパイプは、蒸発器と凝縮器とを接続し、蒸発器において蒸発した冷媒が流れる蒸気管と、凝縮器と蒸発器とを接続し、凝縮器において凝縮した冷媒（液相の冷媒）が流れる液管とを備えている。また、上記特許文献１の蒸発器は、液管を流れる冷媒が流入する液溜め部を有する筐体を含んでいる。

上記特許文献１の蒸発器では、ウィックにおいて、液溜め部に溜められた冷媒が毛細管力により移動されるとともに、発熱体（熱源）から吸収した熱により冷媒が蒸発される。このように、上記特許文献１の蒸発器では、ウィックにおいて冷媒を蒸発させることにより発熱体から冷媒が気化熱として熱を奪うことによって、発熱体の冷却が行われている。

特開２０１８−６６５１０号公報

しかしながら、上記特許文献１のループ型ヒートパイプでは、発熱体から吸収した熱が筐体を介して液溜め部に留められた冷媒に伝わることにより、液溜め部に留められた冷媒が熱せられるという不都合がある。このため、上記特許文献１のループ型ヒートパイプでは、筐体を介して熱せられて温度上昇した冷媒がウィックに浸透することにより動作温度が上昇する結果、ウィック（多孔質体）に浸透する冷媒により発熱体（熱源）から奪う熱量が小さくなるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、多孔質体に浸透する冷媒により発熱体から奪う熱量が小さくなることを抑制することが可能なループヒートパイプおよび航空機用冷却装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるループヒートパイプは、気相の冷媒を凝縮させて液相の冷媒を生成する凝縮器と、凝縮器において生成された液相の冷媒が流れる冷媒供給部と、冷媒供給部から供給される液相の冷媒を貯留する冷媒貯留空間を有する筐体と、筐体内に配置され、冷媒貯留空間内の液相の冷媒を毛細管力により移動させるとともに熱源から伝わる熱により液相の冷媒を蒸発させる平板形状の多孔質体とを含む蒸発器と、冷媒貯留空間を、多孔質体側の第１冷媒空間と多孔質体側とは反対側の第２冷媒空間とに仕切る仕切り部とを備え、冷媒供給部は、第１冷媒空間の近傍に配置され、第１冷媒空間に液相の冷媒を吐出する吐出部を含む。

この発明の第１の局面におけるループヒートパイプは、上記のように、冷媒貯留空間を、多孔質体側の第１冷媒空間と多孔質体側とは反対側の第２冷媒空間とに仕切る仕切り部を備えている。冷媒供給部は、第１冷媒空間の近傍に配置され、第１冷媒空間に液相の冷媒を吐出する吐出部を含んでいる。これにより、多孔質体に近い第１冷媒空間に、吐出部により凝縮器において冷却された液相の冷媒を吐出することができる。また、仕切り部により、第１冷媒空間から第２冷媒空間への液相の冷媒の移動を妨げることができるとともに、第２冷媒空間から多孔質体側の第１冷媒空間に、筐体を介して熱源の熱によりあたためられた冷媒が流入する量を減少させることができる。その結果、第１冷媒空間に留まる冷えた状態の液相の冷媒を多孔質体に供給することができるので、ループヒートパイプの動作温度を上昇させることなく多孔質体に浸透する冷媒により熱源から奪う熱量が小さくなることを抑制することができる。

上記第１の局面によるループヒートパイプにおいて、好ましくは、平板形状の多孔質体の主表面に直交する方向において、第１冷媒空間の長さは、第２冷媒空間の長さよりも小さい。このように構成すれば、吐出部から吐出される冷えた状態の液相の冷媒を長さ（厚み）の小さい第１冷媒空間に充満させやすくなるので、冷えた状態の液相の冷媒を多孔質体により確実に浸透させることができる。

上記第１の曲面によるループヒートパイプにおいて、好ましくは、平板形状の多孔質体の主表面に直交する方向において、冷媒供給部の吐出部と平板形状の多孔質体の主表面との距離は、第２冷媒空間の長さよりも小さい。このように構成すれば、多孔質体の主表面の近傍に吐出部から冷えた状態の液相の冷媒を吐出することができるので、冷えた状態の液相の冷媒を多孔質体により確実に浸透させることができる。

