JP2003279277A - 毛細管力駆動型二相流体ループ、蒸発器及び熱輸送方法 - Google Patents
毛細管力駆動型二相流体ループ、蒸発器及び熱輸送方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気通路から蒸発器コアへの作動流体蒸気の
貫通を防ぐ。 【解決手段】 ウィック２の端板として、ウィック２と
ウィック端面で接合する端板１４Aを用い、ウィック内
面で接合する端板を用いた場合に比べて、蒸発器コア８
内部に突出する部分がないため、ウィック２内の圧力損
失が小さくなり、蒸気通路３から蒸発器コア８への作動
流体蒸気９bの貫通を防ぐことができる。ウィク２の端
板をして、ウィック外面と接合する端板を用いても良
く、ウィック２の端板として、ウィック外面にも蒸発器
コアへの突出量と同程度の長さを有する蒸気流出阻害構
造を併せ持つ端板を用いても良く、ウィック２の端板を
して、蒸発器コア８内への突出部とウィック２内面に間
隙がある端板を用いても良い。
貫通を防ぐ。 【解決手段】 ウィック２の端板として、ウィック２と
ウィック端面で接合する端板１４Aを用い、ウィック内
面で接合する端板を用いた場合に比べて、蒸発器コア８
内部に突出する部分がないため、ウィック２内の圧力損
失が小さくなり、蒸気通路３から蒸発器コア８への作動
流体蒸気９bの貫通を防ぐことができる。ウィク２の端
板をして、ウィック外面と接合する端板を用いても良
く、ウィック２の端板として、ウィック外面にも蒸発器
コアへの突出量と同程度の長さを有する蒸気流出阻害構
造を併せ持つ端板を用いても良く、ウィック２の端板を
して、蒸発器コア８内への突出部とウィック２内面に間
隙がある端板を用いても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、その毛細管力に
より作動流体液を吸引するウィックを蒸発器容器内部に
収納した構造を有する蒸発器、この蒸発器を用いた二相
流体ループである毛細管力駆動型二相流体ループ、並び
にこの毛細管力駆動型二相流体ループにおける蒸発器か
ら凝縮器への熱輸送方法に関する。
より作動流体液を吸引するウィックを蒸発器容器内部に
収納した構造を有する蒸発器、この蒸発器を用いた二相
流体ループである毛細管力駆動型二相流体ループ、並び
にこの毛細管力駆動型二相流体ループにおける蒸発器か
ら凝縮器への熱輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二相流体ループは、加熱源により加熱さ
れた作動流体を液相から蒸気相に相変化させる蒸発器
と、吸熱源により吸熱され作動流体を蒸気相から液相に
相変化させる凝縮器とを、管路によりループ状に接続し
たものである。毛細管力駆動型二相流体ループは、毛細
管力を利用した仕組みによる蒸発器を使用する二相流体
ループである。蒸発器内に組み込まれ毛細管力を発生さ
せる多孔質の部材はウィックと呼ばれる。ウィックに関
しては米国特許第４７６５３９６号等を、毛細管力駆動
型二相流体ループに関しては米国特許第４５１５２０９
号、特開平１０−２４６５８３号公報等を参照された
い。
れた作動流体を液相から蒸気相に相変化させる蒸発器
と、吸熱源により吸熱され作動流体を蒸気相から液相に
相変化させる凝縮器とを、管路によりループ状に接続し
たものである。毛細管力駆動型二相流体ループは、毛細
管力を利用した仕組みによる蒸発器を使用する二相流体
ループである。蒸発器内に組み込まれ毛細管力を発生さ
せる多孔質の部材はウィックと呼ばれる。ウィックに関
しては米国特許第４７６５３９６号等を、毛細管力駆動
型二相流体ループに関しては米国特許第４５１５２０９
号、特開平１０−２４６５８３号公報等を参照された
い。
【０００３】図５は従来における毛細管力駆動型二相流
体ループの一例構成を示す図であり、１は蒸発器容器、
２はウィック、３は蒸気通路、４は蒸気管、５は凝縮
器、６は液管、７はベイオネット管、８は蒸発器コア、
９aは作動流体液、９bは作動流体蒸気、１０はリザー
バ、１１は蒸発器、１２は加熱源、１３は吸熱源であ
る。
体ループの一例構成を示す図であり、１は蒸発器容器、
２はウィック、３は蒸気通路、４は蒸気管、５は凝縮
器、６は液管、７はベイオネット管、８は蒸発器コア、
９aは作動流体液、９bは作動流体蒸気、１０はリザー
バ、１１は蒸発器、１２は加熱源、１３は吸熱源であ
る。
【０００４】蒸発器１１と凝縮器５との間の管路は、液
相の作動流体即ち作動流体液９aを送給するための液管
６と、蒸気相の作動流体即ち作動流体蒸気９bを送給す
るための蒸気管４とにより、ループ状に構成されてい
る。
相の作動流体即ち作動流体液９aを送給するための液管
