(57)【要約】サーモサイホン装置は１つ以上の平坦マルチポート管構造を含み、このマルチポート管構造は、複数の流動経路を規定する少なくとも１つの部分と、その部分からマルチポート管構造の平面内で延びる少なくとも１つのウェブと、を有する。流動経路は、例えば逆流装置の凝縮経路として、又は蒸発経路として、機能し得る。マルチポート管構造は、それぞれが複数の流動経路を規定する２つの部分を含んでいてもよく、その２つの部分はマルチポート管構造の平面内でこれらの部分の間に延びるウェブによって接合され得る。これらの部分は凝縮経路若しくは蒸発経路として機能してもよいし、又は一方の部分が一組の蒸発経路として機能し、他方の部分が一組の凝縮経路として機能してもよい。マルチポート管部は、代替的には蒸気供給路又は液体返却路として機能し得る。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を受けて液体を蒸発させるように配置された蒸発器部と、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された凝縮器部と、を含むサーモサイホン装置であって、
前記装置は、少なくとも１つの平坦マルチポート管構造を備え、
前記平坦マルチポート管構造は、１つ以上の流動経路を規定する第１部と、１つ以上の流動経路を規定する第２部と、前記マルチポート管構造の平面内で前記第１部と前記第２部との間に延在するウェブと、を有しており、
前記第１部が１つ以上の蒸発経路を規定し、前記第２部が１つ以上の蒸発経路、１つ以上の凝縮経路、若しくは前記蒸発器部の液体返却路を規定するか、あるいは、前記第１部が１つ以上の凝縮経路を規定し、前記第２部が１つ以上の蒸発経路、１つ以上の凝縮経路、若しくは前記凝縮器部の蒸気供給路を規定する、サーモサイホン装置。
【請求項２】
前記蒸発器部は、熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも１つの蒸発経路と、前記少なくとも１つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路と、を含み、
前記凝縮器部は、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された少なくとも１つの凝縮経路と、前記少なくとも１つの凝縮経路に蒸発された液体を送達するための蒸気供給路と、を含み、
前記少なくとも１つの蒸発経路及び前記液体返却路は、前記第１部が前記少なくとも１つの蒸発経路を規定し前記第２部が前記液体返却路を規定する平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記少なくとも１つの凝縮経路及び前記蒸気供給路は、前記第２部が少なくとも１つの凝縮経路を規定し前記第１部が前記蒸気供給路を規定する平坦マルチポート管構造の一部である、請求項１の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの蒸発経路を前記蒸気供給路と流体接続するとともに前記少なくとも１つの凝縮経路を前記液体返却路と流体接続する少なくとも１つのマニホルドをさらに備える、請求項２の装置。
【請求項４】
前記マニホルドは、内部空洞を規定する外壁と、前記内部空洞内に配置され前記内部空洞を蒸気チャンバと液体チャンバとに分離する分離壁と、を含む、請求項３の装置。
【請求項５】
前記外壁は、前記少なくとも１つの蒸発経路を規定する前記第１部のマニホルド端部、前記液体返却路を規定する前記第２部のマニホルド端部、前記少なくとも１つの凝縮経路を規定する前記第２部のマニホルド端部、及び前記蒸気供給路を規定する前記第１部のマニホルド端部、を受容するためのそれぞれ別個の開口を含む、請求項４の装置。
【請求項６】
前記分離壁は、前記少なくとも１つの蒸発経路が前記蒸気チャンバと流体連通し、前記液体返却路が前記液体チャンバと流体連通するように、前記マニホルド内に位置決めされる、請求項５の装置。
【請求項７】
前記分離壁は、前記少なくとも１つの凝縮経路が前記液体チャンバと流体連通し、前記蒸気供給路が前記蒸気チャンバと流体連通するように位置決めされる、請求項６の装置。
【請求項８】
前記装置は、
少なくとも１つの蒸発経路を規定する第１部及び前記液体返却路を規定する第２部をそれぞれが含む複数の平坦マルチポート管構造と、
少なくとも１つの凝縮経路を規定する第２部及び前記蒸気供給路を規定する第１部をそれぞれが含む複数の平坦マルチポート管構造と、
を含む、請求項５の装置。
【請求項９】
前記分離壁は、前記蒸発経路が前記蒸気チャンバと流体連通し、前記液体返却路が前記液体チャンバと流体連通するように位置決めされている、請求項８の装置。
【請求項１０】
前記分離壁は、前記凝縮経路が前記液体チャンバと流体連通し、前記蒸気供給路が前記蒸気チャンバと流体連通するように位置決めされている、請求項９の装置。
【請求項１１】
単一の平坦マルチポート管構造は、前記少なくとも１つの蒸発経路及び前記蒸気供給路を規定する前記第１部と、前記液体返却路及び前記少なくとも１つの凝縮経路を規定する前記第２部と、を含む、請求項２の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの蒸発経路及び蒸気供給路を規定する第１部と、液体返却路及び少なくとも１つの凝縮経路を規定する第２部と、をそれぞれが含む複数の平坦マルチポート管構造を備える、請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記平坦マルチポート管構造は、前記平坦マルチポート管構造の平面内で前記第１部又は前記第２部から外向きに延びる横ウェブを含む、請求項１の装置。
【請求項１４】
前記第１部は、複数の蒸発器経路を規定し、
前記第２部は、前記液体返却路を規定する、請求項１の装置。
【請求項１５】
前記第１部は、複数の凝縮器経路を規定し、
前記第２部は、前記蒸気供給路を規定する、請求項１の装置。
【請求項１６】
前記第１部は、複数の凝縮器経路を規定し、
前記第２部は、複数の凝縮器経路を規定する、請求項１の装置。
【請求項１７】
前記第１部は、複数の蒸発経路を規定し、
前記第２部は、複数の凝縮器経路を規定する、請求項１の装置。
【請求項１８】
前記第１部が複数の凝縮器経路を規定し、前記第２部が前記蒸気供給路を規定する前記装置において、
前記マルチポート管構造は、複数の凝縮器経路を規定する第３部と、前記マルチポート管構造の平面内で前記第２部と前記第３部との間に延在する第２のウェブと、をさらに備える、請求項１の装置。
【請求項１９】
前記マルチポート管構造は、前記平坦マルチポート管構造の平面内で前記第１部又は前記第３部から外向きに延びる横ウェブをさらに備える、請求項１８の装置。
【請求項２０】
複数の前記マルチポート管構造と、
前記マルチポート管構造の前記第１部、前記第２部、及び前記第３部の上端部を流体連結する上部マニホルドと、
前記マルチポート管構造の前記第１部、前記第２部、及び前記第３部の下端部を流体連結する下部マニホルドと、
をさらに備える、請求項１８の装置。
【請求項２１】
１つの蒸気チャンバ及び２つの液体チャンバを規定して、前記第２部が前記蒸気チャンバと流体連通し、前記第１部及び前記第３部がそれぞれ１つの液体チャンバと流体連通するように前記マニホルド内に位置決めされた一対の分離壁をさらに備える、請求項２０の装置。
【請求項２２】
前記蒸発器部は、前記蒸気チャンバと流体連通する複数の蒸発経路と、１つの液体チャンバと流体連通する液体返却路と、を含む、請求項２１の装置。
【請求項２３】
前記液体チャンバ間に流体連通をもたらすように前記マニホルドと係合された端部キャップをさらに備える、請求項２２の装置。
【請求項２４】
各第１部が複数の蒸発経路を規定し各第２部が複数の凝縮器経路を規定する複数のマルチポート管構造をさらに備えるとともに、
各マルチポート管構造の前記第１部と前記第２部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項１の装置。
【請求項２５】
複数のマニホルドをさらに備え、
各マニホルドは、マルチポート管構造の前記第１部と前記第２部とを一緒に流体接続する、請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記平坦マルチポート管構造は、それぞれ、前記平坦マルチポート管構造の平面内で前記第２部から延びる外ウェブをさらに含む、請求項２４の装置。
【請求項２７】
前記第１部を熱的に接続された底板をさらに備える、請求項２４の装置。
【請求項２８】
前記第１部が複数の凝縮器経路を規定し、前記第２部が複数の凝縮器経路を規定する装置において、
前記第１部及び前記第２部のマニホルド端部に流体連結され、前記凝縮器経路に作動流体蒸気を提供するように且つ前記凝縮器経路から凝縮された作動流体液体を受け取るように配置されたマニホルドをさらに備える、請求項１の装置。
【請求項２９】
前記第１部及び前記第２部のマニホルド端部に流体接続されたマニホルドをさらに備え、
前記マニホルド端部の前記ウェブの一部が、前記マニホルドへの前記マニホルド端部の挿入深さを限定するための止め子として作用する、請求項１の装置。
【請求項３０】
熱を受けて液体を蒸発させるように配置された蒸発器部と、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された凝縮器部と、を含むサーモサイホン冷却装置であって、
前記装置は、少なくとも１つの平坦マルチポート管構造を備え、
前記平坦マルチポート管構造は、１つ以上の流動経路を規定する第１部と、前記マルチポート管構造の平面内で前記第１部から横方向に離れて延びるウェブと、を有し、
前記第１部は、複数の蒸発経路又は複数の凝縮器経路を規定する、サーモサイホン冷却装置。
【請求項３１】
前記第１部は、複数の蒸発経路を規定し、
前記装置は、前記複数の蒸発経路と前記凝縮器部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項３０の装置。
【請求項３２】
前記第１部は、複数の凝縮経路を規定し、
前記装置は、前記複数の凝縮経路と前記蒸発器部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項３０の装置。
【請求項３３】
前記マルチポート管構造の平面内で前記第１部の両側から横方向に離れて延びる第１及び第２のウェブを備える、請求項３０の装置。
【請求項３４】
前記第１部のマニホルド端部に流体連結されたマニホルドをさらに備え、
前記マニホルド端部の前記ウェブの一部が、前記マニホルドへの前記マニホルド端部の挿入深さを限定するための止め子として作用する、請求項３０の装置。
【請求項３５】
複数の凝縮経路を規定する第１部をそれぞれが含む複数のマルチポート管構造を備え、
前記複数のマルチポート管構造の前記第１部のマニホルド端部と前記蒸発器部とを流体連結するマニホルドをさらに備える、請求項３０の装置。
【請求項３６】
前記複数のマルチポート管構造の前記第１部の上端部を流体連結する転向部をさらに備える、請求項３５の装置。
【請求項３７】
前記蒸発器部は、複数の蒸発器経路と、液体返却路と、を含む、請求項３６の装置。
【請求項３８】
前記蒸発器部は、複数の蒸発経路を規定する第１部をそれぞれが含む複数のマルチポート管構造を含み、
前記マルチポート管構造のマニホルド端部は、前記マニホルドに流体連結されている、請求項３７の装置。
【請求項３９】
前記蒸発器部の複数の蒸発経路と前記凝縮器部の蒸気供給路とを規定する第１部を有する第１のマルチポート管構造と、
前記凝縮器部の複数の凝縮経路と前記蒸発器部の液体返却路とを規定する第１部を有する第２のマルチポート管構造と、
を備える、請求項３０の装置。
【請求項４０】
前記第１部のうち複数の蒸発経路として機能する一部でのみ前記第１のマルチポート管構造に取り付けられた熱伝達構造と、
前記第１部のうち複数の凝縮器経路として機能する一部でのみ前記第２のマルチポート管構造に取り付けられた熱伝達構造と、
を備える、請求項３９の装置。
【請求項４１】
