KR20040017211A - 열전송장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 윅을 쉽게 구성할 수 있고, 작동유체를 열 전송장치에서 안정하게 순환시킬 수 있고, 높은 열 전송효율을 얻을 수 있는 열 전송장치 및 제조방법을 제공한다. 액상로를 증발기 윅 연락 구멍으로 흐르는 액체의 작동유체는 증발기 윅 연락 구멍에 통진된 입체 사이에 형성된 미세한 구멍에 스며들고, 증발기의 윅으로 유입한다 증발기(14)에서 기화한 작동유체는 증기는 기상로를 통하고, 콘덴서 윅 연락 구멍을 경유하여 콘덴서에 유입한다. 콘덴서에 있어서, 작동유체는 다시 액화한다. 액화한 작동유체는 콘덴서로부터 증발기 윅 연락 구멍(10)에 액상로를 경유하여 흐른다. 입체로 통진된 증발기 윅 연락 구멍에 있어서, 모세관력이 발생하여 작동유체를 열 전송장치(1)내부에 있어서 안정하게 순환 시킬 수 있다.

Description

열전송장치 및 그 제조방법{Thermal transport apparatus and method for manufacturing the same}
본 발명은, 증발부와 응축부를 가진 열 전송장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유체 NEMS(Micro-Electro-Mechanical)분야에서의 캐피러리 펌프 루프 (capillary pump loop), 루프 히트 파이프(loop heat pipe) 등의 열 전송장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 11은, 발명자에 의해 제안된 열 전송장치(100)의 일 예를 보여주는 분해사시도이다. 도 11은 화살표에 의해 작동유체의 흐르는 방향을 나타낸다. 열 전송장치(100)에 있어서, 열 전송은 다음과 같은 시스템으로 행해지고 있다.
콘덴서(101)로부터 전송된 액체의 작동유체는 액상로(102)를 통해 증발기(103)에 도달하고, 증발기(103)에서 외부로부터의 열에 의해 기화한다. 기화한 작동유체는 기상로(104)를 통해 콘덴서(101)를 향하여 고속으로 이동하고,콘덴서(101)의 외부에서 열을 방출하고 다시 액체로 되돌아 온다. 일련의 열 전송단계는 열 전송장치(100)에서 반복적으로 수행되고 있다. 열 전송장치(100)에서, 작동유체를 이동하기 위한 주된 구동력은 증발기(103)와 콘덴서(101)의 각각에 제공된 윅(105)에서의 모세관력이다.
열 전송장치(100)에서 일련의 열 전송단계에 있어서, 콘덴서(101)에서 액체로 된 작동유체는 액상로(102)를 경유하여 제 2기판(106)에 설치된 증발기 윅 연락 구멍(107)을 경유하여 증발기(103)의 윅(105) 안으로 흘러간다.
그러나, 증발기 윅 연락 구멍(107)이 액상로(102)의 단면 보다도 큰 유로를 가지는 경우, 액상로(102)로부터 증발기 윅 연락 구멍(107) 안으로 작동유체가 유입할 때 모세관력이 감소하므로, 연속적으로 작동유체의 이동이 어렵게 되는 문제를 초래한다. 더욱이, 작고 얇은 열 전송장치(100)가 기판의 접합으로 제작될 때, 증발기 윅 연락 구멍(107)에서의 모세관력을 유지하기 위해, 증발기 윅 연락 구멍(107)에, 예를 들면, 모세관력을 발생시키기 위해 사용되고 있는 다공질 소결 금속체나 유리섬유 등을 채워 넣는 것에서 어려운 문제가 있다.
또, 윅(105)이 복잡한 형태인 경우, 윅(105)을 다공질 소결 금속체나 유리섬유를 사용함으로써 형성하는 것에서 어려운 문제가 있다.
본 발명은 이와같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 본 발명의 목적은 작동유체와 윅에서의 유로에 모세관력의 발생부를 쉽게 구성할 수 있고, 작동유체를 열 전송장치 내부에서 안정하게 순환시킬 수 있고, 높은 열 전송효율을 얻을 수 있는 열 전송장치와 열 전송장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 열 전송장치는, 액상의 작동유체의 유로와 기상의 작동유체의 유로를 가진 기판과, 기판의 적어도 하나의 주면에 배치된 윅부재와, 윅부재로 기판의 액상의 작동유체의 유로를 연결하기 위해 기판에 설치된 연결구멍과, 연결구멍에 넣어 채워진 입체를 포함한다.
