JP4194276B2 - Flat plate heat pipe - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潜熱として熱を輸送する作動流体およびその作動流体を還流させるためのウイックを収容したコンテナが、中空の平板状をなす平板型ヒートパイプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータなどの電子装置に内蔵されている各種の電子部品は、不可避的な内部抵抗があるので、通電して動作させることにより発熱し、その結果、ある程度以上に温度が上昇すると、動作が不安定になり、ついには動作不良を起こしてしまう。そのため、電子部品の冷却のための種々の装置が開発されており、例えば電子部品にヒートシンクを直接取り付けて放熱面積を増大させる装置や、そのヒートシンクにマイクロファンを取り付けて強制空冷する装置などが開発されている。
【0003】
これらの冷却装置は、電子部品の実質的な放熱面積をヒートシンクによって増大させることにより、電子部品からの放熱量を増大させて、電子部品の過熱を防止する構造である。したがって、冷却に使用される空気は、電子部品の周囲の空気に限られる。そのため、電子部品が収容されている筐体の内容積が小さい場合には、その内部温度が次第に上昇し、電子部品を充分に冷却できなくなる事態が生じる。
【0004】
その典型的な例が、携帯電話などのいわゆるモバイルといわれる小型のデータ処理装置であり、この種の装置では、携帯性や搬送性を重視して可及的に小容積の筐体を使用するから、電子部品の周囲の空間部分が極めて限られたものとなる。そのために、電子部品の周囲に放熱するのでは、筐体内の空気の熱容量が少ないことにより充分な冷却をおこなうことができない。言い換えれば、使用可能な電子部品が冷却器の冷却能力で制限されてしまう。
【0005】
そこで従来では、電子部品などの発熱体から離れた箇所で、外気に放熱させることにより、電子部品の冷却をおこなう冷却器が開発されている。この種の冷却器は、冷却対象物である電子部品と放熱部とが離隔しているので、両者の間で効率よく熱を伝達する必要がある。そのために、アルミニウムなどの熱伝導性の高い伝熱板の上に発熱体を接触させるとともに、その伝熱板の他の部分にヒートシンクを取り付けた構成としている。また、その伝熱板による熱の伝導を補助するために、伝熱板にヒートパイプを沿わせて配置することもおこなわれている。
【0006】
そのヒートパイプは、密閉した容器(コンテナ)の内部に、水やアルコールなどの凝縮性の流体を作動流体として封入し、外部からの入熱によってその作動流体を蒸発させるとともに、その蒸気を低温・低圧部に流動させた後、放熱させて凝縮させ、さらにその液化した作動流体を蒸発の生じる箇所に、毛細管圧力などによって還流させるように構成した伝熱装置である。そのコンテナとしては必要に応じて各種のものを採用することができ、例えば平板型ヒートパイプは、中空平板構造のコンテナによって密閉された空間部を形成し、その空間部に空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で凝縮性の流体を作動流体として封入したものである。この種のヒートパイプは、表面が平坦になるので、熱交換対象物との接触面積が広くなり、その結果、熱伝達性能あるいは熱交換性能が向上し、また冷却のための手段として使用する場合には、広い放熱面積を確保することができるなどの利点がある。
【0007】
平板型ヒートパイプは、ベーパーチャンバーと称されることがあり、モバイルに使用されるものは特に、モバイルベーパーチャンバーと称される。したがって、前記モバイルベーパーチャンバーによれば、作動流体の蒸発潜熱によって熱を輸送できるので、これを伝熱板に沿わせて配置することにより、電子部品からヒートシンクへの熱の輸送量が格段に増大して電子部品をより効率よく冷却することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように電子部品で発生する熱が冷却板を介して、もしくは直接、熱輸送能力に優れるヒートパイプに伝達されて放熱機構まで運ばれ、その後、空気流によって電子部品から離れた箇所に放熱されるので、電子部品の温度上昇を抑制することができる。
