JP2019190811A - Recirculation heat pipe with different bore diameters - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱装置に関し、口径の異なる還流ヒートパイプに関するものである。 The present invention relates to a heat dissipation device, and relates to a reflux heat pipe having a different diameter.
特許文献1により掲示された還流ヒートパイプにおいて、中空パイプは折り曲げられ、蒸発部位になる管路および冷却部位になる管路に分割される。二つの管路は開口部および相互に対応する側の管壁が平坦な壁面に形成される。密封キャップは密封端部および嵌合端部を有する。嵌合端部は嵌合口部を有する。二つの管路を組み合わせる際、二つの管路の開口部を相互に密着させる。
特許文献2により掲示された還流ヒートパイプにおいて、中空パイプは蒸発部位になる管路および冷却部位になる管路を有する。密封キャップは二つの管路の開口部に嵌合され、密封端部および嵌合端部を有する。嵌合端部は嵌合口部となる。二つの管路を組み合わせる際、二つの管路の開口部と嵌合口部との間の隙間に接着剤を充填する。
特許文献3により掲示された還流ヒートパイプにおいて、中空パイプは蒸発部位になる管路および冷却部位になる管路を有する。密封キャップは二つの管路の開口部に嵌合され、密封端部および嵌合端部を有する。嵌合端部は二つの嵌合口部を有する。二つの管路の開口部は二つの嵌合口部に別々に差し込まれる。
特許文献1、特許文献2および特許文献3において、蒸気流路および流体流路は大直径の管体からなるが、流体を容易に流動させるように設計されていないため、液体状態で流動する作動液が蒸気流路に還流する流れが順調でなく、循環速度が遅くなり、放熱効率に影響を与える。
In the reflux heat pipe posted by patent document 1, a hollow pipe is bent and divided | segmented into the pipe line used as an evaporation part, and the pipe line used as a cooling part. The two pipe lines are formed in a flat wall surface with an opening and a pipe wall on the side corresponding to each other. The sealing cap has a sealing end and a mating end. The fitting end has a fitting opening. When combining two pipe lines, the openings of the two pipe lines are brought into close contact with each other.
In the reflux heat pipe posted by Patent Document 2, the hollow pipe has a pipe line that becomes an evaporation part and a pipe line that becomes a cooling part. The sealing cap is fitted into the openings of the two conduits and has a sealed end and a fitted end. The fitting end becomes a fitting opening. When two pipe lines are combined, an adhesive is filled in the gap between the opening and the fitting opening of the two pipe lines.
In the reflux heat pipe posted by Patent Document 3, the hollow pipe has a pipe line that becomes an evaporation part and a pipe line that becomes a cooling part. The sealing cap is fitted into the openings of the two conduits and has a sealed end and a fitted end. The fitting end has two fitting openings. The opening portions of the two pipe lines are separately inserted into the two fitting openings.
In Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3, the steam flow path and the fluid flow path are made of large-diameter pipes, but are not designed to flow the fluid easily, and therefore operate in a liquid state. The flow of the liquid returning to the steam channel is not smooth, the circulation speed is slow, and the heat dissipation efficiency is affected.
