(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と接する第１面を有する流路が形成され、前記流路の中央を前記液体が第２方向に流れるように設けられた基体と、
前記第１面を局所的に加熱してマイクロバブルを形成するための加熱部とを備え、
前記加熱部は、
前記第１面上に複数の被加熱領域を形成し、
前記複数の被加熱領域の各々内に、相対的に高温となる第１領域と、前記第１領域と隣接しておりかつ相対的に低温となる第２領域とを形成し、かつ
前記第１面に沿った前記第２方向において、前記複数の被加熱領域の各々の前記第１領域が前記第２領域に対して同じ側に配置されるように、設けられており、さらに、
前記加熱部は、前記第１面を加熱しているときに、前記流路の中央に前記第２方向に沿った前記液体の流れを形成するとともに、前記第１面の近傍に前記第２方向に沿った前記液体の流れを形成するように、設けられており、
前記加熱部は、前記基体に吸収される波長の第１レーザ光を前記第１領域に照射する第１レーザ光源と、前記第１レーザ光と比べて波長および強度の少なくともいずれかが異なる第２レーザ光を前記第２領域に照射する第２レーザ光源とを含み、
前記第１面を構成する材料は、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、およびヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）から成る群から選択される少なくとも１つを含む、液流発生装置。
【請求項２】
前記加熱部は、前記第１レーザ光を前記第１領域に照射する第１光ファイバーと、前記第２レーザ光を前記第２領域に照射する第２光ファイバーとをさらに含む、請求項１に記載の液流発生装置。
【請求項３】
液体と接する第１面を有する流路が形成され、前記流路の中央を前記液体が第２方向に流れるように設けられた基体と、
前記第１面を局所的に加熱してマイクロバブルを形成するための加熱部とを備え、
前記加熱部は、
前記第１面上に複数の被加熱領域を形成し、
前記複数の被加熱領域の各々内に、相対的に高温となる第１領域と、前記第１領域と隣接しておりかつ相対的に低温となる第２領域とを形成し、かつ
前記第１面に沿った前記第２方向において、前記複数の被加熱領域の各々の前記第１領域が前記第２領域に対して同じ側に配置されるように、設けられており、さらに、
前記加熱部は、前記第１面を加熱しているときに、前記流路の中央に前記第２方向に沿った前記液体の流れを形成するとともに、前記第１面の近傍に前記第２方向に沿った前記液体の流れを形成するように、設けられており、
前記加熱部は、前記液体と接しない領域に配置された発熱体と、前記第１面に表出している第１表面部、第２表面部、および第３表面部とを含み、
前記第２表面部は、前記第１表面部と隣接して配置されており、
前記第３表面部は、前記第１表面部および前記第２表面部以外の領域に配置されており、
前記第１表面部を構成する材料の熱伝導率は、前記第２表面部を構成する材料の熱伝導率よりも高く、
前記第２表面部を構成する材料の熱伝導率は、前記第３表面部を構成する材料の熱伝導率よりも高く、
前記加熱部は、前記第１面のうち前記第１表面部上に位置する領域に前記第１領域を形成し、かつ前記第１面のうち前記第２表面部上に位置する領域に前記第２領域を形成する、液流発生装置。
【請求項４】
前記加熱部により加熱されている前記第１面を平面視したときに、前記複数の被加熱領域のうちの１つである第１被加熱領域の第１最高温部を通る第１仮想直線と、前記複数の被加熱領域のうちの他の１つである第２被加熱領域の第２最高温部を通る第２仮想直線とが設定され、
前記加熱部は、
前記第１仮想直線上で前記第１最高温部に対して一方の側に位置する第１部分の平均温度が他方の側に位置する第２部分の平均温度よりも高く、かつ前記第１部分の平均温度と前記第２部分の平均温度との差が最大となり、かつ
前記第２仮想直線上での前記第２最高温部に対して前記一方の側に位置する第３部分の平均温度が前記第２最高温部に対して前記他方の側に位置する第４部分の平均温度よりも高く、かつ前記第３部分の平均温度と前記第４部分の平均温度との差が最大となり、かつ、
前記第１仮想直線が前記第２仮想直線に対して成す角度が０度以上９０度未満となるように、設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液流発生装置。
【請求項５】
前記加熱部は、前記複数の被加熱領域のうちのさらに他の１つである第３被加熱領域を
さらに形成するように設けられており、
前記加熱部により加熱されている前記第１面を平面視したときに、前記第３被加熱領域の第３最高温部を通る第３仮想直線がさらに設定され、
前記加熱部は、
前記第３仮想直線上で前記第３最高温部に対して前記一方の側に位置する第５部分の平均温度が前記第３最高温部に対して前記他方の側に位置する第６部分の平均温度よりも高く、かつ前記第５部分の平均温度と前記第６部分の平均温度との差が最大となり、かつ
前記第１仮想直線と、前記第２仮想直線と、前記第３仮想直線とが、互いに平行となるように、設けられている、請求項４に記載の液流発生装置。
【請求項６】
前記加熱部は、前記第１最高温部と前記第２最高温部との間の距離が５００μｍ以下となるように、設けられている、請求項４または５に記載の液流発生装置。
【請求項７】
前記加熱部は、前記複数の被加熱領域のうちのさらに他の１つである第４被加熱領域をさらに形成するように設けられており、
前記加熱部は、前記第４被加熱領域の第４最高温部が前記第１仮想直線上に配置され、かつ前記第１仮想直線上で前記第４最高温部に対して前記一方の側に位置する第７部分の平均温度が前記第４最高温部に対して前記他方の側に位置する第８部分の平均温度よりも高くなるように、設けられている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の液流発生装置。
【請求項８】
前記第１面は曲面である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の液流発生装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の液流発生装置を備え、
前記基体は、前記液体が内部を流通するマイクロチューブとして構成されており、
前記マイクロチューブの内部を流れる前記液体と、前記マイクロチューブの外部を流れる熱媒体とが熱交換し、
前記マイクロチューブは、第１管部と、前記第１管部と直列に接続されている第２管部とを含み、
前記第２管部の中心軸の曲率は、前記第１管部の中心軸の曲率よりも大きく、
前記加熱部は、前記第１管部の前記第１面を局所的に加熱しかつ前記第１管部の中心軸に沿った方向に並んで配置された複数の第１加熱部と、前記第２管部の前記第１面を局所的に加熱かつ前記第２管部の中心軸に沿った方向に並んで配置された複数の第２加熱部とを含み、
前記マイクロチューブの延在方向において、前記複数の第２加熱部は、前記複数の第１加熱部よりも密に配置されている、熱交換器。
【請求項１０】
液流発生装置を備え、
前記液流発生装置は、
液体と接する第１面を有する流路が形成され、前記流路の中央を前記液体が第２方向に流れるように設けられた基体と、
前記第１面を局所的に加熱してマイクロバブルを形成するための加熱部とを備え、
前記加熱部は、
前記第１面上に複数の被加熱領域を形成し、
前記複数の被加熱領域の各々内に、相対的に高温となる第１領域と、前記第１領域と隣接しておりかつ相対的に低温となる第２領域とを形成し、かつ
前記第１面に沿った前記第２方向において、前記複数の被加熱領域の各々の前記第１領域が前記第２領域に対して同じ側に配置されるように、設けられており、さらに、
前記加熱部は、前記第１面を加熱しているときに、前記流路の中央に前記第２方向に沿った前記液体の流れを形成するとともに、前記第１面の近傍に前記第２方向に沿った前記液体の流れを形成するように、設けられており、
前記基体は、前記液体が内部を流通するマイクロチューブとして構成されており、
前記マイクロチューブは、第１管部と、前記第１管部と直列に接続されている第２管部とを含み、
前記第２管部の中心軸の曲率は、前記第１管部の中心軸の曲率よりも大きく、
前記加熱部は、前記第１管部の前記第１面を局所的に加熱しかつ前記第１管部の中心軸に沿った方向に並んで配置された複数の第１加熱部と、前記第２管部の前記第１面を局所的に加熱かつ前記第２管部の中心軸に沿った方向に並んで配置された複数の第２加熱部とを含み、
前記マイクロチューブの延在方向において、前記複数の第２加熱部は、前記複数の第１加熱部よりも密に配置されており、
前記マイクロチューブの内部を流れる前記液体と、前記マイクロチューブの外部を流れる熱媒体とが熱交換する、熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液流発生装置および熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−２６３４９１号公報には、複数のマイクロチューブを備える熱交換器内に溜まったオイルを円滑に排出するために、下方に位置するマイクロチューブ内の冷媒流路の数が上方に位置するマイクロチューブ内の冷媒流路の数よりも多くされた熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６３４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、特定の流路を流れる液体の流速は、液体の粘性に起因して、流路の内周面に近づくにつれて低下する。この効果は、流路の内径が小さいほど、大きくなる。【０００５】
