(57)【要約】【課題】ＰＣ（ＣＰＵ）等の増大する発熱量に対応した、さらに、その携帯性にも適合した、小型抜熱装置及びその抜熱方法を提供する。【解決手段】発生した熱を抜熱する部位であって、微粒子２が気化して気化微粒子７になることによる気化熱により、発生した熱を気化微粒子７に移転させる抜熱部位６と、気化微粒子７が液化して液化微粒子５になることにより気化微粒子７に移転していた熱が移転する放熱部位９と、液化した液化微粒子５が集合する集合部位１０と、液化微粒子５が微粒子２となる微粒子発生部位１とからなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生した熱を抜熱する部位であって、微粒子が気化して気化微粒子になることによる気化熱により前記発生した熱を前記気化微粒子に移転させる抜熱部位と、
前記気化微粒子が液化して液化微粒子になることにより前記気化微粒子に移転していた熱が移転する放熱部位と、
前記液化した液化微粒子が集合する集合部位と、
前記液化微粒子が微粒子となる微粒子発生部位とからなることを特徴とする小型抜熱装置。
【請求項２】
前記微粒子の粒径が数十ｎｍから数百μｍであって、少なくとも抜熱部位、放熱部位、並びに前記抜熱部位と前記放熱部位の各部位間の経路の各断面径が前記微粒子径の１．１倍から数百倍であることを特徴とする請求項１記載の小型抜熱装置。
【請求項３】
発生した熱を抜熱する部位であって、微粒子が気化して気化微粒子になることによる気化熱により前記発生した熱を前記気化微粒子に移転させる抜熱部位と、
前記気化微粒子が液化して液化微粒子になることにより前記気化微粒子に移転していた熱が移転する放熱部位と、
前記液化した液化微粒子が集合する集合部位と、
前記液化微粒子が微粒子となる微粒子発生部位とからなる小型抜熱装置における抜熱方法において、
前記抜熱部位での微粒子の気化に伴う爆発的膨張による圧力上昇が、前記気化微粒子の抜熱部位から放熱部位への移動、並びに前記液化微粒子の放熱部位から集合部位への移動の各駆動力となることを特徴とする小型抜熱装置における抜熱方法。
【請求項４】
発生した熱を抜熱する部位であって、微粒子が気化して気化微粒子になることによる気化熱により前記発生した熱を前記気化微粒子に移転させる抜熱部位と、
前記気化微粒子が液化して液化微粒子になることにより前記気化微粒子に移転していた熱が移転する放熱部位と、
前記液化した液化微粒子が集合する集合部位と、
前記液化微粒子が微粒子となる微粒子発生部位とからなる小型抜熱装置における抜熱方法において、
前記微粒子発生部位の多孔体の穴先端にて前記液化微粒子の表面張力により保持されていた液化微粒子が、該液化微粒子の膨張力が前記表面張力より大きくなることにより、微粒子となることを特徴とする小型抜熱装置における抜熱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子計算機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ：以下、ＰＣという。）等の発熱部分から効率よく抜熱するもので、ＰＣ等の携帯性にも適合した小型抜熱装置及びその抜熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷却では、水などの冷却媒体を強制循環させるポンプを持ち、駆動源により循環された媒体が放熱部分に移動され放熱させることを特徴とするものとなっている（例えば、特許文献１参照。）。また、市販パソコンの空冷装置では、ディスプレイハウジング等から放熱させている。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３２１７４号公報（第４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１７２４４５号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷却では、水、空気等の冷却媒体の駆動源が必要であり、駆動源を含めた構造自体が大きいため、とくにＰＣ等の携帯性等には対応できていないといった欠点があった。また、ディスプレイハウジングから放熱させている市販パソコンの空冷装置では、ディスプレイハウジングが熱くなる等空冷の放熱効率は良くないのである。
