JP5413735B2 - 熱輸送ユニット、電子機器 - Google Patents
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Description
本発明の熱輸送ユニットは、ヒートパイプの機能や動作を利用しているので、まずヒートパイプの概念について説明する。
実施の形態1における熱輸送ユニットの全体概要について図1〜図3を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における熱輸送ユニットの斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における熱輸送ユニットの内面図である。図3は、本発明の実施の形態1における熱輸送ユニットの側断面図である。
上部板2について説明する。
次に下部板3について説明する。下部板3は、上部板2と同様の形状や構造を有している。このため、下部板3は、上部板2の正面図である図4、図5で代用して示す。
次に、干渉防止板7について説明する。干渉防止板7は、内部空間4を蒸気拡散空間5と冷媒還流空間6とに分離すると共に蒸気拡散空間5を拡散する気化冷媒と冷媒還流空間6を還流する凝縮冷媒との干渉を防止する。
次に、細孔について説明する。
上部板2と下部板3の接合およびこれらの間に積層される干渉防止板7とによって、蒸気拡散空間5と冷媒還流空間6とが形成される。上部板2と下部板3との間に、1枚の干渉防止板7が積層される場合には、上部板2側に蒸気拡散空間5が形成され下部板3側に冷媒還流空間6が形成される。これは図3に示されるとおりである。もちろん、上部板2や下部板3は、便宜上の呼称であるので、熱輸送ユニット1の上側に蒸気拡散空間5が形成され、下側に冷媒還流空間6が形成されなければならないことを意味するわけではない。
次に製造工程について説明する。図8や図9に示されるように、上部板2、下部板3、中間板40、干渉防止板7のそれぞれの部材が積層されることで、熱輸送ユニット1は、製造される。
細孔8が、図6、図7に示されるように紡錘形状(テーパー形状)を有することで、蒸気拡散空間5を拡散する気化冷媒のせん断応力の伝播を防止できることを、シミュレーション結果から説明する。
(2)気化冷媒は、図11の右から左に拡散する。
(3)凝縮冷媒は、図11の左から右に還流する。
(4)左端は、自由流出とする。
(5)温度は298.15K均一とする。
(6)気化冷媒の拡散速度を0m/secおよび20m/secのそれぞれでシミュレーションする。
(7)細孔のサイズは、図11中に示すとおりである。
以上の実施の形態1〜3で説明した熱輸送ユニットおよび電子機器は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
2 上部板
3 下部板
4 内部空間
5 蒸気拡散空間
6 冷媒還流空間
7 干渉防止板
8 細孔
13 第1端部
14 第2端部
15、16、17、18 破線矢印
20 発熱体
30、31 溝
40 中間板
46 第1端部
47 開口部
48 第2端部
49 開口部
60 電子機器
61 発熱体
62 筐体
63 放熱部
64 電子基板
65 第1端部
66 第2端部
71 接触部
80 電子機器
61 発熱体
83 ディスプレイ
84 発光素子
85 スピーカ
Claims (17)
- 上部板と、
前記上部板と対向する下部板と、
前記上部板と前記下部板とによって形成され、冷媒を封入可能な内部空間と、
前記内部空間に含まれ、気化した冷媒が拡散する蒸気拡散空間と、
前記内部空間に含まれ、凝縮した冷媒が還流する冷媒還流空間と、
前記蒸気拡散空間を拡散する気化した冷媒と、前記冷媒還流空間を還流する凝縮した冷媒と、の干渉を防止する干渉防止板と、を備え、
前記干渉防止板は、前記蒸気拡散空間で凝縮した冷媒を、前記冷媒還流空間に移動させる複数の細孔を有し、
前記細孔における前記蒸気拡散空間側の開口面積は、前記冷媒還流空間側における開口面積よりも小さい熱輸送ユニット。 - 前記蒸気拡散空間と前記冷媒還流空間とは、前記干渉防止板によって分離される請求項1記載の熱輸送ユニット。
- 前記蒸気拡散空間は、第1方向に沿って気化した冷媒を拡散し、前記冷媒還流空間は、前記第1方向と逆方向である第2方向に沿って凝縮した冷媒を還流する、請求項1又は2記載の熱輸送ユニット。
- 前記熱輸送ユニットは、第1端部および前記第1端部と逆側の第2端部とを有し、
前記第1端部近傍に配置された発熱体の熱によって封入された冷媒が気化し、前記蒸気拡散空間が、気化した冷媒を前記第1方向に沿って拡散させ、
前記細孔は、前記第1端部から前記第2端部に拡散する過程で凝縮した冷媒を、前記冷媒還流空間に移動させ、
前記冷媒還流空間は、前記冷媒還流空間に移動した凝縮した冷媒を、前記第2方向に沿って還流させる、請求項3記載の熱輸送ユニット。 - 前記細孔は、前記蒸気拡散空間で凝縮した冷媒を前記冷媒還流空間に移動させると共に、前記蒸気拡散空間を拡散する気化した冷媒のせん断応力が、前記冷媒還流空間に伝播するのを防止する請求項1から4のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記せん断応力が前記冷媒還流空間に伝播するのを防止することで、前記干渉防止板は、前記第2方向に沿った凝縮した冷媒の還流に対する前記第1方向に沿った気化した冷媒による干渉を防止する、請求項3から5のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第1端部および前記第2端部の少なくとも一方は、前記蒸気拡散空間と前記冷媒還流空間とを結ぶ開口部を更に備える請求項4から6のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記開口部は、前記干渉防止板に設けられ、前記細孔よりも大きな開口面積を有する請求項7記載の熱輸送ユニット。
- 前記細孔は、前記蒸気拡散空間から前記冷媒還流空間に向けてその断面積を拡張させる形状を有する請求項1から8のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記上部板および前記下部板の少なくとも一方は複数の溝を有し、前記複数の溝は、前記冷媒還流空間を形成する請求項1から9のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記複数の溝は、前記第2方向に沿っている請求項10記載の熱輸送ユニット。
- 前記上部板および前記下部板の双方が前記溝を備える場合には、前記上部板には、第1の前記干渉防止板が対向して設けられ、前記下部板には、第2の前記干渉防止板が対向して設けられる請求項10又は11記載の熱輸送ユニット。
- 前記蒸気拡散空間および前記冷媒還流空間の少なくとも一方は、その表面に金属めっきを有する請求項1から12のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記金属めっきは、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルトおよびこれらの合金の少なくとも一つの金属から選ばれる請求項13記載の熱輸送ユニット。
- 前記第2端部において気化した冷媒を冷却する放熱部を更に備える請求項4から14のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 前記第1端部において、発熱体と熱的に接触する接触部を更に備える請求項4から15のいずれか記載の熱輸送ユニット。
- 請求項1から16のいずれか記載の熱輸送ユニットと、
前記接触部において熱的に接触する発熱体と、
前記発熱体を実装する電子基板と、
前記電子基板を格納する筐体と、を備える電子機器。
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