そのため、上記熱交換器のマイクロチューブの各冷媒流路の内周面近傍を流れる冷媒の流速は、マイクロチューブの各冷媒流路の中央を流れる冷媒の流速と比べて、顕著に低下する。その結果、上記熱交換器では、マイクロチューブの内部を流れる冷媒とマイクロチューブの外部を流れる空気との間の熱交換が行われるため、冷媒流路の内周面近傍を流れる冷媒の流速低下により熱交換器の熱交換性能の低下が引き起こされる。【０００６】
本開示の主たる目的は、流路の内周面近傍での流速低下を抑制するために、当該内周面近傍に液体の流れを生じさせる液流発生装置、およびそれを備える熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る液流発生装置は、液体を内部に保持し、かつ液体と接する第１面を有する基体と、第１面を局所的に加熱してマイクロバブルを形成するための加熱部とを備える。加熱部は、第１面に沿った第１方向に並んで配置された複数の被加熱領域を形成し、複数の被加熱領域の各々内に、相対的に高温となる第１領域と、第１領域と隣接しておりかつ相対的に低温となる第２領域とを形成し、かつ第１面に沿っておりかつ第１方向と交差する第２方向において、複数の被加熱領域の各々の第１領域が第２領域に対して同じ側に配置されるように、設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、流路の内周面近傍に液体の流れを生じさせる液流発生装置、およびそれを備える熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る液流発生装置の部分断面図である。
【図２】図１に示される液流発生装置の第１面を平面視した部分平面図である。
【図３】図２に示される第１被加熱領域の第１仮想直線Ｃ１上での温度分布を示すグラフである。
【図４】図１に示される液流発生装置によって生じるマイクロバブルおよび液流を示す部分平面図である。
【図５】実施の形態１に係る液流発生装置の変形例の部分断面図である。
【図６】実施の形態１に係る熱交換器の部分斜視断面図である。
【図７】実施の形態２に係る液流発生装置の第１面を平面視した部分平面図である。
【図８】図７に示される液流発生装置によって生じるマイクロバブルおよび液流を示す部分平面図である。
【図９】実施の形態２に係る熱交換器の部分斜視断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る液流発生装置の変形例の第１面を平面視した部分平面図である。
【図１１】実施の形態３に係る液流発生装置の部分断面図である。
【図１２】実施の形態４に係る液流発生装置の部分断面図である。
【図１３】図１２に示される液流発生装置の第１面を平面視した部分平面図である。
【図１４】実施の形態５に係る液流発生装置の第１面を平面視した部分平面図である。
【図１５】実施の形態５に係る熱交換器の部分斜視断面図である。
【図１６】実施の形態５に係る液流発生装置の変形例の第１面を平面視した部分平面図である。
【図１７】実施の形態１〜５に係る液流発生装置の他の変形例の第１面を平面視した部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１１】
実施の形態１．
＜液流発生装置の構成＞
図１〜図３に示されるように、実施の形態１に係る液流発生装置１００は、基体１０と、加熱部としての複数の第１レーザ光源３ａ〜３ｃおよび複数の第２レーザ光源４ａ〜４ｃとを備える。
【００１２】
図１に示されるように、基体１０は、内部に液体ＬＱを保持する。液体ＬＱは、液相の流体を有する任意の流体であればよく、例えば冷媒（液相冷媒または気液二相冷媒）である。
【００１３】
基体１０は、液体ＬＱと接する第１面１１と、第１面１１とは反対側に位置して液体ＬＱと接しない第２面１２とを有している。第１面１１は基体１０の内面であり、第２面１２は基体１０の外面である。第１面１１は、例えば平面である。基体１０は、例えば第２面１２を有する基板１と、第１面１１を有する薄膜２とを含む。
【００１４】
各第１レーザ光源３ａ〜３ｃから照射される第１レーザ光Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃおよび各第２レーザ光源４ａ〜４ｃから照射される第２レーザ光Ｌ４ａ〜Ｌ４ｃについて、基板１の透過率は薄膜２の透過率よりも高く、薄膜２の吸収率は基板１の吸収率よりも高い。
【００１５】
基板１を構成する材料は、第１レーザ光および第２レーザ光を透過する材料である。好ましくは基板１を構成する材料の熱伝導率は、薄膜２を構成する材料の熱伝導率よりも低い。基板１を構成する材料は、例えばガラス（ＳｉＯ2）である。
【００１６】
薄膜２を構成する材料は、第１レーザ光および第２レーザ光を吸収して、各レーザ光のエネルギーを熱エネルギーに変換（以下、光熱変換という）する任意の材料であればよいが、例えば金（Ａｕ）を含む。薄膜２は、例えば主な構成材料がＡｕでありかつ粒径がｎｍオーダーであるＡｕナノ粒子が凝集した膜である。なお、薄膜２は、Ａｕナノ粒子が任意の結合剤を介して結合した膜であってもよい。Ａｕナノ粒子の薄膜は、局在表面プラズモン共鳴により、その膜厚が薄い場合にも近赤外光をよく吸収して光熱交換作用を呈するため、薄膜２に有用である。この場合の薄膜２の厚みは、例えば０．００１μｍ以上０．０５μｍ以下である。薄膜２は、例えばスパッタリング法により成膜される。
【００１７】
図１に示されるように、複数の第１レーザ光源３ａ〜３ｃおよび複数の第２レーザ光源４ａ〜４ｃは、基体１０の外部に配置されている。複数の第１レーザ光源３ａ〜３ｃおよび複数の第２レーザ光源４ａ〜４ｃは、基体１０の第２面１２と対向するように配置されている。複数の第１レーザ光源３ａ〜３ｃおよび複数の第２レーザ光源４ａ〜４ｃは、第１面１１内の複数の被加熱領域６ｄ〜６ｆ（図２参照）をそれらの周囲の領域よりも局所的に高温として、各被加熱領域上にマイクロバブル５ａ〜５ｃを発生させるように、設けられている。
【００１８】
被加熱領域６ｄ〜６ｆは、第１レーザ光Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃのそれぞれを、面内に透過率分布を持つ光学フィルターを透過させることで設けてもよい。非加熱領域６ｄ〜６ｆは、第１レーザ光Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃをそれぞれ空間光変調器（ＳＬＭ）に入射させてレーザ光強度を空間的に変調させることで設けてもよい。
【００１９】
各第１レーザ光源３ａ〜３ｃは、第１レーザ光を第１面１１内の微小領域である第１領域３ｄ〜３ｆ（図２参照）に照射し、かつ第１レーザ光を第１領域３ｄ〜３ｆに集光するように設けられている。各第２レーザ光源４ａ〜４ｃは、第２レーザ光を第１面１１内の微小領域である第２領域４ｄ〜４ｆ（図２参照）に照射し、かつ第２レーザ光を第２領域４ｄ〜４ｆに集光するように設けられている。各第１レーザ光源３ａ〜３ｃおよび各第２レーザ光源４ａ〜４ｃは、例えば半導体レーザである。各レーザ光の集光には、例えばレンズが用いられる。
【００２０】
第１レーザ光および第２レーザ光の各波長は、薄膜２に吸収されやすい波長とされる。好ましくは、第１レーザ光および第２レーザ光は近赤外線である。好ましくは、第２レーザ光の波長は、第１レーザ光の波長と等しい。一方で、第２レーザ光の強度は、第１レーザ光の強度よりも弱い。
【００２１】
図１に示されるように、第１レーザ光源３ａ〜３ｃから照射された第１レーザ光Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃが第１面１１に入射する角度は、０度超え９０度以下であり、例えば９０度である。第２レーザ光源４ａ〜４ｃから照射された第２レーザ光Ｌ４ａ〜Ｌ４ｃが第１面１１に入射する角度は、例えば０度超えであって、第１レーザ光Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃが第１面１１に入射する角度未満である。第２レーザ光源４ａ〜４ｃと第１面１１との間の距離は、例えば第１レーザ光源３ａ〜３ｃと第１面１１との間の距離よりも短い。
【００２２】
図１および図２に示されるように、第１レーザ光源３ａにより第１レーザ光が照射される第１領域３ｄは、第２レーザ光源４ａにより第２レーザ光が照射される第２領域４ｄと、Ｙ方向において隣接する。本明細書にて用いられる用語「隣接」には、第１領域および第２領域の各外縁が接している状態、第１領域および第２領域の各一部が重なっている状態、ならびに第１領域３ｄと第２領域４ｄが互いにＹ方向について離隔している状態が含まれる。第１領域３ｄと第２領域４ｄが互いにＹ方向について離隔している距離は、好ましくは第２領域４ｄの直径の２倍以下であり、より好ましくは、第２領域４ｄの直径以下である。第１領域３ｄと第２領域４ｄとの位置関係は、液体ＬＱに生じさせたいマイクロスケール流れ７（図４参照）の向きに応じて、設定される。
【００２３】
第１領域３ｄおよび第２領域４ｄは、第１領域３ｄおよび第２領域４ｄの周囲の領域よりも局所的に高温とされる。つまり、第１領域３ｄおよび第２領域４ｄは、１つの被加熱領域を構成している。以下では、第１領域３ｄおよび第２領域４ｄにより構成される被加熱領域を第１被加熱領域６ｄとよぶ。第１被加熱領域６ｄは、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱される。第１被加熱領域６ｄの周囲の領域は、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱されない。
【００２４】
図１および図２に示されるように、第１レーザ光源３ｂにより第１レーザ光が照射される第１領域３ｅは、第２レーザ光源４ｂにより第２レーザ光が照射される第２領域４ｅと、Ｙ方向において隣接する。第１領域３ｅと第２領域４ｅとの位置関係は、液体ＬＱに生じさせたいマイクロスケール流れ７（図４参照）の向きに応じて、設定される。第１領域３ｅおよび第２領域４ｅは、第１領域３ｅおよび第２領域４ｅの周囲の領域よりも局所的に高温とされる。つまり、第１領域３ｅおよび第２領域４ｅは、１つの被加熱領域を構成している。以下では、第１領域３ｅおよび第２領域４ｅにより構成される被加熱領域を第２被加熱領域６ｅとよぶ。第２被加熱領域６ｅは、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱される。第２被加熱領域６ｅの周囲の領域は、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱されない。
【００２５】
図１および図２に示されるように、第１レーザ光源３ｃにより第１レーザ光が照射される第１領域３ｆは、第２レーザ光源４ｃにより第２レーザ光が照射される第２領域４ｆと、Ｙ方向において隣接する。第１領域３ｆと第２領域４ｆとの位置関係は、液体ＬＱに生じさせたいマイクロスケール流れ７（図４参照）の向きに応じて、設定される。第１領域３ｆおよび第２領域４ｆは、第１領域３ｆおよび第２領域４ｆの周囲の領域よりも局所的に高温とされる。つまり、第１領域３ｆおよび第２領域４ｆは、１つの被加熱領域を構成している。以下では、第１領域３ｆおよび第２領域４ｆにより構成される被加熱領域を第３被加熱領域６ｆとよぶ。第３被加熱領域６ｆは、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱される。第３被加熱領域６ｆの周囲の領域は、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱されない。
【００２６】
図２に示されるように、第１領域３ｄ〜３ｆおよび第２領域４ｄ〜４ｆの各平面形状は、例えば円形状である。第１領域３ｄ〜３ｆの各面積は、例えば第２領域４ｄ〜４ｆの各面積よりも大きい。第２領域４ｄは、例えば第１領域３ｄと外接していてもよく、互いに一部重なっていてもよく、互いに離隔していてもよい。互いに離隔する距離は、好ましくは第２領域４ｄの直径の２倍以下であり、より好ましくは、第２領域４ｄの直径以下である。
【００２７】
図２において点線で示される第１仮想直線Ｃ１は、第１レーザ光源３ａおよび第２レーザ光源４ａにより加熱されている第１面１１を平面視したときに、第１被加熱領域６ｄの第１最高温部６１ｄを通る仮想直線である。第１仮想直線Ｃ１は、第１仮想直線Ｃ１上で第１最高温部６１ｄに対する一方の側に位置する第１部分６５ｄの平均温度と第１最高温部６１ｄに対する他方の側に位置する第２部分６６ｄの平均温度の差が最大となるように設定される。第１最高温部６１ｄに対する「一方の側」は、液体ＬＱが流れるべき方向の下流側として設定される。第１最高温部６１ｄに対する「他方の側」は、液体ＬＱが流れるべき方向の上流側として設定される。第１最高温部６１ｄの到達温度は、第１最高温部６１ｄ上にマイクロバブルを発生させる温度である。
【００２８】
第１仮想直線Ｃ１上の第１被加熱領域６ｄの上記一方の側の端部を第１端部６３ｄとし、第１仮想直線Ｃ１上の第１被加熱領域６ｄの上記他方の側の端部を第２端部６４ｄとする。第１端部６３ｄは、第１領域３ｄの周囲の領域との境界部であり、第１領域３ｄにおいて周囲の領域に対する温度上昇が測定され得る最外周部分である。第２端部６４ｄは、第２領域４ｄの周囲の領域との境界部であり、第２領域４ｄにおいて周囲の領域に対する温度上昇が測定され得る最外周部分である。第１部分６５ｄは第１最高温部６１ｄと第１端部６３ｄとの間に位置する部分である。第２部分６６ｄは第１最高温部６１ｄと第２端部６４ｄとの間に位置する部分である。
【００２９】
第１最高温部６１ｄは、例えば第１被加熱領域６ｄのＸ方向およびＹ方向の中心を含む。この場合、第１仮想直線Ｃ１は、第１被加熱領域６ｄの中心を通る仮想直線である。第１部分６５ｄは、第１仮想直線Ｃ１上で第１被加熱領域６ｄの中心に対する上記一方の側に位置する部分である。第２部分６６ｄは、第１仮想直線Ｃ１上で第１被加熱領域６ｄの中心に対する上記他方の側に位置する部分である。
【００３０】
図３に示されるように、第１仮想直線Ｃ１上での温度分布は、第１最高温部６１ｄに対して非対称となる。第１仮想直線Ｃ１上での温度分布は、第１被加熱領域６ｄの中心に対して非対称となる。第１部分６５ｄの平均温度は、第２部分６６ｄの平均温度よりも高い。
【００３１】
図２において点線で示される第２仮想直線Ｃ２は、第１レーザ光源３ｂおよび第２レーザ光源４ｂにより加熱されている第１面１１を平面視したときに、第２被加熱領域６ｅの第２最高温部６１ｅを通る仮想直線である。第２仮想直線Ｃ２は、第２仮想直線Ｃ２上で第２最高温部６１ｅに対する上記一方の側に位置する第３部分６５ｅの平均温度と他方の側に位置する第４部分６６ｅの平均温度の差が最大となるように設定される。
【００３２】
第２仮想直線Ｃ２上の第２被加熱領域６ｅに対する上記一方の側の端部を第１端部６３ｅとし、第２仮想直線Ｃ２上の第２被加熱領域６ｅの上記他方の側の端部を第２端部６４ｅとする。第１端部６３ｅは、第１領域３ｅの周囲の領域との境界部であり、第１領域３ｅにおいて周囲の領域に対する温度上昇が測定され得る最外周部分である。第２端部６４ｅは、第２領域４ｅの周囲の領域との境界部であり、第２領域４ｅにおいて周囲の領域に対する温度上昇が測定され得る最外周部分である。第３部分６５ｅは第２最高温部６１ｅと第１端部６３ｅとの間に位置する部分である。第４部分６６ｅは第２最高温部６１ｅと第２端部６４ｅとの間に位置する部分である。
【００３３】
第２最高温部６１ｅは、例えば第２被加熱領域６ｅのＸ方向およびＹ方向の中心を含む。この場合、第２仮想直線Ｃ２は、第２被加熱領域６ｅの中心を通る仮想直線である。第３部分６５ｅは、第２仮想直線Ｃ２上で第２被加熱領域６ｅの中心に対する上記一方の側に位置する部分である。第４部分６６ｅは、第２仮想直線Ｃ２上で第２被加熱領域６ｅの中心に対する上記他方の側に位置する部分である。
【００３４】
第２仮想直線Ｃ２上での温度分布は、第２最高温部６１ｅに対して非対称となる。第２仮想直線Ｃ２上での温度分布は、第２被加熱領域６ｅの中心に対して非対称となる。第３部分６５ｅの平均温度は、第４部分６６ｅの平均温度よりも高い。
【００３５】
図２において点線で示される第３仮想直線Ｃ３は、第１レーザ光源３ｃおよび第２レーザ光源４ｃにより加熱されている第１面１１を平面視したときに、第３被加熱領域６ｆの第３最高温部６１ｆを通る仮想直線である。第３仮想直線Ｃ３は、第３仮想直線Ｃ３上で第３最高温部６１ｆに対する上記一方の側に位置する第５部分６５ｆの平均温度と他方の側に位置する第６部分６６ｆの平均温度の差が最大となるように設定される。
【００３６】
第３仮想直線Ｃ３上の第３被加熱領域６ｆの上記一方の側の端部を第１端部６３ｆとし、第３仮想直線Ｃ３上の第３被加熱領域６ｆの上記他方の側の端部を第２端部６４ｆとする。第１端部６３ｆは、第１領域３ｆの周囲の領域との境界部であり、第１領域３ｆにおいて周囲の領域に対する温度上昇が測定され得る最外周部分である。第２端部６４ｆは、第２領域４ｆの周囲の領域との境界部であり、第２領域４ｆにおいて周囲の領域に対する温度上昇が測定され得る最外周部分である。第５部分６５ｆは第３最高温部６１ｆと第１端部６３ｆとの間に位置する部分である。第６部分６６ｆは第３最高温部６１ｆと第２端部６４ｆとの間に位置する部分である。
【００３７】
第３最高温部６１ｆは、例えば第３被加熱領域６ｆのＸ方向およびＹ方向の中心を含む。この場合、第３仮想直線Ｃ３は、第３被加熱領域６ｆの中心を通る仮想直線である。第５部分６５ｆは、第３仮想直線Ｃ３上で第３被加熱領域６ｆの中心に対する上記一方の側に位置する部分である。第６部分６６ｆは、第３仮想直線Ｃ３上で第３被加熱領域６ｆの中心に対する上記他方の側に位置する部分である。
【００３８】
第３仮想直線Ｃ３上での温度分布は、第３最高温部６１ｆに対して非対称となる。第３仮想直線Ｃ３上での温度分布は、第３被加熱領域６ｆの中心に対して非対称となる。第５部分６５ｆの平均温度は、第６部分６６ｆの平均温度よりも高い。
【００３９】
図２に示されるように、第１被加熱領域６ｄにおいて、平均温度が相対的に高い第１部分６５ｄは、平均温度が相対的に低い第２部分６６ｄに対して上記一方の側に配置されている。第２被加熱領域６ｅにおいて、平均温度が相対的に高い第３部分６５ｅは、平均温度が相対的に低い第４部分６６ｅに対して上記一方の側に配置されている。第３被加熱領域６ｆにおいて、平均温度が相対的に高い第５部分６５ｆは、平均温度が相対的に低い第６部分６６ｆに対し上記一方の側に配置されている。つまり、各被加熱領域において平均温度が相対的に高い部分は平均温度が相対的に低い部分に対して液体ＬＱが流れるべき方向の下流側に配置されている。
【００４０】
第１仮想直線Ｃ１上において第２部分６６ｄから第１部分６５ｄに向かう方向と、第２仮想直線Ｃ２上において第４部分６６ｅから第３部分６５ｅに向かう方向とは、反転しない。第２領域４ｄから第１領域３ｄに向かう方向と、第２領域４ｅから第１領域３ｅに向かう方向とは、反転しない。第２仮想直線Ｃ２上において第４部分６６ｅから第３部分６５ｅに向かう方向と、第３仮想直線Ｃ３上において第６部分６６ｆから第５部分６５ｆに向かう方向とは、反転しない。第２領域４ｅから第１領域３ｅに向かう方向と、第２領域４ｆから第１領域３ｆに向かう方向とは、反転しない。
