JPH10160367A - 平板状ヒートパイプ及びそれを用いた電子装置 - Google Patents
平板状ヒートパイプ及びそれを用いた電子装置Info
- Publication number
- JPH10160367A JPH10160367A JP32133196A JP32133196A JPH10160367A JP H10160367 A JPH10160367 A JP H10160367A JP 32133196 A JP32133196 A JP 32133196A JP 32133196 A JP32133196 A JP 32133196A JP H10160367 A JPH10160367 A JP H10160367A
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- flow passage
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
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Abstract
(57)【要約】
【課題】平板内に形成された流路内での気液流動を安定
して起こさせ、平板内で高い熱拡散効果が得られる平板
状のヒートパイプを提供する。 【解決手段】平板内に閉ループの主流路を形成すると共
に、断面積がそれより小さい従流路を主流路と連通して
交差するように複数本形成し、内部に作動流体を封入し
た。
して起こさせ、平板内で高い熱拡散効果が得られる平板
状のヒートパイプを提供する。 【解決手段】平板内に閉ループの主流路を形成すると共
に、断面積がそれより小さい従流路を主流路と連通して
交差するように複数本形成し、内部に作動流体を封入し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平板内に形成した
ヒートパイプに係り、設置姿勢に関わらず安定した動作
ができる平板状ヒートパイプに関する。
ヒートパイプに係り、設置姿勢に関わらず安定した動作
ができる平板状ヒートパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術は、特公平6−97147号，特開
平4−260791 号公報に見られる。特公平6−97147号公報
では、ループ状に構成した細管コンテナに受熱部と放熱
部を交互に配置し、内部に作動流体が封入される。細管
コンテナは、多数ターンの蛇行形状に屈曲形成されてい
る。一方、特開平4−260791 号公報では、金属ブロック
内に多数の細孔を並列に設け、それらの端部で連結され
るヘッダ孔を両端に設けている。
平4−260791 号公報に見られる。特公平6−97147号公報
では、ループ状に構成した細管コンテナに受熱部と放熱
部を交互に配置し、内部に作動流体が封入される。細管
コンテナは、多数ターンの蛇行形状に屈曲形成されてい
る。一方、特開平4−260791 号公報では、金属ブロック
内に多数の細孔を並列に設け、それらの端部で連結され
るヘッダ孔を両端に設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、細管
内で発生する蒸気によって、細管流路内で激しい振動が
起こり、これにより、設置姿勢によらず、すぐれた熱輸
送効果が得られる。しかし、細管流路内で安定して激し
い振動を起こさせるためにある程度大きな熱入力を必要
とする等、細管流路内でより安定に気液流動を起こさせ
る構造については考慮されていなかった。
内で発生する蒸気によって、細管流路内で激しい振動が
起こり、これにより、設置姿勢によらず、すぐれた熱輸
送効果が得られる。しかし、細管流路内で安定して激し
い振動を起こさせるためにある程度大きな熱入力を必要
とする等、細管流路内でより安定に気液流動を起こさせ
る構造については考慮されていなかった。
【０００４】本発明の目的は、平板内に形成された流路
内での気液流動を安定して起こさせ、平板内で高い熱拡
散効果が得られる平板状のヒートパイプを提供すること
にある。
内での気液流動を安定して起こさせ、平板内で高い熱拡
散効果が得られる平板状のヒートパイプを提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の平板状のヒートパイプでは、平板内に閉ル
ープの主流路を形成し、断面積がそれより小さい従流路
を主流路と交差連通するように複数本形成し、内部に作
動流体を封入した。また、さらに、平板内に形成された
閉ループ蛇行主流路の一部に、従流路に連通し、主流路
