KR20100075386A - 열 수송 디바이스 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20100075386A
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heat
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카즈나오 오니키
타카시 야지마
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소니 주식회사
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Abstract

열 수송 디바이스는 작동 유체와 용기와 기상 유로 및 액상 유로를 포함한다. 작동 유체는 상 변화에 의해 열을 수송한다. 용기는 상기 작동 유체를 봉입한다. 기상 유로는 메시보다 큰 관통 구멍을 갖는 제 1의 메시 부재를 포함하고, 기상의 상기 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시킨다. 액상 유로는 액상의 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시킨다.

Description

열 수송 디바이스 및 전자 기기{HEAT-TRANSPORTING DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 작동 유체의 상(相) 변화를 이용하여 열을 수송하는 열 수송 디바이스, 및 이 열 수송 디바이스를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
종래로부터 PC(Personal Computer)의 CPU(Central Processing Unit) 등의 열원으로부터의 열을 수송하는 디바이스로서, 히트 파이프가 널리 사용되고 있다. 히트 파이프는, 파이프형상의 형태나, 평면형의 형태 등이 널리 알려져 있다. 히트 파이프의 내부에는, 물 등의 작동 유체가 봉입되고, 이 작동 유체가 히트 파이프 내부에서 상 변화하면서 순환함으로써, CPU 등의 열원으로부터의 열이 수송된다. 히트 파이프 내부에는, 작동 유체를 순환시키기 위한 동력원이 필요하고, 일반적으로는, 모세관력을 발생시키는 금속 소결체, 금속 메시 등이 사용된다.
예를 들면, 하기 일본 특개2006-292355호 공보(단락 [0003], [0010], [0011] 도 1, 도 3, 도 4)(이하, 특허 문헌 1)에는, 금속 소결체, 또는 금속 메시를 이용한 히트 파이프가 기재되어 있다.
그런데, 이와 같은 히트 파이프에서는, 히트 파이프 내부의 온도가 상승한 때에, 작동 유체의 증기압에 의해 히트 파이프가 변형하여 버리는 경우가 있다. 특히, 평면형의 히트 파이프인 경우, 평면 부분이 히트 파이프 내부의 내압에 의해 변형하여 버리는 일이 많다.
이와 같은 문제에 관련되는 기술로서, 예를 들면, 하기 일본 특개2006-140435호 공보(단락 [0013], 도 2, 도 3)(이하, 특허 문헌 2)에는, 내부에 주상(柱狀) 부재를 형성함으로써, 변형을 억제하는 히트 스프레더가 기재되어 있다.
그러나, 특허 문헌 2에 기재된 히트 스프레더와 같이, 내부에 주상 부재를 형성하면, 구조가 복잡하게 되고, 강도의 신뢰성이 저하된다. 또한, 비용적으로도 불리하다.
그래서, 주상 부재 대신에 메시 부재를 기상의 작동 유체의 유로(이하, 기상 유로)에 배치한 방법이 생각된다. 그러나, 메시 부재를 그대로 기상 유로에 배치하면, 메시 부재의 유로 저항에 의해, 높은 열 수송 성능을 실현할 수가 없다는 문제가 있다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 높은 열 수송 성능을 갖는 열 수송 디바이스 및 이 열 수송 디바이스를 포함하는 전자 기기를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 형태에 관한 열 수송 디바이스는, 작동 유체와, 용기와, 기상 유로와, 액상 유로를 구비한다.
상기 작동 유체는, 상 변화에 의해 열을 수송한다.
상기 용기는, 상기 작동 유체를 봉입한다.
상기 기상 유로는, 제 1의 메시 부재를 포함하고, 기상의 상기 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시킨다.
상기 제 1의 메시 부재는, 메시보다 큰 관통 구멍을 갖는다.
상기 기상 유로는, 액상의 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시킨다.
본 발명에서는, 기상 유로를 형성하는 제 1의 메시 부재에 관통 구멍이 형성된다. 이로써, 기상 유로의 유로 저항을 저감할 수 있고, 그 결과, 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 기상 유로가 메시 부재에 의해 형성되기 때문에, 구조가 간단하고, 열 수송 디바이스의 강도에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 비용도 저감할 수 있다.
상기 열 수송 디바이스는, 상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과, 상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과, 상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고 있어도 좋다.
이 경우, 상기 제 1의 메시 부재는, 제 1의 관통 구멍과, 제 2의 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다.
상기 제 1의 관통 구멍은, 상기 유로 영역에 마련되고, 제 1의 면적이다.
상기 제 2의 관통 구멍은, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 마련되고, 제 1의 면적과 다른 제 2의 면적이다.
본 발명에서는, 유로 영역에 마련된 제 1의 관통 구멍의 면적과, 증발 영역 및/또는 응축 영역에 마련된 제 2의 관통 구멍의 면적이 다르다. 이와 같이, 각 영역에 따르여 관통 구멍의 면적을 다르게 함으로써, 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 커도 좋다. 또는, 상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 작아도 좋다.
이로써, 효과적으로 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스가 상기 증발 영역과, 상기 응축 영역과, 상기 유로 영역을 또한 구비하는 경우, 상기 제 1의 메시 부재는, 상기 유로 영역에 상기 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다. 또는, 상기 제 1의 메시 부재는, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 상기 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다.
이로써, 효과적으로 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 액상 유로는, 메시보다 큰 관통 구멍을 갖는 상기 제 2의 메시 부재를 포함하고 있어도 좋다.
본 발명에서는, 액상 유로를 형성하는 제 2의 메시 부재에도 관통 구멍이 마련된다. 이로써, 액상 유로의 유로 저항을 저감할 수 있고, 그 결과, 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스가 상기 증발 영역과, 상기 응축 영역과, 상기 유로 영역을 또한 구비하는 경우, 상기 제 2의 메시 부재는, 제 1의 관통 구멍과, 제 2의 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다.
상기 제 1의 관통 구멍은, 상기 유로 영역에 마련되고, 제 1의 면적의 제 1의 관통 구멍이다.
상기 제 2의 관통 구멍은, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 마련되고, 제 1의 면적과 다른 제 2의 면적이다.
이와 같이, 각 영역에 따르여 관통 구멍의 면적을 다르게 함으로써, 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 커도 좋다. 또는, 상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 작아도 좋다.
이로써, 효과적으로 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스가, 상기 증발 영역과, 상기 응축 영역과, 상기 유로 영역을 또한 구비하는 경우, 상기 제 2의 메시 부재는, 상기 유로 영역에 상기 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다. 또는, 상기 제 2의 메시 부재는, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 상기 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다.
이로써, 효과적으로 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 제 1의 메시 부재의 상기 관통 구멍의 위치가, 상기 제 2의 메시 부재의 상기 관통 구멍의 위치와 달라도 좋다.
이로써, 효과적으로 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 용기는, 판형상이라도 좋다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 용기는, 판부재(板部材)가 상기 제 1의 메시 부재를 끼워 넣도록 절곡되어 형성되어도 좋다.
이로써, 용기를 하나의 판부재에 의해 형성할 수 있기 때문에, 비용을 삭감할 수 있다.
상기 열 수송 디바이스에 있어서, 상기 판부재는, 상기 판부재가 절곡되는 영역에 개구를 갖고 있어도 좋다.
이로써, 간단히 판부재를 절곡할 수 있기 때문에, 용이하게 열 수송 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 한 형태에 관한 전자 기기는, 발열원과, 열 수송 디바이스를 구비한다.
상기 열 수송 디바이스는, 작동 유체와, 용기와, 기상 유로와, 액상 유로를 갖는다.
상기 작동 유체는, 상 변화에 의해 상기 발열원의 열을 수송한다.
상기 용기는, 상기 작동 유체를 봉입한다.
상기 기상 유로는, 메시보다 큰 관통 구멍을 갖는 제 1의 메시 부재를 포함하고, 기상의 상기 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시킨다.
상기 액상 유로는, 액상의 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시킨다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 높은 열 수송 성능을 갖는 열 수송 디바이스 및 이 열 수송 디바이스를 포함하는 전자 기기를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
(제 1 실시 형태)
도 1은, 제 1 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 A-A 사이의 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면이다. 또한, 본 명세서중에서 설명하는, 각 도면에서는, 도면을 알기 쉽게 표시하기 위해, 실제의 치수와 달리 표시하는 경우가 있다.
이들의 도면에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(10)는, 일방향(y축방향)으로 길다란, 사각형의 박판형상을 갖는 용기(1)를 구비하고 있다. 용기(1)는, 예를 들면, 용기(1)의 상부(1a)를 구성하는 상판 부재(2)와, 용기(1)의 측주부(側周部)(1b) 및 하부(1c)를 구성하는 하판 부재(3)가 접합되어 형성된다. 하판 부재(3)에는, 오목부가 마련되어 있고, 이 오목부에 의해, 용기(1) 내부에 공간이 형성된다.
