(57)【要約】【課題】セグメントが損傷することを抑制することができる技術を提供する。【解決手段】ヒートパイプ１のウィック２は、複数の多孔質のセグメント２２と、セグメント２２とセグメント２２を接合する接合層５と、を備えている。複数のセグメント２２がウィック筒体２１を形成するように並んで配置されており、隣り合うセグメント２２とセグメント２２が接合層５によって接合されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートパイプのウィックであって、
複数の多孔質のセグメントと、
前記セグメントと前記セグメントを接合する接合層と、を備えており、
前記複数のセグメントが筒体を形成するように並んで配置されており、隣り合う前記セグメントと前記セグメントが前記接合層によって接合されている、ウィック。
【請求項２】
前記複数のセグメントが前記筒体の周方向に並んで配置されており、前記周方向に隣り合う前記セグメントの気孔径および／または気孔率が相違している、請求項１に記載のウィック。
【請求項３】
前記複数のセグメントが筒体の軸方向に並んで配置されており、前記軸方向に隣り合う前記セグメントの気孔径および／または気孔率が相違している、請求項１又は２に記載のウィック。
【請求項４】
前記複数のセグメントによって形成されている前記筒体内に配置されている逆止弁を備えており、
前記逆止弁は、前記筒体の軸方向の一方側から他方側への流体の流れを許容し、前記他方側から前記一方側への流体の流れを阻止する、請求項１から３のいずれかに記載のウィック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、ヒートパイプのウィックに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているヒートパイプは、ウィックとケースを備えている。ウィックとケースは筒状に形成されている。ウィックは多孔質材料から形成されており、ケースは緻密質の金属材料から形成されている。ウィックの内部空間には液体流路が形成されており、液体の作動流体がこの液体流路を流れる。ケースはウィックの外周面を覆っている。ケースとウィックの間の空間には気体流路が形成されており、気体の作動流体がこの気体流路を流れる。また、ケースは伝熱ブロックによって加熱されており、伝熱ブロックによって加熱されたケースからウィックに熱が伝達される。
【０００３】
特許文献１のヒートパイプでは、液体の作動流体が液体流路を流れると、その作動流体が毛細管現象によって多孔質のウィックに浸透してゆく。ウィックに浸透した液体の作動流体は、ケースからウィックに伝達された熱を受熱して蒸発し、気体の作動流体に状態変化する。蒸発した作動流体は、ウィックから気体流路に流入して気体流路を流れてゆく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９０９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、ウィックの中の場所によって液体の作動流体が蒸発するときの蒸発速度が相違することがある。例えば、液体の作動流体が液体流路を流れるとき、その重力の影響によって、ウィックの鉛直方向の下部ではウィックに対する液体の作動流体の圧力が比較的高くなり、ウィックの鉛直方向の上部ではウィックに対する液体の作動流体の圧力が比較的低くなる。この液体の作動流体の圧力の相違によって、ウィックの下部では液体の作動流体が比較的速く蒸発し、ウィックの上部では液体の作動流体が比較的遅く蒸発する。これによって、液体の作動流体の蒸発速度が相違する。
【０００６】
上記のように、ウィックの中の場所によって液体の作動流体の蒸発速度が相違することがあると、それを抑制するために、ウィックの中の場所によってウィックの特性を変えることが考えられる。例えば、多孔質のウィックにおいて、ウィックの気孔径を場所によって変えることが考えられる。ウィックの下部では気孔径を大きくし、ウィックの上部では気孔径を小さくすることが考えられる。また、場所によってウィックの特性を変えるために、１つのウィックを複数のセグメントに分割し、各セグメントの特性を変えることが考えられる。これによって、ウィックの特性を場所によって変えることができる。
【０００７】
１つのウィックを複数のセグメントに分割した場合、ウィックに何らかの力が作用したときに、ウィックを構成する複数のセグメントにその力が作用する。例えば、ウィックが加熱されたときの熱応力が、ウィックを構成する複数のセグメントに作用する。ウィックの複数のセグメントに力が作用すると、それらのセグメントにひび割れなどが生じて各セグメントが損傷することがある。そこで本明細書は、ウィックを複数のセグメントに分割したとしても、それらのセグメントが損傷することを抑制することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に開示するヒートパイプのウィックは、複数の多孔質のセグメントと、セグメントとセグメントを接合する接合層と、を備えている。複数のセグメントが筒体を形成するように並んで配置されており、隣り合うセグメントとセグメントが接合層によって接合されている。
【０００９】
このような構成によれば、複数のセグメントによって形成された筒体内を液体の作動流体が流れると、その作動流体が毛細管現象によって多孔質のセグメントに浸透してゆく。セグメントに浸透した液体の作動流体は、セグメントから熱を受熱して蒸発し、気体の作動流体に状態変化する。
