JP3214513U - 流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー - Google Patents

Abstract

【課題】流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを提供する。【解決手段】ベイパーチャンバーは第一プレート１１、第二プレート、第一毛細管材および作動液から構成される。第一プレート１１は加熱エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分けられる。第二プレートは第一プレート１１に重なる。第一毛細管材は第二プレートおよび第一プレート１１のいずれか一つに配置され、かつ少なくとも加熱エリアから断熱エリアまで広がる。第一プレート１１は第二プレートに相対する一面に突出した内側の凸状模様１２を有する。内側の凸状模様１２は複数の凸状部１２１を有する。複数の凸状部１２１は相互に所定の距離を置くように配置され、一部分が長形を呈する。複数の長形を呈する凸状部１２１は複数の径路の両側に沿って間隔を置いて並ぶことによって複数の流路Ｐを構成する。複数の流路Ｐは加熱エリアから断熱エリアを通って冷却エリアまで広がる。複数の凸状部１２１は末端部が第一毛細管材または第二プレートに当接する。【選択図】図４

Description

本考案はベイパーチャンバー（Ｖａｐｏｒ ｃｈａｍｂｅｒ）、特に流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーに関するものである。

従来のベイパーチャンバーはチャンバーに毛細管構造および作動液が配置してあり、作動液の液体化および気体化によって温度が均一な熱伝導効果を生じるものである。チャンバーは二つの重なったプレートの周りを溶接して二つのプレートの間の内部を密閉することによって形成される。

特許文献１により掲示されたベイパーチャンバーの毛細成形方法およびその構造は、内部の複数の凸状支持部によって支持強度を維持し、温度が均一な熱伝導を行うことが特徴である。しかしながら特許文献１は内部の気体状態の作動液および液体状態の作動液を誘導する機能を持たず、作動液を任意に流動させるため、熱伝導効果および均温効果を効果的に向上させることはできない。

それに対し、特許文献２により提示された気液分離構造を有するベイパーチャンバーは、液体状態の作動液および気体状態の作動液を誘導する技術によってベイパーチャンバーの熱伝導効果および均温効果を向上させることが特徴である。特許文献２において、気体状態の作動液の流路は両端以外の側辺が完全に密封されるが、流路を適切に開放すれば誘導を適切に調整し、気体状態の作動液をよりスムーズに流動させることが判明するため、完全に密封することは必要ではない。一方、液体状態の作動液が回流する際、該案により提示された毛細管材の配置方式を採用することは必ずしも必要ではない。

上述したとおり、周知のベイパーチャンバーにおいて、多くのベイパーチャンバーは内部の液体状態の作動液および気体状態の作動液を誘導する技術を採用しなかった。
また、一部のベイパーチャンバーは内部の液体状態の作動液および気体状態の作動液を誘導する技術を採用しているが、液体状態の作動液および気体状態の作動液をよりスムーズに流動させる技術には改善の余地がある。

台湾特許Ｉ４７６３６１号公報 台湾実用新案Ｍ５３２０４６号公報

本考案は流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを提供することを主な目的とする。
本考案のベイパーチャンバーは、気体状態の作動液を開放的に誘導し、気体状態の作動液を誘導して流動させるほかに気体状態の作動液を流路のそばから拡散させることによって気体状態の作動液をよりスムーズに流動させ、同時に流動した気体状態の作動液のせいでベイパーチャンバー内の液体状態の作動液が飛び散ることを抑制することができる。

上述した課題を解決するため、流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーは第一プレート、第二プレート、第一毛細管材および作動液から構成される。第一プレートは加熱エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分けられる。第二プレートは第一プレートに重なることで第一プレートとの間が密閉され、格納空間になる。第一毛細管材は第二プレートおよび第一プレートのいずれか一つに配置され、かつ少なくとも加熱エリアから断熱エリアまで広がる。作動液は格納空間に充満する。第一プレートは第二プレートに相対する一面に突出した内側の凸状模様を有する。内側の凸状模様は複数の凸状部を有する。複数の凸状部は相互に所定の距離を置くように配置され、一部分が長形を呈する。複数の長形を呈する凸状部は複数の径路の両側に沿って間隔を置いて並ぶことによって複数の流路を構成する。複数の流路は加熱エリアから断熱エリアを通って冷却エリアまで広がる。複数の凸状部は末端部が第一毛細管材または第二プレートに当接する。