上記第１の局面によるループヒートパイプにおいて、好ましくは、冷媒供給部と仕切り部とは、一体的に設けられている。このように構成すれば、冷媒供給部と仕切り部とを互いに別個に設ける場合に比べて、構成を簡略化することができる。

上記第１の局面によるループヒートパイプにおいて、好ましくは、冷媒供給部は、下流側端部に吐出部が形成された冷媒供給管をさらに含み、仕切り部は、第１冷媒空間と第２冷媒空間とを仕切る仕切り板をさらに含み、仕切り板は、第１冷媒空間と第２冷媒空間との間で液相の冷媒を移動させるための、仕切り板に形成される孔部、または、筐体の内側面部との間に流通路を構成可能な外周部を有する。このように構成すれば、吐出部から吐出され第１冷媒空間を移動する間に多孔質体に浸透しなかった液相の冷媒を、第２冷媒空間において一時的に貯留することができる。つまり、第１冷媒空間から多孔質体に供給する液相の冷媒の量が増加した場合、第２冷媒空間に貯留された液相の冷媒を第１冷媒空間に供給することができるので、多孔質体に液相の冷媒が浸透していない状態が発生することを抑制することができる。その結果、厚みの小さい第１冷媒空間を設けたとしても、熱源をより確実に冷却することができる。

この場合、好ましくは、平板形状の多孔質体の主表面と平行な方向において、吐出部は、冷媒貯留空間の中央部に配置されるとともに、孔部は、冷媒貯留空間の外側部分に配置されている。このように構成すれば、吐出部から吐出された冷えた状態の液相の冷媒を冷媒貯留空間の中央部から冷媒貯留空間の外側部分に広げて第２冷媒空間に流入させることができるので、多孔質体の仕切り板側の主表面に冷えた状態の液相の冷媒を行き渡らせることができる。

この発明の第２の局面における航空機用冷却装置は、航空機内に配置される熱源を冷却するループヒートパイプを備え、ループヒートパイプは、気相の冷媒を凝縮させて液相の冷媒を生成する凝縮器と、凝縮器において生成された液相の冷媒が流れる冷媒供給部と、冷媒供給部から供給される液相の冷媒を貯留する冷媒貯留空間を有する筐体と、筐体内に配置され、冷媒貯留空間内の液相の冷媒を毛細管力により移動させるとともに熱源から伝わる熱により蒸発させる平板形状の多孔質体とを含む蒸発器と、冷媒貯留空間を、多孔質体側の第１冷媒空間と多孔質体側とは反対側の第２冷媒空間とに仕切る仕切り部とを含み、冷媒供給部は、第１冷媒空間の近傍に配置され、第１冷媒空間に液相の冷媒を吐出する吐出部を有する。

この発明の第２の局面における航空機用冷却装置は、上記のように、冷媒貯留空間を、多孔質体側の第１冷媒空間と多孔質体側とは反対側の第２冷媒空間とに仕切る仕切り部を含んでいる。冷媒供給部は、第１冷媒空間の近傍に配置され、第１冷媒空間に液相の冷媒を吐出する吐出部を有している。これにより、多孔質体に近い第１冷媒空間に、吐出部により凝縮器において冷却された液相の冷媒を吐出することができる。また、仕切り部により、第１冷媒空間から第２冷媒空間への液相の冷媒の移動を妨げることができるとともに、第２冷媒空間から多孔質体側の第１冷媒空間に、筐体を介して熱源の熱によりあたためられた冷媒が流入する量を減少させることができる。その結果、第１冷媒空間に留まる冷えた状態の液相の冷媒を多孔質体に供給することができるので、ループヒートパイプの動作温度を上昇させることなく多孔質体に浸透する冷媒により熱源から奪う熱量が小さくなることを抑制することが可能な航空機用冷却装置を得ることができる。また、仕切り部と多孔質体との間の第１冷媒空間を微小隙間にした場合、第１冷媒空間内の液相の冷媒に毛細管力が生じるので、航空機の姿勢が傾いたとしても、第１冷媒空間内に液相の冷媒を保持することができる。その結果、多孔質体に液相の冷媒が浸透していない状態が発生することを抑制することができるので、航空機の熱源をより確実に冷却することができる。

