JP4706754B2 - 熱輸送デバイス及び電子機器 - Google Patents
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Description
に関する。
前記作動流体は、相変化により熱を輸送する。
前記容器は、前記作動流体を封入する。
前記気相流路は、前記気相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記液相流路は、第1のメッシュナンバーの前記第1のメッシュ部材を有し、液相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記中間層は、前記第1のメッシュ部材に積層され、前記第1のメッシュナンバーよりも小さい第2のメッシュナンバーの第2のメッシュ部材を有し、前記液相流路と前記気相流路との間に設けられる。
「メッシュナンバー」とは、メッシュ部材の1インチ(25.4mm)当たりのメッシュの目の数を指す。
本発明では、気相流路と、液相流路の間に中間層が設けられる。中間層が有する第2のメッシュ部材のメッシュナンバーは、液相流路が有する第1のメッシュ部材のメッシュナンバーよりも小さい。つまり、中間層のメッシュ部材は、液相流路のメッシュ部材よりもメッシュの目が粗く形成されている。メッシュの目は、液相流路、中間層の順に粗くなる。
本発明では、中間層が設けられることにより、気相流路の毛細管半径を実質的に広げることができる。これにより、気相流路の圧力損失などを低減することができ、その結果、熱輸送デバイスの熱輸送性能を向上させることができる。
本発明では、気相流路がメッシュ部材により形成されるので、熱輸送デバイスの耐久性を向上させることができる。例えば、熱輸送デバイスに熱が加えられた場合に、内圧により容器が変形してしまうことを防止することができる。
また、本発明では、気相流路が有する第3のメッシュ部材のメッシュナンバーが、中間層が有する第2のメッシュ部材のメッシュナンバーよりも小さく形成される。これにより、液相流路、中間層、気相流路の順に段階的にメッシュの目が粗くなるので、効果的に熱輸送デバイスの熱輸送性能を向上させることができる。
本発明では、液相流路が複数のメッシュ部材が多段階的に積層されて形成される。複数のメッシュ部材が、下層から上層にかけて段階的に目が粗くなるように配置されることで、効果的に熱輸送デバイスの熱輸送性能を向上させることができる。
最下層に位置するメッシュ部材は、容器の内面に接している。従って、最下層に位置するメッシュ部材と容器の内面との間の空間は、メッシュ部材とメッシュ部材との間の空間にくらべて小さい。従って、最下層に位置するメッシュ部材については、目が最も細かくなくても、熱輸送デバイスの熱輸送性能を向上させることが可能である。
この場合、前記気相流路は、前記第2の側に配置されてもよい。
また、この場合、前記液相流路は、前記第1の側に配置されてもよい。
上記したように、熱輸送デバイスは、液相流路、中間層の順に目が粗くなる。本発明では、液相流路側が熱源に接するため、気相流路側に向けて段階的に作動流体の蒸発領域を拡大させることができる。これにより、液相の作動流体を効率よく沸騰させることができ、その結果、熱輸送デバイスの熱輸送性能を向上させることができる。
これにより、容器を1つの板部材により形成することができるので、コストを削減することができる。
これにより、簡単に板部材を折り曲げることができるので、容易に熱輸送デバイスを製造することができる。
前記作動流体は、相変化により熱を輸送する。
前記容器は、前記作動流体を封入する。
前記気相流路は、第1の毛細管半径を有し、気相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記液相流路は、第2の毛細管半径を有し、液相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記中間層は、前記第1の毛細管半径よりも小さく、前記第2の毛細管半径よりも大きい第3の毛細管半径を有し、前記液相流路と前記気相流路との間に設けられる。
本発明では、気相流路の毛細管半径よりも小さく、液相の毛細管半径よりも大きい毛細管半径を有する中間層が設けられる。本発明では、この中間層により、気相流路の毛細管半径を実質的に広げることができる。これにより、気相流路の圧力損失などを低減することができ、その結果、熱輸送デバイスの熱輸送性能を向上させることができる。
前記熱輸送デバイスは、作動流体と、容器と、気相流路と、液相流路と、中間層とを有する。
前記作動流体は、相変化により前記発熱源の熱を輸送する。
前記容器は、前記作動流体を封入する。
前記気相流路は、気相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記液相流路は、第1のメッシュナンバーの前記第1のメッシュ部材を有し、液相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記中間層は、前記第1のメッシュ部材に積層され、前記第1のメッシュナンバーよりも小さい第2のメッシュナンバーの第2のメッシュ部材を有し、前記液相流路と前記気相流路との間に設けられる。
前記熱輸送デバイスは、作動流体と、容器と、気相流路と、液相流路と、中間層とを有する。
前記作動流体は、相変化により前記発熱源の熱を輸送する。
前記容器は、前記作動流体を封入する。
前記気相流路は、第1の毛細管半径を有し、気相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記液相流路は、第2の毛細管半径を有し、液相の前記作動流体を前記容器内で流通させる。