蛇行部の隣接する流路間にのびる、端部を閉塞した流路
を形成した。
に、本発明の平板状のヒートパイプでは、平板内に閉ル
ープの主流路を形成し、断面積がそれより小さい従流路
を主流路と交差連通するように複数本形成し、内部に作
動流体を封入した。また、さらに、平板内に形成された
閉ループ蛇行主流路の一部に、従流路に連通し、主流路
蛇行部の隣接する流路間にのびる、端部を閉塞した流路
を形成した。
【０００６】小さい断面積の従流路は、液を保持すると
ともに主流路に液を供給するように作用する。
ともに主流路に液を供給するように作用する。
【０００７】発熱体に接続した平板内の主流路内で液が
蒸発し、体積変化で主流路内の気液が駆動される。この
時、主流路で発生した蒸気は、圧力バランス（主流路と
従流路の流動抵抗の差）によって、従流路内に入り込む
ことがない。このため、従流路から主流路への液供給が
スムーズに行われ、受熱部の液枯れが防がれる。
蒸発し、体積変化で主流路内の気液が駆動される。この
時、主流路で発生した蒸気は、圧力バランス（主流路と
従流路の流動抵抗の差）によって、従流路内に入り込む
ことがない。このため、従流路から主流路への液供給が
スムーズに行われ、受熱部の液枯れが防がれる。
【０００８】また、端部を閉塞した流路を従流路に連通
して主流路に接続しているので、端部を閉塞したことに
よる流路内の圧力増加によって主流路内の気液流動が安
定して誘起され、上記作用により気液流動が継続する。
これらの、従流路から主流路へのスムーズな液供給によ
り、安定した熱輸送動作ができる。
して主流路に接続しているので、端部を閉塞したことに
よる流路内の圧力増加によって主流路内の気液流動が安
定して誘起され、上記作用により気液流動が継続する。
これらの、従流路から主流路へのスムーズな液供給によ
り、安定した熱輸送動作ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１に、また、
図２に図１の平板内の流路配置を示す。高熱伝導率を有
する平板（Ａｌ，Ｃｕ等）１内に蛇行状の閉ループ流路
２（主流路とする）を形成し、主流路に連通し、蛇行流
路の平行部と交差し、主流路をバイパスする複数の従流
路３を形成する。なお、主流路の断面積は、冷媒の種
類，使用温度，熱量の条件，流路の配列などにより最適
な大きさが異なるが、０.５ 〜８mm2 程度であり、従流
路の断面積は、主流路の断面積より小さい。なお、これ
らの流路の成形法については、図３，図４を用いて後述
する。これらの流路内に、冷媒液、例えば、水，フロン
系冷媒を密封入し、ヒートパイプとする。以下動作を説
明する。小さい断面積の従流路３は、液を保持するとと
もに主流路に液を供給するように作用する。図２で、平
板内の一部分に局所的な熱入力がある場合、平板内の主
流路２，従流路３で発熱体に接続した近傍の流路内で液
が蒸発し、体積変化で主流路内全体の気液が駆動され
る。この時、主流路の流路断面積が従流路より大きいた
め、主流路で発生した蒸気は、気液流動となって、圧力
バランス（主流路と従流路との流動抵抗の差）によっ
て、主流路内を流動する。従って、この流動抵抗の差に
よって、蒸気は、従流路内に入り込むことなく、逆に、
従流路から主流路への液供給が行われ、受熱部の液枯れ
が防がれる。これにより、平板の設置姿勢によらない、
安定したヒートパイプ動作が維持され、平板内で高い熱
拡散効果が得られる。
図２に図１の平板内の流路配置を示す。高熱伝導率を有
する平板（Ａｌ，Ｃｕ等）１内に蛇行状の閉ループ流路
２（主流路とする）を形成し、主流路に連通し、蛇行流
路の平行部と交差し、主流路をバイパスする複数の従流
路３を形成する。なお、主流路の断面積は、冷媒の種
類，使用温度，熱量の条件，流路の配列などにより最適
な大きさが異なるが、０.５ 〜８mm2 程度であり、従流
路の断面積は、主流路の断面積より小さい。なお、これ
らの流路の成形法については、図３，図４を用いて後述
する。これらの流路内に、冷媒液、例えば、水，フロン
系冷媒を密封入し、ヒートパイプとする。以下動作を説
明する。小さい断面積の従流路３は、液を保持するとと
もに主流路に液を供給するように作用する。図２で、平
板内の一部分に局所的な熱入力がある場合、平板内の主
流路２，従流路３で発熱体に接続した近傍の流路内で液
が蒸発し、体積変化で主流路内全体の気液が駆動され
る。この時、主流路の流路断面積が従流路より大きいた
め、主流路で発生した蒸気は、気液流動となって、圧力
バランス（主流路と従流路との流動抵抗の差）によっ
て、主流路内を流動する。従って、この流動抵抗の差に
よって、蒸気は、従流路内に入り込むことなく、逆に、
