(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にウイックを持つ加熱部と；
作動流体が満たされた冷却部と；
前記加熱部及び前記冷却部を直線状に連結し、前記加熱部の流路断面積よりも小さな流路断面積を有する連結流路と；
前記冷却部から前記連結流路内に突出し、前記作動流体を含む液プラグと；
気化した前記作動流体を含む前記加熱部内の蒸気プラグと；を備え、
前記液プラグが前記連結流路内で、前記加熱部から前記冷却部への熱輸送を行うために自励振動することを特徴とする自励振動型ヒートパイプ。
【請求項２】
前記冷却部に満たされた前記作動流体が、内圧に束縛されない自由液面を持つことを特徴とする請求項１に記載の自励振動型ヒートパイプ。
【請求項３】
前記冷却部が開口部を持ち、前記開口部には前記冷却部の内容積を調整する調整部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自励振動型ヒートパイプ。
【請求項４】
前記加熱部の断面積と、前記連結流路の断面積との比が、１０：１〜２：１であることを特徴とする請求項１に記載の自励振動型ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自励振動型ヒートパイプに関する。
本願は、２００８年２月８日に、日本に出願された特願２００８−０２９７１３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高集積化に伴って、半導体素子等の発熱密度が急増しており、効率的な熱除去手法の確立が急務となっている。しかし、例えばノート型のパーソナルコンピュータ等の電子機器の小型化が進むと、熱源である中央演算装置（ＣＰＵ）の直上に大型のヒートシンクを設置するスペースが確保できなくなる。このような場合には、ヒートシンクを設置可能な場所まで発生した熱を輸送する輸送する必要が生じる。このようなことから、現状ではウィック式ヒートパイプが熱輸送手段として利用されている。【０００３】
最近のノート型のパーソナルコンピュータの約９０％には、ウイック式ヒートパイプが内蔵されている。このようなヒートパイプは、外径約３ｍｍ、水平に設置した場合の最大熱輸送量は１２Ｗ程度のものである。しかし、ウィック式ヒートパイプは、管径をマイクロ化（小径化）すると急激に熱輸送能力が低下するという問題がある。【０００４】
そこで、マイクロ化しても高い熱輸送能力を有す相変化を利用した自励振動型のヒートパイプが最近注目されている。しかし、その代表例である蛇行ループ式の自励振動型ヒートパイプ（内径０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度）は、多くの管を蛇行させる必要があること、水平設置すると作動しにくいなどの間題がある（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】長崎孝夫、「自励振動ヒートパイプの熱輸送特性に関するレビュー」、伝熱、Ｖｏｌ．４４、Ｎｏ．１８６、ｐ．１３−１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、管を蛇行させることなく、水平設置しても高い熱輸送能力を発揮することが可能な自励振動型ヒートパイプを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
（１）  内部にウイックを持つ加熱部と；作動流体が満たされた冷却部と；前記加熱部及び前記冷却部を直線状に連結し、前記加熱部の流路断面積よりも小さな流路断面積を有する連結流路と；前記冷却部から前記連結流路内に突出し、前記作動流体を含む液プラグと；気化した前記作動流体を含む前記加熱部内の蒸気プラグと；を備え、前記液プラグが前記連結流路内で、前記加熱部から前記冷却部への熱輸送を行うために自励振動することを特徴とする自励振動型ヒートパイプ。
（２）  上記の自励振動型ヒートパイプは、以下のように構成してもよい：前記冷却部に満たされた前記作動流体が、内圧に束縛されない自由液面を持つ。
（３）  上記の自励振動型ヒートパイプは、以下のように構成してもよい：前記冷却部が開口部を持ち、前記開口部には前記冷却部の内容積を調整する調整部が設けられている。
