(57)【要約】【課題】始動性及び熱輸送能力に優れたループ型ヒートパイプ及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】  作動液１８を貯留する補償チャンバ１１と、外部から受熱して作動液１８を蒸発させる蒸発部１２と、蒸発部１２の蒸気を凝縮部１４に導く蒸気管１３と、外部に放熱して蒸気を凝縮させる凝縮部１４と、凝縮された作動液１８を補償チャンバ１１に導く液管１５と、蒸発部１２内で補償チャンバ１１と連通した作動液流路２２ｂ及び蒸気管１３と連通した蒸気流路２２ｂを隔てるウィック２２と、を有するループ型ヒートパイプ１０において、補償チャンバ１１内と前記作動液流路２２ｂ内との間を移動可能であり、蒸発部１２の位置が凝縮部１４の位置よりも高いトップヒート配置のときに作動液流路２２ｂ内に移動して作動液流路２２ｂの容積を減少させるスペーサ１６を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有することを特徴とするループ型ヒートパイプ。
【請求項２】
前記スペーサは、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも低いボトムヒート配置のときに前記補償チャンバ内に移動することを特徴とする請求項１に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項３】
前記補償チャンバ及び前記作動液流路は、トップヒート配置又はボトムヒート配置となったときに高低差を生じ、前記スペーサは自重により前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動することを特徴とする請求項１又は２に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項４】
前記スペーサの表面が前記作動液と親和性を有する材料で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項５】
前記スペーサは前記作動液よりも比重が大きい材料からなることを特徴とする請求項３に記載のループ型ヒートパイプ。
【請求項６】
外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有するループ型ヒートパイプを搭載した電子機器であって、
前記蒸発部は発熱する電子部品と熱的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子等の冷却に用いられるループ型ヒートパイプ及びこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ等の電子機器の発熱量及び発熱密度が増加し、冷却性能の向上が求められている。そのため、ヒートシンクを冷却ファンの近傍等の冷却に適する場所に配置し、ＣＰＵ等の発熱量の大きな電子部品とヒートシンクとをヒートパイプで熱的に接続して冷却する方法が広く用いられている。従来、ヒートシンクと電子部品とを熱的に接続するヒートパイプとしては、構造が簡単な単管型ヒートパイプが利用されてきた。しかし、単管型ヒートパイプの熱輸送能力は３０〜５０Ｗ程度と低く、電子機器の冷却を行うのに十分ではないことがある。一方、ループ型ヒートパイプは単管型ヒートパイプに比べて熱輸送能力が優れることから、電子機器への搭載を目指した開発が進められている。
【０００３】
ループ型ヒートパイプは、作動液（液相の作動流体）を蒸発させる蒸発部と、蒸気（気相の作動流体）を凝縮させる凝縮部と、蒸発部に供給する作動液を一時的に貯留する補償チャンバとを備える。蒸発部と凝縮部とは蒸気管で接続され、凝縮部と補償チャンバとは液管で接続される。さらに、蒸発部の内部には、補償チャンバと連通した作動液流路と、蒸気管と連通した蒸気流路と、作動液流路と蒸気流路とを隔てるウィックと呼ばれる多孔質部材とが設けられている。ウィックは、作動液流路の作動液を毛細管力で蒸気流路側に輸送する機能と、蒸気流路の蒸気が作動液流路に逆流するのを防ぐ機能とを有し、蒸発部と凝縮部との間で作動流体（作動液及びその蒸気を含む）を循環させる。
【０００４】
