JP2017223435A - heat pipe - Google Patents
heat pipe Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017223435A JP2017223435A JP2017116651A JP2017116651A JP2017223435A JP 2017223435 A JP2017223435 A JP 2017223435A JP 2017116651 A JP2017116651 A JP 2017116651A JP 2017116651 A JP2017116651 A JP 2017116651A JP 2017223435 A JP2017223435 A JP 2017223435A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flat
- heat pipe
- container
- region
- wick structure
- 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.)
- Granted
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 51
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000032258 transport Effects 0.000 abstract 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 17
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 13
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、良好な最大熱輸送量を有し、さらには熱抵抗の小さい、優れた熱輸送特性を有する扁平型ヒートパイプ等のヒートパイプに関するものである。 The present invention relates to a heat pipe such as a flat heat pipe having a good maximum heat transport amount and a low heat resistance and excellent heat transport characteristics.
電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載等により、発熱量が増大し、その冷却がより重要となっている。電子部品の冷却方法として、ヒートパイプが使用されることがある。 Electronic parts such as semiconductor elements mounted on electric / electronic devices have increased heat generation due to high-density mounting associated with higher functionality, and cooling thereof has become more important. A heat pipe may be used as a cooling method for electronic components.
また、ヒートパイプは、狭小空間に設けられることも多いので、扁平型のものが使用されることがある。扁平型であっても、ヒートパイプの熱輸送特性を向上させるために、コンテナ内に設けられるウィック構造体の構造について、種々の提案がなされている。上記ウィック構造体を設けた扁平型ヒートパイプとして、例えば、曲部と平坦部を有するウィック構造体について、曲部がコンテナの内壁に接触、または所定距離以下の間隔をおいて近接して配置されて、曲部および内壁の間で毛管力を発生させる扁平型ヒートパイプが提案されている(特許文献1)。 Further, since the heat pipe is often provided in a narrow space, a flat type may be used. Even in the flat type, various proposals have been made for the structure of the wick structure provided in the container in order to improve the heat transport characteristics of the heat pipe. As the flat heat pipe provided with the wick structure, for example, for a wick structure having a curved portion and a flat portion, the curved portion is disposed in close contact with the inner wall of the container or at a predetermined distance or less. A flat heat pipe that generates a capillary force between the curved portion and the inner wall has been proposed (Patent Document 1).
上記事情に鑑み、本発明は、狭小空間に設置されるために小型、かつ薄型であっても優れた熱輸送特性を有するヒートパイプを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a heat pipe having excellent heat transport characteristics even if it is small and thin because it is installed in a narrow space.
本発明の態様は、管状のコンテナと、前記コンテナ内に配置されたウィック構造体と、前記コンテナ内に封入された作動流体と、を有する、熱輸送方向が長手方向であるヒートパイプであって、前記長手方向に対して直交方向の断面が、前記ウィック構造体が配置された第1の領域と、蒸気流路を有する第2の領域と、を有し、前記第2の領域が、前記第1の領域よりも重力方向上方側に配置され、前記第2の領域における前記コンテナの重力方向下方側内面が、重力方向に直交する方向に対して15°〜90°傾斜しているヒートパイプである。 An aspect of the present invention is a heat pipe having a tubular container, a wick structure disposed in the container, and a working fluid sealed in the container, the heat transport direction being a longitudinal direction. The cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction has a first region where the wick structure is disposed and a second region having a steam flow path, and the second region is A heat pipe that is arranged on the upper side in the gravitational direction than the first region, and the inner surface on the lower side in the gravitational direction of the container in the second region is inclined by 15 ° to 90 ° with respect to the direction orthogonal to the gravitational direction. It is.
本発明の態様は、熱輸送方向が長手方向であり、前記長手方向に対して直交方向の断面が、一方の平坦面と、該一方の平坦面と重力方向下方側において所定の縦方向の距離にて対向した他方の平坦面と、を有し、前記縦方向に対して直交する横方向の距離が前記縦方向の距離超である管状の扁平型コンテナと、前記扁平型コンテナ内に配置されたウィック構造体と、前記扁平型コンテナ内に封入された作動流体と、を有する扁平型ヒートパイプであって、前記扁平型コンテナは、前記他方の平坦面が重力方向に直交する方向に対して15°〜90°傾斜して配置され、前記ウィック構造体が、前記横方向の中心線に対して、重力方向下方側に配置されている扁平型ヒートパイプである。 In the aspect of the present invention, the heat transport direction is the longitudinal direction, and the cross section perpendicular to the longitudinal direction has one flat surface and a predetermined vertical distance between the one flat surface and the lower side in the gravity direction. A flat flat container having a lateral distance perpendicular to the vertical direction and exceeding the vertical distance; and a flat surface container disposed in the flat container. A flat heat pipe having a wick structure and a working fluid sealed in the flat container, wherein the flat container has a direction in which the other flat surface is perpendicular to the direction of gravity. It is a flat type heat pipe that is disposed at an inclination of 15 ° to 90 °, and wherein the wick structure is disposed on the lower side in the gravitational direction with respect to the lateral center line.
