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公開番号2025084156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023197804
出願日2023-11-22
発明の名称熱輸送装置
出願人ヤンマーホールディングス株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類F28D 21/00 20060101AFI20250527BHJP(熱交換一般)
要約【課題】熱輸送器内での流体の偏在による熱輸送効率の低下を抑制又は防止できる熱輸送装置を提供する。
【解決手段】熱輸送装置100は、熱交換器1と、流体供給器2と、供給流路3と、を備える。熱交換器1は、流体Fが循環可能な循環流路11と、流体Fを冷却する第1冷却器12と、を有する。循環流路11は、第1熱源H1内に配置される吸熱流路111と、第1冷却器12内に配置される放熱流路112と、を含む。供給流路3は、熱交換器1の循環流路11と流体供給器2とを接続する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
熱交換器と、流体供給器と、供給流路と、を備え、
前記熱交換器は、
流体が循環可能な循環流路と、
前記流体を冷却する第１冷却器と、
を有し、
前記循環流路は、
第１熱源内に配置される吸熱流路と、
前記第１冷却器内に配置される放熱流路と、
を含み、
前記供給流路は、前記循環流路と前記流体供給器とを接続する、熱輸送装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記流体が流通可能な接続流路をさらに備え、
前記熱交換器は、複数であって、
前記接続流路は、各々の前記熱交換器の前記循環流路を繋ぐ、請求項１に記載の熱輸送装置。
【請求項３】
前記循環流路は、前記吸熱流路の入口と前記放熱流路の出口とを繋ぐ流入流路をさらに含み、
前記接続流路は、各々の前記熱交換器の前記流入流路を繋ぐ、請求項２に記載の熱輸送装置。
【請求項４】
前記供給流路は、複数の前記熱交換器のうち、一部の前記熱交換器の前記循環流路に接続され、
一部の前記熱交換器は、残りの前記熱交換器よりも前記第１熱源の上流側に配置される、請求項２に記載の熱輸送装置。
【請求項５】
複数の前記熱交換器は、
前記流体供給器として機能する第１熱交換器と、
残りの一部の前記熱交換器である第２熱交換器と、
を含み、
前記供給流路の一方端は、前記第１熱交換器の前記循環流路に接続され、
前記供給流路の他方端は、前記第２熱交換器の前記循環流路に接続される、請求項２に記載の熱輸送装置。
【請求項６】
複数の前記熱交換器のうち、一部の前記熱交換器は、残りの熱交換器に対して、前記流体供給器として機能し、
少なくとも一部の前記接続流路は、前記供給流路として機能する、請求項２に記載の熱輸送装置。
【請求項７】
前記流体供給器は、前記供給流路の一方端が接続される第１流通口を有し、
前記循環流路は、前記供給流路の他方端が接続される第２流通口をさらに有し、
鉛直方向において、前記第１流通口の高さ位置は、前記第２流通口の高さ位置と同じである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱輸送装置。
【請求項８】
前記流体供給器は、
前記熱交換器に供給可能な前記流体を収容する収容部と、
前記収容部内の前記流体を冷却する冷却部材と、
を有し、
前記冷却部材の冷却の実施と停止とは、切替可能である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱輸送装置。
【請求項９】
前記熱交換器は、前記循環流路内の前記流体の過熱を検出するためのセンサをさらに有し、
前記流体供給器内の前記流体の冷却は、前記センサでの前記流体の過熱の検出に応じて、停止される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱輸送装置。
【請求項１０】
前記供給流路の開閉を切り替える電磁弁をさらに備え、
前記熱交換器は、前記循環流路内の前記流体の過熱を検出するためのセンサをさらに有し、
前記電磁弁は、前記センサでの前記流体の過熱の検出に応じて、前記供給流路を開状態に切り替える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱輸送装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱輸送装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、流体の循環を利用して熱輸送を行う熱輸送器が知られている。該熱輸送器には、サーモサイホン、ウィック（毛細管構造）式のヒートパイプなどがある。
【０００３】
たとえば、特許文献１は、密閉容器の内部に作動流体が封入されたループ型のサーモサイホンを開示している。該サーモサイホンは、蒸発部と、凝集部と、を有する。蒸発部は、発熱体から熱を受け取って、作動流体を蒸発させる。蒸発した気相の作動流体は、凝集部に向かって流れる。凝集部は、気相の作動流体の熱を外部に放散することにより、気相の作動流体を凝集させて液相にする。
【０００４】
また、ウィック型のヒートパイプは、密閉容器の内部に作動流体が封入されている。作動流体は、蒸発部にて供給された熱により蒸発して、凝縮部に流動し、凝縮部での放熱により凝縮する。これにより、ヒートパイプは、蒸発部から凝集部の外部に熱を輸送する。なお、凝縮部にて凝集した液相の作動流体は、密閉容器の内壁面に設けられたウィックの毛細管力により、蒸発部に還流する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－２３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱輸送器内で作動流体の偏在が生じると、熱輸送器の熱輸送効率が大幅に低下する虞がある。たとえば、発熱体の温度が高すぎると、急激な蒸発により気相の作動流体が大量に発生し、液相の作動流体が少なくなることがある。この場合、蒸発部及び凝集部間で作動流体が、循環し難くなり或いは循環不能になることで、熱輸送器が熱源から蒸発部へ輸送する熱量の低下し、熱輸送不能になる恐れもある。さらに、気相の作動流体の量に対して凝縮部の凝縮能力が不足すると、気相の作動流体が十分に凝縮できず、作動流体の熱輸送器内でオーバーヒートが起こる虞もある。この問題は、サーモサイホン、ウィック式のヒートパイプなどでも発生し得る。
【０００７】
なお、熱輸送効率に関して、特許文献１のサーモサイホンは、蒸発部に発泡金属層を有する複層構造を設けることで、蒸発部での作動流体への伝熱効率を向上させる。この場合、蒸発部における作動流体の蒸発が促進されるため、熱源の温度が高すぎると、サーモサイホン内で気相の作動流体が大量に発生するので、上述の問題を解決できない。つまり、作動流体が偏り、サーモサイホンの熱輸送効率が大幅に低下する虞がある。
【０００８】
本発明は、上記の状況を鑑みて、熱輸送器内での流体の偏在による熱輸送効率の低下を抑制又は防止できる熱輸送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の一の態様による熱輸送装置は、熱交換器と、流体供給器と、供給流路と、を備える。前記熱交換器は、流体が循環可能な循環流路と、前記流体を冷却する第１冷却器と、を有する。前記循環流路は、第１熱源内に配置される吸熱流路と、前記第１冷却器内に配置される放熱流路と、を含む。前記供給流路は、前記熱交換器の前記循環流路と前記流体供給器とを接続する。
【００１０】
本発明の更なる特徴や利点は、以下に示す実施形態によって一層明らかにされる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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