JPH10103884A - Plate type heat pipe - Google Patents

Plate type heat pipe

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Publication number
JPH10103884A
JPH10103884A JP8274072A JP27407296A JPH10103884A JP H10103884 A JPH10103884 A JP H10103884A JP 8274072 A JP8274072 A JP 8274072A JP 27407296 A JP27407296 A JP 27407296A JP H10103884 A JPH10103884 A JP H10103884A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
heat pipe
heat
type heat
working fluid
Prior art date
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Pending
Application number
JP8274072A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Masuko
耕一 益子
Masataka Mochizuki
正孝 望月
Kazuhiko Goto
和彦 後藤
Yuji Saito
祐士 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP8274072A priority Critical patent/JPH10103884A/en
Publication of JPH10103884A publication Critical patent/JPH10103884A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To permit the retaining of a heating unit and heat radiating unit as a surface substantially by a shape retaining member and prevent the deformation upon non-operating time or deformation due to external compression surely by a method wherein the shape retaining member of porous structure is filled into the container of a plate type heat pipe. SOLUTION: When an objective cooling member, such as an electronic instrument or the like, generates heat, the heat is transferred to a heating unit 11, positioned below the objective cooling member and contacted with the objective cooling member of a plate type heat pipe 9. Then, operating fluid, reserved in the bottom part of a container 10, is heated and evaporated. Accordingly, the inner surface of the heating unit 11 becomes an evaporating unit. In this case, a shape retaining member 15 is connected and fixed to the inner peripheral surface of the container 10 through a proper means such as fusion welding and the like. Therefore, a force, applied on the container 10 in accordance with the increase of an internal pressure, is transferred to the shape retaining member 15 and the force, applied on the container 10, is absorbed as the tensile stress of the shape retaining member 15 whereby the configuration of the container 10 can be retained surely.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、平坦部を備えた
小型発熱体の冷却に適したプレート型ヒートパイプに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plate type heat pipe suitable for cooling a small heating element having a flat portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、例えば、パーソナルユースのコ
ンピュータ(以下、パソコンという。)等の電子機器に
おいて冷却用に使用されているプレート型ヒートパイプ
の一例を示すものである。このプレート型ヒートパイプ
1は、平坦な加熱部2と、この加熱部2と対向するよう
に離隔した平坦な放熱部3と、これら放熱部3と加熱部
2とのそれぞれの周縁部を全周に亘って互いに連結する
平坦な側壁部4とによって中空偏平状に形成されたコン
テナ5の内部に、真空脱気した状態で、例えば純水やア
ルコール等の凝縮性流体が作動流体6として所定量封入
されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of a plate-type heat pipe used for cooling in electronic equipment such as a personal use computer (hereinafter referred to as a personal computer). The plate-type heat pipe 1 has a flat heating section 2, a flat heat radiating section 3 spaced apart from the heating section 2, and a peripheral edge of each of the heat radiating section 3 and the heating section 2. In a vacuum degassed state, a condensable fluid such as pure water or alcohol is provided as a working fluid 6 in a predetermined amount as a working fluid 6 inside a container 5 formed in a hollow flat shape by a flat side wall portion 4 connected to each other. It is enclosed.

【0003】そしてこのような従来のプレート型ヒート
パイプ1によれば、発熱源である平坦面を有する電子機
器に対して平坦面で直接接触するから、その実質的な熱
輸送能力が極めて高いことに加えて、電子機器の冷却効
率を向上させることができる。
According to such a conventional plate-type heat pipe 1, the electronic equipment having a flat surface, which is a heat source, is in direct contact with the flat surface, so that its substantial heat transport capability is extremely high. In addition, the cooling efficiency of the electronic device can be improved.

【0004】なお、上記のようなプレート型ヒートパイ
プ1は、従来、加熱部2および放熱部3となる平面を広
くすると、そのヒートパイプ1の非動作時においては、
コンテナ5の内部が真空圧となるため、その各平面部が
その真空圧によって変形するおそれがあり、小型に形成
されている。また、ヒートパイプ1の動作時における内
部圧力の上昇に伴ってヒートパイプ1のコンテナ5が変
形するおそれがあるため、その内部に封入された作動流
体6の沸点以下で使用されるのが通常である。
[0004] Incidentally, in the plate type heat pipe 1 as described above, if the planes serving as the heating section 2 and the heat radiating section 3 are widened conventionally, when the heat pipe 1 is not operated,
Since the inside of the container 5 is under a vacuum pressure, each flat portion may be deformed by the vacuum pressure, and is formed small. Further, since the container 5 of the heat pipe 1 may be deformed as the internal pressure increases during the operation of the heat pipe 1, it is usually used below the boiling point of the working fluid 6 sealed therein. is there.

