(57)【要約】      （修正有）【課題】熱効率を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明の放熱装置は、第１容器１１０と、第２容器１２０と、第１容器１１０、及び、第２容器１２０の少なくともいずれかに入れられた流体である熱媒体１３０と、第１容器１１０、及び、第２容器１２０の少なくともいずれかに入れられた流体である熱媒体１３０と、第１容器１１０の内部と第２容器１２０の内部とをつないで熱媒体１３０を通すことができる複数の通路１４０、１４１、１４２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2018080872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１容器と、
第２容器と、
前記第１容器、及び、前記第２容器の少なくともいずれかに入れられた流体である熱媒体と、
前記第１容器の内部と前記第２容器の内部とをつないで前記熱媒体を通すことができる複数の通路と、を備えることを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
前記第１容器と前記第２容器とは並んで設けられ、
複数の前記通路には、第１通路と、第２通路と、前記第１通路、及び、前記第２通路より所定方向の側に設けられた第３通路と、があり、
前記第１通路を開閉できる第１バルブと、
前記第２通路を開閉できる第２バルブと、
前記第３通路を開閉できる第３バルブと、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
【請求項３】
前記第２容器の内部に設けられ、前記第１通路を通って前記第２容器に噴出する気化した前記熱媒体を受けて回転可能な回転部と、
前記第２容器の外部に設けられ、前記回転部の回転に基づく力で回転して前記第２容器に向かって送風する送風部と、を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
【請求項４】
前記第１容器は、前記熱媒体を収容する容器本体部と、前記容器本体部の外側の表面を覆って断熱材で形成された本体カバーとを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の放熱装置。
【請求項５】
前記第１容器、又は、前記第２容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルを検出するレベル検出部と、
前記レベル検出部の検出の結果に基づく前記第１容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルが第１レベルより高いとき、前記第２バルブ、及び、前記第３バルブを制御して前記第２通路、及び、前記第３通路を閉じ、前記第１バルブを制御して前記第１通路を開閉する第１バルブ制御手段と、
前記レベル検出部の検出の結果に基づく前記第１容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルが第１レベル以下のとき、前記第１バルブを制御して前記第１通路を閉じ、前記第２バルブ、及び、前記第３バルブを制御して前記第２通路、及び、前記第３通路を開き、前記第１容器における液体の状態の前記熱媒体のレベルを、前記第１レベルより高いレベルである第２レベル以上にする第２バルブ制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項６】
前記第１容器の内部の温度、又は、圧力の少なくとも一方の値を検出する状態検出部を更に備え、
前記第１バルブ制御手段は、前記状態検出部によって検出される値が第１閾値より大きくなると前記第１バルブを制御して前記第１通路を開き、前記状態検出部によって検出される値が前記第１閾値より小さい第２閾値より小さくなると前記第１バルブを制御して前記第１通路を閉じることを特徴とする請求項５に記載の放熱装置。
【請求項７】
前記状態検出部は、第１スイッチ、及び、第２スイッチを備えて、前記第１容器の内部の温度を検出し、
前記第１スイッチは、バイメタルが使われたサーモスタットであり、温度が前記第１閾値より高いか否かでオンとオフとが切り替わり、
前記第２スイッチは、バイメタルが使われたサーモスタットであり、温度が前記第２閾値より低いか否かでオンとオフとが切り替わることを特徴とする請求項６に記載の放熱装置。
【請求項８】
前記第２レベルは、前記第２通路、及び、前記第３通路を開いたとき、前記第１容器における液体の状態の前記熱媒体のレベルと前記第２容器における液体の状態の前記熱媒体のレベルとが等しくなるような前記第１容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項９】
前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び、前記第３バルブを開閉するための操作を受け付ける受付部と、
前記第１バルブ制御手段と前記第２バルブ制御手段とが前記第１バルブと前記第２バルブと前記第３バルブとを制御する自動制御、及び、前記受付部が受け付けた操作に基づいて前記第１バルブと前記第２バルブと前記第３バルブとを制御する手動制御のいずれかの制御方法を選択する選択手段と、を更に備えることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項１０】
前記第１容器は、前記所定方向の側の端部に下壁部を備え、
前記所定方向が鉛直方向の下方向になるように前記放熱装置が配置されたとき、
前記第１通路、及び、前記第２通路は、液体の状態の前記熱媒体の全てが前記第１容器にある場合、及び、液体の状態の前記熱媒体の全てが前記第２容器にある場合のいずれの場合も、液体の状態の前記熱媒体が到達しない位置に設けられ、
前記第３通路は、液体の状態の前記熱媒体の全てが前記第２容器にある場合、液体の状態の前記熱媒体が到達する位置に設けられることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項１１】
複数の前記通路には、第１通路と、前記第１通路より所定方向の側に設けられた第２通路と、があり、
前記第１通路を開閉できる第１バルブと、
前記第２通路を開閉できる第２バルブと、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
【請求項１２】
前記第１容器の内部に設けられ、前記第１容器の内部での気化した前記熱媒体の流れを受けて回転可能な副回転部と、
前記第１容器の外部に設けられ、前記副回転部の回転に基づく力で回転可能な主回転部と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項１３】
複数の前記通路には、第１通路と、第２通路とがあり、
前記第１容器は前記第２容器の上側に配置され、
前記第２容器の底面における上下方向の位置が最も下側の領域に前記第２通路が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
【請求項１４】
内部の空間が密閉された第３容器と、
前記第３容器の内部の空間を上下に分割し、前記第３容器の分割された空間をつなぐ第１連通部と第２連通部とを有する仕切り部と、を備え、
前記仕切り部で仕切られた前記第３容器の下側の部分が、前記第１容器を構成し、
前記仕切り部で仕切られた前記第３容器の上側の部分が、前記第２容器を構成し、
前記第１連通部が、前記第１通路を構成し、
前記第２連通部が、前記第２通路を構成することを特徴とする請求項１３に記載の放熱装置。
【請求項１５】
前記仕切り部は、前記第３容器の内部の空間を上下に分割し、前記第１連通部と前記第２連通部とを有し、前記第２連通部が設けられた位置から外側に向かうにつれて、上面の上下方向の位置が同じ又は上側になる形状である仕切り部本体を備えることを特徴とする請求項１４に記載の放熱装置。
【請求項１６】
前記仕切り部は、
前記第１連通部の周囲から上側に延出した形状の第１延出部と、
前記第２連通部の周囲から下側に延出した形状の第２延出部と、を更に備え、
前記第１連通部と前記第１延出部で囲まれた領域と、が前記第１通路を構成し、
前記第２連通部と前記第２延出部で囲まれた領域と、が前記第２通路を構成することを特徴とする請求項１５に記載の放熱装置。
【請求項１７】
前記第１通路を開閉できる第１バルブと、
前記第２通路を開閉できる第２バルブと、を更に備えることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の放熱装置。
【請求項１８】
前記第１容器、又は、前記第２容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルを検出するレベル検出部と、
