JP2018076987A - heat pipe - Google Patents
heat pipe Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018076987A JP2018076987A JP2016217898A JP2016217898A JP2018076987A JP 2018076987 A JP2018076987 A JP 2018076987A JP 2016217898 A JP2016217898 A JP 2016217898A JP 2016217898 A JP2016217898 A JP 2016217898A JP 2018076987 A JP2018076987 A JP 2018076987A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- working fluid
- wick
- heat pipe
- braided body
- 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
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 8
- 238000009954 braiding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 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、ヒートパイプ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heat pipe and a manufacturing method thereof.
近年、スマートフォン、タブレットPC等の携帯機器の薄型化は著しく、その携帯機器に搭載されているCPU等の熱を放熱するために、薄型のヒートパイプが求められている。このような薄型のヒートパイプとして、下記特許文献1には、厚さ寸法1mm以下の扁平状のヒートパイプが開示されている。このヒートパイプは、第一のパイプと、第一のパイプに比べて比較的小径、かつ長さの短い第二のパイプ、上記第一のパイプの略中央部に第二のパイプが少なくとも一本挿入固定され、第一のパイプに作動液を入れて端部を封止したヒートパイプであって、上記第一と第二のパイプが扁平状に形成されている。 In recent years, thinning of portable devices such as smartphones and tablet PCs has been remarkable, and a thin heat pipe is required in order to dissipate heat from a CPU or the like mounted on the portable device. As such a thin heat pipe, the following Patent Document 1 discloses a flat heat pipe having a thickness dimension of 1 mm or less. The heat pipe is composed of a first pipe, a second pipe having a relatively small diameter and a shorter length than the first pipe, and at least one second pipe substantially at the center of the first pipe. A heat pipe that is inserted and fixed, and in which a working fluid is put into a first pipe and an end thereof is sealed, and the first and second pipes are formed in a flat shape.
第一のパイプは、内部を空洞とする筒状の材料を扁平状に形成され、この軸方向端部をそれぞれ絞り加工部とプレス部とし、当該両端部の間がコンテナとなっている。この絞り加工部は、作動流体の注入口となっており、組立工程において封止部を形成し第一のパイプの内部を密封するものとなっている。上記の通り第一のパイプは扁平しており、この内部にはグルーブ(溝)が形成されていると共に、コンテナの有効長さに満たない長さ寸法としてある第二のパイプが埋設されており、当該第二のパイプは、内部空間を潰した形状となっている。 The first pipe is formed of a cylindrical material having a hollow inside and is formed into a flat shape. The axial ends are respectively drawn and pressed, and a container is formed between both ends. The drawing portion serves as a working fluid inlet, and forms a sealing portion in the assembly process to seal the inside of the first pipe. As described above, the first pipe is flat, a groove (groove) is formed inside, and a second pipe having a length dimension less than the effective length of the container is embedded. The second pipe has a shape in which the internal space is crushed.
上記構成のヒートパイプは、コンテナの内壁面の全周に亘って、グルーブが形成されているため、作動流体の蒸気流路に液溜まりが生じることがある。薄型のヒートパイプでは、蒸気流路の流路面積が小さくなっており、蒸気流路に液溜まりが生じると、その液体が作動流体の蒸気によって低温部に押し流され、作動流体の潜熱による熱輸送能力が低下してしまうという問題がある。 Since the heat pipe having the above-described structure has grooves formed over the entire circumference of the inner wall surface of the container, a liquid pool may be generated in the vapor flow path of the working fluid. In a thin heat pipe, the flow path area of the steam flow path is small, and when a liquid pool is generated in the steam flow path, the liquid is pushed to the low temperature part by the steam of the working fluid, and heat transport by the latent heat of the working fluid There is a problem that the ability is reduced.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、薄くても良好な熱輸送能力が得られるヒートパイプ及びその製造方法の提供を目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at provision of the heat pipe which can obtain favorable heat transport capability even if it is thin, and its manufacturing method.
(1)本発明の一態様に係るヒートパイプは、作動流体が内部に封入された扁平状のコンテナと、前記コンテナの内部に設けられたウィックと、を備え、前記ウィックは、繊維を筒状に編んだ編組体であり、前記編組体の周囲に、前記作動流体の蒸気流路が形成され、前記編組体の内周面によって囲まれた空洞部に、前記作動流体の液体流路が形成されている。 (1) A heat pipe according to an aspect of the present invention includes a flat container in which a working fluid is sealed, and a wick provided in the container, and the wick has a fiber-like shape. The working fluid vapor channel is formed around the braided body, and the working fluid liquid channel is formed in the cavity surrounded by the inner peripheral surface of the braided body. Has been.
