KR20180030863A - 배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치 - Google Patents

배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180030863A
KR20180030863A KR1020187004184A KR20187004184A KR20180030863A KR 20180030863 A KR20180030863 A KR 20180030863A KR 1020187004184 A KR1020187004184 A KR 1020187004184A KR 20187004184 A KR20187004184 A KR 20187004184A KR 20180030863 A KR20180030863 A KR 20180030863A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat pipe
pipe
piping member
main body
Prior art date
Application number
KR1020187004184A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102032069B1 (ko
Inventor
다카히로 고다
Original Assignee
가부시키가이샤 마루산덴키
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 마루산덴키 filed Critical 가부시키가이샤 마루산덴키
Publication of KR20180030863A publication Critical patent/KR20180030863A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102032069B1 publication Critical patent/KR102032069B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F28D15/0241—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 tubes being flexible
    • 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
    • F28D15/0266—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 with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • 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
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • 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
    • 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
    • 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
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • 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
    • F28D15/04—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 with tubes having a capillary structure
    • F28D15/043—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 with tubes having a capillary structure forming loops, e.g. capillary pumped loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치 가능한 히트 파이프를 구성할 수 있는 배관 부재, 그러한 배관 부재를 이용해서 구성한 히트 파이프, 및 냉각 장치를 제공한다. 배관 부재(210)는 히트 파이프(20)에 이용됨에 있어서 양단이 폐색되고, 임의로 절곡 가능한 배관 본체(211)와, 배관 본체의 축 방향(D1)으로 연장하여, 각각이 작동 유체(220)의 유로로서 이용되는 4개의 통로(213)로 배관 본체의 내부를 구획하는 구획벽(212)과, 4개의 통로 중 서로 인접하는 통로(213)끼리를 연통시키는 연락로(214a, 214b)를 구비하였다.

Description

배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치
본 발명은 히트 파이프에 이용되는 배관 부재, 그러한 배관 부재를 이용한 히트 파이프, 및 냉각 장치에 관한 것이다.
종래, 발열 부품을 냉각함에 있어서 수열부에서 방열부까지 열을 전달하는 부재로서 히트 파이프가 알려져 있다. 히트 파이프는 배관 부재의 내부에 작동 유체가 봉입되어, 그 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 것이다.
히트 파이프 중에는 수열부에서 받은 열에 의해서 일부가 가열되어 내부에서 작동 유체가 증발해서 기상으로 되고, 기상의 이동에 의한 잠열 수송으로 열을 전달하는 타입의 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또, 히트 파이프 중에는 작동 유체가 액상과 기상이 혼재한 상태에서 이동하고, 기상의 이동에 의한 잠열 수송과, 액상의 이동에 의한 현열 수송을 동시에 실행하는 타입의 것도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 2에 기재된 히트 파이프는 작동 유체의 이동에, 액상이 가열되어 핵 비등이 생길 때에 발생하는 자려 진동을 이용하기 때문에 자려 진동식 히트 파이프라 불린다. 자려 진동식 히트 파이프는 열 수송이 잠열 수송과 현열 수송의 양쪽에서 실행되기 때문에, 열 유속이 큰 열 수송에 대응 가능하며, 주목받고 있다.
도 9는 종래의 자려 진동식 히트 파이프를 나타내는 모식도이다. 도 9의 (a)에, 자려 진동식 히트 파이프(500)의 모식도가 나타나고, 도 9의 (b)에, 자려 진동식 히트 파이프(500)에 있어서의 작동 유체(520)의 행동을 나타내는 블럭도가 나타나 있다.
이 도 9에 나타나 있는 자려 진동식 히트 파이프(500)는 루프형상으로 형성된 배관 부재(510)의 내부에, 작동 유체(520)가 액상(521)과 기상(522)이 혼재하여 봉입된 것이다. 자려 진동식 히트 파이프(500)에서는 가열에 의한 상 변화로 작동 유체(520)가 증발하는 증발부(501)와, 방열에 의한 상 변화로 응축이 일어나는 응축부(502)의 사이에서 열 수송이 실행된다. 자려 진동식 히트 파이프(500)의 배관 부재(510)는 그 일부가 증발부(501)와 응축부(502)의 사이에서 복수회 왕복하도록 사행하고 있다.
증발부(501)에서는 기상(522)의 열 팽창이 일어나는 동시에 핵 비등에 의해서 생기는 기포가 기상(522)의 팽창을 조장하여 압력 상승이 일어난다. 한편, 응축부(502)에서는 기상(522)의 응축에 의한 압력 저하가 일어난다. 그리고, 양자간의 압력차와, 증발부(501)에서의 핵 비등에 의한 압력 충격에 의해 액상(521)이 도 9의 (a)에 화살표 D51로 나타내고 있는 바와 같이 자려 진동한다.
그 결과, 도 9의 (a)에 화살표 D52로 나타내고 있는 바와 같이, 기상(522)이 증발부(501)에서 응축부(502)로 이동한다. 이 기상(522)의 팽창과 응축을 수반한 이동에 의해, 증발부(501)에서 응축부(502)로의 잠열의 수송이 실행된다.
또, 액상(521)에 대해서는 증발부(501)와 응축부(502)의 사이에서 자려 진동함으로써, 증발부(501)에서의 가열과 응축부(502)에서의 냉각이 반복된다. 또, 기상(522)의 이동에 수반해서 액상(521)은 루프형상의 배관 부재(510)내를 완만히 순환하는 것으로 되고, 이 순환에 의해서도 가열과 냉각이 반복된다. 이와 같은 액상(521)의 가열과 냉각을 수반한 자려 진동과 순환에 의해, 증발부(501)에서 응축부(502)로의 현열의 수송이 실행된다.
이상에 설명한 작동 유체(520)의 행동에 의해, 자려 진동식 히트 파이프(500)에서는 기상(522)에 의한 잠열 수송과 액상(521)에 의한 현열 수송이 동시에 실행되게 된다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 평성9-126672호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 제2013-160420호
그러나, 상술한 자려 진동식 히트 파이프(500)는 작동 유체(520)를 순환시키기 위해 배관 부재(510)를 루프형상으로 형성할 필요가 있으며, 설치 장소의 형태에 따라서는 설치가 곤란하게 되는 경우가 있다.