上記態様では、扁平型コンテナの縦方向が、重力方向に対し15°〜90°、傾いた姿勢にて設置されている。また、一方の平坦面の内面と他方の平坦面の内面との間は、所定の縦方向の距離を有している。つまり、上記の「縦方向」とは、一方の平坦面及び他方の平坦面に対して直交する方向を意味する。「縦方向の距離」とは、コンテナの内部空間のうち、一方の平坦面及び他方の平坦面に対して直交方向の寸法を意味する。また、縦方向に対して直交する「横方向の距離」とは、コンテナの内部空間のうち、一方の平坦面及び他方の平坦面に対して平行方向の寸法を意味する。 In the said aspect, the vertical direction of a flat container is installed in the attitude | position inclined 15 degrees-90 degrees with respect to the gravitational direction. A predetermined vertical distance is provided between the inner surface of one flat surface and the inner surface of the other flat surface. That is, the above-mentioned “longitudinal direction” means a direction orthogonal to one flat surface and the other flat surface. The “vertical distance” means a dimension in a direction perpendicular to one flat surface and the other flat surface in the internal space of the container. Further, the “lateral distance” orthogonal to the vertical direction means a dimension in a direction parallel to one flat surface and the other flat surface in the internal space of the container.
本発明の態様は、前記縦方向の距離が、0.50〜2.0mmである扁平型ヒートパイプである。 An aspect of the present invention is a flat heat pipe in which the longitudinal distance is 0.50 to 2.0 mm.
本発明の態様は、前記横方向の距離が、3.0〜10.0mmである扁平型ヒートパイプである。 An aspect of the present invention is a flat heat pipe in which the lateral distance is 3.0 to 10.0 mm.
本発明の態様によれば、熱輸送方向である長手方向に対して直交方向の断面について、蒸気流路を有する第2の領域が、ウィック構造体が配置された第1の領域よりも重力方向上方側に配置され、第2の領域におけるコンテナの重力方向下方側内面が、重力方向に直交する方向に対して15°〜90°傾斜していることにより、放熱部にて気相から液相へ相変化した液相の作動流体が、円滑に受熱部へ還流することができる。 According to the aspect of the present invention, the second region having the steam flow path in the cross section perpendicular to the longitudinal direction that is the heat transport direction is more in the direction of gravity than the first region in which the wick structure is disposed. The lower inner surface in the gravitational direction of the container in the second region that is disposed on the upper side is inclined by 15 ° to 90 ° with respect to the direction orthogonal to the gravitational direction. The liquid-phase working fluid whose phase has changed can smoothly return to the heat receiving section.
本発明の態様によれば、扁平型コンテナの重力方向下方側に位置する他方の平坦面が重力方向に直交する方向に対し15°〜90°傾斜するように設置し、少なくとも放熱部において、長手方向に対して直交方向の断面の横方向の中心線を境に、重力方向下方側にウィック構造体が位置することにより、放熱部にて気相から液相へ相変化した液相の作動流体が、円滑に受熱部へ還流することができる。 According to the aspect of the present invention, the other flat surface located on the lower side in the gravitational direction of the flat container is installed so as to be inclined by 15 ° to 90 ° with respect to the direction orthogonal to the gravitational direction. Liquid phase working fluid that changed phase from gas phase to liquid phase at the heat radiating section due to the wick structure located on the lower side in the gravitational direction with the horizontal center line of the cross section perpendicular to the direction as the boundary However, it can return to the heat receiving part smoothly.