(2)上記(1)に記載されたヒートパイプであって、前記コンテナの内壁面は、平滑に形成されており、前記編組体は、前記コンテナの内壁面に接触する外周面を有し、前記編組体の外周面と前記コンテナの内壁面との間に、前記作動流体の第2の液体流路が形成されていてもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載されたヒートパイプであって、前記編組体の繊維間に、前記作動流体の第3の液体流路が形成されていてもよい。
(2) In the heat pipe described in the above (1), the inner wall surface of the container is formed smoothly, and the braided body has an outer peripheral surface in contact with the inner wall surface of the container, A second liquid flow path for the working fluid may be formed between the outer peripheral surface of the braided body and the inner wall surface of the container.
(3) In the heat pipe described in (1) or (2) above, a third liquid channel of the working fluid may be formed between the fibers of the braided body.
(4)本発明の一態様に係るヒートパイプの製造方法は、作動流体が内部に封入された扁平状のコンテナと、前記コンテナの内部に設けられたウィックと、を備え、前記ウィックは、繊維を筒状に編んだ編組体であり、前記編組体の周囲に、前記作動流体の蒸気流路が形成され、前記編組体の内周面によって囲まれた空洞部に、前記作動流体の液体流路が形成されている、ヒートパイプの製造方法であって、前記ウィックを扁平状にプレスするウィックプレス工程と、扁平状になった前記ウィックを前記コンテナの内部に挿入するウィック挿入工程と、前記ウィックが挿入された前記コンテナに前記作動流体を導入する作動流体導入工程と、前記作動流体が導入された前記コンテナを封止するコンテナ封止工程と、封止された前記コンテナを扁平状にプレスするコンテナプレス工程と、を有する。 (4) A method of manufacturing a heat pipe according to an aspect of the present invention includes a flat container in which a working fluid is enclosed, and a wick provided in the container, wherein the wick is a fiber A steam flow path for the working fluid is formed around the braided body, and a liquid flow of the working fluid is formed in a cavity surrounded by an inner peripheral surface of the braided body. A heat pipe manufacturing method in which a path is formed, the wick pressing step for pressing the wick flatly, the wick insertion step for inserting the flattened wick into the container, and A working fluid introduction step of introducing the working fluid into the container into which the wick is inserted; a container sealing step of sealing the container into which the working fluid has been introduced; and the sealed container ; And a container pressing process to press into a flat shape.
(5)上記(4)に記載されたヒートパイプの製造方法であって、前記ウィック挿入工程後、前記作動流体導入工程の前に、前記コンテナに挿入された前記ウィックを焼結させて前記コンテナに固定する焼結工程を有してもよい。 (5) The heat pipe manufacturing method described in (4) above, wherein the wick inserted into the container is sintered after the wick insertion process and before the working fluid introduction process. You may have the sintering process fixed to.
上記本発明の態様によれば、薄くても良好な熱輸送能力が得られるヒートパイプ及びその製造方法を提供できる。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to provide a heat pipe that can obtain a good heat transport capability even if it is thin, and a method for manufacturing the heat pipe.
以下、本発明の一実施形態に係るヒートパイプ及びその製造方法を、図面を参照しながら説明する。図面において、説明の便宜上、いくつかの部分が拡大され又は省略されている。また、図面に表されている各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a heat pipe and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, some portions are enlarged or omitted for convenience of explanation. In addition, the dimensional ratio of each component shown in the drawings is not always the same as the actual one.
図1は、一実施形態に係るヒートパイプ1の平面図である。図2は、図1に示すヒートパイプ1の矢視A−A断面図である。
ヒートパイプ1は、作動流体の潜熱を利用する熱輸送素子である。このヒートパイプ1は、作動流体が内部に封入されたコンテナ10と、コンテナ10の内部に設けられたウィック20と、を備える。
FIG. 1 is a plan view of a heat pipe 1 according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat pipe 1 shown in FIG.
