JP3167655U - Heat pipe structure - Google Patents
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Abstract
【課題】平板型ヒートパイプの支持強度を向上し、ヒートパイプの製造歩留まりを向上させることができるヒートパイプ構造を提供する。【解決手段】ヒートパイプ構造であって、管体１１、薄片体１２、凸柱１３からなり、管体１１は収容設置空間１１１を備え、作動流体を収容し、薄片体１２は複数の第一延伸部１２１及び複数の第二延伸部１２２を備える。さらに、各第一、二延伸部１２１、１２２は相互に交差して接続して網目を形成し、凸柱１３は各第一、二延伸部１２１、１２２が相互に交差する位置に設置して支持強度を向上すると共に作動流体の気液循環効率を向上する。【選択図】図１The present invention provides a heat pipe structure capable of improving the support strength of a flat plate heat pipe and improving the production yield of the heat pipe. A heat pipe structure includes a tube body 11, a thin piece body 12, and a convex column 13. The tube body 11 includes a housing installation space 111 for housing a working fluid, and the thin piece body 12 includes a plurality of first pieces. An extending part 121 and a plurality of second extending parts 122 are provided. Furthermore, each 1st, 2 extending | stretching part 121,122 mutually cross | intersects and connects and forms a mesh | network, The convex column 13 is installed in the position where each 1st, 2nd extending | stretching part 121,122 cross | intersects each other. The support strength is improved and the gas-liquid circulation efficiency of the working fluid is improved. [Selection] Figure 1
Description
本考案はヒートパイプ構造に関し、特に平板型ヒートパイプの支持強度を増強でき、ヒートパイプの製造歩留まりを向上させることができるヒートパイプ構造に関する。 The present invention relates to a heat pipe structure, and more particularly to a heat pipe structure that can enhance the support strength of a flat plate type heat pipe and can improve the manufacturing yield of the heat pipe.
産業は絶えず発展を続けているが、冷却、或いは放熱の問題は、電子産業の発展にとって大きな障害となっている。
性能に対する要求と統合性の高まり、及び多機能応用の広がりに従い、放熱に対する要求もますます厳しくなっている。
そのため、熱移転効率に関する研究開発は、電子工業における主要な課題となっている。
Although the industry continues to develop, the problem of cooling or heat dissipation has become a major obstacle to the development of the electronics industry.
With increasing performance requirements and integration, and with the expansion of multifunctional applications, the requirements for heat dissipation are becoming more and more stringent.
Therefore, research and development on heat transfer efficiency has become a major issue in the electronics industry.
ヒートシンク（Heat Sink）は通常、電子パーツ或いはシステムが生じる熱を、大気中に発散させるために用いられる。
熱抵抗が相対的に低い状況においては、該ヒートシンクは、明確に高い放熱効率を備える。
一般に、熱抵抗は、ヒートシンク内部の拡放熱抵抗、及び該ヒートシンク表面と大気環境との間の対流熱抵抗により構成される。
応用においては、銅、アルミニウム等の伝導性が高い材料が、拡放熱抵抗を低下させるため、しばしばヒートシンク製造に用いられる。
しかし、対流熱抵抗が、ヒートシンクの性能を制限してしまっており、そのため次世代電子パーツの放熱要求を達成することができていない。
Heat sinks are typically used to dissipate the heat generated by electronic parts or systems into the atmosphere.
In situations where the thermal resistance is relatively low, the heat sink has a clearly high heat dissipation efficiency.
In general, the thermal resistance is constituted by a heat radiation resistance inside the heat sink and a convective thermal resistance between the surface of the heat sink and the atmospheric environment.
In applications, materials with high conductivity, such as copper and aluminum, are often used for heat sink manufacture because they reduce the heat dissipation resistance.
However, the convective thermal resistance has limited the performance of the heat sink, and as a result, the heat dissipation requirement of the next generation electronic parts cannot be achieved.
そのため、現在市場ではより効率の高い放熱メカニズムに注目が集まっており、高い導熱性能を備える薄型ヒートパイプ（Heat pipe）及びベーパーチャンバー（Vapor chamber）が次々に発表されている。
これらを放熱器と組合せることで、現段階における放熱に関する問題を効果的に解決することが期待される。
For this reason, attention is currently focused on a more efficient heat dissipation mechanism in the market, and thin heat pipes and vapor chambers with high heat conduction performance are announced one after another.
By combining these with a heat radiator, it is expected to effectively solve problems related to heat dissipation at the present stage.
