JP6191137B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本出願は発熱体を冷却するループ型ヒートパイプを用いた冷却装置に関する。

電子部品などの発熱体を冷却する冷却装置として、内部に封入した作動流体をループ状のパイプ内を循環させ、作動流体の相変化を利用して熱を輸送するヒートパイプが知られている。一般に、ヒートパイプは、液相の冷却液を液輸送ポンプを用いてパイプ内を循環させ、冷却装置や受熱部で冷却液を沸騰させて蒸発潜熱により高い冷却性能を実現する気液二層流の冷却装置である。液輸送ポンプを用いる冷却装置は、受熱部と放熱部の距離が遠く熱輸送距離が大きい場合や、マイクロチャネルのように受熱部を薄型化して流路を狭くした場合等、循環経路の圧力損失が大きい場合に適している。

一方、液輸送ポンプを用いることなく、蒸発器に設けた多孔質体（ウィック）の毛管力により作動流体を循環させるループ型ヒートパイプを用いた冷却装置が知られている。ループ型ヒートパイプは、蒸発器内の多孔質体の毛管力によって作動流体を循環させるために、熱輸送ポンプなどの動力が要らず、蒸発器内の蒸気圧によって遠い位置の凝縮器に熱を輸送することが可能である。このようなループ型ヒートパイプは、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。

特許文献１に開示されたループ型ヒートパイプは、水平方向に複数ウィックを挿入した蒸発器構造が特徴であり、単一ウィックに比べて薄型で蒸発面積（ウィックの表面積）を大きくすることが可能な装置である。また、特許文献２に開示されたループ型ヒートパイプは、加熱面の上にウィックを重ねた構造に特徴があり、加熱面とウィックに相対する凹凸を設けることにより蒸発面積を拡大して性能を向上させている。

特開２００９−１１５３９６号公報

特開２００７−２４７９３１号公報

しかし、特許文献１に開示されたループ型ヒートパイプでは、蒸発器を薄くしたので、液相の作動流体を広い面積の多孔質体に均一に浸み込ませて蒸発させることが難しく、多孔質体の一部がドライアウトして作動流体の循環が不安定になり、性能が低下する。また、特許文献２に開示されたループ型ヒートパイプでは、薄型化は容易であるが、発熱体の発熱量が増加して蒸発量が増えた場合、ウィック先端に液が供給され難くなり、ドライアウトが発生し、蒸発面積が減少して冷却性能は著しく低下する課題があった。

１つの側面では、本出願は、平板型蒸発器を持つループ型ヒートパイプを用いた冷却装置において、多孔質体（ウィック）のドライアウトや冷却性能の低下を伴わずに薄型化することが可能な蒸発器を備えたループ型ヒートパイプを用いた冷却装置を提供することを目的とする。

他の側面では、本出願は、平板型蒸発器を持つループ型ヒートパイプを用いた冷却装置において、冷却装置が横置きされても、縦置きされても蒸発器が機能を発揮することができるループ型ヒートパイプを用いた冷却装置を提供することを目的とする。

１つの態様によれば、多孔質体を内蔵する蒸発器と、凝縮器と、蒸発器と凝縮器とをループ状に接続する液管及び蒸気管を備えたループ型ヒートパイプにより発熱体を冷却する冷却装置であって、蒸発器は、第１のケースと第２のケースとを備えており、第１のケースは、熱伝導率の低い材料で形成され、液管から供給される作動液を多孔質体を通じて第２のケース側に送出し、第２のケースは、熱伝導率の高い材料で形成されると共に、発熱体から熱を受け取る受熱部と、受け取った熱により前記多孔質体から染み出した作動液を蒸気化する加熱部と、作動液の蒸気を集めて蒸気管に送り出す蒸気収集部とを備え、多孔質体は、第１のケースから第２のケースに送出される作動液の浸透面積を増大させる凹凸を備えることを特徴とする冷却装置が提供される。

本出願の一実施形態のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置が組み込まれたコンピュータが横置きされて使用される場合の透視図である。 図１に示した蒸発器の第１の実施例を示す斜視図である。 図２に示した蒸発器をアッパーケースとロアケースに分解した分解斜視図である。 図３に示した蒸発器のアッパーケースとロアケースを、それぞれ更に分解した分解斜視図である。 （ａ）は図２に示したウィックの平面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。 （ａ）は図４に示した蒸発器を発熱体の上に載置した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）における作動液の移動を説明する説明図である。 （ａ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第１の実施例の変形例の構造を示す図６（ａ）と同じ部位を示す断面図、（ｂ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第１の実施例の別の変形例の構造を示す図６（ａ）と同じ部位を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した別の変形例における作動液のウィックへの浸透状態を説明する部分拡大断面図である。 本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第１の実施例のアッパーケースに接続される液管の変形例を示す平面図である。 本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第２の実施例を示す斜視図である。 図９に示した蒸発器をアッパケースとロアケースに分解した状態を示す分解斜視図である。 図１０に示した蒸発器のアッパケースとロアケースをそれぞれ更に分解した状態を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１１に示した蒸発器を発熱体の上に載置した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）における作動液の移動を説明する説明図である。 本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第３の実施例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１３に示した蒸発器を発熱体の上に載置した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）における作動液の移動を説明する説明図、（ｃ）は第３の実施例の変形実施例のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器を示す断面図である。 本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第４の実施例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１５に示した蒸発器を発熱体の上に載置した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）における作動液の移動を説明する説明図である。 本出願の一実施形態のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置が組み込まれたコンピュータが縦置きされて使用される場合の透視図である。 （ａ）は図１７に示した使用状態における図１４（ａ）に示した第３の実施例の蒸発器の使用状態を示す断面図、（ｂ）は図１７に示した使用状態における図１６（ａ）に示した第４の実施例の蒸発器の使用状態を示す断面図である。 （ａ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第５の実施例を示す断面図、（ｂ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第６の実施例を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したセパレータの正面図である。 （ａ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第７の実施例を示す断面図、（ｂ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第８の実施例を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したセパレータの正面図である。 （ａ）は本出願のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置の蒸発器の第９の実施例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に使用されるウィックの斜視図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は、本出願の一実施形態のループ型ヒートパイプを用いた冷却装置７が組み込まれた電子機器であるコンピュータ５０の透視図である。なお、以後、冷却装置７は同義であるループ型ヒートパイプ７とも記す。コンピュータ５０には、ＣＰＵ（中央演算装置）５１を含む複数の回路部品５２を搭載する回路基板５３、回路基板５３上の部品を空冷する送風ファン５４、電源部５５及び補助記憶装置であるＨＤＤ（ハードディスク装置）５６がある。回路基板５３上の部品は送風ファン５４によって冷却可能であるが、高温になるＣＰＵ５１は冷却風Ｗだけでは十分な冷却ができないので、ループ型ヒートパイプ７によって冷却される。

ループ型ヒートパイプ７は、蒸発器１と凝縮器３を備えており、凝縮器３には複数の放熱フィン６がある。本出願では、蒸発器１がアッパケース１Ｕとロアケース１Ｌとを備えた平板型をしており、アッパケース１Ｕと凝縮器３とが液体が流れる液管４で接続されており、ロアケース１Ｌと凝縮器３とが蒸気が流れる蒸気管５で接続されている。また、アッパケース１Ｕとロアケース１Ｌの境界部には、ループ型ヒートパイプ７の作動流体（以後、作動液という）を循環させるウィックが設けられている。蒸発器１は、回路基板５３上の発熱部品（ＣＰＵ）５１の上にサーマルグリースを介して密着させて、発熱部品５１からの熱を奪って冷却する。

