(57)【要約】【課題】  熱を高速に伝達可能な熱伝達装置を提供する。【解決手段】  内部が密閉室４３となるよう熱伝導材により中空筒状に形成されると共に、底部４１が熱源２と熱交換可能に配置される熱伝導部材４を備え、前記熱伝導部材４の前記底部４１には、該底部４１の密閉室４３に臨む内壁面４１１に開口し且つ熱源２側に凹んだ少なくとも１つの凹陥溝４５が形成され、前記密閉室４３内は真空にされると共に、冷媒５が前記凹陥溝４５へ出入自在に封入されるように構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が密閉室（４３）となるよう熱伝導材により中空筒状に形成されると共に、底部（４１，４１ａ）が熱源（２）と熱交換可能に配置される熱伝導部材（４）を備え、
前記熱伝導部材（４，４ａ）の前記底部（４１，４１ａ）には、該底部（４１，４１ａ）の前記密閉室（４３）に臨む内壁面（４１１）に開口し且つ熱源（２）側に凹んだ少なくとも１つの凹陥溝（４５，４５ａ）が形成され、
前記密閉室（４３）内は真空にされると共に、冷媒（５）が前記凹陥溝（４５，４５ａ）へ出入自在に封入されるように構成されることを特徴とする熱伝達装置。
【請求項２】
前記凹陥溝（４５，４５ａ）の、密閉室（４３）側の開口縁には、該密閉室（４３）より凹陥溝（４５，４５ａ）内へ前記冷媒（５）を流入し易くするための冷媒案内部（４５１，４５１ａ）が面取りにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材（４，４ａ）は、前記密閉室（４３）を取り囲む筒部（４２）と、その筒部（４２）の両端をそれぞれ密封した天井部及び底部（４１，４１ａ）とを備えており、その底部（４１，４１ａ）は、前記熱源（２）と接して該熱源（２）との間で熱の授受が可能となるように配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱伝達装置。
【請求項４】
前記底部（４１，４１ａ）の外壁面（４１２）は、平坦な面に形成されていて、前記熱源（２）と熱的接触を可能として前記筒部（４２）の外周に固定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱伝達装置。
【請求項５】
内部が密閉室（４３）となるよう熱伝導材により中空筒状に形成される熱伝導部材（４ｂ）を備え、
前記熱伝導部材（４ｂ）は、前記密閉室（４３）を取り囲む筒部（４２）と、その筒部（４２）の両端をそれぞれ密封した天井部及びエンドキャップ（４１０）とを有し、
前記エンドキャップ（４１０）には、前記密閉室（４３）側に開口する凹陥溝（４５ｂ）が内側に設けられて下方へ延出する突出部分（４１３）が一体に設けられ、
前記熱伝導部材（４ｂ）の少なくとも前記エンドキャップ（４１０）が、熱源（６）内に熱交換可能に挿入され、
前記密閉室（４３）内は真空にされると共に、冷媒（５）が前記凹陥溝（４５ｂ）へ出入自在に封入されるように構成されることを特徴とする熱伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝達装置に関し、より詳細には、熱を高速に伝達できる熱伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、熱伝達に使用される従来の熱伝達装置１は、例えば冷却装置として、コンピュータにおける中央処理装置のような熱源２上に配置されており、熱伝達部材１１により画成された中空の密閉容器１１１及び当該密閉容器１１１内に封入された液体状の冷媒１２を備える。この熱伝達部材１１には、その平坦な内壁面１１２１が上記冷媒１２と接触する底部１１２を有する。この構成によれば、前記熱源２の温度が上がると、前記内壁面１２１と接触している冷媒１２が前記底部１１２を介して次第に前記熱源２の熱を吸収して蒸発気化する。そして、前記熱伝達部材１１を経て周囲の空気との熱交換によって、冷媒１２の蒸気は温度が下がり凝結して液体となる。このようにして、上記熱源２の熱を下げることができる。
【０００３】
しかしながら、上記底部１１２が上記平坦な内壁面１１２１により冷媒１２と接触する場合、上記熱源２から上記冷媒１２へ対流が起るに足る十分な熱を伝達するには長い時間を要する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、熱を高速で伝達可能な熱伝達装置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】
【０００５】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部が密閉室となるよう熱伝導材により中空筒状に形成されると共に、底部が熱源と熱交換可能に配置される熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材の底部には、該底部の前記密閉室に臨む内壁面に開口し且つ熱源側に凹んだ少なくとも１つの凹陥溝が形成され、前記密閉室内は真空にされると共に、冷媒が前記凹陥溝へ出入自在に封入されるように構成されることを特徴とする。
【０００６】
また請求項２の発明は、請求項１の前記特徴に加えて、前記凹陥溝の、密閉室側の開口縁には、該密閉室より凹陥溝内へ前記冷媒を流入し易くするための冷媒案内部が面取りにより形成されることを特徴とし、また請求項３の発明は、請求項１又は２の上記特徴に加えて、熱伝導部材が、前記密閉室を取り囲む筒部と、その筒部の両端をそれぞれ密封した天井部及び底部とを備えており、その底部は、前記熱源と接して該熱源との間で熱の授受が可能となるように配設されていることを特徴とし、さらに請求項４の発明は、請求項１又は２の上記特徴に加えて、前記底部の外壁面は、平坦な面に形成されていて、前記熱源と熱的接触を可能として前記筒部の外周に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
