JP5447070B2 - ループ型ヒートパイプおよび電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、ループ型ヒートパイプおよび電子機器に関する。
従来から、発熱体(例えば電子機器内の半導体素子など)を冷却する冷却方法の一つとして、ヒートパイプを使用した冷却方法が知られている。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輸送を行う熱輸送デバイスである。また、上記のヒートパイプの一種として、ループ型ヒートパイプと称される熱輸送デバイスも提案されている。
図20は、ループ型ヒートパイプの作動原理を模式的に示している。ループ型ヒートパイプは、蒸発器101、凝縮器102、蒸発器101と凝縮器102とを連結する蒸気管103および液管104を備えている。ループ型ヒートパイプの内部には、一定圧力で作動流体106が封入されている。作動流体106は、外部から蒸発器101に供給される熱で液相から気相へと変化した後、熱を伴って蒸気管103を通って凝縮器102に移動する。凝縮器102での放熱によって作動流体106は気相から液相へ変化した後、液管104を通って作動流体106が蒸発器101に戻ることで熱の輸送が行われる。
また、ループ型ヒートパイプの蒸発器101の内部には、毛細管現象で液相の作動流体106を吸い上げるウィック105が設けられている。蒸発器101に戻ってきた液相の作動流体106は、毛細管力でウィック105の内部に浸透しながら周囲の熱を受けて気化する。
ループ型ヒートパイプの内部には、液相の作動流体と気相の作動流体とが共存しており、ループ型ヒートパイプを起動する際の気相の作動流体および液相の作動流体の分布状態は常に異なっている。例えば、蒸発部の内部が液相の作動流体で完全に満たされるように分布している場合がある。
上述の場合、蒸発部内には気相の作動流体が存在しないため、蒸発の核となる気相と液相との界面(気液界面)も存在しない。このため、蒸発部では、液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体を生成し、気液界面が得られてから作動流体の循環が開始されることとなり、作動流体の循環が安定するまでに時間を要してしまう問題がある。
上述の場合、蒸発部内には気相の作動流体が存在しないため、蒸発の核となる気相と液相との界面(気液界面)も存在しない。このため、蒸発部では、液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体を生成し、気液界面が得られてから作動流体の循環が開始されることとなり、作動流体の循環が安定するまでに時間を要してしまう問題がある。
発明の一観点によれば、液管と蒸気管との間に連結された蒸発器を有するループ型ヒートパイプであって、蒸発器は、液管から流入する作動流体を通過させる多孔質体と、多孔質体を内部に収容し、発熱体からの熱で蒸発した作動流体を蒸気管に導く蒸気排出部を多孔質体とともに形成する筐体と、筐体と多孔質体との間に配置され、蒸気排出部に露出され、作動流体に対して撥液性を有する撥液部とを含むループ型ヒートパイプが提供される。
発明の別の一観点によれば、半導体素子と、半導体素子が熱的に接触するとともに、液管と蒸気管との間に連結された蒸発器を備えたループ型ヒートパイプとを備え、蒸発器は、液管から流入する作動流体を通過させる多孔質体と、多孔質体を内部に収容し、発熱体からの熱で蒸発した作動流体を蒸気管に導く蒸気排出部を多孔質体とともに形成する筐体と、筐体と多孔質体との間に配置され、蒸気排出部に露出され、作動流体に対して撥液性を有する撥液部とを含む電子機器が提供される。
ループ型ヒートパイプの一態様では、ケースとウィックとの間の撥液部により液相の作動流体が蒸発器の蒸気排出部に浸入しにくくなり、入熱後に瞬時に起動し易くなる。
以下、図面を用いて、ループ型ヒートパイプを実装した電子機器の実施形態を説明する。ここで説明する電子機器は、例えばCPUを有するコンピュータである。コンピュータは、コンピュータの動作に伴って発熱したCPUを冷却するために、ループ型ヒートパイプを備えている。
