ヒートパイプについて、以下のページが非常に分かりやすく記載されています。
http://www.dosv.jp/other/0606/14_index.htm
↑のimpressさんの画像を引用
作動をリストとして説明します。
- 熱源より、ヒートパイプに熱が加えられる [瞬間的な加熱]
- ヒートパイプ内は低気圧になっており、多少の温度上昇でも内部の作動液(liq)は沸騰する
- 蒸発した作動液(gas)は「より気体の少ない」「より温度の低い」方向をめがけて瞬間的に移動する(拡散の原則) [熱の移動]
- 作動液(gas)は温度が低い場所へたどり着くと、今度は液化する。 [熱を放出]
- 液化した作動液(liq)は通常は重力移動、もしくは緩慢な拡散しか起こしえないが、ヒートパイプの最大の特徴である毛細管現象によって、重力があったとしても作動液(liq)は何処かしらに移動する
- 移動した先が熱源部もしくは熱い場所であれば、再び1に戻る。
ヒートパイプは、名前の通り、熱を運ぶためのパイプラインです。熱を拡散させる媒体はフィンであり、その熱を効率よくPCケースの外に吹き飛ばすのがファンの役割です。
熱源部にヒートパイプだけ接続するということは、ヒートパイプの配置によっては危険なので、通常はフィンも接続するのが一般的です。
CPU冷却における、ヒートパイプの足跡
ヒートパイプをはじめて搭載したCPUクーラー(完成品)は、クーラーマスターさんより登場したGALILEO(ガリレオ)という製品のようです。当時はヒートパイプを応用したCPUクーラーは珍しいもので、駄目駄目オーラが全開だったようですが、今ではなくてはならないものとなりました。
当時の最新鋭CPUはAthlonやPenIIIなどであり、現在ほど消費電力の上昇がなかったためか、CPUクーラー自体は小型なものが多かったと思います。
ヒートパイプの最大の特徴は、優れた熱伝導率による熱の移動促進であり、小型なCPUクーラーではその威力はさほど大したものではありません。
近年、CPUの発熱量は増大し、CPUクーラーのサイズが大きくなるに連れて、冷却が難しくなりました。なぜなら、ヒートシンクだけでは、ヒートシンク全体に均等に熱を拡散させるのが難しいからです。ヒートパイプを組み合わせることによって、遠くのヒートシンク、フィンにも熱を運ぶ事ができますから、ファンによる熱の廃除効率が大幅に向上します。また、ヒートシンク自体も大きくできますので、CPUクーラーの大型化が可能となります。それ以外にも局部的な熱の移動が可能なので、キューブPCや小型PCなどで、電源と一緒に廃熱しよう！なんてことが可能になります。
つまり、CPUクーラーの大型化には、ヒートパイプは必要だったのです。
ヒートパイプの配置
よく、スレッドで話題になるヒートパイプの配置ですが、そこまで神経質にならなくても良いともいますが、理論的、実験的には以下の画像の通りに配置するのが良いと言われています。
scytheさんより引用
Thermalrightさんより引用
上の画像から分かることは「熱源部を一番下にくるように配置してください」ということです。
サイズさんの説明の場合は、通常の縦置きPCのことを考慮しているため、「作動液が液体の状態で戻りやすいように配置してください」と言っているものと思います。
ヒートパイプ内部には「ウィック」と呼ばれる毛細管現象を引き起こすためのメッシュ金属・金属粉などがありますが、これらはある程度は重力にも逆らいますが、作動液を熱源部に戻すには重力を利用した方が効率はよくなります。そのため、できるかぎり写真の通りに設置したほうがCPUを冷せると思いますが、メモリやチップセットの干渉があるならば、無理に従う必要もないと思います。
検証
しかしヒートパイプの配置は、実際にはどの程度冷却性能に影響を与えているのでしょうか。
この問題は以前からCPUクーラースレで話題になっていましたが、2004年に検証されて一応の決着がつけられました。
298 ：Socket774 ：04/05/15 19:30 ID:nKuQVeEE
HT-101実験してみました
CPU : P4 2.4C
M/B : IC7-MAX3
CPUクーラー : HT-10１＋F8-N@2200rpm吹きつけ
温度計測はSpeedFan 4.09
WMVエンコードにて負荷(CPU使用率平均80%程度）
結論から言うと、CPU温度は縦でも横でも変化なし。
アイドリング41℃、シバキ52℃
ちょっとは期待してたのに・・・＿|￣|○
301 ：Socket774 ：04/05/15 19:57 ID:Dq4yj7QR
俺も前から気になってたのでやってみました。
CPU : Athlon64 3200+
M/B : K8S8X
CPUクーラー : HT-101+XINRUILIAN 2500rpm吹き付け
温度計測 MBM5
XviDエンコード（CPU使用率は98～100）
縦置き、横置きそれぞれエンコード開始30分後の温度は
共に51度でした。
>>298さんの報告も同じ感じだし、
HT-101は縦横は気にしなくてもいいみたいですね。
321 ：Socket774 ：04/05/15 23:26 ID:SAf4axDj
遅いかも知れませんが私もHT-101で実験してみました。
CPU P4 3.0C
M/B ASUS P4C800
CPUクーラー HT-101+付属ファン@1467rpm（メモリ側装着吹きつけ）
排気背面ファン@1520rpm
計測は温度、ファン速度ともにMBM5
室温 24度
ケース状態 縦 横
アイドル 30 30
prime95(10分） 52 52
終了1分後 39 38
終了3分後 36 34
終了5分後 33 31
縦から横へはシャットダウンして１時間放置後に計測
２０％？で満足してたのですが、横にしたらどれだけ冷却されるとおもいきや
あんま変わらないでした。
一応、横にした方が負荷解除後の下がり方がわずかに早かったでした。
いじょ。
322 ：Socket774 ：04/05/16 00:22 ID:n5UEqY/0
ケース回転実験部隊 E3W-N85XC-03班
CPU P4(ぷ) 2.4A
M/B GA-8IPE1000G
（E3W-N85XC-03との組合せで前後に吸排気）
CPUクーラー
ケース背面吸気ファン8cm(1800rpm)＋ダクト
＋E3W-N85XC-03
＋吸出しファン8cm(2400rpm)＋ダクト(ケース前面から室内へ)
温度計測 SpeedFan4.11と(括弧内実測値）
室温 : 26℃
ケース横置(ヒートパイプは地面と垂直Ｕ)
ｱｲﾄﾞﾙ 33℃(35℃)
prime95(30min) 48℃(48℃)
stop後 5分で 33℃に戻る。
ケース縦置(ヒートパイプは地面と水平－)
ｱｲﾄﾞﾙ 33℃(35℃)
prime95(30min) 48℃(48℃)
stop後 5分で 33℃に戻る。
同じだ。orz
おまけの横置(ヒートパイプは地面と逆に垂直∩)
ｱｲﾄﾞﾙ 35℃(36℃)
prime95(30min) 51℃(51℃)
stop後 5分で 37℃に戻る。
stop後 8分で 35℃に戻る。
トップヒートということよりも、自重でCPUとの密着度が下がっている
影響のが大きいと思う。
324 ：259 ：04/05/16 00:25 ID:Z0BQdijX
ﾋｰﾄﾊﾟｲﾌﾟｽﾚに誤爆しますた。眠い・・。
240 259 sage New! 04/05/16 00:24 ID:Z0BQdijX
やっと終わったぜーと思ったら、みんなも乙。ほとんど結果同じっぽいね。
詳細は省くけど、俺のところもほとんど変わらず。
XIN2500rpmフル回転でも1000rpmでも、縦置き、横置き、前倒し、
いずれも同じように上昇し、下降した。
強いてあげれば1000rpmでも下降の速度にあまり変化がない＝フィンの放熱がよいのでは？
という、>313さんとは違う感想を持ちますた。
HT-101に関してはどの向きでもよい（排熱に注意）ってのが結論でよさそうね。
ここで、ほんとに作動液入っているのか？という新たな疑問は忘れよう・・・。