JP6049837B1 - Flat heat pipe - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げなどの変形を生じさせても還流特性に優れる扁平型のヒートパイプを提供する。【解決手段】ウイック3は、複数の細線4が束ねられかつ前記細線4同士の間の隙間が液相の作動流体が流れる還流路とされた内装5と、前記内装5の外周側で螺旋状に配置されている第1外装線6aおよび内装5の外周側で第1外装線6aとは反対方向に螺旋状に配置された第2外装線6bとから形成されかつ第1外装線6aと第2外装線6bとによって筒状に形成されて内装5を締め付けている外装6とを有している。【選択図】図3A flat heat pipe having excellent reflux characteristics even when deformation such as bending occurs. A wick 3 includes an interior 5 in which a plurality of thin wires 4 are bundled and a gap between the thin wires 4 is a reflux path through which a liquid-phase working fluid flows, and a spiral shape on the outer peripheral side of the interior 5 The first exterior line 6a and the second exterior line 6b disposed on the outer peripheral side of the interior 5 in a spiral shape in the opposite direction to the first exterior line 6a and the first exterior line 6a and the first exterior line 6a It has the exterior 6 which is formed in the cylindrical shape by the 2 exterior lines 6b and tightens the interior 5. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、細線束をウイックとして用いた扁平型のヒートパイプに関するものである。 The present invention relates to a flat heat pipe using a thin wire bundle as a wick.
この種の扁平型ヒートパイプの一例が特許文献1に記載されている。その扁平型ヒートパイプは、扁平状の第1パイプの内部に、ウイックとして機能する扁平状の第2パイプを配置して構成されている。その第2パイプはメッシュあるいは編組線によって形成されている。また、細線束によってウイックを構成したヒートパイプの一例が、特許文献2に記載されている。
An example of this type of flat heat pipe is described in
特許文献1に記載されているウイックとして機能する第2パイプは、細線を網目状に交差させ、あるいは編んだものであるから、細線同士の間隔が大きく、そのため発生する毛管力が高くならない不都合がある。また、ウイックは、作動液を蒸発の生じる箇所に還流させる流路を形成するが、特許文献1に記載された構造では、メッシュあるいは編組線を構成している細線が、作動液が流れる流路を横切ることになるので、作動液の還流が阻害され、そのためにヒートパイプとしての熱輸送能力が悪化する可能性がある。なお、特許文献1に記載されているヒートパイプは、コンテナである第1パイプを扁平に押し潰した際に第2パイプが挟み込まれて仕切りとなるように構成されたヒートパイプであり、したがって第2パイプをメッシュによって構成した場合には、メッシュの目が潰れて作動液の透過性が悪化する可能性があり、それに加えてヒートパイプを曲げた場合にもメッシュの目が潰れて作動液の透過性が悪化する可能性がある。
Since the 2nd pipe which functions as a wick described in
一方、特許文献2に記載されたヒートパイプでは、細線を束ねてウイックを構成してあるので、細線同士の間の隙間が作動液の流路となり、作動液の透過性あるいは流動性が良好になる。しかしながら、作動液の流路を確保する必要があるから細線同士を完全に焼結することができず、そのため細線同士がばらけて細線同士の間隔が開いた箇所がウイックの一部に生じる可能性があり、またヒートパイプを曲げた場合にも細線同士がばらけて細線同士の間隔が開いた箇所が生じる可能性がある。そのような細線同士の間隔があいた箇所では、還流途中の作動液が作動流体の蒸気の流れに曝されるので、作動流体の蒸気流によって作動液が飛散し、いわゆる飛散限界により作動液の流動が阻害される可能性がある。
On the other hand, in the heat pipe described in
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、作動液の還流性あるいは透過性に優れるだけでなく製造性に優れた、細線束からなるウイックを備えた扁平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。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and is a flat type heat pipe provided with a wick made of a thin wire bundle that is excellent not only in the reflux or permeability of hydraulic fluid but also in productivity. Is intended to provide.