複数の流路は両側の相互に間隔を置く凸状部の間に形成された隙間を有するため、本考案は気体状態の作動液を開放的に誘導する効果を発揮でき、気体状態の作動液を誘導して流動させるほかに気体状態の作動液を流路のそばから拡散させることによって気体状態の作動液をよりスムーズに流動させることができる。同時に流動した気体状態の作動液のせいでベイパーチャンバー内の液体状態の作動液が飛び散ることを抑制することもできる。

本考案の第１実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを示す斜視図である。 本考案の第１実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを示す分解斜視図である。 図１中の３−３線に沿った断面図である。 本考案の第１実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーの一部分を示す拡大図である。 本考案の第１実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーの第一プレートを示す平面図である。 本考案の第１実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーにおいて第一毛細管材が第一プレートに重なる状態を示す平面図である。 本考案の第２実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーにおいて第一毛細管材が第一プレートに重なる状態を示す平面図である。 本考案の第２実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを示す断面図である。 本考案の第３実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを示す分解斜視図である。

以下、本考案による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバーを図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１から図６に示すように、本考案の第１実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー１０は第一プレート１１、第二プレート２１、第一毛細管材３１、複数の第毛細管材３５および作動液から構成される。

第一プレート１１は、加熱エリアＨ、断熱エリアＡおよび冷却エリアＣに分けられる。

第二プレート２１は、第一プレート１１に重なることで第一プレート１１との間が密閉され、格納空間２２になる。

第一毛細管材３１は、第二プレート２１に配置され、加熱エリアＨから断熱エリアＡおよび冷却エリアＣまで広がる。第一毛細管材３１は銅粉末焼結によって成形されるか銅メッシュによって構成される。第１実施形態において、第一毛細管材３１は平面状の銅メッシュからなり、加熱エリアＨおよび断熱エリアＡに被さる。

複数の第二毛細管材３５は、厚さが一定した線状を呈し、第一毛細管材３１に接触し、かつ加熱エリアＨから断熱エリアＡおよび冷却エリアＣまで広がるように第一プレート１１に配置される。複数の第二毛細管材３５の材料は繊維束、銅粉末および銅メッシュのいずれか一つである。第１実施形態において、第二毛細管材３５は繊維束からなり、数が複数に限らず、一つでもよい。ベイパーチャンバーの形が細長い場合、一つの第二毛細管材３５さえあればよい。細長いベイパーチャンバーは第３実施形態の図面を参考にできるため、詳しい説明を省略する。

作動液は格納空間２２に充満する。作動液が第一毛細管材３１および複数の第二毛細管材３５に吸着することは図面で表示しにくく、この領域においては熟知されているため、詳しい説明を省略する。

第一プレート１１は第二プレート２１に相対する一面に突出した内側の凸状模様１２を有する。内側の凸状模様１２は格納空間２２に位置し、複数の凸状部１２１を有する。複数の凸状部１２１は相互に所定の距離を置くように配置され、一部分の凸状部１２１が長形を呈する。複数の長形を呈する凸状部１２１は複数の径路の両側に沿って間隔を置いて並ぶことによって複数の流路Ｐを構成する。複数の流路Ｐは加熱エリアＨから断熱エリアＡを通って冷却エリアＣまで広がる。流路Ｐの一側に位置する二つずつの凸状部１２１の間の隙間Ｇは流路Ｐの幅より小さいかそれと同じである。
上述した設計によって気体状態の作動液を誘導し、流路Ｐに沿って流動させ、少量の気体状態の作動液を隙間Ｇから流出させることができる。複数の第二毛細管材３５は複数の流路Ｐのうちの一部分の流路Ｐ内に分布する。本実施形態において、内側の凸状模様１２は第一プレート１１から形成される、即ち第一プレート１１と一体成型であるが、これに限らず、銅粉末焼結によって第一プレート１１に生成される。