６と、蒸気相の作動流体即ち作動流体蒸気９bを送給す
るための蒸気管４とにより、ループ状に構成されてい
る。
【０００５】蒸発器１１は、加熱源１２からの熱を受
け、液管６から流入する作動流体液９aを作動流体蒸気
９bに相変化させて、蒸気管４に送出する。凝縮器５
は、吸熱源１３に潜熱を吸わせることにより、蒸気管４
から流入する作動流体蒸気９bを作動流体液９aに相変化
させて、液管６に送出する。
け、液管６から流入する作動流体液９aを作動流体蒸気
９bに相変化させて、蒸気管４に送出する。凝縮器５
は、吸熱源１３に潜熱を吸わせることにより、蒸気管４
から流入する作動流体蒸気９bを作動流体液９aに相変化
させて、液管６に送出する。
【０００６】作動流体液９aは液管６を通じて蒸発器１
１に至る。二相流体ループでは、このように二相間の相
変化を伴いつつ作動流体が循環することにより、熱輸送
が行われる。なお、リザーバ１０は、凝縮器５内の作動
流体液９aと作動流体蒸気９bの割合に応じて作動流体液
９aの量を調整するため、作動流体を溜める。
１に至る。二相流体ループでは、このように二相間の相
変化を伴いつつ作動流体が循環することにより、熱輸送
が行われる。なお、リザーバ１０は、凝縮器５内の作動
流体液９aと作動流体蒸気９bの割合に応じて作動流体液
９aの量を調整するため、作動流体を溜める。
【０００７】また、図５に示した二相流体ループは毛細
管力駆動型、即ち蒸発器１１で毛細管力を利用するタイ
プである。蒸発器１１は、中空有底筒状かつ多孔質構造
を有するウィック２を蒸発器容器１内に収納した構造を
有している。液管６は蒸発器容器１を貫通しウィック２
内部のベイオネット管７に連通しており、液管６からの
作動流体液９aはベイオネット管７を介してウィック２
の内部空間である蒸発器コア８に流入する。
管力駆動型、即ち蒸発器１１で毛細管力を利用するタイ
プである。蒸発器１１は、中空有底筒状かつ多孔質構造
を有するウィック２を蒸発器容器１内に収納した構造を
有している。液管６は蒸発器容器１を貫通しウィック２
内部のベイオネット管７に連通しており、液管６からの
作動流体液９aはベイオネット管７を介してウィック２
の内部空間である蒸発器コア８に流入する。
【０００８】蒸発器コア８に流入した作動流体液９aは
ウィック２の毛細管力によりウィック２に吸い込まれ
る。他方、加熱源１２からの熱は蒸発器容器１を介して
ウィック２に伝わる。そのため、伝わった熱によりウィ
ック２内の作動流体液９aが蒸発する。それによって発
生した作動流体蒸気９bは、ウィック２と蒸発器容器１
の内壁面との間隙である蒸気通路３を通り、蒸発器容器
１に接合している蒸気管４に送出される。
ウィック２の毛細管力によりウィック２に吸い込まれ
る。他方、加熱源１２からの熱は蒸発器容器１を介して
ウィック２に伝わる。そのため、伝わった熱によりウィ
ック２内の作動流体液９aが蒸発する。それによって発
生した作動流体蒸気９bは、ウィック２と蒸発器容器１
の内壁面との間隙である蒸気通路３を通り、蒸発器容器
１に接合している蒸気管４に送出される。
【０００９】このように、毛細管力駆動型二相流体ルー
プでは、従来形のヒートパイプがウィックの長手方向に
作動流体液が流れるのに比べ、ウィックの厚み方向に作
動流体液が流れるため圧力損失が小さく、従ってより大
量の熱を輸送することができる。
プでは、従来形のヒートパイプがウィックの長手方向に
作動流体液が流れるのに比べ、ウィックの厚み方向に作
動流体液が流れるため圧力損失が小さく、従ってより大
量の熱を輸送することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ここに、作動流体を循
環させるためには、圧力の高い蒸気通路３と圧力の低い
蒸発器コア８間の圧力差をウィック２で保持する必要が
ある。多孔質構造のウィック２内では作動流体液９aが
毛細管力により保持され、作動流体液９aと作動流体蒸
気９bを分離させることにより圧力差を保持する。ウィ
ック端板１４は蒸発器コア８を密閉し圧力差を保持する
ためのもので、溶接、ロー付けまたはガスケット、ネジ
等によりウィック２と接合されている。図６に示すよう
に、ウィック２とウィック端板１４を接合するために、
ウィック端板１４が蒸発器コア８内に突出している形状
では、ウィック端板１４に接しているウィック２端部に
は蒸発器コア８からの液供給が阻害されるため、ウィッ
ク２の中央部から端部へ軸方向に作動流体液９aを供給
する必要がある。しかし、一般に毛細管力を大きくする
と、流体の流れ易さである透過率が小さくなり、ウィッ
ク２端部の作動流体液９aの圧力が低下し、毛細管力に
より作動流体液９aをウィック２内に保持することがで
きなくなる。また作動流体液９aの圧力低下に伴いその