本発明によれば、上記のように、多孔質体に浸透する冷媒により発熱体から奪う熱量が小さくなることを抑制することができる。

一実施形態によるループヒートパイプの全体構成を示した模式図である。 一実施形態によるループヒートパイプの蒸発器を示した断面図である。 一実施形態によるループヒートパイプの冷媒供給管および仕切り部を示した斜視図である。 一実施形態によるループヒートパイプを航空機に設置した場合を示した模式図である。 一実施形態の変形例によるループヒートパイプの蒸発器を示した断面図である。 一実施形態の変形例によるループヒートパイプの冷媒供給管および仕切り板を示した斜視図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３を参照して、本実施形態によるループヒートパイプ１の構成について説明する。ループヒートパイプ１は、図１に示すように、液相の冷媒Ｃを気相の冷媒Ｃに変化させる際の気化熱により、熱源Ｈを冷却するように構成されている。すなわち、ループヒートパイプ１では、熱源Ｈから吸収した熱により冷媒Ｃ（液相の冷媒Ｃ）を蒸発（気相の冷媒Ｃ）させることによって、熱源Ｈを冷却するように構成されている。ここで、冷媒Ｃは、水、アルコールおよびアンモニアなどを含んでいる。なお、ループヒートパイプ１は、特許請求の範囲の「航空機用冷却装置」の一例である。

具体的には、ループヒートパイプ１は、凝縮器２と、蒸発器３と、冷媒蒸気供給部４と、冷媒供給部５と、仕切り部６とを備えている。

凝縮器２は、気相の冷媒Ｃ（冷媒蒸気Ｃ１）を凝縮させて液相の冷媒Ｃ（以下、液相の冷媒Ｃ２）を生成するように構成されている。具体的には、凝縮器２は、気液二相状態の冷媒Ｃを流す冷媒凝縮管２ａと、冷媒凝縮管２ａを流れる気液二相状態の冷媒Ｃと外気との熱交換を行うヒートシンク２ｂとを含んでいる。つまり、凝縮器２では、熱源Ｈから吸収した熱により蒸発した冷媒蒸気Ｃ１を冷媒蒸気供給部４内に流し、ヒートシンク２ｂを介して外気に冷媒蒸気Ｃ１を放熱させることにより、液相の冷媒Ｃ２が生成される。なお、冷媒蒸気Ｃ１は、特許請求の範囲の「気相の冷媒」の一例である。

蒸発器３は、液相の冷媒Ｃ２を熱源Ｈから吸収した熱により蒸発させて気相の冷媒蒸気Ｃ１を生成するように構成されている。具体的には、蒸発器３は、冷媒供給部５から供給される液相の冷媒Ｃ２を貯留する冷媒貯留空間２０を有する筐体１１と、筐体１１内に配置され、冷媒貯留空間２０内の液相の冷媒Ｃ２を毛細管力により移動させるとともに熱源Ｈから伝わる熱により蒸発させる平板形状の多孔質体１２とを含んでいる。また、蒸発器３は、筐体１１に形成され、多孔質体１２において液相の冷媒Ｃ２を蒸発させて生成した冷媒蒸気Ｃ１を冷媒蒸気供給部４に流通させる溝１３を含んでいる。

筐体１１は、冷媒貯留空間２０から多孔質体１２に向かう方向に開口を有するケース部１１ａと、ケース部１１ａの開口を塞ぐ底部１１ｂと、ケース部１１ａおよび底部１１ｂにより形成される内部空間１１ｃとを有している。底部１１ｂは、熱源Ｈからの熱を伝導しやすい材質で形成されている。底部１１ｂは、アルミニウム、ステンレスなどの金属により形成されている。ケース部１１ａの熱伝導率は、筐体１１の底部１１ｂの熱伝導率よりも小さい。つまり、ケース部１１ａは、筐体１１の底部１１ｂよりも熱伝導率が小さい材質で形成されている。ケース部１１ａは、テフロン（登録商標）などの熱伝導率が小さい樹脂により形成されている。

冷媒貯留空間２０は、内部空間１１ｃのうち多孔質体１２が配置されていない部分の空間である。溝１３は、底部１１ｂの多孔質体１２側の内面部１４に形成されている。溝１３は、冷媒貯留空間２０から多孔質体１２に向かう方向に窪んでいる。

