特許 6091194 宇宙用ループ形ヒートパイプおよび宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6091194

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】宇宙用ループ形ヒートパイプおよび宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/04 20060101AFI20170227BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20170227BHJP

   B64G 1/50 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   F28D15/04 J

   F28D15/02 E

   F28D15/04 H

   F28D15/02 L

   B64G1/50 B

【請求項の数】22

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-266895(P2012-266895)

(22)【出願日】2012年12月6日

(65)【公開番号】特開2014-114963(P2014-114963A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年8月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】100099461

【弁理士】

【氏名又は名称】溝井 章司

(72)【発明者】

【氏名】野村 武秀

(72)【発明者】

【氏名】北尾 知之

(72)【発明者】

【氏名】石川 博章

(72)【発明者】

【氏名】金森 康郎

(72)【発明者】

【氏名】岡本 篤

(72)【発明者】

【氏名】杉田 寛之

(72)【発明者】

【氏名】川崎 春夫

(72)【発明者】

【氏名】畠中 龍太

【審査官】 横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１４６４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３７０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０８４３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６４−００１３４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−０５６５０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１２４８７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−０４１８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１５０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０３９４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１４５３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１６６３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１５７５９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ １５／０４

Ｂ６４Ｇ １／５０

Ｆ２８Ｄ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸発器と前記蒸発器に挿入されて前記蒸発器の内部に液体を流入させる挿入管と前記蒸発器に連結される蒸気管とを備える宇宙用ループ形ヒートパイプにおいて、
前記蒸発器は、
前記挿入管の周囲に周状に並べて設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する複数の第二のウイックと、
前記複数の第二のウイックの周囲に設けられて前記複数の第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記複数の第二のウイックとの間に設けられ、前記複数の第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品と
を備えることを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項2】

前記押し当て部品は、
前記挿入管を挿入する挿入穴を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記複数の第二のウイックに接して前記複数の第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項3】

前記押し当て部品は前記胴部に周状に並べて配置した複数の前記脚部を備えることを特徴とする請求項２記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項4】

前記宇宙用ループ形ヒートパイプは前記挿入管に間隔を空けて取り付ける複数の前記押し当て部品を備えることを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項5】

前記押し当て部品がぜんまいばね又はコイルバネであることを特徴とする請求項１記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項6】

前記押し当て部品が筒状の部品であることを特徴とする請求項１記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項7】

前記宇宙用ループ形ヒートパイプは、
前記挿入管と前記押し当て部品との間に設けられ、前記押し当て部品を前記複数の第二のウイックに押し当てる補助部品を備える
ことを特徴とする請求項６記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項8】

前記補助部品は、
前記挿入管が挿入される挿入孔を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記押し当て部品に接して前記押し当て部品を前記複数の第二のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする請求項７記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項9】

前記補助部品がコイルバネ又はぜんまいばねであることを特徴とする請求項７記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項10】

液体を流入させる挿入管が挿入され、蒸気管が接続され、宇宙用ループ形ヒートパイプに用いられる宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器であって、
前記挿入管の周囲に周状に並べて設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する複数の第二のウイックと、
前記複数の第二のウイックの周囲に設けられて前記複数の第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記複数の第二のウイックとの間に設けられ、前記複数の第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品とを備える
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器。

【請求項11】

蒸発器と前記蒸発器に挿入されて前記蒸発器の内部に液体を流入させる挿入管と前記蒸発器に連結される蒸気管とを備える宇宙用ループ形ヒートパイプにおいて、
前記蒸発器は、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品とを備え、
前記第二のウイックが金属製のフェルトまたは金属繊維シートであり、
前記押し当て部品が筒状の金網である
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項12】

前記宇宙用ループ形ヒートパイプは前記挿入管に間隔を空けて取り付ける複数の前記押し当て部品を備えることを特徴とする請求項１１記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項13】

前記宇宙用ループ形ヒートパイプは、
前記挿入管と前記押し当て部品との間に設けられ、前記押し当て部品を前記第二のウイックに押し当てる補助部品を備える
ことを特徴とする請求項１１記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項14】

前記補助部品は、
前記挿入管が挿入される挿入孔を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記押し当て部品に接して前記押し当て部品を前記第二のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする請求項１３記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項15】

前記補助部品がコイルバネ又はぜんまいばねであることを特徴とする請求項１３記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項16】

液体を流入させる挿入管が挿入され、蒸気管が接続され、宇宙用ループ形ヒートパイプに用いられる宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器であって、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品とを備え、
前記第二のウイックが金属製のフェルトまたは金属繊維シートであり、
前記押し当て部品が筒状の金網である
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器。

【請求項17】

蒸発器と前記蒸発器に挿入されて前記蒸発器の内部に液体を流入させる挿入管と前記蒸発器に連結される蒸気管とを備える宇宙用ループ形ヒートパイプにおいて、
前記蒸発器は、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品とを備え、
前記押し当て部品は、
前記挿入管を挿入する挿入穴を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記第二のウイックに接して前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項18】

前記押し当て部品は前記胴部に周状に並べて配置した複数の前記脚部を備えることを特徴とする請求項１７記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項19】

前記宇宙用ループ形ヒートパイプは前記挿入管に間隔を空けて取り付ける複数の前記押し当て部品を備えることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項20】

蒸発器と前記蒸発器に挿入されて前記蒸発器の内部に液体を流入させる挿入管と前記蒸発器に連結される蒸気管とを備える宇宙用ループ形ヒートパイプにおいて、
前記蒸発器は、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる部品であって筒状の部品である押し当て部品と、
前記挿入管と前記押し当て部品との間に設けられ、前記押し当て部品を前記第二のウイックに押し当てる補助部品とを備え、
前記補助部品は、
前記挿入管が挿入される挿入孔を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記押し当て部品に接して前記押し当て部品を前記第二のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ。

【請求項21】

液体を流入させる挿入管が挿入され、蒸気管が接続され、宇宙用ループ形ヒートパイプに用いられる宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器であって、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品とを備え、
前記押し当て部品は、
前記挿入管を挿入する挿入穴を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記第二のウイックに接して前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器。

【請求項22】

液体を流入させる挿入管が挿入され、蒸気管が接続され、宇宙用ループ形ヒートパイプに用いられる宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器であって、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる部品であって筒状の部品である押し当て部品と、
前記挿入管と前記押し当て部品との間に設けられ、前記押し当て部品を前記第二のウイックに押し当てる補助部品とを備え、
前記補助部品は、
前記挿入管が挿入される挿入孔を有して前記挿入管に取り付けられる胴部と、
前記押し当て部品に接して前記押し当て部品を前記第二のウイックに押し当てる脚部とを備える
ことを特徴とする宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発熱機器の冷却等に用いる宇宙用ループ形ヒートパイプおよび宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

宇宙用のループ形ヒートパイプは、内部に封入した作動液の潜熱を利用して熱輸送を行うシステム（装置）である。
ループ形ヒートパイプの蒸発器は、発熱源に設置される蒸発器本体と、この蒸発器本体に内蔵され高い毛細管力により作動液を蒸発器内部から外周方向へ輸送する第一のウイックと、凝縮器で凝縮した作動液を蒸発器内部に還流させるためのベイオネット管と、余分な作動液を貯蔵して安定した動作を実現するためのリザーバとからなる。

【0003】

通常、ループ形ヒートパイプの熱輸送能力には限界があり、限界を超える熱入力が行われた場合に蒸発器内のウイックから作動液が全て蒸発して「ドライアウト」と呼ばれる動作停止状態に陥る。
このドライアウトの原因の一因として、第一のウイックには高い毛細管力を有する反面、圧力損失が大きいという特徴があるため第一のウイックの軸方向に液を輸送することが難しく、作動液を第一のウイックに十分に供給できない、という点が挙げられる。
そこで、液浸透率の高い第二のウイックを用いて軸方向への液輸送を行うことにより、第一のウイックに作動液を十分に行き渡らせるようにする場合がある。

【0004】

特許文献１は、第二のウイックとして二枚の厚手の網状体による板形状体を有した金網を用いて作動液を第一のウイックに供給するループ形ヒートパイプ用蒸発器を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−１０６３１３号公報（図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ループ形ヒートパイプにおいて安定した動作を実現するためには、ウイックのドライアウトを防ぎ、作動液を第一のウイックに十分に供給する必要がある。
ゆえに、ドライアウトを防ぐために用いられる第二のウイックを第一のウイックに対して適切な面圧で接触させて第一のウイックに作動液を十分に供給できるようにすることが好ましい。

【0007】

本発明は、例えば、第二のウイックを第一のウイックに押し当てることによって第一のウイックに作動液を十分に供給できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器は、液体を流入させる挿入管が挿入され、蒸気管が接続され、宇宙用ループ形ヒートパイプに用いられる。
前記宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器は、
前記挿入管の周囲に設けられて前記挿入管から流入した液体が浸透する第二のウイックと、
前記第二のウイックの周囲に設けられて前記第二のウイックに浸透した液体が浸透し、浸透した液体を周囲の熱によって蒸発させて前記蒸気管へ流入させる第一のウイックと、
前記挿入管と前記第二のウイックとの間に設けられ、前記第二のウイックを前記第一のウイックに押し当てる押し当て部品とを備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、例えば、第二のウイックを第一のウイックに押し当てることによって第一のウイックに作動液を十分に供給できるようにすることを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１におけるループ形ヒートパイプ２０の構成図。

