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冷却部を加熱部より高い位置に設定することにより、凝縮後の作動液を加熱部に戻すことができるが、パイプ内壁をウィックと呼ばれる毛細管構造にすることにより、高低差がない場合や無重量状態でも利用が可能になる。 右の図にヒートパイプの原理を示す。図の左側は高温部、右側は低温部（冷却部）である。 高温部内壁で、作動液が熱を吸収して蒸発する。