【００１０】
複数のセグメントを備えるウィックでは、ウィックに何らかの力が作用したときに、ウィックを構成する複数のセグメントにその力が作用する。例えば、ウィックが加熱されたときの熱応力が、ウィックを構成する複数のセグメントに作用する。また、例えば、ウィックが自動車に搭載されている場合、自動車の加速度による力がウィックを構成する複数のセグメントに作用することがある。また、ウィックを構成する複数のセグメントには、それぞれ重力が作用している。
【００１１】
このように、ウィックを構成する複数のセグメントには様々な力が作用する。このとき、上記の構成によれば、隣り合うセグメントとセグメントを接合する接合層が、様々な力に対する緩衝材として機能する。これによって、複数のセグメントに何らかの力が作用したとしても、接合層が緩衝材として機能することによって、各セグメントに局所的に大きな力が作用することを抑制することができる。したがって、ヒートパイプのウィックを複数のセグメントで構成したとしても、それらのセグメントが損傷することを抑制することができる。
【００１２】
また、上記のウィックでは、複数のセグメントが筒体の周方向に並んで配置されており、周方向に隣り合うセグメントの気孔径および／または気孔率が相違していてもよい。
【００１３】
複数のセグメントが筒体の周方向に並んで配置されている構成では、筒体内を液体の作動流体が流れるときに、筒体の周方向の場所によってセグメントに作用する液体の圧力が相違することがある。これによって、筒体の周方向の場所によって液体の作動流体が蒸発するときの蒸発速度が相違することがある。例えば、筒体の軸方向が鉛直方向と直交するようにウィックが配置されると、液体の重力の影響によって、筒体の周方向の下部にあるセグメントでは、セグメントに対する液体の圧力が比較的高くなる。一方、筒体の周方向の上部にあるセグメントでは、セグメントに対する液体の圧力が比較的低くなる。このような圧力の相違によって、筒体の周方向の下部にあるセグメントでは、液体の作動流体が多孔質のセグメントに比較的速く浸透し、作動流体の蒸発速度が比較的速くなる。一方、筒体の周方向の上部にあるセグメントでは、液体の作動流体が多孔質のセグメントに比較的遅く浸透し、作動流体の蒸発速度が比較的遅くなる。したがって、液体の作動流体の蒸発速度が筒体の周方向で不均一になることがある。
【００１４】
そこで、上記の構成によれば、筒体の周方向に隣り合うセグメントの気孔径および／または気孔率を変えることによって、液体の作動流体の蒸発速度を筒体の周方向において平準化することができる。例えば、筒体の周方向の下部にある多孔質のセグメントでは、気孔径を大きくすると共に気孔率を小さくする。このような構成によれば、筒体の周方向の下部にあるセグメントでは、液体の作動流体がセグメントに浸透したときに、作動流体とセグメントの接触面積を小さくすることができ、液体の作動流体がセグメントから熱を受熱し難い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメントに浸透するときの浸透速度を遅くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し難い状態にすることができ、蒸発速度を遅くすることができる。一方、筒体の周方向の上部にある多孔質のセグメントでは、気孔径を小さくすると共に気孔率を大きくする。このような構成によれば、筒体の周方向の上部にあるセグメントでは、液体の作動流体がセグメントに浸透したときに、作動流体とセグメントの接触面積を大きくすることができ、液体の作動流体がセグメントから熱を受熱し易い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメントに浸透するときの浸透速度を速くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し易い状態にすることができ、蒸発速度を速くすることができる。
【００１５】
このように、筒体の周方向で多孔質のセグメントの気孔径および／または気孔率を変えることによって、液体の作動流体の蒸発速度を筒体の周方向で調節することができる。したがって、液体の作動流体の蒸発速度を筒体の周方向において平準化することができる。
【００１６】
また、上記のウィックでは、複数のセグメントが筒体の軸方向に並んで配置されており、軸方向に隣り合うセグメントの気孔径および／または気孔率が相違していてもよい。
【００１７】
複数のセグメントが筒体の軸方向に並んで配置されている構成では、筒体内を液体の作動流体が流れるときに、筒体の軸方向の場所によってセグメントに作用する液体の圧力が相違することがある。これによって、筒体の軸方向の場所によって液体の作動流体が蒸発するときの蒸発速度が相違することがある。例えば、ウィックが自動車に搭載され、その自動車が発進すると、自動車の加速度による力が液体の作動流体に相対的に作用する。自動車の加速度による力は、自動車の進行方向と反対側に作用する。ウィックが自動車に搭載される際に、筒体の軸方向が自動車の進行方向に沿うように配置された場合には、自動車の加速度によって液体に作用する力は、筒体の軸方向に沿って作用する。このとき、自動車の加速度による力の影響によって、筒体の軸方向において自動車の進行方向と反対側（加速度による力が作用する側）にあるセグメントでは、セグメントに対する液体の圧力が高くなる。一方、筒体の軸方向において自動車の進行方向側にあるセグメントでは、セグメントに対する液体の圧力が比較的低くなる。このような圧力の相違によって、筒体の軸方向において自動車の進行方向と反対側（加速度による力が作用する側）にあるセグメントでは、液体の作動流体が多孔質のセグメントに速く浸透し、作動流体の蒸発速度が速くなる。一方、筒体の軸方向において自動車の進行方向側にあるセグメントでは、液体の作動流体が多孔質のセグメントに比較的遅く浸透し、作動流体の蒸発速度が比較的遅くなる。
