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JP5287638B2 - Loop heat pipe and electronic equipment - Google Patents
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Description

本発明は、ループ型ヒートパイプ及びこれを備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a loop heat pipe and an electronic apparatus including the same.

従来、電子機器の発熱体(例えば、CPUなどの発熱素子)を冷却するための装置として、ヒートパイプ(Heat Pipe)が公知である。ヒートパイプは、内部に封入した作動流
体の相変化を利用して熱を輸送する伝熱装置である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heat pipe is known as a device for cooling a heating element (for example, a heating element such as a CPU) of an electronic device. The heat pipe is a heat transfer device that transports heat by utilizing the phase change of the working fluid sealed inside.

ヒートパイプの一種として、環状に形成された循環流路内に作動流体を封入して形成されたループ型ヒートパイプ(Loop Heat Pipe:LHP)がある。ループ型ヒートパイプとしては、外部(例えば、発熱体)からの熱を受熱し液相の作動流体(作動液)を蒸発させて気相の作動流体(蒸気)に相変化させる蒸発部と、外部(例えば、大気)への放熱により気相の作動流体(蒸気)を凝縮させて液相の作動流体(作動液)に相変化させる凝縮部とが、蒸発部及び凝縮部を接続して気相の作動流体を蒸発部から凝縮部と導く蒸気管と、凝縮部及び蒸発部を接続して液相の作動流体を凝縮部から蒸発部へと導く液戻り管と、によって環状流路を形成するように連通されたものが例示できる。   As one type of heat pipe, there is a loop heat pipe (LHP) formed by enclosing a working fluid in a circular flow path formed in an annular shape. As the loop type heat pipe, an evaporating unit that receives heat from the outside (for example, a heating element) and evaporates the liquid-phase working fluid (working fluid) to change the phase to a gas-phase working fluid (vapor); A condensing unit that condenses a gas-phase working fluid (vapor) by heat radiation to the atmosphere (for example, the atmosphere) and changes the phase into a liquid-phase working fluid (working fluid) connects the evaporation unit and the condensing unit to form a gas phase An annular flow path is formed by a steam pipe that guides the working fluid from the evaporation section to the condensation section, and a liquid return pipe that connects the condensation section and the evaporation section to guide the liquid-phase working fluid from the condensation section to the evaporation section. Examples of such communication are illustrated.

また、蒸発部に毛細管構造を有するウィックを収容したループ型ヒートパイプが知られている。この種のループ型ヒートパイプでは、液戻り管を経由して供給される液相の作動流体がウィックの毛細管力によって蒸発部の内面に導かれる。蒸発部の内面に導かれた液相の作動流体は、発熱体から蒸発部に伝達された熱によって加熱され、液相の作動流体が蒸発する際に潜熱が吸収される。   Further, a loop heat pipe is known in which a wick having a capillary structure is accommodated in the evaporation portion. In this type of loop heat pipe, the liquid-phase working fluid supplied via the liquid return pipe is guided to the inner surface of the evaporation section by the capillary force of the wick. The liquid-phase working fluid led to the inner surface of the evaporation section is heated by the heat transferred from the heating element to the evaporation section, and the latent heat is absorbed when the liquid-phase working fluid evaporates.

蒸発部において蒸気となった作動流体は、蒸気管を介して凝縮部まで移動する。凝縮部に導入された作動流体の蒸気は、凝縮部からの放熱によって冷却され、作動流体の蒸気が凝縮する際に潜熱が放出される。その後、液相の作動流体は液戻り管を経由して蒸発部に供給されて蒸発する。このように、相変化を繰り返しながら作動流体が環状流路を循環することで、蒸発部と凝縮部との間を発熱体の熱が潜熱の形で継続的に輸送され、発熱体が冷却される。   The working fluid that has become vapor in the evaporation section moves to the condensation section through the vapor pipe. The working fluid vapor introduced into the condensing unit is cooled by heat radiation from the condensing unit, and latent heat is released when the working fluid vapor condenses. Thereafter, the liquid-phase working fluid is supplied to the evaporation section via the liquid return pipe and evaporated. In this way, the working fluid circulates in the annular flow path while repeating the phase change, so that the heat of the heating element is continuously transported between the evaporation part and the condensation part in the form of latent heat, and the heating element is cooled. The

近年、液戻り管を経由して蒸発部に供給される液相の作動流体を、蒸発部の手前で一時的に貯留する液溜め部(「補償チャンバ」と称呼されることもある)を配置したループ型ヒートパイプも提案されている。例えば、液溜め部を設置しない場合、環状流路を作動流体が正常に循環している状態の時(以下、「通常作動時」という)に蒸発部の受熱量が急増する場合などは、蒸発部への動流体の供給量が不足しやすくなる。液溜め部を蒸発部に隣接して配置することで液溜め部に一時的に貯留しておいた作動流体を蒸発部に供給することができ、蒸発部における作動流体の枯渇(いわゆるドライアウト)の発生を抑止できる。   In recent years, a liquid reservoir (sometimes referred to as a “compensation chamber”) that temporarily stores liquid-phase working fluid supplied to the evaporator via a liquid return pipe before the evaporator is disposed. A looped heat pipe has also been proposed. For example, if the liquid reservoir is not installed, and the amount of heat received by the evaporator rapidly increases when the working fluid is normally circulated through the annular channel (hereinafter referred to as “normal operation”), The supply amount of the dynamic fluid to the part tends to be insufficient. By disposing the liquid reservoir portion adjacent to the evaporation portion, the working fluid temporarily stored in the liquid reservoir portion can be supplied to the evaporation portion, and the working fluid is depleted in the evaporation portion (so-called dryout). Can be suppressed.

しかしながら、凝縮部よりも高い位置に配置された蒸発部に対して発熱体からの熱が入熱するいわゆるトップヒートの状態でループ型ヒートパイプを使用する場合がある。ループ型ヒートパイプをトップヒートの状態で使用する場合、例えば電子機器の電源がオフされることで蒸発部への入熱が停止することに伴い、作動流体の(環状流路内における)循環も停止する。そうすると、液溜め部への液相の作動流体の還流量が不充分となる場合がある。また、作動流体の循環が停止している期間には、液溜め部や蒸発部から液相の作動流体が重力の作用によって下方に漏れ出すという実情がある。   However, there is a case where the loop heat pipe is used in a so-called top heat state in which heat from the heating element is input to the evaporation unit arranged at a position higher than the condensing unit. When the loop heat pipe is used in a top heat state, for example, when the heat input to the evaporation unit is stopped by turning off the power of the electronic device, the working fluid is also circulated (in the annular flow path). Stop. If it does so, the recirculation | reflux amount of the working fluid of the liquid phase to a liquid reservoir part may become inadequate. In addition, there is a situation in which during the period in which the circulation of the working fluid is stopped, the liquid-phase working fluid leaks downward due to the action of gravity from the liquid reservoir or the evaporation unit.

上記実情により、環状流路内における作動流体の循環を開始する起動時(以下、「スタートアップ時」ともいう)、すなわちループ型ヒートパイプの起動時に、蒸発部に供給すべき作動流体が液溜め部に存在している保証がない。そうすると、スタートアップ時に蒸発部の作動流体が枯渇している場合はもとより蒸発部に若干の作動流体が存在していたとしても、蒸発部に液溜め部から新たな作動流体が供給されないため、作動流体の循環の開始が妨げられてしまう。そうすると、発熱体の発熱が開始されても、熱輸送による発熱体の冷却が阻害されるという不具合が生じる虞がある。   In accordance with the above situation, the working fluid to be supplied to the evaporation section at the time of starting to start the circulation of the working fluid in the annular flow path (hereinafter also referred to as “start-up”), that is, at the time of starting the loop heat pipe, There is no guarantee that exists. If the working fluid in the evaporation section is depleted at the start-up, a new working fluid is not supplied from the liquid reservoir to the evaporation section even if there is some working fluid in the evaporation section. The start of circulation will be hindered. If it does so, even if heat_generation | fever of a heat generating body is started, there exists a possibility that the malfunction that the cooling of the heat generating body by heat transport may be inhibited arises.

従来から、トップヒートの状態で使用されるループ型ヒートパイプにおいて、蒸発部におけるドライアウトの抑制を図るための技術が提案されている(例えば、特許文献1、2を参照)。第1の従来例として、作動流体の循環流動を確実に生じさせるために、ポンプを凝縮部の下流側に設け、また逆止弁を配置したものが提案されている。また、第2の従来例として、管路の途中に逆止弁を設け、また作動流体の不足によるドライアウトを回避するためにバッファータンクを設けたものが提案されている。   Conventionally, in a loop heat pipe used in a top heat state, a technique for suppressing dryout in an evaporation section has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). As a first conventional example, there has been proposed one in which a pump is provided on the downstream side of the condensing unit and a check valve is arranged in order to reliably generate a circulating flow of the working fluid. As a second conventional example, a check valve is provided in the middle of a pipeline, and a buffer tank is provided in order to avoid dryout due to lack of working fluid.

特開平4−28998号公報JP-A-4-28998 特開平6−257969号公報JP-A-6-257969

しかしながら、ヒートパイプの利点は、蒸発部と凝縮部との間に温度差もしくは熱エネルギー差が生じることにより自動的に作動して熱輸送を可能とする点にある。これに対して、第1の従来例のようにポンプを設けたのでは、ポンプを駆動するエネルギー(外部動力)が必要となり、自動作動という利点が損なわれてしまう。したがってこの従来例では、省エネルギー化・ランニングコストの低減などの観点から更なる改善の余地がある。更に、作動流体を一方向に安定して流動させるために逆止弁などを設けると、通常作動時においては作動流体の正常な循環を妨げる抵抗となってしまい、熱輸送能力が低下することが懸念される。   However, the advantage of the heat pipe is that it automatically operates due to a temperature difference or a thermal energy difference between the evaporation part and the condensation part, thereby enabling heat transport. On the other hand, if a pump is provided as in the first conventional example, energy (external power) for driving the pump is required, and the advantage of automatic operation is impaired. Therefore, in this conventional example, there is room for further improvement from the viewpoint of saving energy and reducing running costs. Furthermore, if a check valve or the like is provided in order to cause the working fluid to flow stably in one direction, it will become a resistance that hinders normal circulation of the working fluid during normal operation, and the heat transport capacity may be reduced. Concerned.

本件は上記実情に鑑みてなされたものであり、トップヒートの状態で使用されるループ型ヒートパイプにおいて、通常作動時における熱輸送能力に優れ、且つ、スタートアップ時に作動流体の循環を自動的に開始できる技術を提供することを目的とするものである。   This case was made in view of the above situation, and in a loop heat pipe used in a top heat state, it has excellent heat transport capability during normal operation and automatically starts circulation of working fluid at start-up. It aims at providing the technology which can be done.