【0005】しかしながら、昨今、例えば、パソコン等
に使用される電子機器の多機能化や処理速度の向上に伴
って演算処理装置等の出力増大が年々進められており、
この演算処理装置等が発する熱量も増大しており、従来
のプレート型ヒートパイプ1では、冷却能力が不足する
不都合があった。そこでヒートパイプ1を大きくした
り、作動流体6の沸点以上で使用できるヒートパイプが
必要になるが、前述したように、ヒートパイプ1は蒸気
流動路を確保するためコンテナ5が中空体になっている
とともに、コンテナ5の内部を真空脱気した状態で作動
流体6を封入した構成であることから、外部からの入熱
がない状態すなわち非動作状態では、当然、コンテナの
内部圧力は真空圧となっている。そのため、対向する加
熱部2と放熱部3とを共に面積の大きい平板状に形成す
るとすれば、これらの部材が金属として柔らかい部類に
属する銅などから構成されているため、非動作時にコン
テナ5が厚さ方向に変形するおそれが多分にあった(図
5参照)。さらに、作動流体6の沸点以上の温度で動作
させると、作動流体6の相変化に伴う内部圧力の上昇に
よってコンテナ5が変形してしまうおそれが多分にあ
り、さらに、コンテナ5が中空体であるために、外部か
ら圧縮力を受けた場合に変形するおそれがあった。
[0005] However, in recent years, for example, the output of arithmetic processing units and the like has been increasing year by year with the increase in the functions of electronic devices used in personal computers and the like and the improvement in processing speed.
The amount of heat generated by the arithmetic processing unit and the like is also increasing, and the conventional plate-type heat pipe 1 has a disadvantage of insufficient cooling capacity. Therefore, it is necessary to increase the size of the heat pipe 1 or to use a heat pipe that can be used at a temperature higher than the boiling point of the working fluid 6. As described above, the heat pipe 1 has a hollow container 5 to secure a vapor flow path. In addition, since the working fluid 6 is sealed in a state in which the inside of the container 5 is vacuum degassed, in a state where there is no heat input from outside, that is, in a non-operating state, the internal pressure of the container naturally becomes the vacuum pressure. Has become. Therefore, if both the heating unit 2 and the heat radiating unit 3 facing each other are formed in a flat plate shape having a large area, since these members are made of copper or the like belonging to a soft class as a metal, the container 5 is not operated when it is not operated. There was a possibility that it would be deformed in the thickness direction (see FIG. 5). Further, when the container 5 is operated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the working fluid 6, there is a possibility that the container 5 may be deformed due to an increase in internal pressure due to a phase change of the working fluid 6, and the container 5 is a hollow body. For this reason, there is a risk of deformation when receiving a compressive force from the outside.

【0006】すなわち、平面部を大きくしたり、作動流
体6の沸点以上で使用したりすると、形状を保持するだ
けの強度が不足し、ヒートパイプ作動時および非作動時
の作動流体6の相変化に伴なう内部圧力の変化によって
平面部分のへこみやふくらみ等のコンテナ5の変形を生
じるおそれがあった。
That is, if the plane portion is enlarged or used at a temperature higher than the boiling point of the working fluid 6, the strength for maintaining the shape is insufficient, and the phase change of the working fluid 6 when the heat pipe is operated and when it is not operated. The deformation of the container 5 such as dents and swelling of the flat part may be caused by the change of the internal pressure accompanying this.

【0007】そこで従来、図6に示すように加熱部2お
よび放熱部3となる平面部分が大きく、また作動流体6
の沸点以上で使用できるプレート型ヒートパイプ7とし
て、コンテナ5の内部に、加熱部2と放熱部3とを連結
してその厚さ方向の強度を増大させて形状を保持する柱
8が所定間隔でかつ蒸気流動路となる所定空間を保持し
た状態で設けられたヒートパイプ用コンテナが開発され
ている。
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, the plane portions serving as the heating section 2 and the heat radiating section 3 are large,
As a plate-type heat pipe 7 which can be used at a temperature not lower than the boiling point, a column 8 for connecting the heating unit 2 and the heat radiating unit 3 to increase the strength in the thickness direction to maintain the shape is provided inside the container 5 at a predetermined interval. A heat pipe container provided with a predetermined space serving as a steam flow path has been developed.

【0008】そしてこのように形成されたプレート型ヒ
ートパイプ7は、例えば、中央演算処理装置(以下、C
PUという)等の電子機器すなわち冷却対象部材の上面
に、前記加熱部2(下面)を密着させて取付けられてい
る。
The plate type heat pipe 7 thus formed is connected to, for example, a central processing unit (hereinafter referred to as C).
The heating unit 2 (lower surface) is attached to an upper surface of an electronic device such as a PU), that is, a member to be cooled.

【0009】したがって、このプレート型ヒートパイプ
7によれば、冷却対象部材が作動流体6の沸点以上に発
熱したとしても、コンテナ5の形状が変形することなく
ヒートパイプ動作可能で、その熱が加熱部2に伝達され
ると、ヒートパイプ7の内部に封入されている作動流体
6が加熱されて蒸気となり、この作動流体6の蒸気が低
温の放熱部3に移動する。そして作動流体6の蒸発潜熱
の状態で運ばれた熱が、放熱部3から放散される。一
方、作動流体6は放熱部3で熱を奪われて凝縮し、再度
液相となり、加熱部2に還流する。そして上記サイクル
が繰り返されることによって、冷却対象部材が冷却され
る。また、形状を保持する柱8によって加熱部2と放熱
部3とが支持されているので、非動作時においてもコン
テナ内部の真空圧によって平坦面が窪むことが抑制され
る。
Therefore, according to the plate type heat pipe 7, even if the member to be cooled generates heat above the boiling point of the working fluid 6, the heat pipe can be operated without deforming the shape of the container 5, and the heat is heated. When the working fluid 6 is transmitted to the section 2, the working fluid 6 sealed in the heat pipe 7 is heated and becomes steam, and the steam of the working fluid 6 moves to the low-temperature heat radiating section 3. Then, the heat carried in the state of the latent heat of vaporization of the working fluid 6 is radiated from the radiator 3. On the other hand, the working fluid 6 is deprived of heat in the heat radiating section 3, condenses, becomes a liquid phase again, and returns to the heating section 2. Then, by repeating the above cycle, the member to be cooled is cooled. In addition, since the heating unit 2 and the heat radiating unit 3 are supported by the pillars 8 that hold the shape, even when not in operation, the flat surface is prevented from being depressed by the vacuum pressure inside the container.