加熱エリアＨおよび断熱エリアＡに位置する複数の凸状部１２１は末端部が第一毛細管材３１に当接する。冷却エリアＣに位置する複数の凸状部１２１は第二プレート２１に当接する。

以上は第１実施形態の構築についての説明である。続いて、第１実施形態の作動状態について説明を進める。

図５に示すように、第１実施形態によるベイパーチャンバー１０を発熱体（図中未表示）に貼り付け、加熱エリアＨを発熱体に対応させればよい。発熱体が熱を出すと、加熱エリアＨに位置する第一毛細管材３１に吸着した作動液は蒸発し、気体になる。気体状態の作動液は複数の流路Ｐと、流路Ｐにならない複数の凸状部１２１との間を移動し、加熱エリアＨから断熱エリアＡを通って冷却エリアＣまで流動し、冷却エリアＣにおいて冷却し、液体になる。
液体状態の作動液は複数の第二毛細管材３５のうちの冷却エリアＣに位置する一部分の第二毛細管材３５に吸着し、毛細管現象によって誘導され、迅速に加熱エリアＨに戻る。一方、複数の毛細管材３５を流れる液体状態の作動液は第一毛細管材３１を通って毛細管現象によって加熱エリアＨへ回流するように循環するため、均温効果および熱伝導効果を発揮できる。

上述した作動状態において、複数の流路Ｐは気体状態の作動液に誘導効果を発揮できるため、気体状態の作動液は冷却エリアＣまで誘導されやすい。一方、複数の流路Ｐは両側の長形を呈する凸状部１２１の間に形成された隙間Ｇを有し、少量の気体状態の作動液を隙間Ｇから流出させるため、開放的な誘導効果を達成できる。
上述したとおり、本考案は流路Ｐの両側が完全に密封されたうえで気体状態の作動液を誘導する構造ではなく、一部分の気体状態の作動液を複数の凸状部１２１の間の隙間Ｇによって流路Ｐから流出させ、その以外部分の気体状態の作動液を流路Ｐの誘導によって流路Ｐから流出させる構造であるため、気体状態の作動液は複数の流路Ｐによって誘導され、複数の流路Ｐを流動する際の速度が比較的遅い。従って、第一毛細管材３１に吸着した液体状態の作動液が飛び散ることが抑制される。気体状態の作動液はよりスムーズに流動できる。

（第２実施形態）
図７および図８に示したのは本考案の第２実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー１０’である。第１実施形態との違いは次の通りである。

第２実施形態において、第一毛細管材３１’は加熱エリアＨ、断熱エリアＡおよび冷却エリアＣに被さる。複数の凸状部１２１’はすべての末端部が第一毛細管材３１’に当接する。

第２実施形態において、複数の第二毛細管材は省略される。

第２実施形態において、冷却エリアＣ’に位置する液体状態の作動液が回流する際、液体状態の作動液は第一毛細管材３１’によって誘導され、加熱エリアＨ’へ流動するとしても、作動状態が第１実施形態と同じである。

第２実施形態のほかの構造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、詳細な説明を省略する。

（第３実施形態）
図９に示したのは本考案の第２実施形態による流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー１０”である。第１実施形態との違いは次の通りである。

第３実施形態において、第一毛細管材３１”は厚さが一定した線状を呈し、加熱エリアＨ”から断熱エリアＡ”および冷却エリアＣ”まで広がる。第一毛細管材３１”は複数の流路Ｐ”のうちの一つの流路Ｐ”内に位置する。

第３実施形態において、複数の第二毛細管材は省略される。

第３実施形態において、冷却エリアＣ”に位置する液体状態の作動液が回流する際、液体状態の作動液は第一毛細管材３１”によって誘導され、加熱エリアＨ”へ流動するとしても、作動状態が第１実施形態と同じである。

