特許 7476913 ポンプ、ヒートパイプ

(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】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】ポンプ、ヒートパイプ

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20240423BHJP

   H01L 23/427 20060101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

F28D15/02 101L

F28D15/02 L

F28D15/02 E

H01L23/46 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022014333

(22)【出願日】2022-02-01

(65)【公開番号】P2023112505

(43)【公開日】2023-08-14

【審査請求日】2023-06-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】釘本 恒

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２０６５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０３７２７１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１３４０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１５１９２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１５１７０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－０９０７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２８６２２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１０４０１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１２５６６４７１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０７－３１８２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００７３０６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２１１４１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／００ － １５／０６

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気相領域と液相領域とを内部に有する筐体と、
前記気相領域と前記液相領域との少なくとも一部を仕切る疎液性の多孔質体と、
前記液相領域に臨み、前記気相領域から前記多孔質体を通ってきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、を備え、
前記凝縮器には、蒸気から受熱する受熱部が設けられ、
前記筐体には、前記凝縮器の少なくとも一部が挿入されることで、前記受熱部の全体が前記液相領域に直接臨む貫通孔が形成されているポンプ。

【請求項2】

前記多孔質体は、水平方向に延びており、
前記凝縮器は、前記多孔質体の一方側に配置されている、
請求項１に記載のポンプ。

【請求項3】

前記筐体は、一方向に延びる円筒状とされ、
前記多孔質体は、前記筐体の内部に配置され、一方向に延びる円筒状とされ、
前記気相領域は、前記多孔質体の内部に設けられ、
前記液相領域は、前記多孔質体を挟んで前記気相領域の反対側に設けられ、
前記凝縮器は、円筒状とされ、前記液相領域を囲んでいる、
請求項１又は２に記載のポンプ。

【請求項4】

気相領域と液相領域とを内部に有する筐体と、
前記気相領域と前記液相領域との少なくとも一部を仕切る疎液性の多孔質体と、
前記液相領域に臨み、前記気相領域から前記多孔質体を通ってきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器に対して前記多孔質体に沿った方向に離間し、前記液相領域に臨み、前記凝縮器からの液体を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記凝縮器には、蒸気から受熱する受熱部が設けられ、
前記蒸発器には、液体に放熱する放熱部が設けられ、
前記筐体には、前記凝縮器の少なくとも一部が挿入されることで、前記受熱部の全体が前記液相領域に直接臨む貫通孔と、前記蒸発器の少なくとも一部が挿入されることで、前記放熱部の全体が前記液相領域に直接臨む他の貫通孔とが形成されているヒートパイプ。

【請求項5】

前記多孔質体は、水平方向に延びている、
請求項４に記載のヒートパイプ。

【請求項6】

前記筐体は、一方向に延びる円筒状とされ、
前記多孔質体は、前記筐体の内部に配置され、一方向に延びる円筒状とされ、
前記気相領域は、前記多孔質体の内部に設けられ、
前記液相領域は、前記多孔質体を挟んで前記気相領域の反対側に設けられ、
前記凝縮器は、円筒状とされ、前記液相領域を囲んでおり、
前記蒸発器は、円筒状とされ、前記液相領域を囲んでいる、
請求項４又は５に記載のヒートパイプ。

【請求項7】

気相領域と液相領域との少なくとも一部を仕切る疎液性の多孔質体と、
前記液相領域に臨み、前記気相領域から前記多孔質体を通ってきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器に対して前記多孔質体に沿った方向に離間し、前記液相領域に臨み、前記凝縮器からの液体を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記蒸発器には、前記液相領域に臨み、液体に放熱する放熱部が設けられ、
前記放熱部の全体が、前記液相領域を間において前記多孔質体と対向しており、
前記凝縮器には、前記液相領域に臨み、蒸気から受熱する受熱部が設けられ、
前記受熱部の全体が、前記液相領域を間において前記多孔質体と対向しており、
前記気相領域と前記液相領域との少なくとも一部を仕切る仕切部材において、前記放熱部及び前記受熱部と対向していない部分の前記仕切部材については、前記多孔質体が用いられていないポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ、及びヒートパイプに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のヒートパイプは、外部から熱を受ける加熱端部と外部から冷却されることにより放熱を行う冷却端部とを備え，その中空内部が密閉可能なコンテナと、このコンテナ内に封入され、気化と凝縮とを行う作動液体と、コンテナの内部壁面に沿って設けられ，冷却端部から加熱端部へ作動液体を移動させるウィックと、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２８４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のヒートパイプでは、親液性の多孔質体であるウィックが、毛細管現象によって液体を凝縮器（冷却端部）から目的位置としての蒸発器（加熱端部）へ移動させる。このような構成では、液体は、親液性の多孔質体に形成された多数の孔の孔壁と接触しながら移動するため、流路の流体抵抗が大きくなり、目的位置への液体の移動量が少なくなってしまう。