前記中間層は、前記第1の毛細管半径よりも小さく、前記第2の毛細管半径よりも大きい第3の毛細管半径を有し、前記液相流路と前記気相流路との間に設けられる。
図1は、第1実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。図2は、図1に示すA−A間の断面図であり、熱輸送デバイスを側方から見た図である。なお、本明細書中において説明する、各図では、図面を分かり易く表示するために、実際の寸法と異なって表示する場合がある。
容器1は、例えば、容器1の上部1aを構成する上板部材2と、容器1の側周部1b及び下部1cを構成する下板部材3とが接合されて形成される。下板部材3には、凹部が設けられており、この凹部により、容器1内部に空間が形成される。
r=ab/(a+b)・・・(2)。
ΔPcap=ΔPv+ΔPl+ΔPe+ΔPc+ΔPh・・・(3)。
Qmax=ΔPcap/Rq・・・(4)。
Qmax=ΔPcap×H/Rtotal・・・(5)。
ΔPv=8×μv×Q×L/(π×ρv×rv^4×H)・・・(6)
ΔPl=μl×Q×L/(K×Aw×ρl×H)・・・(7)
ΔPe=(RT/2π)^(1/2)×Q/[αc(H−1/2×RT)×rv×le]・・・(8)
ΔPc=(RT/2π)^(1/2)×Q/[αc(H−1/2×RT)×rv×lc]・・・(9)
ΔPh=(ρl−ρv)×g×L×sinφ・・・(10)。
次に熱輸送デバイス10の動作について説明する。図8は、熱輸送デバイスの動作を説明するための模式図である。図8では、図6及び図7で説明した動作と異なる点を中心に説明する。
次に、熱輸送デバイス10の熱輸送性能についてさらに詳しく説明する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
次に本発明の第5実施形態について説明する。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
次に、熱輸送デバイス110の製造方法について説明する。
次に、第6実施形態に係る熱輸送デバイスの変形例について説明する。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。なお、第7実施形態では、上述の第6実施形態と異なる点を中心に説明する。
次に、上述の各実施形態で説明した熱輸送デバイス10(または、50〜130、以下、同様)を有する電子機器について説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、ノート型のPCを上げて説明する。
9…発熱源
10、50、60、70、80、110、120、130…熱輸送デバイス
11…気相流路
12…中間層
13…液相流路
21、22、31、32、33、34…メッシュ部材
52、62…板部材
100…ノートPC
Claims (7)
- 相変化により熱を輸送する作動流体と、
前記作動流体を封入する容器と、
気相の前記作動流体を前記容器内で流通させる気相流路と、
第1のメッシュナンバーの第1のメッシュ部材と、前記第1のメッシュ部材よりも前記容器側の下層側に積層される少なくとも1つ以上のメッシュ部材とを有し、液相の前記作動流体を前記容器内で流通させる液相流路と、
前記第1のメッシュ部材に積層される、前記第1のメッシュナンバーよりも小さい第2のメッシュナンバーの第2のメッシュ部材を有し、前記液相流路と前記気相流路との間に設けられた中間層とを具備し、
前記1つ以上のメッシュ部材のうち、最も下層に配置される最下層のメッシュ部材は、前記最下層のメッシュ部材に積層されるメッシュ部材よりもメッシュナンバーが小さい
熱輸送デバイス。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスであって、
前記気相流路は、前記第2のメッシュナンバーよりも小さい第3のメッシュナンバーの第3のメッシュ部材を有する
熱輸送デバイス。 - 請求項1に記載の熱輸送デバイスであって、
前記容器は、板形状である
熱輸送デバイス。 - 請求項3に記載の熱輸送デバイスであって、
前記容器は、発熱源に接する第1の側と、前記第1の側と反対側の第2の側とを有し、
前記気相流路は、前記第2の側に配置され、
前記液相流路は、前記第1の側に配置される
熱輸送デバイス。 - 請求項3に記載の熱輸送デバイスであって、
前記容器は、板部材が前記各メッシュ部材を挟み込むように折り曲げられて形成される
熱輸送デバイス。 - 請求項5に記載の熱輸送デバイスであって、
前記板部材は、前記板部材が折り曲げられる領域に開口を有する
熱輸送デバイス。 - 発熱源と、
相変化により前記発熱源の熱を輸送する作動流体と、前記作動流体を封入する容器と、気相の前記作動流体を前記容器内で流通させる気相流路と、第1のメッシュナンバーの第1のメッシュ部材と、前記第1のメッシュ部材よりも前記容器側の下層側に積層される少なくとも1つ以上のメッシュ部材とを有し、液相の前記作動流体を前記容器内で流通させる液相流路と、前記第1のメッシュ部材に積層される、前記第1のメッシュナンバーよりも小さい第2のメッシュナンバーの第2のメッシュ部材を有し、前記液相流路と前記気相流路との間に設けられた中間層とを有し、前記1つ以上のメッシュ部材のうち、最も下層に配置される最下層のメッシュ部材は、前記最下層のメッシュ部材に積層されるメッシュ部材よりもメッシュナンバーが小さい熱輸送デバイスと
を具備する電子機器。
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