上記の目的を達成するために、本発明の扁平型ヒートパイプは、密閉構造の中空扁平型のコンテナの内部に、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体が封入されるとともに、液相の作動流体が浸透することにより毛管力を発生させて前記液相の作動流体を蒸発する位置に還流させるウイックが前記コンテナの内部に設けられた扁平型ヒートパイプにおいて、前記ウイックは、複数の細線が束ねられかつ前記細線同士の間の隙間が前記液相の作動流体が流れる還流路とされた内装と、前記内装の外周側で螺旋状に配置されている第1外装線および前記内装の外周側で前記第1外装線とは反対方向に螺旋状に配置された第2外装線とが互い違いに上下に重なって交差することにより筒状に形成されかつ前記内装を締め付けている外装とを有していることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the flat heat pipe of the present invention includes a sealed flat hollow container in which a working fluid that is heated to evaporate and radiates and condenses is enclosed. In the flat heat pipe in which a wick for generating a capillary force by permeating the working fluid of the phase and returning the working fluid of the liquid phase to a position to evaporate is provided in the container, the wick includes a plurality of wicks. An interior in which thin wires are bundled and a gap between the thin wires is a reflux path through which the liquid-phase working fluid flows, and a first exterior line and a spiral disposed on the outer peripheral side of the interior An exterior that is formed in a cylindrical shape by tightening and intersecting a second exterior line that is spirally arranged in a direction opposite to the first exterior line on the outer peripheral side, and that tightens the interior And it is characterized in that it is.
本発明においては、前記ウイックは、前記コンテナの内部に前記コンテナの長手方向に沿って配置されるとともに、前記コンテナの内面と前記外装とが接触している複数箇所で固着されていてよい。 In this invention, while the said wick is arrange | positioned along the longitudinal direction of the said container inside the said container, the inner surface of the said container and the said exterior may be fixed in the several location.
本発明においては、前記外装は、前記内装を締め付けている筒状部と、前記筒状部の長手方向に対して直交する方向に伸び出ている平板部とを有し、前記平板部は前記コンテナの平坦な内面に密着していてよい。 In the present invention, the exterior includes a cylindrical portion tightening the interior, and a flat plate portion extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the cylindrical portion, and the flat plate portion is It may be in close contact with the flat inner surface of the container.
本発明によれば、細線の束によって構成された内装を、第1外装線と第2外装線とを互いに反対方向に螺旋状に巻くとともに互い違いに上下に重ねて交差させることにより筒状に形成した外装によって締め付けてウイックが構成され、内装を形成している細線同士の間の隙間が液相の作動流体の還流路とされているので、液相の作動流体に対する流動抵抗が少なく、還流特性あるいは熱輸送特性に優れたヒートパイプを得ることができる。また、作動流体の蒸発が生じる箇所では、細線同士の間の隙間におけるメニスカスの低下によって、液相の作動流体を吸引する毛管力が生じ、その毛管力は細線同士の間の隙間が狭いことにより高い圧力となり、この点でも液相の作動流体の還流を促進させ、ヒートパイプの熱輸送能力を向上させることができる。 According to the present invention, the interior constituted by the bundle of thin wires is formed into a cylindrical shape by winding the first exterior wire and the second exterior wire in a spiral shape in opposite directions and alternately overlapping each other vertically. The wick is configured by tightening the outer sheath, and the gap between the thin wires forming the interior is used as a reflux path for the liquid-phase working fluid. Alternatively, a heat pipe having excellent heat transport characteristics can be obtained. Also, at the location where the working fluid evaporates, the meniscus is lowered in the gap between the fine wires, and a capillary force that sucks the liquid-phase working fluid is generated, and the capillary force is narrow due to the narrow gap between the fine wires. In this respect, the reflux of the liquid-phase working fluid can be promoted, and the heat transporting ability of the heat pipe can be improved.