【0009】
しかしながら、最近では、モバイルコンピュータなどの電子機器の性能向上が顕著なため、電子部品の性能も向上し、それに伴って、電子部品の発熱量も増加している。このため、上記平板型ヒートパイプの放熱性を更に向上させることが望まれている。
【0010】
また、モバイルコンピュータなどの電子機器の小型化により、電子部品等を取り付けるスペースも限られた狭い範囲となっている。そのため上記平板型ヒートパイプも、熱輸送特性を損なうことなく小型化することが強く望まれている。
【0011】
この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、冷却効率が高く、コンパクトな平板型ヒートパイプを提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、中空平板状のコンテナ内に、毛細管力を発生させるとともにその毛細管圧力によって作動流体を流通させる通路を構成するウイックを配置した平板型ヒートパイプにおいて、入熱部側に実効毛細管半径が小さく、それに伴い毛細管圧力の大きい焼結金属ウイックが配置され、かつ放熱部側に前記作動流体の流通する流路の断面積が大きく実効毛細管半径が大きく、それに伴い毛細管圧力が相対的に小さいメッシュ材ウイックが配置され、さらにこれら各ウイックの流路が互いに連通されていることを特徴とする平板型ヒートパイプである。
【0013】
したがって、請求項1の発明によれば、前記入熱部に熱が伝えられると、コンテナの内部の作動流体が蒸発し、その蒸気が温度および圧力の低い放熱部側に流動する。そして前記放熱部で作動流体の有する熱が放熱され、その作動流体が凝縮して液化する。液化した作業流体は、その後、ウイックの毛細管作用によって入熱部側に還流される。その際、入熱部側のウイックの実効毛細管半径が小さく、これに対して放熱部側のウイックにおける実効毛細管半径が大きいので、入熱部で発生する毛細管圧力が、放熱部で生じる毛細管圧力に対して高くなる。すなわち液相の作動流体を吸引するポンプ圧が高くなる。そして、各ウイックが連通しているので、放熱部で凝縮した液相の作動流体を還流させる作用が強くなり、言い換えれば、液相の作動流体が確実に入熱部側に還流されてヒートパイプとしての熱輸送能力が高くなる。さらに、放熱部側のウイックにおける流路断面積が大きくその流路抵抗が相対的に小さくなり、この点でも液相作動流体の還流特性が向上してヒートパイプとしての特性が良好になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照して説明する。図1は請求項1の発明に係る平板型ヒートパイプの一具体例を示す斜視図であり、図2はその断面図である。この平板型ヒートパイプ1は、気密状態に密閉したコンテナ(中空密閉容器)2の内部に、空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で水などの凝縮性の流体を作動流体として封入し、さらに実効毛細管半径の小さいウイック3を入熱部側に配置し、かつ実効毛細管半径が大きいウイック4を放熱部側に配置した熱伝導装置である。
【0017】
コンテナ2は直方体に形成されており、コンテナ2の上面は長方形に形成されている。その長手方向の一方の端部付近には、電子部品5が取り付けられるようになっており、入熱部6とされている。入熱部6の反対側の端部には、熱伝導率が大きくかつ加工性の良好なアルミニウム等の板材を九十九折りして形成された放熱フィン7が設置され、この部分が放熱部8とされている。放熱部8に設置されている放熱フィン7は、コンテナ2の外面にハンダ付けやロー付けなどの手段で直接固着されている。
【0018】
また、入熱部6側に配置されているウイック3は、液相の作動流体を還流させるためのポンプ圧を高くすることを主眼として構成されており、そのために実効毛細管半径が小さく、それに伴って毛細管圧力が大きくなる構造とされている。具体的には、燒結金属などの多孔質材料によって構成され、あるいは金属ファイバーやカーボンファイバーなどの極細線を結束して構成されている。