上記液相の作動流体の放熱部から受熱部への円滑な還流は、放熱部にて凝結した作動流体が重力作用にてウィック構造体へ移動し、さらに、重力作用にてウィック構造体へ移動する液相の作動流体によって、ウィック構造体中の液相の作動流体の還流が、促進されることが一因と考えられる。また、本発明の態様によれば、重力方向下方側に液相の作動流体が流通するウィック構造体が配置され、重力方向上方側に気相の作動流体が流通する蒸気流路となっている。すなわち、重力方向下方側と上方側で、液相の作動流体と気相の作動流体の流路が区分されているので、液相の作動流体の流れと気相の作動流体の流れの圧力損失を防止できる。 Smooth recirculation of the liquid-phase working fluid from the heat radiating section to the heat receiving section allows the working fluid condensed in the heat radiating section to move to the wick structure by gravity and further to the wick structure by gravity. It is thought that one reason is that the liquid-phase working fluid that promotes the reflux of the liquid-phase working fluid in the wick structure. Further, according to the aspect of the present invention, the wick structure in which the liquid-phase working fluid flows is arranged on the lower side in the gravity direction, and the vapor flow path in which the gas-phase working fluid flows on the upper side in the gravity direction. . That is, since the flow path of the liquid-phase working fluid and the gas-phase working fluid is divided on the lower side and the upper side in the gravity direction, the pressure loss between the flow of the liquid-phase working fluid and the flow of the gas-phase working fluid Can be prevented.
以下に、本発明の第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。 Hereinafter, a flat heat pipe according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、2に示すように、第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1は、一方の平坦面11と一方の平坦面11に対向した他方の平坦面12とを有する管状の扁平型コンテナ10と、扁平型コンテナ10内に配置されたウィック構造体15と、扁平型コンテナ10に封入された作動流体Fとを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、扁平型ヒートパイプ1の扁平型コンテナ10は、一方の平坦面11と、一方の平坦面11と重力方向下方側にて対向した他方の平坦面12と、一方の平坦面11と他方の平坦面12との間に形成された一方の曲面部13と、一方の曲面部13に対向した他方の曲面部14と、を有する密閉された管材である。扁平型コンテナ10では、一方の平坦面11と他方の平坦面12は、平行に配置されている。また、扁平型コンテナ10は、長手方向に対して直交方向の断面形状が、扁平形状となっている。
As shown in FIG. 1, the
さらに、一方の平坦面11の内面と他方の平坦面12の内面との距離、すなわち、縦方向の寸法は、特に限定されないが、扁平型コンテナ10では、0.50〜2.0mmとなっている。また、一方の曲面部13の内面と、他方の曲面部14の内面との距離、すなわち、横方向の寸法は、上記縦方向の寸法超であれば、特に限定されないが、扁平型コンテナ10では、3.0〜10.0mmとなっている。ヒートパイプ1の熱輸送方向は、扁平型コンテナ10の長手方向である。
Furthermore, although the distance between the inner surface of one
扁平型ヒートパイプ1は、扁平型コンテナ10の縦方向が、重力方向に対し15°〜90°、傾いた姿勢にて設置されることで水平に配置される場合よりも高い熱輸送量を得ることができる。扁平型コンテナ10の傾斜は、15°〜90°未満が好ましく、20°〜50°がさらに好ましい。なお、図1では、水平方向(重力方向に直交する方向)に対して約25°傾いた姿勢にて設置されている。
The
上記から、一方の平坦面11と他方の平坦面12が水平方向(重力方向に直交する方向)に対して15°〜90°傾いた状態にて、扁平型ヒートパイプ1が設置されている。よって、図1では、一方の平坦面11と他方の平坦面12が水平方向(重力方向に直交する方向)に対して約25°傾いた状態にて、扁平型ヒートパイプ1が設置されている。