さらに、細線の束からなる内装は、その外周側から外装によって締め付けられているので、細線同士が接着されていなくても細線同士の結束状態が維持される。そのため、細線同士の隙間に介在する部材が存在しないので、前記還流路での流動抵抗を小さくして、優れた還流特性あるいは熱輸送特性を得ることができる。しかも、内装を締め付けている外装が、互いに反対方向に螺旋状に配置した上記の第1外装線と第2外装線とを互い違いに上下に重ねられるとともに交差させられて筒状に構成されているから、ウイックを曲げても内装の締め付け状態が大きく緩むことがなく、そのため前記還流路が途中で大きく開いてしまったり、そのために還流途中の液相の作動流体が作動流体の蒸気流に曝されたり、その結果、還流が阻害されたりするなどの事態を回避することができる。また、内装は細線を束ねただけであって細線同士は接合されていないが、外装をその長手方向に引っ張って締め付けられているので細線がばらけずに密に結束した状態に維持される。そのため、ヒートパイプの製造時でのウイックの取り扱いが容易であり、またコンテナの内部に配置した状態でも結束状態を維持させることができるので、製造性の良好なヒートパイプとすることができる。 Furthermore, since the interior made up of bundles of fine wires is tightened by the exterior from the outer peripheral side, the bundled state of the fine wires is maintained even if the fine wires are not bonded together. For this reason, since there is no member interposed in the gap between the thin wires, the flow resistance in the reflux path can be reduced, and excellent reflux characteristics or heat transport characteristics can be obtained. And the exterior which clamp | tightens an interior is comprised by the said 1st exterior line and the 2nd exterior line which were arrange | positioned spirally in the mutually opposite direction alternately up and down, and was made to cross | intersect, and is comprised by the cylinder shape. Therefore, even if the wick is bent, the tightening state of the interior does not loosen greatly, so that the reflux path opens greatly in the middle, so that the liquid-phase working fluid in the middle of reflux is exposed to the vapor flow of the working fluid. As a result, it is possible to avoid such a situation that reflux is inhibited. In addition, the interior is only bundled with thin wires and the thin wires are not joined to each other, but the exterior is pulled and tightened in the longitudinal direction, so that the thin wires are not scattered and are kept tightly bound. Therefore, the handling of the wick at the time of manufacturing the heat pipe is easy, and the bundled state can be maintained even in the state of being arranged inside the container, so that the heat pipe with good manufacturability can be obtained.