図1は、電子機器の一実施形態であるコンピュータ1000と、コンピュータ1000に備えられているループ型ヒートパイプ200との例を示す斜視図である。
コンピュータ1000は、電力を蓄える電源24、情報を蓄えるハードディスク装置22、および種々の電子回路を有する基板21を備えている。例えば、基板21には、情報を一時的に蓄えるメモリ23、およびコンピュータ1000の動作の中枢を担う半導体素子であるCPU20が設けられている。コンピュータ1000はCPU20の制御の下で動作する。また、CPU20は、コンピュータ1000の動作に伴って発熱する。例えば、CPU20は、一辺の長さが50mmの正方形の形状であり、CPU20の発熱量は10W〜120Wの間である。
ループ型ヒートパイプ200は、CPU20から熱を吸収するとともに、CPU20の外部にその熱を輸送することで、CPU20を冷却する役割を担う。ループ型ヒートパイプ200は、CPU20と熱的に接触している蒸発器ユニット10を有している。蒸発器ユニット10は、発熱体であるCPU20から熱を受け取って、蒸発器ユニット10内の液相の作動流体を蒸発させる。図1に示す実施形態では、ループ型ヒートパイプ200の作動流体として、例えば水が採用されている。
蒸発器ユニット10には、蒸発器ユニット10から出て蒸発器ユニット10に戻るように、例えば銅製の中空管8がループ状に接続されている。そして、中空管8の内部は、熱輸送材となる作動流体が移動できるようになっている。図1において破線で示すように、中空管8の途中の部分は屈曲して蛇行した形状の蛇行部8aを有しており、蛇行部8aには銅製の放熱フィン7aが接触している。図1に示す実線矢印の向きに中空管8の中を移動してきた気相の作動流体の熱は、放熱フィン7aと接触する蛇行部8aで放熱フィン7aに伝導する。これにより、気相の作動流体が冷却されて凝縮する。ここで、中空管8において、放熱フィン7aが接触している蛇行部8aが凝縮器2となる。図1に示す実施形態では、凝縮器2となる中空管8の蛇行部8aの総長は、例えば約250mmである。
また、蒸発器ユニット10および凝縮器2を連結するとともに、蒸発器ユニット10で蒸発した気相の作動流体を凝縮器2に移動させる管が、蒸気管3となる。図1に示す実施形態では、蒸発器ユニット10と凝縮器2との間の距離は、例えば300mm程度であり、蒸気管3の管内径は、例えば3mm程度である。
また、上記の放熱フィン7aの近傍には、コンピュータ1000内部の空気を外部に排気する2台のファン7が設けられている。ファン7の排気により、放熱フィン7a周囲の熱い空気がコンピュータ1000外部に放出される。この結果、CPU20の熱は、最終的にコンピュータ1000外部へ放出されることとなる。図1に示す実施形態では、各々のファン7の大きさは、例えば60mm程度である。
一方、凝縮器2で液化した作動流体は、図1に示す実線矢印に沿って中空管の中を移動して蒸発器ユニット10に戻る。蒸発器ユニット10および凝縮器2を連結するとともに、凝縮器2で凝縮した液相の作動流体を蒸発器ユニット10に移動させる管が、液管4である。図1に示す実施形態では、液管4の管内径は、例えば2mm程度である。
次に、蒸発器ユニット10について詳しく説明する。
図2は、蒸発器ユニット10の一例の各部品を示す斜視図である。蒸発器ユニット10は、本体部11、断熱部材12、ウィック5、蒸気出口部13および液入口部14を備えている。