（４）  上記の自励振動型ヒートパイプは、以下のように構成してもよい：前記加熱部の断面積と、前記連結流路の断面積との比が、１０：１〜２：１である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自励振動型ヒートパイプによれば、管を蛇行させることなく、水平設置しても高い熱輸送能力を発揮することが可能な自励振動型ヒートパイプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る自励振動型ヒートパイプの断面模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、上記自励振動型ヒートパイプの変形例の断面模式図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、上記自励振動型ヒートパイプの変形例の断面模式図である。
【図２】図２は、自励振動型ヒートパイプの実験方法を説明する図であって、実験装置を示す模式図である。
【図３】図３は、実施例１の自励振動型ヒートパイプにおける自励振動の発生状況を示す図であって、自励振動型ヒートパイプの特定箇所における温度の経時変化を示すグラフである。
【図４】図４は、図３の拡大図である。
【図５】図５は、実施例１〜２及び比較例１〜３の自励振動型ヒートパイプにおける熱輸送速度Ｑと有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１の自励振動型ヒートパイプにおける熱輸送速度Ｑと有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を示すグラフである。図６は、また、従来技術のヒートパイプの熱伝導率の理論値も示す。
【符号の説明】
【０００９】
１  ヒートパイプ（自励振動型ヒートパイプ）
２  加熱部
３，３３，４３  冷却部
４  ウイック
５  連結流路
３３ｂ，４３ｂ  開口部
３４，４４  調整部
Ｂ  蒸気プラグ
Ｌ  液プラグ
Ｍ  作動流体
Ｍ１  自由液面
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１Ａ〜Ｃは、本実施形態の自励振動型ヒートパイプの断面模式図である。尚、図１Ａ〜Ｃは自励振動型ヒートパイプの構造を説明するための図であり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の自励振動型ヒートパイプとは異なる場合がある。【００１１】
図１Ａに示す自励振動型ヒートパイプ１（以下、ヒートパイプ１という場合がある）は、作動流体Ｍと、加熱部２及び冷却部３と、加熱部２に内蔵されたウイック４と、加熱部２及び冷却部３を連結する連結流路５とから概略構成されている。
このヒートパイプ１では、連結流路５内に冷却部３から作動流体Ｍが流入して液プラグＬが形成される。また、加熱部２において、作動流体Ｍが気化されて蒸気プラグＢが形成される。液プラグＬが連結流路５内を自励振動することによって熱伝導が行われる。
なお、本実施形態のヒートパイプ１は、どのような姿勢でも作動可能だが、長手方向に沿って水平に設置して使用することが有効熱伝導率を高くできる点で好ましい。【００１２】
加熱部２には、連結流路５に連通された中空部２ａが設けられている。この中空部２ａの内壁面にウイック４が配置されている。また、冷却部３は、図１Ａに示す例では作動流体Ｍを満たす容器３ａである。この容器３ａに作動流体Ｍが満たされる。また作動流体Ｍはヒートパイプ１の外部に面し、ヒートパイプ１の内圧に束縛されない、自由液面Ｍ１を形成する。また、容器３ａの側壁に連結流路５が取り付けられる。連結流路５の容器３ａ側の端部は開放端である。この開放端により容器３ａと連結流路５とが連通されている。【００１３】
加熱部２及び連結流路５は、セラミックス、ガラスまたは金属で構成された中空円筒状の管である。加熱部２の一端部１ａには、セラミックス、ガラスまたは金属で構成された封止部材１ｃが備えられている。特に、本実施形態では、加熱部２及び連結流路５をそれぞれ、ホウケイ酸ガラスで構成するとよい。【００１４】
連結流路５の流路断面積は、加熱部２の中空部２ａの流路断面積よりも小さい。図１Ａ〜Ｃに示す例では、連結流路５及び加熱部２の中空部２ａの断面形状が略円形であり、連結流路５の内径が、加熱部２の中空部２ａの内径よりも小さい。これにより、連結流路５の流路断面積が加熱部２の中空部２ａよりも小さい。【００１５】
加熱部の中空部２ａの流路断面積と、連結流路５の流路断面積との比は、例えば、加熱部：連結流路＝１０：１〜２：１の範囲が好ましい。
