JP2002286383A - 熱搬送装置 - Google Patents

熱搬送装置

Info

Publication number
JP2002286383A
JP2002286383A JP2001087430A JP2001087430A JP2002286383A JP 2002286383 A JP2002286383 A JP 2002286383A JP 2001087430 A JP2001087430 A JP 2001087430A JP 2001087430 A JP2001087430 A JP 2001087430A JP 2002286383 A JP2002286383 A JP 2002286383A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sealed
working fluid
pipe
pipes
heat transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001087430A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohito Takada
智仁 高田
Takayuki Masukawa
貴之 益川
Kenji Nasako
賢二 名迫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2001087430A priority Critical patent/JP2002286383A/ja
Publication of JP2002286383A publication Critical patent/JP2002286383A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F28D15/0275Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • 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
    • F28D15/0266Heat-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 with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単、かつ、安価に高圧の二酸化炭素を封
入、封止できるようにする。 【解決手段】 作動管部12を複数のパイプ11が列設
して板状に形成する。このとき、パイプ11の1つを封
入管19とする。また、マニーホールド13にこの作動
管部12のパイプ11がそれぞれ挿嵌される挿着穴15
及び該挿着穴15を連通する連通孔17を形成する。そ
して、これらを接合材20により接合する。このような
状態で作動流体を封止する際には、当該作動流体を封入
する状態で前記封入管19を圧潰し、その後当該封入状
態を解除して接合材20により封着する。これによりパ
イプ11が細い場合でも簡単、かつ、安価に高圧の二酸
化炭素を封入、封止できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型精密電気機器
等の冷却に用いて好適な熱搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、電子製品等における小型軽量化及
び高機能化が著しく、例えば携帯パソコンの小型化は周
知の通りであるが、同時に動作速度を高めるためにMP
Uの動作周波数を高くすることが行われている。
【0003】従来、このような電子機器等の冷却には、
ファンによる強制空冷やフィンによる自然対流空冷が行
われていたが、小型化による熱はけが悪くなり、また携
帯パソコンにおけるように動作周波数の向上に伴う発熱
量が増大して、その冷却技術が深刻な課題として浮上し
てきている。
【0004】そこで、ペルチェ素子を用いる構成が提案
されているが、このペルチェ素子は冷却能力を発生させ
るために外部から電力供給する必要があるため、携帯パ
ソコンのように消費電力の低減も課題となっている製品
においては利用することが困難であった。
【0005】このような観点から、例えば特開平8−3
03970号公報においてはヒートパイプを利用してM
PUを冷却する構成が開示されている。
【0006】ヒートパイプ100は、図6に示すように
密閉されたパイプ101内に作動流体が封入され、当該
作動流体は高温部102の熱で蒸発(吸熱する)して低
温部103に移動し、当該低温部103の熱で冷却(放
熱する)されることにより凝縮する。そして、凝縮した
作動流体は、高温部102側に戻る。
【0007】このように作動流体は、高温部102と低
温部103との間を相変化しながら往復するサイクルを
繰返すことにより高温部102から低温部103に熱搬
送する。従って、熱搬送は作動流体の相変化及びその移
動にのみに基づき行われるため高い搬送効率、冷却効率
が得られる特徴がある。
【0008】このようなヒートパイプの原理に基づき、
上記公報においては作動流体として純水を用い、ヒート
パイプ100の長手方向内壁に多数の極細線からなるウ
ィック材104を挿着して中央部105を空間とする構
成を提案している。
【0009】なお、ヒートパイプ100の内壁にウィッ
ク材104を挿着したのは、低温部103で凝縮した作
動流体が高温部102に戻る際に、当該極細線のウィッ
ク材104を濡らし、毛細管現象により速やかに高温部
102に戻れるようにするためである。
【0010】しかし、パイプを細くして装置の小型化を
図ると、作動流体としての純水は粘性が大きいので毛細
管現象による移動力が減少してしまい、効率的に高温部
102と低温部103との間を往復させることが困難に
なる問題があった。
【0011】そこで、作動流体として低粘性である超臨
界状態の二酸化炭素を用いることが提案されている。二
酸化炭素は、7.3MPa以上の高圧にすると超臨界状
態を示し、粘性が小さくなるので高温部102と低温部
103とを効率的往復することが可能になって熱搬送効
率を高めることができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
細いパイプでは、封入される作動流体量も少なくなり大
きな熱搬送能力が期待できないので、当該細いパイプを
複数利用することになるが、このとき細いパイプにそれ
ぞれ高圧の二酸化炭素を封入し、封止する作業が非常に
手数のかかる作業で製品コストを上昇させてしまう等の
問題があった。
【0013】そこで、本発明は、簡単、かつ、安価に高
圧の二酸化炭素を封入、封止できるようにした熱搬送装
置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、複数のパイプが列設され
て板状に形成されてなる作動管部と、該作動管部のパイ
プがそれぞれ挿嵌される挿着穴及び該挿着穴を連通する
連通孔が形成されたマニーホールドとを有して、これら
が接合材により接合されて、内部に所定圧の作動流体が
封止されて、パイプが細い場合でも簡単、かつ、安価に
高圧の二酸化炭素を封入、封止できるようにしたことを
特徴とする。
【0015】請求項2にかかる発明は、パイプの1つが
作動流体の封入に用いられる封入管をなし、該作動流体
を封止する際には、当該作動流体を封入する状態で封入
管を圧潰し、その後当該封入状態を解除して接合材によ
り封着してなることを特徴とする。
【0016】請求項3にかかる発明は、複数のパイプが
列設して設けられた作動管部を挟むように支持板を接合
して設けたことを特徴とする。
【0017】請求項4にかかる発明は、作動流体が二酸
化炭素であり、かつ、動作時には超臨界流体として作用
することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1及び図2は本発明に係る熱搬送装置1
0の構成を示す図で、図1(a)は上面図、図1(b)
は側断面図である。また、図2は水平断面図を示してい
る。
【0019】当該熱搬送装置10は、複数のパイプ11
からなる作動管部12、該作動管部12の端部に挿着し
て接合されたマニーホールド13、作動管部12を挟む
ようにして固着されて熱伝導性を高めると共に強度を高
める保持板14を主要構成としている。
【0020】図3はマニーホールド13の構成を示す斜
視図で、当該マニーホールド13は、アルミニュームや
銅のような熱伝導度の高い金属を材料として切削加工等
により形成され、パイプ11が挿嵌される挿着穴15、
複数の挿着穴15を連通させる連通孔17、該連通孔1
7を穿孔して形成した際の開口16を塞ぐ栓18等を有
している。
【0021】作動管部12を構成するパイプ11や保持
板14は、アルミニュームや銅のような熱伝導度の高い
金属を材料として形成されている。
【0022】なお、複数のパイプ11のうちの1本は、
短く形成されて作動流体を封入する際の封入管19とな
っている。無論、当該封入管19は開口16に挿嵌して
設けてもよいが、後述する作動流体の封入、封止作業が
行いやすいように本実施の携帯ではパイプ11のうちの
1本を封入管19とした場合を示している。
【0023】このような部材を用いて熱搬送装置10が
組立てられている。組立ては、先ず作動管部12を構成
するパイプ11をマニーホールド13の挿着穴15に挿
嵌し、同時に封入管19及び栓18をそれぞれ挿嵌す
る。そして、これらを保持板14により挟み、接合材2
0で接合する。
【0024】パイプ11の内径及び外径は、それぞれ約
0.5mm、約0.8mmと非常に細いが、当該パイプ
11を単独で扱う工程は挿着穴15に挿嵌する工程だけ
であるので組立作業は非常に容易である。
【0025】その後、封入管19から二酸化炭素を所定
圧になるまで封入し、その状態で当該封入管19を圧潰
し、封入状態を解除して、さらに接合材20により封着
する。
【0026】無論、接合する際には、ピンホール等が発
生しないように注意することはいうまでもない。
【0027】このように複数の部材を予め十分に接合
し、その状態に対して作動流体を1本の封入管19から
封入するので、一度に各パイプ11に作動流体を封入す
ることができ、かつ、封入状態を保持しながら圧潰する
ので、封入、封止作業が効率的、かつ、確実に行えるよ
うになる。
【0028】なお、接合材20としては、例えば銀ロウ
付、アルミ半田付、溶接等の一般的な接合手段を用いて
行うことが可能である。
【0029】このような一般的な接合材20を用いるこ
とが可能になったのは、封入圧が高くても非常に細いパ
イプ11を多数用いているために接合材20が保持しな
ければならない力が小さくてすむためである。
【0030】作動流体の選定及び封入圧は、以下の観点
から設定している。図4は二酸化炭素のモリエル線図を
示し、同図からわかるように臨界点(圧力7.3MP
a、温度31℃)以上で二酸化炭素は超臨界流体とな
る。なお、図4において臨界点aより高温高圧領域(b
領域)が超臨界流体の存在する領域を示している。
【0031】また、表1に二酸化炭素を含めた種々の物
質における臨界温度及び臨界圧力を示し、表2に二酸化
炭素の気体、液体、超臨界流体における密度、粘度、拡