The heat pipe 1 is a heat transport element that uses the latent heat of the working fluid. The heat pipe 1 includes a
作動流体は、周知の相変化物質からなる熱輸送媒体であって、コンテナ10内で液相と気相とに相変化する。例えば、作動流体として、水(純水)やアルコールやアンモニア等を採用できる。なお、作動流体について、液相の場合を「液体」、気相の場合を「蒸気」と記載して説明することがある。また、液相と気相とを特に区別しない場合には作動流体と記載して説明することがある。なお、本実施形態のような薄型のヒートパイプ1においては、作動流体として、水を採用することが好ましい。
The working fluid is a heat transport medium made of a known phase change material, and changes in phase between the liquid phase and the gas phase in the
コンテナ10は、図1に示すように、一端部11と他端部12が閉塞された、気密性のある中空容器である。互いに離れた箇所の間で熱輸送を行う用途に供されるヒートパイプ1にあっては、中空の管(パイプ)がコンテナ10に使用される。コンテナ10は、その内部と外部との間で熱を伝達する必要があるため、熱伝導率の高い素材で構成されていることが好ましく、例えば銅管、アルミニウム管、ステンレス管などの金属管で構成されていることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the
コンテナ10は、図2に示すように、幅方向(図2における紙面左右方向)の寸法が、厚み方向(図2における紙面上下方向)の寸法よりも大きい扁平状に形成されている。コンテナ10の断面形状は、互いに平行な一対の平面部13と、それらの両端を接続する一対の曲面部14と、を有する長円形となっている。なお、曲面部14は、半円形に限らず、半楕円形、その他の湾曲凸形状などであってよい。
As shown in FIG. 2, the
ウィック20は、コンテナ10の幅方向の中央部に固定されている。また、ウィック20は、コンテナ10の一対の平面部13に接触している。ウィック20と一対の曲面部14との間には隙間が形成されており、それらの隙間が作動流体の蒸気流路30となっている。このウィック20は、図1に示すように、コンテナ10の長手方向に延在しており、一端部11及び他端部12のいずれか一方側で蒸発し、他方側で凝縮した作動流体を、再び一方側に還流させる。
The
図3は、一実施形態に係るウィック20の外観図である。図4は、一実施形態に係るウィック20を構成する編組体21の模式図である。
ウィック20は、繊維210を筒状に編んだ編組体21である。本実施形態の編組体21は、図3に示すように、繊維210を束ねた繊維束211を筒状に編むことで形成されている。なお、繊維束211として束ねられた繊維210は、撚られていない。
FIG. 3 is an external view of the
The
繊維210としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属線や、カーボンファイバー、ガラス繊維などの非金属線を採用することができる。なお、金属線は、熱伝導率が高いため、繊維210として好適に採用し得る。なお、繊維210は、コンテナ10の内部に封入される作動流体との関係で濡れ性が優れているものを選択することが好ましい。本実施形態の繊維210は、例えば、直径が0.05mm程度の銅線を使用しており、それが数本束ねられて繊維束211となっている。
As the
図2に示すように、編組体21の内周面21aによって囲まれた空洞部212には、作動流体の液体流路31(第1の液体流路)が形成されている。空洞部212の厚みt5は、作動流体の液体を移動させる毛細管力を発揮できる大きさになっている。空洞部212の厚みt5は、例えば、0.05mm程度のものであり、本実施形態では、繊維210の直径と同程度の大きさとなっている。また、編組体21の肉厚t4は、空洞部212の厚みt5よりも大きく、例えば、繊維210の直径の2〜3倍程度の大きさとなっている。
As shown in FIG. 2, a working fluid liquid flow path 31 (first liquid flow path) is formed in the
コンテナ10の内部空間の厚みt3は、空洞部212を有する編組体21を収容できる大きさとなっている。また、コンテナ10の肉厚t2は、編組体21の肉厚t4よりも小さく、例えば、繊維210の直径の1.5〜2.5倍程度の大きさとなっている。ヒートパイプ1の全体の厚みt1は、コンテナ10の肉厚t2とその内部空間の厚みt3を加算した大きさとなっており、本実施形態では、例えば、0.5mm程度となっている。
A thickness t3 of the internal space of the
編組体21は、コンテナ10の内壁面10aに接触する外周面21bを有する。コンテナ10の内壁面10aは、グルーブ等の凹凸がなく、平滑に形成されている。編組体21の外周面21bとコンテナ10の内壁面10aとの間には、作動流体の第2の液体流路32が形成されている。本実施形態の編組体21は、一対の平面部13のそれぞれに接触しているため、それぞれの接触部に、第2の液体流路32が形成されている。この第2の液体流路32は、図3に示す繊維束211と繊維束211との交差によって形成される隙間(溝)によって形成されるものである。
The
また、編組体21の内部の繊維210間には、図2に示すように、作動流体の第3の液体流路33が形成されている。なお、第3の液体流路33は、繊維210間の隙間であるため、繊維束211間の隙間である第2の液体流路32よりも空間が小さい。このため、第2の液体流路32の方が、第3の液体流路33よりも液体の搬送能力は大きい。また、第2の液体流路32は、繊維束211がコンテナ10の内壁面10aに接触しているため、その接触部が液体の流れの抵抗となる。このため、空洞部212である第1の液体流路31の方が、第2の液体流路32よりも液体の搬送能力は大きい。