前記レベル検出部の検出の結果に基づく前記第１容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルが第１レベルより高いとき、前記第２バルブを制御して前記第２通路を閉じ、前記第１バルブを制御して前記第１通路を開閉する第１バルブ制御手段と、
前記レベル検出部の検出の結果に基づく前記第１容器の内部の液体の状態の前記熱媒体のレベルが第１レベル以下のとき、前記第２バルブを制御して前記第２通路を開き、前記第１容器における液体の状態の前記熱媒体のレベルを、前記第１レベルより高いレベルである第２レベル以上にする第２バルブ制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１１又は１７に記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から発熱体から発生する熱を外部に放出するために、特許文献１等に記載されたヒートパイプが使われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９５１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ヒートパイプは作動液の相変化によって放熱するものであり、熱効率が良いとはいえない。
【０００５】
本発明は、熱効率の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放熱装置は、第１容器と、第２容器と、前記第１容器、及び、前記第２容器の少なくともいずれかに入れられた流体である熱媒体と、前記第１容器の内部と前記第２容器の内部とをつないで前記熱媒体を通すことができる複数の通路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、熱効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】放熱装置の概略の一例を示す図である。
【図２】放熱装置の概略の一例を示す図である。
【図３】放熱装置の構成の一例を示す図である。
【図４】制御装置の構成の一例を示す図である。
【図５】圧力グラフの一例を示す図である。
【図６】放熱装置の構成の一例を示す図である。
【図７】自動制御処理の一例を示す図である。
【図８】放熱装置の構成の一例を示す図である。
【図９】放熱装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】放熱装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】放熱装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜発明の概略＞
まず、本発明の概略について説明する。
従来から放熱装置として使われているヒートパイプは、内部の空間が分割されていない容器を備え、この容器の内部で作動液を相変化させることで、発熱体からの熱を外部に放出させている。
これに対して、本発明の放熱装置は、発熱体からの熱で熱媒体を加熱させる空間となる加熱部と、加熱した熱媒体を放熱させる空間となる放熱部とを備えており、加熱部と放熱部とは分離した空間になっている。したがって、本発明の放熱装置では、従来のヒートパイプと比べて冷却性能が向上する。
【００１０】
次に、図１を参照して、本発明の放熱装置をより具体的に表す放熱装置１０について説明する。図１は、放熱装置１０の構成を示す図である。
放熱装置１０は、熱媒体容器１１と、仕切り部１２と、熱媒体１３と、送風ユニット１４とを備える。
熱媒体容器１１は、内部の空間が密閉された容器であり、熱媒体１３を収容する。放熱装置１０は、図１に示すように、熱媒体容器１１の下部に発熱体１を密着させたり、近接して配置させたりして使用される。
【００１１】
仕切り部１２は、熱媒体容器１１の内部の空間に配置されて、熱媒体容器１１の内部の空間を上下に分割する部材である。仕切り部１２で分割された下側の空間が加熱部になる第１容器１５を構成し、仕切り部１２で分割された上側の空間が放熱部になる第２容器１６を構成する。仕切り部１２には、加熱部になる第１容器１５と放熱部になる第２容器１６とをつないで熱媒体１３を通すことができる第１通路１７、及び、第２通路１８が設けられる。
【００１２】
熱媒体１３は、熱媒体容器１１に収容されて、加熱部になる第１容器１５と放熱部になる第２容器１６とを循環可能な媒体である。熱媒体１３は、熱媒体容器１１の内部で、液体の状態である液体熱媒体１３ａ、及び、気体の状態である気体熱媒体のいずれかの状態になっている。
第１容器１５の内部の液体熱媒体１３ａは、発熱体１の熱によって加熱されて気体熱媒体になり、例えば第１通路１７を通って第２容器１６に入る。第２容器１６に入った気体熱媒体は冷却されて液体熱媒体１３ａになり、例えば第２通路１８を通って第１容器１５に戻る。熱媒体１３は、このようにして、第１容器１５と第２容器１６とを循環する。
【００１３】
送風ユニット１４は、熱媒体容器１１の上部となる第２容器１６に送風して第２容器１６を冷却する。送風ユニット１４は、回転部１４ａと、送風部１４ｂとを備える。
回転部１４ａは、第１通路１７の上部に配置され、第１容器１５から第１通路１７を通って第２容器１６に噴出する気体熱媒体を受けて回転する。
送風部１４ｂは、第２容器１６の上部に設けられ、回転部１４ａの回転に基づく力で回転して第２容器１６に送風して、第２容器１６を冷却する。
【００１４】
次に、図２を参照して、本発明の放熱装置をより具体的に表す放熱装置２０について説明する。図２は、放熱装置２０の構成を示す図である。
放熱装置２０は、第１容器２１と、第２容器２２と、第１通路２３と、第２通路２４と、熱媒体１３と、送風ユニット２５とを備える。
第１容器２１は、内部に熱媒体１３を収容可能であり、上下方向に延出した形状の容器である。放熱装置２０は、図２に示すように、第１容器２１の下部に発熱体１を密着させたり、近接して配置させたりして使用される。第１容器２１の内部の空間が加熱部となり、熱媒体１３は第１容器２１の内部で加熱される。
第２容器２２は、内部に熱媒体１３を収容可能であり、上下方向に延出した形状の容器であって、第１容器２１と並んで設けられる。第２容器２２の内部の空間が放熱部となり、熱媒体１３は第２容器２２の内部で放熱する。
【００１５】
第１容器２１の内部の空間が加熱部となり、第２容器２２の内部の空間が放熱部となる。したがって、第１容器２１は、第２容器２２と比べて断熱性が高くなるように形成される。例えば、第１容器２１は、容器本体部２６が、断熱材２７で覆われた構成とする。また、第２容器２２は、第１容器２１よりも熱伝導率が高い素材で形成される。
【００１６】
第１通路２３、及び、第２通路２４は、加熱部になる第１容器２１と放熱部になる第２容器２２とをつないで熱媒体１３を通すことができる。第１通路２３は、第２通路２４の上部に配置される。
熱媒体１３は、第１容器２１又は第２容器２２に収容されて、加熱部になる第１容器２１と放熱部になる第２容器２２とを循環可能な媒体である。熱媒体１３は、第１容器２１又は第２容器２２の内部で、液体の状態である液体熱媒体１３ａ、及び、気体の状態である気体熱媒体のいずれかの状態になっている。
第１容器２１の内部の液体熱媒体１３ａは、発熱体１の熱によって加熱されて気体熱媒体になり、例えば第１通路２３を通って、第２容器２２に入る。第２容器２２に入った気体熱媒体は冷却されて液体熱媒体１３ａになり、第１容器２１に戻る。熱媒体１３は、このようにして、第１容器２１と第２容器２２とを循環する。
【００１７】
送風ユニット２５は、第２容器２２に送風して第２容器２２を冷却する。送風ユニット２５は、回転部２５ａと、送風部２５ｂとを備える。
回転部２５ａは、第２容器２２の内部であって第１通路２３に隣接した位置に配置され、第１容器２１から第１通路２３を通って第２容器２２に噴出する気体熱媒体を受けて回転する。
送風部２５ｂは、第２容器２２の上部に設けられ、回転部２５ａの回転に基づく力で回転して第２容器２２に送風して、第２容器２２を冷却する。
以降では、ここで説明した概略に基づいた放熱装置の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
［全体構成］
放熱装置１００は、発熱体１から発生する熱を外部に放出するための装置である。発熱体１は、ＬＥＤやパーソナルコンピュータのＣＰＵ等である。ＬＥＤやＣＰＵ等により熱せられた部分の温度は、８０℃から９０℃になることがある。このように高温になることは機器の寿命を短くすることにつながる。放熱装置１００は、ＬＥＤやＣＰＵ等から発生する熱を外部に放出することで、機器が高温になることを防止する。
【００１９】
まず、図３を参照して、本実施形態の放熱装置１００の構成について説明する。図３は、放熱装置１００の構成の一例を示す図である。
放熱装置１００は、第１容器１１０と、第２容器１２０と、熱媒体１３０と、温度検出部１３１と、圧力検出部１３２と、レベル検出部１３３と、第１通路１４０と、第２通路１４１と、第３通路１４２と、第１バルブ１４３と、第２バルブ１４４と、第３バルブ１４５と、送風ユニット１５０と、制御装置１６０とを備える。
