CN205092233U - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种无论热管的散热部与冷凝部之间的温度差的大小如何，均能够进行稳定的工作液的移动的具有热管的液冷式的冷却装置。冷却装置的散热器(10)具备：热管(11)、受热构件(12)及散热构件(13)。热管(11)在容器(41)内配置有管芯(42)，且形成蒸发部(21)的管芯(蒸发部管芯)(42a)的毛细管力比冷凝部(22)的管芯(冷凝部管芯)(42b)的毛细管力大的结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冷却装置。尤其涉及一种用于对在电子计算机、工作站、个人计算机等电子设备内使用的各种电子封装等被冷却部件进行冷却的液冷式的冷却装置。
背景技术
近年来，强烈期待用于对在电子计算机、工作站、个人计算机等的筐体内的基板等上配置的半导体元件(CPU、GPU等)等产生热的电子部件(被冷却部件)进行高效地冷却的小型化、薄型化的冷却技术。作为对被冷却部件进行冷却的技术之一，一直以来常使用空冷式的散热器。
以往的空冷式的散热器由受热部和散热片形成，且将空气送入散热片进行冷却。另外，以对散热器整体的热的扩散为目的，也有向受热部及散热片组装热管的散热器。热管在真空脱气后的密闭金属管等容器(Container)的内部封入冷凝性的流体作为工作液，由于产生温度差而自动动作，并通过在高温部(蒸发部)蒸发的工作液向低温部(冷凝部)流动而进行散热/冷凝，作为工作液的潜热进行热传递。
然而，随着半导体元件等被冷却部件的高性能化带来的发热量的增大，由以往的空冷式的散热器无法获得充分的散热性能，从而无法使被冷却部件的温度充分地下降。因此，提出了通过加大散热片的表面积来提高散热性能的空冷式的散热器、通过在空冷式的散热器上设置冷却风扇来增加向散热片的风量而提高散热性能的冷却系统等。
可是，若为了提高散热性能而加大散热片的表面积，则会产生占据庞大的空间的问题，另外，若欲增加冷却风扇的转速使风量增加来提高散热性能，则会产生送风造成的噪音增大的问题、及消耗电力增大的问题。
于是，提出了液冷(水冷)式的冷却装置作为解决上述那样的以往的空冷式的散热器造成的问题的替代方案(例如专利文献1、2、3)。作为液冷式的冷却装置的一例，有具备冷却板和散热器的液冷式的冷却装置。冷却板是通过将液体的热传递介质吸入该冷却板的内部而进行温度管理的散热用的构件，所述液体的热传递介质以利用带温度调节功能的循环装置等进行温度管理的水作为主体。以往的液冷式的冷却装置是经由散热器将来自被冷却部件的热传达到冷却板来进行散热的结构，所述散热器形成热管的一方的端部与被冷却部件热连接，且该热管的另一方的端部与冷却板热连接的结构。
即，在热管的内部设有成为工作液的流路的空间，收容在该空间内的工作液通过蒸发、冷凝等相变化、移动来进行热的移动。在热管的蒸发部，通过在构成热管的容器的材质中进行导热而传来的被冷却部件产生的热使工作液蒸发，从而使其蒸气向热管的冷凝部移动。在冷凝部，工作液的蒸气通过由冷却板冷却的热管壁面而冷凝，从而再次回到液相状态。在该工作液的冷凝之际放出潜热。这样回到液相状态的工作液通过设置在热管的内部且产生毛细管力的管芯而再次向蒸发部移动(回流)。通过这样的工作液的相变、移动来进行热的移动。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-256588号公报
专利文献2：日本实开平6-50356号公报
专利文献3：日本实用新型登记第3153906号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的课题
然而，在以往的液冷式的冷却装置中，为了通过冷却板对热管的冷凝部进行强制冷却，在蒸发部与冷凝部之间始终产生一定的温度差。因此，在冷凝部及冷凝部附近，与以往型的空冷式的散热器相比工作液的粘性变大，液化后的工作液变得不易回到蒸发部。其结果是，液化后的工作液的毛细管力的再供给量在蒸发部相对于工作液的蒸发量不足，从而存在产生工作液的枯竭现象(干涸)的问题。
于是，本实用新型是为了解决以上那样的问题点而完成的，其目的在于提供一种无论热管的散热部与冷凝部之间的温度差的大小如何，均能够进行稳定的工作液的移动的具有热管的液冷式的冷却装置。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述的以往的问题点而提供下述的实用新型。
本实用新型的第一方式的冷却装置具备冷却板和散热器，所述冷却装置的特征在于，
所述散热器具备：
受热构件，其与被冷却部件热连接；
散热构件，其与散热用的构件热连接；以及
热管，其具有在内部形成有空洞部的容器、被收容在所述容器内且产生毛细管力的管芯、以及被封入到所述容器内的所述空洞部的工作液，
所述热管具有安装有所述受热构件的蒸发部和安装有所述散热构件的冷凝部，