【0019】
これに対して放熱部8側に配置されているウイック4は、入熱部6側への作動流体の還流を促進することを主眼として構成されており、そのために実効毛細管半径が大きく、それに伴って毛細管圧力が低いうえに液相の作動流体が流通する流路断面積が広くなる構造とされている。具体的には、メッシュ材やコンテナ2の内面に形成した溝、あるいは入熱部6側のウイック3に用いられ極細線より太い線条体を結束した構成とされている。
【0020】
上記の平板型ヒートパイプ1において、電子部品5が動作することにより生じた熱が、まずコンテナ2の入熱部6に伝達される。そして入熱部6の内部の水などの作動流体が、伝達された熱によって加熱されて蒸発し、その蒸気が放熱部8の内側に流動する。流動で移動した熱は放熱部8から放熱フィン7に熱伝達され外部に放熱して凝縮する。すなわち電子部品5の熱が、作動流体の潜熱の形で放熱部8に運ばれ、さらに放熱フイン7から外部に放散させられ、こうして電子部品5が冷却される。
【0021】
コンテナ2の内面には、ウイック3,4が密着して配置されており、これに対して作動流体の放熱・凝縮は、その蒸気がウイック4やコンテナ2の内面に接触することにより生じるので、凝縮して液化した作動流体はウイック4に浸透する。また、このウイック4と入熱部6側のウイック3とが連通しているので、放熱部8でウイック4に浸透した液相の作動流体は、入熱部6側で生じる毛細管圧力によって吸引される。
【0022】
その場合、放熱部8側のウイック4においても液相作動流体のメニスカスが生じ、毛細管圧力が発生する場合があるが、このウイック4における実効毛細管半径が大きく、その毛細管圧力が入熱部6側の毛細管圧力より低くなるので、液相作動流体が積極的に入熱部6側に吸引される。また、放熱部8側のウイック4が形成している流路の断面積が広く、その流路抵抗が小さいので、作動流体を入熱部6側に向けて還流させることに対する圧力損失が少なく、この点でも液相の作動流体が入熱部6側に積極的に還流させられる。
【0023】
したがって、上記の実施例においては、コンテナ2における入熱部6側の内部に、実効毛細管半径の小さいウイック3と、放熱部8側に圧損の小さいウイック4の構造の違う二種類のウイックが設けられていることにより、毛細管作用が顕著に働く。そのため、コンテナ2内部に封入してある作業流体の還流性が向上し、熱輸送量が増加する。
【0024】
図3は請求項2の発明の一具体例を示す平面図である。ここに示す平板型ヒートパイプ9は、そのコンテナがL字型に形成され、その屈曲した内側の側面に沿わせて、平面視で正方形状のマイクロファン10が組み合わされ、装置全体の形状が、平面視で、前記正方形状よりも大きい正方形状とされている。
【0025】
すなわちその平板型ヒートパイプ9は、気密状態に密閉したコンテナ(中空密閉容器)11の内部に、空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で水などの凝縮性の流体を作動流体として封入し、さらに図示しないウイックを内部に設けて構成されている。
【0026】
また、コンテナ11は、上記のようにL字型に形成されている。そのL字の一辺の先端付近には、電子部品12が取り付けられるようになっており、入熱部13とされている。他辺の先端付近には、熱伝導率が高くかつ加工性の良好なアルミニウム等の板材を九十九折りして形成した放熱フィン14が設置されており、放熱部15とされている。なお、その放熱フィン14は、コンテナ11の外面に、ハンダ付け等の手段で直接固着されている。
【0027】
平板型ヒートパイプ9に組み合わされているマイクロファン10は、設置状態での厚さ(高さ)が、放熱部15の高さよりも小さい中空平板状のハウジングと、ハウジングの内部に収容された回転駆動するブレードとを備えたいわゆる横型軸流ファンである。図3での上面部には、円形状に開口した吸込口16が形成されており、またにマイクロファン10おける同図での一側面部には、矩形状に開口した吐出口17が形成されている。この吐出口17の開口幅は、コンテナ11の内側のL字の一辺の長さとほぼ等しい長さに設定されている。すなわちブレードの回転面での半径方向に送風するようになっている。
