JP2008070058A - Loop type heat pipe - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ループ型ヒートパイプに関し、特にコンパクトサイズを実現可能とするループ型ヒートパイプに関する。 The present invention relates to a loop heat pipe, and more particularly to a loop heat pipe that can realize a compact size.
従来、ループ型ヒートパイプ101(LHP)は、例えば図7に示されているように、基本的には特許文献1と同様の構成であり、作動液が気化する際の潜熱を利用して冷却する蒸発器103と、この蒸発器103で気化された気体が蒸気管105を経て移動すると共にこの気体を放熱して液化する凝縮器107(Condenser)と、この凝縮器107で液化した作動液が液戻り管109を経て移動すると共にこの作動液を前記蒸発器103に供給するために保留するリザーバ部111〔あるいは、アキュームレータ、CC(Compensation Chamber)など〕と、前記液戻り管109から戻ってきた作動液を前記蒸発器103の内部に供給するバイオネット管113と、から構成されるシステムで、一つのループを形成しており、前記蒸発器103とリザーバ部111は一体的に構成されている。
Conventionally, the loop heat pipe 101 (LHP) has a configuration basically similar to that of
また、前記蒸発器103とリザーバ部111との間には前記蒸発器103で気化された気体がリザーバ部111に逆戻りしないようにするための作動液逆流防止用のOリング115が装着されている。さらに、LHP101の内部には作動液が投入されている。作動液としてはアルコール、アンモニア、水などがある。なお、CPL(Capillary Pumped Loop )では蒸発器103とリザーバ部111が別体で構成される。
Also, an O-
LHP101では、蒸発器103が周囲で発生した熱により加熱されると、作動液としての例えば水が蒸発器103内で蒸気となり、このときの潜熱を利用して周囲の温度を冷却するものである。蒸発器103内で生じた蒸気が蒸気管105を経て凝縮器107へ移動し、凝縮器107で放熱されることにより蒸気が水に戻される。この水は液戻り管109を経て再びリザーバ部111と蒸発器103へ移動することになり、上記の作用を繰り返すことになる。
In the LHP 101, when the
図8及び図9を併せて参照するに、従来の蒸発器103は、一端側を開口し且つ他端側を蒸気管105に連通して閉塞する円筒形状のグルーブ管117と、このグルーブ管117の円筒形状の内部に接触して挿入する円筒形状をなすと共にこの円筒形状の内部に作動液を供給するウィック119と、から構成される。
Referring to FIGS. 8 and 9 together, the
なお、前記グルーブ管117の内周面には、当該グルーブ管117の長手方向に垂直な断面において円周方向に交互に凹凸形状をなし、且つ前記長手方向に延伸されるグルーブ部121が備えられている。一方、前記ウィック119の外周面は前記グルーブ管117のグルーブ部121の凸部121Bの内周面に接触する構成であり、前記グルーブ部121の凹部121Aが蒸気流路123となる。
The
また、前記ウィック119の円筒形状の内部は上述したリザーバ部111に連通し且つ前端が閉塞した液貯留室125を構成している。また、液戻り管109に連通するバイオネット管113がリザーバ部111の内部を経て液貯留室125の前端部の少し手前まで挿入されているので、液戻り管109から戻ってきた水は、バイオネット管113の前端から液貯留室125に供給される。この水はバイオネット管113の前端から180°反転して液貯留室125とバイオネット管113の間を通過して液貯留室125内に充満する状態となり、リザーバ部111へ保留される。
The cylindrical interior of the
なお、前記ウィック119は、例えば多孔質性の燒結金属体、金属繊維、ガラス繊維などが使用されている。
The
したがって、グルーブ管117が蒸発器103の周囲の熱で加熱されると、グルーブ管117の熱がグルーブ部121の凸部121Bの内周面との接触部分からウィック119に熱伝導し、ウィック119が加熱される。その結果、前記液貯留室125からウィック119の内部に浸透した水が加熱されて蒸気になり、グルーブ管117のグルーブ部121、すなわち蒸気流路123を経て前述したように蒸気管105へ移動することになる。
ところで、上述した従来のLHP101は、グルーブ管117とウィック119が金属製で構成されているので、重量が増えるという問題点があった。また、図6に示されているように、蒸発器103は、円筒形状のグルーブ管117と、このグルーブ管117の円筒形状の内部に接触して挿入する円筒形状をなすウィック119と、このウィック119に作動液を供給するために保留するリザーバ部111と、ウィック119の内部の液貯留室125内に作動液を供給するバイオネット管113と、から主に構成されているので、構成部材の部品点数が増えて構造が複雑になり、大型になってしまうという問題点があった。