【００１８】
そこで、上記の構成によれば、筒体の軸方向に隣り合うセグメントの気孔径および／または気孔率を変えることによって、液体の作動流体の蒸発速度を筒体の周方向において平準化することができる。例えば、筒体の軸方向において自動車の進行方向と反対側（加速度による力が作用する側）にあるセグメントでは、気孔径を大きくすると共に気孔率を小さくする。このような構成によれば、筒体の軸方向において自動車の進行方向と反対側（加速度による力が作用する側）にあるセグメントでは、液体の作動流体がセグメントに浸透したときに、作動流体とセグメントの接触面積を小さくすることができ、液体の作動流体がセグメントから熱を受熱し難い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメントに浸透するときの浸透速度を遅くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し難い状態にすることができ、蒸発速度を遅くすることができる。一方、筒体の軸方向において自動車の進行方向側にあるセグメントでは、気孔径を小さくすると共に気孔率を大きくする。このような構成によれば、筒体の軸方向において自動車の進行方向側にあるセグメントでは、液体の作動流体がセグメントに浸透したときに、作動流体とセグメントの接触面積を比較的大きくすることができ、液体の作動流体がセグメントから熱を受熱し易い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメントに浸透するときの浸透速度を速くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し易い状態にすることができ、蒸発速度を速くすることができる。
【００１９】
このように、筒体の軸方向で多孔質のセグメントの気孔径および／または気孔率を変えることによって、液体の作動流体の蒸発速度を筒体の軸方向で調節することができる。したがって、作動流体の蒸発速度を筒体の軸方向において平準化することができる。
【００２０】
また、上記のウィックは、複数のセグメントによって形成されている筒体内に配置されている逆止弁を備えていてもよい。逆止弁は、筒体の軸方向の一方側から他方側への流体の流れを許容し、他方側から一方側への流体の流れを阻止するように構成されていてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、逆止弁によって、筒体内を流れる液体の作動流体が逆流することを抑制することができる。これによって、液体の作動流体を筒体の軸方向の奥まで確実に流すことができる。そのため、作動流体の蒸発速度を筒体の軸方向において平準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例のウィックを備えるヒートパイプの概略構成を示す図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】実施例のウィックの概略構成を示す図である。
【図５】ループヒートパイプの概略構成を示す図である。
【図６】ループヒートパイプが搭載されている自動車の概略構成を示す図である。
【図７】他の実施例の図３に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施例について添付図面を参照して説明する。図１から図３に示すように、実施例に係るヒートパイプ１は、ウィック２とケース３を備えている。ヒートパイプ１は、作動流体を用いて熱を伝達する装置である。
【００２４】
図４に示すように、ウィック２は、複数のセグメント２２を備えている。複数のセグメント２２によってウィック筒体２１が形成されている。複数のセグメント２２は、ウィック筒体２１を形成するように並んで配置されている。複数のセグメント２２は、ウィック筒体２１の周方向に並んで配置されている。各セグメント２２は、ウィック筒体２１の周方向に沿って湾曲している。また、複数のセグメント２２は、ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）に並んで配置されている。各セグメント２２は、ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）に沿って延びている。
【００２５】
複数のセグメント２２は、接合層５によって接合されている。ウィック筒体２１の周方向に隣り合うセグメント２２とセグメント２２が接合層５によって接合されている。また、ウィック筒体２１の軸方向に隣り合うセグメント２２とセグメント２２が接合層５によって接合されている。隣り合う複数のセグメント２２の端面と端面の間に接合層５が配置されている。複数のセグメント２２が接合層５で一体に接合されることでウィック筒体２１が形成されている。
【００２６】