본 발명에 있어서, 작동유체의 연락 구멍은 입체로 넣어 채워지고, 복수의 미세한 작동유체의 유로를 형성하는 것으로 모세관력이 발생하고, 작동유체를 안정하게 순환시킨다. 연락 구멍이 입체로 채워 넣어지는 것으로 연락 구멍의 컨덕턴스가 감소하고, 작동유체의 역류를 방지할 수 있다. 더욱이, 입체를 사용함으로써, 복잡한 형상을 가진 부분에 입체를 쉽게 통진할 수 있고 통진한 부분에 모세관력을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 기판은 2층의 기판으로 구성되며, 액상의 작동유체의 유로와 기상의 작동유체의 유로가 두 층 사이에 형성될 것이다.
본 발명의 열 전송장치에 있어서, 연결구멍은 입체 지름이 다른 복수의 입체가 혼합되어 통진되고, 입체 지름은 제 2입체 지름을 가진 입체가 제 1입체 지름을 가진 입체 사이의 공간에 배치되도록 선택될 것이다.
이와 같은 방법에 있어서, 제 2입체 지름을 가진 입체가 제 1입체 지름을 가진 입체 사이의 공간에 배치될 때, 입체 사이의 공간이 작게 되고 모세관력을 증대시킬 수 있다. 또, 제 2입체 지름을 가진 입체의 입체 지름을 변환하는 것으로서, 입체 사이의 공간을 쉽게 조정 할 수 있고 최적한 모세관력을 얻을 수 있다.
본 발명의 열 전송장치에 있어서, 연락 구멍은 다른 입체 지름을 가진 복수의 입체가 통진되고, 층으로 형성된 공통 입체 지름을 가진 입체의 각각의 그룹으로써 통진되고, 층의 입체 지름은 윅 부재의 가까운 방향에서 감소한다.
이 구조에 있어서, 연락 구멍은 윅 부재의 가까운 방향에서 입체 사이의 공간의 수가 감소하도록 다른 입체 지름을 가진 복수의 입체로 채워 지고, 그 방향에서 컨덕턴스 감소하고 그 방향에의 작동유체의 이동을 촉진한다. 또, 컨덕턴스는 연결구멍의 출구에서 작음으로써 작동유체의 역류를 방지할 수 있다.
본 발명의 열 전송장치에 있어서, 윅 부재가 입체의 그룹으로 구성된 윅 부와, 윅 부를 구성하는 입체의 그룹을 지지하는 지지부로 구성되어도 된다.
이 구조에 있어서, 윅 부는 입체로 구성됨으로써 입체 사이의 공간을 쉽게 조정할 수 있어 모세관력을 증대시킬 수 있다. 또, 이 구조에 있어서, 윅은 복잡한 형상을 가진 증발기에 따라 용이하게 제작할 수 있어, 제작 비용도 줄일 수 있다.
본 발명의 열 전송장치 제조방법은, 기판에 액상의 작동유체의 유로와 기상의 작동유체의 유로를 형성하는 유로 형성 단계와, 액상의 작동유체의 유로와 기상의 작동유체의 유로와 기판의 주면을 관통하는 복수의 연락 구멍을 형성하는 연락구멍 형성단계와, 액상의 작동유체의 유로와 기판의 주면을 관통하는 연락구멍에 입체를 통진하는 입체 통진 단계와, 기판의 주면에 개개의 연락 구멍과 관통하도록 복수의 윅 부재를 접합하는 접합공정과, 액상의 작동유체의 유로에 작동유체를 공급하는 공급단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 복잡한 형상의 부분이 입체를 쉽게 통진 할 수 있고 통진된 부분에 모세관력을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 열 전송장치의 제조방법은, 입체 통진 단계와 접합단계와의 사이에, 각각의 연락 구멍에 통진하는 입체를 입체의 연화점 보다 높은 온도에서 가열하여 인접하는 표면을 부분적으로 증착하는 증착단계를 더 포함하여도 된다.
그러므로, 각각의 연락구멍에 통진하는 입체는 입체의 연화점보다도 높은 온도에서 가열되고, 부분적으로 인접한 입체를 증착함으로써, 연락 구멍으로부터 입체의 유출을 방지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제 1실시형태에 따른 열 전송장치의 분해사시도이다.