ウィックは、セラミックス、金属、樹脂などを材料とした多孔質体である。ループ型ヒートパイプ７の内部は、完全に真空引きされた後、水系、アルコール系、フッ化炭化水素化合物系などの液体が作動液として封入されている。本出願ではループ型ヒートパイプ７の作動液としてアセトンを使用し、ループ型ヒートパイプ７の内部を真空状態にした後に、飽和状態のアセトンを適量封入した。作動液は、熱が加えられる蒸発器１のウィックで液相の作動液が蒸気になって蒸気管５を流れ、凝縮器３の放熱フィン６で冷却されて蒸気が液相の作動液になって液管４から蒸発器１に還流する。作動液はウィックの毛管力（毛細管力）によってループ型ヒートパイプ７内を循環する。

コンピュータ５０の稼動時には、発熱部品５１からおよそ１５０Ｗの熱量が発生し、この熱量はループ型ヒートパイプ７の平板型蒸発器１に吸熱される。蒸発器１内でウィックから染み出した液相のアセトンが蒸発、気化する。気化したアセトン蒸気が凝縮器３に移動することにより、蒸発器１で吸収した熱量が凝縮器３まで輸送される。凝縮器３に移動したアセトン蒸気は、凝縮器３において冷却され凝縮、液化する。凝縮器３にて放出された熱量は放熱フィン６から放熱され、ファン５４からの送風によりコンピュータ５０の筐体の外部に放出される。

図２は、図１に示した蒸発器１の、第１の実施例の蒸発器１０を示す斜視図である。第１の実施例の蒸発器１０の外形サイズは、例えば縦横寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍであり、高さ３０ｍｍである。第１の実施例の蒸発器１０は、液管４が接続されるアッパケース１０Ｕと、蒸気管５が接続されるロアケース１０Ｌを備えている。アッパケース１０Ｕにはカバー１１と枠体１２があり、ロアケース１０Ｌには、ウィックを内蔵するウィックケース１５と底板１６がある。

図３は、図２に示した蒸発器１０を、アッパケース１０Ｕとロアケース１０Ｌに分解した分解斜視図である。この図から分かるように、ウィック１４はアッパケース１０Ｕとロアケース１０Ｌの境界部に設けられており、ウィック１４のアッパケース１０Ｕ側の面には、第１の実施例では格子状の９つの凹部１４Ａがある。凹部１４Ａは作動液の蒸発室として機能する。第１の実施例では、凹部１４Ａの数は縦方向に３個、横方向に３個の合計９個であるが、凹部１４Ａの数は特に限定されるものではない。

図４は、図３に示した蒸発器１０のアッパケース１０Ｕとロアケース１０Ｌを、それぞれ更に分解した分解斜視図である。また、図６（ａ）は図２で説明した第１の実施例の蒸発器１０の縦断面を示す断面図であり、図４に示される各部材を組み立てた時の断面を示している。従って、ここでは、図４に図６（ａ）を併用して、第１の実施例の蒸発器１０の構造を説明する。

アッパケース１０Ｕは、カバー１１と枠体１２の中に貯留ケース１３が作動液の液室として設けられており、貯留ケース１３の中には作動液の貯留部１３Ｃがある。貯留ケース１３の内部の高さは１０ｍｍ程度である。貯留ケース１３は作動液と直接接触するので、ナイロン樹脂製である。また、カバー１１と枠体１２の材質は熱伝導率が比較的低いステンレスである。この結果、貯留ケース１３からの作動液への熱リークが遮断される。更に、カバー１１と枠体１２の材質をステンレスとしたことにより、発熱体に熱接触するロアケース１０Ｌからの熱が作動液に伝わり難くなった。

貯留ケース１３の底面１３Ｄには、ウィック１４の平坦部１４Ｄにある９つの凹部１４Ａに対応する位置に、作動液の送出口１３Ａが設けられている。アッパケース１０Ｕがロアケース１０Ｌに重ね合わされた状態では、図６（ａ）に示されるように、ウィック１４の凹部１４Ａの開口部に、貯留ケース１３の送出口１３Ａが重なり合う。従って、貯留ケース１３内の作動液は全てウィック１４の凹部１４Ａに流入し、ウィック１４を通じてロアケース１０Ｌに移る。また、貯留ケース１３は、カバー１１と枠体１２の中に収容された状態で、作動液の流入口１３Ｂが枠体１２に設けられた作動液の流入口１２Ａに連通し、流入口１２Ａに取り付けられる液管４からの作動液Ｌが実線で示すように貯留部１３Ｃ内に流入する。

一方、ロアケース１０Ｌは、ウィック１４を収容するウィックケース１５と底板１６とを備えている。ウィック１４のウィックケース１５側の面には、凹部１４Ａに対応する凸部１４Ｂが設けられている。凸部１４Ｂの外形寸法は、１４ｍｍ×１４ｍｍ程度とし、高さが１５ｍｍ程度とすることができる。また、凸部１４Ｂの側面には、例えば幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ、ピッチ２ｍｍの溝であるグルーブ１４Ｃが均一に設けられている。凸部１４Ｂの外周面の凹部１４Ａの内周面からの距離は全て同じであり、グルーブ１４Ｃの深さはどの部分も同じである。従って、グルーブ１４Ｃの底面から凹部１４Ａまでの肉厚は均一になっている。

図５（ａ）はウィック１４を平面視したものであり、図５（ｂ）はウィック１４を底面視したものである。図５（ｂ）に示されるウィック１４の凸部１４Ｂの側面にあるグルーブ１４Ｃは、ウィック１４の形状を大まかに示すために、上述の寸法とは異なる寸法で記載されている。ウィック１４の材質は、空孔率４０％、ポーラス径の平均値が２０μｍである多孔質のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂焼結体である。

ロアケース１０Ｌにおいて、ウィック１４の下側に設けられるウィックケース１５には、ウィック１４の凸部１４Ｂを収納するウィック収納部１５Ｂが、凸部１４Ｂの数に対応して設けられている。ウィック収納部１５Ｂの深さはウィック１４の凸部１４Ｂの高さと同じである。本実施例では、ウィックケース１５は熱伝導性の良い銅製である。

ウィック収納部１５Ｂの内寸はウィック１４の凸部１４Ｂの外寸と同等、或いは僅かに小さく形成されており、ウィック１４の凸部１４Ｂはウィックケース１５のウィック収納部１５Ｂに僅かに圧縮された状態で嵌め込まれる構造となっている。即ち、銅製のウィックケース１５との十分な密着を得るために、ウィック１４の凸部１４Ｂの寸法は、ウィック収納部１５Ｂの寸法と同等、或いは５０〜２００μｍ程度大きく作れば良い。また、第１の実施例では、ウィック１４の凸部１４Ｂとウィックケース１５のウィック収納部１５Ｂとの十分な密着性を得るため、両者が接触する側面は、底板１６に対して垂直となっている。

ウィックケース１５の下側には、同じく熱伝導性の良い銅製の底板１６が設けられている。底板１６の上面にはウィックケース１５の底面との間に３ｍｍの隙間を設けて凹部が設けられており、この凹部は仕切壁１６Ａで仕切られて９つの蒸気室１７が形成されている。各蒸気室１７の開口部は、ウィック収納部１５Ｂに重なり合う。また、各蒸気室１７は、隣り合う蒸気室１７と連通孔１８で連通している、そして、蒸発器１０の端部に位置する蒸気室１７Ｅの外側のウィックケース１５には流出孔１９が設けられており、この流出孔１９に蒸気管５が接続している。以上のような構造を備えた蒸発器１０は、発熱体８の上にサーマルグリース９を介在させて取り付けられる。

