JP2009115396A - ループ型ヒートパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却性能が高く、ドライアウトの発生が抑制されたループ型ヒートパイプを提供することを目的とする。
【解決手段】 発熱体から受熱し液相の作動流体を蒸発させる蒸発部１００と、放熱により、蒸気相の作動流体を凝縮させる凝縮部と、蒸発部１００と上記凝縮部との間で作動流体を循環させる管とを備え、上記蒸発部１００が、上記凝縮部から流入してきた液相の作動流体を分岐させる分岐部１１０と、分岐部１１０で分岐された液相の作動流体を受け入れ蒸気相に相変化させて送り出す、銅パイプ１２１内に多孔質の筒型のウィック１２３が挿入された二重管構造の、横に並べられた３つの蒸発器１２０と、３つの蒸発器１２０から流出してきた蒸気相の作動流体を一つに集束させる集束部１３０と、３つの蒸発器１２０を収容する蒸発器収容体１４０と、蒸発器収容体１４０の上面を覆う断熱材１５０とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、コンピュータなどの電子機器内の発熱素子を冷却するために用いられるループ型ヒートパイプに関する。

ヒートパイプは、内部に封入した作動流体の相変化を利用して熱を輸送する伝熱装置であり、コンビュータなどの電子機器内の発熱素子を冷却するために広く用いられている。

このヒートパイプの一種として、外部からの熱を受熱し液相の作動流体を蒸発させて蒸気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、放熱により、蒸気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、前記蒸発部と前記凝縮部との間で作動流体を循環させる管とを備えたループ型ヒートパイプが知られている。このループ型ヒートパイプは、主として人工衛星や宇宙ステーションなどの熱輸送装置として開発が進められている。

図９は、従来のループ型ヒートパイプの一例を示す概略構成図である。

図９には、外部からの熱を受熱し液相の作動流体を蒸発させて蒸気相の作動流体に相変化させる蒸発部１０と、放熱により、蒸気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部２０と、蒸発部１０と凝縮部２０との間で作動流体を循環させる管３０とを備えたループ型ヒートパイプ１が示されている（特許文献１参照。）。

このループ型ヒートパイプ１の蒸発部１０には円筒形の蒸発器１１が備えられており、その蒸発器１１の内壁には軸方向に延びた溝形状の複数の蒸気通路１３が形成されている。そして、この蒸気通路１３の先端部に接するように多孔質の円筒形のウィック１２が挿入されている。

管３０からウィック１２内に送り込まれた液相の作動流体はウィック１２の内壁の微細な孔からウィック１２外へと浸透して蒸気通路１３に到り、蒸発器１１の内壁に触れて加熱され蒸気相の作動流体に気化する。

上記の特許文献１に限らず、一般に、ループ型ヒートパイプの蒸発器１１の断面は円筒形状となっているが、それは、蒸発器の製造のし易さや、蒸発部１０に戻ってきた液相の作動流体のウィック１２外への浸透のしやすさ、およびウィック１２外へ染み出した作動流体の気化が円周方向に均一に行われやすいなどの理由によるものと考えられる。

このような形状の蒸発器を備えたループ型ヒートパイプは、主に宇宙空間での使用に適するように考えられたものであるため、例えば、このタイプのループ型ヒートパイプをコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの発熱素子を冷却するために適用しようとしても、高い冷却性能を発揮することができないという問題がある。

図１０は、従来のループ型ヒートパイプを電子部品の発熱素子の冷却装置として適用した例を示す図である。

図１０には、コンピュータのＣＰＵなどの発熱部品４０の冷却装置として、従来のループ型ヒートパイプを適用した例が示されている。

ＣＰＵやＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの電子部品は、一般に平板状のデバイスである。このような平板状のデバイスを、図１０に示す従来のループ型ヒートパイプ１で冷却しようとすると、次のような不具合が生じる。すなわち、発熱部品４０の熱を、ループ型ヒートパイプ１の熱伝導材料１４に一旦伝えた後、この熱伝導材料１４に熱的に接合された円筒状の蒸発器１１に熱を伝える必要がある。しかし、図１０に示すような構造の蒸発部１０では、発熱部品４０に近い蒸発器１１の下部の温度は高くなるが、発熱部品４０から離れた蒸発器１１の上部の温度は低い。このような温度分布を持つ蒸発器１１では、蒸発器１１の上部には熱が十分に供給されないため内部の作動流体は十分に気化されにくい。