From the above, the
図1に示すように、扁平型ヒートパイプ1の放熱部16では、ウィック構造体15は、扁平型コンテナ10の長手方向に対して直交方向の断面の中心線20を境に、重力方向下方側の領域17に配置されている。中心線20は、縦方向に対して平行方向かつ横方向に対して中心またはその近傍の仮想線である。従って、扁平型コンテナ10の長手方向に対して直交方向の断面は、中心線20を境に、2つの領域(すなわち、重力方向下方側の領域17と後述する重力方向上方側の領域18)が同じ断面積にて存在する。なお、扁平型ヒートパイプ1では、少なくとも放熱部16では重力方向下方側の領域17は、ウィック構造体15で充填された態様となっている。
As shown in FIG. 1, in the
一方で、ウィック構造体15は、前記中心線20を境に、重力方向上方側の領域18には配置されていない。重力方向上方側の領域18は空間部であり、気相の作動流体Fが流通する蒸気流路18’となっている。従って、中心線20から一方の曲面部13の領域にウィック構造体15が配置され、中心線20から他方の曲面部14の領域が蒸気流路18’となっている。
On the other hand, the
なお、図2に示すように、扁平型ヒートパイプ1の放熱部16以外の部位、すなわち、受熱部19と中央部21も、放熱部16と同様に、重力方向下方側の領域17にウィック構造体15が配置され、重力方向上方側の領域18にはウィック構造体15が配置されていない態様となっている。従って、扁平型ヒートパイプ1では、扁平型コンテナ10の長手方向に対して直交方向の断面におけるウィック構造体15の形状、寸法は、放熱部16、受熱部19、中央部21とも、同じとなっている。
As shown in FIG. 2, the portions other than the
扁平型コンテナ10の材質は、特に限定されず、例えば、熱伝導率に優れた点から銅、軽量性の点からアルミニウム、強度の点からステンレス等を使用することができる。コンテナの壁面の厚さは特に限定されないが、通常0.05〜0.25mm程度である。ウィック構造体15の材質は、特に限定されず、銅粉、ステンレス粉等の金属粉の焼結体、金属メッシュ等を使用することができる。
The material of the
また、扁平型コンテナ10に封入する作動流体Fとしては、扁平型コンテナ10の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水、代替フロン、パーフルオロカーボン、シクロペンタン等を挙げることができる。
Further, the working fluid F sealed in the
図1、2を用いて、扁平型コンテナ10の一方の平坦面11及び他方の平坦面12が、水平方向に対し約25°傾いた姿勢にて設置されている、第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1の熱輸送のメカニズムについて説明する。扁平型ヒートパイプ1が、受熱部19にて熱的に接続された発熱体(図示せず)から受熱すると、受熱部19にて作動流体Fが液相から気相へ相変化する。この気相の作動流体Fが、蒸気流路18’を、扁平型コンテナ10の長手方向に受熱部19から放熱部16へと流れることで、発熱体からの熱が受熱部19から放熱部16へ輸送される。受熱部19から放熱部16へ輸送された発熱体からの熱は、熱交換手段(図示せず)の設けられた放熱部16にて、気相の作動流体Fが液相へ相変化することで潜熱として放出される。放熱部16にて放出された潜熱は、放熱部16に設けられた上記熱交換手段によって、放熱部16から扁平型ヒートパイプ1の外部環境へ放出される。
1 and 2, according to the first embodiment, one
放熱部16にて液相に相変化した作動流体Fは、ウィック構造体15に取り込まれ、ウィック構造体15の毛細管力によって、放熱部16から受熱部19へと返送される。このとき、重力方向下方側の領域17にウィック構造体15が位置することにより、放熱部16にて凝結した作動流体Fが重力作用にてウィック構造体15へ移動し、さらに重力作用にてウィック構造体15へ移動する液相の作動流体Fによって、ウィック構造体15中の液相の作動流体Fの還流が、促進される。なお、重力方向上方側の領域18は、少なくとも放熱部16側ではウィック構造体15の設けられていない蒸気流路18’となっているので、気相の作動流体Fは、重力方向上方側の領域18を受熱部19から放熱部16へ円滑に流通可能である。
The working fluid F that has changed to the liquid phase in the
次に、本発明の第2実施形態例に係る扁平型ヒートパイプについて、図面を用いながら説明する。なお、上記した第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプと同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。 Next, a flat heat pipe according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same component as the flat type heat pipe which concerns on the above-mentioned 1st Embodiment, it demonstrates using the same code | symbol.