Further, as shown in FIG. 2, a third
編組体21の繊維210(繊維束211)は、図4に示すように、作動流体の液体の流動方向に対して鋭角の角度αで編まれている。本実施形態の液体の流動方向は、編組体21の中心線Lに沿う長手方向である。角度αが大きいと、繊維210(繊維束211)の隙間を通って移動する液体が長手方向に移動し難くなる(液体の流れの抵抗が大きくなる)ため、角度αは0度に近い方が好ましい。しかしながら、角度αが0度になると編組体21を形成できないため、角度αは、5〜20度の範囲で設定されている。
As shown in FIG. 4, the fibers 210 (fiber bundle 211) of the braided
次に、上記構成のヒートパイプ1の製造方法について説明する。
図5は、一実施形態に係るヒートパイプ1の製造方法のフローチャートである。図6は、一実施形態に係るヒートパイプ1の製造方法のウィック挿入工程S2を説明する説明図である。
本手法では、図5に示すように、ウィックプレス工程S1、ウィック挿入工程S2、焼結工程S3、作動流体導入工程S4、コンテナ封止工程S5、コンテナプレス工程S6を経て、ヒートパイプ1を製造する。
Next, the manufacturing method of the heat pipe 1 of the said structure is demonstrated.
FIG. 5 is a flowchart of a method for manufacturing the heat pipe 1 according to an embodiment. Drawing 6 is an explanatory view explaining wick insertion process S2 of a manufacturing method of heat pipe 1 concerning one embodiment.
In this method, as shown in FIG. 5, the heat pipe 1 is manufactured through the wick press step S1, the wick insertion step S2, the sintering step S3, the working fluid introduction step S4, the container sealing step S5, and the container press step S6. To do.
ウィックプレス工程S1は、ウィック20を扁平状にプレスする工程である。
この工程では、先ず、複数の繊維210を束ね、繊維束211を形成する。次に、この繊維束211を十数本用意して、それらを編組機にセットする。この編組機は、繊維束211を筒状に編んで編組体21を形成するためのものであり、その原理的な構成は従来知られている通りである。編組機によって筒状の編組体21が形成されたら、次に、その編組体21を所定の長さに切断して、筒状のウィック20を形成する。このウィック20をプレス機にかけて扁平状にプレスする。
The wick press step S1 is a step of pressing the
In this step, first, a plurality of
ウィック挿入工程S2は、扁平状になったウィック20をコンテナ10の内部に挿入する工程である。
この工程では、先ず、脱脂などの洗浄を行った丸パイプを用意し、これを所定の長さに切断してコンテナ10とする。編組体21を銅線によって構成した場合には、コンテナ10として銅パイプを使用することが好ましい。次に、このコンテナ10の内部に、図6に示すように、固定具40を用いてウィック20を挿入する。固定具40は、外周面の一部をフラットに切り欠いた切欠部41を有し、ウィック20は半円弧形状に湾曲させた状態でコンテナ10に挿入される。
The wick insertion step S <b> 2 is a step of inserting the
In this step, first, a round pipe subjected to cleaning such as degreasing is prepared, and this is cut into a predetermined length to form a
焼結工程S3は、コンテナ10に挿入されたウィック20を焼結させてコンテナ10に固定する工程である。
この工程では、図6に示すように、ウィック20を挿入したコンテナ10をほぼ水平に維持したまま加熱炉(図示せず)に送って加熱する。その加熱温度は、コンテナ10及びウィック20が銅製の場合、1000℃程度であり、こうすることによりウィック20がコンテナ10の内壁面10aに焼結されて固定される。
The sintering step S <b> 3 is a step of sintering the
In this step, as shown in FIG. 6, the
作動流体導入工程S4は、ウィック20が挿入されたコンテナ10に作動流体を導入する工程である。
この工程では、先ず、上記のコンテナ10を加熱炉から取り出して冷却する。次に、コンテナ10に挿入された固定具40を取り出し、図1に示すコンテナ10のボトム側の他端部12にスェージング加工を施すとともに、その端部を溶接して密閉する。いわゆるボトムスェージング加工およびボトム溶接を行う。また、コンテナ10のトップ側の一端部11にスェージング加工すなわちトップスェージング加工を行う。そして、トップスェージング加工により絞られたコンテナ10の一端部11から作動流体を導入する。
The working fluid introduction step S4 is a step of introducing the working fluid into the
In this step, first, the