ところで、コンピュータ等の電子機器は、設置、輸送及び保管等の状況により様々な向きに配置される。そのため、電子機器に搭載されるループ型ヒートパイプは、蒸発部（高温部）が凝縮部（低温部）よりも上側になる、いわゆるトップヒート配置となる場合が想定される。この場合、作動停止時に作動液が重力により補償チャンバから流出し、作動液を蒸気流路側に輸送する機能及び蒸気が作動液流路側に逆流するのを防ぐ機能が働かなくなってループ型ヒートパイプを始動することができなくなる。
【０００５】
上述の不具合の発生を防ぐために、従来のループ型ヒートパイプではループ型ヒートパイプ内に封入する作動液の量を最適な熱輸送特性が得られる量よりも増加させている。このように作動液の量を増加させると、トップヒート配置でも動液流路内を作動液で満たしてウィックを湿潤させておくことが可能となり、ループ型ヒートパイプの始動性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６８２７３号公報
【特許文献２】特開２００９−１１５３９６号公報
【特許文献３】特開２００２−３４０４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のようにループ型ヒートパイプ内に封入する作動液の量を増加させると、液相の割合の増加に伴って流動抵抗が高くなり、作動流体の循環量が低下してしまう。さらに、凝縮部において作動液の比率が高まるので蒸気の凝縮を効率良く行えなくなる。このため、ループ型ヒートパイプの熱輸送能力が低下してしまう。
【０００８】
そこで、始動性及び熱輸送能力に優れたループ型ヒートパイプ及びこれを備えた電子機器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】
【０００９】
一観点によれば、外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、を有するループ型ヒートパイプが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記観点のループ型ヒートパイプによれば、トップヒート配置になるとスペーサが作動液流路内に入り、作動液流路の容積を減少させる。そのため、トップヒート配置で補償チャンバ及び作動液流路から作動液が流出しても作動液流路内に残存する作動液で作動液流路を満たすことができる。これにより、ウィックが作動液と接する部分が増加してウィック全体を湿潤させることができ、ループ型ヒートパイプを始動させることができる。さらに、ループ型ヒートパイプ内に封入する作動液の量を過度に増加させる必要がないため、熱輸送特性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動停止させた状態で示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の状態における補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態に係る蒸発部をウィックの軸に垂直な面に沿って切断して示す断面図であり、図２（ｂ）は実施形態に係る蒸発部及び補償チャンバを示す透視図である。
【図３】図３（ａ）は、ウィックの空孔が作動液で満たされているときの気相の作動流体の流れを示す模式図であり、図３（ｂ）はウィックの空孔が作動液で満たされていない場合の気相の作動流体の流れを示す模式図である。
【図４】図４は、参考例に係る補償チャンバ及び蒸発部を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動させた状態で示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをボトムヒート配置で作動させた状態を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）状態における補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、実施例に係るループ型ヒートパイプを示す図である。
【図８】図８は、実施形態に係るループ型ヒートパイプを実装したコンピュータを示す透視図である。
【図９】図９は、実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発部と電子部品との接続構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１３】