By the way, the conventional LHP 101 described above has a problem in that the weight increases because the
例えば、バイオネット管113は、作動液の流路確保以外に、特に機能を有しないが、ウィック119の内部の液貯留室125内に差し込まれるものであり、バイオネット管113の厚みが空間の容積を必要とするものである。また、グルーブ管117及びウィック119が円筒形状であるので空間の容積を必要とするものである。
For example, the
また、ウィック119は金属製であるために弾性がなく、グルーブ部121の凸部121Bとの界面に隙間が生じやすいので、熱伝達効率が低下するという問題点があった。
Further, since the
また、リザーバ部111のサイズはシステム全体の冷却性能に大きく影響を与えるものであり、リザーバ部111の外周径サイズを太くすることでリザーバ部111の容量を大きくする傾向があるために、LHP101を装着する機器内では特にリザーバ部111を収納するためのスペースを立体的に大きく必要とするという問題点があった。
In addition, the size of the
上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明のループ型ヒートパイプは、作動液が気化する際の潜熱を利用して冷却する蒸発器と、この蒸発器で気化された気体が移動する蒸気管と、この蒸気管からの気体を放熱して液化する凝縮器と、この凝縮器で液化した作動液が前記蒸発器へ移動する液戻り管と、を少なくとも備えるループ型ヒートパイプにおいて、
前記蒸発器が、前端側が前記蒸気管に連通し且つ後端側が前記液戻り管を挿入して閉塞するパイプ形状の蒸発器本体と、このパイプ形状の蒸発器本体の内部に挿入するウィックと、液だまり部とを少なくとも備えており、前記ウィックには前記液戻り管に連通して作動液が通る往路とこの往路に連通し前記液だまり部へつながる復路を備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the problem to be solved by the invention, a loop heat pipe of the invention includes an evaporator that cools using latent heat when the working fluid is vaporized, and a gas that is vaporized by the evaporator. In a loop heat pipe comprising at least a moving steam pipe, a condenser that radiates and liquefies the gas from the steam pipe, and a liquid return pipe that moves the working liquid liquefied by the condenser to the evaporator ,
The evaporator has a pipe-shaped evaporator body whose front end side is in communication with the steam pipe and whose rear end side is closed by inserting the liquid return pipe; and a wick inserted into the pipe-shaped evaporator body; A fluid reservoir, and the wick is provided with an outward path that communicates with the fluid return pipe and through which the working fluid passes, and a return path that communicates with the forward path and communicates with the fluid reservoir. It is.
この発明のループ型ヒートパイプは、前記ループ型ヒートパイプにおいて、前記液溜まり部が、前記ウィックに設けられていることが好ましい。 In the loop heat pipe of the present invention, it is preferable that the liquid reservoir is provided in the wick in the loop heat pipe.
この発明のループ型ヒートパイプは、前記ループ型ヒートパイプにおいて、前記往路と復路が、前記ウィックに形成された往路用溝と復路用溝と、蒸発器本体の内壁面と、から形成されていることが好ましい。 In the loop heat pipe of the present invention, in the loop heat pipe, the forward path and the return path are formed from a forward path groove and a return path groove formed in the wick, and an inner wall surface of the evaporator main body. It is preferable.
