JP2001165585A - Flat surface type heat pipe - Google Patents

Flat surface type heat pipe

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JP2001165585A
JP2001165585A JP34678099A JP34678099A JP2001165585A JP 2001165585 A JP2001165585 A JP 2001165585A JP 34678099 A JP34678099 A JP 34678099A JP 34678099 A JP34678099 A JP 34678099A JP 2001165585 A JP2001165585 A JP 2001165585A
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JP
Japan
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heat pipe
condensing
section
heat generating
heat
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JP34678099A
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Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Kobayashi
千明 小林
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat surface type heat pipe, high in a heat generating density and capable of being used for the cooling of heat generating electronic components, such as CPU, MCM, IPM or the like, and reliable in the operation of the same even when the heat pipe is installed on a transportation machine or the like under slanted condition. SOLUTION: The flat surface type heat pipe is constituted of a heat generating unit, a first condensing unit, a second condensing unit, a first intermediate unit, situated between the heat generating unit and the first condensing unit while being equipped with a first short path unit for short-cutting between the heat generating unit and the first condensing unit, and a second short path unit, situated between the heat generating unit and the second condensing unit for short-cutting between the heat generating unit and the second condensing unit, while operating fluid is sealed and closed in the heat pipe air-tightly and integrally.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、IPM(Intellige
nt power module)、IGBT(Insulated Gate Bipolar
Transistor)等の発熱電子部品の放熱(冷却)に適した
平面型ヒートパイプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an IPM (Intellige
nt power module), IGBT (Insulated Gate Bipolar
The present invention relates to a flat heat pipe suitable for heat radiation (cooling) of a heat-generating electronic component such as a transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エレクトロニクス機器は、マイク
ロプロセッサ等の高出力、高集積の部品を内蔵してい
る。マイクロプロセッサは、集積度が極めて高くなり、
高速で情報の演算、制御等の処理を行うので、多量の熱
を放出する。高出力かつ高集積の部品であるチップ等を
冷却するために、各種の冷却システムが提案されてき
た。その代表的な冷却システムの1つとして、ヒートパ
イプがある。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic equipment incorporates a high-output, highly integrated component such as a microprocessor. Microprocessors are extremely integrated,
Since a large amount of information is processed and controlled at high speed, a large amount of heat is released. Various cooling systems have been proposed to cool chips and the like, which are high-output and highly integrated components. One of the typical cooling systems is a heat pipe.

【0003】ヒートパイプには、その形状において、丸
パイプ形状のヒートパイプ、平面形状のヒートパイプが
ある。CPU等の電子機器の被冷却部品の冷却用として
は、被冷却部品への取り付けが容易であること、広い接
触面が得られることから、平面型ヒートパイプが好んで
用いられる。
[0003] The heat pipes include a round pipe heat pipe and a planar heat pipe. For cooling a component to be cooled of an electronic device such as a CPU, a flat heat pipe is preferably used because it can be easily attached to the component to be cooled and a wide contact surface can be obtained.

【0004】更に、ヒートパイプは、被冷却部品の取り
付け位置において、被冷却部品が上部に位置するトップ
ヒートモードと被冷却部品が下部に位置するボトムヒー
トモードに区分される。トップヒートモードにおいて
は、通常ウイックが用いられ、ボトムヒートモードにお
いては、ウイックが除去される。ヒートパイプの内部に
は作動流体の流路となる空間が設けられ、その空間に収
容された作動流体が、蒸発、凝縮等の相変化や移動をす
ることによって、熱の移動が行われる。
Further, the heat pipe is divided into a top heat mode in which the component to be cooled is located at an upper position and a bottom heat mode in which the component to be cooled is located at a lower portion at a position where the component to be cooled is mounted. In the top heat mode, a normal wick is used, and in the bottom heat mode, the wick is removed. A space serving as a flow path of the working fluid is provided inside the heat pipe, and heat is transferred by the working fluid contained in the space undergoing a phase change such as evaporation and condensation or movement.

【0005】密封された空洞部を備え、その空洞部に収
容された作動流体の相変態と移動により熱の移動が行わ
れるヒートパイプの詳細は次の通りである。ヒートパイ
プの吸熱側において、ヒートパイプを構成する容器の材
質中を熱伝導して伝わってきた被冷却部品が発する熱に
より、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放
熱側に移動する。放熱側においては、作動流体の蒸気は
冷却され再び液相状態に戻る。
The details of a heat pipe which has a sealed cavity and transfers heat by phase transformation and movement of a working fluid contained in the cavity are as follows. On the heat-absorbing side of the heat pipe, the working fluid evaporates due to the heat generated by the component to be cooled which has been transmitted through the material of the container constituting the heat pipe, and the vapor moves to the heat radiating side of the heat pipe. On the heat radiation side, the vapor of the working fluid is cooled and returns to the liquid state again.

【0006】このように液相状態に戻った作動流体は再
び吸熱側に移動(還流)する。このような作動流体の相
変態や移動によって熱の移動が行われる。重力式のヒー
トパイプにおいては、相変態によって液相状態になった
作動流体は、重力または毛細管作用等によって、吸熱側
に移動(還流)する。
[0006] The working fluid that has returned to the liquid phase in this way moves (recirculates) to the heat absorbing side again. Heat transfer is performed by such phase transformation and movement of the working fluid. In a gravity-type heat pipe, the working fluid in a liquid phase state due to the phase transformation moves (refluxes) to the heat-absorbing side by gravity or capillary action.

