JP3218376U - 気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー - Google Patents

Abstract

【課題】気体作動液と液体作動液に誘導効果を生じ、薄型化が可能な、気液流路が毛細管構造および凸状部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１４、毛細管材１７および作動液を備える。第一プレートは蒸発エリアＶ、断熱エリアＡおよび冷却エリアＣに分けられる。第二プレートは第一プレートに重なって格納空間１５を形成する。毛細管材は格納空間内に配置される。第一プレートは複数の第一凸状部１１１を有し、第一凸状部は蒸発エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分布するように格納空間内に配置され、毛細管材に当接する。毛細管材は空洞部位１７１を有し、空洞部位は断熱エリアに位置し、複数の第一凸状部の一部分を露出させる。第二プレートは複数の第二凸状部１４１を有し、第二凸状部は空洞部位に露出した第一凸状部に当接する。
【選択図】図４

Description

本考案は、ベイパーチャンバー（Ｖａｐｏｒ Ｃｈａｍｂｅｒ）、特に気液流路が毛細管構造および凸状部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、作動液を自由に流動させるため、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、液体作動液および気体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、気体流路および液体流路の形成方法は繊維束で液体流路を構成し、蒸発エリアおよび冷却エリアに毛細管材を配置し、繊維束と毛細管材とを相互に接触させることであるため、空間の薄型化に対応できない。つまり、特許文献２は構造に二種類の毛細管部材を採用し、液体流路の厚さを一定に維持しなければならないため、構造の薄型化が難しい。

台湾特許Ｉ４７６３６１号公報 台湾実用新案Ｍ５３２０４６号公報

本考案は、気液流路が毛細管構造および凸状部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。
本考案の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバーは気体作動液および液体作動液に誘導効果を生じ、薄型化を実現させることによって空間を超薄化することができる。

上述した課題を解決するための気液流路が毛細管構造および凸状部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、毛細管材および作動液を備える。
第一プレートは蒸発エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分けられる。断熱エリアは蒸発エリアおよび冷却エリアに別々に隣接する。蒸発エリアと冷却エリアとは相互に隣接しない。第二プレートは第一プレートに重なって第一プレートとの間に密閉状態の格納空間を形成する。毛細管材は薄片状を呈し、格納空間内に配置される。作動液は格納空間に充満する。第一プレートは複数の第一凸状部を有する。複数の第一凸状部は蒸発エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分布するように格納空間内に配置され、毛細管材に当接する。毛細管材は空洞部位を有する。空洞部位は断熱エリアに位置し、複数の第一凸状部の一部分を露出させ、かつ気体流路を構成する。毛細管材は断熱エリアに位置する部位が少なくとも一つの液体流路となる。第二プレートは複数の第二凸状部を有する。複数の第二凸状部は格納空間かつ空洞部位内に位置し、空洞部位に露出した複数の第一凸状部に当接する。

上述した構造特徴により、本考案は気体流路および液体流路を構成し、気体作動液および液体作動液に誘導効果を生じ、薄型化を実現させることによって空間を超薄化することができる

比較的好ましい場合、空洞部位に位置する複数の第一凸状部の単位面積当たりの数は空洞部位に位置しない複数の第一凸状部の単位面積当たりの数より少ない。

比較的好ましい場合、空洞部位に位置する複数の第一凸状部は細長い形を呈し、一端が蒸発エリアに向かい、他端が冷却エリアに向かう。

比較的好ましい場合、複数の第一凸状部は長手方向に沿って相互に間隔を置いて複数の列に配置される。

比較的好ましい場合、複数の第二凸状部は細長い形を呈し、一端が蒸発エリアに向かい、他端が冷却エリアに向かう。

比較的好ましい場合、第一プレートは少なくとも一つの遮断部材を有する。少なくとも一つの遮断部材は毛細管材に当接するように断熱エリアの一部分に配置され、蒸発エリアおよび一部分の断熱エリアを隔離するため、蒸発エリアおよび一部分の断熱エリアは相互に繋がらない。

比較的好ましい場合、少なくとも一つの遮断部材は台状を呈し、頂面が毛細管材上の断熱エリアに対応する部位に当接し、毛細管材上の断熱エリアに対応する部位と第一プレートとの間の空間に充填される。