한편, 특허문헌 1에 기재되어 있는 잠열 수송만으로 열을 전달하는 타입의 히트 파이프는 배관 부재를 루프형상으로 형성할 필요는 없다. 이 타입의 히트 파이프는 대부분의 경우, 봉형상의 배관 부재의 일단이 증발부로 되고 타단이 응축부로 된다. 증발부에서의 증발에 의해서 생긴 기상이 응축부까지 이동하여 액상으로 돌아간다. 액상은 다음의 증발에 대비하기 위해 응축부에서 증발부까지 환류시킬 필요가 있다. 이 때문에, 상기의 타입의 히트 파이프의 배관 부재의 내면에는 모세관 현상이나 중력을 이용해서 액상을 증발부까지 보내기 위한 윅이라 불리는 미세한 요철 형상이 형성되어 있는 경우가 많다. 액상은 윅을 타고 응축부에서 증발부까지 환류한다.
이 타입의 히트 파이프는 배관 부재를 루프형상으로 형성할 필요가 없기 때문에, 언뜻 보면 설치의 자유도가 높은 것처럼 보인다. 그러나, 배관 부재에, 예를 들면 상기의 윅 등이 필요하다. 특히 윅은 미세한 요철형상이 무너져 버리면 환류의 역할을 할 수 없게 되기 때문에, 배관 부재의 자유로운 형상으로의 절곡 등의 방해로 되는 경우가 있다. 이 때문에, 잠열 수송만으로 열을 전달하는 타입의 히트 파이프라도, 설치 장소의 형상에 따라서는 설치가 곤란하게 되는 경우가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 과제에 주목하고, 설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치 가능한 히트 파이프를 구성할 수 있는 배관 부재, 그러한 배관 부재를 이용해서 구성한 히트 파이프, 및 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 배관 부재는 내부에 작동 유체가 봉입되어 해당 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 히트 파이프에 이용되는 배관 부재에 있어서, 상기 히트 파이프에 이용됨에 있어서 양단이 폐색되고, 임의로 절곡 가능한 배관 본체와, 상기 배관 본체의 축 방향으로 연장하여, 각각이 상기 작동 유체의 유로로서 이용되는 복수개의 통로로 상기 배관 본체의 내부를 구획하는 구획벽과, 상기 복수개의 통로 중 적어도 1개의 통로를, 해당 1개의 통로와 서로 인접하는 다른 1개의 통로와 연통시키는 연락로를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 배관 부재에 의하면, 그 내부에, 연락로에 의해서 연통된 적어도 한쌍의 통로가 형성되어 있다. 이 때문에, 이들 한 쌍의 통로를, 상술한 자려 진동식 히트 파이프에 있어서의 작동 유체의 루프형상의 유로로서 이용하면, 예를 들면 1개의 봉형상의 자려 진동식 히트 파이프를 구성할 수 있다. 혹은 한쌍의 통로의 한쪽을 기상의 이동로로, 다른쪽을 액상의 환류로로 이용하면, 잠열 수송만으로 열을 전달하는 타입의 히트 파이프를 구성하는 것도 가능하다. 또한, 배관 부재에 있어서의 통로를 액상의 환류로로서 이용하는 방법으로서는 예를 들면, 그 통로에 모세관 현상에 의해서 액상을 보내는 금속 메시 등을 삽입하는 등과 같은 방법을 들 수 있다. 그리고, 그 내부 구조가 구획벽에 의해서 내부를 구획한다는 단순한 구조이기 때문에, 예를 들면 상기의 윅이 형성된 배관 부재 등에 비해 절곡의 자유도가 높다. 따라서, 본 발명의 배관 부재에 의하면, 설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치 가능한 히트 파이프를 구성할 수 있다.
또, 본 발명의 배관 부재에 있어서, 상기 배관 본체는 상기 축 방향과 직교하는 단면형상이 원형으로 된 환형 배관이고, 상기 구획벽은 상기 배관 본체의 상기 단면형상에 있어서의 반경 방향으로도 연장해서 마련되어 있는 것은 바람직하다.
반경 방향으로 연장해서 마련된 구획벽이 내부에 마련된 환형 배관은 그 절곡이 용이한 것에 부가하여, 구획벽이 내부로부터 지지하는 역할을 하므로, 절곡했을 때의 배관의 찌부러짐을 억제함으로써, 절곡에 대한 배관의 강도를 높일 수 있다. 더 나아가서는 히트 파이프의 배관 부재는 기상의 팽창에 의한 내압의 상승에도 노출되지만, 배관을 내부로부터 지지하는 구획벽에 의해, 이러한 내압의 상승에 대한 내성을 증강시킬 수도 있다.
또, 이 바람직한 배관 부재에 있어서, 상기 구획벽은 상기 배관 본체의 중심축에서 해당 배관 본체의 내면을 향해 상기 반경 방향으로 방사상으로 연장된 복수의 벽 부분을 갖고 있는 것은 더욱 바람직하다.
이 더욱 바람직한 배관 부재에 의하면, 복수의 벽 부분이 방사상으로 연장하고 있는 것에 의해, 배관의 절곡에 대한 강도를 한층 높일 수 있는 동시에, 상기와 같은 내압의 상승에 대한 내성을 한층 증강시킬 수도 있다.
또, 본 발명의 배관 부재에 있어서, 상기 연락로는 상기 배관 본체의 양단이 폐색되었을 때에, 상기 배관 본체의 내부에 1개 또는 복수개의 루프 통로가 형성되도록, 상기 배관 본체의 양단 각각의 근방에 마련되어 있는 것은 바람직하다.
이 바람직한 배관 부재에 의하면, 양단을 폐색함으로써, 1개의 봉형상으로 설치 자유도가 높은 자려 진동식 히트 파이프를 구성할 수 있다. 자려 진동식 히트 파이프는 상술한 바와 같이, 열 수송이 잠열 수송과 현열 수송의 양쪽에서 실행되기 때문에, 열 유속이 큰 열 수송에 대응 가능한 점에서, 잠열 수송만으로 열을 전달하는 타입의 히트 파이프에 비해 유리하다. 또, 이 타입의 히트 파이프에서는 열의 전달 거리가 작동 유체가 기상인 채로 이동할 수 있는 거리에 한정되는 것에 반해, 자려 진동식 히트 파이프는 액상에서의 현열 수송도 실행되므로, 잠열 수송만의 타입의 히트 파이프에 비해 열의 전달 거리의 점에서도 유리하다. 상기의 바람직한 배관 부재에 의하면, 이와 같이 유리한 점이 많은 자려 진동식 히트 파이프를 양단의 폐색이라는 간단한 가공에 의해 구성할 수 있다.
또, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 히트 파이프는 배관 부재와, 해당 배관 부재의 내부에 봉입된 작동 유체를 구비하고, 해당 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 히트 파이프에 있어서, 상기 배관 부재는 상술한 본 발명의 배관 부재인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 히트 파이프는 상술한 본 발명의 배관 부재가 이용되고 있기 때문에, 설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치 가능한 히트 파이프로 되어 있다.
또, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 냉각 장치는 수열부와, 방열부와, 상기 수열부에서 받은 열을 상기 방열부에 전달하는 히트 파이프를 구비하고, 상기 히트 파이프는 배관 부재와, 해당 배관 부재의 내부에 봉입된 작동 유체를 구비하고, 해당 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 것이고, 상기 배관 부재는 상술한 본 발명의 배관 부재인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 냉각 장치는 그 구성요소인 히트 파이프가 상술한 본 발명의 배관 부재를 이용해서 구성된 것이기 때문에, 히트 파이프의 형상 등, 냉각 장치의 설계 단계에서의 자유도를 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치 가능한 히트 파이프를 구성할 수 있는 배관 부재, 그러한 배관 부재를 이용해서 구성한 히트 파이프, 및 냉각 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 냉각 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타나 있는 냉각 장치에 있어서의 도 1 중의 V1 화살표의 측면도와, 도 1 중의 V2 화살표의 정면도이다.
도 3은 도 1에 나타나 있는 자려 진동식 히트 파이프의 도 1 중의 V2 화살표의 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타나 있는 자려 진동식 히트 파이프에 있어서의 3개소의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3에 나타나 있는 배관 본체의 내부에 형성되는 1개의 루프 통로를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 나타낸 냉각 장치에서의 냉각 효과를 나타내는 해석 결과이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타나 있는 냉각 장치의 삼면도이다.
도 9는 종래의 자려 진동식 히트 파이프를 나타내는 모식도이다.
본 발명의 배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치의 제 1 실시형태에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 냉각 장치를 나타내는 사시도이다. 또, 도 2는 도 1에 나타나 있는 냉각 장치에 있어서의 도 1 중의 V1 화살표의 측면도와, 도 1 중의 V2 화살표의 정면도이다. 도 2의 (a)에는 측면도가 나타나고, 도 2의 (b)에는 정면도가 나타나 있다.
도 1 및 도 2에 나타나 있는 냉각 장치(1)는 플레이트부(11)와, 방열 휜(12)과, 자려 진동식 히트 파이프(20)를 구비하여, 냉각 대상의 발열 부품을 냉각하는 히트 싱크로 되어 있다. 자려 진동식 히트 파이프(20)가 본 발명에서 말하는 히트 파이프의 일예에 상당한다.
플레이트부(11)는 냉각 대상으로 되는 발열 부품과 한쪽의 면에서 접하는 직사각형 판이다. 방열 휜(12)은 플레이트부(11)에 있어서의 다른쪽의 면에 등간격으로 서로 평행하게 복수개가 세워 마련된 직사각형 판이다. 본 실시형태에서는 플레이트부(11)와 복수개의 방열 휜(12)이 알루미늄으로 일체 성형되어 일부재로 되어 있다.
본 실시형태에서는 발열 부품은 플레이트부(11)에 있어서의 방열 휜(12)측과는 반대측의 이면(111)의 일부에 접한다. 도 2에는 일예로서, 이면(111)에 있어서의 발열 부품과의 접촉역(111a)이 이 이면(111)의 대략 중앙에 일점 쇄선으로 그려져 있다. 이 접촉역(111a)에 있어서, 발열 부품의 열이 흡수된다. 이 수열부로서의 접촉역(111a)에서 받아진 열이 플레이트부(11)의 주변역 및 방열 휜(12)에 전달되고, 이 방열 휜(12)에서 주변의 공기로 방열된다. 플레이트부(11)의 이면(111)에 있어서의 접촉역(111a)에서의 수열과 방열 휜(12)에서의 방열에 의해, 발열 부품이 냉각되게 된다. 접촉역(111a)이 본 발명에서 말하는 수열부의 일예에 상당하고, 방열 휜(12)이 본 발명에서 말하는 방열부의 일예에 상당한다.
자려 진동식 히트 파이프(20)는 플레이트부(11)의 접촉역(111a)에서 받은 열을 접촉역(111a)의 주변역을 통해, 혹은 직접 방열 휜(12)에 전달하는 열 수송의 역할을 담당하는 부재이다. 자려 진동식 히트 파이프(20)는 1개의 봉형상의 부재이며, 방열 휜(12)의 상호간을 누비고 나아가 사행형상으로 구부러진 상태에서 고정되어 있다. 본 실시형태에서는 자려 진동식 히트 파이프(20)의 고정 방법으로서는 여기에서는 특정하지 않지만, 다음과 같은 방법이 채용될 수 있다. 즉, 자려 진동식 히트 파이프(20)를 사이에 두는 2개의 방열 휜(12)에 의한 코킹, 혹은 자려 진동식 히트 파이프(20)의 굵기보다 약간 좁게 배치된 2개의 방열 휜(12)의 상호간으로의 압입 등이 채용될 수 있다.
도 3은 도 1에 나타나 있는 자려 진동식 히트 파이프의 도 1 중의 V2 화살표의 평면도이다. 또, 도 4는 도 3에 나타나 있는 자려 진동식 히트 파이프에 있어서의 3개소의 단면을 나타내는 단면도이다. 도 4의 (a)에는 도 3 중의 V1-V1 단면을 나타내는 단면도가 나타나고, 도 4의 (b)에는 도 3 중의 V2-V2 단면을 나타내는 단면도가 나타나며, 도 4의 (c)에는 도 3 중의 V3-V3 단면을 나타내는 단면도가 나타나 있다.
우선, 자려 진동식 히트 파이프(20)는 알루미늄으로 형성되어 있으며, 1개의 배관 부재(210)와, 이 배관 부재(210)의 내부에 봉입된 작동 유체(220)를 구비하고, 작동 유체(220)의 이동에 의해서 열을 전달한다. 작동 유체(220)는 액상(221)과 기상(222)이 혼재된 상태에서 봉입되어 있다.