図１（ａ）は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動停止させた状態で示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。図２（ａ）は、実施形態に係る蒸発部をウィックの軸に垂直な面に沿って切断して示す断面図であり、図２（ｂ）は実施形態に係る蒸発部及び補償チャンバを示す透視図である。なお、図１において矢印Ａは鉛直上向き方向を示し、他の図についても同様とする。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のループ型ヒートパイプ１０は、補償チャンバ１１、蒸発部１２、蒸気管１３、コンデンサ管（凝縮部）１４及び液管１５を備え、内部には作動液１８が飽和蒸気圧の蒸気と共に封入されている。
【００１５】
補償チャンバ１１は、蒸発部１２に隣接して配置されおり、蒸発部１２に供給する作動液１８を一時的に貯留する。この補償チャンバ１１は、ループ型ヒートパイプ１０がトップヒート配置の際に蒸発部１２よりも上に位置し、ボトムヒート配置（蒸発部１２の位置が凝縮部１４の位置よりも低い配置）の際に蒸発部１２よりも下に位置する。補償チャンバ１１の内部には、例えば内径１４ｍｍ程度、長さが１１ｍｍ程度の空間が設けられている。
【００１６】
図１（ｂ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、蒸発部１２は、ヒートブロック２１及びウィック２２を備えている。
【００１７】
ヒートブロック２１は、銅等の熱伝導性の良い材料からなり、例えば、縦５０ｍｍ程度、横５０ｍｍ程度及び厚さ２０ｍｍ程度の平板状に形成されている。ヒートブロック２１の内部には、例えば直径１４ｍｍ程度、長さ４３ｍｍ程度の円柱状の空洞部２１ａが形成されている。空洞部２１ａ内には、ウィック２２が空洞部２１ａの内壁と接触するようにして収容されている。
【００１８】
ウィック２２は、一方の端部が封鎖された円筒状（有底円筒状）に形成された多孔質材料からなり、内側の空間が作動液流路２２ｂとなっている。ウィック２２は、例えば外径が１４ｍｍ程度、軸方向の長さが４０ｍｍ程度であり、作動液流路２２ｂは、例えば内径５ｍｍ程度、軸方向の長さが３３ｍｍ程度である。また、ウィック２２の空隙率は例えば０．５程度である。
【００１９】
ウィック２２の外周側には、例えば幅（ウィック２２の周方向の長さ）が１ｍｍ程度、深さ（ウィック２２の半径方向の長さ）が２．５ｍｍ程度、長さが（ウィック２２の軸方向の長さ）４０ｍｍ程度のグルーブ溝（蒸気流路）２２ａが形成されている。この蒸気流路２２ａは、ウィック２２の外周に例えば８本程度、等間隔に配置されている。
【００２０】
作動液流路２２ｂは、補償チャンバ１１と連通し、蒸気流路２２ａは蒸気管１３と連通している。また、蒸気流路２２ａと作動液流路２２ｂとはウィック２２によって隔離されている。
【００２１】
上述の例では蒸気流路２２ａをウィック２２側に設けているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、蒸気流路２２ａをヒートブロック２１の空洞部２１ａの内周面側に設けてもよい。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、作動液流路２２ｂ内には、円柱状のスペーサ１６が挿入されている。このスペーサ１６は、作動液流路２１ｂと補償チャンバ１１との高低差により作動液流路２２ｂ内と補償チャンバ１１内との間を移動することができる。すなわち、ループ型ヒートパイプ１０をトップヒート配置としたときには、スペーサ１６は自重により作動液流路２２ｂ内に移動して作動液流路２２ｂ内の容積を減少させる。また、後述するようにループ型ヒートパイプ１０をボトムヒート配置としたときは、スペーサ１６は自重により補償チャンバ１１内に移動して作動液流路２２ｂ内の流路を拡大させる。
【００２３】