特に、ループ型ヒートパイプの場合には、円筒状の蒸発器１１の内部にウィック１２、蒸気通路１３などの空間を確保する必要があるため、蒸発器１１の直径は一般的なヒートパイプや冷却水配管などに比べて大きくなり、高さが高くなるため、上下方向の温度差が大きくなりやすい。その結果、蒸発器１１の上部の作動流体の気化が十分に行われないので、凝縮部に供給される蒸気相の作動流体が少なくなり、従って、凝縮部で液化する作動流体も少なくなる。そのため、凝縮部から受熱部に供給される液相の作動流体の量が少なくなり、最後には作動流体の循環が停止してドライアウト、すなわち受熱部に液相の作動流体が無くなる現象が発生し、電子部品は過熱状態となり誤動作を生ずるに至るという問題がある。
米国特許第４７６５３９６号明細書

本発明は、上記事情に鑑み、冷却性能が高く、ドライアウトの発生が抑制されたループ型ヒートパイプを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のループ型ヒートパイプは、発熱体から受熱し液相の作動流体を蒸発させて蒸気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、放熱により、蒸気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、上記蒸発部と上記凝縮部との間で作動流体を循環させる管とを備えたループ型ヒートパイプであって、上記蒸発部が、上記凝縮部から流入してきた液相の作動流体を複数に分岐させる分岐部と、上記分岐部で分岐された液相の作動流体それぞれを受け入れ蒸気相に相変化させて送り出す、金属管内に多孔質の筒型のウィックが挿入された二重管構造の、横に並べられた複数の蒸発器と、上記複数の蒸発器から流出してきた蒸気相の作動流体を一つに集束させて上記凝縮部に送り出す集束部と、上記複数の蒸発器を収容し発熱体の熱を下面から受熱し受熱した熱を内部に拡散して上記複数の蒸発器に伝熱する蒸発器収容体と、上記蒸発器収容体の上面を覆って該蒸発器収容体からの外部への放熱を抑制する断熱材とを備えたことを特徴とする。

本発明のループ型ヒートパイプによれば、蒸発部を、複数の蒸発器を横に並べた構造としたために、蒸発器の高さを低くすることが可能となり、その結果、上下の温度差が少なくなり、かつ、蒸発器収容体の上面に備えられた断熱材によって外部への放熱が抑制されるので、蒸発器内の温度差が少なくなり、その結果、蒸発部における蒸気の発生効率がよくなり、ドライアウトの発生が抑制される。

ここで、上記蒸発器収容体が、内部空間を有し、該内部空間に発熱体からの受熱により蒸気相に相変化し上記蒸発器への伝熱により液相に相変化する第２の作動流体が封入された箱体であってもよい。

本実施形態のループ型ヒートパイプを上記のように構成した場合は、第２の作動流体の蒸発・凝縮により発熱体から蒸発器への熱輸送が行われるので蒸発器内の温度差が少なくなり、その結果、蒸発部における蒸気の生成効率がさらによくなるのでドライアウトの発生を効果的に抑制することができる。

また、上記蒸発器収容体が、上記複数の蒸発器それぞれの外壁面と接する複数の空洞を有し該複数の蒸発器それぞれが該複数の空洞それぞれに収容された金属ブロックであってもよい。

本実施形態のループ型ヒートパイプを上記のように構成した場合は、金属ブロックによる発熱体から蒸発器への熱伝導が行われるので蒸発器内の温度差が少なくなり、その結果、蒸発部における蒸気の生成効率がさらによくなるのでドライアウトの発生を効果的に抑制することができる。