배관 부재(210)는 양단(211a, 211b)이 폐색된 배관 본체(211)와, 그 내부를 구획하는 구획벽(212)을 구비하고 있다. 배관 본체(211)의 내부는 배관 본체(211)의 축 방향 D1에 연장해서 마련된 구획벽(212)에 의해서, 4개의 통로(213)로 구획되어 있다. 각 통로(213)는 배관 본체(211)의 축 방향 D1로 연장해서 작동 유체(220)의 유로로서 이용된다.
여기서, 본 실시형태에서는 배관 본체(211)가 축 방향 D1과 직교하는 단면형상이 원형으로 된 환형 배관이다. 그리고, 구획벽(212)은 축 방향 D1로 연장하는 동시에 배관 본체(211)의 단면형상에 있어서의 반경 방향 D2로도 연장해서 마련되어 있다. 더욱 구체적으로는 도 4의 (a)에 나타내고 있는 바와 같이, 구획벽(212)은 배관 본체(211)의 중심축(211c)에서 배관 본체(211)의 내면(211d)을 향해 반경 방향 D2로 서로 직교해서 방사상으로 연장된 4개의 벽 부분(212a)을 갖고 있다. 이 4개의 벽 부분(212a)에 의해서 배관 본체(211)의 내부가 4개의 통로(213)로 구획되어 있다.
그리고, 배관 본체(211)의 양단(211a, 211b) 각각의 근방에서 구획벽(212)을 이루는 4개의 벽 부분(212a) 각각의 일부가 제거되어, 서로 인접하는 통로(213)끼리를 연통시키는 연락로(214a, 214b)가 마련되어 있다. 이 연통에 의해, 배관 본체(211)의 내부에, 후술하는 1개의 루프 통로가 형성된다.
배관 본체(211)에 있어서의 일단(211a)(도 3)에서는 도 4의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 도면 중 횡방향의 2개의 벽 부분(212a)을 남기고, 도면 중 종방향의 2개의 벽 부분(212a)이 이 일단(211a)에서 10㎜ 정도(도 3) 제거되어 있다. 이것에 의해, 도면 중 횡방향으로 서로 인접하는 통로(213)끼리를 2개씩 연통시키는 연락로(214a)가 도면 중 종방향으로 2개 배열되어 마련되어 있다.
또, 배관 본체(211)에 있어서의 타단(211b)(도 3)에서는 도 4의 (c)에 나타나 있는 바와 같이, 도면 중 종방향의 2개의 벽 부분(212a)을 남기고, 도면 중 횡방향의 2개의 벽 부분(212a)이 이 타단(211b)에서 10㎜ 정도(도 3) 제거되어 있다. 이것에 의해, 도면 중 종방향으로 서로 인접하는 통로(213)끼리를 2개씩 연통시키는 연락로(214b)가 도면 중 횡방향으로 2개 배열되어 마련되어 있다.
또한, 벽 부분(212a)을 제거하는 범위는 상기와 같이 양단(211a, 211b) 각각에서 10㎜ 정도에 한정되는 것은 아니며, 서로 인접하는 통로끼리를 연통시켜 루프 통로를 형성하는 연락로를 형성할 수 있는 것이면 구체적인 위치나 크기를 불문한다.
배관 본체(211)의 양단(211a, 211b) 각각에, 이와 같이 2개씩 마련된 합계 4개의 연락로(214a, 214b)에 의해, 4개의 통로(213)가 연결되어, 배관 본체(211)의 내부에 다음과 같은 1개의 루프 통로가 형성된다.
도 5는 도 3에 나타나 있는 배관 본체의 내부에 형성되는 1개의 루프 통로를 나타내는 모식도이다.
이 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 배관 본체(211)의 일단(211a)에서, 2개의 연락로(214a)에 의해서 통로(213)가 2개씩 도면 중 횡방향으로 연결된다. 또, 타단(211b)에서, 2개의 연락로(214b)에 의해서 통로(213)가 2개씩 도면 중 종방향으로 연결된다. 그 결과, 배관 본체(211)의 내부를 2왕복하면서 루프를 그리는 루프 통로(215)가 형성되어 있다. 그리고, 본 실시형태의 자려 진동식 히트 파이프(20)는 이와 같이 내부에서 2왕복하는 루프 통로(215)를 갖는 1개의 배관 부재(210)가 도 3에 나타나 있는 바와 같이 3왕복하는 사행형상으로 구부려져 형성된 것으로 되어 있다. 자려 진동식 히트 파이프(20)는 배관 부재(210)의 내부에 형성되는 이러한 루프 통로(215) 중에 작동 유체(220)가 봉입된 것이다.
또, 본 실시형태에서는 히트 싱크의 분야에서 통상 사용되고 있는 온도 범위(40℃∼120℃)에서, 상기와 같이 액상(221)의 핵 비등, 기상(222)의 팽창과 응축이 발생하도록, 작동 유체(220)로서 프레온계의 냉매가 채용되고 있다.
본 실시형태에서는 도 4의 (a)에 나타나 있는 단면형상을 갖는 φ5∼φ16㎜의 파이프가 알루미늄의 압출 성형에 의해서 필요한 길이로 형성된다. 계속해서, 일단측에서 도 4의 (b)에 나타나 있는 바와 같은 벽 부분(212a)의 제거 성형이 실행되고, 타단측에서 도 4의 (c)에 나타나 있는 바와 같은 벽 부분(212a)의 제거 성형이 실행되고, 일단에 대해 열 압착에 의한 폐색이 실행된다. 그 후, 타단으로부터 관내의 진공 배기가 실행되고, 그 타단으로부터 관내 용적의 소정 비율분의 작동 유체(220)가 주입된 후, 그 타단에 대해서도 열 압착에 의한 폐색이 실행된다. 이것에 의해, 상기의 루프 통로(215) 중에 작동 유체(220)가 액상(221)과 기상(222)이 혼재된 상태에서 봉입된 자려 진동식 히트 파이프(20)가 완성된다.
이와 같은 루프 통로(215) 중에서, 작동 유체(220)가 예를 들면 도 9를 참조해서 설명한 바와 같이 행동하고, 액상(221)에 의한 현열 수송과 기상(222)에 의한 잠열 수송이 실행된다.
또한, 본 실시형태에서는 루프 통로(215)에 있어서, 도 2에 나타나 있는 냉각 장치(1)의 플레이트부(11)의 접촉역(111a)의 위쪽을 통과하는 부분이 증발부로 된다. 또, 접촉역(111a)에서 충분히 떨어진 위치에서 방열 휜(12)의 근방을 통과하는 부분이 응축부로 된다. 그리고, 양자간에서 현열 수송과 잠열 수송이 실행되어 열이 전달된다.