ここで、図６（ｂ）により第１の実施例の蒸発器１０の動作を説明する。第１の実施例の蒸発器１０では、液管４から貯留ケース１３の貯留部１３Ｃに流入した作動液Ｌは、貯留ケース１３の底面１３Ｄを流れてウィック１４の各凹部１４Ａ内に振り分けられる。発熱体８が発熱すると、熱流が破線Ｈで示すようにウィックケース１５に伝わり、ロアケース１０Ｌの温度が上昇する。ウィック１４の凹部１４Ａ内の作動液Ｌは、ウィックケース１５に対向する部分で矢印ＣＰで示すように毛管現象でウィック１４に浸透し、グルーブ１４Ｃに染み出す。グルーブ１４Ｃに染み出した作動液Ｌは、温度上昇したウィック取付柱２５の熱によって蒸気Ｖとなり、各蒸気室１７に集まる。各蒸気室１７に集まった作動液の蒸気Ｖは連通孔１８を流れて、図４に示した蒸発器１０の端部に位置する蒸気室１７Ｅに集まり、流出孔１９を通って蒸気管５から排出される。

第１の実施例の蒸発器１０の構造では、前述のように、凹部１４Ａの内周面からの凸部１４Ｂの外周面までの距離は全て同じであり、同様に凹部１４Ａの内周面からのグルーブ１４Ｃの底面までの距離も同じである。従って、作動液Ｌがウィック１４に浸透して蒸気室１７に集まる場合、ウィック１４の凹部１４Ａの内周面から金属面（ウィックケース１５）への浸透距離が同じであるので、ウィック１４に部分的な渇きが生じ難い。また、ウィック１４の凹部１４Ａ内で熱によって作動液Ｌに気泡が発生しても、気泡は貯留ケース１３の貯留部１３Ｃに抜けるので、気泡が凹部１４Ａ内に留まることがなく、ウィック１４に部分的な渇きが生じ難い。

尚、第１の実施例の蒸発器１０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ウィック１４の凸部１４Ｂとウィックケース１５のウィック収納部１５Ｂとの接触面ＣＳが底板１６に垂直であるが、図７（ａ）に示す変形実施例のように、接触面ＣＳは傾いていても良い。このように接触面ＣＳに傾斜をつけて凸部１４Ｂの断面形状を台形形状にすると、ウィック収納部１５Ｂに凸部１４Ｂが嵌め込み易くなり、蒸発器１０の組立を容易にできる。図７（ａ）に示した第１の実施例の蒸発器１０の変形例の蒸発器１０Ａのその他の構造及び動作は図６（ａ）に示した蒸発器１０と同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

また、図７（ｂ）に示すように、傾きを更に大きくした別の変形実施例の蒸発器１０Ｂが可能である。図７（ｂ）に示す蒸発器１０Ｂでは、ウィック１４の凹部１４Ａの形状を円錐台状ではなく、円錐状として凹部１４Ａに底面を無くしているので、ウィック１４の凹部１４Ａの内周面が全てウィックケース１５に対向している。このため、底板１６の加熱面ＣＳから伝わる熱流Ｈがウィックケース１５に伝わり、接触面ＣＳが加熱されると、凹部１４Ａの全ての内周面から毛管現象による浸透が矢印ＣＰで示すように起こる。このとき、グルーブ１４Ｃの深さは均一であるので、作動液Ｌの浸透距離も均等になる。蒸発器１０Ｂのその他の部分の構造は図７（ａ）に示した蒸発器１０Ａと同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

一方、第１の実施例の蒸発器１０，１０Ａ，１０Ｂでは、液管４から供給された作動液Ｌが全てのウィック１４の凹部１４Ａ内に均等に溜まらない場合が考えられる。そのような場合は、図８に示す変形例のように、蒸発器１０の対向する面にそれぞれマニフォールドＭ１、Ｍ２を取り付け、マニフォールドＭ１には液管４を接続し、マニフォールドＭ２には液管４を分岐した分岐管４Ａを接続すれば良い。

第１の実施例の蒸発器１０を使用したループ型ヒートパイプを電子機器内に実装し、実働している電子機器内の電子部品（ＣＰＵ）を冷却する実験を行った。その結果、電子部品が最大速度で動作し発熱量がおよそ最大１５０Ｗである状態でも、ジャンクション温度は６０°Ｃ以下を保ち、良好に冷却できることがわかった。また、電子機器がフル稼働の状態を含めていずれの条件でも蒸発器１０内のウィック１４はドライアウトして電子部品が異常に高温となることもなく、安定した冷却性能が得られることがわかった。このように、第１の実施例の薄型で平板の蒸発器１０をループ型ヒートパイプに用いれば、高発熱体を効率よく冷却することができ、電子機器やコンピューターの高性能化が可能である。

図９は、図１に示した蒸発器１の第２の実施例の蒸発器２０を示す斜視図である。第２の実施例の蒸発器２０の外形サイズは、例えば、縦横寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍであり、高さ３０ｍｍである。第２の実施例の蒸発器２０は、液管４が接続されるアッパケース２０Ｕと、蒸気管５が接続されるロアケース２０Ｌとを備えている。アッパケース２０Ｕにはカバー２１と枠体２２があり、ロアケース２０Ｌにはウィックを内蔵する底板２６がある。

図１０は、図９に示した蒸発器２０を、アッパケース２０Ｕとロアケース２０Ｌに分解した分解斜視図である。図１０から分かるように、ウィック２４はアッパケース２０Ｕとロアケース２０Ｌの境界部に設けられており、ウィック２４のアッパケース２０Ｕ側の平坦部２４Ｄには、第２の実施例では円柱状の９つの凸部２４Ｂがある。ウィック２４には作動液を蒸発させて蒸気にする機能がある。第２の実施例では、ウィック２４における凸部２４Ｂの数は縦方向に３個、横方向に３個の合計９個であるが、凸部２４Ｂの数は特に限定されるものではない。

図１１は、図１０に示した蒸発器２０のアッパケース２０Ｕとロアケース２０Ｌを、それぞれ更に分解した分解斜視図である。また、図１２（ａ）は図９で説明した第２の実施例の蒸発器２０の縦断面を示す断面図であり、図１１に示される各部材を組み立てた時の断面を示している。従って、ここでは、図１１に図１２（ａ）を併用して、第２の実施例の蒸発器２０の構造を説明する。

アッパケース２０Ｕは、カバー２１と枠体２２の中に貯留ケース２３が作動液の液室として設けられており、貯留ケース２３の中には作動液の貯留部２３Ｃがある。貯留ケース２３の内部の高さは１０ｍｍ程度である。貯留ケース２３は作動液と直接接触するので、ナイロン樹脂製である。また、カバー２１と枠体２２の材質は熱伝導率が比較的低いステンレスである。この結果、貯留ケース２３を通じて内部にある作動液に、外部からの熱が伝わり難い。更に、カバー２１と枠体２２の材質をステンレスとしたことにより、発熱体に熱接触するロアケース２０Ｌからの熱が貯留ケース２３に伝わり難くなった。

貯留ケース２３の底面２３Ｄには、ウィック２４にある９つの凸部２４Ｂに対応する位置に、作動液の送出口２３Ａが設けられている。アッパケース２０Ｕがロアケース２０Ｌに重ね合わされた状態では、図１２（ａ）に示すように、ウィック２４の凸部２４Ｂが、貯留ケース２３の送出口２３Ａを挿通して貯留ケース２３の貯留部２３Ｃ内に突出する。凸部２４Ｂの外周面と送出口２３Ａの内周面の間には隙間はないので、貯留ケース２３内の作動液は全てウィック２４の凸部２４Ｂに浸透し、ウィック２４を通じてロアケース２０Ｌに移動する。また、貯留ケース２３は、カバー２１と枠体２２の中に収容された状態で、作動液の流入口２３Ｂが枠体２２に設けられた作動液の流入口２２Ａに連通し、流入口２２Ａに取り付けられる液管４からの作動液Ｌが実線で示すように貯留部２３Ｃ内に流入する。