多孔質体１２は、平板形状（厚みが薄い扁平形状）の部材である。多孔質体１２は、樹脂製の多孔質体（テフロン（登録商標）など）、金属製の多孔質体（ポーラスメタルなど）、セラミック製の多孔質体、ガラス製の多孔質体および多孔質繊維などにより形成される。多孔質体１２は、液相の冷媒Ｃ２に毛細管力を発生させることにより液相の冷媒Ｃ２を移動させる。

熱源Ｈは、モータ、アクチュエータ、巻線コイルおよびＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの発熱体を含んでいる。熱源Ｈは、底部１１ｂの多孔質体１２側とは反対側の外面部１５に隣接する。

冷媒蒸気供給部４は、蒸発器３と凝縮器２とを接続する蒸気管４ａを含んでいる。蒸気管４ａは、蒸発器３において液相の冷媒Ｃ２を蒸発させた冷媒蒸気Ｃ１を冷媒凝縮管２ａに流通させる。蒸気管４ａは、アルミニウムまたはステンレスなどの金属により形成されている。

冷媒供給部５は、凝縮器２において生成された液相の冷媒Ｃ２を流すように構成されている。具体的には、冷媒供給部５は、液相の冷媒Ｃ２を供給する冷媒供給管５１を有し、凝縮器２と蒸発器３とを接続する液管５ａと、冷媒供給管５１の下流側端部に形成される吐出部５２とを含んでいる。冷媒供給管５１は、凝縮器２において冷媒蒸気Ｃ１を凝縮させた液相の冷媒Ｃ２を冷媒貯留空間２０に流通させる。冷媒供給管５１の熱伝導率は、筐体１１の底部１１ｂの熱伝導率よりも小さい。つまり、冷媒供給管５１は、筐体１１の底部１１ｂよりも熱伝導率が小さい材質で形成されている。冷媒供給管５１は、テフロン（登録商標）などの熱伝導率が小さい樹脂により形成されている。

（仕切り部）
本実施形態の仕切り部６は、図２および図３に示すように、冷媒貯留空間２０を、多孔質体１２側の第１冷媒空間２１と多孔質体１２側とは反対側の第２冷媒空間２２とに仕切るように構成されている。つまり、仕切り部６は、冷媒貯留空間２０を第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２とに分けることにより、第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２との間での液相の冷媒Ｃ２の移動を規制するように構成されている。

具体的には、仕切り部６は、第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２とを仕切る仕切り板６ａを含んでいる。仕切り板６ａは、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向における冷媒貯留空間２０の中央部よりも多孔質体１２側に配置されている。仕切り板６ａは、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向において、多孔質体１２から微小距離Ｂ（約１ｍｍ以上約３ｍｍ以下）を離間した位置に配置されている。

仕切り板６ａは、多孔質体１２から仕切り板６ａに向かう方向から視て円形状に形成されている。仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する方向において、仕切り板６ａの幅Ｗ１と筐体１１の内側面部１１ｄの幅Ｗ２とは略同じである。仕切り板６ａは、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向における仕切り板６ａの厚みｔを仕切り板６ａの幅Ｗ１よりも小さくした長い扁平形状を有している。つまり、仕切り板６ａは、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向における仕切り板６ａの厚みｔを薄くした薄板形状を有している。

また、仕切り板６ａの熱伝導率は、筐体１１の底部１１ｂの熱伝導率よりも小さい。つまり、仕切り板６ａは、筐体１１の底部１１ｂよりも熱伝導率が小さい材質で形成されている。仕切り板６ａは、テフロン（登録商標）などの熱伝導率が小さい樹脂により形成されている。

仕切り板６ａは、多孔質体１２の主表面１２ａに対向する第１表面部６１と、第１表面部６１の反対側に設けられる第２表面部６２とを有している。第１表面部６１および第２表面部６２は、それぞれ、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する平面に略平行な略平面形状を有している。ここで、第１表面部６１は、多孔質体１２の仕切り板６ａ側の表面部（主表面１２ａ）に合わせた形状を有している。つまり、多孔質体１２の主表面１２ａは、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する方向の平面に略平行な略平面形状を有している。