散係数及び熱伝導度の物性値を示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】表1からわかるように、例えば携帯パソコ
ンのMPU等の冷却(100℃以下で冷却)を目的とし
た作動流体として、水以外が利用できることが分る。し
かし、空気、窒素、酸素等は室温では沸点を超えてしま
い、また塩化水素は有毒であり腐食等において利用上の
問題が多々ある。
【0035】このような観点から、極端に高圧にしなく
ても室温に近い温度で超臨界を示して、MPU等の冷却
に適用できるものとして無害、かつ、化学的安定性に優
れた二酸化炭素が妥当であると結論することが可能であ
る。無論、状況に応じて作動流体を選択することができ
ることは言うまでもない。
【0036】また、表2から二酸化炭素は、超臨界流体
において気体と同程度の粘度を示すと共に、拡散係数は
寧ろ液体に近い特性を示すことから、高温部と低温部と
の間での作動流体の移動性が非常に高く効率的な熱搬送
が可能であることがわかる。
【0037】即ち、低温部で放熱した二酸化炭素は高温
部に戻るが、超臨界流体の二酸化炭素は低粘性で、表面
張力が「ゼロ」であるため容易に高温部と低温部との間
を移動することができる。
【0038】一方、作動流体として純水を用いるような
場合には、パイプ11を細くすると粘性が毛細管現象に
よる移動力を大きく規制して、作動流体の移動度が低下
してしまう。
【0039】そこで、本発明では、作動流体として二酸
化炭素を用い、その封入圧を7.3MPa以上として温
度が31℃以上になると超臨界流体になるようにしてい
る。
【0040】なお、図1等に示す熱搬送装置10は直線
状に延びた作動管部12により形成する場合を示してい
るが、当該作動管部12が複数の細いパイプ11により
構成されていることを勘案すれば、本発明はこのような
形状に限定を受けるものでないことが容易に推察でき
る。
【0041】即ち、使用する電子機器等におけるデッド
スペースの配置に合わせて、例えばS字状に形成したり
することも可能である。
【0042】また、図5に示すようにリング状に形成し
てもよい。即ち、リング状にパイプ11を成形し、その
両端が1つのマニーホールド13に挿嵌され接合材20
で接合されている。
【0043】このような構成であっても、組立作業、封
入作業及び封止作業の簡単化が図れることは上述したと
同様である。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように請求項1にかかる発
明によれば、複数のパイプが列設されて板状に形成され
てなる作動管部と、該作動管部のパイプがそれぞれ挿嵌
される挿着穴及び該挿着穴を連通する連通孔が形成され
たマニーホールドとを設け、これらを接合材により接合
して内部に所定圧の作動流体を封止するようにしたの
で、パイプが細い場合でも簡単、かつ、安価に高圧の二
酸化炭素を封入、封止できるようになる。
【0045】請求項2にかかる発明によれば、パイプの
1つが作動流体の封入に用いられる封入管をなすように
したので、該作動流体を封止する際には、当該作動流体
を封入する状態で封入管を圧潰し、その後当該封入状態
を解除して接合材により封着して封止が完了し、簡単、
かつ、安価に高圧の二酸化炭素を封入、封止できるよう
になる。
【0046】請求項3にかかる発明によれば、複数のパ
イプが列設して設けられた作動管部を挟むように支持板
を接合して設けたので、細いパイプでも高い熱伝導性を
達しながら強度を高めることが可能になる。
【0047】請求項4にかかる発明によれば、作動流体
を超臨界流体として作用する二酸化炭素としたので、効
率的な熱搬送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用される熱搬送
装置の構成を示す図である。
【図2】熱搬送装置の断面図である。
【図3】マニーホールドの構成図である。
【図4】二酸化炭素のモリエル線図である。
【図5】図1に代る熱搬送装置の構成を示す図である。
【図6】ヒートパイプの原理図である。
【符号の説明】
10 熱搬送装置 11 パイプ 12 作動管部 13 マニーホールド 14 保持板 15 挿着穴 16 開口 17 連通孔 18 栓 19 封入管 20 接合材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 7/20 H05K 7/20 R (72)発明者 名迫 賢二 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5E322 DB06 DB08 DB10 FA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のパイプが列設されて板状に形成さ
    れてなる作動管部と、 該作動管部のパイプがそれぞれ挿嵌される挿着穴及び該
    挿着穴を連通する連通孔が形成されたマニーホールドと
    を有して、これらが接合材により接合されて、内部に所
    定圧の作動流体が封止されていることを特徴とする熱搬
    送装置。
  2. 【請求項2】 前記パイプの1つが作動流体の封入に用
    いられる封入管をなし、該作動流体を封止する際には、
    当該作動流体を封入する状態で前記封入管を圧潰し、そ
    の後当該封入状態を解除して接合材により封着してなる
    ことを特徴とする請求項1記載の熱搬送装置。
  3. 【請求項3】 前記複数のパイプが列設して設けられた
    作動管部を挟むように支持板を接合して設けたことを特
    徴とする請求項1又は2記載の熱搬送装置。
  4. 【請求項4】 前記作動流体が二酸化炭素であり、か
    つ、動作時には超臨界流体として作用することを特徴と