一方、ロアケース２０Ｌは、蒸気室となる凹部２７（以後蒸気室２７と記す）を備えた底板２６と、蒸気室２７に突設されたウィック取付柱２５を備える。ウィック取付柱２５の本数は９本であり、ウィック取付柱２５の中心軸が、ウィック２４の円柱状の９つの凸部２４Ｂの中心軸に一致している。蒸気室２７の深さは３ｍｍ程度とし、ウィック取付柱２５の直径はφ９ｍｍとし、高さは１５ｍｍとすることが可能である。また、底板２６の一端には蒸気室２７に連通する流出孔２９があり、流出孔２９に蒸気管５が接続される。本実施例では、ウィック取付柱２５及び底板２６は熱伝導性の良い銅製である。そして、底板２６は、発熱体８の上にサーマルグリース９を介在させて取り付けられる。

ウィック２４の材質は、空孔率４０％、ポーラス径の平均値が２０μｍである多孔質のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂焼結体とすることができる。そして、ウィック２４の凸部２４Ｂの裏面には、底板２６に突設されたウィック取付柱２５が挿入される凹部２４Ａが設けられている。凹部２４Ａの形状は、図１２（ａ）に示すＢ−Ｂ線における断面を示す図１２（ｂ）から分かるように、ウィック取付柱２５が挿入される内周面にグルーブ２４Ｃが等間隔で設けられた形状である。凹部２４Ａの内周面の内径はφ９ｍｍ、深さは１２ｍｍ、ウィック２４の凸部の外形はφ１３ｍｍとすることができる。従って、ウィック２４の凹部２４Ａにウィック取付柱２５が差し込まれた状態では、ウィック２４の底板側の面が底板２６の端面２６Ａと面一になる。

グルーブ２４Ｃは、例えば、凹部２４Ａの内周面に幅１ｍｍ、深さ１ｍｍ、ピッチ２ｍｍとして、底板２６に対して垂直方向に均一に設けることができる。この構成では、グルーブ２４Ｃの底面からウィック２４の凸部２４Ｂの外周面までの肉厚は均一である。しかし、図１２（ｂ）に示されるウィック２４の凹部２４Ａの内周面にあるグルーブ２４Ｃは、ウィック２４の凹部２４Ａの形状を大まかに示すために、上述の寸法とは異なる寸法で記載されている。また、ウィック取付柱２５が挿入される凹部２４Ａの内周面の内径は、ウィック取付柱２５との十分な密着を得るため、ウィック取付柱２５の外径寸法と同等か、或いは５０〜２００μｍ程度小さく作製すれば良い。

ここで、図１２（ｃ）により第２の実施例の蒸発器２０の動作を説明する。第２の実施例の蒸発器２０では、液管４から貯留ケース２３の貯留部２３Ｃに流入した作動液Ｌは、ウィック２４の各凸部２４Ｂの周囲に均一に溜まり、ウィック２４の凸部２４Ｂの外周面に沿って浸透が進む。発熱体８が発熱すると、熱流が破線Ｈで示すようにウィック取付柱２５に伝わり、ウィック取付柱２５の温度が上昇する。ウィック２４の凸部２４Ｂの外側にある作動液Ｌが、矢印ＣＰで示すように毛管現象でウィック２４に浸透し、グルーブ２４Ｃに染み出す。グルーブ２４Ｃに染み出した作動液Ｌはウィック取付柱２５の熱によって蒸気Ｖとなり、蒸気室２７に集まる。前述のように、グルーブ２４Ｃの底面からウィック２４の凸部２４Ｂの外周面までの肉厚は均一であるので、作動液Ｌの浸透距離が均等になる。蒸気室２７に集まった作動液の蒸気Ｖは流出孔２９を通って蒸気管５から排出される。

第２の実施例の蒸発器２０の構造では、作動液Ｌがウィック２４に浸透した後に蒸気Ｖとなって蒸気室２７に集まる場合、ウィック２４の凸部２４Ｂから金属面（ウィック取付柱２５）への浸透距離が同じであるので、ウィック２４に部分的な渇きが生じ難い。また、ウィック２４の凸部２４Ｂの周囲は同一平面で連続した構造であるので、各凸部２４Ｂに均一に作動液が供給される。即ち、ウィック２４の最下部は蒸発器２０の底面に最も近く温度が高温となり易いが、ウィック２４は作動液Ｌを確実に含侵できるため、ウィック２４の部分的な乾きやドライアウトを完全に防止することができる。このため、より信頼性が高い作動性を実現することができる。

第２の実施例においては、作動液としてエタノールを用いた。第２の実施例の蒸発器２０を用いたループ型ヒートパイプを用いて、実働している電子機器内の電子部品（ＣＰＵ）を冷却する実験を行った。その結果、電子部品が最大速度で動作し発熱量がおよそ最大１５０Ｗである状態でもジャンクション温度は５５°Ｃ以下を保ち、良好に冷却できることがわかった。また、電子機器がフル稼働の状態を含めていずれの条件でも蒸発器２０の中のウィック２４はドライアウトして電子部品が以上に高温となることもなく、安定した冷却性能が得られることがわかった。このように、第２の実施例の薄型で平板の蒸発器２０を有するループ型ヒートパイプを用いた冷却装置では、高発熱体を効率よく冷却することができ、電子機器やコンピュータの高性能化が可能である。

図１３は、本出願のループ型ヒートパイプの第３の実施例の蒸発器１０Ａを示す分解斜視図である。第３の実施例の蒸発器１０Ａの構成部材は、図２から図６で説明した第１の実施例の蒸発器１０の構成部材と殆ど同じである。よって、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

第３の実施例の蒸発器１０Ａの構造において、第１の実施例の蒸発器１０の構造と異なる点は、貯留ケース１３の構造だけである。第１の実施例の蒸発器１０における貯留ケース１３は、その底面１３Ｄにウィック１４の平坦部１４Ｄにある９つの凹部１４Ａに対応する位置に、作動液の送出口１３Ａが設けられている。一方、第３の実施例の蒸発器１０Ａでは、貯留ケース１３には底面１３Ｄがなく、図１４（ａ）に示すように、ウィック１４に対向する面が全て開口している。従って、貯留ケース１３に流入した作動液は、ウィック１４の平坦部１４Ｄを流れて凹部１４Ａの中に流入する。

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）における作動液の移動を説明する説明図である。第３の実施例の蒸発器１０Ａにおいても、液管４から貯留ケース１３の貯留部１３Ｃに流入した作動液Ｌはウィック１４の平坦部１４Ｄを流れて各凹部１４Ａ内に振り分けられる。発熱体８が発熱すると、熱が破線で示すようにウィックケース１５に伝わり、ロアケース１０Ｌの温度が上昇する。ロアケース１０Ｌの温度上昇により、ウィック１４の凹部１４Ａ内の作動液Ｌが矢印で示すように毛管現象でウィック１４に浸透し、グルーブ１４Ｃに染み出す。グルーブ１４Ｃに染み出した作動液Ｌはウィックケース１５の熱によって蒸気Ｖとなり、各蒸気室１７に集まる。各蒸気室１７に集まった作動液の蒸気Ｖは連通孔１８を流れて、図４に示した蒸発器１０の端部に位置する蒸気室１７Ｅに集まり、流出孔１９を通って蒸気管５から排出される。