冷媒供給部５と仕切り部６とは、一体的に設けられている。すなわち、別部材の冷媒供給部５の液管５ａと仕切り部６の仕切り板６ａとが、一体的に接合されている。なお、一体的に設けるとは、同じ材質の部材同士を一体的に接合または成型した場合だけでなく、異なる材質の部材同士を一体的に接合した場合とを含む広い概念である。

（孔部）
図２および図３に示すように、仕切り板６ａは、第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２との間で液相の冷媒Ｃ２を移動させるため仕切り板６ａに形成される孔部６３を有している。孔部６３は、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向において仕切り板６ａを貫通している。孔部６３は、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する冷媒貯留空間２０の断面における外側部分に配置されている。つまり、孔部６３は、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する方向において、筐体１１のケース部１１ａの内側面部１１ｄの近傍に配置されている。

上記した孔部６３は、仕切り板６ａに複数（４個）設けられている。このように、蒸発器３では、仕切り板６ａの外周部と筐体１１の内側面部１１ｄとの間の隙間（流通路）ではなく、複数の孔部６３により第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２との間で液相の冷媒Ｃ２の移動が行われている。

（吐出部）
図２に示すように、本実施形態の吐出部５２は、第１冷媒空間２１の近傍に配置され、第１冷媒空間２１に液相の冷媒Ｃ２を吐出するように構成されている。すなわち、吐出部５２は、第１冷媒空間２１において、多孔質体１２から仕切り板６ａに向かう方向に多孔質体１２から微小距離Ｂを離した位置に液相の冷媒Ｃ２を吐出するように構成されている。具体的には、吐出部５２は、多孔質体１２から上記した微小距離Ｂとして約１ｍｍ以上約３ｍｍ以下に離間した位置に配置されている。ここで、平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａに直交する方向において、冷媒供給部５の吐出部５２と平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａとの微小距離Ｂは、第２冷媒空間２２の長さＬよりも小さい。また、吐出部５２は、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向において、仕切り板６ａの多孔質体１２側の端部と略同じ位置に配置されている。

吐出部５２は、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する冷媒貯留空間２０の断面における略中央部分に配置されている。つまり、吐出部５２は、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する方向において、筐体１１の内側面部１１ｄから離れた位置に配置されている。

このように、蒸発器３は、吐出部５２により冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２が多孔質体１２の仕切り板６ａ側の近傍に供給される。そして、蒸発器３では、多孔質体１２の仕切り板６ａ側の近傍に供給された冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２が、冷媒貯留空間２０における多孔質体１２から離れた空間に移動することを仕切り板６ａにより規制される。つまり、蒸発器３では、多孔質体１２の仕切り板６ａ側の近傍に供給された冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２が、多孔質体１２の仕切り板６ａ側の近傍に留められる。

また、蒸発器３では、多孔質体１２の仕切り板６ａ側の近傍に供給された冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２が、仕切り板６ａにより冷媒貯留空間２０における多孔質体１２から離れた空間への移動を規制されることによって、仕切り板６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する方向に沿って移動する。これにより、蒸発器３では、吐出部５２から吐出された液相の冷媒Ｃ２が多孔質体１２の仕切り板６ａ側の主表面１２ａの全体に行き渡る。

（第１冷媒空間）
第１冷媒空間２１は、吐出部５２から吐出される液相の冷媒Ｃ２を多孔質体１２に供給するように構成されている。具体的には、第１冷媒空間２１は、仕切り板６ａと多孔質体１２との間に形成される空間である。ここで、第１冷媒空間２１は、吐出部５２から吐出された液相の冷媒Ｃ２により形成される液相の冷媒Ｃ２の層を有している。液相の冷媒Ｃ２の層は、第１冷媒空間２１における多孔質体１２側の端部に形成されることが好ましい。

また、平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａに直交する方向において、第１冷媒空間２１の長さ（厚み）は、第２冷媒空間２２の長さＬよりも小さい。ここで、第１冷媒空間２１の長さは、上記した微小距離Ｂ（約１ｍｍ以上約３ｍｍ以下）と同じ長さである。このように、第１冷媒空間２１は、微小隙間である。