本発明のループ型ヒートパイプによれば、蒸発部における蒸気の生成効率がよいため凝縮部に多量の熱を輸送することが可能で、ドライアウトの発生が抑制された、例えば、コンピュータのＣＰＵなどの冷却に適したループ型ヒートパイプを実現することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態のループ型ヒートパイプが組み込まれたコンピュータの透視図である。

図１には、主要な発熱部であるＣＰＵ５１と、補助記憶装置であるＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）５２と、電源部５３とを有するコンピュータ５０、およびこのコンピュータ５０に組み込まれた、ＣＰＵ５１を冷却するループ型ヒートパイプが示されている。

このループ型ヒートパイプは、発熱体であるＣＰＵ５１から受熱し液相の作動流体を蒸発させて蒸気相の作動流体に相変化させる蒸発部（受熱部）１００と、放熱により、蒸気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部（放熱部）２００と、蒸発部１００と凝縮部２００との間で作動流体を循環させる銅管３００とを備えている。

図２は、第１の実施形態のループ型ヒートパイプの蒸発部（受熱部）の構造を示す斜視図である。

この蒸発部（受熱部）１００は、図１に示すコンピュータに組み込まれ、インテークマニホールド（分岐部）１１０と、３つの蒸発器１２０と、エキゾーストマニホールド（集束部）１３０と、蒸発器収容体１４０と、断熱材１５０とを備えている。

インテークマニホールド（分岐部）１１０は、凝縮部２００（図１参照）から送られてきて液入口１１０ａから流入した液相の作動流体を３つに分岐させるものである。

３つの蒸発器１２０は、インテークマニホールド１１０で分岐された液相の作動流体それぞれを受け入れ蒸気相に相変化させて送り出す、銅パイプ１２１内に多孔質の筒型のウィック１２３が挿入された二重管構造の、横に並べられた管状の部材である。

エキゾーストマニホールド（集束部）１３０は、上記３つの蒸発器１２０から流出してきた蒸気相の作動流体を一つに集束させて蒸気出口１３０ａから凝縮部２００（図１参照）へと送り出すものである。

蒸発器収容体１４０は、上記３つの蒸発器１２０を収容しＣＰＵ５１の熱を下面から受熱し受熱した熱を内部に拡散させて３つの蒸発器１２０に伝熱するものである。

断熱材１５０は、蒸発器収容体１４０の上面を覆って該蒸発器収容体１４０からの外部への放熱を抑制し受熱部内の温度を均一に保つためのものである。

なお、本実施形態における銅管３００は、本発明にいう管の一例に相当するものであり、また、本実施形態における銅パイプ１２１は、本発明にいう金属管の一例に相当するものであるが、これらの管および金属管の材料は銅に限られるものではなく、熱伝導性が高いものであればどのような材料を用いてもよい。

ＣＰＵ５１の蒸発部１００（受熱部）側の面は、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍの正方形であり、蒸発部１００の外形サイズ（インテークマニホールド１１０およびエキゾーストマニホールド１３０は含まず）は縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ２０ｍｍである。蒸発器収容体１４０は、厚さ２ｍｍの銅板製の、内部が空洞の箱体である。

この蒸発器収容体１４０の内部には、平面方向に貫通する３本の蒸発器１２０が等間隔で並列に設置されている。３本の蒸発器１２０は、それぞれ、外径１４ｍｍ、厚さ２ｍｍの銅パイプ１２１とその銅パイプ１２１内に挿入された多孔質のウィック１２３とからなる二重管構造となっている。

蒸発器収容体１４０と銅パイプ１２１の外壁とによって蒸発器収容体１４０内の空洞は密閉されており、この空洞に第２の作動流体である水が封入されている。第２の作動流体は水の飽和水蒸気圧に保たれている。