第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1では、扁平型コンテナ10は、一方の平坦面11と、一方の平坦面11に対向した他方の平坦面12とを有し、一方の平坦面11は同一平面上に延在し、一方の平坦面11に対向した他方の平坦面12も同一平面上に延在していたが、図3に示すように、これに代えて、第2実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ2では、同一平面上に延在していない一方の面31と、重力方向下方側にて一方の面31に対向した、同じく同一平面上に延在していない他方の面32と、を有する扁平型コンテナ30を備えている。
In the
第2実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ2では、一方の面31は、略中央部に曲げ部33を有していることで、同一平面上に延在していない構成となっている。一方の面31は、曲げ部33を境に、第1の面34と、第1の面34と連接した第2の面35と、を有しており、第2の面35は、重力方向上方側に15°〜90°傾斜している。なお、図3では、第2の面35は、重力方向上方側に約25°傾斜している。なお、扁平型ヒートパイプ2では、第1の面34は重力方向に直交する方向(水平方向)に延在しているが、これに限らず、発熱体の放熱面に沿って配置される。
In the
また、他方の面32も、一方の面31と同様に略中央部に曲げ部36を有していることで、同一平面上に延在していない構成となっている。他方の面32は、曲げ部36を境に、第1の面37と、第1の面37と連接した第2の面38と、を有している。
In addition, the
扁平型ヒートパイプ2では、一方の面31の第1の面34と他方の面32の第1の面37とに挟まれて形成される第1の領域と、一方の面31の第2の面35と他方の面32の第2の面38とに挟まれて形成される第2の領域とを有している。第2の領域は、第1の領域よりも重力方向上方側に配置されている。すなわち、第1の領域が重力方向下方側の領域17を形成し、第2の領域が重力方向上方側の領域18を形成している。ここで、重力方向上方とは、所定断面における第1の領域、第2の領域のそれぞれの重心位置を比較して第2の領域の重心位置が上方に存在することをいう。
In the
図3では、一方の面31の第1の面34及び他方の面32の第1の面37が、水平方向に延在していることから、第1の領域である重力方向下方側の領域17は、水平方向に沿って伸延している。また、一方の面31の第2の面35が第1の面34に対し重力方向上方側に15°〜90°傾斜(図3では、重力方向上方側に約25°傾斜)し、他方の面32の第2の面38が第1の面37に対し重力方向上方側に15°〜90°傾斜(図3では、重力方向上方側に約25°傾斜)していることから、重力方向上方側の領域18は、重力方向下方側の領域17に対し、重力方向上方側に15°〜90°(図3では、重力方向上方側に約25°)の角度にて伸延している。
In FIG. 3, the
図3に示すように、ウィック構造体15は、第1の領域である重力方向下方側の領域17に配置されている。なお、扁平型ヒートパイプ2では、重力方向下方側の領域17は、ウィック構造体15で充填された態様となっている。
As shown in FIG. 3, the
一方で、ウィック構造体15は、第2の領域である重力方向上方側の領域18には配置されていない。重力方向上方側の領域18は空間部であり、気相の作動流体が流通する蒸気流路18’となっている。
On the other hand, the
第2実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ2でも、第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1と同様に、重力方向下方側の領域17にウィック構造体15が位置することにより、放熱部にて凝結した作動流体が重力作用にてウィック構造体15へ移動し、さらに重力作用にてウィック構造体15へ移動する液相の作動流体によって、ウィック構造体15中の液相の作動流体の還流が、促進される。
Similarly to the
また、第2実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ2でも、第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1と同様に、重力方向上方側の領域18は、ウィック構造体15の設けられていない蒸気流路18’となっているので、気相の作動流体は、重力方向上方側の領域18を受熱部から放熱部へ円滑に流通可能である。従って、液相の作動流体の流れと気相の作動流体の流れの圧力損失を防止できる。
Further, in the
次に、本発明の他の実施形態例について説明する。上記第1実施形態例では、重力方向下方側の領域17は、ウィック構造体15で充填されていたが、重力方向下方側の領域17に、例えば、一方の曲面部13の内面と接した状態で、ウィック構造体15が設けられていればよく、必要に応じて、重力方向下方側の領域17の一部(例えば、中心線20側の部位)が空間部(蒸気流路)となっていてもよい。また、上記第1実施形態例では、ウィック構造体15は、重力方向上方側の領域18には設けられていなかったが、重力方向上方側の領域18に蒸気流路18’が設けられていればよく、必要に応じて、重力方向上方側の領域18の一部にウィック構造体15が設けられてもよい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the