本体部11は、例えば、蒸気出口部13および液入口部14の長手方向に沿う方向の寸法が50mm程度、蒸気出口部13または液入口部14方向の寸法が50mm程度、断熱部材方向の寸法が20mmの金属製(例えば銅製)の箱体であって、図2の下側を向いた面がCPU20との接触面となる。本体部11は、それぞれウィック5を収容する円筒状のケースとなる3本の金属管11aを略等間隔で並列に内蔵している。そして、本体部11は、CPU20から受けた熱を各金属管11aに伝導させる。本体部11には、上記の金属管11aにウィック5を収容した二重管構造の蒸発器が3基形成されている。各金属管11aは、例えば銅製であって、例えば長手方向の寸法が50mm、管厚が2mm程度、内径が10mm程度である。なお、例えば金属製のブロックにウィック5を収容する穴を3つ開口することで、本体部11および金属管11aを一体化させることもできる。本体部11および金属管11aを一体化させることにより、金属管11aを本体部11に内蔵させる工程を省略することができるため、製造コストの低減を図ることができる。
断熱部材12は、本体部11のCPU20との接触面(図2の下側を向いた面)に対して反対側の面(図2の上側を向いた面)に配置されている。断熱部材12は、本体部11の熱を外部に逃がさないようにする役割を担っている。なお、断熱部材12は省くこともできる。
ウィック5は、金型で金属粉末を焼結形成した多孔質の有底円筒状の部材であって、金属管11aの一方の開口から金属管11aの内部にそれぞれ収容される。また、ウィック5の外側および内側は微細孔で連通している。これにより、ウィック5の内側の作動流体は、毛細管現象によりウィック5の外側に吸い上げることができる。なお、図2は、3本のウィック5がE字状に連結された部材を、本体部11の金属管11aに挿入する例を示している。
また、各々のウィック5の外周には、ウィック5の蒸気管側端部から液管側端部の手前まで、ウィック5の長手方向に延在する図示しない蒸気排出溝が略等間隔で形成される。金属管11aの内壁および蒸気排出溝の間に形成される空間は、蒸発した気相の作動流体を蒸気管3に導く蒸気排出部として機能する。
液入口部14は、金属管11aの一方の開口がある本体部11の一端と接合される。液入口部14は、図1の液管4(図2では不図示)と接続される入口管14aを有している。液入口部14は、液管4から流入する液相の作動流体を3つに分岐させて、各蒸発器1のウィック5の内部に供給する。
蒸気出口部13は、金属管11aの他方の開口がある本体部11の他端(図2では破線で示す)と接合される。蒸気出口部13は、図1の蒸気管3(図2では不図示)と接続される出口管13aを有している。蒸気出口部13は、3つの蒸発器1の蒸気排出部からそれぞれ流出してきた気相の作動流体を1つに収束させて蒸気管3へ送出する。
上記のように、CPU20からの熱は、蒸発器ユニット10内の蒸発器1の金属管11aに伝導する。各々の蒸発器1の内部では、液管4から流入される液相の作動流体が毛細管力でウィック5の内側から外側に吸い上げられる。そして、蒸発器1の蒸気排出部では、金属管11aに伝導した熱によって液相の作動流体が蒸発する。蒸発して気相に変化した作動流体は、蒸気出口部13および蒸気管3を介して凝縮器2に移動することとなる。
図3は、蒸発器ユニット10に含まれる蒸発器1の一例である、蒸発器の例(1)の長手方向の断面を模式的に示す断面図である。図4は、図3のA−A’断面における断面図である。
蒸発器1は、金属管11aと、金属管11a内に設けられたウィック5と、シール部材15と、撥液層16とを有している。
ウィック5は、金属管11aを、入口管14a側の管と出口管13a側の管とに区分するように配置されている。ウィック5の外周には、ウィック5の蒸気管側(出口管13a側)の端部から液管側(入口管14a側)の端部の手前まで、ウィック5の長手方向に延在する蒸気排出溝5aが略等間隔で形成されている。本実施例では、蒸気排出溝5aはウィック5に45度刻みで8本設けられている。金属管11aの内壁および蒸気排出溝5aの間に形成される空間は、ウィック5から蒸発した気相の作動流体を蒸気管3に導くための蒸気排出部として機能する。
ウィック5は、例えばニッケル焼結金属で形成され、例えば外径は10mm程度、内径は4mm程度、微細孔の孔径は2μm程度、空隙率は50%程度である。各々の蒸気排出溝5aの溝幅および溝深さは、例えば1mmである。なお、本実施例によれば蒸気排出溝5aはウィック側に設けられているが、金属管11aの内壁に凹部を設け、凹部を蒸気排出溝として用いることもできる。