【0028】
このマイクロファン10は、各放熱フィン1の側縁部に吐出口17が対向している。また吐出口17の吐出方向の両縁部は、コンテナ11のL字型の内側の両縁部に対して揃えられている。
【0029】
したがってマイクロファン10を駆動させると、内部の空気が、吸込口16からマイクロファン10内部に入り込むとともに、吐出口17から放熱フィン14に向けて供給され、各放熱フィン14同士の間ならびにコンテナ11の上面部を通過して外部に送り出される。
【0030】
この図3に示す構成では、まず電子部品12から発生した熱がコンテナ11の入熱部13に伝達される。それに伴って平板型ヒートパイプ9の両端部において温度差が生じ、ヒートパイプ動作が自動的に開始される。
【0031】
すなわち、内部に封入してある作動流体が蒸発し、その蒸気が温度の低い図示しないコンテナ11内の凝縮部に流動して放熱する。このようにして、コンテナ11から放熱フィン14への熱伝達が良好に行われる。
【0032】
放熱フィン14に伝達された熱は、マイクロファン10からの送風による空気流に伝達され、その高温の空気流は外部に排出される。なお、放熱して凝縮した作動流体は、コンテナ内部の蒸発部に向けて流下し、電子部品12の熱によって再度蒸発する。
【0033】
したがって、上記の構造では、平板型ヒートパイプ9をL字型にし、前記平板型ヒートパイプ9のL字型内側のスペースに、正方形状のマイクロファン10を設けることにより、全体をコンパクト化することができる。そのため、電気機器等の内部の限られたスペースに設置される場合において、配置の自由度を向上させることができる。さらに、前記限られたスペースにおいて、他の部品の配置スペースを大きくとることもできるので、設計の自由度を向上させることができる。
【0034】
なお、上記の構造では、平板型ヒートパイプ9をL字型としたが、この発明は上記の構造に限定されず、例えばC字型など、要は、側面の一部がファンの輪郭に合わせて屈曲もしくは湾曲していればよい。換言すれば、ファンの周縁部を包持できて、収納できる形状であればよい。また、ファンをマイクロファン10としたが、これは上記に限定されず、要は、吹き出し方向が半径方向のものであればよい。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、入熱部側のウイックの実効毛細管半径が小さく、これに対して放熱部側のウイックにおける実効毛細管半径が大きいので、入熱部で発生する毛細管圧力が、放熱部で生じる毛細管圧力に対して高くなる。すなわち液相の作動流体を吸引するポンプ圧が高くなる。そして、各ウイックが連通しているので、放熱部で凝縮した液相の作動流体を還流させる作用が強くなる。言い換えれば、液相の作動流体を確実かつ多量に入熱部側に還流させてヒートパイプとしての熱輸送能力を向上させることができる。さらに、放熱部側のウイックにおける流路断面積が大きくその流路抵抗が相対的に小さくなり、この点でも液相作動流体の還流特性が向上してヒートパイプとしての特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1の発明に係る平板型ヒートパイプの一具体例を示す斜視図である。
【図2】 図1に示すヒートパイプの断面図である。
【図3】 請求項2の発明に係る平板型ヒートパイプの一具体例を示す平面図である。
【符号の説明】
1,9…平板型ヒートパイプ、 2,11…コンテナ、 3,4…ウイック、
6,13…入熱部、 8,15…放熱部、 10…マイクロファン。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat plate heat pipe in which a working fluid that transports heat as latent heat and a container that contains a wick for refluxing the working fluid form a hollow flat plate shape.