さらに、ＰＣに用いられる中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵという。）の能力の向上はその発熱量の増加につながっており、数年後には、現在の１０倍もの発熱量になると予想されている。
【０００５】
そのためには、前記水、空気等の冷却媒体への熱伝達よる熱移動だけではＣＰＵが冷却不足となるのである。そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ＰＣ等の携帯性にも適合した微粒子を利用した小型の抜熱装置及びその抜熱方法を提供するようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、発生した熱を抜熱する部位であって、微粒子が気化して気化微粒子になることによる気化熱により熱を気化微粒子に移転させる抜熱部位と、気化微粒子が液化して液化微粒子になることにより前記気化微粒子の熱が移転する放熱部位と、液化した液化微粒子が集合する集合部位と、液化微粒子が微粒子となる微粒子発生部位とからなることを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明の技術的手段は、微粒子の粒径が数十ｎｍから数百μｍであって、少なくとも抜熱部位、放熱部位、並びに前記抜熱部位と前記放熱部位の各部位間の経路の各断面径が微粒子径の１．１倍から数百倍する点にある。
また、抜熱部位での微粒子の気化に伴う爆発的膨張による圧力上昇が、気化微粒子の抜熱部位から放熱部位への移動、並びに液化微粒子の放熱部位から集合部位への移動の各駆動力となることを特徴とする。このことは、以下の図１あるいは図３で示すように、微粒子の自己駆動を生じる。
【０００８】
さらに、微粒子発生部位の多孔体の穴先端にて液化微粒子の表面張力により保持されていた液化微粒子が、加熱された該液化微粒子の膨張力が表面張力より大きくなることにより、微粒子となることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、以下記載する本発明の小型抜熱装置の模式図である。すなわち、微粒子発生部位１から、例えば水分を主体にしたミストである微粒子２が解き放たれたれる。図２に詳細を示すように、多孔体３の穴４先端で、自身の表面張力により保持されていた液化微粒子５は、加熱されることにより液化微粒子５の膨張力が表面張力より大きくなり、微粒子２となる。この微粒子２の粒径は、数十ｎｍから数百μｍである。
【００１０】
その微粒子２は、抜熱部位６にて気化して気化微粒子７になる。すなわち、微粒子２は抜熱部位６の発熱体の界面と接触すると、その界面から微粒子２に熱伝達が起こる。微粒子２は、その体積に比して表面積が大きいゆえに、熱伝達が起こりやすく、個々の体積も小さいゆえに、気化しやすい。一般の熱伝達に併せて、気化による気化時の潜熱の熱移転もあって、効率の良く熱が奪われることになる。
しかも、微粒子２の導入されている断面径は、各部位間の移動経路８の各断面径と同様に、微粒子２の径よりやや大きい程度に設定しているので、気化は爆発的に生じる。この気化微粒子７は、移動経路８を移動して放熱部位９に達すると、この気化微粒子７に含有されていた熱は、放熱されて液化微粒子５となる。この液化微粒子５は集合して、集合部位１０に集まり、そして、微粒子発生部位１から、微粒子２が解き放たれることが再度繰り返される。なお、再度繰り返されるとは、図１の左から右へ上記現象が順次発生することをいう。
【００１１】
なお、少なくとも抜熱部位６、放熱部位９、並びに前記抜熱部位６と前記放熱部位９の各部位間の経路の各断面径が微粒子径の１．１倍から数百倍である。
すなわち、本願発明の方法は、上記装置模式図に示すように、微粒子２が相変化を伴って気化し、そのとき、微粒子は、急激な爆発的に膨張し、その膨張により圧力上昇が発生し、圧力の低い、すなわち微粒子発生部位１と反対側に膨張した気化微粒子７は移動（自己駆動）することになる。
図２（ａ）〜（ｃ）は、微粒子発生部位１から、微粒子２が図２（ａ）〜（ｃ）各々において、順次左から右に解き放たれる状況を示したものである。図２（ａ）は、多孔体３の穴４先端で、液化微粒子５が自身の表面張力により保持されている状況である。
【００１２】