上記第2実施形態例では、重力方向下方側の領域17は、ウィック構造体15で充填されていたが、重力方向下方側の領域17に、例えば、一方の曲面部13や他方の面32の第1の面37の内面と接した状態で、ウィック構造体15が設けられていればよく、必要に応じて、重力方向下方側の領域17の一部が空間部(蒸気流路)となっていてもよい。また、上記第2実施形態例では、ウィック構造体15は、重力方向上方側の領域18には設けられていなかったが、重力方向上方側の領域18に蒸気流路18’が設けられていればよく、必要に応じて、重力方向上方側の領域18の一部にウィック構造体15が設けられてもよい。
In the second embodiment, the
また、上記第1実施形態例では、受熱部19と中央部21も、放熱部16と同様に、重力方向下方側の領域17にウィック構造体15が配置され、重力方向上方側の領域18にはウィック構造体15が配置されていなかったが、受熱部19と中央部21のウィック構造体15の配置は、特に限定されず、使用状況に応じて、適宜変更してもよい。
In the first embodiment, the
また、上記第1実施形態例では、ウィック構造体15の上記断面の形状、寸法は、放熱部16、受熱部19、中央部21とも、同じであったが、放熱部16において重力方向下方側の領域にウィック構造体15が配置されていればよく、例えば、ウィック構造体15の上記断面の寸法が、放熱部16、受熱部19、中央部21において、徐々に変化する態様でもよい。
In the first embodiment, the shape and dimensions of the cross section of the
上記第1実施形態例の扁平型コンテナ10では、一方の曲面部13と他方の曲面部14に連接した面が、一方の平坦面11と他方の平坦面12、すなわち、平坦な面であったが、平坦面に限定されず、曲面、凸凹部、段差部等を有する非平坦面でもよい。この場合、一方の平坦面11と他方の平坦面12の、水平方向に対する傾斜は、一方の平坦面11と他方の平坦面12のそれぞれについて、両端部における傾斜と中央部における傾斜との平均値にて算出する。
In the
上記第2実施形態例の扁平型コンテナ30では、一方の面31の第1の面34と第2の面35、他方の面32の第1の面37と第2の面38は、いずれも平坦面であったが、平坦な面に限定されず、曲面、凸凹部、段差部等を有する非平坦面でもよい。この場合、第2の面35及び第2の面38の、水平方向に対する傾斜は、第2の面35及び第2の面38のそれぞれについて、両端部における傾斜と中央部における傾斜との平均値にて算出する。
In the
上記第1、第2実施形態例では、扁平型ヒートパイプ1、2であったが、ヒートパイプのコンテナの断面形状は、特に限定されず、例えば、三角形、四角形等の多角形、丸形状、角丸長方形等でもよく、従って、扁平型ではないヒートパイプでもよい。
In the first and second embodiments, the
上記第1実施形態例の扁平型コンテナ10では、一方の平坦面11と他方の平坦面12が水平方向(重力方向に直交する方向)に対して15°〜90°傾いていたが、これに限らず、少なくとも重力方向下方側の平坦面である他方の平坦面12が、水平方向(重力方向に直交する方向)に対して15°〜90°傾斜していればよい。
In the
また、上記第2の実施形態例では、一方の面31の第1の面34と他方の面32の第1の面37、一方の面31の第2の面35と他方の面32の第2の面38がそれぞれ平行に形成されているが、これに限らず、少なくとも他方の面32の第2の面38が重力方向上方側に15°〜90°傾斜していればよい。
In the second embodiment, the
次に、本発明の実施例について説明する。ここでは、本発明の上記第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1を使用した場合を例にとって説明する。なお、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
Next, examples of the present invention will be described. Here, a case where the
図4、5に示すように、プレート状の断熱材に本発明の上記第1実施形態例に係る扁平型ヒートパイプ1を載置し、さらに、断熱材に載置した扁平型ヒートパイプ1上にヒーターを設置した。なお、本実施例では、扁平型コンテナ10の寸法は、横方向10mm、縦方向2mmとし、金属メッシュであるウィック構造体の上記横方向の寸法を4mmとした。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図4に示すように、扁平型ヒートパイプ1を、扁平型コンテナ10の平坦面に対し、水平(0°)に配置した態様(比較例1、(a)図)と、11°(比較例2、(b)図)、22°(実施例1、(c)図)、45°(実施例2、(d)図)の角度に傾斜させた態様にて、扁平型ヒートパイプ1の扁平型コンテナ10の表面温度を測定した。
As shown in FIG. 4, the
また、図5に示すように、上記表面温度は、それぞれの角度に配置した扁平型ヒートパイプ1について、6箇所の温度を熱電対にて測定した。このうち、ファンに最も近い扁平型ヒートパイプ1の温度測定位置として、扁平型ヒートパイプ1の一方の端部(図5の(0)の位置)から250mmの位置(図5の(6)の位置)、ファンから最も遠い扁平型ヒートパイプ1の温度測定位置として、扁平型ヒートパイプ1の(0)の位置(ヒートパイプの端部)から50mmの位置(図5の(1)の位置)に、それぞれ、熱電対を設置した。また、上記(6)の位置と(1)の位置との間、つまり、一方の端部から200mm(図5の(5)の位置)、180mm(図5の(4)の位置)、150mm(図5の(3)の位置)、100mm(図5の(2)の位置)の位置に、それぞれ、熱電対を設置した。