本件の一観点によれば、ループ型ヒートパイプは、外部からの受熱により液相の作動流体を蒸発させる蒸発部と、該蒸発部より低い位置に配置されて放熱により気相の作動流体を凝縮させる凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって環状流路を形成するように連通されたループ型ヒートパイプであって、前記蒸発部より高い位置に設けられ、前記液戻り管を経由して前記蒸発部に供給される液相の作動流体を貯留する液溜め部と、前記液溜め部を、該液溜め部から流出する作動流体の流出口を含む第1貯留領域と該流出口を含まない第2貯留領域とに隔てる隔壁と、前記隔壁に開口した開口部と、前記第1貯留領域の温度に連動して前記開口部を開閉する弁機構と、を備える。そして、前記環状流路を作動流体が循環している通常作動時には、前記弁機構が前記開口部を遮断することで前記第2貯留領域に作動流体が貯留され、作動流体の循環を開始するスタートアップ時に前記第1貯留領域の温度が規定温度に到達した場合には、前記弁機構が前記開口部を開放することで、通常作動時に貯留された前記第2貯留領域の作動流体が前記第1貯留領域へと放出されることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention, the loop heat pipe is configured to evaporate the liquid-phase working fluid by receiving heat from the outside, and to condense the gas-phase working fluid by dissipating heat by being disposed at a position lower than the evaporation portion. A condensing part is a loop heat pipe communicated so as to form an annular flow path by a steam pipe and a liquid return pipe, and is provided at a position higher than the evaporation part, and passes through the liquid return pipe A liquid reservoir for storing a liquid-phase working fluid supplied to the evaporation section, a first storage region including an outlet for the working fluid flowing out from the liquid reservoir, and the outlet. A partition wall that is separated from a second storage region that is not included, an opening portion that opens to the partition wall, and a valve mechanism that opens and closes the opening portion in conjunction with the temperature of the first storage region. In a normal operation in which the working fluid circulates in the annular flow path, the valve mechanism shuts off the opening so that the working fluid is stored in the second storage region, and the working fluid starts to circulate. Sometimes, when the temperature of the first storage region reaches a specified temperature, the valve mechanism opens the opening, so that the working fluid stored in the second storage region during normal operation is stored in the first storage region. It is characterized by being released into the area.

本件によれば、トップヒートの状態で使用されるループ型ヒートパイプにおいて、通常作動時における熱輸送能力に優れ、且つ、スタートアップ時に作動流体の循環を自動的に開始することができる。   According to this case, in the loop heat pipe used in the top heat state, the heat transport capability during normal operation is excellent, and the circulation of the working fluid can be automatically started at start-up.

実施例1に係るループ型ヒートパイプの概略構成を示した図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a loop heat pipe according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る収容器の詳細構成を示した図である。It is the figure which showed the detailed structure of the container which concerns on Example 1. FIG. 図2におけるA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing in FIG. 図2におけるB−B矢視断面図である。It is a BB arrow sectional view in FIG. 閉弁状態にある弁機構を示した図である。It is the figure which showed the valve mechanism in a valve closing state. 開弁状態にある弁機構を示した図である。It is the figure which showed the valve mechanism in a valve opening state. 実施例1に係るループ型ヒートパイプ(LHP)の各作動状態を説明するための説明図である。(A)は、通常作動時におけるLHPの状態を示した図である。(B)は、受熱停止期間におけるLHPの状態を示した図である。(C)は、蒸発部への入熱が停止している状態からCPU9が作動を開始した後、所定の時間が経過した後のLHPの状態を示した図である。(D)は、(C)の状態から更に所定の時間が経過した後の状態を示した図である。It is explanatory drawing for demonstrating each operation state of the loop type heat pipe (LHP) which concerns on Example 1. FIG. (A) is the figure which showed the state of LHP at the time of normal operation | movement. (B) is the figure which showed the state of LHP in a heat receiving stop period. (C) is the figure which showed the state of LHP after predetermined time passed, after CPU9 started an operation | movement from the state which the heat input to an evaporation part has stopped. (D) is the figure after the predetermined time passed from the state of (C). 実施例1に係るCPU発熱量及び第1貯留領域雰囲気温度THchの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between CPU calorific value and 1st storage area | region atmosphere temperature THch concerning Example 1. FIG. 実施例1に係る液溜め部に設けられる隔壁の変形例を説明する図である。FIG. 6 is a view for explaining a modification of the partition wall provided in the liquid reservoir according to the first embodiment. 実施例2に係る液溜め部を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a liquid reservoir according to the second embodiment. 図9におけるC−C矢視断面図である。It is CC sectional view taken on the line in FIG. 実施例2に係る液溜め部を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a liquid reservoir according to the second embodiment. 図11におけるD−D矢視断面図である。It is DD sectional view taken on the line in FIG. LHPを搭載した電子機器を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the electronic device carrying LHP.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態に係るループ型ヒートパイプについて説明する。ここでは、ループ型ヒートパイプを、電子機器の一例としてのコンピュータに組み込み、係るコンピュータの作動状態で発熱する発熱体のCPUを冷却する場合を例を説明する。   Hereinafter, a loop heat pipe according to an embodiment for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. Here, an example will be described in which a loop heat pipe is incorporated in a computer as an example of an electronic device, and the CPU of a heating element that generates heat in the operating state of the computer is cooled.

<実施例1>
図1は、実施例1に係るループ型ヒートパイプ(以下、「LHP」という)1の概略構成を示した図である。LHP1は、概略、外部からの受熱により液相の作動流体を蒸発させる蒸発部2と、蒸発部2より低い位置に配置されて放熱により気相の作動流体を凝縮させる凝縮部3とが、蒸気管4と液戻り管5とによって環状管路(環状流路)CDを形成するように連通されている。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a loop heat pipe (hereinafter referred to as “LHP”) 1 according to the first embodiment. The LHP 1 generally includes an evaporation unit 2 that evaporates a liquid-phase working fluid by receiving heat from the outside, and a condensing unit 3 that is disposed at a position lower than the evaporation unit 2 and condenses the gas-phase working fluid by heat dissipation. The tube 4 and the liquid return tube 5 communicate with each other so as to form an annular channel (annular channel) CD.

図1に図示した白抜き矢印は、LHP1における各部材の高低関係を図示したものである。この図に示したように、LHP1は、凝縮部3より高い位置にある蒸発部2に対して発熱体であるCPU9からの熱が入熱するトップヒートの状態で使用される。   The white arrow illustrated in FIG. 1 illustrates the height relationship of each member in the LHP 1. As shown in this figure, the LHP 1 is used in a top heat state in which heat from the CPU 9 that is a heating element is input to the evaporation unit 2 located higher than the condensing unit 3.

環状管路CDは、その内部が大気圧に比べて減圧された状態で作動流体が封入されている。後から詳しく説明するが、作動流体は液戻り管5を経由して液相の状態で蒸発部2に供給される。そして、CPU9が作動による発熱状態にある場合、CPU9の熱により加熱されて蒸発する。蒸発部2から蒸気管4へと流れ出た作動流体の蒸気は、凝縮部3で放熱されることで凝縮する。作動流体が相変化を繰り返しながら環状管路CD内を循環することで蒸発部2と凝縮部3との間をCPU9の熱が潜熱の形で輸送される結果、CPU9
の冷却が継続的に行われる。
The annular conduit CD is filled with a working fluid in a state where the inside thereof is depressurized compared to the atmospheric pressure. As will be described in detail later, the working fluid is supplied to the evaporation section 2 in a liquid state via the liquid return pipe 5. When the CPU 9 is in a heat generation state due to operation, it is heated by the heat of the CPU 9 to evaporate. The vapor of the working fluid flowing out from the evaporation unit 2 to the vapor pipe 4 is condensed by being radiated by the condensing unit 3. As a result of the working fluid circulating in the annular conduit CD while repeating the phase change, the heat of the CPU 9 is transported between the evaporation section 2 and the condensation section 3 in the form of latent heat.
Is continuously cooled.

本実施例において、環状管路CD内に封入する作動流体は水である。もっとも、作動流体は水に限定されず、気相と液相との間で相変化するその他の流体、例えばエタノール、メタノール、プロパノール、エチルエーテル、エチレングリコール、フロリナート、アンモニア等であっても良い。また、蒸気管4及び液戻り管5の材質は銅を採用しているが、これに限定されるものでなく、例えば熱伝導性の優れた他の材料を使用しても良い。   In the present embodiment, the working fluid enclosed in the annular conduit CD is water. However, the working fluid is not limited to water, and may be other fluids that change between a gas phase and a liquid phase, such as ethanol, methanol, propanol, ethyl ether, ethylene glycol, fluorinate, ammonia, and the like. Moreover, although the material of the vapor | steam pipe | tube 4 and the liquid return pipe | tube 5 has employ | adopted copper, it is not limited to this, For example, you may use the other material excellent in thermal conductivity.

蒸発部2の上端には、液溜め部6が該蒸発部2と一体的に設けられている。液溜め部6は、液戻り管5を経由して蒸発部2に供給される液相の作動流体を、蒸発部2の手前で一時的に貯留してから蒸発部2に供給する機能を有する。図1に示した符号7は、蒸発部2及び液溜め部6を収容する金属製の収容体である。   A liquid reservoir 6 is provided integrally with the evaporator 2 at the upper end of the evaporator 2. The liquid reservoir 6 has a function of temporarily storing the liquid-phase working fluid supplied to the evaporator 2 via the liquid return pipe 5 before the evaporator 2 and then supplying the working fluid to the evaporator 2. . Reference numeral 7 shown in FIG. 1 is a metal container that houses the evaporation section 2 and the liquid reservoir section 6.

図2〜4を参照して、収容体7内部の詳細構成について説明する。図2は、収容体7の詳細構成を示した図であり、収容体7の縦断面(鉛直断面)を表している。図3は、図2におけるA−A矢視断面図である。図4は、図2におけるB−B矢視断面図である。   With reference to FIGS. 2-4, the detailed structure inside the container 7 is demonstrated. FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the container 7, and represents a longitudinal section (vertical section) of the container 7. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

収容体7は、円筒形状に形成されている。収容体7に収容された液溜め部6と蒸発部2とは、水平に設けられている仕切り壁7Aによって仕切られている。この仕切り壁7Aの面内方向におけるほぼ中央部には円形の連通口7Bが開口している。連通口7Bは、仕切り壁7Aを貫通しており、連通口7Bによって液溜め部6と蒸発部2とが連通している。   The container 7 is formed in a cylindrical shape. The liquid reservoir 6 and the evaporator 2 accommodated in the container 7 are partitioned by a partition wall 7A provided horizontally. A circular communication port 7B opens at a substantially central portion in the in-plane direction of the partition wall 7A. The communication port 7B passes through the partition wall 7A, and the liquid reservoir 6 and the evaporation unit 2 communicate with each other through the communication port 7B.

液溜め部6には、仕切り壁7Aから上方に向かって延伸する隔壁8が設けられている。隔壁8は、液溜め部6内における水平方向の領域を、連通口7Bを含む第1貯留領域6Aと、連通口7Bを含まない(第1貯留領域6Aを除いた領域に相当する)第2貯留領域6Bとに隔てている。図3に示した例では、連通口7Bの縁部分の接線位置にほぼ対応して隔壁8が設けられているが、これに限られるものではない。   The liquid reservoir 6 is provided with a partition wall 8 extending upward from the partition wall 7A. The partition wall 8 includes a first storage region 6A including the communication port 7B and a second storage region 6B that does not include the communication port 7B (corresponding to a region other than the first storage region 6A). It is separated from the storage area 6B. In the example shown in FIG. 3, the partition wall 8 is provided substantially corresponding to the tangential position of the edge portion of the communication port 7B, but the present invention is not limited to this.

隔壁8は、その上端が液溜め部6の天井面よりも低くなるように設けられている。したがって、液溜め部6における第1貯留領域6Aと第2貯留領域6Bとは、隔壁8の上方にて連通しており、完全には区画されていない。さらに、隔壁8における高さ方向下端寄りの部分には貫通孔8Aが形成されており、この貫通孔8Aによって、第1貯留領域6Aと第2貯留領域6Bとが連通されている。   The partition wall 8 is provided such that its upper end is lower than the ceiling surface of the liquid reservoir 6. Therefore, the first storage area 6A and the second storage area 6B in the liquid reservoir 6 communicate with each other above the partition wall 8, and are not completely partitioned. Furthermore, a through hole 8A is formed in a portion of the partition wall 8 near the lower end in the height direction, and the first storage area 6A and the second storage area 6B are communicated with each other through the through hole 8A.

貫通孔8Aには、第1貯留領域6Aの温度(以下、「第1貯留領域雰囲気温度」と称す)THchに連動して、貫通孔8Aを開閉する弁機構10が設けられている。「第1貯留領域雰囲気温度THchに連動して」とは、第1貯留領域雰囲気温度THchに応じて自動的に弁機構10が開弁、又は閉弁されることを意味する。弁機構10の開閉動作と第1貯留領域雰囲気温度THchとの関係は後から述べる。   The through-hole 8A is provided with a valve mechanism 10 that opens and closes the through-hole 8A in conjunction with the temperature of the first storage region 6A (hereinafter referred to as “first storage region atmospheric temperature”) THch. “In conjunction with the first storage region atmosphere temperature THch” means that the valve mechanism 10 is automatically opened or closed according to the first storage region atmosphere temperature THch. The relationship between the opening / closing operation of the valve mechanism 10 and the first storage region atmospheric temperature THch will be described later.

液溜め部6の内周面には、液戻り管5が接続される作動液流入口6Cが開口している。さらに、第1貯留領域6Aには、この作動液流入口6Cも含まれている。したがって、液戻り管5を流れてくる液相の作動流体は、液溜め部6の第1貯留領域6Aに導入される。ここで、第1貯留領域6Aには連通口7Bが含まれるため、液相の作動流体は第1貯留領域6Aに一時的に貯留された後、連通口7Bを介して蒸発部2へと供給される。   A hydraulic fluid inlet 6C to which the liquid return pipe 5 is connected is opened on the inner peripheral surface of the liquid reservoir 6. Further, the hydraulic fluid inlet 6C is also included in the first storage region 6A. Accordingly, the liquid-phase working fluid flowing through the liquid return pipe 5 is introduced into the first storage region 6 </ b> A of the liquid reservoir 6. Here, since the first storage region 6A includes the communication port 7B, the liquid-phase working fluid is temporarily stored in the first storage region 6A and then supplied to the evaporation unit 2 through the communication port 7B. Is done.

次に、蒸発部2の詳細構成と、蒸発部2に供給された液相の作動流体が蒸発する仕組みについて説明する。収容体7の外周面のうち、蒸発部2に対応する部分には、受熱ブロック11が設けられている。そして、受熱ブロック11には、CPU9が熱的に接触している。すなわち、収容体7は、受熱ブロック11を介してCPU9と熱的に接触しており、
CPU9の熱が内部に収容している蒸発部2へと伝達される。
Next, a detailed configuration of the evaporation unit 2 and a mechanism for evaporating the liquid-phase working fluid supplied to the evaporation unit 2 will be described. A heat receiving block 11 is provided on a portion of the outer peripheral surface of the container 7 corresponding to the evaporation unit 2. The CPU 9 is in thermal contact with the heat receiving block 11. That is, the container 7 is in thermal contact with the CPU 9 via the heat receiving block 11.
The heat of the CPU 9 is transmitted to the evaporation unit 2 accommodated therein.

蒸発部2には、毛細管構造を有するウィック12が収容されている。ウィック12は、例えば焼結金属や焼結セラミック等からなる多孔質の部材である。本実施例では、例えば銅粉末を焼結してウィック12を形成しているが、他の材料を用いることもできる。   The evaporation unit 2 accommodates a wick 12 having a capillary structure. The wick 12 is a porous member made of, for example, a sintered metal or a sintered ceramic. In this embodiment, for example, copper powder is sintered to form the wick 12, but other materials can also be used.

ウィック12は、一端が開口されて且つ他端が閉塞された有底円筒状に形成されている。ウィック12の開口端は連通口7B側に面しており、ウィック12の閉塞端は蒸発部2の底面側に面している。ウィック12の閉塞端及び蒸発部2の底面の間には隙間2Aが形成されている。さらに、蒸発部2の底面には、蒸気管4が接続される蒸気流出口2Bが開口している。隙間2Aは、作動流体を蒸気流出口2Bまで導くための流路として利用される。なお、ウィック12は多孔質部材であるため、その内周面と外周面とは微細孔によって連通されている。   The wick 12 is formed in a bottomed cylindrical shape having one end opened and the other end closed. The open end of the wick 12 faces the communication port 7 </ b> B, and the closed end of the wick 12 faces the bottom surface side of the evaporation unit 2. A gap 2 </ b> A is formed between the closed end of the wick 12 and the bottom surface of the evaporation unit 2. Further, a steam outlet 2B to which the steam pipe 4 is connected is opened on the bottom surface of the evaporation unit 2. The gap 2A is used as a flow path for guiding the working fluid to the vapor outlet 2B. In addition, since the wick 12 is a porous member, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface thereof are communicated with each other through a fine hole.

ウィック12の中心軸側には中空空間である中空流路部12Aが形成されている。中空流路部12Aは、連通口7Bと対向した位置に設けられている。そのため、連通口7Bから蒸発部2に供給された液相の作動流体は、先ず、中空流路部12Aに導かれる。さらに、ウィック12の外周面には複数の凹溝である凹溝流路部12Bが、ウィック12の軸線方向に沿って形成されている。この凹溝流路部12Bは、ウィック12の外周表面積を増大するように機能し、且つ、作動流体の流路として利用される。   A hollow flow path portion 12 </ b> A that is a hollow space is formed on the central axis side of the wick 12. The hollow flow path portion 12A is provided at a position facing the communication port 7B. Therefore, the liquid-phase working fluid supplied from the communication port 7B to the evaporation unit 2 is first guided to the hollow flow path unit 12A. Further, a groove channel portion 12 </ b> B that is a plurality of grooves is formed on the outer peripheral surface of the wick 12 along the axial direction of the wick 12. The recessed channel portion 12B functions to increase the outer peripheral surface area of the wick 12 and is used as a working fluid channel.

ウィック12の開口端近傍の部位には、凹溝流路部12Bが形成されていない。その結果、各凹溝流路部12Bは、その下端において中空流路部12Aと連通する一方で、その上端はウィック12によって閉塞されている。また、ウィック12の外周面のうち、凹溝流路部12Bが形成されていない部分(以下、「一般外周部」という)は、その外形が収容器7の内径とほぼ等しくなるように形成されている。ウィック12は、一般外周部において収容体7の内周面と接触している。   In the vicinity of the opening end of the wick 12, the groove channel portion 12B is not formed. As a result, each groove channel portion 12 </ b> B communicates with the hollow channel portion 12 </ b> A at its lower end, while its upper end is blocked by the wick 12. In addition, a portion of the outer peripheral surface of the wick 12 where the groove channel portion 12B is not formed (hereinafter referred to as “general outer peripheral portion”) is formed so that its outer shape is substantially equal to the inner diameter of the container 7. ing. The wick 12 is in contact with the inner peripheral surface of the container 7 at the general outer peripheral portion.

次に、液溜め部6、蒸発部2の作用について説明する。液溜め部6の第1貯留領域6Aから液相の作動流体が中空流路部12Aに導かれると、ウィック12の発生させる毛細管力によって作動流体がウィック12の微細孔内部に浸透する。その後、作動流体は、微細光を通じてウィック12の一般外周部に染み出し、受熱ブロック11により伝達されるCPU9の熱によって加熱され、蒸発する。作動流体が蒸発する際に潜熱が吸収されるため、CPU9が冷却される。そして、蒸気となった作動流体は、凹溝流路部12B、隙間2Aを順次通過した後、蒸気流出口2Bから蒸気管4に流出する。   Next, the operation of the liquid reservoir 6 and the evaporator 2 will be described. When the liquid-phase working fluid is guided from the first storage region 6 </ b> A of the liquid reservoir 6 to the hollow flow path 12 </ b> A, the working fluid permeates into the micropores of the wick 12 by the capillary force generated by the wick 12. Thereafter, the working fluid oozes out to the general outer periphery of the wick 12 through fine light, and is heated and evaporated by the heat of the CPU 9 transmitted by the heat receiving block 11. Since the latent heat is absorbed when the working fluid evaporates, the CPU 9 is cooled. Then, the working fluid that has become steam passes through the groove channel portion 12B and the gap 2A in order, and then flows out from the steam outlet 2B to the steam pipe 4.

本実施例における凹溝流路部12Bは、ウィック12の軸線方向に沿って形成させているが、作動流体を隙間2Aに導くことができる形態であれば他の形態を採用しても良く、例えば螺旋形状であっても良い。また、ウィック12の外周面側に形成させる代わりに、収容体7の内周面側に凹溝流路部12Bに対応する流路を形成しても良い。本実施例においては連通口7Bが、本件における流出口の一例に相当する。   Although the groove channel portion 12B in the present embodiment is formed along the axial direction of the wick 12, other forms may be adopted as long as the working fluid can be guided to the gap 2A. For example, a spiral shape may be used. Moreover, you may form the flow path corresponding to the ditch | groove channel part 12B in the inner peripheral surface side of the container 7 instead of making it form in the outer peripheral surface side of the wick 12. FIG. In the present embodiment, the communication port 7B corresponds to an example of the outlet in the present case.