第３の実施例の蒸発器１０Ａの構造では、作動液Ｌがウィック１４の凹部１４Ａに流入する前に、ウィック１４の平坦部１４Ｄを通る。このとき、作動液Ｌがウィック１４の平坦部１４Ｄに僅かに浸み込むことから、第３の実施例の蒸発器１０Ａの構造では、ウィック１４の平坦部１４Ｄに部分的な渇きが生じ難い。

第３の実施例の蒸発器１０Ａの構造には、図７（ｂ）で説明した変形実施例の蒸発器１０Ｂと同様の図１４（ｃ）に示す構造が可能である。即ち、図１４（ｃ）に示すように、ウィック１４のウィックケース１５との接触面ＣＳの傾きを更に大きくした変形実施例の蒸発器１０Ｂが可能である。図１４（ｃ）に示す蒸発器１０Ｂの構造は、図１４（ａ）に示した蒸発器１０Ａの構造と、ウィック１４の形状が異なるだけであり、異なる部分の説明は図７（ｂ）と同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

図１５は、本出願のループ型ヒートパイプの第４の実施例の蒸発器２０Ａを示す分解斜視図である。第４の実施例の蒸発器２０Ａの構成部材は、図９から図１２で説明した第２の実施例の蒸発器２０の構成部材と殆ど同じである。よって、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

第４の実施例の蒸発器２０Ａの構造において、第２の実施例の蒸発器２０の構造と異なる点は、貯留ケース２３の構造だけである。第２の実施例の蒸発器２０における貯留ケース２３は、その底面２３Ｄにウィック２４の凸部２４Ｂに対応して、作動液の送出口２３Ａが設けられている。一方、第４の実施例の蒸発器２０Ａでは、貯留ケース２３には底面２３Ｄがなく、図１６（ａ）に示すように、ウィック２４に対向する面が全て開口している。従って、貯留ケース２３に流入した作動液は、ウィック２４の凸部２４Ｂの側面に接触すると共に、ウィック２４の凸部２４Ｂの周囲の平坦部２４Ｄにも接触する。

図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における作動液Ｌの移動を説明する説明図である。第４の実施例の蒸発器２０Ａにおいても、液管４から貯留ケース２３の貯留部２３Ｃに流入した作動液Ｌは、ウィック２４の各凸部２４Ｂの周囲に均一に溜まり、ウィック２４の凸部２４Ｂの外周面及び平坦部２４Ｄへの浸透が進む。発熱体８が発熱すると、熱が破線で示すようにウィック取付柱２５に伝わる。ウィック取付柱２５の温度上昇により、ウィック２４の凸部２４Ｂの外側にある作動液Ｌが矢印で示すように毛管現象でウィック２４に浸透してグルーブ２４Ｃに染み出す。グルーブ２４Ｃに染み出した作動液Ｌはウィック取付柱２５の熱によって蒸気Ｖとなり、蒸気室２７に集まる。グルーブ２４Ｃの底面からウィック２４の凸部２４Ｂの外周面までの肉厚は均一であるので、作動液Ｌの浸透距離は均等である。蒸気室２７に集まった作動液の蒸気Ｖは流出孔２９を通って蒸気管５から排出される。

第４の実施例の蒸発器２０Ａの構造では、作動液Ｌがウィック２４の平坦部２４Ｄへも浸透して蒸気室２７に集まるので、ウィック２４の平坦部２４Ｄに部分的な渇きが生じ難い。また、ウィック２４の凸部２４Ｂの周囲は同一平面で連続した構造であるので、各凸部２４Ｂに均一に作動液が供給される。即ち、ウィック２４の最下部及び平坦部２４Ｄは蒸発器２０の底面に最も近く温度が高温となり易いが、ウィック２４は作動液Ｌを確実に含侵できるため、ウィック２４の部分的な乾きやドライアウトを完全に防止することができる。このため、より信頼性が高い作動性を実現することができる。

以上説明したように、本出願のループ型ヒートパイプの蒸発器によれば、ウィックの凹部、又は凸部の多孔質体内部において金属面への浸透距離が均一となるため、ウィックに部分的な乾きが生じ難く、ウィックに乾きが発生するドライアウトが生ずることがない。またウィックの温度分布として蒸発器底面に近い部分が高温となるため、作動流体は蒸発器底面に近いウィック先端から多量に蒸発するが、本出願の蒸発器構造であればウィック先端が液室側の最も下方に位置するため、ウィック先端は作動液が最も供給されやすい。

更に、ウィックに弾性体である樹脂製多孔質体を用いることでウィックの側面と蒸発器底面の凹部、又は凸部の側面に密着した構造とできるため、蒸発器底面の熱をウィックに効率よく伝えることができ、高い冷却性能の実現が可能である。このように、本出願の蒸発器構造を用いたループ型ヒートパイプを用いた冷却装置では、発熱部品の高発熱時に蒸発器の蒸発量が低下することなく、安定した冷却性能を得ることが可能である。

ところで、図１に示したコンピュータ５０は一般に横置き（水平置き）状態で使用されるが、机上のスペースの関係で、コンピュータ５０が図１７に示すように縦置き状態で使用されることがある。このような場合、前述の第１から第４の実施例の蒸発器では、蒸発器の内部が作動液で満たされない低発熱時において、ウィックに作動液が十分に供給されない状態が発生してしまう。この課題を、第３と第４の実施例を例にとって、図１８を用いて説明する。

図１８（ａ）は図１７に示した使用状態における図１４（ａ）に示した第３の実施例の蒸発器１０Ａの使用状態を示す断面図である。コンピュータ５０が縦置きされると、蒸発器１０Ａも縦置きされるので、蒸発器の内部が作動液で満たされない低発熱時において、作動液Ｌが蒸発器１０Ａの貯留部１３Ｃの底部側に溜り、蒸発器１０Ａの上部側に作動液Ｌが供給されない部分が生じる。このため、ウィック１４の上端部に作動液が供給され難くなり、ウィックにドライアウトが発生し易くなる。この課題は、図１８（ｂ）に示すように、図１６（ａ）に示した第４の実施例の蒸発器２０Ａが縦置きされた場合も同様である。

この課題に対して、本願では、第１から第４の実施例の蒸発器の内部にセパレータを設けることにより、蒸発器が縦置きされても、蒸発器内に満たされる作動液が蒸発器内のウィックに満遍なく供給されるようにした。蒸発器の内部にセパレータを設けた幾つかの実施例を図１９から図２１を用いて説明する。

図１９（ａ）は本出願のループ型ヒートパイプの第５の実施例の蒸発器１０Ｃを示すものである。第５の実施例の蒸発器１０Ｃは、図１４（ａ）に示した第３の実施例の蒸発器１０Ａの内部にセパレータ６１を設けたものである。セパレータ６１以外の構成は、第３の実施例の蒸発器１０Ａと同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。セパレータ６１は平板状であり、貯留ケース１３の内部に、カバー１１に平行に取り付けられ、作動液の貯留部を第１の貯留部１３Ｃ１と第２の貯留部１３Ｃ２に分割している。セパレータ６１は、蒸発器１０Ｃが縦置きされた時に、貯留ケース１３にある液管４からの作動液Ｌの流入口１３Ｂの直下に第１の貯留部１３Ｃ１が位置するように、貯留ケース１３の内部に設けられる。セパレータ６１の垂直方向の全長は、貯留ケース１３の垂直方向の内寸よりも小さく、セパレータ６１の上端部には第１の貯留部１３Ｃ１と第２の貯留部１３Ｃ２を連通する連通空間１３Ｃ３が設けられる。連通空間１３Ｃ３により作動液Ｌは第１の貯留部１３Ｃ１と第２の貯留部１３Ｃ２の間を移動できる。更に、セパレータ６１の下端部には、第１の貯留部１３Ｃ１と第２の貯留部１３Ｃ２を連通する微細孔６１Ａが設けられている。