飽和温度も下がるため、ウィック２内で沸騰が起こり易
くなる。これらの要因により圧力の高い蒸気通路３内の
作動流体蒸気９bが蒸発器コア８に連通し、作動流体を
循環させるための圧力差が維持できなくなり作動流体の
循環が円滑になされなくなる。このように作動流体蒸気
９bがウィック２を貫通する場合、従来における毛細管
力駆動型二相流体ループは、蒸発器１１の温度が変動し
たり充分な熱輸送性能を発揮できないという問題があっ
た。
環させるためには、圧力の高い蒸気通路３と圧力の低い
蒸発器コア８間の圧力差をウィック２で保持する必要が
ある。多孔質構造のウィック２内では作動流体液９aが
毛細管力により保持され、作動流体液９aと作動流体蒸
気９bを分離させることにより圧力差を保持する。ウィ
ック端板１４は蒸発器コア８を密閉し圧力差を保持する
ためのもので、溶接、ロー付けまたはガスケット、ネジ
等によりウィック２と接合されている。図６に示すよう
に、ウィック２とウィック端板１４を接合するために、
ウィック端板１４が蒸発器コア８内に突出している形状
では、ウィック端板１４に接しているウィック２端部に
は蒸発器コア８からの液供給が阻害されるため、ウィッ
ク２の中央部から端部へ軸方向に作動流体液９aを供給
する必要がある。しかし、一般に毛細管力を大きくする
と、流体の流れ易さである透過率が小さくなり、ウィッ
ク２端部の作動流体液９aの圧力が低下し、毛細管力に
より作動流体液９aをウィック２内に保持することがで
きなくなる。また作動流体液９aの圧力低下に伴いその
飽和温度も下がるため、ウィック２内で沸騰が起こり易
くなる。これらの要因により圧力の高い蒸気通路３内の
作動流体蒸気９bが蒸発器コア８に連通し、作動流体を
循環させるための圧力差が維持できなくなり作動流体の
循環が円滑になされなくなる。このように作動流体蒸気
９bがウィック２を貫通する場合、従来における毛細管
力駆動型二相流体ループは、蒸発器１１の温度が変動し
たり充分な熱輸送性能を発揮できないという問題があっ
た。
【００１１】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたのもであり、蒸発器内における蒸気通路から
蒸発器コアへの作動流体蒸気の貫通を防ぐこと、ひいて
は毛細管力駆動型二相流体ループにおける動作温度を安
定化させ、かつ熱輸送性能を向上させることを、その目
的としている。
になされたのもであり、蒸発器内における蒸気通路から
蒸発器コアへの作動流体蒸気の貫通を防ぐこと、ひいて
は毛細管力駆動型二相流体ループにおける動作温度を安
定化させ、かつ熱輸送性能を向上させることを、その目
的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の蒸発器は、そ
の内部に蒸発器コアたる空間を有し中空有底筒状かつ多
孔質構造を有するウィックと、作動流体蒸気流通用の間
隙である蒸気通路がウィックと蒸発器容器内壁面との間
に生じるようウィックを収納する蒸発器容器とを備え、
作動流体液を吸入するための液管が蒸発器容器を貫通し
てウィックに接合され、作動流体蒸気を送出するための
蒸気管が蒸気通路に連通する蒸発器であって、液管から
蒸発器コアに供給された作動流体液が毛細管力によりウ
ィックに吸引され、加熱源から蒸発器容器を介してウィ
ックに加わった熱によりウィック内の作動流体液が作動
流体蒸気へと相変化し、この作動流体蒸気がウィックか
ら蒸気通路を介して蒸気管に送出される蒸発器におい
て、蒸気通路から蒸発器コアへウィックを介して作動流
体蒸気が貫通することを防ぐ蒸気貫通阻害部材を設けた
ものである。
の内部に蒸発器コアたる空間を有し中空有底筒状かつ多
孔質構造を有するウィックと、作動流体蒸気流通用の間
隙である蒸気通路がウィックと蒸発器容器内壁面との間
に生じるようウィックを収納する蒸発器容器とを備え、
作動流体液を吸入するための液管が蒸発器容器を貫通し
てウィックに接合され、作動流体蒸気を送出するための
蒸気管が蒸気通路に連通する蒸発器であって、液管から
蒸発器コアに供給された作動流体液が毛細管力によりウ
ィックに吸引され、加熱源から蒸発器容器を介してウィ
ックに加わった熱によりウィック内の作動流体液が作動
流体蒸気へと相変化し、この作動流体蒸気がウィックか
ら蒸気通路を介して蒸気管に送出される蒸発器におい
て、蒸気通路から蒸発器コアへウィックを介して作動流
体蒸気が貫通することを防ぐ蒸気貫通阻害部材を設けた
ものである。
【００１３】また、上記蒸気貫通阻害部材が、ウィック
内の作動流体液の流動による圧力損失を低減する圧力損
失低減化部材であるも良い。
内の作動流体液の流動による圧力損失を低減する圧力損
失低減化部材であるも良い。
【００１４】なお、上記圧力損失低減化部材が、ウィッ