シール部材15は、金属管11a内における、ウィック5の入口管14a側の端部に設けられている。シール部材15は、蒸発器ユニット1の組立時において、ウィック5の液管の側端部と液入口部14との間には、作動流体の漏れを防ぐシール部材15(図2では不図示)が挿入されている。
金属管11aの内壁表面の蒸気排出溝5aに対応する位置には、それぞれ作動流体(水)に対して撥液性を有する撥液層16が形成されている。撥液層16は、例えばテフロン(登録商標)等のフッ素樹脂の被膜を用いることができる。撥液層16の膜厚は、例えば1μm〜100μm程度である。
以下、蒸発器の例(1)による作用を説明する。コンピュータ1000の停止によってCPU20の発熱が停止すると、ループ型ヒートパイプ200内での作動流体の循環も停止する。このとき、ループ型ヒートパイプ200の停止時の熱環境や重力の影響によって、作動流体が入熱時の流動方向に対して逆流する場合がある。
しかし、蒸発器の例(1)では、蒸発器1の蒸気排出溝5a内において、撥液層16が液相の作動流体を弾く。そのため、蒸発器1内部の撥液層16の形成箇所には液相の作動流体が浸入しにくくなり、ループ型ヒートパイプ200の非入熱時においてウィック5外側の撥液層16の周囲に蒸気溜まりが形成される。
したがって、蒸発器の例(1)では、ループ型ヒートパイプ200の非入熱時にも蒸気排出部内に作動流体の気液界面が確保される。そして、ループ型ヒートパイプ200の入熱時には、蒸気排出部にある気液界面が蒸発の核となって作動流体の蒸発が生じる。これにより、蒸発器の例(1)では、過熱を要さずに蒸発器1での蒸発が開始されるので、入熱後にループ型ヒートパイプが速やかに起動して、コンピュータ1000の動作時にCPU20が効率よく冷却される。
ここで、図5は、ウィック5外側に気液界面が存在するときのループ型ヒートパイプの起動時間と蒸発器の温度との関係の例を示している。また、図6は、比較例として、ウィック5外側が液相の作動流体で満たされているときのループ型ヒートパイプの起動時間と蒸発器の温度との関係の例を示している。
図5の場合には、ループ型ヒートパイプの起動時間が比較的短いため、蒸発器の温度が目標温度以下に迅速に収束する。一方、図6の場合には、蒸発器の蒸気排出部に蒸発の核となる気液界面がなく、蒸発器の過熱で作動流体の蒸発が開始してからループ型ヒートパイプが起動する。よって、図6の例では、図5の例と比べてループ型ヒートパイプの起動までの時間が長くなるため、蒸発器の温度がCPUの仕様温度を超過する期間が生じうる。
図7は、蒸発器ユニット10に含まれる蒸発器1の別例である、蒸発器の例(2)の長手方向の断面を模式的に示している。図8は、図7のB−B’断面を示している。なお、蒸発器の例(2)において、蒸発器の例(1)と共通の構成には同一符号を付して重複説明を省略する。
蒸発器の例(2)では、蒸気排出溝5a内に撥液部として撥液構造体17を配置している。図9は、撥液構造体17の一例を示す斜視図である。撥液構造体17は、例えば30〜100μm程度の間隔で複数の柱状体17aが略等間隔に配置されている。また、各柱状体17のサイズは、例えば、直径が10μm、高さが数100μm〜1mm程度である。さらに、撥液構造体17には、例えばテフロン(登録商標)等のフッ素樹脂の被膜による撥液加工が施されている。
ここで、図10を参照しつつ、蒸発器の例(2)における撥液構造の製造方法の例を説明する。
図10は、蒸発器の例(2)における撥液構造の製造方法の例を示す断面図である。図10(a)に示す第1の処理では、X線リソグラフィにより、撥液構造の各柱状体の形状でレジストをパターニングしてレジスト型31を形成する。図10(b)に示す第2の処理では、レジスト型31にニッケルメッキを施し、その後にレジスト型31を除去することで、撥液構造と同形状のニッケル製のマザー型32を形成する。図10(c)に示す第3の処理では、マザー型32で樹脂にインプリントし、樹脂を硬化させてマスター型33を形成する。図10(d)に示す第4の処理では、マスター型33に銅メッキを施し、その後にマスター型33を分離させて電鋳構造体34を得る。その後、上記の電鋳構造体34にフッ素樹脂で撥液加工を施して、撥液構造体17を得ることができる。
