JP6995673B2 - ループ型ヒートパイプ - Google Patents
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Description
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、理解を容易にするために、平面図においてハッチング(梨地模様)を付し、断面図において一部の部材のハッチングを省略している場合がある。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物を図3等の断面図における鉛直方向(図中上下方向)から視ることを言い、「平面形状」とは、対象物を図3等の断面図における鉛直方向から視た形状のことを言う。
以下、第一実施形態を説明する。
図1に示すように、ループ型ヒートパイプ101は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル型の電子機器2に収容される。
蒸発器11は、作動流体Cを気化させて蒸気Cvを生成する機能を有している。凝縮器13は、作動流体C(蒸気Cv)を液化する機能を有している。蒸気管12は蒸発器11と凝縮器13とを接続する。液管14は、蒸発器11と凝縮器13とを接続する。液化した作動流体Cは、液管14を介して蒸発器11に送られる。蒸気管12及び液管14は、作動流体C又は蒸気Cvを流すループ状の流路を形成する。
図3に示すように、蒸気管12は、例えば、最外金属層31、中間金属層32~35、最外金属層36が順次積層された構造とすることができる。なお、最外金属層と中間金属層とを区別する必要がない場合には、両者の総称として単に金属層と称する場合がある。なお、図3では、各金属層31~36を判り易くするため、実線にて区別するとともに、異なるハッチングを付している。例えば金属層31~36を拡散接合により一体化した場合、各金属層31~36の界面は消失していることがあり、境界は明確ではないことがある。
図2には、一部の金属層(例えば、最上の金属層36)を除いたものが示されている。
先ず、連結梁55について説明する。
図4に示すように、連結梁55は、蒸気管12を構成する金属層31~36のうち、中間金属層32~35のうちの1つの金属層35により形成されている。本実施形態において、連結梁55は、中間金属層35の壁部45と同じ厚さにて形成されている。従って、この連結梁55が形成された部分において、流路12rは、蒸気管12の管壁12wと、最外金属層31と、連結梁55とにより囲まれた空間となる。
本実施形態のループ型ヒートパイプ101は、作動流体Cを気化する蒸発器11と、気化した作動流体C(蒸気Cv)を液化する凝縮器13と、蒸発器11と凝縮器13とを接続する蒸気管12と、蒸発器11と凝縮器13とを接続する液管14とを有している。このループ型ヒートパイプ101は、最外金属層31,36と、中間金属層32~35とを積層して形成される。中間金属層32~35は、蒸気管12の管壁12wを構成する壁部42~45と、壁部42~45を互いに連結する連結梁52~55を有している。連結梁52~55は、蒸気管12の流路12rに沿って互いに異なる位置に配設されている。
(1-1)ループ型ヒートパイプ101は、作動流体Cを気化する蒸発器11と、気化した作動流体C(蒸気Cv)を液化する凝縮器13と、蒸発器11と凝縮器13とを接続する蒸気管12と、蒸発器11と凝縮器13とを接続する液管14とを有している。このループ型ヒートパイプ101は、最外金属層31,36と、中間金属層32~35とを積層して形成される。中間金属層32~35は、蒸気管12の管壁12wを構成する壁部42~45と、壁部42~45を互いに連結する連結梁52~54を有している。各連結梁52~55の側面52c~55cは、蒸気Cvの流れる方向に対して傾斜している。連結梁52~54において、蒸気Cvは、側面52c~54cに沿って流れ易い。このため、蒸気管12において、蒸気Cvを流れ易くでき、蒸気Cvの流量を改善できる。これにより、熱輸送効率を向上できる。
(第一実施形態に対する変更例)
上記の第一実施形態は、以下のように変更することができる。
以下、第二実施形態を説明する。
図13に示すように、ループ型ヒートパイプ201は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル型の電子機器2に収容される。
蒸発器11は、作動流体Cを気化させて蒸気Cvを生成する機能を有している。凝縮器13は、作動流体C(蒸気Cv)を液化する機能を有している。蒸気管12は蒸発器11と凝縮器13とを接続する。液管14は、蒸発器11と凝縮器13とを接続する。液化した作動流体Cは、液管14を介して蒸発器11に送られる。蒸気管12及び液管14は、作動流体C又は蒸気Cvを流すループ状の流路を形成する。
図15に示すように、蒸気管12は、例えば、最外金属層31、中間金属層32~35、最外金属層36が順次積層された構造とすることができる。なお、最外金属層と中間金属層とを区別する必要がない場合には、両者の総称として単に金属層と称する場合がある。なお、図15では、各金属層31~36を判り易くするため、実線にて区別するとともに、異なるハッチングを付している。例えば金属層31~36を拡散接合により一体化した場合、各金属層31~36の界面は消失していることがあり、境界は明確ではないことがある。
図14には、一部の金属層(例えば、最上の金属層36)を除いたものが示されている。
先ず、連結梁215について説明する。
