WO2018073992A1 - 熱交換器、蒸発体、および装置 - Google Patents

熱交換器、蒸発体、および装置 Download PDF

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WO2018073992A1
WO2018073992A1 PCT/JP2017/011437 JP2017011437W WO2018073992A1 WO 2018073992 A1 WO2018073992 A1 WO 2018073992A1 JP 2017011437 W JP2017011437 W JP 2017011437W WO 2018073992 A1 WO2018073992 A1 WO 2018073992A1
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working fluid
outer peripheral
space
evaporator
liquid
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PCT/JP2017/011437
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方星 長野
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国立大学法人名古屋大学
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D15/04Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, an evaporator, and an apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a loop heat pipe. This loop heat pipe is provided inside the evaporation section, the condensation section, and the liquid return pipe to efficiently cool the heat-generating component regardless of the installation angle, and has a wick that generates a capillary force. .
  • Patent Document 2 discloses an evaporator for a mini-loop heat pipe.
  • the evaporator for a mini-loop heat pipe includes a tubular body, upper, side, and lower wicks, a liquid injection unit, and a vapor channel unit.
  • the tubular body has a flat cylindrical shape and a space in which liquid can be accumulated.
  • the upper wick, the upper circumferential wick, and the lower wick are formed along the upper inner surface of the tubular body, along the circumference along the side, and inside the tubular body lower inner surface to form a space that can store liquid. It is given along.
  • Patent Document 3 discloses a micro loop heat pipe.
  • the evaporator in this micro loop heat pipe is a micro section in which the inside is partitioned by a partition wall made of a porous member, one partition is used as a reservoir section, and the other partition is formed by a porous member to vaporize the working fluid.
  • the channel portion is configured so that the working fluid can horizontally separate the liquid phase and the gas phase across the partition wall portion.
  • a cylindrical type and a flat type have been conventionally proposed as an evaporator of a loop type heat pipe.
  • a loop heat pipe is mounted on an electronic device such as a mobile phone (smart phone) or a transportation device such as a vehicle or an airplane, a flat plate type that can further reduce the thickness of the evaporator may be employed.
  • adopted the flat plate type can be assumed.
  • adopted the flat plate type hollow can be assumed.
  • the flow of the working fluid may be disturbed, for example, a part of the liquid-phase working fluid flowing into the space may flow backward. And if the flow of a working fluid is disturbed, a heat exchange rate will fall.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger or the like that enables cooling by both plate surfaces of an evaporator while suppressing a decrease in heat exchange rate. To do.
  • the invention described in claim 1 has an evaporator that absorbs heat from the outside and evaporates the working fluid from the liquid phase to the gas phase, and condenses the gas phase working fluid led from the evaporator.
  • the evaporator In the heat exchanger to be circulated to the evaporator as a liquid-phase working fluid, the evaporator is formed in a flat plate shape, and has a space into which the liquid-phase working fluid flows, and the liquid phase in the space
  • a heat exchanger comprising: an outer peripheral body that evaporates into a gas phase while being moved by a capillary force; and a partition that is provided in the space and partitions the space.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that a plurality of the partition portions are provided in the space, and the interval between the partition portions is smaller than the thickness of the outer peripheral body formed in a flat plate shape.
  • Item 2 The heat exchanger according to Item 1.
  • a third aspect of the present invention is the heat exchanger according to the first or second aspect, wherein the partition portion supports a portion of the outer peripheral body that sandwiches the space.
  • the invention according to claim 4 is characterized in that the outer peripheral body has a first surface that is an outer peripheral surface orthogonal to the thickness direction of the outer peripheral body and a second surface that is an outer peripheral surface facing the first surface.
  • the partition portion is continuous between the first surface side and the second surface side, and moves the liquid-phase working fluid in the space toward the first surface and the second surface by capillary force.
  • the heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
  • the longitudinal direction of the partition portion in a plane orthogonal to the thickness direction of the outer peripheral body is arranged along the direction in which the liquid-phase working fluid flows into the space. It is a heat exchanger of any one of Claim 1 thru
  • the outer peripheral body is formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral body along a direction intersecting the direction in which the liquid-phase working fluid flows into the space, and the gas-phase working fluid flows.
  • the evaporator has a housing that accommodates the outer peripheral body, and the housing is arranged in a direction in which a liquid-phase working fluid flows into the space on an inner peripheral surface of the housing.
  • the invention according to claim 8 is characterized in that the outer peripheral body and the partition portion are porous bodies, and the partition portion has an effective pore diameter smaller than that of the outer peripheral body. It is a heat exchanger of any one statement.
  • the invention according to claim 9 is the heat exchanger according to any one of claims 1 to 8, wherein the partition portion is provided as a separate body from the outer peripheral body.
  • the invention according to claim 10 is characterized in that the outer peripheral body has a first surface that is an outer peripheral surface orthogonal to the thickness direction of the outer peripheral body and a second surface that is an outer peripheral surface facing the first surface.
  • the heat exchanger according to any one of claims 1 to 9, wherein a surface side located on the upper side of the first surface and the second surface is thicker than the other surface side located on the lower side. is there.
  • the invention according to claim 11 is a plate-like evaporator which is accommodated in an evaporator of a heat exchanger and absorbs heat from the outside and evaporates into a gas phase while moving a liquid-phase working fluid by capillary force.
  • An evaporator having a space into which a liquid-phase working fluid flows and a partition portion provided in the space and partitioning the space.
  • a housing a heating element housed in the housing, heat from the heating element is absorbed, the working fluid is evaporated from a liquid phase to a gas phase, and the fluid flows out through a liquid pipe.
  • a heat exchanger that condenses the vapor-phase working fluid led from the evaporator and circulates the vapor-phase working fluid to the evaporator via a vapor pipe as a liquid-phase working fluid.
  • An evaporation body that evaporates into a gas phase while moving by a capillary force, and the evaporation body has a first surface that is an outer periphery perpendicular to the thickness direction of the evaporation member and an outer periphery that faces the first surface
  • a second surface which is a surface, provided in the space It has a plurality of partition parts which partition the space, and an interval between the partition parts is smaller than an interval between the first surface side and the second surface side sandwiching the space in the thickness direction of the evaporator.
  • the first aspect of the present invention it is possible to provide a heat exchanger that enables cooling by both plate surfaces of the evaporator while suppressing a decrease in the heat exchange rate.
  • the fall of a heat exchange rate can be suppressed compared with the case where the space
  • transformation of an evaporation body can be suppressed.
  • vaporization of the working fluid in the 1st surface and 2nd surface of an evaporator can be accelerated
  • the liquid-phase working fluid can be guided.
  • the flow of the working fluid in the gas phase is promoted.
  • the flow of the working fluid in the gas phase is promoted.
  • the flow of the liquid-phase working fluid is promoted.
  • the material of the evaporation body is suppressed.
  • the transport resistance on the side of the vaporizer located on the gas phase side is reduced.
  • the twelfth aspect of the present invention it is possible to provide an apparatus that enables cooling by both plate surfaces of the evaporator while suppressing a decrease in the heat exchange rate.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows the loop type heat pipe which concerns on this Embodiment. It is a schematic block diagram which shows the evaporator which concerns on this Embodiment.
  • (A) And (b) is a figure explaining a housing.
  • (A) And (b) is a perspective view of a wick.
  • (A) And (b) is detail drawing of a wick.
  • (A) And (b) is detail drawing of the flow of the working fluid in a wick. It is a simulation result of the relationship between the thermal load and pressure loss in a wick.
  • or (c) is a figure explaining the modification of a wick.
  • (b) is a figure explaining the modification of a wick.
  • (A) And (b) is a figure explaining an apparatus provided with a loop type heat pipe.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a loop heat pipe 100 according to the present embodiment.
  • the loop heat pipe 100 to which the present embodiment is applied includes a heating element (a heating component such as a CPU of a computer) (not shown) provided in a casing of an electronic device such as a mobile phone (smart phone) or a tablet terminal.
  • the working fluid is circulated in the annular device so as to be cooled without supplying power from the outside.
  • the loop heat pipe 100 includes an evaporator 101 that evaporates the working fluid in order to cool a heating element (not shown) using latent heat generated when the working fluid is vaporized, and the evaporator 101.
  • a condenser 107 that radiates and liquefies the vaporized working fluid.
  • the loop heat pipe 100 includes a vapor pipe (Vapor Line) 105 that sends the working fluid vaporized by the evaporator 101 to the condenser 107 and a liquid pipe that sends the working fluid liquefied by the condenser 107 to the evaporator 101. (Liquid Line) 109.
  • the loop heat pipe 100 of the present invention is filled with a working fluid that changes between a liquid phase and a gas phase. For example, water, alcohol, ammonia or the like is used as the working fluid.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the evaporator 101 according to the present embodiment.
  • the evaporator 101 is provided inside an electronic device (not shown) and receives a housing 110 that receives heat from a heating element (not shown), and a wick inserted into the housing 110. 130.
  • the casing 110 has a flat plate shape.
  • the casing 110 has a steam pipe 105 connected to one side face (end face) 110a along the thickness direction of the flat plate, and a liquid pipe 109 connected to a facing face 110b facing the one side face 110a.
  • the inside of the housing 110 is filled with a working fluid.
  • the space closer to the liquid pipe 109 than the wick 130 functions as a liquid reservoir 150 that stores a liquid-phase working fluid.
  • the liquid-phase working fluid that has permeated the wick 130 is heated and vaporized by the heat of a heating element (not shown) while moving through the wick 130 by the capillary force of the wick 130.
  • the vaporized working fluid moves to the steam pipe 105 side (see arrow C1) and is then sent to the condenser 107 (see FIG. 1) via the steam pipe 105.
  • the working fluid liquefied by the condenser 107 flows into the housing 110 through the liquid pipe 109 (see arrow A4).
  • the working fluid that has flowed into the casing 110 penetrates the wick 130 through the liquid reservoir 150. In this way, the above cycle is repeated without interrupting the flow of the working fluid on the outer peripheral surface of the wick 130.
  • heat generated in the heating element (not shown) is transported from the evaporator 101 to the condenser 107 (see FIG. 1).
  • the direction in which the working fluid is transferred from the liquid pipe 109 side to the vapor pipe 105 side in the evaporator 101 may be simply referred to as a transfer direction (see FIG. 2).
  • the vapor pipe 105 side in the transfer direction may be referred to as the downstream side
  • the liquid pipe 109 side may be referred to as the upstream side.
  • the thickness direction of the casing 110 that is a flat plate member may be simply referred to as a thickness direction.
  • a surface on one side (upper side in the drawing) in the thickness direction may be referred to as a first surface side, and a side opposite to the first surface side (lower side in the drawing) may be referred to as a second surface side.
  • the direction intersecting the transport direction and the thickness direction, that is, the width direction of the casing 110 may be simply referred to as the width direction.
  • one side (left side in the figure) and the other side (right side in the figure) in the width direction may be simply referred to as one side and the other side, respectively.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating the casing 110. More specifically, FIG. 3A is a perspective view of the main body 111 of the casing 110, and FIG. 3B is a perspective view of the lid body 113 of the casing 110.
  • a housing (evaporator housing) 110 is a substantially rectangular parallelepiped (plate-like) hollow member, and has a main body 111 having one side opened, and an opening of the main body 111. And a cover body 113 for covering.
  • the casing 110 is formed of a metal such as aluminum or a resin, for example.
  • a substantially rectangular parallelepiped space is formed inside the main body 111.
  • An outflow port 111b that is a through hole is formed on a side surface (bottom surface) of the main body 111 that faces the opening 111a.
  • steam grooves 112 formed along the transfer direction are formed on the inner peripheral surface of the main body 111 on both the first surface side and the second surface side.
  • a plurality of steam grooves 112 are formed at a predetermined interval in the width direction (17 in the illustrated example).
  • the steam groove 112 is provided on the downstream side in the transfer direction in the internal space of the main body 111 and is not provided on the upstream side. More specifically, the steam groove 112 is provided in a region facing the wick 130, and is provided downstream of the upstream end in the transfer direction of the wick 130 (see FIG. 5B described later).
  • the lid body 113 is a plate-like member formed to have a size that covers the opening 111a of the main body 111, and an inflow port 113a that is a through hole is formed at the center of the plate surface. ing.
  • a protrusion 113b is provided on the surface of the lid 113 that faces the main body 111.
  • the casing 110 is configured to have a dimension in which, for example, one side of the plate surface is approximately 60 mm to 550 mm and the thickness is approximately 20 mm to 200 mm.
  • the casing 110 is configured such that the ratio of the thickness to one side of the plate surface is, for example, about 3 to 333%.
  • the steam pipe 105 is connected to the outlet 111 b of the main body 111, and the liquid pipe 109 is connected to the inlet 113 a of the lid 113.
  • the wick 130 is inserted into the main body 111 through the opening 111 a of the main body 111.
  • the opening 111a of the main body 111 is covered with the lid body 113, and the lid body 113 is fixed to the main body 111 by a known technique using, for example, welding or an adhesive. By this fixing, leakage of the working fluid from the inside of the housing 110 is suppressed.
  • the wick 130 is disposed at a position away from the lid 113 inside the main body 111. Further, by separating the wick 130 and the lid body 113, damage to the wick 130 due to the influence of heat and distortion generated when the lid body 113 is fixed to the main body 111 is suppressed.
  • FIG. 4A and 4B are perspective views of the wick 130.
  • FIG. 4A is a perspective view of the wick 130 viewed from the downstream side in the transfer direction
  • FIG. 4B is a perspective view of the wick 130 viewed from the upstream side in the transfer direction
  • 5A and 5B are detailed views of the wick 130.
  • FIG. 5A is a plan view seen from the first plate surface 130a side of the wick 130
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along Vb-Vb in FIG. 5A.
  • the wick 130 which is an example of an evaporation body, is formed of a resin porous body such as polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the wick 130 is a plate-like (substantially rectangular parallelepiped thin member) member.
  • the wick 130 includes a first plate surface (first surface) 130a which is a plate surface facing one side in the thickness direction, and a second plate surface (back surface, second surface) which is a surface along the first plate surface (front surface) 130a.
  • Surface) 130b one end surface 130c which is an end surface facing one side in the width direction, the other end surface 130d which is a surface along one end surface 130c, a downstream end surface 130e which is a side surface facing downstream in the transfer direction, and a downstream end surface 130e.
  • an upstream end face 130f is an upstream end face 130f.
  • the effective pore diameter of the wick 130 is 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the wick 130 is not limited to the above-mentioned resin porous body, and includes a large number of voids (pores) inside the porous metal (porous metal), ceramic porous, glass porous, porous fiber, etc. ) May be used.
  • the porosity of the wick 130 is 25% to 70%. Further, when a material having low thermal conductivity is used as the wick 130, heat leak in the evaporator 101 can be reduced. When it is desired to further reduce heat leakage, it is generally preferable to use a non-metallic material having a thermal conductivity lower than that of a metal.
  • the wick 130 has, for example, a dimension in which the long side of the plate surface is about 50 mm to 500 mm, the short side is about 10 mm to 400 mm, and the thickness is about 10 mm to 150 mm.
  • the wick 130 has a thickness ratio of, for example, about 2 to 300% with respect to the long side of the plate surface.
  • the wick 130 is formed along the width direction on each of the first plate surface (one plate surface) 130a and the second plate surface (the other plate surface) 130b.
  • a transverse groove 133 is formed.
  • a plurality of transverse grooves 133 which are examples of cross direction grooves are formed side by side at predetermined intervals in the transfer direction. In the illustrated example, three are formed on the first plate surface 130a and the second plate surface 130b.
  • the lateral groove 133 is formed at the center in the transfer direction on the first plate surface 130a, and is not formed at the end on the upstream side in the transfer direction.
  • an area that contacts the inner peripheral surface of the main body 111 is secured at the upstream end of the first plate surface 130a of the wick 130 in the transfer direction.
  • the sealing performance between the first plate surface 130a of the wick 130 and the inner peripheral surface of the main body 111 is improved.
  • the wick 130 is formed in a hollow shape opened at the downstream end face 130e.
  • the wick 130 has an introduction space 135 that opens at the upstream end face 130f.
  • the introduction space 135 is covered by the downstream end face 130e.
  • the introduction space 135 is continuous with the liquid reservoir 150 (see FIG. 2). Accordingly, the liquid-phase working fluid stored in the liquid reservoir 150 can flow into the introduction space 135. As a result, a space for storing the liquid-phase working fluid flowing from the liquid reservoir 150 is secured. In other words, the capacity of the liquid reservoir 150 is increased by forming the introduction space 135.
  • the introduction space 135 is formed inside the wick 130 as in the illustrated example, compared to the case where a groove (not shown) for flowing a liquid-phase working fluid is formed on the outer peripheral surface of the wick 130.
  • the illustrated introduction space 135 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. Note that a portion sandwiching the introduction space 135 in the width direction is a side wall portion 136. A portion sandwiching the introduction space 135 in the thickness direction is a plate portion 138. In other words, the introduction space 135 is a space sandwiched between the side wall portions 136 and the plate portions 138. Further, the portion of the wick 130 other than the introduction space 135 is an example of an outer peripheral body.
  • each of the support portions 137 has a long shape. More specifically, the support portion 137 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape whose longitudinal direction is along the transfer direction. In other words, the support portion 137 is disposed along the inflow direction of the working fluid (along the transfer direction) on a surface orthogonal to the thickness direction of the wick 130.
  • the support portion 137 that partitions the introduction space 135 guides the working fluid flowing into the introduction space 135. Accordingly, for example, as compared with a configuration in which the support portion 137 is not provided, the working fluid flowing into the introduction space 135 is prevented from being disturbed such as to flow backward.
  • the support portion 137 makes the plate portions 138 sandwiching the introduction space 135 continuous in the thickness direction. Further, the support portion 137 supports the plate portion 138 from the inside of the wick 130. In other words, a portion between the portions of the wick 130 sandwiching the introduction space 135 is supported. Thereby, the support part 137 suppresses the introduction space 135 from being deformed.
  • each introduction chamber 139 has a substantially rectangular parallelepiped shape whose longitudinal direction is along the transfer direction.