【００２０】
第１容器１１０は、内部に熱媒体１３０を収容可能であり、図３の矢印で示す所定方向Ｙに延出した形状の容器である。本実施形態では、所定方向Ｙが鉛直方向の下方向になるように放熱装置１００が配置されたことを前提に説明する。鉛直方向の下方向、及び、上方向を、それぞれ単に下方向、及び、上方向とも呼ぶ。また、上方向の側を上側、下方向の側を下側とも呼ぶ。第１容器１１０は、容器本体部１１１と、本体カバー１１２とを備える。
容器本体部１１１は、第１容器１１０の内側の部材であり、実際に熱媒体１３０を内部に収容する。容器本体部１１１は、筒状であり、断面が、例えば、円形又は四角形等の多角形である。第１容器１１０は、断面が円形であることが、耐圧性が良いため、好ましい。第１容器１１０は、下側の壁部である下壁部１８０、及び、上側の壁部である上壁部１８１を備える。
【００２１】
容器本体部１１１の内部で、熱媒体１３０である水が加熱されて気化し、１００℃の気体熱媒体（１００℃の水蒸気）になることがある。この場合、気体熱媒体の圧力が０．１［Ｍｐａ］となる。容器本体部１１１はこのような圧力に耐えられるような耐圧性が必要である。この観点から、容器本体部１１１は、鋼、磁器、セラミック、フッ素樹脂、又は、例えば１２０℃の温度に耐える耐熱性のあるプラスチック等で形成される。より具体的な例として、容器本体部１１１はフッ素樹脂製であり、外径が３４［ｍｍ］、内径が２８［ｍｍ］等とする。このような容器本体部１１１は、１００℃の環境下でも例えば引張強度が２８［Ｎ／ｍｍ2］を保つ。
【００２２】
また、容器本体部１１１の内部は、大部分が気体熱媒体で満たされる。また、放熱装置１００は、後に説明するように、容器本体部１１１の内部の気体熱媒体を第２容器１２０の内部に噴出させる。よって、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が閉じているとき、気体熱媒体が容器本体部１１１の内部で凝縮することなく、容器本体部１１１の内部を高い圧力で保つことが重要である。したがって、容器本体部１１１には断熱性が必要である。この観点から、容器本体部１１１は、断熱材で形成された本体カバー１１２で覆われる。ここでの高い圧力とは、例えば、水の大気圧下の沸点に近い温度における飽和圧力である。以降の説明において、第１容器１１０の内部とは、容器本体部１１１の内部を表すものとする。
【００２３】
本体カバー１１２は、容器本体部１１１の下壁部１８０を除く外側の表面を覆う。下壁部１８０が外部に露出することで、下壁部１８０の外側の表面に接する発熱体１から発生する熱が第１容器１１０の内部の熱媒体１３０に伝わりやすくなる。本体カバー１１２は、断熱材で形成される。断熱材として、セルローズ断熱材等の繊維系断熱材、又は、フェノール樹脂等の発泡系断熱材が使われるが、これら以外の断熱材であってもよい。なお、第１容器１１０は、本体カバー１１２を備えなくてもよい。この場合、容器本体部１１１には、耐熱耐圧性を備える肉厚のプラスチックパイプ等が使われる。
【００２４】
第２容器１２０は、内部に熱媒体１３０を収容可能であり、第１容器１１０と同様に所定方向Ｙに延出した形状の容器である。第２容器１２０は、第１容器１１０と並んで設けられる。すなわち、第１容器１１０と第２容器１２０とは、所定方向Ｙと垂直な方向に並ぶように設けられる。
第２容器１２０は、筒状であり、断面が、例えば、円形又は四角形等の多角形である。第２容器１２０は、断面が円形であることが、耐圧性が良いため、好ましい。第２容器１２０は、下側の壁部である下壁部１８２、及び、上側の壁部である上壁部１８３を備える。
熱媒体１３０は、第２容器１２０の内部で熱を放出する。したがって、第２容器１２０は、第１容器１１０よりも熱伝導率の高い素材で形成されることが好ましい。この観点から、第２容器１２０は、例えば、銅、又は、アルミで形成される。
【００２５】
熱媒体１３０は、第１容器１１０、及び、第２容器１２０の少なくともいずれかに収容され、第１容器１１０、及び、第２容器１２０の間を循環可能な流体である。熱媒体１３０は、放熱装置１００の中に密閉封入されている。熱媒体１３０は、第１容器１１０の内部で、発熱体１から発生する熱を吸収し、第２容器の内部で熱を放出する。熱媒体１３０は、放熱装置１００において、液体の状態である液体熱媒体１３０ａ、及び、気体の状態である気体熱媒体のいずれかの状態になっている。
熱媒体１３０は、次のように第１容器１１０、及び、第２容器１２０を循環する。第１容器１１０に収容された液体熱媒体１３０ａは、第１容器１１０で加熱されることで熱を吸収して気化し気体熱媒体になる。気体熱媒体は、第１通路１４０を通って第２容器１２０に入る。その後、気体熱媒体は、第２容器１２０で冷却されて凝縮して液体熱媒体１３０ａになって、放熱する。その後、液体熱媒体１３０ａは、第２容器１２０から第３通路１４２を通って第１容器１１０に入る。このような熱媒体１３０の循環は、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２の開閉によって実現される。この開閉の詳細は後述する。
本実施形態では、熱媒体１３０には水が使われるため、気体熱媒体は水蒸気である。ただし、発熱体１による熱で第１容器１１０の内部で気化し、第２容器１２０の内部で凝縮できるものであれば、シリコーンオイル等、水以外であってもよい。
【００２６】
温度検出部１３１は、状態検出部の例であり、第１容器１１０の内部の温度を検出して、検出した値を制御装置１６０に出力する。温度検出部１３１は、第１容器１１０の内部であって、図３のように放熱装置１００を配置したときに液体熱媒体１３０ａが到達しない位置に設けられる。温度検出部１３１として、熱電対等の温度センサが使われる。
圧力検出部１３２は、状態検出部の例であり、第１容器１１０の内部の圧力を検出して、検出した値を制御装置１６０に出力する。圧力検出部１３２は、第１容器１１０の内部であって、図３のように放熱装置１００を配置したときに液体熱媒体１３０ａが到達しない位置に設けられる。圧力検出部１３２として、ダイヤフラム及び感圧素子を備える圧力センサ等が使われる。
レベル検出部１３３は、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルを検出して、検出した値を制御装置１６０に出力する。液体熱媒体１３０ａのレベルとは、液体熱媒体１３０ａの表面の上下方向における位置である。レベル検出部１３３として、フロート式のレベル計が使われるが、これ以外のレベル計であってもよい。
【００２７】
第１通路１４０は、第１容器１１０から第２容器１２０まで延出した形状であり、第１容器１１０の内部と第２容器１２０の内部とをつないで熱媒体１３０を通すことができる。より具体的には、第１通路１４０は、容器本体部１１１から第２容器１２０まで延出した形状である。第１通路１４０の断面積は、第２通路１４１の断面積より十分小さい。
第２通路１４１、及び、第３通路１４２も、第１通路１４０と同様に、第１容器１１０から第２容器１２０まで延出した形状であり、第１容器１１０の内部と第２容器１２０の内部とをつないで熱媒体１３０を通すことができる。
【００２８】
第１通路１４０、及び、第２通路１４１は、液体熱媒体１３０ａの全てが第１容器１１０にある場合、及び、液体熱媒体１３０ａの全てが第２容器１２０にある場合のいずれの場合も、図３のように放熱装置１００を配置したときは、液体熱媒体１３０ａが到達しない位置に設けられる。
第３通路１４２は、第１通路１４０、及び、第２通路１４１より下側に設けられる。第３通路１４２は、液体熱媒体１３０ａの全てが第２容器１２０にある場合、図３のように放熱装置１００を配置したときは、液体熱媒体１３０ａが到達する位置に設けられる。より好ましくは、第３通路１４２は、液体熱媒体１３０ａが第１容器１１０及び第２容器１２０にあり、かつ、第１容器１１０における液体熱媒体１３０ａのレベルと第２容器１２０における液体熱媒体１３０ａのレベルとが等しいとき、液体熱媒体１３０ａが到達する位置に設けられる。
例えば、第１通路１４０の下側に第２通路１４１が設けられ、第２通路１４１の下側に第３通路１４２が設けられる。第１通路１４０は、第１容器１１０の上側の端部から第１容器１１０の長さの１／３以内の位置に設けられる。第２通路１４１は、第１容器１１０の上側の端部と下側の端部との中間の位置に設けられる。第３通路１４２は、第１容器１１０の下側の端部から第１容器１１０の長さの１／３以内の位置に設けられる。
【００２９】
第１バルブ１４３は、第１通路１４０を開閉できる。第１バルブ１４３は、制御装置１６０からの命令に基づいて、第１通路１４０を開閉する。
第２バルブ１４４は、第２通路１４１を開閉できる。第２バルブ１４４は、制御装置１６０からの命令に基づいて、第２通路１４１を開閉する。
第３バルブ１４５は、第３通路１４２を開閉できる。第３バルブ１４５は、制御装置１６０からの命令に基づいて、第３通路１４２を開閉する。