도 1 및 도 2에 나타낸 냉각 장치(1)에서는 플레이트부(11)의 접촉역(111a)에서 흡수한 발열 부품의 열이 자려 진동식 히트 파이프(20)에서의 열 수송에 의해서 플레이트부(11)의 주변역 및 방열 휜(12)에 전달되고, 이 방열 휜(12)으로부터 주변의 공기로 방열된다.
도 6은 도 1 및 도 2에 나타낸 냉각 장치에서의 냉각 효과를 나타내는 해석 결과이다. 도 6의 (a)에는 도 1 및 도 2에 나타낸 냉각 장치(1)에서의 냉각 효과를 나타내는 해석 결과로서, 도 2의 (b)에 나타나 있는 정면도에 있어서의 온도 분포가 빗금으로 농담으로 나타나 있다. 도 6의 (b)에는 도시된 빗금의 농담이 몇 도에 상당하는지를 나타내는 그라데이션 바 TB가 나타나고 있다. 또, 도 6의 (c)에는 본 실시형태의 냉각 장치(1)에서의 냉각 효과와 비교하기 위해, 냉각 장치(1)에서 자려 진동식 히트 파이프(20)를 제외한 비교예의 냉각 장치(1')에서의 냉각 효과를 나타내는 해석 결과가 도 6의 (a)와 마찬가지의 온도 분포로 나타나 있다.
여기서의 해석은 다음의 해석 조건하에서 실행하였다. 우선, 플레이트부(11)의 사이즈를 156㎜×150㎜로 하고, 방열 휜(12)의 높이를 31㎜로 하였다. 그리고, 발열 부품과의 접촉역(111a)을 플레이트부(11)의 중앙에 배치한 50㎜×56㎜의 직사각형 형상의 영역으로 하고, 이 접촉역(111a)에서 열량이 100W의 열이 흡열된 것으로 하였다. 또, 냉각 장치(1)의 자세는 도 1에 나타나 있는 바와 같이 수직으로 세운 자세로 하고, 냉각 방법은 주위 온도 40℃의 환경하에서의 자연 공랭으로 하였다. 또, 본 실시형태의 냉각 장치(1)와 비교예의 냉각 장치(1')는 비교예의 냉각 장치(1')에 자려 진동식 히트 파이프(20)가 탑재되어 있지 않은 점을 제외하고 동일 조건하에서 해석을 실행하였다.
도 6의 (c)에 나타나 있는 비교예의 냉각 장치(1')의 온도 분포에서는 발열 부품과의 접촉역(111a)에 해당하는 중앙부의 온도가 높고, 또, 고온부가 그 중앙부에 집중하고 있다. 이에 대해, 도 6의 (a)에 나타나 있는 본 실시형태의 냉각 장치(1)의 온도 분포에서는 고온부가 접촉역(111a)에 상당하는 중앙부에서 주변역으로 널리 분산되고, 이것에 의해, 그 중앙부의 온도가 비교예의 냉각 장치(1')에 비해 낮게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 본 실시형태의 냉각 장치(1)에 있어서 자려 진동식 히트 파이프(20)가 발열 부품과의 접촉역(111a)에서 방열 휜(12)으로 충분히 열을 전달하고, 그것에 의해 접촉역(111a), 즉 발열 부품의 냉각에 충분히 기여하고 있는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시형태에 있어서의 배관 부재(210)에 의하면, 그 내부에, 연락로(214a, 214b)에 의해서 연통된 2쌍의 통로(213)가 형성되어 있다. 그리고, 이들 2쌍의 통로(213)가 상술한 자려 진동식 히트 파이프(20)에 있어서의 작동 유체(220)의 루프 통로(215)로서 이용되고 있다. 본 실시형태에서는 이것에 의해, 1개의 봉형상의 자려 진동식 히트 파이프(20)가 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태의 배관 부재(210)에 의하면, 그 내부 구조가 구획벽(212)에 의해서 내부를 구획한다고 하는 단순한 구조이기 때문에, 예를 들면 상술한 윅이 형성된 배관 부재 등에 비해 절곡의 자유도가 높다. 본 실시형태에서는 이와 같은 배관 부재(210)를 이용하여, 설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치 가능한 자려 진동식 히트 파이프(20)가 구성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 히트 파이프로서 자려 진동식 히트 파이프(20)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 히트 파이프는 이것에 한정되는 것은 아니며, 연락로에 의해 연통한 배관 부재의 통로의 한쪽을 기상의 이동로로, 다른 쪽을 액상의 환류로로 이용하여 구성된 잠열 수송만으로 열을 전달하는 타입의 히트 파이프 등이어도 좋다. 배관 부재에 있어서의 통로를 액상의 환류로로서 이용하는 방법으로서는 예를 들면, 그 통로에 모세관 현상에 의해서 액상을 보내는 금속 메시 등을 삽입하는 등과 같은 방법을 들 수 있다.
또, 본 실시형태의 배관 부재(210)는 알루미늄제이기 때문에, 예를 들면 동제의 것 등에 비해 경량이고, 또 재료 코스트의 면에서도 유리한 것이다.
또한, 본 실시형태와 달리 내부가 구획되어 있지 않은 루프형상의 배관 부재를 이용한 자려 진동식 히트 파이프에서는 그 형상이 루프형상인 것에 유래하여, 도중에 열이 전달되기 어려워지는 부분이 생기는 경우가 있다. 이에 반해, 본 실시형태에 의하면, 1개의 배관 부재(210)의 내부에 루프 통로(215)(도 5)가 형성된 것이며, 그 절곡 가공의 자유도가 높기 때문에, 골고루 열이 전달되는 바와 같은 적절한 형상으로 절곡해서 사용할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 반경 방향 D2에 연장해서 마련된 구획벽(212)이 내부에 마련된 환형 형상의 배관 부재(210)는 그 절곡이 용이한 것에 부가해서, 구획벽(212)이 내부로부터 지지하는 역할을 한다. 이것에 의해, 절곡했을 때의 배관 부재(210)의 찌부러짐을 억제함으로써, 절곡에 대한 배관 부재(210)의 강도가 높게 되어 있다. 더 나아가서는 배관 부재(210)는 기상(222)의 팽창에 의한 내압의 상승에도 노출되지만, 내부로부터 지지하는 구획벽(212)에 의해, 이러한 내압의 상승에 대한 내성도 증강되어 있다.