  • the introduction chamber 139 opens on the upstream end surface 130f, but does not open on the downstream end surface 130e.
  • the introduction chambers 139 are provided at predetermined intervals in the width direction.
  • the introduction chamber 139 is formed so as to extend from the upstream end of the wick 130 in the transfer direction toward the downstream side. In other words, the introduction chamber 139 is not formed through the entire transfer direction of the wick 130. In addition, the introduction chamber 139 is formed only on the upstream side in the transfer direction of the wick 130.
  • the introduction chamber 139 is formed to extend to a position overlapping the lateral groove 133 in the transfer direction. In other words, the introduction chamber 139 extends to the downstream side of the lateral groove 133 in the transfer direction.
  • the width L1 of the support portion 137 is smaller than the interval L2 of the support portion 137. Further, the width L1 of the support portion 137 is smaller than the thickness L3 of the wick 130. As a result, a space in the introduction chamber 139, that is, a space for accommodating a liquid-phase working fluid is secured.
  • the width L1 of the support portion 137 is smaller than the thickness L4 of the plate portion 138. As a result, the liquid transport capability of the support portion 137 is enhanced, and the transport resistance of the plate portion 138 is reduced. Further, the width L1 of the support portion 137 is larger than the interval L6 of the steam grooves 112. Accordingly, the heating of the working fluid that has reached the plate portion 138 from the support portion 137 is prevented from being hindered by the steam groove 112.
  • the distance L2 between the support portions 137 is smaller than the thickness L3 of the wick 130. This configuration will be described later in detail.
  • the interval L2 between the support portions 137 is smaller than the width L7 of the side wall portion 136.
  • the interval L2 between the support portions 137 is smaller than the height L8 of the introduction chamber 139 in the thickness direction. Accordingly, the transport resistance in the plate portion 138 is suppressed while ensuring a space for accommodating the liquid-phase working fluid.
  • the interval L2 between the support portions 137 is larger than the width L9 of the steam groove 112. More specifically, the distance L2 between the support portions 137 is larger than the sum of the width L9 of the steam groove 112 and the distance L6 between the steam grooves 112. Accordingly, the heating of the working fluid that has reached the plate portion 138 from the support portion 137 is prevented from being hindered by the steam groove 112.
  • the wick 130 configured in this manner is provided by being inserted into the main body 111 (see FIG. 2) of the casing 110 as described above. More specifically, the wick 130 is fixed by being fitted inside the housing 110.
  • the wick 130 in the illustrated example is fixed between the wick 130 and the housing 110 without using a seal member (not shown). Unlike this example, the wick 130 may be fixed using a seal member.
  • the surface of the wick 130 other than the upstream end surface 130f that is, the first plate surface 130a, the second plate surface 130b, and one end surface.
  • the four surfaces 130 c and the other end surface 130 d are in contact with the inner peripheral surface of the main body 111.
  • the wick 130 is disposed such that both side surfaces in the thickness direction and both side surfaces in the width direction are sandwiched by the main body 111.
  • the wick 130 is disposed on the downstream side in the transfer direction in the internal space of the main body 111, and is formed with a size that leaves a space on the upstream side in the transfer direction (see FIG. 2). That is, the wick 130 is formed with a dimension that is separated from the lid 113 in the transfer direction.
  • the gap formed between the wick 130 and the lid body 113 constitutes the liquid reservoir 150 (see FIG. 2) as described above.
  • the wick 130 is disposed inside the main body 111 at a position separated from the inner peripheral surface on the side surface 110 a side.
  • a flow path for the working fluid vaporized by the wick 130 toward the vapor pipe 105 is secured.
  • the wick 130 may be formed into a flat plate shape, and then the introduction chamber 139 and the like may be formed using a well-known technique such as die-sinking electric discharge machining. Alternatively, the wick 130 may be formed by a so-called 3D printer that forms a three-dimensional object by stacking materials based on three-dimensional data.
  • the working fluid vaporized in the wick 130 flows through the steam groove 112 toward the downstream side in the transfer direction (see arrow C1). Further, a part of the vaporized working fluid flows through the lateral groove 133 along the width direction (see arrow C5), and then flows through the vapor groove 112 toward the downstream side in the transfer direction.
  • the liquid-phase working fluid supplied from the liquid reservoir 150 flows through the introduction chamber 139 downstream in the transfer direction (see arrow C3) and permeates the wick 130.
  • the working fluid that has permeated the wick 130 permeates (flows) in the thickness direction in addition to the transfer direction and the width direction of the wick 130.
  • the working fluid moves from the introduction chamber 139 through the support portion 137 in the direction toward the both sides in the thickness direction. That is, the working fluid moves toward the first plate surface 130a and the second plate surface 130b. In other words, the working fluid moves in a direction from the support portion 137 toward the heating element (not shown) (direction crossing the wick 130 in the thickness direction) (see arrow C7 in the figure).
  • the length that the working fluid crosses the wick 130 in the width direction is shortened by forming the support portion 137.
  • the pressure loss (pressure resistance, transport resistance) of the working fluid is reduced, and as a result, a decrease in heat exchange efficiency in the loop heat pipe 100 is suppressed.
  • the decrease in the heat exchange efficiency is suppressed by reducing the distance L2 between the support portions 137.
  • FIGS. 6A and 6B are detailed views of the flow of the working fluid in the wick 130.
  • FIG. 6A is a view for explaining the flow of the working fluid on the other side in the width direction of the wick 130 in FIG. 5B
  • FIG. 6B is a view in which the wick 130 is placed vertically. It is a figure explaining the flow of the working fluid at the time.
  • a support portion 137 is disposed between the position P0 and the position P1.
  • the working fluid is transported from the position P0 to the position P1 via the support portion 137 (see the route R1 in the figure).
  • the support portion 137 when the support portion 137 is not formed, it is necessary to be transported from the position P0 via the side wall portion 136 to the position P1 (see the route R2 in the figure).
  • the route through which the working fluid is transported is longer than when transported via the support portion 137 (see the route R1 in the figure).
  • the longer the distance from the position P0 (position P1) to the side wall part 136 the farther the position is from the side wall part 136
  • the transport efficiency of the working fluid is reduced.
  • the support portion 137 by providing the support portion 137, the transport efficiency of the working fluid is improved. Further, as described with reference to FIG. 5B, the interval L ⁇ b> 2 between the support portions 137 is smaller than the thickness L ⁇ b> 3 of the wick 130. As described above, by disposing the support portion 137, the plate surface of the plate portion 138 can be effectively used, and the transport efficiency of the working fluid can be improved.
  • the interval L2 between the support portions 137 may be about the thickness L3 of the wick 130.
  • the interval L2 between the support portions 137 may be about the height L8 of the introduction chamber 139 in the thickness direction. More specifically, the distance L2 between the support portions 137 may be about 0.5 to 1.5 times the thickness L3 of the wick 130. Further, the distance L2 between the support portions 137 may be 0.8 to 1.2 times the thickness L3 of the wick 130.
  • the support portion 137 assists in moving the working fluid in the transfer direction (see arrow C9 in the figure).
  • the plate surface of the plate portion 138 can be effectively used, and the working fluid transport efficiency can be improved.
  • FIG. 7 is a simulation result of the relationship between the thermal load and the pressure loss in the wick 130.
  • the simulation result of the pressure loss in the wick 130 will be described with reference to FIG.
  • the simulation result of the wick 130 including the support portion 137 as in the present embodiment is indicated by a solid line as “with support portion”, and the support portion 137 is provided as a comparative example different from the present embodiment.
  • the simulation result of the wick 130 not provided is indicated by a broken line as “no support”.
  • the permeability is 6 ⁇ 10 ⁇ 13 m 2
  • the width L1 of the support portion 137 is 7 mm
  • the distance L2 between the support portions 137 is 7 mm
  • the thickness L3 of the wick 130 is 10 mm
  • the transfer direction of the wick 130 The length of was 50 mm.
  • the pressure loss can be suppressed when the supporting portion is present compared to when the supporting portion is absent. That is, it was confirmed that the pressure loss in the wick 130 is reduced by providing the support portion 137 in the wick 130.
  • the thermal load is 200 W
  • the pressure loss in the wick 130 is approximately 80% compared to the case where the support 137 is not provided in the wick 130 by providing the support 137 in the wick 130. It was confirmed that it was reduced.
  • FIGS. 8A to 8C and FIGS. 9A to 9B are diagrams for explaining modifications of the wick 130.
  • the same parts as those of the wick 130 shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the wick 130 shown in FIG. 4A is formed integrally with the wick 130, but may be formed of a plurality of members.
  • the support portion 237 may be configured as a separate member (separate body), and the support portion 237 may be inserted into the introduction space 235 formed in the wick 230. Good.
  • the support part 237 as a separate body, the amount of the material used when manufacturing the wick 230 is suppressed.
  • the support part 237 may be formed of a member different from the side wall part 136 and the plate part 138.
  • the effective hole diameter of the support part 237 may be larger than the side wall part 136 and the plate part 138.
  • the effective hole diameter of the support portion 237 may be 10 to 20 ⁇ m, and the effective hole diameter of the side wall portion 136 and the plate portion 138 may be 1 to 2 ⁇ m.