【００４１】
図２に示されるように、第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３の各々は、互いに平行である。つまり、第１仮想直線Ｃ１が第２仮想直線Ｃ２に対して成す角度は０度である。第２仮想直線Ｃ２が第３仮想直線Ｃ３に対して成す角度は０度である。
【００４２】
なお、本明細書では、液体ＬＱが流れるべき第２方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交しかつ第１面１１に沿った第１方向をＸ方向とし、Ｙ方向およびＸ方向と直交する第３方向、すなわち第１面１１に直交する方向、をＺ方向とする。
【００４３】
図２に示されるように、第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、Ｘ方向に間隔を隔てて並んで配置される。言い換えると、第１被加熱領域６ｄ、第２被加熱領域６ｅ、および第３被加熱領域６ｆは、Ｘ方向に間隔を隔てて並んで配置されている。第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、互いに平行である。好ましくは、第１最高温部６１ｄと第２最高温部６１ｅとの間の距離δは、５００μｍ未満である。第２最高温部６１ｅと第３最高温部６１ｆとの間の距離δは、５００μｍ未満である。
【００４４】
＜作用効果＞
液流発生装置１００の作用を、加熱部として複数の第１レーザ光源３ａ〜３ｃのみを備える液流発生装置（以下、比較例の液流発生装置とよぶ）の作用と対比して説明する。
【００４５】
まず、比較例の液流発生装置では、第１面１１上には第１領域３ｄ〜３ｆのみが形成される。この場合、第１領域３ｄ〜３ｆの各最高温部を通るいずれの仮想直線においても、該仮想直線上の最高温部に対して一方の側の部分の平均温度と他方の側の部分の平均温度とは等しくなる。そのため、比較例に係る液流発生装置では、第１仮想直線Ｃ１は設定されない。つまり、第１面１１に沿ったいずれの方向においても、第１領域３ｄ〜３ｆの温度分布は最高温部を中心に対称に形成される。その結果、第１面１１に沿ったいずれの方向においても、第１領域３ｄ〜３ｆの各々に接する液体が第１領域３ｄ〜３ｆによって加熱されて蒸発することにより形成された各マイクロバブルの表面の温度分布は最高温部を中心に対称に形成される。この場合、第１面１１に沿ったいずれの方向においても各マイクロバブルの表面張力の分布が最高温部に対して一様に形成されるため、第１面１１に沿った方向への液体の流れ（マイクロスケール流）は生じない。
【００４６】
これに対し、液流発生装置１００では、第１面１１上には第１領域３ｄ〜３ｆに加えて第２領域４ｄ〜４ｆが形成され、かつ第１領域３ｄ〜３ｆの各々が第２領域４ｄ〜４ｆの各々に対してＹ方向の同じ側に配置される。その結果、上述のように第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３が設定される。つまり、第１仮想直線Ｃ１上での第１被加熱領域６ｄの温度分布は第１最高温部６１ｄに対して非対称に形成される。第２仮想直線Ｃ２上での第２被加熱領域６ｅの温度分布は第２最高温部６１ｅに対して非対称に形成される。第３仮想直線Ｃ３上での第３被加熱領域６ｆの温度分布は第３最高温部６１ｆに対して非対称に形成される。
【００４７】
これにより、第１被加熱領域６ｄに接する液体が第１被加熱領域６ｄによって加熱されて蒸発することにより第１最高温部６１ｄ上に形成されたマイクロバブル５ａに接する液体ＬＱの表面の温度分布は、第１仮想直線Ｃ１上において第１最高温部６１ｄに対して非対称に形成される。上記温度分布に起因して、マイクロバブル５ａに接する液体ＬＱの表面張力の分布も第１最高温部６１ｄに対して非対称に形成される。具体的には、第１領域３ｄの温度が第２領域４ｄの温度よりも高いため、マイクロバブル５ａに接する液体ＬＱの表面張力は第１仮想直線Ｃ１に沿った方向において第１領域３ｄから第２領域４ｄに向かって増加する。
【００４８】
特に、第１仮想直線Ｃ１上の第１部分６５ｄの平均温度と第２部分６６ｄの平均温度との差は第１領域３ｄ〜３ｆの各最高温部を通る任意の仮想直線の中で最大であるため、第１仮想直線Ｃ１上での第１被加熱領域６ｄの温度分布の非対称性は、第１領域３ｄ〜３ｆの各最高温部を通る任意の仮想直線上での当該非対称性の中で最大となる。そのため、マイクロバブル５ａに接する液体ＬＱの表面張力の勾配は、第１仮想直線Ｃ１に沿った方向において最大となる。この表面張力の勾配により、マイクロバブル５ａの周囲には、いわゆるマランゴニ対流７ａ（図４参照）が生じる。マランゴニ対流７ａの向きは、第１仮想直線Ｃ１に沿ったＹ方向において第２領域４ｄから第１領域３ｄに向かう。
【００４９】
同様のメカニズムにより、マイクロバブル５ｂの周囲にはマランゴニ対流７ｂ（図４参照）が生じ、マイクロバブル５ｃの周囲にはマランゴニ対流７ｃ（図４参照）が生じる。すなわち、第２被加熱領域６ｅ上に形成されたマイクロバブル５ｂに接する液体ＬＱの表面の温度分布は、第２仮想直線Ｃ２上において第２最高温部６１ｅに対して非対称に形成される。第３被加熱領域６ｆ上に形成されたマイクロバブル５ｃに接する液体ＬＱの表面の温度分布は、第３仮想直線Ｃ３上において第３最高温部６１ｆに対して非対称に形成される。これにより、マイクロバブル５ｂに接する液体ＬＱの表面張力は第２仮想直線Ｃ２に沿った方向において第１領域３ｅから第２領域４ｅに向かって増加し、マイクロバブル５ｃに接する液体ＬＱの表面張力は第３仮想直線Ｃ３に沿った方向において第１領域３ｆから第２領域４ｆに向かって増加する。その結果、マランゴニ対流７ｂおよびマランゴニ対流７ｃが生じる。
【００５０】
さらに、各被加熱領域において、平均温度が相対的に高い部分は、平均温度が相対的に低い部分に対して液体ＬＱが流れるべき方向の下流側に配置されている。
【００５１】
そのため、マランゴニ対流７ａ、マランゴニ対流７ｂおよびマランゴニ対流７ｃの各々は、液体ＬＱが流れるべき方向の上流側から下流側に流れ、第１面１１の近傍にはマイクロスケール流れ７が形成される。
【００５２】
さらに、第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、互いに平行である。このようにすれば、マランゴニ対流７ａ、マランゴニ対流７ｂおよびマランゴニ対流７ｃの各々の向きは同一となる。
【００５３】
液流発生装置１００では、第１最高温部６１ｄと第２最高温部６１ｅとの間の距離δは、５００μｍ未満である。第２最高温部６１ｅと第３最高温部６１ｆとの間の距離δは、５００μｍ未満である。このようにすれば、距離δが５００μｍよりも長い場合と比べて、マランゴニ対流７ａとマランゴニ対流７ｂとが密に形成されるため、マイクロスケール流れ７が速くなる。
【００５４】
液流発生装置１００では、基板１を構成する材料の熱伝導率が薄膜２を構成する材料の熱伝導率よりも低い。そのため、薄膜２の被加熱領域において光熱変換により生じた熱が基板１に拡散しにくく、レーザ光が照射された被加熱領域の温度が高く保持される。その結果、液流発生装置１００では、基板１を構成する材料の熱伝導率が薄膜２を構成する材料の熱伝導率と同等以上とされている場合と比べて、マイクロバブルを発生するために必要とされるエネルギーが低減される。
【００５５】
（変形例）
図１に示される第１面１１は平面であるが、これに限られるものではない。図５に示されるように、第１面１１は曲面であってもよい。第１仮想直線Ｃ１および第２仮想直線Ｃ２と交差する断面において、第１面１１の曲率中心は、例えば第１面１１に対して基体１０とは反対側に配置されている。異なる観点から言えば、基体１０は管状に設けられており、第１面１１はその内周面として構成されていてもよい。好ましくは、第１仮想直線Ｃ１と第２仮想直線Ｃ２とは、基体１０の周方向において互いに間隔を隔てて配置されており、かつ基体１０の軸方向に沿って延びている。
【００５６】
図２に示される第２領域４ｄは、第１領域３ｄと外接しているが、これに限られるものではない。第２領域４ｄの一部は第１領域３ｄの一部と重なるように形成されていてもよい。
【００５７】
図１および図２には、３つの第１レーザ光源３ａ〜３ｃと３つの第２レーザ光源４ａ〜４ｃとが図示されているが、第１レーザ光源および第２レーザ光源の数は特に制限されない。液流発生装置１００は４つ以上の第１レーザ光源３ａ〜３ｃと４つ以上の第２レーザ光源４ａ〜４ｃとを備えていてもよい。また、液流発生装置１００は、２つの第１レーザ光源３ａ，３ｂと２つの第２レーザ光源４ａ，４ｂのみを備えていてもよい。
【００５８】
また、図２に示される複数の被加熱領域６ｄ〜６ｆの各々は、第１領域３ｄ〜３ｆと第２領域４ｄ〜４ｆとにより構成されているが、第１領域３ｄ〜３ｆおよび第２領域４ｄ〜４ｆに加えて他の領域を含んでいてもよい。当該他の領域は、例えば第２レーザ光よりも強度が低い第３レーザ光が照射される領域であり、第２領域に対して第１領域とは反対側に配置される。
【００５９】
＜熱交換器の構成＞