比較的好ましい場合、少なくとも一つの遮断部材は壁状を呈し、頂部が毛細管材上の断熱エリアに対応する部位に当接する。

比較的好ましい場合、少なくとも一つの遮断部材は蒸発エリアおよび毛細管材上の断熱エリアに対応する部位と第一プレートとの間の空間を隔離し、気体流路および毛細管材上の断熱エリアに対応する部位と第一プレートとの間の空間を遮断する。

本考案の第１実施形態を示す斜視図である。 図１中の２−２線に沿った断面図である。 図２の一部分の拡大図である。 本考案の第１実施形態を示す分解斜視図である。 本考案の第１実施形態において第二プレートが取り外された状態を示す平面図である。 本考案の第２実施形態を示す分解斜視図である。 本考案の第３実施形態を示す分解斜視図である。 本考案の第４実施形態を示す分解斜視図である。 本考案の第１実施形態を示す分解斜視図である。

以下、本考案による気液流路が毛細管構造および凸状部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５に示すように、本考案の第１実施形態による気液流路が毛細管構造および凸状部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１４、毛細管材１７および作動液から構成される。

第一プレート１１は、蒸発エリアＶ、断熱エリアＡおよび冷却エリアＣに分けられる。断熱エリアＡは蒸発エリアＶおよび冷却エリアＣに別々に隣接する。蒸発エリアＶと冷却エリアＣとは相互に隣接しない。

第二プレート１４は、第一プレート１１に重なって第一プレート１１との間に密閉状態の格納空間１５を形成する。

毛細管材１７は、薄片状を呈し、格納空間１５内に配置される。本実施形態において、毛細管材１７は銅メッシュまたは銅粉末焼結によって成形され、かつ第二プレート１４に配置されてもよい。

作動液は格納空間１５に充満する。作動液が毛細管材１７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、図面表示および詳細な説明を省略する。

第一プレート１１は複数の第一凸状部１１１を有する。複数の第一凸状部１１１は蒸発エリアＶ、断熱エリアＡおよび冷却エリアＣに分布するように格納空間１５内に配置され、かつ毛細管材１７に当接する。

毛細管材１７は空洞部位１７１を有する。空洞部位１７１は断熱エリアＡに位置し、複数の第一凸状部１１１の一部分を露出させ、かつ気体流路ＧＣを構成する。毛細管材１７は断熱エリアＡに位置する部分が二つの液体流路ＬＣとなる。二つの液体流路ＬＣは気体流路ＧＣの両側に位置する。

第二プレート１４は、複数の第二凸状部１４１を有する。複数の第二凸状部１４１は格納空間１５かつ空洞部位１７１内に位置し、空洞部位１７１に露出した複数の第一凸状部１１１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４および図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をノートパソコンの中央処理装置（ＣＰＵ）などの発熱体（図中未表示）に貼り付け、蒸発エリアＶを発熱体に対応させればよい。発熱体が熱を出すと、蒸発エリアＶに位置する毛細管材１７に吸着した液体作動液は蒸発し、気体作動液に変わる。一方、気体流路ＧＣは毛細管材１７の空洞部位１７１からなるため、気体流路ＧＣにおいて毛細管構造が存在せず、第一プレート１１および第二プレート１４との間の空間および少数の相互に当接する第一凸状部１１１および第二凸状部１４１が存在し、これに対応する空間の断面積が比較的大きい。
毛細管材１７は断面積の一部分を占有するため、断熱エリアＡに位置する毛細管材１７と第一プレート１１との間の空間の断面積は気体流路ＧＣの断面積より小さい。断面積の大きさが異なるという特徴により、蒸発エリアＶ内の気体作動液は圧力差によって断面積の比較的大きい部位へ流動する。つまり大部分の気体作動液は気体流路ＧＣから冷却エリアＣへ流動する。
気体作動液が冷却エリアＣ内の毛細管材１７と第一プレート１１との間の空間に流入すると冷却して液体作動液に変わる。続いて液体作動液は毛細管材１７に吸着し、毛細管現象によって二つの液体流路ＬＣを通って蒸発エリアＶまで還流する。上述した循環が持続すれば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、気体流路ＧＣは大部分の気体作動液を吸引し、流動させるため、気体作動液に誘導効果を発揮できる。従って、気体作動液を気体流路ＧＣへ誘導し、冷却エリアに流入させることが容易である。一方、液体作動液は二つの液体流路ＬＣによって蒸発エリアＶまで還流するため、二つの液体流路ＬＣは液体作動液に誘導効果を発揮できる。
二つの液体流路ＬＣ内の毛細管材１７と第一プレート１１との間に位置する気体作動液は比較的少ないため、液体作動液の還流に影響を与えることがない。上述したとおり、第１実施形態の構築は毛細管材１７および凸状部で内部の構造および空間を構成することであるため、空間の超薄化に対応できる。