本発明は、液流管部の口径を気流管部の口径より小さくすることによって液体弾を生成する効果を生じ、液体作動液を蒸発チャンバーに順調に還流させ、放熱効率を向上させる還流ヒートパイプを提供することを主な目的とする。 The present invention has the effect of generating liquid bullets by making the diameter of the liquid flow pipe part smaller than the diameter of the air flow pipe part, smoothly refluxing the liquid working liquid to the evaporation chamber, and improving the heat dissipation efficiency The main purpose is to provide
上述した課題を解決するための、口径の異なる還流ヒートパイプは蒸発チャンバー、冷却部材、気流管部および液流管部を備える。
蒸発チャンバーはハウジングおよびハウジング内に配置された毛細管材を有する。毛細管材はハウジングに充満せず、ハウジングとの間に蒸発空間を形成する。冷却部材は外部に放熱部材を有し、内部に流体流路を有する。流体流路は一端が気体接続端部になり、別の一端が液体接続端部になる。気体接続端部の内径は液体接続端部の内径より大きい。気流管部は一端がハウジングに連結されて蒸発空間に繋がり、別の一端が冷却部材の気体接続端部に連結されて流体流路に繋がる。液流管部は一端がハウジングに連結されてハウジングの内部に繋がり、別の一端が冷却部材の液体接続端部に連結されて流体流路に繋がる。液流管部の内径は気流管部の内径より小さい。
In order to solve the above-described problems, a reflux heat pipe having a different diameter includes an evaporation chamber, a cooling member, an airflow pipe section, and a liquid flow pipe section.
The evaporation chamber has a housing and a capillary material disposed within the housing. The capillary material does not fill the housing, and forms an evaporation space with the housing. The cooling member has a heat radiating member on the outside and a fluid flow path on the inside. One end of the fluid channel is a gas connection end, and the other end is a liquid connection end. The inner diameter of the gas connection end is larger than the inner diameter of the liquid connection end. One end of the airflow tube portion is connected to the housing and connected to the evaporation space, and the other end is connected to the gas connection end portion of the cooling member and connected to the fluid flow path. One end of the liquid flow pipe portion is connected to the housing and connected to the inside of the housing, and the other end is connected to the liquid connection end portion of the cooling member and connected to the fluid flow path. The inner diameter of the liquid flow tube portion is smaller than the inner diameter of the air flow tube portion.
上述したとおり、本発明は液流管部の口径が気流管部の口径より小さいことで液体弾を生成する効果を生じるため、液体作動液は毛管力がない状態で圧力差によって液体弾を前進させる形で蒸発チャンバーに順調に還流し、放熱効率を向上させることができる。 As described above, the present invention produces an effect of generating liquid bullets because the diameter of the liquid flow pipe part is smaller than the diameter of the airflow pipe part, so that the liquid hydraulic fluid advances the liquid bullets by pressure difference in the absence of capillary force. As a result, it is possible to smoothly return to the evaporation chamber and improve the heat dissipation efficiency.
以下、本発明による口径の異なる還流ヒートパイプを図面に基づいて説明する。 Hereinafter, reflux heat pipes having different diameters according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1から図3に示すように、本発明の第1実施形態よる口径の異なる還流ヒートパイプ10は、蒸発チャンバー11、冷却部材21、気流管部31、液流管部41および作動液51から構成される。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
蒸発チャンバー11は、ハウジング12およびハウジング12内に配置された毛細管材13を有する。毛細管材13はハウジング12に充満せず、ハウジング12との間に蒸発空間125を形成する。ハウジング12は蓋121および格納ケース122からなる。毛細管材13は格納ケース122内に格納される。蓋121は格納ケース122に被さる。