また、３本の銅パイプ１２１の内壁には、軸方向に深さ１ｍｍの溝形状の蒸気通路１２２が２ｍｍピッチで等間隔に形成されている。銅パイプ１２１内壁に形成された蒸気通路１２２の先端部に接するように外径１０ｍｍ、内径４ｍｍの筒型のウィック１２３が挿入されている。この銅パイプ１２１の内壁に形成された蒸気通路１２２は、蒸気相の作動流体が流通する通路として機能する。

ウィック１２３は、銅粉末を焼結して形成した多孔質の円筒であり、ウィック１２３の内側と外側とは１０μｍ〜５０μｍ径の微細孔によって連通しており、ウィック１２３内の第１の作動流体が毛細管現象によりウィック１２３の外に染み出すようになっている。

３本の銅パイプ１２１の両端部には、凝縮部２００（図１参照）から流入してきた第１の作動流体を３本のウィック１２３に分岐させるインテークマニホールド（分岐部）１１０と、３本のウィック１２３の蒸気通路１２２から流出してきた蒸気相の第１の作動流体を一つに収束させて凝縮部２００に送り出すエキゾーストマニホールド（集束部）１３０とが接合されており、第１の作動流体が漏れ出さないようになっている。

蒸発部１００（受熱部）のエキゾーストマニホールド１３０と凝縮部２００とは、銅管３００により連結されており、さらに、凝縮部２００と蒸発部１００のインテークマニホールド１１０とは、銅管３００により連結されており、第１の作動流体が循環するようになっている。

第１の実施形態では、第１の作動流体と第２の作動流体とは互いに異なる個所に封入されている。第１および第２の作動流体には、ともに水が用いられているが、水以外の流体であってもよく、また、互いに異なる材料の作動流体を用いても差し支えない。第１の作動流体および第２の作動流体を封入する際には、水の飽和蒸気圧となるよう水圧が調節される。

図３は、図２に示す蒸発部を蒸発器の軸方向に切断した断面図であり、図４は、図２に示す蒸発部を蒸発器の軸方向を縦断する方向に切断した断面図である。

図３および図４に示すように、蒸発部１００は、金属製の蒸発器収容体１４０で覆われ、蒸発器収容体１４０の下面１４０ａにはサーマルグリースが塗布されており、そのサーマルグリースを介して発熱体であるＣＰＵ５１が蒸発器収容体１４０の下面１４０ａに熱的に接触するようになっている。

第１の実施形態では、上記蒸発器収容体１４０は内部空間１４１を有しり、この内部空間１４１に、発熱体からの受熱により蒸気相に相変化し、蒸発器１２０への伝熱により液相に相変化する第２の作動流体１８０が封入された箱体として構成されている。

次に、この蒸発部１００の作用について説明する。

蒸発器収容体１４０の下面１４０ａがＣＰＵ５１によって加熱されることにより、蒸発器収容体１４０の内部空間１４１に封入された第２の作動流体１８０が加熱されて沸騰し、気化する。

気化した蒸気相の第２の作動流体１８０は温度の低い銅パイプ１２１表面に触れて凝集し液化することにより、ＣＰＵ５１からの熱は銅パイプ１２１に伝えられる。

銅パイプ１２１に伝えられた熱は、銅パイプ１２１内側のウィック１２３内の第１の作動流体１６０に伝えられ、第１の作動流体１６０が沸騰し気化する。

気化した蒸気相の第１の作動流体１６０はウィック１２３内を通り抜けエキゾーストマニホールド１３０を経て蒸気出口１３０ａから送り出され、銅管３００（図１参照）を通って凝縮部２００（図１参照）に供給される。

凝集部２００は、放熱面積を増加させるために、銅管３００に複数の放熱フィン２１（図１参照）が半田付けされた構造となっており、その放熱フィン２１に向けた送風ファン２２からの送風により、銅管３００内の蒸気相の第１の作動流体１６０の熱は空気中に放散される。こうして凝集部２００を通過する間に蒸気相の第１の作動流体１６０は熱を放出して凝集し液化する。