第３実施形態のほかの構造および達成できる効果は第一実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。

１０ 流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー
１１ 第一プレート
１２ 内側の凸状模様
１２１ 凸状部
２１ 第二プレート
２２ 格納空間
３１ 第一毛細管材
３５ 第二毛細管材
Ａ 断熱エリア
Ｃ 冷却エリア
Ｇ 隙間
Ｈ 加熱エリア
Ｐ 流路
１０’ 流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー
１２１’ 凸状部
３１’ 第一毛細管材
Ａ’ 断熱エリア
Ｃ’ 冷却エリア
Ｈ’ 加熱エリア
１０” 流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー
３１” 第一毛細管材
Ａ” 断熱エリア
Ｃ” 冷却エリア
Ｈ” 加熱エリア
Ｐ” 流路

Claims (9)

1. 第一プレート、第二プレート、第一毛細管材および作動液を備え、
   前記第一プレートは、加熱エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分けられ、
   前記第二プレートは、前記第一プレートに重なることで前記第一プレートとの間が密閉され、格納空間になり、
   前記第一毛細管材は、前記第二プレートおよび前記第一プレートのいずれか一つに配置され、かつ少なくとも前記加熱エリアから前記断熱エリアまで広がり、
   前記作動液は、前記格納空間に充満し、
   前記第一プレートは内側の凸状模様を有し、内側の前記凸状模様は前記格納空間に位置し、複数の凸状部を有し、複数の前記凸状部は相互に所定の距離を置くように配置され、一部分が長形を呈し、複数の長形を呈する前記凸状部は複数の径路の両側に沿って間隔を置いて並ぶことによって複数の流路を構成し、複数の前記流路は前記加熱エリアから前記断熱エリアを通って前記冷却エリアまで広がり、
   複数の前記凸状部は末端部が前記第一毛細管材または前記第二プレートに当接することを特徴とする、
   流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
2. 前記第一毛細管材は銅メッシュからなるか、銅粉末焼結によって生成され、平面状を呈するように加熱エリアおよび断熱エリアに被さり、前記加熱エリアおよび前記断熱エリアに位置する複数の前記凸状部は末端部が前記第一毛細管材に当接し、前記冷却エリアに位置する複数の前記凸状部は前記第二プレートに当接することを特徴とする請求項１に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
3. さらに少なくとも一つの第二毛細管材を備え、少なくとも一つの前記第二毛細管材は、前記第一毛細管材に接触するように前記第一プレートまたは前記第二プレートに配置され、かつ厚さが一定した線状を呈するように前記加熱エリアから前記断熱エリアおよび前記冷却エリアＣまで広がり、少なくとも一つの前記第二毛細管材は、複数の前記流路のうちの一部分の前記流路内に位置することを特徴とする請求項２に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
4. 少なくとも一つの前記第二毛細管材の材料は繊維束、銅粉末および銅メッシュのいずれか一つであることを特徴とする請求項３に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
5. 前記第一毛細管材はさらに前記冷却エリアに被さり、複数の前記凸状部はすべての末端部が前記第一毛細管材に当接することを特徴とする請求項２に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
6. 前記第一毛細管材は、厚さが一定した線状を呈するように前記加熱エリアから前記断熱エリアおよび前記冷却エリアまで広がり、前記第一毛細管材は複数の前記流路のうちの一つの前記流路内に位置することを特徴とする請求項１に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
7. 一つの前記流路の一側に位置する二つずつの前記凸状部の間の隙間は前記流路の幅より小さいかそれと同じであることを特徴とする請求項１に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
8. 内側の前記凸状部は、前記第二プレートに相対する前記第一プレートの一面に突出することによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。
9. 内側の前記凸状部は、銅粉末焼結によって前記第一プレートに生成されることを特徴とする請求項１に記載の流路が内側の凸状模様からなるベイパーチャンバー。

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