図６に示される熱交換器２００は、液流発生装置１００を備え、基体１０がマイクロチューブ２０として構成されている。マイクロチューブ２０の内部には、冷媒が流通する複数の流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃが形成されている。各流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの延在方向が、冷媒が流れるべき方向である。基体１０の第１面１１は、流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内周面２１として構成されている。基体１０の第２面１２は、マイクロチューブ２０の外周面２２として構成されている。各流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内径はμｍオーダーである。
【００６０】
好ましくは、液流発生装置１００は、加熱部として、複数の第１レーザ光源３ａ〜３ｃから照射された各第１レーザ光を各第１領域３ｄ〜３ｆに導く第１光ファイバー８ａ〜８ｃと、複数の第２レーザ光源４ａ〜４ｃから照射された各第２レーザ光を各第２領域４ｄ〜４ｆに導く第２光ファイバー９ａ〜９ｃとをさらに備える。マイクロチューブ２０の周囲において、１つの光ファイバーが配置されるために必要とされるスペースは１つのレーザ光源が配置されるために必要とされるスペースよりも小さくされ得る。そのため、上記構成によれば、レーザ光源から各被加熱領域に直接レーザ光を照射する場合と比べて、被加熱領域が密に配置され得る。
【００６１】
マイクロチューブ２０の外部には、空気等の気体が流通する風路が形成されている。熱交換器２００では、マイクロチューブ２０の各流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃを流れる冷媒とマイクロチューブ２０の外部を流れる気体とが熱交換する。
【００６２】
図６に示される熱交換器２００では、第１仮想直線Ｃ１が設定される第１被加熱領域と、第２仮想直線Ｃ２が設定される第２被加熱領域とは、互いに異なる流路上に形成されている。第１仮想直線Ｃ１は第１流路２０ａに配置される。第２仮想直線Ｃ２は第２流路２０ｂに配置される。第３仮想直線Ｃ３は第３流路２０ｃに配置される。第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、各流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの延在方向に沿うように設定される。
【００６３】
このようにすれば、液流発生装置１００により、マイクロチューブ２０の各流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内周面２１の近傍にマイクロスケール流れが形成され得る。そのため、各流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内周面２１の近傍に形成されるマイクロスケール流れの流速は、液流発生装置１００を備えない従来の熱交換器での各流路の内周面近傍の冷媒の流速よりも速くなる。その結果、熱交換器２００の熱交換性能は、液流発生装置１００を備えない従来の熱交換器の熱交換性能と比べて高くなる。
【００６４】
第１仮想直線Ｃ１は、例えば第１流路２０ａの内周面２１のうち、外周面２２との間の距離が最も短い領域上に配置される。第２仮想直線Ｃ２は、例えば第２流路２０ｂの内周面２１のうち、外周面２２との間の距離が最も短い領域上に配置される。第３仮想直線Ｃ３は、例えば第３流路２０ｃの内周面２１のうち、外周面２２との間の距離が最も短い領域上に配置される。このようにすれば、熱交換器２００の熱交換性能が効果的に高められる。
【００６５】
なお、熱交換器２００では、第１被加熱領域および第２被加熱領域がマイクロチューブ２０の１つの流路２０ａの内周面２１上に形成されてもよい。言い換えると、第１仮想直線Ｃ１および第２仮想直線Ｃ２は、１つの流路２０ａの内周面２１上に設定されてもよい。この場合、第１被加熱領域および第２被加熱領域は、内周面２１の周方向に並んで配置される。このようにすれば、１つの流路２０ａ内に複数のマイクロスケール流れ７が形成されるため、１つの流路２０ａ内に１つのマイクロスケール流れ７が形成される場合と比べて、当該流路２０ａを流れる冷媒の流速が速くなり、熱交換性能が高くなる。
【００６６】
（変形例）
なお、熱交換器２００では、第１被加熱領域と第２被加熱領域とが１つの流路上に形成されていてもよい。第１被加熱領域と第２被加熱領域とが１つの流路の周方向において間隔を隔てて配置されていてもよい。
【００６７】
実施の形態２．
＜液流発生装置の構成＞
実施の形態２に係る液流発生装置は、実施の形態１に係る液流発生装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、図７に示されるように、第４被加熱領域６ｄ２がＹ方向において第１被加熱領域６ｄと間隔を隔てて形成されている点で、液流発生装置１００とは異なる。
【００６８】
実施の形態２に係る液流発生装置は、第１レーザ光源３ａ〜３ｃに加えて、第１領域３ｄ２に第１レーザ光を照射する第１レーザ光源（図示しない）と、第２領域４ｄ２に第２レーザ光を照射する第２レーザ光源（図示しない）とをさらに備えている。第１領域３ｄ２に第１レーザ光を照射する第１レーザ光源は、第１領域３ｄに第１レーザ光を照射する第１レーザ光源３ａ（図１参照）と、Ｙ方向に間隔を隔てて配置されている。上記第１レーザ光源は、第１レーザ光源３ａ〜３ｃと同様の構成を備えている。第２領域４ｄ２に第２レーザ光を照射する第２レーザ光源は、第２領域４ｄに第２レーザ光を照射する第２レーザ光源４ａ（図１参照）と、Ｙ方向に間隔を隔てて配置されている。上記第２レーザ光源は、第２レーザ光源４ａ〜４ｃと同様の構成を備えている。
【００６９】
図７に示されるように、第４被加熱領域６ｄ２は、第１領域３ｄ２および第２領域４ｄ２により構成される。第１領域３ｄ２および第２領域４ｄ２は、第１領域３ｄ２および第２領域４ｄ２の周囲の領域よりも局所的に高温とされる。第１領域３ｄ２は、第１領域３ｄと同様の構成を備えている。第２領域４ｄ２は、第２領域４ｄと同様の構成を備えている。
【００７０】
第１被加熱領域６ｄと第４被加熱領域６ｄ２との間のＹ方向の距離は、安定に生成するマイクロバブルの直径が約１０μｍであって、マイクロバブル同士の干渉を避けるため例えば１０μｍ以上である。
【００７１】
図７において点線で示される第１仮想直線Ｃ１は、図２に示される第１仮想直線Ｃ１と同様の構成を備えている。
【００７２】
第４被加熱領域６ｄ２の第４最高温部６１ｄ２は、第１仮想直線Ｃ１上に配置される。これにより、第１レーザ光源および第２レーザ光源により加熱されている第１面１１を平面視したときに、第４被加熱領域６ｄ２により生じるマイクロバブル５ｄ２、および第１被加熱領域６ｄより生じるマイクロバブル５ｄは、第１仮想直線Ｃ１上に配置される。第１仮想直線Ｃ１上で第４最高温部６１ｄ２に対して上記一方の側に位置する第７部分６５ｄ２の平均温度は、第４最高温部６１ｄ２に対して上記他方の側に位置する第８部分６６ｄ２の平均温度よりも高い。第７部分６５ｄ２は、第４最高温部６１ｄ２に対して第１被加熱領域６ｄとは反対側に位置する。第８部分６６ｄ２は、第４最高温部６１ｄ２に対して第１被加熱領域６ｄ側に位置する。
【００７３】
好ましくは、第１仮想直線Ｃ１上に位置する第７部分６５ｄ２および第８部分６６ｄ２の各平均温度の差は、第４最高温部６１ｄ２を通る任意の仮想直線上にて第４最高温部６１ｄ２に対して一方の側に位置する部分の平均温度と他方の側に位置する部分の平均温度との差のうち、最大である。
【００７４】
第４被加熱領域６ｄ２の第４最高温部６１ｄ２は、例えば第４被加熱領域６ｄ２の中心を含む。この場合、第４被加熱領域６ｄ２の中心は、第１仮想直線Ｃ１上に配置される。第７部分６５ｄ２は、第１仮想直線Ｃ１上で第４被加熱領域６ｄ２の中心に対して上記一方の側に位置する部分である。第８部分６６ｄ２は、第１仮想直線Ｃ１上で第４被加熱領域６ｄ２の中心に対して上記他方の側に位置する部分である。
【００７５】
異なる観点から言えば、実施の形態２に係る液流発生装置では、第４仮想直線Ｃ４が設定される。第４仮想直線Ｃ４は、第１レーザ光源および第２レーザ光源により加熱されている第１面１１を平面視したときに、第４被加熱領域６ｄ２の第４最高温部６１ｄ２を通る仮想直線である。第４仮想直線Ｃ４上で第４最高温部６１ｄ２に対する上記一方の側に位置する部分の平均温度が第４最高温部６１ｄ２に対する他方の側に位置する部分の平均温度よりも高く、かつ両部分の平均温度の差が最大となるように引かれたものである。第４仮想直線Ｃ４は第１仮想直線Ｃ１と連なるように設定される。第４仮想直線Ｃ４は、例えば第１仮想直線Ｃ１と重なるように設定される。
【００７６】
＜作用効果＞
実施の形態２に係る液流発生装置は、実施の形態１に係る液流発生装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、液流発生装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
さらに、実施の形態２に係る液流発生装置では、第１仮想直線Ｃ１上での第４被加熱領域６ｄ２の温度分布が第４最高温部６１ｄ２に対して非対称に形成される。そのため、図８に示されるように、第４被加熱領域６ｄ２に接する液体が第４被加熱領域６ｄ２によって加熱されて蒸発することにより形成されたマイクロバブル５ｄ２に接する液体ＬＱの表面の温度分布は、第１仮想直線Ｃ１上において第４最高温部６１ｄ２に対して非対称に形成される。マイクロバブル５ｄ２に接する液体ＬＱの表面張力の分布も第４最高温部６１ｄ２に対して非対称に形成される。
【００７８】
