(57)【要約】【課題】熱流束密度の高い電子チップの放熱に対して適用可能なループヒートパイプ装置を提供する。【解決手段】蒸発器１、凝縮器６、および均温器３を備える。均温器３は、蒸発器１の蒸発端１２の上に設置されている。均温器３の内表面はメタルラス３１によって覆われている。メタルラス３１は、通気孔のあるメタルプレート３２を包む。また、メタルプレート３２の両面には支柱３４が設けられている。均温器３の内部には液体が充填されている。【選択図】図１
2010527432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器（１）と凝縮器（６）とを備え、一定の温度を保つループヒートパイプ装置であって、
さらに均温器（３）を備え、均温器（３）は、蒸発器（１）の蒸発端（１２）に設置され、内表面はメタルラス（３１）に覆われ、メタルラス（３１）は、通気孔を有するメタルプレート（３２）を包み、メタルプレート（３２）の両面には支柱（３４）が設けられ、均温器（３）内には作動流体が充填されていることを特徴とするループヒートパイプ装置。
【請求項２】
さらに温度調節フィン（８）を備えることを特徴とする請求項１に記載のループヒートパイプ装置。
【請求項３】
凝縮器（６）は凝縮ジャケット（６１）と凝縮フィン（６２）とを備え、
凝縮フィン６２）は凝縮ジャケット（６１）の外表面に設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のループヒートパイプ装置。
【請求項４】
凝縮器（６）は凝縮合板（６３）と凝縮フィン（６２）とを備え、
凝縮合板（６３）は一層又は二層合板であり、凝縮フィン（６２）は凝縮合板（６３）の外表面に設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のループヒートパイプ装置。
【請求項５】
全体が凝縮合板（６３）に覆われ、凝縮合板（６３）の外表面には、温度調節装置フィン（８）と凝縮フィン（６２）とが設置されていることを特徴とする請求項４に記載のループヒートパイプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
当発明は、熱の伝達と電子部品の冷却に関連している。具体的には、一定の温度を保つループヒートパイプ装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
ループヒートパイプは、斬新かつ効率的な２相流による熱輸送装置であり、蒸発器に内設されたウィックでの毛細管力によって作動流体を循環することができる。また、作動流体の蒸発や凝縮によって伝熱するために、温度差が小さく長距離の場合であっても、大量の熱を輸送することができる。
【０００３】
ループヒートパイプ装置につけた蒸発器は、蒸発器内に詰めされた高性能な毛細管チップ（第１のウィックと呼ぶ）を有し、発熱源と接触している。また、補償室と蒸発器とは繋がっており、両者の内部には別の毛細管チップ（第２のウィックと呼ぶ）によって繋がっている。凝縮部と冷源とは、直接接触する。蒸発器と凝縮部とは蒸発管によって繋がれ、補償室と凝縮部とは液戻り管によって繋がっている。蒸発器が加熱された時、その内部の第１のウィック表面にある作動流体が潜熱を吸収し、気化される。蒸気となった作動流体は蒸気管を通って、凝縮部に到着し、潜熱を放出し、冷却されて液化する。そして作動流体が液戻り管を通って補償室に戻される。補償室の液体はまた蒸発器に戻す。これによって１つの循環体系が構成される。
【０００４】
普通のループヒートパイプには欠点がある。もし蒸発器内の蒸発速度（率）がその液戻り管の戻り速度（率）より早ければ、第２のウィックは作動流体を補償室から蒸発器へと吸い上げにくくなり、それにより干上がる現象が生じる。その他、ウィックの熱伝導が大きすぎると、補償室の温度が高くなる。その結果、ループヒートパイプ全体の作動温度が必要以上に高くなってしまうのである。これは熱漏洩と称される。
【０００５】
特許文献１には、平板式のループヒートパイプ技術が公開された。それは、２つのウィックを含んでいる。第１のウィックは、主に作動流体を蒸発させる作用を果たす。第２のウィックは、装置全体での毛細管力を増大させる。その多孔性の構造は、第１のウィックに作動流体を到着させるのを容易にする。第１のウィックは縦横に交錯する蒸気溝を採用したため、蒸気がさらに蒸発するのに有効であった。蒸気が圧力及び抵抗力の最も少ない溝を選んで流れる。その結果、ループヒートパイプの全体における圧力を大きく減少させることができた。また、蒸発器内の一部に蒸気が存在することによって蒸発器の一部の温度が高まる状況を避けることができ、ループヒートパイプの伝熱性を高め、熱漏洩を減らすことができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中国特許出願２００５１００３５４０６．４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のループヒートパイプの場合、電子チップは高熱流密度が高く放熱するため、従来のループヒートパイプには必ずしも効果的な装置ではなかった。
本発明の目的は、従来のループヒートパイプの欠点を克服し、熱流束密度の高い電子チップの放熱に適用可能なループヒートパイプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を実現するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
請求項１によるループヒートパイプ装置は、蒸発器と凝縮器とが含まれ、また均温器も設置されている。均温器は、蒸発器の蒸発端に設置され、内表面はメタルラスで覆われている。また、均温器は、通気孔のあるメタルプレートを包む。さらに、メタルプレートの両面には支柱があって、均温器の中には作動流体が充填されている。上記の通気孔のあるメタルプレートは、メタルラスに入れ替わることもできる。
【０００９】
ループヒートパイプ装置は、システムの温度をコントロールするために、温度調節フィンが設置されても良い。