コンテナ封止工程S5は、作動流体が導入されたコンテナ10を封止する工程である。
この工程では、作動流体の導入するために開口していたコンテナ10の一端部11を圧潰した後、溶接して密閉する。いわゆるトップ溶接を行う。なお、コンテナ10の一端部11から作動流体を導入する場合、コンテナ10から空気などの非凝縮性ガスを脱気する必要があり、したがって注液は、真空脱気の後に作動流体を注入する方法、余分な量の作動流体を注入した後、これを沸騰させて非凝縮性ガスを追い出す方法など、従来知られている方法で行えばよい。
The container sealing step S5 is a step of sealing the
In this step, the one
コンテナプレス工程S6は、封止されたコンテナ10を扁平状にプレスする工程である。
この工程では、作動流体が封入された丸パイプ型のコンテナ10をその半径方向に押し潰して扁平状にする。コンテナ10をその半径方向に押し潰して扁平化すると、半円弧形状に湾曲させた状態で挿入されたウィック20が、図2に示す扁平状になる。
以上により、上記構成のヒートパイプ1を製造することができる。
The container pressing step S6 is a step of pressing the sealed
In this step, the round
As described above, the heat pipe 1 having the above-described configuration can be manufactured.
次に、ヒートパイプ1の動作(作用)について説明する。
図1に示すように、コンテナ10の一端部11と他端部12との間に温度差が生じたとき、高温部(例えば、一端部11)では作動流体が加熱されて蒸発し、コンテナ10の内部圧力も上昇する。高温部で生じた作動流体の蒸気は、温度及び圧力の低い低温部(他端部12)に向けて移動し、高温部の熱が、蒸気の潜熱として、低温部に輸送される。低温部において、作動流体の蒸気は、放熱により凝縮する。蒸気のすなわち気相の作動流体の蒸気流路30は、図2に示すように、ウィック20(編組体21)の周囲に確保される。
Next, the operation (action) of the heat pipe 1 will be described.
As shown in FIG. 1, when a temperature difference occurs between one
低温部で凝縮した作動流体は、ウィック20に浸透して、作動流体の蒸発が生じる箇所、すなわち高温部に向けて移動する。詳しくは、ウィック20に浸透した液体の一部は、編組体21の内周面21aによって囲まれた空洞部212に浸透し、空洞部212に形成された液体流路31を通って、高温部に向けて移動する。このように、本実施形態では、編組体21の内部空間に液体流路31が形成されており、液体流路31と蒸気流路30とが隔てられているため、液体が蒸気によって低温部に押し流されることがない。このため、ヒートパイプ1の熱輸送能力が良好になる。
The working fluid condensed in the low temperature part penetrates into the
また、ウィック20は、繊維210を筒状に編んだ編組体21であるため、扁平状にプレスしてもウィック20の断面における繊維210の分布が不均一になり難い。このため、ウィック20の内部に、液体流路31となる空洞部212を良好に形成することができ、ヒートパイプ1の熱輸送能力のばらつきを抑制することができる。また、本実施形態のように、ウィック20をコンテナ10に挿入する前に、予めウィック20を扁平状にプレスすることで、空洞部212の厚みt5を管理できるため、毛細管力が発揮し易くなる。また、本実施形態のように、焼結工程S3を経る場合、繊維210同士が固着するため、その後、コンテナ10と一緒に扁平状にプレスする場合よりも、予めウィック20のみをプレスしておいた方が、空洞部212の厚みt5を管理し易くなる。
In addition, since the
ウィック20に浸透した液体の残部は、編組体21の外周面21bとコンテナ10の内壁面10aとの間に形成された第2の液体流路32と、編組体21の繊維210間に形成された作動流体の第3の液体流路33と、を通って、高温部に向けて移動する。このように、ヒートパイプ1には、作動流体の液体流路が3通りあるため、コンテナ10の内壁面10aにグルーブ(溝)を形成できない薄型のヒートパイプ1であっても、液体の搬送能力を十分に確保できる。また、第2の液体流路32及び第3の液体流路33は、図4に示すように、繊維210(繊維束211)が作動流体の液体の流動方向に対して小さい角度αで編まれているため、液体の流れの抵抗が小さく、良好な液体の搬送能力が得られる。
The remaining portion of the liquid that has permeated the
図7は、一実施形態に係るヒートパイプ1の性能を評価する試験機の(a)平面図、(b)側面図である。図8は、図7に示す試験機による試験結果を示すグラフである。
ヒートパイプ1の性能を評価するため、図7に示すような試験機を作成した。この試験機では、図7(a)に示すように、ヒートパイプ1を支持プレート50の表面の幅方向中央部に取り付け、支持プレート50の裏面でヒートパイプ1の一方の端部付近に対向する位置にヒーター100を取り付けた構成となっている。そして、ヒートパイプ1の高温部と低温部にセンサ51,52を設け、ヒートパイプ1の性能を熱抵抗によって評価した。
FIG. 7 is a (a) plan view and (b) side view of a testing machine for evaluating the performance of the heat pipe 1 according to an embodiment. FIG. 8 is a graph showing a test result obtained by the testing machine shown in FIG.