より具体的にパソコンのＣＰＵの水冷に適用する場合で説明すると、加熱部の中空部２ａの内径は３ｍｍ〜６ｍｍの範囲が好ましく、また、連結流路５の内径は０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲が好ましい。【００１６】
加熱部２の流路断面積比、内径比または内径が上記の範囲よりも小さくなると、加熱部２の蒸発量が十分に得られず、あるいは加熱部２の液保持能力が低いために空だき状態になるので好ましくない。また、加熱部２の流路断面積比、内径比または内径が上記の範囲を超えると、加熱部２内の流体の保有量が多くなり、加熱を開始してから蒸発が生じるまでの時間が長くなり、また、冷却部３から低温の作動流体が流れこんだ場合に蒸発が停止し、それにより自励振動が停止して、再度加熱により蒸発が開始するまでの時間が長くなるので好ましくない。【００１７】
また、加熱部２と連結流路５は、内径が相互に異なり、各肉厚がほぼ等しくなっているために外径も異なっている。このため、加熱部２と連結流路５との接合部８にはフランジ部９が形成される。このフランジ部９を介して加熱部２と連結流路５とが相互に接合されている。但し、この構成はあくまで一例である。別の例として、例えば、加熱部２及び連結流路５の内径を相互に異ならしめ、連結流路５の肉厚を厚くして両方の外径をほぼ等しくし、連結流路５の端面に加熱部２の端面を接合させてもよい。【００１８】
また、図１Ａ〜Ｃに示す例では、接合部８を境にして加熱部２と連結流路５との内径が急に変化するが、本発明はこれに限らず、加熱部２及び連結流路５の内径を接合部８の近辺において漸次変化させるようにしてもよい。【００１９】
連結流路５は、図１Ａ〜Ｃに示すように、加熱部２と冷却部３との間において直線状に形成されている。また、本発明に係る連結流路５は、ループ状にする必要はなく、ヒートパイプ１の作動時に作動流体Ｍが直線状の連結流路５内を往復振動できればよい。ここで直線状とは、従来のようなループ状に屈曲させるものではなく単管構造であることを意味する。連結流路５は、ほぼ直線状であることが好ましいが、自励振動が生じる範囲であれば、多少の湾曲などがあってもよい。
作動流体Ｍの自励振動時の振動振幅は、連結流路５の形状や大きさによるが、例えば、加熱部２の内径を５ｍｍとし、連結流路５の内径を２ｍｍとし、連結流路４の長さを１５０ｍｍとして加熱部２を加熱した場合の振動振幅は、±２５〜±５０ｍｍ程度と非常に大きくなる。加熱部２及び連結流路５の長さは、上記の振動振幅に合わせて適宜設計すればよい。【００２０】
ウイック４は、毛細管現象によって液状の作動流体を輸送できるものであれば従来公知のウイックでよい。ウイック４は、例えば銅などの熱伝導性に優れた金属網、グラスウール、脱脂綿等の綿状体等でよい。また、ウイック４は、加熱部２の長手方向全部の領域に充填されていてもよい。あるいは、ウイック４の一端が加熱部２と連結流路５との接合部８に一致するようにしてウイック４が加熱部２の長手方向の一部(例えば長手方向全長の２／３程度）にのみ充填されていてもよい。【００２１】
作動流体Ｍは、ヒートパイプ１の作動温度に合わせて適宜選択すればよい。作動流体Ｍは、例えば、純水、エタノールなどの有機液体、フロンなどの冷媒、アンモニアなどの液化ガス等が好ましい。
ヒートパイプ１の作動前には、連結流路５及び加熱部２に、予め脱気された作動流体を完全に満たしておくことが好ましい。ヒートパイプ１の加熱部２を加熱することにより、加熱部２に満たされた作動流体Ｍが気化して蒸気プラグＢが形成される。この蒸気プラグＢによって作動流体Ｍが加熱部２から押し出される。作動流体Ｍは、連結流路５に残って液プラグＬを形成する。その後、定常状態に至ると、液プラグＬの先端のメニスカスＭにおいて、作動流体Ｍの蒸発と凝縮とが交互に起こる。このため、連結流路５内で液プラグＬが自励振動する。連結流路５を目視すると、蒸気プラグＢと液プラグＬとの気液界面となるメニスカスＭが、連結流路５内を往復振動していることが確認でき、これによって自励振動の有無を判定できる。
また、蒸気プラグＢの形成時及び自励振動の発生時において、液プラグＬの一部が冷却部３（容器３ａ）に押し出されるが、容器３ａに満たされた作動流体Ｍは自由液面Ｍ１を有するので、押し出された液プラグＬを吸収できる。【００２２】