この発明のループ型ヒートパイプは、前記ループ型ヒートパイプにおいて、前記ウィックにはグルーブ溝が形成されていることが好ましい。 In the loop heat pipe of the present invention, it is preferable that a groove is formed in the wick in the loop heat pipe.
この発明のループ型ヒートパイプは、前記ループ型ヒートパイプにおいて、前記ウィックの往路が復路より高い位置になるように配置されていることが好ましい。 The loop heat pipe of the present invention is preferably arranged such that the forward path of the wick is higher than the return path in the loop heat pipe.
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明のループ型ヒートパイプによれば、蒸発器の蒸発器本体内に設けたウィックに作動液が通る往路と復路を設けたことにより、従来の蒸発器におけるバイオネット管を設ける必要がなくなったので、ウィック自体の厚さを薄くすることができ、構成部材の部品点数を減らすことができるので、従来の蒸発器に比べてはるかに小型化して様々な機器に使用することができ、しかもコンパクトサイズでありながら熱交換効率の高い冷却を行うことができる。また、往路と復路の2つの流路で吸水可能となったので、吸水効率を向上させることができる。 As can be understood from the means for solving the above problems, according to the loop heat pipe of the present invention, the forward path and the return path through which the working fluid passes through the wick provided in the evaporator body of the evaporator are provided. This eliminates the need to provide a bayonet tube in a conventional evaporator, so that the thickness of the wick itself can be reduced and the number of components can be reduced. It can be made much smaller and can be used in various devices, and it can be cooled with high heat exchange efficiency while being compact. In addition, since water can be absorbed by the two flow paths of the forward path and the return path, the water absorption efficiency can be improved.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1を参照するに、この実施の形態に係るループ型ヒートパイプ1(LHP)は、蒸発器3を備えており、この蒸発器3は、作動液5Lが気化する際の潜熱を利用して冷却する機能と、内部に供給された前記作動液5Lを保留する液だまり部7〔従来のリザーバに相当〕と、を有している。
Referring to FIG. 1, a loop heat pipe 1 (LHP) according to this embodiment includes an evaporator 3, and this evaporator 3 uses latent heat when the working
また、LHP1は、上記の蒸発器3と、この蒸発器3で気化された気体5Vを移動せしめる蒸気管9(Vapor Line)と、この蒸気管9を経て移動した気体5Vを放熱して液化する凝縮器11(Condenser)と、この凝縮器11で液化した作動液5Lを前記蒸発器3に移動せしめる液戻り管13(Liquid Line)と、から構成されるシステムで、一つのループを形成している。
The LHP 1 radiates and liquefies the evaporator 3, the vapor pipe 9 (Vapor Line) that moves the