前記第１のマルチポート管構造の上端部を前記第２のマルチポート管構造の上端部に流体連結する上転向部と、
前記第１のマルチポート管構造の下端部を前記第２のマルチポート管構造の下端部に連結する下転向部と、
を備える、請求項３９の装置。
【請求項４２】
前記上転向部又は前記下転向部は、マニホルド又は前記マルチポート管構造の屈曲部によって形成されている、請求項４１の装置。
【請求項４３】
前記第１部は、複数の凝縮経路を規定し、
前記蒸発器部は、複数の蒸発経路を規定するマルチポート管構造を含み、
前記装置は、蒸気供給路と、前記複数の凝縮経路と前記複数の蒸発経路とを流体連結する液体返却路と、をさらに備える、請求項３０の装置。
【請求項４４】
前記蒸気供給路、前記液体返却路及び前記複数の蒸発経路は、単一のマルチポート管構造の一部として形成される、請求項４３の装置。
【請求項４５】
前記マルチポート管構造の両端部で前記第１部に流体連結されたマニホルドをさらに備える、請求項４３の装置。
【請求項４６】
逆流モードで動作するべく、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された複数組の凝縮経路を含む凝縮器部と、
前記複数組の凝縮経路に作動流体蒸気を提供するように且つ前記複数組の凝縮経路から凝縮された作動流体液体を受け取るように配置された、前記複数組の凝縮経路に流体接続された少なくとも１つの導管と、
を含むサーモサイホン冷却装置において、
前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも一組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記平坦マルチポート管構造は、前記マルチポート管構造の平面内で一組の凝縮経路から延びるウェブを有する、サーモサイホン冷却装置。
【請求項４７】
熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも１つの蒸発経路を含む蒸発器部をさらに備える、請求項４６の装置。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路をさらに備える、請求項４７の装置。
【請求項４９】
前記液体返却路及び前記少なくとも１つの蒸発経路が、前記少なくとも１つの導管に流体連結されている、請求項４８の装置。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの蒸発器部はマルチポート管構造を含み、
前記マルチポート管構造は、複数の蒸発経路を規定する第１の部分を有するとともに、前記マルチポート管構造の平面内で前記第１の部分から延びるウェブを含む、請求項４９の装置。
【請求項５１】
前記ウェブは、前記液体返却路を規定する前記マルチポート管構造の前記第１部と前記第２部との間に延在する、請求項５０の装置。
【請求項５２】
前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも二組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記凝縮経路の一組が、前記マルチポート管構造の平面内で前記凝縮経路の組の間に延在する平坦ウェブによって、前記凝縮経路の別の一組に接合されている、請求項４６の装置。
【請求項５３】
前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも三組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記凝縮経路の組のうち隣接する対の組が前記凝縮経路の組の間に延在する平坦ウェブによって接合されている、請求項５２の装置。
【請求項５４】
前記少なくとも１つの導管は、一緒に流体連結された複数のマニホルド部を含み、
各マニホルド部は、対応する凝縮経路の組に流体連結されている、請求項４６の装置。
【請求項５５】
マニホルド部間に、１つのマニホルド部から別のマニホルド部への液体流に抵抗するためのトラップ又は栓をさらに備える、請求項５４の装置。
【請求項５６】
隣接するマニホルド部が、平坦管部と前記平坦管部の両端部から外向きに延びるウェブとを有する導管によって流体連結されている、請求項４６の装置。
【請求項５７】
前記複数組の凝縮経路は、前記少なくとも１つの導管の平面に対して０度乃至９０度の角度で配置される、請求項４６の装置。
【請求項５８】
前記少なくとも１つの導管は、複数の経路を有する底板と、前記複数の経路を閉じるように前記底板に取り付けられたシートと、を含む、請求項４６の装置。
【請求項５９】
前記経路及び前記シートは、前記装置が垂直配向に配向された状態で一組の凝縮経路に隣接する空洞を規定するように形成される、請求項５８の装置。
【請求項６０】
前記複数組の凝縮経路のうち少なくとも一組は、平坦マルチポート管構造の一部であり、
前記平坦マルチポート管構造は、複数の凝縮経路を定義する第１部と、前記第１部の両側で前記マルチポート管構造の平面内に前記第１部から離れて延びる第１及び第２の平坦ウェブと、を有する、請求項４６の装置。
【請求項６１】
前記少なくとも１つの導管は、前記平坦マルチポート管構造の前記第１部のマニホルド端部を受容するための開口を備えた頂部を有する筒状チャンバを含む、請求項６０の装置。
【請求項６２】
垂直に配置されるとともに、前記筒状チャンバの前記頂部の開口と係合された前記第１部のマニホルド端部を有する複数の平坦マルチポート管構造をさらに備える、請求項６１の装置。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの導管は、前記平坦マルチポート管構造の前記第１部のマニホルド端部を受容するための開口を有する筒状のマニホルドを含む、請求項４６の装置。
【請求項６４】
熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも１つの蒸発経路と、前記少なくとも１つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路と、を含む蒸発器部と、
蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して前記蒸発された液体を凝縮するように配置された少なくとも第１組及び第２組の凝縮経路と、前記少なくとも１つの凝縮経路に蒸発された液体を送達するための蒸気供給路と、を含む凝縮器部と、
前記蒸発器部と前記凝縮器部とを流体接続するマニホルドと、を含み、
前記マニホルドは、前記第１組及び第２組の凝縮経路にそれぞれ流体連結された第１及び第２の液体チャンバと、前記蒸気供給路に流体連結された蒸気チャンバと、を含み、
前記マニホルドは、前記第１の液体チャンバと前記第２の液体チャンバとを流体連結する端部キャップを含む、サーモサイホン冷却装置。
【請求項６５】
前記第１の液体チャンバは、前記液体返却路に流体連結されている、請求項６４の装置。
【請求項６６】
前記凝縮器部は、前記蒸気供給路を規定する少なくとも１つの蒸気供給経路の両側に位置決めされた前記第１組及び第２組の凝縮経路を含む平坦マルチポート管構造として形成されており、
前記第１組及び第２組の凝縮経路は、各接続ウェブによって前記少なくとも１つの蒸気供給経路にそれぞれ接続されている、請求項６４の装置。
【請求項６７】
前記マニホルドは、第１、第２及び第３の開口を備えた外壁を含み、
前記第１組の凝縮経路は、前記第１の開口に受容され、
前記第２組の凝縮経路は、前記第２の開口に受容され、
前記少なくとも１つの蒸気供給経路は、前記第３の開口に受容される、請求項６６の装置。
【請求項６８】
前記凝縮器部は、少なくとも１つの蒸気供給経路の両側に位置決めされた前記第１組及び第２組の凝縮経路をそれぞれが備える複数の平坦マルチポート管構造を含む、請求項６６の装置。
【請求項６９】
前記端部キャップは、前記第１の液体チャンバと流体連通する第１の開口及び前記第２の液体チャンバと流体連通する第２の開口を備えた内板と、前記マニホルドを密封閉鎖するための外板と、を含み、
前記内板と前記外板とは、前記第１開口と前記第２の開口とを流体連結するチャンバを規定するようにオフセットされている、請求項６４の装置。
【請求項７０】
前記マニホルド内に、前記マニホルドの内部空間を前記第１及び第２の液体チャンバと前記蒸気チャンバとに分離する第１及び第２の分離板をさらに備え、
前記第１及び第２の分離板の端部は、前記内板と密封係合されている、請求項６９の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２相冷却流体を採用したサーモサイホン装置及びその他の熱伝達装置全般に関連する。
【背景技術】
【０００２】
サーモサイホン装置は、集積回路及びその他のコンピュータ回路等の冷却システムに幅広く使用される。例えば、米国特許公開第２０１３／０１０４５９２号は、キャビネット又はその他の包囲部内に配置された電子部品の冷却に使用されるサーモサイホン冷却器を開示している。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の一態様は、熱を受けて液体を蒸発させるように配置された蒸発器部と、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して蒸発された液体を凝縮するように配置された凝縮器部とを含むサーモサイホン装置を提供する。この装置においては少なくとも１つの平坦マルチポート管構造が採用されてもよく、これは蒸発器経路及び凝縮器経路など装置の１つ以上の機能部を含み得る。例えば、平坦マルチポート管構造は、１つ以上の流動経路を規定する第１部と、１つ以上の流動経路を規定する第２部と、マルチポート管構造の平面内で第１部と第２部との間に延在するウェブとを有し得る。したがって、ウェブは、第１部と第２部とを繋ぎ合わせ、その一方で両者の間に少なくともある程度の熱的隔離を提供する。例えば、ウェブは、第１部と第２部との間での熱伝達を制限するのを助けたり、重量又は費用を低減するのに役立ったりするなどのために、１つ以上の間隙（例えばウェブが取り除かれている領域）を含んでいてもよい。
【０００４】
ウェブによって提供される第１部と第２部との熱的隔離及び／又は物理的分離は、これらの部分がサーモサイホン装置において異なる又は同一の機能を果たすことを可能にし得る。いくつかの実施形態においては、第１部は１つ以上の蒸発経路を規定してもよく、第２部は１つ以上の蒸発経路、１つ以上の凝縮経路、又は蒸発器部の液体返却路を規定してもよい。代替的又は追加的には、第１部は１つ以上の凝縮経路を規定してもよく、第２部は１つ以上の蒸発経路、１つ以上の凝縮経路、又は凝縮器部の蒸気供給路を規定してもよい。その結果、サーモサイホン装置の異なる機能的部分が単一のマルチポート管構造の一部として形成されて、組み立てを容易にしたり、装置の設計を単純化したり、及び／又は装置の動作を向上させたりするのに役立つ。複数の管構造が用いられる場合には、これらの管構造は種々の異なる機能を提供し得る。このように、マルチポート管構造は、より高い設計自由度を可能にし得る。なぜなら、装置において用いられる１つ又は複数の管構造に様々な機能的特徴を組み込み可能であるためである。
【０００５】
いくつかの装置においては、蒸発器部は、熱を受けて内部の液体を蒸発するように配置された少なくとも１つの蒸発経路と、その少なくとも１つの蒸発経路に凝縮された液体を送達するための液体返却路とを含み得る。一実施形態においては、蒸発経路と液体返却路とは組み合わされて１つのマルチポート管構造にされてもよく、例えば、少なくとも１つの蒸発経路及び液体返却路は、第１部が少なくとも１つの蒸発経路を規定し第２部が液体返却路を規定する平坦マルチポート管構造の一部であってもよい。同様に、凝縮器部は、蒸発された液体から周囲環境に熱を伝達して蒸発された液体を凝縮するように配置された少なくとも１つの凝縮経路と、その少なくとも１つの凝縮経路に蒸発された液体を送達するための蒸気供給路とを含み得る。少なくとも１つの蒸発経路及び蒸気供給路は、第２部が少なくとも１つの凝縮経路を規定し第１部が蒸気供給路を規定する平坦マルチポート管構造の一部であってもよい。少なくとも１つのマニホルドが、少なくとも１つの蒸発経路を蒸気供給路と流体接続するとともに、少なくとも１つの凝縮経路を液体返却路と流体接続してもよい。例えば、マニホルドは、内部空洞を規定する外壁と、その内部空洞内に配置され内部空洞を蒸気チャンバと液体チャンバとに分離する分離壁とを含んでいてもよい。分離壁は、少なくとも１つの蒸発経路及び蒸気供給路が蒸気チャンバと流体連通し、少なくとも１つの凝縮経路及び液体返却路が液体チャンバと流体連通するように、マニホルド内に位置決めされ得る。例えばシステムの熱容量を高めるために、２つ以上のマルチポート管構造が蒸発器又は凝縮器部の一部として提供されてもよい。