    する請求項1乃至3いずれか1項記載の熱搬送装置。
JP2001087430A 2001-03-26 2001-03-26 熱搬送装置 Pending JP2002286383A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001087430A JP2002286383A (ja) 2001-03-26 2001-03-26 熱搬送装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001087430A JP2002286383A (ja) 2001-03-26 2001-03-26 熱搬送装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002286383A true JP2002286383A (ja) 2002-10-03

Family

ID=18942675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001087430A Pending JP2002286383A (ja) 2001-03-26 2001-03-26 熱搬送装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002286383A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2419038A (en) * 2004-09-23 2006-04-12 Trox Cooling system, primarily for computers
CN101876492A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 北京智慧剑科技发展有限责任公司 一种石英热管及阵列太阳能光热转化器及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2419038A (en) * 2004-09-23 2006-04-12 Trox Cooling system, primarily for computers
GB2419038B (en) * 2004-09-23 2010-03-31 Trox Cooling methods and apparatus
CN101876492A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 北京智慧剑科技发展有限责任公司 一种石英热管及阵列太阳能光热转化器及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1333627C (zh) 包含冷却基片的电子模块及相关方法
US7305843B2 (en) Heat pipe connection system and method
US6381845B2 (en) Method of manufacturing plate type heat pipe
US5303555A (en) Electronics package with improved thermal management by thermoacoustic heat pumping
US8987891B2 (en) Heat sink apparatus for microelectronic devices
US7306027B2 (en) Fluid-containing cooling plate for an electronic component
JP2008510301A (ja) 集積回路装置のための液体金属熱インターフェース
US20070151275A1 (en) Methods and apparatus for microelectronic cooling using a miniaturized vapor compression system
US20220009215A1 (en) Two-phase thermal management devices, methods, and systems
CN110906767A (zh) 立体脉冲式热管、立体脉冲式热管组和散热模块
EP1779053A1 (en) Micro heat pipe with wedge capillaries
KR20130050790A (ko) 평판 히트 파이프 및 그 제조 방법
CN104662656A (zh) 冷却装置、在其中使用的受热部和沸腾部、及制造沸腾部的方法
KR20050113675A (ko) 열 저장 매체
US20050205242A1 (en) Phase-changed heat dissipating device and method for manufacturing it
CN106654818B (zh) 一种高功率固体激光器热管理系统
JP2010060245A (ja) 超電導機器の電流リード
JP2002286383A (ja) 熱搬送装置
JP3552553B2 (ja) 平面状ヒートパイプ及びその製造方法
KR20100111101A (ko) 베이스블록을 구비한 히트파이프 및 이를 제조하는 방법
JP2008196787A (ja) ヒートパイプ
JP2002286385A (ja) 熱搬送装置
JP2002286381A (ja) 熱搬送装置
TWI541486B (zh) 熱管結構及其製造方法
US20090050297A1 (en) Dissipating Module Structure for Heat Generating Device