  • the wick 130 shown in FIG. 4A described above forms the substantially rectangular parallelepiped introduction chamber 139.
  • the shape of the introduction chamber 139 is as follows. There is no particular limitation.
  • the structure which forms the substantially cylindrical introduction chamber 339 like the wick 330 shown in FIG.8 (b) may be sufficient.
  • the inner diameter of the introduction chamber 339 is, for example, 25 mm.
  • the thickness of the wick 330 is 30 mm, for example. Therefore, the minimum distance from the introduction chamber 339 to the outer peripheral surface of the wick 330 is 2.5 mm.
  • the first plate surface 330a and the second plate surface 330b are formed with vertical grooves 334 extending in the transport direction in addition to the horizontal grooves 333 extending in the width direction. It may be. That is, in the first plate surface 330a and the second plate surface 330b, the horizontal groove 333 and the vertical groove 334 may be formed in directions that intersect each other. Then, the working fluid vaporized on the outer peripheral surface of the wick 330 flows through the longitudinal groove 334 toward the downstream side in the transfer direction.
  • the vertical groove 334 is formed so as to extend from the downstream end of the wick 330 in the transfer direction toward the upstream side. That is, the vertical groove 334 is formed only on the downstream side in the transfer direction of the wick 330. This suppresses the liquid-phase working fluid from flowing into the longitudinal groove 334.
  • the depth L12 of the vertical groove 334 is formed deeper than the depth L11 of the horizontal groove 333.
  • the distance L13 from the surface on the first plate surface 330a side (second plate surface 330b side) to the introduction chamber 339 is shortened.
  • the transport resistance of the working fluid is reduced.
  • the minimum distance of the working fluid from the introduction chamber 339 to the outer peripheral surface of the wick 330 can be adjusted to a predetermined distance or less (such as 10 mm or less).
  • the wick 130 shown in FIG. 4A has a substantially rectangular parallelepiped shape, the shape is not particularly limited as long as it is a plate-like member. Further, the wick 130 shown in FIG. 4A has been described as including a plurality of support portions 137, but the number of support portions 137 is not particularly limited.
  • both ends in the width direction may be configured not to form corners. That is, both ends of the wick 430 in the width direction may be rounded. Other shapes may be used as long as they are flat. For example, a circular flat plate (disc), a polygonal flat plate, etc. may be sufficient. Moreover, the structure which provides the one support part 437 in the introduction space 435 may be sufficient like the wick 430 shown in FIG.8 (c).
  • the wick 130 shown in FIG. 4A has the same configuration in the plate portion 138 on the first plate surface 130a side and the plate portion 138 on the second plate surface 130b side, but has a different configuration. May be.
  • the thickness L21 of the first plate portion 538 on the first plate surface 530a side, and the thickness L23 of the second plate portion 539 on the second plate surface 530b side May be different.
  • a liquid-phase working fluid accumulates on the second plate portion 539 side (lower side in the figure). Then, the thickness L23 of the first plate portion 538 facing the second plate portion 539 is formed thicker than the thickness L21 of the second plate portion 539 where the liquid-phase working fluid is accumulated. Thereby, the transport resistance in the first plate portion 538 is suppressed.
  • the support portion 137 may be divided in the transfer direction.
  • a plurality of columnar support portions 637 may be provided in the introduction space 635 as in the wick 630 illustrated in FIG.
  • a plurality of support portions 637 (three support portions 637) are arranged along the transfer direction. Further, a plurality (two rows) of the support portions 637 are provided.
  • the direction where the horizontal groove 133, the support part 137, the introduction chamber 139, etc. extend is not specifically limited.
  • each may be formed obliquely with respect to the transfer direction.
  • the support portion 137 has been described as a configuration formed along a surface orthogonal to the width direction, the support portion 137 is formed in another direction in another direction, such as a configuration formed along a surface orthogonal to the thickness direction. May be.
  • the lateral groove 133 may be formed on one end surface 130c and the other end surface 130d of the wick 130.
  • the steam groove 112 may be provided on a surface facing the one end surface 130 c and the other end surface 130 d of the wick 130.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating an apparatus including the loop heat pipe 100.
  • FIG. 10A illustrates a mobile phone 800 including the loop heat pipe 100
  • FIG. 10B illustrates a transport device 900 including the loop heat pipe 100. is there.
  • a mobile phone 800 and a transportation device 900 which are examples of an electronic device including the loop heat pipe 100, will be described.
  • the loop heat pipe 100 is provided in an electronic device such as a mobile phone 800.