Moreover, as shown in FIG. 5, the surface temperature measured 6 places temperature with the thermocouple about the flat
それぞれの角度に配置した扁平型ヒートパイプ1について、ヒーターおよびファンを(6)の位置の温度が180℃になるように稼働し、その際の上記(1)〜(6)の位置に設置した各熱電対による温度測定結果を図6(a)、(b)に示す。
About the flat
図6(a)、(b)に示すように、扁平型ヒートパイプ1を45°の角度に傾斜させた実施例2では、ファンから最も近い(6)の位置の扁平型ヒートパイプ1の温度とファンから最も遠い(1)の位置の扁平型ヒートパイプ1の温度との差が40℃弱、扁平型ヒートパイプ1を22°の角度に傾斜させた実施例1では、ファンから最も近い(6)の位置の扁平型ヒートパイプ1の温度とファンから最も遠い(1)の位置の扁平型ヒートパイプ1の温度との差が50℃弱に、それぞれ、低減した。従って、22°、45°の角度に傾斜させた姿勢にて設置された扁平型ヒートパイプ1では、良好な熱輸送量が得られ、優れた熱輸送特性が得られた。
As shown in FIGS. 6A and 6B, in Example 2 in which the
一方で、扁平型ヒートパイプ1を水平に配置した比較例1、扁平型ヒートパイプ1を11°の角度に傾斜させた比較例2では、いずれも、(6)の位置の扁平型ヒートパイプ1の温度と(1)の位置の扁平型ヒートパイプ1の温度との差が60℃近くとなってしまった。従って、水平及び11°の角度に傾斜させた姿勢にて設置された扁平型ヒートパイプ1では、実施例1、2と比較して、熱輸送量が低減してしまい、優れた熱輸送特性は得られなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the
本発明のヒートパイプは、傾いた姿勢にて設置されて、優れた熱輸送特性を発揮するので、例えば、狭小空間に設けられた電子部品等の発熱体を冷却する分野や高密度搭載された電子部品等の発熱体を冷却する分野などで利用価値が高い。 Since the heat pipe of the present invention is installed in an inclined posture and exhibits excellent heat transport characteristics, for example, the field of cooling a heating element such as an electronic component provided in a narrow space or high-density mounting. High utility value in the field of cooling heating elements such as electronic parts.
1、2 扁平型ヒートパイプ
10、30 扁平型コンテナ
11 一方の平坦面
12 他方の平坦面
15 ウィック構造体
16 放熱部
17 重力方向下方側の領域
18 重力方向上方側の領域
20 中心線
31 一方の面
32 他方の面
34 第1の面
35 第2の面
37 第1の面
38 第2の面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記コンテナ内に配置されたウィック構造体と、
前記コンテナ内に封入された作動流体と、を有する、熱輸送方向が長手方向であるヒートパイプであって、
前記長手方向に対して直交方向の断面が、前記ウィック構造体が配置された第1の領域と、蒸気流路を有する第2の領域と、を有し、
前記第2の領域が、前記第1の領域よりも重力方向上方側に配置され、
前記第2の領域における前記コンテナの重力方向下方側内面が、重力方向に直交する方向に対して15°〜90°傾斜しているヒートパイプ。 A tubular container;
A wick structure disposed within the container;
A heat pipe having a working fluid sealed in the container, wherein a heat transport direction is a longitudinal direction,
A cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction has a first region in which the wick structure is disposed and a second region having a steam flow path;
The second region is disposed on the upper side in the gravity direction than the first region,
A heat pipe in which the lower inner surface in the gravitational direction of the container in the second region is inclined by 15 ° to 90 ° with respect to a direction orthogonal to the gravitational direction.