상판 부재(2) 및 하판 부재(3)는, 전형적으로는, 무산소 구리, 터프 피치 구리, 또는 구리합금으로 구성된다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 상판 부재(2) 및 하판 부재(3)는, 구리 이외의 금속으로 구성되어도 좋고, 그 밖에, 열전도율이 높은 재료가 사용되어도 좋다.
상판 부재(2) 및 하판 부재(3)의 접합 방법으로서는, 확산 접합, 초음파 접합, 솔더링, 용접 등의 방법을 들 수 있다.
용기(1)의 길이(L)(y축방향)는, 예를 들면, 10㎜ 내지 500㎜가 되고, 용기의 폭(W)(x축방향)은, 예를 들면, 5㎜ 내지 300㎜가 된다. 또한, 용기의 두께(T)(z축방향)는, 예를 들면, 0.3㎜ 내지 5㎜가 된다. 용기(1)의 길이(L), 폭(W) 및 두께(T)는, 이들의 값으로 한정되지 않고, 물론 다른 값도 취할 수 있다.
용기(1)에는, 예를 들면, 0.1㎜ 내지 1㎜ 정도의 직경을 갖는 주입구(도시 생략)가 마련되어 있고, 이 주입구를 통하여 용기(1) 내부에 작동 유체가 주입된다. 작동 유체는, 전형적으로는, 용기(1)의 내부가 감압된 상태에서 주입된다.
작동 유체로서는, 순수, 에탄올 등의 알코올, 후로리나트FC72 등의 불소계의 액체, 또는, 순수와 알코올의 혼합액 등을 들 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(10)의 용기(1)의 내부에는, 적층체(41)가 배치된다. 적층체(41)는, 2개의 메시 부재(21, 31)가 적층되어 형성된다. 이후의 설명에서는, 2개의 메시 부재(21, 31)중, 상층에 위치하는 메시 부재를 기상 메시 부재(21), 하층에 위치하는 메시 부재를 액상 메시 부재(31)로 하여 설명한다.
기상 메시 부재(21) 및 액상 메시 부재(31)는, 예를 들면, 구리, 인청동, 알루미늄, 은(銀), 스테인리스, 몰리브덴, 또는 이들의 합금에 의해 구성된다.
기상 메시 부재(21) 및 액상 메시 부재(31)는, 전형적으로는, 면적이 큰 메시 부재가 임의의 크기로 절취되어 형성된다.
기상 메시 부재(21)에 의해, 기상의 작동 유체를 유통시키는 기상 유로(11)가 형성된다. 또한, 액상 메시 부재(31)에 의해, 액상의 작동 유체를 유통시키는 액상 유로(12)가 형성된다.
도 3은, 기상 메시 부재 및 액상 메시 부재를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 4는, 기상 메시 부재 및 액상 메시 부재의 평면 확대도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 기상 메시 부재(21) 및 액상 메시 부재(31)는, 각각, y축방향(유로 방향)을 향하여 배치되는 복수의 제 1의 와이어(16)와, x축방향(유로 방향에 직교하는 방향)을 향하여 배치되는 제 2의 와이어(17)를 갖는다. 기상 메시 부재(21) 및 액상 메시 부재(31)는, 복수의 제 1의 와이어(16)와, 복수의 제 2의 와이어(17)가, 각각 직교하는 방향으로, 상호 엮여들어가(編入) 형성된다.
기상 메시 부재(21) 및 액상 메시 부재(31)의 직조(織り) 방법으로서는, 평 직(平織), 능직(綾織) 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 예를 들면, 로크 크림프직(織), 플랫 톱직(織) 등이라도 좋고, 그 밖의 직조 방법이라도 좋다.
제 1의 와이어(16)와 제 2의 와이어(17)로 끼워 넣어진 공간에 의해, 복수의 구멍(15)이 형성된다. 본 명세서중에서는, 구멍(15)과 같이, 와이어에 의해 형성되는 구멍(15)을 메시라고 부르는 경우가 있다. 또한, 제 1의 와이어(16)의 상호간의 간격(W) 및 제 2의 와이어(17)의 상호간의 간격(W)을 오픈 스티치(W)라고 부르고, 제 1의 와이어(16) 및 제 2의 와이어(17)의 직경(D)을 와이어 지름이라고 부르는 경우가 있다.
도 3(A)에 도시하는 바와 같이, 기상 메시 부재(21)는, 메시보다 큰, 복수의 관통 구멍(5)을 갖고 있다. 관통 구멍(5)은, 예를 들면, y축 및 x축방향으로, 소정이 간격을 두고, 복수개 마련된다. 관통 구멍(5)의 형상은, 예를 들면 원형이 된다. 관통 구멍(5)의 크기는, 예를 들면 직경 5㎜ 내지 10㎜ 정도가 되지만 이것으로 한정되지 않는다. 관통 구멍(5)의 크기는, 기상 메시 부재(21)의 크기나, 메시의 거칠기(粗) 등을 고려하여 적절히 설정되면 좋다.
관통 구멍(5)은, 예를 들면, 프레스 가공에 의해 형성된다. 이 경우, 관통 구멍(5)은, 기상 메시 부재(21)가 임의의 크기로 잘라내여질(切出) 때에, 동시에 기상 메시 부재(21)에 형성되어도 좋다. 이로써, 공정을 삭감할 수 있다. 관통 구멍(5)의 형성 방법은, 프레스 가공으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 관통 구멍(5)은, 레이저 조사에 의해 형성되어도 좋고, 그 밖의 방법에 의해 형성되어도 좋다.
기상 메시 부재(21)는, 액상 메시 부재(31)의 메시보다 거친 메시 부재가 사 용된다. 전형적으로는, 기상 메시 부재(21)의 메시 넘버는, 액상 메시 부재(31)의 메시 넘버보다 작은 메시 넘버가 된다. 여기서, 「메시 넘버」란, 메시 부재의 1 인치(25.4㎜)당의 메시의 수인 것이다.
예를 들면, 기상 메시 부재(21)의 메시 넘버는, 액상 메시 부재(31)의 메시 넘버의 1/3배 내지 1/20배 정도의 메시 넘버가 되지만, 이것으로 한정되지 않는다.
이후에는, 기상 메시 부재에 관통 구멍(5)이 마련되는 이유에 관해, 기상 유로(11)의 모세관 반경의 관점에서 설명한다.
상기 이유를 설명하기 위해, 비교예에 관한 열 수송 디바이스를 예로 들어, 모세관 반경과, 열 수송 성능의 관계에 관해 설명한다.
도 5는, 비교예에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(200)는, 용기(201)를 구비하고 있다. 용기(201)의 내부에는, 적층체(241)가 배치된다. 적층체(241)는, 기상 유로(211)를 형성하는 기상 메시 부재(221)와, 액상 유로(212)를 형성하는 액상 메시 부재(231)를 포함한다. 또한, 비교예에 관한 열 수송 디바이스(200)에서는, 기상 메시 부재(221)에 관통 구멍(5)은, 마련되지 않는다.
다음에, 비교예에 관한 열 수송 디바이스의 전형적인 동작에 관해 설명한다.
도 6은, 비교예에 관한 열 수송 디바이스의 동작을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 7은, 열 수송 디바이스의 냉각 모델도이다.
이들의 도면에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(200)는, 예를 들면, 하부(201c)측의 한쪽의 단부에 CPU 등의 발열원(9)이 접하여 있다. 열 수송 디바이 스(200)는, 발열원(9)이 접하는 측의 단부에 증발 영역(E)을 가지며, 다른쪽의 단부에 응축 영역(C)을 갖고 있다.
액상 작동 유체는, 증발 영역(E)에서, 발열원(9)으로부터의 열을 받아, 증기압차(△Pe)로 증발하고, 기상 작동 유체가 된다. 이 기상 작동 유체는, 기상 유로(211)를 통과하고, 증발 영역(E)으로부터 응축 영역(C)으로 이동한다. 이 때, 기상 작동 유체는, 기상 유로(211)의 기상 저항에 의한 압력 손실(△Pv)을 발으면서 응축 영역(C)으로 이동한다.
응축 영역(C)으로 이동한 기상 작동 유체는, 열(W)을 방출하여 응축하고, 기상 작동 유체로부터 액상 작동 유체로 상 변화한다. 이 때의 증기압차를 △Pc로 한다. 액체 작동 유체는 액상 메시 부재(231)의 모세관력(△Pcap)을 펌프력으로 하여 액상 유로(212)를 흐르고, 응축 영역(C)으로부터 증발 영역(E)으로 이동한다. 이 때, 액상 작동 유체는, 액상 유로(212)의 액상 저항(△Pl)을 발으면서 응축 영역(C)으로 이동한다.
증발 영역(E)으로 되돌아온 액상 작동 유체는, 재차 발열원(9)으로부터의 열을 받아, 증발한다. 상기 동작을 반복함으로써, 발열원(9)으로부터의 열이 수송된다.