つぎに本発明を具体的に説明する。図1は、本発明に係る扁平型のヒートパイプ1の一例を示す図であって、全体として扁平でかつ細長い中空の薄板状に形成されている。図1に示す例では、幅方向に沿う平面に沿ってL字形に曲げられている。ヒートパイプ1の基本的な構造は、従来知られている一般的なヒートパイプと同様であって、図2に断面図として示すように、コンテナ2とウイック3とを備え、コンテナ2の内部に図示しない作動流体が封入されている。なお、図2は模式的な断面図であり、ウイック3を誇張して表している。また、後に説明するように、外装6は第1外装線6aと第2外装線6bとを互いに反対方向に螺旋状に巻くとともに互い違いに上下に交差させて筒状に形成されたものであるから、断面には各外装線6a,6bの切断端面が間隔を空けて並んだ状態に表れるが、図2には外装体6の断面を、その詳細を省略して一つの平坦断面として表している。後に示す図5および図6においても、外装対6の断面を、その詳細を省略して一つの平坦断面として表している。
Next, the present invention will be specifically described. FIG. 1 is a view showing an example of a
コンテナ2は、気密性のある中空の容器であり、またその内部と外部との間で熱を伝達する必要があるので、熱伝導性に優れた素材で構成されていることが好ましく、例えば銅パイプを使用することが好ましい。
The
ウイック3は、液相の作動流体(以下、作動液と記す場合がある。)を浸透させて毛管力を発生させ、またその毛管力によって作動液を流動させる還流路を形成するためのものであり、多数の細線4を束ねた内装5と、その内装5を外周側から締め付けている外装6とによって構成されている。
The
細線4は、直径が数μm〜数十μmの銅ファイバーあるいはカーボンファイバーもしくはグラスファイバーであって、数十本〜数百本が撚られずにいわゆる縦添えした状態で束ねられて内装5を形成している。細線4は、断面形状が円形であることにより、細線4同士の間の隙間が還流路7となっている。還流路7を形成している細線4は単に束ねられているだけであって接着剤などの異物が細線4同士の間に介在しないので、還流路7は細線4の長手方向に連続した直線的な流路となっている。
The
外装6は、前記内装5を外周側から締め付けて細線4を結束状態に維持し、かつウイック3をコンテナ2の内面に対して固定するための部材であり、図3の外観を模式的に示すように、複数本の第1外装線6aと複数本の第2外装線6bとを互いに反対方向に螺旋状に巻くとともに互い違いに上下に重ねて交差させることにより筒状に構成されている。第1外装線6aおよび第2外装線6bのそれぞれは、一本の線(もしくは糸)であってもよく、数本の線を束ねた線あるいは撚り線であってもよい。また、第1外装線6aおよび第2外装線6bは、金属線やカーボーンファイバーあるいはグラスファイバーもしくは合成繊維などであってよく、コンテナ2が銅パイプの場合には、銅ファイバーであることが好ましい。さらに、第1外装線6aおよび第2外装線6bの太さは、内装5を形成している細線4と同等であってよく、好ましくは細線4より細いほうがよい。第1外装線6aおよび第2外装線6bが内装5を形成している細線4より細い場合、ウイック3の表面である外装6がより微細な凹凸となり毛管力はより高い圧力となるため、作動液が外装6に浸透しやすくなる。
The
第1外装線6aおよび第2外装線6bによって筒状の外装6を形成する方法は、図4に概略を示すように、心材8を中心とした円周上に、第1外装線6aを巻き付けてある複数の第1ボビン9aと、第2外装線6bを巻き付けてある第2ボビン9bとを、円周方向に交互に配置し、心材8をその長手方向に走行させつつ、第1ボビン9aを心材8に対して右旋回させるとともに、第2ボビン9bを心材8に対して第1ボビン9aとは反対に左旋回させ、それぞれのボビン9a,9bから繰り出される第1外装線6aおよび第2外装線6bを心材8に螺旋状に巻き付ける。その場合、例えば第1ボビン9aを隣接する第2ボビン9bに対して心材8の半径方向に交互に移動させる。すなわち、第1ボビン9aを隣接する第2ボビン9bの内側(心材8側)を通過させた後、次の第2ボビン9bの外側(心材8と反対側)を通過させる。こうすることにより、第1外装線6aと第2外装線6bとが斜めにかつ互い違いに上下に交差して筒状の外装6が形成されている。
As shown schematically in FIG. 4, the method of forming the
上記の心材8として細線4を束ねた前記内装5を使用することにより、細線束である内装5を外装6によって締め付けた構成のウイック3が得られる。外装6を構成している第1外装線6aおよび第2外装線6bの両端部を互いに反対方向に引っ張れば、各外装線6a,6bが内装5に対して更に強く巻き付くので、内装5をより強固に締め付けることができる。そのため、内装5を構成している細線4同士は互いに接着されずに、ばらけることのなくかつ密に結束された状態を維持し、その結果、細線4同士の間に形成される還流路7が滑らかに連続しかつ流路断面積が均一な流動抵抗の小さい還流路となる。