図1に戻り、凝縮部3について説明する。凝縮部3は、環状管路CDの外面に複数の放熱フィン3Aが半田付けされた構造となっている。放熱フィン3A近傍には、放熱フィン3Aに向けて送風する送風ファン(図示省略)が設けられている。この送風ファンからの送風により、凝縮部3を流れる気相の作動流体の熱が空気中に放散される。こうして凝縮部3を通過する間に気相の作動流体が冷却されることで凝縮し、潜熱として吸収されていたCPU9の熱が放出される。その後、液相の作動流体は液戻り管5を通じて液溜め部6へと導入され、一時的に貯留された後に蒸発部2に供給される。   Returning to FIG. 1, the condensing unit 3 will be described. The condensing part 3 has a structure in which a plurality of radiating fins 3A are soldered to the outer surface of the annular conduit CD. A blower fan (not shown) for blowing air toward the heat radiating fins 3A is provided in the vicinity of the heat radiating fins 3A. By the ventilation from the blower fan, the heat of the gas phase working fluid flowing through the condensing unit 3 is dissipated into the air. In this way, the gas-phase working fluid is cooled while passing through the condensing unit 3 to be condensed, and the heat of the CPU 9 absorbed as latent heat is released. Thereafter, the liquid-phase working fluid is introduced into the liquid reservoir 6 through the liquid return pipe 5, temporarily stored, and then supplied to the evaporator 2.

次に、弁機構10の詳細構成及びその開閉動作について説明する。図5Aは、閉弁状態にある弁機構10を示した図である。図5Bは、開弁状態にある弁機構10を示した図である。図5A及びBは、液溜め部6内の弁機構10周辺における鉛直方向の断面を表す。   Next, the detailed configuration of the valve mechanism 10 and the opening / closing operation thereof will be described. FIG. 5A is a view showing the valve mechanism 10 in a closed state. FIG. 5B is a diagram showing the valve mechanism 10 in a valve open state. 5A and 5B show a vertical cross section around the valve mechanism 10 in the liquid reservoir 6.

弁機構10は、所定の温度で変態する形状記憶合金の形状回復力を利用して駆動し、貫通孔8Aを開閉する。弁機構10は、貫通孔8Aに嵌合されることで貫通孔8Aを遮断(遮蔽)し、嵌合が解除されることで貫通孔8Aを開放する弁体100を有する。弁体100は、貫通孔8Aと相補的な形状を有する弁部100Aと、弁部100Aにおける第1貯留領域6A側の一端面に形成された鍔状の鍔部100Bと、を含む。ここでの例では、貫通孔8Aが円形の孔であり、弁部100Aが貫通孔8Aの内径とほぼ等しい外径を有する円柱部材であり、鍔部100Bが弁部100Aよりもさらに径の大きな円柱部材である。便宜上、図中においては弁部100Aの外径を貫通孔8Aの内径よりも小さく描いている。   The valve mechanism 10 is driven using the shape recovery force of the shape memory alloy that transforms at a predetermined temperature, and opens and closes the through hole 8A. The valve mechanism 10 includes a valve body 100 that blocks (shields) the through-hole 8A by being fitted to the through-hole 8A, and opens the through-hole 8A by being released from the fitting. The valve body 100 includes a valve portion 100A having a shape complementary to the through-hole 8A, and a flange-like flange portion 100B formed on one end surface of the valve portion 100A on the first storage region 6A side. In this example, the through hole 8A is a circular hole, the valve portion 100A is a cylindrical member having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the through hole 8A, and the flange portion 100B is larger in diameter than the valve portion 100A. It is a cylindrical member. For convenience, in the drawing, the outer diameter of the valve portion 100A is drawn smaller than the inner diameter of the through hole 8A.

弁機構10は、弁体100(弁部100A)を、第1貯留領域6A側から第2貯留領域6B側に向けて、すなわち閉弁方向に所定の弾性力で付勢するバイアスばね101を有する。バイアスばね101の一端は弁部100Aの他端面に取り付けられており、バイアスばね101の他端が第2貯留領域6Bに面する収容体7の内周面に取り付けられている。   The valve mechanism 10 includes a bias spring 101 that biases the valve body 100 (valve portion 100A) from the first storage region 6A side to the second storage region 6B side, that is, in a valve closing direction with a predetermined elastic force. . One end of the bias spring 101 is attached to the other end surface of the valve portion 100A, and the other end of the bias spring 101 is attached to the inner peripheral surface of the container 7 facing the second storage region 6B.

さらに、弁機構10は、形状記憶合金(Shape memory alloy:SMA)製のばね(以下、「SMAばね」と称す)102を有する。形状記憶合金(SMA)は、変態点よりも低い温度で変形しても、その変態点以上の温度まで加熱すると、形状回復力により元の形状に回復する性質を持った合金であり、この性質は一般に形状記憶効果(SME)と呼ばれ
ている。本実施例の弁機構10では、SMAばね102を、周囲の温度変化で駆動するアクチュエータとして用いている。
Further, the valve mechanism 10 has a spring (hereinafter referred to as “SMA spring”) 102 made of shape memory alloy (SMA). Shape memory alloy (SMA) is an alloy that has the property that even if it is deformed at a temperature lower than its transformation point, it is restored to its original shape by its shape recovery force when heated to a temperature above that transformation point. Is generally called the shape memory effect (SME). In the valve mechanism 10 of the present embodiment, the SMA spring 102 is used as an actuator that is driven by a change in ambient temperature.

SMAばね102は、弁部100Aの外周を取り囲むように、鍔部100B及び隔壁8の間に挟まれて配置されている。SMAばね102は、弁体100(鍔部100B)を、第2貯留領域6B側から第1貯留領域6A側に向けて、すなわち開弁方向に付勢する。   The SMA spring 102 is disposed between the flange portion 100B and the partition wall 8 so as to surround the outer periphery of the valve portion 100A. The SMA spring 102 biases the valve body 100 (the flange portion 100B) from the second storage region 6B side toward the first storage region 6A side, that is, in the valve opening direction.

ここで、バイアスばね101のばね定数(以下、「バイアスばね定数」という)を符号Kbで表す。ばね定数とは、ばねに負荷を加えたときの荷重を伸び量(変形量)で除した比例定数であり、この値が大きいほどばねの伸び剛性が高くなる。ところで、形状記憶合金は既述の形状記憶効果(SME)を有し、変態点を境にばね定数が変化する。ここで、
温度が変態点よりも低い時のSMAばね102のばね定数(以下、「低温時SMAばね定数」という)を符号Ksamlで表し、温度が変態点以上の時の同ばね定数(以下、「高温時SMAばね定数」という)を符号Ksamhで表す。
Here, the spring constant of the bias spring 101 (hereinafter referred to as “bias spring constant”) is represented by the symbol Kb. The spring constant is a proportional constant obtained by dividing the load when a load is applied to the spring by the elongation amount (deformation amount). The larger this value, the higher the elongation rigidity of the spring. By the way, the shape memory alloy has the shape memory effect (SME) described above, and the spring constant changes at the transformation point. here,
The spring constant of the SMA spring 102 when the temperature is lower than the transformation point (hereinafter referred to as “low temperature SMA spring constant”) is represented by the symbol Ksam, and the spring constant when the temperature is equal to or higher than the transformation point (hereinafter “high temperature”). (Referred to as “SMA spring constant”) is represented by the symbol Ksamh.

バイアスばね定数Kbは、低温時SMAばね定数Ksamlに比べて大きく(高く)、且つ、高温時SMAばね定数Ksamhに比べて小さく(低く)なるように、すなわち、Ksaml<Kb<Ksamhの関係が成り立つように設定されている。   The bias spring constant Kb is larger (higher) than the low temperature SMA spring constant Ksaml and smaller (lower) than the high temperature SMA spring constant Ksamh, that is, a relationship of Ksam <Kb <Ksamh is established. Is set to

そして、SMAばね102の温度(第1貯留領域雰囲気温度THchとほぼ等しい温度と捉えることができる)が変態点よりも低い場合、バイアスばね101による付勢力(以下、「バイアス付勢力」という)が、SMAばね102による付勢力(以下、「SMA付勢力」という)に比べて大きくなり、SMAばね102が収縮する。その結果、弁体100(弁部100A)が貫通孔8Aに嵌合し、貫通孔8Aが弁体100により遮断される(図5A)。   When the temperature of the SMA spring 102 (which can be regarded as a temperature substantially equal to the first storage region atmosphere temperature THch) is lower than the transformation point, the biasing force (hereinafter referred to as “bias biasing force”) by the bias spring 101 is generated. Therefore, the SMA spring 102 contracts due to the urging force of the SMA spring 102 (hereinafter referred to as “SMA urging force”). As a result, the valve body 100 (valve portion 100A) is fitted into the through hole 8A, and the through hole 8A is blocked by the valve body 100 (FIG. 5A).

なお、隔壁8に対向する鍔部100Bの端面には、耐熱性を有するOリング(密封部材
)103が配置されている。Oリング103は、隔壁8及び鍔部100Bの間で互いの面に押し付けられて変形する(例えば、O形からD形或いは0形に変形する)。これにより、Oリング103の接面圧力が増加して、密封空間を確実にシールできる。したがって、弁機構10の閉弁状態において、仮に弁部100Aと貫通孔8Aとの間のクリアランスから第2貯留領域6Bに貯留されている作動流体が僅かに漏れたとしても、第1貯留領域6A及び第2貯留領域6Bの気密性がOリング103によって確保され、第2貯留領域6Bの作動流体が第1貯留領域6Aに漏れ出すことがない。
A heat-resistant O-ring (sealing member) 103 is disposed on the end surface of the flange portion 100B facing the partition wall 8. The O-ring 103 is deformed by being pressed against each other between the partition wall 8 and the flange portion 100B (for example, deformed from O-shape to D-shape or 0-shape). Thereby, the contact surface pressure of the O-ring 103 increases, and the sealed space can be reliably sealed. Therefore, even if the working fluid stored in the second storage region 6B slightly leaks from the clearance between the valve portion 100A and the through-hole 8A in the closed state of the valve mechanism 10, the first storage region 6A And the airtightness of the 2nd storage area | region 6B is ensured by the O-ring 103, and the working fluid of the 2nd storage area | region 6B does not leak into the 1st storage area | region 6A.

一方、SMAばね102の温度が変態点以上の温度となった場合、SMAばね102は、記憶している形状へと復元(復帰)しようとする形状回復力が発生する。ここで、SMAばね102が記憶している形状とは、図5Bに示す如く、図5Aに示した状態よりもばねの長さが伸長した形状である。より具体的には、隔壁8と鍔部100Bとの距離が、貫通孔8Aへの弁部100Aの嵌合を解除するのに必要なだけ確保されるように、SMAばね102に形状を記憶させることとした。   On the other hand, when the temperature of the SMA spring 102 becomes a temperature equal to or higher than the transformation point, the SMA spring 102 generates a shape restoring force for restoring (returning) to the stored shape. Here, the shape stored in the SMA spring 102 is a shape in which the length of the spring is longer than that in the state shown in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B. More specifically, the shape is stored in the SMA spring 102 so that the distance between the partition wall 8 and the flange portion 100B is secured as much as necessary to release the fitting of the valve portion 100A to the through hole 8A. It was decided.