【0010】このように、冷却対象部材の冷却に支持柱
8を備えた上記プレート型ヒートパイプ7を使うことに
よって、蒸発潜熱の状態で従来よりも大量の熱輸送が可
能となり、そのため、冷却対象部材の冷却をさらに効果
的に行うことができるようになった。また、その結果、
例えば、冷却対象部材となるCPU等の過熱によるパソ
コンの作動不能や機能低下等を防止することができるよ
うになった。
As described above, by using the plate-type heat pipe 7 having the support columns 8 for cooling the member to be cooled, a larger amount of heat can be transported in the state of latent heat of evaporation than in the prior art. The members can be cooled more effectively. Also, as a result,
For example, it is possible to prevent a personal computer from becoming inoperable or deteriorating due to overheating of a CPU or the like serving as a cooling target member.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の支持柱を備
えたプレート型ヒートパイプによれば、その実質的な熱
輸送能力が極めて高いことに加えて、発熱源である電子
機器に対して広い面積で直接接触するから、電子機器の
冷却効率をさらに向上させることが可能となった。
According to the plate-type heat pipe having the above-mentioned conventional supporting column, in addition to its extremely high heat transfer capability, it can be widely used for electronic equipment as a heat source. The direct contact with the area makes it possible to further improve the cooling efficiency of the electronic device.

【0012】しかしながら、従来のようなプレート型ヒ
ートパイプでは、前記支持柱となる部材として、加熱部
または放熱部となる面に対して、所定面積を有して、一
方向に連続して接触した状態で、あるいは、所定の複数
箇所に当接した状態で、配置されたものが採用されるた
め、ヒートパイプに成形加工する際の作業が複雑となる
不都合があった。
However, in a conventional plate-type heat pipe, the member serving as the support pillar has a predetermined area and is continuously contacted in one direction with a surface serving as a heating portion or a heat radiating portion. Since the one that is arranged in a state or in contact with a plurality of predetermined locations is employed, there has been an inconvenience that the operation for forming the heat pipe is complicated.

【0013】すなわち具体的には、加熱部または放熱部
となる面に対して、一方向に連続した状態に接触配置す
る支持柱の場合には、押し出し成形等の適宜手段によっ
てコンテナが一体成形できるものの、形成された柱がそ
の押し出し方向に連続した状態で形成されるため、各柱
によってコンテナ内部が区分されて、それぞれが独立し
たヒートパイプと成らざるを得なかった。すなわちコン
テナ内部を複数の空間に区切るかたちに支持柱が形成さ
れることになるので、複数のヒートパイプが一体の部材
中に形成されるかたちと成らざるを得なかった。そのた
め、複数の各空間部分を、それぞれ個別にヒートパイプ
化しなければならず、作業が複雑化する不都合があっ
た。
That is, specifically, in the case of a supporting column which is arranged so as to be in contact with a surface serving as a heating section or a heat radiating section in one direction, the container can be integrally formed by appropriate means such as extrusion. However, since the formed pillars are formed in a continuous state in the extrusion direction, the inside of the container is separated by each pillar, and each has to be an independent heat pipe. That is, since the support pillars are formed in such a manner as to partition the inside of the container into a plurality of spaces, a plurality of heat pipes must be formed in an integral member. Therefore, each of the plurality of space portions has to be individually formed into a heat pipe, and there has been a problem that the operation is complicated.

【0014】また、加熱部または放熱部となる面に対し
て、所定の複数箇所に両先端部が当接した状態で配置さ
れた棒状の支持柱の場合には、コンテナを押し出し成形
する際に支持柱を一体成形することができないので、例
えば、放熱部となる部材と加熱となる部材とを、それぞ
れ押し出し成形等の適宜手段によって成形した後、支持
柱の先端部を適宜手段によって両部材あるいは一方の部
材に接着配置し、その後、加熱部となる部材と放熱部と
なる部材とを組み合わせて、コンテナを形成し、さらに
ヒートパイプ化しなくてはならず、作業が複雑化する不
都合があった。
Further, in the case of a rod-shaped support column in which both ends are in contact with a plurality of predetermined portions with respect to a surface serving as a heating portion or a heat radiation portion, when a container is extruded and formed. Since the supporting column cannot be integrally formed, for example, after forming a member to be a heat radiating portion and a member to be heated by appropriate means such as extrusion molding, respectively, the tip portion of the supporting column is appropriately formed by both members or It has to be bonded to one of the members and then combined with a member to be a heating unit and a member to be a heat radiating unit to form a container and further form a heat pipe, which has the disadvantage of complicating the work. .