도 2는, 본 발명의 제 1실시형태의 열 전송장치의 조립한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3a는, 제 1기판에 형성된 유로 패턴을 나타내는 평면도이고, 3b는, 도 3a에서 제 1기판의 IIIA-IIIA선에 따른 단면도이고, 3c는, 도 3a에서 제 1기판의 IIIC-IIIC선에 따른 단면도이다.
도 4a는, 증발기 윅(wick) 연락 구멍의 평면도이고, 4b는 도 3a에서 증발기 윅 연락 구멍의 IIIA-IIIA선에 평행한 선에 따른 단면도이다.
도 5는, 도 4b에 나타낸 다른 예를 보여주는 증발기 윅 연락 구멍의 도 3a에서의 IIIA-IIIA선에 평행한 선에 따른 단면도이다.
도 6a는, 본 발명의 제 2실시형태에 따르는 열 전송장치의 증발기 윅 연락 구멍의 평면도이고, 도 6b는, 도 3a에서의 IIIA-IIIA선에 평행한 선에 따른 증발기 윅 연락 구멍의 단면도이다.
도 7a는, 본 발명의 제 3실시형태에 따르는 열 전송장치의 증발기 윅 연락 구멍의 평면도이고, 도 7b는, 도 3a에서의 IIIA-IIIA선에 평행한 선에 따른 증발기윅 연락 구멍의 단면도이다.
도 8은, 인접하는 입체를 가열에 의해 부분적으로 용접할 때의 증발기 윅 연락 구멍의 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제 4실시형태에 따르는 열 전송장치의 분해사시도이다.
도 10a는, 증발기의 평면도이고, 도 10b는 도 10a에서의 XB-XB선에 따른 증발기의 단면도이며;
도 11은, 열 전송장치의 일예의 분해사시도이다.
본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
[제 1실시형태]
도 1은, 본 발명의 제 1실시형태에 따른 열 전송장치(1)의 분해사시도이고, 도 2는, 열 전송장치(1)의 조립한 조립한 상태를 나타내는 사시도이며, 도 3a는, 제 1기판(2)에 형성된 유로 패턴을 나타내는 평면도이고, 도 3b는, 도 3a에서 제 1기판(2)의 IIIA-IIIA선에 따른 단면도이고, 도 3c는 도 3a에서 제 1기판(2)의 IIIC-IIIC선에 따른 단면도이다. 각 도면에서, 작동유체의 흐름의 방향을 화살표에 의해 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 열 전송장치(1)는 제 1기판(2), 제 2기판(9), 작동유체를 증발시키기 위한 증발기(14) 및 작동유체를 응축시키기 위한 콘덴서(16)를 주된 구성으로 하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 기상로(3), 기상로(3)와 관통하는 증발기(4), 액상로(5)와 액상로(5)와 관통하는 응축부(6)가 제 1기판(2)의 면에 설치된다. 또, 기-액상 분할 구멍(7)은, 기상로(3)와 액상로(5)를 분할하여 두 경로 사이의 열 이동을 억제하기 위해 제 1기판(2)의 중앙에 형성된다. 더욱이, 작동유체 공급 구멍(8)은 증발기(4)를 관통하는 제 1기판(2)의 다른면에 형성된다. 작동유체 공급구멍(8)은 작동유체가 공급될 때 이외에는 항상 닫혀있다.
증발기 윅 연락 구멍(10)을 지닌 제 2기판(9)은, 증발부 관통 구멍(11), 콘덴서 윅 관통 구멍(12), 응축부 관통구멍(13), 기액상 분할구멍(7)이 열려져 있다. 증발기 윅 연락 구멍(10)은 액상로(5)의 액체의 작동유체가 증발기(14)의 윅(15)에 유입할 때 통하는 연결 구멍이다. 증발부 연락 구멍(11)은, 증발기(14)의 윅(15)에서 기화한 작동유체의 증기가 증발부(4)에 유입할 때 통하는 연락 구멍이다. 콘덴서 윅 연락 구멍(12)은 기상로(3)의 작동유체의 기체가 콘덴서(16)의 윅(15)에 유입할 때 통하는 연락 구멍이다. 응축부 연락 구멍(13)은 콘덴서(16)의 윅(15)에서 액화한 작동유체가 응축부(6)에 유입할 때 통하는 연락 구멍이다. 기액상 분할 구멍(7)은 제 1기판(2)의 기액상분할에 대응하는 위치에 열려지고, 액상로(3)와 기상로(5)를 분할하여 상호 사이의 열 이동을 억제하는 위치에 형성된다.