또, 본 실시형태의 배관 부재(210)는 구획벽(212)을 이루는 4개의 벽 부분(212a)이 방사상으로 연장하고 있는 것에 의해, 배관 본체(211)의 절곡에 대한 강도가 한층 높아지고, 상기와 같은 내압의 상승에 대한 내성도 한층 증강되어 있다.
또, 본 실시형태에서는 4개의 통로(213)를 연결해서 1개의 루프 통로(215)를 형성함으로써, 1개의 배관 부재(210)의 내부에, 2회 이상 왕복하는 사행 통로가 형성되게 된다. 일반적으로, 자려 진동식 히트 파이프에서는 증발부와 응축부의 왕복 회수가 많을수록 열의 수송 성능이 향상한다. 본 실시형태의 자려 진동식 히트 파이프(20)는 1개의 배관 부재(210)의 내부에 있어서의 통로(213)의 왕복 회수가 많아지므로, 그 열의 수송 성능이 높게 되어 있다.
본 실시형태의 냉각 장치(1)는 1개의 배관 부재(210)를 원하는 형상으로 절곡함으로써, 설치 개소의 상황에 따라 높은 자유도로 설치할 수 있는 상술한 자려 진동식 히트 파이프(20)를 구비하고 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 냉각 장치(1)는 발열 부품의 접촉역(111a)(수열부)과 방열 휜(12)(방열부)의 위치 관계 등으로 제한을 받는 경우가 적으며, 높은 자유도하에서 설계된 것으로 되어 있다.
여기서, 제조나 사용의 편리성 등의 관점에서, 배관 본체(211)에 대해서는 그 둘레벽의 두께가 5.0㎜이하인 것이 바람직하고, 그 내부 공간을 포함한 원형 단면적이 510㎟이하인 것이 바람직하다. 또, 구획벽(212)에 대해서는 그 두께가 1.0㎜이하인 것이 바람직하다. 또한, 작동 유체(220)를 원활하게 순환시키는 등의 관점에서, 그 유로로서 이용되는 통로(213)에 대해서는 자려 진동식 히트 파이프(20)의 전체 체적에 차지하는 비율(체적비)이 70%이하인 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이 제 2 실시형태는 냉각 장치의 외관이나, 사용되고 있는 히트 파이프의 절곡 형상이 제 1 실시형태와 다르다. 한편, 히트 파이프가 제 1 실시형태와 마찬가지의 배관 부재를 이용해서 구성된 자려 진동식 히트 파이프이며, 그 절곡 형상을 제외한 내부 구조 등은 제 1 실시형태와 동일하다. 이하에서는 제 2 실시형태에 대해, 제 1 실시형태와의 차이점에 주목해서 설명하고, 동일한 점에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치를 나타내는 사시도이다. 또, 도 8은 도 7에 나타나 있는 냉각 장치의 삼면도이다. 도 8의 (a)에는 도 7 중의 V3 화살표의 측면도가 나타나고, 도 8의 (b)에는 도 7 중의 V4 화살표의 정면도가 나타나며, 도 8의 (c)에는 도 7 중의 V5 화살표의 측면도가 나타나 있다.
도 7 및 도 8에 나타나 있는 냉각 장치(2)는 모두 알루미늄제의, 플레이트부(13)와, 방열 휜(14)과, 자려 진동식 히트 파이프(30)를 구비하여, 냉각 대상의 발열 부품을 냉각하는 히트 싱크로 되어 있다.
플레이트부(13)는 냉각 대상으로 되는 발열 부품과 한쪽의 면에 있어서의 접촉역(131a)에서 접하는 직사각형 판이며, 다른 쪽의 면에는 자려 진동식 히트 파이프(30)가 끼워 넣어지는 홈(131)이 서로 평행하게 복수개 마련되어 있다.
방열 휜(14)은 플레이트부(13)에 있어서의 홈(131)이 마련된 면측에 있어서, 플레이트부(13)에서 떨어진 위치에, 플레이트부(13)와 직교해서 서는 동시에 그 홈(131)과도 직교하는 자세로, 등간격으로 서로 평행하게 복수개가 병렬되어 있다.
자려 진동식 히트 파이프(30)는 상술한 제 1 실시형태의 자려 진동식 히트 파이프(20)와 마찬가지의 배관 부재를 이용해서 구성되며, 작동 유체가 봉입된 1개의 루프 통로가 그 내부에 마련되어 있다. 그리고, 이 자려 진동식 히트 파이프(30)는 플레이트부(13)의 홈(131)을 통과하는 동시에 복수개의 방열 휜(14)을 반복 관통하여 나선을 그리도록 구부러져 있다. 각 방열 휜(14)은 그 관통 개소에서 자려 진동식 히트 파이프(30)에 고정되고, 플레이트부(13)의 홈(131)에는 자려 진동식 히트 파이프(30)가 고정되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 냉각 장치(2)에서는 나선을 그린 자려 진동식 히트 파이프(30)에 의해서, 플레이트부(13)와 복수개의 방열 휜(14)이 연결되어 있다.
자려 진동식 히트 파이프(30)에서는 플레이트부(13)에 있어서의 접촉역(131a)의 위쪽을 통과하는 부분의 내부의 루프 통로가 발열 부품으로부터의 열에 의해서 증발이 생기는 증발부로 된다. 그리고, 복수개의 방열 휜(14)을 관통하는 부분의 내부의 루프 통로가 방열에 의해서 응축이 생기는 응축부로 된다. 그리고, 그 양자간에서, 기상의 이동에 의한 잠열의 수송과, 액상에 의한 현열의 수송이 동시에 실행된다.
도 7 및 도 8에 나타낸 냉각 장치(2)에서는 플레이트부(13)의 접촉역(131a)에서 흡수한 발열 부품의 열이 자려 진동식 히트 파이프(30)에서의 상기와 같은 열 수송에 의해서 방열 휜(14)에 전달되고, 이 방열 휜(14)으로부터 주변의 공기로 방열된다.