こうして液相となった第１の作動流体１６０は、再び銅管３００を通って液入口１１０ａからインテークマニホールド１１０に流入し、インテークマニホールド１１０により３つの銅パイプ１２１に流入し、蒸発部１００においてＣＰＵ５１の熱を受け取り、蒸気相の第１の作動流体１６０となって凝集部２００に送られる。

次に、本発明の第２の実施形態のループ型ヒートパイプについて説明する。

図５は、第２の実施形態のループ型ヒートパイプの蒸発部（受熱部）の構造を示す斜視図である。

この蒸発部（受熱部）５００は、図１に示すコンピュータに組み込まれ、発熱体であるＣＰＵ５１の冷却装置として用いられるループ型ヒートパイプの主要部であり、凝縮部２００（図１参照）から送られてきて液入口５１０ａから流入した液相の作動流体を３つに分岐させるインテークマニホールド（分岐部）５１０と、インテークマニホールド５１０で分岐された液相の作動流体それぞれを受け入れ蒸気相に相変化させて送り出す、銅パイプ５２１内に多孔質の筒型のウィック５２３が挿入された二重管構造の、横に並べられた３つの蒸発器５２０と、これら３つの蒸発器５２０から流出してきた蒸気相の作動流体を一つに集束させて蒸気出口５３０ａから凝縮部２００（図１参照）へと送り出すエキゾーストマニホールド（集束部）５３０と、３つの蒸発器５２０を収容しＣＰＵ５１の熱を下面から受熱し受熱した熱を内部に拡散させて３つの蒸発器５２０に伝熱する蒸発器収容体５４０と、蒸発器収容体５４０の上面を覆って該蒸発器収容体５４０からの外部への放熱を抑制し受熱部内の温度を均一に保つための断熱材５５０とを備えている。

なお、本実施形態における銅パイプ１２１は、第１の実施形態におけるものと同じものである。

ＣＰＵ５１の蒸発部５００（受熱部）側の面は、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍの正方形であり、蒸発部５００の外形サイズ（インテークマニホールド１１０およびエキゾーストマニホールド１３０は含まず）は縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ１６ｍｍである。

第２の実施形態の蒸発部５００は、第１の実施形態における蒸発器収容体１４０とは異なり、蒸発器収容体５４０は銅製のブロック５８０であり、内部に、３つの蒸発器５２０それぞれの外壁面と接する３つの空洞５８１を有し、該３つの空洞５８１それぞれに上記３つの蒸発器５２０それぞれが収容されている。

３つの蒸発器５２０は、第１の実施形態におけると同様、銅パイプ５２１とその銅パイプ５２１内に挿入された多孔質のウィック５２３とからなる二重管構造となっている。また、３本の銅パイプ５２１の内壁には、第１の実施形態におけると同様の蒸気通路５２２が形成されており、同様のウィック５２３が挿入されている。

ウィック５２３は、銅粉末を焼結して形成した多孔質の円筒であり、ウィック５２３の内側と外側とは１０μｍ〜５０μｍ径の微細孔によって連通しており、ウィック５２３内の作動流体が毛細管現象でウィック１２３の外に染み出すようになっている。

蒸発部５００（受熱部）のインテークマニホールド５１０およびエキゾーストマニホールド５３０も、第１の実施形態と同様の構造を有している。

図６は、図５に示す蒸発器の軸方向に切断した断面図であり、図７は、図５に示す蒸発器の軸方向に交わる方向に切断した断面図である。

図６および図７に示すように、蒸発部５００は、金属製の蒸発器収容体５４０で覆われており、蒸発器収容体５４０の下面５４０ａにはサーマルグリースが塗布されており、そのサーマルグリースを介して発熱体であるＣＰＵ５１が蒸発器収容体５４０の下面５４０ａに熱的に接触している。

このように構成された蒸発部５００の作用について説明する。蒸発器収容体５４０の下面５４０ａがＣＰＵ５１で加熱されることにより、ＣＰＵ５１からの熱は、蒸発器収容体５４０の銅ブロック５８０に伝えられ、さらに金属ブロック５８０を介して銅パイプ５２１に伝えられ、銅パイプ５２１内に挿入されたウィック５２３と銅パイプ５２１内壁の蒸気通路５２２にある第１の作動流体１６０が沸騰し、気化する。

気化した蒸気相の第１の作動流体１６０はウィック５２３内を通りエキゾーストマニホールド５３０を経て蒸気出口５３０ａから送り出され、銅管３００（図１参照）を通って凝縮部２００（図１参照）に供給される。この凝縮部２００は第１の実施形態において説明したものと同様である。蒸気相の第１の作動流体１６０はこの凝集部２００を通過する間に熱を放出して凝集し液化する。

こうして液相となった第１の作動流体１６０は、再び銅管３００を通って液入口５１０ａからインテークマニホールド５１０に流入し、インテークマニホールド５１０により３つの銅パイプ５２１に流入し、蒸発部５００においてＣＰＵ５１の熱を受け取り、蒸気相の第１の作動流体１６０となって凝集部２００に送られる。

次に、第１および第２の実施形態のループ型ヒートパイプの冷却性能を検証するため、図２〜図４に示す構造の蒸発部（受熱部）１００を有するループ型ヒートパイプを図１に示すようにコンピュータに組み込み、その冷却性能と従来のループ型ヒートパイプの冷却性能との比較テストを行った。

図８は、第１および第２の実施形態のループ型ヒートパイプと従来のループ型ヒートパイプの冷却性能の比較テスト結果を示すグラフである。

図８に比較例として示すように、従来の受熱部１０（図９，１０参照）を用いた場合には、ＣＰＵの発熱量が１００Ｗを超えた時点（×印）でドライアウト現象、すなわち、受熱部１０の上部で作動流体の気化が十分に行われないために凝縮部２０に供給される蒸気相の作動流体が少なくなり、そのため受熱部１０に供給される作動流体の量が減少し、最後には作動流体の循環が停止して受熱部１０に作動流体が無くなる現象が発生し、急激にＣＰＵの温度が上昇する現象がみられた。

一方、本発明の第１の実施形態の場合には、ＣＰＵの発熱量が１５０Ｗを超えた場合でもＣＰＵ温度は６０℃程度と安定しており、高い冷却性能が得られた。

このように、第１の実施形態のループ型ヒートパイプにより高い冷却性能が得られたのは次の理由によるものと考えられる。すなわち、
（１）蒸発部１００が、３本の蒸発器１２０を横に並べた構造となっているため、蒸発器の上下方向のサイズが、図１０に示す従来のループ型ヒートパイプにおける１本の蒸発器１１と比較して小さくなっているので、蒸発器内の温度差が少なくなり、第１の作動流体の気化が効率よく行われること、
（２）蒸発部１００が、蒸発器収容体１４０の上面を覆う断熱材１５０を備えているため、蒸発器収容体１４０からの外部への放熱が抑制されるので、蒸発器内の温度差が少なくなり、第１の作動流体の気化が効率よく行われること、および
（３）蒸発器収容体１４０が、内部空間１４１を有し、該内部空間１４１に第２の作動流体１８０が封入され、第２の作動流体の蒸発・凝縮による熱輸送が行われるので蒸発器内の温度差が少なくなり、第１の作動流体の気化が効率よく行われること
などによるものと考えられる。

また、本発明の第２の実施形態の場合には、ＣＰＵの発熱量が１５０Ｗを超えた場合でもＣＰＵ温度は７０℃程度と安定しており、第１の実施形態とほぼ同様の高い冷却性能が得られた。

このように、第２の実施形態のループ型ヒートパイプにより高い冷却性能が得られたのは次の原因によるものと考えられる。すなわち、
（１）第１の実施形態の、上記（１）と同様の理由、
（２）第１の実施形態の、上記（２）と同様の理由、および
（３）蒸発器収容体５４０が熱伝導率の高い金属ブロック５８０内の３つの空洞５８１にそれぞれ銅パイプ１２１が収容された構造となっているため、蒸発器内の温度差が少なくなり、第１の作動流体の気化が効率よく行われること、
などによるものと考えられる。

本発明の第１の実施形態のループ型ヒートパイプが組み込まれたコンピュータの透視図である。 第１の実施形態のループ型ヒートパイプの蒸発部（受熱部）の構造を示す斜視図である。 図２に示す蒸発部を蒸発器の軸方向に切断した断面図である。 図２に示す蒸発部を蒸発器の軸方向に交わる方向に切断した断面図である。 第２の実施形態のループ型ヒートパイプの蒸発部（受熱部）の構造を示す斜視図である。 図５に示す蒸発器の軸方向に切断した断面図である。 図５に示す蒸発器の軸方向に交わる方向に切断した断面図である。 第１および第２の実施形態のループ型ヒートパイプと従来のループ型ヒートパイプの冷却性能の比較テスト結果を示すグラフである。 従来のループ型ヒートパイプの一例を示す概略構成図である。 従来のループ型ヒートパイプを電子部品の発熱素子の冷却装置として適用した例を示す図である。

符号の説明

１ ループ型ヒートパイプ
１０ 蒸発部
１１ 蒸発器
１２ ウィック
１３ 蒸気通路
２１ 放熱フィン
２２ 送風ファン
４０ 発熱部品
５１ ＣＰＵ
５２ ＨＤＤ
５３ 電源部
１００，１５０ 蒸発部（受熱部）
１１０，５１０ インテークマニホールド（分岐部）
１１０ａ，５１０ａ 液入口
１２０，５２０ 蒸発器
１２１，５２１ 銅パイプ
１２２，５２２ 蒸気通路
１２３，５２３ ウィック
１３０，５３０ エキゾーストマニホールド（集束部）
１３０ａ，５３０ａ 蒸気出口
１４０，５４０ 蒸発器収容体
１４１，５４１ 内部空間
１４１ａ，５４１ａ 下面
１５０，５５０ 断熱材
１６０ 第１の作動流体
１８０ 第２の作動流体
２００ 凝縮部（放熱部）
３００ 銅管
５８０ ブロック
５８１ 空洞

Claims (3)

1. 発熱体から受熱し液相の作動流体を蒸発させて蒸気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、
   放熱により、蒸気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、
   前記蒸発部と前記凝縮部との間で作動流体を循環させる管とを備えたループ型ヒートパイプであって、
   前記蒸発部が、
   前記凝縮部から流入してきた液相の作動流体を複数に分岐させる分岐部と、
   前記分岐部で分岐された液相の作動流体それぞれを受け入れ蒸気相に相変化させて送り出す、金属管内に多孔質の筒型のウィックが挿入された二重管構造の、横に並べられた複数の蒸発器と、
   前記複数の蒸発器から流出してきた蒸気相の作動流体を一つに集束させて前記凝縮部に送り出す集束部と、
   前記複数の蒸発器を収容し発熱体の熱を下面から受熱し受熱した熱を内部に拡散して前記複数の蒸発器に伝熱する蒸発器収容体と、
   前記蒸発器収容体の上面を覆って該蒸発器収容体からの外部への放熱を抑制する断熱材とを備えたことを特徴とするループ型ヒートパイプ。
2. 前記蒸発器収容体が、内部空間を有し、該内部空間に発熱体からの受熱により蒸気相に相変化し前記蒸発器への伝熱により液相に相変化する第２の作動流体が封入された箱体であることを特徴とする請求項１記載のループ型ヒートパイプ。
3. 前記蒸発器収容体が、前記複数の蒸発器それぞれの外壁面と接する複数の空洞を有し該複数の蒸発器それぞれが該複数の空洞それぞれに収容された金属ブロックであることを特徴とする請求項１記載のループ型ヒートパイプ。

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