以上のように構成された蒸発器１０Ｃが縦置きされると、液管４を通って流入口１３Ｂから貯留ケース１３内に流入した作動液Ｌは、セパレータ６１で仕切られた第１の貯留部１３Ｃ１内に溜まる。第１の貯留部１３Ｃ１の容積は貯留ケース１３全体の容積よりも小さいので、蒸発器の内部が作動液で満たされない低発熱時においても作動液Ｌは第１の貯留部１３Ｃ１を満たす。このため、全てのウィック１４に第１の貯留部１３Ｃ１から作動液Ｌが供給されることになり、ウィック１４にドライアウトが発生しなくなる。なお、第１の貯留部１３Ｃ１が作動液Ｌで一杯に満たされた後は、作動液は第１の貯留部１３Ｃ１から溢れて第２の貯留部１３Ｃ２に溜まる。第５の実施例の蒸発器１０Ｃは、第１の貯留部１３Ｃ１と第２の貯留部１３Ｃ２を連通する連通空間１３Ｃ３が設けられているので、コンピュータが横置きされた状態では、第３の実施例の蒸発器１０Ａと同様に動作する。

図１９（ｂ）は本出願のループ型ヒートパイプの第６の実施例の蒸発器２０Ｃを示すものである。第６の実施例の蒸発器２０Ｃは、図１６（ａ）に示した第４の実施例の蒸発器２０Ａの内部にセパレータ６２を設けたものである。セパレータ６２以外の構成は、第４の実施例の蒸発器２０Ａと同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。セパレータ６２は図１９（ｃ）に示すように平板状であり、ウィック２４に対応する位置にウィック２４の外形に等しい円孔６２Ａと半円状凹部６２Ｂが設けられている。セパレータ６２は、蒸発器２０Ｃが縦置きされた状態で、下側のウィック２４に円孔６２Ａが嵌め込まれ、最上段のウィック２４の下側に半円状凹部６２Ｂが嵌め込まれた状態で貯留ケース２３の内部に、カバー２１に平行に取り付けられる。

セパレータ６２の取付位置はウィック２４の凸部２４Ｂの先端に近い側であり、セパレータ６２により作動液の貯留部が第１の貯留部２３Ｃ１と第２の貯留部２３Ｃ２に分割されている。そして、セパレータ６２は、蒸発器２０Ｃが縦置きされた時に、貯留ケース２３にある液管４からの作動液Ｌの流入口２３Ｂの直下に第１の貯留部２３Ｃ１が位置するように、貯留ケース２３の内部に設けられる。セパレータ６２の垂直方向の全長は、貯留ケース２３の垂直方向の内寸よりも小さく、セパレータ６２の上端部には第１の貯留部２３Ｃ１と第２の貯留部２３Ｃ２を連通して作動液Ｌの移動を可能にする連通空間２３Ｃ３が設けられる。

以上のように構成された蒸発器２０Ｃが縦置きされると、液管４を通って流入口２３Ｂから貯留ケース２３内に流入した作動液Ｌは、セパレータ６２で仕切られた第１の貯留部２３Ｃ１内に溜まる。第１の貯留部２３Ｃ１の容積は貯留ケース２３全体の容積よりも小さいので、蒸発器の内部が作動液で満たされない低発熱時においても作動液Ｌは第１の貯留部２３Ｃ１を満たす。このため、全てのウィック２４に第１の貯留部２３Ｃ１から作動液Ｌが供給されることになり、ウィック２４にドライアウトが発生しなくなる。なお、第１の貯留部２３Ｃ１が作動液Ｌで一杯に満たされた後は、作動液は第１の貯留部２３Ｃ１から溢れて第２の貯留部２３Ｃ２に溜まる。第６の実施例の蒸発器２０Ｃは、第１の貯留部２３Ｃ１と第２の貯留部２３Ｃ２を連通する連通空間２３Ｃ３が設けられているので、コンピュータが横置きされた状態では、第４の実施例の蒸発器２０Ａと同様に動作する。

図２０（ａ）は本出願のループ型ヒートパイプの第７の実施例の蒸発器１０Ｄを示すものである。第７の実施例の蒸発器１０Ｄは、図１４（ａ）に示した第３の実施例の蒸発器１０Ａの内部にセパレータ７１を設けたものである。セパレータ７１以外の構成は、第３の実施例の蒸発器１０Ａと同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。セパレータ７１は平板状であり、貯留ケース１３の内部に、水平方向に並ぶウィックの凹部１４Ａの、１段目と２段目の境界部分及び２段目と３段目の境界部分に、上方に傾斜させて斜めに取り付けられている。セパレータ７１は、蒸発器１０Ｄが縦置きされた時に、貯留ケース１３にある液管４からの作動液Ｌの流入口１３Ｂの直下にセパレータ７１が位置するように、貯留ケース１３の内部に設けられる。第１の貯留部１３Ｃ１はセパレータ７１によって受け止められて作動液Ｌが溜まる部分であり、貯留ケース１３の残りの空間が第２の貯留部１３Ｃ２である。

以上のように構成された蒸発器１０Ｄが縦置きされると、液管４を通って流入口１３Ｂから貯留ケース１３内に流入した作動液Ｌは、最上段にあるセパレータ７１で受け止められて第１の貯留部１３Ｃ１内に溜まる。第１の貯留部１３Ｃ１の容積は小さいので、最上段の第１の貯留部１３Ｃ１内は直ぐに作動液Ｌで一杯になり、溢れた作動液Ｌは２段目の第１の貯留部１３Ｃ１に溜まる。２段目の第１の貯留部１３Ｃ１の容積も小さいので、２段目の第１の貯留部１３Ｃ１内も直ぐに作動液Ｌで一杯になり、溢れた作動液Ｌは貯留ケース１３の底部に溜まる。このため、全ての段のウィック１４に作動液Ｌが供給されることになり、ウィック１４にドライアウトが発生しなくなる。第７の実施例の蒸発器１０Ｄは、第１の貯留部１３Ｃ１と第２の貯留部１３Ｃ２が繋がっているので、コンピュータが横置きされた状態では、第３の実施例の蒸発器１０Ａと同様に動作する。

図２０（ｂ）は本出願のループ型ヒートパイプの第８の実施例の蒸発器２０Ｄを示すものである。第８の実施例の蒸発器２０Ｄは、図１６（ａ）に示した第４の実施例の蒸発器２０Ａの内部にセパレータ７２を設けたものである。セパレータ７２以外の構成は、第４の実施例の蒸発器２０Ａと同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。セパレータ７２は図２０（ｃ）に示すように平板状であり、ウィック２４側の端部が上側に折り曲げられ、折り曲げられた部分に半円状凹部７２Ａが設けられている。セパレータ７２は、蒸発器２０Ｄが縦置きされた状態で、最上段と２段目のウィック２４の下側に半円状凹部７２Ａが嵌め込まれ、平板部が上方に傾斜させて斜めに取り付けられている。セパレータ７２は、蒸発器２０Ｄが縦置きされた時に、貯留ケース１３にある液管４からの作動液Ｌの流入口１３Ｂの直下にセパレータ７１が位置するように、貯留ケース２３の内部に設けられる。第１の貯留部２３Ｃ１はセパレータ７２によって受け止められて作動液Ｌが溜まる部分であり、貯留ケース２３の残りの空間が第２の貯留部２３Ｃ２である。