In order to evaluate the performance of the heat pipe 1, a tester as shown in FIG. 7 was created. In this testing machine, as shown in FIG. 7A, the heat pipe 1 is attached to the center in the width direction of the surface of the
熱抵抗は、(Te−Tc)/Q[℃/W]により求められる。Q[W]は、ヒーター100によって単位時間に加えられる熱量(いわゆる入熱量)である。Te[℃]は、センサ51が検出した温度(ヒーター100の温度)である。Tc[℃]は、センサ52が検出した温度(外気温度)である。入熱量は、ヒーター100が電気ヒーターの場合、電力量である。温度Teは、ヒーター100からの入熱量が、ヒートパイプ1を通じた放熱量と釣り合い、平衡に達した状態において測定される。従って、ヒートパイプ1の熱輸送能力が高いほど、熱抵抗は小さくなる。
The thermal resistance is determined by (Te−Tc) / Q [° C./W]. Q [W] is the amount of heat applied to the unit time by the heater 100 (so-called heat input amount). Te [° C.] is the temperature detected by the sensor 51 (the temperature of the heater 100). Tc [° C.] is a temperature (outside air temperature) detected by the
図8は、比較例として、ウィック20が、繊維210が相互にねじり合わされた状態で集束されたもの(所謂ツイストウィック)の試験結果も併せて示している。図8に示す本発明の実施例(ヒートパイプ1)と、比較例の試験結果を比較すると、実施例の方が、比較例よりも約30%程度、平均の熱抵抗が小さくなった。すなわち、実施例の方が比較例よりも、熱輸送能力が30%程度高くなっていることが分かる。
FIG. 8 also shows, as a comparative example, the test results of the
このように、上述の本実施形態によれば、作動流体が内部に封入された扁平状のコンテナ10と、コンテナ10の内部に設けられたウィック20と、を備え、ウィック20は、繊維210を筒状に編んだ編組体21であり、編組体21の周囲に、作動流体の蒸気流路30が形成され、編組体21の内周面21aによって囲まれた空洞部212に、作動流体の液体流路31が形成されているヒートパイプ1を採用することによって、薄くても良好な熱輸送能力を得ることができる。
Thus, according to the above-described embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。 Although preferred embodiments of the present invention have been described and described above, it should be understood that these are exemplary of the present invention and should not be considered as limiting. Additions, omissions, substitutions, and other changes can be made without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention is not to be seen as limited by the foregoing description, but is limited by the scope of the claims.
例えば、コンテナ10及びウィック20の断面形状は任意である。図2に示すコンテナ10及びウィック20の断面形状は長円形状であるが、例えば、四角形、その他の多角形、楕円形などであってもよい。
また、コンテナ10の長手方向の形状も任意であり、所定の形状に湾曲又は屈曲したコンテナ10であってもよい。
For example, the cross-sectional shapes of the
Further, the shape of the
さらに、コンテナ10の構成は特に限定されず、継ぎ目なしで筒状に成形加工されたパイプ(チューブ)に限らず、板状、箱状、溝状等、各種の形状の部材を1又は2以上の組み合わせにより構成することが可能である。薄型化されたコンテナ10の厚さの例示としては、例えば0.3〜2.0mmが挙げられる。
Further, the configuration of the
また、例えば、ウィック20を構成する繊維210の本数、断面形状、寸法等は、適宜選択することが可能である。
また、コンテナ10に収容されるウィック20の個数は、1でも2以上でもよい。
Further, for example, the number, cross-sectional shape, dimensions, and the like of the
The number of
また、図2に示すヒートパイプ1は、扁平形状のコンテナ10における幅方向の中央部にウィック20が配置されているが、ウィック20はコンテナ10の幅方向の片側の端部に配置されていても、コンテナ10の幅方向の両端部に配置されていてもよい。
In the heat pipe 1 shown in FIG. 2, the
また、本実施形態のヒートパイプ(熱輸送素子)の用途は特に限定されないが、例示として、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ、サーバー、コピー機、ゲーム機、複合機、プロジェクター、電子機器、燃料電池、人工衛星等が挙げられる。 In addition, the use of the heat pipe (heat transport element) of the present embodiment is not particularly limited, but as an example, a smartphone, a tablet terminal, a mobile phone, a personal computer, a server, a copier, a game machine, a multifunction device, a projector, an electronic device Examples include equipment, fuel cells, and satellites.