[0002]
[Prior art]
Various electronic components built into electronic devices such as computers have inevitable internal resistance, so they generate heat when they are energized and operated, and as a result, their operation becomes unstable when the temperature rises above a certain level. Finally, malfunction will occur. Therefore, various devices for cooling electronic components have been developed. For example, a device that directly attaches a heat sink to an electronic component to increase the heat radiation area, a device that attaches a microfan to the heat sink and forcibly air-cools, etc. have been developed. Has been.
[0003]
These cooling devices have a structure that prevents the electronic component from being overheated by increasing the amount of heat released from the electronic component by increasing the substantial heat radiation area of the electronic component with a heat sink. Therefore, the air used for cooling is limited to the air around the electronic component. For this reason, when the internal volume of the housing in which the electronic component is accommodated is small, the internal temperature gradually rises and the electronic component cannot be sufficiently cooled.
[0004]
A typical example is a so-called mobile small-sized data processing device such as a mobile phone, and this type of device uses a housing with as small a volume as possible with emphasis on portability and transportability. Therefore, the space around the electronic component is extremely limited. Therefore, if heat is radiated around the electronic component, sufficient cooling cannot be performed due to the small heat capacity of the air in the housing. In other words, usable electronic components are limited by the cooling capacity of the cooler.
[0005]
Therefore, conventionally, a cooler has been developed that cools electronic components by dissipating heat to the outside air at locations away from heating elements such as electronic components. In this type of cooler, the electronic component that is the object to be cooled and the heat dissipating part are separated from each other, and therefore it is necessary to efficiently transfer heat between them. For this purpose, a heating element is brought into contact with a heat transfer plate having high thermal conductivity such as aluminum, and a heat sink is attached to the other part of the heat transfer plate. Moreover, in order to assist the heat conduction by the heat transfer plate, a heat pipe is arranged along the heat transfer plate.
[0006]
The heat pipe encloses a condensable fluid such as water or alcohol as a working fluid in a sealed container (container), evaporates the working fluid by external heat input, It is a heat transfer device configured to flow to a low-pressure part, to dissipate heat and to condense, and to recirculate the liquefied working fluid to a portion where evaporation occurs by capillary pressure or the like. Various types of containers can be used as necessary. For example, a flat plate heat pipe forms a space part sealed by a container with a hollow flat plate structure, and non-condensable such as air in the space part. A condensable fluid is sealed as a working fluid in a state where gas is deaerated. Since this type of heat pipe has a flat surface, the contact area with the heat exchange object is widened. As a result, heat transfer performance or heat exchange performance is improved, and when used as a means for cooling. Has an advantage that a large heat radiation area can be secured.
[0007]
Flat plate heat pipes are sometimes referred to as vapor chambers, and those used for mobile are particularly referred to as mobile vapor chambers. Therefore, according to the mobile vapor chamber, heat can be transported by the latent heat of vaporization of the working fluid. By arranging this along the heat transfer plate, the amount of heat transported from the electronic component to the heat sink is greatly increased. Thus, the electronic component can be cooled more efficiently.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the heat generated in the electronic component is transferred to the heat dissipation mechanism through the cooling plate or directly to the heat pipe with excellent heat transport capability, and then radiated to a place away from the electronic component by the air flow. Therefore, the temperature rise of the electronic component can be suppressed.
[0009]
However, recently, since the performance improvement of electronic devices such as mobile computers has been remarkable, the performance of electronic components has also improved, and accordingly, the amount of heat generated by electronic components has also increased. For this reason, it is desired to further improve the heat dissipation of the flat plate heat pipe.
[0010]
In addition, due to miniaturization of electronic devices such as mobile computers, the space for mounting electronic components and the like has become a limited and narrow range. For this reason, it is strongly desired to reduce the size of the flat plate heat pipe without impairing the heat transport characteristics.