이상에서 설명한 제 2 실시형태에서도, 제 1 실시형태의 것과 마찬가지의 배관 부재로 구성된 자려 진동식 히트 파이프(30)를 이용하고 있기 때문에, 그 배관 부재(즉, 자려 진동식 히트 파이프(30))의 구조에 유래하는 각종 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 실시형태는 본 발명의 대표적인 형태를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 이탈하지 않는 범위에서 각종 변형해서 실시할 수 있다. 이러한 변형에 의해서도 또한 본 발명의 히트 파이프나 냉각 장치의 구성을 구비하는 한, 물론, 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 히트 파이프의 일예로서, 사행형상으로 절곡한 제 1 실시형태의 자려 진동식 히트 파이프(20)와, 나선 형상으로 절곡한 제 2 실시형태의 자려 진동식 히트 파이프(30)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 히트 파이프는 이것에 한정되는 것은 아니며, 그 구체적인 형상은 히트 파이프의 설치 상황에 따라 임의의 형상으로 설정할 수 있다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 배관 부재의 일예로서, 배관 본체(211)의 내부가 4개의 통로(213)로 구획된 배관 부재(210)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 배관 부재는 이것에 한정하는 것은 아니며, 배관 본체의 내부가 복수개의 통로로 구획된 것이면, 통로의 구체적인 개수를 불문한다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 히트 파이프의 일예로서, 내부에 루프 통로(215)가 1개 형성된 자려 진동식 히트 파이프(20, 30)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 히트 파이프는 이것에 한정하는 것은 아니며, 그 내부에 루프 통로가 복수개 형성된 것 등이어도 좋다. 여기서 말하는 「루프 통로가 복수개 형성된 것」으로서는 예를 들면 4개의 통로로부터, 통로를 2개씩 연결해서 루프 통로를 2개 형성한 것 등을 들 수 있다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 배관 부재의 일예로서, 알루미늄제의 배관 부재(210)가 예시되고, 본 발명에서 말하는 냉각 장치의 일예로서도 알루미늄제의 플레이트부(11, 13)와 방열 휜(12, 14)을 구비한 냉각 장치(1, 2)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 배관 부재나 냉각 장치는 알루미늄제에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 말하는 배관 부재나 냉각 장치는 예를 들면 동제 등이어도 좋으며, 그 구체적인 재료를 불문한다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 작동 유체의 일예로서 프레온계의 냉매가 예시되어 있지만, 본 발명에서 말하는 작동 유체는 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 말하는 작동 유체는 히트 파이프로서의 사용 온도 범위나 배관 부재의 재질 등에 따라, 물이나 CO2 등, 각종 냉매를 채용할 수 있다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 냉각 장치의 일예로서, 플레이트부(11, 13)의 일부가 발열 부품의 접촉역(111a, 131a)으로서, 그 접촉역(111a, 131a)이 수열부의 역할을 하는 냉각 장치(1, 2)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 냉각 장치는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 플레이트부(11, 13)의 전체면이 발열 부품과 접촉해서 수열부의 역할을 하는 것 등이어도 좋으며, 냉각 장치에 있어서의 수열부의 구체적인 형태를 불문한다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명에서 말하는 냉각 장치의 일예로서, 등간격으로 서로 평행하게 배열한 복수개의 직사각형 형상의 방열 휜(12, 14)이 방열부의 역할을 하는 냉각 장치(1, 2)가 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 말하는 냉각 장치는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 방열 휜의 형상이 원형 등과 같은 임의 형상의 것이어도 좋다. 혹은 본 발명에서 말하는 냉각 장치는 히트 파이프가 접촉하는 수냉 플레이트나 수냉 배관, 혹은 히트 파이프가 직접 잠기는 냉매 조 등을 방열부로 한 것 등이어도 좋다. 이와 같이, 본 발명에서 말하는 냉각 장치는 그 방열부의 구체적인 형태를 불문한다.
1, 2; 냉각 장치 11, 13; 플레이트부
12, 14; 방열 휜 20, 30; 자려 진동식 히트 파이프
111a, 131a; 접촉역 210; 배관 부재
211; 배관 본체 211a; 일단
211b; 타단 212; 구획벽
212a; 벽 부분 213; 통로
214a, 214b; 연락로 215; 루프 통로
220; 작동 유체 221; 액상
222; 기상 D1; 축 방향
D2; 반경 방향

Claims (6)

  1. 내부에 작동 유체가 봉입되어 해당 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 히트 파이프에 이용되는 배관 부재에 있어서,
    상기 히트 파이프에 이용됨에 있어서 양단이 폐색되고, 임의로 절곡 가능한 배관 본체와,
    상기 배관 본체의 축 방향으로 연장하여, 각각이 상기 작동 유체의 유로로서 이용되는 복수개의 통로로 상기 배관 본체의 내부를 구획하는 구획벽과,
    상기 복수개의 통로 중 적어도 1개의 통로를, 해당 1개의 통로와 서로 인접하는 다른 1개의 통로와 연통시키는 연락로를 구비한 것을 특징으로 하는 배관 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배관 본체는 상기 축 방향과 직교하는 단면형상이 원형으로 된 환형 배관이고,
    상기 구획벽은 상기 배관 본체의 상기 단면형상에 있어서의 반경 방향으로도 연장해서 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구획벽은 상기 배관 본체의 중심축에서 해당 배관 본체의 내면을 향해 상기 반경 방향으로 방사상으로 연장된 복수의 벽 부분을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 배관 부재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 연락로는 상기 배관 본체의 양단이 폐색되었을 때에, 상기 배관 본체의 내부에 1개 또는 복수개의 루프 통로가 형성되도록, 상기 배관 본체의 양단 각각의 근방에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 부재.