複数のセグメント２２を接合する接合層５は、セラミックスを主成分とすることが好ましく、シリカゾル又はアルミナゾル等のコロイダルゾルの１種又は２種以上、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるセラミックス、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、ニッケル系金属又は金属ＳｉとＳｉＣ等の無機粉体の１種又は２種以上、セラミックファイバーなどの無機繊維の１種又は２種以上、及び無機バインダー等を含む原料から乾燥、加熱、焼成等により形成されることが好ましい。コロイダルゾルは、接着力を付与するために好適であり、無機粉体は、セグメント２２との親和性を向上させるために好適であり、セグメント２２の主成分と熱膨張の値が近い無機粉体が好ましい。また、無機繊維は、接合層５に靭性を好適に付与する補強材として好適である。接合層５中に接着層と中間層とを設ける場合には、上記成分の中から各々適切な成分を選択して、接着層及び／又は中間層の成分として用いることができる。接合層５は、接合層５の原料である接合剤をセグメント２２に施与して乾燥させることにより形成される。接合剤をセグメント２２に施与する方法に特に制限はなく、例えば、スプレー法、ハケ・筆等による塗布、ディッピング法等により施与することができる。
【００２７】
複数のセグメント２２で構成されたウィック筒体２１の内側には、液体流路５１が形成されている。液体の作動流体がウィック筒体２１内の液体流路５１を流れる。ウィック筒体２１は、略円筒状に形成されており、液体流路５１も略円筒状に形成されている。ウィック筒体２１は、略角筒状に形成されていてもよい。ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）に直交する断面における筒体の形状は特に限定されるものではない。
【００２８】
液体流路５１は、ウィック筒体２１の軸方向の一端部（液体の作動流体の入口側）が開口しており、他端部が第１の封止体４１によって封止されている。液体流路５１の入口５１２から液体の作動流体が流入する。第１の封止体４１は、ウィック筒体２１と一体になっている。
【００２９】
各セグメント２２の外周面には溝２３が形成されている。ウィック筒体２１の軸方向に並んでいる複数のセグメント２２のそれぞれに形成されている溝２３が、ウィック筒体２１の軸方向に繋がっている。ウィック筒体２１の軸方向に並んでいる複数の溝２３によって気体流路５２が形成されている。気体の作動流体が溝２３を流れる。ウィック筒体２１の周方向には複数の溝２３が形成されている。周方向の複数の溝２３は、ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）に延びている。周方向の複数の溝２３は、ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）の一端部から他端部まで延びている。
【００３０】
気体流路５２は、ウィック筒体２１の軸方向の一端部が後述するケース３の蓋体３１によって封止されている。気体流路５２の他端部（気体の作動流体の出口側）は開口している。気体流路５２の出口５２３から液体の作動流体が流出する。
【００３１】
ウィック２は、ウィック筒体２１の軸方向が鉛直方向と直交するように配置されている。ウィック筒体２１の周方向に隣り合う複数のセグメント２２では、他のセグメント２２よりも鉛直方向の上側に位置するセグメント２２と、他のセグメント２２よりも鉛直方向の下側に位置するセグメント２２がある。図２に示す例では、セグメント２２ａが、セグメント２２ｂよりも鉛直方向の下側に位置している。
【００３２】
ウィック筒体２１を構成する複数のセグメント２２には、液体流路５１を流れる液体の作動流体の圧力が作用する。ウィック筒体２１の周方向に隣り合う複数のセグメント２２では、液体の重力の影響によって、鉛直方向の下側にあるセグメント２２ａに対する作動流体の圧力が比較的高くなり、鉛直方向の上側にあるセグメント２２ｂに対する作動流体の圧力が比較的低くなる。ウィック筒体２１の周方向の場所によって、セグメント２２に作用する液体の作動流体の圧力が相違する。
【００３３】
また、図３に示すように、ウィック２に対して、ウィック筒体２１の軸方向に加速度αが加わることがある。例えば、ヒートパイプ１が自動車に搭載されている場合は、自動車の加速によってウィック筒体２１の軸方向に加速度αが加わることがある。ウィック筒体２１の軸方向に隣り合う複数のセグメント２２では、他のセグメント２２よりも加速度方向側に位置するセグメント２２と、加速度方向と反対側に位置するセグメント２２がある。図３に示す例では、セグメント２２ｗが、セグメント２２ｖよりも加速度方向側に位置している。
【００３４】
ウィック２に加速度が加わると、その加速度による力がウィック筒体２１内の液体流路５１を流れる液体の作動流体に作用する。また、ウィック筒体２１を構成する複数のセグメント２２には、液体流路５１を流れる液体の作動流体の圧力が作用する。ウィック筒体２１の軸方向に隣り合う複数のセグメント２２では、加速度による力の影響によって、ウィック筒体２１の軸方向において加速度方向と反対側にあるセグメント２２ｖに対する作動流体の圧力が比較的高くなる。一方、ウィック筒体２１の軸方向において加速度方向側にあるセグメント２２ｗに対する作動流体の圧力が比較的低くなる。ウィック筒体２１の軸方向の場所によって、セグメント２２に作用する液体の作動流体の圧力が相違する。