[0011]
The present invention has been made against the background described above, and an object of the present invention is to provide a compact flat plate heat pipe having high cooling efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is a flat plate type heat in which a wick that constitutes a passage for generating a capillary force and flowing a working fluid by the capillary pressure is disposed in a hollow flat container. in the pipe, the effective capillary half diameter smaller heat input side, large sintered metal window Quick is arranged, and the cross-sectional area is large effective capillary flow to the flow path of the working fluid to the heat radiating portion of the capillary pressure with it radius greatly, capillary pressure due to it being located relatively small mesh window Quick is yet plate type heat pipe, wherein a flow path of the wick is in communication with each other.
[0013]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, when heat is transmitted to the heat input section, the working fluid inside the container evaporates and the vapor flows toward the heat radiating section having a low temperature and pressure. Then, the heat of the working fluid is radiated by the heat radiating section, and the working fluid is condensed and liquefied. The liquefied working fluid is then refluxed to the heat input portion side by the capillary action of the wick. At that time, since the effective capillary radius of the wick on the heat input portion is small, and the effective capillary radius on the wick on the heat dissipation portion is large, the capillary pressure generated in the heat input portion becomes the capillary pressure generated in the heat dissipation portion. It becomes higher. That is, the pump pressure for sucking the liquid-phase working fluid increases. Since each wick communicates, the action of returning the liquid-phase working fluid condensed in the heat radiating portion is strengthened, in other words, the liquid-phase working fluid is reliably returned to the heat input portion side to heat pipe. As the heat transport capacity increases. Further, the flow path cross-sectional area of the wick on the heat radiating portion side is large, and the flow path resistance is relatively small. In this respect as well, the reflux characteristic of the liquid phase working fluid is improved and the characteristics as a heat pipe are improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a description will be given with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a specific example of a flat plate heat pipe according to the invention of claim 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof. This flat plate heat pipe 1 encloses a condensable fluid such as water as a working fluid in a state in which a non-condensable gas such as air is deaerated in a hermetically sealed container (hollow sealed container) 2. Furthermore, the wick 3 having a smaller effective capillary radius is disposed on the heat input portion side, and the wick 4 having a larger effective capillary radius is disposed on the heat radiating portion side.
[0017]
The container 2 is formed in a rectangular parallelepiped, and the upper surface of the container 2 is formed in a rectangle. An electronic component 5 is attached to the vicinity of one end in the longitudinal direction, and serves as a heat input portion 6. A heat radiating fin 7 formed by folding a plate of aluminum or the like having a high thermal conductivity and good workability is installed at the opposite end of the heat input portion 6, and this portion is the heat radiating portion. It is set to 8. The radiating fins 7 installed in the radiating portion 8 are directly fixed to the outer surface of the container 2 by means such as soldering or brazing.
[0018]
The wick 3 arranged on the heat input section 6 side is mainly configured to increase the pump pressure for refluxing the liquid-phase working fluid. For this reason, the effective capillary radius is small, and accordingly Thus, the capillary pressure is increased. Specifically, it is made of a porous material such as sintered metal, or is formed by binding ultrafine wires such as metal fiber or carbon fiber.
[0019]
On the other hand, the wick 4 arranged on the side of the heat radiating part 8 is configured mainly to promote the return of the working fluid to the heat input part 6 side, and therefore the effective capillary radius is large, and accordingly In addition, the capillary pressure is low and the cross-sectional area through which the liquid-phase working fluid flows is widened. Specifically, a mesh material, a groove formed on the inner surface of the container 2, or a striated body thicker than an extra fine wire used in the wick 3 on the heat input section 6 side is bound.
[0020]
In the flat plate heat pipe 1, heat generated by the operation of the electronic component 5 is first transmitted to the heat input portion 6 of the container 2. Then, the working fluid such as water inside the heat input portion 6 is heated and evaporated by the transmitted heat, and the vapor flows inside the heat radiating portion 8. The heat transferred by the flow is transferred from the heat radiating portion 8 to the heat radiating fins 7, and is radiated to the outside and condensed. That is, the heat of the electronic component 5 is conveyed to the heat radiating portion 8 in the form of latent heat of the working fluid, and is further dissipated from the heat radiating fin 7 to the outside, thus cooling the electronic component 5.