スペーサ１６は、例えば直径が４．５ｍｍ程度、長さが９ｍｍ程度の円柱状のアルミニウム棒からなる。なお、スペーサ１６の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、作動液１８よりも比重が大きく作動流体と化学反応しにくい材料、例えば、金属、セラミック及びフィラー充填樹脂等の材料等を用いることができる。また、スペーサ１６の形状は円柱状に限定されるものではなく、角柱状や球状等としてもよい。さらに、スペーサ１６の表面を樹脂材料などで被覆してもよい。この場合には、作動流路２２ｂ内に作動液１８をスムーズに導入することができるように、作動液１８と親和性を有する材料（例えばポリフッ化エチレン）でスペーサ１６を被覆すると好適である。また、スペーサ１６に面取加工（角部を丸める加工）を施すと、スペーサ１６をスムーズに移動させることができて好適である。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、蒸気管１３は、蒸発部１２とコンデンサ管１４とを接続し、蒸発部１２で発生した蒸気をコンデンサ管１４に導く。コンデンサ管１４は、ヒートシンク（図示せず）を備え、このヒートシンクで放熱することで蒸気を凝縮させて作動液１８を生成させる。液管１５は、コンデンサ管１４と補償チャンバ１１とを接続し、コンデンサ管１４で生成された作動液１８を補償チャンバ１１に導く。蒸気管１３は例えば内径が３ｍｍ程度、長さが３０５ｍｍ程度である。またコンデンサ管１４は、例えば内径が３ｍｍ程度、長さが３４７ｍｍ程度である。さらに液管１５は、例えば内径が３ｍｍ程度、長さが３８０ｍｍ程度である。これらの蒸気管１３、コンデンサ管１４及び液管１５は、銅等の金属パイプから形成される。
【００２５】
ループ型ヒートパイプ１０に封入する作動液１８としては、水、フロリナート等のフッ素系溶剤、及びエタノール等のアルコール類等を用いることができる。ここでは、作動液１８として、例えば１０ｍｌ（ミリリットル）程度の水をループ型ヒートパイプ１０内に封入するものとする。
【００２６】
次に、本実施形態のループ型ヒートパイプ１０をトップヒート配置としたときの始動について説明する。図３（ａ）は、ウィック２２の空孔２２ｅが作動液１８で満たされている場合の蒸気の流れを示す模式図であり、図３（ｂ）はウィック２２の空孔２２ｅが作動液１８で満たされていない場合の蒸気の流れを示す模式図である。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、ループ型ヒートパイプ１０をトップヒート配置で作動停止させると、作動液１８は重力の作用で凝縮管１４側に集まる。ただし、この場合であっても、作動液流路２２ｂ内には、僅かながら作動液１８が残留する。これらの作動液１８は、主にウィック２２の空孔２２ｅ内に浸透していた作動液等が集まったものである。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、トップヒート配置のときに作動液流路２２ｂ内にスペーサ１６が入り、作動液流路２２ｂ内の容積を減少させる。そのため、作動液流路２２ｂ内に残留した作動液１８の液面が上昇する。このとき、ウィック２２が作動液流路２２ｂ側で作動液１８と接する部分の面積がウィック２２の蒸気流路２２ａ側の面積に対して十分に大きくなる。これにより、ウィック２２のほぼ全体を作動液１８で湿潤させた状態とすることができる。
【００２８】
次に、蒸発部１２を加熱すると、ウィック２２はヒートブロック２１を介して外周側から加熱され、ウィック２２の外周側で蒸気が発生し蒸気流路２２ａに集められる。このとき、図３（ａ）に示すようにウィック２２全体が湿潤している場合には、ウィック２２の空孔２２ｅ内に作動液１８が表面張力で保持され、発生した蒸気はウィック２２を透過できない。そのため、蒸気は蒸気流路２２ａ側の圧力が上昇し、蒸気管１３、コンデンサ管１４及び液管１５内に集まった作動液１８を補償チャンバ１１側に押し出す。以後、補償チャンバ１１から作動液流路２２ｂに作動液１８が供給されて定常的な作動流体の循環が始まり、ループ型ヒートパイプ１０を始動できる。
【００２９】
これに対し、図４に示すように、スペーサ１６を作動液流路２２ｂ内に導入しない参考例の場合には、ループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動停止させたときに作動液流路２２ｂの下側の一部分のみしか作動液１８で満たされない。このため、ウィック２２の上端側の一部が十分に湿潤しない状態となる。この場合には、図３（ｂ）に示すように、ウィック２２の蒸気流路２２ａ側で発生した蒸気がウィック２２の空孔２２ｅを透過して作動液流路２２ｂ側に逆流する。このため、蒸気流路２２ａと作動液流路２２ｂとの間に作動流体を循環させるのに必要な圧力差を発生することができず、ループ型ヒートパイプを始動できない。