각각의 제 1기판(2)과 제 2기판(9)은, 열 전도율이 과도하게 높으면 각 기판에서의 열 저항에 의해 열 전송장치(1)의 열 전송효율에 악영향을 미칠 수 있으므로, 예를 들면 유리나 폴리이미드, 테플론(등록상표), PDMS(polydimethylsiloxane)등의 합성수지가 이용되고 있다. 제 1기판(2)에 설치되는 기상로(3), 증발부(4), 액상로(5) 및 응축부(6) 각각의 홈은, 예를 들면 샌드 블라스팅, RIE(드라이 에칭), 웨트 에칭, UV광 에칭, 레이저 에칭, 프로톤 광 에칭, 전자선묘화(electron beam lithography) 에칭 또는 마이크로 몰딩 등에 의해 형성된다.
양극 결합 방법에 의한 제 1기판(2)과 제 2기판(9)은 제 1기판(2)의 접합에 있어서, 50nm 두께의 수소화 어모퍼스(amorphous) 실리콘(a-Si:H)막은 제 1기판(2)의 접합면상에서 형성된다. 하지만, 접합방법은 이것에 한하지 않고, 예를 들면 접착제로하는 수지를 사용한 접착접합, 열 압착에 의해 압착접합 또는 레이저 용접에 의한 용접접합 등이 사용될 것이다.
도 4a와 4b에 나타낸 바와 같이, 제 2기판(9)에 형성된 증발기 윅 연락 구멍(10)에는 복수의 입체(20)가 통진되어 있다. 도 4a는, 증발기 윅 연락 구멍(10)의 평면도이고, 4b는, 증발기 윅 연락 구멍(10)의 IIIA-IIIA선에 따른 단면도이다. 증발기 윅 연락 구멍(10)에는 실질적으로 같은 입체 지름을 지닌 입체(20)로 통진되어 있다. 도 4b에 예로 나타낸 바와 같은 구멍(10)은 입체의 동일한 입체(20) 지름의 피치에서 규칙적으로 통진되어 있다. 그러나, 통진된 상태는 이것에 한하지 않고, 구멍(10)에는 도 5에 나타낸 바와 같이 엇갈린 배열의 입체(20)로 통진될 것이다. 통진된 입체(20)는 예를 들면 소수성을 지닌 유리, 합성수지, 금속, 세라믹 등으로 형성된다. 비록 입체(20)가 구형이 바람직 하더라도, 입체(20)의 형상은 이것에 한하지 않고, 입체(20)는 통진된 입체(20) 사이에 공간이 형성된 형상이어도 된다.
증발기(14)는, 예를 들면, 실리콘이나 이와 같은 낮은 밀도와 높은 열 전도율을 지닌 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이 재료는 이것에 한하지 않고, 예를 들면, Cu, Al, Ni, Au, Ag, Pt등의 금속이나, 금속과 동등의 열 전도율을 지닌 금속, 예를 들면, 전도성 폴리머 또는 세라믹이 사용될 수 있다. 이 불규칙한 윅(15)은 증발기(14)의 표면상에 형성된다. 이 윅(15)의 불규칙성에 의해 형성된 홈은 증발기 윅 연락 구멍(10)에 통진되는 입체(20)의 입체 지름 보다도 작은 폭을 가진다. 증발기 윅 연락 구멍(10)은 입체로 통진된 후, 증발기(14)는 표면이 제 2기판(9)측으로 면이 형성되는 윅(15)을 갖도록 증발기 윅 연락 구멍(10)과 증발부 연락 구멍(11)을 덮는 양극 접합법에 의해 제 2기판(9)과 접합된다. 여기서 윅(15)의 홈의 폭은, 입체의 입체 지름(20)보다도 작고, 입체(20)가 윅(15)측에 유출되지는 않는다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 발열하는 전자기기(21), 예를 들면 CPU, 그래픽 칩, 드라이버 IC 등이 증발기(14)의 다른 쪽의 면에 접속되고, 전자기기(21)의 냉각이 행해진다.