[0021]
The wicks 3 and 4 are arranged in close contact with the inner surface of the container 2, whereas the heat dissipation and condensation of the working fluid occurs when the vapor contacts the wick 4 and the inner surface of the container 2. The condensed and liquefied working fluid penetrates into the wick 4. Further, since the wick 4 and the wick 3 on the heat input section 6 side communicate with each other, the liquid-phase working fluid that has permeated the wick 4 in the heat radiating section 8 is sucked by the capillary pressure generated on the heat input section 6 side. The
[0022]
In that case, the meniscus of the liquid phase working fluid is generated also in the wick 4 on the heat radiating unit 8 side, and a capillary pressure may be generated. However, the effective capillary radius in the wick 4 is large, and the capillary pressure is on the heat input unit 6 side. Therefore, the liquid phase working fluid is positively sucked to the heat input section 6 side. Moreover, since the cross-sectional area of the flow path formed by the wick 4 on the side of the heat radiating section 8 is wide and the flow path resistance is small, there is little pressure loss for refluxing the working fluid toward the heat input section 6 side, Also in this respect, the liquid-phase working fluid is positively recirculated to the heat input section 6 side.
[0023]
Therefore, in the above embodiment, two types of wicks having different structures of the wick 3 having a small effective capillary radius and the wick 4 having a small pressure loss are provided on the heat input portion 6 side in the container 2 and the heat dissipation portion 8 side. As a result, the capillary action works remarkably. Therefore, the reflux property of the working fluid sealed in the container 2 is improved, and the heat transport amount is increased.
[0024]
FIG. 3 is a plan view showing a specific example of the invention of claim 2. The flat plate heat pipe 9 shown here has an L-shaped container, is combined with the bent inner side surface, and is combined with a square-shaped microfan 10 in a plan view. In plan view, the square shape is larger than the square shape.
[0025]
That is, the flat plate heat pipe 9 encloses a condensable fluid such as water as a working fluid in a hermetically sealed container (hollow sealed container) 11 in a state where non-condensable gas such as air is degassed. In addition, a wick (not shown) is provided inside.
[0026]
The container 11 is formed in an L shape as described above. An electronic component 12 is attached to the vicinity of the tip of one side of the L-shape, and serves as a heat input portion 13. Near the tip of the other side, a heat radiating fin 14 formed by folding ninety nine plates such as aluminum having high thermal conductivity and good workability is provided as a heat radiating portion 15. The radiating fins 14 are directly fixed to the outer surface of the container 11 by means such as soldering.
[0027]
The micro fan 10 combined with the flat plate heat pipe 9 has a hollow flat plate-like housing in which the thickness (height) in the installed state is smaller than the height of the heat radiating portion 15 and a rotation housed in the housing. This is a so-called horizontal axial fan having a blade to be driven. 3, a suction port 16 having a circular opening is formed on the upper surface portion, and a discharge port 17 having a rectangular opening is formed on one side surface of the microfan 10 in FIG. ing. The opening width of the discharge port 17 is set to a length substantially equal to the length of one side of the L shape inside the container 11. That is, the air is blown in the radial direction on the rotating surface of the blade.
[0028]
In the microfan 10, the discharge port 17 is opposed to the side edge portion of each radiating fin 1. Further, both edges in the discharge direction of the discharge port 17 are aligned with both edges on the L-shaped inner side of the container 11.
[0029]
Accordingly, when the microfan 10 is driven, the internal air enters the inside of the microfan 10 from the suction port 16 and is supplied from the discharge port 17 toward the radiating fins 14, and between the radiating fins 14 and between the containers 11. It passes through the upper surface and is sent to the outside.