【図2】実施の形態１における蒸発器１のＡ−Ａ断面図。

【図3】実施の形態１における蒸発器１の別例を示すＡ−Ａ断面図。

【図4】実施の形態１における蒸発器１の別例を示すＡ−Ａ断面図。

【図5】実施の形態１における蒸発器１の別例を示すＡ−Ａ断面図。

【図6】実施の形態２における蒸発器１の構成図。

【図7】実施の形態２における蒸発器１のＢ−Ｂ断面図。

【図8】実施の形態２において１つのぜんまいばね１０を用いた蒸発器１を示す図。

【図9】実施の形態２においてぜんまいばね１０の代わりにコイルバネ１２を用いた蒸発器１を示す図。

【図10】実施の形態２においてぜんまいばね１０の代わりにコイルバネ１２を用いた蒸発器１を示す図。

【図11】実施の形態３における蒸発器１の構成図。

【図12】実施の形態３における蒸発器１のＣ−Ｃ断面図。

【図13】実施の形態３における蒸発器１の別例を示すＣ−Ｃ断面図。

【図14】実施の形態４（実施例１）における蒸発器１の構成図。

【図15】実施の形態４（実施例１）における蒸発器１のＤ−Ｄ断面図。

【図16】実施の形態４（実施例２）における蒸発器１の構成図。

【図17】実施の形態４（実施例２）における蒸発器１のＥ−Ｅ断面図。

【図18】実施の形態４（実施例２）における蒸発器１の構成の別例を示す図。

【図19】実施の形態４（実施例２）においてコイルバネ１２の代わりにぜんまいばね１０を用いた蒸発器１を示す図。

【図20】実施の形態４（実施例２）においてコイルバネ１２の代わりにぜんまいばね１０を用いた蒸発器１を示す図。

【図21】実施の形態４（実施例２）においてコイルバネ１２の代わりにぜんまいばね１０を用いた蒸発器１を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施の形態１．
第二のウイックを第一のウイックに押し当てるステイを設けたループ形ヒートパイプおよび蒸発器の形態について説明する。

【0012】

図１は、実施の形態１におけるループ形ヒートパイプ２０の構成図である。
図２は、実施の形態１における蒸発器１のＡ−Ａ断面図であり、図１のＡ−Ａ断面を表している。
実施の形態１におけるループ形ヒートパイプ２０（宇宙用ループ形ヒートパイプの一例）および蒸発器１（宇宙用ループ形ヒートパイプ用蒸発器の一例）の構成について、図１、２に基づいて説明する。

【0013】

ループ形ヒートパイプ２０は、内部に封入した作動液（液状の作動流体）の潜熱を利用する熱輸送システムである。作動液はループ形ヒートパイプ２０内で蒸発と凝縮とを繰り返す。
つまり、ループ形ヒートパイプ２０は、流体を媒体にして熱を輸送して放熱を行う装置であり、高密度発熱機器等に適用される。

【0014】

図１において、ループ形ヒートパイプ２０内の一点鎖線の矢印は作動液の流れを表し、蒸発器１の外部から蒸発器１に向けられた太い矢印は蒸発器１に与えられる熱を表している。

【0015】

ループ形ヒートパイプ２０は、蒸発器１とリザーバ９と凝縮器６とを備える。さらに、ループ形ヒートパイプ２０は、蒸気管５と液管７とベイオネット管８（挿入管の一例）とを備える。例えば、蒸発器１は発熱源の電子機器に取り付け、凝縮器６は周囲環境に放熱するために機器表面に配置する。

【0016】

蒸発器１には余った作動液を溜めるリザーバ９を連結する。また、蒸発器１に空けた孔に蒸気管５を取り付ける。
蒸気管５は凝縮器６内の配管の入り口側に連結し、凝縮器６内の配管の出口側には液管７を連結する。さらに、液管７にベイオネット管８を連結する。
そして、ベイオネット管８はリザーバ９と蒸発器１とに挿入する。

【0017】

このように、蒸発器１とリザーバ９と各管は、作動液を流動させるためにループを形成している。

【0018】

蒸発器１は吸熱部分であり、蒸発器１の筐体は冷却対象である発熱体に取り付けられる。
蒸発器１の筐体は円筒状を成し、蒸発器１は筐体内に第一のウイック２と第二のウイック３との二層のウイックと、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる複数のステイ４（押し当て部品の一例）とを備える。

【0019】

第一のウイック２は、蒸発器１の筐体の内径と同程度の外径を有する管状（筒状）の多孔質体である。
第一のウイック２は蒸発器１の筐体内に取り付け、第一のウイック２の外面は蒸発器１の筐体の内面に接する。
第一のウイック２の内側（第一のウイック２の中心を通る軸穴１７）には第二のウイック３を設ける。

【0020】

第一のウイック２は気孔径が非常に小さい多孔質体であり、第一のウイック２の気孔径は第二のウイック３の気孔径に比べて小さい。例えば、第一のウイック２は、ニッケル、ステンレス、チタンなどの金属繊維または金属粉を焼結して製造される。
気孔径が非常に小さい第一のウイック２は高い毛細管力を有するため、作動液を内側から外側（第二のウイック３側から蒸発器１の筐体の内面側）へ流動させる。つまり、第一のウイック２は作動液を外周方向へ輸送する。