【００３５】
複数のセグメント２２は、例えばセラミックスなどの多孔質材料から形成されている。よって、各セグメント２２の内部には多数の気孔が形成されている。複数のセグメント２２では、気孔径と気孔率が相違している。ウィック筒体２１の周方向に隣り合う複数のセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違している。また、ウィック筒体２１の軸方向に隣り合う複数のセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違している。気孔径と気孔率の測定方法は特に限定されるものではなく、多孔質体における公知の測定方法を用いることができる。例えば、気孔径は、細孔径分布を測定し、平均細孔径を計算することによって得られる。気孔径（平均細孔径）は、水銀圧入法を用いて測定することができる。気孔率は、アルキメデス法を用いて測定することができる。セグメント２２の飽水質量、乾燥質量、水中質量に基づいた計算をすることによって気孔率が得られる。
【００３６】
ウィック筒体２１の周方向に隣り合う複数のセグメント２２では、鉛直方向の上側のセグメント２２の気孔径が、下側のセグメント２２の気孔径より小さい。また、鉛直方向の上側のセグメント２２の気孔率が、下側のセグメント２２の気孔率より大きい。
【００３７】
ウィック筒体２１の軸方向に隣り合う複数のセグメント２２では、液体流路５１の入口５１２側のセグメント２２の気孔径が、液体流路５１の奥側のセグメント２２の気孔径より小さい。また、液体流路５１の入口５１２側のセグメント２２の気孔率が、液体流路５１の奥側のセグメント２２の気孔率より大きい。
【００３８】
図３に示すように、ケース３は、ケース筒体３２と一対の蓋体３１を備えている。ケース筒体３２と一対の蓋体３１は、例えば銅（Ｃｕ）などの金属材料から形成されている。ケース筒体３２は、円筒状に形成されている。ケース筒体３２は、角筒状に形成されていてもよい。ケース筒体３２の軸方向（ｘ方向）に直交する断面におけるケース筒体３２の形状は特に限定されるものではない。ケース筒体３２は、ウィック筒体２１の外側に配置されている。ケース筒体３２は、ウィック筒体２１を覆っている。ケース筒体３２の内周面がウィック筒体２１の外周面と密着している。一対の蓋体３１は、ケース筒体３２の両端部に固定されている。一対の蓋体３１は、ケース筒体３２を封止している。
【００３９】
ケース３には、伝熱装置８０が取り付けられている。伝熱装置８０は、ケース３の外周面に固定されている。伝熱装置８０は、ケース３に熱を伝達する装置である。ケース３は伝熱装置８０によって加熱される。
【００４０】
次に、上記のヒートパイプ１を備えているループヒートパイプ１０１について説明する。図５に示すように、ループヒートパイプ１０１は、蒸発器１１１と蒸気管１２２と凝縮器１１２と液管１２１を備えている。蒸発器１１１と蒸気管１２２と凝縮器１１２と液管１２１は、ループを形成するように接続されている。また、ループヒートパイプ１０１は、リザーバ１２５を備えている。
【００４１】
蒸発器１１１は、上記のヒートパイプ１によって構成されている。蒸発器１１１では、液体の作動流体が加熱されて蒸発し、気体の作動流体に状態変化する。作動流体は蒸発器１１１で受熱する。蒸発器１１１は、作動流体を加熱する機器である。
【００４２】
凝縮器１１２では、気体の作動流体が冷却されて凝縮し、液体の作動流体に状態変化する。作動流体は凝縮器１１２で放熱する。凝縮器１１２は、作動流体から受熱する機器である。
【００４３】
液管１２１は、液体の作動流体を凝縮器１１２から蒸発器１１１に案内する。液管１２１の上流端部が凝縮器１１２に接続されており、下流端部が蒸発器１１１に接続されている。液体の作動流体が液管１２１内を流れる。
【００４４】
蒸気管１２２は、気体の作動流体を蒸発器１１１から凝縮器１１２に案内する。蒸気管１２２の上流端部が蒸発器１１１に接続されており、下流端部が凝縮器１１２に接続されている。気体の作動流体が蒸気管１２２内を流れる。
【００４５】
リザーバ１２５は、液管１２１に設置されている。液管１２１を流れる液体の作動流体の一部を貯留する。これによって、液管１２１から蒸発器１１１に流れる液体の作動流体の流量を調整している。
【００４６】
次に上記のループヒートパイプ１０１の動作について説明する。上記のループヒートパイプ１０１では、ヒートパイプ１のケース３が加熱されており、その熱によってウィック２が加熱されている。この状態で、液管１２１内を流れた液体の作動流体が、液管１２１から蒸発器１１１に導入される。すなわち、液体の作動流体が液管１２１からヒートパイプ１に導入される。ヒートパイプ１に導入された液体の作動流体は、ウィック筒体２１内の液体流路５１に流入して液体流路５１を流れる。液体流路５１を流れる液体の作動流体は、毛細管現象によってウィック筒体２１を構成する複数の多孔質のセグメント２２に浸透してゆく。
【００４７】
液体の作動流体は、多孔質のセグメント２２に浸透するとセグメント２２から受熱して蒸発し、気体の作動流体に状態変化する。蒸発した作動流体は、多孔質のセグメント２２から複数の気体流路５２に流入して気体流路５２を流れる。そして、気体流路５２を流れた気体の作動流体は、ヒートパイプ１から流出して蒸気管１２２内に流入する。すなわち、気体の作動流体が蒸発器１１１から蒸気管１２２内に流入する。