なお、LHP1の内部には作動液5Lが投入されている。作動液5Lとしてはアルコール、アンモニア、水などがある。この実施の形態では、地球環境の観点から、作動液5Lは水としている。図1では作動液5Lである水の流れ方向は実線の矢印で示されており、作動液5Lが気化された気体5Vである水蒸気の流れ方向は点線の矢印で示されている。
Note that 5 L of hydraulic fluid is introduced into the
すなわち、上記のLHP1では、蒸発器3が周囲で発生した熱により加熱されると、作動液5Lである水が蒸発器3内で蒸気となり、このときの潜熱を利用して周囲の温度を冷却するものである。蒸発器3の内部で生じた蒸気が蒸気管9を経て凝縮器11へ移動し、凝縮器11で放熱されることにより蒸気が水に戻される。この水は液戻り管13を経て再び蒸発器3と液だまり部7へ移動することになり、上記の作用を繰り返すことになる。したがって、LHP1は潜熱を利用しており、外部電源無しに高い熱輸送能力を有している。また、蒸気管9、液戻り管13の配管は自由であり、熱の伝送方向は蒸発器3から凝縮器11への一方向でダイオードのような振る舞いをするものである。
That is, in the
図1ないしは図4を参照するに、この発明の実施の形態に係る蒸発器3は、蒸発器本体15とウィック17とが組み合わされて構成され、液だまり部7を内蔵するものである。
Referring to FIGS. 1 to 4, an evaporator 3 according to an embodiment of the present invention is configured by combining an evaporator
蒸発器本体15は、前端側が蒸気管9に連通し且つ後端側が液戻り管13を挿入して閉塞するパイプ形状をなしており、この実施の形態では、断面が長方形などの矩形状をなすパイプ形状である。このパイプ形状の内部の前端側から前記ウィック17が前記パイプ形状の前端側から後端側の途中までの範囲に挿入され、このウィック挿入範囲以外の残りの空洞部が形成される。さらに、蒸発器本体15の後端が蓋部19により閉塞されることにより、前記空洞部が作動液5Lを保留するための第1液だまり部7Aとなる。
The evaporator
なお、この実施の形態では蒸発器本体15は、後述するウィック17を嵌合せしめる大きさであり、全長も前記ウィック17の長さよりやや長くなっている。なお、蒸発器本体15の前端の部分は蒸気管9にロウ付け(又は半田付け)で連結されており、蒸発器本体15の後端の部分は蓋部19によりロウ付け(又は半田付け)で閉塞されている。なお、蓋部19には図4(A)に示されているように液戻り管13を挿入可能な穴部21が備えられており、この穴部21に挿入された液戻り管13は例えばロウ付け(又は半田付け)で閉塞される。
In this embodiment, the evaporator
ウィック17は、前記蒸発器本体15のパイプ形状の内部に挿入する断面形状、すなわち、この実施の形態では長方形の断面を有する直方体形状をなすと共に、前記直方体形状の図4(A)において上方の表面側には、ウィック17の前後方向の全長のほぼ中央より前方側に、前記液戻り管13に連通して作動液5Lが通る往路23の一部を構成する往路用溝25と、前記往路23に連通する復路27の一部を構成する復路用溝29が設けられている。
The
より詳しくは、ウィック17の幅のほぼ中央に仕切板部31が設けられた状態で往路用溝25と復路用溝29がウィック17の前後方向に長く延びており、前記往路用溝25と復路用溝29がウィック17の前端側で連通路33の一部を構成する連通路用溝35により連通し、所謂、全体としてコ字状の流路用溝が形成されている。
More specifically, the
さらに、ウィック17の前後方向の全長のほぼ中央より後方側には、前記復路27に連通する第2液だまり部7Bの一部を構成する液だまり部用溝37が設けられている。なお、往路用溝25の入口部39は上記の液戻り管13の先端が連結される構成である。
Further, a
また、この実施の形態では、ウィック17は断面長方形の寸法が例えば5mm×15mmであり、蒸発器本体15の内周面との界面の隙間を小さくして面圧を高くしている。
In this embodiment, the
また、ウィック17は、この実施の形態では、軽量化を図るために例えば高分子体の材質が使用されている。この高分子体としては、例えば直径10〜20μmのポリエチレンパウダを焼結したものが用いられる。このような高分子体は、一つ一つのパウダが親水基を有しているので、濡れ性の向上と表面張力に+αのポンプ力が加えられるために、ウィック17内の蒸気の移動する力が大きくなる。
In this embodiment, the