【0007】特開平9−119788号に、発熱部、凝
縮部を有する平面型ヒートパイプが開示されている(以
下、「先行技術」という)。図7にその平面型ヒートパ
イプの概要を示す。図7に示すように、先行技術の平面
型ヒートパイプは、蒸発部20と、凝縮部21と、蒸発
部20と凝縮部21を接続し作動流体を循流させるヒー
トパイプ回路23を有するパネル本体24を備えてお
り、蒸発部20には電子部品等の発熱体を載置するプレ
ート22が取り付けられ、凝縮部21にはフィンが取り
付けられている。上述したヒートパイプ回路23内には
作動流体が封入されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-119788 discloses a flat heat pipe having a heat generating portion and a condensing portion (hereinafter referred to as "prior art"). FIG. 7 shows an outline of the flat heat pipe. As shown in FIG. 7, the prior art flat heat pipe has a panel body having an evaporator 20, a condenser 21, and a heat pipe circuit 23 connecting the evaporator 20 and the condenser 21 and circulating a working fluid. The evaporator 20 has a plate 22 on which a heating element such as an electronic component is placed, and the condenser 21 has fins. A working fluid is sealed in the heat pipe circuit 23 described above.

【0008】更に、図7に示すように、先行技術の平面
型ヒートパイプはL型または逆L型の平面型ヒートパイ
プであり、蒸発部20と凝縮部21とは直角に接続され
ている。蒸発部20に密着したプレート22を通じて伝
導される電子部品等の発熱体から放出される熱を、ヒー
トパイプ回路23を通って作動流体によって凝縮部21
に搬送し、凝縮部に密着するフィンを通じて空気中へ熱
を放散する。
Further, as shown in FIG. 7, the prior art flat heat pipe is an L-shaped or inverted L-shaped flat heat pipe, and the evaporating section 20 and the condensing section 21 are connected at a right angle. Heat released from a heating element such as an electronic component which is conducted through a plate 22 which is in close contact with the evaporator 20 is passed through a heat pipe circuit 23 by a working fluid to a condenser 21.
And dissipates heat into the air through fins that are in close contact with the condenser.

【0009】[0009]

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、先行技
術の平面型ヒートパイプには下記の問題点がある。即
ち、先行技術の平面型ヒートパイプにおいては、上述し
たように、L型または逆L型の平面型ヒートパイプであ
り、蒸発部20と凝縮部21とは直角に接続されてい
る。即ち、ヒートパイプ回路23は直角の角部を有して
いる。従って、蒸発部で蒸気となった作動流体の蒸気流
と、凝縮部において凝縮され、環流する作動液流は何れ
も、水平方向から垂直方向または垂直方向から水平方向
への転換を余儀なくされ、蒸気流および/または作動液
流の円滑な流れを確保することが困難になるという問題
点がある。
However, the prior art flat heat pipe has the following problems. That is, as described above, the prior art flat heat pipe is an L-shaped or inverted L-shaped flat heat pipe, and the evaporating unit 20 and the condensing unit 21 are connected at a right angle. That is, the heat pipe circuit 23 has a right-angled corner. Therefore, both the steam flow of the working fluid that has become steam in the evaporating section and the working fluid stream that is condensed and circulated in the condensing section are forced to switch from the horizontal direction to the vertical direction or from the vertical direction to the horizontal direction. There is a problem that it is difficult to ensure a smooth flow of the fluid and / or the working fluid.

【0010】特に、発熱体を蒸発部の垂直方向の高い位
置に取り付けた場合の発熱体の冷却は、作動液の液面を
高くする必要がある。しかしながら、作動液の液面を高
くすると、蒸気流路および作動液の戻り流路が狭くな
り、流路抵抗が増大して、円滑な熱輸送が困難となり、
熱抵抗が大きくなり、ヒートパイプの熱性能が低下す
る。
In particular, when the heating element is mounted at a high position in the vertical direction of the evaporating section, it is necessary to raise the level of the working fluid for cooling the heating element. However, when the level of the hydraulic fluid is increased, the steam flow path and the return flow path of the hydraulic fluid become narrower, the flow path resistance increases, and smooth heat transport becomes difficult.
The thermal resistance increases and the thermal performance of the heat pipe decreases.

【0011】更に、ヒートパイプを輸送機械等に設置し
た場合には、ヒートパイプが傾斜し、ヒートパイプの発
熱部が凝縮部よりも高くなる状態があり、そのような状
態においては、蒸気流路および作動液の戻り流路を確保
することが困難になり、効率的な熱輸送ができなくな
る。その結果、熱抵抗が大きくなり、ヒートパイプの熱
性能が低下する
Further, when the heat pipe is installed on a transport machine or the like, there is a state where the heat pipe is inclined and the heat generating portion of the heat pipe is higher than the condensing portion. In addition, it becomes difficult to secure a return flow path for the working fluid, and efficient heat transport cannot be performed. As a result, the thermal resistance increases and the thermal performance of the heat pipe decreases.