格納ケース122は周りに形成された四つの側壁、側壁に形成された第一孔123および第二孔124を有する。第一孔123、第二孔124および蒸発空間125は格納ケース122の同じ側に位置する。第一孔123の孔径は第二孔124の孔径より大きい。第一孔123は蒸発空間125に繋がる。気流管部31は一端が格納ケース122の第一孔123に差し込まれることによってハウジング12に連結される。
液流管部41は一端が格納ケース122の第二孔124に差し込まれることによってハウジング12に連結される。毛細管材13は複数の流路131を有する。複数の流路131の開口部132は蒸発空間125に繋がる。本実施形態において、毛細管材13は銅粉末の焼結によって成形される。
The
The
One end of the liquid
冷却部材21は、内部が中空のU字型パイプから構成され、外部に放熱部材100を有し、内部に流体流路211を有する。流体流路211はU字型パイプの両端を貫通し、一端が気体接続端部212になり、別の一端が液体接続端部213になる。
気体接続端部212の内径はハウジング12の第一孔123の孔径に対応し、液体接続端部213の内径より大きい。液体接続端部213の内径はウジング12の第二孔124の孔径に対応する。放熱部材100は複数のフィンから構成され、U字型パイプの周りに沿って配置されてもよい。
The
The inner diameter of the
気流管部31は中空パイプからなり、本明細書において所定長さの曲線パイプであり、口径がハウジング12の第一孔123および冷却部材21の気体接続端部212の内径に対応する。気流管部31は一端がハウジング12の第一孔123に差し込まれて蒸発空間125に繋がり、別の一端が冷却部材21の気体接続端部212に連結されて流体流路211に繋がる。
The
液流管部41は中空パイプからなり、本明細書において気流管部31に対応する所定長さの曲線パイプであり、口径がハウジング12の第二孔124および冷却部材21の液体接続端部213の内径に対応する。液流管部41の内径は気流管部31の内径より小さい。
図3に示すように、液流管部41は一端がハウジング12の第二孔124に差し込まれてハウジング12の内部に繋がり、別の一端が冷却部材21の液体接続端部213に連結されて流体流路211に繋がる。
The liquid
As shown in FIG. 3, one end of the liquid
作動液51は、蒸発チャンバー11に注入される。本実施形態において、作動液51は純水からなり、毛細管材13に吸着し、かつ還流ヒートパイプ10の一部分に存在する。
The working
以上は本発明の第1実施形態の構造についての説明である。続いて本発明の第1実施形態の作動状態について説明を進める。 The above is the description of the structure of the first embodiment of the present invention. Subsequently, description will be given on the operating state of the first embodiment of the present invention.
還流ヒートパイプが作動する際、電子装置などの発熱源(図中未表示)は蒸発チャンバー11の上に配置され、暫く稼働した後、熱エネルギーを生じ、熱伝導方式によって蒸発チャンバー11に伝導させ、同時に毛細管材13へ拡散させる。作動液51の大部分は液体状態で毛細管材13内に保存される。熱エネルギーが毛細管材13に伝導する際、毛細管材13は昇温し、毛細管材13内の液体作動液に熱エネルギーを十分に吸収させ、蒸発反応を起こして気体作動液を生成する。
気体作動液は毛細管材13の複数の流路131の開口部132から蒸発空間125に流入し、集結した後、気流管部31を流動し、冷却部材21の方向に前進し、気体接続端部212から冷却部材21に流入する。冷却部材21の外部の放熱部材100は冷却部材21を流動する気体作動液の熱エネルギーを空気中に拡散させるため、気体作動液は冷却し、水滴状の液体作動液を凝結させて冷却部材21の管壁に付着させる。冷却して凝集した液体作動液が多ければ水滴状の液体作動液が大きくなる。冷却部材21の液体接続端部213の孔径が比較的小さいため、水滴状の液体作動液は迅速に液体接続端部213に充満して液流管部41に流入し、液流管部41の断面に充満する液体弾511を生成する。続いて、液流管部41の口径が比較的小さいため、液体弾511は毛管力がない状態で気流管部31および液流管部41内の圧力差によって前進し、かつ液流管部41を容易かつ迅速に流動することができる。
一方、気体作動液は気流管部31から冷却部材21に持続的に流れ込んで液体弾511を前進させる力を生じ、続いて蒸発チャンバー11に還流し、再び毛細管材13に吸着する。このような循環作用により発熱源の熱エネルギーを持続的に誘導し、良好な放熱効果を達成することができる。
When the reflux heat pipe operates, a heat source such as an electronic device (not shown in the figure) is disposed on the
After the gas hydraulic fluid flows into the
On the other hand, the gas hydraulic fluid continuously flows into the cooling
上述したとおり、本発明は液流管部41の口径が気流管部31より小さく、気流管部31および液流管部41を連結する冷却部材21の液体接続端部213の孔径が気体接続端部212より小さいため、図3に示すように、断面積の小さい液流管部41の中に液体弾511を生成できるだけでなく、毛管力がない状態で気流管部31および液流管部41内の圧力差によって液体弾511を前進させる方式で液体作動液を蒸発チャンバー11に順調かつ迅速に還流させることができる。
As described above, in the present invention, the diameter of the liquid
(第2実施形態)
図4および図5は本発明の第2実施形態による還流ヒートパイプ10’を示す斜視図および横断面図である。第1実施形態との違いは次のとおりである。
(Second Embodiment)
4 and 5 are a perspective view and a cross-sectional view showing a reflux heat pipe 10 'according to a second embodiment of the present invention. Differences from the first embodiment are as follows.