また、前記ウィック17の前記直方体形状の図4(A)において下方の裏面には、すなわち、図2及び図4(B)に示されているようにウィック17の前端側から後端側の途中までの範囲でウィック17の長手方向に垂直な断面において凹部41Aと凸部41Bでウィック17の幅方向に交互に凹凸形状をなし、且つこの凹凸形状がウィック17の長手方向に延伸されるグルーブ部41が備えられている。さらに、前記ウィック17の裏面には、上記のグルーブ部41を形成しないで前記グルーブ部41と一体化されたグルーブ無し部43が設けられている。なお、前記グルーブ部41は往路用溝25と復路用溝29が設けられている範囲と同じかそれ以上の範囲で設けられることが望ましい。
Further, in FIG. 4 (A) of the rectangular parallelepiped shape of the
この実施の形態では、ウィック17は全長が例えば40mmで、グルーブ部41の全長が例えば20mmで、グルーブ無し部43の全長が例えば20mmである。
In this embodiment, the
また、この実施の形態では上記の凹部41Aの数が例えば6個であり、凹部41Aの断面形状が四角形状であるがV溝形状やお椀型などの他の断面形状でも良く、凹部41Aの数や断面形状は限定されない。つまり、凹部41Aの断面積の大きさは、グルーブ部41の凹部41Aの数や形状等を変えることによって種々に設定することができる。
Further, in this embodiment, the number of the
したがって、図1及び図3に示されているように、ウィック17が蒸発器本体15の内部に挿入されると、ウィック17の前部側では蒸発器本体15の内面と往路用溝25で往路23が形成され、蒸発器本体15の内面と復路用溝29で復路27が形成されることになる。また、ウィック17の後部側では蒸発器本体15の内面と液だまり部用溝37で第2液だまり部7Bが形成される。
Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3, when the
また、ウィック17が蒸発器本体15の内部に挿入されると、前記グルーブ部41では凹部41Aと蒸発器本体15の内面との間に蒸気流路45が形成される。また、グルーブ無し部43と蒸発器本体15との界面の隙間を小さく接触せしめることにより面圧を高くすることによって、グルーブ無し部43が作動液逆流防止の機能を有する構成となる。
When the
上記のグルーブ無し部43と蒸発器本体15との界面の隙間の裕度は、蒸発器3の加熱により発生する蒸気圧(P)と液だまり部7内の蒸気圧(P“)の差(P−P“)と作動液5Lの表面張力(σ)から(P−P“)<2σ/rの関係(σ:水の表面張力、r:ウィック17と蒸発器本体15で形成される細孔半径)で決まるが、ウィック17の材料としてポリエチレンの高分子体が使用されているので、ポリエチレンの弾性により隙間無く設置されることになる。したがって、グルーブ無し部43と蒸発器本体15との界面の面圧を高く保持される。
The margin of the gap at the interface between the
この点についてより詳しく説明すると、蒸発器本体15とウィック17のグルーブ無し部43の外周面との界面の面圧が、前記グルーブ部41で発生する蒸気圧力以上となるように設定することが望ましい。例えば、ウィック17のグルーブ無し部43の外周形状寸法が蒸発器本体15の内周形状寸法と同じか、あるいは大きく形成されることによって、所謂、ウィック17のグルーブ無し部43を蒸発器本体15に圧入する形態とすることで、上記の界面の面圧を上げることができるので、グルーブ部41で発生した水蒸気の逆流を抑制することができる。
This point will be described in more detail. It is desirable that the surface pressure at the interface between the
以上のように、この実施の形態では、ウィック17は蒸発器本体15の前端側から後端側の途中までの範囲で蒸発器本体15の内部に挿入されることにより、このウィック挿入範囲以外の空洞部で、すなわち前記ウィック17の後端と蒸発器本体15の後端を閉塞した蓋部19との間で、前述した第1液だまり部7Aが形成される。つまり、全長例えば60mmの蒸発器本体15の図1の左端から10mm離れた位置までウィック17が挿入され、残りの右側の10mmの間の空洞部が第1液だまり部7Aを構成する。したがって、この第1液だまり部7Aに加えて、ウィック17の後部側の第2リザーバ部7Bとでリザーバ部7の全体が構成されることとなる。
As described above, in this embodiment, the
また、上記の液戻り管13は蒸発器本体15の後端の蓋部19の穴部21に挿入されてから、第1液だまり部7Aを通過し、前記液戻り管13の先端が往路23の入口部39に連結される。
The
なお、他の実施の形態の液だまり部7の構成としては、第1液だまり部7Aと第2液だまり部7Bの少なくともいずれか一方があれば良い。
In addition, as a structure of the