（第２実施形態）
図６は本考案の第２実施形態による気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー２０を示す分解斜視図である。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、毛細管材２７は三つの気体流路ＧＣとなる三つの空洞部位２７１を有するため、気体作動液を誘導する効果を向上させることができる。毛細管材２７はさらに三つの気体流路ＧＣと間隔を保って並ぶ四つの液体流路ＬＣを有する。

第２実施形態において、三つの空洞部位２７１内に位置する複数の第一凸状部２１１の単位面積当たりの数は空洞部位２７１内に位置しない複数の第一凸状部２１１の単位面積当たりの数より少ないため、複数の第一凸状部２１１に占有された三つの気体流路ＧＣの体積を縮減し、気体作動液を誘導する三つの気体流路ＧＣの空間を増大させることができる。

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７は本考案の第３実施形態による気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー３０を示す分解斜視図である。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、空洞部位３７１に位置する複数の第一凸状部３１１は細長い形を呈し、一端が蒸発エリアＶに向かい、他端が冷却エリアＣに向かう。複数の第一凸状部３１１は長手方向に沿って相互に間隔を置いて複数の列に配置される。複数の第二凸状部３４１は細長い形を呈し、一端が蒸発エリアＶに向かい、他端が冷却エリアＣに向かう。

第３実施形態において、複数の第一凸状部３１１および複数の第二凸状部３４１は細長い形を呈し、複数の列に配置され、かつ相互に当接するため、列状に配列する複数の第一凸状部３１１および複数の第二凸状部３４１の間に形成された流路は方向性がある。これらの流路は一端が蒸発エリアＶに向かい、他端が冷却エリアＣに向かうため、気体作動液に良好な誘導効果を生じることができる。

第３実施形態のほかの構造および達成できる効果は第１実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。

（第４実施形態）
図８は本考案の第４実施形態による気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー４０を示す分解斜視図である。第１実施形態との違いは次の通りである。

第４実施形態において、第一プレート４１は二つの遮断部材４１２を有する。二つの遮断部材４１２は毛細管材４７に当接するように断熱エリアＡの一部分に配置され、蒸発エリアＶおよび一部分の断熱エリアＡを隔離するため、蒸発エリアＶおよび一部分の断熱エリアＡは相互に繋がらない。二つの遮断部材４１２は台状を呈し、頂面が毛細管材４７上の断熱エリアＡに対応する部位に当接し、毛細管材４７上の断熱エリアＡに対応する部位と第一プレート４１との間の空間に充填される。

第４実施形態において、二つの遮断部材４１２は毛細管材４７上の断熱エリアＡに対応する部位と第一プレート４１との間の空間に充填されて気体作動液の進路を妨害するため、蒸発エリアＶから断熱エリアＡへ流動する気体作動液は気体流路ＧＣを通ることしかできない。蒸発エリアＶに還流する液体作動液は二つの液体流路ＬＣを通ることしかできない。
上述したとおり、第１実施形態と比べて、第４実施形態は液体作動液および気体作動液の流動を誘導する方法が単純であっても、第１実施形態と同じ効果を達成できる。

第４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５実施形態）
図９は本考案の第５実施形態による気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー５０を示す分解斜視図である。第１実施形態との違いは次の通りである。

第５実施形態において、二つの遮断部材５１２は壁状を呈し、頂部が毛細管材５７上の断熱エリアＡに対応する部位に当接する。二つの遮断部材５１２は蒸発エリアＶおよび毛細管材５７上の断熱エリアＡに対応する部位と第一プレート５１との間の空間を隔離し、気体流路ＧＣおよび毛細管材５７上の断熱エリアＡに対応する部位と第一プレート５１との間の空間を遮断する。