【０００６】
別の一実施形態においては、単一のマルチポート管構造が凝縮器部及び蒸発器部の両方の一部を規定し得る。例えば、単一の平坦マルチポート管構造は、少なくとも１つの蒸発経路及び蒸気供給路を規定する第１部と、液体返却路及び少なくとも１つの凝縮経路を規定する第２部とを有し得る。その結果、単一の管構造が完全なサーモサイホン装置を形成してもよいし、所望であれば、複数のそのような平坦マルチポート管構造がサーモサイホン装置内に設けられてもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態においては、平坦マルチポート管構造は、平坦マルチポート管構造の平面内で第１部又は第２部から外向きに延びる１つ以上の横ウェブを含み得る。横ウェブは、熱伝達構造（例えば周囲環境と熱交換する）を提供してもよく、又はサーモサイホン装置の一部のための保護を提供してもよい。追加的又は代替的には、平坦マルチポート管構造は流動経路を規定する３つ以上の部分を含んでいてもよく、これらの部分は、隣り合う部分がその部分間に延在するウェブを有するように接続されていてもよい。これはマルチポート管構造がいくつかの異なる機能的要素を組み込むことを可能にし得る。例えば、マルチポート管構造の第１部は複数の凝縮器経路を規定してもよく、第２部は蒸気供給路を規定してもよく、第３部は複数の凝縮器経路を規定してもよい。
【０００８】
本発明の別の一態様においては、サーモサイホン装置は、１つ以上の流動経路を規定する第１部と、マルチポート管構造の平面内で第１部から横方向に遠ざかるように延びるウェブとを有する、１つ以上の平坦マルチポート管構造を含み得る。第１部は、複数の蒸発経路又は複数の凝縮器経路を規定してもよい。ウェブは、マルチポート管構造が流体連結されるマニホルド又は他の構造への第１部の端部の挿入深さを規定するのに有用であろう。例えば、ウェブは挿入深さを規定するための止め子として作用してもよく、これは液体又は蒸気の流れを第１部から又は第１部への液体又は蒸気の流れを制御又は影響するために重要であろう。場合によっては、液体が蒸発経路ではなく液体返却路に進入することを保証するために、マニホルドにおいて液体返却路が１組の蒸発経路よりも下方に位置することが必要であるかもしれない。そのような場合には、蒸発経路を規定するマルチポート管のウェブは、切除などして形成されて、ウェブがマニホルドに接触するときに第１部のマニホルドへの適切な挿入深さを設定する間隙を規定してもよい。場合によっては、マルチポート管構造は、例えば伝熱面積を拡大するために、マルチポート管構造の平面内で第１部の両側から横方向に遠ざかるように延びる第１及び第２のウェブを有していてもよい。この配置を有するマルチポート管構造は、例えば蒸発経路を提供するために蒸発器部の一部として、及び／又は例えば凝縮器経路を提供するために凝縮器部の一部として、採用され得る。凝縮器経路を提供するために採用されるときには、凝縮器部は逆流モード（蒸気は経路内を概ね上向きに移動し、その一方で凝縮された液体は概ね下向きに進む）又はループモード（蒸気及び凝縮された液体が概ね同一方向に移動する）で動作し得る。そのようなマルチポート管構造は、流体接続導管、又は導管内の流体に対して有意な量の熱を伝達するように設計又は意図されていない他の経路など、他の目的でも用いられ得る。
【０００９】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の記載から明らかとなるであろう。また、本発明の様々な態様は種々の異なる手法で組み合わせられてもよいことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本明細書の一部に組み込まれ、且つ、その一部を形成する添付の図面は、本発明の選択された実施形態を示しており、明細書と併せて、本発明の原則を説明する役割を果たす。
【００１１】
【図１】本発明の態様を組み込んだ例示的な一実施形態におけるサーモサイホン装置の斜視図である。
【図２】屈曲構成を有する別の例示的な一実施形態におけるサーモサイホン装置を示す。
【図３】図２の実施形態の拡大図を示す。
【図４】接続ウェブを有するマルチポート管構造の例示的な一実施形態を示す。
【図５】図４の実施形態を変形したものを示す。
【図６】マルチポート管構造を含む凝縮器部及び蒸発器部に連結されたマニホルドの端面図を示す。
【図７】図６のマニホルドの斜視図を示す。
【図８】一実施形態における分離壁を示す。
【図９】別の一実施形態における分離壁を示す。
【図１０】図８の分離壁を組み込んだマニホルドの端面図を示す。
【図１１】接続ウェブ及び歯を有するマルチポート管構造を示す。
【図１２】図９の分離壁を組み込んだマニホルドの端面図を示す。
【図１３】図１１のマルチポート管構造を受容するように配置されたマニホルドの一部分を示す。
【図１４】横方向に延びる要素を有する突刺又はクリップを含む別の一実施形態における分離壁を示す。
【図１５】図１４の分離壁を組み込んだマニホルドの端面図を示す。
【図１６】図１５のマニホルドを、マニホルドに対して位置決めされて取り付けられたマルチポート管構造とともに示す。
【図１７】定位置にスペーサ要素を有する図１６のマニホルドを示す。
【図１８】分離壁の別の一実施形態を組み込んだマニホルドの端面図を示す。
【図１９】熱伝達構造を組み込んだマルチポート管構造の実施形態を示す。
【図２０】熱伝達構造を組み込んだマルチポート管構造の実施形態を示す。
【図２１】熱伝達構造を組み込んだマルチポート管構造の実施形態を示す。
【図２２】熱伝達構造を組み込んだマルチポート管構造の実施形態を示す。
【図２３】接続ウェブによって接合された３つの部分を有するとともに横ウェブを有するマルチポート管構造の例示的な一実施形態を示す。
【図２４】図２３のマルチポート管構造を組み込んだサーモサイホン装置を示す。
【図２５】図２４の実施形態のマニホルドの端面図をキャップ構造とともに示す。
【図２６】図２４の実施形態のマニホルドを示す。
【図２７】代替的な端部キャップ構成を示す。
【図２８】代替的な端部キャップ構成を示す。
【図２９】マルチポート管構造が蒸発器部及び凝縮器部の両方の一部を規定するサーモサイホン装置を示す。
【図３０】図２９のものに類似しているが屈曲構成を有するサーモサイホン装置を示す。
【図３１】図２９及び３０の実施形態において用いられるマルチポート管構造を示す。
【図３２】図３０のものと同様の、複数のマルチポート管構造を有するサーモサイホン装置を示す。
【図３３】図３２の実施形態のマニホルドを示す。
【図３４】マニホルド間の導管を省略した、図２９の装置の変形したものを示す。
【図３５】図３４の実施形態のマニホルド配置を示す。
【図３６】逆流動作用に配置された凝縮部のマルチポート管構造を含むサーモサイホン装置を示す。
【図３７】図３６の装置の側面図を示す。
【図３８】図３６の実施形態において用いられるマルチポート管構造を示す。
【図３９】図３６の実施形態のマニホルド及びマルチポート管構造を示す。
【図４０】経路部の表面と同一平面の横ウェブを有するマルチポート管構造を示す。
【図４１】屈曲部を備えた横ウェブを有するマルチポート管構造を示す。
【図４２】間に熱伝達構造が配置されているマルチポート管構造を示す。
【図４３】端部においてウェブに間隙を有するマルチポート管構造を示す。
【図４４】図４３に示すマルチポート管構造を備えたサーモサイホン装置を示す。
【図４５】図４５のものに類似しているが下転向部を省略したサーモサイホン装置を示す。
【図４６】図４５の装置の側面図を示す。
【図４７】マルチポート管構造が蒸発器部及び凝縮器部の両方の一部を規定するサーモサイホン装置を示す。
【図４８】図４７の装置において用いられる熱伝達構造の配置を示す。
【図４９】上転向部のマニホルドが屈曲管部に置換された、図４７の装置の変形したものを示す。
【図５０】下転向部のマニホルドが屈曲管部に置換された、図４９の装置の変形したものを示す。
【図５１】マルチポート管構造が凝縮器部を規定するサーモサイホン装置を示す。
【図５２】図５１の実施形態の側面図を示す。
【図５３】図５１の装置の蒸発器部及び蒸気供給路を示す。
【図５４】図５１の装置のマニホルドを示す。
【図５５】図５１の装置の凝縮器経路を含むマルチポート管構造を示す。
【図５６】図５１の装置の底板を示す。
【図５７】図５１の装置に類似しているが垂直方向に配向されているサーモサイホン装置を示す。
【図５８】図５７に示されるもののような装置を複数有するサーモサイホン装置を示す。
【図５９】図５８の装置に類似の、蒸発器部のための転向部を有するサーモサイホン装置を示す。
【図５９Ａ】図５９の装置に類似の、流体連通するように連結された凝縮器部マニホルドを有するサーモサイホン装置を示す。
【図６０】逆流凝縮器経路と転向部を備えた蒸発器部とを含むサーモサイホン装置を示す。
【図６１】マルチポート管構造が凝縮経路及び蒸発経路を含むサーモサイホン装置を示す。
【図６２】マニホルドが取り除かれた状態の図６１の装置を示す。
【図６３】図６１の装置において用いられるマルチポート管構造を示す。
【図６４】図６１の装置に類似の、各マルチポート管構造の蒸発器経路及び凝縮器経路のみを流体接続させたサーモサイホン装置を示す。
【図６５】図６４の装置において用いられるマルチポート管構造を示す。
【図６６】マルチポート管構造で配置された逆流凝縮器経路を含むサーモサイホン装置。
【図６７】図６６の装置において用いられるマルチポート管構造を示す。
【図６８】図６６の装置を垂直配向で示す。
【図６９】液体流を制御するための栓を含むマニホルド配置を示す。
【図７０】マニホルドの平面に対して垂直ではない角度で配置された凝縮経路を備えた、図６６の装置の変形したものを示す。
【図７１】図７０の装置を垂直配向で示す。
【図７２】図６６の装置の底板を示す。
【図７３】マルチポート管構造で配置された逆流凝縮器経路と複数部分からなるマニホルドとを含むサーモサイホン装置。
【図７４】図７３の装置において用いられるマルチポート管構造を示す。
【図７５】図７３の装置のためのマニホルドシートを示す。
【図７６】図７３の装置を垂直配向で示す。
【図７７】図７３の装置を逆の垂直配向で示す。
【図７８】図７３の装置のための代替的なマニホルド構造を示す。
【図７９】図７８の装置の底板を示す。
【図８０】図７３の装置のための代替的なマニホルド配置を示す。
【図８１】マルチポート管導管を介して取り付けられたマニホルドを備えた、図６６の装置の変形したものを示す。
【図８２】図８１の装置の一部の拡大図を示す。
【図８３】図８１の装置において用いられるマルチポート管導管を示す。
【図８４】図８１の装置におけるマルチポート管導管とマニホルドとの係合の拡大図を示す。
【図８５】内部ねじを含む代替的な液体トラップ配置を示す。
【図８６】マニホルドにおける液体トラッピングに用いられるコイル要素を示す。
【図８７】逆流凝縮器経路を含む複数の垂直配向されたマルチポート管構造を有するサーモサイホン装置を示す。
【図８８】図８７の装置の円形マニホルドを示す。
【図８９】図８７の装置のマニホルドにおいて用いられる栓を示す。
【図９０】芯材要素を含む、図８７の装置のための代替的なマニホルド配置を示す。
【図９１】図８７の装置に類似の、筒状チャンバを備えたマニホルドを有するサーモサイホン装置を示す。
【図９２】芯材要素を含む、図９１の装置のための代替的なマニホルド配置を示す。