これにより、図８に示されるように、マランゴニ対流７ａ２がマランゴニ対流７ａの下流に形成され、かつマランゴニ対流７ａ２はマランゴニ対流７ａに逆らわない。その結果、実施の形態２に係る液流発生装置により生じるマイクロスケール流れ７は、実施の形態１に係る液流発生装置１００により生じるマイクロスケール流れ７と比べて、Ｙ方向に長くなる。
【００７９】
マイクロスケール流れ７の流速は、第１面１１上での摩擦により、マイクロバブル５ａから離れるほど減少する。第１被加熱領域６ｄと第４被加熱領域６ｄ２とのＹ方向の距離が１０μｍ以下であれば、マイクロスケール流れ７を液体ＬＱが流れるべきＹ方向に延ばすことができる。
【００８０】
さらに、第４仮想直線Ｃ４が第１仮想直線Ｃ１と重なるように設定されれば、マランゴニ対流７ａ２がマランゴニ対流７ａと同じ方向を向くため、液体ＬＱが当該方向に効率的に流れる。
【００８１】
図７に示されるように、実施の形態２に係る液流発生装置では、Ｘ方向およびＹ方向において互いに間隔を隔てて配置された複数の被加熱領域６ｄ３，６ｅ２，６ｅ３，６ｆ２，６ｆ３がさらに形成されてもよい。
【００８２】
複数の被加熱領域６ｄ３，６ｅ２，６ｅ３，６ｆ２，６ｆ３の各々は、第１被加熱領域６ｄ、第２被加熱領域６ｅ、第３被加熱領域６ｆ、および第４被加熱領域６ｄ２と同様の構成を備えている。
【００８３】
被加熱領域６ｄ３の最高温部は、第１仮想直線Ｃ１上に配置される。第１被加熱領域６ｄの第１最高温部６１ｄ、第４被加熱領域６ｄ２の第４最高温部６１ｄ２、および被加熱領域６ｄ３の最高温部は、第１仮想直線Ｃ１上に並んで配置される。
【００８４】
被加熱領域６ｅ２，６ｅ３の各最高温部は、第２仮想直線Ｃ２上に配置される。第２被加熱領域６ｅの第２最高温部６１ｅ、および被加熱領域６ｅ２，６ｅ３の各最高温部は、第２仮想直線Ｃ２上に並んで配置される。
【００８５】
被加熱領域６ｆ２，６ｆ３の各最高温部は、第３仮想直線Ｃ３上に配置される。第３被加熱領域６ｆの第３最高温部６１ｆ、および被加熱領域６ｆ２，６ｆ３の各最高温部は、第３仮想直線Ｃ３上に並んで配置される。
【００８６】
第１被加熱領域６ｄ、第２被加熱領域６ｅ、第３被加熱領域６ｆ、第４被加熱領域６ｄ２、および複数の被加熱領域６ｄ３，６ｅ２，６ｅ３，６ｆ２，６ｆ３の各々の第１領域に対する第２領域の相対的な位置関係は、同等である。
【００８７】
このようにすれば、マイクロスケール流れ７が、Ｘ方向のより広い範囲にかつＹ方向のより長い領域に形成される。
【００８８】
＜熱交換器の構成＞
図９に示される熱交換器２０１は、実施の形態２に係る液流発生装置１０１を備え、基体１０がマイクロチューブ３０として構成されている。マイクロチューブ３０の内部には、冷媒が流通する少なくとも１つの流路が形成されている。マイクロチューブ３０の当該１つの流路の延在方向が、冷媒が流れるべき方向である。基体１０の第１面１１は、当該１つの流路の内周面３１として構成されている。基体１０の第２面１２は、マイクロチューブ３０の外周面３２として構成されている。当該流路の内径はμｍオーダーである。
【００８９】
図９に示されるように、熱交換器２０１では、複数の被加熱領域が内周面３１上に形成され、各被加熱領域は、マイクロチューブ３０の周方向Ｒに並んで配置されているとともに、マイクロチューブ３０の延在方向に並んで配置されている。
【００９０】
第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、上記周方向Ｒに並んで配置されている。第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３の各々は、複数の被加熱領域の最高温部を通るように設定される。
【００９１】
このようにすれば、液流発生装置１０１により、マイクロチューブ３０の内周面３１の近傍には、周方向に並んだ複数のマイクロスケール流れが形成され得る。そのため、内周面３１の近傍に形成される複数のマイクロスケール流れの各流速は、液流発生装置１０１を備えない従来の熱交換器での内周面近傍の冷媒の流速よりも速くなる。その結果、熱交換器２０１の熱交換性能は、液流発生装置１０１を備えない従来の熱交換器の熱交換性能と比べて高くなる。
【００９２】
図１０に示されるように、熱交換器２０１において、マイクロチューブ３０は、湾曲した形状を有していてもよい。マイクロチューブ３０は、順に直列に接続された、第１管部３３、第２管部３４、および第３管部３５を含む。第２管部３４の中心軸の曲率は、第１管部３３の中心軸の曲率、および第３管部３５の中心軸の曲率よりも大きい。
【００９３】
実施の形態２に係る液流発生装置は、第１管部３３の内周面３１を局所的に加熱する複数の第１加熱部と、第２管部３４の内周面３１を局所的に加熱する複数の第２加熱部と、第３管部３５の内周面３１を局所的に加熱する複数の第３加熱部とを備える。複数の第１加熱部、複数の第２加熱部、および複数の第３加熱部の各々は、第１レーザ光源および第２レーザ光源を含む。
【００９４】
複数の第１加熱部の各々は、第１管部３３の中心軸に沿った方向において並んで配置されている。複数の第２加熱部の各々は、第２管部３４の中心軸に沿った方向において並んで配置されている。複数の第３加熱部の各々は、第３管部３５の中心軸に沿った方向において並んで配置されている。
【００９５】
複数の第２加熱部は、複数の第１加熱部よりも、冷媒が流れるべき方向において密に配置されている。言い換えると、第２管部３４の中心軸に沿った方向における複数の第２加熱部間の最短距離は、第１管部３３の中心軸に沿った方向における複数の第１加熱部間の最短距離よりも短い。同様に、複数の第２加熱部は、複数の第３加熱部よりも、冷媒が流れるべき方向において密に配置される。言い換えると、第２管部３４の中心軸に沿った方向における複数の第２加熱部間の最短距離は、第３管部３５の中心軸に沿った方向における複数の第３加熱部間の最短距離よりも短い。
【００９６】
図１０に示される第１被加熱領域６ｄ、第４被加熱領域６ｄ２、および被加熱領域６ｄ３，６ｄ４，６ｄ５，６ｄ６，６ｄ７，６ｄ８，６ｄ９，６ｄ１０（以下、第１群の被加熱領域という）の各々は、マイクロチューブ３０の延在方向に並んで配置されている。第２被加熱領域６ｅ、被加熱領域６ｅ２，６ｅ３，６ｅ４，６ｅ５，６ｅ６，６ｅ７，６ｅ８，６ｅ９，６ｅ１０（以下、第２群の被加熱領域という）の各々は、マイクロチューブ３０の延在方向に並んで配置されている。
【００９７】
第１管部３３には、第１被加熱領域６ｄ、第４被加熱領域６ｄ２、被加熱領域６ｄ３、および第２被加熱領域６ｅ、被加熱領域６ｅ２，６ｅ３が配置される。第２管部３４には、被加熱領域６ｄ４，６ｄ５，６ｄ６，６ｄ７，６ｅ４，６ｅ５，６ｅ６，６ｅ７が配置される。第３管部３５には、被加熱領域６ｄ８，６ｄ９，６ｄ１０，６ｅ８，６ｅ９，６ｅ１０が配置される。
【００９８】
第２管部３４の被加熱領域６ｄ４，６ｄ５，６ｄ６，６ｄ７，６ｅ４，６ｅ５，６ｅ６，６ｅ７は、第１管部３３の第１被加熱領域６ｄ、第４被加熱領域６ｄ２、被加熱領域６ｄ３、および第２被加熱領域６ｅ、被加熱領域６ｅ２，６ｅ３と比べて、冷媒が流れるべき方向において密に配置されている。言い換えると、第２管部３４に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの被加熱領域間の最短距離Ｄ２は、第１管部３３に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの被加熱領域間の最短距離Ｄ１よりも短い。
【００９９】
第２管部３４の被加熱領域６ｄ４，６ｄ５，６ｄ６，６ｄ７，６ｅ４，６ｅ５，６ｅ６，６ｅ７は、第３管部３５の被加熱領域６ｄ８，６ｄ９，６ｄ１０，６ｅ８，６ｅ９，６ｅ１０と比べて、冷媒が流れるべき方向において密に配置されている。言い換えると、第２管部３４に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの被加熱領域間の最短距離Ｄ２は、第３管部３５に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの被加熱領域間の最短距離Ｄ３よりも短い。
【０１００】
第１群の被加熱領域のうち隣り合う２つの領域間の間隔は、当該２つの領域間の曲率が大きいほど、短い。同様に、第２群の被加熱領域のうち隣り合う２つの領域間の間隔は、当該２つの領域間の曲率が大きいほど、短い。
【０１０１】
第１管部３３に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの領域間の間隔は、例えば第２管部３４に近づくにつれて徐々に短くなる。同様に、第３管部３５に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの領域間の間隔は、例えば第２管部３４から遠ざかるにつれて徐々に長くなる。
【０１０２】
第１群の被加熱領域は、例えば第２群の被加熱領域よりも第２管部３４の曲率中心の近くに配置される。この場合、第１群の被加熱領域のうち第２管部３４内において隣り合う２つの領域間の間隔は、例えば第２群の被加熱領域のうち第２管部３４内において隣り合う２つの領域間の間隔よりも短い。
【０１０３】
曲率が相対的に大きい第２管部３４を流れる冷媒の圧力損失は、曲率が相対的に小さい第１管部３３および第３管部３５を流れる冷媒の圧力損失よりも大きくなる。そのため、第２管部３４に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの被加熱領域間の最短距離と第１管部３３に配置される複数の被加熱領域のうち隣り合う２つの被加熱領域間の最短距離とが等しい場合には、第２管部３４内のマイクロスケール流れ７の流速は第１管部３３内のマイクロスケール流れ７の流速よりも減少する。