【0005】

本開示の課題は、親液性の多孔質体を用いて液体を目的位置へ移動させる場合と比して、単位時間当たりに多くの量の液体を目的位置へ移動させることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１態様に係るポンプは、気相領域と液相領域との少なくとも一部を仕切る疎液性の多孔質体と、前記液相領域に臨み、前記気相領域から前記多孔質体を通ってきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、凝縮器は、気相領域から多孔質体を通って液相領域へ向かう蒸気を凝縮させる。凝縮した液体は、多孔質体の液相領域側の部分の液体を液相領域に押し出す。液相領域の液体は、この押し出し力により、液相領域内で移動する。換言すれば、ポンプは、この押し出し力により、液相領域内で液体を移動させる。このため、親液性の多孔質体内で液体を移動させる場合と比して、流路の流体抵抗が小さくなり、単位時間当たりに多くの量の液体を目的位置へ移動させることができる。

【0007】

本開示の第２態様に係るポンプは、第１態様に記載のポンプにおいて、前記多孔質体は、水平方向に延びており、前記凝縮器は、前記多孔質体の一方側に配置されていることを特徴とする。

【0008】

上記構成によれば、ポンプは、水平方向に延びている多孔質体に沿って多孔質体の一方側から他方側へ液体を移動させる。このため、多孔質体の他方側が一方側と比して高くなるように多孔質体が傾斜している場合と比して、単位時間当たりに多くの量の液体を目的位置へ移動させることができる。

【0009】

本開示の第３態様に係るヒートパイプは、気相領域と液相領域との少なくとも一部を仕切る疎液性の多孔質体と、前記液相領域に臨み、前記気相領域から前記多孔質体を通ってきた蒸気を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器に対して前記多孔質体に沿った方向に離間し、前記液相領域に臨み、前記凝縮器からの液体を蒸発させる蒸発器と、を備えたことを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、凝縮器は、気相領域から多孔質体を通って液相領域へ向かう蒸気を凝縮させる。凝縮した液体は、多孔質体の液相領域側の部分の液体を液相領域に押し出す。この押し出し力により、液体は、液相領域内で蒸発器側へ移動する。

【0011】

さらに、蒸発器は、凝縮器からの液体を蒸発させる。蒸気は、圧力差により、多孔質体を通って気相領域へ移動する。気相領域に移動した蒸気は、圧力差により、気相領域内で凝縮器側へ移動する。凝縮器側へ移動した蒸気は、多孔質体を通って液相領域へ向い、前述した工程が繰り返される。

【0012】

これにより、親液性の多孔質体内で液体を移動させる場合と比して、単位時間当たりに蒸発器側へ移動する液体の量が多くなり、熱の移動量を多くすることができる。

【0013】

本開示の第４態様に係るヒートパイプは、第３態様に記載のヒートパイプにおいて、前記多孔質体は、水平方向に延びていることを特徴とする。

【0014】

上記構成によれば、ヒートパイプは、水平方向に延びている多孔質体に沿って凝縮器側から蒸発器側へ液体を移動させる。このため、多孔質体の蒸発器側が凝縮器側と比して高くなるように多孔質体が傾斜している場合と比して、単位時間当たりに蒸発器側へ移動する液体の量が多くなり、熱の移動量を多くすることができる。

【0015】

本開示の第５態様に係るヒートパイプは、第３又は第４態様に記載のヒートパイプにおいて、前記蒸発器には、前記液相領域に臨み、液体に放熱する放熱部が設けられ、前記放熱部の全体が、前記液相領域を間において前記多孔質体と対向していることを特徴とする。

【0016】

上記構成によれば、放熱部の全体が、液相領域を間において多孔質体と対向している。このため、放熱部の一部だけが液相領域を間において多孔質体と対向している場合と比して、多孔質体を通って気相領域へ移動する蒸気の量が多くなり、熱の移動量を多くすることができる。

【0017】

本開示の第６態様に係るヒートパイプは、第３～第５態様に記載の何れか１態様のヒートパイプにおいて、前記凝縮器には、前記液相領域に臨み、蒸気から受熱する受熱部が設けられ、前記受熱部の全体が、前記液相領域を間において前記多孔質体と対向していることを特徴とする。

【0018】

上記構成によれば、受熱部の全体が、液相領域を間において多孔質体と対向している。このため、受熱部の一部だけが液相領域を間において多孔質体と対向している場合と比して、多孔質体を通って凝縮する液体の量が多くなり、蒸発器側へ移動する液体の量を多くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本開示の第１実施形態に係るヒートパイプを示した各断面図である。