第５実施形態において、蒸発エリアＶから断熱エリアＡへ流動する気体作動液は二つの遮断部材５１２によって妨害され、断熱エリアＡ内の毛細管材５７と第一プレート５１との間の空間へ直接流入できないため、気体流路ＧＣを通るしかできない。液体作動液は二つの液体流路ＬＣによって蒸発エリアＶに還流することができる。上述したとおり、第５実施形態の構造によって液体作動液および気体作動液に誘導効果を発揮することができる。

第５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。

１０、２０、３０、４０、５０ 気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー
１１、４１、５１ 第一プレート
１１１、２１１、３１１ 第一凸状部
１４ 第二プレート
１４１、３４１ 第二凸状部
１５ 格納空間
１７、２７、４７、５７ 毛細管材
１７１、２７１、３７１ 空洞部位
４１２、５１２ 遮断部材
Ａ 断熱エリア
Ｃ 冷却エリア
Ｖ 蒸発エリア
ＧＣ 気体流路
ＬＣ 液体流路

Claims (9)

1. 第一プレート、第二プレート、毛細管材および作動液を備え、
   前記第一プレートは、蒸発エリア、断熱エリアおよび冷却エリアに分けられ、前記断熱エリアは前記蒸発エリアおよび前記冷却エリアに別々に隣接し、前記蒸発エリアと前記冷却エリアとは相互に隣接せず、
   前記第二プレートは、前記第一プレートに重なって前記第一プレートとの間に密閉状態の格納空間を形成し、
   前記毛細管材は、薄片状を呈し、前記格納空間内に配置され、
   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、複数の第一凸状部を有し、複数の前記第一凸状部は前記蒸発エリア、前記断熱エリアおよび前記冷却エリアに分布するように前記格納空間内に配置され、前記毛細管材に当接し、
   前記毛細管材は、空洞部位を有し、前記空洞部位は前記断熱エリアに位置し、複数の前記第一凸状部の一部分を露出させ、かつ気体流路を構成し、
   前記毛細管材は、前記断熱エリアに位置する部位が少なくとも一つの液体流路となり、
   前記第二プレートは、複数の第二凸状部を有し、複数の前記第二凸状部は前記格納空間かつ前記空洞部位内に位置し、前記空洞部位に露出した複数の前記第一凸状部に当接することを特徴とする、
   気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
2. 前記空洞部位に位置する複数の前記第一凸状部の単位面積当たりの数は前記空洞部位に位置しない複数の前記第一凸状部の単位面積当たりの数より少ないことを特徴とする請求項１に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
3. 前記空洞部位に位置する複数の前記第一凸状部は細長い形を呈し、一端が前記蒸発エリアに向かい、他端が前記冷却エリアに向かうことを特徴とする請求項１に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
4. 複数の前記第一凸状部は、長手方向に沿って相互に間隔を置いて複数の列に配置されることを特徴とする請求項３に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
5. 複数の前記第二凸状部は、細長い形を呈し、一端が前記蒸発エリアに向かい、他端が前記冷却エリアに向かうことを特徴とする請求項３に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
6. 前記第一プレートは、少なくとも一つの遮断部材を有し、少なくとも一つの前記遮断部材は前記毛細管材に当接するように前記断熱エリアの一部分に配置され、前記蒸発エリアおよび一部分の前記断熱エリアを隔離するため、前記蒸発エリアおよび一部分の前記断熱エリアは相互に繋がらないことを特徴とする請求項１に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
7. 少なくとも一つの前記遮断部材は、台状を呈し、頂面が前記毛細管材上の前記断熱エリアに対応する部位に当接し、前記毛細管材上の前記断熱エリアに対応する部位と前記第一プレートとの間の空間に充填されることを特徴とする請求項６に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
8. 少なくとも一つの前記遮断部材は、壁状を呈し、頂部が前記毛細管材上の前記断熱エリアに対応する部位に当接することを特徴とする請求項６に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
9. 少なくとも一つの前記遮断部材は、前記蒸発エリアおよび前記毛細管材上の前記断熱エリアに対応する部位と前記第一プレートとの間の空間を隔離し、前記気体流路および前記毛細管材上の前記断熱エリアに対応する部位と前記第一プレートとの間の空間を遮断することを特徴とする請求項８に記載の気液流路が毛細管構造および凸状部からなるベイパーチャンバー。
   

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