【0012】従って、この発明の目的は、発熱密度の高
い、CPU、MCM、IPM等の発熱電子部品を冷却す
るために使用することができ、輸送機械等に設置してヒ
ートパイプが傾斜した状態においても、その作動に信頼
性のある平面型ヒートパイプを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a heat pipe having a high heat density, which can be used to cool heat-generating electronic components such as CPU, MCM, and IPM. Another object of the present invention is to provide a flat heat pipe whose operation is reliable.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した従
来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、
L字型または逆L字型平面ヒートパイプの発熱部と凝縮
部との間の角部に、発熱部と凝縮部との間をショートカ
ットするショートパス部を備えることによって、蒸発部
で蒸気となった作動流体が通過する蒸気流用の通路と、
凝縮部において凝縮され、環流する作動液流用の通路と
をそれぞれ確保して、蒸気流および作動液流の円滑な流
れを確保することができ、熱性能の高い、その作動に信
頼性のある平面型ヒートパイプを提供することができる
ことを知見した。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies to solve the above-mentioned conventional problems. as a result,
At the corner between the heat generating part and the condensing part of the L-shaped or inverted L-shaped flat heat pipe, by providing a short path part for short-circuiting between the heat generating part and the condensing part, it becomes vapor in the evaporating part. A passage for a steam flow through which the working fluid passes,
A passage for the working fluid flow which is condensed and recirculated in the condenser section can be secured respectively, so that a smooth flow of the steam flow and the working fluid flow can be secured, and a plane having high thermal performance and reliable in its operation. It has been found that a mold heat pipe can be provided.

【0014】更に、発熱部を中心にその両側に凝縮部を
設けると、輸送機械等に設置して、ヒートパイプの発熱
部が一方の凝縮部よりも高くなる状態においても、他方
の凝縮部が発熱部よりも高く位置する状態が確保できる
ので、蒸発部で蒸気となった作動流体が通過する蒸気流
用の通路と、凝縮部において凝縮され、環流する作動液
流用の通路とをそれぞれ確保して、蒸気流および作動液
流の円滑な流れを確保することができ、熱性能の高い、
その作動に信頼性のある平面型ヒートパイプを提供する
ことができることを知見した。
Furthermore, if condensing parts are provided on both sides of the heat generating part as a center, even if the heat generating part of the heat pipe is installed higher than one condensing part in a transport machine or the like, the other condensing part is provided. Since a state higher than the heat generating portion can be secured, a passage for the steam flow through which the working fluid that has been vaporized in the evaporating portion passes, and a passage for the working fluid flow which is condensed and circulated in the condensing portion are secured. , Which can ensure smooth flow of steam flow and working fluid flow, and have high thermal performance,
It has been found that a flat heat pipe whose operation is reliable can be provided.

【0015】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明の平面型ヒートパイプの第1の
態様は、発熱部と、第1の凝縮部と、第2の凝縮部と、
前記発熱部と前記第1の凝縮部との間にあって、前記発
熱部と前記第1の凝縮部との間をショートカットする第
1のショートパス部を備えている第1の中間部と、そし
て、前記発熱部と前記第2の凝縮部との間にあって、前
記発熱部と前記第2の凝縮部との間をショートカットす
る第2のショートパス部を備えている第2の中間部とか
らなる、その内部に作動流体が封入され、密閉され、一
体的に形成された平面型ヒートパイプである。
[0015] The present invention has been made based on the above findings, and a first aspect of the flat heat pipe of the present invention is a heat pipe, a first condenser, and a second condenser. ,
A first intermediate portion between the heat generating portion and the first condensing portion, the first intermediate portion including a first short path portion for shortcut between the heat generating portion and the first condensing portion; and A second intermediate portion between the heat generating portion and the second condensing portion, the second intermediate portion including a second short path portion for short-circuiting between the heat generating portion and the second condensing portion. This is a flat heat pipe in which a working fluid is sealed, hermetically sealed, and integrally formed.

【0016】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、前記発熱部は1つの方向に延び、前記第1およ
び第2の凝縮部は前記1つの方向と直角かつ同一方向に
延び、そして、前記第1のショートパス部は前記発熱部
と前記第1の凝縮部との間を直線的にショートカット
し、前記第2のショートパス部は前記発熱部と前記第2
の凝縮部との間を直線的にショートカットしていること
を特徴とするものである。
In another aspect of the flat heat pipe of the present invention, the heat generating portion extends in one direction, the first and second condensing portions extend in a direction perpendicular to the one direction and in the same direction, and The first short path section linearly short-circuits between the heat generating section and the first condenser section, and the second short path section includes the heat generating section and the second condensing section.
And a straight line shortcut between the condensing part.

【0017】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、前記発熱部は1つの方向に延び、前記第1およ
び第2の凝縮部は前記1つの方向と直角かつ同一方向に
延び、そして、前記第1のショートパス部は前記発熱部
と前記第1の凝縮部との間を曲線的にショートカット
し、前記第2のショートパス部は前記発熱部と前記第2
の凝縮部との間を曲線的にショートカットしていること
を特徴とするものである。
According to another aspect of the flat heat pipe of the present invention, the heat generating portion extends in one direction, the first and second condensing portions extend in a direction perpendicular to the one direction and in the same direction, and The first short path section curvilinearly short-circuits between the heating section and the first condensing section, and the second short path section includes the heating section and the second condensation section.
And a short-circuit between the condensing part and the condensing part.