従流路から主流路への液供給が行われ、受熱部の液枯れ
が防がれる。これにより、平板の設置姿勢によらない、
安定したヒートパイプ動作が維持され、平板内で高い熱
拡散効果が得られる。
【００１０】本発明の平板状ヒートパイプ流路の成形法
について、図３，図４を用いて説明する。図３に示した
例では、互いに独立した複数の溝３１（従流路を形成す
る）を形成した高熱伝導率を有する平板（Ａｌ，Ｃｕ
等）３０に、閉ループ蛇行形状部３３（主流路に相当）
を非接着部とした平板（Ａｌ，Ｃｕ等）を接着もしくは
圧接する。接着もしくは圧接後、ループ状蛇行部３３の
非接着部内に圧力を加え本部分を膨張させて流路を形成
する。いわゆる、ロールボンド（米国オーリン社の登録
商標）法を応用して成形する。流路形成後、冷媒を密封
入してヒートパイプとする。
について、図３，図４を用いて説明する。図３に示した
例では、互いに独立した複数の溝３１（従流路を形成す
る）を形成した高熱伝導率を有する平板（Ａｌ，Ｃｕ
等）３０に、閉ループ蛇行形状部３３（主流路に相当）
を非接着部とした平板（Ａｌ，Ｃｕ等）を接着もしくは
圧接する。接着もしくは圧接後、ループ状蛇行部３３の
非接着部内に圧力を加え本部分を膨張させて流路を形成
する。いわゆる、ロールボンド（米国オーリン社の登録
商標）法を応用して成形する。流路形成後、冷媒を密封
入してヒートパイプとする。
【００１１】図４に示した流路の形成法の例では、互い
に独立した複数の溝３１（従流路を形成する）を形成し
た平板３０に、閉ループの蛇行形状の溝４１(主流路に
相当)を形成した平板４０を接着もしくは圧接する。流
路形成後、冷媒を密封入してヒートパイプとする。
に独立した複数の溝３１（従流路を形成する）を形成し
た平板３０に、閉ループの蛇行形状の溝４１(主流路に
相当)を形成した平板４０を接着もしくは圧接する。流
路形成後、冷媒を密封入してヒートパイプとする。
【００１２】本発明の他の実施例を図５に示す。本実施
例は、図１，図２に示した例と同様に、高熱伝導率を有
する平板（Ａｌ，Ｃｕ等）１内に形成した蛇行状閉ルー
プの主流路に連通し、蛇行流路の平行部と交差し、主流
路をバイパスする複数の従流路３を形成する。この時、
従流路を平板１内で不規則に配列する。こうすることに
より、平板１に局所的に熱が加わったとき、従流路配列
の不規則性により主流路内での圧力バランスの不均一性
が助長され、主流路内での気液の流動が活発になる。さ
らに、これに伴い、従流路から主流路への液供給が促進
される。これらの作用により、より安定したヒートパイ
プ動作が維持され、平板内で高い熱拡散効果が得られ
る。
例は、図１，図２に示した例と同様に、高熱伝導率を有
する平板（Ａｌ，Ｃｕ等）１内に形成した蛇行状閉ルー
プの主流路に連通し、蛇行流路の平行部と交差し、主流
路をバイパスする複数の従流路３を形成する。この時、
従流路を平板１内で不規則に配列する。こうすることに
より、平板１に局所的に熱が加わったとき、従流路配列
の不規則性により主流路内での圧力バランスの不均一性
が助長され、主流路内での気液の流動が活発になる。さ
らに、これに伴い、従流路から主流路への液供給が促進
される。これらの作用により、より安定したヒートパイ
プ動作が維持され、平板内で高い熱拡散効果が得られ
る。
【００１３】本発明の他の実施例を図６に示す。本実施
例も、図１，図２に示した例と同様に、高熱伝導率を有
する平板（Ａｌ，Ｃｕ等）１内に形成した蛇行状閉ルー
プの主流路に連通し、蛇行流路の平行部と交差し、主流
路をバイパスする複数の従流路３を形成する。さらに、
本実施例では、平行する蛇行流路間へ延びる、端部５を
閉塞した流路４を主流路２に接続する。流路４は、従流
路３に連通している。平板１に局所的に熱が加わると、
流路４の一端５が閉塞されているため、発熱部近傍の流
路４内の圧力が液の蒸発によって急増し、主流路内２０
に伝搬される。これにより、主流路内での気液流動が誘
起される。気液流動が起こると、主流路，従流路内での
流動抵抗の差によって、蒸気は、従流路内に入り込むこ
となく、逆に、従流路から主流路への液供給が行われ、
受熱部の液枯れが防がれる。従って、平板の設置姿勢に
よらない、安定したヒートパイプ動作が維持され、平板
内で高い熱拡散効果が得られる。
例も、図１，図２に示した例と同様に、高熱伝導率を有
する平板（Ａｌ，Ｃｕ等）１内に形成した蛇行状閉ルー
プの主流路に連通し、蛇行流路の平行部と交差し、主流
路をバイパスする複数の従流路３を形成する。さらに、
本実施例では、平行する蛇行流路間へ延びる、端部５を
閉塞した流路４を主流路２に接続する。流路４は、従流
路３に連通している。平板１に局所的に熱が加わると、