【図９３】マニホルド底壁に複数の空洞を含む、図８７の装置のための代替的なマニホルド配置を示す。
【図９４】逆流凝縮器経路及び蛇行マニホルドを含む複数の垂直配向されたマルチポート管構造を備えたサーモサイホン装置。
【図９５】図９４の装置を垂直配向で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の態様は、適用において、以下の説明に記載であるか、又は、図面に示した構成要素の構造及び配置の詳細に限定されるものでない。他の実施形態が採用されてもよく、本発明の態様は、種々の方法で実現又は実施されてもよい。また、本発明の態様は、単独で使用されてもよく、互いに任意の好適な組み合わせで使用されてもよい。したがって、本明細書に使用のフレーズ及び用語は、説明を目的とするものであり、限定とみなされてはならない。
【００１３】
図１は、例えば閉じたキャビネット又は他の包囲部６内の電子機器を冷却するために用いられるサーモサイホン装置１０の例示的な一実施形態を示す。すなわち、当業者には理解される通り、装置１０の１つ以上の蒸発器部２は、冷却されるべき電子機器又は他の発熱装置とともに密閉包囲部６内に配置され得る。１つ以上の凝縮部１が、密閉包囲部６の外部に位置して、蒸発器部２から受けた熱を、例えば密閉包囲部６の外部の環境の空気に放散してもよい。装置１０のマニホルド３又は別の箇所にあるフランジ３３は、密閉包囲部の開口と係合されていてもよく、それによって包囲部６を密閉するとともに、包囲部６の内部の部分と包囲部の外部の環境との分割点を規定する。蒸発器部２を密閉包囲部６の内部に設けるとともに凝縮器部１を包囲部６の外部に設けることによって、包囲部６内の装置は、外部条件から保護された、例えば塵、埃、汚染物、湿気などから保護された環境内に収容されつつ冷却され得る。無論、サーモサイホン装置を密閉包囲部とともに使用することは必須ではない。例えば、この装置は、冷却されるべき発熱装置が装置１０の１つ以上の蒸発器部２と熱的に連結されている完全に開いたシステムにおいて用いられてもよい。また、図１の実施形態は水平に対して比較的浅い角度で配置されたサーモサイホン装置１０を示しているが、装置１０は異なって、例えば水平に対して垂直又は他の角度で配向されてもよく、以下でより詳細に述べるように種々の異なる姿勢で動作するように配置されてもよい。そして、装置１０は、図１のように平坦である必要はなく、図２に示されるように屈曲構成で配置されてもよいし、又は他の配置でもよい。
【００１４】
図３は、図２のサーモサイホン装置１０の一部の拡大図を示す。簡略化した形では、サーモサイホン装置１０は、蒸発経路２２内の液体が沸騰するか又は気化するような熱を蒸発器部２で受け取ることによって、発熱装置を冷却するように動作する。熱は、蒸発経路２２において、蒸発経路２２に熱的に連結された熱伝達構造２３を流れる（発熱装置によって加熱された）温かい空気によって、あるいは直接伝導路、１つ以上のヒートパイプ、液体熱交換器などによって他の手法で、受け取られ得る。蒸気は蒸発経路２２から上向きにマニホルド３内へ流れ、その後、凝縮器部１の蒸気供給路１１に流入する。蒸気は、凝縮器部１の転向部１４（図２を参照）に達するまで、引き続き蒸気供給路１１内を上向きに流れる。この時点で、蒸気は下向きに、凝縮器部１の１つ以上の凝縮経路１２内へと流れ、そこで蒸気は凝縮して液体になり、マニホルド３内へと下向きに流れる。凝縮の際に蒸気から除去された熱は、凝縮経路１２に連結された熱伝達構造１３、例えば凝縮経路１２に隣接する凝縮器部１に伝導結合された１つ以上のフィンに伝達され得る。同様に、熱は、熱伝達構造１３から、構造１３を流れる冷たい空気によって、液槽、液体熱交換器、冷媒コイル、又は他の配置によって、除去されてもよい。凝縮された液体は凝縮経路１２から下向きにマニホルド３内へ流れ、その後、蒸発器部２の液体返却路２１に流入して、蒸発器部２の転向部２４（図２を参照）に達するまで流れる。液体は次いで蒸発器経路２２に入り、処理が繰り返される。
【００１５】
本発明の一態様によれば、凝縮器部１及び／又は蒸発器部２は、機能的に異なる経路部がマルチポート管構造の平面内でその経路部間に延在する平坦ウェブによって互いに取り付けられている、平坦マルチポート管構造として配置されてもよい。例えば、蒸発器部は１つ以上の平坦マルチポート管構造を含んでいてもよく、これらは各々が、マルチポート管構造の平面内に延びる平坦ウェブによって液体返却路部に接合された少なくとも１つの蒸発経路部を有する。代替的又は追加的には、凝縮器部は１つ以上の平坦マルチポート管構造を含んでいてもよく、これらは各々が、マルチポート管構造の平面内に延びる平坦ウェブによって蒸気供給路に接合された少なくとも１つの凝縮経路部を有する。平坦ウェブによって接続された異なる部分を有することによって、特にウェブが非常に薄く、不連続に、及び／又は比較的低い熱伝導率を有する材料で作製される場合、それらの部分間の伝熱は最小化され得る。伝熱の減少は、サーモサイホン装置１０の適切な熱性能ならびに適当な蒸気流及び液体流を保証するのに役立つなどの利点を提供し得る。例えば、液体返却路部と蒸発経路部との間での伝熱の減少は、液体返却路内で作動流体を液体状に維持するのに役立ち、それによってサーモサイホン装置内での適切な流れの循環を保証するのを助け得る。凝縮経路部及び蒸気供給路についても同様のことが言える。すなわち、伝熱の減少は、蒸気供給路内で作動流体を蒸気状に維持するのに役立ち得る。また、蒸発器部及び／又は凝縮器部の異なる機能部を組み合わせて単一の部分にすることによって、製造及び組み立てを簡略化することができる。
【００１６】
図４及び５は、本発明の態様による蒸発器部又は凝縮器部の一部として採用され得る平坦マルチポート管構造の例示的な実施形態を示す。図４において、マルチポート管１００は第１部１０１及び第２部１０２を含み、これらはマルチポート管１００の平面内で部分１０１，１０２の間に延在する平坦ウェブ１０３によって接合されている。本実施形態の第１部１０１は複数の流動経路を含み、一組の蒸発経路２２又は凝縮経路１２又は他の流導管として機能し得る。第２部１０２は単一の経路を含み、液体返却路２１又は蒸気供給路１１又は他の流導管として機能し得る。無論、第１部１０１及び／又は第２部１０２では任意の適当な数の経路が採用され得ることは理解されるであろう。ウェブ１０３は任意の適当な幅、厚さ、及び／又は長さを有していてもよく、第１部１０１及び／又は第２部１０２を形成するために使用される材料とは異なり得る任意の適当な材料で作製されてもよい。例えば、より幅広い及び／又はより薄いウェブ１０３は、第１部１０１と第２部１０２との間の伝熱を減少させるのに役立ち得る。別の一例として、ウェブ１０３の一部は、第１部１０１と第２部１０２との間の機械的な接続を維持したままで部分１０１と部分１０２との間に間隙を提供するように除去され、例えば打ち抜かれてもよい。図５は、ウェブ１０３の一部の除去によって間隙１０４が設けられた配置を示す。図５の実施形態においてはマルチポート管１００の端部でウェブ１０３の一部が除去されているが、ウェブの１０３の長さに沿ったいずれかの位置にある部分など、ウェブ１０３の他の部分が除去されてもよい。したがって、ウェブ１０３には、軽量化のためであれ、伝熱の制御を助けるためであれ、費用削減のためであれ、及び／又は他の目的であれ、１つ以上の間隙１０４が設けられ得るまた、後述するように、ウェブ１０３は、図４及び５に示されるような、マルチポート管構造１００の厚み寸法の中心点で第１部１０１と第２部１０２との間に延在する単一の平坦な要素に限定されるものではない。その代わりに、一例としては、ウェブ１０３は、例えば第１部１０１及び第２部１０２とウェブ１０３とが連続した平坦な平面上表面を規定するように、第１部１０１及び第２部１０２の一側面又は両側面と同一平面となるように位置決めされてもよい。また、所望の場合には２つ以上のウェブ１０３が設けられ、例えば１つのウェブ１０３が第１部１０１及び第２部１０２の上側面と同一平面になるように位置決めされ、別の１つのウェブ１０３が第１部１０１及び第２部１０２の下側面と同一平面になるように位置決めされてもよい。２つ以上のウェブ１０３が設けられる場合、そのウェブ１０３が潜在的な流動経路を規定するのであれば、その流動経路は、装置１０によっては採用されず、例えば装置１０の作動流体ではない、空気、絶縁材料又は他の材料のみを含み得る。マルチポート管構造１００が第１部１０１及び第２部１０２の両側面と同一平面に位置決めされたウェブ１０３を含む配置は、製造に便利であろう。なぜなら、例えば、マルチポート管構造１００は、初めに従来のマルチポート管として作製され、その管の一部であって１つ以上の流動経路を規定するものがウェブ１０３部として機能するように配置され、例えばそのウェブ部の管の一部が切込みを入れられたり、除去されたり、別様に変形されたり、あるいは単に装置の流動経路としては用いられなかったりし得るためである。さらに、ウェブ１０３は図示されるように完全に平坦である必要はなく、波形であったり、表面テクスチャを有していたり、又は他の手法で配置されていてもよい。
【００１７】
本発明の別の一態様によれば、マルチポート管１００の端部付近でウェブ１０３に間隙１０４を設けることは、マルチポート管１００とマニホルド３又はマルチポート管１００が取り付けられる他の構造との関係を規定するのにも役立ち得る。例えば、図６は、図５に示されるもののようなマルチポート管を備えた凝縮器部１及び蒸発器部２を含む装置１０の例示的な一実施形態を示す。凝縮器部１及び蒸発器部２のマルチポート管構造のマニホルド端部は、間隙１０４がマニホルド３内に位置するようにマニホルド３の外壁の開口に挿入される。マニホルド３内の分離壁３５はマニホルド３の内部空間を蒸気チャンバ３２と液体チャンバ３１とに分割し、分離壁３５の端部はマルチポート管１００の間隙１０４内に延びている。その結果、蒸発経路２２及び蒸気供給路１１は蒸気チャンバ３２に流体接続されており、凝縮経路１２及び液体返却路２１は液体チャンバ３１に流体接続されている。図７は、凝縮器部１及び蒸発器部２がマニホルド３に係合されていない状態の、マニホルド３の斜視図を示す。見て分かるように、マニホルド３の外壁３４は、凝縮器部１及び蒸発器部２のマニホルド端部の一部を受容するための開口３３１，３３２，３３３，３３４を有する。すなわち、開口３３１は凝縮経路１２を規定するマルチポート管１００の第１部１０１を受容するように配置されており、開口３３２は蒸気供給路１１を規定するマルチポート管１００の第２部１０２を受容するように配置されており、開口３３３は蒸発経路２２を規定するマルチポート管１００の第１部１０１を受容するように配置されており、開口３３４は液体返却路２１を規定するマルチポート管１００の第２部１０２を受容するように配置されている。各マルチポート管１００のための開口３３１と３３２とは外壁３４の固体部分によって分離されており、これが各マルチポート管１００のウェブ１０３の先端部に接触して、マルチポート管１００のマニホルド端部がマニホルド３内に挿入可能な範囲を限定する。したがって、各マルチポート管構造１００の挿入深さは、間隙１０４について所望の長さを設定することによって比較的容易に規定することができる。すなわち、マルチポート管１００は、ウェブ１０３がマニホルド３の外壁４３に接触するまでマニホルド３内に挿入可能である。
【００１８】
図６及び７の実施形態においては分離壁３５は直線状の端部を備えたＳ字形状を有する板として配置されているが、分離壁３５は他の手法で配置されてもよい。例えば、図８は、壁３５の端部に折り畳まれた突刺又はヘアピンクリップ３５１を含む分離壁３５を示す。図９は、壁３５の端部に折り畳まれた突刺又はヘアピンクリップ３５１を含む別の分離壁３５を示すが、この場合、壁３５は異なる全体形状、例えば緩いＺ字形状を有する。無論、分離壁３５は他の形状が可能である。図１０は図６及び７の実施形態に類似の実施形態を示すが、図８のもののような分離壁３５を採用している。見て分かるように、壁３５の端部の突刺又はクリップ３５１は間隙１０４でマルチポート管構造１００と係合し、したがってマルチポート管構造１００は突刺又はクリップ３５１との摩擦によって定位置に保持される。これは、マルチポート管構造１００をマニホルド３と確実に接合するためのロウ付け又は他の処理の準備にあたり、マルチポート管構造１００を定位置に保持するのに役立ち得る。