【図2】本開示の第１実施形態に係るヒートパイプに用いられる多孔質体の疎液性を説明するための説明図である。

【図3】（Ａ）（Ｂ）本開示の第１実施形態に係るヒートパイプの作動液体の移動方向を示した模式図である。

【図4】本開示の第１実施形態に係るヒートパイプの実施例を示した構成図である。

【図5】本開示の第１実施形態に係るヒートパイプの実施例、及び比較例の評価結果をグラフで示した図面である。

【図6】本開示の第１実施形態に係るヒートパイプの実施例に対する比較例を示した構成図である。

【図7】本開示の第２実施形態に係るヒートパイプを示した各断面図である。

【図8】本開示の第３実施形態に係るヒートパイプを示した各断面図である。

【図9】本開示の第４実施形態に係るヒートパイプを示した各断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜第１実施形態＞
本開示の第１実施形態に係るポンプ、及びヒートパイプの一例について、図１～図６を用いて説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、図中に示す矢印Ｈはヒートパイプのパイプ上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗはヒートパイプのパイプ幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｌはヒートパイプのパイプ長手方向（水平方向）を示す。

【0021】

（全体構成）
ヒートパイプ１０は、図１に示されるように、内部が空洞とされると共にパイプ長手方向に延びる直方体状の筐体１２と、筐体１２の内部で蒸発と凝縮とを繰り返す作動液体と、気相領域５０と液相領域５２とを上下方向に仕切るシート状の多孔質体４０とを備えている。具体的には、多孔質体４０の上方が、液相領域５２とされ、多孔質体４０の下方が、気相領域５０とされている。さらに、ヒートパイプ１０は、作動液体を冷却する冷却部２０と、作動液体を加熱する発熱部３０とを備えている。

【0022】

〔筐体１２、冷却部２０、発熱部３０〕
筐体１２は、樹脂材料で形成されており、内部が真空状態とされている。

【0023】

冷却部２０は、図１に示されるように、パイプ長手方向に延びる直方体状とされ、筐体１２においてパイプ長手方向の一方側の部分に配置されている。具体的には、筐体１２の天板１４においてパイプ長手方向の一方側の部分には、筐体１２の内部と外部とを貫通する貫通孔１４ａが形成されており、冷却部２０の一部がこの貫通孔１４ａに嵌められている。冷却部２０は、凝縮器の一例である。

【0024】

また、冷却部２０に形成されて液相領域５２に臨んでいる一面が作動液体から受熱する受熱面２２とされている。さらに、受熱面２２の全体が、液相領域５２を間において多孔質体４０と対向している。受熱面２２は、受熱部の一例である。

【0025】

そして、冷却部２０は、例えば、水冷ブロックやヒートシンクなどによって冷却されており、冷却部２０の受熱面２２と接触する作動液体を冷却するようになっている。

【0026】

発熱部３０は、図１に示されるように、パイプ長手方向に延びる直方体状とされ、筐体１２においてパイプ長手方向の他方側の部分に配置されている。具体的には、筐体１２の天板１４においてパイプ長手方向の他方側の部分には、筐体１２の内部と外部とを貫通する貫通孔１４ｂが形成されており、発熱部３０の一部がこの貫通孔１４ｂに嵌められている。発熱部は、蒸発器の一例である。

【0027】

また、発熱部３０に形成されて液相領域５２に臨んでいる一面が作動液体に放熱する放熱面３２とされている。さらに、放熱面３２の全体が、液相領域５２を間において多孔質体４０と対向している。放熱面３２は、放熱部の一例である。

【0028】

そして、発熱部３０は、例えば、Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＩＧＢＴ）やＭｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＭＯＳ）などの半導体素子などによって加熱されることで発熱しており、発熱部３０の放熱面３２と接触する作動液体を加熱するようになっている。

【0029】

〔多孔質体４０〕
多孔質体４０は、疎液性の材料によって形成され、蒸気を透過させるが液体を透過させないシート状とされている。そして、多孔質体４０は、図１に示されるように、筐体１２の内部を上下方向に仕切るように配置されている。

【0030】

具体的には、多孔質体４０の厚さ方向は、上下方向とされており、多孔質体４０は、水平方向に延びている。さらに、多孔質体４０は、発熱部３０の放熱面３２及び冷却部２０の受熱面２２が臨む液相領域５２と、気相領域５０とを仕切っている。そして、気相領域５０が、液相領域５２と比して広くされている。また、多孔質体４０においてパイプ長手方向の一方側に冷却部２０が配置されておりに多孔質体４０においてパイプ長手方向の他方側に発熱部３０が配置されている。

