(57)【要約】【課題】熱輸送性能の製造上のばらつきを抑えつつ、熱輸送性能を向上させたヒートパイプを提供する。【解決手段】ヒートパイプは、作動流体が封入された長尺状のコンテナ２と、コンテナ内に配置されたウイック構造１０Ａと、を備える。ウイック構造１０Ａは、編組線によって管状に形成された複数のウイック体３が、コンテナの長手方向に直交する横断面視で環状に配置された構造となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が封入された長尺状のコンテナと、
前記コンテナ内に配置されたウイック構造と、を備え、
前記ウイック構造は、編組線によって管状に形成された複数のウイック体が、前記コンテナの長手方向に直交する横断面視で環状に配置された構造となっている、ヒートパイプ。
【請求項２】
前記コンテナは、前記横断面視で厚み方向よりも幅方向に長い扁平型コンテナであり、
前記コンテナの幅方向における中央部に、前記ウイック構造が配置されている、請求項１に記載のヒートパイプ。
【請求項３】
前記コンテナは、前記横断面視で円環形状に形成された円筒型コンテナであり、
前記コンテナの内壁に前記ウイック構造が接している、
請求項１に記載のヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に示されるようなヒートパイプが知られている。このヒートパイプは、作動流体が封入されたコンテナと、コンテナ内に配置されたウイック構造と、を備えており、作動流体の相変化を利用して、蒸発部から凝縮部へと熱を繰り返し輸送することができる。また、このウイック構造を、複数本の金属線材を編んで形成された編組線によって形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９８０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のヒートパイプでは、熱輸送性能の製造上のばらつきを抑えつつ、この熱輸送性能を向上させることが求められている。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、熱輸送性能の製造上のばらつきを抑えつつ、熱輸送性能を向上させたヒートパイプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１態様に係るヒートパイプは、作動流体が封入された長尺状のコンテナと、前記コンテナ内に配置されたウイック構造と、を備え、前記ウイック構造は、編組線によって管状に形成された複数のウイック体が、前記コンテナの長手方向に直交する横断面視で環状に配置された構造となっている。
【０００７】
上記態様に係るヒートパイプは、複数のウイック体が横断面視で環状に配置されたウイック構造を備えているため、ウイック構造の内側の部分を、気相の作動流体の流路（蒸気流路）若しくは液相の作動流体の流路（液流路）として機能させることができる。また、このウイック構造を構成する各ウイック体が管状に形成されているため、これらウイック体の内側の部分を液流路として機能させることができる。この構成により、液相の作動流体を還流させる際の流動抵抗を従来のヒートパイプと比較して小さく抑え、ヒートパイプの熱輸送性能を向上させることができる。
また、各ウイック体が編組線によって形成されているため、例えば撚り線によってウイック体を形成する場合と比較して、ねじり具合のばらつきによってウイック体内を流動する液相の作動流体の流動抵抗がばらついてしまうのを抑えることができる。これにより、流動抵抗のばらつきに起因する、ヒートパイプの熱輸送性能の製造上のばらつきを小さく抑えることができる。さらに、編組線は、撚り線や焼結銅粉等と比較して透過率および孔隙率を大きくできるため、液相の作動流体の流動抵抗をより小さくすることができる。
【０００８】
また、前記コンテナは、前記横断面視で厚み方向よりも幅方向に長い扁平型コンテナであり、前記コンテナの幅方向における中央部に、前記ウイック構造が配置されていてもよい。
【０００９】
この場合、扁平型コンテナにおける幅方向の中央部にウイック構造が配置されていることで、コンテナの内部に、ウイック構造を幅方向で挟む一対の空間が形成される。この一対の空間を蒸気流路として機能させることで、蒸気流路の流路断面積が確保され、コンテナ内における作動流体の循環をスムーズにして、熱輸送性能を向上させることができる。
さらに、上記のように蒸気流路を確保した上で、ウイック構造の内側の部分を第１の液流路として機能させ、各ウイック体の内側の部分を第２の液流路として機能させることができる。このように複数の液流路を設けることで、凝縮部から蒸発部へと速やかに液相の作動流体を還流させつつ、蒸発部ではウイック構造の表面（蒸発面）へと液相の作動流体を安定して供給することができる。これにより、蒸発面が乾いてしまうのを抑止し、ヒートパイプの熱輸送性能をさらに高めることができる。
【００１０】
また、前記コンテナは、前記横断面視で円環形状に形成された円筒型コンテナであり、前記コンテナの内壁に前記ウイック構造が接していてもよい。
【００１１】
この場合、環状に配置されたウイック構造の内側の空間を蒸気流路として機能させつつ、管状に形成された各ウイック体の内側の空間を液流路として機能させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の上記態様によれば、熱輸送性能の製造上のばらつきを抑えつつ、熱輸送性能を向上させたヒートパイプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るヒートパイプの横断面図である。
【図２】第２実施形態に係るヒートパイプの横断面図である。
【図３】変形例に係るヒートパイプの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係るヒートパイプの構成を、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。
図１に示すように、本実施形態に係るヒートパイプ１Ａは、作動流体が封入されたコンテナ２と、コンテナ２内に配置されたウイック構造１０Ａと、を備えている。ウイック構造１０Ａには、液相の作動流体が含浸している。作動流体としては、例えば水、アルコール類、またはアンモニア水など周知のものを用いることができる。
【００１５】
コンテナ２は、長尺状に形成されている。以下、コンテナ２の長手方向を単に長手方向といい、長手方向に直交する断面を単に横断面という。
【００１６】
コンテナ２は、横断面視で厚み方向よりも幅方向に長い、扁平型コンテナである。コンテナ２は、上壁２ａおよび下壁２ｂを有している。上壁２ａおよび下壁２ｂは、横断面視で互いに略平行となっている。ウイック構造１０Ａは、コンテナ２の幅方向における中央部に配置されている。これにより、ウイック構造１０Ａとコンテナ２との間には、空間（蒸気流路ＳＧ）が設けられている。蒸気流路ＳＧは、ウイック構造１０Ａを、コンテナ２の幅方向で挟むように２箇所に設けられている。これらの蒸気流路ＳＧは、気相の作動流体の流路として機能する。
【００１７】
ウイック構造１０Ａは、ヒートパイプ１Ａにおける蒸発部と凝縮部との間を繋ぐように、長手方向に延在している。
ウイック構造１０Ａは、複数のウイック体３が、横断面視で略楕円形の環状に配置された構造となっている。これにより、ウイック構造１０Ａの内側には、長手方向に延びる空間（液流路ＳＬ１）が形成されている。ウイック構造１０Ａは、コンテナ２の上壁２ａおよび下壁２ｂに接している。
【００１８】
また、各ウイック体３は、複数本の金属線材３ａを編んで形成された編組線によって、管状に形成されている。これにより、各ウイック体３の内側には、長手方向に延びる空間（液流路ＳＬ２）が形成されている。金属線材３ａ同士の間の隙間には、液相の作動流体が含浸しており、この隙間の大きさは液相の作動流体に毛管力が作用するように設定されている。すなわち、金属線材３ａ同士の間の隙間は、液相の作動流体の流路として機能する。
【００１９】
液流路ＳＬ１および液流路ＳＬ２の、横断面視における最小の幅は、これらの液流路ＳＬ１、ＳＬ２内の液相の作動流体に毛管力が作用するように設定されている。この毛管力により、液相の作動流体は液流路ＳＬ１、ＳＬ２を流動する。すなわち、液流路ＳＬ１、ＳＬ２は、それぞれが液相の作動流体の流路として機能する。
【００２０】
次に、以上のように構成されたヒートパイプの作用について説明する。
【００２１】
ウイック構造１０Ａに含浸している液相の作動流体には、毛管力が作用する。ヒートパイプ１Ａの作動時、液相の作動流体は外部熱により蒸発部で蒸発して気体となり、その気体が蒸気流路ＳＧを流通して凝縮部へ移動する。凝縮部では、気相の作動流体が放熱することで凝縮し、液相の作動流体がウイック構造１０Ａに含浸する。そして、ウイック構造１０Ａの毛管力によって、液相の作動流体が、凝縮部から蒸発部へ向けて還流する。蒸発部に到達した液相の作動流体は再び蒸発する。このようにして、ヒートパイプ１Ａは、蒸発部から凝縮部へと、熱を繰り返し輸送することができる。
【００２２】
ここで、本実施形態のウイック構造１０Ａは、横断面視で環状に形成されているため、このウイック構造１０Ａの内側の空間を、液相の作動流体が流通する第１の液流路ＳＬ１として機能させることができる。さらに、ウイック構造１０Ａを構成する各ウイック体３が管状に形成されているため、これらウイック体３の内側の空間を、液相の作動流体が流通する第２の液流路ＳＬ２として機能させることができる。この構成により、液相の作動流体を還流させる際の流動抵抗を従来のヒートパイプと比較して小さく抑え、熱輸送性能を向上させることができる。
【００２３】
また、ウイック構造１０Ａの断面積が小さくても、液相の作動流体がこのウイック構造１０Ａ内をスムーズに流動するため、コンテナ２内におけるウイック構造１０Ａの専有面積を小さくして、蒸気流路ＳＧの流路断面積を大きくすることができる。これにより、蒸気流路内ＳＧを流通する気相の作動流体の流動抵抗を小さく抑えることが可能となる。
【００２４】
さらに、ウイック体３が編組線によって形成されているため、例えばウイック体３を撚り線によって形成した場合と比較して、ねじり具合のばらつきによってウイック体３内を流動する液相の作動流体の流動抵抗がばらついてしまうのを抑えることができる。これにより、流動抵抗のばらつきに起因する、ヒートパイプ１Ａの熱輸送性能の製造上のばらつきを小さく抑えることができる。さらに、編組線は、撚り線や焼結銅粉等と比較して透過率および孔隙率を大きくできるため、液相の作動流体の流動抵抗をより小さくすることができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のヒートパイプ１Ａによれば、熱輸送性能の製造上のばらつきを抑えつつ、この熱輸送性能を向上させることができる。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態のヒートパイプ１Ｂは、横断面視で円環形状に形成されたコンテナ４（円筒型コンテナ）と、コンテナ４の内壁４ａに接するウイック構造１０Ｂと、を備えている。
ウイック構造１０Ｂを構成する各ウイック体３の構成は、第１実施形態と同様である。ウイック構造１０Ｂは、複数のウイック体３が横断面視で略円形の環状に配置された構造となっており、ウイック構造１０Ｂの外周部はコンテナ４の内壁４ａにおける全周にわたって接している。
【００２８】
本実施形態のヒートパイプ１Ｂでは、ウイック構造１０Ｂの内側の部分が蒸気流路ＳＧとして機能し、各ウイック体３の内側の部分が液流路ＳＬ２として機能する。
このような構成においても、第１実施形態のヒートパイプ１Ａと同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３０】
例えば、第１実施形態と第２実施形態とが組み合わされた、図３に示すようなヒートパイプ１Ｃを採用してもよい。ヒートパイプ１Ｃは、扁平型のコンテナ２と、横断面視で略円形の環状に配置された複数のウイック体３からなるウイック構造１０Ｂと、を備えている。このような構成によっても、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１Ａ〜１Ｃ…ヒートパイプ  ２…コンテナ（扁平型コンテナ）  ３…ウイック体  ４…コンテナ（円筒型コンテナ）  ４ａ…内壁  １０Ａ、１０Ｂ…ウイック構造  ＳＧ…蒸気流路  ＳＬ１、ＳＬ２…液流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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