열 수송 디바이스(200) 내의 전(全)압력 손실이 액상 메시 부재(231)의 모세관력(△Pcap)보다 작은 경우, 열 수송 디바이스(200)는, 작동한다. 역으로, 전압력 손실이 액상 메시 부재(231)의 모세관력(△Pcap)보다 커지면 열 수송 디바이스(200)는, 작동하지 않는다. 전압력 손실과, 모세관력이 평형을 이룬 때가, 열 수 송 디바이스(200)의 최대 열 수송량(Qmax)이 된다.
따라서 최대 열 수송량(Qmax)이 되는 △Pcap는, 이하의 식(1)에 의해 표시된다. 또한, 식(1)에서는, 기상 작동 유체의 압력 손실이 △Pv, 액상 작동 유체의 압력 손실이 △Pl, 증발에 의한 압력차가 △Pe, 응축에 의한 압력차가 △Pc, 체적력(體積力)에 의한 압력차가 △Ph로 표시되어 있다.
△Pcap=△Pv+△Pl+△Pe+△Pc+△Ph … (1).
여기서, 단위 열량당의 유로 저항을 Rq로 하면, 최대 열 수송량(Qmax)은, 이하의 식(2)에 의해 표시된다.
Qmax=△Pcap/Rq … (2).
또한, 최대 열 수송량(Qmax)은, 잠열을 H, 전유로 저항을 Rtotal로 하면, 이하의 식(3)에 의해 표시된다.
Qmax=△Pcap×H/Rtotal … (3).
전유로 저항(Rtotal)은, 기상 저항(Rv), 액상 저항(Rl), 비등 저항(Re), 응축 저항(Rc), 및 체적력(Rb)에 의한 저항의 합이다. 따라서 최대 열 수송량(Qmax)은, 일반적으로, 모세관력(△Pcap)이 커지면 증대하고, 액상 저항(Rl)이 커지면 감소한다.
기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv), 액상 작동 유체의 압력 손실(△Pl), 증발에 의한 압력차(△Pe), 응축에 의한 압력차(△Pc), 체적력(Rb)에 의한 압력차(△Ph)는, 각각 이하의 식(4) 내지 (8)으로 표시된다. 식(4) 내지 (8)에서는, 기상 작동 유체의 점도 계수가 μv, 액상 작동 유체의 점도 계수가 μl, 기상 작동 유체의 밀도가 ρv, 액상 작동 유체의 밀도가 ρl로 표시되어 있다. 또한, 열 수송량이 Q, 열 수송 디바이스(200)의 길이가 L, 증발 영역(E)의 길이가 le, 응축 영역(C)의 길이가 lc, 액상 메시 부재(231)의 단면적이 Aw, 기상 유로(211)의 모세관 반경이 rv로 표시되어 있다. 또한, 침투 계수가 K, 기체 정수가 R, 중력 가속도가 g, 열 수송 디바이스(200)의 수평에 대한 기울기가 φ로 표시되어 있다. 또한, 체적력(Rb)은, 열 수송 디바이스(200)를 수평에 사용한 경우에는, 제로가 된다.
△Pv=8×μv×Q×L/(π×ρv×rv＾4×H) … (4)
△Pl=μl×Q×L/(K×Aw×ρl×H) … (5)
△Pe=(RT/2π)＾(1/2)×Q/[αc(H-1/2×RT)×rv×le] … (6)
△Pc=(RT/2π)＾(1/2)×Q/[αc(H-1/2×RT)×rv×lc] … (7)
△Ph=(ρl-ρv)×g×L×sinφ … (8).
상기 식(4) 내지 (8)중, 식(4), (6), (7)에 주목하면, 기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv), 증발에 의한 압력차(△Pe), 및 응축에 의한 압력차(△Pc)는, 기상 유로(211)의 모세관 반경(rv)의 함수인 것을 알 수 있다. 이 기상 유로(211)의 모세관 반경(rv)은, 식(4), (6), (7)에서, 모두 분모에 배치되어 있다. 따라서 기상 유로(211)의 모세관 반경(rv)을 넓히면, 3개의 압력 손실(△Pv, △Pe, △Pc)을 작게 할 수 있고, 최대 열 수송량(Qmax)을 크게 할 수 있음을 알 수 있다.
여기서, 작동 유체를 유통시키는 유로의 모세관 반경(r)에 관해 설명한다.
도 8은, 모세관 반경을 설명하기 위한 도면이다. 도 8(A)는, 작동 유체의 유로가 메시 부재에 의해 형성되는 경우의 모세관 반경을 설명하기 위한 도면이다. 도 8(B)는, 작동 유체의 유로가 사각형 유로인 경우의 모세관 반경을 설명하기 위한 도면이다.
도 8(A)에 도시하는 바와 같이, 작동 유체의 유로가, 메시 부재에 의해 형성되는 경우, 모세관 반경(r)은, 이하의 식(9)에 의해 표시된다. 또한, 식(9)에서는, 간격이 W로 표시되고, 와이어 지름이 D로 표시되어 있다.
r=(W+D)/2 … (9).
한편, 도 8(B)에 도시하는 바와 같이, 작동 유체의 유로가 사각형 유로인 경우, 모세관 반경(r)은, 이하의 식(10)에 의해 표시된다. 또한, 식(10)에서는, 유로의 폭이 a로 표시되고, 유로의 깊이가 b로 표시되어 있다.
r=ab/(a+b) … (10)
비교예에 관한 열 수송 디바이스(200)에서는, 기상 유로(211)는, 기상 메시 부재(221)에 의해 형성되어 있다. 따라서 기상 유로(211)의 모세관 반경(rv)은, 상기 식(9)에 의해 표시된다.
상술한 바와 같이, 최대 열 수송량(Qmax)을 크게 하기 위해서는, 기상 유로(211)의 모세관 반경(rv)을 크게 하면 좋다.
그래서, 본 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(10)에서는, 기상 유로(11)를 형성하는 기상 메시 부재(21)에 관통 구멍(5)이 마련된다. 이 관통 구멍(5)에 의해, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)을 실질적으로 넓힐 수 있기 때문에, 기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv), 증발에 의한 압력차(△Pe), 및 응축에 의한 압력차(△Pc)를 저감할 수 있다(식(4), (6), (7) 참조). 이로써, 열 수송 디바이스(10)의 최 대 열 수송량(Qmax)을 크게 할 수 있고, 그 결과, 열 수송 디바이스(10)의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
[동작 설명]
다음에 열 수송 디바이스(10)의 동작에 관해 설명한다. 도 9는, 열 수송 디바이스의 동작을 설명하기 위한 모식도이다. 도 9에서는, 도 6 및 도 7에서 설명한 동작과 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(10)는, 예를 들면, 하부(1c)측의 한쪽의 단부에 CPU 등의 발열원(9)이 접하여 있다. 열 수송 디바이스(10)는, 발열원(9)이 접하는 측의 단부에 증발 영역(E)을 가지며, 다른쪽의 단부에 응축 영역(C)을 갖고 있다.
액상 작동 유체는, 증발 영역(E)에서, 발열원(9)으로부터의 열(W)을 흡열하고, 증기압차(△Pe)로 증발한다. 이 때, 상기한 바와 같이, 관통 구멍(5)에 의해, 기상 유로(11)의 실질적인 모세관 반경(rv)이 넓어져 있기 때문에, 증발에 의한 압력차(△Pe)는, 저감되어 있다(식(6) 참조). 따라서 액상 작동 유체는, 낮은 비등 저항으로, 증발할 수 있다.
증발한 작동 유체(기상 작동 유체)는, 액상 유로(12)를 통과하고, 증발 영역(E)으로부터 응축 영역(C)을 향하는 방향으로 이동한다. 이 때, 관통 구멍(5)에 의해, 기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv)은, 저감되어 있기 때문에(식(4) 참조), 기상 작동 유체는, 낮은 유로 저항으로 응축 영역(C)으로 이동할 수 있다. 기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv)은, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)의 4승에 반비례하 기 때문에, 모세관 반경(rv)을 넓힘에 의한 압력 손실(△Pv)의 저감의 효과는, 특히 크다.
응축 영역(C)에 도달한 기상 작동 유체는, 열(W)을 방출하고, 증기압차(△Pc)로 응축된다. 이 때, 관통 구멍(5)에 의해, 증발에 의한 압력차(△Pc)는, 저감되어 있기 때문에(식(7) 참조), 기상 작동 유체는, 낮은 응축 저항으로 응축될 수 있다.
응축된 작동 유체(액상 작동 유체)는, 액상 메시 부재(31)의 모세관력에 의해, 액상 유로(12)를 통과하고, 응축 영역(C)으로부터 증발 영역(E)으로 향한다. 증발 영역(E)으로 되돌아온 액상 작동 유체는, 재차 발열원(9)으로부터의 열을 받아, 증발한다. 상기 동작을 반복함으로써, 발열원(9)으로부터의 열이 수송된다.