【0015】また、従来のようなプレート型ヒートパイ
プでは、上記のようにして形成された前記支持柱が、コ
ンテナ内の蒸気流動路を確保するために、所定の間隔を
保持した状態に配置され、加熱部および放熱部となる面
に対して所定間隔で備えられている。そのためその厚さ
方向での強度は向上したものの、内部圧力の変化に対応
する平坦面の変化が、支持柱に集中して作用することに
なるため、蒸気流路を形成している部分と、柱が備えら
れている部分とでの圧力差によって、コンテナが変形す
るおそれがあった。また、変形量をできるだけ少なくす
るために、支持柱の数を増やすとすると、蒸気流動路と
なる空間部分を削減せざるを得ないために、ヒートパイ
プとしての動作速度が低下してしまうことになる不都合
が生じるおそれがあった。またそれに伴って、支持柱と
空間部分との割合を強度および冷却効率の両方の点から
考慮しなくてはならず、ヒートパイプの大きさによっ
て、柱の数や空間部分の領域を変更したり調整したりな
ど検討しなくてはならない不都合があった。
In a conventional plate-type heat pipe, the support columns formed as described above are arranged with a predetermined distance therebetween in order to secure a steam flow path in the container. Are provided at predetermined intervals with respect to a surface serving as a heating unit and a heat radiating unit. Therefore, although the strength in the thickness direction has been improved, since the change in the flat surface corresponding to the change in the internal pressure will act intensively on the support pillar, the portion forming the steam flow path, The container may be deformed due to a pressure difference between the column and the portion where the column is provided. In addition, if the number of support columns is increased to minimize the amount of deformation, the operating speed as a heat pipe will decrease because the space part that becomes the steam flow path must be reduced. Some inconvenience may occur. Along with this, the ratio between the support pillars and the space must be taken into account in terms of both strength and cooling efficiency, and the number of pillars and the area of the space are changed depending on the size of the heat pipe. There were inconveniences that had to be adjusted and considered.

【0016】また、外部から局部的な圧縮力を受けた場
合に、内部が所定間隔を開けて支持されているため、そ
の圧縮力が面の全域に分散しないので、その圧縮力を受
けた部分が局部的で支持柱以外の空間部分に対応する箇
所であると、比較的簡単に変形してしまうおそれがあっ
た。
Further, when a local compressive force is received from the outside, since the inside is supported at a predetermined interval, the compressive force does not disperse over the entire area of the surface. If it is a location that is local and corresponds to a space other than the supporting column, there is a possibility that it will be deformed relatively easily.

【0017】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、内部圧力の変化や外部からの圧縮に対する強度が
高く、熱輸送や冷却を効率良く行うことができるととも
に、容易に製造可能なプレート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 in view of the above circumstances, and has high strength against changes in internal pressure and compression from the outside, and can efficiently perform heat transport and cooling, and can be easily manufactured. It is intended to provide a mold heat pipe.

【0018】[0018]

【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この発明は、平坦な加熱部と、この
加熱部と対向するように隔離した放熱部と、これら加熱
部と放熱部とのそれぞれの周縁部を全周に亘って互いに
連結する側壁部とによって中空偏平状に形成されたコン
テナの内部に、真空脱気した状態で凝縮性流体を作動流
体として封入したプレート型ヒートパイプであって、コ
ンテナ内部の前記加熱部となる面の全域にウイック部材
が備えられるとともに、コンテナ内部の空間部分に、ヒ
ートパイプの形状を保持する多孔構造の形状保持部材が
充填されていることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a flat heating section, a heat radiating section separated from the heating section, a heating section and a heat radiating section. A plate-type heat pipe in which a condensable fluid is sealed as a working fluid in a vacuum degassed state inside a container formed in a hollow flat shape by a side wall portion connecting the respective peripheral portions to each other over the entire circumference. A wick member is provided on the entire surface serving as the heating section inside the container, and a space portion inside the container is filled with a shape retaining member having a porous structure that retains the shape of the heat pipe. It is a feature.

【0019】また前記形状保持部材がコンテナの内周面
に接合固定されていることを特徴とするものである。
Further, the shape holding member is joined and fixed to the inner peripheral surface of the container.

【0020】したがって、この発明のプレート型ヒート
パイプによれば、その内部に保持材となる形状保持部材
が充填されているから、加熱部と放熱部との全面がその
形状保持部材に接触しており、形状保持部材によって内
面全域がほぼ均一に支持されることになり、ヒートパイ
プの非動作時において、その内部圧力が真空圧であって
も厚さ方向すなわち加熱部と放熱部とが接近する方向へ
の圧縮強度が従来に比べて高くなる。また、ヒートパイ
プ動作した際の作動流体の相変化に伴う内部圧力の上昇
に対しても、コンテナの加熱部および放熱部となる面の
全域がほぼ均一にその力を受けるので、力が面の全域に
分散して作用し、その力がコンテナ内部に充填された形
状保持部材の引張応力として吸収されるので、コンテナ
の変形に対する強度が高くなる。さらに外部から圧縮力
が作用した場合であっても外部からの力を面の全域に分
散させることができるので、その圧縮力によるコンテナ
の変形を防止できる。
Therefore, according to the plate type heat pipe of the present invention, since the inside thereof is filled with the shape holding member as the holding material, the entire surface of the heating section and the heat radiating section comes into contact with the shape holding member. Therefore, the entire inner surface is substantially uniformly supported by the shape retaining member, and when the heat pipe is not operated, even when the internal pressure is a vacuum pressure, the thickness direction, that is, the heating unit and the heat radiating unit approach each other. The compressive strength in the direction becomes higher than before. In addition, even when the internal pressure rises due to the phase change of the working fluid during the heat pipe operation, the entire area of the heating and radiating surfaces of the container receives the force almost uniformly. It acts in a distributed manner over the entire area, and its force is absorbed as tensile stress of the shape holding member filled inside the container, so that the strength against deformation of the container is increased. Furthermore, even when a compressive force is applied from the outside, the force from the outside can be dispersed over the entire surface, so that deformation of the container due to the compressive force can be prevented.

【0021】また、前記形状保持部材は多孔構造を成し
ており、その気孔部分が蒸気流動路となるので、そこで
の流動抵抗はそれ程高くならず、ヒートパイプの冷却効
率が低減されることはない。
Further, since the shape maintaining member has a porous structure and its pores serve as a vapor flow path, the flow resistance there is not so high, and the cooling efficiency of the heat pipe is not reduced. Absent.

【0022】さらに、コンテナの少なくとも加熱部とな
る側の内面には、ウイック部材が備えられているから、
前記放熱部から還流した液相の作動流体が加熱部内面の
ウイックの毛細管圧力によって、その内面全域に亘って
ほぼ均一に拡散させられるとともに保持される。
Further, a wick member is provided on at least the inner surface of the container which is to be the heating section.
The liquid-phase working fluid refluxed from the heat radiating portion is diffused and held almost uniformly over the entire inner surface of the heating portion by the capillary pressure of the wick on the inner surface of the heating portion.

【0023】したがって、蒸発部となる加熱部の内面に
必要量の液相作動流体が確実に供給される。そして、加
熱部側に還流した作動流体は、加熱部側に配置したウイ
ック部材の毛細管圧力によってその内面全域に液相の作
動流体をほぼ均一に拡散させられ、再度蒸気となって前
記形状保持部材を介して、放熱部側に流動し、そこで放
熱するとともに凝縮し液相となることが繰り返されるこ
とになる。なお、形状保持部材は多孔構造をしているの
で、その気孔部分で充分蒸気流路が確保できる。
Therefore, a required amount of the liquid-phase working fluid is reliably supplied to the inner surface of the heating section which becomes the evaporating section. The working fluid that has returned to the heating unit side has the liquid-phase working fluid diffused almost uniformly over the entire inner surface thereof by the capillary pressure of the wick member disposed on the heating unit side, and again turns into steam to retain the shape holding member. Flows to the heat radiating portion side through which the heat is radiated and condensed into a liquid phase. In addition, since the shape maintaining member has a porous structure, a sufficient steam flow path can be secured in the pores.

【0024】また、前記形状保持部材をコンテナ内周面
に接合固定させて形成すれば、作動流体の相変化に伴う
内部圧力の急激な変化にも対応でき、すなわち、内部圧
力が大きい場合においても、ヒートパイプ形状を内部に
充填した形状保持部材にその膨脹しようとする力が、引
張応力として作用することになるから、形状保持部材の
引張許容応力内であれば、膨張力を抑制することがで
き、ヒートパイプ形状を保持することができる。
Further, if the shape holding member is joined and fixed to the inner peripheral surface of the container, it can cope with a sudden change of the internal pressure accompanying the phase change of the working fluid, that is, even when the internal pressure is large. Since the force for expanding the shape holding member filled with the shape of the heat pipe therein acts as a tensile stress, if the shape holding member is within the allowable tensile stress, the expansion force can be suppressed. Thus, the shape of the heat pipe can be maintained.

【0025】なお、この発明のプレート型ヒートパイプ
の場合、前記ウイックおよび形状保持部材をコンテナの
成形後に、コンテナ内部に内蔵すればよいから、ヒート
パイプの成形加工が従来に比べて容易であり、その結
果、容易に製造することが可能である。
In the case of the plate-type heat pipe of the present invention, since the wick and the shape holding member may be built in the container after the container is formed, the forming of the heat pipe is easier than before. As a result, it can be easily manufactured.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下にこの発明のプレート型ヒー
トパイプ9を図面を参照して説明する。図1はこの発明
のプレート型ヒートパイプ9の一例を示すものであり、
コンテナ10の形状が矩形面から構成された六面体とな
っている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plate type heat pipe 9 according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a plate-type heat pipe 9 according to the present invention.
The shape of the container 10 is a hexahedron composed of rectangular surfaces.

【0027】より具体的には、一例として矩形で平坦面
とされた加熱部11と、この加熱部11と対向するよう
に離隔しかつ矩形で平坦面の放熱部12と、これら放熱
部12と加熱部11との全周に亘って互いに連結する矩
形の側壁部13とによって形成される銅などからなる金
属製密閉容器をコンテナ10としている。なお、このコ
ンテナ10は、押し出し成形等の一般的な適宜手段によ
って形成することができる。またそのコンテナ10の内
部には真空脱気した状態で例えば純水やアルコール等の
凝縮性流体が作動流体(図示しない)として所定量封入
されている。
More specifically, as an example, a heating section 11 having a rectangular flat surface, a heat radiating section 12 having a rectangular flat face and spaced apart from the heating section 11, The container 10 is a metal hermetically sealed container made of copper or the like formed by the rectangular side wall 13 connected to the heating unit 11 over the entire circumference. The container 10 can be formed by a general appropriate means such as extrusion molding. A predetermined amount of a condensable fluid such as pure water or alcohol is sealed in the container 10 as a working fluid (not shown) in a vacuum degassed state.

【0028】そして、コンテナ10の内部の加熱部11
となる平坦な内面には、その全域に亘りウイック14が
備えられている。このウイック14は、液相の作動流体
をそこでの毛細管圧力によって加熱部11の内面全域に
ほぼ均等に拡散分布させるためのものである。
The heating unit 11 inside the container 10
The wick 14 is provided on the entire flat inner surface. The wick 14 is for dispersing and distributing the liquid-phase working fluid almost uniformly over the entire inner surface of the heating unit 11 by the capillary pressure there.

【0029】なお、ウイック14としては、セラミック
スや金属あるいはそれらを混合したサーメット等のいず
れでも良いが、それ自体が熱伝導性および耐熱性に優
れ、かつ長期に亘って作動流体と接触させても反応せ
ず、しかも作動流体の濡れ性の良いものが好ましい。ま
た一例として、金属メッシュを装着させたものや内部表
面に例えばプラズマ溶射などにて銅粉を溶射したもの等
を採用することができる。
The wick 14 may be any of ceramics, metals, cermets or the like mixed with them, but is itself excellent in thermal conductivity and heat resistance and can be used in contact with a working fluid for a long period of time. Those which do not react and have good wettability of the working fluid are preferable. Further, as an example, a metal mesh attached or a copper powder sprayed on the inner surface by, for example, plasma spraying can be used.

【0030】そしてさらに、コンテナ10内部の中空部
分には、多孔構造の形状保持部材15が充填されるとと
もに、コンテナ10の内周面に熱溶着、接着剤による接
着等の適宜手段によって接合固定されている。この形状
保持部材15は、気孔を備えた目の粗い多孔構造となっ
ており、蒸気流動路を確保できる程度に気孔率が高く設
定されるとともに、そこでの作動流体蒸気の流動抵抗が
上昇しないように径の大きい気孔が形成された目の粗い
多孔構造となっている。
Further, the hollow portion inside the container 10 is filled with a porous shape retaining member 15, and is fixed to the inner peripheral surface of the container 10 by appropriate means such as heat welding or bonding with an adhesive. ing. The shape holding member 15 has a coarse porous structure having pores, is set to have a high porosity to the extent that a vapor flow path can be secured, and does not increase the flow resistance of the working fluid vapor there. It has a coarse porous structure in which large pores are formed.

【0031】すなわち、前記形状保持部材15の気孔部
分が、加熱部11で加熱された気相の作動流体の蒸気流
動路となっている。
That is, the pores of the shape holding member 15 form a vapor flow path for the gas-phase working fluid heated by the heating unit 11.

【0032】なお、ここで使用される形状保持部材15
としては、前記ウイック14と同様に、セラミックスや
金属あるいはそれらを混合したサーメット等のいずれで
も良いが、それ自体が熱伝導性および耐熱性に優れ、か
つ長期に亘って作動流体と接触させても反応しないもの
が好ましい。そして、形状保持部材15としては、例え
ば、粗いメッシュ、粗い焼結材等を採用することができ
る。
The shape holding member 15 used here
As in the case of the wick 14, any of ceramics, metals, and cermets containing a mixture thereof may be used. However, even if the wick 14 itself is excellent in heat conductivity and heat resistance, and is in contact with a working fluid for a long period of time, Those that do not react are preferred. As the shape holding member 15, for example, a coarse mesh, a coarse sintered material, or the like can be adopted.

【0033】そして上記のような構造のプレート型ヒー
トパイプ9が、例えば、プリント基板上に形成された回
路の所定箇所に電気的に接続されて取り付けられたCP
U等の冷却対象部材(図示しない)の上面に、その加熱
部11(下面)を密着させて取り付けられることにな
る。
The plate type heat pipe 9 having the above-described structure is electrically connected to a predetermined portion of a circuit formed on a printed circuit board.
The heating unit 11 (lower surface) is attached to the upper surface of a member to be cooled (not shown) such as U so as to be in close contact with the upper surface.

【0034】なお放熱部12の外面には、図2に示すよ
うな多数の放熱フィン16を設けても良い。また図3に
示すように放熱部12の平坦面を凹凸面17としてその
放熱面積を増大させても良い。
Note that a large number of radiating fins 16 may be provided on the outer surface of the radiating section 12 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, the flat surface of the heat radiating portion 12 may be formed as an uneven surface 17 to increase the heat radiating area.

【0035】次に上記のように構成されたプレート型ヒ
ートパイプ9の作用について説明する。
Next, the operation of the plate-type heat pipe 9 configured as described above will be described.

【0036】電子機器等の冷却対象部材が発熱すると、
その熱がプレート型ヒートパイプ9の冷却対象部材と接
している下部の加熱部11に伝達される。そして、コン
テナ10の底部に溜まっている作動流体が加熱されて蒸
発する。したがって、加熱部11の内面が蒸発部となっ
ている。なお、この場合、形状保持部材15がコンテナ
10の内周面に熱溶着等の適宜手段によって接合固定さ
れているので、コンテナ10の内部圧力の増大に伴うコ
ンテナ10に作用する力が形状保持部材15に伝達さ
れ、コンテナ10に作用する力が形状保持部材15の引
張応力として吸収されるため、コンテナ10の形状が確
実に保持される。
When a member to be cooled such as an electronic device generates heat,
The heat is transmitted to the lower heating unit 11 in contact with the member to be cooled of the plate-type heat pipe 9. Then, the working fluid stored at the bottom of the container 10 is heated and evaporated. Therefore, the inner surface of the heating unit 11 is an evaporating unit. In this case, since the shape holding member 15 is joined and fixed to the inner peripheral surface of the container 10 by appropriate means such as heat welding, the force acting on the container 10 due to the increase in the internal pressure of the container 10 is reduced. 15, the force acting on the container 10 is absorbed as the tensile stress of the shape holding member 15, so that the shape of the container 10 is reliably held.