[0030]
In the configuration shown in FIG. 3, first, heat generated from the electronic component 12 is transmitted to the heat input portion 13 of the container 11. Along with this, a temperature difference occurs at both ends of the flat plate heat pipe 9, and the heat pipe operation is automatically started.
[0031]
That is, the working fluid sealed inside evaporates, and the vapor flows to a condensing part in the container 11 (not shown) having a low temperature to dissipate heat. In this way, heat transfer from the container 11 to the heat radiating fins 14 is favorably performed.
[0032]
The heat transmitted to the heat radiating fins 14 is transmitted to an air flow generated by blowing air from the microfan 10, and the high-temperature air flow is discharged to the outside. Note that the working fluid that has dissipated heat and flows down toward the evaporation section inside the container, and is evaporated again by the heat of the electronic component 12.
[0033]
Therefore, in the above structure, the flat plate heat pipe 9 is made L-shaped, and the square microfan 10 is provided in the space inside the L-shape of the flat plate heat pipe 9 to make the whole compact. Can do. Therefore, when it is installed in a limited space inside an electric device or the like, the degree of freedom in arrangement can be improved. Furthermore, since the space for arranging other parts can be increased in the limited space, the degree of freedom in design can be improved.
[0034]
In the above structure, the flat plate heat pipe 9 is L-shaped. However, the present invention is not limited to the above-described structure. For example, a part of the side surface matches the contour of the fan. And bend or bend. In other words, any shape that can hold and store the peripheral edge of the fan is acceptable. In addition, although the fan is the micro fan 10, this is not limited to the above, and the point is that the blowing direction may be a radial direction.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the effective capillary radius of the wick on the heat input section is small, whereas the effective capillary radius of the wick on the heat dissipation section is large. The capillary pressure to be increased is higher than the capillary pressure generated in the heat radiating portion. That is, the pump pressure for sucking the liquid-phase working fluid increases. And since each wick is connected, the effect | action which circulates the working fluid of the liquid phase condensed by the thermal radiation part becomes strong. In other words, it is possible to improve the heat transport capability as a heat pipe by reliably and abundantly returning the liquid-phase working fluid to the heat input portion side. Furthermore, the flow path cross-sectional area of the wick on the heat radiating portion side is large, and the flow path resistance is relatively small. In this respect as well, the reflux characteristic of the liquid phase working fluid can be improved and the characteristics as a heat pipe can be improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a specific example of a flat plate heat pipe according to the invention of claim 1;
FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat pipe shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a specific example of a flat plate type heat pipe according to the invention of claim 2;
[Explanation of symbols]
1, 9 ... flat plate heat pipe, 2, 11 ... container, 3, 4 ... wick,
6, 13 ... Heat input part, 8, 15 ... Heat radiation part, 10 ... Micro fan.

Claims (1)

中空平板状のコンテナ内に、毛細管力を発生させるとともにその毛細管圧力によって作動流体を流通させる通路を構成するウイックを配置した平板型ヒートパイプにおいて、
入熱部側に実効毛細管半径が小さく、それに伴い毛細管圧力の大きい焼結金属ウイックが配置され、かつ放熱部側に前記作動流体の流通する流路の断面積が大きく実効毛細管半径が大きく、それに伴い毛細管圧力が相対的に小さいメッシュ材ウイックが配置され、さらにこれら各ウイックの流路が互いに連通されていることを特徴とする平板型ヒートパイプ。
In a flat plate-shaped heat pipe in which a wick that constitutes a passage for generating a capillary force and circulating a working fluid by the capillary pressure is disposed in a hollow flat container,
The heat input side effective capillary half size is small, large sintered metal wick is arranged, and the cross-sectional area of the flow to flow path of the working fluid to the heat radiating portion is large effective capillary radius greatly capillary pressure with it flat-plate heat pipe, characterized in that the capillary pressure due to it is arranged a relatively small mesh material wick are communicated further communicating flow path of the respective wick to each other.
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