【0018】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、前記第1のショートパス部および前記第2のシ
ョートパス部は、それぞれ概ね同一幅の作動流体用の通
路を有していることを特徴とするものである。
In another aspect of the planar heat pipe of the present invention, the first short path portion and the second short path portion each have a working fluid passage having substantially the same width. It is a feature.

【0019】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、前記第1のショートパス部および前記第2のシ
ョートパス部は、それぞれ、前記発熱部から前記第1の
中間部、または、前記第2の中間部にかけて作動流体用
の通路が拡大し、そして、前記第1の中間部、または、
前記第2の中間部から前記第1の凝縮部または前記第2
の凝縮部にかけて作動流体用の通路が縮小していること
を特徴とするものである。
According to another aspect of the flat heat pipe of the present invention, the first short path portion and the second short path portion are respectively formed from the heat generating portion to the first intermediate portion or the first short path portion. The passage for the working fluid expands to the middle part of the second and said first middle part, or
From the second intermediate section to the first condensing section or the second
The passage for the working fluid is reduced toward the condensing section.

【0020】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、前記第1のショートパス部および前記第2のシ
ョートパス部は、それぞれ、前記発熱部からの蒸気流の
ための分離された通路を備えていることを特徴とするも
のである。
According to another aspect of the flat heat pipe of the present invention, the first short path section and the second short path section each have a separate passage for a steam flow from the heat generating section. It is characterized by having.

【0021】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、エンボス加工が施されていることを特徴とする
ものである。
Another aspect of the flat heat pipe of the present invention is characterized in that the flat heat pipe is embossed.

【0022】この発明の平面型ヒートパイプのその他の
態様は、発熱部と、前記発熱部の上方に配置された第1
の凝縮部と、前記発熱部の下方に配置された第2の凝縮
部とを備えた、その内部に作動流体が封入され、密閉さ
れ、一体的に形成された平面型ヒートパイプである。
Another aspect of the flat type heat pipe according to the present invention is that a heat generating portion and a first heat pipe disposed above the heat generating portion.
And a second condensing section disposed below the heat generating section. A working fluid is sealed in the inside of the condensing section, and the flat heat pipe is integrally formed.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の平面型ヒートパイプの態
様について詳細に説明する。この発明の平面型ヒートパ
イプは、上板15および下板16を有する密閉されたコ
ンテナからなっている。このように調製された密閉され
たコンテナを金型で上下から潰すことによってエンボス
9を形成する。図5にエンボスが形成された平面型ヒー
トパイプの断面図を示す。上板15および下板16の間
に流路17が確保され、平面型ヒートパイプ内には作動
流体が封入されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the flat heat pipe of the present invention will be described in detail. The flat heat pipe of the present invention comprises a closed container having an upper plate 15 and a lower plate 16. The sealed container thus prepared is crushed from above and below with a mold to form the emboss 9. FIG. 5 shows a cross-sectional view of a flat heat pipe having an emboss formed thereon. A flow path 17 is secured between the upper plate 15 and the lower plate 16, and a working fluid is sealed in the flat heat pipe.

【0024】このように形成されたエンボスは、図5に
示すように、内部流体の温度上昇に従い、内部圧力が増
大してコンテナが変形するのを防止する機能を有してい
る。更に、この発明の平面型ヒートパイプは、ロールボ
ンド法によっても製造することができる。更に、周囲を
溶接等によって形成してもよい。
As shown in FIG. 5, the emboss thus formed has a function of preventing the container from being deformed due to an increase in the internal pressure in accordance with the rise in the temperature of the internal fluid. Furthermore, the flat heat pipe of the present invention can also be manufactured by a roll bonding method. Further, the periphery may be formed by welding or the like.

【0025】コンテナは、熱伝導性材からなっており、
熱伝導性材としては、銅、アルミニウム、鋼、ステンレ
ス鋼、ニッケル、タングステン、タンタル、ニオブ合
金、インコネル、チタン、ガラス、セラミックス等があ
る。その中でも、銅、アルミニウムが適している。作動
流体として、水、代替フロン、アセトン、メタノール、
ヘリウム、窒素、アンモニア、ダウサムA、ナフタリ
ン、セシウム、ナトリウム、リチウム、銀等を使用する
ことができる。
The container is made of a heat conductive material,
Examples of the heat conductive material include copper, aluminum, steel, stainless steel, nickel, tungsten, tantalum, niobium alloy, inconel, titanium, glass, and ceramics. Among them, copper and aluminum are suitable. Working fluids include water, CFC substitute, acetone, methanol,
Helium, nitrogen, ammonia, Dowsome A, naphthalene, cesium, sodium, lithium, silver and the like can be used.