【００４８】
蒸気管１２２内に流入した気体の作動流体は、蒸気管１２２内を流れて、蒸気管１２２から凝縮器１１２に導入される。凝縮器１１２に導入された気体の作動流体は、凝縮器１１２で放熱して凝縮し、液体の作動流体に状態変化する。凝縮した液体の作動流体は、凝縮器１１２から液管１２１内に流入して再び液管１２１内を流れる。そして、液管１２１内を流れた液体の作動流体は、再び液管１２１からヒートパイプ１に導入される。このようにして、作動流体が液体と気体の間で状態変化しながらループヒートパイプ１０１を循環して流れる。作動流体によって熱が輸送される。
【００４９】
次に上記のループヒートパイプ１０１の利用形態の一例について説明する。上記のループヒートパイプ１０１は、例えば自動車において利用される。図６に示すように、ループヒートパイプ１０１は、自動車２０１に搭載されている。自動車２０１は、例えばガソリン自動車、ハイブリッド自動車等である。ループヒートパイプ１０１は、自動車２０１のエンジンルーム２０２に配置されている。ループヒートパイプ１０１の蒸発器１１１（ヒートパイプ１）が、エンジンルーム２０２の第１の位置（例えばエンジンの近傍の位置）に配置されている。また、ループヒートパイプ１０１の凝縮器１１２が、エンジンルーム２０２の第２の位置（例えばラジエータの近傍の位置）に配置されている。ループヒートパイプ１０１は、エンジンルーム２０２の第１の位置から第２の位置に熱を輸送する。
【００５０】
ループヒートパイプ１０１の蒸発器１１１（ヒートパイプ１）は、ウィック筒体２１の軸方向が自動車２０１の進行方向（前後方向）に沿うように配置されている。また、蒸発器１１１（ヒートパイプ１）は、ウィック筒体２１の軸方向が鉛直方向と直交するように配置されている。また、蒸発器１１１（ヒートパイプ１）は、液体流路５１の入口５１２が自動車２０１の進行方向前方を向き、気体流路５２の出口５２３が自動車２０１の進行方向後方を向くように配置されている。
【００５１】
ループヒートパイプ１０１を搭載した自動車２０１が発進すると、自動車２０１の加速度による力が液体流路５１を流れる液体の作動流体に作用する。自動車２０１の加速度による力は、自動車２０１の進行方向と反対側に作用する。
【００５２】
以上、ウィック２を備えるヒートパイプ１、そのヒートパイプ１を備えるループヒートパイプ１０１、及び、そのループヒートパイプ１０１の利用形態について説明した。上述の説明から明らかなように、実施例に係るウィック２は、複数の多孔質のセグメント２２と、セグメント２２とセグメント２２を接合する接合層５と、を備えている。複数のセグメント２２がウィック筒体２１を形成するように並んで配置されており、隣り合うセグメント２２とセグメント２２が接合層５によって接合されている。
【００５３】
このような構成によれば、ウィック筒体２１を形成する複数のセグメント２２に何らかの力が作用したとしても、接合層５が緩衝材として機能することによって、各セグメント２２に局所的に大きな力が作用することを抑制することができる。例えば、ウィック２が加熱されたときの熱応力がウィック２を構成する複数のセグメント２２に作用することがある。また、例えば、ウィック２が自動車２０１に搭載されている場合、自動車２０１の加速度による力が複数のセグメント２２に作用することがある。また、複数のセグメント２２のそれぞれには重力が作用している。このように、複数のセグメント２２には様々な力が作用するが、接合層５が緩衝材として機能することによって、各セグメント２２に局所的に大きな力が作用することを抑制することができる。したがって、ウィック２を複数のセグメント２２で構成したとしても、それらのセグメント２２が損傷することを抑制することができる。
【００５４】
また、上記のウィック２では、複数のセグメント２２がウィック筒体２１の周方向に並んで配置されており、周方向に隣り合うセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違している。
【００５５】
このような構成によれば、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の周方向において平準化することができる。より詳細に説明すると、例えば、図１から図３に示すように、ウィック筒体２１の軸方向が鉛直方向と直交するようにウィック２が配置されると、ウィック筒体２１の周方向の下部にあるセグメント２２ａでは、液体流路５１を流れる液体の作動流体の重力の影響によって、セグメント２２ａに対する液体の作動流体の圧力が比較的高くなる。一方、セグメント２２ａよりもウィック筒体２１の周方向の上部にあるセグメント２２ｂでは、液体の作動流体の圧力が比較的低くなる。このように、ウィック筒体２１の周方向の場所によってセグメント２２に作用する液体の作動流体の圧力が相違することがある。このような圧力の相違によって、ウィック筒体２１の周方向の下部にあるセグメント２２ａでは、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ａに比較的速く浸透し、作動流体の蒸発速度が比較的速くなる傾向がある。一方、下部のセグメント２２ａよりもウィック筒体２１の周方向の上部にあるセグメント２２ｂでは、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ｂに比較的遅く浸透する。したがって、液体の作動流体の蒸発速度が比較的遅くなる傾向がある。そのため、液体の作動流体の蒸発速度がウィック筒体２１の周方向で不均一になる傾向がある。
