JP2022011552A - 熱輸送デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
(1)第1金属板と、前記第1金属板に対向して配置される第2金属板とによって構成される容器を備え、前記容器が、前記第1金属板の外周部と前記第2金属板の外周部とが全周にわたって接合された第1接合部と、作動流体が封入された内部空間とを有する熱輸送デバイスであって、前記第1接合部によって包囲されている前記容器の部分で見て、前記第1金属板および前記第2金属板のうち少なくとも一方の金属板は、他方の金属板に向かって突出する突出面を有する1つ以上の突出部を備え、前記1つ以上の突出部のうちの少なくとも1つの突出部の突出面に、貫通孔が形成され、前記貫通孔の外側に位置する前記突出面の部分に、前記貫通孔の周囲が全周にわたって接合された第2接合部を有する、熱輸送デバイス。
(2)前記少なくとも1つの突出部は、前記第2接合部の内周側または外周側に位置する前記突出面の部分に、前記第1金属板および前記第2金属板が互いに密着して固定される密着部をさらに有する、上記(1)に記載の熱輸送デバイス。
(3)前記第2接合部は、前記貫通孔と前記密着部の間に位置する、上記(2)に記載の熱輸送デバイス。
(4)前記第1金属板および前記第2金属板は、前記突出部を複数備える、上記(1)から(3)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
(5)前記貫通孔が、複数の前記突出部に形成され、
前記容器の前記内部空間が、複数の空間に分割されて構成される、上記(1)から(4)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
(6)前記第1金属板および前記第2金属板の両方が、前記突出部を有し、前記第1金属板の前記突出部および前記第2金属板の前記突出部が、同じ方向に向かって突出するように構成される、上記(1)から(5)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
(7)前記密着部は、前記第1金属板および前記第2金属板を圧潰することによって形成されている、上記(1)から(6)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
(8)前記容器は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、チタンまたはチタン合金からなる、上記(1)から(7)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
(9)前記熱輸送デバイスは、平面型ヒートパイプとして用いられる、上記(1)から(8)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
(10)前記熱輸送デバイスは、ベーパーチャンバとして用いられる、上記(1)から(8)までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
図1は、第1実施形態の熱輸送デバイスである平面型ヒートパイプの構造を示した要部図であって、図1(a)が斜視図、図1(b)が平面図、図1(c)が図1(b)のI-I線上で切断したときの断面図である。また、図2は、第1実施形態の熱輸送デバイスである平面型ヒートパイプの使用状態を示した断面図であり、図2(a)が平面透視図、図2(b)が図2(a)のIIA-IIA線上で切断したときの断面図の拡大断面図、図2(c)が図2(a)のIIB-IIB線上で切断したときの断面図の拡大断面図である。また、図3(a)~図3(c)は、第1実施形態の熱輸送デバイスの製造工程の一例を説明するための図である。
熱輸送デバイス1は、容器2の内部空間Sに封入された作動流体Fを通じて、熱を輸送することができる構成を有し、例えばベーパーチャンバや平面型ヒートパイプのような種々の伝熱装置として用いられることが好ましい。すなわち、熱輸送デバイス1は、平面型ヒートパイプとして用いられることも好ましく、このとき、容器2は管状であることが好ましい。また、熱輸送デバイス1は、ベーパーチャンバとして用いられることも好ましく、このとき、容器2を構成する第1金属板21と第2金属板22は、金属シートによって形成されることが好ましい。
熱輸送デバイス1に用いられる容器2は、第1金属板21と、第1金属板21に対向して配置される第2金属板22とによって構成される。ここで、第1金属板21および第2金属板22は、図1(a)~(c)に記載されるように、第1金属板21が上側、第2金属板22が下側になるように構成されていてもよいが、第1金属板21が下側、第2金属板22が上側になるように構成されていてもよい。
本発明の熱輸送デバイス1は、第1接合部3によって包囲されている容器2の部分で見て、第1金属板21および第2金属板22のうち少なくとも一方の金属板が、他方の金属板に向かって突出する突出面41を有する、1つ以上の突出部4を備える。特に、本実施形態では、図1(c)に示すように、第1金属板21が第2金属板22に向かって突出する突出面41を有する突出部4を備える。このとき、突出面41の裏側には、図1(b)に示すように、突出内面42が形成される。このような突出面41を先端に有する突出部4を備えることで、第1金属板21と第2金属板22が突出部4の突出面41で近接するため、突出面41で第1金属板21と第2金属板22を互いに接触させ易くすることができる。また、このような突出部4を備えることで、突出部4を設けた金属板の剛性が高められるため、作動流体Fの漏洩や外気の流入を起こり難くすることができる。
貫通孔5は、1つ以上の突出部4のうち、少なくとも1つの突出部4の突出面41に形成される。貫通孔5は、第1金属板21および第2金属板22が接触していないときに、内部空間Sに通じるように設けられ、作動流体Fの封入口や脱気口として作用する。このような貫通孔5を設けることで、容器2の外部に作動流体Fの封入口や脱気口を設けなくても、熱輸送デバイス1を構成することができる。
第2接合部6は、貫通孔5の外側に位置する突出面41の部分に、貫通孔5の周囲の全周にわたって接合されることで設けられる。これにより、突出面41が第2接合部6で接合されることで、内部空間Sに封入された作動流体Fの貫通孔5への流通経路が塞がれるため、貫通孔5からの作動流体Fの漏洩や外気の流入を抑えることができる。また、第1金属板21および第2金属板22が、第2接合部6において強固に固定されるため、容器2のうち特に貫通孔5の近傍における部分における剛性を高めることができる。
次に、図3を用いて、熱輸送デバイス1の製造工程の一例について説明する。
次に、熱輸送デバイス1である平面型ヒートパイプおよびベーパーチャンバの動作原理について説明する。ここで、熱輸送デバイス1は、動作前に液相の作動流体F(L)が内部空間Sに封入され、蒸発部11に供給された状態になっている。
図4は、第2実施形態の熱輸送デバイスの要部である、第2接合部を有する突出部を示した平面図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
図5は、第3実施形態の熱輸送デバイスの要部である、第2接合部を有する突出部を示した斜視図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態または第2実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
図6は、第4実施形態の熱輸送デバイスの要部である、第2接合部を有する突出部を示した平面図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態から第3実施形態までと同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
図7は、第5実施形態の熱輸送デバイスの要部である、第2接合部を有する突出部を示した平面図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態から第4実施形態までと同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
図8は、第6実施形態の熱輸送デバイスの要部である、第2接合部を有する突出部を示した断面図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態から第5実施形態までと同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
図9は、第7実施形態の熱輸送デバイスの要部である、第2接合部を有する突出部を示した図であって、図9(a)が平面図、図9(b)が図9(a)のIII-III線上で切断したときの断面図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態から第6実施形態までと同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
図10は、第8実施形態の熱輸送デバイスの要部を示した斜視図である。なお、以下の説明において、上記第1実施形態から第7実施形態までと同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略にし、主に相違点について説明する。
2、2A、2B、2D~2F 容器
21、21A、21B、21D、21E 第1金属板
21a 第1金属板の外周部
22、22A、22B、22D~22F 第2金属板
22a 第2金属板の外周部
3 第1接合部
4、4A、4B、4D、4E、4E’ 突出部
41、41E、41E’ 突出面
42、42D 突出内面
43 密着部
44 作動流体の流路
5、5A、5B 貫通孔
51 折曲部
6、6A、6C、6D 第2接合部
60 交差部
7 発熱体
8 ヒータ
91、92 カシメ治具
93 固定治具
d 貫通孔の大きさ
F 作動流体
F(L) 液相の作動流体
F(g) 気相の作動流体
Claims (10)
- 第1金属板と、前記第1金属板に対向して配置される第2金属板とによって構成される容器を備え、
前記容器が、
前記第1金属板の外周部と前記第2金属板の外周部とが全周にわたって接合された第1接合部と、
作動流体が封入された内部空間と
を有する熱輸送デバイスであって、
前記第1接合部によって包囲されている前記容器の部分で見て、
前記第1金属板および前記第2金属板のうち少なくとも一方の金属板は、他方の金属板に向かって突出する突出面を有する1つ以上の突出部を備え、
前記1つ以上の突出部のうちの少なくとも1つの突出部の突出面に、貫通孔が形成され、
前記貫通孔の外側に位置する前記突出面の部分に、前記貫通孔の周囲が全周にわたって接合された第2接合部を有する、
熱輸送デバイス。 - 前記少なくとも1つの突出部は、前記第2接合部の内周側または外周側に位置する前記突出面の部分に、前記第1金属板および前記第2金属板が互いに密着して固定される密着部をさらに有する、請求項1に記載の熱輸送デバイス。
- 前記第2接合部は、前記貫通孔と前記密着部の間に位置する、請求項2に記載の熱輸送デバイス。
- 前記第1金属板および前記第2金属板は、前記突出部を複数備える、請求項1から3までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
- 前記貫通孔が、複数の前記突出部に形成され、
前記容器の前記内部空間が、複数の空間に分割されて構成される、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。 - 前記第1金属板および前記第2金属板の両方が、前記突出部を有し、
前記第1金属板の前記突出部および前記第2金属板の前記突出部が、同じ方向に向かって突出するように構成される、請求項1から5までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。 - 前記密着部は、前記第1金属板および前記第2金属板を圧潰することによって形成されている、請求項1から6までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
- 前記容器は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、チタンまたはチタン合金からなる、請求項1から7までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
- 前記熱輸送デバイスは、平面型ヒートパイプとして用いられる、請求項1から8までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
- 前記熱輸送デバイスは、ベーパーチャンバとして用いられる、請求項1から8までのいずれか1項に記載の熱輸送デバイス。
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