【0026】図1は、この発明の平面型ヒートパイプの
1つの態様を概略示す図である。この発明の平面型ヒー
トパイプ1は、発熱部2と、第1の凝縮部3と、第2の
凝縮部4と、発熱部2と第1の凝縮部3との間にあっ
て、発熱部と第1の凝縮部との間をショートカットする
第1のショートパス部7を備えている第1の中間部5
と、そして、発熱部2と第2の凝縮部4との間にあっ
て、発熱部と第2の凝縮部との間をショートカットする
第2のショートパス部8を備えている第2の中間部6と
からなっており、そして、その内部に作動流体が封入さ
れ、密閉され、一体的に形成されている。第1凝縮部3
および第2凝縮部4にはフィン10が取り付けられてい
る。発熱部2には、発熱体が取り付けられる発熱体取付
部(斜線で示す部分)が設けられている。
FIG. 1 is a view schematically showing one embodiment of the flat heat pipe of the present invention. The flat heat pipe 1 of the present invention is provided between the heat generating part 2, the first condensing part 3, the second condensing part 4, the heat generating part 2 and the first condensing part 3, and the heat generating part A first intermediate portion 5 having a first short path portion 7 for short-circuiting between the first intermediate portion 5 and the first condensing portion;
And a second intermediate portion 6 provided between the heat generating portion 2 and the second condensing portion 4 and having a second short path portion 8 for short-circuiting between the heat generating portion and the second condensing portion. And a working fluid is sealed therein, hermetically sealed, and integrally formed. First condenser 3
The fin 10 is attached to the second condensing section 4. The heat generating portion 2 is provided with a heat generating member mounting portion (portion indicated by oblique lines) to which a heat generating member is mounted.

【0027】この発明の平面型ヒートパイプ1において
は、発熱部2は、1つの方向例えば水平方向に延び、第
1の凝縮部、第2の凝縮部は、上述した1つの方向とそ
れぞれ直角方向例えば垂直方向に延びてU字形を形成す
る。第1のショートパス部および第2のショートパス部
は、発熱部と第1の凝縮部および第2の凝縮部との間
を、例えば、図1に示すように、それぞれ、直線的にシ
ョートカットする。
In the flat heat pipe 1 of the present invention, the heat generating portion 2 extends in one direction, for example, in the horizontal direction, and the first condensing portion and the second condensing portion are each in a direction perpendicular to the above-described one direction. For example, it extends vertically to form a U-shape. The first short path section and the second short path section linearly short-circuit between the heat generating section and the first condensing section and the second condensing section, respectively, as shown in FIG. 1, for example. .

【0028】更に、この発明の平面型ヒートパイプにお
いて、上述したショートパス部は、図2に示すように、
発熱部と第1の凝縮部および第2の凝縮部との間を曲線
的にショートカットしてもよい。この発明の平面型ヒー
トパイプにおいては、図1および図2に示すように、第
1のショートパス部および第2のショートパス部は、そ
れぞれ概ね同一幅の作動流体用の通路を有していてもよ
い。
Further, in the flat heat pipe of the present invention, the above-mentioned short path portion is provided as shown in FIG.
A curvilinear shortcut may be provided between the heat generating section and the first and second condenser sections. In the flat heat pipe of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the first short path portion and the second short path portion each have a working fluid passage having substantially the same width. Is also good.

【0029】更に、ショートカット部7、8の形状は、
上述した他に、蒸気流路および作動液の戻りの流路をシ
ョートカット部において大きくするものであればよい。
即ち、図3に示すように、第1のショートパス部および
第2のショートパス部は、発熱部から第1の中間部およ
び第2の中間部にかけて、それぞれ、作動流体用の通路
が例えば直線的に拡大し、そして、第1の中間部および
第2の中間部から第1の凝縮部および第2の凝縮部にか
けて、それぞれ、作動流体用の通路が例えば直線的に縮
小するものからなっていてもよい。
Further, the shapes of the shortcut parts 7 and 8 are as follows.
In addition to the above, it is sufficient that the steam flow path and the return flow path of the working fluid are enlarged in the shortcut portion.
That is, as shown in FIG. 3, the first short path portion and the second short path portion each have a passage for the working fluid, for example, a straight line from the heat generating portion to the first intermediate portion and the second intermediate portion. From the first intermediate portion and the second intermediate portion to the first condensing portion and the second condensing portion, respectively, the passages for the working fluid are, for example, linearly reduced. You may.

【0030】この発明の平面型ヒートパイプにおいて、
上述した第1のショートパス部および第2のショートパ
ス部は、それぞれ、発熱部からの蒸気流のための分離さ
れた通路を備えていてもよい。即ち、蒸気流のための蒸
気流路と作動液のための作動液環流流路とが分離された
別々の通路からなっていてもよい。図4は、蒸気流のた
めの分離した通路を設けた、この発明の平面型ヒートパ
イプの1つの態様を示す図である。蒸気流路と作動液環
流流路とを分離して別々の通路を設ける場合には、図4
に示すように、中間部に三角形の切り抜きを形成して、
蒸気流路と作動液環流流路とを構成してもよい。
In the flat heat pipe of the present invention,
The first short path section and the second short path section described above may each include a separate passage for the steam flow from the heating section. That is, the steam flow path for the steam flow and the working fluid recirculation flow path for the working fluid may be composed of separate passages. FIG. 4 is a diagram illustrating one embodiment of the planar heat pipe of the present invention with separate passages for the steam flow. In the case where the steam flow path and the working fluid recirculation flow path are separated to provide separate passages, FIG.
As shown in the figure, form a triangular cutout in the middle,
A steam flow path and a working fluid recirculation flow path may be configured.

【0031】この発明の平面型ヒートパイプは、図6に
示すように、発熱部2と、発熱部の上方に配置された第
1の凝縮部3と、発熱部の下方に配置された第2の凝縮
部4とを備えており、そして、その内部に作動流体が封
入され、密閉され、一体的に形成されてもよい。
As shown in FIG. 6, the flat heat pipe according to the present invention has a heating section 2, a first condenser section 3 disposed above the heating section, and a second condenser section 3 disposed below the heating section. And a working fluid may be sealed therein, hermetically sealed, and integrally formed.