第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５は、それぞれ、空気、電気、又は、油圧等によって開閉の動作を行う自動弁である。
【００３０】
送風ユニット１５０は、第２容器１２０に送風して第２容器１２０を冷却する。送風ユニット１５０は、回転部１５１と、送風部１５２と、回転軸部１５３とを備える。
回転部１５１は、第２容器１２０の内部に設けられ、第１通路１４０を通って第２容器１２０に噴出する気体熱媒体を受けて回転可能である。回転部１５１は、回転本体部１５１ａと、回転羽根部１５１ｂとを備える。
回転本体部１５１ａは、回転軸部１５３の軸線を中心に回転可能であり、回転軸部１５３に接続する。回転本体部１５１ａが回転することで、回転本体部１５１ａと共に回転軸部１５３が回転する。
回転羽根部１５１ｂは、回転本体部１５１ａから回転本体部１５１ａの外側に伸びた羽根状の部材である。第１通路１４０を通って第２容器１２０に噴出する気体熱媒体が回転羽根部１５１ｂに当たることで、風圧によって回転羽根部１５１ｂが押されて、回転本体部１５１ａが回転する。
【００３１】
送風部１５２は、第２容器１２０の外部に設けられ、回転部１５１の回転に基づく力で回転して第２容器１２０に送風する。送風部１５２は、送風本体部１５２ａと、送風羽根部１５２ｂとを備えるファンである。
送風本体部１５２ａは、回転軸部１５３の軸線を中心に回転可能であり、回転軸部１５３に接続する。回転軸部１５３が回転することで、回転軸部１５３と共に送風本体部１５２ａが回転する。
回転羽根部１５１ｂは、回転本体部１５１ａから回転本体部１５１ａの外側に伸びた羽根状の部材である。回転羽根部１５１ｂは、送風本体部１５２ａと共に回転して、第２容器１２０に送風する。
回転軸部１５３は、棒状であり、回転部１５１の回転の力を送風部１５２に伝えて送風部１５２を回転させる。
【００３２】
送風ユニット１５０は回転軸部１５３を備えなくてもよい。回転本体部１５１ａ、及び、送風本体部１５２ａは磁石を備え、回転本体部１５１ａが回転することで、磁力で送風本体部１５２ａを回転させるようにしてもよい。
制御装置１６０は、放熱装置１００の全体を制御する。制御装置１６０の詳細は後述する。
放熱装置１００は、図３に示すように、所定方向Ｙが鉛直方向の下方向になり、かつ、発熱体１が第１容器１１０の下壁部１８０に接するようにして使用される。
【００３３】
［制御装置のハードウェア構成］
次に、図４（ａ）を参照して、情報処理装置の一例である制御装置１６０のハードウェア構成について説明する。図４（ａ）は、制御装置１６０のハードウェア構成図の一例を示す図である。制御装置１６０は、ＣＰＵ１６１と、記憶装置１６２と、表示装置１６３と、入力装置１６４と、外部インタフェース１６５と、これらを接続するバス１６６とを備える。
ＣＰＵ１６１は、制御装置１６０の全体を制御する。ＣＰＵ１６１が記憶装置１６２等に記憶されているプログラムに基づき処理を実行することによって、図４（ｂ）に示す制御装置１６０のソフトウェア構成及び後述の図７に示す制御装置１６０の処理が実現される。
【００３４】
記憶装置１６２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶装置であって、プログラムを記憶したり、ＣＰＵ１６１がプログラムに基づき処理を実行する際に利用するデータ等を記憶したりする。
表示装置１６３は、後述の状態画面２００等を表示する。表示装置１６３には、液晶ディスプレイが使われるが、これ以外の表示装置であってもよい。
入力装置１６４は、受付部の例であり、ユーザが放熱装置１００を操作等するための入力を受け付ける。
外部インタフェース１６５は、制御装置１６０と、温度検出部１３１、圧力検出部１３２、及び、レベル検出部１３３との通信の制御を司る。
【００３５】
［制御装置のソフトウェア構成］
次に、図４（ｂ）を参照して、制御装置１６０のソフトウェア構成について説明する。図４（ｂ）は、制御装置１６０のソフトウェア構成図の一例を示す図である。制御装置１６０は、選択部１７０と、第１バルブ制御部１７１と、第２バルブ制御部１７２と、手動バルブ制御部１７３と、表示制御部１７４とを備える。
【００３６】
選択部１７０は、入力装置１６４が受け付けた操作に基づいて、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５の制御方法を選択する。制御方法には、自動制御と手動制御とがある。
自動制御は、制御装置１６０が自動的に第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御する制御方法である。自動制御では、圧力検出部１３２、及び、レベル検出部１３３の検出結果に基づいて、第１バルブ制御部１７１、及び、第２バルブ制御部１７２が、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御する。
手動制御は、ユーザが入力装置１６４を操作し、この操作に基づいて、制御装置１６０が第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御する制御方法である。より具体的には、手動制御では、ユーザは、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２の開閉の指示を入力装置１６４に入力する。制御装置１６０は、この操作に基づいて、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して、ユーザの指示通りに、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２を開閉させる。
【００３７】
第１バルブ制御部１７１、及び、第２バルブ制御部１７２は、制御方法が自動制御のときに動作する。
第１バルブ制御部１７１は、レベル検出部１３３によって検出されるレベルが第１レベルより高いとき、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して第２通路１４１、及び、第３通路１４２を閉じ、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を開閉する。
第２バルブ制御部１７２は、レベル検出部１３３によって検出されるレベルが第１レベル以下のとき、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じ、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して第２通路１４１、及び、第３通路１４２を開き、第１容器における液体熱媒体１３０ａのレベルを、第１レベルより高いレベルである第２レベル以上にする。
第１レベル、及び、第２レベルは、予め定められた値であり、記憶装置１６２に記憶されている。
【００３８】
手動バルブ制御部１７３は、制御方法が手動制御のときに動作する。手動バルブ制御部１７３は、入力装置１６４が受け付けた操作に基づいて、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御する。より具体的には、手動バルブ制御部１７３は、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して、ユーザの指示通りに、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２を開閉させる。
表示制御部１７４は、状態画面２００等を表示するように表示装置１６３を制御する。
【００３９】
［ユーザインタフェース］
次に、図４（ｃ）を参照して、放熱装置１００のユーザとのインタフェースの一つである状態画面２００について説明する。図４（ｃ）は、状態画面２００の一例を示す図である。
状態画面２００は、放熱装置１００の状態を示す画面であり、表示装置１６３が表示する。状態画面２００には、圧力表示部２０１と、温度表示部２０２と、レベル表示部２０３とが含まれる。
【００４０】
圧力表示部２０１は、第１容器１１０の内部の圧力を表示する。圧力表示部２０１が表示する第１容器１１０の内部の圧力は、圧力検出部１３２が検出した値である。
温度表示部２０２は、第１容器１１０の内部の温度を表示する。温度表示部２０２が表示する第１容器１１０の内部の温度は、温度検出部１３１が検出した値である。
レベル表示部２０３は、第１容器１１０にある液体熱媒体１３０ａのレベルを表示する。レベル表示部２０３が表示する第１容器１１０にある液体熱媒体１３０ａのレベルは、レベル検出部１３３が検出した値である。
表示制御部１７４は、予め定められた時間ごとに、温度検出部１３１、圧力検出部１３２、及び、レベル検出部１３３からそれぞれの検出結果を取得して、状態画面２００を更新する。
【００４１】