【００１９】
本発明の別の一態様においては、マルチポート管構造１００は、マニホルド３又は他の要素に対してマルチポート管構造１００を定位置に固定するのを助けるための歯又は他の係合フィーチャを含み得る。例えば、図１１は、マルチポート管構造１００のマニホルド端部の間隙１０４に形成された歯１０５を含む例示的な一実施形態を示す。この場合、歯１０５は、間隙１０４及び歯１０５の両方を形成するようにウェブ１０３の一部を除去することによって形成されるが、マルチポート管構造１００に歯、突刺、タブ、又は他の係合要素を溶接又は取り付けるなど、他の配置が可能である。図１２に見られるように、歯１０５は、マルチポート管構造１００のマニホルド端部が捕らわれてマニホルド３又は他の構成要素と係合するように、分離壁３５又は他の構成要素の一部を係合させ得る。この実施形態において、分離壁３５は図９に示されるものと同様に配置されており、マルチポート管構造１００が定位置に保持されるように、ヘアピンクリップ３５１の遠位端が歯１０５の基端側に捕らわれている。その結果、各マルチポート管構造１００のマニホルド端部はクリップ３５１が歯１０５の基端部で捕らわれるまでマニホルド３に挿入され、マルチポート管構造１００がマニホルド３内に適切に位置決めされることが保証される。図１３に見られるように、マニホルド３の開口３３１は、歯１０５を受容するように、例えば歯１０５が通過することを可能にするべく主開口３３１から延びる相対的に小さなスリットを有して、配置され得る。
【００２０】
上述したように、分離壁３５とクリップ又は突刺３５１とは他の手法で配置されてもよい。図１４は、クリップ又は突刺３５１が遠位端に横方向に延びる部分を含んでいる、別の例示的な一実施形態を示す。図１５に見られるように、マルチポート管１００の歯１０５及び間隙１０４は、クリップ又は突刺３５１の横方向に延びる部分が歯１０５の基端側で捕らわれ、それによってマルチポート管構造１００が係止されてマニホルド３と係合するように配置されてもよい。やはりこの実施形態において示されるように、間隙１０４は相対的に長く作製されており、したがって、クリップ又は突刺３５１の横方向に延びる部分が歯１０５と接触した状態でマルチポート管構造１００がマニホルド３に対して適切に位置しているとき、ウェブ１３はマニホルド３の外壁３４と接触しない。その代わり、間隙１０４は、図１６及び１７に見られるように、ジグ又はスペーサ要素１０６がマニホルド内部空間の外で間隙１０４内に受容されることが可能であるように寸法決めされる。スペーサ要素１０６は、この実施形態においては長方形の棒として配置されており、これは、マニホルド３に対する複数のマルチポート管構造１００の位置を規定するように配置され得る。マルチポート管構造１００のマニホルド３へのロウ付け又は他の取り付けが完了した後、スペーサ要素１０６は取り除かれてもよいし、又は要素１０６も定位置に固定されてもよい。
【００２１】
図１８は分離壁３５の別の配置を示しており、この分離壁はこの実施形態においては接合された２つの部品３５ａ，３５ｂでできている。液体又は蒸気（この場合は液体）が凝縮器部１から蒸発器部２へと通過し得るように、分離壁３５には、例えば部品３５ａ，３５ｂが接合されている部分に沿って、１つ以上の開口３５ｃが設けられていてもよい。
【００２２】
上記で言及したように、マルチポート管構造１００は、マルチポート管構造１００の一部と周囲環境との間の伝熱を助けるために、フィン、ピン、スタッド又は他の構造などといった熱伝達構造を有し得る。例えば、図１９は、ウェブ１０３によって接合された第１部１０１及び第２部１０２を含むマルチポート管構造１００の断面図を示す。ここでもやはり、第１部１０１及び第２部１０２の厚さの中心点で第１部１０１と第２部１０２との間に延在するウェブ１０３が示されているが、そのような配置は必須ではない。その代わりに、ウェブ１０３は、第１部１０１及び第２部１０２の一方の側面に位置決めされてもよいし、第１部１０１及び第２部１０２に等しい厚さを有していてもよいし、マルチポート管構造１００の平面に対してある角度で（例えば構造１００の全幅は増加させずにウェブ１０３の熱経路を延長するように）延びていてもよいし、波形であるか又は別の平坦でない形状を有するなどしていてもよい。フィン１３，２３などの熱伝達構造は、凝縮経路１２又は蒸発経路２２として機能し得る第２部１０２と熱接触している。第１部１０１に対する伝熱を減少させるべく、熱伝達構造１３，２３は第１部１０１の前で止まっており、第１部１０１には接触しない。図２０は、第１部１０１が、第２部１０２よりも薄く作製されているか、又は少なくとも熱伝達構造１２，２３に最接近した表面を有しておりその表面が熱伝達構造が取り付けられている第２部１０２の表面の平面からオフセットされている点を除き、類似の配置を示す。こうすると、熱伝達構造１３，２３と第１部１０１との間に間隙が存在し、熱伝達構造１３，２３がより大きな寸法を有しつつ依然として第１部１０１との接触を回避することを可能にする。図２１は、マルチポート管構造１００の平面内で第２部１０２から外向きに延びる平坦ウェブ１０７をマルチポート管構造１００が含んでいる点を除き、図１９に類似の配置を示す。このウェブ１０７は、熱伝達構造、例えば周囲環境に対して熱を伝達するためのフィンとなってもよいし、及び／又は熱伝達構造１３，２３を保護するのに役立ち得る。すなわち、熱伝達構造１３，２３は比較的壊れやすく、したがって熱伝達構造１３，２３の一部は接触によって屈曲されたり、あるいは損傷したりすることがある。ウェブ１０７はそのような接触を防止するのに役立ち得る。図２２は、マルチポート管１００が、マルチポート管１００の平面内で第２部１０２から遠ざかるように延びる一対の平坦ウェブ１０７を含む点を除き、図２１に類似の別の配置を示す。この実施形態においては、ウェブ１０７は、第１部１０１及び第２部１０２の各側面と同一平面となるように位置決めされているが、他の配置であってもよい。また、熱伝達構造１３，２３は平坦ウェブ１０７のうち一方に熱接続されてもよく、これは熱伝達に役立ち得る。
【００２３】
上述の実施形態においては、マルチポート管１００は流体を運ぶために配置された第１部１０１及び第２部１０２のみを含んでいたが、実施形態はこの点について限定されるものではない。例えば、図２３は、それぞれウェブ１０３によって第１部１０１に接合された第２部１０２及び第３部１０８を含むマルチポート管構造１００を示している。上述したように、そのような配置は、第１部１０１と第２部１０２及び第３部１０８との間に少なくともいくらかの熱的隔離が望まれる場合に有用であろう。また、各部１０１，１０２，１０８は、例えば１つ、２つ、３つ、５つ、１０、２０など、任意の数の経路を含み得ることも理解されるべきである。この実施形態は、第２部１０２及び第３部１０８から外向きに延びる平坦ウェブ１０７も含んでいる。これらのウェブ１０７は、熱伝達に役立ったり、強度を与えたり、及び／又は他の機能を果たしたりし得る。
【００２４】
図２４は、凝縮器部１に図２３のもののようなマルチポート管構造１００を採用した例示的な一実施形態を示す。この例において、マルチポート管構造１００の第１部１０１は蒸気供給路１１として機能し、転向部１４（複数のマルチポート管構造１００に接続する管状のマニホルドであってもよい）に作動蒸気を提供する。蒸気はその後、凝縮経路１２として機能する第２部１０２及び第３部１０８に分配される。凝縮された作動流体、すなわち液体は、下向きに流れてマニホルド３の液体チャンバ３１内に通入し、蒸発器部２の液体返却路２１へと流れる。液体は転向部２４（複数の蒸発経路２２及び液体返却路２１に接続する管状のマニホルドであってもよい）に送達され、この転向部が蒸発器経路２２に液体状の作動流体を供給する。作動流体が受け取った熱は液体を蒸発させ、その蒸気はマニホルドの蒸気チャンバ３２へ、及び第１部１０１へと上向きに進む。蒸発経路２２及び液体返却路２１は任意の適当な手法で配置されてもよく、例えば図５のような１つ以上のマルチポート管構造、単一の流動経路導管などを含んでいてもよい。
【００２５】
図２５は図２４の実施形態のマニホルド３の拡大図を示す。上記で説明したように、マニホルド３の内部空間は、３つのチャンバ、すなわち蒸気チャンバ３２と２つの液体チャンバ３１とに分割される。この実施形態においては、液体返却路２１は図２５の右手にある液体チャンバ３１のみに接続されているので、２つの液体チャンバ３１を流体接続するために何らかの手当てがなされなければならない。本発明の一態様によれば、マニホルドは、第１及び第２の開口５５を備えた内板５４と外板５６とを有する端部キャップ５を含む。内板５４は、蒸気チャンバ３２を液体チャンバ３１から隔離するべく、分離壁３５の端部とマニホルド外壁３４の内側とを密封係合するようにマニホルド３の内部に取り付けられる。その後、外板５６がマニホルド３の外壁３４の端部に取り付けられる。内板５４はマニホルド３の端部から入り込んでいるので、外板５６と内板５４との間に空間が設けられて開口５５が互いに流体接続され、それによって液体チャンバ３１が流体接続される。液体返却路２１が両方の液体チャンバ３１に接続されている実施形態においては、開口５５は無くしてもよい。そのような場合には、相対的に小さな開口が内板５４に設けられて、蒸気チャンバ３２と外板５６と内板５４との間の空間との間の流体連通を可能にしてもよい。この開口は、外板５６と内板５４との間の空間と蒸気チャンバ３２とにおける圧力の均等化を可能にし、蒸気チャンバ３２内の圧力に起因する内板５４の反りを防止するのに役立ち得る。これは、内板５４が分離壁３５との適当な密閉を確実に維持するのに役立ち得る。
【００２６】
図２６は図２４の実施形態のマニホルドの拡大図を示す。分離壁３５はマニホルド３の外壁３４の端部からある距離だけ入り込んでおり、この距離が内板５４と外板５６との間のオフセットを概ね規定する。すなわち、内板５４は外壁３４の内側に適合して分離板３５の端部に接触しているので、内板５４は外壁３４の端部に比べて入り込んでいる。したがって、外板５６が外壁３４の端部に取り付けられるとき、外板５６は、内板５４と外板５６との間にチャンバが規定されるように、内板５４から離れている。このチャンバは開口５５の間の流体連通をもたらす。マニホルドは、開口３３１，３３２，３３３，３３４も有するものとして示されている。図７の実施形態と同様に、これらの開口はそれぞれ、凝縮器部１の第１部１０１、第２部１０２、及び第３部１０８と、液体返却路２１と、蒸発経路２２とを受容する。
【００２７】
図２７及び２８は端部キャップ５の代替的な一実施形態を示す。マニホルド３内の分離壁３５がマニホルド３の外壁３４の端部と同一平面になるように延びている一実施形態においては、端部キャップ５は上記で説明したものとは異なって配置され得る。具体的には、分離壁３５が外壁３４の端部から入り込んでいないのであれば、端部キャップ５は、開口５５の間に流路を提供するように配置され得る。図２７及び２８の例示的な実施形態では、内板５４は上記の実施形態よりも大きな（例えばマニホルド３の直径以上の）直径を有しており、外板は筒状の壁要素５６と平板５７とを含むように配置される。図２８に見られるように、内板５４は、内板５４が平板５７から離間するように筒状の壁要素５６に取り付けられ得る。内板５４はその後、マニホルド３を閉じるように外壁３４及び分離壁３５の端部に取り付け可能である。開口５５が無い一実施形態においては、内板５４は、上述のように、蒸気チャンバ３２と平板５７と内板５４との間の空間との間の流体連通を可能にするべく、小さな開口を有していてもよい。
【００２８】
別の例示的な一実施形態においては、凝縮器部及び蒸発器部の両方が、単一のマルチポート管構造から作製されてもよい。また、凝縮器部は１つ以上の凝縮経路とは分離した蒸気供給路を含んでいてもよく、蒸発器部は１つ以上の蒸発経路とは分離した液体返却路を含んでいてもよい。例えば、図２９は、凝縮器部１と蒸発器部２とを規定するマルチポート管構造１００を含むサーモサイホン装置１０を示す。図３０は、山形の装置１０を形成するようにマルチポート管構造１００が屈曲されている点を除き、ほとんど同一の配置を示す。図３１は、図２９及び３０の装置１０を形成するために用いられ得るマルチポート管構造１００の斜視図を示す。第１部１０１は、この実施形態においては３つの経路を含んでおり、蒸気供給路１１及び蒸発器部２２を形成し得る。第２部１０２は、この実施形態においては５つの経路を含んでおり、凝縮経路１２及び液体返却路２１を形成し得る。無論、所望に応じて他の数の経路が用いられてもよい。第１部１０１と第２部１０２とは、マルチポート管構造１００の平面内に延びるウェブ１０３によって接合されており、固体であってもよく、長さに沿って１つ以上の間隙１０４（図示しない）を含むなどしていてもよい。図２９及び３０に見られるように、熱伝達構造１３，２３は、蒸発経路２２を規定する第１部１０１の一部及び凝縮経路１２を規定する第２部１０２の一部に熱的に連結されている。上記で説明したように、熱伝達構造１３，２３は、構造１３，２３が熱的に連結される部分について伝熱を高め得る。マルチポート管構造１００は、マルチポート管構造１００の平面内で第１部１０１及び第２部１０２から外向きに延びる外ウェブ１０７を含んでいてもよい。これらのウェブ１０７は、熱を伝達したり、及び／又は熱伝達構造１３，２３のための保護を提供したりするのに役立ち得る。図３１において左手に示されているウェブ１０７はバンパー部１０７ａを含んでおり、これはマルチポート管構造１００の厚さ方向に延び、熱伝達構造１３，２３を保護するのに役立ち得る。無論、ウェブ１０７は、無くてもよいし、寸法及び／又は厚さ及び／又は材料を変更されてもよいし、部分的に切込みを入れられるか又は選択的に除去されるなどしてもよい。
【００２９】
マルチポート管構造１００の両端部では、第１部１０１と第２部１０２とが、凝縮器部１についてはマニホルド１４１，１４２により、及び蒸発器部２についてはマニホルド２４１，２４２により規定される転向部によって、流体連結されている。マニホルド１４１，１４２及び２４１，２４２は、蒸気又は液体が通過できるように１つ以上の導管１４３によって互いに流体連結されていてもよい。
【００３０】
図３２は、図３０のものと同様に配置されているが、平行に配置されマニホルド１４１，１４２及び２４１，２４２と連通している複数のマルチポート管構造１００を有する、サーモサイホン装置１０の斜視図を示す。熱伝達構造２３は、隣接する蒸発経路２２対に熱的に連結されてもよいし、マルチポート管構造１００間の空気流又は他の流体流を可能にするように配置されてもよい。熱伝達構造１３は、凝縮器部１についても同様に配置され得るが、図３２では視認できない。
【００３１】
図３３は、図３２の実施形態のマニホルドのうちの１つであるマニホルド１４１を示すとともに、そのマニホルド１４１がどのように、マルチポート管構造１００のマニホルド端部を受容するための複数の開口１４３と、マニホルド１４１とマニホルド１４２との間の流体連結をもたらす導管１４３（パイプなど）に接続する開口１４４とを含み得るのかを図示している。その他のマニホルド１４２，２４１、及び２４２も同様に配置され得る。
【００３２】
図３４は、マニホルド１４１，１４２と２４１，２４２との間の流体連結をもたらす導管１４３が無くなっている点を除き、図２９のものと類似の配置を示す。その代わり、マニホルド１４１，１４２と２４１，２４２とは、マニホルド１４１，１４２と２４１，２４２とが開口１４４を通じて直接連通し得るように、互いに突き合わせられている。図３５は、マニホルド１４１，１４２がどのように接合されて各マニホルドの開口１４４がマニホルド１４１，１４２間に流体連通をもたらすべく整列され得るのかを図示している。図３４の実施形態は平坦又は平面的な配置を有しているが、マニホルド配置は、図３０のような屈曲構成又は他の装置１０の構成で採用されてもよい。無論、図３４の実施形態と比べたときの図２９の配置の１つの潜在的な利点は、蒸気誘導部（蒸発経路２２及び蒸気供給路１１）が液体誘導部（凝縮経路１２及び液体返却路２１）からさらに遠ざけられ得るとともにより良好に熱的に分離され得るということである。
【００３３】
本発明の別の一態様においては、サーモサイホン装置は、複数の隣接する流動経路を規定する部分を有する平坦マルチポート管構造と、マルチポート管構造の平面内で流動経路から遠ざかるように延びる１つ以上の平坦ウェブとを含む蒸発器部又は凝縮器部を有し得る。例えば、図３６及び３７は、凝縮器部１を形成する複数のマルチポート管構造１００と、蒸発器部２の蒸発経路２２を規定する複数のマルチポート管構造１００とを有するサーモサイホン装置１０を示す。マルチポート管構造１００は図３８に示されるような配置を有していてもよく、第１部１０１は、例えば、凝縮経路又は蒸発経路を規定するための１つ以上の流動経路と、マルチポート管構造１００の平面内で流動経路から外向きに延びる１つ以上の平坦ウェブ１０７とを含む。ウェブ１０７は、例えば流動経路内の作動流体に関する熱を伝達するための熱伝達構造として機能し得る。凝縮器部１のマルチポート管構造１００はそれぞれ、例えば作動流体蒸気を受け取るため及び作動流体液体を送出するためにマニホルド３と流体連結されたマニホルド端部を有し得る。マルチポート管構造１００の上端部は、管状マニホルドなど、転向部１４に流体連結され得る。この実施形態の蒸発器部２のマルチポート管構造１００は、凝縮器部１のマルチポート管構造１００に対して垂直軸を中心として９０度回転されるとともに、例えば作動流体蒸気をマニホルド３に送出するためにマニホルド３と流体連結されたマニホルド端部を有している。蒸発器部２のマルチポート管構造１００のウェブ１０７は、第１部１０１の表面と併せて、電子機器などの発熱部品を取り付け可能な表面を提供し得るので、熱はウェブ１０７へ、及びひいては蒸発経路２２内の作動流体へと伝達されることが可能である。この実施形態においては、一対の液体返却路導管２１がマニホルド３と転向部２４（例えば管状マニホルド）とを流体連結し、したがって凝縮作動流体は転向部２４へ、及びひいては蒸発経路２２へと送達される。液体返却路導管２１は、やはりマルチポート管構造１００として配置されてもよいし、又はウェブを有さない単一管腔導管であってもよい。この実施形態においては、凝縮経路１２は逆流装置として動作し、蒸気は凝縮経路１２を通って上向きに進み、その一方で凝縮された液体は凝縮経路１２内を下向きに進む。しかしながら、所望の場合には、例えば上記で説明した実施形態などと類似の手法で、専用の蒸気供給路が設けられてもよい。
【００３４】
蒸発器部２及び／又は凝縮器部１にマルチポート管構造１００を用いることの１つの利点は、マニホルドに対するマルチポート管構造１００の挿入深さを規定するためにウェブ１０７が使用され得るということである。例えば、図３９は、各マルチポート管構造１００の第１部１０１を受容するための複数の開口３３１を備えた図３６の実施形態のマニホルド３を示す。第１部１０１が開口３３１内に受容されている間、マルチポート管構造１００の１つ以上のウェブ１０７は、マニホルド３の外壁３４に接触し、マニホルド３内への第１部１０１の挿入深さを規定するための止め子として機能し得る。この機能は、サーモサイホン装置１０の組み立て時、一組の蒸発経路２２など装置１０のある部分が液体返却路２１など装置１０の他の部分よりも深くマニホルド３内に挿入されることを保証するときに、特に有用であろう。蒸発経路２２と液体返却路２１とのこうした相対関係は図３７に見ることができ、液体が下向きに、蒸発経路２２ではなく液体返却路２１へと流入することを保証するのに役立つ。その結果、マルチポート管構造１００は止め子に接触するまでマニホルド内に挿入されて定位置に固定され得るので、装置１０の組み立てを簡略化することができる。
【００３５】
図３８はマルチポート管構造１００及び外ウェブ配置の例示的な一実施形態を示しているが、他の配置が可能である。例えば、図４０は、一対のウェブ１０７が第１部１０１の一側面と同一平面になるように位置決めされている別の構成を示す。そのような構成は、例えば発熱部品、熱板、又は他の構造をマルチポート管構造１００に取り付けるときに有用であり得る。第１部１０１の両側面から延びるウェブ１０７を備えたマルチポート管構造１００などを含め、他の配置も可能である。図４１は、ウェブ１０７が、第１部１０１の平面内で第１部１０１から外向きに延びる部分を有するとともにマルチポート管構造１００の平面に対して垂直に配置された上向きに延びる部分を有している、別の配置を示す。そのような配置は、マルチポート管構造１００の全体の幅を減少させつつウェブ１０７の表面積を増加させ得るものであり、図３６の実施形態の蒸発経路２２に用いられてもよい。図４２は、ウェブ１０７が第１部１０１と等しい厚さを有する、マルチポート管構造１００のさらに別の配置を示す。したがって、ウェブ１０７は第１部１０１の両側面と同一平面である。そのような配置についての１つの可能性は、隣接するマルチポート管構造１００のウェブ１０７及び第１部１０１に熱的に連結された、１つ以上のフィンなどの熱伝達構造１３，２３を設けることである。図４３は、ウェブ１０７が第１部１０１の端部付近に間隙１０４を規定する、さらに別の配置を示す。図４４から分かるように、間隙１０４はマニホルド３内への第１部１０１の挿入距離を規定するのに役立ち、その一方でウェブ１０７の追加的な表面積は伝熱を助け得る。
【００３６】
図４４の配置は転向部２４と連通する液体返却路２１及び蒸発経路２２を示しているが、図４５及び４６に示されるもののような他の配置が可能である。この実施形態においては、液体返却路２１及び蒸発経路２２は、転向部マニホルド２４の必要性を無くすべく、屈曲したマルチポート管構造１００から形成されている。すなわち、マルチポート管構造１００は、液体返却路２１の下端部が蒸発経路２２と連通する屈曲部を含む。場合によっては、例えば伝熱を減少させるために、任意のウェブ１０７がマルチポート管構造１００の液体返却路部から除去されてもよい。なお、図４６においては、マルチポート管構造１００は、蒸発器経路部が液体返却路部よりも深くマニホルド３内に延伸するように屈曲している。これは、液体が蒸発経路ではなく液体返却路に流入することを保証するのに役立つ。
【００３７】
図４７は、複数の隣接する流動経路を備えた部分を有する１つ以上の平坦マルチポート管構造と、マルチポート管構造の平面内で流動経路から遠ざかるように延びる１つ以上の平坦ウェブとを採用するサーモサイホン装置１０の別の例示的な一実施形態を示す。この例示的な実施形態において、各平坦マルチポート管構造１００は、一組の蒸発経路２２と１つの蒸気供給路１１、又は一組の凝縮経路１２と１つの液体返却路２１を規定する。すなわち、各マルチポート管構造１００は、凝縮器部１及び蒸発器部２の一部を規定する。マルチポート管構造１００の両端部は転向部１４及び２４と流体連結されており、したがって１つ以上のマルチポート管構造１００の蒸気供給路１１内を上向きに流れる蒸気は、転向部１４及び１つ以上のマルチポート管構造１００の凝縮経路１２内に入り、液体返却路２１内を下向きに流れる液体は、転向部２４及び１つ以上のマルチポート管構造１００の蒸発経路２２内に入り得る。マルチポート管構造１００は、図３８，４０，４２，４３のものなどのような断面を有していてもよい。例えば蒸発器部２の温かい空気が凝縮器部１から遠ざけられるように、フランジ３３が凝縮器部１と蒸発器部２との間の分離を提供してもよい。熱伝達構造１３がマルチポート管構造１００のうち凝縮経路１２を規定する部分に熱的に連結されてもよいし、熱伝達構造２３がマルチポート管構造１００のうち蒸発経路２２を規定する部分に熱的に連結されてもよい。しかしながら、マルチポート管構造１００のうち液体返却路又は蒸気供給路を規定する部分には熱伝達構造は無くてもよく、いくつかの実施形態においては、伝熱を減少させるために、これらの部分からウェブ１０７の一部が除去されてもよい。この実施形態では、蒸発経路２２／蒸気供給路１１を規定するマルチポート管構造１００は凝縮経路１２／液体返却路２１を規定するマルチポート管構造１００と噛み合っているが、蒸発経路２２／蒸気供給路１１を規定するマルチポート管構造１００又は凝縮経路１２／液体返却路２１を規定するマルチポート管構造１００を２つ以上でまとめてクラスタ化するなど、他の配置が可能である。