所述容器内的所述管芯至少将槽结构设置在该容器的内壁上，形成所述蒸发部的所述容器内的蒸发部管芯的毛细管力比所述冷凝部的所述容器内的冷凝部管芯的毛细管力大的结构，
所述散热器的所述散热构件与所述冷却板热连接。
根据该结构，通过增大经由受热构件而与被冷却部件热连接的热管的蒸发部及蒸发部附近的管芯(蒸发部管芯)的毛细管力，使得工作液在蒸发部及蒸发部附近变得容易停滞。即，蒸发部及蒸发部附近的工作液的保水性变大。其结果是，能够防止蒸发部及蒸发部附近的工作液的枯竭现象(干涸)的发生。
另外，通过减小经由散热构件而与冷却板热连接的热管的冷凝部及冷凝部附近的管芯(冷凝部管芯)的毛细管力，能够防止蒸发部及蒸发部附近的工作液的枯竭现象(干涸)的发生。
本实用新型的第二方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一方式的冷却装置，其特征在于，所述容器内的所述管芯形成所述蒸发部管芯的管芯量比所述冷凝部管芯的管芯量多的结构。
本实用新型的第三方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一方式的冷却装置，其特征在于，所述蒸发部管芯的结构与所述冷凝部管芯的结构为相同种类的管芯的结构时，
所述容器内的所述管芯在与所述容器的长度方向垂直的剖面上，形成所述蒸发部管芯的面积比所述冷凝部管芯的面积大的结构。
在此，相同种类的管芯的结构是指：蒸发部管芯的结构与冷凝部管芯的结构均为相同的结构体(槽结构、烧结金属、网状金属等)、或者将上述的结构体组合多个而成的相同的复合体。
本实用新型的第四方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一方式的冷却装置，其特征在于，所述蒸发部管芯的结构与所述冷凝部管芯的结构为相同种类的管芯的结构，且在该相同种类的管芯的结构中具有烧结金属或网状金属时，
所述容器内的所述管芯的结构为，与所述容器的长度方向垂直的剖面上的烧结金属的空隙或网状金属的网眼形成为所述蒸发部管芯比所述冷凝部管芯细。
根据上述的本实用新型的第二至第四方式的冷却装置那样的结构，即使在经由受热构件而热连接于被冷却部件的热管的蒸发部、与经由散热构件而热连接于冷却板等的热管的冷凝部之间的温度差大的情况下，蒸发部管芯的毛细管力比冷凝部管芯的毛细管力大，借助蒸发部及蒸发部附近的工作液的高保水性、和由于冷凝部及冷凝部附近的低温化而粘性变大的工作液向蒸发部的高移动性，防止因蒸发部及蒸发部附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够稳定地进行蒸发部与冷凝部之间的工作液的移动。
本实用新型的第五方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一至第四方式中的任一方式的冷却装置，其特征在于，所述管芯设置在所述容器的内壁上，
所述容器在该容器的剖面中央部设有没有所述管芯的空间部。
根据该结构，在容器的内部形成的空间部成为蒸发后的工作液的流路(蒸发流路)，能够使蒸气流迅速地从热管的蒸发部向热管的冷凝部移动。即，能够提高最大热传递量。
本实用新型的第六方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一至第五方式中的任一方式的冷却装置，其特征在于，所述管芯的结构是槽结构、将槽结构与烧结金属组合而成的复合体、将槽结构与网状金属组合而成的复合体、或者将槽结构、烧结金属及网状金属组合而成的复合体。
本实用新型的第七方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第六方式的冷却装置，其特征在于，仅所述蒸发部管芯的结构是将所述容器的内壁的所述槽结构与烧结金属组合而成的复合体、或者将所述容器的内壁的所述槽结构与网状金属组合而成的复合体。
根据该结构，冷凝部管芯的结构成为毛细管力低的槽结构，蒸发部管芯的结构成为将槽结构与毛细管力高的烧结金属组合而成的复合体、或者将槽结构与毛细管力高的网状金属组合而成的复合体。因此，能够使蒸发部管芯的毛细管力比冷凝部管芯的毛细管力大，并且能够确保充分的蒸发部管芯的毛细管力与冷凝部管芯的毛细管力的差，用于防止蒸发部及蒸发部附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够更稳定地进行蒸发部与冷凝部之间的工作液的移动。
本实用新型的第八方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第六方式的冷却装置，其特征在于，所述容器内的除了所述冷凝部管芯以外的部分的所述管芯的结构是将所述容器的内壁的所述槽结构与烧结金属组合而成的复合体、或者将所述容器的内壁的所述槽结构与网状金属组合而成的复合体。
根据该结构，冷凝部管芯的结构成为毛细管力低的槽结构，容器内的除了冷凝部管芯以外的部分的管芯的结构成为将槽结构与毛细管力高的烧结金属组合而成的复合体、或者将槽结构与毛细管力高的网状金属组合而成的复合体。因此，能够使蒸发部管芯的毛细管力比冷凝部管芯的毛细管力大，并且能够确保充分的蒸发部管芯的毛细管力与冷凝部管芯的毛细管力的差，用于防止蒸发部及蒸发部附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够更稳定地进行蒸发部与冷凝部之间的工作液的移动。
本实用新型的第九方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一至第八方式中的任一方式的冷却装置，其特征在于，所述热管的所述蒸发部及所述冷凝部中的所述容器的剖面形状为D型形状。
根据该结构，能够增大热管的蒸发部与受热构件的接触面积、以及热管的冷凝部与散热构件的接触面积。并且，能够确保热管内的蒸发流路较大。其结果是，能够提高最大热传递量。
本实用新型的第十方式的冷却装置根据上述的本实用新型的第一至第九方式中的任一方式的冷却装置，其特征在于，在所述容器的内壁的所述槽结构中，与该容器的长度方向垂直的剖面上的槽的高度形成为所述蒸发部管芯的结构比所述冷凝部管芯的结构高。
实用新型效果
本实用新型的冷却装置通过增大经由受热构件而与被冷却部件热连接的热管的蒸发部及蒸发部附近的管芯(蒸发部管芯)的毛细管力，使得工作液在蒸发部及蒸发部附近变得容易停滞。即，蒸发部及蒸发部附近的工作液的保水性变大。其结果是，能够防止蒸发部及蒸发部附近的工作液的枯竭现象(干涸)的发生。
另外，通过减小经由散热构件而与冷却板热连接的热管的冷凝部及冷凝部附近的管芯(冷凝部管芯)的毛细管力，能够防止蒸发部及蒸发部附近的工作液的枯竭现象(干涸)的发生。
另外，本实用新型的冷却装置即使在经由受热构件而热连接于被冷却部件的热管的蒸发部、与经由散热构件而热连接于冷却板等的热管的冷凝部之间的温度差大的情况下，也能够通过将热管的容器内的管芯设置成蒸发部管芯的毛细管力比冷凝部管芯的毛细管力大这样的结构，借助蒸发部及蒸发部附近的工作液的高保水性、和由于冷凝部及冷凝部附近的低温化而粘性变大的工作液向蒸发部的高移动性，防止因蒸发部及蒸发部附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够稳定地进行蒸发部与冷凝部之间的工作液的移动。
另外，本实用新型的冷却装置并没有使液体的热传递介质循环到在电子计算机、工作站、个人计算机等的筐体内的基板等上的半导体元件等被冷却部件的最近位置，而是通过配置在远离该被冷却部件的位置的冷却板，能够对经由散热构件而与该冷却板热连接的热管进行冷却，并能够对经由受热构件而与该热管热连接的被冷却部件进行冷却。其结果是，能够简化液体的热传递介质的循环路径，并且能够减轻漏水造成的风险。
附图说明
图1是作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例的散热器10的概略立体图。
图2是用于对散热器10、被冷却部件以及散热用的构件的连接状态进行说明的图，(a)是散热器10、被冷却部件以及散热用的构件的连接状态的概略立体图，(b)是散热器10、被冷却部件以及散热用的构件的连接状态的分解立体图。
图3是用于对本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管11的内部结构进行说明的图，(a)是作为热管11的一例的热管11a的长度方向的概略剖视图，(b)是(a)记载的热管11a的A-A线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(c)是(a)记载的热管11a的C-C线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(d)是(a)记载的热管11a的B-B线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图。
图4是用于对本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管11的内部结构进行说明的图，(a)是作为热管11的另一例的热管11b的长度方向的概略剖视图，(b)是(a)记载的热管11b的A-A线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(c)是(a)记载的热管11b的C-C线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(d)是(a)记载的热管11b的B-B线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图。
图5是作为本实用新型的实施方式的冷却装置的一例的冷却装置100的概略立体图。
具体实施方式
以下，根据附图对本实用新型的实施方式进行详细地说明。此外，本实施方式的记述表示本实用新型的冷却装置的一例，本实用新型并不限于此。关于本实施方式的散热器及冷却装置的细节部分结构等，在不脱离本实用新型的主旨的范围内能够适当进行变更。
首先，针对本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例进行说明。图1是作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例的散热器10的概略立体图。图2是用于对散热器10、被冷却部件以及散热用的构件的连接状态进行说明的图，(a)是散热器10、被冷却部件以及散热用的构件的连接状态的概略立体图，(b)是散热器10、被冷却部件以及散热用的构件的连接状态的分解立体图。
图3是用于对本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管11的内部结构进行说明的图，(a)是作为热管11的一例的热管11a的长度方向的概略剖视图，(b)是(a)记载的热管11a的A-A线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(c)是(a)记载的热管11a的C-C线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(d)是(a)记载的热管11a的B-B线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图。
另外，图4是用于对本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管11的内部结构进行说明的图，(a)是作为热管11的另一例的热管11b的长度方向的概略剖视图，(b)是(a)记载的热管11b的A-A线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(c)是(a)记载的热管11b的C-C线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图，(d)是(a)记载的热管11b的B-B线上的与长度方向垂直的剖面的概略剖视图。
如图1、图2(a)及(b)所示，作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例的散热器10具备热管11、受热构件12以及散热构件13，受热构件12与热管11的一方的端部附近的蒸发部21热连接，散热构件13与热管11的另一方的端部附近的冷凝部22热连接。
受热构件12是与在电子计算机、工作站、个人计算机等的筐体内的基板31上配置的被冷却部件31a热连接的构件，例如由金属板等形成。
受热构件12、热管11以及被冷却部件31a的连接结构为如下的结构：以受热构件12与热管11的蒸发部21热连接的方式将热管11的蒸发部21配置在受热构件12的一方的面(在图2(a)及(b)中为上表面)上，以受热构件12与被冷却部件31a热连接的方式将被冷却部件31a配置在受热构件12的另一方的面(在图2(a)及(b)为下表面)上，从而被冷却部件31a产生的热经由受热构件12而向热管11的蒸发部21导热。
散热构件13是与冷却板等散热用的构件32热连接的构件，例如由金属板等形成，所述散热用的构件32将液体的热传递介质吸入内部而进行温度管理，所述液体的热传递介质以通过带温度调节功能的循环装置等进行温度管理的水作为主体。
散热构件13、热管11以及散热用的构件32的连接结构为如下的结构：以散热构件13与热管11的冷凝部22热连接的方式将热管11的冷凝部22配置在散热构件13的一方的面(在图2(a)及(b)为上表面)上，以散热构件13与散热用的构件32热连接的方式将散热用的构件32配置在散热构件13的另一方的面(在图2(a)及(b)为下表面)上，从而散热用的构件32经由散热构件13对热管11的冷凝部22进行冷却。
如图3(a)至(d)及图4(a)至(b)所示，本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管11(11a、11b)具备：在内部形成有空洞部55的容器41；被收容配置在容器41内且产生毛细管力的管芯42(42a、42b、42c、42c’)；以及被封入到容器41内的空洞部55的工作液(未图示)。热管11通过将管芯42与工作液一起封入到容器41内，抽掉空气之后，密闭封住容器41而形成。
如图3(a)至(d)及图4(a)至(d)所示，作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管的一例的热管11(11a、11b)在容器41内配置有管芯42。管芯42形成为蒸发部21的管芯(蒸发部管芯)42a的毛细管力与冷凝部22的管芯(冷凝部管芯)42b的毛细管力不同的结构。
此外，图3(a)至(d)所示的热管11a与图4(a)至(d)所示的热管11b的不同点在于，热管11a的中间部管芯42c与热管11b的中间部管芯42c’的结构不同，关于详细内容将在后面进行叙述。另外，在热管11(11a、11b)中，将蒸发部21与冷凝部22之间的部分称为中间部23，将中间部23的管芯称为中间部管芯42c、42’。
另外，在图3(a)至(d)所示的热管11a与图4(a)至(d)所示的热管11b中，虽然以蒸发部管芯42a为蒸发部21的管芯，冷凝部管芯42b为冷凝部22的管芯的方式进行记载，但蒸发部管芯42a也可以是由蒸发部21与蒸发部21的附近形成的区域中的管芯，不仅包括蒸发部21的管芯，也包括蒸发部21的附近的管芯，且冷凝部管芯42b也可以是由冷凝部22与冷凝部22的附近形成的区域中的管芯，不仅包括冷凝部22的管芯，也包括冷凝部22的附近的管芯。此时，中间部管芯42c、42’成为蒸发部管芯42a与冷凝部管芯42b之间的部分的管芯42。
在此，管芯是将金属网、烧结金属、金属毡等设置在热管内的构件。能够对接触管芯的工作液引起毛细管现象。由此能够进行工作液的回流。另外，管芯42的结构可以为任意结构，例如可以列举：槽结构、烧结金属及网状金属(编入金属细线的网状的金属)中的一个结构体；或者将槽结构、烧结金属及网状金属中的不同的结构体组合多个而成的复合体等。并且，蒸发部管芯42a的结构及冷凝部管芯42b的结构只要是蒸发部管芯42a的毛细管力与冷凝部管芯42b的毛细管力不同的结构即可，蒸发部管芯42a的结构与冷凝部管芯42b的结构可以为不同的结构，也可以为相同的结构。
在此，将槽结构、烧结金属及网状金属中的不同的结构体组合多个而成的构件称为复合体，而将槽结构、烧结金属及网状金属中的相同的结构体组合多个而成的构件仅称为结构体。例如，将网状金属组合多个而成的构件仅称为网状金属。另外，蒸发部管芯42a的结构与冷凝部管芯42b的结构不同且毛细管力不同的情况例如可以列举：蒸发部管芯42a的结构为烧结金属，而冷凝部管芯42b的结构为网状金属的情况。另外，蒸发部管芯42a的结构与冷凝部管芯42b的结构相同且毛细管力不同的情况例如可以列举：蒸发部管芯42a的结构与冷凝部管芯42b的结构均为网状金属，且与容器41的长度方向垂直的剖面中的蒸发部管芯42a的面积与冷凝部管芯42b的面积不同的情况、或蒸发部管芯42a的网眼的细度与冷凝部管芯42b的网眼的细度不同的情况等。
如图2(a)及(b)所示，散热器10通过经由散热器10的发热构件12热传导过来的被冷却部件31a所产生的热，使工作液在热管11的蒸发部21蒸发，从而使其蒸气向热管11的冷凝部22移动。另外，在冷凝部22中，工作液的蒸气经由散热器11的散热构件13，通过由散热用的构件(冷却板等)32冷却的热管11的壁面而冷凝，从而再次回到液相状态。在该工作液的冷凝之际放出潜热。这样回到液相状态的工作液通过设置在热管11的内部且产生毛细管力的管芯42而再次向蒸发部移动(回流)。通过这样的工作液的相变、移动来进行热的移动。
作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例的散热器10通过增大热管11的蒸发部21(及蒸发部21附近)的蒸发部管芯42a的毛细管力，使得工作液在蒸发部21(及蒸发部21附近)变得容易停滞，所述热管11经由受热构件12而与被冷却部件31a热连接。即，蒸发部21(及蒸发部21附近)的工作液的保水性变大。其结果是，能够防止蒸发部21(及蒸发部21附近)的工作液的枯竭现象(干涸)的发生。
另外，通过减小热管11的冷凝部22(及冷凝部22附近)的冷凝部管芯42b的毛细管力，能够防止蒸发部21及蒸发部21附近的工作液的枯竭现象(干涸)的发生，所述热管11经由散热构件13而与散热用的构件(冷却板等)32热连接。
作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例的散热器10更优选形成蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大的结构。即使在经由受热构件12而热连接于被冷却部件31a的热管11的蒸发部21、与经由散热构件13而热连接于散热用的构件(冷却板等)32的热管11的冷凝部22之间的温度差大的情况下，也能够通过将热管11的容器41内的管芯42设置成蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大这样的结构，借助蒸发部21(及蒸发部21附近)的工作液的高保水性、和由于冷凝部22(及冷凝部22附近)的低温化而粘性变大的工作液向蒸发部21的高移动性，防止因蒸发部21(及蒸发部21附近)的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够稳定地进行蒸发部21与冷凝部22之间的工作液的移动。
另外，作为本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例的散热器10优选在热管11的容器41的剖面中央部形成有成为蒸发后的工作液的流路(蒸发流路)的没有管芯42的空间部。通过在容器41的内部形成的空间部，能够使蒸气流迅速地从蒸发部21向冷凝部22移动。即，能够提高最大热传递量。
作为蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大的结构，可以列举：图3(a)至(d)所示那样的使冷凝部管芯42b及中间部管芯42c的结构为槽结构，而仅使蒸发部管芯42a的结构为将槽结构与烧结金属组合而成的复合体的例子；图4(a)至(d)所示那样的使冷凝部管芯42b的结构为槽结构，使蒸发部管芯42a及中间部管芯42c’的结构为将槽结构与烧结金属组合而成的复合体的例子。
另外，作为蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大的结构之一，可以列举蒸发部管芯42a的管芯量比冷凝部管芯42b的管芯量多的例子。
另外，作为蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大的结构的其他例子，具体而言，可以列举蒸发部管芯42a的结构(结构1)与冷凝部管芯42b的结构(结构2)成为以下所示这样的组合的例子((例1)至(例5))等。
(例1)(结构1)与(结构2)的双方均为在容器41的内部具有槽结构作为管芯的结构，且具有与容器41的长度方向垂直的剖面上的槽结构的部分的面积形成为(结构1)比(结构2)更大。
(例2)(结构1)与(结构2)的双方均为在容器41的内部具有槽结构作为管芯的结构，且与容器41的长度方向垂直的剖面上的槽结构的槽的高度形成为(结构1)比(结构2)更高。
(例3)(结构1)与(结构2)的双方均为在容器41的内部具有烧结金属或网状金属作为管芯的结构，且具有与容器41的长度方向垂直的剖面上的烧结金属或网状金属的部分的面积形成为(结构1)比(结构2)更大。
(例4)(结构1)与(结构2)的双方均为在容器41的内部具有烧结金属或网状金属作为管芯的结构，且与容器41的长度方向垂直的剖面上的烧结金属的空隙或网状金属的网眼形成为(结构1)比(结构2)更细。
(例5)(结构1)是在容器41的内部具有槽结构并且还具有烧结金属作为管芯的结构，(结构2)在容器41的内部具有槽结构作为管芯。(结构1)与(结构2)中设置的槽结构为相同形状。由于(结构1)中具有烧结金属，因此蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大。
作为图3(a)至(d)所示的热管11的一例的热管11a的内部结构在热管11a的容器41的内壁的整体上设置槽结构，并且在蒸发部21(及蒸发部21附近)的容器41的内壁的槽结构部分设有烧结金属的管芯。即，使冷凝部管芯42b与中间部管芯42c的结构为毛细管力低的槽结构的管芯51，并使蒸发部管芯42a的结构为将槽结构的管芯51与毛细管力高的烧结金属的管芯52组合而成的复合体。通过这样的热管11a的内部结构使蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大，并且能够确保充分的蒸发部管芯42a的毛细管力与冷凝部管芯42b的毛细管力的差，用于防止蒸发部21及蒸发部21附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够更稳定地进行蒸发部21与冷凝部22之间的工作液的移动。
作为图4(a)至(d)所示的热管11的一例的热管11b的内部结构在热管11b的容器41的内壁的整体上设置槽结构，并且在冷凝部22(及冷凝部22附近)以外的容器41的内壁的槽结构部分设有烧结金属的管芯。即，使冷凝部管芯42b的结构为毛细管力低的槽结构的管芯51，并使蒸发部管芯42a与中间部管芯42c’的结构为将槽结构的管芯51与毛细管力高的烧结金属的管芯52组合而成的复合体。通过这样的热管11b的内部结构使蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大，并且能够确保充分的蒸发部管芯42a的毛细管力与冷凝部管芯42b的毛细管力的差，用于防止蒸发部21及蒸发部21附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够更稳定地进行蒸发部21与冷凝部22之间的工作液的移动。
另外，在图3(a)至(d)所示的热管11a及图4(a)至(d)所示的热管11b中，蒸发部管芯42a、冷凝部管芯42b及中间部管芯42c、42c’设置在热管11a及热管11b的容器41的内壁侧，在容器41的剖面中央部分，形成有成为蒸发后的工作液的流路(蒸发流路)的没有管芯的空间部55。空间部55成为蒸发后的工作液的流路(蒸发流路)，因此能够使蒸气流迅速地从热管的蒸发部向热管的冷凝部移动。即，能够提高最大热传递量。
上述的图3(a)至(d)所示的热管11a的容器41内的管芯42的结构例如能够如下地构成：在容器41的内壁整体上设置槽结构的管芯51之后，通过将金属粉末烧结在热管11a的蒸发部21的槽结构的管芯51之上而形成烧结金属。另外，上述的图4(a)至(d)所示的热管11b的容器41内的管芯42的结构例如能够如下地构成：在容器41的内壁整体上设置槽结构的管芯51之后，通过将金属粉末烧结在热管11b的蒸发部21及中间部23的槽结构的管芯51之上而形成烧结金属。
在图3(a)至(d)所示的热管11a及图4(a)至(d)所示的热管11b的内部结构中，虽然蒸发部管芯42a的结构是将槽结构的管芯51与烧结金属的管芯52组合而成的复合体，冷凝部管芯42b的结构为槽结构的管芯51，但并不限于此。例如，即便使蒸发部管芯42a的结构为将槽结构的管芯与毛细管力高的网状金属的管芯组合而成的复合体，并使冷凝部管芯42b的结构为槽结构的管芯，也能够使蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大，并且能够确保充分的蒸发部管芯42a的毛细管力与冷凝部管芯42b的毛细管力的差，用于防止蒸发部21及蒸发部21附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。
图3(a)至(d)及图4(a)至(d)所示的本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的散热器的一例即散热器10中设置的热管11(11a及11b)的容器41的剖面形状虽然是在长度方向上大致同径的圆形形状，但并不限于该形状，只要对受热构件12及散热构件13进行热连接的形状即可，优选蒸发部21及冷凝部22的剖面形状为，与受热构件12及散热构件13接触的部分扁平的D型形状。这样，通过将蒸发部21及冷凝部22的与容器41的长度方向垂直的剖面的剖面形状设成D型形状，能够增大热管11的蒸发部21与受热构件12的接触面积、以及热管11的冷凝部22与散热构件13的接触面积。并且，能够确保热管11内的蒸发流路较大。其结果是，能够提高最大热传递量。
此外，上述的本实用新型的实施方式的冷却装置所具备的热管11的容器41由导热性材料形成，优选由铝系材料、铜系材料形成。另外，作为工作液，优选水、氟利昂等。容器的端部的焊接使用一般的接合技术即可，但优选激光焊接、钎焊焊接、扩散接合。
接着，对具备散热器与冷却板的本实用新型的实施方式的冷却装置的一例进行说明。图5是作为本实用新型的实施方式的冷却装置的一例的冷却装置100的概略立体图。如图5所示，作为本实用新型的实施方式的冷却装置的一例的冷却装置100具备冷却板32和图1至图4中所说明的散热器11，且形成散热器11的散热构件13与冷却板32热连接的结构。
如图5所示，冷却板32的结构为，将以被温度管理的冷却用的水作为主体的液体的热传递介质从吸水口61吸入由铜块等导热性材料形成的主体部63的内部，使伴随热管11的冷却而放出的工作液的冷凝之际的潜热向液体的热传递介质移动，并从排水口62将因潜热而温度上升的液体的热传递介质向主体部63的外部排出，由此进行主体部63的温度管理。
此外，冷却装置100配置在筐体110内，如箭头71所示，冷却板32的液体的热传递介质经由以主体部63的吸水口61为一端的吸水管嘴61a，从筐体110的外部被吸入主体部63的内部。另外，如箭头72所示，冷却板32的液体的热传递介质经由以主体部63的吸水口62为一端的吸水管嘴62a，从主体部63的内部被排出到筐体110的外部。此外，虽然记载了冷却装置100配置在筐体110内的例子，但也可以将冷却装置100配置在筐体110的外部。不将冷却水导入筐体110的内部即能够使冷却装置动作，由此可降低因冷却水的泄漏造成被冷却部件所搭载的系统损伤的可能性。
冷却装置100通过经由散热器10的发热构件12热传导过来的被冷却部件31a所产生的热，使工作液在热管11的蒸发部21蒸发，从而使其蒸气向热管11的冷凝部22移动。另外，在冷凝部22中，工作液的蒸气经由散热器11的散热构件13，通过由冷却板32冷却的热管11的壁面而冷凝，从而再次回到液相状态。在该工作液的冷凝之际放出潜热。所放出的潜热经由散热构件13向冷却板32内的液体的热传递介质移动，从而向冷却板32的外部放出。回到液相状态的工作液由于设置在热管11的内部且产生毛细管力的管芯42而再次向蒸发部移动(回流)。通过这样的工作液的相变、移动来进行热的移动。
如上所述，作为本实用新型的实施方式的冷却装置的一例的冷却装置100并没有使液体的热传递介质循环到在筐体110内的基板31上配置的被冷却部件31a的最近位置，而是通过配置在远离该被冷却部件31a的位置的冷却板32，对经由散热构件13而与该冷却板32热连接的热管11进行冷却，并对经由受热构件12而与该热管11热连接的被冷却部件31a进行冷却。因此，能够简化液体的热传递介质的循环路径，并且能够减轻漏水造成的风险。
另外，即使在经由受热构件12热连接于被冷却部件31a的热管11的蒸发部21、与经由散热构件13热连接于冷却板32的热管11的冷凝部22之间的温度差大的情况下，将热管11的容器41内的管芯42设置成蒸发部管芯42a的毛细管力比冷凝部管芯42b的毛细管力大这样的结构，因此借助蒸发部21及蒸发部21附近的工作液的高保水性、和由于冷凝部22(及冷凝部22附近)的低温化而粘性变大的工作液向蒸发部21的高移动性，能够防止因蒸发部21及蒸发部21附近的工作液的再供给量不足造成工作液的枯竭现象(干涸)的发生。其结果是，能够稳定地进行蒸发部21与冷凝部22之间的工作液的移动。
附图标记说明：
10：散热器
11、11a、11b：热管
12：受热构件
13：散热构件
21：蒸发部
22：冷凝部
23：中间部
31：基板
31a：被冷却部件
32：冷却板(散热用的构件)
41：容器
42：管芯
42a：蒸发部管芯
42b：冷凝部管芯
42c、42c’：中间部管芯
51：槽结构的管芯
52：烧结金属的管芯
55：空间部
100：冷却装置
Claims (10)
1.一种冷却装置，其具备冷却板和散热器，所述冷却装置的特征在于，
所述散热器具备：
受热构件，其与被冷却部件热连接；
散热构件，其与散热用的构件热连接；以及
热管，其具有在内部形成有空洞部的容器、被收容在所述容器内且产生毛细管力的管芯、以及被封入到所述容器内的所述空洞部的工作液，
所述热管具有安装有所述受热构件的蒸发部和安装有所述散热构件的冷凝部，
所述容器内的所述管芯至少将槽结构设置在该容器的内壁上，形成所述蒸发部的所述容器内的蒸发部管芯的毛细管力比所述冷凝部的所述容器内的冷凝部管芯的毛细管力大的结构，
所述散热器的所述散热构件与所述冷却板热连接。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，
所述容器内的所述管芯形成所述蒸发部管芯的管芯量比所述冷凝部管芯的管芯量多的结构。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，
所述蒸发部管芯的结构与所述冷凝部管芯的结构为相同种类的管芯的结构时，
所述容器内的所述管芯在与所述容器的长度方向垂直的剖面上，形成所述蒸发部管芯的面积比所述冷凝部管芯的面积大的结构。
4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，
所述蒸发部管芯的结构与所述冷凝部管芯的结构为相同种类的管芯的结构，且在该相同种类的管芯的结构中具有烧结金属或网状金属时，
所述容器内的所述管芯的结构为，与所述容器的长度方向垂直的剖面上的烧结金属的空隙或网状金属的网眼形成为所述蒸发部管芯比所述冷凝部管芯细。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，
所述管芯设置在所述容器的内壁上，
所述容器在该容器的剖面中央部设有没有所述管芯的空间部。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，
所述管芯的结构是槽结构、将槽结构与烧结金属组合而成的复合体、将槽结构与网状金属组合而成的复合体、或者将槽结构、烧结金属及网状金属组合而成的复合体。
7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，
仅所述蒸发部管芯的结构是将所述容器的内壁的所述槽结构与烧结金属组合而成的复合体、或者将所述容器的内壁的所述槽结构与网状金属组合而成的复合体。
8.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，
所述容器内的除了所述冷凝部管芯以外的部分的所述管芯的结构是将所述容器的内壁的所述槽结构与烧结金属组合而成的复合体、或者将所述容器的内壁的所述槽结构与网状金属组合而成的复合体。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，
所述热管的所述蒸发部及所述冷凝部中的所述容器的剖面形状为D型形状。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，
在所述容器的内壁的所述槽结构中，与该容器的长度方向垂直的剖面上的槽的高度形成为所述蒸发部管芯的结构比所述冷凝部管芯的结构高。
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