  • the illustrated mobile phone 800 is a so-called smartphone, and includes a central processing unit (CPU) 801, a loop heat pipe 100 that cools the central processing unit 801, and a housing 803 that accommodates these. Then, heat generated in the central processing unit 801 which is an example of a heat generating component is transmitted to the evaporator 101 and is released by the condenser 107.
  • the condenser 107 in the illustrated example has a plurality of folded portions in order to secure a heat radiation area.
  • the loop heat pipe 100 may be provided in a transportation device 900 such as an automobile or an airplane.
  • a transport apparatus 900 that is an example of an apparatus includes heat generating components 901 and 903 such as an internal combustion engine. Further, each of the heat generating components 901 and 903 is fixed to both plate surfaces of the plate-like evaporator 101 formed in a plate shape by applying grease or screwing. Then, the evaporator 101 cools the heat generating components 901 and 903 on both plate surfaces.

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Abstract

本発明のループ型ヒートパイプは、作動流体を液相から気相へと蒸発させる蒸発器を備え、この蒸発器から導かれた気相の作動流体を凝縮させ液相の作動流体として蒸発器に環流させる。この蒸発器は、平板状に形成され、内部に液相の作動流体が流入する導入空間(135)を有するとともに、導入空間(135)内の液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させるウィック(130)と、導入空間(135)に設けられ、導入空間(135)を仕切る支持部(137)とを備える。

Description

熱交換器、蒸発体、および装置
 本発明は、熱交換器、蒸発体、および装置に関する。
 熱交換器としての一例として、下記のループヒートパイプ等(下記特許文献1乃至3参照)が知られている。
 特許文献1には、ループ型ヒートパイプが開示されている。このループ型ヒートパイプは、設置角度の如何に関わらず効率的に発熱部品を冷却するべく、蒸発部、凝縮部、及び液戻り管の内部にそれぞれ設けられるとともに、毛細管力を生じさせるウィックを有する。
 また、特許文献2には、ミニループヒートパイプ用蒸発器が開示されている。このミニループヒートパイプ用蒸発器は、管状体と、上部、側部、及び下部ウィックと、液注入手段と蒸気流路手段とを備える。そして、管状体は、扁平な円筒状で内部に液をためることのできる空間を有する。また、上部ウィック,上部円周ウィック、下部ウィックは、前記管状体上部内面に沿って、側部に円周に沿って、及び内側に液を溜めうる空間部を形成するために管状体下部内面に沿って施されている。
 また、特許文献3には、マイクロループヒートパイプが開示されている。このマイクロループヒートパイプにおける蒸発器は、その内部を多孔質部材からなる隔壁部によって区画し、一方の区画をリザーバ部とし、他方の区画を多孔質部材によって形成され、作動流体を蒸気化させるマイクロチャンネル部とし、作動流体が隔壁部を隔てて液相と気相とを水平に分離できるように構成されている。
特開2008-215702号公報 特開2005-233480号公報 特開2010-78259号公報
 上述のように、ループ型ヒートパイプの蒸発器としては、円筒型および平板型が従来提案されている。そして、携帯電話(スマートフォン)などの電子機器や、車両や飛行機などの輸送機器などにループ型ヒートパイプを搭載する場合に、蒸発器の厚みがより低減され得る平板型を採用することがある。
 ところで、平板型を採用した蒸発器におけるウィックなどの蒸発体の外周面に、液相の作動流体を流す溝を形成する構造が想定され得る。しかしながら、このような溝が板面に形成される場合、溝が形成される板面とは反対側の板面のみを冷却に利用することとなる。
 また、平板型を採用した蒸発器における蒸発体を中空とする構造も想定され得る。しかしながら、このように中空に形成される場合、例えば空間が大きくなりすぎると、空間内に流入した液相の作動流体の一部が逆流するなど、作動流体の流れが乱れ得る。そして、作動流体の流れが乱れると、熱交換率が低下する。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、熱交換率の低下を抑制しつつ、蒸発体の両板面による冷却を可能とする熱交換器などを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、上記課題を解決する手段として、以下に記載の発明が挙げられる。すなわち、請求項1に記載の発明は、外部から熱を吸収して作動流体を液相から気相へと蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から導かれた気相の作動流体を凝縮させ液相の作動流体として当該蒸発器に環流させる熱交換器において、前記蒸発器は、平板状に形成され、内部に液相の作動流体が流入する空間を有するとともに、当該空間内の液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させる外周体と、前記空間内に設けられ、当該空間を仕切る仕切部とを備えることを特徴とする熱交換器である。
 請求項2に記載の発明は、前記仕切部は、前記空間内において複数設けられ、前記仕切部同士の間隔は、平板状に形成された前記外周体の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項1記載の熱交換器である。
 請求項3に記載の発明は、前記仕切部は、前記外周体における前記空間を挟む部分の間を支持することを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器である。
 請求項4に記載の発明は、前記外周体は、当該外周体の厚さ方向と直交する外周面である第1面および当該第1面と対向する外周面である第2面を有し、前記仕切部は、前記第1面側および前記第2面側の間を連続させ、前記空間内の液相の作動流体を毛細管力により当該第1面および当該第2面に向けて移動させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項5に記載の発明は、前記仕切部は、前記外周体の厚さ方向と直交する面における当該仕切部の長手方向が、液相の作動流体が前記空間に流入する方向に沿って配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項6に記載の発明は、前記外周体は、当該外周体の外周面に、液相の作動流体が前記空間に流入する方向と交差する方向に沿って形成され気相の作動流体が流れる交差方向溝を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項7に記載の発明は、前記蒸発器は、前記外周体を収容する筺体を有し、前記筺体は、当該筺体の内周面に、液相の作動流体が前記空間に流入する方向に沿って形成され気相の作動流体が流れる流入方向溝を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項8に記載の発明は、前記外周体および前記仕切部は、多孔体であり、前記仕切部は、前記外周体よりも、実効空孔径が小さいことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項9に記載の発明は、前記仕切部は、前記外周体とは別体として設けられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項10に記載の発明は、前記外周体は、当該外周体の厚さ方向と直交する外周面である第1面および当該第1面と対向する外周面である第2面を有し、前記第1面および前記第2面のうち上側に位置する面側が、下側に位置する他方面側よりも厚いことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の熱交換器である。
 請求項11に記載の発明は、熱交換器の蒸発器内に収容され、外部から熱を吸収して液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させる平板状の蒸発体であって、内部に液相の作動流体が流入する空間と、前記空間内に設けられ、当該空間を仕切る仕切部とを有することを特徴とする蒸発体である。
 請求項12に記載の発明は、筺体と、前記筺体の内部に収容される発熱体と、前記発熱体から熱を吸収し作動流体を液相から気相へと蒸発させ液管を介して流出させる蒸発器を備え、当該蒸発器から導かれた気相の作動流体を凝縮させ液相の作動流体として蒸気管を介して当該蒸発器に環流させる熱交換器とを備える装置において、前記蒸発器は、平板状に形成される筺体と、平板状に形成され前記筺体の内部に挿入されるとともに、内部に液相の作動流体が流入する空間を有するとともに、当該空間内の液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させる蒸発体とを備え、前記蒸発体は、当該蒸発体の厚さ方向と直交する外周面である第1面および当該第1面と対向する外周面である第2面を有し、前記空間内に設けられ、当該空間を仕切る複数の仕切部を有し、前記仕切部同士の間隔は、前記蒸発体の厚さ方向において前記空間を挟む前記第1面側および前記第2面側の間隔よりも小さいことを特徴とする装置である。
 請求項1記載の発明によれば、熱交換率の低下を抑制しつつ、蒸発体の両板面による冷却を可能とする熱交換器を提供することができる。
 請求項2記載の発明によれば、仕切部同士の間隔が発熱体の厚さよりも厚い場合と比較して、熱交換率の低下を抑制することができる。
 請求項3記載の発明によれば、蒸発体の変形を抑制することができる。
 請求項4記載の発明によれば、蒸発体の第1面および第2面における作動流体の気化を促進できる。
 請求項5記載の発明によれば、液相の作動流体を案内することができる。
 請求項6記載の発明によれば、気相の作動流体の流れが促進される。
 請求項7記載の発明によれば、気相の作動流体の流れが促進される。
 請求項8記載の発明によれば、液相の作動流体の流れが促進される。
 請求項9記載の発明によれば、蒸発体の材料が抑制される。
 請求項10記載の発明によれば、蒸発体における気相側に位置する面側の輸送抵抗が低減される。
 請求項11記載の発明によれば、熱交換率の低下を抑制しつつ、両板面による冷却を可能とする蒸発体を提供することができる。
 請求項12記載の発明によれば、熱交換率の低下を抑制しつつ、蒸発体の両板面による冷却を可能とする装置を提供することができる。
本実施の形態に係るループ型ヒートパイプを示す概略構成図である。 本実施の形態に係る蒸発器を示す概略構成図である。 (a)および(b)は、筺体を説明する図である。 (a)および(b)は、ウィックの斜視図である。 (a)および(b)は、ウィックの詳細図である。 (a)および(b)は、ウィックにおける作動流体の流れの詳細図である。 ウィックにおける熱負荷と圧力損失との関係のシミュレーション結果である。 (a)乃至(c)は、ウィックの変形例を説明する図である。 (a)乃至(b)は、ウィックの変形例を説明する図である。 (a)および(b)は、ループ型ヒートパイプを備える装置を説明する図である。
 以下、添付図面を参照して、本実施の形態について詳細に説明する。
<ループ型ヒートパイプ100の構成>
 まず、図1を参照して、本実施の形態が適用されるループ型ヒートパイプ100の構成を説明する。ここで、図1は、本実施の形態に係るループ型ヒートパイプ100を示す概略構成図である。
 本実施の形態が適用されるループ型ヒートパイプ100は、例えば携帯電話(スマートフォン)やタブレット型端末など電子機器等の筺体の内部に備えられる図示しない発熱体(発熱部品、例えばコンピュータのCPU)を、外部から動力を供給せずに冷却するべく、環状の装置内で作動流体を循環させるよう構成されている。
 詳細に説明すると、ループ型ヒートパイプ100は、作動流体が気化する際の潜熱を利用して発熱体(図示せず)を冷却するため作動流体を蒸発させる蒸発器101と、この蒸発器101で気化された作動流体を放熱して液化する凝縮器(Condenser)107とを有する。また、ループ型ヒートパイプ100は、蒸発器101で気化された作動流体を凝縮器107まで送る蒸気管(Vapor Line)105と、凝縮器107で液化された作動流体を蒸発器101まで送る液管(Liquid Line)109とを備えている。そして、本発明のループ型ヒートパイプ100内には液相および気相の間で相変化する作動流体が充填されている。なお、作動流体としては、例えば、水、アルコール、アンモニア等が用いられる。
<ループ型ヒートパイプ100の動作>
 次に、図1を参照して、熱交換器の一例であるループ型ヒートパイプ100内の動作を説明する。
 まず、発熱体(図示せず)において発生する熱は、蒸発器101に伝達される(矢印H1参照)。蒸発器101において熱を吸収した作動流体は気化し、蒸気管105を通って(矢印A1参照)、凝縮器107へ送られる(矢印A2参照)。凝縮器107へ送られた作動流体は、熱を放出して(矢印H2参照)液化する。そして、液化した作動流体は、液管109を通って(矢印A3参照)、再び蒸発器101へと送られる(矢印A4参照)。
<蒸発器101の構成>
 図2は、本実施の形態に係る蒸発器101を示す概略構成図である。
 次に、図2を参照して、本実施の形態が適用される蒸発器101の構成を説明する。
 図2に示すように、蒸発器101は、電子機器(図示せず)の内部に備えられ、発熱体(図示せず)からの熱を受ける筺体110と、筺体110の内部に挿入されるウィック130とを有する。
 なお、詳細は後述するが、本実施の形態に係る筺体110は、概形が平板状である。また、この筺体110は、平板の厚み方向に沿う一側面(端面)110aに蒸気管105が接続され、この一側面110aと対向する対向面110bに液管109が接続される。
 また、筺体110の内部には、作動流体が充填されている。そして、筺体110の内部空間のうち、ウィック130よりも液管109側の空間は、液相の作動流体が収容される液溜め部150として機能する。
<蒸発器101の動作>
 次に、図1および図2を参照しながら蒸発器101内の動作について説明する。
 ウィック130に浸透した液相の作動流体は、ウィック130の毛細管力により、ウィック130内を移動しながら、発熱体(図示せず)の熱により加熱され気化する。この気化した作動流体は、蒸気管105側へと移動した後(矢印C1参照)、蒸気管105を介して凝縮器107(図1参照)へ送られる。
 一方、凝縮器107(図1参照)で液化した作動流体は、液管109を介して筺体110内へと流入する(矢印A4参照)。筺体110内へ流入した作動流体は、液溜め部150を経てウィック130に浸透する。このようにして、ウィック130の外周面において作動流体の流れが途切れることなく、上記のサイクルが繰り返される。そして、発熱体(図示せず)において発生した熱が、蒸発器101から凝縮器107(図1参照)へと輸送される。
 なお、以下の説明においては、蒸発器101内で液管109側から蒸気管105側に向けて作動流体が移送される方向を、単に移送方向ということがある(図2参照)。また、蒸発器101の内部空間における位置を説明する際に、移送方向における蒸気管105側を下流側ということがあり、液管109側を上流側ということがある。
 また、図2に示すように、平板状の部材である筺体110の厚み方向を、単に厚み方向ということがある。また、この厚み方向において一方側(図中上側)の面を第1面側ということがあり、この第1面側と反対の側(図中下側)を第2面側ということがある。
 また、移送方向および厚み方向と交差する方向、すなわち筺体110の幅方向を、単に幅方向ということがある。また、この幅方向における一方側(図中左側)および他方側(図中右側)を、各々単に一方側および他方側ということがある。
<筺体110の構成>
 図3(a)および(b)は、筺体110を説明する図である。より具体的には、図3(a)は筺体110の本体111の斜視図であり、図3(b)は筺体110の蓋体113の斜視図である。
 次に、図2、図3(a)および(b)を参照しながら、筺体110について説明をする。
 まず、図2に示すように、筺体(蒸発器筺体)110は、概形が略直方体状(板状)で中空の部材であるとともに一側面が開口する本体111と、この本体111の開口を覆う蓋体113とを有する。筺体110は、例えばアルミなどの金属や樹脂などにより形成される。
 また、図3(a)に示すように、本体111の内部には、略直方体状の空間が形成される。本体111における開口111aと対向する側面(底面)には、貫通孔である流出口111bが形成されている。
 また、本体111の内周面であって、第1面側および第2面側の両面には、移送方向に沿って形成された蒸気溝112が形成されている。流入方向溝の一例である蒸気溝112は、幅方向において予め定められた間隔で複数(図示の例では17本)並べて形成される。この蒸気溝112は、本体111の内部空間における移送方向下流側に設けられ、上流側には設けられていない。さらに説明をすると、蒸気溝112は、ウィック130と対峙する領域に設けられるとともに、ウィック130の移送方向上流側端よりも、下流側に設けられる(後述する図5(b)参照)。
 また、図3(b)に示すように、蓋体113は、本体111の開口111aを覆う寸法で形成された板状部材であり、板面中央に、貫通孔である流入口113aが形成されている。なお、図示の例においては、蓋体113における本体111と対向する側の面に突出部113bを備える。
 付言すると、この筺体110は、例えば、板面の一辺が60mm乃至550mm程度であり、かつ厚みが20mm乃至200mm程度の寸法で構成される。また、筺体110は、板面の一辺に対する厚みの割合が、例えば3~333%程度の寸法で構成される。
 次に、図示の例における筺体110の組み立て工程について説明をする。まず、前段階として、本体111の流出口111bには蒸気管105が接続され、蓋体113の流入口113aには液管109が接続される。その後、本体111の開口111aを通して、本体111の内部にウィック130が挿入される。そして、本体111の開口111aを蓋体113によって覆い、例えば溶接や接着剤などを用いた周知の技術により、本体111に対して蓋体113が固定される。この固定により、筺体110の内部からの作動流体の漏れが抑制される。
 なお、図2に示すように、ウィック130は、本体111の内部において蓋体113から離間した位置に配置される。また、ウィック130と蓋体113とを離間することにより、本体111に対して蓋体113を固定する際に生じる熱や歪みの影響で、ウィック130が損傷を受けることが抑制される。
<ウィック130の構成>
 図4(a)および(b)は、ウィック130の斜視図である。より具体的には、図4(a)はウィック130を移送方向下流側からみた斜視図であり、図4(b)はウィック130を移送方向上流側からみた斜視図である。
 図5(a)および(b)は、ウィック130の詳細図である。より具体的には、図5(a)はウィック130の第1板面130a側からみた平面図であり、図5(b)は図5(a)のVb-Vbにおける断面図である。
 次に、図4(a)および(b)、図5(a)および(b)を参照しながら、ウィック130の構成について説明をする。
 蒸発体の一例であるウィック130は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの樹脂製の多孔質体により形成される。このウィック130は、作動流体に毛細管力を発生させ、結果として作動流体を移動させる。
 また、ウィック130は、平板状(厚みが薄い略直方体)の部材である。このウィック130は、厚み方向の一方側を向く板面である第1板面(第1面)130aと、第1板面(表面)130aに沿う面である第2板面(裏面、第2面)130bと、幅方向の一方側を向く端面である一方端面130cと、一方端面130cに沿う面である他方端面130dと、移送方向下流側を向く側面である下流端面130eと、下流端面130eに沿う面である上流端面130fとを備える。
 ウィック130の実効空孔径は、0.1~20μmである。このウィック130は、上述の樹脂製の多孔質体に限定されるものではなく、多孔質金属(ポーラスメタル)、セラミック多孔質、ガラス多孔質、多孔質繊維など、その内部に多数の空隙(孔)が形成された材料であればよい。また、ウィック130の空孔率は、25%~70%である。さらに、ウィック130として、熱伝導率が低い材質を用いると、蒸発器101における熱リークを低減することができる。なお、熱リークをより低減したい場合、一般的に熱伝導率が金属よりも低い非金属製の材料を用いることが好ましい。
 付言すると、このウィック130は、例えば、板面の長辺が50mm乃至500mm程度であり、短辺が10mm乃至400mm程度であり、かつ厚みが10mm乃至150mm程度の寸法で構成される。また、ウィック130は、板面の長辺に対する厚みの割合が、例えば2~300%程度の寸法で構成される。
 また、図4(a)に示すように、ウィック130は、第1板面(一方側の板面)130aおよび第2板面(他方側の板面)130bの各々において、幅方向に沿って形成される横溝133を備える。
 交差方向溝の一例である横溝133は、移送方向において予め定められた間隔で複数並べて形成される。また、図示の例では、第1板面130aおよび第2板面130bにおいて、3本ずつ形成されている。
 ここで、横溝133は、第1板面130aにおける移送方向中央部に形成され、移送方向上流側の端部には形成されていない。
 このことにより、ウィック130の第1板面130aの移送方向上流側の端部において、本体111の内周面と接触する面積が確保される。その結果、ウィック130の第1板面130aと本体111の内周面との間におけるシール性が向上する。
 また、図4(a)に示すように、ウィック130は下流端面130eにおいて開口した中空状に形成される。言い替えると、ウィック130は、上流端面130fにおいて開口する導入空間135を有する。なお、この導入空間135は、下流端面130eによって覆われている。
 導入空間135は、液溜め部150(図2参照)と連続する。このことにより、導入空間135内に、液溜め部150に収容された液相の作動流体が流入し得る。その結果、液溜め部150から流入する液相の作動流体を収容する空間が確保される。いわば、導入空間135を形成することにより、液溜め部150の容量が増加する。
 なお、図示の例とは異なり、ウィック130の外周面に液相の作動流体を流す溝(不図示)を形成する場合と比較して、図示の例のように導入空間135をウィック130内部に設けることで、ウィック130の外周面と筺体110の内周面とが接触する面積が低減することが抑制される。
 ここで、図示の導入空間135は、略直方体状に形成されている。なお、導入空間135を幅方向において挟む部分を側壁部136とする。また、導入空間135を厚さ方向において挟む部分を板部138とする。言い換えると、導入空間135は、側壁部136同士および板部138同士に挟まれる空間である。また、ウィック130における導入空間135以外の部分は、外周体の一例である。
 また、図示の導入空間135の内部には、互いに離間して導入空間135を仕切る仕切部の一例である支持部137が複数設けられている。この支持部137は、各々長尺状である。さらに説明をすると、支持部137は、長手方向が移送方向に沿う略直方体状に形成されている。言い替えると、支持部137は、ウィック130の厚さ方向と直交する面において、作動流体の流入方向に沿って(移送方向に沿って)配置される。
 ここで、導入空間135を仕切る支持部137は、導入空間135内に流入する作動流体を案内する。このことにより、例えば支持部137が設けられない構成と比較して、導入空間135内に流入する作動流体が逆流するなど、作動流体の流れが乱れることが抑制される。
 また、この支持部137は、導入空間135を挟む板部138同士を厚み方向において連続させる。また、支持部137は、板部138をウィック130の内部側から支持する。言い替えると、ウィック130の導入空間135を挟む部分の間を支持する。このことにより、支持部137は、導入空間135が変形することを抑制する。
 この支持部137が形成されていることにより、導入空間135は、複数の導入室139に仕切られる(区画される)。各導入室139は、長手方向が移送方向に沿う略直方体状である。また、導入室139は、上流端面130fにおいて開口する一方、下流端面130eにおいては開口していない。
 また、図5(a)に示すように、導入室139は、幅方向において、予め定められた間隔で設けられる。また、導入室139は、ウィック130の移送方向上流側の端部から下流側に向けて延びるように形成される。言い替えると、導入室139は、ウィック130の移送方向全体を貫通して形成されていない。付言すると、導入室139は、ウィック130における移送方向における上流側にのみ形成されている。
 また、図5(a)に示すように、導入室139は、移送方向において、横溝133と重複する位置まで延びて形成される。言い替えると、導入室139は、移送方向において横溝133よりも下流側まで延びる。
 次に、図5(b)を参照しながら、図示の例における支持部137および導入室139の寸法および配置について説明をする。
 支持部137の幅L1は、支持部137の間隔L2よりも小さい。また、支持部137の幅L1は、ウィック130の厚さL3よりも小さい。このことにより、導入室139内の空間、すなわち液相の作動流体を収容する空間が確保される。
 また、支持部137の幅L1は、板部138の厚さL4よりも小さい。このことにより支持部137の液輸送能力が高められ、板部138の輸送抵抗が低減される。
 また、支持部137の幅L1は、蒸気溝112の間隔L6よりも大きい。このことにより、支持部137から板部138に到達した作動流体の加熱が、蒸気溝112によって妨げられることが抑制される。
 また、支持部137の間隔L2は、ウィック130の厚さL3よりも小さい。この構成については詳細に後述する。
 また、支持部137の間隔L2は、側壁部136の幅L7よりも小さい。このことにより、支持部137は、液相の作動流体を収容する空間を確保しつつ、板部138同士の間を支持する。
 また、支持部137の間隔L2は、導入室139の厚さ方向の高さL8よりも小さい。このことにより、液相の作動流体を収容する空間を確保しつつ、板部138における輸送抵抗が抑制される。
 また、支持部137の間隔L2は、蒸気溝112の幅L9よりも大きい。さらに説明をすると、支持部137の間隔L2は、蒸気溝112の幅L9と蒸気溝112の間隔L6との和よりも大きい。このことにより、支持部137から板部138に到達した作動流体の加熱が、蒸気溝112によって妨げられることが抑制される。
 さて、このように構成されたウィック130は、上述のように筺体110の本体111(図2参照)内部に挿入して設けられる。さらに説明をすると、ウィック130は、筺体110の内部に嵌まり込むことにより固定される。ここで、図示の例のウィック130は、ウィック130と筺体110との間に、シール部材(不図示)を用いることなく固定される。なお、この例とは異なり、ウィック130は、シール部材を用いて固定されてもよい。
 このように構成されたウィック130は、本体111(図2参照)内に配置されると、ウィック130における上流端面130f以外の面、すなわち、第1板面130a、第2板面130b、一方端面130c、および他方端面130dの4面が本体111の内周面と接触する。
 付言すると、ウィック130は、厚み方向における両側面、および幅方向の両側面が本体111によって挟まれて配置される。
 また、このウィック130は、本体111の内部空間における移送方向下流側に配置され、移送方向上流側に空間を残す寸法で形成される(図2参照)。すなわち、ウィック130は、移送方向において蓋体113から離間する寸法で形成される。そして、ウィック130と蓋体113との間に形成される間隙が、上述のように液溜め部150(図2参照)を構成する。
 また、図2に示すように、ウィック130は、本体111の内部において一側面110a側の内周面から離間した位置に配置される。本体111の内部においてウィック130よりも移送方向下流側に空間を形成することにより、ウィック130により気化した作動流体が蒸気管105に向かう流路が確保される。
 なお、上記ウィック130は、平板状に形成した後に、型彫り放電加工などの周知の技術を用いて、導入室139などを形成してもよい。あるいは、3次元データに基づいて材料を積層して立体物を形成する所謂3Dプリンタなどによりウィック130を形成してもよい。
<ウィック130における作動流体の流れ>
 次に、図5(a)および(b)を参照しながら、ウィック130における作動流体の流れについて説明する。
 まず、図5(a)に示すように、ウィック130において気化した作動流体は、蒸気溝112を移送方向下流側に向けて流れる(矢印C1参照)。また、気化した作動流体の一部は、横溝133を幅方向に沿って流れた後(矢印C5参照)、蒸気溝112を通り、移送方向下流側に向けて流れる。
 一方、液溜め部150(図2参照)から供給される液相の作動流体は、導入室139を移送方向下流側に流れ(矢印C3参照)、ウィック130に浸透する。そして、ウィック130に浸透した作動流体は、ウィック130の移送方向および幅方向に加えて、厚み方向に浸透する(流れる)。
 より具体的には、図5(b)に示すように、作動流体は、導入室139から支持部137を介して厚み方向両側に向かう向きに移動する。すなわち、作動流体は、第1板面130aおよび第2板面130bに向けて移動する。付言すると、作動流体は、支持部137から発熱体(図示せず)に向かう向き(ウィック130を厚み方向に横切る向き)に移動する(図中矢印C7参照)。
 ここで、本実施の形態においては、支持部137が形成されることにより、作動流体がウィック130を幅方向に横切る長さが短くなる。このことにより、作動流体の圧力損失(圧力抵抗、輸送抵抗)が低減され、結果としてループ型ヒートパイプ100における熱交換効率の低下が抑制される。付言すると、図示の例においては、支持部137の間隔L2を小さくすることにより、熱交換効率の低下が抑制される。
<作動流体の流れの詳細>
 図6(a)および(b)は、ウィック130における作動流体の流れの詳細図である。より具体的には、図6(a)は図5(b)におけるウィック130の幅方向他方側における作動流体の流れを説明する図であり、図6(b)はウィック130が縦置きにされた際の作動流体の流れを説明する図である。
 次に、図6(a)および(b)を参照しながら、ウィック130における作動流体の流れについて説明をする。
 まず、図6(a)を参照しながら、板部138の位置P0における液相の作動流体が、板部138の位置P1、すなわち導入室139を挟んで反対側の位置に輸送される動作について説明をする。図示の例においては、位置P0および位置P1の間には、支持部137が配置されている。このことにより、位置P0から支持部137を経由して位置P1に向けて作動流体が輸送される(図中経路R1参照)。
 一方、図示の例と異なり、支持部137が形成されない場合、位置P0から側壁部136を経由して位置P1に輸送されることが必要となる(図中経路R2参照)。この構成においては、上記支持部137を経由して輸送される場合(図中経路R1参照)と比較して、作動流体が輸送される経路が長くなる。付言すると、位置P0(位置P1)から側壁部136までの距離が離れるほど(側壁部136から離れた位置であるほど)、作動流体が輸送される経路が長くなる。その結果、作動流体の輸送効率が低下する。
 したがって、図6(a)に示すように、支持部137を設けることにより、作動流体の輸送効率が向上する。また、上記図5(b)を参照しながら説明したように、支持部137の間隔L2は、ウィック130の厚さL3よりも小さい。このように、支持部137を配置することにより、板部138の板面を有効利用し、作動流体の輸送効率を向上させ得る。
 ここで、支持部137の間隔L2は、ウィック130の厚さL3程度としてもよい。あるいは、支持部137の間隔L2は、導入室139の厚さ方向の高さL8程度としてもよい。より具体的には、支持部137の間隔L2をウィック130の厚さL3の0.5~1.5倍程度としてもよい。また、支持部137の間隔L2をウィック130の厚さL3の0.8~1.2倍としてもよい。
 次に、図1および図6(b)を参照しながら、ウィック130が縦置きされた際の作動流体の流れについて説明をする。
 筺体110が設けられる電子機器(不図示)の使用態様によっては、ウィック130の移送方向が上下方向に沿う向き、すなわち縦置きとなる場合も想定される。
 このように、ウィック130が縦置きとなった場合であっても、支持部137が移送方向において作動流体が移動することを補助する(図中矢印C9参照)。このことにより、板部138の板面を有効利用し、作動流体の輸送効率を向上させ得る。
<圧力損失>
 図7は、ウィック130における熱負荷と圧力損失との関係のシミュレーション結果である。
 次に、図7を参照しながら、ウィック130における圧力損失のシミュレーション結果について説明をする。なお、図7においては、本実施の形態のように支持部137を備えるウィック130のシミュレーション結果を、「支持部有り」として実線で示し、本実施の形態とは異なる比較例として支持部137を備えないウィック130のシミュレーション結果を、「支持部無し」として破線で示す。また、このシミュレーションにおいては、浸透率を6×10-13、支持部137の幅L1を7mm、支持部137の間隔L2を7mm、ウィック130の厚さL3を10mm、ウィック130の移送方向の長さを50mmとした。
 図7に示すように、支持部有りおよび支持部無しの両者において、熱負荷が増加するに従い、圧力損失が増加することが確認された。一方で、支持部有りは、支持部無しと比較して、圧力損失が抑えられることが確認された。すなわち、ウィック130に支持部137を設けることにより、ウィック130における圧力損失が低減されることが確認された。例えば、図7においては、熱負荷が200Wの場合に、ウィック130に支持部137を設けることにより、ウィック130に支持部137を設けない場合と比較して、ウィック130における圧力損失が約8割低減されることが確認された。
<変形例>
 図8(a)乃至(c)および図9(a)乃至(b)は、ウィック130の変形例を説明する図である。
 次に、図8(a)乃至(c)および図9(a)乃至(b)を参照しながら、ウィック130の変形例を説明する。なお、上記図4に示すウィック130と同一の部分には同一の符号をつけ、その詳細な説明は省略する。
 まず、上記図4(a)に示すウィック130は、ウィック130全体が一体として形成されるものであるが、複数の部材により形成してもよい。