流路４の一端５が閉塞されているため、発熱部近傍の流
路４内の圧力が液の蒸発によって急増し、主流路内２０
に伝搬される。これにより、主流路内での気液流動が誘
起される。気液流動が起こると、主流路，従流路内での
流動抵抗の差によって、蒸気は、従流路内に入り込むこ
となく、逆に、従流路から主流路への液供給が行われ、
受熱部の液枯れが防がれる。従って、平板の設置姿勢に
よらない、安定したヒートパイプ動作が維持され、平板
内で高い熱拡散効果が得られる。
【００１４】図７に本発明を電子機器の冷却に適用した
場合の例を示す。電子機器は、配線基板１４上に搭載さ
れた発熱素子１２，１３，キーボード１０，ケース１７
などから構成される。ケース１７内には、図１から図６
で示した平板状ヒートパイプ１がキーボードベース１１
の下面及び、ケース１７底面に設置される。さらに、配
線基板１４上に搭載された発熱素子１２，１３は、柔軟
熱伝導部材（たとえば、高熱伝導性Ｓｉエラストマ等）
を介して平板状ヒートパイプ１に熱接続される。平板状
ヒートパイプ１は、上記説明のように平板内で優れた熱
拡散効果を有する。従って、発熱素子１２，１３で発生
する熱は、平板状ヒートパイプ１によって、キーボード
ベース１１の下面及び、ケース１７底面の広い面に拡散
されるため、効率良く外気に放熱できる。
場合の例を示す。電子機器は、配線基板１４上に搭載さ
れた発熱素子１２，１３，キーボード１０，ケース１７
などから構成される。ケース１７内には、図１から図６
で示した平板状ヒートパイプ１がキーボードベース１１
の下面及び、ケース１７底面に設置される。さらに、配
線基板１４上に搭載された発熱素子１２，１３は、柔軟
熱伝導部材（たとえば、高熱伝導性Ｓｉエラストマ等）
を介して平板状ヒートパイプ１に熱接続される。平板状
ヒートパイプ１は、上記説明のように平板内で優れた熱
拡散効果を有する。従って、発熱素子１２，１３で発生
する熱は、平板状ヒートパイプ１によって、キーボード
ベース１１の下面及び、ケース１７底面の広い面に拡散
されるため、効率良く外気に放熱できる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、平板内に設けた主流路
及び従流路で、主流路内の気液流動及び従流路から主流
路へのスムーズな液供給が実現される。これにより、平
板の設置姿勢によらない、安定したヒートパイプ動作が
維持され、平板内で高い熱拡散効果が得られる。
及び従流路で、主流路内の気液流動及び従流路から主流
路へのスムーズな液供給が実現される。これにより、平
板の設置姿勢によらない、安定したヒートパイプ動作が
維持され、平板内で高い熱拡散効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例の斜視図。
【図２】本発明の実施例の断面図。
【図３】本発明の流路成形法を説明する斜視図。
【図４】本発明の流路成形法を説明する斜視図。
【図５】本発明の第二の実施例の断面図。
【図６】本発明の第三の実施例の断面図。
【図７】本発明の第四の実施例の断面図。
１…平板状ヒートパイプ、２…主流路、３…従流路、５
…流路閉塞部。
…流路閉塞部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長縄 尚 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】平板上に形成された閉ループの流路を主流
路とするヒートパイプにおいて、前記主流路の一部分を
互いにバイパスする従流路を前記主流路に交差連通させ
て設けたことを特徴とする平板状ヒートパイプ。 - 【請求項２】請求項１において、前記従流路の断面積が
前記主流路の断面積より小さい平板状ヒートパイプ。 - 【請求項３】請求項１において、蛇行状に形成された閉
ループの主流路蛇行部の隣接する流路間を連通する従流
路を平板内に設けた平板状ヒートパイプ。 - 【請求項４】請求項３において、前記主流路の蛇行部の
隣接する流路間を連通する従流路を平板内に不規則に配
列して設けた平板状ヒートパイプ。 - 【請求項５】請求項１において、前記従流路に連通し、
端部を閉塞した流路を前記主流路の一部に設けた平板状
ヒートパイプ。 - 【請求項６】請求項１において、互いに独立した溝を形
成した平板と、溝を形成していない平板とをはりあわ
せ、前記溝を形成していない平板を閉ループ状のライン
にそって膨張させ流路を形成し、該流路内に冷媒液を密
封入した平板状ヒートパイプ。 - 【請求項７】請求項１において、互いに独立した溝を形
成した平板と、閉ループ状の溝を形成した平板とをはり