【0021】

第一のウイック２は、内周側と外周側とのそれぞれに周状に均等な間隔で配置した複数の溝を有する。第一のウイック２の各溝は第一のウイック２内で作動液が蒸発して発生した蒸気を流す蒸気の通り道であり、蒸気が局所的に溜まることを防ぐ。
以下、内周側の溝を「内溝１５」といい、外周側の溝を「外溝１６」という。内溝１５は第二のウイック３と第一のウイック２との界面で発生した蒸気を逃がすための溝であり、外溝１６は第一のウイック２と蒸発器１の筐体との界面で発生した蒸気を逃がすための溝である。第一のウイック２に内溝１５を設ける代わりに第二のウイック３の外周側に溝を設けても構わない。

【0022】

第二のウイック３は、第一のウイック２の内径と同程度の外径を有する管状（筒状）の多孔質体である。
第二のウイック３は第一のウイック２の軸穴１７に取り付け、第二のウイック３の外面は第一のウイック２の内面に接する。
第二のウイック３の内側（第二のウイック３の中心を通る軸穴１７）にはベイオネット管８を挿入し、ベイオネット管８には第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てるための複数のステイ４を取り付ける。

【0023】

第二のウイック３は気孔径が比較的大きい多孔質体であり、第二のウイック３の気孔径は第一のウイック２の気孔径に比べて大きい。例えば、第二のウイック３として金属製のフェルト、金属繊維シート、金網などを用いる。
気孔径が比較的大きい第二のウイック３は高い浸透率を有するため、作動液を軸穴１７に沿った方向へ流動させる。つまり、第二のウイック３は作動液を軸方向へ輸送する。

【0024】

複数のステイ４は、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる押し当て部品である。
ステイ４は、ベイオネット管８に取り付けられる胴部１３と第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる複数の脚部１４とを有する。ステイ４は丸椅子や三脚のような形状を成している。胴部１３は丸椅子の座部や三脚の台部に相当し、脚部１４は丸椅子や三脚の脚に相当する。
ステイ４の胴部１３はベイオネット管８を挿入する挿入穴を有する。図２に示す胴部１３の外形は四角柱であるが、胴部１３の外形は三角柱や五角柱などの他の多角柱または円柱であっても構わない。
ステイ４の複数の脚部１４は周状に均等な間隔で設ける。例えば、図２に示すように四角柱の胴部１３が有する６面のうち挿入穴が無い４面それぞれに脚部１４を設ける。脚部１４は弾性体であり、外側に開く弾性力を有する。通常時のステイ４の脚部１４間の幅（第二のウイック３の軸穴１７に挿入する前の脚部１４間の幅）は第二のウイック３の軸穴１７の直径と同程度またはやや大きい。例えば、板ばねを脚部１４として用いる。

【0025】

複数のステイ４は、胴部１３の挿入穴にベイオネット管８を挿入してベイオネット管８に均等な間隔を空けて取り付けられる。複数のステイ４はベイオネット管８と共に第二のウイック３の軸穴１７に挿入され、脚部１４の外側に開く弾性力によって第二のウイック３を固定し、保持し、または押し広げ、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる。
これにより、第二のウイック３の複数部分を均等な力で第一のウイック２に押し当て、第一のウイック２と第二のウイック３との間に適切な面圧を確保することができる。
但し、ステイ４の数は１つであっても構わない。例えば、脚部１４が長い１つのステイ４を用いて第二のウイック３の全体を第一のウイック２に押し当てても構わない。

【0026】

蒸気管５は蒸発器１で作動液が蒸発して発生する蒸気（気体の作動流体）を輸送する管である。
凝縮器６は蒸気管５から流入する作動液の蒸気を冷却して液体（冷却された作動液、冷却液）へ凝縮させる装置である。例えば、凝縮器６は蒸気が持つ熱を外部（周囲環境等）に放熱して蒸気を冷却する。
液管７は凝縮器６によって凝縮された作動液が流れる管である。
ベイオネット管８は液管７から流入する作動液を蒸発器１内に流し入れる管である。

【0027】

リザーバ９は、第一のウイック２および第二のウイック３に許容量の作動液が浸透していて第一のウイック２または第二のウイック３に浸透できずに余ってしまった作動液を貯蔵する容器である。
リザーバ９に貯蔵された作動液は第一のウイック２または第二のウイック３に作動液を浸透する余裕ができたときに蒸発器１内へ流れ込む。例えば、第二のウイック３の一部がリザーバ９内に配置され、第二のウイック３の毛細管力によって作動液を蒸発器１内へ流し込む。または、リザーバ９の内面に蒸発器１に繋がる溝を備え、溝の毛細管力によって作動液を蒸発器１内へ流し込む。
つまり、蒸発器１には常に作動液が供給される。これにより、第一のウイック２および第二のウイック３のドライアウトを防いでループ形ヒートパイプ２０の安定動作を実現することができる。

【0028】

次に、図１に基づいてループ形ヒートパイプ２０の動作（作動液の流れ）について説明する。
作動液は、ベイオネット管８またはリザーバ９から蒸発器１内に流入する。
蒸発器１内に流入した作動液は、第二のウイック３に浸透し、第二のウイック３内を軸方向へ流動する。
第二のウイック３に浸透した作動液は、ステイ４によって適切な面圧で第二のウイック３に接する第一のウイック２へ浸透し、第一のウイック２内を内側から外側（半径方向、外周方向）へ流動する。
第一のウイック２に浸透した作動液は蒸発器１の外部からの加熱によって蒸発し、発生した作動液の蒸気は第一のウイック２の内溝１５や外溝１６（図２参照）から蒸気管５へ流入し、蒸気管５を通って凝縮器６内の配管に流入する。
凝縮器６内の配管に流入した蒸気は凝縮器６内で放熱して凝縮し、作動液に相変化する。
作動液は凝縮器６の配管から液管７へ流入し、液管７からベイオネット管８へ流入し、ベイオネット管８の先端から蒸発器１内に流入する。蒸発器１内で第二のウイック３および第一のウイック２に浸透できず余ってしまった作動液はリザーバ９に流れてリザーバ９内に溜められる。
作動液は以上のような流れによってループ形ヒートパイプ２０内を循環する。

【0029】

次に、蒸発器１の別例、特に、蒸発器１が備える第二のウイック３およびステイ４の別例について説明する。

【0030】

図３、図４および図５は、実施の形態１における蒸発器１の別例を示すＡ−Ａ断面図であり、図１のＡ−Ａ断面の別例を表している。

【0031】

図３から図５に示すように、弧状に曲げた複数枚のウイック（多孔質体）を第二のウイック３として蒸発器１内に設けてもよい。つまり、第一のウイック２の内面の一部と接する複数の第二のウイック３を用いてもよい。
ステイ４は、複数の第二のウイック３それぞれを第一のウイック２に押し当てる複数の脚部１４を有する。

【0032】

例えば、第二のウイック３およびステイ４を以下のように構成するとよい。
（１）図３に示すように、２つに分割した第二のウイック３を対向する位置に設ける。ステイ４の胴部１３の形状は四角柱であり、胴部１３の対向する２つの面に脚部１４を設けて２つの第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる。
（２）図４に示すように、３つに分割した第二のウイック３を周状に均等な間隔に並べて三方に配置する。ステイ４の胴部１３の形状は三角柱であり、胴部１３が有する５つの面のうち三角形を形成する３つの面に脚部１４を設けて３つの第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる。（３）図５に示すように、４つに分割した第二のウイック３を周状に均等な間隔に並べて四方に配置する。ステイ４の胴部１３の形状は四角柱であり、胴部１３が有する６つの面のうち軸穴１７が無い４つの面に脚部１４を設けて４つの第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる。
（４）第二のウイック３を５つ以上に分割して設けても構わない。ステイ４の胴部１３の形状は第二のウイック３の数に等しい多角柱（例えば、５つの第二のウイック３に対して五角柱）にするとよい。胴部１３が有する複数の面のうち軸穴１７が無い各面に脚部１４を設ける。但し、胴部１３の形状は円柱であってもよい。脚部１４は円柱の胴部１３に周状に均等な間隔に並べて第二のウイック３と同じ数だけ設ける。

【0033】

第二のウイック３を分割して複数設けることにより、複数の第二のウイック３の間に隙間ができる。これにより、第一のウイック２に内溝１５（図２参照）を設けなくても、第一のウイック２で発生した蒸気を第二のウイック３間の隙間に流すことができる。
第一のウイック２に内溝１５を設ける必要がなければ第一のウイック２の加工が容易になるため、加工コストを削減することができる。
但し、複数の第二のウイック３を設ける場合であっても、図２と同様に内溝１５を設けても構わない。

【0034】

実施の形態１において、例えば、以下のようなループ形ヒートパイプ２０について説明した。

【0035】

ループ形ヒートパイプ２０は、蒸発器１と、蒸発器１に挿入されて蒸発器１の内部に液体を流入させるベイオネット管８（挿入管の一例）と、蒸発器１に連結される蒸気管５とを備える。
蒸発器１は、
ベイオネット管８の周囲に設けられてベイオネット管８から流入した液体が浸透する第二のウイック３と、
第二のウイック３の周囲に設けられて第二のウイック３に浸透した液体が浸透し、浸透した液体を蒸発器１の周囲の熱によって蒸発させて蒸気管５へ流入させる第一のウイック２と、
ベイオネット管８と第二のウイック３との間に設けられ、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てるステイ４（押し当て部品の一例）とを備える。

【0036】

ステイ４は、
ベイオネット管８を挿入する挿入穴を有してベイオネット管８に取り付けられる胴部１３と、
第二のウイック３に接して第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる脚部１４とを備える。