1…ヒートパイプ、10…コンテナ、10a…内壁面、20…ウィック、21…編組体、21a…内周面、21b…外周面、30…蒸気流路、31…液体流路(第1の液体流路)、32…第2の液体流路、33…第3の液体流路、210…繊維、211…繊維束、212…空洞部、S1…ウィックプレス工程、S2…ウィック挿入工程、S3…焼結工程、S4…作動流体導入工程、S5…コンテナ封止工程、S6…コンテナプレス工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat pipe, 10 ... Container, 10a ... Inner wall surface, 20 ... Wick, 21 ... Braided body, 21a ... Inner peripheral surface, 21b ... Outer peripheral surface, 30 ... Steam flow path, 31 ... Liquid flow path (1st liquid Channel), 32 ... second liquid channel, 33 ... third liquid channel, 210 ... fiber, 211 ... fiber bundle, 212 ... cavity, S1 ... wick pressing step, S2 ... wick insertion step, S3 ... Sintering process, S4 ... Working fluid introduction process, S5 ... Container sealing process, S6 ... Container press process
本発明は、ヒートパイプに関するものである。 The present invention relates to a heat pipe .
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、薄くても良好な熱輸送能力が得られるヒートパイプの提供を目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at provision of the heat pipe from which favorable heat transport capability is obtained even if it is thin.
上記本発明の態様によれば、薄くても良好な熱輸送能力が得られるヒートパイプを提供できる。
According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a heat pipe that can obtain a good heat transport capability even if it is thin.
Claims (5)
前記コンテナの内部に設けられたウィックと、を備え、
前記ウィックは、繊維を筒状に編んだ編組体であり、
前記編組体の周囲に、前記作動流体の蒸気流路が形成され、
前記編組体の内周面によって囲まれた空洞部に、前記作動流体の液体流路が形成されている、ことを特徴とするヒートパイプ。 A flat container enclosing a working fluid;
A wick provided inside the container,
The wick is a braided body in which fibers are knitted into a cylindrical shape,
A steam flow path for the working fluid is formed around the braided body,
A heat pipe, wherein a liquid flow path of the working fluid is formed in a cavity surrounded by an inner peripheral surface of the braided body.
前記編組体は、前記コンテナの内壁面に接触する外周面を有し、
前記編組体の外周面と前記コンテナの内壁面との間に、前記作動流体の第2の液体流路が形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のヒートパイプ。 The inner wall surface of the container is formed smoothly,
The braided body has an outer peripheral surface that contacts the inner wall surface of the container;
The heat pipe according to claim 1, wherein a second liquid flow path for the working fluid is formed between an outer peripheral surface of the braided body and an inner wall surface of the container.