【００３０】
次に、ループ型ヒートパイプ１０の始動開始後の動作について説明する。ここに図５（ａ）は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをトップヒート配置で作動させた状態で示す図であり、図５（ｂ）は作動中の補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、ループ型ヒートパイプ１０は、作動液１８が液管１５を経て補償チャンバ１１内に流入する。図５（ｂ）に示すように、作動液１８は、補償チャンバ１１内に一時的に貯留された後、作動液流路２２ｂに移動する。作動液流路２２ｂ内の作動液１８は、ウィック２２の毛細管力によってウィック２２の外周側に運ばれ、ヒートブロック２１からの加熱により外周部で蒸発する。このとき発生した蒸気は蒸気流路２２ａ経て蒸発部１２内から流出し、蒸気管１３によってコンデンサ管１４に導かれる。コンデンサ管１４では放熱が行われて蒸気が凝縮し、作動液１８が生成する。コンデンサ管１４で発生した作動液１８は、蒸気流路２２ａと作動液流路２２ｂとの圧力差によって液管１５内を押し上げられて補償チャンバ１１内に移動する。
【００３２】
以上のようにして、ループ型ヒートパイプ１０は作動流体を蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環させることで蒸発部１２の熱を放熱部１４に輸送する。
【００３３】
図６（ａ）は、実施形態に係るループ型ヒートパイプをボトムヒート配置で作動させた状態を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）状態における補償チャンバ及び蒸発部を示す断面図である。
【００３４】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のループ型ヒートパイプ１０は、ボトムヒート配置にすると補償チャンバ１１が蒸発部１２より下に配置され、作動液流路２２ｂ内のスペーサ１６が自重で補償チャンバ１１内に移動する。これにより、作動液流路２２ｂ内の流路（断面）を増加させることができ、作動液１８の流動抵抗を減少させて熱輸送特性を向上させることができる。
【００３５】
なお、ループ型ヒートパイプ１０のボトムヒート配置での動作は、先に説明したトップヒート配置での動作と同様である。
【００３６】
以下、スペーサ１６を導入した実施例に係るループ型ヒートパイプ１０と、スペーサ１６を導入しない比較例に係るループ型ヒートパイプとを作製して始動性及び熱輸送特性を評価した結果について説明する。
【００３７】
図７（ａ）〜（ｃ）は、実施例に係るループ型ヒートパイプを示す図である。
【００３８】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、実施例のループ型ヒートパイプ１０の蒸気管１３は内径３ｍｍ×長さ３０５ｍｍ、コンデンサ管１４は内径３ｍｍ×長さ３４７ｍｍ、液管１５は内径３ｍｍ×長さ３４７ｍｍとした。補償チャンバ１１の内径φ１は１４ｍｍ、長さＬ１は１１ｍｍである。ウィック２２は空隙率が０．５のものを用いた。ウィック２２は、外径φ３が１４ｍｍ、長さＬ４が４０ｍｍである。作動液流路２２ｂは、内径φ２が５ｍｍ、長さＬ２が４１ｍｍである。なお、ウィック２２内での作動液流路２２ｂの長さＬ３は３３ｍｍである。ウィック２２の蒸気管１３側の端部と空洞部２１ａの蒸気管１３側の端部との隙間Ｌ６は３ｍｍ程度である。蒸気流路２２ａは、幅Ｗ１が１ｍｍ、深さＤ１が２．５ｍｍ、長さＬ５が４０ｍｍであり、この蒸気流路２２ａをウィック２２の外周部に等間隔に８本形成した。
【００３９】
補償チャンバ１１及び蒸気流路２２ａの内部には、直径が４．５ｍｍ、長さが９ｍｍの円柱状のスペーサ１６を３本導入した。このスペーサ１６はアルミニウムからなりその表面はポリフッ化エチレン樹脂で被覆されている。
【００４０】
本実施例では、上述のループ型ヒートパイプ内に作動液として１０ｍｌの水（液体）を減圧下（飽和蒸気圧下）で封入した。