上記のヒートパイプ１は、作動流体Ｍと、加熱部２と冷却部３との間に配されて作動流体Ｍが流通する直線状の連結流路５を備える。連結流路５の流路断面積が、加熱部２の流路断面積より小さく、更に加熱部２にウイック４が備えられている。このため、有効熱伝導率及び最大熱輸送量を従来の自励振動型ヒートパイプに比べて格段に高めることができる。
特に、加熱部２にウイック４が備えられることで、加熱部２において作動流体Ｍの蒸発を安定して起こすことができ、結果として有効熱伝導率及び最大熱輸送量を更に格段に高めることができる。
また、上記のヒートパイプ１は、水平設置した場合に自励振動を安定して持続させることができる。
更に、上記のヒートパイプ１によれば、加熱部２と連結流路５とを相互に直接に連通させている。このため、液プラグＬの先端のメニスカスＭが、加熱部２と連結流路５との接合部８に来るごとに、液体の一部が加熱部２に供給される。従って、加熱部２に作動流体を保持させて常に蒸発を起こすことができる。これにより作動流体を安定して自励振動させることができ、有効熱伝導率及び最大熱輸送量を高くできる。【００２３】
上記のヒートパイプ１は、１本だけでも十分高性能であるが、熱輸送量を多くしたい場合には必要に応じてパイプの本数を増やせばよく、熱設計が容易となる。
また、従来の蛇行ループ型のヒートパイプでは、多数回に渡って蛇行させなければ所用の性能を発揮することができなかったが、上記のヒートパイプによれば、蛇行させることなく直線状とすることで有効熱伝導率及び最大熱輸送量を高くできる。
また、上記のヒートパイプ１は、ＣＰＵ等の電子素子の冷却に好適に用いることができる。【００２４】
次に、図１Ｂには、ヒートパイプの別の例を示す。このヒートパイプ３１と図１Ａに示すヒートパイプ１の相違点は、冷却部の構成である。
図１Ｂに示すヒートパイプ３１の冷却部３３は、ホウケイ酸ガラスからなる中空円柱状のガラス管３３ａである。冷却部３３の内径は、連結流路５よりも大きい。このガラス管３３ａの一端には開口部３３ｂが設けられており、この開口部３３ｂは、ゴム製の膜（調整部）３４によって封止されている。そして、冷却部３３に作動流体が満たされている。
また、冷却部３３の外周には、放熱用のフィン３５が備えられている。【００２５】
このヒートパイプ３１によれば、蒸気プラグＢの形成時及び自励振動の発生時において、液プラグＬの一部が冷却部３３に押し出されるが、冷却部３３に備えられたゴム製の膜３４が変形することによって、冷却部の内容積が実質的に増大し、押し出された液プラグＬの容積を吸収できる。本例では、調整部としてゴム製の膜を用いたが、これに代えてダイヤフラムを用いても良い。【００２６】
次に、図１Ｃには、ヒートパイプの更に別の例を示す。このヒートパイプ４１と図１Ｂに示すヒートパイプ３１の相違点は、冷却部に備えた調整部の位置である。
図１Ｃに示すヒートパイプ４１の冷却部４３は、ホウケイ酸ガラスからなる一端が閉塞された中空円柱状のガラス管４３ａである。冷却部４３の内径は、連結流路５よりも大きい。このガラス管４３ａの側面には開口部４３ｂが設けられている。この開口部４３ｂは、ゴム製の膜（調整部）４４によって封止されている。そして、冷却部４３に作動流体が満たされている。
また、冷却部４３の外周には、放熱用のフィン４５が備えられている。【００２７】
このヒートパイプ４１によれば、先のヒートパイプ３１と同様に、蒸気プラグＢの形成時及び自励振動の発生時において、液プラグＬの一部が冷却部４３に押し出される。このとき、冷却部４３に備えられたゴム製の膜４４が変形することによって、冷却部４３の内容積が実質的に増大し、押し出された液プラグＬの容積を吸収できる。本例では、調整部としてゴム製の膜を用いたが、これに代えてダイヤフラムを用いても良い。【００２８】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。【００２９】
（自励振動の観察：実施例１）
図２に示す実験装置によってヒートパイプの特性を評価した。
先ず、内径２ｍｍ、長さ２５０ｍｍのホウケイ酸ガラスからなる連結流路５となるガラス管１３と、内径５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのホウケイ酸ガラスからなる加熱部２となるガラス管１２を用意し、各ガラス管１２，１３を融着させた。次いで、ガラス管１２の内壁に、銅網からなるウイック１４を装着した。ウイック１４は、融着部から１００ｍｍの間にかけて装着した。ウイック１４が装着された部分を加熱部２とした。次いで、一端部１１ａをホウケイ酸ガラスからなる封止部材１１ｃによって封止した。次に、連結流路となるガラス管１３の開放端１１ｂをウオーターバス２１浸漬させて、ガラス管１２，１３の内部を作動流体２０となる純水で満たした。このようにして、実施例１のヒートパイプ１１を製造した。【００３０】
