| 研究課題/領域番号 |
21K03900
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
小野 直樹 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20407224)
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| 研究分担者 |
丹下 学 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (70549584)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ヒートパイプ / エレクトロウエッティング / 濡れ性 / ウイック / 誘電膜 / ドライアウト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
5Gに代表される小型携帯IT機器の分野では発熱するCPU等の冷却技術がますます重要となっている．現在，薄型のヒートパイプが導入され，熱を筐体および外気に逃がすことができているが，CPUの性能向上や機器の薄型軽量化がさらに進むと，ヒートパイプ内の蒸発部に凝縮液が十分還流せずにドライアウトが生じ，冷却困難になる危険性が考えられる．本研究では水平電界タイプのエレクトロウエッティングを低電圧で駆動するように改変し，ヒートパイプ内の密閉な低圧環境で作動する技術を研究する．この研究を通じて将来の高発熱半導体を有する小型携帯IT機器に適用可能なヒートパイプ技術の実現に寄与する．以上
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| 研究成果の概要 |
スマートフォン等にも使用されているヒートパイプのドライアウトの発生を抑制させることを目的として，本研究では水平電界タイプのエレクトロウエッティング（以下EWと呼ぶ）を低電圧で駆動するように改良し，ヒートパイプ内の密閉な低圧環境でも作動する技術を研究した．EWを組み込んだ特別な実験用ヒートパイプを用い，EW無しでドライアウトが発生する条件において，EWを加えた時の水蒸気の温度と圧力の挙動からドライアウト発生が抑制・遅延できていることが分かった．次にドライアウト発生直前の最大熱輸送量について調べたところ，EWを印加すると最大熱輸送量を2倍程度向上させることが可能であることが分かった．以上
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究がもたらす学術的意義は，エレクトロウエッティング（以下EWと呼ぶ）がヒートパイプのドライアウト現象の抑制・遅延に有効であることを実験的に示したことと言える．ヒートパイプとEWの組み合わせはこれまでに無いものである．社会的意義としては，スマートフォン等の小型IT機器内でも適用が可能となるように，水平電界型のEWを工夫した点と，低電圧で駆動するように極薄の誘電膜を用いて液膜伸長効果が現れることを示したことにある．スマートフォン等のIT機器の今後のCPUの高性能化や小型化・薄型化に伴う高発熱化（高熱流束化）に対応する一つの方策としてこの技術を示すことができた．以上
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