JP7210379B2 - ループ型ヒートパイプ - Google Patents
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Description
図1に示すループ型ヒートパイプ1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。ループ型ヒートパイプ1は、蒸発器11と、蒸気管12と、凝縮器13と、液管14とを有している。
図2に示すように、蒸発器11には、多孔質体20が設けられている。多孔質体20は、連結部21と複数の突起部22とを有している。連結部21は、例えば、平面視において、蒸発器11の内部空間のうち最も液管14側(つまり、蒸発器11に液管14が接続されている側)に設けられている。連結部21は、例えば、蒸発器11の幅方向(図2の左右方向)に延びるように形成されている。連結部21の液管14側の面は、例えば、その一部が蒸発器11の管壁11wに接しており、残りの部分が空間S1に接している。連結部21の蒸気管12側の面は、その一部が突起部22と連結しており、残りの部分が空間S2に接している。各突起部22は、例えば、平面視において、連結部21から蒸気管12側に向かって突出して形成されている。各突起部22は、例えば、蒸発器11の長さ方向に沿って延びるように形成されている。複数の突起部22は、例えば、平面視において、蒸発器11の幅方向に沿って所定の間隔を空けて設けられている。各突起部22の蒸気管12側の端部は、蒸発器11の管壁11wから離間している。各突起部22の蒸気管12側の端部は、互いに連結されていない。すなわち、本実施形態の多孔質体20は、平面視において、連結部21と複数の突起部22とを有する櫛歯状に形成されている。なお、多孔質体20における櫛歯の数は、適宜変更することができる。
液管14は、液管14の幅方向の両端に設けられた一対の管壁14wと、一対の管壁14wの間に設けられた多孔質体30及び蒸気移動経路40とを有している。
図3に示すように、液管14は、例えば、6層の金属層61~66を積層した構造を有している。換言すると、液管14は、一対の最外金属層となる金属層61,66の間に、中間金属層となる金属層62~65を積層した構造を有している。各金属層61~66は、例えば、熱伝導性に優れた銅(Cu)層であって、固相接合(例えば、拡散接合、圧接、摩擦圧接や超音波接合)等により互いに直接接合されている。なお、図3では、各金属層61~66を判り易くするため、実線にて区別している。例えば、金属層61~66を拡散接合により一体化した場合、各金属層61~66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。ここで、固相接合とは、接合対象物同士を溶融させることなく固相(固体)状態のまま加熱して軟化させ、更に加圧して塑性変形を与えて接合する方法である。
各管壁14wは、金属層61~66のうちの中間の金属層62~65がそれぞれ有する壁部62w~65wにより構成されている。各管壁14wは、複数の壁部62w~65wが順に積層されて構成されている。本実施形態の壁部62w~65wには、孔や溝は形成されていない。
多孔質体30は、金属層61~66のうちの中間の金属層62~65がそれぞれ有する多孔質体62s~65sにより構成されている。多孔質体30は、複数の多孔質体62s~65sが順に積層されて構成されている。
区画壁41は、金属層61~66のうちの中間の金属層62~65がそれぞれ有する壁部62t~65tにより構成されている。区画壁41は、複数の壁部62t~65tが順に積層されて構成されている。図示は省略するが、区画壁42は、区画壁41と同様に、金属層61~66のうちの中間の金属層62~65がそれぞれ有する壁部62t~65tにより構成されている。本実施形態の壁部62t~65tには、孔や溝は形成されていない。
次に、ループ型ヒートパイプ1の作用について説明する。
ループ型ヒートパイプ1は、作動流体Cを気化させる蒸発器11と、蒸気Cvを液化する凝縮器13と、気化した作動流体(つまり、蒸気Cv)を凝縮器13に流入させる蒸気管12と、液化した作動流体Cを蒸発器11に流入させる液管14とを有している。
まず、図5(a)に示す工程では、平板状の金属シート80を準備する。金属シート80は、最終的に金属層62(図3参照)となる部材である。金属シート80は、例えば、銅、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム合金等から構成されている。金属シート80の厚さは、例えば、50μm~200μm程度とすることができる。
次に、本実施形態の効果を説明する。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の液管14のうち蒸気移動経路40以外の部分における構造は、凝縮器13で液化された作動流体Cを蒸発器11まで導くことのできる構造であれば、特に限定されない。例えば、液管14のうち蒸気移動経路40以外の部分に、多孔質体30の形成されていない空間を形成するようにしてもよい。この空間は、凝縮器13で液化された作動流体Cが流れる流路として機能する。
・上記実施形態において、上面側の有底孔の深さと、下面側の有底孔の深さとが異なっていてもよい。
・上記実施形態の液管14に、複数の蒸気移動経路40を設けるようにしてもよい。
2 電子機器
11 蒸発器
12 蒸気管
13 凝縮器
14 液管
14r 流路
14t 流路
14w 管壁
20 多孔質体
40 蒸気移動経路
41,42 区画壁
43 流路
61~66 金属層
50,62e,65e 多孔質部
62f,65f 有底孔(第1有底孔)
62g,65g 有底孔(第2有底孔)
62h,65h 細孔
30,62s-65s 多孔質体
62u~65u 有底孔
62d~65d 有底孔
62z~65z 細孔
62w~65w 壁部
62t~65t 壁部
62k-65k 溝部
61k2,62k1,62k2,63k1,63k2 溝部
64k1,64k2,65k1,65k2,66k1 溝部
91,92 溝部
C 作動流体
Cv 蒸気
Claims (10)
- 作動流体を気化させる蒸発器と、
前記作動流体を液化する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、
前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する蒸気管と、
前記液管内に設けられた多孔質体と、
前記液管内の一部に前記多孔質体と区画されて設けられ、前記蒸発器から前記液管の長さ方向に沿って延び、前記蒸発器で気化された前記作動流体が移動する蒸気移動経路と、を有し、
前記蒸気移動経路は、前記蒸発器で気化された前記作動流体が移動する流路と、前記流路を囲む壁部とを有し、
前記壁部は、前記多孔質体と前記流路との間に設けられるとともに、前記多孔質体と前記流路とを分断する区画壁を有するループ型ヒートパイプ。 - 前記蒸気移動経路は、前記流路に接して形成された多孔質部を有する請求項1に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記多孔質部は、前記壁部のうち前記区画壁以外の壁部に形成されている請求項2に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記多孔質部は、一方の面側から窪む第1有底孔と、他方の面側から窪む第2有底孔と、前記第1有底孔と前記第2有底孔とが部分的に連通して形成された細孔と、を有する金属層を含む請求項2又は請求項3に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記蒸気移動経路は、前記流路に接するように前記壁部に形成された溝部を有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記区画壁は、前記蒸発器の内部空間に突出して形成されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記壁部は、前記区画壁と前記液管の管壁とを含む請求項6に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記流路の横断面積は、前記多孔質体が有する流路の横断面積よりも大きく形成されるとともに、前記蒸気管が有する流路の横断面積よりも小さく形成されている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記蒸気移動経路は、前記蒸発器から前記液管の長さ方向の途中まで延びるように形成されており、前記途中の部分において前記蒸気移動経路の端部が閉塞されている請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。
- 前記液管は、前記蒸気移動経路と隣接して前記蒸気移動経路と前記多孔質体との間に設けられ、前記凝縮器で液化された前記作動流体が流れる流路を有する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のループ型ヒートパイプ。
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