【0032】更に、この発明の平面型ヒートパイプにお
いて、発熱部を水平方向に、凝縮部を垂直方向に配置し
たときの、ショートパス部の直線的なショートカットの
水平方向となす角度が15ー〜50ーであることが好まし
い。
Further, in the flat heat pipe according to the present invention, when the heat-generating portion is arranged in the horizontal direction and the condensing portion is arranged in the vertical direction, the angle of the short-cut portion with the horizontal direction of the short-cut portion is 15-. It is preferably 50-.

【0033】更に、この発明の平面型ヒートパイプは、
水平面から30ー〜90ーの範囲内の角度で傾斜させて設
置して使用するのが好ましい。更に、この発明の平面型
ヒートパイプにフィンをブレージングまたはネジ等で固
定して使用してもよい。
Further, the flat heat pipe of the present invention is
It is preferable to use it installed at an angle in the range of 30 to 90 from the horizontal plane. Further, the fins may be fixed to the flat heat pipe of the present invention by brazing or screws.

【0034】上述したところから明らかなように、本発
明のショートパス部を有する平面型ヒートパイプにおい
ては、蒸発部から凝縮部への熱の移動が効率的に行われ
ており、更に、凝縮部から蒸発部への作動液の環流が円
滑に行われていることがわかる。
As is apparent from the above description, in the flat heat pipe having the short path section of the present invention, heat is efficiently transferred from the evaporating section to the condensing section. It can be seen that the recirculation of the working fluid to the evaporating section is performed smoothly.

【0035】この発明の平面型ヒートパイプによると、
中間部において発熱部と凝縮部との間をショートカット
するショートパス部が設けられているので、十分大きな
蒸気流路および作動液の戻り流路を確保することがで
き、流路抵抗を低減して熱性能を高め、円滑な熱輸送が
できる。従って、この発明の平面型ヒートパイプは、I
PM、IGBT等の発熱電子部品の冷却に適している。
According to the flat heat pipe of the present invention,
Since a short path section that provides a shortcut between the heat generating section and the condensing section is provided in the intermediate section, a sufficiently large steam flow path and a return flow path for the working fluid can be secured, and the flow path resistance is reduced. Increases thermal performance and enables smooth heat transport. Therefore, the flat heat pipe of the present invention has
It is suitable for cooling heat-generating electronic components such as PM and IGBT.

【0036】[0036]

【実施例】実施例1 図1に示すように、それぞれ肉厚1mmのアルミニウム
板からなる上板および下板によって、発熱部と第1の凝
縮部および第2の凝縮部との間がそれぞれ直線的にショ
ートカットされた第1のショートパス部および第2のシ
ョートパス部を有するコンテナを形成し、そして、プレ
ス金型でエンボス加工を施した。次いで、真空引きし
て、作動流体として代替フロンがその中に封入された平
面型ヒートパイプを製作した。
EXAMPLE 1 As shown in FIG. 1, an upper plate and a lower plate each made of an aluminum plate having a thickness of 1 mm formed a straight line between the heat generating portion and the first and second condensing portions. A container having a first short path portion and a second short path portion, which were short-cut, was formed, and embossed with a press die. Then, vacuum was drawn to produce a flat heat pipe in which alternative Freon was sealed as a working fluid.

【0037】なお、縁部はろう付けした。そのときのそ
れぞれの大きさは次の通りであった。ヒートパイプの垂
直方向の高さ:300mm、ショートパス部の高さ:4
0mm、ショートパス部の傾斜角:45度、ヒートパイ
プの水平方向の長さ:250mm、発熱部の幅:50m
m、凝縮部の幅:50mmであった。このように製作さ
れた平面型ヒートパイプの厚さは4mmであった。
The edges were brazed. The respective sizes at that time were as follows. Vertical height of heat pipe: 300mm, height of short path: 4
0 mm, inclination angle of the short path section: 45 degrees, horizontal length of the heat pipe: 250 mm, width of the heating section: 50 m
m, width of the condensing part: 50 mm. The thickness of the flat heat pipe manufactured as described above was 4 mm.

【0038】このように製作された平面型ヒートパイプ
を、発熱部を中心に時計方向および反時計方向に移動さ
せながら、IGBTの冷却に適用したところ、IGBT
からの発熱を効果的に移動させることができ、良好な冷
却効果が得られた。その結果、輸送機械等に設置し、ヒ
ートパイプが傾斜した状態においても、効率よく熱輸送
ができることがわかる。
When the flat heat pipe manufactured as described above was applied to the cooling of the IGBT while being moved clockwise and counterclockwise around the heat generating portion, the IGBT was cooled.
The heat generated from the heat was effectively transferred, and a good cooling effect was obtained. As a result, it can be seen that heat can be efficiently transported even in a state where the heat pipe is inclined when installed on a transport machine or the like.