【0031】

ここで、本実施形態において「疎液性の材料」とは、作動液体との接触角αが９０度以上の材料である。接触角とは、液体と固体がどのように「濡れるか、濡れないか」、つまり、濡れ性を評価するのに用いられる。具体的には、図２に示されるように、多孔質体４０を構成する材料で形成された面Ｍに液滴Ｔを付着させ、それを横から観察し、この液滴Ｔの盛り上がりの角度、すなわち、固液界面（水平線）と液滴端での接線との二つの線がなす角が接触角αである。そして、接触角αが大きいほど疎液性が高いことを示す。なお、本実施形態では、疎液性の材料によって形成された多孔質体４０を、疎水性の多孔質体４０と称する。

【0032】

また、本実施形態において「多孔質体」とは、空隙率が２０〔％〕以上９５〔％〕以下の部材であり、好ましくは、空隙率が５０〔％〕以上８０〔％〕以下の部材である。

【0033】

なお、実施形態においては、多孔質体４０として、厚さ０．５〔ｍｍ〕で、空隙率が７５〔％〕のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のシート材が用いられ、作動液体として、水が用いられている。

【0034】

（作用）
次に、ヒートパイプ１０の作用について説明する。
疎水性の多孔質体４０は、蒸気を透過させるが液体を透過させない部材である。このため、液相領域５２の作動液体は、図３（Ａ）に示されるように、多孔質体４０の空隙部４０ａに湾曲状に突出する。

【0035】

図１に示す冷却部２０側の液相領域５２では、冷却部２０は、受熱面２２と接触する作動液体を冷却し、気相領域５０から多孔質体４０を通って液相領域５２へ向かう作動液体の蒸気（以下「作動液蒸気」と記載することがある）を凝縮させる。このようにして、冷却部２０では、作動液蒸気が凝縮した時の凝縮潜熱によって冷却部２０が加熱される。

【0036】

また、凝縮した作動液体は、図１、図３（Ｂ）に示す矢印Ａ方向に、多孔質体４０の空隙部４０ａに湾曲状に突出していた作動液体を液相領域５２に押し出す。作動液体は、この押し出し力により、図１、図３（Ｂ）に示す矢印Ｂ方向に、液相領域５２内で発熱部３０側へ移動する。

【0037】

このように、ヒートパイプ１０では、作動液体が、水平方向に延びている多孔質体４０に沿って多孔質体４０の一方側から他方側へ移動する。

【0038】

さらに、発熱部３０は、冷却部２０側から移動してきた作動液体を加熱して蒸発させる。このようにして、発熱部３０では、作動液体が蒸発した時の蒸発潜熱によって発熱部３０が冷却される。

【0039】

蒸発した作動液蒸気は、温度差から生じる圧力差により、図１に示す矢印Ｃ方向に、多孔質体４０を通って気相領域５０へ移動する。気相領域５０に移動した作動液蒸気は、温度差から生じる圧力差により、図１に示す矢印Ｄ方向に、気相領域５０内で冷却部２０側へ移動する。冷却部２０側へ移動した作動液蒸気は、多孔質体４０を通って液相領域５２へ向い、前述した工程が繰り返される。

【0040】

この工程が繰り返されることで、発熱部３０では、作動液体が蒸発した時の蒸発潜熱によって発熱部３０が継続的に冷却される。

【0041】

このように、気相領域５０と液相領域５２とを仕切る多孔質体４０と、液相領域５２に臨み、気相領域５０から多孔質体４０を通ってきた作動液蒸気を凝縮する冷却部２０とで、液相領域５２内で作動液体を移動させるポンプ１８が構成されている。

【0042】

（評価）
次に、本実施形態に係る実施例のヒートパイプ１０と比較例のヒートパイプ５１０との評価について説明する。

【0043】

〔評価仕様〕
－実施例－
実施例のヒートパイプ１０の冷却部２０として、図４に示されるように、銅プレート２０ａ、及び冷却水が内部を流れる冷却路２０ｂが用いられている。具体的には、銅プレート２０ａ、及び冷却路２０ｂをこの順番で下方から上方へ重ねており、銅プレート２０ａが液相領域５２に臨んでいる。

【0044】

また、冷却部２０によって作動液蒸気が凝縮した時の凝縮潜熱を測定するために、冷却部２０には、冷却路２０ｂにおいて銅プレート２０ａと重なる部分を挟むように、一対の熱電対２０ｃが配置されている。さらに、冷却路２０ｂの内部を流れる冷却水の流量を測定するために、冷却部２０には、流量計２０ｄが配置されている。