第2実施形態において、第一孔123’および蒸発空間125’は格納ケース122’の同じ側に位置する。第一孔123’および第二孔124’は格納ケース122’の異なる側に位置する。第一孔123’は蒸発空間125’に繋がり、孔径が第二孔124’より大きい。気流管部31’は一端が格納ケース122’の第一孔123’に差し込まれることによってハウジング12’に連結される。
液流管部41’は一端が格納ケース122’の第二孔124’に差し込まれることによってハウジング12’に連結される。冷却部材21’は中空パイプからなる。流体流路211’は中空パイプの内部に位置し、中空パイプの両端を別々に貫通する気体接続端部212’および液体接続端部213’を有する。気体接続端部212’の内径は液体接続端部213’の内径より大きい。放熱部材100’は中空パイプの周りに配列する複数のフィンから構成される。
In the second embodiment, the
One end of the liquid
第1実施形態と同様に、液流管部41’は口径が気流管部31’より小さいため、図5に示すように、液体作動液は液体弾511’を生成し、毛管力がない状態で気流管部31’および液流管部41’内の圧力差によって液体弾511’を前進させ、液流管部41’内の液体弾511’を順調に流動させることができる。従って、第2実施形態は第1実施形態と同様に液体作動液を蒸発チャンバー11’に順調かつ迅速に還流させる効果を有する。
As in the first embodiment, since the liquid
第2実施形態のほかのステップおよび達成できる効果は第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。 Since the other steps and effects that can be achieved in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
(第3実施形態)
図6から図8は本発明の第3実施形態による還流ヒートパイプ10’を示す斜視図、分解斜視図および横断面図である。第1実施形態との違いは次のとおりである。
(Third embodiment)
6 to 8 are a perspective view, an exploded perspective view, and a cross-sectional view showing a reflux heat pipe 10 'according to a third embodiment of the present invention. Differences from the first embodiment are as follows.
第3実施形態において、冷却部材21”は矩形ブロックを呈し、内部に流体流路211”になる管路を有する。管路は一端が気体接続端部212”になり、別の一端が液体接続端部213”になる。気体接続端部212”および液体接続端部213”は矩形ブロックに突出する。
気体接続端部212”の内径は気流管部31”の口径に対応し、かつ液体接続端部213”の内径より大きい。気流管部31”は一端が気体接続端部212”に差し込まれて流体流路211”に繋がる。液体接続端部213”の内径は液流管部41”の口径に対応する。液流管部41”は一端が液体接続端部213”に差し込まれて流体流路211”に繋がる。放熱部材(図中未表示)は複数のフィンから構成され、直接矩形ブロックに配置される。
In the third embodiment, the cooling
The inner diameter of the
第3実施形態において、液流管部41”は口径が気流管部31”より小さい。気流管部31”および液流管部41”を連結する冷却部材21”の流体流路211”は液体接続端部213”に位置する孔径が比較的小さく、気体接続端部212”に位置する孔径が比較的大きいため、図8に示すように、液体作動液は液体弾511”を生成し、毛管力がない状態で気流管部31”および液流管部41”内の圧力差によって液体弾511”を前進させ、液流管部41”内の液体弾511”を順調に流動させることができる。従って、第3実施形態は同様に液体作動液を蒸発チャンバー11”に順調かつ迅速に還流させ、還流ヒートパイプの放熱効果を向上させることができる。
In the third embodiment, the liquid
第3実施形態において、第一孔123”および第二孔124”は格納ケース122”の同じ側に位置する。気流管部31”および液流管部41”は格納ケース122”の同じ側に配置される。気流管部31”は冷却部材21”の気体接続端部212”に差し込まれて流体流路211”に繋がる。
液流管部41”は冷却部材21”の液体接続端部213”に差し込まれて流体流路211”に繋がる。一方、第一孔123”および第二孔124”は上述に限らず、格納ケース122”の異なる側に位置してもよい。気流管部31”および液流管部41”は上述に限らず、格納ケース122”の異なる側に配置されてよい。それに対し、冷却部材21”の流体流路211”は両端が矩形ブロックの両側を貫通する。気流管部31”および液流管部41”は流体流路211”の両端に位置する気体接続端部212”および液体接続端部213”に別々に差し込まれる。上述したとおり、第3実施形態は第2実施形態と同様に還流ヒートパイプの放熱効果を向上させる効果を有する。
In the third embodiment, the
The liquid
第3実施形態のほかのステップおよび達成できる効果は第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。 Since the other steps and effects that can be achieved in the third embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
10、10’、10” 還流ヒートパイプ
11、11’、11” 蒸発チャンバー
12、12’ ハウジング
121 蓋
122、122’、122” 格納ケース
123、123’、123” 第一孔
124、124’、124” 第二孔
125、125’ 蒸発空間
13 毛細管材
131 流路
132 開口部
21、21’、21” 冷却部材
211、211’、211” 流体流路
212、212’、212” 気体接続端部
213、213’、213” 液体接続端部
31、31’、31” 気流管部
41、41’、41” 液流管部
51 作動液
511、511’、511” 液体弾
100、100’ 放熱部材
10, 10 ′, 10 ″
Claims (7)
前記蒸発チャンバーは、ハウジングおよび前記ハウジング内に配置された毛細管材を有し、前記毛細管材は前記ハウジングに充満せず、前記ハウジングとの間に蒸発空間を形成し、
前記冷却部材は、外部に放熱部材を有し、内部に流体流路を有し、前記流体流路は一端が気体接続端部になり、別の一端が液体接続端部になり、前記気体接続端部の内径は前記液体接続端部の内径より大きく、
前記気流管部は、一端が前記ハウジングに連結されて前記蒸発空間に繋がり、別の一端が前記冷却部材の前記気体接続端部に連結されて前記流体流路に繋がり、
前記液流管部は、一端が前記ハウジングに連結されて前記ハウジングの内部に繋がり、別の一端が前記冷却部材の前記液体接続端部に連結されて前記流体流路に繋がり、
前記液流管部の内径は前記気流管部の内径より小さいことを特徴とする、
口径の異なる還流ヒートパイプ。 Evaporation chamber, cooling member, airflow pipe part and liquid flow pipe part,
The evaporation chamber has a housing and a capillary material disposed in the housing, the capillary material does not fill the housing, and forms an evaporation space with the housing,
The cooling member has a heat radiating member on the outside, and has a fluid channel inside. The fluid channel has one end serving as a gas connection end, and the other end serving as a liquid connection end. The inner diameter of the end is larger than the inner diameter of the liquid connection end,
One end of the airflow tube is connected to the housing and connected to the evaporation space, and the other end is connected to the gas connection end of the cooling member and connected to the fluid flow path.
One end of the liquid flow pipe portion is connected to the housing and connected to the inside of the housing, and the other end is connected to the liquid connection end portion of the cooling member and connected to the fluid flow path.
The inner diameter of the liquid flow pipe part is smaller than the inner diameter of the air flow pipe part,
Reflux heat pipes with different diameters.
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