次に、図４（ｄ）を参照して、ユーザとのインタフェースの一つである入力装置１６４について説明する。図４（ｄ）は、入力装置１６４の一例を示す図である。
入力装置１６４は、選択スイッチ１６４ａと、第１開閉スイッチ１６４ｂと、第２開閉スイッチ１６４ｃと、第３開閉スイッチ１６４ｄとを備える。
選択スイッチ１６４ａは、ユーザが制御方法を選択するためのスイッチであり、ユーザは、選択スイッチ１６４ａを操作することで、自動制御、及び、手動制御のいずれかを選択できる。選択部１７０は、選択スイッチ１６４ａが自動制御の選択を受け付けたとき、制御方法を自動制御にする処理を行う。また、選択部１７０は、選択スイッチ１６４ａが手動制御の選択を受け付けたとき、制御方法を手動制御にする処理を行う。
【００４２】
第１開閉スイッチ１６４ｂは、ユーザが第１通路１４０の開閉を選択するためのスイッチである。手動バルブ制御部１７３は、制御方法が手動制御のときに第１開閉スイッチ１６４ｂが第１通路１４０を開く旨の操作を受け付けた場合、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を開く。また、手動バルブ制御部１７３は、制御方法が手動制御のときに第１開閉スイッチ１６４ｂが第１通路１４０を閉じる旨の操作を受け付けた場合、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じる。
【００４３】
第２開閉スイッチ１６４ｃ、及び、第３開閉スイッチ１６４ｄは、それぞれ、ユーザが第２通路１４１、及び、第３通路１４２の開閉を選択するためのスイッチである。手動バルブ制御部１７３は、制御方法が手動制御のときに、第１開閉スイッチ１６４ｂの場合と同様に、第２開閉スイッチ１６４ｃ、又は、第３開閉スイッチ１６４ｄが受け付けた操作に基づいて、第２バルブ１４４、又は、第３バルブ１４５を制御して、第２通路１４１、又は、第３通路１４２を開閉する制御を行う。
【００４４】
［自動制御の動作例］
次に、図５を参照して、制御方法が自動制御の場合の放熱装置１００の動作例について説明する。図５は、圧力グラフの一例を示す図である。
図５に示す圧力グラフの横軸は時間であり、縦軸は圧力検出部１３２が検出した値、すなわち、第１容器１１０の内部の圧力である。
時間Ｔ００において、室温の状態の放熱装置１００に発熱体１を接触させたものとする。また、放熱装置１００は、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルと、第２容器１２０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルとが等しいものとする。また、時間Ｔ００において、放熱装置１００が第１状態であるものとする。第１状態は、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が全て閉じた状態である。
【００４５】
時間Ｔ００から時間が経過するにしたがって、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａが発熱体１によって熱されて気化し、気体熱媒体になっていく。すると、放熱装置１００は第１状態であり第１容器１１０が密閉されているため、第１容器１１０の内部の圧力が大きくなっていく。
【００４６】
時間Ｔ０１において、第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高くなったとする。すると、第１バルブ制御部１７１は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を開いて、放熱装置１００を第２状態にする。第２状態は、第１通路１４０が開き、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が閉じた状態である。第１閾値は、予め定められた値であり、記憶装置１６２に記憶されており、例えば、０．０９［Ｍｐａ］である。
このとき、第１容器１１０の内部の圧力は、第２容器１２０の内部の圧力より高くなっているため、第１容器１１０の内部の気体熱媒体は、図３に示すように、第１通路１４０を通って第２容器１２０に噴出する。この噴出により、気体熱媒体は断熱膨張し、気体熱媒体の温度が急速に下がって凝縮して、放熱する。気体熱媒体から放出された熱は、第２容器１２０の壁から外部に放出される。気体熱媒体が凝縮した液体熱媒体１３０ａは、第２容器１２０の内側面を伝わる等して、第２容器１２０の内部の下側に溜まっていく。こうして、第１容器１１０の内部の圧力が徐々に下がっていく。
また、第１容器１１０の内部の気体熱媒体は、第１通路１４０を通って第２容器１２０に噴出するとき、回転羽根部１５１ｂに当たり、図３に示すように、回転部１５１が回転する。この結果、送風部１５２が回転して、送風部１５２は第２容器１２０に送風する。これにより、第２容器１２０が冷却されて、気体熱媒体の温度の低下が早まる。
【００４７】
時間Ｔ０２において、第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低くなったとする。すると、第１バルブ制御部１７１は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じて、放熱装置１００を第１状態にする。第２閾値は、第１閾値より小さい値であって、予め定められた値であり、記憶装置１６２に記憶されている。第２閾値は、例えば、０．０６から０．０７［ＭＰａ］までの範囲に含まれる値である。
時間Ｔ０２から時間が経過するにつれて、時間Ｔ００からＴ０１までと同様に、第１容器１１０の内部の圧力が高くなっていく。
時間Ｔ０３において第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値を超えると、第１バルブ制御部１７１は、放熱装置１００を第２状態にする。時間Ｔ０３から時間が経過するにつれて、時間Ｔ０１からＴ０２までと同様に、第１容器１１０の内部の圧力が低くなっていく。
【００４８】
以降、同様に、第１バルブ制御部１７１は、第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低くなると、放熱装置１００を第１状態にし、第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高くなると、放熱装置１００を第２状態にする制御を繰り返す。
このような第１バルブ制御部１７１の制御により、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａが徐々に減少する。そして、時間Ｔ０７で、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第１レベル以下になったものとする。本実施形態では、第１レベルは、第１容器１１０の内部の下壁部１８０の上側の面の位置とする。したがって、時間Ｔ０７で、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａが空になり、液体熱媒体１３０ａは第２容器１２０の内部にのみあるものとする。この時間Ｔ０７における放熱装置１００の状態を図６に示す。図６は、時間Ｔ０７における放熱装置１００の状態を示す図の一例である。
【００４９】
時間Ｔ０７において、第２バルブ制御部１７２は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じ、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して第２通路１４１、及び、第３通路１４２を開いて、放熱装置１００を第３状態にする。第３状態は、第１通路１４０が閉じ、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が開いた状態である。
第２通路１４１が開くことで、第１容器１１０の内部の圧力と、第２容器１２０の内部の圧力とが等しくなる。また、第３通路１４２が開くことで、第２容器１２０の内部の液体熱媒体１３０ａが、第３通路１４２を通って、第１容器１１０の内部に流入し、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルと、第２容器１２０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルとが等しくなる。第２通路１４１が開くことで、第３通路１４２を通る液体熱媒体１３０ａの第１容器１１０への流入がスムーズになる。
【００５０】
時間Ｔ１０において、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第２レベル以上になったとする。本実施形態では、第２レベルは、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルと第２容器１２０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルとが等しくなった場合における第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルである。