본 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(10)에서는, 상기한 바와 같이, 기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv), 증발에 의한 압력차(△Pe), 및 응축에 의한 압력차(△Pc)를 저감할 수 있다. 이로써, 전압력 손실(Ptotal)을 저감할 수 있기 때문에, 열 수송 디바이스(10)의 최대 열 수송량(Qmax)을 크게 할 수 있다. 그 결과, 열 수송 디바이스(10)의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기상 유로(11)가 기상 메시 부재(21)에 의해 형성되기 때문에, 기상 유로가 공동(空洞)인 경우에 비하여, 열 수송 디바이스(10)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 열 수송 디바이스(10) 내부의 온도가 상승한 때, 또는, 열 수송 디바이스(10)에 작동 유체가 감압 상태에서 주입될 때에, 압력에 의해 용기(1)가 변형하여 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열 수송 디바이 스(10)가 굽힘 가공이 되는 경우에, 열 수송 디바이스(10)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기상 유로(11) 및 액상 유로(12)가 메시 부재(21, 31)에 의해 형성되기 때문에, 구조가 극히 단순하다. 따라서 높은 열 수송 성능 및 높은 내구성을 갖는 열 수송 디바이스(10)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 비용도 삭감할 수 있다.
도 10은, 본 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스 및 비교예에 관한 열 수송 디바이스의, 기상 유로의 유로 저항을 도시하는 도면이다. 도 11은, 본 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(10) 및 비교예에 관한 열 수송 디바이스(200)의 최대 열 수송량(Qmax)을 도시하는 도면이다.
본 발명자 등은, 열 수송 디바이스(10)의 유로 저항 및 열 수송 성능을 평가하기 위해, 관통 구멍(5)을 갖는 기상 메시 부재(21)를 구비하는 열 수송 디바이스(10)와, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 기상 메시 부재(221)를 구비하는 열 수송 디바이스(200)(도 5 참조)를 작성하였다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍(5)을 갖는 형태의, 기상 유로(11)의 유로 저항은, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 형태의, 기상 유로(211)의 유로 저항에 비하여, 현격하게 감소하고 있다.
또한, 도 11로부터, 관통 구멍(5)을 갖는 형태의 최대 열 수송량(Qmax)은, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 형태의 최대 열 수송량(Qmax)에 비하여, 현격하게 상승하고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 관통 구멍(5)을 갖는 형태의 열 수송 성능은, 관 통 구멍(5)을 갖지 않는 형태의 열 수송 성능에 비하여, 현격하게 상승하고 있는 것을 알 수 있다.
이와 같은 결과가 되는 것은, 상술한 바와 같이, 관통 구멍(5)에 의해, 기상 유로(11)의 실질적인 모세관 반경(rv)이 넓어져 있기 때문이다.
[변형례]
도 3에서는, 관통 구멍(5)의 형상의 한 예로서 원형을 들어서 설명하였다. 그러나, 관통 구멍(5)의 형상은 원형으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 관통 구멍(5)은, 타원형, 다각형, 성형(星型) 등이라도 좋다. 또는, 원형, 타원형, 다각형, 성형중 적어도 2 이상의 조합 등이라도 좋다.
도 12는, 관통 구멍(5)의 다른 형상의 예를 도시하는 도면이다. 도 12(A)는, 관통 구멍(5)이 타원형인 경우의 도면이고, 도 12(B)는, 관통 구멍(5)이 사각형인 경우의 도면이다. 도 12(C)는, 원형과, 사각형을 조합시킨 경우의 도면이다.
도 13은, 관통 구멍(5)의 형상과, 최대 열 수송량(Qmax)의 관계를 도시하는 도면이다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍(5)을 갖는 형태에서는, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 형태(좌단의 그래프)에 비하여, 최대 열 수송량(Qmax)이 상승하고 있다. 또한, 관통 구멍(5)의 형상은, 어느 형상이라도, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 형태에 비하여, 최대 열 수송량(Qmax)은, 상승하고 있다.
(제 2 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관해 설명한다.
제 2 실시 형태에서는, 주로 유로로서 기능하는 유로 영역(P)에 마련된 관통 구멍(5P)이, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 마련된 관통 구멍(5E, 5C)보다 큰 점에서, 제 1 실시 형태와 다르다. 따라서 그 점을 중심으로 설명한다.
또한, 이후의 설명에서는, 상술한 제 1 실시 형태와 같은 구성 및 기능을 갖는 부재에 관해서는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략 또는 간략화한다.
도 14는, 제 2 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면이다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(50)는, 긴변 방향(y축방향)의 한쪽의 단부에, CPU 등의 발열원(9)이 접하여 있다. 열 수송 디바이스(50)는, 발열원이 접하는 측의 단부에, 증발 영역(E)을 가지며, 다른쪽의 단부에 응축 영역(C)을 갖고 있다. 또한, 열 수송 디바이스(50)는, 증발 영역(E)과, 응축 영역(C)의 사이에 마련되고, 주로 작동 유체의 유로로서 기능하는 유로 영역(P)을 갖고 있다.
열 수송 디바이스(50)는, 용기(1) 내에, 적층체(42)를 갖고 있다. 적층체(42)는, 기상 메시 부재(22)와, 액상 메시 부재(31)를 포함한다. 기상 메시 부재(22)에 의해, 기상의 작동 유체를 유통시키는 기상 유로(11)가 형성되고, 액상 메시 부재(31)에 의해, 액상의 작동 유체를 유통시키는 액상 유로(12)가 형성된다.
기상 메시 부재(22)는, 증발 영역(E)에 관통 구멍(5E)이 마련되고, 응축 영역(C)에 관통 구멍(5C)이 마련되어 있다. 또한, 유로 영역(P)에 관통 구멍(5P)이 마련되어 있다. 이후의 설명에서는, 증발 영역(E)에 마련된 관통 구멍(5E), 응축 영역(C)에 마련된 관통 구멍(5C), 유로 영역(P)에 마련된 관통 구멍(5P)을, 각각, 증발 관통 구멍(5E), 응축 관통 구멍(5C), 유로 관통 구멍(5P)이라고 부른다.
유로 관통 구멍(5P)은, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)보다 크게 형성되어 있다. 예를 들면, 유로 관통 구멍(5P)은, 직경 6㎜가 되고, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)은, 직경 3㎜가 된다. 그러나, 관통 구멍(5P, 5E, 5C)의 크기는, 이것으로 한정되지 않는다. 관통 구멍(5P, 5E, 5C)은, 유로 관통 구멍(5P)이, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)보다 크게 형성되어 있으면 되고, 이들의 값은, 적절히 변경 가능하다.
다음에, 유로 관통 구멍(5P)이, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)보다 크게 형성되는 이유에 관해 설명한다.
상술한 바와 같이, 기상 작동 유체가 기상 유로(11)를 통과할 때의 압력 손실(△Pv)은, 상기 식(4)에 의해 표시된다. 이 식(4)에서는, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)은, 식(4)의 우변에서, 분모에 배치되어 있고, 기상 작동 유체의 압력 손실(△Pv)은, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)의 4승에 반비례한다.
한편, 증발에 의한 압력차(△Pe), 및 응축에 의한 압력차(△Pc)는, 상기 식(6), (7)에 의해 표시된다. 식(6), (7)에서도, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)은, 분모에 배치되어 있다. 이 경우, 증발에 의한 압력차(△Pe) 및 응축에 의한 압력차(△Pc)는, 기상 유로의 모세관 반경(rv)의 1승에 반비례한다.
그래서, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)을 넓힘에 의한, 압력 손실(△Pv)의 저감률은, 증발에 의한 압력차(△Pe) 및 응축에 의한 압력차(△Pc)의 저감률보 다 크다.
그래서, 제 2 실시 형태에서는, 유로 관통 구멍(5P)이, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)보다 크게 형성된다. 이로써, 효과적으로 열 수송 디바이스(50)의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
[변형례]
도 14에서는, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)의 양쪽이, 유로 관통 구멍(5P)보다 작다고 하여 설명하였다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C) 유로중 어느 쪽이나 한쪽이, 관통 구멍(5P)보다 작게 형성되어도 좋다.
그런데, 증발 영역(E)과, 유로 영역(P)은, 명확하게 구별을 할 수가 없는다. 마찬가지로, 응축 영역(C)과, 유로 영역(P)은, 명확하게 구별을 할 수가 없는다. 그래서, 예를 들면, 관통 구멍(5P, 5E)은, 열 수송 디바이스(50)의 중앙부터 증발 영역(E)을 향하여 단계적으로 작게 되어도 좋다. 또는, 관통 구멍(5P, 5C)은, 열 수송 디바이스(50)의 중앙부터 응축 영역(C)을 향하여 단계적으로 작게 되어도 좋다.