あわせて流路を形成し、該流路内に冷媒液を密封入した
平板状ヒートパイプ。 - 【請求項８】電子部品で発生する熱を、前記電子部品か
ら離れた位置に輸送し、前記電子部品を冷却する電子装
置において、熱を輸送する部材が、平板上に形成された
閉ループの流路を主流路とし、前記流路の一部分を互い
にバイパスする従流路を主流路に交差連通させて設けた
平板状ヒートパイプであることを特徴とする電子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32133196A JPH10160367A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 平板状ヒートパイプ及びそれを用いた電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32133196A JPH10160367A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 平板状ヒートパイプ及びそれを用いた電子装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160367A true JPH10160367A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18131405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32133196A Pending JPH10160367A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 平板状ヒートパイプ及びそれを用いた電子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160367A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008527709A (ja) * | 2005-01-06 | 2008-07-24 | ザ・ボーイング・カンパニー | 冷却装置、システムおよび関連する方法 |
| JP2013058556A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Denso Corp | 電子回路装置 |
| JP2015141002A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 富士通株式会社 | ヒートパイプの製造方法、ヒートパイプ、電子機器 |
| WO2016035436A1 (ja) * | 2014-09-04 | 2016-03-10 | 富士通株式会社 | 熱輸送デバイス及び電子機器 |
| CN108955325A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-07 | 株式会社Uacj铸锻 | 真空装置用导热板及其制造方法 |
| CN109668459A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 讯凯国际股份有限公司 | 脉冲式均温板 |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP32133196A patent/JPH10160367A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008527709A (ja) * | 2005-01-06 | 2008-07-24 | ザ・ボーイング・カンパニー | 冷却装置、システムおよび関連する方法 |
| JP4881879B2 (ja) * | 2005-01-06 | 2012-02-22 | ザ・ボーイング・カンパニー | 冷却装置、システムおよび関連する方法 |
| JP2013058556A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Denso Corp | 電子回路装置 |
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| CN109668459A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 讯凯国际股份有限公司 | 脉冲式均温板 |
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