クの一部としてかつウィック端面でウィックと接合され
ていても良い。
クの一部としてかつウィック端面でウィックと接合され
ていても良い。
【００１５】さらに、上記圧力損失低減化部材が、ウィ
ックの一部としてかつウィック外面でウィックと接合さ
れていても良い。
ックの一部としてかつウィック外面でウィックと接合さ
れていても良い。
【００１６】また、上記圧力損失低減化部材が、ウィッ
ク外面を覆う蒸気流出阻害構造を有することも良い。
ク外面を覆う蒸気流出阻害構造を有することも良い。
【００１７】なお、上記圧力損失低減化部材が、ウィッ
クの一部としてかつウィック内面との間に間隙を有して
蒸発器コア内へ突出していることも良い。
クの一部としてかつウィック内面との間に間隙を有して
蒸発器コア内へ突出していることも良い。
【００１８】この発明の毛細管力駆動型二相流体ループ
は、加熱源により加熱され作動流体液を作動流体蒸気へ
と相変化させる蒸発器と、吸熱源により吸熱され作動流
体蒸気を作動流体液へと相変化させる凝縮器と、蒸発器
から凝縮器へと作動流体蒸気を送給する蒸気管と、凝縮
器から蒸発器へと作動流体液を送給する液管とを備え、
蒸発器が、その毛細管力により作動流体液を吸い上げる
ウィックを有する毛細管力駆動型二相流体ループにおい
て、更に、蒸発器が請求項１乃至６のいずれか記載の蒸
発器である。
は、加熱源により加熱され作動流体液を作動流体蒸気へ
と相変化させる蒸発器と、吸熱源により吸熱され作動流
体蒸気を作動流体液へと相変化させる凝縮器と、蒸発器
から凝縮器へと作動流体蒸気を送給する蒸気管と、凝縮
器から蒸発器へと作動流体液を送給する液管とを備え、
蒸発器が、その毛細管力により作動流体液を吸い上げる
ウィックを有する毛細管力駆動型二相流体ループにおい
て、更に、蒸発器が請求項１乃至６のいずれか記載の蒸
発器である。
【００１９】この発明の熱輸送方法は、加熱源により加
熱された作動流体液を作動流体蒸気へと相変化させる蒸
発器から、吸熱源により吸熱され作動流体蒸気を作動流
体液へと相変化させる凝縮器へと、蒸気管を介した作動
流体蒸気の送給により熱を輸送する熱輸送方法であっ
て、蒸発器が、その内部に蒸発器コアたる空間を有し中
空有底筒状かつ多孔質構造を有するウィックと、作動流
体蒸気流通用の間隙である蒸気通路がウィックと蒸発器
容器内壁面との間に生じるようウィックを収納する蒸発
器容器とを備え、この蒸発器容器を貫通してウィックに
接合された液管から蒸発器コアに供給され毛細管力によ
りウィックに吸引させた作動流体液を、加熱源から蒸発
器容器を介してウィックに加わった熱により作動流体蒸
気へと相変化させ蒸気通路を介して蒸気管に送出する熱
輸送方法において、蒸気通路から蒸発器コアへウィック
を介した作動流体蒸気の貫通を、ウィック端部近傍での
作動流体液の圧力損失を低減することにより妨害するも
のである。
熱された作動流体液を作動流体蒸気へと相変化させる蒸
発器から、吸熱源により吸熱され作動流体蒸気を作動流
体液へと相変化させる凝縮器へと、蒸気管を介した作動
流体蒸気の送給により熱を輸送する熱輸送方法であっ
て、蒸発器が、その内部に蒸発器コアたる空間を有し中
空有底筒状かつ多孔質構造を有するウィックと、作動流
体蒸気流通用の間隙である蒸気通路がウィックと蒸発器
容器内壁面との間に生じるようウィックを収納する蒸発
器容器とを備え、この蒸発器容器を貫通してウィックに
接合された液管から蒸発器コアに供給され毛細管力によ
りウィックに吸引させた作動流体液を、加熱源から蒸発
器容器を介してウィックに加わった熱により作動流体蒸
気へと相変化させ蒸気通路を介して蒸気管に送出する熱
輸送方法において、蒸気通路から蒸発器コアへウィック
を介した作動流体蒸気の貫通を、ウィック端部近傍での
作動流体液の圧力損失を低減することにより妨害するも
のである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態に関し図面に基づき説明する。なお、図５及び図６に
示した従来技術と同様の又は対応する構成には同一の符
号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施の形
態間で共通する構成には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。更に、この発明は図５に示した毛細管力
駆動型二相流体ループにおける蒸発器１１を変形するこ
とにより実施可能であるため、以下の説明では蒸発器以
外の図示及び説明を省略する。そして、毛細管力駆動型
二相流体ループとしてはCPL(Capillary Pumped Loop)や
LHP(Loop Heat Pipe)があり、これらはリザーバの位置