蒸発器の例(2)では、撥液加工を施した微細な柱状体17aが複数配置された撥液構造体17によって蒸発器1内に撥液部が形成されている。撥液部における柱状体17aの隙間には液相の作動流体が浸入しにくいため、撥液部の隙間に蒸気溜まりが形成される。したがって、蒸発器の例(2)では、ループ型ヒートパイプの非入熱時にも蒸気排出部内に作動流体の気液界面が確保されるので、蒸発器の例(1)の場合と同様に、ループ型ヒートパイプを入熱後に速やかに起動させることができる。
図11は、蒸発器ユニット10に含まれる蒸発器1の別例である、蒸発器の例(3)の長手方向の断面を示す断面図である。なお、蒸発器の例(2)において、蒸発器の例(1)および例(2)と共通の構成には同一符号を付して重複説明を省略する。
蒸発器の例(3)は、蒸発器の例(2)の撥液構造体17を蒸気排出溝5a内に配置するとともに、さらに蒸発器の例(1)と同様に、金属管11aの内壁に撥液層16を形成している。蒸発器の例(3)では、蒸発器の例(1)および例(2)の構成を併せ持つことで、蒸気排出部内に作動流体の気液界面をより確保し易くなる。そのため、蒸発器の例(3)では、蒸発器の例(1)および例(2)の場合と同様に、ループ型ヒートパイプを入熱後に速やかに起動させることができる。
図12は、蒸発器ユニット10に含まれる蒸発器1の別例である、蒸発器の例(4)の半径方向の断面を示す断面図である。図13は、蒸発器の例(4)を示す断面図であり、図13(a)は、図12のC−C’における断面を模式的に示す断面図、図13(b)は、図12のD−D’における断面を模式的に示す断面図である。
蒸発器の例(4)において、蒸発器の例(1)と共通の構成には同一符号を付して重複説明を省略する。なお、蒸発器の例(4)では、金属管11aの内径は、例えば12mm程度である。また、蒸発器の例(4)では、ウィック5の外径は、例えば10mm程度であり、ウィック5の蒸気排出溝5aは60度刻みで6本設けられている。また、各蒸気排出溝5aの溝幅および溝深さは1mmに設定されている。
蒸発器の例(4)では、ウィック5の外周に撥液部18が重ねて形成される。そして、撥液部18にはウィック5の表面を露出させる複数の溝(18a,18b)が形成されている。撥液部18の各溝は、それぞれウィック5の長手方向に延在している。また、撥液部18の溝は、ウィック5の蒸気排出溝5aの位置に対応する第1の溝18aと、ウィック5の蒸気排出溝5aの位置に対応しない第2の溝18bとがある。
撥液部18は、例えばテフロン(登録商標)等のフッ素樹脂の筒体を金属管11aに挿入して形成される。撥液部18として、例えば多孔質体を用いることもできる。例えば、筒体の内径は10mm程度であり、厚さは1mm程度である。
撥液部18には、幅1mmの溝が30度刻みで12本形成されている。そして、撥液部18は、6つの溝がウィック5の蒸気排出溝5aの位置に重なるように配置される。そのため、撥液部18の溝のうち、蒸気排出溝5aの位置と重なる溝が第1の溝18aとなり、蒸気排出溝5aの位置と重ならずにウィック5の表面を露出させる溝が第2の溝18bとなる。
蒸発器の例(4)では、撥液部18の第2の溝18bには、液相の作動流体が浸入しにくいため、第2の溝18bの空間には蒸気溜まりが形成されてウィック5の表面が気液界面となる。また、蒸発器の例(4)の第1の溝18aでは、液相の作動流体が弾かれて蒸気溜まりとなり、蒸気排出溝5aと第1の溝18aとの境界近傍に作動流体の気液界面が形成される。したがって、蒸発器の例(4)では、ループ型ヒートパイプの非入熱時にもウィック5の蒸気排出側に蒸発の核となる作動流体の気液界面が確保されるので、ループ型ヒートパイプを入熱後に過熱を要さずに速やかに起動させることができる。
図14は、蒸発器ユニット10に含まれる蒸発器1の別例である、蒸発器の例(5)の半径方向の断面を示す断面図である。蒸発器の例(5)は、蒸発器の例(4)の変形例であって、撥液部18のすべての溝が蒸気排出溝5aと位置をずらして配置されている。