【0045】

また、発熱部３０として、銅プレート３０ａ、ラバーヒータ３０ｂ、及び断熱材３０ｃが用いられている。具体的には、銅プレート３０ａ、ラバーヒータ３０ｂ、及び断熱材３０ｃをこの順番で下方から上方へ重ねており、銅プレート３０ａが液相領域５２に臨んでいる。

【0046】

さらに、多孔質体４０として、厚さ０．５〔ｍｍ〕で、空隙率が７５〔％〕のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のシート材が用いられ、作動液体として、水が用いられている。

【0047】

－比較例－
比較例のヒートパイプ５１０の筐体１２の内部には、作動液蒸気が真空密封されており、図６に示されるように、気相領域５５０が形成されている。また、筐体１２の内壁に毛細管構造を有するウィック５４０が取り付けられている。さらに、ヒートパイプ５１０は、実施例と同様に、冷却部２０と発熱部３０とを備えている。

【0048】

具体的には、ウィック５４０は、シート状で、親液性の多孔質体であって、筐体１２の天板１４に筐体１２の内部から取り付けられており、作動液体によって濡れている。そして、ウィック５４０においてパイプ長手方向の一方側の部分が、冷却部２０の銅プレート２０ａと接触し、ウィック５４０においてパイプ長手方向の他方側の部分が、発熱部３０の銅プレート３０ａと接触している。このウィック５４０として、厚さ０．６〔ｍｍ〕で、空隙率が４４〔％〕の親液性ポリエチレン多孔質体焼結体が用いられている。

【0049】

以上、記載した以外の仕様については、実施例と比較例とで同様である。

【0050】

この構成において、比較例のヒートパイプ５１０では、発熱部３０がウィック５４０内の作動液体を加熱して蒸発させる。蒸発した作動液蒸気は、ウィック５４０内から気相領域５５０に放出される。気相領域５５０に放出された作動液蒸気は、温度差から生じる圧力差により、気相領域５５０内で発熱部３０側から冷却部２０側へ移動する（図６に示す矢印Ｆ参照）。

【0051】

さらに、冷却部２０が、冷却部２０側へ移動してきた作動液蒸気を凝縮する。凝縮した作動液体は、ウィック５４０を濡らし、ウィック５４０内で、毛細管現象により、冷却部２０側から発熱部３０側へ移動する。そして、ヒートパイプ５１０では、前述した工程が繰り返される。

【0052】

〔評価項目〕
冷却液を冷却路２０ｂに流すことで冷却部２０によって作動液体が冷却される冷却熱量（除熱量）と、電力が供給されたラバーヒータ３０ｂの出力により発熱部３０によって作動液体が加熱される加熱量（放熱量）との関係を評価した。

【0053】

具体的には、一対の熱電対２０ｃ及び流量計２０ｄによって冷却熱量を計測し、ラバーヒータ３０ｂに供給される電力によって加熱量を計測した。なお、ラバーヒータ３０ｂの限界出力は、３０〔Ｗ〕である。つまり、ラバーヒータ３０ｂに供給される最大電力は、３０〔Ｗ〕である。

【0054】

〔評価結果〕
図５には、評価結果が記載されたグラフが示されている。図５のグラフの縦軸が、熱量〔Ｗ〕で、グラフの横軸が、経過時間〔Ｓ〕である。

【0055】

実線Ｌ１が、実施例に係るヒートパイプ１０の発熱部３０によって作動液体が加熱された加熱量であって、二点鎖線Ｌ２が、ヒートパイプ１０の冷却部２０によって作動液体が冷却された冷却熱量である。

【0056】

これに対して、実線Ｌ１１が、比較例に係るヒートパイプ５１０の発熱部３０によって作動液体が加熱された加熱量であって、二点鎖線Ｌ１２が、ヒートパイプ５１０の冷却部２０によって作動液体が冷却された冷却熱量である。

【0057】

実線Ｌ１に示されるように、実施例に係るヒートパイプ１０においては、ラバーヒータ３０ｂの限界出力で、加熱量が安定している。

【0058】

これに対して、実線Ｌ１１に示されるように、比較例に係るヒートパイプ５１０においては、ラバーヒータ３０ｂの出力が限界出力に到達せず、ピーク後直ちに低下している。これは、発熱部３０側への作動液体の移動が不十分でドライアウトしたためと考えられる。具体的には、発熱部３０側への作動液体の移動が不十分であるため、発熱部３０によって加熱される作動液体が不十分であったと考えられる。