以上のように構成された蒸発器２０Ｄが縦置きされると、液管４を通って流入口２３Ｂから貯留ケース２３内に流入した作動液Ｌは、最上段にあるセパレータ７２で受け止められて第１の貯留部２３Ｃ１内に溜まる。第１の貯留部２３Ｃ１の容積は小さいので、最上段の第１の貯留部２３Ｃ１内は直ぐに作動液Ｌで一杯になり、溢れた作動液Ｌは２段目の第１の貯留部２３Ｃ１に溜まる。２段目の第１の貯留部２３Ｃ１の容積も小さいので、２段目の第１の貯留部２３Ｃ１内も直ぐに作動液Ｌで一杯になり、溢れた作動液Ｌは貯留ケース２３の底部に溜まる。このため、全ての段のウィック２４に作動液Ｌが供給されることになり、ウィック２４にドライアウトが発生しなくなる。第２の実施例の蒸発器２０Ｄは、第１の貯留部２３Ｃ１と第２の貯留部２３Ｃ２が繋がっているので、コンピュータが横置きされた状態では、第４の実施例の蒸発器２０Ａと同様に動作する。

図２１（ａ）は本出願のループ型ヒートパイプの第９の実施例の蒸発器１０Ｅを示すものであり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）に使用されるウィック３４の斜視図である。第９の実施例の蒸発器の１０Ｅの構造は、前述の第１から第８の実施例の蒸発器の構造と異なる。第９の実施例の蒸発器１０Ｅは、カバー３１、枠体３２及び底板３６を備えており、液管４と蒸気管５が枠体３２の側面に接続している。図２１（ａ）は蒸発器１０Ｅが縦置きされた状態を示しており、この状態で、図２１（ｂ）に示すような連通空間３４Ａとグルーブ３４Ｃを備えたウィック３４が、連通空間３４Ａが流出口３９に隣接するように枠体３２に取り付けられている。また、枠体３２の内部には第７の実施例と同様のセパレータ６１が設けられている。セパレータ６１の構成は第７の実施例と同様であるので、同じ符号を付してこれ以上の説明を省略する。なお、第９の実施例の蒸発器１０Ｅでは、貯留ケースの記載は省略してあるが、第１から第８の実施例同様に、カバー２３の内側に貯留ケースを設けても良い。

以上のように構成された蒸発器１０Ｅが縦置きされると、液管４を通って流入口３２Ａから蒸発器１０Ｅ内に流入した作動液Ｌは、セパレータ６１で仕切られた第１の貯留部３３Ｃ１内に溜まる。第１の貯留部３３Ｃ１の容積は蒸発器１０Ｅ全体の容積よりも小さいので、蒸発器１０Ｅの内部が作動液Ｌで満たされない低発熱時においても作動液Ｌは第１の貯留部３３Ｃ１を満たす。このため、ウィック３４の大部分の面に第１の貯留部３３Ｃ１から作動液Ｌが供給されることになり、ウィック３４の上部にドライアウトが発生しなくなる。ウィック３４に浸透してグルーブ３４Ｃ内に染み出した作動液Ｌは、底板３６からの熱によって蒸気Ｖとなり、流出口３９から蒸気管５に流入する。なお、第１の貯留部３３Ｃ１が作動液Ｌで満たされた後は、作動液Ｌは第１の貯留部３３Ｃ１から溢れて第２の貯留部３３Ｃ２に溜まる。第９の実施例の蒸発器１０Ｅは、第１の貯留部３３Ｃ１と第２の貯留部３３Ｃ２を連通する連通空間３３Ｃ３が設けられているので、コンピュータが横置きされた状態でも同様に動作する。

以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１） 多孔質体を内蔵する蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とをループ状に接続する液管及び蒸気管を備えたループ型ヒートパイプにより発熱体を冷却する冷却装置であって、
前記蒸発器は、第１のケースと第２のケースとを備えており、
前記第１のケースは、熱伝導率の低い材料で形成され、前記液管から供給される作動液を前記多孔質体を通じて前記第２のケース側に送出し、
前記第２のケースは、熱伝導率の高い材料で形成されると共に、前記発熱体から熱を受け取る受熱部と、受け取った熱により前記多孔質体から染み出した前記作動液を蒸気化する加熱部と、前記作動液の蒸気を集めて前記蒸気管に送り出す蒸気収集部とを備え、
前記多孔質体は、前記第１のケースから前記第２のケースに送出される前記作動液の浸透面積を増大させる凹部と凸部とを備えることを特徴とする冷却装置。
（付記２） 前記第１のケースが前記液管から供給される作動液を複数の送出口に分配して送出する作動液の貯留部を備え、
前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて前記複数の送出口の位置に対応して窪む凹部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凹部に対応して突出する凸部と備えることを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
（付記３） 前記第１のケースが前記液管から供給される作動液の貯留部を備え、
前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて窪む複数の凹部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凹部に対応して突出する凸部と備えることを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
（付記４） 前記凸部の外周面には前記第１のケース側から前記第２のケース側に向かう複数の溝が形成されており、前記溝の底面と前記凹部内周面との距離が均一であることを特徴とする付記２または３に記載の冷却装置。
（付記５） 前記第２ケース内に、前記凸部を収容する仕切壁が設けられており、前記凸部の端面は前記作動液の蒸気を集めて前記蒸気管に送り出す部分に面していることを特徴とする付記４に記載の冷却装置。

（付記６） 前記仕切壁の前記凸部の収容部の内寸が、前記凸部の外寸と同等或いは僅かに小さく形成され、前記凸部は前記収容部に圧縮状態で収容されることを特徴とする付記５に記載の冷却装置。
（付記７） 前記凹部が円錐台状に形成され、前記凸部の前記凹部との間の肉厚は均一であることを特徴とする付記６に記載の冷却装置。
（付記８） 前記凹部が円錐状に形成され、前記凸部の前記凹部との間の肉厚は均一であることを特徴とする付記６に記載の冷却装置。
（付記９） 前記液管が、前記第１ケースに対して複数個所に接続することを特徴とする付記１から８の何れかに記載の冷却装置。
（付記１０） 前記液管が２系統に分岐されて前記第１ケースの対向する部位に接続されていることを特徴とする付記９に記載の冷却装置。

（付記１１） 前記液管の前記第１ケースに接続される部分が更に分岐された枝管に形成されていることを特徴とする付記１０に記載の冷却装置。
（付記１２） 前記第１のケースが前記液管から供給される作動液を複数の送出口に分配して送出する作動液の貯留部を備え、
前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて前記複数の送出口に嵌め込み可能に突出する凸部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凸部に対応して窪む凹部とを備え、
前記第２のケースの前記加熱部が、前記第２のケースの底板に突設されて前記凹部内にはめ込まれる柱状部であることを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
（付記１３） 前記第１のケースが前記液管から供給される作動液の貯留部を備え、
前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて突出する複数の凸部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凸部に対応して窪む凹部とを備え、
前記第２のケースの前記加熱部が、前記第２のケースの底板に突設されて前記凹部内にはめ込まれる柱状部であることを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
（付記１４） 前記凹部の内周面には、前記第１のケース側から前記第２のケース側に向かう複数の溝が形成されており、前記溝の底面と前記凸部外周面との距離が均一であることを特徴とする付記１２または１３に記載の冷却装置。
（付記１５） 前記凹部が円柱状であり、前記凹部に挿入される前記柱状部が円柱であることを特徴とする付記１４に記載の冷却装置。