ループヒートパイプ装置の凝縮器には、冷却効果を高めるために、凝縮ジャケットと凝縮フィンとが取り付けられ、凝縮フィンは凝縮ジャケットの外表面に設置することが可能である。
ループヒートパイプ装置の凝縮器は、冷却効果を高めるために、凝縮合板と凝縮フィンとを備えることが可能である。凝縮合板は一層または二層の合板で、凝縮フィンは凝縮合板の外表面に設置しても良い。
システムの温度調節に対する融通性と精確度を高めるために、凝縮合板をループヒートパイプ装置の全体にかぶせ、合板の外表面に温度調整フィンと凝縮フィンとを設置しても構わない。また、温度調整フィンと凝縮フィンとを一体に形成しても構わない。
【発明の効果】
【００１０】
従来の技術と比べて本発明が優れていると考えられる効果は次の通りである。
（１）システムの伝熱性効果は明らかに高い。当発明は、従来のループヒートパイプ装置の良好な伝熱性を兼ね備えるだけではなく、さらに均温器を増設しており、電子チップの熱流束が高密度で集中しているポイントを速やかに分散させることで、電子チップの集積度と速度とをさらに高める作用を促進することができる。
（２）システムが温度調節を行う融通性と精確度が明らかに高まっている。ループヒートパイプ装置に均温器を備え付け、凝縮方式を変換し、温度調節フィンと凝縮フィンをともに使うことが可能となる。それにより、システムの温度コントロールに対する融通性と精確度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態のループヒートパイプ装置の構造を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態のループヒートパイプ装置において、ジャケット式凝縮器の構造を示す模式図。
【図３】本発明の第２実施形態のループヒートパイプ装置において、合板式凝縮器の構造を示す模式図。
【図４】本発明の第２実施形態のループヒートパイプ装置において、温度調節フィンと凝縮フィンとの一体化構造を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示されているように平均的な温度を保つループヒートパイプ装置には、蒸発器１、補償器２および均温器３が含まれている。蒸発器１と補償器２とは容器７に置かれている。蒸発器１の凝縮端１１は補償器２と連接し、蒸発器１の蒸発端１２は均温器３の凝縮端３５と連接する。ウィック４は、蒸発部１の内部に設置され、ウィック４の底部の溝と蒸発器１との間は蒸気の溝４１が形成される。蒸気の溝４１は蒸気管５と連接し、蒸気管５の外表面には凝縮器６が設置される。蒸気管５の液戻り管と補償器２とはつながっている。均温器３の内表面にはメタルラス３１に覆われ、均温器３は通気孔のあるメタルプレート３２を包む。メタルプレート３２の両面には支柱３４が設置されている。補償器２と均温器３との内部は水が充填されている。容器７の外表面には複数の温度調節フィン８が設置されている。ウィック４の底部の溝は縦横に交錯する溝である。メタルラス３１は１００メッシュ以上のメタルラスである。図２に示すように、凝縮器６はジャケット式で、凝縮ジャケット６１と複数の凝縮フィン６２から構成され、凝縮フィン６２は凝縮ジャケット６１の外表面に設置されている。
【００１３】
作動時、均温器３の蒸発端３６と発熱源Ｑと電子チップが接触する。電子チップが高温を生む時、均温器３の内部の水は熱を吸収するとともに気化される。飽和蒸気がメタルプレート３２の通気孔から上昇し凝縮端３５に到着する。そして、飽和蒸気は小さい水滴に凝結されてからメタルラス３１の上で付着する。メタルラス３１の内部の毛細管構造によって凝結する水滴は底部の均温器３の蒸発端３６に戻す。その時、気化した作動流体が圧力によって速やかに低温領域の全体に分布されるため、均温器３は熱エネルギーをさらに均質的に吸収することができる。また、水が凝縮端３５端から蒸発端３６まで速やかに流れると、電子チップの熱流束が高密度で集中するスポットを均衡に分散させて、チップ表面の温度を下げる。
【００１４】
蒸発器１について言うと、その蒸発端１２と均温器３の凝縮端３５とが繋がれて、ウィック４は蒸発器１の内部に設置されている。蒸発器１が均温器３から熱を受け取る時、ウィック４の水は潜熱を吸収して水蒸気を生み出す。水蒸気は蒸気溝４１を通って蒸気管５に流れ込んでいく。それにより、水蒸気は凝縮器６で冷却され、液体になり、補償器２に戻して、電子チップの熱量をすべて輸送する。
【００１５】
（第２実施形）弾性及び多様化の放熱モジュールシステム
図３は合板式凝縮器の構造の模式図である。合板式凝縮器６は凝縮合板６３と複数の凝縮フィン６２から構成されており、凝縮合板６３は一層または二層の合板で、凝縮フィン６２は凝縮合板６３の外表面に設置されている。
図４は温度調節フィンと凝縮フィンとを一体化した構造の模式図である。システムの温度調整するための融通性と精確度を高め、システムの伝熱性能力を最大限に発揮するために、凝縮合板６３の反対側の面に温度調節フィン８と凝縮フィン６２とを設置し、温度調節フィン８と凝縮フィン６２とが一体化した構造になる。
【符号の説明】
【００１６】
１：蒸発器、２：補償器、３：均温器、４：ウィック、５：蒸気管、６：凝縮器、７：容器、８：温度調節フィン、１１：凝縮端、１２：蒸発端、３１：メタルラス、３２：メタルプレート、３４：支柱、３５：凝縮端、３６：蒸発端、４１：蒸気溝、６１：凝縮ジャケット、６２：凝縮フィン、６３：凝縮合板。
【図１】
2010527432.tif 000003
【図２】
2010527432.tif 000004
【図３】
2010527432.tif 000005
【図４】
2010527432.tif 000006
【国際調査報告】
2010527432.tif 000007
2010527432.tif 000008
2010527432.tif 000009
2010527432.tif 000010
2010527432.tif 000011
2010527432.tif 000012
2010527432.tif 000013
2010527432.tif 000014