これにより、SMAばね102の温度が変態点以上の温度になることで、SMAばね102の形状回復力によってSMA付勢力がバイアス付勢力よりも大きくなる。そして、バイアス付勢力に抗してSMAばね102が、その記憶している形状に対応する長さまで伸長する。その結果、貫通孔8Aへの弁体100(弁部100A)の嵌合が解除され(弁部100Aが貫通孔8Aから抜けだし)、貫通孔8Aが開放される(図5B)。   Thereby, when the temperature of the SMA spring 102 becomes equal to or higher than the transformation point, the SMA biasing force is larger than the bias biasing force due to the shape recovery force of the SMA spring 102. Then, the SMA spring 102 extends to a length corresponding to the memorized shape against the bias urging force. As a result, the fitting of the valve body 100 (valve part 100A) to the through hole 8A is released (the valve part 100A comes out of the through hole 8A), and the through hole 8A is opened (FIG. 5B).

上述のように、弁機構10は、第1貯留領域雰囲気温度THchに連動して開閉駆動される。本実施例では、弁機構10を開弁する際の開弁温度THopが設定されている。更には、第1貯留領域雰囲気温度THchが開弁温度THopよりも低いときに弁機構10が閉弁され(図5A参照)、第1貯留領域雰囲気温度THchが開弁温度THop以上に至ったときに弁機構10が開弁されるように(図5B参照)、SMAばね102の変態点を調節している。例えば、開閉駆動温度THac近傍の温度が変態点となる物性を有する形状記憶合金をSMAばね102に使用しても良い。   As described above, the valve mechanism 10 is driven to open and close in conjunction with the first storage region atmospheric temperature THch. In this embodiment, the valve opening temperature THop when the valve mechanism 10 is opened is set. Further, when the first storage region atmosphere temperature THch is lower than the valve opening temperature THop, the valve mechanism 10 is closed (see FIG. 5A), and when the first storage region atmosphere temperature THch reaches the valve opening temperature THop or more. Thus, the transformation point of the SMA spring 102 is adjusted so that the valve mechanism 10 is opened (see FIG. 5B). For example, a shape memory alloy having physical properties in which the temperature near the opening / closing drive temperature THac becomes the transformation point may be used for the SMA spring 102.

次に、本実施例に係る開弁温度THopの設定について説明する。開弁温度THopは、正常時上限温度THnよりも高く、且つ枯渇時下限温度THsよりも低くなるように設定される。正常時上限温度THnは、第1貯留領域6Aにドライアウトが起きていない状態で、CPU9から蒸発部2への入熱が行われるときの第1貯留領域雰囲気温度の上限温度である。   Next, setting of the valve opening temperature THop according to the present embodiment will be described. The valve opening temperature THop is set to be higher than the normal upper limit temperature THn and lower than the depletion lower limit temperature THs. The normal upper limit temperature THn is the upper limit temperature of the first storage region ambient temperature when heat input from the CPU 9 to the evaporation unit 2 is performed in a state where dryout does not occur in the first storage region 6A.

枯渇時下限温度THsは、第1貯留領域6Aがドライアウトの状態で、CPU9から蒸発部2への入熱が行われるときの第1貯留領域雰囲気温度の下限温度である。正常時上限温度THn及び枯渇時下限温度THsは、予め実験などの経験則に基づいて求めておくことができる。   The depletion-time lower limit temperature THs is a lower limit temperature of the first storage region atmospheric temperature when heat is input from the CPU 9 to the evaporation unit 2 in the dry storage state of the first storage region 6A. The normal upper limit temperature THn and the depletion lower limit temperature THs can be obtained in advance based on empirical rules such as experiments.

次に、図6及び図7を参照しながらLHP1の各作動状態について説明する。(A)は、環状管路CDに封入されている作動流体が相変化を伴いながら循環している時(以下、「通常作動時」と称する)におけるLHP1の状態を示している。(B)は、蒸発部2における受熱(すなわち、蒸発部2への入熱)が停止している期間(これを、「受熱停止期間」という)におけるLHP1の状態を示している。(C)は、蒸発部2への入熱が停止している状態からCPU9が作動を開始した後、所定の時間が経過した後の状態を示している。(D)は、(C)の状態から更に所定の時間が経過した後の状態を示している。環状管路CD内に封入されている作動流体のうち、気相(蒸気)で存在する部分を白抜きで表し、液相(水)で存在する部分をハッチングで表す。   Next, each operation state of the LHP 1 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. (A) shows the state of the LHP 1 when the working fluid sealed in the annular conduit CD circulates with a phase change (hereinafter referred to as “normal operation”). (B) shows the state of LHP1 during a period in which heat reception in the evaporation unit 2 (that is, heat input to the evaporation unit 2) is stopped (this is referred to as a “heat reception stop period”). (C) shows a state after a predetermined time has elapsed after the CPU 9 starts operating from the state where the heat input to the evaporation unit 2 is stopped. (D) shows a state after a predetermined time has passed since the state of (C). Of the working fluid sealed in the annular conduit CD, a portion existing in the gas phase (steam) is indicated by white, and a portion existing in the liquid phase (water) is indicated by hatching.

図7は、CPUの発熱量(蒸発部2の受熱量に相関がある)Qh及び第1貯留領域雰囲気温度THchの関係を示した図である。図7の(A)〜(D)は、図6(A)〜(D)の各状態に対応する。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the heat generation amount Qh of the CPU (there is a correlation with the amount of heat received by the evaporation unit 2) Qh and the first storage region atmosphere temperature THch. (A) to (D) in FIG. 7 correspond to the states in FIGS. 6 (A) to (D).

図7の(A)は、通常作動時に対応するCPU発熱量Qhと第1貯留領域雰囲気温度THchとの関係を示している。当然ながら、通常作動時においてもCPU発熱量Qhは常に一定とならず、負荷状況によって刻々と変化する。そして、例えばCPU9が最大負荷で作動(稼働)しているときにCPU発熱量Qhが最大となり、そのときの第1貯留領域雰囲気温度THchが正常時上限温度THnに一致する。本実施例では、弁機構10が開弁される開弁温度THopが正常時上限温度THnよりも高く設定されているため、LHP1の通常作動時においては、弁機構10が閉弁状態に維持される。   FIG. 7A shows the relationship between the CPU heat generation amount Qh corresponding to the normal operation and the first storage region atmosphere temperature THch. Of course, even during normal operation, the CPU heat generation amount Qh is not always constant, and changes every moment depending on the load condition. For example, when the CPU 9 is operating (operating) with the maximum load, the CPU heat generation amount Qh becomes maximum, and the first storage region atmospheric temperature THch at that time coincides with the normal upper limit temperature THn. In this embodiment, since the valve opening temperature THop at which the valve mechanism 10 is opened is set higher than the normal upper limit temperature THn, the valve mechanism 10 is maintained in the closed state during the normal operation of the LHP1. The

そして、通常作動時では、上述の如く環状管路CD内に封入されている作動流体が相変化を繰り返しながら循環することで蒸発部2〜凝縮部3間における熱輸送が行われる。そのため、CPU9を継続的に冷却することができる。   During normal operation, the working fluid sealed in the annular pipe CD is circulated while repeating the phase change as described above, so that heat is transported between the evaporation unit 2 and the condensation unit 3. Therefore, the CPU 9 can be continuously cooled.

さらに、LHP1は、通常作動時に、液溜め部6の第1貯留領域6Aにおける作動流体の液位が、隔壁8の上端よりも高くなるように、例えば作動流体の封入量などが調節されている。そして、通常作動時は、常に弁機構10が閉弁状態に維持される。以上より、通常作動時には、液溜め部6の第2貯留領域6Bへと液相の作動流体が自動的に導かれ、これを第2貯留領域6Bに貯留しておくことができる。   Further, for example, the amount of working fluid enclosed in the LHP 1 is adjusted so that the liquid level of the working fluid in the first storage region 6A of the liquid reservoir 6 is higher than the upper end of the partition wall 8 during normal operation. . During normal operation, the valve mechanism 10 is always kept closed. As described above, during normal operation, the liquid-phase working fluid is automatically guided to the second storage region 6B of the liquid reservoir 6, and can be stored in the second storage region 6B.

その後、コンピュータへの電源がオフにされてCPU9の発熱が停止すると(図7の(B)参照)、LHP1は受熱停止期間に突入する(図6(B)参照)。受熱停止期間では、環状管路CD内の作動流体の循環が停止するため、液溜め部6への第1貯留領域6Aへと十分な量の作動流体が還流されなくなると共に、重力の作用によって、液溜め部6の第1貯留領域6A及び中空流路部12Aに在った作動流体も下方の凝縮部3に抜け落ちる。その結果、図示のように、第1貯留領域6A及び中空流路部12Aがドライアウトを起こす。   Thereafter, when the power to the computer is turned off and the heat generation of the CPU 9 stops (see FIG. 7B), the LHP1 enters the heat receiving stop period (see FIG. 6B). In the heat receiving stop period, since the circulation of the working fluid in the annular pipe CD stops, a sufficient amount of working fluid is not recirculated to the first storage region 6A to the liquid reservoir 6, and due to the action of gravity, The working fluid present in the first storage region 6A and the hollow flow path portion 12A of the liquid reservoir 6 also falls out to the condensing unit 3 below. As a result, as shown in the drawing, the first storage region 6A and the hollow flow path portion 12A cause dryout.

受熱停止期間では、上記のように作動流体の循環が停止するためCPU9の冷却は行われないものの、CPU発熱量Qhがゼロであるため、周囲への熱の放散などによって第1貯留領域雰囲気温度THchは経時とともに低下する。このようにして、受熱停止期間は、CPU9の停止前に比べて第1貯留領域雰囲気温度THchが低下するため、弁機構10は依然として閉弁された状態に維持される。したがって、受熱停止期間では、第2貯留領域6Bは液相の作動流体が貯留された状態に維持され、該第2貯留領域6Bが枯渇することはない(図6(B)参照)。   During the heat receiving stop period, the circulation of the working fluid stops as described above, and thus the CPU 9 is not cooled. However, since the CPU heat generation amount Qh is zero, the first storage region ambient temperature is increased due to heat dissipation to the surroundings. THch decreases with time. In this way, during the heat receiving stop period, the first storage region atmospheric temperature THch is lower than before the CPU 9 stops, and thus the valve mechanism 10 is still maintained in the closed state. Therefore, in the heat receiving stop period, the second storage region 6B is maintained in a state where the liquid-phase working fluid is stored, and the second storage region 6B is not depleted (see FIG. 6B).

なお、図6(B)では、液戻り管5に比べて蒸気管4における作動流体の液位が高く、且つ、蒸発部2の一部(図の例では、隙間2Aに加えて、ウィック12の微細孔内や凹溝流路部12Bの一部に作動流体が残存している)に液相の作動流体が存在している。これは、ウィック12の毛細管力によって、液相の作動流体が上方に吸引されるからである。もっとも、受熱停止期間において、蒸気管4及び液戻り管5の液位が相違するかどうかについては本件の本質的事項ではなく、その技術的範囲になんら影響を及ぼさない。   In FIG. 6B, the liquid level of the working fluid in the steam pipe 4 is higher than that in the liquid return pipe 5, and a part of the evaporation section 2 (in the example shown, the wick 12 in addition to the gap 2A). The working fluid remains in the fine holes or in a part of the recessed channel portion 12B). This is because the liquid-phase working fluid is sucked upward by the capillary force of the wick 12. However, whether or not the liquid levels of the steam pipe 4 and the liquid return pipe 5 are different during the heat receiving stop period is not an essential matter of the present case, and does not affect the technical scope at all.

図7の(C)に示すように、CPU9の作動が開始されると、CPU9の熱によって蒸発部2が加熱され始める(図6(C)参照)。ここで、受熱停止期間中に蒸発部2が完全に枯渇した場合、蒸発部2が加熱されても蒸発させるべき液相の作動流体が存在しないため、作動流体の蒸気は生成されない。また、図6(B)及び(C)の例のように、蒸発部2の一部(隙間2A、ウィック12の微細孔内、凹溝流路部12B)に液相の作動流体が
存在する場合、その作動流体が熱せられることで蒸発する。
As shown in FIG. 7C, when the operation of the CPU 9 is started, the evaporation unit 2 starts to be heated by the heat of the CPU 9 (see FIG. 6C). Here, when the evaporation unit 2 is completely depleted during the heat receiving stop period, there is no liquid-phase working fluid to be evaporated even if the evaporation unit 2 is heated, so that no vapor of the working fluid is generated. 6B and 6C, a liquid-phase working fluid is present in a part of the evaporation section 2 (the gap 2A, the minute hole of the wick 12, and the concave groove section 12B). In this case, the working fluid is evaporated by being heated.

中空流路部12Aに液相の作動流体が存在しないため、蒸発部2で発生した蒸気の一部は、ウィック12の微細孔を通じて中空流路部12Aを通り、連通口7Bから液溜め部6側へと逆流することもある。このような蒸気の逆流現象は、スタートアップ時に作動流体の循環形成が妨げられ易くなる一因になっている。また、スタートアップ時は、液溜め部6の第1貯留領域6Aは枯渇しているため、蒸発部2に新たな液相の作動流体が後続して供給されない。そのため、蒸発部2に残存していた液相の作動流体が蒸発することで幾分の蒸気が発生してもその絶対量が不充分となり、環状管路CD内に作動流体の循環を形成させることができない。   Since there is no liquid-phase working fluid in the hollow flow path portion 12A, a part of the vapor generated in the evaporation section 2 passes through the hollow flow path portion 12A through the fine holes of the wick 12 and from the communication port 7B to the liquid storage section 6. May flow back to the side. Such a vapor reverse flow phenomenon is one of the factors that tend to hinder the formation of a working fluid circulation during startup. Further, at the time of start-up, since the first storage area 6A of the liquid reservoir 6 is depleted, no new liquid-phase working fluid is subsequently supplied to the evaporator 2. For this reason, the liquid phase working fluid remaining in the evaporating section 2 evaporates, so that even if some steam is generated, the absolute amount becomes insufficient, and the circulation of the working fluid is formed in the annular conduit CD. I can't.

以上のように、CPU9が作動を開始する際に液溜め部6の第1貯留領域6Aにドライアウトが生じていると環状管路CD内に作動流体の循環が起こらない。すなわち、LHP1が起動せず、蒸発部2及び凝縮部3の間における熱輸送が行われない。その結果、CPU6への入熱に伴って蒸発部2内部が高温となり、その熱が液溜め部6に伝達されることによって、第1貯留領域雰囲気温度THchが上昇する(図7の(C)参照)。   As described above, when the CPU 9 starts the operation, if the dryout occurs in the first storage region 6A of the liquid reservoir 6, the working fluid does not circulate in the annular conduit CD. That is, the LHP 1 is not activated and heat transport between the evaporation unit 2 and the condensation unit 3 is not performed. As a result, the inside of the evaporation unit 2 becomes high temperature with heat input to the CPU 6, and the heat is transmitted to the liquid storage unit 6, thereby increasing the first storage region ambient temperature THch ((C) in FIG. 7). reference).

CPU9が作動状態に維持されていれば、第1貯留領域雰囲気温度THchは経時的に上昇し、最終的には例えば枯渇時下限温度THsまで到達する。これに対して、開弁温度THopは枯渇時下限温度THsよりも低い温度に設定されている。そのため、実際には第1貯留領域雰囲気温度THchが枯渇時下限温度THsに到る前に、開弁温度THopに到った時点で弁機構10が開弁される(図6(D)及び図7の(D)参照)。   If the CPU 9 is maintained in the operating state, the first storage region atmosphere temperature THch increases with time, and finally reaches, for example, the depletion lower limit temperature THs. On the other hand, the valve opening temperature THop is set to a temperature lower than the exhaustion lower limit temperature THs. Therefore, actually, the valve mechanism 10 is opened when the first storage region atmospheric temperature THch reaches the valve opening temperature THop before the exhaustion lower limit temperature THs is reached (FIG. 6D and FIG. 7 (D)).

その結果、隔壁8の貫通孔8Aが開放され、液溜め部6の第2貯留領域6Bに貯留されていた液相の作動流体が第1貯留領域6Aへと放出および導入される。この液相の作動流体は、連通口7Bを介して蒸発部2に供給された後、加熱されることで蒸発する。   As a result, the through-hole 8A of the partition wall 8 is opened, and the liquid-phase working fluid stored in the second storage region 6B of the liquid reservoir 6 is released and introduced into the first storage region 6A. The liquid-phase working fluid is supplied to the evaporation unit 2 through the communication port 7B and then evaporated by being heated.

第2貯留領域6Bに貯留されていた液相の作動流体が蒸発部2において蒸発する時点では中空流路部12Aも液相の作動流体で満たされているため、上述した蒸気の逆流現象は生じない。すなわち、蒸発部2で発生した蒸気は蒸気流出口2Bを介して蒸気管4へと流出し、蒸気管4内の液相の作動流体を下方(凝縮部3側)に向けて押し下げる。これに伴い、液戻り管5内における液相の作動流体は上方(液溜め部6側)に向けて押し上げられるため、液戻り管5に溜まっていた液相の作動流体が液溜め部6の第1貯留領域6Aに導入される。   At the time when the liquid-phase working fluid stored in the second storage region 6B evaporates in the evaporation section 2, the hollow flow path portion 12A is also filled with the liquid-phase working fluid. Absent. That is, the steam generated in the evaporation section 2 flows out to the steam pipe 4 through the steam outlet 2B, and pushes down the liquid-phase working fluid in the steam pipe 4 downward (condensing section 3 side). Along with this, the liquid-phase working fluid in the liquid return pipe 5 is pushed upward (toward the liquid reservoir 6 side), so that the liquid-phase working fluid accumulated in the liquid return pipe 5 is retained in the liquid reservoir 6. It is introduced into the first storage area 6A.

第1貯留領域6Aに導入された液相の作動流体は蒸発部2に供給され、該蒸発部2において蒸気となり、以後、相変化を伴いながら循環管路CD内を循環する。その結果、LHP1が起動し、蒸発部2及び凝縮部3の間における熱輸送が開始され、第1貯留領域6Aの温度が徐々に低下する。そして、第1貯留領域雰囲気温度THchが開弁温度THopよりも低くなった時点で弁機構10が再び閉弁される。そして、第1貯留領域6Aの液位が隔壁8の上端よりも高くなった時点から、第2貯留領域6Bにも液相の作動流体が導かれるようになり、該第2貯留領域6Bへの貯留が開始される(図6(A)参照)。   The liquid-phase working fluid introduced into the first storage region 6A is supplied to the evaporation unit 2, becomes vapor in the evaporation unit 2, and thereafter circulates in the circulation line CD with phase change. As a result, the LHP 1 is activated, heat transport between the evaporation unit 2 and the condensation unit 3 is started, and the temperature of the first storage region 6A gradually decreases. Then, when the first storage region atmosphere temperature THch becomes lower than the valve opening temperature THop, the valve mechanism 10 is closed again. Then, from the time when the liquid level of the first storage area 6A becomes higher than the upper end of the partition wall 8, the liquid-phase working fluid is also guided to the second storage area 6B, and the liquid is supplied to the second storage area 6B. Storage is started (see FIG. 6A).

以上より、本実施例に係るLHP1は、スタートアップ時に作動流体の循環が確実に開始することできる。すなわち、停止状態にあるCPU9の作動が開始された場合、トップヒートの条件下においても迅速かつ安定してLHP1を起動させ、CPU9の冷却を開始することができる。   As described above, the LHP 1 according to the present embodiment can reliably start the circulation of the working fluid at the time of start-up. That is, when the operation of the CPU 9 in the stopped state is started, the LHP 1 can be activated quickly and stably even under the top heat condition, and the cooling of the CPU 9 can be started.

また、本実施例に係る弁機構10によれば、外部から動力を付与しなくても、形状記憶合金の形状回復力を利用して、周囲の温度変化に伴って自動的に開閉駆動させることがで
きる。したがって、蒸発部2への入熱とともに自動的に作動して熱輸送を行うというヒートパイプの利点を享受することができ、省エネルギー化・ランニングコストの低減などの観点からも有利である。さらには、環状管路CDに、作動流体の正常な流動を妨げる抵抗となるものがないため、通常作動時にLHP1の熱輸送能力が低下することもない。よって、LHP1は、トップヒートの状態で使用される場合であっても、通常作動時における熱輸送能力に優れ、且つ、外部動力が付与されなくてもスタートアップ時に作動流体の循環を自動的に開始でき、円滑にCPU9を冷却することができる。
Further, according to the valve mechanism 10 according to the present embodiment, the opening / closing drive is automatically performed according to a change in the ambient temperature by using the shape recovery force of the shape memory alloy without applying power from the outside. Can do. Therefore, it is possible to enjoy the advantages of a heat pipe that automatically operates together with heat input to the evaporation section 2 to perform heat transport, which is advantageous from the viewpoint of energy saving and reduction of running costs. Further, since there is no resistance in the annular line CD that prevents the normal flow of the working fluid, the heat transport capability of the LHP 1 does not decrease during normal operation. Therefore, even when LHP1 is used in a top heat state, it has excellent heat transport capacity during normal operation, and automatically circulates the working fluid at startup even when external power is not applied. The CPU 9 can be smoothly cooled.

また、開弁温度THopを正常時上限温度THnよりも高く設定することで通常作動時に弁機構10が閉弁されるため、第2貯留領域6Bに液相の作動流体を自動的に貯留することができる。そして、開弁温度THopを枯渇時下限温度THsよりも低く設定することで、スタートアップ時に自動的に弁機構10が開弁され、第2貯留領域6Bに貯留しておいた作動流体を蒸発部2に供給することができる。   Further, since the valve mechanism 10 is closed during normal operation by setting the valve opening temperature THop higher than the normal upper limit temperature THn, the liquid-phase working fluid is automatically stored in the second storage region 6B. Can do. Then, by setting the valve opening temperature THop lower than the depletion lower limit temperature THs, the valve mechanism 10 is automatically opened at start-up, and the working fluid stored in the second storage region 6B is evaporated. Can be supplied to.

ここで、正常時上限温度THn及び枯渇時下限温度THsの何れか一方と過度に近い値に開弁温度THopを設定すると、弁機構10の誤作動が生じ易くなる。ここでの誤作動とは、通常作動時に弁機構10が開弁されたり、スタートアップ時に弁機構10が開弁されず、閉弁状態に維持されることなどである。そこで、開弁温度THopは、正常時上限温度THn及び枯渇時下限温度THsから所定のマージン温度X,Yだけ離れた温度に設定すると良い((THn+X)≦THop≦(THs−Y))。例えば、開弁温度THopを、正常時上限温度THnと枯渇時下限温度THsとの間の中間値近傍の温度として設定することができる。なお、本実施例においては開弁温度THopが規定温度の一例として挙げることができる。   Here, if the valve opening temperature THop is set to a value that is excessively close to one of the normal upper limit temperature THn and the exhaustion lower limit temperature THs, malfunction of the valve mechanism 10 is likely to occur. The malfunction here means that the valve mechanism 10 is opened during normal operation, or the valve mechanism 10 is not opened during start-up and is maintained in a closed state. Therefore, the valve opening temperature THop may be set to a temperature that is a predetermined margin temperature X, Y away from the normal upper limit temperature THn and the exhaustion lower limit temperature THs ((THn + X) ≦ THop ≦ (THs−Y)). For example, the valve opening temperature THop can be set as a temperature in the vicinity of an intermediate value between the normal upper limit temperature THn and the exhaustion lower limit temperature THs. In the present embodiment, the valve opening temperature THop can be cited as an example of the specified temperature.

<変形例>
本実施例に係る弁機構10は、変態点を境に変態する形状記憶合金の形状回復力を利用して開閉駆動させているが、第1貯留領域雰囲気温度THchに連動して隔壁8の貫通孔8Aを開閉することができれば、これに限られない。例えば、弁機構10は、バイメタルの形状変形力を利用して開閉駆動されても良い。バイメタルは、熱膨張率が異なる2つの金属材を貼り合わせたものである。
<Modification>
The valve mechanism 10 according to the present embodiment is driven to open and close by utilizing the shape recovery force of the shape memory alloy that transforms at the transformation point. However, the valve mechanism 10 penetrates the partition wall 8 in conjunction with the first storage region atmospheric temperature THch. If it can open and close the hole 8A, it will not be restricted to this. For example, the valve mechanism 10 may be driven to open and close using a bimetallic shape deformation force. Bimetal is a laminate of two metal materials having different coefficients of thermal expansion.

弁機構10の変形例として、SMAばね102の代わりに、バイメタル製のばね(以下、「バイメタルばね」と称す)を配置する。バイメタルばねは、通常作動時(第1貯留領域雰囲気温度THchの低温時)には、弁体100が貫通孔8Aに嵌合されるまで収縮するように、バイメタルばねに使用する材料、寸法、形状等を調節すると良い。また、スタートアップ時(第1貯留領域雰囲気温度THchの高温時)には、2つの金属材の熱膨張率の違いによってばねが伸長し、貫通孔8Aへの弁体100の嵌合が解除されて貫通孔8Aが開放されるように、バイメタルばねに使用する材料、寸法、形状等を調節すると良い。   As a modification of the valve mechanism 10, a bimetal spring (hereinafter referred to as “bimetal spring”) is disposed instead of the SMA spring 102. The material, dimensions, and shape used for the bimetal spring are such that, during normal operation (when the first storage region atmosphere temperature THch is low), the valve body 100 contracts until it is fitted into the through hole 8A. It is good to adjust etc. Further, at start-up (when the first storage region atmospheric temperature THch is high), the spring is extended due to the difference in thermal expansion coefficient between the two metal materials, and the fitting of the valve body 100 to the through hole 8A is released. The material, dimensions, shape, etc. used for the bimetal spring may be adjusted so that the through hole 8A is opened.

また、更なる弁機構10の変形例として、第1貯留領域雰囲気温度THchに連動して貫通孔8Aを開閉する弁体としてバイメタル製の板ばねを採用しても良い。例えば、バイメタル製の板ばねを、貫通孔8Aを第1貯留領域6A側から覆うように配置する。この場合、内側に配置される金属(隔壁8に対向する側の金属)の熱膨張率を、外側に配置される金属の熱膨張率よりも大きくすると良い。第1貯留領域雰囲気温度THchが比較的低温に維持される通常作動時に上記板ばねが貫通孔8Aを遮断することで、第2貯留領域6Bに液相の作動流体を貯留しておくことができる。また、スタートアップ時に第1貯留領域雰囲気温度THchが高温となった場合、2つの金属材の熱膨張率の違いによって板ばねが反り返ることで貫通孔8Aが開放されるため、第2貯留領域6Bに貯留されている液相の作動流体を蒸発部2に供給することができる。   As a further modification of the valve mechanism 10, a bimetallic leaf spring may be employed as a valve body that opens and closes the through hole 8A in conjunction with the first storage region ambient temperature THch. For example, a bimetallic leaf spring is arranged so as to cover the through hole 8A from the first storage region 6A side. In this case, it is preferable that the coefficient of thermal expansion of the metal disposed on the inner side (the metal on the side facing the partition wall 8) is larger than the coefficient of thermal expansion of the metal disposed on the outer side. When the first storage region atmospheric temperature THch is maintained at a relatively low temperature during normal operation, the leaf spring blocks the through-hole 8A, so that the liquid-phase working fluid can be stored in the second storage region 6B. . In addition, when the first storage region atmospheric temperature THch becomes high during startup, the through hole 8A is opened due to warping of the leaf spring due to the difference in thermal expansion coefficient between the two metal materials, so that the second storage region 6B The stored liquid-phase working fluid can be supplied to the evaporation unit 2.

図8は、実施例1に係る液溜め部6に設けられる隔壁の変形例を説明する図である。図9は、図8におけるC−C矢視断面図である。本変形例に係る隔壁80は、連通口7Bの端縁に沿って筒状に設けられている。この構成では、隔壁(以下、「筒状隔壁」という)80の内側領域(連通口7Bが属している方の領域)が第1貯留領域6Aに該当し、筒状隔壁80の外側領域が第2貯留領域6Bに該当する。その他、筒状隔壁80の高さ方向において下端寄りの位置に貫通孔8Aが形成されている点、貫通孔8Aを開閉するための弁機構10が設けられている点は、実施例1に係る隔壁8と共通する。なお、図8の例では、筒状隔壁80及び連通口7Bの縁部同士が一致しているがこれに限られず、例えば、貫通孔8Aに比べて径が大きくなるように筒状隔壁80を配置しても良い。   FIG. 8 is a view for explaining a modification of the partition wall provided in the liquid reservoir 6 according to the first embodiment. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. The partition wall 80 according to this modification is provided in a cylindrical shape along the edge of the communication port 7B. In this configuration, the inner region (the region to which the communication port 7B belongs) of the partition wall (hereinafter referred to as “tubular partition wall”) 80 corresponds to the first storage region 6A, and the outer region of the cylindrical partition wall 80 is the first region. 2 corresponds to the storage area 6B. In addition, the point that the through hole 8A is formed at a position near the lower end in the height direction of the cylindrical partition wall 80, and the point that the valve mechanism 10 for opening and closing the through hole 8A is provided are according to the first embodiment. Common with the partition wall 8. In the example of FIG. 8, the edges of the cylindrical partition wall 80 and the communication port 7B coincide with each other. However, the present invention is not limited to this. For example, the cylindrical partition wall 80 is formed so as to have a larger diameter than the through hole 8A. It may be arranged.

また、実施例1に係る隔壁10では、通常作動時において液溜め部6の第1貯留領域6Aから液相の作動流体を第2貯留領域6Bに導入させるために、その上端が液溜め部6の天井面よりも低くなるように設置しているが、上記機能を発揮できれば他の形態を採用である。すなわち、図10に示した筒状隔壁80’のように、その上端を液溜め部6の天井面まで到達するように延伸させても良い。そして、筒状隔壁80’の高さ方向において、貫通孔8Aより上方の位置に第2の貫通孔80’Aを開口させても良い。この第2の貫通孔80’Aは、通常作動時において液相の作動流体を第1貯留領域6Aから第2貯留領域6Bに導入させるために設けられる。第2貯留領域6Bに作動流体がより円滑に導入されるように、第2の貫通孔80’Aは複数個設けても良い。   In addition, in the partition wall 10 according to the first embodiment, the upper end of the partition wall 6 is configured to introduce a liquid-phase working fluid from the first storage region 6A of the liquid reservoir 6 into the second storage region 6B during normal operation. Although it is installed to be lower than the ceiling surface, other forms can be adopted if the above functions can be exhibited. That is, like the cylindrical partition wall 80 ′ shown in FIG. 10, the upper end may be extended so as to reach the ceiling surface of the liquid reservoir 6. The second through hole 80'A may be opened at a position above the through hole 8A in the height direction of the cylindrical partition wall 80 '. The second through-hole 80'A is provided for introducing a liquid-phase working fluid from the first storage region 6A to the second storage region 6B during normal operation. A plurality of second through-holes 80'A may be provided so that the working fluid is more smoothly introduced into the second storage region 6B.

<実施例2>
実施例2について説明する。実施例2は、液溜め部の構成が実施例1と相違する。図11は、実施例2に係る液溜め部を説明するための説明図である。図12は、図11におけるD−D矢視断面図である。本実施例に係る液溜め部60は、第2貯留領域6Bが断熱材で被覆されている。具体的には、第2貯留領域6Bに面する隔壁8、仕切り壁7A、収容体7の内周面の各面が断熱材ADによって被覆されている。図11に示した破線は、隔壁8及び収容体7の内周面に設けられる断熱材ADの上下方向の被覆範囲を表す。図12に示した格子状のハッチングは、仕切り壁7Aに設けられる断熱材ADの水平方向の被覆範囲を表す。
<Example 2>
Example 2 will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the liquid reservoir. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the liquid reservoir according to the second embodiment. 12 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. In the liquid reservoir 60 according to the present embodiment, the second storage region 6B is covered with a heat insulating material. Specifically, each surface of the partition wall 8 facing the second storage region 6B, the partition wall 7A, and the inner peripheral surface of the container 7 is covered with the heat insulating material AD. The broken lines shown in FIG. 11 represent the coverage in the vertical direction of the heat insulating material AD provided on the inner peripheral surfaces of the partition wall 8 and the container 7. The grid-shaped hatching shown in FIG. 12 represents the horizontal coverage of the heat insulating material AD provided on the partition wall 7A.