現在の薄型ヒートパイプ構造は、薄型ヒートパイプ内の中空部分に金属粉末の焼結によりベーパーチャンバーの内壁に、焼結形式の毛細構造を形成するか、或いは金属網を中空部分に設置し毛細構造とし、次に、該薄型ヒートパイプを真空とし、作動流体を充填して、最後に密封するものである。
しかし、従来の薄型ヒートパイプには、支持構造の設計がないため、陥没或いは熱膨張が起き易い。
このため、該薄型ヒートパイプに圧力を加えると、該薄型ヒートパイプ内部の毛細構造(すなわち、焼結された金属粉末）は、圧迫されて破損し、該薄型ヒートパイプの内壁から脱落し、該薄型ヒートパイプの熱伝導性能は大幅に低下してしまう。
しかも、該薄型ヒートパイプは、該チャンバー内壁面においてのみ、毛細構造を備え、或いは中空部位は金属網を備えるため、作動流体が、気化して凝結し液体となる時、重力或いは壁面の毛細構造だけに頼って回流するため、その気液循環効率は極めて不良である。
The current thin heat pipe structure is formed by forming a sintered capillary structure on the inner wall of the vapor chamber by sintering metal powder in the hollow part of the thin heat pipe, or by installing a metal mesh in the hollow part and forming the capillary structure. Next, the thin heat pipe is evacuated, filled with a working fluid, and finally sealed.
However, since the conventional thin heat pipe does not have a support structure design, it is easy to cause depression or thermal expansion.
For this reason, when pressure is applied to the thin heat pipe, the capillary structure inside the thin heat pipe (that is, the sintered metal powder) is compressed and broken, and falls off the inner wall of the thin heat pipe. The heat conduction performance of a thin heat pipe will be significantly reduced.
In addition, since the thin heat pipe has a capillary structure only on the inner wall surface of the chamber, or a hollow part has a metal net, when the working fluid is vaporized and condensed into a liquid, gravity or the capillary structure of the wall surface is formed. Therefore, the gas-liquid circulation efficiency is extremely poor.
特許文献１は、ベーパーチャンバー及びその支持構造を開示する。
該ベーパーチャンバーは、殼体、及び該殼体内部に収容設置する毛細構造及び支持構造からなる。
該支持構造は、板体を備え、該板体上には、対応して配列し、かつ間隔を開けて配置した複数の槽道を設置し、該各槽道内部には、それぞれ波板を設置する。
該波板の上下両端面は、それぞれ毛細組織を押さえ、これにより毛細組織と殼体の内壁面とは相互に接触する。
該波板をベーパーチャンバーの中空部位に設置することで、該波板は、前記のように焼結粉末が圧迫を受けて垂れ下がり、或いは陥没する現象の発生を回避し、気相変化量を減らし、熱の伝達速度を高めることができるが、波板には、作動流体の回流を助け、毛細構造の限界を広げる明確な効果はない。
Patent document 1 discloses a vapor chamber and its support structure.
The vapor chamber includes a housing, and a capillary structure and a support structure that are housed and installed inside the housing.
The support structure includes a plate body, and a plurality of tank paths arranged correspondingly and spaced apart from each other are installed on the plate body, and corrugated plates are respectively provided inside the tank paths. Install.
The upper and lower end surfaces of the corrugated plate respectively hold down the capillary tissue, so that the capillary tissue and the inner wall surface of the housing come into contact with each other.
By installing the corrugated plate in the hollow part of the vapor chamber, the corrugated plate avoids the phenomenon that the sintered powder hangs down or collapses as described above, and reduces the amount of gas phase change. Although the heat transfer rate can be increased, the corrugated plate does not have a clear effect of helping the working fluid to circulate and extending the limits of the capillary structure.
上記したように従来の技術においては、ベーパーチャンバーであろうと、薄型ヒートパイプ内部の支持構造であろうと、現階段ではなお積極的な改善が必要である。
すなわち、従来の構造には以下の欠点が存在する。
1. 生産歩留まりが不良である。
2. 気液循環効率が不良である。
3.
支持構造が不良である。
本考案は、従来のヒートパイプ及びベーパーチャンバー構造の上記した欠点に鑑みてなされたものである。
As described above, in the prior art, whether it is a vapor chamber or a support structure inside a thin heat pipe, the current staircase still requires active improvement.
In other words, the conventional structure has the following drawbacks.
1. The production yield is poor.
2. Gas-liquid circulation efficiency is poor.
3.
The support structure is poor.
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional heat pipe and vapor chamber structure.
本考案が解決しようとする課題は、薄片体の複数の網目構造によって、気相変化量、熱の伝達速度を高め、及び凸柱を用いて支持強度を増強し、かつ、毛細構造を備える凸柱により液態作動流体の回流速度を速め、毛細構造の限界を拡大することができるヒートパイプ構造を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to increase the gas phase change amount, the heat transfer rate by using a plurality of mesh structures of thin piece bodies, and to enhance the support strength using convex columns, and to provide a convex structure having a capillary structure. The purpose of the present invention is to provide a heat pipe structure that can increase the circulation speed of a liquid working fluid by a column and expand the limit of the capillary structure.