  5. 배관 부재와, 해당 배관 부재의 내부에 봉입된 작동 유체를 구비하고, 해당 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 히트 파이프에 있어서,
    상기 배관 부재는 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 배관 부재인 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
  6. 수열부와, 방열부와, 상기 수열부에서 받은 열을 상기 방열부에 전달하는 히트 파이프를 구비하고,
    상기 히트 파이프는 배관 부재와, 해당 배관 부재의 내부에 봉입된 작동 유체를 구비하고, 해당 작동 유체의 이동에 의해서 열을 전달하는 것이고,
    상기 배관 부재는 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 배관 부재인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
KR1020187004184A 2015-10-22 2016-08-02 배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치 KR102032069B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/079786 WO2017068677A1 (ja) 2015-10-22 2015-10-22 配管部材、ヒートパイプ、及び冷却装置
JPPCT/JP2015/079786 2015-10-22
PCT/JP2016/072600 WO2017068833A1 (ja) 2015-10-22 2016-08-02 配管部材、ヒートパイプ、及び冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180030863A true KR20180030863A (ko) 2018-03-26
KR102032069B1 KR102032069B1 (ko) 2019-11-08

Family

ID=58556803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187004184A KR102032069B1 (ko) 2015-10-22 2016-08-02 배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10247485B2 (ko)
JP (2) JPWO2017068677A1 (ko)
KR (1) KR102032069B1 (ko)
CN (1) CN107850399B (ko)
DE (1) DE112016004824B4 (ko)
WO (2) WO2017068677A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102072082B1 (ko) * 2019-05-09 2020-01-31 잘만테크 주식회사 히트 파이프 및 전열 블록을 포함한 전자부품 냉각장치의 제조방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3422919B1 (en) 2016-03-02 2022-07-20 Z Intellectual Property Holding Company, LLC Systems and methods for providing a wand for a floor cleaning appartatus
US11661357B2 (en) * 2018-02-26 2023-05-30 Z Intellectual Property Holding Company, Llc Methods and processes for producing electrolyzed alkaline and oxidizing water
TWI645153B (zh) * 2018-04-26 2018-12-21 泰碩電子股份有限公司 同管分為汽流通道與液流通道的迴路熱管
TWI672478B (zh) * 2018-05-04 2019-09-21 泰碩電子股份有限公司 迴路式均溫板
US10962301B2 (en) * 2018-07-23 2021-03-30 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Loop heat pipe
EP4026410A1 (en) * 2019-09-06 2022-07-13 Carlisle Interconnect Technologies, Inc. Mounting system for mounting an element to an aircraft surface

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06213582A (ja) * 1992-08-31 1994-08-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分離式ループ型細管ヒートパイプ受放熱器
JPH09126672A (ja) 1995-11-01 1997-05-16 Fujikura Ltd ヒートパイプ
JPH1052712A (ja) * 1996-08-06 1998-02-24 Nippon Light Metal Co Ltd 蛇行細管体及びその成形方法
JP2013120053A (ja) * 2011-12-09 2013-06-17 Toyota Motor Corp ヒートパイプ
JP2013160420A (ja) 2012-02-03 2013-08-19 Toyota Central R&D Labs Inc 自励振動ヒートパイプ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0351697A (ja) * 1989-07-19 1991-03-06 Showa Alum Corp ヒートパイプ
JP3192498B2 (ja) * 1991-11-07 2001-07-30 本田技研工業株式会社 インバータ装置
JPH0835786A (ja) * 1994-07-22 1996-02-06 Tohoku Electric Power Co Inc 棒状ループ型ヒートパイプ
JP2002081874A (ja) * 2000-09-11 2002-03-22 Canon Inc プレート型ヒートパイプ及びその製造方法
JP2003287378A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Mitsubishi Electric Corp 細管ヒートパイプ及び熱交換器
US20050284614A1 (en) * 2004-06-22 2005-12-29 Machiroutu Sridhar V Apparatus for reducing evaporator resistance in a heat pipe
JP4810656B2 (ja) * 2004-11-25 2011-11-09 国立大学法人 千葉大学 脈動流を用いた強制振動型ヒートパイプ
JP2013124841A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Toyota Motor Corp 冷却器及びその製造方法
TWI579519B (zh) * 2013-09-02 2017-04-21 財團法人工業技術研究院 脈衝型多管式熱管

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06213582A (ja) * 1992-08-31 1994-08-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分離式ループ型細管ヒートパイプ受放熱器
JPH09126672A (ja) 1995-11-01 1997-05-16 Fujikura Ltd ヒートパイプ
JPH1052712A (ja) * 1996-08-06 1998-02-24 Nippon Light Metal Co Ltd 蛇行細管体及びその成形方法
JP2013120053A (ja) * 2011-12-09 2013-06-17 Toyota Motor Corp ヒートパイプ
JP2013160420A (ja) 2012-02-03 2013-08-19 Toyota Central R&D Labs Inc 自励振動ヒートパイプ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102072082B1 (ko) * 2019-05-09 2020-01-31 잘만테크 주식회사 히트 파이프 및 전열 블록을 포함한 전자부품 냉각장치의 제조방법
WO2020226252A1 (ko) * 2019-05-09 2020-11-12 잘만테크 주식회사 히트 파이프 및 전열 블록을 포함한 전자부품 냉각장치의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017068833A1 (ja) 2017-04-27
CN107850399B (zh) 2020-05-15
JP6111003B1 (ja) 2017-04-05
DE112016004824T5 (de) 2018-07-26
CN107850399A (zh) 2018-03-27
KR102032069B1 (ko) 2019-11-08
US10247485B2 (en) 2019-04-02
JPWO2017068677A1 (ja) 2018-08-09
JPWO2017068833A1 (ja) 2017-10-19
WO2017068677A1 (ja) 2017-04-27
US20180216895A1 (en) 2018-08-02
DE112016004824B4 (de) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180030863A (ko) 배관 부재, 히트 파이프, 및 냉각 장치
KR100769497B1 (ko) 히트 싱크
JP5131323B2 (ja) ヒートパイプ式冷却装置及びこれを用いた車両制御装置
KR101070842B1 (ko) 방열장치 및 이를 구비한 전자장치
JP7189903B2 (ja) 冷却装置および冷却装置を用いた冷却システム
TWI717263B (zh) 散熱裝置
US20150233647A1 (en) Method and system of heat dissipation utilizing a heat pipe in combination with an extruded heat sink
TWI741592B (zh) 散熱裝置
TWI752468B (zh) 散熱裝置
TW202027242A (zh) 散熱裝置
JPWO2017110740A1 (ja) 放熱装置、それを用いた相変化冷却装置、および放熱方法
JP2008202881A (ja) 冷却ブロック体および冷却装置
WO2018030478A1 (ja) ベーパーチャンバ
WO2020054752A1 (ja) 冷却装置および冷却装置を用いた冷却システム
JP2016205745A (ja) ヒートパイプ式ヒートシンク
JP2006234267A (ja) 沸騰冷却装置
JP2020034257A (ja) 自励振動ヒートパイプ冷却装置および自励振動ヒートパイプ冷却装置を搭載した鉄道車両
KR101180494B1 (ko) 그래픽 카드 방열장치
JP7340709B1 (ja) ヒートシンク
JP7452080B2 (ja) 沸騰冷却器
JP4880822B2 (ja) 放熱装置
JP7439559B2 (ja) 沸騰冷却器
JP7444703B2 (ja) 伝熱部材および伝熱部材を有する冷却デバイス
WO2013073696A1 (ja) 冷却装置およびそれを用いた電子機器
KR101749927B1 (ko) 냉매를 이용한 고속 열전달 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant