JP7041445B2 - A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column - Google Patents

A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column Download PDF

Info

Publication number
JP7041445B2
JP7041445B2 JP2020017536A JP2020017536A JP7041445B2 JP 7041445 B2 JP7041445 B2 JP 7041445B2 JP 2020017536 A JP2020017536 A JP 2020017536A JP 2020017536 A JP2020017536 A JP 2020017536A JP 7041445 B2 JP7041445 B2 JP 7041445B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant liquid
refrigerant
liquid conduction
wick
heat pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020017536A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021124237A (en
Inventor
健治 大沢
Original Assignee
健治 大沢
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 健治 大沢 filed Critical 健治 大沢
Priority to JP2020017536A priority Critical patent/JP7041445B2/en
Publication of JP2021124237A publication Critical patent/JP2021124237A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7041445B2 publication Critical patent/JP7041445B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本発明は、発熱素子の発熱によって気化した冷媒蒸気を導通する冷媒蒸気導通空洞部と連通している冷媒液導通柱、及び冷媒蒸気導通空洞部と冷媒液導通柱とを構成要素とするヒートパイプを対象としている。 The present invention comprises a refrigerant liquid conduction column that communicates with a refrigerant vapor conduction cavity that conducts the refrigerant vapor vaporized by the heat generated by the heat generating element, and a heat pipe that includes the refrigerant vapor conduction cavity and the refrigerant liquid conduction column. Is targeted.

多孔質状の金属板であるウイックを冷媒液導通パイプ内に固定しているヒートパイプの構成が提唱されており、このようなヒートパイプにおいては、冷媒液導通パイプ及び当該冷媒液導通パイプと連通している冷媒蒸気導通パイプの一方側端を、ウイックを介して金属板に固着されている発熱素子と接続する構成を採用した場合には、ウイックに保持されている冷媒液を速やかに気化することができる。 A configuration of a heat pipe in which a wick, which is a porous metal plate, is fixed in a refrigerant liquid conduction pipe has been proposed. In such a heat pipe, the wick is communicated with the refrigerant liquid conduction pipe and the refrigerant liquid conduction pipe. When a configuration is adopted in which one end of the refrigerant steam conduction pipe is connected to a heat generating element fixed to a metal plate via a wick, the refrigerant liquid held in the wick is quickly vaporized. be able to.

特許文献1のヒートパイプにおいては、冷媒蒸気導通パイプ(蒸気管25)と連通している冷媒液導通パイプ(液管26)において、貫通孔の分布による多孔質状態にある金属製のウイック(多孔質体36)を、冷媒液導通パイプ内に配置し、かつその両側に冷媒液の流路34yを形成している(図7及び段落[0051]~[0054])。 In the heat pipe of Patent Document 1, in the refrigerant liquid conduction pipe (liquid pipe 26) communicating with the refrigerant steam conduction pipe (steam pipe 25), a metal wick (porous) in a porous state due to the distribution of through holes. The material 36) is arranged in the refrigerant liquid conduction pipe, and the flow paths 34y of the refrigerant liquid are formed on both sides thereof (FIG. 7 and paragraphs [0051] to [0054]).

しかしながら、このような冷媒液導通パイプにおいては、冷媒液は、主として、流路34yを導通する結果、多孔状態にあるウイックにおける毛細管現象を十分発揮することは不可能である。
たとえ、流路34y間における毛細管現象に着目したとしても、特許文献1の図7に示すように、前記ウイックの状態は、貫通孔が両側の流路と相向かい合う方向ではなく、流路を形成していない内壁に相向かい合う方向に設定されている。
However, in such a refrigerant liquid conduction pipe, the refrigerant liquid mainly conducts the flow path 34y, and as a result, it is impossible to sufficiently exhibit the capillary phenomenon in the wick in a porous state.
Even if attention is paid to the capillary phenomenon between the flow paths 34y, as shown in FIG. 7 of Patent Document 1, the state of the wick forms a flow path, not the direction in which the through holes face the flow paths on both sides. It is set in the direction facing the inner wall that is not.

このような方向の場合には、両側の流路34yは、順次積層する貫通孔(孔34a)を介して相互に連通し合うことは、必ずしも保証される訳ではなく、上記方向の場合には、流路34y間の毛細管現象さえ十分発揮することができない。 In such a direction, it is not always guaranteed that the flow paths 34y on both sides communicate with each other through the through holes (holes 34a) that are sequentially laminated, and in the case of the above direction, it is not always guaranteed. Even the capillary phenomenon between the flow paths 34y cannot be sufficiently exhibited.

特許文献2のヒートパイプにおいては、発熱素子の発熱によって気化した冷媒蒸気を導通する冷媒蒸気導通空洞部と隣接し、冷媒蒸気が液化した冷媒液を導通する貫通孔の分布によって多孔質状態を形成している金属板によるウイックを積層し、かつ冷媒液が積層方向に沿って毛細管現象によって貫通孔を導通する冷媒液導通柱が採用されている。 In the heat pipe of Patent Document 2, a porous state is formed by the distribution of through holes that are adjacent to the refrigerant vapor conduction cavity that conducts the refrigerant vapor vaporized by the heat generated by the heat generating element and that conduct the refrigerant liquid that is liquefied by the refrigerant vapor. A refrigerant liquid conduction column is adopted in which wicks made of metal plates are laminated and the refrigerant liquid conducts through holes by a capillary phenomenon along the stacking direction.

このような特許文献2の構成においては、全冷媒液が毛細管流路を形成しているウイックの貫通孔を介して,順次効率的な冷却を実現することができる。 In such a configuration of Patent Document 2, efficient cooling can be sequentially realized through the through hole of the wick in which all the refrigerant liquid forms the capillary flow path.

但し、特許文献2のウイックは、直交し合う平坦形状の枠によって形成される矩形状の貫通孔が交差する構成であって(図7(C)及び図8(A)、(B))、冷媒液の積層方向に沿った流動に対しては、冷媒液と各枠との衝突によって効果的な冷却を実現することができるが、冷媒液の流動方向は、決して積層方向のみに限定される訳ではなく、積層方向と交差する方向、即ち斜交又は直交する方向に少なからず流動している。 However, the wick of Patent Document 2 has a configuration in which rectangular through holes formed by orthogonal flat frames intersect (FIGS. 7 (C) and 8 (A), (B)). For the flow along the stacking direction of the refrigerant liquid, effective cooling can be realized by the collision between the refrigerant liquid and each frame, but the flow direction of the refrigerant liquid is never limited to the stacking direction only. Not a little, it flows in the direction intersecting the stacking direction, that is, in the diagonal or orthogonal direction.

ところが、特許文献2の構成の場合には、このような積層方向と交差する方向の流動に対する障壁によって、効果的な冷却効果を発揮するような構成が行われていない。 However, in the case of the configuration of Patent Document 2, the configuration that exerts an effective cooling effect is not performed due to the barrier against the flow in the direction intersecting the stacking direction.

このように、従来技術においては、ウイックの積層方向に沿った貫通孔における毛細管現象を利用した冷媒液に対する冷却において、積層方向と交差する方向の流動に着目した上で、効果的な冷却効果を実現するような冷媒液導通柱及び当該柱を採用しているヒートパイプの構成は提唱されていない。 As described above, in the prior art, in cooling the refrigerant liquid using the capillary phenomenon in the through hole along the stacking direction of the wick, an effective cooling effect is obtained after paying attention to the flow in the direction intersecting the stacking direction. The configuration of the refrigerant liquid conduction column and the heat pipe using the column has not been proposed.

国際公開第2015/087451号公報International Publication No. 2015/087451 特許第4119944号公報Japanese Patent No. 4119944

本発明は、ウイックの積層方向に沿った貫通孔を介した毛細管現象に立脚している冷媒液導通構成において、積層方向と交差する方向の流動に対する障壁を形成するような冷媒液導通構成、及び当該構成を採用しているヒートパイプの構成を提供することを課題としている。 The present invention relates to a refrigerant liquid conduction configuration that forms a barrier against flow in a direction intersecting the stacking direction in a refrigerant liquid conduction configuration based on a capillary phenomenon through a through hole along the stacking direction of the wick. An object of the present invention is to provide a configuration of a heat pipe that employs this configuration.

前記課題を解決するため、本発明の構成は、以下の基本構成(1)の冷媒液導通柱及び基本構成(2)のヒートパイプに立脚している。
(1)発熱素子の発熱によって気化した冷媒蒸気を導通する冷媒蒸気導通空洞部と隣接し、冷媒蒸気が液化した冷媒液を導通する貫通孔の分布によって多孔質状態を形成している金属板によるウイックを積層し、かつ冷媒液が積層方向に沿って毛細管現象によって貫通孔を導通する冷媒液導通柱において、各貫通孔を区分し、かつ各貫通孔を囲んでいる各枠体に当該ウイックの面方向と交差する方向の突起を突設し、当該突起が積層方向にて隣接しているウイックの各貫通孔に嵌入している冷媒液導通柱。
(2)前記(1)の複数本の冷媒液導通柱の周囲を、冷媒蒸気導通空洞部が囲んだ状態にあり、かつ複数本の冷媒液導通柱の両端が二枚の両側の金属板に当接する一方、冷媒蒸気導通空洞部は、隣接している冷媒液導通柱におけるウイックと接続している一枚又は複数枚のウイックを介して前記両側の金属板に当接しており、前記両側の金属板の一方側に一個又は複数個の発熱素子の配置が予定されているヒートパイプ。
In order to solve the above problems, the configuration of the present invention is based on the following basic configuration (1) refrigerant liquid conduction column and basic configuration (2) heat pipe.
(1) Due to a metal plate that is adjacent to the refrigerant vapor conduction cavity that conducts the refrigerant vapor vaporized by the heat generated by the heat generating element and forms a porous state by the distribution of through holes that conduct the liquefied refrigerant liquid. In the refrigerant liquid conduction column in which the wicks are laminated and the refrigerant liquid conducts the through holes by the capillary phenomenon along the stacking direction, each through hole is divided and each through hole is surrounded by the frame of the wick. A refrigerant liquid conduction column in which a protrusion in a direction intersecting the surface direction is projected and the protrusion is fitted into each through hole of an adjacent wick in the stacking direction.
(2) The refrigerant vapor conduction cavities surround the plurality of refrigerant liquid conduction columns of (1) above, and both ends of the plurality of refrigerant liquid conduction columns are formed on two metal plates on both sides. On the other hand, the refrigerant steam conduction cavity is in contact with the metal plates on both sides via one or a plurality of wicks connected to the wicks in the adjacent refrigerant liquid conduction columns, and is in contact with the metal plates on both sides. A heat pipe in which one or more heat generating elements are planned to be arranged on one side of a metal plate.

基本構成(1)の冷媒液導通柱においては、積層方向に沿った冷媒液の毛細管現象による流動における枠体との衝突だけでなく、各枠体にて突設された突起が冷媒液の積層方向と交差する方向と衝突する状態を実現することができ、その結果、基本構成(2)のヒートパイプにおいては、効率的な冷却効果を発揮することができる。 In the refrigerant liquid conduction column of the basic configuration (1), not only the collision with the frame in the flow due to the capillary phenomenon of the refrigerant liquid along the stacking direction, but also the protrusions protruding from each frame are the stacking of the refrigerant liquid. A state of collision with a direction intersecting the direction can be realized, and as a result, an efficient cooling effect can be exhibited in the heat pipe of the basic configuration (2).

ウイックの積層における配置関係を示しており、実施例に示すように、一枚の金属板から製造された二枚のウイックの配置関係を示す斜視図である。The arrangement relationship in the stacking of wicks is shown, and as shown in an Example, it is a perspective view which shows the arrangement relationship of two wicks manufactured from one metal plate. ウイックの積層における配置関係を示しており、前記図1(a)の場合と同様に、積層方向にて隣接し合うウイックの突起が相向かい合う方向を形成している積層状態の実施形態におけるウイックの平面図及び当該平面図におけるA-A方向を基準とする冷媒液導通柱の側断面図である。The arrangement relationship in the stacking of the wicks is shown, and as in the case of FIG. 1 (a), the wicks in the embodiment of the laminated state in which the protrusions of the wicks adjacent to each other in the stacking direction form the opposite directions. It is a side sectional view of the refrigerant liquid conduction column with respect to the AA direction in the plan view and the plan view. ウイックの積層における配置関係を示しており、積層方向にて隣接し合うウイックの突起が同一方向を形成している積層状態の実施形態におけるウイックの平面図及び当該平面図におけるA-A方向を基準とする冷媒液導通柱の側断面図であるIt shows the arrangement relationship in the stacking of wicks, and is based on the plan view of the wicks and the AA direction in the plan view in the embodiment of the laminated state in which the protrusions of the wicks adjacent to each other in the stacking direction form the same direction. It is a side sectional view of the refrigerant liquid conduction column. 各ウイックの平面方向に沿った各突起の断面形状を示す実施形態の側断面図であって、(a)は、円形断面の場合を示し、(b)は、正方形断面の場合を示し、(c)は、長方形断面の場合を示し、(d)は、十文字形状断面の場合を示す。It is a side sectional view of the embodiment which shows the cross-sectional shape of each protrusion along the plane direction of each wick, (a) shows the case of a circular cross section, (b) shows the case of a square cross section, ( c) shows the case of a rectangular cross section, and (d) shows the case of a cross-shaped cross section. 基本構成(2)のヒートパイプの典型的な実施形態を示しており、(a)は、全体の構成の一部領域を正方形による両側の金属板の一方側の区画によって示す見取り図であり(但し、二枚の両側の金属板のうち、他方側の金属板を除外した状態を示す。)、(b)は、(a)のA-A方向に沿った一部領域における積層方向断面図であり、(c)は、(a)のB-B方向に沿った一部領域における積層方向断面図であり、(d)は、(a)のC-C方向に沿った一部領域における積層方向断面図である。A typical embodiment of the heat pipe of the basic configuration (2) is shown, and (a) is a sketch showing a part of the entire configuration by a section of a metal plate on both sides by a square (provided that it is a section). , A state in which the metal plate on the other side is excluded from the two metal plates on both sides.), (B) is a cross-sectional view in the stacking direction in a part of the region along the AA direction of (a). Yes, (c) is a cross-sectional view of the stacking direction in a partial region along the BB direction of (a), and (d) is a stacking in a partial region along the CC direction of (a). It is a direction sectional view. 冷媒液導通柱を配列している領域と冷媒蒸気導通空洞部のみによって形成されている領域との区分によるウイックの面方向に沿ったヒートパイプの全平面方向に沿った平面図であって、(a)は、ヒートパイプの長手方向の両側に、当該長手方向と直交する方向にて2列の冷媒液導通柱を配列している実施形態を示しており、(b)は、ヒートパイプの長手方向と直交する方向に1列の冷媒液導通柱を配列した実施形態を示す。It is a plan view along the entire plane direction of the heat pipe along the plane direction of the wick according to the division between the region where the refrigerant liquid conduction columns are arranged and the region formed only by the refrigerant steam conduction cavity portion. A) shows an embodiment in which two rows of refrigerant liquid conduction columns are arranged on both sides of the heat pipe in the longitudinal direction in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and (b) shows the longitudinal direction of the heat pipe. An embodiment in which a row of refrigerant liquid conduction columns are arranged in a direction orthogonal to the direction is shown. 一枚の金属板から二枚のウイックを製造する実施例1のプロセスを示す断面図であって、(a)は、金属板の裏面及び表面に各レジストを貼着するステップを示し、(b)、(c)、(d)は、エッチングの繰り返しによって、各レジストを貼着した部位以外の領域、及び各レジストの外側端及びその近傍の位置を順次除去することに基づいて貫通孔を形成するステップを示し、(e)は、各レジストを除去するステップを示す。It is sectional drawing which shows the process of Example 1 which manufactures two wicks from one metal plate, (a) shows the step of sticking each resist to the back surface and the front surface of a metal plate, (b). ), (C), and (d) form through holes based on the repeated etching to sequentially remove the region other than the portion to which each resist is attached, and the outer end of each resist and the position in the vicinity thereof. The steps to be performed are shown, and (e) shows the steps to remove each resist. 図4(b)の実施形態に立脚し、かつA-A方向を基準とした上で、ヒートパイプを製造するプロセスを示す側断面図であって、(a)は、以下の工程を示す側断面図である。 (1).少なくとも1個の冷媒液導通柱に冷媒液注入パイプを固着した状態にある複数個の冷媒液導通柱、ウイックと当接するための凸部を備えている両側の金属板、及び前記複数個の冷媒液導通柱の各冷媒液導通柱を囲んでいる各冷媒蒸気導通空洞部を囲む壁部、両側の各金属板の周囲をそれぞれ囲む各壁部の配置。 (2).複数個の冷媒液導通柱及び各冷媒液導通柱によって囲まれている冷媒蒸気導通空洞部を囲む壁部と両側の金属板をそれぞれ囲む各壁部とを固着すると共に、両側の金属板の凸部が両端部に位置しているウイックと当接することによって、ヒートパイプの形成。(b)は、以下の工程を示す側断面図である。 (1).前記(2)において形成されたヒートパイプのチャンバー内への挿入及び当該チャンバーに対する脱気、及び当該脱気に伴うヒートパイプにおける脱気。 (2).チャンバー内における冷媒液注入パイプに対するチャンバー外から挿入された注入針からの冷媒の注入。 (3).前記(2)の注入後、チャンバー内における冷媒液注入パイプの入口端部を封止材による封止。2A is a side sectional view showing a process of manufacturing a heat pipe based on the embodiment of FIG. 4B and with reference to the direction AA, and FIG. 4A is a side showing the following steps. It is a sectional view. (1). A plurality of refrigerant liquid conduction columns in which a refrigerant liquid injection pipe is fixed to at least one refrigerant liquid conduction column, metal plates on both sides having protrusions for contacting the wick, and the plurality of refrigerants. Arrangement of the wall part surrounding each refrigerant steam conduction cavity surrounding each refrigerant liquid conduction column of the liquid conduction column, and each wall part surrounding each metal plate on both sides. (2). The wall portion surrounding the refrigerant vapor conduction cavity surrounded by the plurality of refrigerant liquid conduction columns and each refrigerant liquid conduction column and the wall portions surrounding the metal plates on both sides are fixed, and the metal plates on both sides are convex. A heat pipe is formed by contacting the wicks located at both ends. (B) is a side sectional view showing the following steps. (1). Insertion of the heat pipe formed in (2) into the chamber, degassing of the chamber, and degassing of the heat pipe accompanying the degassing. (2). Injection of refrigerant from the injection needle inserted from outside the chamber to the refrigerant liquid injection pipe in the chamber. (3). After the injection of (2) above, the inlet end of the refrigerant liquid injection pipe in the chamber is sealed with a sealing material.

最初に、基本構成(1)の冷媒液導通柱1について説明する。
基本構成(1)は、発熱素子Hの発熱によって気化した冷媒蒸気を導通する冷媒蒸気導通空洞部10と隣接し、冷媒蒸気が液化した冷媒液を導通する貫通孔3の分布によって多孔質状態を形成している金属板によるウイック2を積層し、かつ冷媒液が積層方向に沿って毛細管現象によって貫通孔3を導通する冷媒液導通柱1である点において、特許文献2記載の冷媒液導通柱と共通している。
First, the refrigerant liquid conduction column 1 of the basic configuration (1) will be described.
The basic configuration (1) is adjacent to the refrigerant vapor conduction cavity 10 that conducts the refrigerant vapor vaporized by the heat generated by the heat generating element H, and the porous state is maintained by the distribution of the through holes 3 that conduct the refrigerant liquid liquefied by the refrigerant vapor. The refrigerant liquid conduction column described in Patent Document 2 is a refrigerant liquid conduction column 1 in which the wick 2 made of the formed metal plate is laminated and the refrigerant liquid conducts the through hole 3 along the stacking direction by a capillary phenomenon. Is common with.

しかしながら、基本構成(1)は、各貫通孔3を区分し、かつ各貫通孔3を囲んでいる各枠体21に当該ウイック2の面方向と交差する方向の突起22を突設し、当該突起22が積層方向にて隣接しているウイック2の各貫通孔3に嵌入するという構成において、特許文献2記載の場合と相違している。 However, in the basic configuration (1), each through hole 3 is divided, and a protrusion 22 in a direction intersecting the surface direction of the wick 2 is projected from each frame 21 surrounding each through hole 3. It is different from the case described in Patent Document 2 in that the protrusion 22 is fitted into each through hole 3 of the wick 2 adjacent to each other in the stacking direction.

このような構成によって、各貫通孔3を毛細管現象によって流動している冷媒液における積層方向と交差する方向の流動成分は、突起22と衝突することによって、各ウイック2に対する毛細管力を向上させ、冷却効果を十分助長することができる。 With such a configuration, the flow component in the direction intersecting the stacking direction in the refrigerant liquid flowing through each through hole 3 by the capillary phenomenon improves the capillary force for each wick 2 by colliding with the protrusion 22. The cooling effect can be sufficiently promoted.

突起22の突設に関する基本構成(1)においては、通常、図1(a)に示すように、各枠体21によって形成された貫通孔3の形状が矩形であって、前記突起22が枠体21を構成する辺の交差位置に形成され、かつ突起22が嵌入する位置が積層方向にて隣接するもう一方の枠体21の中心位置であることを特徴とする実施形態が採用されている。 In the basic configuration (1) relating to the protrusion of the protrusion 22, normally, as shown in FIG. 1A, the shape of the through hole 3 formed by each frame 21 is rectangular, and the protrusion 22 is a frame. An embodiment is adopted in which the projection 22 is formed at an intersecting position of the sides constituting the body 21 and the position where the protrusion 22 is fitted is the center position of the other frame 21 adjacent to each other in the stacking direction. ..

図1(a)は、後述する実施例の製造工程に立脚しているが、このような製造工程に基づき、前記実施形態においては、図1(b)に示すように、積層方向にて隣接し合う各ウイック2における突起22の突設方向が相向かい合う方向とする構成を得ることができる。 FIG. 1 (a) is based on the manufacturing process of the embodiment described later, but based on such a manufacturing process, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 1 (b), they are adjacent to each other in the stacking direction. It is possible to obtain a configuration in which the projecting directions of the protrusions 22 in each of the wicks 2 that meet each other are in opposite directions.

しかしながら、前記実施形態においては、図1(c)に示すように、積層方向にて隣接し合う各ウイック2における突起22の突設方向が同一方向であることを特徴とする構成も採用することができる。 However, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 1 (c), a configuration characterized in that the protrusions 22 of the wicks 2 adjacent to each other in the stacking direction are in the same direction is also adopted. Can be done.

図1(c)の構成は、図1(b)の構成において、枠体21の端部をウイック2の平面方向に沿って切断し、かつ突起22の相向かい合う方向を同一方向にアレンジすることによって実現することができる。 In the configuration of FIG. 1 (b), the end portion of the frame 21 is cut along the plane direction of the wick 2 and the facing directions of the protrusions 22 are arranged in the same direction. Can be realized by.

基本構成(1)における突起22のウイック2の平面方向に沿った形状は、様々な形状を採用することができるが、典型例としては、図2(a)に示すような円形、(b)に示すような正方形、(c)に示すような長方形、(d)に示すような十文字形を採用している。 Various shapes can be adopted for the shape of the protrusion 22 along the plane direction of the wick 2 in the basic configuration (1), but as a typical example, a circle as shown in FIG. 2A, (b). A square as shown in (c), a rectangle as shown in (c), and a cross shape as shown in (d) are adopted.

図1(b)及び図1(c)のウイック2の配列状態、及び図2(a)、(b)、(c)、(d)の形状による突起22の何れの場合においても、前記冷却効果の助長を十分実現することができる。 The cooling is performed in any of the arrangement states of the wicks 2 of FIGS. 1 (b) and 1 (c) and the protrusions 22 having the shapes of FIGS. 2 (a), (b), (c) and (d). It is possible to sufficiently realize the promotion of the effect.

図1(a)のように、正方形の貫通孔3を有するウイック2の実際の設計の寸法は、枠体21の厚みを、0.05mmで設計した場合、枠体21の幅は、0.1mmであり、貫通孔3の幅は、0.1mmであり、突起22の最大径は、0.1mmであり、突起22の厚みもまた0.05mmである。更に、枠体21の厚さを1/2として、0.025mmとした場合、枠体21の幅は、0.05mm、貫通孔3の幅は、0.05mm、突起22の最大径は、0.05mmとすることが出来る。更には、枠体21の厚さを約1/3として、0.015mmとした場合、枠体21の幅は、0.03mm、貫通孔3の幅は、0.03mm、突起22の最大径は、0.03mmとすることが出来る。 As shown in FIG. 1A, the actual design dimension of the wick 2 having the square through hole 3 is that when the thickness of the frame 21 is designed to be 0.05 mm, the width of the frame 21 is 0. It is 1 mm, the width of the through hole 3 is 0.1 mm, the maximum diameter of the protrusion 22 is 0.1 mm, and the thickness of the protrusion 22 is also 0.05 mm. Further, when the thickness of the frame body 21 is halved to 0.025 mm, the width of the frame body 21 is 0.05 mm, the width of the through hole 3 is 0.05 mm, and the maximum diameter of the protrusion 22 is It can be 0.05 mm. Further, when the thickness of the frame body 21 is set to about 1/3 and 0.015 mm, the width of the frame body 21 is 0.03 mm, the width of the through hole 3 is 0.03 mm, and the maximum diameter of the protrusion 22. Can be 0.03 mm.

このような設計を前提とした上で、最終的な冷却効果を基準とした場合には、突起22を採用した場合には、突起22を採用していない場合に比し、ウイック2の平面方向幅及び、当該平面方向と直交状態にある側断面方向幅を1/3に縮小することができ、その結果、毛細管力を更に高めることが出来る。 On the premise of such a design, when the final cooling effect is used as a reference, when the protrusion 22 is adopted, the plane direction of the wick 2 is compared with the case where the protrusion 22 is not adopted. The width and the width in the side cross-sectional direction orthogonal to the plane direction can be reduced to 1/3, and as a result, the capillary force can be further increased.

次に、基本構成(2)のヒートパイプについて説明する。 Next, the heat pipe of the basic configuration (2) will be described.

基本構成(2)においては、図3(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、複数本の基本構成(1)の冷媒液導通柱1の周囲を、冷媒蒸気導通空洞部10が囲んだ状態にあり、かつ複数本の冷媒液導通柱1の両端が二枚の両側の金属板4に当接する一方、冷媒蒸気導通空洞部10は、隣接している冷媒液導通柱1におけるウイック2と接続している一枚又は複数枚のウイック2を介して前記両側の金属板4に当接している。 In the basic configuration (2), as shown in FIGS. 3 (a), (b), (c), and (d), the refrigerant vapor is formed around the plurality of refrigerant liquid conduction columns 1 of the basic configuration (1). The conduction cavity 10 is surrounded, and both ends of the plurality of refrigerant liquid conduction columns 1 are in contact with the two metal plates 4 on both sides, while the refrigerant steam conduction cavity 10 is adjacent to the refrigerant liquid. It is in contact with the metal plates 4 on both sides of the conduction column 1 via one or a plurality of wicks 2 connected to the wick 2.

上記接続の下に、基本構成(2)のヒートパイプにおいては、前記両側の金属板4の一方側に一個又は複数個の発熱素子Hの配置が予定されている。 Under the above connection, in the heat pipe of the basic configuration (2), one or a plurality of heat generating elements H are planned to be arranged on one side of the metal plates 4 on both sides.

前記基本構成(2)において、冷媒蒸気導通空洞部10が一枚又は複数枚のウイック2を介して両側の金属板4と接続しているのは、当該ウイック2を介した連通によって、冷媒液の冷媒液導通柱1に対する注入及び冷媒液導通柱1からの抽出を実現することにある。 In the basic configuration (2), the refrigerant steam conduction cavity 10 is connected to the metal plates 4 on both sides via one or a plurality of wicks 2 because of the communication through the wicks 2 to connect the refrigerant liquid. The purpose is to realize injection into the refrigerant liquid conduction column 1 and extraction from the refrigerant liquid conduction column 1.

具体的には、発熱素子Hが配置されている金属板4に当接しているウイック2の場合には、冷媒液を保持すると共に、当該発熱によって、冷媒液を順次冷媒蒸気導通空洞部10に蒸発しており、発熱素子Hが配置されていない金属板4に当接しているウイック2の場合には、冷却によって液化した冷媒液を保持し、かつ当該冷媒液を毛細管現象によって、冷媒液導通柱1側に伝達している。 Specifically, in the case of the wick 2 in contact with the metal plate 4 on which the heat generating element H is arranged, the refrigerant liquid is held, and the refrigerant liquid is sequentially supplied to the refrigerant steam conduction cavity 10 by the heat generation. In the case of the wick 2 which is evaporating and is in contact with the metal plate 4 on which the heat generating element H is not arranged, the refrigerant liquid liquefied by cooling is retained, and the refrigerant liquid is conducted by the capillary phenomenon. It is transmitted to the pillar 1 side.

基本構成(2)のヒートパイプにおいては、基本構成(1)の冷媒液導通柱1を採用することによって、発熱素子Hによる発熱を効率的に冷却することができる。 In the heat pipe of the basic configuration (2), by adopting the refrigerant liquid conduction column 1 of the basic configuration (1), the heat generated by the heat generating element H can be efficiently cooled.

図3(a)においては、正方形による両側の金属板4の一方側の区画上に、4個の冷媒液導通柱1が一列に配列され、かつこのような一列が更に3列の平行状態に配列された状態を示すが、当該正方形による金属板4の区画は、ウイック2の平面方向に沿ったヒートパイプの全領域を示す訳ではなく、当該平面方向に沿ったウイック2の全平面方向の領域は、図4(a)、(b)の平面図に示す通りである。
因みに、図4(a)、(b)においては、ヒートパイプの全周囲を壁部7によって囲んだ状態が示されているが、図3(a)においては、当該壁部7の図示は省略されている。
In FIG. 3A, four refrigerant liquid conduction columns 1 are arranged in a row on one side of the metal plates 4 on both sides by a square, and such a row is further arranged in a parallel state of three rows. Although the arranged state is shown, the section of the metal plate 4 by the square does not show the entire area of the heat pipe along the plane direction of the wick 2, but the whole plane direction of the wick 2 along the plane direction. The area is as shown in the plan view of FIGS. 4A and 4B.
Incidentally, in FIGS. 4 (a) and 4 (b), a state in which the entire circumference of the heat pipe is surrounded by the wall portion 7 is shown, but in FIG. 3 (a), the illustration of the wall portion 7 is omitted. Has been done.

具体的に説明するに、図3(a)に示す4個のウイック2を一列に配列した状態は、図4(a)、(b)のハッチングによる左右方向(横方向)の細長ラインの一部領域に該当しており、当該ハッチング領域においては、図3(a)の個別の冷媒液導通柱1の各領域の図示を省略している。 Specifically, the state in which the four wicks 2 shown in FIG. 3 (a) are arranged in a row is one of the elongated lines in the left-right direction (horizontal direction) due to the hatching in FIGS. 4 (a) and 4 (b). It corresponds to a partial region, and in the hatched region, the illustration of each region of the individual refrigerant liquid conduction column 1 in FIG. 3A is omitted.

図3(a)において、冷媒蒸気の流路を形成している冷媒蒸気導通空洞部10は、図4(a)、(b)においては、冷媒液導通柱1が左右方向に一列に配列されているハッチング領域によって挟まれた細長状の白色部分によって図示されている。 In FIG. 3A, the refrigerant vapor conduction cavities 10 forming the flow path of the refrigerant vapor are arranged in a row in the left-right direction in FIGS. 4A and 4B. It is illustrated by an elongated white portion sandwiched by the hatched regions.

図4(a)、(b)においては、左右方向の両側端部において、上下方向に沿ったウイック2が図4(a)に示すように2列で配列している実施形態及び、図4(b)に示すように1列で配列している実施形態を示すが、このような上下方向における配列領域の一方側においては、冷媒液注入パイプ24を包摂しており、上下方向における細長状の白色領域もまた、冷媒蒸気導通空洞部10を示す。
尚、冷媒液注入パイプ24を配設する位置は、前記一方側の位置に限定される訳ではない。
In FIGS. 4A and 4B, the wicks 2 along the vertical direction are arranged in two rows as shown in FIG. 4A at both end portions in the left-right direction, and FIG. 4; As shown in (b), an embodiment in which the arrays are arranged in a single row is shown, but one side of the arrangement region in the vertical direction includes the refrigerant liquid injection pipe 24, and is elongated in the vertical direction. The white region of is also shown by the refrigerant steam conduction cavity 10.
The position where the refrigerant liquid injection pipe 24 is arranged is not limited to the position on one side thereof.

図4(a)、(b)における正方形の斑点領域は、発熱素子Hが一個配置された状態を示すが、当該発熱素子Hは、複数個配置される場合も生じ得る。 The square spot region in FIGS. 4A and 4B shows a state in which one heat generating element H is arranged, but a plurality of the heat generating elements H may be arranged.

基本構成(2)のヒートパイプにおいて、毛細管現象によって冷媒液導通柱1を冷媒液が流動する一方、発熱量の大きい素子の場合には、発熱素子Hの発熱によって冷媒蒸気温度が高温となり,更には素子を半田付け等で接着した際260℃に達した場合には、水蒸気圧は4Mパスカル以上に上昇することを原因として、両側の金属板4を圧迫することによって、冷媒液導通柱1及び冷媒蒸気導通空洞部10の端部におけるウイック2と両側の金属板4とが離脱するというアクシデントが生ずる場合がある。 In the heat pipe of the basic configuration (2), the refrigerant liquid flows through the refrigerant liquid conduction column 1 due to the capillary phenomenon, while in the case of an element having a large calorific value, the heat generated by the heat generating element H causes the refrigerant steam temperature to become high, and further. When the temperature reaches 260 ° C. when the elements are bonded by soldering or the like, the water vapor pressure rises to 4 M pascal or more, and by pressing the metal plates 4 on both sides, the refrigerant liquid conduction column 1 and An accident may occur in which the wick 2 at the end of the refrigerant steam conduction cavity 10 and the metal plates 4 on both sides are separated from each other.

このような場合、両側の金属板4の間に、複数本のウイック2との離脱を防止するためのピラー5を架設していることを特徴とする実施形態を採用した場合には、上記アクシデントを防止することができる。 In such a case, when the embodiment characterized in that pillars 5 for preventing separation from the plurality of wicks 2 are erected between the metal plates 4 on both sides, the above-mentioned accident occurs. Can be prevented.

上記実施形態においては、通常、図3(a)、(b)、(d)に示すように、ピラー5が冷媒液導通柱1を形成するウイック2の面方向端部又はその近傍、及び面方向の中心位置に架設されているような設計が採用されている。 In the above embodiment, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3D, the pillar 5 forms the refrigerant liquid conduction column 1 at or near the surface direction end portion of the wick 2, and the surface thereof. The design is adopted so that it is erected at the center position in the direction.

上記設計の場合には、各冷媒液導通柱1の両側端部におけるウイック2と両側の金属板4との離脱をピラー5との結合によって、十分防止することができる。尚、ピラー5のサイズ、個数及び配置場所は、素子の発熱量に応じて、任意に設計し、かつ選択することが出来る。 In the case of the above design, the detachment of the wick 2 and the metal plates 4 on both sides at both end portions of each refrigerant liquid conduction column 1 can be sufficiently prevented by the coupling with the pillar 5. The size, number, and placement location of the pillars 5 can be arbitrarily designed and selected according to the amount of heat generated by the element.

基本構成(2)のヒートパイプにおいては、図3(b)、(c)、(d)に示すように、両側の金属板4の内側に、複数個の凸部41を突設し、当該凸部41が冷媒液導通柱1及び冷媒蒸気導通空洞部10の両端におけるウイック2と当接していることを特徴とする実施形態を採用する場合が多い。 In the heat pipe of the basic configuration (2), as shown in FIGS. 3 (b), (c), and (d), a plurality of convex portions 41 are projected from the inside of the metal plates 4 on both sides. In many cases, an embodiment is adopted in which the convex portion 41 is in contact with the wicks 2 at both ends of the refrigerant liquid conduction column 1 and the refrigerant vapor conduction cavity 10.

上記実施形態においては、金属板4の凸部41の間に形成された凹部42に対し、冷媒液導通柱1及び冷媒蒸気導通空洞部10の両端及びその近傍におけるウイック2にて形成されている冷媒液注入パイプ24を介して順次浸潤した冷媒液を貯留することによって、両端におけるウイック2の冷媒液の保持機能を助長することができる。 In the above embodiment, the recess 42 formed between the convex portions 41 of the metal plate 4 is formed by the wick 2 at both ends of the refrigerant liquid conduction column 1 and the refrigerant steam conduction cavity 10 and in the vicinity thereof. By storing the refrigerant liquid sequentially infiltrated through the refrigerant liquid injection pipe 24, the function of holding the refrigerant liquid of the wick 2 at both ends can be promoted.

冷媒液導通柱1を一列に配列する状態は、実際には、図4(a)、(b)の左右方向のハッチング方向に沿って、最初に、冷媒液導通柱1が区分されずに一列の長手方向の積層状態を作出した上で、ウイック2を形成する金属板の全てを除去せずに、その一部を残存させている。 The state in which the refrigerant liquid conducting columns 1 are arranged in a row is actually a state in which the refrigerant liquid conducting columns 1 are not classified and are arranged in a row along the hatching directions in the left-right directions of FIGS. 4 (a) and 4 (b). After creating a laminated state in the longitudinal direction of the wick 2, all of the metal plates forming the wick 2 are not removed, but a part thereof remains.

その結果、実際の基本構成(2)のヒートパイプにおいては、図3(a)、(c)に示すように、ウイック2の面方向にて隣接し合う冷媒液導通柱1同士が、積層するウイック2の少なくとも一部から延設されている金属板23を介して接合していることを特徴とする実施形態を採用する場合が多い。 As a result, in the heat pipe of the actual basic configuration (2), as shown in FIGS. 3A and 3C, the refrigerant liquid conduction columns 1 adjacent to each other in the plane direction of the wick 2 are laminated. In many cases, an embodiment characterized in that the wick 2 is joined via a metal plate 23 extending from at least a part thereof is adopted.

上記実施形態の場合には、ウイック2の平面方向にて隣接し合う冷媒液導通柱1が前記金属板23を介して相互に接続され、各冷媒液導通柱1は安定した状態にて両側の金属板4と接続することが可能となる。
尚、図3(a)、(c)においては金属板23は、図4(a)、(b)において長手方向を形成している方向にて冷媒液導通柱1と接続されているが、当該長手方向と直交する方向にて隣り合う冷媒液導通柱1を接続することも可能である。
In the case of the above embodiment, the refrigerant liquid conduction columns 1 adjacent to each other in the plane direction of the wick 2 are connected to each other via the metal plate 23, and each refrigerant liquid conduction column 1 is stable on both sides. It becomes possible to connect to the metal plate 4.
In FIGS. 3 (a) and 3 (c), the metal plate 23 is connected to the refrigerant liquid conducting column 1 in the direction forming the longitudinal direction in FIGS. 4 (a) and 4 (b). It is also possible to connect adjacent refrigerant liquid conduction columns 1 in a direction orthogonal to the longitudinal direction.

図3(a)の正方形状の各冷媒液導通柱1の実際の設計段階におけるウイック2の平面方向の幅は、3.0mmであり、ウイック2との離脱を防止するためのピラー5のウイック2の平面方向の幅は、0.6mmであり、ウイック2の平面方向にて隣接し合う冷媒液導通柱1を接合する金属板23の長さは、1~3mm程度であり、長手方向への熱拡散を優先する場合は、0mmの場合も採用し得る。
一列に配列されている冷媒液導通柱1によって囲まれている冷媒蒸気導通空洞部10の幅は、1~3mm程度である。
The width of the wick 2 in the plane direction in the actual design stage of each of the square-shaped refrigerant liquid conduction columns 1 in FIG. 3A is 3.0 mm, and the wick of the pillar 5 for preventing the wick 2 from being separated from the wick 2. The width of 2 in the plane direction is 0.6 mm, and the length of the metal plate 23 for joining the adjoining refrigerant liquid conduction columns 1 in the plane direction of the wick 2 is about 1 to 3 mm in the longitudinal direction. If the heat diffusion of the above is prioritized, the case of 0 mm can also be adopted.
The width of the refrigerant vapor conduction cavity 10 surrounded by the refrigerant liquid conduction columns 1 arranged in a row is about 1 to 3 mm.

図3(a)、(b)、(d)に示す各ウイック2の積層数は、通常2~40である場合が多く、しかも各ウイック2の厚みは0.025~0.25mm程度とする場合が多く、図3(a)、(b)、(c)、(d)に示す金属板4の厚みは、0.1~0.8mm程度に設定する場合が多い。 The number of laminated wicks 2 shown in FIGS. 3A, 3B, and 3D is usually 2 to 40, and the thickness of each wick 2 is about 0.025 to 0.25 mm. In many cases, the thickness of the metal plate 4 shown in FIGS. 3 (a), (b), (c), and (d) is often set to about 0.1 to 0.8 mm.

基本構成(1)、(2)のウイック2及び両側の金属板4、更にはウイック2の面方向に隣接し合う冷媒液導通柱1を接続する金属板23は、何れも熱伝導の良好な金属が採用されており、典型例としては銅及び銅合金が採用されており、次善の材料としてはアルミニウムやステンレスが採用されている。 The wicks 2 and the metal plates 4 on both sides of the basic configurations (1) and (2), and the metal plates 23 connecting the refrigerant liquid conduction columns 1 adjacent to each other in the surface direction of the wick 2 all have good heat conduction. Metals are used, copper and copper alloys are typically used, and aluminum and stainless steel are the next best materials.

以下、実施例に即して説明する。 Hereinafter, the description will be given according to an embodiment.

実施例1においては、図1(a)に示す冷媒液導通柱1における積層状態を実現するために、図5に示すように、以下のステップによって、一枚の金属板23から二枚のウイック2を製造している。
1 金属板の表面において、各貫通孔3を区分する枠体21を形成することを予定している領域に対する格子状の枠体形成用レジスト61の貼着、並びに当該表面に対応する裏面の一部領域に突起22の形成を予定している領域に対する孤立したスポット状の突起形成用レジスト62の貼着、及び当該金属板の裏面において、各貫通孔3を区分する枠体21を形成することを予定している領域に対する格子状の枠体形成用レジスト61の貼着、並びに当該裏面に対応する表面の一部領域に突起22の形成を予定している領域に対する孤立したスポット状の突起形成用レジスト62の貼着(図5(a))。
2 エッチングの繰り返しによって、格子状の枠体形成用レジスト61及びスポット状の突起形成用レジスト62以外の領域、及び前記各レジスト61、62によって被覆された領域のうち、前記各レジスト61、62の外側端及びその近傍を順次除去することに基づく貫通孔3の形成(図5(b)、(c)、(d))。
3 前記金属板の表面及び裏面における前記各レジスト61、62の除去(図5(e))。
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, in order to realize the laminated state in the refrigerant liquid conduction column 1 shown in FIG. 1 (a), two wicks from one metal plate 23 are performed by the following steps. 2 is manufactured.
1 On the surface of the metal plate, the lattice-shaped frame-forming resist 61 is attached to the region where the frame 21 for dividing each through hole 3 is planned to be formed, and one of the back surfaces corresponding to the front surface. Attaching an isolated spot-shaped protrusion-forming resist 62 to a region where protrusions 22 are planned to be formed in a partial region, and forming a frame 21 for dividing each through hole 3 on the back surface of the metal plate. The resist 61 for forming a grid-like frame is attached to the planned region, and the isolated spot-shaped protrusions are formed on the region where the protrusions 22 are planned to be formed in a part of the surface corresponding to the back surface. Attaching of the resist 62 (FIG. 5A).
2 Of the regions other than the lattice-shaped frame-forming resist 61 and the spot-shaped protrusion-forming resist 62, and the regions covered by the resists 61 and 62, the resists 61 and 62 are repeatedly etched. Formation of a through hole 3 based on sequentially removing the outer end and its vicinity (FIGS. 5 (b), (c), (d)).
3 Removal of the resists 61 and 62 on the front surface and the back surface of the metal plate (FIG. 5 (e)).

前記実施例1においては、エッチングの採用によって、一枚の金属板から二枚のウイック2を効率的に製造することができる。 In the first embodiment, by adopting etching, two wicks 2 can be efficiently manufactured from one metal plate.

実施例2においては、図4(b)の実施形態に立脚し、かつA-A方向を基準とした上で、以下のステップによって、ヒートパイプ内に冷媒液の注入を完了している。
1(1).少なくとも1個の冷媒液導通柱1に冷媒液注入パイプ24を固着した状態にある複数個の冷媒液導通柱1、ウイック2と当接するための凸部41を備えている両側の金属板4、及び前記複数個の冷媒液導通柱1の各冷媒液導通柱1を囲んでいる各冷媒蒸気導通空洞部10を囲む壁部7、両側の各金属板4の周囲をそれぞれ囲む各壁部7の配置、
(2).複数個の冷媒液導通柱1及び各冷媒液導通柱1によって囲まれている冷媒蒸気導通空洞部10を囲む壁部7と両側の金属板4をそれぞれ囲む各壁部7とを固着すると共に、両側の金属板4の凸部41が両端部に位置しているウイック2と当接することによって、ヒートパイプの形成(以上、図6(a))、
2(1).前記(2)において形成されたヒートパイプのチャンバー8内への挿入及び当該チャンバー8に対する脱気、及び当該脱気に伴うヒートパイプにおける脱気、
(2).チャンバー8内における冷媒液注入パイプ24に対するチャンバー8外から挿入された注入針からの冷媒の注入、
(3).前記(2)の注入後、チャンバー8内における冷媒液注入パイプ24の入口端部を封止材による封止(以上、図6(b))。
In the second embodiment, the injection of the refrigerant liquid into the heat pipe is completed by the following steps based on the embodiment of FIG. 4B and with reference to the direction AA.
1 (1). A plurality of refrigerant liquid conduction columns 1 in which the refrigerant liquid injection pipe 24 is fixed to at least one refrigerant liquid conduction column 1, and metal plates 4 on both sides provided with convex portions 41 for contacting the wick 2. And the wall 7 surrounding each refrigerant steam conduction cavity 10 surrounding each of the refrigerant liquid conduction columns 1 of the plurality of refrigerant liquid conduction columns 1, and each wall portion 7 surrounding each of the metal plates 4 on both sides. Placement,
(2). The wall portion 7 surrounding the refrigerant vapor conduction cavity 10 surrounded by the plurality of refrigerant liquid conduction columns 1 and each refrigerant liquid conduction column 1 and the wall portions 7 surrounding the metal plates 4 on both sides are fixed to each other. By abutting the convex portions 41 of the metal plates 4 on both sides with the wicks 2 located at both ends, a heat pipe is formed (above, FIG. 6A).
2 (1). Insertion of the heat pipe formed in (2) into the chamber 8, degassing of the chamber 8, and degassing of the heat pipe accompanying the degassing.
(2). Injection of refrigerant into the refrigerant liquid injection pipe 24 in the chamber 8 from an injection needle inserted from outside the chamber 8.
(3). After the injection of (2), the inlet end of the refrigerant liquid injection pipe 24 in the chamber 8 is sealed with a sealing material (above, FIG. 6B).

上記各ステップに立脚している実施例2においては、図6(a)に示すプロセスによって、効率的にヒートパイプの全体構成を確保した上で、図6(b)に示すように、真空状態にあるヒートパイプに対し、大気圧との圧力差を利用して速やかかつ容易にヒートパイプ内に冷媒液を一定量正確に注入することを実現しており、当該注入の実現後、ヒートパイプをチャンバー8から取り出している。
尚、チャンバー8の脱気においては、10~50パスカル程度の減圧が行われている。
In the second embodiment based on each of the above steps, the overall configuration of the heat pipe is efficiently secured by the process shown in FIG. 6 (a), and then the vacuum state is shown in FIG. 6 (b). It is possible to quickly and easily inject a certain amount of refrigerant liquid into the heat pipe quickly and easily by using the pressure difference from the atmospheric pressure to the heat pipe in the above. It is taken out from the chamber 8.
In the degassing of the chamber 8, decompression of about 10 to 50 pascals is performed.

基本構成(1)の冷媒液導通柱に立脚している基本構成(2)のヒートパイプにおいては、効率的かつ速やかな冷媒液の冷却を実現しており、発熱素子による放熱に対する冷却装置の分野における利用範囲は絶大である。 The heat pipe of the basic configuration (2), which is based on the refrigerant liquid conduction column of the basic configuration (1), realizes efficient and rapid cooling of the refrigerant liquid, and is a field of a cooling device for heat dissipation by a heat generating element. The range of use in is enormous.

1 冷媒液導通柱
10 冷媒蒸気導通空洞部
2 ウイック
21 枠体
22 枠体における突起
23 ウイック同士を接続する金属板
24 冷媒液注入パイプ
3 貫通孔
4 両側の金属板
41 金属板における凸部
42 凸部41によって挟まれた凹部
5 ピラー
61 枠体形成用レジスト
62 突起形成用レジスト
7 壁部
8 チャンバー
H 発熱素子
1 Refrigerant liquid conduction pillar 10 Refrigerant steam conduction cavity 2 Wick 21 Frame 22 Projection in frame 23 Metal plate connecting wicks 24 Refrigerant liquid injection pipe 3 Through hole 4 Metal plate on both sides 41 Convex part 42 in metal plate Recessed portion sandwiched between portions 41 Pillar 61 Frame forming resist 62 Protrusion forming resist 7 Wall 8 Chamber H Heat generating element

Claims (13)

発熱素子の発熱によって気化した冷媒蒸気を導通する冷媒蒸気導通空洞部と隣接し、冷媒蒸気が液化した冷媒液を導通する貫通孔の分布によって多孔質状態を形成している金属板によるウイックを積層し、かつ冷媒液が積層方向に沿って毛細管現象によって貫通孔を導通する冷媒液導通柱において、各貫通孔を区分し、かつ各貫通孔を囲んでいる各枠体に当該ウイックの面方向と交差する方向の突起を突設し、当該突起が積層方向にて隣接しているウイックの各貫通孔に嵌入している冷媒液導通柱。 A wick made of a metal plate that is adjacent to the refrigerant vapor conduction cavity that conducts the refrigerant vapor vaporized by the heat generated by the heating element and forms a porous state by the distribution of through holes that conduct the liquefied refrigerant liquid is laminated. In addition, in the refrigerant liquid conduction column in which the refrigerant liquid conducts through holes by the capillary phenomenon along the stacking direction, each through hole is divided, and each frame surrounding each through hole is connected to the surface direction of the wick. A refrigerant liquid conduction column in which protrusions in the intersecting directions are projected and the protrusions are fitted into the through holes of the wicks adjacent to each other in the stacking direction. 各枠体によって形成された貫通孔の形状が矩形であって、前記突起が枠体を構成する辺の交差位置に形成され、かつ突起が嵌入する位置が積層方向にて隣接する貫通孔の中心位置であることを特徴とする請求項1記載の冷媒液導通柱。 The shape of the through hole formed by each frame is rectangular, the protrusion is formed at the intersection of the sides constituting the frame, and the position where the protrusion is fitted is the center of the through hole adjacent to each other in the stacking direction. The refrigerant liquid conduction column according to claim 1, wherein the position is a position. 積層方向にて隣接し合う各ウイックにおける突起の突設方向が相向かい合う方向であることを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載の冷媒液導通柱。 The refrigerant liquid conduction column according to any one of claims 1 and 2, wherein the projection directions of the protrusions in the wicks adjacent to each other in the stacking direction are opposite to each other. 積層方向にて隣接し合う各ウイックにおける突起の突設方向が同一方向であることを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載の冷媒液導通柱。 The refrigerant liquid conduction column according to any one of claims 1 and 2, wherein the projection directions of the protrusions in the wicks adjacent to each other in the stacking direction are the same direction. 前記突起のウイックの面方向に沿った断面形状が矩形、円形、十文字形の何れかであることを特徴とする請求項1、2、3、4の何れか一項に記載の冷媒液導通柱。 The refrigerant liquid conduction column according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, wherein the cross-sectional shape of the protrusion along the surface direction of the wick is rectangular, circular, or cross-shaped. .. 以下のステップによって、一枚の金属板から二枚のウイックを製造している請求項1記載の冷媒液導通柱。
1 金属板の表面において、各貫通孔を区分する枠体を形成することを予定している領域に対する格子状の枠体形成用レジストの貼着、並びに当該表面に対応する裏面の一部領域に突起の形成を予定している領域に対する孤立したスポット状の突起形成用レジストの貼着、及び当該金属板の裏面において、各貫通孔を区分する枠体を形成することを予定している領域に対する格子状の枠体形成用レジストの貼着、並びに当該裏面に対応する表面の一部領域に突起の形成を予定している領域に対する孤立したスポット状の突起形成用レジストの貼着。
2 エッチングの繰り返しによって、格子状の枠体形成用レジスト及びスポット状の突起形成用レジスト以外の領域、及び前記各レジストによって被覆された領域のうち、前記各レジストの外側端及びその近傍を順次除去することに基づく貫通孔の形成。
3 前記金属板の表面及び裏面における前記各レジストの除去。
The refrigerant liquid conduction column according to claim 1, wherein two wicks are manufactured from one metal plate by the following steps.
1 On the surface of the metal plate, the resist for forming a grid-like frame is attached to the area where the frame for dividing each through hole is planned to be formed, and the part of the back surface corresponding to the front surface is covered. Attaching an isolated spot-shaped resist for forming protrusions to a region where protrusions are planned to be formed, and to a region where a frame body for dividing each through hole is planned to be formed on the back surface of the metal plate. Adhesion of a lattice-shaped frame-forming resist, and attachment of an isolated spot-shaped protrusion-forming resist to a region where protrusions are planned to be formed in a part of the surface corresponding to the back surface.
2 By repeating etching, the outer end of each resist and its vicinity are sequentially removed from the regions other than the lattice-shaped frame-forming resist and the spot-shaped protrusion-forming resist, and the region covered by each of the resists. Formation of through holes based on the resist.
3 Removal of each resist on the front and back surfaces of the metal plate.
複数本の請求項1記載の冷媒液導通柱の周囲を、冷媒蒸気導通空洞部が囲んだ状態にあり、かつ複数本の冷媒液導通柱の両端が二枚の両側の金属板に当接する一方、冷媒蒸気導通空洞部は、隣接している冷媒液導通柱におけるウイックと接続している一枚又は複数枚のウイックを介して前記両側の金属板に当接させた上で、冷媒液導通柱及び冷媒蒸気導通空洞部の周囲を壁部によって囲んだ状態とすると共に、前記両側の金属板の一方側に一個又は複数個の発熱素子の配置が予定されているヒートパイプ。 A plurality of refrigerant liquid conduction columns according to claim 1 are surrounded by a refrigerant vapor conduction cavity, and both ends of the plurality of refrigerant liquid conduction columns are in contact with two metal plates on both sides. , The refrigerant vapor conduction cavity is brought into contact with the metal plates on both sides via one or a plurality of wicks connected to the wicks in the adjacent refrigerant liquid conduction columns, and then the refrigerant liquid conduction columns. A heat pipe in which the refrigerant vapor conduction cavity is surrounded by a wall and one or a plurality of heat generating elements are planned to be arranged on one side of the metal plates on both sides. 両側の金属板の間に、複数本のウイックとの離脱を防止するためのピラーを架設していることを特徴とする請求項7記載のヒートパイプ。 The heat pipe according to claim 7, wherein pillars are erected between the metal plates on both sides to prevent disconnection from the plurality of wicks. 前記ピラーが冷媒液導通柱を形成するウイックの面方向端部又はその近傍、及び面方向の中心位置に架設されていることを特徴とする請求項8記載のヒートパイプ。 The heat pipe according to claim 8, wherein the pillar is installed at or near the surface direction end portion of the wick forming the refrigerant liquid conduction column and at the center position in the surface direction. 両側の金属板の内側に、複数個の凸部を突設し、当該凸部が冷媒液導通柱及び冷媒蒸気導通空洞部の両端におけるウイックに当接していることを特徴とする請求項7、8、9の何れか一項に記載のヒートパイプ。 7. The heat pipe according to any one of 8 and 9. ウイックの面方向にて隣接し合う冷媒液導通柱同士が、積層するウイックの少なくとも一部から延設されている金属板を介して接合し合っていることを特徴とする請求項7、8、9、10の何れか一項に記載のヒートパイプ。 Claims 7 and 8, wherein the refrigerant liquid conduction columns adjacent to each other in the plane direction of the wick are joined to each other via a metal plate extending from at least a part of the wick to be laminated. The heat pipe according to any one of 9 and 10. 複数個の冷媒液導通柱におけるウイックの面方向の形状が矩形状又は円形状の何れかであることを特徴とする請求項7、8、9、10、11の何れか一項に記載のヒートパイプ。 The heat according to any one of claims 7, 8, 9, 10 and 11, wherein the shape of the wick in the surface direction of the plurality of refrigerant liquid conducting columns is either rectangular or circular. pipe. 以下のステップによって、冷媒液の注入が完了している請求項7記載のヒートパイプ。
1(1).少なくとも1個の冷媒液導通柱に冷媒液注入パイプを固着した状態にある複数個の冷媒液導通柱、ウイックと当接するための凸部を備えている両側の金属板、及び前記複数個の冷媒液導通柱の各冷媒液導通柱を囲んでいる各冷媒蒸気導通空洞部を囲む壁部、両側の各金属板の周囲をそれぞれ囲む各壁部の配置、
(2).複数個の冷媒液導通柱及び各冷媒液導通柱によって囲まれている冷媒蒸気導通空洞部を囲む壁部と両側の金属板をそれぞれ囲む各壁部とを固着すると共に、両側の金属板の凸部が両端部に位置しているウイックと当接することによって、ヒートパイプの形成、
2(1).前記(2)において形成されたヒートパイプのチャンバー内への挿入及び当該チャンバーに対する脱気、及び当該脱気に伴うヒートパイプにおける脱気、
(2).チャンバー内における冷媒液注入パイプに対するチャンバー外から挿入された注入針からの冷媒の注入、
(3).前記(2)の注入後、チャンバー内における冷媒液注入パイプの入口端部を封止材による封止。
The heat pipe according to claim 7, wherein the injection of the refrigerant liquid is completed by the following steps.
1 (1). A plurality of refrigerant liquid conduction columns in which a refrigerant liquid injection pipe is fixed to at least one refrigerant liquid conduction column, metal plates on both sides having protrusions for contacting the wick, and the plurality of refrigerants. Each refrigerant of the liquid conduction column The wall portion surrounding each refrigerant steam conduction cavity surrounding the liquid conduction column, and the arrangement of each wall portion surrounding each metal plate on both sides, respectively.
(2). The wall portion surrounding the refrigerant vapor conduction cavity surrounded by the plurality of refrigerant liquid conduction columns and each refrigerant liquid conduction column and the wall portions surrounding the metal plates on both sides are fixed, and the metal plates on both sides are convex. By contacting the wicks located at both ends, the heat pipe is formed.
2 (1). Insertion of the heat pipe formed in (2) into the chamber, degassing of the chamber, and degassing of the heat pipe accompanying the degassing.
(2). Injection of refrigerant from the injection needle inserted from outside the chamber to the refrigerant liquid injection pipe in the chamber,
(3). After the injection of (2) above, the inlet end of the refrigerant liquid injection pipe in the chamber is sealed with a sealing material.
JP2020017536A 2020-02-05 2020-02-05 A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column Active JP7041445B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020017536A JP7041445B2 (en) 2020-02-05 2020-02-05 A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020017536A JP7041445B2 (en) 2020-02-05 2020-02-05 A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021124237A JP2021124237A (en) 2021-08-30
JP7041445B2 true JP7041445B2 (en) 2022-03-24