上記課題を解決するため、本考案は下記のヒートパイプ構造を提供する。
ヒートパイプ構造は、収容設置空間を備える管体、該管体の収容設置空間内に設置する薄片体、少なくとも１個の凸柱からなり、
該収容設置空間両端は、それぞれ第一封鎖端及び第二封鎖端で封止し、該収容設置空間内には、作動流体を収容し、
該薄片体は、複数の第一延伸部及び複数の第二延伸部を備え、該各第一、二延伸部は、相互に交差して接続して、複数の網目を共同で形成し、
該凸柱は、該各第一、二延伸部が相互に交差する位置に設置し、該凸柱両端は、それぞれ該薄片体及び該管体に接し、
上記したヒートパイプ構造により、ヒートパイプ構造の支持強度、及び熱伝効率を大幅に高めることができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following heat pipe structure.
The heat pipe structure is composed of a tube body having an accommodation installation space, a thin piece body installed in the accommodation installation space of the tube body, and at least one convex column,
The accommodation installation space both ends are sealed with a first sealed end and a second sealed end, respectively, and the working installation space contains a working fluid,
The thin piece body includes a plurality of first extending portions and a plurality of second extending portions, and the first and second extending portions are connected to cross each other to form a plurality of meshes together.
The convex column is installed at a position where the first and second extending portions intersect each other, and both ends of the convex column are in contact with the thin piece body and the tubular body, respectively.
With the heat pipe structure described above, the support strength and heat transfer efficiency of the heat pipe structure can be significantly increased.
本考案ヒートパイプ構造は、薄片体の複数の網目構造により、気相変化量、熱の伝達速度を高め、及び凸柱によって支持強度を向上し、毛細構造を備える凸柱によって液態作動流体の回流速度を速め、毛細構造の限界を拡大することができる。 The heat pipe structure of the present invention has a plurality of thin-walled mesh structures to increase the amount of gas phase change and heat transfer speed, and to improve the support strength by the convex columns, and to circulate the liquid working fluid by the convex columns having a capillary structure. Speed can be increased and the limits of the capillary structure can be expanded.
以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図１、２は、本考案ヒートパイプ構造第一実施例の立体分解図及び組合せ断面図である。 1 and 2 are a three-dimensional exploded view and a combined sectional view of the first embodiment of the heat pipe structure of the present invention.
図に示すように、該ヒートパイプ構造は、収容設置空間111を備える管体11、該管体11の収容設置空間111内に設置する薄片体12、及び凸柱13からなる。
As shown in the figure, the heat pipe structure includes a
該収容設置空間111両端は、それぞれ第一封鎖端1111及び第二封鎖端1112に連接し、該収容設置空間111内には、作動流体2を収容し、該管体11は、扁平薄型状を呈する。
Both ends of the
該薄片体12は、複数の第一延伸部121及び複数の第二延伸部122を備え、該各第一、二延伸部121、122は、相互に交差して連接し、複数の網目123を共同で形成する。
The thin piece body 12 includes a plurality of first extending
該第一延伸部121は、該薄片体12の縦方向に延伸し、該第二延伸部122は、該薄片体12の横方向に延伸する。
The first extending
該凸柱13は、焼結粉末体からなり、該各第一、二延伸部121、122が相互に交差する任意の位置に設置し（図１参照)、該凸柱13両端は、それぞれ該薄片体12及び該管体11内壁にそれぞれ接する。
The
図３は、本考案ヒートパイプ構造第二実施例の薄片体の立体図である。 FIG. 3 is a three-dimensional view of a thin piece of a heat pipe structure second embodiment of the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第一実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第一実施例との相違点は、該凸柱13を、該各第一、二延伸部121、122のすべての相互交差位置に設置する点である。
As shown in the figure, the partial structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore, it will not be described again. However, the difference between this embodiment and the first embodiment is the convexity. The
図４は、本考案ヒートパイプ構造第三実施例の組合せ断面図である。 FIG. 4 is a combined sectional view of a third embodiment of the heat pipe structure of the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第一実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第一実施例との相違点は、該凸柱13外縁にはさらに、少なくとも１個の溝131を備える点である。
As shown in the figure, the partial structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore, it will not be described again. However, the difference between this embodiment and the first embodiment is the convexity. The outer edge of the
図５は、本考案ヒートパイプ構造第四実施例の組合せ断面図である。 FIG. 5 is a combined sectional view of the fourth embodiment of the heat pipe structure of the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第一実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第一実施例との相違点は、該凸柱13は、銅柱である点である。
As shown in the figure, the partial structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore, it will not be described again. However, the difference between this embodiment and the first embodiment is the convexity. The
図６は、本考案ヒートパイプ構造第五実施例の組合せ断面図である。 FIG. 6 is a combined sectional view of the fifth embodiment of the heat pipe structure of the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第四実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第四実施例との相違点は、該凸柱13外縁に、少なくとも１個の溝132を備える点である。
As shown in the figure, the partial structure of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment, so that it will not be described again here. However, the difference between this embodiment and the fourth embodiment is the convexity. The outer edge of the
図７は、本考案ヒートパイプ構造第六実施例の組合せ断面図である。 FIG. 7 is a sectional view of a sixth embodiment of the heat pipe structure according to the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第四実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第四実施例との相違点は、該凸柱13外縁に、焼結粉末環状体133を設置する点である。
As shown in the figure, the partial structure of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment, so that it will not be described again here. However, the difference between this embodiment and the fourth embodiment is the convexity. The sintered powder
図８は、本考案ヒートパイプ構造第七実施例の組合せ断面図である。 FIG. 8 is a combined sectional view of a seventh embodiment of the heat pipe structure of the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第六実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第六実施例との相違点は、該焼結粉末環状体133に、少なくとも１個の溝1331を備える点である。
As shown in the figure, the partial structure of this embodiment is the same as that of the sixth embodiment. Therefore, the description is not repeated here. However, the difference between this embodiment and the sixth embodiment is The point is that the powdered
図９は、本考案ヒートパイプ構造第八実施例の薄片体立体図である。 FIG. 9 is a three-dimensional view of a thin piece of the eighth embodiment of the heat pipe structure of the present invention.
図に示すように、本実施例の部分構造は、前記第一実施例と共通するため、ここでは再記述を行わないが、本実施例と前記第一実施例との相違点は、該第一延伸部121は、弧状を呈し、該各第一延伸部12の弧状内縁に通路124を形成する点である。
As shown in the figure, the partial structure of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore will not be described again. However, the difference between the present embodiment and the first embodiment is that The first extending
前記した各実施例中では、該凸柱13を設置することで、ヒートパイプ構造の支持強度を高める他、ヒートパイプ構造内部の気液循環効率を拡大することができ、これにより作動流体2は、該凸柱13より回流し、熱伝効率を高めることができる。
In each of the above-described embodiments, by installing the
上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品(構造)の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。 The names and contents of the present invention described above are only used for explaining the technical contents of the present invention, and do not limit the present invention. Equivalent applications based on the spirit of the present invention, conversion of parts (structure), replacement, increase / decrease in quantity are all included in the protection scope of the present invention.
本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。 The present invention has the novelty that is a requirement for utility model registration, has sufficient progress compared to similar products of the past, has high practicality, meets the needs of society, and has a very high industrial utility value. large.
11 管体
111 収容設置空間
1111 第一封鎖端
1112 第二封鎖端
12 薄片体
121 第一延伸部
122 第二延伸部
123 網目
124 通路
13 凸柱
131 溝
132 溝
133 焼結粉末環状体
1331 溝
2 作動流体
11 tube
111 Containment space
1111 1st closed end
1112 Second closed end
12 flakes
121 First stretch section
122 Second stretch
123 mesh
124 passage
13 Convex column
131 groove
132 groove
133 Sintered powder annular body
1331 Groove
2 Working fluid
Claims (9)
該収容設置空間両端は、それぞれ第一封鎖端及び第二封鎖端とし、該収容設置空間内には、作動流体を収容し、
該薄片体は、相互に交差して接続する複数の第一延伸部及び複数の第二延伸部により複数の網目を形成し、
上記凸柱は、上記各第一、二延伸部が相互に交差する位置に設置すると共に、該凸柱両端は、それぞれ該薄片体及び該管体に接していることを特徴とするヒートパイプ構造。 It is a heat pipe structure, comprising a tubular body having a housing installation space, a thin piece body installed in the housing installation space of the tubular body, and at least one convex column,
The accommodation installation space both ends are respectively a first sealed end and a second sealed end, and the accommodation installation space contains a working fluid,
The thin piece body forms a plurality of meshes by a plurality of first extending portions and a plurality of second extending portions connected to cross each other,
The convex column is installed at a position where the first and second extending portions intersect each other, and both ends of the convex column are in contact with the thin piece body and the tubular body, respectively. .
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| JP2012184875A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi | Plane type heat pipe structure and method of manufacturing the same |
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