【0039】実施例2 図2に示すように、それぞれ肉厚1mmのアルミニウム
板からなる上板および下板によって、発熱部と第1の凝
縮部および第2の凝縮部との間がそれぞれ曲線的にショ
ートカットされた第1のショートパス部および第2のシ
ョートパス部を有するコンテナを形成し、そして、プレ
ス金型でエンボス加工を施した。次いで、真空引きし
て、作動流体として代替フロンがその中に封入された平
面型ヒートパイプを製作した。
Embodiment 2 As shown in FIG. 2, an upper plate and a lower plate each made of an aluminum plate having a thickness of 1 mm respectively form a curved portion between the heat generating portion and the first condensing portion and the second condensing portion. To form a container having a first short path portion and a second short path portion, which were short-circuited, and embossed with a press die. Then, vacuum was drawn to produce a flat heat pipe in which alternative Freon was sealed as a working fluid.

【0040】そのときのそれぞれの大きさは次の通りで
あった。ヒートパイプの垂直方向の高さH:300m
m、ショートパス部の高さ:40mm、ショートパス部
の曲率半径:50mm、ヒートパイプの水平方向の長
さ:250mm、蒸発部の幅:50mm、凝縮部の幅:
50mmであった。このように製作された平面型ヒート
パイプの厚さは4mmであった。
The respective sizes at that time were as follows. Vertical height of heat pipe H: 300m
m, height of short path section: 40 mm, radius of curvature of short path section: 50 mm, horizontal length of heat pipe: 250 mm, width of evaporating section: 50 mm, width of condensing section:
It was 50 mm. The thickness of the flat heat pipe manufactured as described above was 4 mm.

【0041】このように製作された平面型ヒートパイプ
を、発熱部を中心に時計方向および反時計方向に移動さ
せながら、IGBTの冷却に適用したところ、IGBT
からの発熱を効果的に移動させることができ、良好な冷
却効果が得られた。その結果、輸送機械等に設置し、ヒ
ートパイプが傾斜した状態においても、効率よく熱輸送
ができることがわかる。
When the flat heat pipe manufactured as described above was applied to cooling of the IGBT while being moved clockwise and counterclockwise around the heat generating portion, the IGBT was cooled.
The heat generated from the heat was effectively transferred, and a good cooling effect was obtained. As a result, it can be seen that heat can be efficiently transported even in a state where the heat pipe is inclined when installed on a transport machine or the like.

【0042】比較例1 図7に示すように、それぞれ肉厚1mmのアルミニウム
板からなる上板および下板によって、発熱部と凝縮部と
の間が直角で接続されている逆L字形のコンテナを形成
し、そして、プレス金型でエンボス加工を施した。次い
で、真空引きして、作動流体として水がその中に封入さ
れた平面型ヒートパイプを製作した。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 As shown in FIG. 7, an inverted L-shaped container in which the heat generating portion and the condensing portion are connected at right angles by an upper plate and a lower plate each made of an aluminum plate having a thickness of 1 mm. Formed and embossed with a press mold. Then, vacuum was drawn to produce a flat heat pipe in which water was sealed as a working fluid.

【0043】そのときのそれぞれの大きさは次の通りで
あった。ヒートパイプの垂直方向の高さ:300mm、
ヒートパイプの水平方向の長さ:250mm、蒸発部の
幅:50mm、凝縮部の幅:50mmであった。このよ
うに製作された平面型ヒートパイプの厚さは4mmであ
った。
The respective sizes at that time were as follows. Vertical height of heat pipe: 300mm,
The length of the heat pipe in the horizontal direction was 250 mm, the width of the evaporator was 50 mm, and the width of the condenser was 50 mm. The thickness of the flat heat pipe manufactured as described above was 4 mm.

【0044】このように製作された平面型ヒートパイプ
を、IGBTの冷却に適用したところ、発熱部に局部的
な温度上昇があった。更に、実施例において行ったと同
様に、ヒートパイプを傾斜させて、IGBTの冷却に適
用したところ、発熱部に顕著な温度上昇があった。な
お、実施例において述べたヒートパイプの幅、長さ等の
大きさは、具体的な例として示したものであって、これ
らに限定されるものではない。
When the flat heat pipe manufactured as described above was applied to cooling of an IGBT, there was a local temperature rise in the heat generating portion. Further, as in the example, when the heat pipe was inclined and applied to the cooling of the IGBT, the temperature of the heat generating portion increased remarkably. The sizes of the heat pipes described in the embodiments, such as the width and the length, are shown as specific examples, and are not limited thereto.

【0045】上述したように、従来のL字型、または、
逆L字型平面型ヒートパイプによると、蒸気流、戻り液
の流れが円滑でなく、熱抵抗が大きくて、所望の冷却効
果を得ることができなかったのに対して、本発明の平面
型ヒートパイプによると、L字型または逆L字型平面ヒ
ートパイプの発熱部と凝縮部との間の角部に、発熱部と
凝縮部との間をショートカットするショートパス部を備
えることによって、蒸発部で蒸気となった作動流体が通
過する蒸気流用の通路と、凝縮部において凝縮され、環
流する作動液流用の通路とをそれぞれ確保して、蒸気流
および作動液流の円滑な流れを確保することができ、熱
性能の高い、その作動に信頼性のある平面型ヒートパイ
プが得られた。
As described above, the conventional L-shape or
According to the inverted L-shaped flat heat pipe, the steam flow and the return liquid flow are not smooth, the heat resistance is large, and the desired cooling effect cannot be obtained. According to the heat pipe, by providing a short path portion for short-circuiting between the heat generating portion and the condensing portion at a corner between the heat generating portion and the condensing portion of the L-shaped or inverted L-shaped planar heat pipe, the evaporation can be achieved. A passage for the steam flow through which the working fluid that has become the vapor passes in the section, and a passage for the working fluid flow that is condensed and circulated in the condensing section are secured, respectively, to ensure a smooth flow of the steam flow and the working fluid flow. As a result, a flat heat pipe having high thermal performance and reliable operation was obtained.