By using the
ウイック3のより具体的な一例を説明すると、内装5は直径が50μmの細線4を100本束ねて構成され、その外径は1.0mmであり、外装6は50μmの細線を16本束ねた8本の第1外装線6aと50μmの細線を16本束ねた8本の第2外装線6bとを前述したように螺旋状に巻くとともに互い違いに上下に交差させて筒状に構成され、その外径は約2.0mmである。したがって、ウイック3の断面積に対する内装5の断面積の割合は33%程度である。
To explain a more specific example of the
内装5は前述した還流路7を形成する部分であるから、ウイック3の断面積に対する内装5の断面積の割合は、50%程度あるいはそれより大きい割合になっていてもよい。各外装線6a,6bの内装5に対する巻き付けピッチP(図4参照)は約15mmである。ピッチを狭くする、あるいは外装線6a,6bの本数を多くすれば、各外装線6a,6bで形成される目が詰まって外装6で生じる毛管力が大きくなりより好ましい。
Since the
なお、第1外装線6aと第2外装線6bとを螺旋状に、かつ互い違いに上下に重ねて交差させることにより筒状の外装6を形成する場合の心材8は、上記の内装5以外に、内装5より大きい外径の線条体あるいは筒状体であってもよい。このようにして得られる外装6は内装5の外径より大きい内径の筒状になるから、ウイック3とする場合には、心材としての線条体を抜き取った後、細線4の束である内装5を挿入し、かつ筒状の外装6の内径が小さくなるように外装6を絞って内装5を外装6によって締め付ければよい。
In addition, the
上記の内装5と外装6とからなるウイック3は、コンテナ2の形状に倣って扁平状に形が整えられている。上記の図2に示す断面形状に構成されたウイック3にあっては、半径方向に向けた荷重を掛けて扁平形状にすることができる。その場合、内装5は細線4を束ねてあるだけであり、また外装6は第1外装線6aと第2外装線6bとを螺旋状に巻いて筒状に形成したものであるから、容易に扁平形状に変形し、かつ外装6による内装5の締め付け状態は維持される。扁平形状に形が整えられたウイック3は、コンテナ2の平坦な内面(図2の下側の面)の中央部に複数箇所で固着されている。固着のための手段は、必要に応じて適宜の手段を選択することができるが、コンテナ2が銅パイプ製であり、かつ前記外装6が銅ファイバー製の場合には、ウイック3をコンテナ2に対して焼結すればよい。
The
なお、本発明においては、多数本の細線4を扁平形状に束ねて扁平形状の内装5を形成し、その扁平形状の内装5に前述した第1外装線6aと第2外装線6bとを前述したように螺旋状に巻いて筒状の外装6を形成することにより、扁平形状のウイック3を作ってもよい。
In the present invention, a
コンテナ2の内部に封入されている作動流体は、加熱されて蒸発することにより潜熱の形で熱を輸送するから、水やアルコール、アンモニア、代替フロンなどの目的とする温度範囲で蒸発および凝縮する凝縮性の流体が使用される。また、作動流体はウイック3に浸透することにより毛管力を発生する必要があるので、ウイック3の素材に応じて、ウイック3に対する濡れ性に優れた流体が採用される。なお、コンテナ2の内部から空気などの非凝縮性の気体を脱気した状態で作動流体が封入されていることは、従来のヒートパイプと同様である。
Since the working fluid enclosed in the
上記の扁平型ヒートパイプ1の作用について説明する。ヒートパイプ1の一端部が外部から加熱される蒸発部とされており、蒸発部とは反対の他端部が外部に熱を放出する凝縮部とされている。ウイック3に浸透している作動流体は外部から伝達される熱によって加熱されて蒸発する。これに対して凝縮部は外部に熱を放出することにより温度および圧力が蒸発部より低くなっている。そのため、作動流体の蒸気はコンテナ2の内部を凝縮部に向けて流動する。
The operation of the
作動流体の蒸気は凝縮部において熱を奪われて凝縮する。すなわち、作動流体は潜熱の形で蒸発部から凝縮部に熱を輸送する。凝縮して生じた作動液は、ウイック3に浸透する。ウイック3の前記蒸発部側の部分では、作動流体の蒸発が生じてメニスカスが低下するため、作動液を吸引する毛管力が生じる。その毛管力ΔPcは下記の式で表される。
ΔPc=2・σ・cosθ/rc
rc={d+(32K/ε)1/2}/2
但し、σは表面張力、θは作動液のウイック3に対する接触角度、rcは実効毛細管半径、dは細線4の外径、εは多孔率(空隙率)、Kは浸透性(透過性)である。