【０１０４】
これに対し、図１０に示されるマイクロチューブ３０を備える熱交換器２０１では、冷媒が流れるべき方向において、第２管部３４の複数の被加熱領域が第１管部３３の複数の被加熱領域と比べて密に配置されている。そのため、マイクロチューブ３０では、圧力損失に起因した第２管部３４での冷媒の流速低下が抑制されている。
【０１０５】
なお、実施の形態２に係る液流発生装置１０１および熱交換器２０１において、複数の被加熱領域のＹ方向の各配列数が２以上であればよく、複数の被加熱領域のＸ方向の配列数は特に制限されない。
【０１０６】
実施の形態３．
図１１に示されるように、実施の形態３に係る液流発生装置１０２は、実施の形態１に係る液流発生装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、薄膜２を構成する材料が化合物半導体を含む点で、液流発生装置１００とは異なる。
【０１０７】
薄膜２を構成する材料は、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、およびヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）から成る群から選択される少なくとも１つを含む。上記１群の化合物半導体の各エネルギーバンドギャップは、１ｅＶ以下である。そのため、液流発生装置１０２では、薄膜２において光熱変換を起こすために必要とされるレーザ光のエネルギーも、１ｅＶ以下とすることができる。その結果、液流発生装置１０２においてマイクロバブルを発生するために必要とされるエネルギーは、液流発生装置１００と比べて低くなる。
【０１０８】
さらに、上記１群の化合物半導体の各熱伝導率は、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。そのため、液流発生装置１０２では、薄膜２の被加熱領域において光熱変換により生じた熱が薄膜２における被加熱領域の周囲の領域に拡散しにくく、被加熱領域の温度が高く保持される。その結果、液流発生装置１０２においてマイクロバブルを発生するために必要とされるエネルギーは、液流発生装置１００と比べて、さらに低くなる。
【０１０９】
さらに、上記１群の化合物半導体の強度は、複数のＡｕナノ粒子が凝集または結合剤を介して結合して成る薄膜の強度よりも高い。上記１群の化合物半導体では原子間が共有結合しているためである。そのため、液流発生装置１０２における薄膜２の耐衝撃性は、液流発生装置１００と比べて高い。
【０１１０】
このことから、液流発生装置１０２では、溶存気体量が比較的少ない液体ＬＱに流れを生じさせる液流発生装置に好適である。
【０１１１】
マイクロバブルの発生過程は、液体中の溶存気体量に影響することが知られている。溶存気体量が比較的大きい液体が加熱された場合には空気を主成分とするマイクロバブル（以下、空気マイクロバブルとよぶ）が発生し、溶存気体量が比較的小さい液体が加熱された場合には水蒸気を主成分とするマイクロバブル（以下、水蒸気マイクロバブルとよぶ））が発生する。
【０１１２】
水蒸気マイクロバブルの径は空気マイクロバブルの径よりも小さくなるため、水蒸気マイクロバブルに接する液体の表面張力の勾配は空気マイクロバブルでのそれと比べて大きくなる。その結果、水蒸気マイクロバブルにより生じるマランゴニ対流の流速は空気マイクロバブルにより生じるマランゴニ対流の流速よりも速くなり、水蒸気マイクロバブルにより生じるマイクロスケール流れの流速も空気マイクロバブルにより生じるマイクロスケール流れの流速よりも速くなる。
【０１１３】
一方で、水蒸気マイクロバブルの発生時に薄膜２に加えられる衝撃は、空気マイクロバブルの発生時に薄膜２に加えられる衝撃よりも大きいことが確認されている。そのため、薄膜２がＡｕナノ粒子の薄膜とされた液流発生装置１００を溶存気体量が比較的少ない液体ＬＱに流れを生じさせる目的で使用し続けた場合、薄膜２が水蒸気マイクロバブルが発生する際の衝撃を受け続けて破損するおそれがある。これに対し、液流発生装置１０２であれば、溶存気体量が比較的少ない液体ＬＱに流れを生じさせる目的で使用され続けた場合にも、薄膜２は水蒸気マイクロバブルが発生する際の衝撃に耐えることができる。
【０１１４】
なお、液流発生装置１０２は、溶存気体量が比較的多い液体ＬＱに流れを生じさせる液流発生装置にも好適である。
【０１１５】
実施の形態３に係る液流発生装置１０２は、実施の形態２に係る液流発生装置と基本的に同様の構成を備え、薄膜２を構成する材料が化合物半導体を含む点でのみ実施の形態２に係る液流発生装置とは異なっていてもよい。
【０１１６】
なお、実施の形態３に係る液流発生装置は、実施の形態１に係る液流発生装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、液流発生装置１００と同様の効果を奏することができる。
【０１１７】
実施の形態４．
＜液流発生装置の構成＞
図１２に示されるように、実施の形態４に係る液流発生装置１０３は、実施の形態１に係る液流発生装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、第１レーザ光源および第２レーザ光源に代えて、発熱体１３を備えている点で、液流発生装置１００とは異なる。
【０１１８】
発熱体１３は、基体１０の第２面１２に接するように配置されて、基板１を介して薄膜２の第１面１１を加熱するように設けられている。発熱体１３は、例えば第２面１２に接する面の全体が発熱する。
【０１１９】
薄膜２は、第１表面部１５ｄ〜１５ｆと、第１表面部１５ｄ〜１５ｆと、第３表面部１７とを含む。第２表面部１６ｄ〜１６ｆは、第１表面部１５ｄ〜１５ｆと隣接して配置されている。第３表面部１７は、第１面１１内において、第１表面部１５ｄ〜１５ｆおよび第２表面部１６ｄ〜１６ｆ以外の領域に配置されている。
【０１２０】
第１表面部１５ｄ〜１５ｆを構成する材料の熱伝導率は、第２表面部１６ｄ〜１６ｆを構成する材料の熱伝導率よりも高い。第２表面部１６ｄ〜１６ｆを構成する材料の熱伝導率は、第３表面部１７を構成する材料の熱伝導率よりも高い。第３表面部１７を構成する材料の熱伝導率は、第３表面部１７のうち基板１と接している面から第１面１１への伝熱を抑制するように設定される。第１表面部１５ｄ〜１５ｆを構成する材料は、例えば銅（Ｃｕ）を含む。第２表面部１６ｄ〜１６ｆを構成する材料は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を含む。第３表面部１７を構成する材料は、例えば炭素鋼、クロム鋼、またはステンレス鋼を含む。第１表面部１５ｄ〜１５ｆの各々は、互いに同等の構成を備えている。第２表面部１６ｄ〜１６ｆの各々は、互いに同等の構成を備えている。
【０１２１】
発熱体１３に生じた熱は、基板１を通って薄膜２に達する。第１表面部１５ｄ〜１５ｆ、第２表面部１６ｄ〜１６ｆ、および第３表面部１７の熱伝導率の分布に起因して、第１面１１のうち第１表面部１５ｄ〜１５ｆおよび第２表面部１６ｄ〜１６ｆ上に位置する領域は、第１面１１のうち第３表面部１７上に位置する領域よりも局所的に高温に加熱される。さらに、第１面１１のうち第１表面部１５ｄ〜１５ｆ上に位置する領域は、第１面１１のうち第２表面部１６ｄ〜１６ｆ上に位置する領域よりも局所的に高温に加熱される。
【０１２２】
つまり、液流発生装置１０３では、第１表面部１５ｄ〜１５ｆ、第１表面部１５ｄ〜１５ｆ、および第３表面部１７を含む薄膜２と、発熱体１３とが、第１面１１を局所的に加熱する加熱部を構成している。
【０１２３】
液流発生装置１０３では、第１領域３ｄ〜３ｆが第１面１１のうち第１表面部１５ｄ〜１５ｆ上に位置する領域として構成され、第２領域４ｄ〜４ｆが第１面１１のうち第２表面部１６ｄ〜１６ｆ上に位置する領域として構成される。第１面１１のうち第３表面部１７上に位置する領域は、第１被加熱領域６ｄ、第２被加熱領域６ｅ、および第３被加熱領域６ｆの周囲の領域を構成する。
【０１２４】
第１被加熱領域６ｄ、第２被加熱領域６ｅ、および第３被加熱領域６ｆの各々は、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱される。第３表面部１７上の第１面１１は、マイクロバブルを発生させる温度以上に加熱されない。
【０１２５】
図１３において点線で示される第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、実施の形態１に係る液流発生装置１００におけるそれらと同様に設定され得る。
【０１２６】
なお、液流発生装置１０３も、液流発生装置１００と同様に変形され得る。例えば第１面１１は曲面であってもよい。
【０１２７】
＜作用効果＞
実施の形態４に係る液流発生装置は、実施の形態１に係る液流発生装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、液流発生装置１００と同様の効果を奏することができる。
【０１２８】
＜熱交換器の構成＞
実施の形態４に係る熱交換器は、実施の形態４に係る液流発生装置１０３を備え、基体１０がマイクロチューブとして構成されている。このマイクロチューブは、実施の形態１に係る熱交換器２００におけるマイクロチューブ２０と基本的に同様の構成を備えていればよいが、発熱体１３がマイクロチューブの外周面を覆うように設けられている点で、マイクロチューブ２０とは異なる。
【０１２９】
実施の形態５．
＜液流発生装置の構成＞