또는, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)중 적어도 한쪽에, 관통 구멍(5E, 5C)이 마련되지 않은 형태도 생각된다.
도 15는, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)의 양쪽에 관통 구멍이 마련되지 않은 열 수송 디바이스, 즉, 유로 영역(P)에 관통 구멍(5P)이 마련된 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도이다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 유로 영역(P)에 관통 구멍(5P)을 갖는 열 수송 디바이스(60)에서도, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 열 수송 디바이스(200)에 비하여(도 5 참조), 열 수송 성능은 향상한다.
(제 3 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관해 설명한다.
상술한 제 2 실시 형태에서는, 유로 관통 구멍(5P)이, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)보다 크다고 하여 설명하였다. 한편, 제 3 실시 형태에서는, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)이, 유로 관통 구멍(5P)보다 크다. 따라서 그 점을 중심으로 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 제 2 실시 형태와 같은 구성 및 기능을 갖는 부재에 관해서는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략 또는 간략화한다.
도 16은, 제 3 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도이다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(70)는, 용기(1)의 내부에, 적층체(44)를 구비하고 있다. 적층체(44)는, 기상 유로(11)를 형성하는 기상 메시 부재(24)와, 액상 유로(12)를 형성하는 액상 메시 부재(31)를 포함한다.
기상 메시 부재(24)는, 증발 영역(E), 응축 영역(C) 및 유로 영역(P)에, 각각, 증발 관통 구멍(5E), 응축 관통 구멍(5C) 및 유로 관통 구멍(5P)을 갖고 있다.
증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)은, 유로 관통 구멍(5P)보다 크게 형성되어 있다. 예를 들면, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)은, 직경 6 ㎜가 되고, 유로 관통 구멍(5P)은, 직경 3㎜가 된다. 그러나, 관통 구멍(5P, 5E, 5C)의 크기는, 이것으로 한정되지 않는다. 관통 구멍(5P, 5E, 5C)은, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)이, 유로 관통 구멍(5P)보다 작게 형성되어 있으면 되고, 이들의 값은, 적절히 변경 가능하다.
상술한 바와 같이, 증발에 의한 압력차(△Pe), 및 응축에 의한 압력차(△Pc)는, 기상 유로(11)의 모세관 반경(rv)에 반비례한다. 따라서 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)이, 유로 관통 구멍(5P)보다 크게 형성되어도, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 열 수송 디바이스(200)에 비하여(도 5 참조), 열 수송 성능은 향상한다.
[변형례]
도 16에서는, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)의 양쪽이, 유로 관통 구멍(5P)보다 크다고 하여 설명하였다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)중 어느 한쪽이, 유로 관통 구멍(5P)보다 크게 형성되어도 좋다.
또는, 관통 구멍(5P, 5E)이, 열 수송 디바이스(70)의 중앙부터 증발 영역(E)을 향하여 단계적으로 커지도록 형성되어 있어도 좋다. 관통 구멍(5P, 5C)은, 열 수송 디바이스(50)의 중앙부터 응축 영역(C)을 향하여 단계적으로 크게 되어도 좋다.
또는, 유로 영역에 유로 관통 구멍(5P)이 마련되지 않은 형태도 생각된다.
도 17은, 유로 영역(P)에, 유로 관통 구멍(5P)이 마련되지 않은 열 수송 디 바이스, 즉, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에, 관통 구멍(5E, 5C)이 마련된 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도이다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)이 마련된 열 수송 디바이스(80)에서도, 열 수송 성능은 향상한다. 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)에 의해, 기상 유로(11)의 실질적인 모세관 반경(rv)이 넓어지고, 증발에 의한 압력차(△Pe), 및 응축에 의한 압력차(△Pc)가 저감되기 때문이다.
도 17에서는, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)의 양쪽에, 증발 관통 구멍(5E) 및 응축 관통 구멍(5C)이 마련된 경우를 나타냈다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 증발 영역(E), 및 응축 영역(C)중, 어느 한쪽에, 관통 구멍(5E, 5C)이 마련되어 있어도 좋다. 이와 같은 형태에서도, 관통 구멍(5)을 갖지 않는 열 수송 디바이스(200)에 비하여, 열 수송 성능은 향상한다.
(제 4 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 4 실시 형태에 관해 설명한다.
상술한 각 실시 형태에서는, 기상 메시 부재(21)에 관통 구멍(5)이 마련된 경우에 관해 설명하였다. 한편, 제 4 실시 형태에서는, 액상 메시 부재(31)에 관통 구멍(6)이 마련된다. 따라서 그 점을 중심으로 설명한다.
도 18은, 제 4 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면이다.
도 18에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(90)는, 용기(1) 내부에 적층 체(46)를 갖고 있다. 적층체(46)는, 기상 유로(11)를 형성하는 기상 메시 부재(26)와, 액상 유로(12)를 형성하는 액상 메시 부재(32)를 포함한다.
열 수송 디바이스(90)는, 발열원(9)이 접하는 측의 단부에, 증발 영역(E)을 가지며, 다른쪽의 단부에 응축 영역(C)을 갖고 있다. 또한, 열 수송 디바이스(90)는, 주로 작동 유체의 유로로서 기능화는 유로 영역(P)을 갖고 있다.
액상 메시 부재(32)는, 메시보다 큰, 복수의 관통 구멍(6)을 갖고 있다. 이후의 설명에서는, 편의상, 액상 메시 부재(32)에 마련된 관통 구멍(6)을, 액상 관통 구멍(6)이라고 부른다.
액상 관통 구멍(6)은, 액상 메시 부재(32)를 관통하도록, y축 및 x축방향으로 소정이 간격을 두고, 복수개 마련된다. 액상 관통 구멍(6)은, 예를 들면, 프레스 가공이나, 레이저 조사에 의해 형성되지만, 이들로 한정되지 않는다. 액상 관통 구멍(6)이 프레스 가공에 의해 형성되는 경우, 액상 관통 구멍(6)은, 액상 메시 부재(32)가 임의의 크기로 잘라내여질 때에, 동시에 형성되어도 좋다.
액상 관통 구멍(6)은, 예를 들면, 직경 0.5㎜ 내지 2㎜ 정도의 크기가 된다. 그러나, 액상 관통 구멍(6)의 크기는, 이것으로 한정되지 않는다. 액상 관통 구멍(6)의 크기는, 액상 메시 부재(32)의 크기나, 메시 넘버 등을 고려하여 적절히 설정되면 좋다.
액상 관통 구멍(6)의 형상은, 예를 들면, 원형이 된다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 관통 구멍(5)은, 타원형, 다각형, 성형 등이라도 좋다. 또는, 원형, 타원형, 다각형, 성형중 적어도 2 이상의 조합 등이라도 좋다.
제 4 실시 형태와 같이, 액상 메시 부재(32)에 액상 관통 구멍(6)이 마련됨으로써, 액상 유로(12)의 유로 저항을 저감할 수 있다. 이로써, 열 수송 디바이스(90)의 최대 열 수송량(Qmax)을 상승시킬 수 있고, 그 결과, 열 수송 디바이스의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
도 19는, 액상 관통 구멍(6)을 갖는 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량(Qmax)과, 액상 관통 구멍(6)을 갖지 않는 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량(Qmax)을 도시하는 도면이다.
도 19에 도시하는 바와 같이, 액상 관통 구멍(6)을 갖는 형태의 최대 열 수송량(Qmax)은, 액상 관통 구멍(6)을 갖지 않는 형태(도 5 참조)의 최대 열 수송량(Qmax)에 비하여, 상승하고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과가 되는 것은, 상술한 바와 같이, 액상 관통 구멍(6)에 의해, 액상 유로(12)의 유로 저항이 저감되었기 때문이다.
[변형례]
제 4 실시 형태에서는, 액상 유로(12)는, 하나의 액상 메시 부재(32)에 의해 형성되는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 액상 유로(12)는, 2개 이상의 액상 메시 부재가 적층되어 형성되어도 좋다. 이 경우, 복수의 액상 메시 부재중, 적어도 하나의 액상 메시 부재에 액상 관통 구멍(6)이 마련되어 있어도 좋다.
유로 영역(P)에 마련된 액상 관통 구멍(6)의 크기와, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 마련된 액상 관통 구멍(6)의 크기가 달라도 좋다. 이 경우, 유로 영 역(P)에 마련된 액상 관통 구멍(6)이, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 마련된 액상 관통 구멍(6)보다 크게 형성되어도 좋다. 또는, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 마련된 액상 관통 구멍(6)이, 유로 영역(P)에 마련된 액상 관통 구멍(6)보다 크게 형성되어 있어도 좋다.
액상 관통 구멍(6)은, 열 수송 디바이스(90)의 중앙부터 증발 영역(E), 또는, 응축 영역(C)을 단계적으로 작아져도 좋다. 또는, 액상 관통 구멍(6)은, 열 수송 디바이스(90)의 중앙부터 증발 영역(E), 또는, 응축 영역(C)을 향하여 단계적으로 커져도 좋다.