【００５６】
そこで、例えば、ウィック筒体２１の周方向の下部にある多孔質のセグメント２２ａでは、気孔径を大きくすると共に気孔率を小さくする。このような構成によれば，ウィック筒体２１の周方向の下部にあるセグメント２２ａでは、液体の作動流体がセグメント２２ａに浸透したときに、作動流体とセグメント２２ａの接触面積を小さくすることができ、液体の作動流体がセグメント２２ａから熱を受熱し難い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ａに浸透するときの浸透速度を遅くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し難い状態にすることができ、蒸発速度を遅くすることができる。一方、ウィック筒体２１の周方向の上部にある多孔質のセグメント２２ｂでは、気孔径を小さくすると共に気孔率を大きくする。このような構成によれば、ウィック筒体２１の周方向の上部にあるセグメント２２ｂでは、液体の作動流体がセグメント２２ｂに浸透したときに、作動流体とセグメント２２ｂの接触面積を大きくすることができ、液体の作動流体がセグメント２２ｂから熱を受熱し易い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ｂに浸透するときの浸透速度を速くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し易い状態にすることができ、蒸発速度を速くすることができる。このように、ウィック筒体２１の周方向に隣り合うセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違する構成にすることによって、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の周方向で調節することができる。したがって、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の周方向において平準化することができる。
【００５７】
また、上記のウィック２では、複数のセグメント２２がウィック筒体２１の軸方向に並んで配置されており、軸方向に隣り合うセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違している。
【００５８】
このような構成によれば、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の軸方向において平準化することができる。より詳細に説明すると、例えば、図６に示すように、ループヒートパイプ１０１が自動車２０１に搭載され、その自動車２０１が発進すると、自動車２０１の加速度による力が液体の作動流体に相対的に作用する。自動車２０１の加速度による力はウィック筒体２１の軸方向に作用する。このとき、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向と反対側にあるセグメント２２ｖでは、加速度による力の影響によって、セグメント２２ｖに対する液体の作動流体の圧力が高くなる。一方、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向側にあるセグメント２２ｗでは、液体の作動流体の圧力が比較的低くなる。このように、ウィック筒体２１の軸方向の場所によってセグメント２２に作用する液体の作動流体の圧力が相違することがある。このような圧力の相違によって、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向と反対側にあるセグメント２２ｖでは、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ｖに比較的速く浸透し、作動流体の蒸発速度が速くなる傾向がある。一方、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向側にあるセグメント２２ｗでは、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ｗに比較的遅く浸透し、作動流体の蒸発速度が遅くなる傾向がある。
【００５９】
そこで、例えば、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向と反対側にあるセグメント２２ｖでは、気孔径を大きくすると共に気孔率を小さくする。このような構成によれば、ウィック筒体２１の軸方向において自動車の進行方向と反対側にあるセグメント２２ｖでは、液体の作動流体がセグメント２２ｖに浸透したときに、作動流体とセグメント２２ｖの接触面積を小さくすることができ、液体の作動流体がセグメント２２ｖから熱を受熱し難い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ｖに浸透するときの浸透速度を遅くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し難い状態にすることができ、蒸発速度を遅くすることができる。一方、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向側にあるセグメント２２ｗでは、気孔径を小さくすると共に気孔率を大きくする。