【0037】蒸気となった作動流体は、蒸気流路となる
形状保持部材15の気孔を経由して低温の放熱部12に
向けて流動し、放熱部12の内面で熱を奪われて凝縮す
る。すなわち、作動流体の蒸気が冷却対象部材の発生し
た熱を蒸発潜熱として輸送し、その気相の作動流体が放
熱部12において凝縮する際に冷却対象部材の熱が放出
される。したがって、この放熱部12の内面がプレート
型ヒートパイプ9としての凝縮部となっている。さらに
作動流体の蒸発潜熱の状態で放熱部12側に輸送された
冷却対象部材の熱は、放熱部12から外部に放散され
る。
The working fluid that has become steam flows toward the low-temperature heat radiating section 12 through the pores of the shape holding member 15 that becomes a steam flow path, and is deprived of heat on the inner surface of the heat radiating section 12 to be condensed. . That is, the vapor of the working fluid transports the heat generated by the member to be cooled as latent heat of vaporization, and the heat of the member to be cooled is released when the working fluid in the gaseous phase condenses in the radiator 12. Therefore, the inner surface of the heat radiating portion 12 is a condensing portion as the plate-type heat pipe 9. Further, the heat of the cooling target member transported to the heat radiating section 12 in the state of the latent heat of vaporization of the working fluid is radiated from the heat radiating section 12 to the outside.

【0038】他方、凝縮し再度液相となった作動流体
は、放熱部12の内面に接触した形状保持部材15およ
び側壁部13を経由して加熱部11の内壁面側まで輸送
される。
On the other hand, the working fluid which has condensed and becomes a liquid phase again is transported to the inner wall surface side of the heating unit 11 via the shape holding member 15 and the side wall 13 which are in contact with the inner surface of the heat radiating unit 12.

【0039】そして形状保持部材15の気孔部分および
コンテナ側壁部を経由して加熱部11に還流した液相の
作動流体は、加熱部11の内面のウイック14の毛細管
圧力によって加熱部11の内面全域にほぼ均等に拡散さ
せられるとともに保持される。
The liquid-phase working fluid that has returned to the heating unit 11 via the pores of the shape holding member 15 and the side wall of the container is applied to the entire inner surface of the heating unit 11 by the capillary pressure of the wick 14 on the inner surface of the heating unit 11. Are almost equally diffused and retained.

【0040】そして、加熱部11に供給された作動流体
は再度加熱されて蒸発し、上述したサイクルと同様のサ
イクルを継続することによって、冷却対象部材の熱を良
好に輸送して、冷却対象部材15が冷却される。
Then, the working fluid supplied to the heating unit 11 is heated again and evaporates, and by continuing the same cycle as the above-mentioned cycle, the heat of the member to be cooled is satisfactorily transported, and the member to be cooled is cooled. 15 is cooled.

【0041】なお、上記プレート型ヒートパイプ9は、
コンテナ10の内部全域に形状保持部材15が備えられ
ることによって、加熱部11と放熱部12とが内側から
支持されることになり、プレート型ヒートパイプ9の内
部が真空状態すなわちプレート型ヒートパイプ9が非動
作状態でも、加熱部11および放熱部12がコンテナ1
0の厚さ方向に窪むような変形が阻止されるとともに、
外部からの圧縮に対しても変形が生じないようになって
いる。また前述したように形状保持部材15がコンテナ
10の内周面に熱溶着等の適宜手段によって接合固定さ
れているので、プレート型ヒートパイプ9の動作時のコ
ンテナ10の内部圧力の上昇に伴うコンテナ厚さ方向の
膨らみ等の変形が形状保持部材15の引張応力として確
実に吸収されて、コンテナ10の変形が生じないように
なっている。すなわち、コンテナ10が厚さ方向に変形
することが未然に防止されている。
The plate-type heat pipe 9 is
Since the shape holding member 15 is provided in the entire interior of the container 10, the heating unit 11 and the heat radiating unit 12 are supported from the inside, and the inside of the plate-type heat pipe 9 is in a vacuum state, that is, the plate-type heat pipe 9 The heating unit 11 and the heat radiating unit 12 are
Deformation such as being depressed in the thickness direction of 0 is prevented,
Deformation does not occur even with external compression. Further, as described above, since the shape holding member 15 is joined and fixed to the inner peripheral surface of the container 10 by appropriate means such as heat welding, the container accompanying the rise in the internal pressure of the container 10 when the plate-type heat pipe 9 is operated. Deformation such as swelling in the thickness direction is reliably absorbed as tensile stress of the shape holding member 15, so that deformation of the container 10 does not occur. That is, the container 10 is prevented from being deformed in the thickness direction.

【0042】なお上記実施例において、ウイック14を
コンテナ10内部の加熱部11に設け、厚さ方向に外壁
から二層に設けたがこれに限定されず放熱部12や側壁
部13にもウイック14となる部材を設けても良い。
In the above embodiment, the wick 14 is provided in the heating section 11 inside the container 10 and is provided in two layers from the outer wall in the thickness direction. However, the present invention is not limited to this. May be provided.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、プレート型ヒートパイプのコンテナ内部に
多孔構造の形状保持部材が充填されているので、形状保
持部材が加熱部および放熱部をほぼ面として支持でき、
非動作時の変形、さらには外部からの圧縮による変形を
従来よりも確実に防止することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the inside of the container of the plate-type heat pipe is filled with the porous shape-holding member, the shape-holding member is heated and radiated. Can be supported almost as a surface,
Deformation during non-operation and further deformation due to external compression can be prevented more reliably than before.