콘덴서(16)는 예를 들면, 실리콘이나 이와 같은 낮은 밀도와 높은 열 전도율을 지닌 재료에서 구성되는 것이 바람직하다. 이 재료는 이것에 한하지 않고, 예를 들면, Cu, Al, Ni, Au, Ag, Pt등의 금속이나, 금속과 동등의 열 전도율을 지닌 금속, 예를 들면, 전도성 폴리머 또는 세라믹이 사용될 수 있다. 이 불규칙한 윅(15)은 콘덴서(16)의 표면상에 형성된다. 또, 열 전달에 의해 열을 외부로 방출하는 방열 핀(fin)(22)은 콘덴서(16)의 다른 표면상에 설치되어 있다.콘덴서(16)는 표면이 제 2기판(9)측으로 면이 형성되는 윅(15)을 갖도록 콘덴서 윅 연락 구멍(12)과 응축부 연락 구멍(13)을 덮는 양극 접합법에 의해 제 2기판(9)과 접합된다.
더욱, 예를 들면, 작동유체로서 물은 진공 공기에서 제 1기판(2)에 설치된 작동유체 공급구멍을 통해 열 전송장치(1)에 공급된다. 물 이외에, 작동유체로서는 예를 들면 에탄올, 메탄올, 프로판올(이성체 포함), 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜, 플로린네이트(Florinate) 등과 같은 냉매 또는 열 전송장치(1)의 설계를 만족하는 비점, 대항균성을 가진 것이 사용된다.
다음에, 열 전송장치(1)의 동작에 대해서 아래에 설명한다.
증발기 윅 연락 구멍(10)을 향하는 액상로(5)를 통하여 흐르는 액체의 작동유체는 모세관력에 의해 증발기 윅 연락 구멍(10)에 통진된 입체 사이의 미세한 구멍으로 스며들어, 증발기(14)의 윅(15)에 유입한다. 윅(15)에 유입한 액체의 작동유체는 윅(15)의 모세관력에 의해 증발기(14)의 윅(15) 전체 구역에 넓게 퍼진다. 윅(15) 전체에 퍼진 액체의 작동유체는 증발기(14)의 윅(15)이 설치되어 있는 다른 쪽의 면에 부착된 전자기기(21)로부터 발생된 열에 의해 기화된다. 전자기기(21)로부터 발생된 열은 열 전도에 의해 증발기(14)를 통해 윅(15)으로 향하여 이동하고 열 전도에 의해 윅(15)의 표면으로부터 작동유체에 전달된다. 기화한 작동유체는 기상로(3)를 통하고 제 2기판(9)에 형성된 콘덴서 윅 연락 구멍(12)을 경유하여 콘덴서(16)에 유입한다. 콘덴서(16)에 있어서, 작동유체의 기체의 열은 부분적으로 흡수되고 작동유체가 다시 액화한다. 작동유체로부터 흡수된 열은 콘덴서(16)에 설치된 방열 칩(22)으로부터 열 전도에 의해 외부로 방출된다. 액화한 작동유체는 콘덴서(16)의 윅(15)의 미세한 공간을 통해 모세관력에 의해 응축부(6)에 향하게 흐르고, 더욱 응축부(6)에서 액상로(5)를 통해 증발기 윅 연락 구멍(10)에 흐른다. 일련의 열 전송은 열 전송장치(1)에서 반복적으로 행해진다.
제 1실시형태의 열 전송장치(1)에 있어서, 증발기 윅 연락 구멍(10)은, 입체(20)를 통진하고 복수의 미세한 작동유체의 유로를 형성하는 것으로, 모세관력이 발생한다. 그러므로, 액상로(5)로부터 증발기(14)의 윅(15)에 작동유체를 안정하게 흐를 수 있다. 또, 증발기 윅 연락 구멍(10)은 입체(20)를 통진하는 것에서, 증발기 윅 연락 구멍(10)에서의 컨덕턴스가 작동유체의 역류를 방지하기 위해 작게되고, 상기 증발기(14)에서는 증발기 윅 연락 구멍(10)에서 액상로(5)로 증발한다. 더욱, 입체(20)를 사용함으로써, 복잡한 형상부분을 가진 부분은 모세관력을 발생시키기 때문에 사용되는 다공질 소결 금속체나 유리섬유 등을 채워 넣는 것에서 어렵고 복잡한 형상부분등에 입체(20)를 쉽게 통진할 수 있고, 통진한 부분에서 모세관력을 발생시킬 수 있다.
그러므로, 제 1실시형태의 열 전송장치(1)에서는, 입체(20)를 통진함으로써 모세관력이 얻어진 작동유체의 유로를 쉽게 구성할 수 있고, 높은 열 전송효율을 얻을 수 있다.
(제 2실시형태)
제 2실시형태의 열 전송장치는 제 1실시형태의 열 전송장치(1)의 증발기 윅연락 구멍(10)에 통진된 입체(20)의 구성을 바꾸는 것이다. 그러므로, 제 2실시형태에 따른 증발기 윅 연락 구멍(10)에서의 입체의 구성에 대해서 설명될 것이다. 제 1실시형태의 열 전송장치(1)의 동일 구성은 동일 참조 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 6a는, 제 2실시형태의 열 전송장치(1)의 증발기 윅 연락 구멍(10)의 평면도이고, 6b는 도 3a에서의 IIIA-IIIA선에 평행한 선에 따른 증발기 윅 연락 구멍(10)의 단면도이다. 증발기 윅 연락 구멍(10)은 제 1의 입체(30)와 제 1의 입체(30)의 지름보다도 작은 제 1입체(30) 사이의 공간에 통진된 제 2의 입체(31)가 통진되어 있다.
상기 제 1실시형태의 구멍(10)은 단일 입체 지름을 가진 입체로 통진되고, 예를 들면, 입체 지름이 커지면, 어떤 경우에서는 공간 사이에서 충분한 모세관력을 얻을 수 없게 된다. 하지만, 도 6에 나타낸 바와 같이 제 1의 입체(30)와 제 1의 입체(30) 보다도 지름이 작은 제 2의 입체(31)를 결합시켜 증발기 윅 연락 구멍(10)에 통진함으로써 입체간의 공간을 작게 할 수 있고, 더욱 모세관력을 증가시킬 수 있다
이와 같은 방법으로, 제 2실시형태의 열 전송장치에서는, 제 1의 입체(30)의 입체 지름 보다도 입체 지름의 작은 제 2의 입체(31)를 복수의 제 1의 입체(30) 사이의 형성된 공간에 배치함으로써 입체간의 공간이 작게 되고 모세관력을 증대시킬 수 있다. 또, 제 2의 입체(31)의 입체 지름을 변환하는 것으로 입체 사이의 공간이 쉽게 조정되고 최적한 모세관력을 얻을 수 있다.
(제 3실시형태)
제 3실시형태의 열 전송장치는 제 1실시형태의 열 전송장치(1)의 증발기 윅 연락 구멍(10)에 통진된 입체(20)의 구성을 바꾸는 것이다. 그러므로, 제 3실시형태에 따른 증발기 윅 연락 구멍(10)에서의 입체의 구성에 대해서 설명될 것이다. 제 1실시형태의 열 전송장치(1)의 동일 구성은 동일 참조 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 7a는, 본 발명의 제 3실시형태에 따르는 열 전송장치의 증발기 윅 연락 구멍(10)의 평면도이고, 7b는 도 3a에서의 IIIA-IIIA선에 평행한 선에 따른 증발기 윅 연락 구멍(10)의 단면도이다. 도 1 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 증발기 윅 연락 구멍(10)은 액상로(5)로부터 증발기(14)의 윅(15) 방향(도면에서는 아래의 방향)에서 입체(40)의 지름이 감소하도록 복수의 입체 지름을 가진 입체(40)로 통진되어 있다.