このような構成によれば、ウィック筒体２１の軸方向において自動車２０１の進行方向側にあるセグメント２２ｗでは、液体の作動流体がセグメント２２ｗに浸透したときに、作動流体とセグメント２２ｗの接触面積を比較的大きくすることができ、液体の作動流体がセグメント２２ｗから熱を受熱し易い状態にすることができる。また、液体の作動流体が多孔質のセグメント２２ｗに浸透するときの浸透速度を速くすることができる。これによって、液体の作動流体が蒸発し易い状態にすることができ、蒸発速度を速くすることができる。このように、ウィック筒体２１の軸方向に隣り合うセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違する構成にすることによって、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の軸方向で調節することができる。したがって、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の軸方向において平準化することができる。
【００６０】
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
上記の実施例では、隣り合う複数のセグメント２２の気孔径および／または気孔率が相違している構成であったが、この構成に限定されるものではなく、更に気孔分布が相違する構成であってもよい。
【００６２】
また、更に他の実施例では、図７に示すように、ウィック２が第１逆止弁６１と第２逆止弁６２を備えていてもよい。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、ウィック筒体２１内の液体流路５１に配置されている。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、ウィック筒体２１の内周面に固定されている。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、ウィック筒体２１と一体的に形成されている。第１逆止弁６１は、第２逆止弁６２よりも液体流路５１の入口５１２側に配置されている。第２逆止弁６２は、第１逆止弁６１よりも液体流路５１の奥側に配置されている。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２のそれぞれは、対応する位置にあるセグメント２２に固定されている。
【００６３】
第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、液体流路５１を流れる液体の作動流体の流れを規制する。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）の一方側から他方側への液体の作動流体の流れを許容する。また、第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、ウィック筒体２１の軸方向（ｘ方向）の他方側から一方側への液体の作動流体の流れを阻止する。図７に示す例では、第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、液体流路５１の入口５１２側から奥側への液体の作動流体の流れを許容する。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、液体流路５１の奥側から入口５１２側への液体の作動流体の流れを阻止する。第１逆止弁６１と第２逆止弁６２は、液体の作動流体の流れを規制できるものであれば、その形態は特に限定されるものではない。
【００６４】
このような構成によれば、第１逆止弁６１と第２逆止弁６２によって、液体流路５１を入口５１２側から奥側へ流れる液体の作動流体が反対側（奥側から入口５１２側）に逆流することを抑制できる。これによって、液体の作動流体を液体流路５１の奥まで確実に流すことができる。そのため、液体の作動流体の蒸発速度をウィック筒体２１の軸方向において平準化することができる。
【００６５】
上記の実施例では、ウィック２が第１逆止弁６１と第２逆止弁６２を備えていたが、この構成に限定されるものではなく、第１逆止弁６１と第２逆止弁６２のいずれか一方のみを備えている構成であってもよい。
【００６６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６７】
１      ：ヒートパイプ
２      ：ウィック
３      ：ケース
５      ：接合層
２１    ：ウィック筒体
２２    ：セグメント
２３    ：溝
３１    ：蓋体
３２    ：ケース筒体
４１    ：第１の封止体
４２    ：第２の封止体
５１    ：液体流路
５２    ：気体流路
６１    ：第１逆止弁
６２    ：第２逆止弁
８０    ：伝熱装置
１０１  ：ループヒートパイプ
１１１  ：蒸発器
１１２  ：凝縮器
１２１  ：液管
１２２  ：蒸気管
１２５  ：リザーバ
２０１  ：自動車
２０２  ：エンジンルーム
５１２  ：入口
５２３  ：出口
【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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