このとき、第２バルブ制御部１７２は、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２の全てを閉じて、放熱装置１００を第１状態にする。こうして、放熱装置１００は、図３に示す状態になる。
以降は、時間Ｔ００からＴ１０までと同様に、放熱装置１００は第１状態、第２状態、及び、第３状態のいずれかの状態なるように制御される。そして、熱媒体１３０は、加熱による気化、断熱膨張、凝縮のサイクルを繰り返し、第１容器１１０で発熱体１から発生する熱を吸収し、第２容器１２０で放熱する。
【００５１】
［自動制御処理］
次に、図７を参照して、自動制御処理について説明する。図７は、自動制御処理のフローチャートである。自動制御処理は、制御方法が自動制御のときに制御装置１６０が行う処理である。自動制御処理によって、図５を参照して説明した放熱装置１００の動作が実現される。
【００５２】
ステップＳ１００において、第２バルブ制御部１７２は、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２の全てを閉じて、放熱装置１００を第１状態にする。
ステップＳ１０１において、第１バルブ制御部１７１は、圧力検出部１３２の検出結果を参照して、第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高いか否かを判定する。第１バルブ制御部１７１は、第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高いとき処理をステップＳ１０２に進め、第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高くないとき再度ステップＳ１０１を実行する。
【００５３】
ステップＳ１０２において、第１バルブ制御部１７１は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を開く。また、第１バルブ制御部１７１は、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が閉じた状態を維持する。こうして、第１バルブ制御部１７１は、放熱装置１００を第２状態にする。
ステップＳ１０３において、第１バルブ制御部１７１は、圧力検出部１３２の検出結果を参照して、第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低いか否かを判定する。第１バルブ制御部１７１は、第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低いとき処理をステップＳ１０４に進め、第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低くないとき再度ステップＳ１０３を実行する。
【００５４】
ステップＳ１０４において、第２バルブ制御部１７２は、レベル検出部１３３の検出結果を参照して、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第１レベル以下か否かを判定する。第２バルブ制御部１７２は、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第１レベル以下のとき処理をステップＳ１０６に進め、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第１レベル以下ではないとき処理をステップＳ１０５に進める。
ステップＳ１０５において、第１バルブ制御部１７１は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じる。また、第１バルブ制御部１７１は、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が閉じた状態を維持する。こうして、第１バルブ制御部１７１は、放熱装置１００を第１状態にする。その後、第１バルブ制御部１７１は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００５５】
ステップＳ１０６において、第２バルブ制御部１７２は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じる。また、第２バルブ制御部１７２は、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して、第２通路１４１、及び、第３通路１４２を開く。こうして、第２バルブ制御部１７２は、放熱装置１００を第３状態にする。
ステップＳ１０７において、第２バルブ制御部１７２は、レベル検出部１３３の検出結果を参照して、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第２レベル以上か否かを判定する。第２バルブ制御部１７２は、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第２レベル以上のとき処理をステップＳ１０８に進め、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルが第２レベル以上ではないとき再度ステップＳ１０７を実行する。
ステップＳ１０８において、第２バルブ制御部１７２は、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御して第２通路１４１、及び、第３通路１４２を閉じる。また、第２バルブ制御部１７２は、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じた状態を維持する。こうして、第２バルブ制御部１７２は、放熱装置１００を第１状態にする。その後、第２バルブ制御部１７２は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００５６】
［効果］
以上説明した通り、放熱装置１００は、第１容器１１０と、第２容器１２０と、第１通路１４０と、第２通路１４１と、第３通路１４２と、第１バルブ１４３と、第２バルブ１４４と、第３バルブ１４５と、熱媒体１３０とを備える。
よって、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を、図５や図７を参照して説明したように制御して、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２を開閉することで、熱媒体１３０は、加熱による気化、断熱膨張、凝縮のサイクルを繰り返し、第１容器１１０で発熱体１から発生する熱を吸収し、第２容器１２０で放熱する。
したがって、放熱装置１００は、熱媒体１３０の相変化のみならず、気体熱媒体の断熱膨張を利用して、発熱体１から発生する熱を外部に放出する。このため、ヒートパイプのように作動液の相変化によって放熱するものと比べて、熱効率が向上する。
【００５７】
また、放熱装置１００は、送風ユニット１５０を備える。よって、第１容器１１０から第２容器１２０に噴出される気体熱媒体によって、送風ユニット１５０が第２容器１２０に送風する。したがって、送風により第２容器１２０が冷却され、第２容器１２０で気体熱媒体が凝縮しやすくなり、熱効率が向上する。
また、第１容器１１０は、容器本体部１１１と、断熱材で形成された本体カバー１１２とを備える。よって、第１通路１４０、第２通路１４１、及び、第３通路１４２が閉じているとき、気体熱媒体が容器本体部１１１の内部で凝縮することなく、容器本体部１１１の内部を高い圧力で保つことができる。
【００５８】
また、放熱装置１００は、圧力検出部１３２と、レベル検出部１３３と、第１バルブ制御部１７１と、第２バルブ制御部１７２とを備える。よって、図７を参照して説明した自動制御を実現できる。したがって、人手を介することなく、発熱体１から発生する熱を効率的に外部へ放出できる。
【００５９】
また、放熱装置１００は、入力装置１６４と、選択部１７０とを備える。よって、ユーザは、制御方法として自動制御と手動制御とを選択できる。したがって、放熱装置１００の使用環境等に応じた制御が可能になる。
また、放熱装置１００は、図４（ｃ）に示す状態画面２００を表示する。したがって、ユーザは放熱装置１００の状態を把握できる。また、手動制御のときは、ユーザは状態画面２００を参照しながら入力装置１６４を操作して、効率的に第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御できる。
【００６０】