（付記１６） 前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割する前記平板部に平行なセパレータが設けられており、
前記第１の貯留部と第２の貯留部の前記液管側には、前記第１の貯留部と第２の貯留部を連通する連通部が設けられていることを特徴とする付記２から１１の何れかに記載の冷却装置。
（付記１７） 前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割する前記平板部に平行なセパレータが設けられており、
前記セパレータには前記貯留部内に突出する前記多孔質体を挿通する貫通孔が設けられており、
前記第１の貯留部と第２の貯留部の前記液管側には、前記第１の貯留部と第２の貯留部を連通する連通部が設けられていることを特徴とする付記１２から１５の何れかに記載の冷却装置。
（付記１８） 前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割するセパレータが設けられており、
前記セパレータは、前記貯留部への前記液管の接続部から遠い側の前記凹部の開口端に、前記接続部側に傾斜して取り付けられており、
前記蒸発器が前記接続部を上側にして縦置きされた時に、前記セパレータの前記接続部側が前記第１の貯留部となることを特徴とする付記２から１１の何れかに記載の冷却装置。
（付記１９） 前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割するセパレータが設けられており、
前記セパレータは、前記貯留部への前記液管の接続部から遠い側の前記多孔質体の端部に、前記接続部側に傾斜して取り付けられており、
前記蒸発器が前記接続部を上側にして縦置きされた時に、前記セパレータの前記接続部側が前記第１の貯留部となることを特徴とする付記１２から１５の何れかに記載の冷却装置。
（付記２０） 前記第１のケースが前記液管から供給される作動液の貯留部を備え、
前記多孔質体は、前記第１のケース側に平坦面を備え、前記第２のケース側に複数の凹部と途凸部とを備えており、
前記凹部は平行な溝状であり、前記凹部の前記蒸気管側には全ての凹部を連通して前記蒸気管に接続する連通空間が設けられており、
前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割する前記平坦面に平行なセパレータが設けられており、
前記第１の貯留部と第２の貯留部の前記液管側には、前記第１の貯留部と第２の貯留部を連通する連通部が設けられていることを特徴とする付記１に記載の冷却装置。

１ 蒸発器
４ 液管
５ 蒸気管
７ ループ型ヒートパイプ（冷却装置）
８ 発熱体
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 蒸発器
１３、２３ 貯留ケース
１４、２４、３４ ウィック
１４Ｃ，２４Ｃ、３４Ｃ グルーブ（溝）
１６、２６、３６ 底板
１７，２７ 蒸気室
２０，２０Ａ、２０Ｃ，２０Ｄ 蒸発器
２５ ウィック取付柱
６１，６２，７１，７２ セパレータ

Claims (7)

1. 多孔質体を内蔵する蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とをループ状に接続する液管及び蒸気管を備えたループ型ヒートパイプにより発熱体を冷却する冷却装置であって、
   前記蒸発器は、第１のケースと第２のケースとを備えており、
   前記多孔質体は前記第１のケースと第２のケースの境界部に設けられており、
   前記蒸発器の１つの面の前記第１のケース側には前記液管が接続すると共に、前記第１のケースの内部には、前記液管から流入する作動液の流れの方向を直交する方向に変える作動液の貯留部が設けられ、
   前記第１のケースは、熱伝導率の低い材料で形成され、前記液管から供給されて前記貯留部で流れの方向が変えられた作動液を前記多孔質体を通じて前記第２のケース側に送出し、
   前記蒸発器の前記液管が接続する面と同じ面の前記第２のケース側には前記蒸気管が接続しており、
   前記第２のケースは、熱伝導率の高い材料で形成されると共に、前記発熱体から熱を受け取る受熱部と、受け取った熱により前記多孔質体から染み出した前記作動液を蒸気化する加熱部と、前記作動液の蒸気を集めて蒸気の流れを直交する方向に変えて前記蒸気管に送り出す蒸気収集部とを備え、
   前記多孔質体は、前記第１のケースから前記第２のケースに送出される前記作動液の浸透面積を増大させる凹部及び凸部を備えることを特徴とする冷却装置。
2. 前記貯留部の前記多孔質体側には、複数の送出口が設けられており、
   前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて前記複数の送出口の位置に対応して窪む凹部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凹部に対応して突出する凸部と備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記貯留部は作動液を前記多孔質体の全面に供給し、
   前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて窪む複数の凹部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凹部に対応して突出する凸部と備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 多孔質体を内蔵する蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とをループ状に接続する液管及び蒸気管を備えたループ型ヒートパイプにより発熱体を冷却する冷却装置であって、
   前記蒸発器は、第１のケースと第２のケースとを備えており、
   前記第１のケースは、熱伝導率の低い材料で形成され、前記液管から供給される作動液を前記多孔質体を通じて前記第２のケース側に送出し、
   前記第２のケースは、熱伝導率の高い材料で形成されると共に、前記発熱体から熱を受け取る受熱部と、受け取った熱により前記多孔質体から染み出した前記作動液を蒸気化する加熱部と、前記作動液の蒸気を集めて前記蒸気管に送り出す蒸気収集部とを備え、
   前記多孔質体は、前記第１のケースから前記第２のケースに送出される前記作動液の浸透面積を増大させる凹部及び凸部を備え、
   前記第１のケースが前記液管から供給される作動液を複数の送出口に分配して送出する作動液の貯留部を備え、
   前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて前記複数の送出口に嵌め込み可能に突出する凸部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凸部に対応して窪む凹部とを備え、
   前記第２のケースの前記加熱部が、前記第２のケースの底板に突設されて前記凹部内にはめ込まれる柱状部であることを特徴とする冷却装置。
5. 多孔質体を内蔵する蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とをループ状に接続する液管及び蒸気管を備えたループ型ヒートパイプにより発熱体を冷却する冷却装置であって、
   前記蒸発器は、第１のケースと第２のケースとを備えており、
   前記第１のケースは、熱伝導率の低い材料で形成され、前記液管から供給される作動液を前記多孔質体を通じて前記第２のケース側に送出し、
   前記第２のケースは、熱伝導率の高い材料で形成されると共に、前記発熱体から熱を受け取る受熱部と、受け取った熱により前記多孔質体から染み出した前記作動液を蒸気化する加熱部と、前記作動液の蒸気を集めて前記蒸気管に送り出す蒸気収集部とを備え、
   前記多孔質体は、前記第１のケースから前記第２のケースに送出される前記作動液の浸透面積を増大させる凹部及び凸部を備え、
   前記第１のケースが前記液管から供給される作動液の貯留部を備え、
   前記多孔質体は、平板部と、前記平板部の前記第１のケース側に設けられて突出する複数の凸部と、前記平板部の前記第２のケース側に設けられて前記凸部に対応して窪む凹部とを備え、
   前記第２のケースの前記加熱部が、前記第２のケースの底板に突設されて前記凹部内にはめ込まれる柱状部であることを特徴とする冷却装置。
6. 前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割する前記平板部に平行なセパレータが設けられており、
   前記第１の貯留部と第２の貯留部の前記液管側には、前記第１の貯留部と第２の貯留部を連通する連通部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。
7. 前記作動液の貯留部内に、前記貯留部を第１の貯留部と第２の貯留部に分割する前記平板部に平行なセパレータが設けられており、
   前記セパレータには前記貯留部内に突出する前記多孔質体を挿通する貫通孔が設けられており、
   前記第１の貯留部と第２の貯留部の前記液管側には、前記第１の貯留部と第２の貯留部を連通する連通部が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の冷却装置。

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