 例えば、図8(a)に示すウィック230のように、支持部237を別部材(別体)として構成し、ウィック230に形成された導入空間235に支持部237を挿入する構成であってもよい。このように、支持部237を別体とすることにより、ウィック230を製造する際の材料の使用量が抑制される。
 ここで、支持部237は、側壁部136および板部138と異なる部材で形成してもよい。例えば、支持部237の実効空孔径を、側壁部136および板部138よりも大きくしてもよい。具体的には、支持部237の実効空孔径を10~20μmとし、側壁部136および板部138の実効空孔径を1~2μmとしてもよい。このことにより、支持部237による液輸送が促進される一方、板部138などにおける作動流体の気化が促進される。
 また、上記図4(a)に示すウィック130は、略直方体状の導入室139を形成することを説明したが、液相の作動流体が流入可能な構成であれば、導入室139の形状は特に限定されない。
 例えば、図8(b)に示すウィック330のように、略円柱状の導入室339を形成する構成であってもよい。この導入室339の内径は、例えば25mmである。また、ウィック330の厚みは例えば30mmである。したがって、導入室339からウィック330の外周面までの最小距離は2.5mmとなる。
 また、図8(b)に示すウィック330のように、第1板面330aおよび第2板面330bにおいて、幅方向に延びる横溝333に加えて、移送方向に延びる縦溝334が形成される構成であってもよい。すなわち、第1板面330aおよび第2板面330bにおいて、互いに交差する向きに横溝333および縦溝334が形成されてもよい。そして、ウィック330の外周面において気化した作動流体が、縦溝334を移送方向下流側に向けて流れる。
 なお、縦溝334は、ウィック330の移送方向下流側の端部から上流側に向けて延びるように形成される。すなわち、縦溝334は、ウィック330における移送方向における下流側にのみ形成されている。このことにより、液相の作動流体が縦溝334に流入することが抑制される。
 ここで、横溝333の深さL11と比較して、縦溝334の深さL12は深く形成されている。この縦溝334が形成されることにより、第1板面330a側(第2板面330b側)の表面から導入室339までの距離L13が短くなる。その結果、作動流体の輸送抵抗が低減される。
 また、縦溝334の深さL12を調整することにより、導入室339からウィック330の外周面までの作動流体の最小距離を、所定の距離以下(10mm以下など)に調整し得る。
 また、上記図4(a)に示すウィック130は、略直方体状であることを説明したが、板状部材であればその形状は特に限定されない。また、上記図4(a)に示すウィック130は、複数の支持部137を備えることを説明したが、支持部137の数は特に限定されない。
 例えば、図8(c)に示すウィック430のように、幅方向の両端が角を形成しないように構成されてもよい。すなわち、ウィック430の幅方向の両端を、丸みをつけて形成してもよい。なお、平板状であれば、他の形状であってもよい。例えば、円形の平板(円板)や、多角形の平板などであってもよい。
 また、図8(c)に示すウィック430のように、導入空間435に1つの支持部437を設ける構成であってもよい。
 また、上記図4(a)に示すウィック130は、第1板面130a側の板部138と、第2板面130b側の板部138とが同様の構成であるが、互いに異なる構成であってもよい。
 例えば、図9(a)に示すウィック530のように、第1板面530a側の第1板部538の厚さL21と、第2板面530b側の第2板部539の厚さL23とが異なってもよい。
 この例においては、第2板部539側(図中下側)に液相の作動流体が溜まる。そして、液相の作動流体が溜まる第2板部539の厚さL21よりも、対向する第1板部538の厚さL23を厚く形成する。このことにより、第1板部538における輸送抵抗が抑制される。
 また、上記図4(a)に示すウィック130は、支持部137が移送方向に連続して延びることを説明したが、支持部137が移送方向において分断されるよう構成してもよい。
 例えば、図9(b)に示すウィック630のように、導入空間635に円柱状の支持部637を複数設けてもよい。この例においては、複数の支持部637(3つの支持部637)が移送方向に沿って並ぶ。さらに、この支持部637の列が、複数(2列)設けられる。
 なお、図示は省略するが、横溝133、支持部137および導入室139などが延びる方向は、特に限定されない。例えば、各々移送方向に対して斜めに形成されてもよい。
 また、支持部137は、幅方向に直交する面に沿って形成される構成として説明したが、例えば厚み方向に直交する面に沿って形成される構成など、他の向きに他の向きで形成されてもよい。
 また、横溝133は、ウィック130の一方端面130cおよび他方端面130dに形成されてもよい。
 また、蒸気溝112は、ウィック130の一方端面130c、および他方端面130dと対峙する面に設けられてもよい。
 図10(a)および(b)は、ループ型ヒートパイプ100を備える装置を説明する図である。より具体的には、図10(a)はループ型ヒートパイプ100を備える携帯電話800を説明する図であり、図10(b)はループ型ヒートパイプ100を備える輸送機器900を説明する図である。
 次に、図10(a)および(b)を参照しながら、ループ型ヒートパイプ100を備える電子機器の一例である携帯電話800および輸送機器900について説明をする。
 図10(a)に示すように、ループ型ヒートパイプ100は、携帯電話800などの電子機器に設けられる。図示の携帯電話800は、所謂スマートフォンであり、中央演算処理装置(CPU)801と、この中央演算処理装置801を冷却するループ型ヒートパイプ100と、これらを内部に収容する筺体803とを備える。そして、発熱部品の一例である中央演算処理装置801において発生する熱が、蒸発器101に伝達されるとともに、凝縮器107にて放出される。なお、図示の例における凝縮器107は、放熱面積を確保するため、複数の折り返し部を有する。
 図示の例のように、携帯電話800内に設けられる蒸発器101を平板状に形成することにより、携帯電話800の厚みが抑制され得る。
 また、図10(b)に示すように、ループ型ヒートパイプ100は、自動車や飛行機などの輸送機器900に設けられてもよい。装置の一例である輸送機器900は、内燃機関などの発熱部品901、903を有する。また、発熱部品901、903の各々は、板状に形成された板状蒸発器101の両板面に、グリースやねじ止めなどを施されて固定される。そして、蒸発器101は、その両板面において発熱部品901、903を冷却する。
 さて、上記では種々の実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態や変形例同士を組み合わせて構成してももちろんよい。
 また、本開示は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
100…ループ型ヒートパイプ、101…蒸発器、105…蒸気管、107…凝縮器、109…液管、110…筺体、130…ウィック、133…横溝、135…導入空間、137…支持部、139…導入室

Claims (12)

  1.  外部から熱を吸収して作動流体を液相から気相へと蒸発させる蒸発器を有し、当該蒸発器から導かれた気相の作動流体を凝縮させ液相の作動流体として当該蒸発器に環流させる熱交換器において、
     前記蒸発器は、
     平板状に形成され、内部に液相の作動流体が流入する空間を有するとともに、当該空間内の液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させる外周体と、
     前記空間内に設けられ、当該空間を仕切る仕切部と
    を備える
    ことを特徴とする熱交換器。
  2.  前記仕切部は、前記空間内において複数設けられ、
     前記仕切部同士の間隔は、平板状に形成された前記外周体の厚さよりも小さい
    ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
  3.  前記仕切部は、前記外周体における前記空間を挟む部分の間を支持する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器。
  4.  前記外周体は、当該外周体の厚さ方向と直交する外周面である第1面および当該第1面と対向する外周面である第2面を有し、
     前記仕切部は、前記第1面側および前記第2面側の間を連続させ、前記空間内の液相の作動流体を毛細管力により当該第1面および当該第2面に向けて移動させる
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の熱交換器。
  5.  前記仕切部は、前記外周体の厚さ方向と直交する面における当該仕切部の長手方向が、液相の作動流体が前記空間に流入する方向に沿って配置される
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の熱交換器。
  6.  前記外周体は、当該外周体の外周面に、液相の作動流体が前記空間に流入する方向と交差する方向に沿って形成され気相の作動流体が流れる交差方向溝を有する
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の熱交換器。
  7.  前記蒸発器は、前記外周体を収容する筺体を有し、
     前記筺体は、当該筺体の内周面に、液相の作動流体が前記空間に流入する方向に沿って形成され気相の作動流体が流れる流入方向溝を有する
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の熱交換器。
  8.  前記外周体および前記仕切部は、多孔体であり、
     前記仕切部は、前記外周体よりも、実効空孔径が小さい
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の熱交換器。
  9.  前記仕切部は、前記外周体とは別体として設けられる
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の熱交換器。
  10.  前記外周体は、当該外周体の厚さ方向と直交する外周面である第1面および当該第1面と対向する外周面である第2面を有し、
     前記第1面および前記第2面のうち上側に位置する面側が、下側に位置する他方面側よりも厚い
    ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の熱交換器。
  11.  熱交換器の蒸発器内に収容され、外部から熱を吸収して液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させる平板状の蒸発体であって、
     内部に液相の作動流体が流入する空間と、
     前記空間内に設けられ、当該空間を仕切る仕切部と
    を有する
    ことを特徴とする蒸発体。
  12.  筺体と、
     前記筺体の内部に収容される発熱体と、
     前記発熱体から熱を吸収し作動流体を液相から気相へと蒸発させ液管を介して流出させる蒸発器を備え、当該蒸発器から導かれた気相の作動流体を凝縮させ液相の作動流体として蒸気管を介して当該蒸発器に環流させる熱交換器と
    を備える装置において、
     前記蒸発器は、
     平板状に形成される筺体と、
     平板状に形成され前記筺体の内部に挿入されるとともに、内部に液相の作動流体が流入する空間を有するとともに、当該空間内の液相の作動流体を毛細管力により移動させながら気相へと蒸発させる蒸発体と
    を備え、
     前記蒸発体は、当該蒸発体の厚さ方向と直交する外周面である第1面および当該第1面と対向する外周面である第2面を有し、
     前記空間内に設けられ、当該空間を仕切る複数の仕切部を有し、
     前記仕切部同士の間隔は、前記蒸発体の厚さ方向において前記空間を挟む前記第1面側および前記第2面側の間隔よりも小さい
    ことを特徴とする装置。
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