なお、レベル検出部１３３は、第２容器１２０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルを検出して、検出した値を制御装置１６０に出力してもよい。このとき、制御装置１６０は、第２容器１２０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルに基づいて、第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルを算出できる。制御装置１６０は、算出した第１容器１１０の内部の液体熱媒体１３０ａのレベルに基づいて、自動制御処理等を行ってもよい。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の放熱装置１００について説明する。ここでは、第１実施形態の放熱装置１００との相違点を中心に説明する。以下に記載した点を除いて第２実施形態の放熱装置１００は第１実施形態の放熱装置１００と同様である。第２実施形態について、第１実施形態と同様の点は同符号を用い、説明を省略する。
第２実施形態の放熱装置１００には、第３通路１４２、及び、第３バルブ１４５が存在しない。そして、本実施形態の放熱装置１００では、第２通路１４１、及び、第２バルブ１４４は、それぞれ、図３等に示す第１実施形態の放熱装置１００の第３通路１４２、及び、第３バルブ１４５の位置に設けられる。
また、第２実施形態の放熱装置１００では、第１状態は、第１通路１４０、及び、第２通路１４１が閉じた状態であり、第２状態は、第１通路１４０が開き、第２通路１４１が閉じた状態であり、第３状態は第１通路１４０、及び、第２通路１４１が開いた状態である。
【００６２】
また、第２実施形態の第１バルブ制御部１７１は、レベル検出部１３３によって検出されるレベルが第１レベルより高いとき、第２バルブ１４４を制御して第２通路１４１を閉じ、第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を開閉する。第２実施形態の第１バルブ制御部１７１は、圧力検出部１３２によって検出される第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高くなると第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を開く。また、圧力検出部１３２によって検出される第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低くなると第１バルブ１４３を制御して第１通路１４０を閉じる。
また、第２実施形態の第２バルブ制御部１７２は、レベル検出部１３３によって検出されるレベルが第１レベル以下のとき、第１バルブ１４３、及び、第２バルブ１４４を制御して第１通路１４０、及び、第２通路１４１を開いて、第１容器１１０における液体熱媒体１３０ａのレベルを、第２レベル以上にする。
【００６３】
第２実施形態の放熱装置１００では、第３通路１４２、及び、第３バルブ１４５が存在しないため、簡易な構造となる。また、第２実施形態の放熱装置１００では、第１実施形態と同様に、熱効率が向上する。
【００６４】
＜第３実施形態＞
次に、図８を参照して第３実施形態の放熱装置３００について説明する。ここでは、上記の実施形態の放熱装置１００との相違点を中心に説明する。以下に記載した点を除いて第３実施形態の放熱装置３００は上記の実施形態の放熱装置１００と同様である。第３実施形態の放熱装置３００について、上記の実施形態と同様の点は同符号を用い、説明を省略する。図８は、放熱装置３００の上側の端部の拡大図である。
【００６５】
放熱装置３００は、上記の実施形態の放熱装置１００の構成に加えて、更に、回転ユニット３５０を備える。回転ユニット３５０は、第１容器１１０の内部に生じる気体熱媒体の流れによって回転する。回転ユニット３５０は、副回転部３５１と、主回転部３５２と、回転軸部３５３とを備える。
副回転部３５１は、第１容器１１０の内部に設けられる。副回転部３５１は、第１容器１１０の内部での気体熱媒体の流れを受けて回転可能である。より具体的には、気体熱媒体は、発熱体１による加熱により、第１容器１１０の内部で上昇する。副回転部３５１は、第１容器１１０の内部で、気体熱媒体の上向きの流れを受けて回転する。副回転部３５１は、副回転本体部３５１ａと、副回転羽根部３５１ｂとを備える。
【００６６】
副回転本体部３５１ａは、回転軸部３５３の軸線を中心に回転可能であり、回転軸部３５３に接続する。副回転本体部３５１ａが回転することで、副回転本体部３５１ａと共に回転軸部３５３が回転する。
副回転羽根部３５１ｂは、副回転本体部３５１ａから副回転本体部３５１ａの外側に伸びた羽根状の部材である。第１容器１１０の内部で上向きに流れる気体熱媒体が副回転羽根部３５１ｂに当たることで、風圧によって副回転羽根部３５１ｂが押されて、副回転羽根部３５１ｂが回転して、副回転本体部３５１ａを回転させる。
主回転部３５２は、第１容器１１０の外部に設けられ、副回転本体部３５１ａの回転に基づく力で回転可能である。主回転部３５２は、送風部１５２と同様に、外側に伸びた羽根状の部材を備える。
回転軸部３５３は、棒状であり、副回転本体部３５１ａ、及び、主回転部３５２に接続し、副回転部３５１の回転の力を主回転部３５２に伝えて主回転部３５２を回転させる。
【００６７】
回転ユニット３５０は回転軸部３５３を備えなくてもよい。副回転本体部３５１ａ、及び、主回転部３５２は磁石を備え、副回転本体部３５１ａが回転することで、磁力で主回転部３５２を回転させるようにしてもよい。
【００６８】
回転ユニット３５０は、例えば、図５の時間Ｔ００からＴ０１までの間に回転する。時間Ｔ００は、室温の状態の放熱装置１００に発熱体１を接触させた時間である。したがって、第１容器１１０が急激に加熱されて、気体熱媒体の上向きの大きな流れができる。この流れによって回転ユニット３５０が回転する。この回転により、ユーザは視覚的に放熱装置３００の動作の開始を確認できる。また、回転ユニット３５０の回転は、放熱装置３００の装飾効果を高める。
また、放熱装置３００は、第１実施形態、及び、第２実施形態の放熱装置１００と同様に熱効率が向上する。
【００６９】
なお、放熱装置３００は、送風ユニット１５０を備えなくてもよい。送風ユニット１５０を備えない放熱装置３００の例を図９に示す。図９の放熱装置３００は、図８の放熱装置３００とは異なり、第２容器１２０に送風ユニット１５０が取り付けられていない。
【００７０】
＜第４実施形態＞
次に、図１０を参照して、第４実施形態の放熱装置４００について説明する。図１０は、放熱装置４００の構成の一例を示す図である。
放熱装置４００は、熱媒体容器４０１と、仕切り部４０２と、熱媒体１３０と、温度検出部１３１と、圧力検出部１３２と、レベル検出部１３３と、第１バルブ４４３と、第２バルブ４４４と、送風ユニット４５０と、制御装置４６０とを備える。なお、熱媒体１３０、温度検出部１３１と、圧力検出部１３２と、レベル検出部１３３とは、上記の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。
熱媒体容器４０１は、内部の空間が密閉された容器であり、熱媒体１３０を収容する。
仕切り部４０２は、熱媒体容器４０１の内部の空間に配置されて、熱媒体容器４０１の内部の空間を上下に分割する部材である。仕切り部４０２は、仕切り部本体４０３と、第１延出部４０４と、第２延出部４０５とを備える。
【００７１】
仕切り部本体４０３は、熱媒体容器４０１の内部の空間を上下に分割する。仕切り部本体４０３には、第１連通部４０６と第２連通部４０７とが設けられる。第１連通部４０６及び第２連通部４０７は、それぞれ、熱媒体容器４０１の内部の上下に分割された空間をつなぐ。そして、仕切り部本体４０３は、第２連通部４０７が設けられた位置から外側に向かうにつれて、上面の上下方向の位置が同じ又は上側になる形状である。第１連通部４０６は貫通孔であり、第２連通部４０７は仕切り部本体４０３の端部に設けられた切欠きである。第４実施形態において、仕切り部本体４０３は、第２連通部４０７が設けられた端部が、上下方向の最も下側になるように、熱媒体容器４０１の内部に傾斜して配置される板状の部材である。仕切り部本体４０３は、２枚の板状の部材が積層された構成である。仕切り部本体４０３の上側の部材は、仕切り部本体４０３の下側の部材より放熱性の高い材質で形成され、例えば、アルミ等が使われる。仕切り部本体４０３の下側の部材は、断熱材で形成される。なお、仕切り部本体４０３は、断面の上側が、円弧状等の曲線となる形状でもよい。このとき、第２連通部４０７は、最も下側になるように配置される。
第１延出部４０４は、第１連通部４０６の周囲から上側に延出した形状であり、例えば、筒状の形状である。第１延出部４０４は、アルミ等の放熱性の高い材質で形成される。
第２延出部４０５は、第２連通部４０７の周囲の少なくとも一部から下側に延出した形状である。より具体的には、第２延出部４０５は、第２連通部４０７の周囲であって、第２連通部４０７が熱媒体容器４０１の内側面に接しない部分から、下側に延出した形状である。第２延出部４０５と熱媒体容器４０１の内側面とで囲まれた部分が筒状の形状となる。