及び蒸発器／リザーバの連結方式が異なるが、本発明は
双方に適用できる。またベイオネット管無しの構成にも
本発明を適用できる。
態に関し図面に基づき説明する。なお、図５及び図６に
示した従来技術と同様の又は対応する構成には同一の符
号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施の形
態間で共通する構成には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。更に、この発明は図５に示した毛細管力
駆動型二相流体ループにおける蒸発器１１を変形するこ
とにより実施可能であるため、以下の説明では蒸発器以
外の図示及び説明を省略する。そして、毛細管力駆動型
二相流体ループとしてはCPL(Capillary Pumped Loop)や
LHP(Loop Heat Pipe)があり、これらはリザーバの位置
及び蒸発器／リザーバの連結方式が異なるが、本発明は
双方に適用できる。またベイオネット管無しの構成にも
本発明を適用できる。
【００２１】実施の形態１．この発明の実施の形態１を
図１に示す。この実施の形態１に係わる蒸発器１１A
は、ウィック２の端板として、ウィック２とウィック端
面で接合されているウィック端板１４Aを備えるもので
ある。図６に示した従来技術にてウィック２の中央から
端部へと軸方向に流れていた作動流体液９aは、ウィッ
ク端板１４A近傍でウィック２を蒸発器コア８内の作動
流体液９aと接触させることにより半径方向に流れ、ウ
ィック２内の圧力損失が小さくなり作動流体蒸気９bの
蒸発器コア８内への貫通を防ぐことができる。その結
果、蒸発器１１から凝縮器５への熱輸送性能が向上す
る。
図１に示す。この実施の形態１に係わる蒸発器１１A
は、ウィック２の端板として、ウィック２とウィック端
面で接合されているウィック端板１４Aを備えるもので
ある。図６に示した従来技術にてウィック２の中央から
端部へと軸方向に流れていた作動流体液９aは、ウィッ
ク端板１４A近傍でウィック２を蒸発器コア８内の作動
流体液９aと接触させることにより半径方向に流れ、ウ
ィック２内の圧力損失が小さくなり作動流体蒸気９bの
蒸発器コア８内への貫通を防ぐことができる。その結
果、蒸発器１１から凝縮器５への熱輸送性能が向上す
る。
【００２２】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
図２に示す。この実施の形態２に係わる蒸発器１１B
は、ウィック２の端板として、ウィック２とウィック２
外面で接合されているウィック端板１４Bを備えるもの
である。図６に示した従来技術にてウィック２の中央か
ら端部へと軸方向に流れていた作動流体液９aは、ウィ
ック端板１４B近傍でウィック２を蒸発器コア８内の作
動流体液９aと接触させることにより半径方向に流れ、
かつ接合部からの蒸気流出が無くなることにより、ウィ
ック２内の圧力損失が小さくなり作動流体蒸気９bの蒸
発器コア８内への貫通を防ぐことができる。その結果、
蒸発器１１から凝縮器５への熱輸送性能が向上する。
図２に示す。この実施の形態２に係わる蒸発器１１B
は、ウィック２の端板として、ウィック２とウィック２
外面で接合されているウィック端板１４Bを備えるもの
である。図６に示した従来技術にてウィック２の中央か
ら端部へと軸方向に流れていた作動流体液９aは、ウィ
ック端板１４B近傍でウィック２を蒸発器コア８内の作
動流体液９aと接触させることにより半径方向に流れ、
かつ接合部からの蒸気流出が無くなることにより、ウィ
ック２内の圧力損失が小さくなり作動流体蒸気９bの蒸
発器コア８内への貫通を防ぐことができる。その結果、
蒸発器１１から凝縮器５への熱輸送性能が向上する。
【００２３】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図３に示す。実施の形態３における蒸発器１１Cは、ウ
ィック２の端板として、蒸発器コア８内部に突出し、か
つウィック２外面にも蒸発器コアへの突出量と同程度の
長さを有する蒸気流出阻害構造を併せ持つウィック端板
１４Cを備えるものである。図６に示した従来技術にて
ウィック２の中央から端部に至っていた作動流体液９a
の流れが、蒸気流出阻害構造により無くなり、ウィック
２内の圧力損失が小さくなり作動流体蒸気９bの蒸発器
コア８内への貫通を防ぐことができる。その結果、蒸発
器１１から凝縮器５への熱輸送性能が向上する。なお、
ウィック端板１４Cは、蒸気流出阻害構造と一体でなく
てもよい。
図３に示す。実施の形態３における蒸発器１１Cは、ウ
ィック２の端板として、蒸発器コア８内部に突出し、か
つウィック２外面にも蒸発器コアへの突出量と同程度の
長さを有する蒸気流出阻害構造を併せ持つウィック端板