このように、第2貯留領域6Bを断熱材で被覆することにより、蒸発部2、及び液溜め部60における第1貯留領域6Aから、第2貯留領域6Bに貯留される液相の作動流体への熱の伝達が抑制される。その結果、通常作動時や受熱停止期間中において、第2貯留領域6Bに貯留されている作動流体の蒸発をより確実に抑制することができる。したがって、トップヒートの状態におけるスタートアップ時において、液相の作動流体を第2貯留領域6Bから蒸発部2へと、より確実に供給することが可能となる。   In this way, by covering the second storage region 6B with the heat insulating material, from the first storage region 6A in the evaporation unit 2 and the liquid storage unit 60 to the liquid-phase working fluid stored in the second storage region 6B. Heat transfer is suppressed. As a result, evaporation of the working fluid stored in the second storage region 6B can be more reliably suppressed during normal operation or during a heat receiving stop period. Therefore, at the time of start-up in the top heat state, the liquid-phase working fluid can be supplied more reliably from the second storage region 6B to the evaporation unit 2.

<電子機器への適用例>
以上のように、本件に係るLHP1の実施形態を上記実施例1及び2を参照して説明したが、本実施形態のLHP1は種々の電子機器に適用(搭載)することができる。図13は、LHP1を搭載した電子機器を模式的に示した図である。この図に示した電子機器は、いわゆるデスクトップ型パーソナルコンピュータ(以下、「デスクトップPC」と称す)である。なお、図中に付した符号は、既述の実施例で説明した各部材に対応している。また、各部材同士における相対的な大小関係は実際とは相違する。
<Application examples to electronic devices>
As described above, the embodiment of the LHP 1 according to the present embodiment has been described with reference to the first and second embodiments. However, the LHP 1 of the present embodiment can be applied (mounted) to various electronic devices. FIG. 13 is a diagram schematically showing an electronic device on which the LHP 1 is mounted. The electronic device shown in this figure is a so-called desktop personal computer (hereinafter referred to as “desktop PC”). In addition, the code | symbol attached | subjected in the figure respond | corresponds to each member demonstrated in the above-mentioned Example. Moreover, the relative magnitude relationship between the members is different from the actual one.

図13に示したデスクトップPCは、いわゆる縦型(タワー型)と一般に称呼されるものであり、例えば机の上に据え置いた際の重力方向を矢印にて図示する。符号15は、LHP1を搭載するデスクトップPCの筐体を表す。なお、図13では、筐体15に収容された内部構造の一部のみを図示しており、例えばハードディスクドライブやDVDドライ
ブ等の図示を省略している。筐体15内部には、プリント回路基板16が筐体15の縦断面方向に沿って収容されており、CPU9はこのプリント回路基板16上に実装されている。そして、受熱ブロック11を介してCPU9を冷却するために、プリント回路基板16にLHP1が搭載されている。
The desktop PC shown in FIG. 13 is generally called a so-called vertical type (tower type). For example, the direction of gravity when placed on a desk is indicated by an arrow. Reference numeral 15 represents a housing of a desktop PC on which the LHP 1 is mounted. In FIG. 13, only a part of the internal structure housed in the housing 15 is illustrated, and for example, illustration of a hard disk drive, a DVD drive, and the like is omitted. Inside the casing 15, a printed circuit board 16 is accommodated along the longitudinal sectional direction of the casing 15, and the CPU 9 is mounted on the printed circuit board 16. The LHP 1 is mounted on the printed circuit board 16 in order to cool the CPU 9 via the heat receiving block 11.

この適用例ではLHP1がトップヒートの状態で使用される。そのため、電源オフの状態にあるデスクトップPCが電源オンされる際に、液溜め部6がドライアウトした状態からCPU9の作動が開始される場合がある。本実施形態に係るLHP1によれば、このようなトップヒートの条件下でのスタートアップに際しても、安定して速やかにLHP1を起動させ、CPU9の冷却を開始することができる。   In this application example, LHP1 is used in a top heat state. Therefore, when the desktop PC in the power-off state is turned on, the operation of the CPU 9 may be started from the state where the liquid reservoir 6 is dried out. According to the LHP 1 according to the present embodiment, even when starting up under such top heat conditions, the LHP 1 can be started stably and promptly, and cooling of the CPU 9 can be started.

次に、ノート型パーソナルコンピュータ(ラップトップ型パソコンとも称呼される場合があり、以下「ノート型PC」と略称する)へのLHP1の適用について説明する。ノート型PCは通常、プリント回路基板やCPU等を収容する本体ユニットと、ディスプレイを有するディスプレイユニットとが揺動自在にヒンジ連結されている。そして、例えば本体ユニットの内部にプリント回路基板が配置され、このプリント回路基板にCPUが実装される。   Next, application of LHP1 to a notebook personal computer (sometimes referred to as a laptop personal computer, hereinafter abbreviated as “notebook PC”) will be described. In a notebook PC, a main unit that accommodates a printed circuit board, a CPU, and the like and a display unit having a display are hingedly connected to each other. For example, a printed circuit board is disposed inside the main unit, and a CPU is mounted on the printed circuit board.

ループ型ヒートパイプをノート型PCに搭載する場合、プリント回路基板に実装されたCPUの直上に蒸発部を配置するレイアウトが採用されることが多い。また、ノート型PCのような、いわゆる省スペース型電子機器では、本体ユニットの厚さをできるだけ薄くすることが要求される。そのため、搭載スペースの制約上、ノート型PCにおいてもループ型ヒートパイプをトップヒートの状態で使用せざるを得ない場合がある。従って、ノート型PCの起動時にCPUの冷却を安定して開始させるべく、本実施形態に係るLHP1をノート型PCに適用すると好適である。   When a loop heat pipe is mounted on a notebook PC, a layout is often employed in which an evaporation unit is disposed immediately above a CPU mounted on a printed circuit board. In a so-called space-saving electronic device such as a notebook PC, it is required to make the main unit as thin as possible. For this reason, the loop heat pipe may be used in a top heat state even in a notebook PC due to restrictions on the mounting space. Therefore, it is preferable to apply the LHP 1 according to the present embodiment to a notebook PC in order to stably start the CPU cooling when the notebook PC is activated.

更に、本実施形態に係るLHP1は通常作動時における熱輸送能力に優れ、且つ、外部動力が付与されなくてもスタートアップ時に作動流体の循環を自動的に開始できる。従って、このLHP1を搭載した電子機器においては、エネルギー消費量を低減しつつ、優れたCPUの冷却効率を得ることができる。なお、本旨を逸脱しない範囲において、本実施形態に係るLHP1を他の電子機器に搭載することができる。   Furthermore, the LHP 1 according to the present embodiment is excellent in heat transport capability during normal operation, and can automatically start the circulation of the working fluid at start-up even when external power is not applied. Therefore, in an electronic device equipped with this LHP1, it is possible to obtain excellent CPU cooling efficiency while reducing energy consumption. In addition, LHP1 which concerns on this embodiment can be mounted in another electronic device in the range which does not deviate from this point.

1 ループ型ヒートパイプ(LHP)
2 蒸発部
3 凝縮部
4 蒸気管
5 液戻り管
6 液溜め部
6A 第1貯留領域
6B 第2貯留領域
7 収容器
7A 仕切り壁
7B 連通口
8 隔壁
8A 貫通孔
9 CPU(発熱体)
10 弁機構
11 受熱ブロック
12 ウィック
12A 中空流路部
12B 凹溝流路部
100 弁体
101 バイアスばね
102 SMAばね
1 Loop heat pipe (LHP)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Evaporating part 3 Condensing part 4 Steam pipe 5 Liquid return pipe 6 Liquid storage part 6A 1st storage area 6B 2nd storage area 7 Container 7A Partition wall 7B Communication port 8 Partition 8A Through-hole 9 CPU (heating element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve mechanism 11 Heat receiving block 12 Wick 12A Hollow flow path part 12B Groove flow path part 100 Valve body 101 Bias spring 102 SMA spring

Claims (5)

外部からの受熱により液相の作動流体を蒸発させる蒸発部と、該蒸発部より低い位置に配置されて放熱により気相の作動流体を凝縮させる凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって環状流路を形成するように連通されたループ型ヒートパイプであって、
前記蒸発部より高い位置に設けられ、前記液戻り管を経由して前記蒸発部に供給される液相の作動流体を貯留する液溜め部と、
前記液溜め部を、該液溜め部から流出する作動流体の流出口を含む第1貯留領域と該流出口を含まない第2貯留領域とに隔てる隔壁と、
前記隔壁に開口した開口部と、
前記第1貯留領域の温度に連動して前記開口部を開閉する弁機構と、
を備え、
前記環状流路を作動流体が循環している通常作動時には、前記弁機構が前記開口部を遮断することで前記第2貯留領域に作動流体が貯留され、
作動流体の循環を開始するスタートアップ時に前記第1貯留領域の温度が規定温度に到達した場合には、前記弁機構が前記開口部を開放することで、通常作動時に貯留された前記第2貯留領域の作動流体が前記第1貯留領域へと放出されることを特徴とするループ型ヒートパイプ。
An evaporation section that evaporates the liquid-phase working fluid by receiving heat from the outside, and a condensing section that is disposed at a position lower than the evaporation section and condenses the gas-phase working fluid by heat dissipation are formed by a steam pipe and a liquid return pipe. A loop heat pipe communicated to form an annular flow path,
A liquid reservoir that is provided at a position higher than the evaporation section, and stores a liquid-phase working fluid supplied to the evaporation section via the liquid return pipe;
A partition that separates the liquid reservoir into a first storage area that includes an outlet for the working fluid flowing out of the liquid reservoir and a second storage area that does not include the outlet;
An opening opening in the partition;
A valve mechanism that opens and closes the opening in conjunction with the temperature of the first storage region;
With
During normal operation in which the working fluid circulates through the annular flow path, the working fluid is stored in the second storage region by the valve mechanism blocking the opening,
When the temperature of the first storage region reaches a specified temperature during start-up to start the circulation of the working fluid, the second storage region stored during normal operation is opened by the valve mechanism opening the opening. The loop type heat pipe is characterized in that the working fluid is discharged into the first storage region.
前記弁機構は、形状記憶合金の形状回復力を利用して開閉駆動されることを特徴とする請求項1に記載のループ型ヒートパイプ。   The loop heat pipe according to claim 1, wherein the valve mechanism is driven to open and close by using a shape recovery force of a shape memory alloy. 前記弁機構は、バイメタルの形状変形力を利用して開閉駆動されることを特徴とする請求項1に記載のループ型ヒートパイプ。   The loop heat pipe according to claim 1, wherein the valve mechanism is driven to open and close by using a bimetallic shape deformation force. 前記液溜め部における第2貯留領域は断熱材により被覆されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のループ型ヒートパイプ。   The loop heat pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the second storage region in the liquid reservoir is covered with a heat insulating material. 請求項1〜4の何れか1項に記載のループ型ヒートパイプを備えた電子機器。   The electronic device provided with the loop type heat pipe of any one of Claims 1-4.
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