Family

ID=77460006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020017536A Active JP7041445B2 (en) 2020-02-05 2020-02-05 A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7041445B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024075631A1 (en) * 2022-10-06 2024-04-11 株式会社村田製作所 Thermal diffusion device and electronic apparatus
JP7308379B1 (en) 2022-10-07 2023-07-14 健治 大沢 Refrigerant liquid injection and sealing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026833A1 (en) 2005-09-01 2007-03-08 Fuchigami Micro Co., Ltd. Heat pipe and method of manufacturing the same
US20090321053A1 (en) 2008-06-05 2009-12-31 Battelle Memorial Institute Enhanced Two Phase Flow in Heat Transfer Systems
US20110048341A1 (en) 2009-09-03 2011-03-03 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Vapor chamber and method for manufacturing the same
JP2013257129A (en) 2012-05-14 2013-12-26 Fujitsu Ltd Cooling device
JP2016142416A (en) 2015-01-29 2016-08-08 富士通株式会社 Loop heat pipe and process of manufacture of loop heat pipe
CN112254558A (en) 2020-09-11 2021-01-22 深圳市银宝山新科技股份有限公司 Three-dimensional laminated heat pipe and preparation method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4557055B2 (en) * 2008-06-25 2010-10-06 ソニー株式会社 Heat transport device and electronic equipment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026833A1 (en) 2005-09-01 2007-03-08 Fuchigami Micro Co., Ltd. Heat pipe and method of manufacturing the same
US20090321053A1 (en) 2008-06-05 2009-12-31 Battelle Memorial Institute Enhanced Two Phase Flow in Heat Transfer Systems
US20110048341A1 (en) 2009-09-03 2011-03-03 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Vapor chamber and method for manufacturing the same
JP2013257129A (en) 2012-05-14 2013-12-26 Fujitsu Ltd Cooling device
JP2016142416A (en) 2015-01-29 2016-08-08 富士通株式会社 Loop heat pipe and process of manufacture of loop heat pipe
CN112254558A (en) 2020-09-11 2021-01-22 深圳市银宝山新科技股份有限公司 Three-dimensional laminated heat pipe and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021124237A (en) 2021-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102561617B1 (en) Vapor chamber, electronic device, metal sheet for vapor chamber, and method for manufacturing vapor chamber
US11243034B2 (en) Injection-molded flexible cold plate
US20210310745A1 (en) Heat pipe and method for manufacturing same
JP7041445B2 (en) A heat pipe that uses a refrigerant liquid conduction column and a refrigerant liquid conduction column
JP7269555B2 (en) Vapor chamber and electronics
JP7137783B2 (en) Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber and method for manufacturing vapor chamber
WO2007026833A1 (en) Heat pipe and method of manufacturing the same
JP7211021B2 (en) Vapor chamber, sheet for vapor chamber, and method for manufacturing vapor chamber
JP7472947B2 (en) Vapor chambers, electronic devices and metal sheets for vapor chambers
JP6856827B1 (en) Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber and electronics
JP7315121B1 (en) Vapor chamber, electronics and method of making vapor chamber
TWI409425B (en) Heat pipe
WO2022168801A1 (en) Vapor chamber, vapor chamber wick sheet, and electronic apparatus
WO2021070544A1 (en) Vapor chamber wick sheet, vapor chamber, and electronic equipment
US20230026517A1 (en) Wick sheet for vapor chamber, vapor chamber, and electronic apparatus
JP7352872B2 (en) Metal sheet for vapor chamber and vapor chamber
US11808521B2 (en) Loop heat pipe
JP7205745B2 (en) Vapor chamber, electronic device, metal sheet for vapor chamber and method for manufacturing vapor chamber
JP7391407B2 (en) thin heat pipe
US20210325121A1 (en) Loop heat pipe
TW202246720A (en) Vapor chamber body sheet, vapor chamber, and electronic apparatus
JP2020088198A (en) Radiator and cooler

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200221

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7041445

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150