次に、ヒートパイプ１１の加熱部２に５０ｍｍの長さＬに渡ってヒータ２２を装着し、ヒートパイプ１１をほぼ水平に設置した。また、ウオーターバス２１内に浸漬された部分をヒートパイプ１１の冷却部３とした。そして、ウオーターバス２１内の冷却水２１ａの温度を０℃に維持した。一方、ヒータ２２の発熱量を加熱部の温度が純水の沸点１００℃に保たれる程度に設定して、ヒートパイプ１１を作動させた。
ヒートパイプ１１が定常状態（最大熱輸送量５０Ｗ）になった後に、ヒートパイプ１１の各部の表面温度と、ウオーターバス２１の冷却水２１ａの温度とを熱電対でそれぞれ測定した。結果を図３及び図４に示す。【００３１】
図２〜図４において、測定箇所ＴＣ１の温度は、加熱部２の温度であってヒータ２２の装着部分の一端部１１ａ側の表面温度である。測定箇所ＴＣ２の温度は、加熱部２の温度であってヒータ２２の装着部分の他端部１１ｂ側の表面温度である。測定箇所ＴＣ３の温度は冷却水２２ａの水温である。測定箇所ＴＣ４の温度は開放端１１ｂの出口直後の水温である。【００３２】
図３〜図４に示すように、ＴＣ１及びＴＣ２は１００℃程度を維持しており、ＴＣ３は０℃程度を維持していることがわかる。一方、ＴＣ４は、周期的にピークを持っていることがわかる。ピークの最大温度は約１０℃であり、ピークの周波数は５Ｈｚとなっている。また、作動流体２０の振幅幅は最大で１００ｍｍ（±５０ｍｍ）となっている。このように、実施例１のヒートパイプ１１は、定常状態において作動流体２０の自励振動が観察された。【００３３】
「熱輸送速度Ｑ及び有効熱伝導率λｅｆｆの測定」
次に、実施例１のヒートパイプの熱輸送速度Ｑ（熱輸送量）と、有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を調べた。この実験では、冷却水の水温とヒータの加熱温度を適宜変更して測定した。また、熱輸送速度Ｑ及び有効熱伝導率λｅｆｆは、下記式（１）及び（２）により求めた。結果を図５に示す。【００３４】
なお、式（１）において、ρは作動流体２０（純水）の密度であり、ｃｐは作動流体２０（純水）の定圧比熱であり、Ｖは作動流体２０の封入量であり、ΔＴは冷却部の水温の時間Δｔの間における上昇分である。
また、式（２）において、ＬΦ２は連結流路の全長と加熱部の全長の二分の一との合計の長さであり、ＴＨは加熱部の温度であり、ＴＬはウオーターバス内の冷却水の水温であり、ｄΦ２は連結流路の内径である。【００３５】
【数１】
0005403617.tif 000002
【数２】
0005403617.tif 000003
【００３６】
（実施例２）
次に、加熱側パイプ及び冷却側パイプの材質を石英ガラスとしたこと以外は実施例１と同様にして実施例２のヒートパイプを製造した。そして、実施例１と同様にして、実施例２のヒートパイプの熱輸送速度Ｑと、有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を調べた。結果を図５に示す。【００３７】
（比較例１）
次に、加熱側パイプ及び冷却側パイプの材質を石英ガラスとし、ウイックを設置しなかったこと以外は実施例１と同様にして比較例１のヒートパイプを製造した。そして、実施例１と同様にして、比較例１のヒートパイプの熱輸送速度Ｑと、有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を調べた。結果を図５に示す。【００３８】
（比較例２）
次に、内径５ｍｍ、長さ４００ｍｍの石英ガラスからなるガラス管を用意し、このガラス管の中空部の内壁面に銅網からなるウイックを装着した。次いで、パイプの一端部を封止部材によって封止した。そして、中空部を作動流体２０（純水）で満たした。このようにして、比較例２のヒートパイプ１１を製造した。
そして、実施例１と同様にして、比較例２のヒートパイプの熱輸送速度Ｑと、有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を調べた。結果を図５に示す。【００３９】
（比較例３）