또는, 증발 영역(E) 및/또는 응축 영역(C)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되지 않고, 유로 영역(P)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되어 있어도 좋다. 또는, 유로 영역(P)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되지 않고, 증발 영역 및/또는 응축 영역(C)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되어도 좋다.
제 4 실시 형태에서는, 기상 유로(11)가 기상 메시 부재(26)에 의해 형성되어 있는 경우에 관해 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 기상 유로(11)는, 공동이라도 좋다. 또는, 기상 메시 부재(26) 대신에, 기상 유로(11)에 복수의 기둥부가 형성되어 있어도 좋다.
상기 각 변형례에서도, 액상 관통 구멍(6)에 의해, 액상 유로(12)의 유로 저항을 저감할 수 있기 때문에, 액상 관통 구멍(6)을 갖지 않는 열 수송 디바이스(200)(도 5 참조)에 비하여, 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다.
(제 5 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 5 실시 형태에 관해 설명한다.
상술한 각 실시 형태에서는, 기상 메시 부재 또는, 액상 메시 부재에 관통 구멍이 마련되는 경우에 관해 설명하였다. 한편, 제 5 실시 형태에서는, 액상 메시 부재 및 기상 메시 부재의, 양쪽의 메시 부재에 관통 구멍이 마련된다. 따라서 그 점을 중심으로 설명한다.
도 20은, 제 5 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면이다.
도 20에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(110)는, 용기(1) 내에, 적층체(47)를 갖고 있다. 적층체(47)는, 기상 유로(11)를 형성하는 기상 메시 부재(21)와, 액상 유로(12)를 형성하는 액상 메시 부재(32)를 포함한다.
열 수송 디바이스(110)는, 발열원(9)이 접하는 측의 단부에, 증발 영역(E)을 가지며, 다른쪽의 단부에 응축 영역(C)을 갖고 있다. 또한, 열 수송 디바이스(110)는, 주로 작동 유체의 유로로서 기능화는 유로 영역(P)을 갖고 있다.
기상 메시 부재(21)는, 메시보다 큰, 관통 구멍(5)을 갖고 있다. 또한, 이후에는, 편의상, 기상 메시 부재(21)에 마련된 관통 구멍(5)을 기상 관통 구멍(5)이라고 부른다. 액상 메시 부재(32)도 마찬가지로, 메시보다 큰, 액상 관통 구멍(6)을 갖고 있다.
액상 관통 구멍(6)은, 예를 들면, 기상 관통 구멍(5)이 마련된 위치에 대해, 상대적으로 다른 위치에 배치된다. 또는, 액상 관통 구멍(6)은, 기상 관통 구멍(5)이 마련된 위치에 대해, 상대적으로 같은 위치에 배치되어도 좋다.
서로 근접하는 기상 관통 구멍(5)의 간격(d1)과, 서로 근접하는 액상 관통 구멍(6)의 간격(d2)은, 같아도 좋고, 달라도 좋다. 상기 간격(d1)과, 간격(d2)의 관계는, 적절히 변경 가능하다.
제 5 실시 형태에서는, 기상 관통 구멍(5) 및 액상 관통 구멍(6)의 양쪽의 관통 구멍(5, 6)이 마련되기 때문에, 더욱, 열 수송 디바이스(120)의 열 수송 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 기상 관통 구멍(5)에 의해, 기상 유로(11)의 실질적인 모세관 반경(rv)이 넓어지기 때문에, 증발 저항, 기상 유로(11)의 유로 저항, 및 응축 저항을 저감할 수 있다. 또한, 액상 관통 구멍(6)에 의해, 액상 유로의 유로 저항을 저감할 수 있다. 이로써, 열 수송 디바이스(120)의 최대 열 수송량(Qmax)을 더욱 상승시킬 수 있고, 그 결과, 열 수송 디바이스(120)의 열 수송 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
[변형례]
상기 제 1 실시 형태 내지 제 3 실시 형태에서 설명한 기상 유로(11)의 구성 및 변형례는, 전부, 제 5 실시 형태의 기상 유로(11)의 구성으로서 적용할 수 있다. 또한, 상기 제 3 실시 형태에서 설명한 액상 유로의 구성 및 변형례는, 전부, 제 5 실시 형태의 액상 유로(12)의 구성으로서 적용할 수 있다.
예를 들면, 기상 유로(11)의 구성에 있어서, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 기상 관통 구멍(5)(증발 관통 구멍(5E), 응축 관통 구멍(5C))이 마련되지 않고, 유로 영역(P)에 기상 관통 구멍(5)(유로 관통 구멍(5P))이 마련되어 있어도 좋다. 역으로, 유로 영역(P)에 기상 관통 구멍(5)이 마련되지 않고, 증발 영역(E) 및 응 축 영역(C)에 기상 관통 구멍(5)이 마련되어 있어도 좋다.
또한, 액상 유로(12)의 구성에 있어서, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되지 않고, 유로 영역(P)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되어 있어도 좋다. 역으로, 유로 영역(P)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되지 않고, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 액상 관통 구멍(6)이 마련되어 있어도 좋다.
도 21, 도 22는, 기상 유로(11)의 구성과, 액상 유로(12)의 구성의 조합에 관한 한 예를 도시하는 도면이다.
도 21에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(120)는, 용기(1) 내에 적층체(48)를 갖는다. 적층체(48)는, 기상 유로(11)를 형성하는 기상 메시 부재(23)와, 액상 유로(12)를 형성하는 액상 메시 부재(33)를 포함한다. 기상 메시 부재(23)는, 유로 영역(P)에 기상 관통 구멍(5)을 갖고 있다. 또한, 액상 메시 부재(33)는, 유로 영역(P)에 액상 관통 구멍(6)을 갖고 있다. 또한, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에는, 관통 구멍(5, 6)은, 마련되지 않는다.
열 수송 디바이스(120)에서도, 관통 구멍(5, 6)을 갖지 않는 형태(도 5 참조)에 비하여, 열수 성능을 향상시킬 수 있다. 유로 영역(P)에 마련된 기상 관통 구멍(5)에 의해, 기상 유로(11)의 유로 저항이 저감되고, 유로 영역(P)에 마련된 액상 관통 구멍(6)에 의해, 액상 유로(12)의 유로 저항이 저감되기 때문이다.
도 22에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(130)는, 용기(1) 내에 적층체(49)를 갖는다. 적층체(49)는, 기상 유로(11)를 형성하는 기상 메시 부재(25)와, 액상 유로(12)를 형성하는 액상 메시 부재(34)를 포함한다. 기상 메시 부재(25)는, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 기상 관통 구멍(5)을 갖고 있다. 또한, 액상 메시 부재(34)는, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에 액상 관통 구멍(6)을 갖고 있다. 또한, 유로 영역(P)에는, 관통 구멍(5, 6)은, 마련되지 않는다.
도 23은, 도 22에 도시한 열 수송 디바이스(130)의 최대 열 수송량(Qmax)과, 관통 구멍을 갖지 않는 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량을 도시하는 도면이다.
도 23에 도시하는 바와 같이, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)에, 기상 관통 구멍(5) 및 액상 관통 구멍(6)을 갖는 형태에서도, 관통 구멍(5, 6)을 갖지 않는 형태(도 5 참조)에 비하여, 열 수송 성능은 향상하는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과가 되는 것은, 증발 영역(E)에 마련된 기상 관통 구멍(5) 및 액상 관통 구멍(6)에 의해, 비등 저항이 저감되고, 응축 영역(C)에 마련된 기상 관통 구멍(5) 및 액상 관통 구멍(6)에 의해, 응축 저항이 저감되기 때문이다.
(제 6 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 6 실시 형태에 관해 설명한다.
상기 각 실시 형태에서는, 용기(1)가, 2개의 판부재(2, 3)에 의해 형성되는 것으로 하여 설명하였다. 한편, 제 6 실시 형태에서는, 용기가, 하나의 판부재가 절곡됨으로써 형성된다. 따라서, 그 점을 중심으로 설명한다.
도 24는, 제 6 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도이다. 도 25는, 도 24에 도시하는 A-A 사이의 단면도이다. 도 26은, 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도이다.
도 24에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(140)는, 일방향(y축방향)으 로 길다란 사각형의 박판형상을 갖는 용기(51)를 구비하고 있다. 이 용기(51)는, 하나의 판부재(52)가 절곡됨으로써 형성된다.
판부재(52)는, 전형적으로는, 무산소 구리, 터프 피치 구리, 또는 구리합금으로 구성된다. 그러나 이것으로 한정되지 않고, 판부재(52)는, 구리 이외의 금속으로 구성되어도 좋고, 그 밖에, 열전도율이 높은 재료가 사용되어도 좋다.
도 24 및 도 25에 도시하는 바와 같이, 용기(51)는, 긴변 방향(y축방향)에 따른 방향에서의 측부(51c)가, 만곡한 형상으로 되어 있다. 즉, 용기(1)는, 도 26에 도시하는 판부재(52)가, 판부재(52)의 개략 중앙에서 절곡되어 형성되기 때문에, 측부(51c)가 만곡한 형상으로 되어 있다. 이후에는, 측부(51c)를 만곡부(51c)라고 부른 경우가 있다.
용기(51)는, 측부(51c)(만곡부(51c))와는 반대측의 측부(51d)와, 짧은변 방향에 따른 방향에서의 측부(51e, 51f)에 접합부(53)를 갖고 있다. 접합부(53)는, 각각의 측부(51d, 51e, 51f)로부터 돌출하도록 마련되어 있다. 이 접합부(53)에서, 절곡된 판부재(52)가 접합된다. 접합부(53)는, 도 26에 도시하는 판부재(52)의, 접합 영역(52a)(도 26중, 사선으로 표시된 영역)에 상당한다. 접합 영역(52a)은, 판부재(52)의 연부(52b)로부터 소정의 거리(d)의 범위 내의 영역이 된다.
접합부(53)(접합 영역(52a))의 접합 방법으로서는, 예를 들면, 확산 접합, 초음파 접합, 솔더링, 용접 등의 방법을 들 수 있지만, 접합 방법은, 특히 한정되지 않는다.
열 수송 디바이스(140)의 용기(51)의 내부에는, 적층체(41)가 배치된다. 적 층체(41)는, 관통 구멍(5)을 갖는 기상 메시 부재(21)와, 액상 메시 부재(31)가 적층되어 형성된다. 기상 메시 부재(21)에 의해, 기상 유로(11)가 형성되고, 액상 메시 부재(31)에 의해, 액상 유로(12)가 형성된다.
또한, 기상 유로(11) 및 액상 유로(12)의 구성은, 도 25에 도시한 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 액상 메시 부재(31)에 관통 구멍(6)이 마련되어 있어도 좋다. 또한, 유로 영역(P)의 관통 구멍(5, 6)의 크기가, 증발 영역(E) 및 응축 영역(C)의 관통 구멍(5, 6)의 크기와 달라도 좋다. 상기 각 실시 형태에서 설명한 기상 유로(11) 및 액상 유로(12)의 구성은, 전부, 제 6 실시 형태에 적용할 수 있다. 후술하는 각 실시 형태에서도 마찬가지이다.
[열 수송 디바이스의 제조 방법]
다음에, 열 수송 디바이스(140)의 제조 방법에 관해 설명한다.
도 27은, 열 수송 디바이스의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 27(A)에 도시하는 바와 같이, 먼저, 판부재(52)가 준비된다. 그리고, 판부재(52)의 개략 중앙에서, 판부재(52)가 절곡된다.
판부재(52)가 소정의 각도까지 절곡되면, 도 27(B)에 도시하는 바와 같이, 절곡된 판부재(52)의 사이에, 적층체(41)가 넣어진다. 또한, 적층체(41)는, 판부재(52)의 절곡이 시작된 전에, 판부재(52)상의 소정의 위치에 배치되어 있어도 좋다.
판부재(52)의 사이에, 적층체(41)가 넣어지면, 도 27(C)에 도시하는 바와 같이, 적층체(41)를 끼워 넣도록, 판부재(52)가 더욱 절곡된다. 그리고, 절곡된 판부 재(52)의 접합부(53)(접합 영역(52a))가 접합된다. 접합부(53)의 접합 방법으로는, 상술한 바와 같이, 확산 접합, 초음파 접합, 솔더링, 용접 등의 방법이 이용된다.
제 6 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(140)에서는, 용기(51)가 하나의 판부재(52)에 의해 형성되기 때문에, 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 2개 이상의 부재로 용기가 형성되는 경우, 이들의 부재의 위치를 맞출 필요가 있지만, 제 6 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(140)에서는, 부재의 위치를 맞출 필요가 없다. 따라서, 열 수송 디바이스(140)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 판부재(52)는 긴변 방향으로(Y방향을 축으로 하여) 절곡한 구조를 나타냈지만, 단변(짧은변 방향)으로(X방향을 축으로 하여) 절곡하도록 하여도 좋다.
[변형례]
다음에, 제 6 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스의 변형례에 관해 설명한다.
도 28은, 그 변형례를 설명하기 위한 도면이고, 판부재의 전개도이다.
도 28에 도시하는 바와 같이, 판부재(52)는, 판부재(52)의 중앙에서, 긴변 방향(y축방향)에 따르도록, 홈(54)을 갖고 있다. 홈(54)은, 예를 들면, 프레스 가공이나, 에칭 가공에 의해 형성되지만, 홈(54)의 형성 방법은, 특히 한정되지 않는다.
판부재(52)에 홈(54)이 마련됨으로써, 판부재(52)를 절곡하기 쉽게 할 수 있다. 이로써, 더욱 용이하게, 열 수송 디바이스(140)를 제조할 수 있다.
(제 7 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 7 실시 형태에 관해 설명한다. 또한, 제 7 실시 형태에서는, 상술한 제 6 실시 형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 29는, 제 7 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도이다. 도 30은, 도 29에 도시하는 A-A 사이의 단면도이다. 도 31은, 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도이다.
도 29 및 도 30에 도시하는 바와 같이, 열 수송 디바이스(150)는, 일방향(y축방향)으로 길다란 사각형의 박판형상을 갖는 용기(61)를 구비하고 있다.
이 용기(61)는, 도 31에 도시하는 판부재(62)가 중앙부터 되접어 꺾이여 형성된다. 판부재(62)는, 판부재(62)의 중앙 부근에서, 판부재(62)의 긴변 방향에 따르도록, 2개의 개구(65)가 마련되어 있다.
용기(61)는, 긴변 방향(y축방향)에 따른 방향에서의 측부(61c, 61d)와, 짧은변 방향(x축방향)에 따른 방향에서의 측부(61e, 61f)에 접합부(63)를 갖고 있다. 이 접합부(63)가 접합되여, 용기(61)가 형성된다. 접합부(63)는, 도 31에 도시하는 판부재(62)의, 접합 영역(62a, 62b)에(도 31중, 사선으로 표시된 영역) 상당한다. 접합 영역(62a, 62b)은, 각각, 판부재(62)의 좌측 및 우측에서, 선대칭의 위치에 배치된다. 접합 영역(62a, 62b)은, 판부재의 연부(62c), 또는, 개구(65)로부터 소정의 거리(d)의, 범위 내의 영역이 된다.
용기(61)의 측부(61c)에 마련된 접합부(63)는, 3개의 돌출부(64)를 갖는다. 3개의 돌출부(64)는, 절곡된 형상을 갖고 있다. 이 3개의 돌출부(64)는, 도 31에 도시하는 판부재(62)의, 개구(65) 및 연부(62c) 사이의 영역(66)과, 2개의 개 구(65) 사이의 영역(66)에 상당한다.
제 7 실시 형태에 관한 열 수송 디바이스(150)에서는, 판부재(62)에 개구(65)가 마련되기 때문에, 판부재(62)를 용이하게 절곡할 수 있다. 이로써, 더욱 용이하게 열 수송 디바이스(150)를 제조할 수 있다.
판부재(62)의, 개구(65) 및 연부(62c) 사이의 영역(66)과, 2개의 개구(65) 사이의 영역(66)에, 예를 들면, 프레스 가공에 의해 형성되는 홈이 마련되어 있어도 좋다. 이로써 더욱 용이하게, 판부재(62)를 절곡할 수 있다. 또한, 판부재(62)는 긴변 방향으로(Y방향을 축으로 하여) 절곡하는 구조를 나타냈지만, 단변(짧은변 방향)으로(X방향을 축으로 하여) 절곡하도록 하여도 좋다.
(전자 기기)
다음에, 상술한 각 실시 형태에서 설명한 열 수송 디바이스(10)(또는, 50 내지 160, 이하, 마찬가지)를 갖는 전자 기기에 관해 설명한다. 본 실시 형태에서는, 전자 기기의 한 예로서, 노트형의 PC를 들어 설명한다.
도 32는, 노트형의 PC(100)를 도시하는 사시도이다. 도 32에 도시하는 바와 같이, 노트 PC(100)는, 제 1의 몸체(111)와, 제 2의 몸체(112)와, 제 1의 몸체(111) 및 제 2의 몸체(112)를 회동 가능하게 지지한 힌지부(113)를 구비하고 있다.
제 1의 몸체(111)는, 표시부(101)와, 표시부(101)에 광을 조사하는 에지 라이트형의 백라이트(102)를 갖는다. 백라이트(102)는, 제 1의 몸체(111) 내부에서, 제 1의 몸체(111)의 상하 방향에 각각 배치된다. 백라이트(102)는, 예를 들면, 구 리판상에 복수의 백색 LED(Light Emitting Diode)가 배치되어 형성된다.
제 2의 몸체(112)는, 복수의 입력 키(103)와, 터치 패드(104)를 갖는다. 또한, 제 2의 몸체(112)는, 내부에 CPU(105) 등의 전자 회로부품이 탑재된 제어 회로 기판(도시 생략)을 갖고 있다.
열 수송 디바이스(10)는, 제 2의 몸체(112)의 내부에서, CPU(105)에 접하도록 배치된다. 도 32에서는, 열 수송 디바이스(10)는, 제 2의 몸체(112)의 평면 외형보다 작게 표시되어 있지만, 열 수송 디바이스(10)는, 제 2의 몸체(112)의 평면 외형과 동등한 크기가 되어도 좋다.
또는, 열 수송 디바이스(10)는, 제 1의 몸체(111) 내부에서, 백라이트(102)를 형성하는 구리판과 접하도록 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 열 수송 디바이스(10)는, 제 1의 몸체(111) 내에 복수개 배치된다.
상술한 바와 같이, 열 수송 디바이스(10)는, 높은 열 수송 성능을 갖고 있기 때문에, CPU(105)나, 백라이트(102) 등에서 발생한 열을 신속하게 수송할 수 있다. 이로써, 열을 신속하게 노트 PC(100)의 외부로 방출할 수 있다. 또한, 열 수송 디바이스(10)에 의해, 제 1의 몸체(111), 또는, 제 2의 몸체(112)의 내부의 온도를 균일하게 할 수 있기 때문에, 저온 화상을 방지할 수 있다.
또한, 열 수송 디바이스(10)는, 높은 열 수송 성능이, 박형으로 실현되어 있기 때문에, 노트 PC(100)의 박형화도 실현된다.
도 32에서는, 전자 기기의 한 예로서, 노트형의 PC를 들어 설명하였지만, 전자 기기는, 이것으로 한정되지 않는다. 전자 기기의 다른 예로서, 오디오/비주얼 기기, 디스플레이 장치, 프로젝터, 게임기기, 카 내비게이션 기기, 로봇 기기, PDA(Personal Digital Assistance), 전자 사전, 카메라, 휴대 전화 그 밖의 전화(電化) 제품 등을 들 수 있다.
이상 설명한 열 수송 디바이스 및 전자 기기는, 상기 각 실시 형태로 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다.
도 9, 도 14 등에서는, CPU 등의 발열원(9)이, 열 수송 디바이스(10)(또는, 50, 60 등, 이하, 마찬가지)의 하부(1c)측에 배치되는 형태를 나타냈다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, CPU 등의 발열원(9)은, 열 수송 디바이스(10)의 상부(1a)측에 접하도록 배치되어 있어도 좋다. 즉, 열 수송 디바이스(10)는, 박판형상으로 형성되어 있기 때문에, 발열원(9)이 접하는 위치에 구애받지 않고, 높은 열 수송 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 참고로서, 기상 유로(11)측에 발열원(9)이 배치되는 열 수송 디바이스(10)를 도 33에 도시한다.
상술한 각 실시 형태에서는, 액상 유로(12)가 메시 부재에 의해 형성되는 경우에 관해 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 액상 유로(12)의 일부가, 메시 부재 이외의 재료에 의해 형성되어 있어도 좋다. 메시 부재 이외의 재료로서는, 펠트, 메탈 폼, 세선(細線), 소결체, 미세한 홈을 갖는 마이크로 채널 등을 들 수 있다.
본 발명은 일본 특허출원 JP2008-328872호(2008.12.24)의 우선권 주장 출원이다.
본 발명은 첨부된 청구범위의 범주내에서 당업자에 의해 필요에 따라 다양하 게 변경, 변형, 조합, 및 대체가 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시하는 A-A 사이의 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면.
도 3은 기상 메시 부재 및 액상 메시 부재를 도시하는 사시도.
도 4는 기상 메시 부재 및 액상 메시 부재의 평면 확대도.
도 5는 비교예에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도.
도 6은 비교예에 관한 열 수송 디바이스의 동작을 설명하기 위한 모식도.
도 7은 비교예에 관한 열 수송 디바이스의 냉각 모델도.
도 8은 모세관 반경을 설명하기 위한 도면.
도 9는 열 수송 디바이스의 동작을 설명하기 위한 모식도.
도 10은 본 발명의 한 형태에 관한 열 수송 디바이스, 및 비교예에 관한 열 수송 디바이스의, 기상 유로의 유로 저항을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 한 형태에 관한 열 수송 디바이스, 및 비교예에 관한 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량(Qmax)을 도시하는 도면.
도 12는 관통 구멍의 다른 형상의 예를 도시하는 도면.
도 13은 관통 구멍의 형상과, 최대 열 수송량(Qmax)의 관계를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 다른 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면.
도 15는 유로 영역에 관통 구멍이 마련된 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도.
도 16은 본 발명의 또다른 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도.
도 17은 증발 영역 및 응축 영역에, 관통 구멍이 마련된 열 수송 디바이스를 도시하는 측방 단면도.
도 18은 본 발명의 또다른 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면.
도 19는 액상 관통 구멍을 갖는 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량(Qmax)과, 액상 관통 구멍을 갖지 않는 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량(Qmax)을 도시하는 도면.
도 20은 본 발명의 또다른 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 단면도이고, 열 수송 디바이스를 측방에서 본 도면.
도 21은 기상 유로의 구성과, 액상 유로의 구성의 조합에 관한 한 예를 도시하는 도면.
도 22는 기상 유로의 구성과, 액상 유로의 구성의 조합에 관한 한 예를 도시하는 도면.
도 23은 도 22에 도시한 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량(Qmax)과, 관통 구멍을 갖지 않는 열 수송 디바이스의 최대 열 수송량을 도시하는 도면.
도 24는 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도.
도 25는 도 24에 도시하는 A-A 사이의 단면도.
도 26은 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도.
도 27은 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스의 제조 방법을 도시하는 도면.
도 28은 변형례에 관한 열 수송 디바이스를 설명하기 위한 도면이고, 판부재의 전개도.
도 29는 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스를 도시하는 사시도.
도 30은 도 29에 도시하는 A-A 사이의 단면도.
도 31은 또다른 실시의 형태에 관한 열 수송 디바이스의 용기를 구성하는 판부재의 전개도.
도 32는 노트형의 PC를 도시하는 사시도.
도 33은 기상 유로측에 발열원이 배치되는 열 수송 디바이스를 도시하는 도면.

Claims (17)

  1. 상 변화에 의해 열을 수송하는 작동 유체와,
    상기 작동 유체를 봉입하는 용기와,
    메시보다 큰 관통 구멍을 갖는 제 1의 메시 부재를 포함하고, 기상의 상기 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시키는 기상 유로와,
    액상의 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시키는 액상 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과,
    상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과,
    상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고,
    상기 제 1의 메시 부재는, 상기 유로 영역에 마련된 제 1의 면적의 제 1의 관통 구멍과, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 마련된 제 1의 면적과 다른 제 2의 면적의 제 2의 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과,
    상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과,
    상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고,
    상기 제 1의 메시 부재는, 상기 유로 영역에 상기 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과,
    상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과,
    상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고,
    상기 제 1의 메시 부재는, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 상기 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 액상 유로는, 메시보다 큰 관통 구멍을 갖는 상기 제 2의 메시 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과,
    상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과,
    상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고,
    상기 제 2의 메시 부재는, 상기 유로 영역에 마련된 제 1의 면적의 제 1의 관통 구멍과, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 마련된 제 1의 면적과 다른 제 2의 면적의 제 2의 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1의 면적은, 상기 제 2의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 열 수송 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과,
    상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과,
    상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고,
    상기 제 2의 메시 부재는, 상기 유로 영역에 상기 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 작동 유체가 증발하는 증발 영역과,
    상기 작동 유체가 응축하는 응축 영역과,
    상기 작동 유체가 유통하는 유로 영역을 또한 구비하고,
    상기 제 2의 메시 부재는, 상기 증발 영역 및 상기 응축 영역중 적어도 한쪽의 영역에 상기 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1의 메시 부재의 상기 관통 구멍의 위치가, 상기 제 2의 메시 부재의 상기 관통 구멍의 위치와 다른 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 용기는, 판형상인 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 용기는, 판부재가 상기 제 1의 메시 부재를 끼워 넣도록 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 판부재는, 상기 판부재가 절곡되는 영역에 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 열 수송 디바이스.
  17. 발열원과,
    상 변화에 의해 상기 발열원의 열을 수송하는 작동 유체와, 상기 작동 유체를 봉입하는 용기와,
    메시보다 큰 관통 구멍을 갖는 제 1의 메시 부재를 포함하고, 기상의 상기 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시키는 기상 유로와, 액상의 작동 유체를 상기 용기 내에서 유통시키는 액상 유로를 갖는 열 수송 디바이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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