１４Cを備えるものである。図６に示した従来技術にて
ウィック２の中央から端部に至っていた作動流体液９a
の流れが、蒸気流出阻害構造により無くなり、ウィック
２内の圧力損失が小さくなり作動流体蒸気９bの蒸発器
コア８内への貫通を防ぐことができる。その結果、蒸発
器１１から凝縮器５への熱輸送性能が向上する。なお、
ウィック端板１４Cは、蒸気流出阻害構造と一体でなく
てもよい。
【００２４】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
図４に示す。実施の形態４における蒸発器１１Dは、ウ
ィック２の端板として、蒸発器コア８内部に突出し、か
つその蒸発器コア８内への突出部とウィック２内面に隙
間を有しているウィック端板１４Dを備えるものであ
る。図６に示した従来技術にてウィック２の中央から端
部に至っていた作動流体液２aの供給に比べると、突出
部とウィック２内面の隙間から作動流体液９aがウィッ
ク２へ供給されるため、ウィック２内の圧力損失が小さ
くなり作動流体蒸気９bの蒸発器コア８内への貫通を防
ぐことができる。その結果、蒸発器１１から凝縮器５へ
の熱輸送性能が向上する。
図４に示す。実施の形態４における蒸発器１１Dは、ウ
ィック２の端板として、蒸発器コア８内部に突出し、か
つその蒸発器コア８内への突出部とウィック２内面に隙
間を有しているウィック端板１４Dを備えるものであ
る。図６に示した従来技術にてウィック２の中央から端
部に至っていた作動流体液２aの供給に比べると、突出
部とウィック２内面の隙間から作動流体液９aがウィッ
ク２へ供給されるため、ウィック２内の圧力損失が小さ
くなり作動流体蒸気９bの蒸発器コア８内への貫通を防
ぐことができる。その結果、蒸発器１１から凝縮器５へ
の熱輸送性能が向上する。
【００２５】
【発明の効果】このように、この発明に係わる蒸発器に
よれば、ウィックとウィック端板との接合部にて、蒸気
通路内に存在する作動流体蒸気がウィックを介して蒸発
器コア内に貫通することを阻害するようにしたため、蒸
気通路と蒸発器コア間の圧力差を保持することができ
る。
よれば、ウィックとウィック端板との接合部にて、蒸気
通路内に存在する作動流体蒸気がウィックを介して蒸発
器コア内に貫通することを阻害するようにしたため、蒸
気通路と蒸発器コア間の圧力差を保持することができ
る。
【００２６】また、そのための蒸気貫通阻害部材を、ウ
ィックとウィック端板との接合部にて、ウィック内の作
動流体液の圧力損失を低減する圧力損失低減化部材とし
て実現することにより、上記効果を簡便に得ることがで
きる。
ィックとウィック端板との接合部にて、ウィック内の作
動流体液の圧力損失を低減する圧力損失低減化部材とし
て実現することにより、上記効果を簡便に得ることがで
きる。
【００２７】特に、上記圧力損失低減化部材を、ウィッ
ク端板形状とウィックとウィック端板の接合位置との組
合わせで実現することにより、従来から使用されていた
部材の変形のみで上記効果を得ることができる。
ク端板形状とウィックとウィック端板の接合位置との組
合わせで実現することにより、従来から使用されていた
部材の変形のみで上記効果を得ることができる。
【００２８】また、本発明に係わる毛細管力駆動型二相
流体ループによれば、本発明に係わる蒸発器を用いたた
め、蒸発器から凝縮器への熱輸送性能を向上させること
ができる。
流体ループによれば、本発明に係わる蒸発器を用いたた
め、蒸発器から凝縮器への熱輸送性能を向上させること
ができる。
【００２９】そして、本発明に係わる熱輸送方法によれ
ば、ウィックとウィック端板との接合部近傍での作動流
体蒸気のウィック貫通を、作動流体液の圧力損失の低減
化により妨害するようにしたため、熱輸送性能の向上と
いう効果を比較的簡便な手段により得ることができる。
ば、ウィックとウィック端板との接合部近傍での作動流
体蒸気のウィック貫通を、作動流体液の圧力損失の低減
化により妨害するようにしたため、熱輸送性能の向上と
いう効果を比較的簡便な手段により得ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１における蒸発器の構
成を示す縦断面図である。
成を示す縦断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２における蒸発器の構
成を示す縦断面図である。
成を示す縦断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態３における蒸発器の構
成を示す縦断面図である。
成を示す縦断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態４における蒸発器の構
成を示す縦断面図である。
成を示す縦断面図である。
【図５】 従来における毛細管力駆動型二相流体ループ
の一例構成を示す図であり、特に（a）は蒸発器の縦断
面及び管路配置を示す図、（b）は蒸発器の横断面を示
す図である。
の一例構成を示す図であり、特に（a）は蒸発器の縦断
面及び管路配置を示す図、（b）は蒸発器の横断面を示
す図である。
【図６】 従来技術の問題点を示す蒸発器縦断面図であ
る。
る。
１ 蒸発器容器、 ２ ウィック、 ３ 蒸気通路、
４ 蒸気管、 ５ 凝縮器、 ６ 液管、 ７ ベイオ
ネット管、 ８ 蒸発器コア、 ９ 作動流体、 １０
リザーバ、 １１ 蒸発器、 １２ 加熱源、 １３
吸熱源、 １４、 ウィック端板。
４ 蒸気管、 ５ 凝縮器、 ６ 液管、 ７ ベイオ
ネット管、 ８ 蒸発器コア、 ９ 作動流体、 １０
リザーバ、 １１ 蒸発器、 １２ 加熱源、 １３
吸熱源、 １４、 ウィック端板。
Claims (8)
- 【請求項１】 その内部に蒸発器コアたる空間を有し中
空有底筒状かつ多孔質構造を有するウィックと、作動流
体蒸気流通用の間隙である蒸気通路がウィックと蒸発器
容器内壁面との間に生じるようウィックを収納する蒸発
器容器とを備え、作動流体液を吸入するための液管が蒸
発器容器を貫通してウィックに接合され、作動流体蒸気
を送出するための蒸気管が蒸気通路に連通する蒸発器で
あって、液管から蒸発器コアに供給された作動流体液が
毛細管力によりウィックに吸引され、加熱源から蒸発器
容器を介してウィックに加わった熱によりウィック内の
作動流体液が作動流体蒸気へと相変化し、この作動流体
蒸気がウィックから蒸気通路を介して蒸気管に送出され
る蒸発器において、蒸気通路から蒸発器コアへウィック
を介して作動流体蒸気が貫通することを防ぐ蒸気貫通阻
害部材を設けたことを特徴とする蒸発器。 - 【請求項２】 上記蒸気貫通阻害部材が、ウィック内の
作動流体液の流動による圧力損失を低減する圧力損失低
減化部材であることを特徴とする請求項１記載の蒸発
器。 - 【請求項３】 上記圧力損失低減化部材が、ウィックの
一部としてかつウィック端面でウィックと接合されてい
ることを特徴とする請求項２記載の蒸発器。 - 【請求項４】 上記圧力損失低減化部材が、ウィックの
一部としてかつウィック外面でウィックと接合されてい
ることを特徴とする請求項２記載の蒸発器。 - 【請求項５】 上記圧力損失低減化部材が、ウィック外
面を覆う蒸気流出阻害構造を有することを特徴とする請
求項２記載の蒸発器。 - 【請求項６】 上記圧力損失低減化部材が、ウィックの
一部としてかつウィック内面との間に間隙を有して蒸発
器コア内へ突出していることを特徴とする請求項２記載
の蒸発器。 - 【請求項７】 加熱源により加熱され作動流体液を作動
流体蒸気へと相変化させる蒸発器と、吸熱源により吸熱
され作動流体蒸気を作動流体液へと相変化させる凝縮器
と、蒸発器から凝縮器へと作動流体蒸気を送給する蒸気
管と、凝縮器から蒸発器へと作動流体液を送給する液管
とを備え、蒸発器が、その毛細管力により作動流体液を
吸い上げるウィックを有する毛細管力駆動型二相流体ル
ープにおいて、更に、蒸発器が請求項１及至６のいずれ
か記載の蒸発器であることを特徴とする毛細管力駆動型
二相流体ループ。 - 【請求項８】 加熱源により加熱された作動流体液を作
動流体蒸気へと相変化させる蒸発器から、吸熱源により
吸熱され作動流体蒸気を作動流体液へと相変化させる凝
縮器へと、蒸気管を介した作動流体蒸気の送給により熱
を輸送する熱輸送方法であって、蒸発器が、その内部に
蒸発器コアたる空間を有し中空有底筒状かつ多孔質構造
を有するウィックと、作動流体蒸気流通用の間隙である
蒸気通路がウィックと蒸発器容器内壁面との間に生じる
ようウィックを収納する蒸発器容器とを備え、この蒸発
器容器を貫通してウィックに接合された液管から蒸発器
コアに供給され毛細管力によりウィックに吸引させた作
動流体液を、加熱源から蒸発器容器を介してウィックに
加わった熱により作動流体蒸気へと相変化させ蒸気通路
を介して蒸気管に送出する熱輸送方法において、蒸気通
路から蒸発器コアへウィックを介した作動流体蒸気の貫
通を、ウィック端部近傍での作動流体液の圧力損失を低
減することにより妨害することを特徴とする熱輸送方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002080385A JP4196574B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 毛細管力駆動型二相流体ループ、蒸発器及び熱輸送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002080385A JP4196574B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 毛細管力駆動型二相流体ループ、蒸発器及び熱輸送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003279277A true JP2003279277A (ja) | 2003-10-02 |
| JP4196574B2 JP4196574B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=29229442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002080385A Expired - Lifetime JP4196574B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 毛細管力駆動型二相流体ループ、蒸発器及び熱輸送方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4196574B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005127706A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-19 | Koryo Kiden Kofun Yugenkoshi | 熱伝達装置およびその製造方法 |
| CN108253673A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-07-06 | 北京空间机电研究所 | 用于两相流体回路储液器的被动冷却毛细排液管及方法 |
| CN108253829A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-06 | 中国科学院理化技术研究所 | 微通道阵列辅助驱动的回路热管 |
| CN108266929A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-07-10 | 北京空间机电研究所 | 用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器及方法 |
| JPWO2017212646A1 (ja) * | 2016-06-10 | 2019-04-04 | 日本碍子株式会社 | ウィック |
| CN116469852A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-07-21 | 广东工业大学 | 一种带环路热管散热系统的一体化芯片衬底 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002080385A patent/JP4196574B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN108266929B (zh) * | 2017-12-18 | 2020-09-18 | 北京空间机电研究所 | 用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器及装配方法 |
| CN108253673B (zh) * | 2017-12-18 | 2020-12-18 | 北京空间机电研究所 | 用于两相流体回路储液器的被动冷却毛细排液管及方法 |
| CN108253829A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-06 | 中国科学院理化技术研究所 | 微通道阵列辅助驱动的回路热管 |
| CN108253829B (zh) * | 2018-01-30 | 2024-03-15 | 中国科学院理化技术研究所 | 微通道阵列辅助驱动的回路热管 |
| CN116469852A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-07-21 | 广东工业大学 | 一种带环路热管散热系统的一体化芯片衬底 |
| CN116469852B (zh) * | 2023-04-12 | 2024-05-17 | 广东工业大学 | 一种带环路热管散热系统的一体化芯片衬底 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4196574B2 (ja) | 2008-12-17 |
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