【００４１】
実施例のループ型ヒートパイプの各部の容積を下記の表１に示す。
【００４２】
【表１】
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以上のループ型ヒートパイプ１０について、トップヒート配置及びボトムヒート配置での始動性及び熱輸送特性を評価した。なお、トップヒート配置での始動性の試験は、図７（ａ）に示すように、作動液１８が補償チャンバ１１内から流出した状態として行った。また、熱輸送特性は、蒸発部への入熱量Ｑ［Ｗ］に対する蒸発部と凝縮部の温度差ΔＴ［℃］から熱抵抗ΔＴ／Ｑ［℃／Ｗ］を求めて評価した。なお、熱抵抗が小さいほどループ型ヒートパイプの熱輸送特性に優れることを意味する。
【００４３】
その結果、実施例のループ型ヒートパイプ１０は、トップヒート配置及びボトムヒート配置の何れの場合であっても始動できることが確認できた。また、ループ型ヒートパイプ１０のトップヒート配置での熱抵抗は０．６２℃／Ｗであり、ボトムヒート配置での熱抵抗は０．３５℃／Ｗであった。
【００４４】
次に、比較例１に係るループ型ヒートパイプについて説明する。
【００４５】
比較例１に係るループ型ヒートパイプは、図７（ａ）〜（ｃ）に示す実施例のループ型ヒートパイプ１０と概略同様であるが、補償チャンバ１１及び作動液流路２２ｂ内にはスペーサ１６を導入していない。また、比較例１では熱輸送特性を優先させるべく、補償チャンバ１１の長さＬ２を２１ｍｍとして実施例の補償チャンバ１１の約２倍の容量とした。さらに封入する水の量は９．２ｍｌと実施例のときよりも少なくした。その他は実施例と同様である。
【００４６】
比較例１のループ型ヒートパイプについて、実施例と同様の条件でトップヒート配置及びボトムヒート配置での始動性の評価を行ったところ、ボトムヒート配置の場合には始動できたが、トップヒート配置では始動することができなかった。また、比較例のループ型ヒートパイプの熱抵抗は、ボトムヒート配置で０．３０℃／Ｗであった。
【００４７】
以上より、比較例１では、ボトムヒート配置での熱輸送特性に優れるもの、トップヒート配置で始動することができず、熱輸送特性と始動性とを両立することができなかった。
【００４８】
次に、比較例２に係るループ型ヒートパイプについて説明する。
【００４９】
比較例２のループ型ヒートパイプの構造及びサイズは比較例１と同じである。ただし、比較例２では始動性を向上させるために、ループ型ヒートパイプ内に封入する水の量を１１．３ｍｌとし、比較例１よりも２割程度作動液の量を増加させた。
【００５０】
比較例２のループ型ヒートパイプについて、実施例と同様の条件でトップヒート配置及びボトムヒート配置での始動性の評価を行った。その結果、ボトムヒート配置及びトップヒート配置の何れの場合にもループ型ヒートパイプを始動できることが確認できた。また、比較例２のループ型ヒートパイプの熱抵抗は、トップヒート配置で２．４６℃／Ｗであり、ボトムヒート配置で２．２１℃／Ｗであった。
【００５１】
以上より、比較例２のループ型ヒートパイプではトップヒート配置での始動性を改善できるものの、熱輸送特性が大幅に悪化し、熱輸送特性と始動性とを両立することができなかった。
【００５２】
以上のように、本実施形態のループ型ヒートパイプ１０によれば、トップヒート配置となった時にスペーサ１６が作動液流路２２ｂ内に入り、作動液流路２２ｂの容積を減少させる。そのため、トップヒート配置で作動液流路２２ｂ内に残存する僅かな作動液１８で作動液流路２２ｂ内を満たすことができる。これにより、ウィック２２が作動液１８と接する部分が増加するのでウィック２２のほぼ全体を湿潤させることができ、トップヒート配置からの始動性を改善できる。さらに、ループ型ヒートパイプ１０内に封入する作動液１８の量を過度に増やす必要がないため熱輸送特性にも優れる。
【００５３】
以下、本実施形態に係るループ型ヒートパイプを電子機器に搭載する例について説明する。図８は、実施形態に係るループ型ヒートパイプを実装したコンピュータを示す透視図である。図９は、実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発部と発熱部品との接続構造を示す側面図である。
【００５４】