例えば、上記の第1液だまり部7Aを設けた場合、ウィック17の前後方向の全長に亘って往路用溝25と復路用溝29を設けて、前記第2液だまり部7Bを設けなくてもよい。あるいは、上記の第2液だまり部7Bをウィック17に設けた場合、第1液だまり部7Aを設けずに、ウィック17の後端が蒸発器本体15の後端の蓋部19に突き当てるまで伸びる構成とすることができる。後者の場合は、第1液だまり部7Aが無く、かつ第2液だまり部7Bとグルーブ部41とは確実に分離されるので、ウィック17にはグルーブ無し部43を設けずに例えばウィック17の裏面全体にグルーブ部41を設けても良い。
For example, when the
また、この実施の形態では、前記ウィック17の表面側に往路用溝25と復路用溝29を設け、かつ、ウィック17の裏面側にグルーブ部41を設けているが、他の実施の形態としては、前記ウィック17の内部に往路23と復路27を設けても、あるいは往路23と復路27と第2液だまり部7Bを設けも良い。つまり、ウィック17の内部にその後端側から前方端側に向けて伸びる往路23と復路27を設け、かつ前記往路23と復路27がウィック17の前端側に近い部分で連通路33により連通するように構成することができる。この場合は、前記ウィック17の表裏面の両方、あるいは表裏面のいずれか一方に前述したグルーブ部41、あるいはグルーブ部41とグルーブ無し部43を設けても良い。
In this embodiment, the forward path groove 25 and the return path groove 29 are provided on the front surface side of the
また、前述した実施の形態では、ウィック17にグルーブ部41、あるいはグルーブ部41とグルーブ無し部43が設けられているが、蒸発器本体15のパイプ形状の内面にグルーブ部41、あるいはグルーブ部41とグルーブ無し部43を設け、ウィック17にはグルーブ部41を設けなくても良い。
In the above-described embodiment, the
上記構成により、この実施の形態のLHP1の作用を説明すると、図1に示されているように、蒸発器3の蒸発器本体15が周囲の熱で加熱されると、蒸発器本体15とウィック17のグルーブ部41の接触面から蒸発器本体15の熱が効率よく熱伝導してウィック17が加熱される。
The operation of the
一方、ウィック17の往路23と復路27及び第1,第2液だまり部7A,9Bからなる液だまり部7の水は、上述したようにウィック17のポリエチレンの高分子体の各パウダが親水基を有しているために濡れ性の向上と表面張力に+αのポンプ力が加えられて真空引きされる。この真空引きにより浸透したウィック17の内部の水は圧力が下がっているので、加熱されると水が低い沸点で沸騰して蒸気になる。水が蒸気になるときの潜熱により周囲の温度が冷却されることになる。
On the other hand, the water in the
この蒸気は前述したように水がウィック17の高分子体内に真空引きされる力により押し出されてウィック17の高分子体内を移動し、グルーブ部41の凹部41Aの表面から蒸気流路45へ流れることになる。
As described above, the steam is pushed out by the force with which water is evacuated into the polymer body of the
さらに、蒸気流路45内の蒸気は、前述したように蒸気管9を経て凝縮器11へ移動し、この凝縮器11で放熱されることにより蒸気が水に戻される。この水は液戻り管13を経て再び蒸発器3の内部のウィック17の往路23からウィック17の前端側の連通路33で180°反転して復路27を流れて第2液だまり部7Bから第1液だまり部へ戻って保留されることとなる。そして、上記の作用を繰り返すことになる。
Furthermore, the steam in the
以上のように、この実施の形態のLHP1の蒸発器3は、作動液5Lとしての例えば水を蒸気にして熱を奪って冷却する装置であり、このように潜熱を利用する蒸発器3の冷却容量は単位面積あたりの水の蒸発速さと蒸発潜熱の積から求められるので、ウィック17と蒸発器本体15との接触状態が良く熱伝導効率が高いほど冷却容量が大きくなる。この点では、グルーブ部41と蒸発器本体15との界面の隙間が小さく接触しており、さらにはウィック17の材料として例えばポリエチレンの高分子体を使用することで、ポリエチレンの弾性により隙間無く設置されるので、ウィック17と蒸発器本体15との熱伝導効率は高いものである。
As described above, the evaporator 3 of the
また、グルーブ部41が加熱されることで発生する水蒸気は液だまり部7へ逆流してはいけないし、グルーブ部41の熱が蒸発器本体15を熱伝導して液だまり部7へ伝わって当該液だまり部7内の水が水蒸気に変化してはいけない。