The vapor of the working fluid is condensed by depriving of heat in the condensing part. That is, the working fluid transports heat from the evaporation section to the condensation section in the form of latent heat. The hydraulic fluid produced by condensation penetrates into the
ΔPc = 2 · σ · cosθ / rc
rc = {d + (32K / ε) 1/2} / 2
Where σ is the surface tension, θ is the contact angle of the hydraulic fluid to the
本発明に係る上述したヒートパイプ1においては、ウイック3を構成している細線4の外径dが小さく、またウイック3における多孔率(空隙率)εが大きいから、実効毛細管半径rcが小さくなり、その結果、ウイック3で生じる毛管力を高い圧力(負圧)とすることができる。凝縮部でウイック3に浸透した作動液は、ウイック3の蒸発部側で生じている毛管力によって吸引され、前記内装5の内部に形成されている還流路7を通って蒸発部側に還流する。還流路7は、前述したように、障害のない直線的な流路となっている。そのため、毛管力が高いことと相まって、作動液が円滑に還流路7を蒸発部に向けて流れ、作動液のいわゆる還流特性が良好になる。
In the above-described
図1に示す構成では、コンテナ2の内部に固着されたウイック3は、コンテナ2と共に屈曲している。ウイック3における外装6は、螺旋状に巻くとともに互い違いに上下に重ねられて交差させられた第1外装線6と第2外装線6bとによって筒状に構成されているから、屈曲箇所の内側では外装線6a,6bの螺旋巻きの角度が内装5の細線4に直交する方向に大きくなり、反対に外側では外装線6a,6bの螺旋巻きの角度が内装5の細線4に平行になる方向に小さくなる。そのため、ウイック3の屈曲箇所においても外装6による内装5の締め付け力が維持され、細線4がばらけることが防止もしくは抑制され、還流路7が部分的に拡大したり、それに伴って作動液の流動が阻害されたり、さらには作動液が蒸気流によって飛散されたりすることを防止もしくは抑制することができる。
In the configuration shown in FIG. 1, the
ここで、上述したヒートパイプ1の製造手順を簡単に説明すると、脱脂および洗浄を行った所定長さの銅パイプと、その内部に挿入する所定の長さのウイック3とを用意する。ウイック3は、前述したように細線4の束からなる内装5の外周側に第1外装線6aと第2外装線6bとを互い違いに上下に重ねるとともに交差させつつ螺旋状に巻き付けて筒状に形成し、内装5を外装6によって締め付けているウイック素材を所定の長さに切断して作成することができる。
Here, the manufacturing procedure of the
ウイック3を銅パイプであるコンテナ2の内部に挿入する。その場合、外装6を構成している各外装線6a,6bの両端部を引っ張ることにより外装6の内径を絞って内装5を強固に締め付ける。また、コンテナ2である銅パイプは、扁平に加工するので、その加工の際にウイック3が扁平になるようにするために、ウイック3は断面形状が半円形状に整形して銅パイプの内部に挿入する。ついで、各外装線6a,6bが銅ファイバーの場合、コンテナ2を加熱炉(図示せず)に入れて1000℃程度に加熱し、ウイック3をコンテナ2の内面に焼結する。このように、細線4同士は接合されていないが、外装6に締め付けられていることにより結束状態を維持するので、ウイック3を銅パイプに挿入するまでの過程で細線4がばらけるなどの事態が生じることがなく束として一括して取り扱うことができ、また銅パイプの内部に結束状態のまま一括して挿入して所定の箇所に配置することができる。このようにウイック3の取り扱いが容易になるので、製造性に優れたヒートパイプとすることができる。
The
焼結の終了したコンテナ2の一方の端部にスェージング加工を施すとともに、その端部を溶接して密閉する。いわゆるボトムスェージング加工およびボトム溶接を行う。またこれらの加工と併せて、他方の端部のスェージング加工すなわちトップスェージング加工を行う。こうすることにより実質的なコンテナ2が作製される。
Swaging is applied to one end of the
トップスェージング加工を行うことによりコンテナ2の一方の端部にノズル状部分を形成し、これを利用して作動流体をコンテナ2の内部に注入する。その場合、コンテナ2から空気などの非凝縮性ガスを脱気する必要がある。そのため、注液は、真空脱気の後に作動流体を注入する方法や、必要量に対して過剰な量の作動流体を注入した後、これを沸騰させて非凝縮性ガスを追い出す方法など、従来知られている方法で行えばよい。そして、注液のために開口していた部分を圧潰した後、溶接して密閉する。いわゆるトップ溶接を行う。