（第２冷媒空間）
第２冷媒空間２２は、吐出部５２から吐出され第１冷媒空間２１から移動してきた液相の冷媒Ｃ２を一時的に貯留するように構成されている。具体的には、第２冷媒空間２２は、仕切り板６ａと筐体１１における仕切り板６ａと対向する内面部１１ｅとの間に形成される空間である。ここで、第２冷媒空間２２には、第１冷媒空間２１からの移動に伴い筐体１１を介して伝導する熱源Ｈからの熱によりあたためられた液相の冷媒Ｃ２、および、冷媒供給管５１を流れる液相の冷媒Ｃ２により冷却された液相の冷媒Ｃ２が混合されている。

また、平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａに直交する方向において、第２冷媒空間２２の長さＬは、第１冷媒空間２１の長さ（微小距離Ｂ）よりも大きい。これにより、第２冷媒空間２２は、第１冷媒空間２１よりも多量の液相の冷媒Ｃ２を貯留可能である。この結果、蒸発器３では、第１冷媒空間２１から多孔質体１２に供給する液相の冷媒Ｃ２の量が増加する場合、第２冷媒空間２２に貯留された液相の冷媒Ｃ２が第１冷媒空間２１に移動して多孔質体１２に供給される。

図４に示すように、上記したループヒートパイプ１は、たとえば航空機１００に設置される。ここで、ループヒートパイプ１は、多孔質体１２の毛細管力により冷媒Ｃを移動させるので動力源を必要としない。また、ループヒートパイプ１は、熱源Ｈに隣接して配置されるので、航空機１００の熱源Ｈを冷却する冷媒Ｃを流すために長距離の配管を必要としない。これらにより、ループヒートパイプ１は、航空機１００の翼部に備えられるモータおよびアクチュエータなどの熱源Ｈを冷却するために配置されてもよい。

なお、上記したループヒートパイプ１は、航空機１００の翼部だけでなく、航空機１００の翼部以外の部分、情報処理装置、車両または携帯端末などに用いられてもよい。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、ループヒートパイプ１には、冷媒貯留空間２０を、多孔質体１２側の端部の第１冷媒空間２１と多孔質体１２側とは反対側の第２冷媒空間２２とに仕切る仕切り部６を設ける。冷媒供給部５には、第１冷媒空間２１の近傍に配置され、第１冷媒空間２１に液相の冷媒Ｃ２を吐出する吐出部５２を設ける。これにより、多孔質体１２に近い第１冷媒空間２１に、吐出部５２により凝縮器２において冷却された液相の冷媒Ｃ２を吐出することができる。また、仕切り部６により、第１冷媒空間２１から第２冷媒空間２２への液相の冷媒Ｃ２の移動を妨げることができるとともに、第２冷媒空間２２から多孔質体１２側の第１冷媒空間２１に、筐体１１を介して熱源Ｈの熱によりあたためられた冷媒Ｃの流入する量を減少させることができる。この結果、第１冷媒空間２１に留まる冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を多孔質体１２に供給することができるので、ループヒートパイプ１の動作温度を上昇させることなく多孔質体１２に浸透する冷媒Ｃにより熱源Ｈから奪う熱量が小さくなることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａに直交する方向において、第１冷媒空間２１の長さ（微小距離Ｂ）を、第２冷媒空間２２の長さＬよりも小さくする。これにより、吐出部５２から吐出される冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を長さ（厚み）の小さい第１冷媒空間２１に充満させやすくなるので、冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を多孔質体１２により確実に浸透させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａに直交する方向において、冷媒供給部５の吐出部５２と平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａとの距離（微小距離Ｂ）を、第２冷媒空間２２の長さＬよりも小さくする。これにより、多孔質体１２の主表面１２ａの近傍に吐出部５２から冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を吐出することができるので、冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を多孔質体１２により確実に浸透させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、冷媒供給部５と仕切り部６とを、一体的に設ける。これにより、冷媒供給部５と仕切り部６とを互いに別個に設ける場合に比べて、構成を簡略化することができる。