Further, water vapor generated by heating the
この点では、この実施の形態では、ウィック17にはグルーブ部41とグルーブ無し部43が設けられているので、構造が単純でありながら、グルーブ無し部43によりグルーブ部41で発生する蒸気の逆流を防止できる。しかも、上述したようにウィック17のポリエチレンの弾性により蒸発器本体15との接触状態が隙間無く設置されるので、グルーブ無し部43と蒸発器本体15との界面の面圧を高く保持されることから、確実に蒸気逆流の防止となる。特に、ウィック17のグルーブ無し部43の外周形状寸法が蒸発器本体15の内周形状寸法と同じか、あるいは大きく形成されることによって、蒸発器本体15とウィック17のグルーブ無し部43の外周面との界面の面圧が、前記グルーブ部41で発生する蒸気圧力以上となるように設定できるので、確実な蒸気逆流の防止となる。
In this respect, in this embodiment, since the
また、この実施の形態のLHP1の蒸発器3は、ウィック17に往路23と復路27を設けたことにより、従来の蒸発器におけるバイオネット管を設ける必要がなくなったので、ウィック17自体の厚さを薄くすることができ、構成部材の点数を減らすことができるので、LHP1の蒸発器3の小型化を図ることができる。
Further, the
また、従来の蒸発器のようにバイオネット管を設けた場合は、復路27のみの作動液5Lがウィックに吸水可能であったが、この発明の実施の形態のLHP1の蒸発器3ではウィック17に往路23と復路27を設けたことにより、往路23と復路27の2つの流路で吸水可能となったので、吸水効率を向上させることができる。
Further, when a bayonet tube is provided as in the conventional evaporator, the
また、ウィック17の内部に第2液だまり部7Bを設けた場合は、蒸発器本体15の内部に別の第1液だまり部7Aを設けなくともよいので、構成要素を簡単にすることができる。しかも、ウィック17にはグルーブ無し部43を設けなくても良いので、構成要素を簡単にできると共にグルーブ部41の面積を大きくできるために吸水効率を向上させることができる。
Further, when the second
また、直方体形状をなすウィック17の表面側に往路用溝25と復路用溝29と連通路用溝35を設け、前記往路用溝25と復路用溝29と連通路用溝35と蒸発器本体15の内面とから往路23と復路27と連通路33を構成すると共に、ウィック17の裏面と蒸発器本体15との間にグルーブ部41を形成したので、蒸発器3をさらに薄くすることができ、蒸発器3のさらなる小型化を図ることができる。
Further, the forward path groove 25, the
また、グルーブ部41がウィック17に設けられることにより、蒸発器本体15の厚さは均等に薄くすることができるので、特に、直方体形状をなすウィック17の片面側にグルーブ部41を設ける場合は、蒸発器3をさらに薄くすることができ、蒸発器3のさらなる小型化を図ることができる。ちなみに、グルーブ部41が蒸発器本体15に設けられる場合は、蒸発器本体15自体が厚くなる。しかも、ウィック17の片面と接触する側だけにグルーブ部41を設けるときは、ウィック17の反対面と接触する側はグルーブ部41を設けないので肉厚が厚くなる。たとえ、グルーブ部41を設けない側を薄くするとしても、蒸発器本体15の加工性が低下することになる。
Moreover, since the thickness of the evaporator
また、蒸発器3の内部に液だまり部7を収納した簡単な構造であるので、この蒸発器3を使用したLHP1は従来の蒸発器と液だまり部とを別に設けたLHPに比べてはるかにコンパクトサイズにできる。
Moreover, since the
したがって、この実施の形態の蒸発器3を使用したLHP1は、例えばノートパソコン等のOA機器やデジタル家電、自動車のダッシュボード、あるいは他の様々な機器で発生する熱の冷却に使用されることにより、コンパクトサイズでありながら熱交換効率の高い冷却を行うことができる。
Therefore, the
次に、この発明の他の実施の形態に係るLHP47について図面を参照して説明する。なお、前述した実施の形態のLHP1とほぼ同様であるので、主として異なる部分のみを説明し、同様の部材は同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
Next, an
図5を参照するに、このLHP47が前述したLHP1と異なる点は、前記ウィック17の往路23が復路27より高い位置になるように蒸発器3を配設していることにある。他は、前述した実施の形態のLHP1と同様である。
Referring to FIG. 5, this
これにより、この実施の形態のLHP47の蒸発器3の蒸発器本体15が周囲の熱で加熱されると、蒸発器本体15とウィック17のグルーブ部41の接触面から蒸発器本体15の熱が効率よく熱伝導してウィック17が加熱される。このとき、ウィック17の図5において上部側は下部側より加熱温度が高くなるのであるが、往路23が復路27より高い位置にあるので、液戻り管13から供給される冷たい作動液5Lが往路23へ流れてから低い位置の復路27へ流れていくことにより、ウィック17の上部側が下部側より効果的に冷却されることになる。その結果として、ウィック17は上部側と下部側で、できる限り均等に真空引きされて吸水されることとなる。なお、その他の効果は、前述した実施の形態のLHP1と同様である。
Thus, when the evaporator
また、図6には図1に代わる他の実施の形態が示されている。図6におけるループ型ヒートパイプ49において、図1における蒸発器本体15内におけるウィック17の位置が上下反対向きに挿入されても対応可能である。それ以外は同じであるので、詳細な点の説明を省略する。
FIG. 6 shows another embodiment in place of FIG. In the
1 ループ型ヒートパイプ(LHP)
3 蒸発器
5L 作動液(液体の)
5V 気体(気化した作動液)
7 液だまり部
7A 第1液だまり部
7B 第2液だまり部
9 蒸気管
11 凝縮器
13 液戻り管
15 蒸発器本体
17 ウィック
19 蓋部
23 往路
25 往路用溝
27 復路
29 復路用溝
31 仕切板部
33 連通路
35 連通路用溝
37 液だまり部用溝
41 グルーブ部
41A 凹部
41B 凸部
43 グルーブ無し部
45 蒸気流路
47 ループ型ヒートパイプ(LHP)
49 ループ型ヒートパイプ(LHP)
1 Loop heat pipe (LHP)
3
5V gas (vaporized hydraulic fluid)
7
49 Loop heat pipe (LHP)
Claims (5)
前記蒸発器が、前端側が前記蒸気管に連通し且つ後端側が前記液戻り管を挿入して閉塞するパイプ形状の蒸発器本体と、このパイプ形状の蒸発器本体の内部に挿入するウィックと、液だまり部とを少なくとも備えており、前記ウィックには前記液戻り管に連通して作動液が通る往路とこの往路に連通し前記液だまり部へつながる復路を備えていることを特徴とするループ型ヒートパイプ。 An evaporator that cools using the latent heat generated when the hydraulic fluid is vaporized, a vapor pipe that moves the gas vaporized in the evaporator, a condenser that radiates and liquefies the gas from the vapor pipe, and this In a loop heat pipe comprising at least a liquid return pipe for moving the working liquid liquefied in the condenser to the evaporator,
The evaporator has a pipe-shaped evaporator body whose front end side is in communication with the steam pipe and whose rear end side is closed by inserting the liquid return pipe; and a wick inserted into the pipe-shaped evaporator body; A loop that includes at least a liquid reservoir, and the wick includes a forward path that communicates with the liquid return pipe and through which the working fluid passes, and a return path that communicates with the forward path and communicates with the liquid reservoir. Type heat pipe.
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- 2006-09-14 JP JP2006249871A patent/JP2008070058A/en active Pending
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