By performing the top swaging process, a nozzle-like portion is formed at one end of the
こうして製造された丸パイプ型のヒートパイプをその半径方向に押し潰して扁平型ヒートパイプ1とする。その場合、直線状の扁平型ヒートパイプ1とするには、丸パイプ型のヒートパイプをそのまま押し潰して扁平化する。これに対して、湾曲もしくは屈曲した扁平型ヒートパイプ1とするには、丸パイプ型のヒートパイプを所定の形状に湾曲もしくは屈曲させ、その後に半径方向に押し潰して扁平化する。なお、このようにヒートパイプを湾曲もしくは屈曲させる場合、ウイック3とコンテナ2の上面とが接触しないようにする。また、この場合に、ウイック3はコンテナ2の下面に焼結して固定されているので、コンテナ2の変形に追従してウイック3が変形する。その結果、ウイック3に沿う蒸気流路が確保される。また細線4の束は外装6によって締め付けられて互いに密着されているため、カーボンファイバーなどの細線4同士の間の空隙すなわち還流路7もその全長に亘って確保される。
The round pipe type heat pipe thus manufactured is crushed in the radial direction to obtain a flat
本発明におけるウイック3の外装6は、細線4の束に螺旋状に巻き付けるとともに互い違いに上下に重ねて交差させた第1外装線6と第2外装線6bとによって筒状した構成に限られないのであって、細線4の束からなる内装5の外径より大きい内径の筒状であってもよい。そのような構成の場合、内装5を締め付けている箇所(以下、筒状部という)に対して余剰の部分が生じるので、その余剰の部分は平板状に折り畳んで筒状部から半径方向で外側に伸び出させる。その例を図5に蒸発部での断面図として示してある。
The
ここに示す例では、細線4を束ねた内装5は断面がほぼ矩形状をなしており、その外周側を外装6が包み込みかつ締め付けている。外装6は内装5の輪郭より大きい内径の筒状体を変形させたものであって、内装5を包み込んでいる筒状部61と平板状に折り畳んだ平板部62とを有している。このように構成されたウイック3は、中空の扁平形状をなすコンテナ2の内部の平坦な下面2Aの中央部に複数箇所で固着されている。外装6が銅ファイバーによって構成され、コンテナ2が銅パイプを素材としている場合には、前記平板部62がコンテナ2の内面に密着し、かつ複数箇所で焼結されている。
In the example shown here, the
図6は、図5に示すウイック3を製造する過程を模式的に示しており、多数本の細線4を束ねて内装5を作る一方、前述した第1外装線6aと第2外装線6bとを内装5の外径より大きい内径の筒状に螺旋状に巻きかつ互い違いに上下に重ねて交差させて外装6を作る。その外装6の内部に内装5を挿入し、内装5に外装6を被せた状態にする。図6の(a)にその状態を模式的に示してある。図6の(a)に示す例では、外装6の下側の部分が内装5の下側に垂れ下がった余剰部分となっている。その余剰部分のうち内装5に近い部分を内装5の外周面に密着するように変形させて前述した筒状部61とする。その場合、筒状部61によって内装5をその外周側から締め付けるように外装6を変形させる。外装6には内装5を包み込んでいない余剰部分が更に残っており、その余剰部分を折り畳んで平板部62とする。その状態を図6の(b)に示してある。図6の(b)に示す状態のウイック3をコンテナ2の内部に挿入した状態で所定の温度に加熱することにより焼結する。上記の余剰部分を折り畳んで形成された平板部62では、折り畳まれて接触している余剰部分同士が焼結され、またその平板部62がコンテナ2に焼結される。さらに、内装5を包んでいる筒状部61と内装5とが焼結されるとともに、筒状部61と平板部62とが焼結される。こうして製造された丸パイプ型のヒートパイプをその半径方向に押し潰して扁平型ヒートパイプ1とする。
FIG. 6 schematically shows a process of manufacturing the
このようにして構成されたウイック3を有する扁平型ヒートパイプ1においては、前記平板部62も多孔構造になっているから、作動液はその平板部62にも浸透する。そのため、蒸発部においては、CPUなどの発熱体Hから熱Qが伝達されることにより、図5に矢印で示すように、内装5およびこれを包み込んでいる筒状部61から作動流体が蒸発し、また平板部62においても作動流体の蒸発が生じる。そのため、図5に示す構成では、作動流体の蒸発面積すなわち作動流体に対する熱伝達面積が広くなり、ヒートパイプ1の全体としての熱抵抗が小さくなる。