例えば、蒸発器の例(5)では、ウィック5の蒸気排出溝5aと撥液部18の溝18cとは、それぞれ60度刻みで6本形成されている。そして、ウィック5の蒸気排出溝5aの位置と撥液部18の溝18cの位置は、互いに30度ずれている。なお、蒸発器の例(5)の他の部分は、蒸発器の例(4)と共通するので重複説明は省略する。蒸発器の例(5)の場合も、撥液部18の溝18cにおいてウィック5の表面が気液界面となるので、蒸発器の例(4)の場合と同様に、ループ型ヒートパイプを入熱後に速やかに起動させることができる。
なお、蒸発器の例(4)および例(5)において、例えば、ステンレスなどの金属の表面にフッ素樹脂等による撥液加工を施して撥液部18を形成することもできる。また、多孔質の金属材料を用いることもできる。この場合においても、蒸発器の例(4)および例(5)と同様の効果を得ることができる。
図15は、蒸発器の例(4)において、撥液加工を施した金属で撥液部18を形成した場合の半径方向の断面を示す断面図である。なお、図15において、撥液加工を施した金属部分は符号18dで示す。
図16は、蒸発器ユニット10の別例1の断面を示す断面図である。図17は、図16のE−E’における断面を模式的に示す断面図である。なお、蒸発器ユニット10の別例1について、図2の例と共通する要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
図16および図17に示す蒸発器ユニット10の別例1では、蒸発器ユニット10の本体部11がケースとなっている。そして、本体部11内に平板型のウィック5が1つ収納されて蒸発器1を形成している。
蒸発器ユニット10の別例1では、本体部11はステンレス製の箱体で形成される。ウィック5は銅焼結金属で形成され、ウィック5の幅(図16の左右方向の長さ)は本体部11の内部空間の幅とほぼ同じに形成されている。ウィック5の寸法としては、例えば幅が30mm、厚さが2mmである。蒸気排出溝の幅および深さは、例えばそれぞれ1mmである。ウィック5の上面および下面には、ウィック5の蒸気管側端部から液管側端部の手前まで、ウィック5の長手方向に延在する蒸気排出溝5aがそれぞれ形成される。各蒸気排出溝の溝幅および溝深さは、例えば1mmである。ウィック5の上下面と本体部11との間には、例えば1mm程度の隙間が形成されている。
また、ウィック5の上側および下側の各隙間には、撥液部19を形成するシート状のポリエチレン樹脂がそれぞれ挿入されている。撥液部19のポリエチレン樹脂の厚さは1mmである。そして、撥液部19にはウィック5の表面を露出させる複数の溝(19a、19b)が形成されている。撥液部19の各溝は、それぞれウィック5の長手方向に延在している。また、撥液部19の溝は、ウィック5の蒸気排出溝5aの位置に対応する第1の溝19aと、ウィック5の蒸気排出溝5aの位置に対応しない第2の溝19bとがある。蒸発器ユニット10の別例1では、ループ型ヒートパイプの作動流体として、例えばエタノールやメタノール等のアルコール類を用いることができる。
図16、図17に示す蒸発器ユニット10の別例1では、上記の蒸発器の例(4)と同様に、ループ型ヒートパイプの非入熱時にもウィック5の外側に作動流体の気液界面が確保されるので、ループ型ヒートパイプを入熱後に速やかに起動させることができる。
図18は、蒸発器ユニット10の別例2の断面を示す断面図である。図19は、図18のF−F’における断面を模式的に示す断面図である。なお、蒸発器ユニット10の別例2について、図16、図17に示す蒸発器ユニット10の別例1と共通する要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
蒸発器ユニット10の別例2は、蒸発器ユニット10の別例1の変形例であって、ウィック5の上側のみに、撥液部19を形成するシート状のポリエチレン樹脂が配置されている。そして、蒸発器ユニット10の別例2では、撥液部19のすべての溝19cは、蒸気排出溝5aと位置がずれている。