前記コンテナの内部に設けられたウィックと、を備え、
前記ウィックは、繊維を筒状に編んだ編組体であり、
前記編組体の周囲に、前記作動流体の蒸気流路が形成され、
前記編組体の内周面によって囲まれた空洞部に、前記作動流体の液体流路が形成されている、ヒートパイプの製造方法であって、
前記ウィックを扁平状にプレスするウィックプレス工程と、
扁平状になった前記ウィックを前記コンテナの内部に挿入するウィック挿入工程と、
前記ウィックが挿入された前記コンテナに前記作動流体を導入する作動流体導入工程と、
前記作動流体が導入された前記コンテナを封止するコンテナ封止工程と、
封止された前記コンテナを扁平状にプレスするコンテナプレス工程と、を有する、ことを特徴とするヒートパイプの製造方法。 A flat container enclosing a working fluid;
A wick provided inside the container,
The wick is a braided body in which fibers are knitted into a cylindrical shape,
A steam flow path for the working fluid is formed around the braided body,
In the cavity surrounded by the inner peripheral surface of the braided body, a liquid flow path of the working fluid is formed,
A wick press step of pressing the wick flatly;
A wick insertion step of inserting the flattened wick into the container;
A working fluid introduction step for introducing the working fluid into the container in which the wick is inserted;
A container sealing step for sealing the container into which the working fluid has been introduced;
And a container pressing step of pressing the sealed container into a flat shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016217898A JP6293238B1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016217898A JP6293238B1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | heat pipe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6293238B1 JP6293238B1 (en) | 2018-03-14 |
JP2018076987A true JP2018076987A (en) | 2018-05-17 |
Family
ID=61628967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016217898A Active JP6293238B1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | heat pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6293238B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022190794A1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 株式会社村田製作所 | Heat dissipation device and electronic equipment |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7132965B2 (en) | 2020-03-27 | 2022-09-07 | 本田技研工業株式会社 | mirror device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11183069A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Heat pipe and working method thereof |
JP2000039276A (en) * | 1998-07-17 | 2000-02-08 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Machining method for flat heat pipe |
JP2002013887A (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Hitachi Cable Ltd | Flat heat pipe and manufacturing method thereof |
JP2004198096A (en) * | 2002-10-25 | 2004-07-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Flat heat pipe having superior capillary force, and cooling device using it |
JP2008286454A (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | High performance thin heat pipe |
JP2013002641A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Fujikura Ltd | Flat heat pipe and method of manufacturing the same |
US20140102671A1 (en) * | 2010-05-14 | 2014-04-17 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Flat heat pipe |
JP2015210040A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method for flat-type heat pipe |
-
2016
- 2016-11-08 JP JP2016217898A patent/JP6293238B1/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11183069A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Heat pipe and working method thereof |
JP2000039276A (en) * | 1998-07-17 | 2000-02-08 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Machining method for flat heat pipe |
JP2002013887A (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Hitachi Cable Ltd | Flat heat pipe and manufacturing method thereof |
JP2004198096A (en) * | 2002-10-25 | 2004-07-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Flat heat pipe having superior capillary force, and cooling device using it |
JP2008286454A (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | High performance thin heat pipe |
US20140102671A1 (en) * | 2010-05-14 | 2014-04-17 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Flat heat pipe |
JP2013002641A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Fujikura Ltd | Flat heat pipe and method of manufacturing the same |
JP2015210040A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method for flat-type heat pipe |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022190794A1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 株式会社村田製作所 | Heat dissipation device and electronic equipment |
JPWO2022190794A1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | ||
JP7311057B2 (en) | 2021-03-09 | 2023-07-19 | 株式会社村田製作所 | Heat spreading devices and electronics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6293238B1 (en) | 2018-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10415890B2 (en) | Heat pipe | |
US20110303392A1 (en) | Flat heat pipe | |
US9933212B2 (en) | Heat pipe | |
US8667684B2 (en) | Flat heat pipe and method for manufacturing the same | |
US20080142196A1 (en) | Heat Pipe with Advanced Capillary Structure | |
US20110174464A1 (en) | Flat heat pipe and method for manufacturing the same | |
US8459340B2 (en) | Flat heat pipe with vapor channel | |
US8622117B2 (en) | Heat pipe including a main wick structure and at least one auxiliary wick structure | |
JP6293238B1 (en) | heat pipe | |
JP5759600B1 (en) | Flat heat pipe | |
JP2013002640A (en) | Flat heat pipe and method of manufacturing the same | |
JPWO2018116951A1 (en) | Heat dissipation module | |
US20110174466A1 (en) | Flat heat pipe | |
JP2013011363A (en) | Flat heat pipe | |
JP2012229879A (en) | Flat heat pipe and method for manufacturing the same | |
TWM521170U (en) | Heat pipe with fiber capillary structure | |
JP5844843B2 (en) | Manufacturing method of flat heat pipe | |
JP5680872B2 (en) | Flat heat pipe | |
JP2014115052A (en) | Flat type heat pipe | |
JP6694799B2 (en) | Heat pipe and manufacturing method thereof | |
JP2013002641A (en) | Flat heat pipe and method of manufacturing the same | |
JP3216275U (en) | Flat heat pipe with composite capillary material | |
CN106403674B (en) | Plate temperature equalization system | |
JP7123576B2 (en) | heat pipe | |
JP2015026577A (en) | Heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20180116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6293238 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |