CN212253781U - 热管 - Google Patents

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伊藤信一
高桥和也
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Abstract

本实用新型提供一种热管，即使在寒冷地区将容器的长度方向设置成与重力方向大致平行，也抑制工作流体的冻结，从而，即使是薄型形状的容器也能防止其变形，而且还具有优异的热传输特性。该热管包括：容器，其具有两端部被密封的管状；吸液芯结构体，其收纳于该容器内；及工作流体，其被封入该容器内，在与所述容器的长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述吸液芯结构体在所述容器的内表面的两个部位接触，且所述吸液芯结构体的两侧面不接触所述容器的任何内表面，在所述吸液芯结构体不接触的所述容器的内表面，形成有金属烧结体层。

Description

热管
技术领域
本实用新型涉及一种薄型形状的热管，其具有良好的最大热传输量，且热 阻小、并具有优异的热传输特性。
背景技术
搭载于电气电子设备中的半导体元件等电子零件，由于伴随高性能化的高 密度搭载等，导致发热量增大，因此其冷却变得更为重要。作为电子零件的冷却 方法，有时会使用热管。
此外，由于上述电子零件的高密度搭载等带来热管设置场所的窄小化及上 述电子零件的薄型化等，有时要求使用扁平型热管。扁平型热管为了实现薄型化， 有时会减小容器的壁厚度。
另一方面，热管有时会在寒冷地区使用。若在寒冷地区设置热管，存在封入 到容器内的工作流体冻结，导致热管无法顺畅运作的情况。因此，提出利用一种 热管式冷却器，将多根热管中至少1根热管的工作流体的量设为其它热管的工 作流体的量的35～65％，由此在工作流体冻结的情况下，首先使工作流体的量 少从而热容量小的热管内的工作流体融化，从而缩短启动所需时间(专利文献 1)。
但是，在专利文献1中依然存在以下问题：工作流体在寒冷地区容易冻结， 所以，在工作流体冻结时存在体积膨胀，使薄型容器变形、破坏的情况。此外， 存在以下问题：若容器变形，则存在配置在热管周围的液晶、电池等其它部件受 损的情况。进而，在使用了薄型容器的扁平型热管中，存在以下问题：由于容器 内部的间隙狭窄，存在因工作流体冻结导致体积膨胀，使容器的变形、破坏更明 显的情况；如果将扁平型热管的长度方向设置成与重力方向大致平行，则液相工 作流体容易积存在容器底部，因此依然会根据工作流体的冻结导致的体积膨胀， 使容器的变形、破坏更显著的情况。
另一方面，如果为了防止工作流体的冻结而使用防冻液，或者为了防止工作 流体的冻结导致的容器变形、破坏而增大容器壁厚，会出现热管的热传输特性下 降的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-274487号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
鉴于所述情况，本实用新型的目的是提供一种热管，其在寒冷地区即使将容 器的长度方向设置成与重力方向大致平行，也抑制工作流体的冻结，从而即使是 薄型形状的容器也能防止其变形，且具有优异的热传输特性。
用于解决问题的技术方案
本实用新型的实施方式是一种热管，其包括：容器，其具有两端部被密封的 管状；吸液芯结构体，其收纳于该容器内；及工作流体，其被封入该容器内；且 在与所述容器的长度方向垂直的截面中的至少一个截面中，所述吸液芯结构体 与所述容器内表面的两个部位接触，且所述吸液芯结构体的两侧面与所述容器 的任何内表面均不接触，在所述吸液芯结构体不接触的所述容器的内表面，形成 有金属烧结体层。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，与所述容器的长度方向垂直的截 面的至少一部分被扁平加工。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，在至少一部分被扁平加工的所述 截面中，所述吸液芯结构体具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述凸状 上边部与对置内表面中的一个内表面接触，所述底边部另一个内表面接触。
本实用新型的实施方式是一种热管，其包括：扁平型容器，其具有两端部被 密封的管状，在与长度方向垂直的截面中，具有在上下方向相互对置的一对内表 面；吸液芯结构体，其收纳于该扁平型容器内；及工作流体，其被封入该扁平型 容器内，在与所述扁平型容器的所述长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述 吸液芯结构体与所述扁平型容器的所述一对内表面接触，且所述吸液芯结构体 的两侧面与所述扁平型容器的任何内表面均不接触，在所述吸液芯结构体不接 触的所述扁平型容器的内表面，形成有金属烧结体层。
上述实施方式中，扁平型容器的内表面具有与吸液芯结构体接触的部位、及 形成金属烧结体层的部位。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，在所述至少一截面中，所述吸液 芯结构体的截面具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述凸状上边部与 对置的所述一对内表面中的一个内表面接触，所述底边部与另一内个表面接触。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，所述金属烧结体层的厚度/所述 容器的壁厚的值为30％～130％，(与所述容器接触且与所述金属烧结体层的厚 度对应的所述吸液芯结构体的区域的截面积+所述金属烧结体层的截面积)/(所 述吸液芯结构体的截面积+所述金属烧结体层的截面积)的值为45％～95％。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，所述吸液芯结构体为金属烧结体。
本实用新型的实施方式是一种热管，其包括：容器，其具有两端部被密封的 管状；吸液芯结构体，其收纳于该容器内；及工作流体，其被封入该容器内，在 所述容器的与长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述吸液芯结构体包括在 上下方向配置的第1吸液芯结构部及第2吸液芯结构部，所述第1吸液芯结构 部与所述容器的内表面的一个部位接触，且所述第1吸液芯结构部的两侧面与 所述容器的任何内表面均不接触，所述第2吸液芯结构部与所述容器的内表面 的另一个部位接触，且所述第2吸液芯结构部的两侧面与所述容器的任何内表 面均不接触，在所述吸液芯结构体不接触的所述容器的内表面，形成有金属烧结 体层。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，所述第1吸液芯结构部与所述 第2吸液芯结构部接触。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，与所述容器的长度方向垂直的截 面的至少一部分被扁平加工。
本实用新型的实施方式是一种热管，在至少一部分被扁平加工的所述截面 中，所述第1吸液芯结构部具有凸形状的凸状底边部及上边部，所述第2吸液 芯结构部具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述第1吸液芯结构部的 凸状底边部与所述第2吸液芯结构部的凸状上边部接触，所述第1吸液芯结构 部的上边部与对置的内表面中的一个内表面接触，所述第2吸液芯结构部的平 坦的底边部另一个内表面接触。
本实用新型的实施方式是一种热管，其包括：扁平型容器，其具有两端部被 密封的管状，在与长度方向垂直的截面中，具有在上下方向相互对置的一对内表 面；吸液芯结构体，其收纳于该扁平型容器内；及工作流体，其被封入该扁平型 容器内，在与所述扁平型容器的所述长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述 吸液芯结构体包括在上下方向配置的第1吸液芯结构部及第2吸液芯结构部， 所述第1吸液芯结构部分别与所述扁平型容器的所述一对内表面中的一个内表 面及所述第2吸液芯结构部接触，且所述第1吸液芯结构部的两侧面与所述扁 平型容器的任何内表面均不接触，所述第2吸液芯结构部与所述扁平型容器的 所述一对内表面中的另一个内表面接触，且所述第2吸液芯结构部的两侧面与所述扁平型容器的任何内表面均不接触，在所述吸液芯结构体不接触的所述扁 平型容器的内表面，形成有金属烧结体层。
在上述实施方式中，扁平型容器的内表面具有与第1吸液芯结构部或第2 吸液芯结构部接触的部位、及形成有金属烧结体层的部位。
本实用新型的实施方式是一种热管，在所述至少一截面中，所述第1吸液 芯结构部的截面具有凸形状的凸状底边部及平坦的上边部，所述第2吸液芯结 构部的截面具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述第1吸液芯结构部 的凸状底边部与所述第2吸液芯结构体的凸状上边部接触，所述第1吸液芯结 构部的平坦的上边部所述一个内表面接触，所述第2吸液芯结构部的平坦的底 边部与所述另一个内表面接触。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，所述金属烧结体层的厚度/所述 容器的壁厚的值为30％～130％，(与所述容器接触且与所述金属烧结体层的厚 度对应的所述吸液芯结构体的区域的截面积+所述金属烧结体层的截面积)/(所 述吸液芯结构体的截面积+所述金属烧结体层的截面积)的值为45％～95％。
本实用新型的实施方式是一种热管，其中，所述吸液芯结构体为金属烧结体。
实用新型的效果
根据本实用新型的实施方式，通过在吸液芯结构体不接触的所述容器的内 表面形成金属烧结体层，利用金属烧结体层将液相工作流体分散，即使在寒冷地 区将容器的长度方向设置成与重力方向大致平行，也能抑制工作流体的冻结。如 上所述，如此即使在寒冷地区将容器的长度方向设置成与重力方向大致平行也 能抑制工作流体的冻结，所以即使是薄型形状的壁厚小的容器也能防止变形。此 外，无需使用防冻液，且能使用壁厚小的容器，从而发挥优异的热传输特性。而 且，即使将容器的长度方向设置成与重力方向大致平行，也能抑制工作流体的冻 结，因此，热管的设置姿势的自由度提升。
附图说明
图1是本实用新型的第1实施方式例所涉及的热管的截面图。
图2是本实用新型的第2实施方式例所涉及的热管的截面图。
图3是本实用新型的第3实施方式例所涉及的热管的截面图。
图4是本实用新型的第4实施方式例所涉及的热管的截面图。
图5是本实用新型的第5实施方式例所涉及的热管的截面图。
图6是本实用新型的第6实施方式例所涉及的热管的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本实用新型的第1实施方式例所涉及的热管。
如图1所示，第1实施方式例所涉及的热管1包括：管状的扁平型容器10， 其具有一个平坦的内表面11及与一个平坦的内表面11对置的另一个平坦的内 表面12；吸液芯结构体21，其配设在另一个平坦的内表面12上；及工作流体 (未图示)，其被封入到扁平型容器10内。
扁平型容器10是密闭的直线状管材，其具有一个平坦的内表面11、与一个 平坦的内表面11对置的另一个平坦的内表面12、及形成在一个平坦的内表面 11与另一个平坦的内表面12之间的曲面部13、13'，且与长度方向正交的方向 (即与长度方向垂直)的截面形状为扁平形状。即，扁平型容器10在与长度方 向垂直的截面中具有在上下方向相互对置的一对平坦的内表面。扁平型容器10 在整个长度方向上呈扁平型。此外，与扁平型容器10的长度方向正交的方向上 的内部空间的截面积在所有部位均相同，一个平坦的内表面11形成在与另一个 平坦的内表面12大致平行的方向上。进而，一个平坦的内表面11与另一个平坦的内表面12的距离并无特别限定，但扁平型容器10为1.5mm以下、尤其是 1.0mm以下的薄型形状。此外，扁平型容器10的壁厚并无特别限定，但例如为 50～500μm。热管1的热传输方向是扁平型容器10的长度方向。热管1中，横 跨扁平型容器10的整个长度方向，一个平坦的内表面11与另一个平坦的内表 面12的距离大致相同。
吸液芯结构体21具有作为从另一个平坦的内表面12突出的凸形状的凸状 上边部的弯曲部22、及平坦的底边部23，底边部23与另一个平坦的内表面12 的一部分区域接触。在热管1中，底边部23固定在另一个平坦的内表面12。此 外，吸液芯结构体21针对与扁平型容器10的长度方向正交的方向(扁平型容 器10的截面)，设置在其大致中央部。在热管1中，与扁平型容器10的长度方 向正交的方向上的吸液芯结构体21的截面形状为大致半椭圆状。
在热管1中，在扁平型容器10的另一个平坦的内表面12中与吸液芯结构 体21的底边部23不接触的区域、扁平型容器10的一个平坦的内表面11中与 吸液芯结构体21的弯曲部22不接触的区域、及扁平型容器10的曲面部13、13' 上，均形成有金属烧结体层20。即，在扁平型容器10的内表面中，与吸液芯结 构体21不接触的区域被金属烧结体层20覆盖。金属烧结体层20的内表面(表 面)露出于扁平型容器10的内部空间。
吸液芯结构体21，其中，弯曲部22与扁平型容器10的一个平坦的内表面 11接触。在热管1中，弯曲部22的顶部与一个平坦的内表面11接触。此外， 弯曲部22的顶部处于被一个平坦的内表面11压接的状态。因此，弯曲部22的 顶部处于被压缩而压扁的状态。由此，吸液芯结构体21的毛细管压力进一步提 升，可以使液相工作流体更顺畅地回流。
吸液芯结构体21从扁平型容器10的一个端部延伸到另一个端部为止。吸 液芯结构体21的与扁平型容器10的长度方向正交的方向上的最大宽度，在扁 平型容器10的一个端部、中央部、另一个端部均无特别限定，但在热管1中， 从一个端部到另一个端部为止为大致相同的最大宽度。
金属烧结体层20从扁平型容器10的一个端部延伸到另一个端部为止。因 此，金属烧结体层20形成在扁平型容器10的整个长度方向上。此外，金属烧 结体层20的厚度并无特别限定，但例如为0.30mm以下。扁平型容器10的截面 中的金属烧结体层20的厚度/扁平型容器10的壁厚的比率并无特别限定，但从 可靠地防止液相工作流体的积聚的方面出发，优选为30％以上，更优选为40％ 以上，尤其优选为60％以上。另一方面，所述比率的上限值并无特别限定，但从 气相工作流体的流通性方面出发，优选为130％以下。此外，在所述截面中，(与 扁平型容器10接触且与金属烧结体层20的厚度对应的吸液芯结构体21的区域 (图1的符号a的区域)的截面积+金属烧结体层20的截面积)/(吸液芯结构 体21的截面积+金属烧结体层20的截面积)的比率并无特别限定，但从可靠 地防止液相工作流体积聚的方面出发，优选为45％以上，更优选为60％以上， 尤其优选为70％以上。另一方面，所述比率的上限值并无特别限定，但从气相工 作流体的流通性方面出发，优选为95％以下。
在热管1的扁平型容器10的内表面，也可以形成有凹凸状的细槽。在扁平 型容器10的内表面形成有凹凸状细槽的情况下，扁平型容器10的壁厚是细槽 底部(凹部底部)的壁厚，金属烧结体层20的厚度是细槽底部(凹部底部)的 厚度。
如图1所示，在扁平型容器10的内部空间中，未配置吸液芯结构体21的 部位成为气相工作流体的蒸汽通道24。即，由一个平坦的内表面11中与吸液芯 结构体21不接触的区域(即一个平坦的内表面11的金属烧结体层20的表面)、 吸液芯结构体21的弯曲部22的表面、另一个平坦的内表面12中与吸液芯结构 体21不接触的区域(即另一个平坦的内表面12的金属烧结体层20的表面)、 及扁平型容器10的曲面部13、13'(即曲面部13、13'的金属烧结体层20的表 面)，而形成蒸汽通道24。因此，蒸汽通道24是在与扁平型容器10的长度方向平行的方向上延伸。此外，蒸汽通道24设置在吸液芯结构体21的两侧。
扁平型容器10的材质并无特别限定，例如从热导率优异方面出发可使用铜、 铜合金，从轻量性方面出发可使用铝、铝合金，从改善强度方面出发可使用不锈 钢等。此外，也可以根据使用状况，使用锡、锡合金、钛、钛合金、镍及镍合金 等。吸液芯结构体21的材质并无特别限定，可以使用铜粉及不锈钢粉等金属粉、 碳粉、铜粉与碳粉的混合粉、上述粉体的纳米粒子、金属网材与金属粉组合而成 的复合金属等的烧结体。烧结体可以通过将上述粉体或复合金属烧结并与粉体 结合来制造，通过烧结而形成具有毛细管压力的多孔质结构。金属烧结体层20 的材质只要是包含金属粉的粉体的烧结体则并无特别限定，例如可使用铜粉及 不锈钢粉等金属粉、铜粉与碳粉的混合粉、上述粉体的纳米粒子等的烧结体。
此外，作为封入到扁平型容器10内的工作流体，可根据与扁平型容器10的 材料的适应性而适当地进行选择，例如可列举水、替代氟利昂、全氟化碳、环戊 烷等。
其次，对本实用新型的第1实施方式例所涉及的热管1的热传输机制进行 说明。如果热管1通过受热部从热连接的发热体(未图示)受热，工作流体因受 热部而从液相相变为气相。该气相工作流体在扁平型容器10的长度方向上从受 热部向散热部在蒸汽通道24内流动，从而将来自发热体的热从受热部向散热部 输送。从受热部向散热部输送的发热体的热通过热交换单元中设置的散热部，使 气相工作流体相变为液相，从而作为潜热被释放。通过散热部释放的潜热利用散 热部中设置的热交换单元(未图示)，从散热部向热管1的外部环境释放。通过 散热部而相变为液相的工作流体进入吸液芯结构体21，并利用吸液芯结构体21 的毛细管压力，从散热部返回到受热部。
在第1实施方式例所涉及的热管1中，在吸液芯结构体21不接触的扁平型 容器10的内表面形成有金属烧结体层20，由此利用金属烧结体层20的毛细管 力将液相工作流体分散、即利用金属烧结体层20防止液相工作流体的积聚，因 此，即使在寒冷地区将容器的长度方向设置成与重力方向大致平行，也能抑制液 相工作流体的冻结。如此，即使在寒冷地区将容器的长度方向设置成与重力方向 大致平行也能抑制液相工作流体的冻结，所以即使是薄型形状的壁厚薄的扁平 型容器10，也能防止其变形、破坏。此外，在第1实施方式例所涉及的热管1 中，无需使用防冻液作为工作流体，可使用壁厚薄的扁平型容器10，因此能发 挥优异的热传输特性。进而，即使将扁平型容器10的长度方向设置成与重力方 向大致平行也能抑制工作流体的冻结，因此提高热管1的设置姿势的自由度。
其次，使用附图来说明本实用新型的第2实施方式例所涉及的热管。另外， 对与第1实施方式例所涉及的热管相同的组成部分，使用相同符号进行说明。
在第1实施方式例所涉及的热管中，具有弯曲部及底边部的吸液芯结构体 21的弯曲部接触扁平型容器的一个平坦的内表面，底边部接触另一个平坦的内 表面，但取而代之地，如图2所示，在第2实施方式例所涉及的热管2中，吸液 芯结构体21具有配设在一个平坦的内表面11的第1吸液芯结构部21-1、及配 设在另一个平坦的内表面12的第2吸液芯结构部21-2。
第1吸液芯结构部21-1具有从一个平坦的内表面11突出的凸形状的凸状 底边部即第1弯曲部22-1、及平坦的上边部23-1，且平坦的上边部23-1与一个 平坦的内表面11的一部分区域接触。在热管2中，平坦的上边部23-1固定在一 个平坦的内表面11。此外，第1吸液芯结构部21-1在与扁平型容器10的长度 方向正交的方向(扁平型容器10的截面)上，设置在其大致中央部。在热管2 中，与扁平型容器10的长度方向正交的方向上的第1吸液芯结构部21-1的截 面形状为大致半椭圆状。
此外，第2吸液芯结构部21-2具有凸形状的凸状上边部即第2弯曲部22-2 及平坦的底边部23-2，且平坦的底边部23-2与另一个平坦的内表面12的一部 分区域接触，该第2弯曲部22-2与从另一个平坦的内表面12突出且为凸形状 的凸状底边部即第1弯曲部22-1对置。在热管2中，平坦的底边部23-2固定在 另一个平坦的内表面12。此外，第2吸液芯结构部21-2在与扁平型容器10的 长度方向正交的方向，设置在其大致中央部。在热管2中，与扁平型容器10的 长度方向正交的方向上的第2吸液芯结构部21-2的截面形状为大致半椭圆状。
在热管2中，在扁平型容器10的一个平坦的内表面11中与第1吸液芯结 构部21-1的平坦的上边部23-1不接触的区域、扁平型容器10的另一个平坦的 内表面12中与第2吸液芯结构部21-2的平坦的底边部23-2不接触的区域、及 扁平型容器10的曲面部13、13'上，均形成有金属烧结体层20。即，在扁平型 容器10的内表面中，与吸液芯结构体21不接触的区域被金属烧结体层20覆盖。 金属烧结体层20的内表面(表面)露出于扁平型容器10的内部空间。
第1吸液芯结构部21-1，其中，第1弯曲部22-1与第2吸液芯结构部21-2 的第2弯曲部22-2接触。在热管2中，第1弯曲部22-1的底部与第2弯曲部 22-2的顶部相互接触。此外，第1弯曲部22-1的底部与第2弯曲部22-2的顶部 均为压接状态。因此，第1弯曲部22-1的底部与第2弯曲部22-2的顶部处于被 压缩而压扁的状态。由此，第1吸液芯结构部21-1及第2吸液芯结构部21-2的 毛细管压力进一步提升，可以使液相工作流体更顺畅地回流。
扁平型容器10的截面中的金属烧结体层20的厚度/扁平型容器10的壁厚 的比率并无特别限定，但从可靠地防止液相工作流体的积聚的方面出发，优选为 30％以上，更优选为40％以上，尤其优选为60％以上。另一方面，所述比率的上 限值并无特别限定，但从气相工作流体的流通性方面出发优选为130％以下。此 外，所述截面中，(与扁平型容器10接触且与金属烧结体层20的厚度对应的 吸液芯结构体21的区域(图2的符号a的区域)的截面积+金属烧结体层20的 截面积)/(吸液芯结构体21的截面积+金属烧结体层20的截面积)的比率并 无特别限定，但从可靠地防止液相工作流体的积聚方面出发，优选为45％以上， 更优选为60％以上，尤其优选为70％以上。另一方面，所述比率的上限值并无 特别限定，从气相工作流体的流通性方面出发优选为95％以下。
在热管2的扁平型容器10的内表面，也可以形成有凹凸状的细槽。在扁平 型容器10的内表面形成有凹凸状细槽的情况下，扁平型容器10的壁厚是细槽 底部(凹部底部)的壁厚，金属烧结体层20的厚度是细槽底部(凹部底部)的 厚度。
第2实施方式例所涉及的热管2中，在吸液芯结构体21不接触的扁平型容 器10的内表面也形成有金属烧结体层20，由此利用金属烧结体层20的毛细管 力将液相工作流体分散、即利用金属烧结体层20防止液相工作流体的积聚，因 此，即使在寒冷地区也能抑制液相工作流体的冻结。
其次，使用附图来说明本实用新型的第3实施方式例所涉及的热管。另外， 对与第1、第2实施方式例所涉及的热管相同的组成部分，使用相同符号进行说 明。
第1实施方式例所涉及的热管的容器的截面形状是具有对置的一个平坦的 内表面与另一个平坦的内表面的扁平型，但取而代之地，如图3所示，在第3实 施方式例所涉及的热管3中，容器10的截面形状为包括平坦部与半椭圆状部位 的扁平形状。
即，在热管3中，针对与容器10的长度方向垂直的截面，仅其一部分区域 被扁平加工。在所述截面中，被扁平加工的区域形成另一个平坦的内表面，未被 扁平加工的区域成为与另一个平坦的内表面对置的大致半椭圆形状的一个内表 面。
吸液芯结构体21具有从扁平加工的另一个平坦的内表面突出的凸形状的凸 状上边部即弯曲部、及平坦的底边部，平坦的底边部与被扁平加工的另一个平坦 的内表面的一部分区域接触。在热管3中，平坦的底边部也固定在另一个平坦 的内表面。此外，吸液芯结构体21在与容器10的长度方向正交的方向(容器 10的截面)，设置在其大致中央部。在热管3中，与容器10的长度方向正交的 方向上的吸液芯结构体21的截面形状也是大致半椭圆状。
此外，吸液芯结构体21的弯曲部与容器10的大致半椭圆形状的一个内表 面接触。在热管3中，弯曲部的顶部也与一个内表面接触。
在热管3中，在容器10的另一个平坦的内表面中与吸液芯结构体21的平 坦的底边部不接触的区域、大致半椭圆形状的一个内表面中与吸液芯结构体21 的弯曲部不接触的区域上也均形成有金属烧结体层20。即，在容器10的内表面 中，与吸液芯结构体21不接触的区域被金属烧结体层20覆盖。金属烧结体层 20的内表面(表面)露出于容器10的内部空间。
在第3实施方式例所涉及的热管3中，在吸液芯结构体21不接触的容器10 的内表面也形成有金属烧结体层20，从而利用金属烧结体层20的毛细管力将液 相工作流体分散，因此即使在寒冷地区也能抑制液相工作流体的冻结。
其次，使用附图来说明本实用新型的第4实施方式例所涉及的热管。另外， 对与第1～第3实施方式例所涉及的热管相同的组成部分，使用相同符号进行说 明。
第2实施方式例所涉及的热管的容器的截面形状是具有对置的一个平坦的 内表面与另一个平坦的内表面的扁平型，但取而代之地，如图4所示，在第4实 施方式例所涉及的热管4中，容器10的截面形状是包括平坦部及半椭圆状部位 的扁平形状。
即，在热管4中，在与容器10的长度方向垂直的截面，仅其一部分区域被 扁平加工。在所述截面中，被扁平加工的区域形成另一个平坦的内表面，未被扁 平加工的区域成为与另一个平坦的内表面对置的大致半椭圆形状的一个内表面。
第1吸液芯结构部21-1具有从大致半椭圆形状的一个内表面11突出的凸 形状的凸状底边部即第1弯曲部、及上边部，上边部接触大致半椭圆形状的一 个内表面11的一部分区域。在热管4中，上边部也固定在一个内表面。此外， 第1吸液芯结构部21-1在与容器10的长度方向正交的方向(容器10的截面)， 设置在其大致中央部。
此外，第2吸液芯结构部21-2具有凸形状的凸状上边部即第2弯曲部及平 坦的底边部，且平坦的底边部接触另一个平坦的内表面的一部分区域，该第2弯 曲部与从扁平加工的另一个平坦的内表面突出且为凸形状的凸状底边部即第1 弯曲部对置。在热管4中，平坦的底边部也固定在另一个平坦的内表面。此外， 第2吸液芯结构部21-2在与容器10的长度方向正交的方向，设置在其大致中 央部。在热管4中，与容器10的长度方向正交的方向上的第2吸液芯结构部21- 2的截面形状也是大致半椭圆状。
第1吸液芯结构部21-1的第1弯曲部接触第2吸液芯结构部的第2弯曲 部。在热管4中，第1弯曲部的底部与第2弯曲部的顶部也相互接触。
在热管4中，在作为容器10的大致半椭圆形状的一个内表面中，与第1吸 液芯结构部21-1的上边部不接触的区域、容器10的另一个平坦的内表面中与 第2吸液芯结构部21-2的平坦的底边部不接触的区域上也均形成有金属烧结体 层20。即，在容器10的内表面中，与吸液芯结构体21不接触的区域被金属烧 结体层20覆盖。金属烧结体层20的内表面(表面)露出于容器10的内部空间。
在第4实施方式例所涉及的热管4中，在吸液芯结构体21不接触的容器10 的内表面也形成有金属烧结体层20，从而利用金属烧结体层20的毛细管力将液 相工作流体分散，因此即使在寒冷地区也能抑制液相工作流体的冻结。
其次，使用附图来说明本实用新型的第5实施方式例所涉及的热管。另外， 对与第1～第4实施方式例所涉及的热管相同的组成部分，使用相同符号进行说 明。
第2实施方式例所涉及的热管的容器的截面形状为扁平型，但取而代之地， 如图5所示，在第5实施方式例所涉及的热管5中，容器10的截面形状为圆形 状。即，热管5的容器10不同于所述第1～第4实施方式例所涉及的热管的容 器，是未被扁平加工的形状。在第5实施方式例所涉及的热管5中，与所述第 1～第4实施方式例所涉及的热管同样地，在吸液芯结构体21不接触的容器10 的内表面也形成有金属烧结体层20，从而利用金属烧结体层20的毛细管力将液 相工作流体分散，因此即使在寒冷地区也能抑制液相工作流体的冻结。
其次，使用附图来说明本实用新型的第6实施方式例所涉及的热管。另外， 对与第1～第5实施方式例所涉及的热管相同的组成部分，使用相同符号进行说 明。
在容器的截面形状为包括平坦的部及半椭圆状部位的扁平形状的第4实施 方式例所涉及的热管中，第1吸液芯结构部21-1接触第2吸液芯结构部21-2， 但取而代之地，如图6所示，在第6实施方式例所涉及的热管6中，为第1吸 液芯结构部21-1与第2吸液芯结构部21-2不接触的形态。
在热管6中，为第1吸液芯结构部21-1的凸形状的凸状底边部即第1弯曲 部与第2吸液芯结构部的凸形状的凸状上边部即第2弯曲部不接触的形态。
在第6实施方式例所涉及的热管6中，在吸液芯结构体21不接触的容器10 的内表面也形成有金属烧结体层20，从而利用金属烧结体层20的毛细管力将液 相工作流体分散，因此即使在寒冷地区也能抑制液相工作流体的冻结。
其次，对本实用新型的热管的制造方法例进行说明。于此，以第1实施方式 例所涉及的热管的制造方法为例进行说明。所述制造方法并无特别限定，例如第 1实施方式例所涉及的热管，沿着圆形状管材的长度方向插入具有特定形状的缺 口部的芯棒。向管材的内表面与缺口部外表面之间形成的空隙部填充形成吸液 芯结构体的材料(例如粉末状的金属材料)。进而，向管材的内表面与芯棒外表 面之间的缝隙填充形成金属烧结体层的材料(例如粉末状的金属材料)。其次， 进行加热处理而形成吸液芯结构体与金属烧结体层的前驱体。之后，从管材中拔 出芯棒并对管材进行扁平加工，从而制造具有吸液芯结构体与金属烧结体层的 热管。
其次，对本实用新型的其它实施方式例所涉及的热管进行说明。在所述第1、 第2实施方式例所涉及的热管中，扁平型容器在整个长度方向上为扁平型，但 取而代之地，也可以将长度方向的一部分设为扁平型。此外，第1实施方式例所 涉及的热管的吸液芯结构体、第2实施方式例所涉及的热管的第1吸液芯结构 部及第2吸液芯结构部均为大致半椭圆状，但形状并无特别限定，例如也可以 是大致三角形状、大致矩形状等。
在所述各实施方式例所涉及的热管中，在容器的截面中，容器的内表面中的 与吸液芯结构体不接触的所有区域被金属烧结体层覆盖，但取而代之地，也可以 在容器的内表面中的与吸液芯结构体不接触的区域的一部分上设置金属烧结体 层。在所述各实施方式例所涉及的热管中，金属烧结体层从容器的一个端部延伸 到另一个端部为止，但取而代之地，也可以在长度方向的一部分区域上设置金属 烧结体层。尤其是，液相工作流体在重力方向存积，因此在容易存积液相工作流 体的部分、即重力方向下方侧的部分设置吸液芯结构体与金属烧结体层即可。在 所述各实施方式例所涉及的热管中，吸液芯结构体的弯曲部的顶部处于被压接 的状态，但也可以处于未被压接的状态。
在所述第1、第2实施方式例所涉及的热管中，一个平坦的内表面与另一个 平坦的内表面的距离在扁平型容器的整个长度方向上大致相同，但取而代之地， 也可以使用一个平坦的内表面与另一个平坦的内表面的距离在长度方向的一部 分上不同的扁平型容器。
实施例
其次，对本实用新型的实施例进行说明，但本实用新型只要未脱离其主旨则 并不限定于这些例子。
在实施例1～10及比较例1中，热管使用图2所示的第2实施方式例所涉 及的形态的热管。但在比较例1中，使用未设置金属烧结体层的热管。作为容 器，在实施例1～10及比较例1中，均使用将长度200mm×外径10mm的截面 为圆形状的管材扁平加工为1.3mm的容器。作为封入到容器内的工作流体，使 用水。另外，实施例2与实施例6是金属烧结体层的材质不同的热管。实施例1 与实施例5是在金属烧结体层的材质上不同的热管，实施例1与实施例3是在 吸液芯结构体的截面中的最大宽度上不同的热管。以长度方向垂直的方式设置所述热管，以-20℃×23分→65℃×23分进行热循环试验，然后将目视未发现容器 形状变形的比率作为热循环合格率(热循环OK率)(％)进行测定。
热特性评价是按以下方式测定的。
作为发热体，使用10mm×20mm、60W的发热体。使该发热体接触与实施 例1～10及比较例1相同结构的容器(热管)的另一个端部，在与容器(热管) 的一个端部相距15mm的部位设置热电偶，测量ΔT并按以下4个阶段进行评 价。
ΔT为0℃以上5℃以下评价为“A”
ΔT超过5℃且8℃以下评价为“B”
ΔT超过8℃且10℃以下评价为“C”
ΔT超过10℃评价为“D”
实施例及比较例的具体试验条件与试验结果示于下述表1。
[表1]
Figure BDA0002331676080000141
根据表1，在设有金属烧结体层的实施例1～10的热管中，即使在寒冷环境 下热循环50次也能可靠地抑制容器形状的变形，获得优异的热循环合格率。金 属烧结体层的厚度/容器的壁厚的比率为60％～120％、(与扁平型容器接触且与 金属烧结体层的厚度对应的吸液芯结构体的区域(图2的符号a的区域)的截 面积+金属烧结体层的截面积)/(吸液芯结构体的截面积+金属烧结体层的截 面积)的比率为73％～92％的实施例2、6、8～10即使热循环100次也能可靠地 抑制容器形状的变形，获得更优异的热循环合格率。进而，在金属烧结体层的厚 度/容器的壁厚的比率为80％～120％、(与扁平型容器接触且与金属烧结体层的 厚度对应的吸液芯结构体的区域的截面积+金属烧结体层的截面积)/(吸液芯 结构体的截面积+金属烧结体层的截面积)的比率为78％～92％的实施例8～10 中，即使热循环200次也能可靠地抑制容器形状的变形，获得特别优异的热循 环合格率。
此外，根据表1，在设有金属烧结体层的实施例1～10的热管中，发挥ΔT 超过5℃并优异的热传输特性。尤其是，在金属烧结体层的厚度/容器的壁厚的 比率为40％、(与扁平型容器接触且与金属烧结体层的厚度对应的吸液芯结构 体的区域(图2的符号a的区域)的截面积+金属烧结体层的截面积)/(吸液 芯结构体的截面积+金属烧结体层的截面积)的比率为49％的实施例1、3、5、 金属烧结体层的厚度/容器的壁厚的比率为120％、(与扁平型容器接触且与金属 烧结体层的厚度对应的吸液芯结构体的区域(图2的符号a的区域)的截面积 +金属烧结体层的截面积)/(吸液芯结构体的截面积+金属烧结体层的截面积) 的比率为92％的实施例10中，ΔT超过10℃，并发挥更优异的热传输特性。
另一方面，在未设置金属烧结体层的比较例1的热管中，热循环50次时热 循环合格率就变成0％，无法抑制寒冷环境下的容器形状变形。
此外，在比较例1中，ΔT为0℃以上5℃以下，与实施例1～10相比无法 获得优异的热传输特性。
工业上的可利用性
本实用新型的热管即使在寒冷环境下将容器的长度方向设置成与重力方向 大致平行，也能抑制工作流体的冻结，防止薄型形状容器的变形，而且也发挥优 异的热传输特性，因此例如在寒冷地区使用领域的利用价值高。
附图标记说明
1、2、3、4、5、6热管；10容器；20金属烧结体层；21吸液芯结构体。

Claims (11)

1.一种热管，包括：
容器，其具有两端部被密封的管状；
吸液芯结构体，其被收纳于该容器内；
工作流体，其被封入该容器内，
其特征在于，
在与所述容器的长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述吸液芯结构体与所述容器的内表面的两个部位接触，且所述吸液芯结构体的两侧面与所述容器的任何内表面均不接触，
在所述吸液芯结构体不接触的所述容器的内表面形成有金属烧结体层，
与所述容器的长度方向垂直的截面的至少一部分被扁平加工，
在至少一部分被扁平加工的所述截面中，所述吸液芯结构体具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述凸状上边部与对置的内表面中的一个内表面接触，所述底边部与另一个内表面接触。
2.一种热管，包括：
扁平型容器，其具有两端部被密封的管状，在与长度方向垂直的截面中具有在上下方向相互对置的一对内表面；
吸液芯结构体，其收纳于该扁平型容器内；
工作流体，其被封入该扁平型容器内，
其特征在于，
在与所述扁平型容器的所述长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述吸液芯结构体与所述扁平型容器的所述一对内表面的双方接触，且所述吸液芯结构体的两侧面与所述扁平型容器的任何内表面均不接触，
在所述吸液芯结构体不接触的所述扁平型容器的内表面，形成有金属烧结体层，
在所述至少一截面中，所述吸液芯结构体的截面具有平坦的底边部与凸形状的凸状上边部，所述凸状上边部与对置的所述一对内表面中的一个内表面接触，所述底边部与另一个内表面接触。
3.根据权利要求1或2所述的热管，其中，所述金属烧结体层的厚度/所述容器的壁厚的值为30％～130％，(与所述容器接触且与所述金属烧结体层的厚度对应的所述吸液芯结构体的区域的截面积+所述金属烧结体层的截面积)/(所述吸液芯结构体的截面积+所述金属烧结体层的截面积)的值为45％～95％。
4.根据权利要求1或2所述的热管，其中，所述吸液芯结构体为金属烧结体。
5.一种热管，包括：
容器，其具有两端部被密封的管状；
吸液芯结构体，其被收纳于该容器内；
工作流体，其被封入该容器内，
其特征在于，
在与所述容器的长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述吸液芯结构体由在上下方向配置的第1吸液芯结构部及第2吸液芯结构部构成，
所述第1吸液芯结构部与所述容器的内表面的一个部位接触，且所述第1吸液芯结构部的两侧面与所述容器的任何内表面均不接触，所述第2吸液芯结构部与所述容器的内表面的另一个部位接触，且所述第2吸液芯结构部的两侧面与所述容器的任何内表面均不接触，
在所述吸液芯结构体不接触的所述容器的内表面，形成有金属烧结体层，
所述金属烧结体层的厚度/所述容器的壁厚的值为30％～130％，(与所述容器接触且与所述金属烧结体层的厚度对应的所述吸液芯结构体的区域的截面积+所述金属烧结体层的截面积)/(所述吸液芯结构体的截面积+所述金属烧结体层的截面积)的值为45％～95％。
6.根据权利要求5所述的热管，其中，所述第1吸液芯结构部与所述第2吸液芯结构部接触。
7.根据权利要求5或6所述的热管，其中，与所述容器的长度方向垂直的截面的至少一部分被扁平加工。
8.根据权利要求7所述的热管，其中，在至少一部分被扁平加工的所述截面中，所述第1吸液芯结构部具有凸形状的凸状底边部及上边部，所述第2吸液芯结构部具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述第1吸液芯结构部的凸状底边部与所述第2吸液芯结构部的凸状上边部接触，所述第1吸液芯结构部的上边部与对置的内表面中的一个内表面接触，所述第2吸液芯结构部的平坦的底边部与另一个内表面接触。
9.一种热管，包括：
扁平型容器，其具有两端部被密封的管状，在与长度方向垂直的截面中具有在上下方向相互对置的一对内表面；
吸液芯结构体，其被收纳于该扁平型容器内；
工作流体，其被封入该扁平型容器内，
其特征在于，
在与所述扁平型容器的所述长度方向垂直的截面的至少一截面中，所述吸液芯结构体由在上下方向配置的第1吸液芯结构部与第2吸液芯结构部构成，所述第1吸液芯结构部分别与所述扁平型容器的所述一对内表面中的一个内表面及所述第2吸液芯结构部接触，且所述第1吸液芯结构部的两侧面与所述扁平型容器的任何内表面均不接触，所述第2吸液芯结构部与所述扁平型容器的所述一对内表面中的另一个内表面接触，且所述第2吸液芯结构部的两侧面与所述扁平型容器的任何内表面均不接触，
在所述吸液芯结构体不接触的所述扁平型容器的内表面，形成有金属烧结体层，
所述金属烧结体层的厚度/所述容器的壁厚的值为30％～130％，(与所述容器接触且与所述金属烧结体层的厚度对应的所述吸液芯结构体的区域的截面积+所述金属烧结体层的截面积)/(所述吸液芯结构体的截面积+所述金属烧结体层的截面积)的值为45％～95％。
10.根据权利要求9所述的热管，其中，在所述至少一截面中，所述第1吸液芯结构部的截面具有凸形状的凸状底边部及平坦的上边部，所述第2吸液芯结构部的截面具有平坦的底边部及凸形状的凸状上边部，所述第1吸液芯结构部的凸状底边部与所述第2吸液芯结构体的凸状上边部接触，所述第1吸液芯结构部的平坦的上边部与所述一个内表面接触，所述第2吸液芯结构部的平坦的底边部与所述另一个内表面接触。
11.根据权利要求5或9所述的热管，其中，所述吸液芯结构体为金属烧结体。
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