【0046】更に、平面型ヒートパイプを、発熱部を中
心に時計方向および反時計方向に移動させ、ヒートパイ
プが傾斜した状態においても、蒸発部で蒸気となった作
動流体が通過する蒸気流用の通路と、凝縮部において凝
縮され、環流する作動液流用の通路とをそれぞれ確保し
て、蒸気流および作動液流の円滑な流れを確保すること
ができ、熱性能の高い、その作動に信頼性のある平面型
ヒートパイプが得られた。
Further, the flat heat pipe is moved clockwise and counterclockwise about the heat generating portion so that even when the heat pipe is inclined, a steam flow through which the working fluid vaporized in the evaporating portion passes. A passage and a passage for the working fluid flow which is condensed and recirculated in the condenser section can be secured respectively, so that a smooth flow of the steam flow and the working fluid flow can be secured, and the operation has high thermal performance. Thus, a flat heat pipe having good quality was obtained.

【0047】[0047]

【発明の効果】上述したように、この発明によると、ヒ
ートパイプが傾斜した状態においても、蒸発部で蒸気と
なった作動流体が通過する蒸気流用の通路と、凝縮部に
おいて凝縮され、環流する作動液流用の通路とをそれぞ
れ確保して、蒸気流および作動液流の円滑な流れを確保
することができ、熱性能の高い、その作動に信頼性のあ
る平面型ヒートパイプを提供することができ、IPM、
IGBT等の発熱電子部品を冷却するために使用でき、
産業上利用価値が高い。
As described above, according to the present invention, even in a state where the heat pipe is inclined, the working fluid which has been vaporized in the evaporating section passes through the passage for the steam flow, and is condensed and circulated in the condensing section. It is possible to provide a flat heat pipe having a high thermal performance and a reliable operation thereof by securing a passage for the working fluid flow and a smooth flow of the steam flow and the working fluid flow, respectively. Yes, IPM,
Can be used to cool heat-generating electronic components such as IGBTs,
High industrial utility value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明の平面型ヒートパイプの一つ
の実施態様を示す図である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a flat heat pipe of the present invention.

【図2】図2は、この発明の平面型ヒートパイプの他の
実施態様を示す図である。
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the flat heat pipe of the present invention.

【図3】図3は、この発明の平面型ヒートパイプの他の
実施態様を示す図である。
FIG. 3 is a view showing another embodiment of the flat heat pipe of the present invention.

【図4】図4は、この発明の平面型ヒートパイプの他の
実施態様を示す図である。
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the flat heat pipe of the present invention.

【図5】図5は、この発明の平面型ヒートパイプの断面
を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a cross section of the flat heat pipe of the present invention.

【図6】図6は、この発明の平面型ヒートパイプの他の
実施態様を示す図である。
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the flat heat pipe of the present invention.

【図7】図7は、従来の逆L字型の平面型ヒートパイプ
を概略示す図である。
FIG. 7 is a view schematically showing a conventional inverted L-shaped flat heat pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.平面型ヒートパイプ 2.発熱部 3.第1の凝縮部 4.第2の凝縮部 5.第1の中間部 6.第2の中間部 7.第1のショートパス部 8.第2のショートパス部 9.エンボス 10.フィン 15.上板 16.下板 17.流路 20.蒸発部 21.凝縮部 22.プレート 23.ヒートパイプ回路 24.パネル本体 1. Flat heat pipe 2. Heating part 3. First condenser section 4. Second condensing section5. First intermediate part 6. Second intermediate part 7. First short pass section 8. Second short pass section 9. Emboss 10. Fin 15. Upper plate 16. Lower plate 17. Flow path 20. Evaporation section 21. Condensing section 22. Plate 23. Heat pipe circuit 24. Panel body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱部と、第1の凝縮部と、第2の凝縮
部と、前記発熱部と前記第1の凝縮部との間にあって、
前記発熱部と前記第1の凝縮部との間をショートカット
する第1のショートパス部を備えている第1の中間部
と、そして、前記発熱部と前記第2の凝縮部との間にあ
って、前記発熱部と前記第2の凝縮部との間をショート
カットする第2のショートパス部を備えている第2の中
間部とからなる、その内部に作動流体が封入され、密閉
され、一体的に形成された平面型ヒートパイプ。
1. A heating section, a first condenser section, a second condenser section, and between the heating section and the first condenser section,
A first intermediate portion having a first short path portion that shortcuts between the heat generating portion and the first condensing portion, and between the heat generating portion and the second condensing portion, A working fluid is sealed, sealed and integrally formed of a second intermediate portion having a second short path portion that shortcuts between the heat generating portion and the second condensing portion. The formed flat heat pipe.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003023307A1 (en) * 2001-09-05 2003-03-20 Showa Denko K.K. Heat sink, control device with the heat sink, and machine tool with the device
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