【0044】また、前記形状保持部材が粗い多孔構造と
なっているから、コンテナ内部の中央部分での流動抵抗
は高くならず、形状保持部材の気孔部分で充分蒸気流路
が確保できる。さらに、加熱部内面にウイックが備えら
れているから、そのウイックの毛細管圧力によって加熱
部内面全域にほぼ均等に液相の作動流体が拡散されると
ともに保持される。すなわち、上記構成によってヒート
パイプのプレート形状を保持できるとともに、ヒートパ
イプ性能を維持もしくは向上させることができるので、
発熱源すなわち冷却対象部材を効率良く冷却することが
できるとともに、作動流体の蒸発・凝縮サイクルが活発
となり、さらには液相作動流体を高い毛細管圧力で加熱
部の全面に分散させることができるため、発熱源の熱量
が大きくとも熱輸送を効率良く行って充分冷却すること
ができる。
Further, since the shape holding member has a rough porous structure, the flow resistance in the central portion inside the container does not increase, and a sufficient steam flow path can be secured in the pores of the shape holding member. Furthermore, since the wick is provided on the inner surface of the heating unit, the working fluid in the liquid phase is diffused and held almost uniformly over the entire inner surface of the heating unit by the capillary pressure of the wick. That is, with the above configuration, the plate shape of the heat pipe can be maintained, and the heat pipe performance can be maintained or improved.
Since the heat source, that is, the member to be cooled can be efficiently cooled, the cycle of evaporating and condensing the working fluid becomes active, and the liquid-phase working fluid can be dispersed over the entire surface of the heating section at a high capillary pressure. Even if the amount of heat of the heat source is large, heat can be efficiently transported and sufficiently cooled.

【0045】さらに、前記形状保持部材をコンテナの内
周面に接合固定すれば、内部圧力の上昇に伴うコンテナ
の厚さ方向の膨らみ等の変形を形状保持部材が引張応力
として確実に吸収でき、コンテナ形状を保持することが
できる。
Furthermore, if the shape holding member is joined and fixed to the inner peripheral surface of the container, the shape holding member can reliably absorb deformation such as bulging in the thickness direction of the container due to an increase in internal pressure as tensile stress. Container shape can be maintained.

【0046】さらにまた、この発明のプレート型ヒート
パイプを製造する場合、コンテナを成形した後、内部に
ウイックや形状保持部材を備えればよく、ヒートパイプ
化も容易であるから、所要のプレート型ヒートパイプを
従来に比べて容易に製造することができる。
Further, when manufacturing the plate-type heat pipe of the present invention, it is only necessary to provide a wick or a shape holding member inside after forming the container, and it is easy to make the heat pipe. The heat pipe can be manufactured more easily than in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明のプレート型ヒートパイプの一例を示
す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a plate-type heat pipe of the present invention.

【図2】そのヒートパイプの上面にフィンを取り付けた
状態の一例を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a state in which fins are attached to the upper surface of the heat pipe.

【図3】その放熱部となる面を凹凸形状としたコンテナ
を用いたこの発明のヒートパイプの一例を示す概略断面
図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a heat pipe of the present invention using a container whose surface serving as a heat radiating portion has an uneven shape.

【図4】従来のヒートパイプの断面の一例を示す概略断
面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a section of a conventional heat pipe.

【図5】従来のヒートパイプが変形した場合の一例を示
す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example when a conventional heat pipe is deformed.

【図6】従来のヒートパイプの断面の一例を示す概略断
面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a section of a conventional heat pipe.

【符号の説明】 9…ヒートパイプ、 10…コンテナ、 11…加熱
部、 12…放熱部、13…側壁部、 14…ウイッ
ク、 15…形状保持部材。
[Description of Signs] 9: heat pipe, 10: container, 11: heating unit, 12: heat radiating unit, 13: side wall, 14: wick, 15: shape holding member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 7/20 H05K 7/20 R (72)発明者 斎藤 祐士 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05K 7/20 H05K 7/20 R (72) Inventor Yuji Saito 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平坦な加熱部と、この加熱部と対向する
ように隔離した放熱部と、これら加熱部と放熱部とのそ
れぞれの周縁部を全周に亘って互いに連結する側壁部と
によって中空偏平状に形成されたコンテナの内部に、真
空脱気した状態で凝縮性流体を作動流体として封入した
プレート型ヒートパイプにおいて、 コンテナ内部の前記加熱部となる面の全域にウイック部
材が備えられるとともに、コンテナ内部の空間部分に、
ヒートパイプの形状を保持する多孔構造の形状保持部材
が充填されていることを特徴とするプレート型ヒートパ
イプ。
1. A flat heating section, a heat radiating section isolated to face the heating section, and a side wall section connecting peripheral edges of the heating section and the heat radiating section to each other over the entire circumference. In a plate-type heat pipe in which a condensable fluid is sealed as a working fluid in a vacuum degassed state inside a hollow flat container, a wick member is provided on the entire surface of the surface serving as the heating section inside the container. At the same time, in the space inside the container,
A plate-type heat pipe filled with a shape holding member having a porous structure for holding the shape of the heat pipe.
【請求項2】 前記形状保持部材がコンテナの内周面に
接合固定されていることを特徴とする請求項1記載のプ
レート型ヒートパイプ。
2. The plate-type heat pipe according to claim 1, wherein the shape holding member is fixedly joined to an inner peripheral surface of the container.
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