図16に示すように、連結梁215は、蒸気管12を構成する金属層31~36のうち、中間金属層32~35のうちの1つの金属層35により形成されている。本実施形態において、連結梁215は、中間金属層35の壁部45より薄く形成されている。従って、この連結梁215が形成された部分において、流路12rは、蒸気管12の管壁12wと、最外金属層31と、連結梁215とにより囲まれた空間と、蒸気管12の管壁12wと、連結梁215と、最外金属層36とにより囲まれた空間となる。従って、上述の第一実施形態と比べ、蒸気Cvが流れる方向と直交する面における流路12rの断面積を大きくできる。
本実施形態のループ型ヒートパイプ201は、作動流体Cを気化する蒸発器11と、気化した作動流体C(蒸気Cv)を液化する凝縮器13と、蒸発器11と凝縮器13とを接続する蒸気管12と、蒸発器11と凝縮器13とを接続する液管14とを有している。このループ型ヒートパイプ201は、最外金属層31,36と、中間金属層32~35とを積層して形成される。中間金属層32~35は、蒸気管12の管壁12wを構成する壁部42~45と、壁部42~45を互いに連結する連結梁212~215を有している。
(2-1)連結梁212~215は、各金属層32~35の壁部42~45より薄くなっている。従って、上述の第一実施形態と比べ、蒸気Cvが流れる方向と直交する面における流路12rの断面積を大きくできる。このため、蒸気Cvをより流れ易くでき、蒸気Cvの流量を改善できる。従って、熱輸送効率を向上できる。
上記の第二実施形態は、以下のように変更することができる。
なお、以下に示す変更例は連結梁にかかるものであるため、その部分について図示し、他を省略する。また、上記の第二実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付し、その説明の一部又は全てを省略する。
上記各実施形態及び各変更例は、以下のように変更することができる。
・上記各実施形態及び各変更例では、蒸気Cvの流れに沿って金属層32~35の連結梁(例えば、図5に示す連結梁52~55)を配列したが、配列順序は適宜変更されてもよい。
11 蒸発器
12 蒸気管
12w 管壁
13 凝縮器
14 液管
31,36 最外金属層
32~35 中間金属層
42~45 壁部
52~55 連結梁
52a~55a 上面(第1の面)
52b~55b 下面(第2の面)
52c~55c 側面
Claims (10)
- 一対の最外金属層と、前記一対の最外金属層の間に積層された複数の中間金属層からなり、
作動流体を気化させる蒸発器と、
作動流体を液化する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器を接続する蒸気管と、
前記蒸発器と前記凝縮器を接続する液管と、
を備え、
前記複数の中間金属層はそれぞれ、前記蒸気管の管壁を互いに連結する連結梁を有し、前記複数の中間金属層の前記連結梁は、前記蒸気管の流路に沿って互いに異なる位置に配設され、
前記連結梁の側面は、前記流路内を気化した前記作動流体の流れる方向に対して傾斜していること、を特徴とするループ型ヒートパイプ。 - 前記側面は、凹曲面状であること、を特徴とする請求項1に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記連結梁は、厚さ方向の第1の面と、前記第1の面と反対側の第2の面とを備え、
前記第1の面は、前記第2の面と比較して面積が狭く、
前記連結梁の側面は、前記第1の面から前記第2の面に向って傾斜していること、
を特徴とする請求項1又は2に記載のループ型ヒートパイプ。 - 前記連結梁の前記第2の面が前記最外金属層と接続されていること、を特徴とする請求項3に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記連結梁は、厚さ方向の第1の面と、前記第1の面と反対側の第2の面とを備え、
前記連結梁の側面は、前記第1の面から前記第2の面に向かう第1の側面、及び前記第2の面から前記第1の面に向かう第2の側面を有し、前記第1の側面と前記第2の側面との境界部分が外側方向に突出する突出部となっていること、を特徴とする請求項1又は2に記載のループ型ヒートパイプ。 - 前記中間金属層の厚さ方向において、前記第1の側面の長さと前記第2の側面の長さとが異なること、を特徴とする請求項5に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記第1の側面は、前記第2の側面よりも長く、前記連結梁の前記第2の面が前記最外金属層と接続されていること、を特徴とする請求項6に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記連結梁は、前記蒸気管の管壁を構成する壁部よりも薄い部分を有していること、を特徴とする請求項1~7のうちの何れか1項に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記連結梁は、前記蒸気管の管壁を構成する壁部よりも薄い部分を有し、
前記最外金属層と直接接続される中間金属層に設けられた前記連結梁において、前記連結梁と前記最外金属層との間に空間が設けられていること、を特徴とする請求項1~3のうちの何れか1項に記載のループ型ヒートパイプ。 - 前記連結梁は、前記壁部よりも薄い基部と、前記基部の上方及び下方の少なくとも一方に設けられた突起部とを含むこと、を特徴とする請求項8又は9に記載のループ型ヒートパイプ。
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