윅(15)의 홈의 폭이 입체(40)의 입체 지름 보다도 작은 때에는, 증발기 윅 연락 구멍(10)에 통진된 입체(40)가 윅(15)으로 유출하는 것은 아니다. 하지만, 입체(40)가 모세관력을 증가 시기키 위해 윅(15)의 홈의 폭보다도 작은 입체 지름의 입체면, 입체(40)가 윅(15)측에 유출할 수 있다. 그러므로, 윅(15)의 홈의 폭보다도 작은 입체 지름의 입체(40)가 사용되면, 증발기 윅 연락 구멍(10)은 다음과 같은 방법에 의해 입체(40)가 통진될 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 증발기 윅 연락 구멍(10)은 액상로(5)로부터 증발기(14)의 윅(15)의 방향으로 입체 지름이 감소하도록 복수의 입체 지름을 갖은 입체(40)로 통진되고, 입체(40)의 연화점 보다 높은 온도로 단시간 가열한다. 비록 도면에는 나타나지 않았지만, 석영 유리판은 과열하는 동안 입체(40)가 통진된 증발기 윅 연락 구멍(10)의 끝에 설치되고, 입체(40)가 증발기 윅 연락 구멍(10)에서 외부로 유출되는 것을 방지하는 것이다. 단시간에 입체(40)의 연화점 보다도 높은 온도로 가열함으로써, 도 8에서 증발기 윅 연락 구멍(10)의 단면도를 나타낸 바와 같이 용착부(41)가 형성되고 인접한 입체(40)의 표면을 부분적으로 용착 시킬 수 있다. 가열에 의해 인접하는 입체(40)의 표면을 부분적으로 용착하는 방법에 있어서, 예를 들면, 제 2기판(9)은 내열 유리로 구성되고, 소다석회(soda-lime) 유리로 구성된 입체(40)로 통진된 증발기 윅 연락 구멍(10)을 지닌 제 2기판(9)을 용광로에서 가열하고 인접한 입체(40)를 용착하는 것이다.
제 3실시형태의 열 전송장치에 있어서, 증발기 윅 연락 구멍(10)은 액상로(5)로부터 증발기(14)의 윅(15)의 방향으로 입체 사이의 공간이 감소하도록 다른 입체 지름을 가진 입체로 통진되고, 그 방향에서 컨덕턴스 감소하며 그 방향에서 작동유체의 이동을 촉진시킨다. 또, 증발기(14)에 가까운 증발기 윅 연락 구멍(10)의 부분은 낮은 컨덕턴스를 갖으므로, 증발기(14)에서 기화한 작동유체가 증발기 윅 연락 구멍(10)에서 액상로(5)로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 증발기 윅 연락 구멍(10)에 통진된 입체(40)는 입체(40)의 연화점 보다 높은 온도에서 단시간에 가열되고 인접한 입체(40)를 부분적으로 용착하는 것으로 증발기 윅 연락 구멍(10)에서 입체(40)의 유출을 방지할 수 있다.
제 3실시형태의 열 전송장치에 있어서, 그러므로, 증발기 윅 연락 구멍(10)에서 작동유체의 이동을 촉진할 수 있고, 작동유체의 역류를 방지할 수 있으므로 높은 열 전송효율을 얻을 수 있다. 또, 증발기 윅 연락 구멍(10)으로부터 입체(40)의 유출은 인접하는 입체(40)의 용착에 의해 방지할 수 있다.
(제 4실시형태)
도 9는, 본 발명의 제 4실시형태에 따르는 열 전송장치의 분해사시도이다. 도 10a는, 증발기의 평면도이다. 10b는 도 10a에서의 XB-XB선에 따른 증발기의 단면도이다. 도면에 있어서, 작동유체의 흐름의 방향은 화살표에 의해 나타낸다.
제 4실시형태의 열 전송장치(50)는 제 1실시형태의 열 전송장치(1)의 증발기(14)의 윅(15)이 입체(51)를 구성하는 것을 제외하고 동일하다. 제 1실시형태의 열 전송장치(1)의 동일 부분에는 같은 참조 수자를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 홈(52)은 증발기(14)의 표면에 형성되고 입체(51)가 통진된다. 비록 도 10에서는 같은 입체 지름을 가진 입체(51)로 통진된 홈(52)의 형상을 나타내고 있지만, 홈(52)은 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 홈(52)은 제 2실시형태에서 나타낸 바와 같이, 제 1의 입체와 제 1입체보다 작은 지름을 갖고 제 1입체 사이의 공간에 통진된 제 2입체로 통진되어도 된다. 선택적으로, 제 3실시형태에 나타낸 바와 같이, 홈(52)은 증발기 윅 연락 구멍(10)에 근접하는 측에서 증발부(11)에 근접하는 방향(도 9의 증발기(14)에 화살표로 나타낸 방향)에 향한 방향으로 작동유체가 흐르는 방향에서 입체 지름이 감소하도록 복수의 입체를 가진 입체를 통진하여도 된다. 더욱이, 제 3 실시형태에 나타낸 바와 같이, 증발기(14)로부터의 입체(51)의 유출을 방지하기 위해, 내열성의 증발기가 입체로 통진된 증발기(14)와 입체(51)의 연화점 보다 높은 온도로 가열하여 인접하는 입체(51)의 표면을 부분적으로 용착하여 사용되어도 된다. 입체(51)에는 외부로부터의 열을 동작유체에 효율적으로 전달하기 위해 실리콘, Cu, Al등과 같은 열 전도율이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 유리, 합성섬유, 세라믹과 같은 것도 사용될 수 있다.
비록 도면에 나타나 있진 않지만, 콘덴서(16)의 윅(15)을 증발기(14)와 동일하게 입체(51)로 구성할 수 있다.
제 4실시형태의 열 전송장치(50)에 있어서, 증발기(14)의 윅(15)을 입체 사이의 공간의 조정을 쉽게 행할 수 있는 입체(51)로 구성함으로써, 모세관력의 증대와 높은 열 전송효율을 얻을 수 있다. 또, 요철형상의 윅이 제작이 쉽고 복잡한 형상을 가진 증발기에도 대응할 수 있으므로, 제작 비용도 줄일 수 있다.
(그 다른 실시형태)
본 발명은 상기 기술된 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 구성, 재료 등은 본 발명의 기술적 이상의 범위에서 확장, 변경할 수 있다. 본 발명의 기술 분야는 확장과 변경한 실시형태도 포함된다. 증발 윅 연락 구멍, 증발기와 콘덴서이외에도 다른 연락 구멍 또는 유로에도 본 발명에 사용되는 입체로 통진되고 설치할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 작동유체의 유로는 복수의 입체로 통진되는 것으로 모세관력을 쉽게 발생시키고 증가 시킬 수 있으므로, 작동유체를 열 전송장치에서 안정하게 순환시킬 수 있고, 높은 열 전송효율을 얻을 수 있다. 또, 복잡한 형상을 가진 부분도 입체를 쉽게 통진할 수 있고 모세관력을 발생시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 액상의 작동유체의 유로와 기상의 작동유체의 유로를 가지는 기판과,
    기판의 적어도 하나의 주면에 배치된 윅 부재와,
    윅 부재의 기판의 액상의 작동유체의 유로와 연락하기 위해 기판에 설치된 연락 구멍과,
    연락 구멍에 통진된 입체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 전송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판이 2층의 기판으로 구성되며, 액상의 작동유체의 액체의 유로와 기상의 작동유체의 유로 두개의 층 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열 전송장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연락 구멍은 다른 입체 지름을 가진 복수의 입체가 혼합하여 통진되고, 제 1의 입체 지름을 가진 입체의 공간 사이에 제 2의 입체 지름을 가진 입체가 배치됨으로써 제 1입체지름 및 제 2입체 지름이 선정되어 있는 것을 특징으로 하는 열 전송장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연락 구멍은 층 형태의 공통의 입체 지름을 가진 입체의 각각의 그룹이 되도록 다른 입체 지름을 가진 복수의 입체가 통진되고, 윅 부재에 가까운 방향에서 층의 입체 지름이 감소하도록 하는 것을 특징으로 하는 열 전송장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 윅 부재가 입체의 그룹으로 구성되는 윅부와, 이 윅부를 구성하는 입체의 그룹을 지지가능한 기체부(base part)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 전송장치.
  6. 기판에 액상의 작동유체의 유로와 기상의 작동유체의 유로를 형성하는 유로형성공정과,
    상기 기판의 주면에 액상의 작동유체의 유로와 연락하기 위한 제 1연락 구멍 형성과 기판의 주면에 기상의 작동유체의 유로와 연락하기 위한 제 2연락 구멍을 형성하는 연락 구멍 형성공정과,
    상기 제 1의 연락 구멍에 통진하는 입체 통진공정과,
    윅 부재가 개개의 연락 구멍과 연락하도록 기판의 주면에 복수의 윅 부재를 접합하는 접합공정과,
    액상의 작동유체의 유로에 작동유체를 공급하는 공급공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 전송장치의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    제 1의 연락 구멍에 통진된 인접한 입체의 표면을 부분적으로 용접하는 용접 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 전송장치의 제조방법.
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