【0037】

ステイ４は胴部１３に周状に並べて配置した複数の脚部１４を備える。

【0038】

ループ形ヒートパイプ２０はベイオネット管８に間隔を空けて取り付ける複数のステイ４を備える。

【0039】

上記の構成により、例えば、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てて第一のウイック２に作動液を十分に供給することができるという効果を奏する。

【0040】

また例えば、以下のようなループ形ヒートパイプ２０について説明した。
ループ形ヒートパイプ２０において、ドライアウトが起きて動作が停止することを防止するために第二のウイック３及びステイ４を用いる。
ステイ４は第一のウイック２と第二のウイック３との間の面圧を確保し、作動液の供給量を増やす効果がある。
また、ベイオネット管８から出た作動液がベイオネット管８を伝ってリザーバ９に直接貯蔵されてしまう恐れがあるが、ステイ４を用いることによってベイオネット管８を伝った作動液がベイオネット管８からステイ４へ伝って第二のウイック３に行き易くなる。
これらの効果によりドライアウトを防ぎ、ループ形ヒートパイプ２０が安定して動作させることができる。

【0041】

実施の形態２．
ぜんまいばねを用いて第二のウイックを第一のウイックに押し当てるループ形ヒートパイプおよび蒸発器の形態について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については実施の形態１と同様である。

【0042】

図６は、実施の形態２における蒸発器１の構成図である。
図７は、実施の形態２における蒸発器１のＢ−Ｂ断面図であり、図６のＢ−Ｂ断面を表している。
実施の形態２における蒸発器１の構成について、図６、７に基づいて説明する。ループ形ヒートパイプの蒸発器１以外の構成およびループ形ヒートパイプの動作（作動液の流れ）は、実施の形態１（図１参照）と同じである。

【0043】

図６において、蒸発器１内の一点鎖線の矢印は作動液の流れを表し、蒸発器１の外部から蒸発器１に向けられた太い矢印は蒸発器１に与えられる熱を表している。

【0044】

蒸発器１は、実施の形態１で説明した複数のステイ４の代わりに複数のぜんまいばね１０（押し当て部品の一例）を備える。
ぜんまいばね１０は、弾性素材の板を渦巻き状に巻いたばねであり、「ぜんまい」または「渦巻きばね」ともいう。縮める前のぜんまいばね１０の直径は第二のウイック３の軸穴１７の直径と同じ程度または少し大きい。

【0045】

複数のぜんまいばね１０は、中心の穴にベイオネット管８を挿入してベイオネット管８に均等な間隔を空けて取り付けられる。複数のぜんまいばね１０はベイオネット管８と共に第二のウイック３の軸穴１７に挿入され、外側に広がる弾性力によって第二のウイック３を固定し、保持し、または押し広げ、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる。
これにより、第二のウイック３の複数部分を均等な力で第一のウイック２に押し当て、第一のウイック２と第二のウイック３との間に適切な面圧を確保することができる。

【0046】

ぜんまいばね１０の全体にパンチングメタルのように複数の穴を設けてもよい。これにより、作動液や蒸気の通りが良くなり、ループ形ヒートパイプ２０の能力の低下を防ぐことができる。

【0047】

図８は、実施の形態２において１つのぜんまいばね１０を用いた蒸発器１を示す図である。
図８に示すように、ぜんまいばね１０の数は１つであっても構わない。例えば、縦長の１つのぜんまいばね１０を用いて第二のウイック３の全体を第一のウイック２に押し当てても構わない。

【0048】

図９、図１０は、実施の形態２においてぜんまいばね１０の代わりにコイルバネ１２を用いた蒸発器１を示す図である。
図９または図１０に示すように、ぜんまいばね１０の代わりに１つまたは複数のコイルバネ１２を用いて第二のウイック３を第一のウイック２に押し当て、第二のウイック３と第一のウイック２との間に適切な面圧を確保しても構わない。
コイルバネ１２はらせん状に巻かれたばねであり、「つる巻きばね」ともいう。コイルバネ１２の直径は第二のウイック３の軸穴１７の直径と同じ程度または少し大きい。

【0049】

ぜんまいばね１０（またはコイルバネ１２）は、実施の形態１で説明したステイ４（図２参照）よりも第二のウイック３との接触面積が大きく、かつ荷重が大きい。これにより、第二のウイック３を適切な面圧で第一のウイック２に押し当て第二のウイック３から第一のウイック２への液供給量を増加させることができる。
通常、液浸透率を大きくするために第二のウイック３として金属フェルト等が用いられる。そのため、第二のウイック３との接触面積が小さい場合、応力集中が起きてしまい第二のウイック３の液浸透率が変化してしまう可能性がある。
つまり、第二のウイック３との接触面積が大きいぜんまいばね１０（またはコイルバネ１２）を用いることにより、第二のウイック３に対する応力集中を防いで第二のウイック３の液浸透率を保つことができる。また、第一のウイック２と第二のウイック３との間に適切な面圧を確保することができる。

【0050】

実施の形態３．
筒状の部品を用いて第二のウイックを第一のウイックに押し当てるループ形ヒートパイプおよび蒸発器の形態について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については実施の形態１と同様である。

【0051】

図１１は、実施の形態３における蒸発器１の構成図である。
図１２は、実施の形態３における蒸発器１のＣ−Ｃ断面図であり、図１１のＣ−Ｃ断面を表している。
実施の形態３における蒸発器１の構成について、図１１、１２に基づいて説明する。ループ形ヒートパイプの蒸発器１以外の構成およびループ形ヒートパイプの動作（作動液の流れ）は、実施の形態１（図１参照）と同じである。

【0052】

図１１、１２において蒸発器１内の一点鎖線の矢印は作動液の流れを表し、図１１において蒸発器１の外部から蒸発器１に向けられた太い矢印は蒸発器１に与えられる熱を表している。

【0053】

ループ形ヒートパイプ２０の蒸発器１は、実施の形態１で説明した複数のステイ４の代わりに弾性を有する筒状の金網１１（押し当て部品の一例）を備える。金網１１の代わりに金属製以外の筒状の部品を用いても構わない。筒状の部品は複数の穴が空いた網目状のものが好ましい。但し、筒状の部品に穴が空いていなくても構わない。

【0054】

金網１１は第一のウイック２の軸穴１７に挿入され、外側に広がる弾性力によって第二のウイック３を固定し、保持し、または押し広げ、第二のウイック３を第一のウイック２に押し当てる。
これにより、第二のウイック３の全体を均等な力で第一のウイック２に押し当て、第一のウイック２と第二のウイック３との間に適切な面圧を確保することができる。
但し、丈が短い複数の金網１１を均等な間隔で第二のウイック３の軸穴１７に並べて第二のウイック３の複数部分を固定し、保持し、または押し広げても構わない。

【0055】

金網１１は、実施の形態１で説明したステイ４（図１５参照）よりも第二のウイック３との接触面積が大きく第二のウイック３の全周にわたって接するため、加重を分散させることができる。そのため、第二のウイック３に対して応力集中が起きず、第二のウイック３の液浸透率を変化させずに保つことができる。

【0056】

開孔率が高い金網１１を用いることにより、金網１１が第二のウイック３の内面の全周を覆っても作動液や蒸気が金網１１を通過し易いため、ループ形ヒートパイプの能力低下を防ぐことができる（図１２参照）。

【0057】

図１３は、実施の形態３における蒸発器１の別例を示すＣ−Ｃ断面図であり、図１１のＣ−Ｃ断面の別例を表している。
実施の形態１（図３から５参照）で説明したように、第二のウイック３を分割することによって蒸気の通り道を確保し、第一のウイック２に内溝を設ける必要がないようにしてもよい。これにより、第一のウイック２の加工コストを削減することができる。

【0058】

実施の形態４．
第二のウイックの軸穴に挿入した金網を固定し、保持し、または押し広げる補助部品を設けたループ形ヒートパイプおよび蒸発器の形態について説明する。
以下、実施の形態１から３と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については実施の形態１から３と同様である。

【0059】

＜実施例１＞
図１４は、実施の形態４（実施例１）における蒸発器１の構成図である。
図１５は、実施の形態４（実施例１）における蒸発器１のＤ−Ｄ断面図であり、図１４のＤ−Ｄ断面を表している。
実施の形態４（実施例１）における蒸発器１の構成について、図１４、１５に基づいて説明する。ループ形ヒートパイプの蒸発器１以外の構成およびループ形ヒートパイプの動作（作動液の流れ）は、実施の形態１（図１参照）と同じである。

【0060】

図１４において蒸発器１内の一点鎖線の矢印は作動液の流れを表し、蒸発器１の外部から蒸発器１に向けられた太い矢印は蒸発器１に与えられる熱を表している。

【0061】

ループ形ヒートパイプの蒸発器１は、実施の形態３（図１１、１２参照）の構成に加えて実施の形態１で説明した複数のステイ４（補助部品の一例）（図１から５参照）を備える。

【0062】

複数のステイ４は金網１１の軸穴１７に均等な間隔に並べて挿入され、金網１１を固定し、保持し、または押し広げる。
但し、１つのステイ４（例えば、脚部１４が長いステイ４）を金網１１の軸穴１７に挿入してもよい。
ステイ４の胴部１３の形状は四角柱以外の多角柱または円柱であっても構わない。また、ステイ４の脚部１４の数は４つではなく３つ以下または５つ以上であっても構わない。

【0063】

金網１１とステイ４とを併用することにより、例えば、以下のような効果を奏する。
（１）ステイ４を挿入する際に第二のウイック３を引っ掻いて傷つけてしまうことが無くなる。つまり、第二のウイック３の内側に金網１１を設けたため、ステイ４を第二のウイック３の軸穴１７にスムーズに挿入し易くなる。
（２）第二のウイック３に対するステイ４の加重を金網１１が分散することによって、第二のウイック３に対する応力集中を防いで第二のウイック３の液浸透率を保つことができる。
（３）ステイ４の弾性力と金網１１の弾性力とによって第一のウイック２と第二のウイック３との面圧を十分に確保することができる。これにより、第二のウイック３から第一のウイック２へ十分に作動液を供給し、第一のウイック２のドライアウトを防ぐ効果を奏する。

【0064】

＜実施例２＞
図１６は、実施の形態４（実施例２）における蒸発器１の構成図である。
図１７は、実施の形態４（実施例２）における蒸発器１のＥ−Ｅ断面図であり、図１７のＥ−Ｅ断面を表している。
実施の形態４（実施例２）における蒸発器１の構成について、図１６、１７に基づいて説明する。ループ形ヒートパイプの蒸発器１以外の構成およびループ形ヒートパイプの動作（作動液の流れ）は、実施の形態１（図１参照）と同じである。

【0065】

図１６において蒸発器１内の一点鎖線の矢印は作動液の流れを表し、蒸発器１の外部から蒸発器１に向けられた太い矢印は蒸発器１に与えられる熱を表している。

【0066】

ループ形ヒートパイプの蒸発器１は、実施の形態３（図１１、１２参照）の構成に加えてコイルバネ１２（補助部品の一例）を備える。
コイルバネ１２はらせん状に巻かれたばねであり、「つる巻きばね」ともいう。
コイルバネ１２は金網１１の軸穴１７に挿入され、金網１１を固定し、保持し、または押し広げる。

【0067】

図１８は、実施の形態４（実施例２）における蒸発器１の構成の別例を示す図である。
図１８に示すように、短い複数のコイルバネ１２を金網１１の軸穴１７に均等な間隔で並べても構わない。

【0068】

図１９、図２０および図２１は、実施の形態４（実施例２）においてコイルバネ１２の代わりにぜんまいばね１０を用いた蒸発器１を示す図である。図２１は、図１９または図２０のＦ−Ｆ断面を表している。
図１９から図２１に示すように、コイルバネ１２の代わりに１つまたは複数のぜんまいばね１０を用いても構わない。ぜんまいばね１０は、弾性素材の板を渦巻き状に巻いたばねであり、「ぜんまい」または「渦巻きばね」ともいう。ぜんまいばね１０の全体に複数の穴を設けるとよい。

【0069】

金網１１とコイルバネ１２（またはぜんまいばね１０）とを併用することにより、実施例１のステイ４よりも金網１１との接触面積が広くなるため金網１１と第二のウイック３との面圧が分散し、第二のウイック３と第一のウイック２との面圧を十分に確保することができる。これにより、第二のウイック３から第一のウイック２へ十分に作動液を供給し、第一のウイック２のドライアウトを防ぐ効果を奏する。

【0070】

各実施の形態において、例えば、以下のようなループ形ヒートパイプ２０および蒸発器１について説明した。

【0071】

ループ形ヒートパイプ２０は、余分な作動液を貯蔵して円滑な動作を実現するためのリザーバ９と、高い毛細管力を有して外周方向へ液を輸送する第一のウイック２と、液浸透率が高くて軸方向の液輸送が容易な第二のウイック３とを備える。

【0072】

（１）第二のウイック３を固定し、また第一のウイック２と第二のウイック３との適切な面圧を確保するためにステイ４を用いる（実施の形態１）。ステイ４は第一のウイック２と第二のウイック３との間の面圧を確保し、第一のウイック２へ作動液の供給量を増やす効果がある。さらに、ベイオネット管８から出た作動液がステイ４を通じて第二のウイック３に行き易くなるため、作動液の供給量を増やす効果もある。かかる効果によりドライアウトを防ぐことができる。
（２）ステイ４の代わりにぜんまいばね１０（実施の形態２）又は金網１１（実施の形態３）を用いることもできる。ぜんまいばね１０又は金網１１を用いることにより、第二のウイック３への加重を分散させることができる。それゆえ、第二のウイック３に対する応力集中を防ぎ、第二のウイック３の液浸透率の悪化を防止する効果が期待できる。
（３）ステイ４、コイルバネ１２又はぜんまいばね１０に加えて金網１１を用いる（実施の形態４）。予め、第二のウイック３の内側に金網１１を設けた上で、ステイ４、コイルバネ１２又はぜんまいばね１０を挿入すればスムーズに挿入することができ、なおかつ金網１１によりステイ４、コイルバネ１２又はぜんまいばね１０の加重を分散する効果も期待できる。さらに、金網１１の開く力も加わり、第一のウイック２と第二のウイック３との面圧を十分に確保して効果的にドライアウトを抑制できる。

【符号の説明】

【0073】

１ 蒸発器、２ 第一のウイック、３ 第二のウイック、４ ステイ、５ 蒸気管、６ 凝縮器、７ 液管、８ ベイオネット管、９ リザーバ、１０ ぜんまいばね、１１ 金網、１２ コイルバネ、１３ 胴部、１４ 脚部、１５ 内溝、１６ 外溝、１７ 軸穴、２０ ループ形ヒートパイプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】