実施の形態５に係る液流発生装置は、実施の形態４に係る液流発生装置１０３と基本的に同様の構成を備えるが、図１４に示されるように、第４被加熱領域６ｄ２がＹ方向において第１被加熱領域６ｄと間隔を隔てて形成されている点で、液流発生装置１０３とは異なる。異なる観点から言えば、実施の形態５に係る液流発生装置は、実施の形態２に係る液流発生装置と基本的に同様の構成を備えるが、第１レーザ光源および第２レーザ光源に代えて、発熱体１３を加熱部として備えている点で、実施の形態２に係る液流発生装置とは異なる。
【０１３０】
図１４に示されるように、薄膜２は、第１表面部１５ｄ〜１５ｆ、第１表面部１５ｄ〜１５ｆ、第３表面部１７に加えて、第１領域３ｄ２を形成するための第１表面部１５ｄ２と、第２領域４ｄ２を形成するための第２表面部１６ｄ２とをさらに含む。
【０１３１】
第１領域３ｄ２を形成するための第１表面部１５ｄ２は、第１領域３ｄを形成するための第１表面部１５ｄと、Ｙ方向に間隔を隔てて配置されている。第１表面部１５ｄ２は、第１表面部１５ｄ〜１５ｆと同様の構成を備えている。第２領域４ｄ２を形成するための第２表面部１６ｄ２は、第２領域４ｄを形成するための第２表面部１６ｄと、Ｙ方向に間隔を隔てて配置されている。第２表面部１６ｄ２は、第２表面部１６ｄ〜１６ｆと同様の構成を備えている。
【０１３２】
図７に示されるように、第４被加熱領域６ｄ２は、第１領域３ｄ２および第２領域４ｄ２により構成される。第１領域３ｄ２および第２領域４ｄ２は、第１領域３ｄ２および第２領域４ｄ２の周囲の領域よりも局所的に高温とされる。第１領域３ｄ２は、第１領域３ｄと同様の構成を備えている。第２領域４ｄ２は、第２領域４ｄと同様の構成を備えている。
【０１３３】
第１被加熱領域６ｄと第４被加熱領域６ｄ２との間のＹ方向の距離は、安定に生成するマイクロバブルの直径が約１０μｍであって、マイクロバブル同士の干渉を避けるため例えば１０μｍ以上である。
【０１３４】
図１４において点線で示される第１仮想直線Ｃ１、第２仮想直線Ｃ２、および第３仮想直線Ｃ３は、実施の形態２に係る液流発生装置におけるそれらと同様に設定され得る。図１４に示される複数の被加熱領域は、実施の形態２に係る液流発生装置におけるそれらと同様の構成を備えている。
【０１３５】
＜作用効果＞
実施の形態５に係る液流発生装置は、実施の形態４に係る液流発生装置１０３と基本的に同様の構成を備えるため、液流発生装置１０３と同様の効果を奏することができる。
【０１３６】
さらに、実施の形態５に係る液流発生装置は、実施の形態２に係る液流発生装置と基本的に同様の構成を備えるため、実施の形態２に係る液流発生装置と同様の効果を奏することができる。
【０１３７】
＜熱交換器の構成＞
実施の形態５に係る熱交換器は、実施の形態５に係る液流発生装置１０１を備え、基体１０がマイクロチューブ４０として構成されている。マイクロチューブ４０は、マイクロチューブ３０と基本的に同様の構成を備えるが、マイクロチューブ４０の内周面４１が実施の形態５に係る基体１０の第１面１１として構成されており、かつマイクロチューブ４０の外周面４２が発熱体１３によって覆われている点で、マイクロチューブ３０とは異なる。
【０１３８】
図１５に示されるように、マイクロチューブ４０では、１つの被加熱領域を形成するための１組の第１表面部および第２表面部が、複数組設けられている。各組の第１表面部および第２表面部は、マイクロチューブ４０の周方向Ｒに並んで配置されているとともに、マイクロチューブ４０の延在方向に並んで配置されている。これにより、マイクロチューブ４０では、複数の被加熱領域が内周面４１上に形成され、各被加熱領域は、マイクロチューブ４０の周方向Ｒに並んで配置されているとともに、マイクロチューブ４０の延在方向に並んで配置されている。
【０１３９】
図１６に示されるように、マイクロチューブ４０は、図１０に示されるマイクロチューブ３０と同様に、湾曲した形状を有していてもよい。マイクロチューブ４０は、順に直列に接続された、第１管部４３、第２管部４４、および第３管部４５を含む。第２管部４４の中心軸の曲率は、第１管部４３の中心軸の曲率、および第３管部４５の中心軸の曲率よりも大きい。
【０１４０】
この場合、実施の形態５に係る熱交換器は、実施の形態２に係る熱交換器と同様に、第１管部４３の内周面４１を局所的に加熱する複数の第１加熱部と、第２管部４４の内周面４１を局所的に加熱する複数の第２加熱部と、第３管部４５の内周面４１を局所的に加熱する複数の第３加熱部とを備える。実施の形態５に係る熱交換器は、複数の第１加熱部、複数の第２加熱部、および複数の第３加熱部の各々が第１表面部、第２表面部、および第３表面部を含む薄膜と発熱体とにより構成されている点で、実施の形態２に係る熱交換器とは異なる。
【０１４１】
複数の第２加熱部に含まれる複数の第１表面部および複数の第２表面部は、複数の第１加熱部に含まれる複数の第１表面部および複数の第２表面部よりも、冷媒が流れるべき方向において密に配置されている。言い換えると、第２管部４４の中心軸に沿った方向において隣り合う２組の第１表面部および第２表面部のうち冷媒が流れるべき方向の上流側に位置する第１表面部１５ｄ４と、これよりも下流側に位置する第２表面部１６ｄ５との間の最短距離は、第１管部４３の中心軸に沿った方向において隣り合う２組の第１表面部および第２表面部のうち冷媒が流れるべき方向の上流側に位置する第１表面部１５ｄと、これよりも下流側に位置する第２表面部１６ｄ２との間の最短距離よりも短い。
【０１４２】
図１６に示されるマイクロチューブ４０に配置される複数の被加熱領域は、図１０に示されるマイクロチューブ３０に配置される複数の被加熱領域と、同様の構成を備えている。その結果、実施の形態５に係る熱交換器は、実施の形態２に係る熱交換器と同様の効果を奏することができる。
【０１４３】
なお、実施の形態５に係る液流発生装置および熱交換器において、複数の被加熱領域のＹ方向の各配列数が２以上であればよく、複数の被加熱領域のＸ方向の配列数は特に制限されない。
【０１４４】
図１〜１６に示される液流発生装置または熱交換器では、第１仮想直線Ｃ１は第２仮想直線Ｃ２と平行に設定されているが、これに限られるものではない。第１仮想直線Ｃ１が第２仮想直線Ｃ２に対して成す角度は、９０度未満であればよい。好ましくは、第１仮想直線Ｃ１が第２仮想直線Ｃ２に対して成す角度は４５度以下である。より好ましくは、図１７に示されるように、第１仮想直線Ｃ１が第２仮想直線Ｃ２に対して成す角度は３０度以下である。図１７に示されるように、第３仮想直線Ｃ３は、第２仮想直線Ｃ２に対し、第１仮想直線Ｃ１と線対称の関係を成すように設定されてもよい。
【０１４５】
以上のように本開示の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本開示の基本的範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の基本的範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【符号の説明】
【０１４６】
１  基板、２  薄膜、３ａ，３ｂ，３ｃ  第１レーザ光源、３ｄ，３ｄ２，３ｅ，３ｆ  第１領域、４ａ，４ｂ，４ｃ  第２レーザ光源、４ｄ，４ｄ２，４ｅ，４ｆ  第２領域、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ２，５ｄ  マイクロバブル、６ｄ  第１被加熱領域、６ｅ  第２被加熱領域、６ｆ  第３被加熱領域、６ｄ２  第４被加熱領域、７  マイクロスケール流れ、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ａ２  マランゴニ対流、８ａ，８ｃ  第１光ファイバー、９ａ，９ｃ  第２光ファイバー、１０  基体、１１  第１面、１２  第２面、１３  発熱体、１５ｄ，１５ｄ２，１５ｄ４，１５ｆ  第１表面部、１６ｄ，１６ｄ２，１６ｄ５，１６ｆ  第２表面部、１７  第３表面部、２０，３０，４０  マイクロチューブ、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  流路、２１，３１，４１  内周面、２２，３２，４２  外周面、３３，４３  第１管部、３４，４４  第２管部、３５，４５  第３管部、６１ｄ  第１最高温部、６１ｅ  第２最高温部、６１ｆ  第３最高温部、６１ｄ２  第４最高温部、６３ｄ，６３ｅ，６３ｆ  第１端部、６４ｄ，６４ｅ，６４ｆ  第２端部、６５ｄ  第１部分、６６ｄ  第２部分、６５ｅ  第３部分、６６ｅ  第４部分、６５ｆ  第５部分、６６ｆ  第６部分、６５ｄ２  第７部分、６６ｄ２  第８部分、１００，１０１，１０２，１０３  液流発生装置、２００，２０１  熱交換器。
【要約】
液流発生装置（１００）は、液体を内部に保持し、かつ液体と接する第１面（１１）を有する基体（１０）と、第１面を局所的に加熱してマイクロバブルを形成するための加熱部（３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）とを備える。加熱部は、Ｘ方向に並んで配置された複数の被加熱領域（６ｄ、６ｅ）を形成し、複数の被加熱領域の各々内に、相対的に高温となる第１領域（３ｄ，３ｅ）と、第１領域と隣接しておりかつ相対的に低温となる第２領域（４ｄ，４ｅ）とを形成し、かつ第１面に沿っておりかつＸ方向と交差するＹ方向において、複数の被加熱領域の各々の第１領域が第２領域に対して同じ側に配置されるように、設けられている。【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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