次に、図２（ｂ）は、多孔体３に供給される液化微粒子５の集合している集合部位１０に熱が加えられた場合に、その熱で液化微粒子５が膨張してその表面張力一杯まで膨張している図である。そして、遂に微粒子２となって微粒子発生部位１から解き放たれた状況が、図２（ｃ）である。この解き放たれた微粒子２が、部位間の移動経路８を移動して抜熱部位６に達するのである。なお、集合部位１０に加えられるのが熱ではなくて、集合部位１０に加える外部圧力等も有効であって、熱に限定するものではない。
【００１３】
なお、図１〜２には、多孔体３に１個の穴４を例示してあるが、多数の穴が同一方向に向けられ、微粒子２が次々と解き放たれてゆく物であって、その穴４の個数は、使用される状況で変化する。
図３は、例えばマイクロリブ（微細凹凸表面構造）内で微粒子２が気化する抜熱部位６を示している。表面の凹凸にひっかかった微細粒子２は、例えば３方向（場所によっては、ほとんど微粒子周囲の４方向）から、高効率で抜熱されることになる。
【００１４】
また、抜熱部位６での微粒子２の経路は、上記のような表面の凹凸に限定したものではなく、平面であっても不都合はない。また、微粒子２の自己駆動（前述）によって、従来の強制循環させるための駆動源（ポンプ等。）が不要となるのであるが、補助的な駆動源を付加するのを排除するものではない。もちろん、自己駆動に付加された補助的な駆動源は、ＰＣ等の携帯性に対応できるような小型化されたパワーの低いものでよい。さらに、微粒子は、水分に限定することなく、気化、液化に対応するものであれば使用できる。
【００１５】
前記説明した図１中の、特に抜熱部位６に位置し、ＰＣに用いられるＣＰＵ１１との関係を示した具体的な本発明の適用例を図４〜７に示す。ＣＰＵ１１は、熱を発生するものであって、その発熱量の将来の増加については、「発明が解決しようとする課題」にて記述のとおりである。
なお、図４は水平型、図５は一体型プレート（シート）、図６は垂直型、図７はサンドイッチ型である。
図４のタンク１２は、図１の集合部位１０に、抜熱プレート（シート）１３は図１の抜熱部位６に該当し、その位置にＰＣに用いられるＣＰＵ１１がある。さらに、放熱プレート（シート）１４とタンク１２とは、輸送パイプ１５にて結ばれている。この輸送パイプ１５の中を、例えば液化微粒子５が右から左へ移動することになる。
【００１６】
図５は、図１の抜熱部位６に該当する位置に熱を発生するＣＰＵ１１がある。この図５の右側に集合した微粒子は右下から下方を通じて左へ、更に左上に移動して流体微粒子５となる。矢印は、図４、６、７と同様に、それらの移動を示す。また、図６は同じくＣＰＵ１１に接して、その下部に抜熱部６を、更にその下にタンク１２を設けている。抜熱部６に到達する前の狭小部１６が図１の多孔体３の穴４に相当する。なお、図６では、狭小部１６は８ヶ所例示している。
図７は、長方体であるＣＰＵ１１の向かい合う広い面を両方から挟んで抜熱するものである。図７の右側には放熱シート１４（図示省略）がある。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ＰＣ（ＣＰＵ）の増大する発熱量に対応し、さらに、ＰＣ等の携帯性にも適合した微粒子を利用した小型抜熱装置及びその方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】小型抜熱装置の模式図である。
【図２】微粒子発生の模式図である。
【図３】抜熱部位の模式図である。
【図４】水平型の小型抜熱装置の模式図である。
【図５】一体型プレートの小型抜熱装置の模式図である。
【図６】垂直型の小型抜熱装置の模式図である。
【図７】サンドイッチ型の小型抜熱装置の模式図である。
【符号の説明】
１      微粒子発生部位
２      微粒子
３      多孔体
５      液化微粒子
６      抜熱部位
７      気化微粒子
８      移動経路
９      放熱部位
１０  集合部位
１１  ＣＰＵ
【図１】
2005005478.tif 000003
【図２】
2005005478.tif 000004
【図３】
2005005478.tif 000005
【図４】
2005005478.tif 000006
【図５】
2005005478.tif 000007
【図６】
2005005478.tif 000008
【図７】
2005005478.tif 000009