In the
また、凝縮部においては、作動流体の蒸気がコンテナ2の内面に接触して熱を奪われ、凝縮する。その結果生じた作動液の少なくとも一部は、多孔構造の前記平板部62に浸透し、平板部62の内部を流路として内装5側に流動する。そのため平板部62も作動液の還流路の一部となり、作動液の還流が促進される。このように前記平板部62を設けたウイック3を用いた場合には、作動流体の蒸発と蒸発部に向けた還流との両方が促進されるので、熱輸送特性に優れたヒートパイプ1とすることができる。また、図5に示す構成であっても、細線4の束からなる内装5は、筒状に形成された外装6によって締め付けられているので、コンテナ2と共に曲げられても細線4の束がばらけるなどの事態が生じることがない。
In the condensing part, the vapor of the working fluid contacts the inner surface of the
1…ヒートパイプ、 2…コンテナ、 3…ウイック、 4…細線、 5…内装、 6…外装、 6a…第1外装線、 6b…第2外装線、 7…還流路、 8…心材、 9a…第1ボビン、 9b…第2ボビン、 61…筒状部、 62…平板部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ウイックは、複数の細線が束ねられかつ前記細線同士の間の隙間が前記液相の作動流体が流れる還流路とされた内装と、前記内装の外周側で螺旋状に配置されている第1外装線および前記内装の外周側で前記第1外装線とは反対方向に螺旋状に配置された第2外装線とが互い違いに上下に重なって交差することにより筒状に形成されかつ前記内装を締め付けている外装とを有し、
前記外装は、前記内装を締め付けている筒状部と、前記筒状部の長手方向に対して直交する方向に伸び出ている平板部とを有し、
前記平板部は前記コンテナの平坦な内面に密着している
ことを特徴とする扁平型ヒートパイプ。 A working fluid that is heated to evaporate and dissipates heat and condenses is enclosed in a hollow flat container having a sealed structure, and the liquid phase working fluid permeates to generate capillary force to generate the liquid phase. In the flat heat pipe in which the wick for returning the working fluid to the position to evaporate is provided inside the container,
The wick has a plurality of fine wires bundled and a gap between the fine wires is a reflux path through which the liquid-phase working fluid flows, and a first spiral disposed on the outer peripheral side of the interior. The exterior line and the second exterior line spirally arranged in the direction opposite to the first exterior line on the outer peripheral side of the interior are formed in a cylindrical shape by alternately overlapping and intersecting the upper and lower sides, and the interior possess an exterior that is tightened,
The exterior includes a cylindrical portion that tightens the interior, and a flat plate portion that extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the cylindrical portion,
The flat heat pipe, wherein the flat plate portion is in close contact with the flat inner surface of the container .
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