次に、ウイックを設置しなかったこと以外は比較例２と同様にして比較例３のヒートパイプを製造した。そして、実施例１と同様にして、比較例３のヒートパイプの熱輸送速度Ｑと、有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を調べた。結果を図５に示す。【００４０】
（評価）
図５に示すように、実施例１のヒートパイプは、熱輸送速度が最大で３３Ｗを示すとともに、有効熱伝導率λｅｆｆが最大で３６０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）を示していることがわかる。
また、実施例２のヒートパイプは、実施例１と同じ熱輸送速度において同程度の有効熱伝導率λｅｆｆとなっている。
一方、比較例１〜３のヒートパイプは、熱輸送速度が最大で１０Ｗ以下となり、有効熱伝導率λｅｆｆは最大でも１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度となり、実施例１〜２に比べて熱輸送速度Ｑ及び有効熱伝導率λｅｆｆが大幅に低下していることが判る。【００４１】
実施例１〜２の結果から、内径の異なる２本のパイプを接合し、パイプの中空部に作動流体を封入することで、自励振動型のヒートパイプを構成でき、このヒートパイプは水平に設置しても自励振動を発現できることがわかる。
内径の異なる２本のパイプを接合してヒートパイプを構成した場合（実施例１〜２）には、熱輸送速度と有効熱伝導率λｅｆｆとの相関が高くなり、直線的に増加することが判る。また、実施例１では、有効熱伝導率が最大で約４００００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度まで増加したが、この値を、熱伝導率が比較的高い銅（熱伝導率４００Ｗ／（ｍ・Ｋ））と比べると、有効熱伝導率が１００倍まで高まっていることがわかる。
また、図３〜図４に示すように、加熱部の温度（ＴＣ１、ＴＣ２）が作動流体（純水）の沸点付近を維持していることが判る。今回は純水を用いたので、加熱部の温度が１００℃近傍になったが、冷却対象物の許容温度に応じて適切な作動流体を選定すれば、効率的な熱伝導を実現できる。
なお、上記の実施例１では、有効熱伝導率の最大値が約４００００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度、熱輸送速度の最大値は約５０Ｗであったが、これらの値は限界値ではなく、実験条件の変更によって、更に優れた結果が得られる可能性がある。【００４２】
図６は、実施例１のヒートパイプの熱輸送特性の実験値と、従来技術のヒートパイプ（ドリームパイプ）の熱輸送特性の理論値との比較図であり、各ヒートパイプについて、熱輸送速度Ｑと、有効熱伝導率λｅｆｆとの関係を示す。
この従来技術のヒートパイプは、パイプ内の液体を強制的に振動させることにより、軸方向に熱を輸送するタイプのヒートパイプ（ドリームパイプ）である。ドリームパイプの有効熱伝導率λｅｆｆは、下記の式（３）及び（４）から算出した。
【数３】
0005403617.tif 000004
【数４】
0005403617.tif 000005
ここで、λ：流体の熱伝導率，Ｐｒ：プラントル数，ｒ：管内径，ν：水の動粘度，ｆ ：振動数，Ｓ：振幅である。この従来技術のドリームパイプは、加熱部２より小径の連結流路５を持たない単一径管式である。
図６に示されるように、実施例１のヒートパイプの有効熱伝導率は、従来技術のドリームパイプの約１０倍と非常に大きい。この効果の原因の一つは、実施例１のヒートパイプでは、ガラス管１３の開放端１１ｂが水槽中に開放されているため、作動流体Ｍが振動する度にガラス管１３内の作動流体Ｍがウオーターバス２１中の低温の液と入れ替わることであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の自励振動型ヒートパイプによれば、管を蛇行させることなく、水平設置しても高い熱輸送能力を発揮することが可能な自励振動型ヒートパイプを提供できる。
【図１Ａ】
0005403617.tif 000006
【図１Ｂ】
0005403617.tif 000007
【図１Ｃ】
0005403617.tif 000008
【図２】
0005403617.tif 000009
【図３】
0005403617.tif 000010
【図４】
0005403617.tif 000011
【図５】
0005403617.tif 000012
【図６】
0005403617.tif 000013