また、本実施形態では、仕切り板６ａには、第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２との間で液相の冷媒Ｃ２を移動させるための、仕切り板６ａに形成される孔部６３を設ける。吐出部５２から吐出され第１冷媒空間２１を移動する間に多孔質体１２に浸透しなかった液相の冷媒Ｃ２を、第２冷媒空間２２において一時的に貯留することができる。つまり、第１冷媒空間２１から多孔質体１２に供給する液相の冷媒Ｃ２の量が増加した場合、第２冷媒空間２２に貯留された液相の冷媒Ｃ２を第１冷媒空間２１に供給することができるので、多孔質体１２に液相の冷媒Ｃ２が浸透していない状態が発生することを抑制することができる。この結果、厚みの小さい第１冷媒空間２１を設けたとしても、熱源Ｈをより確実に冷却することができる。

また、本実施形態では、上記のように、平板形状の多孔質体１２の主表面１２ａと平行な方向において、吐出部５２を、冷媒貯留空間２０の中央部に配置するとともに、孔部６３を、冷媒貯留空間２０の外側部分に配置する。これにより、吐出部５２から吐出された冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を冷媒貯留空間２０の中央部から冷媒貯留空間２０の外側部分に広げて第２冷媒空間２２に流入させることができるので、多孔質体１２の仕切り板６ａ側の主表面１２ａに冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を行き渡らせることができる。この結果、冷えた状態の液相の冷媒Ｃ２を多孔質体１２により確実に浸透させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、仕切り部６と多孔質体１２との間の第１冷媒空間２１を微小隙間にした場合、第１冷媒空間２１内の液相の冷媒Ｃ２に毛細管力が生じるので、航空機１００の姿勢が傾いたとしても、第１冷媒空間２１内に液相の冷媒Ｃ２を保持することができる。この結果、多孔質体１２に液相の冷媒Ｃ２が浸透していない状態が発生することを抑制することができるので、航空機１００の熱源Ｈをより確実に冷却することができる。

また、本実施形態では、上記のように、多孔質体１２において生じる気相の冷媒Ｃ１の増加に伴い吐出圧が増加した液相の冷媒Ｃ２が第１冷媒空間２１に吐出されたとしても、孔部６３を介して第２冷媒空間２２に増加した分の圧力を逃がすことが可能である。これにより、ループヒートパイプ１内の圧力の調和がとれた状態を維持することが可能であるので、ループヒートパイプ１の冷却性能を安定化することが可能である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、生成した冷媒蒸気Ｃ１を冷媒蒸気供給部４に流す溝１３が、筐体１１の底部１１ｂに形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、生成した冷媒蒸気を冷媒蒸気供給部に流す溝が、多孔質体に形成されてもよい。

また、上記実施形態では、第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２との間で液相の冷媒Ｃ２を移動させるため、仕切り板６ａに孔部６３が形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図５に示す変形例のように、仕切り板２０６ａは、第１冷媒空間２１と第２冷媒空間２２との間で液相の冷媒Ｃ２を移動させるため、筐体１１の内側面部１１ｄとの間に流通路２６５を構成可能な外周部２６４を有していてもよい。つまり、仕切り板２０６ａから多孔質体１２に向かう方向に直交する方向において、仕切り板２０６ａの幅Ｗ１が、筐体１１の内側面部１１ｄの幅Ｗ２よりも小さくてもよい。

また、上記実施形態では、同じ材質の仕切り板６ａと冷媒供給管５１とが一体的に接合された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図５および図６に示す変形例のように、同じ材質の仕切り板２０６ａと冷媒供給管２５１とが一体的に成型されてもよい。この場合、仕切り板２０６ａは、冷媒供給管２５１内の流路に接続され、冷媒供給管２５１内を流れる液相の冷媒Ｃ２を流入させる流入空間２６６と、流入空間２６６と第１冷媒空間２１とを連通させる複数の吐出孔２６７とを有していてもよい。

また、上記実施形態では、第１冷媒空間２１に吐出する吐出部５２は、１つである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷媒供給管を複数設けることにより、第１冷媒空間に吐出する吐出部が複数設けられてもよい。

また、上記実施形態では、底部１１ｂは、アルミニウム、ステンレスなどの金属により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、底部は、熱源からの熱を伝導しやすい材質であれば他の金属または樹脂材であってもよい。

また、上記実施形態では、ケース部１１ａは、テフロン（登録商標）などの樹脂材により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ケース部は、熱伝導率が小さければ他の樹脂材または金属であってもよい。

また、上記実施形態では、仕切り板６ａは、テフロン（登録商標）などの樹脂材により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、仕切り板は、熱伝導率が小さければ他の樹脂材または金属であってもよい。