【００３８】
図４８は、図４７に示されるもののような熱伝達構造１３，２３を配置するための１つの技術を示す。熱伝達構造１３（又は２３）は、２つの隣接するマルチポート管構造１００に挟まれてもよく、例えば、ウェブ１０７間又はマルチポート管構造１００の他の部分の間に物理的に接触して挟み込まれ得る。熱伝達構造１３はクラッド面１３ａと非クラッド面１３ｂとを含んでおり、したがって、ロウ付け、はんだ付け、又は類似の処理にあたっては、クラッド面１３ａは隣接するマルチポート管構造１００に固着されるが、非クラッド面１３ｂは隣接するマルチポート管構造１００に固着されない。その結果、熱伝達構造１３は、非クラッド面１３ｂよりもクラッド面１３ａにおいて、マルチポート管構造１００と良好に熱を伝達する。
【００３９】
図４９は、図４７のものと同様に配置された別のサーモサイホン装置１０を示すが、上転向部１４が省略されている。その箇所では、マルチポート管構造１００は、各マルチポート管構造１００の蒸気供給路部１１を構造１００の凝縮経路２１部と流体接続する転向部１４を提供するように屈曲している。図５０は、図４９の実施形態に類似のさらに別の一実施形態を示すが、下転向部２４が除去されている。その代わりに、マルチポート管構造１００は、液体返却路を規定する各部分及び一組の蒸発経路を規定する部分について転向部２４を提供するように屈曲している。この配置では流れが閉ループを辿るので、マニホルド３が設けられ、図４９の右端の最終液体返却路２１で返却される液体がマニホルド３に戻って図４９の左端のマルチポート管構造１００の蒸発経路２２に入ることができるようになっている。運用前に装置１０が液体状の作動流体を充填されることを可能にするために、充填管３８が設けられている。
【００４０】
図５１は、蒸発器部又は凝縮器部にマルチポート管構造１００を含むサーモサイホン装置１０の別の一実施形態を示す。この実施形態においては、凝縮器部１が複数のマルチポート管構造１００を含み、その各々が、一組の凝縮経路１２を規定するとともに、マルチポート管構造１００の平面内で上向き及び下向きに延びるウェブ１０７を含む。凝縮経路１２には、蒸発部２の一組の蒸発経路２２から通じる蒸気供給路１１によって作動流体蒸気が提供される。図５２に見られるように、凝縮経路１２の一方の端部は反対の端部よりも高い位置にあるので、凝縮された作動流体は液体返却路２１に流入し、それから蒸発経路２２へと流れる。液体返却路２１、蒸発経路２２、及び蒸気供給路１１はいずれもマルチポート管構造１００から形成されてもよく、これはウェブ１０７を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。図５３に示すように、各マニホルド３への管端部の挿入深さを規定するべく、ウェブ１０７の一部が蒸気供給路１１及び液体返却路２１に設けられてもよい。図５１に見られるように、マニホルド３は、蒸気供給路１１及び液体返却路２１を凝縮経路１２に流体連結するために用いられてもよい。図５４は、マルチポート管構造１００のうち凝縮経路１２を規定する部分と連結する開口３３１と、蒸気供給路１１又は液体返却路２１と連結する開口３３２とを含み得るマニホルド３を示す。この実施形態においてマニホルド３が必要とされるのは、凝縮経路１２を規定するマルチポート管構造１００が、液体返却路２１、蒸発経路２２、及び蒸気供給路１１を規定するマルチポート管構造１００の寸法及び／又は流動経路数とは異なる寸法及び／又は流動経路数を有し得るためである。図５５は、凝縮経路１２のための複数の流動経路を規定する部分と、その部分からマルチポート管構造１００の平面内で外向きに延びるウェブ１０７とを有するマルチポート管構造１００の端面図を示す。無論、他の数の流動経路が採用されてもよい。図５６は、サーモサイホン装置１０とともに用いられ得る底板２５を示す。この実施形態において、底板２５は、各々が一組の蒸発経路２２を受容し得る複数の溝２５１を含み、例えば、これらの蒸発経路は定位置に溶接などで固着されて経路２２を底板２５と熱的に連結し得る。底板２５は、それ自体が１つ以上の発熱装置などの熱源と連結されて、熱を蒸発経路２２に伝達してもよい。
【００４１】
図５７は、装置１０が図５１の実施形態よりも垂直方向に配向されて示されている点を除き、図５１のものに類似のサーモサイホン装置１０の例示的な一実施形態を示す。図５１の実施形態と同様、図５７の実施形態は複数の凝縮経路１２を規定するマルチポート管構造１００を含み、これは図３８，４０，４２，４３などのような断面を有し得る。図５１の実施形態と同様、液体返却路２１、蒸発経路２２、及び蒸気供給路１１はいずれもマルチポート管構造１００から形成されてもよく、これはウェブ１０７を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。図５８に示すように、複数の個々の図５７のサーモサイホン装置１０は、一群にまとめられて単一のサーモサイホン装置１０とされてもよい。また、図５９に見られるように、液体返却路２１及び蒸発経路２２は共通の転向部２４に連結されてもよく、この転向部は管状のマニホルドであってもよい。代替的又は追加的には、凝縮経路１２を蒸気供給路１１及び／又は液体返却路２１に連結するマニホルド３は、図５９Ａに見られるような共通のマニホルド１３０によって連結されてもよい。そのような配置は、平行するユニットの間で液体流と蒸気流とを釣り合わせるのに役立ち得る。
【００４２】
図６０は、（図３６の装置１０におけるような）逆流タイプの動作で動く凝縮器部１を含むサーモサイホン装置１０の別の例示的な一実施形態を示す。しかしながら、図３６とはいくらか異なり、各平坦マルチポート管構造１００の凝縮器経路１２は、下端部のマニホルド３及び上端部の転向部１４によって流体連結されている。マルチポート管構造１００は、ウェブ１０７を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。この実施形態においても、蒸発器部は蒸発器経路２２及び液体供給路２１を含み、これらは図３１のもののような断面を有し得る複数のマルチポート管構造１００によって提供される。したがって、マルチポート管構造１００のうち蒸発経路２２を規定する部分は、ウェブ１０３によって液体返却路２１を規定する部分に接合されていてもよい。外ウェブ１０７及び他のフィーチャが設けられてもよいし、又は設けられなくてもよい。
【００４３】
本発明の別の一態様においては、サーモサイホン装置は、少なくとも１つの蒸発経路及び少なくとも１つの凝縮経路を規定する少なくとも１つのマルチポート管構造を含み得る。少なくとも１つの凝縮経路は、マルチポート管構造の平面内で少なくとも１つの凝縮経路と少なくとも１つの蒸発経路との間に延びるウェブによって、少なくとも１つの蒸発経路に接合されてもよい。例えば、図６１は複数のマルチポート管構造１００を含むサーモサイホン装置１０を示しており、各マルチポート管構造は、ウェブ１０３によって接合された複数の蒸発経路２２（第１部１０１によって規定される）と複数の凝縮経路１２（第２部１０２によって規定される）とを含んでいる。この実施形態では、第２部１０２からマルチポート管構造１００の平面内で外向きに延びる外ウェブ１０７も設けられている。第１部１０１及び第２部１０２の端部は各マニホルド３に流体連結されている。この実施形態においては５つのマルチポート管構造１００が示されているが、より多数又は少数のマルチポート管構造１００が用いられてもよい。装置１０の両側の上部及び下部マニホルド３は導管３７によって流体連結されており、これらの導管は例えば図３８のもののような断面を有するマルチポート管構造１００として形成されていてもよい。上記で説明したように、導管３７としてマルチポート管構造１００を使用することは、マニホルド３への挿入深さをより容易に規定するのに役立ち得る。各マルチポート管構造１００の第１部１０１は、例えば底板２５からの熱を受け取るように、底板２５に流体連結されていてもよい。理解されるであろう通り、蒸発経路２２において蒸発された作動流体液体は、下部マニホルド３へと流れ、次いで導管３７を通って上向きに流れて、上部マニホルド３内へ、そして凝縮経路２１内へと流入し得る。凝縮された作動流体液体は反対方向に流れ得る。装置１０は異なる方向の傾斜又は回転に比較的寛容であり得る。すなわち、装置１０は、底板２５の平面に平行な様々な軸を中心として限られた角度に傾斜又は回転されたときであっても適切に動作し続け得る。これは、装置１０を、種々の適用、すなわち航空機などで装置１０が様々な方向に移動する場合の適用に適したものとし得る。
【００４４】
図６２は、明瞭にするためマニホルド３及び導管３７が取り除かれた状態の装置１０を示す。図６２及び図６３に見られるように、マルチポート管構造１００は、ウェブ１０３が相対的に幅広く、第１部１０１（蒸発経路２２を規定する）が第２部１０２（凝縮経路１２を規定する）よりも少ない流動経路を有している断面を有し得る。無論、各部１０１，１０２についてのより多数及び少数の流動経路、異なる大きさ（幅、厚さ、長さ）又は材料を有するウェブ１０３、間隙又は取り除かれた部分を有するウェブ１０３などを含め、他の配置が可能である。また、ウェブ１０３及び／又はウェブ１０７は、上述のように、各マニホルド３への第１部１０１及び第２部１０２の挿入深さを規定するのに役立ち得る。
【００４５】
図６４は、各マルチポート管構造１００の第１部１０１と第２部１０２とが一対のマニホルド３によって流体連結されており、マルチポート管構造１００同士は流体連結されていない点を除き、図６１のものに類似のサーモサイホン装置１０の別の一実施形態を示す。他に相違しているのは、図６５に見られるように、マルチポート管構造１００の断面が異なっているという点である。この例においては、ウェブ１０３は相対的に狭く、第１部１０１及び第２部１０２（それぞれ蒸発経路２２及び凝縮経路１２を規定する）の両方がより多くの流動経路を有している。マニホルド３は、第１部１０１及び第２部１０２をそれぞれ受容するためのスロット状の開口を有していてもよく、ウェブ１０３はマニホルドへの両部１０１，１０２の挿入深さを規定し得る。図６１の実施形態とは対照的に、図６４の実施形態は、マルチポート管構造１００の長さに沿って延びる軸を中心とした装置の回転により寛容であり得る。これは、作動流体が１つのマルチポート管構造１００から別のマルチポート管構造へと流れることができないためである。
【００４６】
本発明の別の一態様によれば、サーモサイホンは、逆流モードで動作するように配置された複数組の凝縮経路を備えた凝縮器部を含んでいてもよい。すなわち、凝縮経路は、気化された作動流体を下端部で受け取り、経路内で蒸気の流れを上向きに導き、蒸発された液体からの熱を周囲環境に伝達し蒸気を凝縮して液体を形成し、凝縮された液体の流れを経路の下端部に戻るように導く。複数組の凝縮経路のうち少なくとも二組は平坦マルチポート管構造の一部であってもよく、ここで、一組の凝縮経路は、マルチポート管構造の平面内で凝縮経路の組の間に延在する平坦ウェブによって、別の一組の凝縮経路に接合されている。例えば、図６６は、下端部でマニホルド３に流体連結された複数組の凝縮経路１２を含むサーモサイホン装置１０を示す。マニホルド３は、例えばマニホルド３内の作動流体液体を気化させるための熱を受け取るべく、底板２５に熱的に連結されていてもよい。蒸気はその後、凝縮経路１２に入り、凝縮され、マニホルド３に戻る。
【００４７】
この実施形態は、図６７に見られるように、各々が三組の凝縮経路１２（それぞれが複数の流動経路を備える第１部、第２部、及び第３部によって規定される）を有するマルチポート管構造１００を含む。凝縮経路１２の組は、マルチポート管構造１００の平面内に延びるウェブ１０３によって、隣接する組に接合される。ウェブ１０３は伝熱に役立ち得るばかりでなく、マニホルド３への凝縮経路１２の下端部の挿入深さを規定するとともに、例えば三組の凝縮経路が一度にマニホルドと合わさることによって装置１０の製造の簡略化を助けることもできる。凝縮経路１２の上端部は、圧着、キャップ、又は他の配置によって閉じられ得る。
【００４８】