【００７２】
仕切り部４０２で仕切られた熱媒体容器４０１の下側の部分が、第１容器４１０を構成する。仕切り部４０２で仕切られた熱媒体容器４０１の上側の部分が、第２容器４２０を構成する。第１連通部４０６と第１延出部４０４で囲まれた領域とが、第１容器４１０の内部と第２容器４２０の内部とをつないで熱媒体１３０を通すことができる第１通路４４０を構成する。第２連通部４０７と第２延出部４０５で囲まれた領域とが、第１容器４１０の内部と第２容器４２０の内部とをつないで熱媒体１３０を通すことができる第２通路４４１を構成する。
熱媒体容器４０１における第１容器４１０となる部分は、耐熱耐圧性を備える肉厚のプラスチック等の材質で形成される。熱媒体容器４０１における第２容器４２０となる部分は、放熱性の高いアルミ等の材質で形成される。
仕切り部４０２は、第２容器４２０の底面となる。そして、第２容器４２０の底面における上下方向の位置が最も下側の領域に第１通路４４０が設けられることになる。
【００７３】
第１バルブ４４３は、第１通路４４０を開閉できる。第１バルブ４４３は、制御装置４６０からの命令に基づいて、第１通路４４０を開閉する。
第２バルブ４４４は、第２通路４４１を開閉できる。第２バルブ４４４は、制御装置４６０からの命令に基づいて、第２通路４４１を開閉する。
送風ユニット４５０は、図３等に示した第１実施形態の送風ユニット１５０と同様の構成であり、送風ユニット１５０と同様に、第２容器４２０に送風して第２容器４２０を冷却する。ただし、本実施形態の送風ユニット４５０では、送風ユニット４５０の回転部４５１は、第１通路４４０を通って上側に噴出する気体熱媒体を受けて回転可能である。
【００７４】
放熱装置４００は、図１０に示すように、所定方向Ｙが鉛直方向の下方向になり、かつ、発熱体１が第１容器４１０の下壁部４８０に接するようにして使用される。第１容器４１０の下壁部４８０は、熱媒体容器４０１の下壁部でもある。
【００７５】
制御装置４６０は、図４等に示した第１実施形態の制御装置１６０と同様の構成であり、図７等に示したように動作する。ただし、制御装置４６０の第１バルブ制御部１７１は、レベル検出部１３３によって検出されるレベルが第１レベルより高いとき、第２バルブ４４４を制御して第２通路４４１を閉じ、第１バルブ４４３を制御して第１通路４４０を開閉する。制御装置４６０の第１バルブ制御部１７１は、圧力検出部１３２によって検出される第１容器１１０の内部の圧力が第１閾値より高くなると第１バルブ４４３を制御して第１通路４４０を開く。また、圧力検出部１３２によって検出される第１容器１１０の内部の圧力が第２閾値より低くなると第１バルブ４４３を制御して第１通路４４０を閉じる。
また、制御装置４６０の第２バルブ制御部１７２は、レベル検出部１３３によって検出されるレベルが第１レベル以下のとき、第１バルブ４４３、及び、第２バルブ４４４を制御して第１通路４４０、及び、第２通路４４１を開いて、第１容器４１０における液体熱媒体１３０ａのレベルを、第２レベル以上にする。なお、制御装置４６０の第２バルブ制御部１７２は、第１バルブ４４３、及び、第２バルブ４４４を制御して第１通路４４０、及び、第２通路４４１を開く代わりに、第２バルブ４４４を制御して第２通路４４１のみを開くようにしてもよい。
【００７６】
制御装置４６０のこのような制御によって、図５に示すように、放熱装置４００の状態が変わっていく。ただし、第４実施形態の放熱装置４００では、第１状態は、第１通路４４０、及び、第２通路４４１が閉じた状態であり、第２状態は、第１通路４４０が開き、第２通路４４１が閉じた状態であり、第３状態は第１通路４４０、及び、第２通路４４１が開いた状態である。なお、制御装置４６０の第２バルブ制御部１７２によっては、第３状態は第１通路４４０が閉じ、及び、第２通路４４１が開いた状態となる。
第１容器４１０の熱媒体１３０ａが気化して断熱膨張する。また、放熱装置４００が第２状態のとき、第１容器４１０の中の気体熱媒体が第１通路４４０を通って第２容器４２０に噴出する。気体熱媒体は、第２容器４２０で凝縮して放熱する。こうして、図１０に示すように第１容器４１０に溜まっている液体熱媒体１３０ａは、図１１に示すように、第２容器４２０に移動していく。図１１のように、液体熱媒体１３０ａが第２容器４２０に移動した場合であっても、第２延出部４０４があるため、第２通路４４０から液体熱媒体１３０ａが第１容器４１０に流れることはない。第１容器４１０の液体熱媒体１３０ａのレベルが所定のレベルに達したとき、放熱装置４００は、第３状態になって、第２容器４２０の液体熱媒体１３０ａが第１容器４１０に移動する。
【００７７】
放熱装置４００では、熱媒体容器４０１を仕切り部４０２が仕切ることで、第１容器４１０と第２容器４２０とが構成される。したがって、第１容器４１０と第２容器４２０と一体化されており、強度を高くできる。また、放熱装置４００は、第１実施形態と同様に、熱効率が向上する。
【００７８】
＜その他の実施形態＞
上記の各実施形態では、放熱装置１００は温度検出部１３１を備えるが、放熱装置１００は温度検出部１３１を備えず、状態画面２００には温度表示部２０２がなくてもよい。この場合であっても放熱装置１００は自動制御を行うことができる。
【００７９】
また、上記の各実施形態では、第１バルブ制御部１７１は、圧力検出部１３２の検出結果に基づいて、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御する。しかし、第１バルブ制御部１７１は、温度検出部１３１の検出結果に基づいて、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御するようにしてもよい。この場合、第１バルブ制御部１７１は、圧力についての第１閾値の代わりに、温度についての第１閾値を用い、圧力についての第２閾値の代わりに、温度についての第２閾値を用いる。第１実施形態等で説明した第１閾値は、圧力についての第１閾値である。温度についての第１閾値は、圧力についての第１閾値に対応する温度である。同様に、第１実施形態等で説明した第２閾値は、圧力についての第２閾値である。温度についての第２閾値は、圧力についての第２閾値に対応する温度である。
【００８０】
また、温度検出部１３１は、第１スイッチと、第２スイッチとで構成されるようにしてもよい。第１スイッチは、温度が、温度についての第１閾値より高いか否かでオンとオフとが切り替わる。第１スイッチは、例えば、温度が、温度についての第１閾値より高いときオンになり、温度についての第１閾値以下のときオフになる。第２スイッチは、例えば、温度が、温度についての第２閾値より低いか否かでオンとオフとが切り替わる。第２スイッチは、例えば、温度が、温度についての第２閾値以上のときオンになり、温度についての第２閾値より低いときオフになる。第１スイッチ、及び、第２スイッチには、例えば、バイメタルが使われたサーモスタットが用いられる。
第１バルブ制御部１７１は、第１スイッチ、及び、第２スイッチのオン、又は、オフの状態に基づいて、第１バルブ１４３、第２バルブ１４４、及び、第３バルブ１４５を制御する。
【００８１】
また、上記の各実施形態では、通路は２個、又は、３個であったが、通路は４個以上の複数個あってもよい。この場合、例えば、第１通路１４０と同様の役割を持つ通路が２個以上設けられる。全ての通路にはバルブが設けられ、第１通路１４０と同様の役割を持つ通路のバルブは、第１通路１４０に設けられた第１バルブ１４３と同様に制御される。
同様に、放熱装置１００、３００には、第２通路１４１と同様の役割を持つ通路や、第３通路１４２と同様の役割を持つ通路が２個以上設けられてもよい。
また、放熱装置１００は、制御方法として、自動制御、及び、手動制御のいずれか一方のみが可能な構成としてもよい。
【００８２】
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  発熱体
１００  放熱装置
１１０  第１容器
１２０  第２容器
１３０  熱媒体
１３１  温度検出部
１３２  圧力検出部
１３３  レベル検出部
１４０  第１通路
１４１  第２通路
１４２  第３通路
１４３  第１バルブ
１４４  第２バルブ
１４５  第３バルブ
１５０  送風ユニット
１６０  制御装置
【図１】
2018080872.tif 000003
【図２】
2018080872.tif 000004
【図３】
2018080872.tif 000005
【図４】
2018080872.tif 000006
【図５】
2018080872.tif 000007
【図６】
2018080872.tif 000008
【図７】
2018080872.tif 000009
【図８】
2018080872.tif 000010
【図９】
2018080872.tif 000011
【図１０】
2018080872.tif 000012
【図１１】
2018080872.tif 000013