蒸発器ユニット10の別例2では、上記の蒸発器の例(5)と同様に、ループ型ヒートパイプの非入熱時にもウィック5の外側に作動流体の気液界面が確保されるので、ループ型ヒートパイプを入熱後に速やかに起動させることができる。
<実施形態の補足事項>
図2では蒸発器ユニット10が3つの円筒状の蒸発器1を内蔵する例を示したが、蒸発器ユニット10内の蒸発器1の数を適宜変更してもよい。
図2では蒸発器ユニット10が3つの円筒状の蒸発器1を内蔵する例を示したが、蒸発器ユニット10内の蒸発器1の数を適宜変更してもよい。
また、上記の蒸発器の例(1)〜例(3)において、例えば、疎水性シリカ化合物などの他の撥水材料を用いて、撥液層16や撥液構造体17を形成してもよい。
また、上記の蒸発器の例(1)〜例(5)において、撥液層16、撥液構造体17、撥液部18を、ポリエチレン樹脂を用いて形成してもよい。上記の場合、ループ型ヒートパイプの作動流体としてアルコール類を用いることができる。
また、図16〜図19に示す蒸発器ユニット10の別例1および別例2において、ポリエチレン樹脂の代わりに、フッ素樹脂を用いて撥液部19を形成してもよい。あるいは、蒸発器ユニット10の別例1および別例2において、図15の例と同様に、金属材にフッ素樹脂による撥液加工を施して撥液部19を形成してもよい(この場合の図示は省略する)。上記の場合、ループ型ヒートパイプの作動流体として水を用いることができる。
また、上記の説明では、いずれもウィック5に蒸気排出溝5aを形成する例を説明したが、ウィック5に蒸気排出溝を形成せずに、蒸発器1のケース側に蒸気排出溝を形成してもよい。
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
1,101…蒸発器;2,102…凝縮器;3,103…蒸気管;4,104…液管;5,105…ウィック;5a…蒸気排出溝;7…ファン;7a…放熱フィン;8…中空管;8a…蛇行部;10…蒸発器ユニット;11…本体部;11a…金属管;12…断熱部材;13…蒸気出口部;13a…、出口管;14…液入口部;14a…入口管;15…シール部材;16…撥液層;17…撥液構造体;17a…柱状体;18,19…撥液部;18a〜c,19a〜c…溝;18d…撥液部の金属部分;20…CPU;21…基板;22…ハードディスク装置;23…メモリ;24…電源;106…作動流体;200…ループ型ヒートパイプ;1000…コンピュータ
Claims (4)
- 液管と蒸気管との間に連結された蒸発器を有するループ型ヒートパイプであって、
前記蒸発器は、
前記液管から流入する作動流体を通過させる多孔質体と、
前記多孔質体を内部に収容し、前記発熱体からの熱で蒸発した前記作動流体を前記蒸気管に導く蒸気排出部を前記多孔質体とともに形成する筐体と、
前記筐体と前記多孔質体との間に配置され、前記蒸気排出部に露出され、前記作動流体に対して撥液性を有する撥液部と
を含むことを特徴とするループ型ヒートパイプ。 - 前記撥液部が、前記蒸気排出部内に形成され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。
- 前記撥液部は、前記多孔質体の外周に重ねて形成され、
前記多孔質体の表面を露出させる空間が前記撥液部に形成されてい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。 - 半導体素子と、
前記半導体素子が熱的に接触するとともに、液管と蒸気管との間に連結された蒸発器を備えたループ型ヒートパイプと
を備え、
前記蒸発器は、
前記液管から流入する作動流体を通過させる多孔質体と、
前記多孔質体を内部に収容し、前記発熱体からの熱で蒸発した前記作動流体を前記蒸気管に導く蒸気排出部を前記多孔質体とともに形成する筐体と、
前記筐体と前記多孔質体との間に配置され、前記蒸気排出部に露出され、前記作動流体に対して撥液性を有する撥液部と
を含むことを特徴とする電子機器。
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