また、上記実施形態では、ケース部１１ａの材質と底部１１ｂの材質とが異なる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ケース部の材質と底部の材質とは、同じであってもよい。

また、上記実施形態では、冷媒供給管５１は、テフロン（登録商標）などの樹脂材により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷媒供給管は、熱伝導率が小さければ他の樹脂材または金属であってもよい。

１ ループヒートパイプ
２ 凝縮器
３ 蒸発器
５ 冷媒供給部
６ 仕切り部
６ａ、２０６ａ 仕切り板
１１ 筐体
１２ 多孔質体
１２ａ 主表面
２０ 冷媒貯留空間
２１ 第１冷媒空間
２２ 第２冷媒空間
５１、２５１ 冷媒供給管
５２ 吐出部
６３ 孔部
１００ 航空機
２６４ 外周部
２６５ 流通路
Ｂ 微小距離（第１冷媒空間の長さ）
Ｃ 冷媒
Ｃ２ 液相の冷媒
Ｈ 熱源
Ｌ 第２冷媒空間の長さ

Claims (7)

1. 気相の冷媒を凝縮させて液相の冷媒を生成する凝縮器と、
   前記凝縮器において生成された前記液相の冷媒が流れる冷媒供給部と、
   前記冷媒供給部から供給される前記液相の冷媒を貯留する冷媒貯留空間を有する筐体と、前記筐体内に配置され、前記冷媒貯留空間内の前記液相の冷媒を毛細管力により移動させるとともに熱源から伝わる熱により前記液相の冷媒を蒸発させる平板形状の多孔質体とを含む蒸発器と、
   前記冷媒貯留空間を、前記多孔質体側の第１冷媒空間と前記多孔質体側とは反対側の第２冷媒空間とに仕切る仕切り部とを備え、
   前記冷媒供給部は、前記第１冷媒空間の近傍に配置され、前記第１冷媒空間に前記液相の冷媒を吐出する吐出部を含む、ループヒートパイプ。
2. 前記平板形状の多孔質体の主表面に直交する方向において、前記第１冷媒空間の長さは、前記第２冷媒空間の長さよりも小さい、請求項１に記載のループヒートパイプ。
3. 前記平板形状の多孔質体の主表面に直交する方向において、前記冷媒供給部の前記吐出部と前記平板形状の多孔質体の主表面との距離は、前記第２冷媒空間の長さよりも小さい、請求項１または２に記載のループヒートパイプ。
4. 前記冷媒供給部と前記仕切り部とは、一体的に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
5. 前記冷媒供給部は、下流側端部に前記吐出部が形成された冷媒供給管をさらに含み、
   前記仕切り部は、前記第１冷媒空間と前記第２冷媒空間とを仕切る仕切り板をさらに含み、
   前記仕切り板は、前記第１冷媒空間と前記第２冷媒空間との間で前記液相の冷媒を移動させるための、前記仕切り板に形成される孔部、または、前記筐体の内側面部との間に流通路を構成可能な外周部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
6. 前記平板形状の多孔質体の主表面と平行な方向において、前記吐出部は、前記冷媒貯留空間の中央部に配置されるとともに、前記孔部は、前記冷媒貯留空間の外側部分に配置されている、請求項５に記載のループヒートパイプ。
7. 航空機内に配置される熱源を冷却するループヒートパイプを備え、
   ループヒートパイプは、気相の冷媒を凝縮させて液相の冷媒を生成する凝縮器と、前記凝縮器において生成された前記液相の冷媒が流れる冷媒供給部と、前記冷媒供給部から供給される前記液相の冷媒を貯留する冷媒貯留空間を有する筐体と、前記筐体内に配置され、前記冷媒貯留空間内の前記液相の冷媒を毛細管力により移動させるとともに前記熱源から伝わる熱により蒸発させる平板形状の多孔質体とを含む蒸発器と、前記冷媒貯留空間を、前記多孔質体側の第１冷媒空間と前記多孔質体側とは反対側の第２冷媒空間とに仕切る仕切り部とを含み、
   前記冷媒供給部は、前記第１冷媒空間の近傍に配置され、前記第１冷媒空間に前記液相の冷媒を吐出する吐出部を有する、航空機用冷却装置。

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