図６６の実施形態は水平位置で動作しているところが示されているが、装置１０は、マルチポート管構造１００の長さに平行な軸を中心として装置１０が回転された配向を含め、他の配向で動作し得る。一例として、図６８は、例えば底板２５が垂直に配向された、垂直姿勢で配向されたマニホルド３を示している。マニホルド３は、マルチポート管構造１００と係合された各マニホルドセグメント３に作動流体液体が完全に無くなるのを防止するトラップ３０２を形成するように配置された屈曲部３０１を含む。その結果、装置１０は、マルチポート管構造１００の長さに平行な軸を中心として水平線に対して最大で９０度傾斜されたときであっても、適切に動作し続けることができる。図６６の実施形態はトラップ３０２を形成するように配置された屈曲部３０１を含んでいるが、マニホルド部に液体を捕捉することは、他の手法でも実現できる。例えば、図６９はマニホルド３のＵ字屈曲部３０１を示し、各屈曲部３０１の一端には栓３０３が配置されている。栓３０３は一側部に開口を有しており、したがって栓３０３は最大で栓３０３の開口のレベルまでマニホルド部に液体を捕捉するように機能する。
【００４９】
図６６の実施形態は、底板２５に対して概ね垂直に上向きに延びる凝縮器経路の組を示しているが、他の配置が可能である。例えば、図７０は図６６の実施形態の変形を示し、凝縮経路１２は、底板２５が水平に配置された状態で、垂直線に対してある角度９で配置されている。この配置は、装置１０が、図７０に示す水平配向で、及び底板２５が垂直である図７１に示す垂直配向で、及び水平と垂直との間の他の傾斜角度で動作することを可能にする。すなわち、凝縮経路１２の傾斜角度は、装置１０が垂直姿勢であるときでも、凝縮経路１２が凝縮された液体を排液することを保証する。したがって、図７０の配置は種々の異なる配向に適応される。なお、図７２はマニホルド部３を受容するための溝２５１を有する底板２５の斜視図を示しており、マニホルド部は底板２５に熱的に連結され得る。底板２５は必須ではなく、省略されてもよいし、寸法、形状、及び／又は材料を変更されてもよい。底板２５が省略される場合には、装置１０の配向は、マニホルド３の平面、例えば凝縮経路の組と係合されたマニホルド部を通る平面に基づいて参照され得る。
【００５０】
図７３は、種々の異なる配向で動作可能な別のサーモサイホン装置１０を示す。この実施形態も複数のマルチポート管構造１００を含み、その各々が下端部でマニホルド３に流体連結された四組の凝縮経路１２を含んでいる。マルチポート管構造１００の斜視図が図７４に示されている。この実施形態のマニホルド３（図７５を参照）は、マルチポート管構造１００の凝縮経路部を受容するための開口３３１を有する凸状のフィーチャを備えたシートを含む。マニホルドシート３は、その凸状のフィーチャに対応する経路２５１を有する底板２５に連結されている。シートと底板２５とは併せて作動流体のための流動経路を備えたマニホルドを形成する。図７３の実施形態は、図７３に示す水平配向でも図７６に示す垂直配向でも動作可能である。装置１０がこの配向で動作するのは、部分的には、経路２５１が、液体作動流体を受容及び保持するべく各凝縮経路組の端部に隣接した空洞２５２を提供するように形成されるとともにマニホルドシート３と協働するからである。（空洞２５２が無ければ、凝縮経路１２は液体で溢れ、効果が減少するかもしれない。）装置１０は、図７７に示す垂直配向に裏返されたときであっても動作可能である。ここでも、経路２５１は、液体を受容及び保持するための空洞２５３を規定するように形成されるとともにマニホルドシート３と協働する。これらの実施形態においては凝縮経路１２は底板２５に対して概ね垂直に延びているが、凝縮経路の組は、底板２５の平面に対して他の角度で延びていてもよい。また、底板２５は、例えば図７８及び７９に示すように、他の手法で配置されてもよい。この実施形態では、底板２５は、経路２５１及び底板２５の他の構造を形成するように屈曲されたシートから形成されている。図８０は別の変形を示し、底板２５はマニホルドシート３の複数の凸状のフィーチャに亘る単一の空洞２５１を含んでいる。空洞２５１内で液体作動流体が好適に移動するのを助けるべく芯材要素２５５が設けられており、例えば芯材によって流体の分散が助けられ、及び／又は作動流体の表面積を増大させて沸騰が促進される。
【００５１】
図８１は、図６６のものに類似のサーモサイホン装置１０を示しており、大きな違いは、マニホルド部３が屈曲部３０１ではなく導管３０４によって流体連結されている点である。導管３０４の拡大図が図８２に示されており、導管３０４は、図８３に示されるように、例えば、１つ以上の流動経路を規定する第１部１０１とその第１部１０１から外向きに延びる一対のウェブ１０７とを備えたマルチポート管構造１００として配置されてもよい。ウェブ１０７は、マニホルド部３への導管３０４の挿入深さを規定するのに役立ち得る。図８４は、導管３０４の拡大図と、ウェブ１０７がどのようにマニホルド部３への挿入深さＤを規定するのかとを示す。この挿入深さＤは、例えば図８４に示されるような垂直姿勢まで装置が傾斜されるときにマニホルド部３内に作動流体液体を捕捉するのに役立ち、それによって傾斜配向であっても装置１０を効率的な動作状態に維持するのに役立ち得る。
【００５２】
図８５は、マニホルド３内に液体を捕捉するのに役立つ別の配置を示す。この実施形態において、マニホルド３の内壁は、液体をマニホルド３内、例えばねじ溝内に捕捉するのに役立つ内部ねじフィーチャ３０７を含む。したがって、ねじフィーチャ３０７は、マニホルド部が完全に空になるのを避け、それによって作動流体液体を蒸発及び伝熱のために利用可能にし得る。別の例示的な一実施形態においては、内部ねじフィーチャ３０７は、マニホルド３の内壁に形成されたねじ溝ではなく、図８６に示されるもののようなコイル要素によって提供されてもよい。コイル要素は定位置にロウ付けされるか又は固定されてもよく、あるいは摩擦又は締まり嵌めによってマニホルド３内に保持されてもよい。ロウ付け、接着、又は他の同様の接続は、コイル要素とマニホルド３の内壁との間の空間に液体が流入するのを防止するのに役立ち得る。液体に曝されるねじフィーチャ又はコイルフィーチャの表面積の増大は、伝熱を促進し得る。
【００５３】
図８７は、複数の凝縮経路の組が逆流モードで動作するという点で図６６の実施形態と動作が類似している、別のサーモサイホン装置１０を示す。もっとも、この実施形態においては、マニホルド３は円形管を有し、凝縮経路は図３８に示すもののようなマルチポート管構造で配置される。また、マニホルド３は、作動流体液体をマニホルド３の所望の領域内、例えば各マルチポート管構造１００の凝縮経路１２又はその付近に捕捉するのに役立つ複数の栓３０３を含む。図８８はマニホルド３のみを示し、栓３０３がマルチポート管構造１００の対応するマニホルド端部を受容するための各開口３３１の間に位置決めされている。図８９は開口３０３ａを備えた栓３０３を示す。栓３０３がマニホルド３内に位置決めされることで、開口３０３ａは、マニホルド内の隣接する部分における液体の深さを制御するように位置決めされる。図９０に示す代替的な一実施形態においては、栓３０３は、マニホルド３内の液体の流れを促進するように機能する芯材要素２５５と置換され得る。
【００５４】
図９１は、円形マニホルド３が筒状チャンバ形状を有するマニホルド３と置換されている点を除き、図８７のものと同様に動作するサーモサイホン装置１０の別の例示的な一実施形態を示す。図９２に見られるように、マニホルド３は、マニホルド３内での液体作動流体の流れを助長するとともに広げるために、芯材要素２５５を含んでいてもよい。あるいは、図９３に示すように、マニホルド３は、作動流体液体を保持するために、マニホルド３の底部に複数の空洞３０６を含んでいてもよい。空洞３０６は液体に曝される表面積を増大させ、それによって伝熱を高め得る。マニホルド３における作動流体液体レベルは、空洞３０６がすべて液体で満たされることを保証するために、空洞３０６の最上レベルを上回って維持され得る。
【００５５】
図９４は、凝縮経路１２の組を規定する部分を備えた複数のマルチポート管構造を含むサーモサイホン装置１０のさらに別の一実施形態を示す。この場合、各マルチポート管構造１００は凝縮経路１２を規定する３つの部分を有し、隣接する部分はウェブ１０３によって接合されている。マニホルド３は屈曲管として配置され、マニホルドの所望の部分に所望のレベルで液体を捕捉するように位置決めされた開口３０３ａを備えた１つ以上の栓３０３を含む。他の実施形態と同様、マニホルド３は凝縮器経路の各組のマニホルド端部を受容するための開口を有しており、ウェブ１０７及び／又は１０３はマニホルドへのマニホルド端部の挿入深さを規定するのに役立ち得る。栓３０３は、マニホルド３内で凝縮経路の各組の間に位置決めされてもよく、液体を捕捉するように配置され得るので、装置１０は、様々な角度及び様々な方向に傾斜されたときであっても適切に動作することができる。実際、装置１０は、図９４に示す垂直配向でも、図９５に示す水平配向でも、又はその間の他の配向でも動作し得る。
【００５６】
本明細書に記載の実施形態は、完全であることを意図するものでなく、又は本発明を開示の精密な形態に限定することを意図するものでなく、以上の教示に照らして多くの修正及び変更が可能である。本実施形態は、本発明の原則とその実際の適用について最もよく説明するために選択され、述べられたものであり、当業者が、考えられる特定の使用に好適な方法により、種々の実施形態において、且つ、種々の修正を加えて本発明を利用できるようにするものである。以上の説明は多数の仕様を含むが、これらは本発明の範囲の限定とみなされてはならず、その代替実施形態の例示としてみなされなければならない。
【００５７】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される不定冠詞「１つ」は、そうでない旨の明示のない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されなければならない。
【００５８】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「及び／又は」というフレーズは、結合された要素、すなわち、場合によっては接続的に存在し場合によっては非接続的に存在する要素の「一方又は両方」を意味するものと理解しなければならない。「及び／又は」で列挙された複数の要素も同様に理解されなければならず、すなわち、その結合された要素のうちの「１つ以上」と理解されなければならない。「及び／又は」の節で特定された要素以外に、これらの具体的に特定された要素と関連するか、又は関連しないかを問わず、他の要素が任意で存在してもよい。
【００５９】
また、本明細書における「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「包含する」、及び／又はそれらの活用形は、それらとともに列挙される項目及びそれらの均等物、ならびに追加的な項目も網羅することを意味する。
【００６０】
本願において特許を請求する、１つを上回る数のステップ又は動作を含むいかなる方法においても、そうでない旨の明示のない限り、その方法のステップ又は動作の順は、必ずしもその方法のステップ又は動作が記載されている順に限定されるものでないことも理解されなければならない。
【００６１】
種々の例示的な実施形態を参照して本発明の態様について説明したが、そのような態様は説明された実施形態に限定されない。したがって、当業者には説明された実施形態について多数の変形、修正、及び変更が明らかであろうことは明白である。よって、本明細書に記載の実施形態は、例示を意図するものであり、限定を意図するものでない。本発明の態様の精神から逸脱することなく、種々の変更がなされてもよい。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図５９Ａ】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【国際調査報告】
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