図８に示すように、電子機器（コンピュータ）８０は、ＣＰＵ等の発熱量の大きな電子部品８５と、電子部品８５が実装された配線基板８１と、外気を取り入れるための冷却ファン８２と、補助記憶装置としてのハードディスクドライブ８３と、電源部８４とを備える。ループ型ヒートパイプ１０は、配線基板８１の上に実装され、コンデンサ管１４（及びヒートシンク）は、冷却ファン８２の近傍に配置されている。また、ループ型ヒートパイプ１０の蒸発部１２は、図９に示すように、電子部品８５の上面とサーマルグリス８６を介して接合されている。
【００５５】
以上のように、本実施形態の電子機器８０は、ループ型ヒートパイプ１０を搭載しているので、例えば図８でＹ１方向が鉛直上向きとなり、トップヒート配置となった場合であっても冷却を行うことができる。さらに、本実施形態のループ型ヒートパイプ１０は熱輸送能力が高いので効率の良い放熱が可能になり、冷却ファン８２の風量を抑制して電子機器８０の低騒音化や冷却ファン８２の駆動用電力を抑制できる。
【００５６】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００５７】
（付記１）外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有することを特徴とするループ型ヒートパイプ。
【００５８】
（付記２）前記スペーサは、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも低いボトムヒート配置のときに前記補償チャンバ内に移動することを特徴とする付記１に記載のループ型ヒートパイプ。
【００５９】
（付記３）前記補償チャンバ及び前記作動液流路は、トップヒート配置又はボトムヒート配置となったときに高低差を生じ、前記スペーサは自重により前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動することを特徴とする付記１又は２に記載のループ型ヒートパイプ。
【００６０】
（付記４）前記スペーサの表面が前記作動液と親和性を有する材料で覆われていることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
【００６１】
（付記５）前記スペーサは前記作動液よりも比重が大きい材料からなることを特徴とする付記３に記載のループ型ヒートパイプ。
【００６２】
（付記６）前記作動液流路は断面が円形であり、前記スペーサは円柱状に形成されていることを特徴とする付記３に記載のループ型ヒートパイプ。
【００６３】
（付記７）外部から受熱して作動液を蒸発させる蒸発部と、
外部に放熱を行い前記作動液の蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部に流入する作動液を貯留する補償チャンバと、
前記蒸発部で発生した前記作動液の蒸気を前記凝縮部に導く蒸気管と、
前記凝縮部で凝縮された前記作動液を前記補償チャンバに導く液管と、
前記蒸発部内に配置され、前記補償チャンバと連通した作動液流路と前記蒸気管と連通した蒸気流路とを隔てるウィックと、
前記補償チャンバ内と前記作動液流路内との間を移動可能であり、前記蒸発部の位置が前記凝縮部の位置よりも高いトップヒート配置のときに前記作動液流路内に移動して、前記作動液流路の容積を減少させるスペーサと、
を有するループ型ヒートパイプを搭載した電子機器であって、
前記蒸発部は発熱する電子部品と熱的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【００６４】
（付記８）前記凝縮部は冷却ファンの近傍に配置されていることを特徴とする付記７に記載の電子機器。
【符号の説明】
【００６５】
１０…ループ型ヒートパイプ、１１…補償チャンバ、１２…蒸発部、１３…蒸気管、１４…コンデンサ管（凝縮部）、１５…液管、１６…スペーサ、１８…作動液、２１…ヒートブロック、２１ａ…空洞部、２２…ウィック、２２ａ…蒸気流路（溝部）、２２ｂ…作動液流路、２２ｅ…空隙、８０…コンピュータ（電子機器）、８１…配線基板、８２…冷却ファン、８３…ハードディスクドライブ、８４…電源部、８５…電子部品、８６…サーマルグリス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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