また請求項５の発明は、内部が密閉室となるよう熱伝導材により中空筒状に形成される熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記密閉室を取り囲む筒部と、その筒部の両端をそれぞれ密封した天井部及びエンドキャップとを有し、前記エンドキャップには、前記密閉室側に開口する凹陥溝が内側に設けられて下方へ延出する突出部分が一体に設けられ、前記熱伝導部材の少なくとも前記エンドキャップが、熱源内に熱交換可能に挿入され、前記密閉室内は真空にされると共に、冷媒が前記凹陥溝へ出入自在に封入されるように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明によれば、熱源から冷媒側への熱移動が効率よくなされ、熱を高速に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１０】
添付図面において、図１は、本発明の第１実施例に係る熱伝達装置の概略を示す縦断面図、図２は、その第１実施例において冷媒が凝結液化するときの概略を説明する断面図、図３は、本発明の第２実施例に係る熱伝達装置の概略を示す縦断面図、図４は、本発明の第３実施例に係る熱伝達装置の概略を示す縦断面図である。
【００１１】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら、以下の好適な実施例の詳細な説明により明らかとなる。なお、以下詳細な説明及び図において、同様の構成要素は同じ参照番号が付けられるものとする。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本発明による第１の実施例の熱伝達装置３は、内部が密閉室４３が画成されるよう熱伝導材により中空円筒状に形成される熱伝達部材４を備えており、前記熱伝導材としては、熱伝導性が良好なステンレス等の金属材が選択される。この熱伝達部材４は、密閉室４３を囲繞する筒部４２と、該筒部４２の両端をそれぞれ密封した天井部（図示略）及び底部４１とから構成されており、当該底部４１は熱源２と接して該熱源２との間で熱移動が可能なように配設されている。この実施例において、この熱源２はコンピュータの中央処理装置である。
【００１３】
前記底部４１には、前記熱源２と接する外壁面４１２、この外壁面４１２の背面で前記密閉室４３に面する内壁面４１１が形成されており、その内壁面４１１には、密閉室４３に開口し且つ前記外壁面４１２側へ凹陥して液溜りとなる複数の凹陥溝４５が形成されている。この例において、前記外壁面４１２は平坦な面をしており、前記筒部４２の下端部外周に嵌合固定され、前記熱源２と熱的接触をするように配設されている。前記密閉室４３内には、例えば液体状の適量な冷媒５が入っており、該冷媒５は前記凹陥溝４５のそれぞれにも自在に入るようになっている。
【００１４】
各々の凹陥溝４５の開口縁（エッジ部）には、前記密閉室４３内より前記冷媒５が流入しやすいよう面取りされたテーパ状或いは横断面円弧状の冷媒案内部４５１が形成されている。また、前記凹陥溝４５の形状は特に制限されない。
【００１５】
実用上、上記密閉室４３に上記冷媒５を注入する前に、当該密閉室４３を画成する壁面をすべて（即ち凹陥溝４５内面も含めて）冷媒５でよく濡れるよう洗浄及び乾燥する不動態化処理を行うことが望ましい。
【００１６】
使用中に、上記熱源２が稼動温度に上がると、周囲に熱が放出され上記熱伝導部材４の底部４１にも伝導される。そこで上記凹陥溝４５に溜まっている上記冷媒５にもこの熱が伝わり、前記熱伝導部材４の前記密閉室４３が低圧下であることによって、該冷媒５は急速に沸騰蒸発する（液体は真空や低圧環境においては沸点が相対的に低下する）。
【００１７】
さらに、前記冷媒５が前記凹陥溝４５に溜まっているとき、当該冷媒５が急速に沸騰蒸発して蒸気のジェットになり、上記筒部４２の天井部（図にせず）に向かって噴射する（図２参照）。そして、前記筒部４２及び周囲の空気中における熱交換を行い、上記蒸発した冷媒５はやがて凝結して液体になり、上記凹陥溝４５へ落下して戻ってくる（図３参照）。かくして、上記熱源２からの熱が迅速に排出されることができる。
【００１８】
ここで、熱伝達効果の向上のため、上記凹陥溝４５を十字形に配置されることができる。また、上記凹陥溝４５の配置を、目的である熱伝達効果さえ損うことがなければ、傾斜したり吊り下げた状態の熱伝達装置３に合せることができる。
【００１９】
図３は、本発明による第２の実施例の熱伝達装置３Ａを示す。先の実施例とは異なり、底部４１ａにはただ一つの凹陥溝４５ａが形成されてある。
【００２０】
図４は、本発明による第３の実施例の熱伝達装置３Ｂを示し、上記第２の実施例と類似した構造をしている。
【００２１】
上記第２の実施例との違いは、第３の実施例における熱伝達部材４ｂには、上記底部４１に代り、上記筒部４２の一端に取付けられているエンドキャップ４１０及び当該エンドキャップ４１０から内側に凹陥溝４５ｂが設けられて下へ突き出て長く伸びた突出部分４１３が設けられている点にある。この構成によると、本実施例の熱伝達装置３Ｂの少なくとも一部（図示例では筒部４２の下端部とエンドキャップ４１０）１２が高温液体６内に挿入、即ち没入されることにより、当該液体６を迅速に冷却させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例に係る熱伝達装置の概略を示す縦断面図
【図２】第１実施例において冷媒が凝結液化するときの概略を説明する断面図
【図３】本発明の第２実施例に係る熱伝達装置の概略を示す縦断面図
【図４】本発明の第３実施例に係る熱伝達装置の概略を示す縦断面図
【図５】従来の熱伝達装置の概略を示す縦断面図
【符号の説明】
【００２３】
２・・・熱源
４，４ａ，４ｂ・・・熱伝導部材
４１，４１ａ・・・底部
４１０・・・エンドキャップ
４１１・・・内壁面
４１２・・・外壁面
４１３・・・突出部
４２・・・筒部
４３・・・密閉室
４５，４５ａ，４５ｂ・・・凹陥溝
４５１，４５１ａ，４５１ｂ・・・冷媒案内部
５・・・冷媒
６・・・高温液体
【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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