【0059】

この結果より、実施例に係るヒートパイプ１０は、比較例に係るヒートパイプ５１０と比して、単位時間当たりに多くの量の作動液体を冷却部２０側から発熱部３０側へ移動させている。換言すれば、ヒートパイプ１０のポンプ１８は、比較例に係るヒートパイプ５１０と比して、単位時間当たりに多くの量の作動液体を冷却部２０側から発熱部３０側へ移動させている。

【0060】

また、実施例に係るヒートパイプ１０では、比較例に係るヒートパイプ５１０と比して、加熱量（放熱量）が多くなっている。換言すれば、実施例に係るヒートパイプ１０では、比較例に係るヒートパイプ５１０と比して、発熱部３０を効果的に除熱している。

【0061】

〔考察〕
親液性の多孔質体であるウィック５４０を用いて作動液体を移動（輸送）させる比較例に係るヒートパイプ５１０は、冷却部２０側から発熱部３０側へウィック５４０内で作動液体を移動させる。このため、流路の流体抵抗が大きく、冷却部２０側から発熱部３０側への移動距離が長くなると移動速度が急激に遅くなる。つまり、単位時間当たりに冷却部２０側から発熱部３０側へ移動する作動液体の量が少なくなる。

【0062】

これに対して、実施例に係るヒートパイプ１０は、冷却部２０側から発熱部３０側へ液相領域５２内で作動液体を移動させる。このため、流路の流体抵抗が小さく、冷却部２０側から発熱部３０側への移動距離が長くても移動速度が急激に遅くなることはない。つまり、単位時間当たりに冷却部２０側から発熱部３０側へ移動する作動液体の量が、ヒートパイプ５１０と比して多くなる。

【0063】

（まとめ）
以上説明したように、ヒートパイプ１０に備えられたポンプ１８においては、冷却部２０が、気相領域５０から多孔質体４０を通って液相領域５２へ向かう作動液蒸気を凝縮させる。凝縮した作動液体は、多孔質体４０の液相領域側の部分の作動液体を液相領域５２に押し出す。そして、作動液体は、この押し出し力により、液相領域５２内で移動する。このため、比較例に係るヒートパイプ５１０と比して、単位時間当たりに多くの量の作動液体を冷却部２０側から発熱部３０側へ移動させることができる。

【0064】

また、ポンプ１８においては、多孔質体４０は、水平方向に延びている。このため、多孔質体の発熱部３０側が冷却部２０側と比して高くなるように多孔質体が傾斜している場合と比して、単位時間当たりに多くの量の作動液体を冷却部２０側から発熱部３０側へ移動させることができる。

【0065】

また、ヒートパイプ１０においては、ポンプ１８を備えていることで、比較例に係るヒートパイプ５１０と比して、熱の移動量を多くすることができる。

【0066】

また、ヒートパイプ１０においては、多孔質体４０は、水平方向に延びている。このため、多孔質体４０の発熱部３０側が冷却部２０側と比して高くなるように多孔質体が傾斜している場合と比して、単位時間当たりに多くの量の作動液体を発熱部３０側へ移動させることで、熱の移動量を多くすることができる。

【0067】

また、ヒートパイプ１０においては、発熱部３０に形成されて放熱面３２の全体が、液相領域５２を間において多孔質体４０と対向している。このため、放熱面の一部だけが液相領域を間において多孔質体と対向している場合と比して、多孔質体４０を通過する作動液蒸気の量が多くなることで、熱の移動量を多くすることができる。

【0068】

また、ヒートパイプ１０においては、冷却部２０に形成されて受熱面２２の全体が、液相領域５２を間において多孔質体４０と対向している。このため、受熱面の一部だけが液相領域を間において多孔質体と対向している場合と比して、多孔質体４０を通過する作動液蒸気の量が多くなることで、作動液体から効果的に受熱することができる。

【0069】

＜第２実施形態＞
次に、本開示の第２実施形態に係るポンプ、及びヒートパイプの一例について、図７を用いて説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態に対して異なる部分を主に説明する。

【0070】

（全体構成）
第２実施形態に係るヒートパイプ１１０は、図７に示されるように、内部が空洞とされると共にパイプ長手方向に延びる円筒状の筐体１１２と、冷却部１２０と、発熱部１３０とを備えている。さらに、ヒートパイプ１１０は、筐体１１２の内部で気化と凝縮とを繰り返す作動液体と、気相領域１５０と液相領域１５２とを仕切るシート状の多孔質体１４０とを備えている。

【0071】

そして、多孔質体１４０と、冷却部１２０とで、液相領域１５２で作動液体を移動させるポンプ１１８が構成されている。

【0072】

〔冷却部１２０、発熱部１３０〕
冷却部１２０は、図７に示されるように、パイプ長手方向に延びる直方体状とされ、筐体１１２においてパイプ長手方向の一方側の部分に配置されている。具体的には、筐体１１２の円弧状の壁板１１４においてパイプ長手方向の一方側の部分には、筐体１１２の内部と外部とを貫通する貫通孔１１４ａが形成されており、冷却部１２０の一部がこの貫通孔１１４ｂに嵌められている。冷却部１２０は、凝縮器の一例である。

【0073】

また、冷却部１２０に形成されて液相領域１５２に臨んでいる一面が作動液体から受熱する受熱面１２２とされている。さらに、受熱面１２２の全体が、液相領域１５２を間において多孔質体１４０と対向している。受熱面１２２は、受熱部の一例である。

【0074】

発熱部１３０は、図７に示されるように、パイプ長手方向に延びる直方体状とされ、筐体１１２においてパイプ長手方向の他方側の部分に配置されている。具体的には、筐体１１２の円弧状の壁板１１４においてパイプ長手方向の他方側の部分には、筐体１１２の内部と外部とを貫通する貫通孔１１４ｂが形成されており、冷却部１２０の一部がこの貫通孔１１４ｂに嵌められている。発熱部は、蒸発器の一例である。

【0075】

また、発熱部１３０に形成されて液相領域１５２に臨んでいる一面が作動液体に放熱する放熱面１３２とされている。さらに、放熱面１３２の全体が、液相領域１５２を間において多孔質体１４０と対向している。放熱面１３２は、放熱部の一例である。

【0076】

〔多孔質体１４０〕
多孔質体１４０は、図７に示されるように、シート状とされ、筐体１１２の内部を気相領域１５０と液相領域１５２とに仕切るように配置されている。

【0077】

具体的には、多孔質体１４０は、筐体１１２の内周面に沿ってパイプ長手方向に延びる円弧状の円弧部１４０ａと、円弧部１４０ａの両端から筐体１１２の内周面へ向かって延びて筐体１１２の内周面に突き当たる突当部１４０ｂとを備えている。

【0078】

＜第３実施形態＞
次に、本開示の第３実施形態に係るポンプ、及びヒートパイプの一例について、図８を用いて説明する。なお、第３実施形態については、第２実施形態に対して異なる部分を主に説明する。

【0079】

（全体構成）
第３実施形態に係るヒートパイプ２１０は、図８に示されるように、円筒状の筐体１１２と、冷却部１２０と、発熱部１３０とを備えている。さらに、ヒートパイプ２１０は、筐体１１２の内部で気化と凝縮とを繰り返す作動液体と、気相領域２５０と液相領域２５２とを仕切るシート状の多孔質体２４０とを備えている。

【0080】

そして、多孔質体２４０と、冷却部１２０とで、液相領域２５２内で作動液体を移動させるポンプ２１８が構成されている。

【0081】

〔多孔質体２４０〕
多孔質体２４０は、図８に示されるように、円筒状とされ、筐体１１２の内部を気相領域２５０と液相領域２５２とに仕切るように配置されている。

【0082】

具体的には、多孔質体２４０は、筐体１１２の内周面に沿ってパイプ長手方向に延びる円筒状とされている。そして、多孔質体２４０の内側が、気相領域２５０とされ、多孔質体２４０の外側が、液相領域２５２とされている。

【0083】

＜第４実施形態＞
次に、本開示の第４実施形態に係るポンプ、及びヒートパイプの一例について、図９を用いて説明する。なお、第４実施形態については、第３実施形態に対して異なる部分を主に説明する。

【0084】

（全体構成）
第４実施形態に係るヒートパイプ３１０は、図９に示されるように、円筒状の筐体３１２と、冷却部３２０と、発熱部３３０とを備えている。さらに、筐体３１２の内部には、気化と凝縮とを繰り返す作動液体と、気相領域２５０と液相領域２５２とを仕切るシート状の多孔質体２４０とを備えている。

【0085】

そして、多孔質体２４０と、冷却部３２０とで、液相領域２５２内で作動液体を移動させるポンプ３１８が構成されている。

【0086】

〔冷却部３２０、発熱部３３０〕
冷却部３２０は、図９に示されるように、パイプ長手方向に延びる円筒状とされ、筐体３１２においてパイプ長手方向の一方側の部分に配置されている。具体的には、筐体３１２は、パイプ長手方向において中央側の部分の中央部３１２ａと、パイプ長手方向において一方側の部分の一方部３１２ｂと、パイプ長手方向において他方側の部分の他方部３１２ｃとを備えている。そして、円筒状の冷却部３２０は、中央部３１２ａと一方部３１２ｂとに挟まれている。さらに、冷却部３２０の内周面と、筐体３１２の内周面とは、同一面状に配置されている。冷却部３２０は、凝縮器の一例である。

【0087】

また、冷却部３２０に形成されて液相領域２５２に臨んでいる一面が作動液体から受熱する受熱面３２２とされている。さらに、受熱面３２２の全体が、液相領域２５２を間において多孔質体２４０と対向している。受熱面３２２は、受熱部の一例である。

【0088】

発熱部３３０は、図９に示されるように、パイプ長手方向に延びる円筒状とされ、筐体３１２においてパイプ長手方向の他方側の部分に配置されている。具体的には、円筒状の発熱部３３０は、中央部３１２ａと他方部３１２ｃとに挟まれている。さらに、発熱部３３０の内周面と、筐体３１２の内周面とは、同一面状に配置されている。発熱部３３０は、蒸発器の一例である。

【0089】

また、発熱部３３０に形成されて液相領域２５２に臨んでいる一面が作動液体に放熱する放熱面３３２とされている。さらに、放熱面３３２の全体が、液相領域２５２を間において多孔質体２４０と対向している。放熱面３３２は、放熱部の一例である。

【0090】

このように、冷却部３２０が液相領域２５２においてパイプ長手方向の一方側の部分を囲み、発熱部３３０が液相領域２５２においてパイプ長手方向の他方側の部分を囲み、液相領域２５２が気相領域２５０を囲んでいる。多孔質体２４０においてパイプ長手方向の一方側の全周部分で、作動液蒸気が凝縮され、多孔質体２４０においてパイプ長手方向の他方側の全周部分で、作動液体が蒸発する。これにより、ヒートパイプ３１０では、熱の移動量を多くすることができる。

【0091】

なお、本開示を特定の実施形態について詳細に説明したが、本開示は係る実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、作動液体として水を用いたが、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール等を用いてもよい。

【0092】

また、上記実施形態では、受熱面２２、１２２、３２２の全体が、液相領域５２、１５２、２５２を間において多孔質体４０、１４０、２４０と対向していたが、受熱面の一部が、多孔質体と対向していてもよい。この場合には、受熱面の全体が、多孔質体と対向していることで奏する作用は奏しない。

【0093】

また、上記実施形態では、放熱面３２、１３２、３３２の全体が、液相領域５２、１５２、２５２を間において多孔質体４０、１４０、２４０と対向していたが、放熱面の一部が、多孔質体と対向していてもよい。この場合には、放熱面の全体が、多孔質体と対向していることで奏する作用は奏しない。

【0094】

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、受熱面２２、１２２、３２２の全体が、液相領域５２、１５２、２５２を間において多孔質体４０、１４０、２４０と対向し、かつ、放熱面３２、１３２、３３２の全体が、液相領域５２、１５２、２５２を間において多孔質体４０、１４０、２４０と対向していればよく、受熱面及び放熱面と対向していない部分については、液相領域と気相領域とを仕切る仕切り部材が設けられていればよい。これにより、多孔質体の使用量を少なくすることができる。

【0095】

また、上記第２、３、４実施形態では、特に説明しなかったが、筐体１１２、３１２が、例えば、楕円状であってもよい。さらに、上記実施形態では、樹脂材料を用いて筐体１２、１１２、３１２を形成したが、例えば、金属材料（ステンレスやアルミ合金、チタン合金）等を用いて筐体を形成してもよい。

【0096】

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、作動液体として水を用いているため、疎液性は疎水性と読み替え、親液性は親水性と読み替えることができる。

【符号の説明】

【0097】

１０ ヒートパイプ
１８ ポンプ
２０ 冷却部（凝縮部の一例）
２２ 受熱面（受熱部の一例）
３０ 発熱部（蒸発器の一例）
３２ 放熱面（放熱部の一例）
４０ 多孔質体
５０ 気相領域
５２ 液相領域
１１０ ヒートパイプ
１１８ ポンプ
１２０ 冷却部（凝縮部の一例）
１２２ 受熱面（受熱部の一例）
１３０ 発熱部（蒸発器の一例）
１３２ 放熱面（放熱部の一例）
１４０ 多孔質体
１５０ 気相領域
１５２ 液相領域
２１０ ヒートパイプ
２１８ ポンプ
２４０ 多孔質体
２５０ 気相領域
２５２ 液相領域
３１０ ヒートパイプ
３１８ ポンプ
３２０ 冷却部（凝縮部の一例）
３２２ 受熱面（受熱部の一例）
３３０ 発熱部（蒸発器の一例）
３３２ 放熱面（放熱部の一例）
５１０ ヒートパイプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】