前記扁平型コンテナ内に配置されたウィック構造体と、
前記扁平型コンテナ内に封入された作動流体と、を有する扁平型ヒートパイプであって、前記扁平型コンテナは、前記他方の平坦面が重力方向に直交する方向対して15°〜90°傾斜して配置され、
前記ウィック構造体が、前記横方向の中心線に対して、重力方向下方側に配置されている扁平型ヒートパイプ。 The heat transport direction is the longitudinal direction, and the cross section perpendicular to the longitudinal direction has one flat surface and the other flat surface facing the one flat surface at a predetermined longitudinal distance on the lower side in the gravity direction. A tubular flat container having a flat surface and a lateral distance orthogonal to the longitudinal direction is greater than the longitudinal distance;
A wick structure disposed in the flat container;
A flat type heat pipe having a working fluid sealed in the flat type container, wherein the flat type container is inclined at 15 ° to 90 ° with respect to a direction perpendicular to the direction of gravity. Arranged,
A flat heat pipe in which the wick structure is disposed on the lower side in the gravitational direction with respect to the lateral center line.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016118229 | 2016-06-14 | ||
JP2016118229 | 2016-06-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017223435A true JP2017223435A (en) | 2017-12-21 |
JP6868476B2 JP6868476B2 (en) | 2021-05-12 |
Family
ID=60685971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017116651A Active JP6868476B2 (en) | 2016-06-14 | 2017-06-14 | heat pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6868476B2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5822890A (en) * | 1981-08-01 | 1983-02-10 | Hisateru Akachi | Heat pipe provided with intercrossed helical operation liquid passage |
US20080142196A1 (en) * | 2006-12-17 | 2008-06-19 | Jian-Dih Jeng | Heat Pipe with Advanced Capillary Structure |
JP2009068787A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Thin heat pipe and method of manufacturing the same |
JP2011043320A (en) * | 2009-07-21 | 2011-03-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Flattened heat pipe, and method of manufacturing the same |
JP2013002640A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Fujikura Ltd | Flat heat pipe and method of manufacturing the same |
US20130233519A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Flat heat pipe |
US20140166246A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Heat pipe and method for manufacturing the same |
US20140290914A1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Asustek Computer Inc. | Heat pipe structure |
-
2017
- 2017-06-14 JP JP2017116651A patent/JP6868476B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5822890A (en) * | 1981-08-01 | 1983-02-10 | Hisateru Akachi | Heat pipe provided with intercrossed helical operation liquid passage |
US20080142196A1 (en) * | 2006-12-17 | 2008-06-19 | Jian-Dih Jeng | Heat Pipe with Advanced Capillary Structure |
JP2009068787A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Thin heat pipe and method of manufacturing the same |
JP2011043320A (en) * | 2009-07-21 | 2011-03-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Flattened heat pipe, and method of manufacturing the same |
JP2013002640A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Fujikura Ltd | Flat heat pipe and method of manufacturing the same |
US20130233519A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Flat heat pipe |
US20140166246A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Heat pipe and method for manufacturing the same |
US20140290914A1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Asustek Computer Inc. | Heat pipe structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6868476B2 (en) | 2021-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6623296B2 (en) | Vapor chamber | |
JP6542915B2 (en) | heat pipe | |
JP4653187B2 (en) | Thin heat pipe and manufacturing method thereof | |
US10677535B1 (en) | Heat sink | |
JP6827362B2 (en) | heat pipe | |
JP6353682B2 (en) | Boiling cooler | |
US11454454B2 (en) | Flat heat pipe structure | |
US20160018166A1 (en) | Flat heat pipe | |
JP6647439B1 (en) | heatsink | |
JP2020076554A (en) | heat pipe | |
JP6582114B1 (en) | heatsink | |
JP6640401B1 (en) | heatsink | |
JPWO2017115771A1 (en) | heat pipe | |
JP6697112B1 (en) | heatsink | |
TW202032081A (en) | Cooling device and cooling system using same | |
JPWO2017061408A1 (en) | heatsink | |
TW201842297A (en) | Heat pipe | |
JP6615383B2 (en) | heat pipe | |
WO2016051569A1 (en) | Evaporator, cooling device, and electronic device | |
JP5567059B2 (en) | Thin heat pipe | |
JP2017223435A (en) | heat pipe | |
WO2018030478A1 (en) | Vapor chamber | |
JP7444704B2 (en) | Heat transfer member and cooling device having heat transfer member | |
JP7233336B2 (en) | Boiling heat transfer member, cooler with boiling heat transfer member, and cooling device with boiling heat transfer member | |
JP2016156534A (en) | Evaporator for loop heat pipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201111 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210412 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6868476 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |